JPS5917148B2

JPS5917148B2 - けい光体

Info

Publication number: JPS5917148B2
Application number: JP54017876A
Authority: JP
Inventors: 宏柊元; 清森本; 均土岐
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 1979-02-20
Filing date: 1979-02-20
Publication date: 1984-04-19
Also published as: JPS55110181A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、例えば数Ｖ〜数＋Ｖの低い電圧によつて加速
される電子により励起され、赤色に発光する低速電子線
励起用のけい光体に関するものである。

近時、各種電子機器及び電気機器の表示装置として、低
電圧での駆動が可能であり、また消費電力も少なく、明
るくみやすい表示が得られるなどの特長を有するけい光
表示装置が多く用いられるようになつてきている。

このけい光表示装置は、通電加熱されたフィラメント状
の陰極から放出される電子を、上面にけい光体層が被着
され、選択的に正の陽極電圧が付与される陽極に射突さ
せて、前記けい光体層を励起発光させ、文字・図形など
の表示を得ているものである。

ヲこの場合、前記陽極上に被着されるけい光体層は、
低ι功口速電圧により表示に十分な発光輝度の得られる
けい光体、いわゆる低速電子線励起けい光体により構成
されている。

ところで、このけい光表示装置用の低速電子線０励起
けい光体としては、従来よりもつぱらＺｎＯ■Ｚｎ系の
けい光体が用いられていた。

このＺｎＯ：Ｚｎ系のけい光体は、発光しきい値電圧、
いわゆるデツドボルテージが２Ｖ程度ときわめて、また
、一般には、１０Ｖ〜２０Ｖ程度５の陽極電圧で表示
を得るのに十分な発光輝度が得られ、低速電子線励起け
い光体としては、きわめてすぐれている。

しかしながら、このＺｎＯ：Ｚｎ系けい光体は、電子線
の励起による発光色が緑色系に限られてい’０るため
、従来のけい光表示装置は、その発光色が緑色系に限定
されていた。

一方、けい光表示装置の応用分野が拡大されるにつれ、
表示の発光色の多様化が各方面から多く要望されるよう
になつてきている。

例えば、警報’５表示を行う場合には、緑色よりも赤
色の表示が好ましい。また、一つの表示装置内を複数の
表示領域に分けて、各表示領域での発光色を変えるよう
にすれば、複数の表示対象の表示や、設定値に対する入
・ｏ力の超過量などの表示がきわめてみやすくなり、
さらに、表示情報量の大幅な増大が期待できるなどの利
点が生ずる。

し力化て、上述した要望に答えるべく、各方面で低速電
子線により励起されて、緑色以外の色彩５に発光する
けい光体の開発が種々行われている。

例えば、周知の陰極線管などに用いられ、数百Ｖ〜数万
Ｖの高電圧により加速された電子線の射、クー突によつ
て励起されて、種々の色に発光するＺｎＳ：Ａ９系、Ｚ
ｎＳ：Ｃｕ系のけい光体や、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａ９系
のけい光体、あるいはＹ２Ｏ２Ｓ：ＥＵなどの希土類け
い光体に、種々の導電物質を混合して、導電性を改善し
、低速電子線励起用のけい光体とする努力や、もともと
導電物質であるＳｎＯ２に、Ｅｕなどの希土類元素を添
加して、新たなけい光体を生成する提案などが行われて
いる。

しかしながら、現在までに得られているけい光体は、低
速電子線による励起では、表示に十分な輝度を得るまで
には至つておらず、また発光しきい値電圧も十数ｖ程度
と高く、通常の動作電圧も数＋Ｖ以上となつており、低
速電子線励起用のけい光体としては、未だ不十分であつ
た。

例えば、前述した高速電子線励起用のけい光体は、一般
に絶縁物質であるが、導電物質を多量に混合すれば、け
い光体の導電性が改善され発光しきい値電圧や動作電圧
の低下がみられる。

