JPH1143669A

JPH1143669A - 蛍光体及び表示装置

Info

Publication number: JPH1143669A
Application number: JP20300897A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Okumura; 美和奥村; Naohisa Matsuda; 直寿松田; Masaaki Tamaya; 正昭玉谷; Keiko Arubesaaru; アルベサール・恵子
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-07-29
Filing date: 1997-07-29
Publication date: 1999-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】粒径が小さく、かつ高い輝度を有する蛍光体、
及び十分な輝度の及び高詳細な表示が可能な表示装置を
提供すること。【解決手段】本発明の蛍光体は、０．１μｍないし１μ
ｍの平均粒度を有し、電気陰性度から定義されるイオン
性の平均が８０％以上であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光体及び表示装
置に係り、特に、粒径が小さく発光効率の良好な蛍光体
及びそれを用いた表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】陰極線管表示装置、紫外線励起型平板表
示装置、及び電子線励起型平板表示装置等の表示装置
（以下、それぞれ、ＣＲＴ、ＰＤＰ、及びＦＥＤとい
う）では、従来から、数μｍ〜十数μｍ程度の粒径を有
する蛍光体が用いられている。しかしながら、近年、高
精細な表示への要求が高まりつつあり、蛍光体の小粒子
化が求められている。

【０００３】例えば、ＣＲＴにおいては、蛍光膜の厚さ
を薄くすることにより発光の面内方向への散乱が低減さ
れて、高い解像度を得ることができることが知られてい
る。この蛍光体膜の厚さは、蛍光体の積層数を減らすこ
と或いは蛍光体粒子の粒径を小さくすることにより低減
することが可能であるが、蛍光体の積層数を３層未満と
した場合、電子線の一部が蛍光膜を突き抜けてしまうた
め効率的に蛍光体を発光させることができない。したが
って、高い解像度及び高い発光効率を得るためには蛍光
体の小粒子化が必要となる。

【０００４】このような要求はＰＤＰにおいても同様で
ある。ＰＤＰにおいてはＣＲＴにおける理由の他に、セ
ルのサイズの縮小化に伴う理由で蛍光体の小粒子化が必
要とされている。すなわち、ＰＤＰには、高効率化及び
高解像度化が求められており、高解像度化のためにはセ
ルのサイズを縮小することが必要とされている。しかし
ながら、セルのサイズを縮小したＰＤＰにおいて従来の
蛍光体を用いた場合、セルのサイズに対して蛍光体の粒
径が大きすぎるため、十分な放電空間を確保することが
できない。そのため、蛍光体の小粒子化が求められてい
るのである。

【０００５】また、ＦＥＤにおいても小粒子化された蛍
光体が求められている。ＦＥＤは、通常、５ｋＶ以下程
度の加速電圧で駆動される。このＦＥＤの加速電圧は、
数十ｋＶにも及ぶＣＲＴの加速電圧に比べると非常に低
い値である。そのため、ＦＥＤにおける蛍光膜のコーテ
ィングウェイトの最適値は、１ｍｇ／ｃｍ² 程度、膜厚
に換算すると２μｍ程度と、ＣＲＴのそれに比べて低く
なる。したがって、粒径が２μｍを超える従来の蛍光体
では粒径が大きすぎるため、最適なコーティングウェイ
トを有する蛍光膜を形成することができない。

【０００６】また、ＣＲＴに関して説明したように、蛍
光体の積層数を減少させた場合、電子線が蛍光膜を突き
抜けてしまうおそれがある。ＦＥＤにおいては、ＣＲＴ
に比べて加速電圧は低いものの、少なくとも２層の蛍光
体を積層する必要がある。したがって、ＦＥＤにおいて
は、粒径がおよそ１μｍ以下の蛍光体が必要とされてい
る。

【０００７】以上説明したように、ＣＲＴ、ＰＤＰ、及
びＦＥＤ等の表示装置では、蛍光体の小粒子化が求めら
れている。しかしながら、これら表示装置で用いられる
蛍光体を小粒子化した場合、以下に示す問題を生ずるの
である。

【０００８】従来、これら表示装置では、例えば、Ｚｎ
Ｓを母体とする蛍光体や、Ｙ₂ Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ、及びＹ₂
Ｏ₂ Ｓ：Ｅｕ等の組成を有する蛍光体のように半導体性
の高いもの、或いはＹ₂ Ｏ₃ ：Ｅｕのように絶縁体性の
高いものが多く用いられていた。しかしながら、これら
蛍光体の多くは小粒子化した場合に発光効率が劇的に低
下してしまう。

