JPS59166584A - 「けい」光体 - Google Patents

「けい」光体

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JPS59166584A
JPS59166584A JP3925683A JP3925683A JPS59166584A JP S59166584 A JPS59166584 A JP S59166584A JP 3925683 A JP3925683 A JP 3925683A JP 3925683 A JP3925683 A JP 3925683A JP S59166584 A JPS59166584 A JP S59166584A
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JP
Japan
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phosphor
fluorescent substance
brightness
composition
activator
Prior art date
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Pending
Application number
JP3925683A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Kasano
宏之 笠野
Shinkichi Tanimizu
谷水 伸吉
Yasuhide Kashiwakura
康秀 柏倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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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】 〔廃明の利用分野〕 本発明は蛍光体に係り、特に、真性電場発光用および電
子線励起用に好適な可視域蛍光体に関する。
〔従来技術〕
アルカリ土類金属硫化物、セレン化物は古くから赤外輝
尽用蛍光体母体として研究されていた。
その後アルカリ土類金属硫化物、特にCaSは電子線励
起用蛍光体として非常に有望であることが示された。捷
たSrSやCaSは真性電場発光素子用蛍光体母体とし
ても有望視されている。しかし、これらアルカリ土類金
属硫化物母体に高効率発光を可能とする付活剤をドープ
し蛍光体を焼成した場合、特定のスペクトルをもつ発光
しか得られない。一方、実用上の観点からは色度調節が
きわめて重要なので、母体の混晶化を行なって発光スペ
クトルをシフトさせることが望まれる。われわれは従前
、とのような考え方に立ってアルカリ土類金属硫化物混
晶系母体の検討を行ない、そのうちのいくつかの材料、
たとえばCal−xMFtx8やCal−(x+y) 
B ax M g y 8においては高い発光効率を維
持しながら発光スペクトルを所望の色調に制御できるこ
とを実例で示した。このように従来の陽イオン側混晶に
加えて陰イオン側混晶も良好な蛍光体特性を示すことか
ら、焼成時限イオンを含むガスの混合モル比を制御する
ことによって組成の精細な調整が可能になり、また内部
に人為的な組成分布をもつ混晶蛍光体の合成も可能に々
つた。しかし、CaS+−、Se、混晶蛍光体では51
0nmよシ短波長側の高効率発光は難しいし、また組成
変数が一つしかないため混晶比Xを定めると全ての物理
的性質が一義的に定まるという不便さがあった。もし組
成変数が二つあるような混晶、すなわち四元混晶の形成
が可能であれば、たとえば特定色調を維持しながら組成
をずらせていくことが可能になるので、薄膜蛍光体を作
る場合に基板と格子定数を整合しながら単結晶層を堆積
することができるなどの新しい用途が拓けてくる。この
ような薄膜蛍光体は高効率電場発光素子を作る場合など
に特に重要である。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、高効率でかつ組成制御に自由度を有す
る蛍光体を提供することにある。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するために本発明者らはアルカリ土類金
属硫セレン化物の研究を行ない、CaI−x 8 rx
 sl−、8ey母体が、とくにY り0.6の範囲で
真性電場発光用および電子線励起用蛍光体としてすぐれ
