JPH11172240A - 発光組成物および蛍光表示管 - Google Patents
発光組成物および蛍光表示管Info
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- JPH11172240A JPH11172240A JP34117897A JP34117897A JPH11172240A JP H11172240 A JPH11172240 A JP H11172240A JP 34117897 A JP34117897 A JP 34117897A JP 34117897 A JP34117897 A JP 34117897A JP H11172240 A JPH11172240 A JP H11172240A
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Abstract
に対して強力に付着させる。 【解決手段】 発光組成物を、蛍光体とひげ結晶とから
形成する。また、蛍光表示管にこのような発光組成物を
用いる。
Description
て発光光を生じる発光組成物および蛍光表示管に関する
ものである。
オ等においては、電子表示デバイスの一つである蛍光表
示管が用いられている。この蛍光表示管とは、蛍光体の
付着された陽極と、この陽極と対向した位置にある陰極
とが真空ガラス容器内に設置され、陰極から照射した電
子をこの蛍光体に衝突させることによって発光光を得る
ものである。
いる蛍光体のうち、特に低速電子線励起蛍光体として
は、従来より主に酸化物系蛍光体と硫化物系蛍光体との
2種類の組成からなるものが用いられている。次に、こ
れら2種類の蛍光体の性質の違いについて説明する。
ため、下地の陽極材料と反応しにくいという性質があ
る。そのため、酸化物系蛍光体は、陽極に対する付着力
が弱く、衝撃等が加わると容易に剥離してしまう問題点
がある。特に、蛍光表示管の製造時においては、脱バイ
ンダー工程(蛍光体をペースト化する際に添加した有機
バインダーを燃焼・飛散させる工程)における軽い焼結
(凝集)により、蛍光体同士に収縮応力が発生するた
め、衝撃等が加わると陽極との界面から鱗片状に剥がれ
てしまう。
等の硫化物は、基本的に管球化工程における熱処理でS
が脱離し易く、化学量論的に不安定な組成物になりやす
い。そのため、反応性という観点からすると硫化物の方
が酸化物よりも高く、蛍光体粒子同士のみならず下地の
陽極材料との付着力も強力である。したがって、このよ
うな硫化物系蛍光体は、酸化物系蛍光体のときのように
鱗片状に大きく剥がれてしまうことはなく、部分的に削
られるようにして剥離する程度である。また、落下衝撃
高さも酸化物系蛍光体に比べて20〜30cm高いもの
となる。
物系蛍光体とにおける付着力の差は、通常用いられるカ
ーボン陽極のみならず、Al薄膜やITO(Indium Tin
Oxide)薄膜陽極上においても、酸化物系蛍光体の方が
付着力が弱いことがわかっている。特に、従来のフリッ
トガラス(PbO系低融点ガラス)を含有したカーボン
電極に代わって登場したフリットレスカーボン電極にお
いては、管球化工程でフリットガラスによるカソード能
力の劣化を避けるためにその組成中からフリットガラス
を完全に除去しており、上記付着力の低下は顕著なもの
である。
ス)は、カーボン粒子の結着剤(無機バインダー)とし
て使用されるだけでなく、蛍光体の付着力を高める効果
も同時に備えているため、フリットレスにすることによ
ってカソード能力を向上できるものの、蛍光体に対する
付着力は低下してしまうのである。
化物系蛍光体等の発光組成物は、優れた発光特性を有す
るにもかかわらず陽極に対する付着力が弱く、衝撃等に
よって簡単に剥がれてしまうため、蛍光表示管への使用
が困難であるという問題点があった。本発明は、このよ
うな課題を解決するためのものであり、輝度を落とすこ
となく、蛍光表示管の陽極等に対して強力に付着させる
ことができる発光組成物および蛍光表示管を提供するこ
とを目的とする。
るために、本発明に係る発光組成物は、蛍光体とひげ結
晶とから形成されている。また、本発明に係る蛍光表示
管は、真空容器内に、発光組成物の付着された陽極と陰
極とが設置され、上記発光組成物に対して上記陰極から