【０００９】例えば、Ｔ．Ｙａｎａｇｉｓａｗａらは、
ＩＴＥＪＴｅｃｈｎｉｃａｌＲｅｐｏｒｔ，Ｅｄ
７５４，Ｖｏｌ．７，Ｎｏ．３０（１９８３）で自
己不活型ＺｎＳ蛍光体における粒径と粉体輝度との関係
を開示している。その中には、自己不活型ＺｎＳ蛍光体
を１０ｋＶの加速電圧で発光させた場合、粒径が２μｍ
の蛍光体では、粒径が６μｍの蛍光体の半分以下の粉体
輝度しか得ることができないことが記載されている。こ
のように、従来、ＣＲＴ、ＰＤＰ、及びＦＥＤ等の表示
装置で用いられていた蛍光体の多くは、小粒子化した場
合に輝度が劇的に低下してしまうのである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するためになされたものであり、粒径が小さく、
かつ高い輝度を有する蛍光体、及び十分な輝度の及び高
詳細な表示が可能な表示装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、０．１μｍな
いし１μｍの平均粒度を有し、電気陰性度から定義され
るイオン性の平均が８０％以上であることを特徴とする
蛍光体を提供する。また、本発明は、０．１μｍないし
１μｍの平均粒度を有し、下記組成式ＬｎＦ₃ ：Ｒ¹ 、
ＭＦ₂ ：Ｒ² 、ＡＭＦ₃ ：Ｒ² 、及びＡＬｎＦ₄ ：Ｒ¹
（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、及びＬｕから選ばれる
少なくとも１種の元素を示し、ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、
及びＢａから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、Ａ
はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、及びＲｂから選ばれる少なくとも１
種の元素を示し、Ｒ¹ はＣｅ、Ｐｒ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄ
ｙ、及びＥｕから選ばれる少なくとも１種の元素を示
し、Ｒ² はＥｕ及びＭｎから選ばれる少なくとも１種の
元素を示す。）のいずれか１つに示す化学組成を有する
弗化物からなることを特徴とする蛍光体を提供する。

【００１２】さらに、本発明は、０．１μｍないし１μ
ｍの平均粒度を有し、組成式ＬｎＯＸ：Ｒ³ （式中、Ｌ
ｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、及びＬｕから選ばれる少なくとも
１種の元素を示し、ＸはＦ、Ｃｌ、及びＢｒから選ばれ
る少なくとも１種の元素を示し、Ｒ³ はＣｅ、Ｐｒ、Ｇ
ｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、及びＥｕから選ばれる少なくとも１種
の元素を示す。）に示す化学組成を有することを特徴と
する蛍光体を提供する。また、本発明は、上記蛍光体を
含む蛍光膜を具備することを特徴とする表示装置を提供
する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明についてより詳細に
説明する。本発明の第１の実施形態に係る蛍光体は、イ
オン性が８０％以上であるものである。具体的には、組
成式ＬｎＦ₃ ：Ｒ¹ 、ＭＦ₂ ：Ｒ² 、ＡＭＦ₃ ：Ｒ² 、
及びＡＬｎＦ₄ ：Ｒ¹ のいずれかに示す化学組成を有す
る弗化物蛍光体である。これら組成式において、Ｌｎは
Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ、及びＬｕから選ばれる少なくとも１種
の元素を示し、ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、及びＢａから選
ばれる少なくとも１種の元素を示し、ＡはＬｉ、Ｎａ、
Ｋ、及びＲｂから選ばれる少なくとも１種の元素を示し
ている。Ｌｎ、Ｍ、及びＡは、それぞれ単独の元素であ
ってもよく、複数種の元素を含んでもよい。

【００１４】また、上記組成式において、Ｒ¹ はＣｅ、
Ｐｒ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、及びＥｕから選ばれる少なく
とも１種の元素を示し、Ｒ² はＥｕ及びＭｎから選ばれ
る少なくとも１種の元素を示している。Ｒ¹ 及びＲ²
は、それぞれ単独の元素であってもよく、複数種の元素
を含んでもよい。また、通常、Ｒ¹ 及びＲ² は、それぞ
れ蛍光体粒子中に０．０１重量％〜１０重量％含まれる
ことが好ましい。０．０１重量％未満の場合、発光中心
の濃度が不十分であるため十分な輝度を得ることができ
ず、１０重量％を超える場合も、濃度消光が生じるため
十分な輝度を得ることができない。

【００１５】この弗化物蛍光体において、これら元素の
組み合せに特に制限はないが、ＬｎとしてＧｄ及びＹを
用い、ＭとしてＣａ及びＢａを用い、ＡとしてＬｉ及び
Ｎａを用いることが好ましい。また、Ｒ¹ としてＥｕ、
Ｔｂ、Ｐｒを用いることが好ましく、Ｒ² としてＭｎを
用いることが好ましい。これら元素を用いた場合、粒径
をより小さくした場合でも比較的高い輝度を得ることが
できる。また、この弗化物蛍光体の組成を、組成式ＹＦ
₃ ：Ｅｕ、ＢａＦ₂ ：Ｍｎ、ＬｉＧｄＦ₄ ：Ｅｕ、及び
ＬｉＢａＦ₃ ：Ｍｎ等に示す化学組成とすることによ
り、粒径をより小さくした場合でも高い輝度を得ること
ができる。