ていることをつきとめた。母体組成がY > 0.6で
は発光効率の低下と共に化学的不安定性、とくに吸湿性
が増大する。またx(0,01あるいはy<o、ool
の範囲では付活剤に対して事実上x=0あるいはy=o
の場合と有意差が見出せなかった。更にx>0.99の
範囲ではx = lの場合との有意差が見出せなかった
〔発明の実施例〕
以下本発明を実施例に基づいて詳細に述べる。
実施例I Euを0.1mO4%ドープしたCaS、8rS。
Ca5eおよびS r 8 eを所定の割合で混合し、
真空下で石英アンプル内に封止した。これを9000に
1時間、100ODに1時間、1200Cに2時間保持
した後取出し、得られた蛍光体をl0I(Vl 00 
nAの電子線で励起して室温における発光特性を調べた
。これら蛍光体をCaI−xsrxs+−ySey:E
uと表示すると、0〈y≦0.3の範囲ではSaS:E
uの場合同様赤色領域に単一ピークを示す発光スペクト
ルが得られX線回折測定によっても単一組成の混晶であ
ることがわかった。しかし、y)0.3の領域ではyの
増加につれて発光スペクトル幅が広がり、またy > 
0.6 r領域では急激な発光効率の低下が観測された
。発光スペクトルの混晶比依存性を第1図に示した。第
1図から、o、ooxくyくo、6の組成範囲をもつ本
発明の蛍光体はEu付活によシ約600〜55 Q H
mの広い範囲で細かい色度調節を可能とすることがわか
る。
この蛍光体を油圧プレスによって直径10crns厚さ
1crnの円形タブレットに仕上げ、交流スパッタリン
グ法を用いてネサ膜付ガラス基板1(2×2i)上に薄
膜化した。Car−xsrxsH4E3ey :Eu膜
3の厚みは5 Q Q Hmとした。蛍光体膜3上に厚
さ3QQnmのY2O3層4を蒸着し、更にその上に厚
さ300nmのkl膜5を蒸着して第2図に示すような
交流電場発光素子を作った。この素子に駆動周波数lK
H2の交流電源6を接続し正弦波電圧を印加すると蛍光
体層3の組成X。
yに関係なくほぼ80■から電場発光が観察された。発
光スペクトルは上記した電子線励起発光よりややく約5
nm)長波側ヘピークシフトしていだが、はぼ同じ結果
が得られた。x=0.2,0.4の各々の場合、yを0
.1から0.7迄変化させて調べると、電子線励起の場
合同様、y)0.3の領域で発光帯幅が1)road 
 になり、M ) 0.6では発光効率が急激に低下す
ることがわかった。同一印加電圧に対する輝度はx =
 0.8 、 y = 0.3で最大になることがわか
った。
次に、(a) Cao、g Sr0.2 So、9 S
eO,l  : E u 。
(b)Cao、78ro、a So、s SeO,2:
 E u 。
(C)Cao、s sro、58o、t seo、s 
: E u  の各々に2000−の赤リンと0.1m
0JJのNH,C1とを加えて混合し、石英アンプル内
に封止して1100Cに1時間保持した。その結果得ら
れた蛍光体は、リンとハロゲン無添加の試料に比べて、
(a)では約15チ、(b)では約11係、(e)では
約9チの輝度増加を示した。
実施例2 Ce f 0.2 mOt%ドープしたCab、8rS
CaSe、および5rSeを所定の割合で混合し、真空
下で石英アンプル内に封止した。これを前実施例と同じ
プロセスで焼成後、得られた蛍光体を18KV、100
nAの電子線で励起した。室温における発光スペクトル
は Ce 3 +の基底状態の分離に対応して2つのピ
ークを示す。そのうち主ピークの混晶比依存性を第3図
に示した。図によれば、o、ooxくyくo、6の組成
範囲においては、主ピーク波長が約495〜520 n
mの緑色発光領域がカバーされることがわかる。
前実施例同様CaI−xsrxs+−y Sey: C
eを油圧プレスして円板状タブレットに仕上げスパッタ
ー装置内に装着してネサ膜付ガラス基板1上に薄膜化し
た。次いで第2図に示しだようにY2O3膜4、At電
極5を蒸着して薄膜電場発光素子を形成した。コノ場合
、Ca1−xsrxs+−ysey : C6層3の膜
厚は350nmとした。lKH2の交流で駆動すると、
立上シ約70Vで電場発光が観測された。85V印加時
における輝度はX二0.2゜y=0.3の組成で最大に
なり約1800fLであった。x=0.1 、0.2 
、0.3の各々についてyを変化させ、同一印加電圧に
対する輝度を調べると、yく0.3では増加、0.3 
< Y り0.6では漸減、y〉0.6で急激に減少す
ることがわかった。
