JPS58189291A - 螢光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は低速電子線励起で発光する螢光体において、加
速電圧を変えることによって発光色を変えることができ
る螢光体に関するものである。

ディスプレイデバイスの分野ではフラットパネルディス
プレイＣ時代に備えて液晶（ＬＣＤ　）。

発光ダイオード（ＬＥＤ　）、プラズマディスプレイ（
ＰＤＰ　）、ＢＬパネル、偏平ＣＲＴ、螢光喪表示管（
ＦＩＰ　）などの各種平面画像表示デバイスの研究開発
が進められている。％に電子線励起による偏平ＣＲＴ　
、　ＦＩＰ　は輝度が高いという特徴を有しており、実
用化が期待されている。

しかしながら、　ＦＩＰの場合種々の色度座標を持つ螢
光体が開発されているが平面画像表示をする″）悴必景
なド・ト′トリ・り３に１史えるカラー螢光体はほとん
ど開発されていない。現時点ではドツトマトリックスに
よる画像表示ＦＩＰに使える螢光体はＺｎＯ：Ｚｎだけ
である。この理由は。

１つは他のカラー螢光体はＺｎＵ：Ｚｎに比べればまだ
輝度が低いこと、もう１つは陽極配線が必要であるとい
う制約のために高分解能のドツトマトリックスを構成で
きないことである。カラーの動画表示ができるＦＩＰ実
現のためには、第２の理由によって単一のドツトで多色
の発光を示す螢光体が是非とも必要である。

本発明はこのような発光色を変えることができ。

しかも低速電子線励起で発光する螢光体を提供すること
を目的とする。

すなわち本発明はＳｎＯ□：Ｆｉｕ螢光体粉末を９０〜
９５重量％、及び中央値が０３μｍ〜２μｍ、標準偏差
値が０．７以下である粒子径分布を有するＹ２Ｏ２Ｓ：
Ｅｕ螢光体粉末を５〜１０重量％、の割合で混合してな
る螢光体である。

５ｎ０２：　Ｅｕ　は低速電子線励起用螢光体として知
られているが、　Ｙ２Ｏ２Ｓ　：　Ｂｔｕ、は低速電子
線励起では発光しない。しかし、Ｙ２０□８：Ｅｕと５
ｎ０２：Ｅｕを混合した混合値体にした場合、加速電圧
を１００ｖ程度以上にするとＹ２Ｏ２８：　Ｅｕ　　の
発光も現われるようになる。このことはＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅ
ｕ螢光体に導電粉を混合して低速電子線で発光させた場
合と同様にａ　８ｎ０２：　Ｅｕ粒子とＹ２Ｏ２Ｓ　：
　Ｅｕ粒子が接触しているとき、低速電子線に対して低
抵抗な５ｎ０２：Ｅｕ粒粒子上ってＹ２Ｏ２Ｓ　：　Ｅ
ｕ粒子の帯電が除去され、その部分に電子線が入射して
Ｙ２Ｏ２Ｓ　：　Ｅｕの発光が現われるものである。

Ｙ２Ｏ２Ｓ　：　Ｅ　ｕの発光を得るのに必要な加速電
圧はＹ２Ｏ２Ｓ　：　Ｂｕの混合量およびＹ２Ｏ２Ｓ：
Ｅｕと５ｎ０２：Ｅｕの粒子の大きさに依存する。たと
えば。

通常使われている平均粒径的６μｍの低速電子線励起用
の５ｎ０２：Ｅｕ螢光体と、ＣＢ’ｌ’用の平均粒径的
５μｍのＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ螢光体の混合螢光体において
、　Ｙ２（Ｊ２Ｓ　：　ｎｕの発光スペクトルのうちの
６２７　［ｉ　Ａの線スペクトルと８ｎＵ２：Ｅｕの発
光スペクトルのうちの５９２５Ａの線スペクトルの強度
が同じ位になるまでＹ２Ｏ２Ｓ　：　ｎｕを発光させる
には、加速電圧が１７５Ｖ以上必要であった。しかしな
がらこのような高い電圧では螢光表示管に応用すること
は困難である。