【００１６】上記弗化物蛍光体の平均粒度は、０．１μ
ｍないし１μｍである。この値は、０．３μｍないし
０．７μｍであることがより好ましい。平均粒度がこの
範囲内にある場合に、高い発光効率を保ちつつ、緻密な
蛍光膜を形成することができる。

【００１７】次に、本発明の第２の実施形態に係る蛍光
体について説明する。本発明の第２の実施形態に係る蛍
光体は、組成式ＬｎＯＸ：Ｒ³ に示す化学組成を有する
蛍光体である。この組成式において、ＬｎはＬａ、Ｇ
ｄ、Ｙ、及びＬｕから選ばれる少なくとも１種の元素を
示し、ＸはＦ、Ｃｌ、及びＢｒから選ばれる少なくとも
１種の元素を示し、Ｒ³ はＣｅ、Ｐｒ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄ
ｙ、及びＥｕから選ばれる少なくとも１種の元素を示し
ている。Ｌｎ、Ｘ、及びＲ³ は、それぞれ単独の元素で
あってもよく、複数の元素を含んでもよい。

【００１８】Ｒ³ は、通常、蛍光体粒子中に０．０１重
量％〜１０重量％含まれることが好ましい。０．０１重
量％未満の場合、発光中心の濃度が不十分であるため十
分な輝度を得ることができず、１０重量％を超える場合
も、濃度消光が生じるため十分な輝度を得ることができ
ない。

【００１９】この本発明の第２の実施形態に係る蛍光体
において、これら元素の組み合せに特に制限はないが、
ＬｎとしてＬａ及びＧｄを用い、ＸとしてＣｌを用い、
Ｒ³としてＴｂ、Ｅｕ、及びＰｒを用いることが好まし
い。これら元素を用いた場合、粒径をより小さくした場
合でも比較的高い輝度を得ることができる。また、この
弗化物蛍光体の組成を、組成式ＬａＯＣｌ：Ｔｂ及びＬ
ａＯＢｒ：Ｔｂ等に示す化学組成とすることにより、粒
径をより小さくした場合でも高い輝度を得ることができ
る。

【００２０】上記第２の実施形態に係る蛍光体の平均粒
度は、０．１μｍないし１μｍである。この値は、０．
３μｍないし０．７μｍであることがより好ましい。平
均粒度がこの範囲内にある場合に、高い発光効率を保ち
つつ、緻密な蛍光膜を形成することができる。なお、以
上説明した粒径は、全てブレーン法によるものである。

【００２１】以下、本発明の原理について説明する。蛍
光体の粒径と輝度との関係は、前述のＴ．Ｙａｎａｇｉ
ｓａｗａらの開示の他に、Ｔ．ＷｅｌｋｅｒらがＥｘｔ
ｅｎｄｅｄＡｂｓｔｒａｃｔｏｆＥＣＳＭｅｅ
ｔｉｎｇ，Ｎｏ．６５２（１９９１）で、Ｙ₂ Ｏ₃ ：
Ｅｕ蛍光体は粒径１μｍ〜５μｍの範囲では粒径を小さ
くするほど輝度が低下することを開示している程度であ
って、その小粒子化による輝度低下の要因は分かってい
なかった。

【００２２】本発明者らは、以下に示すモデルを構築し
て発光効率を概算し、粒径を様々に変えて発光効率の実
測値との比較を行ったところ、小粒子化されても高い輝
度が維持される蛍光体に共通する物性を見出した。

【００２３】図４に、蛍光体の発光メカニズムの概略を
示す。図４に示す蛍光体粒子４５は粒径Ｒを有してい
る。この蛍光体粒子４５に、励起光として、例えば侵入
深さｘの電子線４６を照射すると、蛍光体粒子４５の表
面から深さｘの位置でｅ−ｈペアが形成される。このｅ
−ｈペアが、蛍光体粒子４５内を移動して発光中心であ
るＥｕ、Ｐｒ、及びＴｂ等のドーパントイオンに到達
し、発光中心の電子遷移を生じさせることにより発光が
生じるのである。

【００２４】ここで、ｅ−ｈペアがドーパントイオンま
で到達する距離、すなわちｅ−ｈペア拡散距離をｒ_diff
とし、ｅ−ｈペアが全方位に同心円状に広がるとする
と、発光輝度は半径ｒ_diffの球と蛍光体粒子４５とが重
なる領域の体積に比例する。したがって、一方向から蛍
光体粒子４５全体に電子線４６を照射した場合の輝度
は、上記重なる領域の体積を、蛍光体粒子４５の被照射
面全体について積分した値（Ｖ₁ とする）に比例する。