Cao、s SrO,2So、86 SeO,15: 
Ce (0,2m07%)にKCL、 CaF2.Ga
C14を各々1 mot 91fずつ添加混合し、再び
石英アンプル内で11001:に2時間保持して得た蛍
光体は、これら共付活剤、すなわちKとCL、F、Qa
とCtの効果によって、無添加の試料に比べ輝度がそれ
ぞれ5チ、8%、8チ上昇した。
実施例3 Ca6.2 Sro、B S : Eu (0,2mo
t% )、 Ce(0,03m01% )にCa5eま
たは5r8c4−それぞれ0.01,0.05,0.1
,0.2,0.5.および1mo1%添加混合し、H2
S雰囲気1100Cf1時間焼成して得た蛍光体の電子
線励起発光特性をCaSeまたは5rSe無添加の試料
と比較した。この結果、CaSeまだは5rseが1m
0t%未満の試料では、ピーク波長はほとんどシフトし
なかつだが輝度は第1表のように変化した。すなわち、
y〉o、oolの領域で5チを越える輝度向上が観測さ
れた。なおCa5eまたは5rSeを1チ添加した試料
では輝度の向上と共にピーク波長がやや短波長側にシフ
トするのが認められた。
またC aSe l)るいは5rSeを0.2m01%
混入した試料に更にBaをo、 i mo、4%添加し
て再焼成した試料は、Ba無添加の試料に比べて約5係
の輝度向上が認められた。Baによる輝度向上は、Ba
濃度がCa1−xsrxS+−ysey に対して0゜
05〜2mo7係の広い範囲で認められた。更にBaに
よる輝度向上は、ハロゲン元素との共存下においても認
められた。
第   1   表 実施例4 Mnを1mO4%ドープしたCaSO4とSrSO4と
を所定の割合で混合し、これを石英ボート内に充填して
石英反応管に入れた。lrガス置換後昇温し、1100
rで3時間、H,SとHzseの混合ガス流中に保持し
た。この場合混合ガスはモル比でH2S =H2S e
 = 8 : 2とした。得られた硫セレン化物を粉砕
混合し、再び1150CでH2Sと)(ZSeの混合ガ
ス流中に3時間保持した。混合ガスモル比は上と同じに
保った。この結果、直径約10μmの硫セレン化物が得
られた。X線回折法によって組成を調べると、Ca1−
zsrx So、s Se0.2であることがわかった
。この蛍光体を18KVの電子線で励起すると、単一ピ
ークを有する発光スペクトルが得られ、混晶比Xの大き
さに応じて室温では約560〜610nmの範囲でスペ
クトルが変化することがわかった。更に上記混合ガスモ
ル比および出発原料組成比を加えてX、yを変化せしめ
ると、発光色が大きく変化する。第4図はMn付活Ca
1−.5rxS1−アSeアのピーク波長変化を示して
いる。図より本発明の組成範囲で緑〜赤色をカバーしう
ろことがわかる。
次に上記のようにして得たMnは付活蛍光体を油圧プレ
スで整形してスパッタリングソースを作った。高周波ス
パッタリング法によりスパッター圧10””’l:’o
rrでネサ膜付ガラス基板1上に厚さ350 nmの蛍
光体薄膜層3を形成した。この上に厚さ300nmのY
 20 s層4、厚さ200nmのAt電極5を次々に
蒸着し、リード線7もつけ(11) て第2図に示したような電場発光素子を得た。この素子
はIKHz交流電源接続によりしきい値65Vで発光し
、x = 0.8 、 y = 0.2 (7)組成テ
モっても高輝度が得られた。この橙色発光輝度は150
0fL以上でも飽和しなかった。
次にCa0.9 S ro、+ So、s Seo、z
 : M n (1m04%)を4つに分割し、1試料
を除いて他の3試料にはそれぞれ0.1 m08の’D
la 2S 、 0.1 mo1%のに2S。
0.1mO4%のRb25を添加混合後、石英アンプル
内に真空封入して1150tZ’で2時間加熱した。ア
ルカル金属無添加の1試料も同様に真空アンプル中で加
熱した。これら試料を電子線で励起して発光特性を調べ
ると、アルカリ金属無添加試料は5Q5Hmにピークを
示したが、他の3試料は5〜10nm短波長側にピーク
シフトしており、輝度は無添加試料に比べてNa添加の
場合1.08、K添加の場合1.08、Rb添加の場合
1.06であり、いずれも5チ以上の輝度向上が認めら
れた。
実施例5 Ceを0.1mO/、%添加したCaCO3と5rCO
s(12) を1:1のモル比で混合後アルミナルツボに入れ、12
00tZ’で6時間、空気中で焼成した。得られた酸化
物に0.2m0t%のI n 20 gまたはAt20
3を添加混合し、これを石英反応管中に充填した。ガス
置換後昇温し1200Cで3時間H,8雰囲気で焼成し