本発明者等はこのような問題を解決するために研究を行
った結果ａ　ｓｎ、ｏ２：　ｈｕ螢元体粉末と適切な粒
子径分布を有するＹ２Ｏ２Ｓ　：　Ｅｕ螢光体粉末。

の混合螢光体が６０Ｖ以下の加速電圧の範囲で発光色を
橙色から赤色の範囲で変えることができることを見い出
した。

この現象は次のように考えられる。Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ粒
子を球形とすると、帯電電荷量は、電子を照射後の時刻
ｔ　（ｓ）において次式が与えられる。

但し Ｅ＝粒子が存在しなかったときの電界強度ε０−真空の
誘電率 εＳ＝粒子の比誘電率 ｒ＝粒子半径 に＝電子の表面移動度 ρ１＝電子の表面電荷密度 すなわち、帯電電荷ｉ１￥）（ｔ）は時刻ｔと共に増加
し。

ｔ−１０７において最終値ｒの９１％になる。最終電荷
蓋ｇ−は粒子比誘電率ε３，１を界８１粒径ｒのみによ
って定まる。３父をもっと４大きく左右するものは粒子
半径ｒで、その減少と共に３ｃ′は急激に減少する。従
って１粒径が小さいほど低加速電圧でも励起される割合
いが増す。

また、　Ｓｎ０２　：　Ｂｕ　によって帯電電荷が吸収
されるので、　Ｙ２Ｏ２Ｓ　：　Ｅｕ　　粒子が小さい
ほどより多５− 〈のＹ２Ｏ２８：　Ｈｕｕ子表面が入射電子によって励
起されることになる。従って１発光色を変化させるに必
要な陽極電圧を大幅に低下させることができる。

次に本発明を実施例によって詳細に説明する。

実施例 Ｙ２Ｏ２８：　ｇｕｕ光体粉末は次のようにして作製修
酸塩を沈澱させた。沈澱を水洗して乾燥させた後、酸素
中で１１００℃で１時間熱分解してＹ２Ｏ３：Ｅｕ螢光
体粉末を得た。このＹ２Ｏ３：　］ＤｕとＮａ２　Ｃ０
３とＳをモル比で１：１．５：４の割合で乾式混合した
。

この混合物をＮ２雰囲気中、１０００℃で８時間反応さ
せた。反応生成物を水洗し、乾燥して中火値が０．５μ
ｍ、標準偏差値が０．５以下の粒子径分布を有するＹ２
Ｏ２Ｓ　：　Ｅｕ螢光体を得た。

Ｙ２Ｏ２Ｓ　：　Ｅｕ螢光体の粒径を制御するには、酸
硫化物にする際の反応温度を変えるのが簡単であるが、
標準偏差値が大きくなるので、むしろ修酸塩６一 を熱分解する際の分解温度を変えた方がよい。粒径を小
さくすると発光効率が低下するので、変えられる色度座
標の範囲が狭くなる。また、逆に粒径を大きくすると高
い加速賦圧が必要になるので”実用的でなくなる。カロ
速′框圧を６　ｔｌ　Ｖ以下とした場合、変えられる色
度座標の範囲が最も広いのは中央値０．３．６ｍ〜２μ
ｍ、標準偏差１１ＩｆＯ，７以下の範囲であった。その
うち最も好ましいのは中央値０．５μＩｎｎ標準偏差ｌ
ｌ！０．５以下であった。