【００２５】このとき、蛍光体粒子４５の電子線４６の
照射方向に垂直な端部では、厚さが侵入深さｘよりも薄
いため、電子線４６が突き抜けてしまう。しかしなが
ら、通常、蛍光膜は複数の蛍光体層が積層されているた
め、このように突き抜けた電子線４６は下層の蛍光体に
侵入し、その蛍光体を発光させる。したがって、上述の
積分値から蛍光体粒子４５の端部の寄与を除く必要はな
い。

【００２６】次に、無限大の大きさを有するバルク蛍光
体粒子を想定し、この蛍光体粒子に径Ｒの電子線を照射
した場合について同様の積分を行う。このようにして得
られたバルク蛍光体粒子についての積分値をＶ₂ とし、
Ｖ₁ をＶ₂ で割ることにより、蛍光体粒子４５の発光効
率ηを得ることができる。

【００２７】上述のモデルをもとに、蛍光体粒子の粒径
と発光効率との関係を計算した。その結果を、図５にグ
ラフにして示す。このグラフにおいて、横軸は粒径Ｒ
（μｍ）を示し、縦軸は発光効率ηを示している。ま
た、曲線５１、５２、及び５３は、それぞれＺｎＳ系の
蛍光体（ｒ_diff＝０．５μｍ）、Ｙ₂ Ｏ₂ Ｓ系の蛍光体
（ｒ_diff＝０．２μｍ）、及びＹ₂ Ｏ₃ 系の蛍光体（ｒ
_diff＝０．１μｍ）についてのデータを示している。

【００２８】このモデルの妥当性を調べるために、これ
ら蛍光体について粒径と発光効率とを測定して、モデル
から得られた計算値との比較を行ったところ、非常に良
く一致していることが確認された。したがって、このグ
ラフから明らかなように、蛍光体粒子を小粒子化した場
合、ｒ_diffが小さい蛍光体において高い発光効率が得ら
れるのである。

【００２９】また、上述のｅ−ｈペア拡散距離ｒ
_diffは、イオン性と非常に高い相関性を有していること
が判明した。ここで、元素Ａと元素Ｂとで構成される化
合物のイオン性は、例えばポーリングの定義によると、
Ａの電気陰性度をχ_A 、Ｂの電気陰性度をχ_B とした場
合、下記式イオン性＝１−ｅｘｐ｛−（χ_A −χ_B ）² ／４｝であらわされる。本発明者らは、従来の様々な蛍光体に
ついてイオン性を調べた。下記表１にその結果を示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】なお、上記表１で、３種以上の元素からな
る蛍光体のイオン性は、それぞれの結合のイオン性の平
均値である。これら蛍光体について粒径と輝度との関係
を調べたところ、７０％以上のイオン性を有する蛍光体
は小粒子化されても高い輝度が維持されることが明らか
になった。すなわち、イオン性が７０％以上となるよう
に蛍光体を構成する元素を選択することにより、小粒子
化されても高い輝度が維持される蛍光体を設計すること
が可能となるのである。上述の知見をもとに、イオン性
が７０％以上となるように、下記表２に示す蛍光体を設
計し、粒径と輝度との関係について調べた。

【００３２】

【表２】

【００３３】その結果、全ての蛍光体が小粒子化されて
も高い輝度が維持され、特にイオン性が８０％以上の蛍
光体では、粒径が０．５μｍの場合においても粒径が６
μｍの場合の８０％以上の値が得られた。したがって、
蛍光体を小粒子化した場合、イオン性が７０％以上であ
る場合に高い輝度維持率が得られ、８０％以上である場
合により高い輝度維持率が得られるのである。

【００３４】以上説明した本発明の第１及び第２の実施
形態に係る蛍光体は焼成法または高周波熱プラズマ法等
により製造される。焼成法を用いた製造においては、ま
ず、原料化合物をボールミル等により機械的に混合し、
それぞれが均一に分散した混合物を形成する。次に、こ
の混合物をるつぼに投入し、電気炉等により、Ｎ₂ 、Ｈ
₂ ／Ｎ₂ 、Ｈ₂ ／Ａｒ、及び大気等の雰囲気下、９００
℃〜１２００℃程度の温度で３０分〜３時間程度焼成す
ることにより製造する。或いは、上述の混合物を形成す
る代わりに、原料となる共沈を形成し、これを９００℃
〜１０００℃程度の温度で１０分〜１時間程度焼成する
ことにより製造することもできる。