照射された電子を衝突させることによって発光光を得る
蛍光表示管において、上記発光組成物が蛍光体とひげ結
晶とから形成されたものである。このように構成するこ
とにより、本発明は、ひげ結晶が蛍光体粒子同士の間に
入り込み、陽極等に対する付着力を向上させることがで
きる。
について図を用いて説明する。図1は本発明で使用され
る蛍光体の一例を示す顕微鏡写真であり、図2は本発明
で使用されるひげ結晶(以下、ウイスカーという)の一
例を示す顕微鏡写真である。これら両図は、いずれも5
000倍に拡大された写真である。図1,2から明らか
なように、ウイスカーはその形状が針状で蛍光体よりも
細長く、またウイスカーのほとんどはその繊維長が蛍光
体の粒子径以下である。
する高さおよび相対輝度との関係について説明する。現
在、実用的な蛍光体の粒子径は大体1〜10μmの範囲
にある。そして、ウイスカーの繊維長がこの粒子径より
も極端に長いと、付着力は低下するものと考えられる。
なぜなら、蛍光体の間に入り込んだウイスカーが焼結時
において蛍光体粒子同士の発生する応力を緩和するから
である。したがって、ウイスカーの蛍光体粒子中への分
散状態は、適度に蛍光体粒子間に針状粒子が入り込んだ
形状であることが望ましく、あまり繊維長が長すぎると
このような構造にならず、付着力を向上させることはで
きない。
は改善される。なぜなら、蛍光体粒子間にウイスカーが
充填されると電子線励起によって蛍光体で発生した熱
が、ウイスカーと蛍光体粒子によって形成された熱伝導
回路によって基板面に効率よく逃がされ、蛍光体の温度
消光特性が改善されることによるからである。
がれの生じる高さとの関係についての具体的な数値を提
示する。表1は、(Zn,Mg)O:Zn蛍光体(中央
粒径6μm)へのウイスカーの添加量を示す表である。
ときは20cmの高さで剥離が生じるのに対して、繊維
長が1.68μmのTiO2 ウイスカーを添加すると剥
離の生じる高さは65cmとなり、その他の繊維長のと
きと比べて最も高いことがわかる。また、ウイスカーと
して9Al2O3・2B2O3 を用いたときは、繊維長が4.01
μmのときに最も剥離の生じる高さは高くなり、繊維長
を蛍光体の粒子径よりも長くすると無添加のときの高さ
と変わらないことがわかる。
μm)へのウイスカーの添加量を示す表である。
ウイスカーの組成によって剥離の生じる高さが変化して
いることがわかる。
離の生じる高さとの関係について、実験結果をもとに説
明する。図3,4は、(Zn,Mg)O:Zn蛍光体に
WO3とIn2O3 とウイスカーを共添加したときのグラ
フである。また、図5,6は、(Zn,Mg)O:Zn
蛍光体にウイスカーを単独添加したときのグラフであ
る。
量のウイスカーを添加した場合、無添加の場合よりも輝
度が向上していることがわかる。これは、ウイスカーの
添加によって熱伝導性が改善され、温度消光が緩和され
たものと思われる。しかし、1wt%を越えてさらに多
量のウイスカーを添加すると、非発光物の増加により、
結局輝度は低下してしまう。
・2B2O3のウイスカーを添加したときはほとんど剥離
を生じる高さは変化しないが、TiO2 のウイスカーを
添加すると飛躍的に剥離の高さも高くなっていることが
わかる。通常、実用上の信頼性に要する落下高さは、3
0cmをクリアする必要があると考えられているが、両
図から明らかなように1wt%のウイスカーの添加によ
って40cmをクリアしており、要求特性は十分満足し
ている。
添加する蛍光体の物性によって異なるが、少なくとも白
色で繊維長が蛍光体の粒子径以下のものについては、何
らかの効果があるものと考えられる。したがって、実験
によって調べたTiO2 や9Al2O3・2B2O3以外に
も同様の条件に適合する組成物では、付着力の改善およ
び輝度の向上の何れかの効果があるものと考えられる。
リウム、塩基性硫酸マグネシウム、酸化亜鉛、グラファ
イト、マグネシア、硫酸カルシウム、Na2Ca2P2O
18 、ホウ酸マグネシウム、二ホウ化チタン、α−アル
ミナ、クリソタイル、ワラストナイト等がある。
は増すものの、輝度低下も大きくなるので、1wt%程
度の添加量で十分要求特性は満足できると考えられる。
しかし、輝度の代わりに強い耐衝撃力を優先するような
用途においては、添加量をさらに増やしても良い。次