た。得られた硫化物を粉砕後再び1200trに保持し
、H2SとH2Seの混合ガス中で3時間焼成した。こ
の場合H2SとH28eはモル比で3:2とした。ただ
し、この焼成プロセスの最後の1時間では3mot%の
HCtガスを添加した。このようにして得られた蛍光体
を27KVの電子線で刺激して室温で発光スペクトルを
測定すると、主ピークが503nmにあることがわかっ
た。また、その発光効率を■族元素とハロゲンの組から
成る共付活剤がない場合と比較すると、In−Ctを含
む場合は11%、ht−ctを含む場合は8チそれぞれ
高い値を示した。塩素のかわりにハロゲン元素としてフ
ッ素やヨウ素を用いた場合も類似の共付活剤効果がみら
れた。
上記のようにして焼成したCao、5Sro、sSo、
5Seo、4(13) : Ce (0,1mot% )、In、C4’t:タ
ブレットに整形してスパッタリング法によシネサ膜付ガ
ラス基板1上に薄膜化し、次いでY2O3膜4、At電
極5を積層して作成した交流薄膜電場発光素子は、共付
活剤なしのCe付活Ca6.!lS ro、!i So
、aSeo、4に比べて平均約10チの輝度向上を示し
た。
〔発明の効果〕
本発明によれば、上記実施例中に述べたように(1)8
c4)少量添加による( Ca r 8 r) S系蛍
光体の輝度向上、(2)BeとSの混合比を任意に変化
させることによって得られるCa1−xs rx S 
+−アSeア系母体の色調調節効果が、ランタナイド系
列、Mn以外にもCaSや8r8で電子線励起発光が確
認されているP b r 8 b + B i 、周期
律表Ib族(銅族)元素付活剤に対しても明瞭に達成で
きる。特に蛍光体をH2SとH2Seの混合ガス流中で
焼成する場合には、焼成中に混晶比を精密制御したシ或
いは人為的に組成比を変化させたりすることができるの
で、本発明の蛍光体の特性をより広く引出すことができ
るという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図、第3図、第4図は本発明のそれぞれ別の実施例
における蛍光体特性線図、第2図は本発明の蛍光体を用
いて構成した電場発光素子の主要部断面図である。 1・・・ガラス基板、2・・・ネサ膜、3・・・蛍光体
層、4・・・Y2O3膜、5・・・kt電極、6・・・
交流電源、7・・・リード線。 代理人 弁理士 高橋明夫 (15) 不  1 図 CL−5;、−、jsey             
 5rSt−y”se>混晶 νI−χ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一般式Ca+−xs rx 81−y S ey 
    : A (ただし0、01 (x(0,99,0,00
    1りy<0.6 )で表示される材料に付活剤Aとして
    ランタナイド系列、Mn、pb、sb、 Bi、周期律
    表Ib族に属する元素のうち少なくとも一種類を添加し
    たことを特徴とする蛍光体。 2、上記一般式で記述される蛍光体に更に共付活剤とし
    てBa、ノ・ロゲン元素、アルカリ金属元素、リンとノ
    ・ロゲン元素の組、ガリウムとノヘロゲン元素の組、イ
    ンジウムとノ・ロゲン元素の組。 アルミニウムとノ・ロゲン元素の組から成る群から選ば
    れた少なくとも一種の元素又は元素の組を添加すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の蛍光体。
JP3925683A 1983-03-11 1983-03-11 「けい」光体 Pending JPS59166584A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6279285A (ja) * 1985-10-01 1987-04-11 Ricoh Co Ltd 薄膜エレクトロルミネツセンス素子
US7266211B2 (en) 2003-08-07 2007-09-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Speaker grill
JP2009055052A (ja) * 2001-11-14 2009-03-12 Sarnoff Corp 発光装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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