【００３５】上述の焼成法で製造した場合、得られる粒
子は多面体状等の不定形である。それに対し、本発明の
蛍光体を高周波熱プラズマ法により製造した場合、得ら
れる粒子は球状になる。このような球状の蛍光体を用い
ると、充填密度の高い蛍光膜を形成することが可能とな
る。以下に、高周波熱プラズマ法について説明する。

【００３６】高周波熱プラズマ法においては、原料とし
て、従来の焼成法等により製造された蛍光体が用いられ
る。この原料蛍光体粉末を高周波熱プラズマ中で溶融処
理し、これを急冷することにより球状の蛍光体が製造さ
れる。このとき、４ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ、プレートへの
入力電力５ｋＷ〜２０ｋＷの範囲内で高周波熱プラズマ
のパワーを制御することにより、真球状の蛍光体を得る
ことができる。

【００３７】上述の原料蛍光体に、１次粒子の粒径が３
μｍ〜５μｍのものを用いることができる。このような
原料蛍光体を用いた場合、熱プラズマ処理後の蛍光体粒
子の粒径は処理前に比べて縮小される必要がある。した
がって、熱プラズマにより原料蛍光体の一部を溶融・蒸
発させて粒径を縮小し、小粒子化された蛍光体のみをフ
ィルター部で回収することが望ましい。

【００３８】また、原料蛍光体として、１次粒子の粒径
が３μｍ〜５μｍの蛍光体を、予めポリポット等に投入
し、ボールミル等により５〜３０時間ミリングしたもの
を用いることができる。このような原料蛍光体を用いて
熱プラズマ処理した場合、処理後の蛍光体は殆ど全て小
粒子化されているので、フィルター部だけでなくサイク
ロン部でも回収することができる。

【００３９】また、このようにして製造される球状の蛍
光体は、長径と短径との比が１ないし１．５の範囲にあ
ることが好ましく、１ないし１．２の範囲にあることが
より好ましい。長径と短径との比が上記範囲内にある場
合に、充填密度の高い蛍光膜を形成することができる。

【００４０】次に、本発明の表示装置について説明す
る。本発明の表示装置は、上記蛍光体を蛍光膜中に含有
するＣＲＴ、ＰＤＰ、及びＦＥＤ等の表示装置である。
ここで、上記蛍光体を蛍光膜中に含有するとは、蛍光体
膜中に上記蛍光体を少なくとも一成分として含有するこ
とであって、上記蛍光体以外の従来の蛍光体を含有する
ものであってもよい。また、蛍光膜が複数の色領域で構
成される場合、本発明の蛍光体がそれら色領域のいずれ
か１つに含有され、他の色領域が従来の蛍光体で構成さ
れるものであってもよい。

【００４１】しかしながら、本発明の蛍光体は、全ての
色領域に用いられることが好ましい。また、本発明の蛍
光体は、蛍光体膜中に１０重量％以上含有されることが
好ましく、５０重量％以上含有されることがより好まし
い。本発明の蛍光体が上記範囲にある場合、解像度や発
光効率を良好に高めることができる。

【００４２】以下、本発明のＣＲＴについて説明する。
図１は、本発明のＣＲＴを示す概略図である。この図に
おいて、ＣＲＴ１０は、ガラスからなるネック部１１及
びパネル部１２等で構成されており、本発明の蛍光体
は、パネル部１２の内壁に設けられた蛍光膜１３に用い
られている。このＣＲＴ１０における表示は、ネック部
１１の一端に設けられたヒータ１４、カソード１５、及
びコントロールグリッド１６により電子線を放出し、電
子線を主レンズ１７を通過させ、偏光ヨーク１８及び偏
光板１９により偏光させて、蛍光膜１３に照射すること
により行われる。

【００４３】以上のようにして構成されるＣＲＴ１０に
おいては、本発明の蛍光体が用いられているため、蛍光
膜が薄くかつ緻密に形成される。したがって、上記ＣＲ
Ｔ１０によると、高い解像度及び高い発光効率を同時に
得ることができる。

【００４４】上述のＣＲＴ１０を構成する部材は、蛍光
体を除いて、一般的なＣＲＴで用いられる部材を用いる
ことができる。また、蛍光膜１３は、自然沈降法や水ガ
ラスを用いた沈降法、或いは光硬化性樹脂を含む蛍光体
スラリーのパネルへのスピンコートによる方法等を用い
て形成する。この蛍光膜１３のコーティングウェイト
は、１ｍｇ／ｃｍ² 〜５ｍｇ／ｃｍ² であることが好ま
しい。コーティングウェイトが上限値を超える場合、ス
ポット径が拡大してしまうため解像度が低下し、下限値
未満の場合、蛍光膜を電子線の一部が突き抜けてしまう
ため発光効率が低下してしまう。