に、上記発光組成物を利用した蛍光表示管の実施例につ
いて説明する。
示す断面図である。同図に示すように、ガラス基板1上
にスクリーン印刷法により、Agぺーストからなる配線
層2と低融点ガラスを主成分とする絶縁層3とを順次形
成した後、カーボン(グラファイト)とバインダービー
クルとを主成分とするカーボンペーストによって陽極層
4を形成した。そして、この陽極層4上にZnO:Zn
蛍光体にTiO2 ウイスカー(繊維長2.86μm)を
1wt%混合したものをぺースト化して印刷し、約50
0℃の下で焼成して蛍光体層5を形成した。
をガラス基板1上に設け、フェースガラス8とガラス基
板1とを封着してガラス容器を形成してから、その内部
を真空排気することにより、蛍光表示管が作製される。
この蛍光表示管について実験をした結果、落下衝撃高さ
40cmをクリアし、実用上十分な信頼性を確保するこ
とができた。また、輝度レベルは、無添加の状態よりも
28%向上した。
ZnO:Zn蛍光体に、1wt%のTiO2 ウイスカー
(繊維長2.86μm)と1wt%のWO3 とを添加し
て蛍光体層5を形成し、以下実施例1と同様にして蛍光
表示管を作製した。この蛍光表示管は、落下衝撃高さ5
0cmをクリアする上に、発光特性を無添加のZnO:
Zn蛍光体と比べて約66%改善させることができた。
て(Zn,Mg)O:Zn蛍光体に、1wt%のTiO
2ウイスカー(繊維長2.86μm)と1wt%のWO
3 と1wt%のIn2O3 とを添加して蛍光体層5を形
成し、以下上記と同様にして蛍光表示管を作製した。こ
の蛍光表示管は、落下衝撃高さ45cmをクリアする上
に、発光特性を無添加の状態と比べて約340%改善さ
せることができた。
を示す断面図である。上記実施例1におけるAgからな
る配線層2とカーボン(グラファイト)からなる陽極層
4の代わりに、Alからなる配線層2aとAl薄膜のフ
ォトエッチングによる透光性の陽極層4aとを形成し、
以下上記と同様にして蛍光表示管を作製した。この蛍光
表示管は、Al薄膜からなる陽極層4a上でも落下衝撃
高さ35cmをクリアすることができ、優れた付着カの
改善効果が得られた。また、輝度レベルは無添加の状態
よりも17%向上した。
を示す断面図である。上記実施例1のAgからなる配線
層2とカーボン(グラファイト)からなる陽極層4の代
わりに、ITO薄膜からなる配線層2bと透光性の陽極
層4bとを形成し、以下上記と同様にして蛍光表示管を
作製した。この蛍光表示管は、ITO薄膜からなる陽極
層4b上でも落下衝撃高さ30cmをクリアすることが
でき、優れた付着力の改善効果が得られた。また、輝度
レベルは無添加の状態よりも8%向上した。
してZnGa2O4:Mn蛍光体に10wt%のIn2O3
と1wt%のTiO2 ウイスカー(繊維長2.86μ
m)とを添加して蛍光体層5を形成し、以下上記と同様
にして蛍光表示管を作製した。この蛍光表示管は、落下
衝撃高さ60cmをクリアする上に、無添加のZnGa
2O4:Mn蛍光体と比べて輝度レベルを約16%改善さ
せることができた。
して(Zn,Mg)O:Zn蛍光体とボールミルによっ
て粉砕処理した1wt%の9Al2O3・2B2O3ウイス
カー(繊維長4.01μm)とを添加して蛍光体層5を
形成し、以下上記と同様にして蛍光表示管を作製した。
この蛍光表示管は、落下衝撃高さ30cmをクリアする
上に、無添加の(Zn,Mg)O:Zn蛍光体のと比べ
て輝度レベルを約59%向上させることができた。
ものであって、これら以外のZnGa2O4、Y2O3、Z
n2SiO4、Y2SiO5 、SrTiO3、Y3AlO12
等の酸化物を母体とする蛍光体に対しても、本発明は同
様に有効である。この場合のアクチベータの種類として
は、Zn,Mn,Tb,Er,Pr等がある。また、こ
れらの蛍光体にIn2O3,SnO2,ZnO等を添加し
て導電処理したものや、WO3等の発光特性改善の為の
添加剤を添加したものも有効である。さらに、陽極材料
としては、フリットレスカーボン陽極に限らず、Al薄
膜やITO薄膜などの材料でも有効であり、付着力およ
び発光特性の改善が得られる。
が付着カの向上と輝度レベルの確保の点で適している
が、多少輝度を犠牲にしても付着力を強くしたい用途に
おいては、添加量を3wt%程度まで増加してやっても
よい。また、輝度向上の目的のみに添加する場合におい