５ｎＵ２　：　Ｅｕ螢光体は以下のようにして作製した
。

酸化ユーロピウムを塩酸に溶かした水溶液を修酸第１ス
ズに含浸させ、１２００℃で　４時間窒気中で焼成して
中央値６μｍ、標準偏差値０．８の粒子径分布を有する
５ｎ０２　：　Ｅｕ螢光体を作艇した。焼成温度を変え
ることによって粒径を制御することができるが、８ｎ０
２はもともと低速電子線に対して導電性含有しているし
、　８ｎ０２　：　Ｅｕ　　螢光体は通常輝度飽和組成
で使用されるので８ｎ０２　：　、Ｆｉｕ螢光体の粒径
分イ１１は本発明の螢光体には大きな影響を有しない。

しかし望ましくは中央値で１〜２０μｍ程度、標準偏差
値が１．０以下程度の粒子径分布が適当であシ、中央値
が１μｍ以下あるいは２０μｍ以上になると除々に特性
が劣化してくる。

以上のようにして作製したＹ２Ｏ２８：　Ｅｕ螢光体を
１〜４０重ｆＸ　−５ｎ０２　：Ｅｕ螢光体を９９〜６
ＯＮ重％の範囲の重量比で混合して、デマウンタブルな
低速電子線励起螢光体評価装置で、その陽極１流−陽＆
電圧特性を調べた。結果を図１に示す。図中の数字はＹ
２Ｏ２Ｓ　：　Ｅｕの重量混合比である。螢光表示管に
おける実用的な陽極電圧である６０Ｖ以下の範囲で考え
てみると、　Ｙ２Ｏ２Ｓ　：　Ｅｕが１０重量％以下で
ないと十分な陽極電流が得られず、輝度が低い。

また１本発明の目的である色度座標を変えることができ
る螢光体であるという条件で考えると。

５重量％以下では色度座標の可変範囲が狭くなり好まし
くない。

圧）に対して加速度的に増すのに対してａ　　８ｎ０２
二Ｅｕ　の発光強度が飽和状態にあって、しかも陽極電
圧を増すと５ｎ０２：Ｅｕにと、このＤＩＢＡＤＣＵＲ
，Ｒ，ＥＮＴが増すので、陽極電圧に対するＹ２Ｏ２Ｓ
：１３ｕ、５ｎＵ２：Ｅｕの発光強度は図２に示すよう
に変る。Ｙ２Ｏ２Ｓ　：　Ｅ　ｕ　が６重量％のとき、
陽極電圧か３０Ｖのときの発光スペクトルを図３に示す
。

陽極′電圧が６０Ｖのときの発光スペクトルを図４に示
す。このとき１色度座標は３０Ｖでｘ　＝　０．６２５
ｙ＝Ｑ、３７から６０Ｖでｘ＝ｏ、６５　ｙ二０．３５
に１で変化し友。

以上の実施例から微粒子の（２０２Ｓ　：　Ｂｕと８ｕ
Ｕ２：Ｅｕ螢光体の混合螢光体は、実用的な６０Ｖ以下
の陽極電圧で発光色を橙色から赤色にまで変えられるこ
とが明らかになった。このような色度可変の螢光体は、
高分解能のド、）マトリックスカラー螢光表示管の実現
という見地から、その実用性は高い。

【図面の簡単な説明】

第１図はＹ２Ｏ２８：　Ｅｕ螢光体と５ｎ０２　：　Ｂ
ｕ　螢９− 光体の配合比を変えた場合の螢光体の陽極電流と陽極電
圧の関係を示す図である。第２図は５ｎ０２：Ｅｕが９
４重量％とＹ２Ｏ２Ｓ　：　Ｂｕが６重量％の混合螢光
体においてそれぞれの螢光体の相対発光強度の陽極電圧
依存性を示す図である。第３図は第２図において陽極電
圧３０Ｖのときの発光スペクトル。第４図は第２図にお
いて陽極電圧６０Ｖのときの発光スペクトル。 ＝１０− 、３　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　（Ｓ）（°いり　゛Ｙ専骨督Ｌ λ齢昼］叶

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ５ｎ０２　：　Ｅｕ螢光体粉末を９０〜９５重ｉＸ、及
   体粉末を５〜１０重量％の配合比で混合してなることを
   特徴とする螢光体。