【００４５】本発明の表示装置がＰＤＰとして用いられ
る場合、例えば、図２に示す構成とすることができる。
図２において、ＰＤＰ２０は、基板２１及び透明基板２
２等で構成され、これらは対向して配置されている。基
板２１の対向面には、隔壁２３が配列されている。それ
ぞれの隔壁２３の間には、アドレス電極２４が設けら
れ、このアドレス電極２４の上に、それぞれ発光色の異
なる蛍光膜２５、２６、２７が形成されている。基板２
２の対向面には、アドレス電極２４と直交するようにし
て表示電極２８が配列され、その上に誘電体層２９及び
保護膜３０が順次積層されている。このＰＤＰ２０にお
いて、本発明の蛍光体は蛍光膜２５、２６、２７の少な
くとも１つに含有されている。

【００４６】以上のようにして構成されるＰＤＰ２０に
おいては、蛍光膜２５、２６、２７の少なくとも１つに
本発明の蛍光体が用いられている。したがって、隔壁２
３の間隔や基板２１と透明基板２２との間隔を狭めてセ
ルのサイズを縮小した場合でも、十分な放電空間が確保
されるため、高い輝度を保ちつつ、解像度を高めること
ができる。

【００４７】上述の蛍光膜２５、２６、２７は、一般的
にはスクリーン印刷により形成されるが、その他の塗布
法を用いて形成してもよい。スクリーン印刷により形成
する場合、塗布液として、例えばポリビニルアルコー
ル、ｎ−ブチルアルコール、エチレングリコール、及び
水等の混合液に蛍光体を分散させたペーストを用いるこ
とができる。

【００４８】上述のＰＤＰの蛍光膜の膜厚は、１μｍ〜
２５μｍであることが好ましく、１μｍ〜２０μｍであ
ることがより好ましい。蛍光膜の膜厚が上限値を超える
場合、セルのサイズを十分に縮小することができず、下
限値未満の場合、蛍光膜を電子線の一部が突き抜けてし
まうため発光効率が低下してしまう。

【００４９】次に、本発明の表示装置がＦＥＤとして用
いられた場合について説明する。本発明のＦＥＤとは、
上記蛍光体を含む蛍光膜を有し、電子線により蛍光体を
励起して表示を行う平板型の表示装置であって、様々な
形態を含んでいる。

【００５０】図３に、本発明のＦＥＤの一例を示す。こ
の図で、ＦＥＤ３１は、基板３２、複数の孔が設けられ
た板状のゲート３３、及び透明基板３４が所定の間隔を
隔てて積層された構造を有している。基板３２の対向面
には、カソード電極３５及びアモルファスＳｉ等からな
る抵抗膜３６が順次積層され、抵抗膜３６上には、ゲー
ト３３に設けられた複数の孔に対応して、円錐状の冷陰
極３７が配列されている。

【００５１】透明基板３４の対向面には、画素毎にパタ
ーニングされた透明電極３８が設けられ、各透明電極３
８上には、それぞれ発光色の異なる蛍光膜３９、４０、
４１が形成されている。なお、隣接する透明電極３８及
び蛍光膜３９、４０、４１は、絶縁膜４２により電気的
に絶縁されている。

【００５２】以上のようにして構成されるＦＥＤ３０に
おいて、本発明の蛍光体は、蛍光膜３９、４０、４１の
少なくとも１つに含有されている。したがって、上記Ｆ
ＥＤ３１によると、蛍光膜を複数の蛍光体層を積層し
て、及び最適なコーティングウェイトで形成することが
できるため、十分な輝度の及び高詳細な表示が可能であ
る。

【００５３】上述の蛍光膜３９、４０、４１は、ＣＲＴ
１０及びＰＤＰ２０の蛍光膜の形成に用いたのと同様
の、スクリーン印刷法、自然沈降法、及び水ガラスを用
いた沈降法等により形成することができる。この蛍光膜
のコーティングウェイトは、０．５ｍｇ／ｃｍ² 〜３ｍ
ｇ／ｃｍ² であることが好ましく、０．８ｍｇ／ｃｍ²
〜２ｍｇ／ｃｍ² であることがより好ましい。蛍光膜の
コーティングウェイトが上限値を超える場合、解像度が
低下し、下限値未満の場合、蛍光膜を電子線の一部が突
き抜けてしまうため発光効率が低下してしまう。

【００５４】以上説明したように本発明の表示装置によ
ると、蛍光膜に、上述の粒径が小さくかつ高い輝度を有
する本発明の蛍光体を用いられているため、十分な輝度
で高詳細な表示が可能である。

【００５５】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。（実施例１）以下に示す方法により、サンプル１を製造
した。