ては、最少で0.1wt%程度から効果が認められるの
で、ウイスカーの添加によって何らかの効果が認められ
る範囲は、重量比で0.1〜3.0%の範囲と考える。
また、本発明に係る発光組成物を、蛍光表示管だけでな
く画像管等の高圧の陰極線管に用いた場合も効果的であ
ることは明らかである。
ひげ結晶を添加したことにより、蛍光体の陽極に対する
付着力を飛躍的に高めることができる。一方、その添加
量は少量で済むため、発光特性に対する影響は非常に小
さく、輝度を下げることはほとんどない。
る。
In2O3 とウイスカーとを添加した際の、ウイスカー
の添加量と輝度との関係を示すグラフである。
In2O3 とウイスカーとを添加した際の、ウイスカー
の添加量と剥離の発生する高さとの関係を示すグラフで
ある。
ーを単独に添加した際の、ウイスカーの添加量と輝度と
の関係を示すグラフである。
ーを単独に添加した際の、ウイスカーの添加量と剥離の
発生する高さとの関係を示すグラフである。
層、4…陽極、5…蛍光体層、6…グリッド、7…カソ
ード、8…フェースガラス。
Claims (13)
- 【請求項1】 蛍光体とひげ結晶とから形成されている
ことを特徴とする発光組成物。 - 【請求項2】 請求項1において、 前記蛍光体は、ZnO、(Zn,Mg)O、ZnGa2
O4、Y2O3、Zn2SiO4 、Y2SiO5 、SrTi
O3またはY3AlO12 の何れか一つを母体とする酸化
物系蛍光体であることを特徴とする発光組成物。 - 【請求項3】 請求項1において、 前記ひげ結晶は、酸化チタンまたはホウ酸アルミニウム
の何れか一つを組成とすることを特徴とする発光組成
物。 - 【請求項4】 請求項1において、 重量比で0.1乃至3.0%の前記ひげ結晶が添加され
ていることを特徴とする発光組成物。 - 【請求項5】 請求項1において、 前記ひげ結晶は、その繊維長が前記蛍光体の粒子径以下
であることを特徴とする発光組成物。 - 【請求項6】 請求項1において、 前記ひげ結晶に加えてWO3およびIn2O3 の両方また
は何れか一方が添加されていることを特徴とする発光組
成物。 - 【請求項7】 真空容器内に、発光組成物の付着された
陽極と、陰極とが設置され、前記発光組成物に対して前
記陰極から照射された電子を衝突させることによって発
光光を得る蛍光表示管において、 前記発光組成物は、蛍光体とひげ結晶とから形成されて
いることを特徴とする蛍光表示管。 - 【請求項8】 請求項7において、 前記蛍光体は、ZnO、(Zn,Mg)O、ZnGa2
O4、Y2O3、Zn2SiO4 、Y2SiO5 、SrTi
O3またはY3AlO12 の何れか一つを母体とする酸化
物系蛍光体であることを特徴とする蛍光表示管。 - 【請求項9】 請求項7において、 前記ひげ結晶は、酸化チタンまたはホウ酸アルミニウム
の何れか一つを組成とすることを特徴とする蛍光表示
管。 - 【請求項10】 請求項7において、 重量比で0.1乃至3.0%の前記ひげ結晶が添加され
ていることを特徴とする蛍光表示管。 - 【請求項11】 請求項7において、 前記ひげ結晶は、その繊維長が前記蛍光体の粒子径以下
であることを特徴とする蛍光表示管。 - 【請求項12】 請求項7において、 前記ひげ結晶に加えてWO3およびIn2O3 の両方また
は何れか一方が添加されていることを特徴とする蛍光表
示管。 - 【請求項13】 請求項7において、 前記陽極は、フリットレスカーボン、アルミニウムまた
はITOによって形成されていることを特徴とする蛍光
表示管。
Priority Applications (1)
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JPH11172240A true JPH11172240A (ja) | 1999-06-29 |
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1997
- 1997-12-11 JP JP34117897A patent/JP3839571B2/ja not_active Expired - Fee Related
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