【００５６】まず、それぞれ平均粒度が０．５μｍのＹ
Ｆ₃ 及びＥｕＦ₃ を、１：０．１のモル比でポリポット
に投入し、１時間ボールミルを行うことにより混合し
た。次に、得られた混合物を、Ｎ₂ 雰囲気下、９００℃
で１時間焼成し、ＹＦ₃ ：Ｅｕ蛍光体を製造した。

【００５７】以上のようにして製造したＹＦ₃ ：Ｅｕ蛍
光体の平均粒度を、ブレーン法により測定したところ、
０．７μｍであった。また、蛍光体粒子中のＥｕ濃度は
５重量％であった。

【００５８】（比較例１）以下に示す方法により、比較
用サンプル１を製造した。それぞれ平均粒度が３μｍの
ＹＦ₃ 及びＥｕＦ₃ を、１：０．１のモル比でポリポッ
トに投入し、１時間ボールミルを行うことにより混合し
た。得られた混合物を、Ｎ₂ 雰囲気下、１０００℃で３
時間焼成し、ＹＦ₃ ：Ｅｕ蛍光体を製造した。

【００５９】以上のようにして製造したＹＦ₃ ：Ｅｕ蛍
光体の平均粒度を、ブレーン法により測定したところ、
７μｍであった。また、蛍光体粒子中のＥｕ濃度は５重
量％であった。

【００６０】上記サンプル１及び比較用サンプル１につ
いて輝度を測定したところ、サンプル１は比較用サンプ
ル１に対して１／１０程度の粒径まで微粒子化されてい
るのにも関わらず、ほぼ同等（９８％）の輝度を有して
いた。

【００６１】（実施例２）以下に示す方法により、サン
プル２を製造した。平均粒度が４μｍであり、Ｅｕ濃度
が５重量％の市販されているＬａＯＣｌ：Ｔｂ蛍光体を
ポリポットに投入し、約５時間ボールミルを行うことに
よりミリングした。ミリング後の蛍光体を、Ａｒ雰囲気
下、４ＭＨｚ、プレート電力１０ｋＷとして熱プラズマ
処理し、サイクロン品のみを回収した。

【００６２】以上のようにして製造したＬａＯＣｌ：Ｔ
ｂ蛍光体の平均粒度を、ブレーン法により測定したとこ
ろ、１μｍであった。また、蛍光体粒子中のＥｕ濃度は
５重量％であった。

【００６３】（比較例２）実施例２で用いた、平均粒度
が４μｍであり、Ｅｕ濃度が５重量％の市販されている
ＬａＯＣｌ：Ｔｂ蛍光体を比較用サンプル２とし、サン
プル２との比較を行った。

【００６４】上記サンプル２及び比較用サンプル２につ
いて輝度を測定したところ、サンプル２は比較用サンプ
ル２に対して１／４程度の粒径まで微粒子化されている
のにも関わらず、ほぼ同等（９５％）の輝度を有してい
た。

【００６５】（実施例３）原料蛍光体を変えて、実施例
２と同様にして下記表３に示すサンプル３〜８を製造し
た。なお、このようにして製造されたサンプル３〜８の
添加元素濃度はいずれも５重量％であった。

【００６６】また、従来の焼成法により、比較用サンプ
ル３として、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ蛍光体を製造した。以
上のようにして製造したサンプル３〜８、及び比較用サ
ンプル３について、ブレーン法により平均粒度を測定
し、さらに輝度を測定した。下記表３にその結果を示
す。

【００６７】

【表３】

【００６８】なお、上記表３において、それぞれのサン
プルの輝度は、同じ組成を有し平均粒度が６μｍの蛍光
体の輝度に対する相対値で示されている。この表から明
らかなように、比較用サンプル３は、小粒子化されるこ
とにより劇的に輝度が低下しているが、サンプル３〜８
は、輝度の低下が殆ど生じていない。

【００６９】（実施例４）蛍光膜を構成する蛍光体とし
てサンプル１〜８及び比較用サンプル２を用いて図１に
示すＣＲＴを製造した。なお、それぞれのＣＲＴは、加
速電圧２０ｋＶでの透過輝度が、同じ組成を有し平均粒
度が６μｍの蛍光体を用いた場合と同じ値となるよう
に、コーティングウェイトが調節されている。それぞれ
のＣＲＴについて、加速電圧２０ｋＶでの分解能（スポ
ットサイズ）及び蛍光膜のコーティングウェイトを測定
した。その結果を下記表４に示す。

【００７０】

【表４】

【００７１】上記表４に示すように、サンプル１〜８を
用いて製造したＣＲＴでは、蛍光膜に小粒子化されかつ
高い輝度を有する蛍光体が用いられているため、コーテ
ィングウェイトを低減することができ、その結果、スポ
ットサイズを従来に比べて１０〜１５％程度も縮小する
ことができた。

【００７２】（実施例５）蛍光膜を構成する蛍光体とし
てサンプル１〜８及び比較用サンプル２を用いて、図２
に示すＰＤＰを製造した。それぞれのＰＤＰについて、
輝度及び蛍光体膜の膜厚を測定した。その結果を下記表
５に示す。

【００７３】

【表５】

【００７４】なお、上記表５において、それぞれのＰＤ
Ｐの輝度は、同じ組成を有し平均粒度が６μｍの蛍光体
を用い、厚さ２０μｍの蛍光膜を形成した場合の輝度に
対する相対値で示されている。この表から明らかなよう
に、サンプル１〜８を用いて製造したＰＤＰでは、蛍光
体膜を薄い膜厚で形成することができ、さらに、高い輝
度を得ることができた。

【００７５】（実施例６）蛍光膜を構成する蛍光体とし
てサンプル１〜８及び比較用サンプル２を用いて、図３
に示すＦＥＤを製造した。それぞれのＦＥＤについて、
輝度及び蛍光体膜のコーティングウェイトを測定した。
その結果を下記表６に示す。

【００７６】

【表６】

【００７７】なお、上記表６において、それぞれのＦＥ
Ｄの輝度は、同じ組成を有し平均粒度が３μｍの蛍光体
を用い、厚さ５μｍの蛍光膜を形成した場合の輝度に対
する相対値で示されている。この表から明らかなよう
に、サンプル１〜８を用いて製造したＦＥＤでは、蛍光
体膜を最適なコーティングウェイトで形成することがで
き、高い輝度を得ることができた。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
イオン性を８０％以上とすること、特に組成を組成式Ｌ
ｎＦ₃ ：Ｒ¹ 、ＭＦ₂ ：Ｒ² 、ＡＭＦ₃ ：Ｒ² 、ＡＬｎ
Ｆ₄ ：Ｒ¹ に示す化学組成、或いはＬｎＯＸ：Ｒ³ に示
す化学組成とすることにより、ｒ_diff値が低くなり、平
均粒度を０．１μｍないし１μｍの範囲まで小粒子化し
ても高い輝度が維持される蛍光体が提供される。また、
本発明によると、上記蛍光体を用いることにより、十分
な輝度の及び高詳細な表示が可能な表示装置が提供され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＣＲＴの概略を示す図。

【図２】本発明のＰＤＰの概略を示す図。

【図３】本発明のＦＥＤの概略を示す図。

【図４】蛍光体の発光メカニズムの概略を示す図。

【図５】蛍光体の平均粒度と発光効率との関係を示すグ
ラフ。

【符号の説明】

１０…ＣＲＴ１１…ネック部１２…パネル部１３、２５、２６、２７、３９、４０、４１…蛍光膜１４…ヒータ１５…カソード１６…コントロールグリッド１７…主レンズ１８…偏光ヨーク１９…偏光板２０…ＰＤＰ２１、３２…基板２２、３４…透明基板２３…隔壁２４…アドレス電極２８…表示電極２９…誘電体層３０…保護膜３１…ＦＥＤ３３…ゲート３５…カソード電極３６…抵抗膜３７…冷陰極３８…透明電極４１…絶縁膜４５…蛍光体粒子４６…電子線５１、５２、５３…曲線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者アルベサール・恵子神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】０．１μｍないし１μｍの平均粒度を有
し、電気陰性度から定義されるイオン性の平均が８０％
以上であることを特徴とする蛍光体。
【請求項２】０．１μｍないし１μｍの平均粒度を有
し、下記組成式ＬｎＦ₃ ：Ｒ¹ 、ＭＦ₂ ：Ｒ² 、ＡＭＦ₃ ：Ｒ² 、及びＡＬｎＦ₄ ：Ｒ¹ （式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、及びＬｕから選ばれる
少なくとも１種の元素を示し、ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、
及びＢａから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、Ａ
はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、及びＲｂから選ばれる少なくとも１
種の元素を示し、Ｒ¹ はＣｅ、Ｐｒ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄ
ｙ、及びＥｕから選ばれる少なくとも１種の元素を示
し、Ｒ² はＥｕ及びＭｎから選ばれる少なくとも１種の
元素を示す。）のいずれか１つに示す化学組成を有する
弗化物からなることを特徴とする蛍光体。
【請求項３】０．１μｍないし１μｍの平均粒度を有
し、組成式ＬｎＯＸ：Ｒ³ （式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、及びＬｕから選ばれる
少なくとも１種の元素を示し、ＸはＦ、Ｃｌ、及びＢｒ
から選ばれる少なくとも１種の元素を示し、Ｒ³はＣ
ｅ、Ｐｒ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、及びＥｕから選ばれる少
なくとも１種の元素を示す。）に示す化学組成を有する
ことを特徴とする蛍光体。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載の蛍
光体を含む蛍光膜を具備することを特徴とする表示装
置。