しかしながら、前記導電物質は、もつぱらけい光体の導
電性を改善するためにのみ用いられているものであり、
発光に対しては何ら寄与するものではない。

したがつて、低速電子線励起用のけい光体を得るために
、前記導電物質を混合する場合、その混合比を高くすれ
ば、その分だけけい光体の混合比が低下し、発光部分が
少なくなつて発光輝度が下る結果となり、表示に十分な
輝度を得ることができないという欠点がある。

さらに、発光しない導電物質を混合していることから、
不均一な混合によつて発光にむらが生じやすく、表示品
質の点からも問題点があつた。ところで、希土類元素が
けい光体の母体内で置換原子となつた場合に、けい光体
に加えられたエネルギーは、共鳴伝達により置換原子に
与えられ、原子内遷移によりその元素特有の発光を示す
ことが知られている。

したがつて、もともと導電性を有する材料、例えばＳｎ
Ｏ２をけい光体の母体として用いれば、低速電子線での
励起も可能となり、このＳｎＯ２にＥｕなどの希土類元
素を付活剤として添加したＳｎＯ２：Ｅｕけい光体も前
述したように提案されている。しかしながら、このＳｎ
Ｏ２：Ｅｕけい光体では、母体を構成するＳｎが４価の
元素であるのに対して、付活剤のＥｕが３価であるため
に、付活剤として添加できるＥｕの量がきわめて少なく
なり、この低付活剤濃度に起因して低輝度において飽和
特性を示し、十分な表示輝度が得られないという問題点
がある。

一方、杢発明者等は上述した各種低速電子線励起用のけ
い光体における問題点を検討した結果として、希土類元
素が高濃度に添加でき、かつ安定なけい光体母体材料と
して、３価のｎよりなるＮ２Ｏ３を選び、このＩｎ２Ｏ
３にＥｕなどの希土類元素を添加して種々検討を加え、
数〜数＋の低速電子線で赤色を含む種々の色で発光する
新規なけい光体について開発研究を続けている。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、
本発明者の得たＮ２Ｏ３：Ｅｕけい光体を、Ｙ２Ｏ３：
ＥＵ，Ｙ２Ｏ２Ｓ：ＥＵあるいは（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａ
ｆｌけい光体などのけい光体自体が高抵抗であつて、低
速電子線による励起では表示に十分な赤色発光輝度を得
られないけい光体に混合し、導電性を改善するとともに
、それ自体低速電子線により発光させることによつて、
低速電子線により励起されて赤色に発光し、しかも低電
圧で表示を得るのに十分な輝度の得られる低速電子線励
起用のけい光体を提供することを目的とするものである
。以下、本発明の一実施例を説明するに、まず本発明の
出発材料である１ｎ２０３：ＥＵけい光体について述べ
る。

このＩｎ２Ｏ３：ＥＵけい光体は、Ｉｎ２Ｏ３を母体と
するものであり、これに添加する付加剤としてのＥｕは
、例えばＥＵ２Ｏ３の形で得る。

しかして、Ｉｎ２Ｏ３とＥＵ２Ｏ３とを所定量秤量とす
る。この場合、母体のＮ２Ｏ３に対して、Ｅｕが０，０
０１モル％〜１０モル％、例えば５モル％程度含まれる
ように前記ＥＵ２Ｏ３を秤量する。次に、前記Ｎ２Ｏ３
とＥＵ２Ｏ３とを硝酸溶液に投入して加熱溶解させた後
、さらに十分煮つめてＩｎとＥｕの硝酸塩を得て、この
硝酸塩に所定量の蒸留水を加え硝酸塩の水溶液を作る。
しかる後、前記水溶液にしゆう酸の飽和溶液を加えて、
ＩｎとＥｕの共沈しゆう酸塩を生成し、十分な水洗操作
して、乾燥させた後、アルミナボートに充填して焼成す
る。

焼成は、空気、好ましくは酸素雰囲気中で行うのがよく
、８０『Ｃ〜１，５００℃程兜の温度で、１〜１２時間
程度の範囲内で行う。

この場合、発光輝度を向上させるために焼成を２段階に
分け、例えば、１，０００℃で１時間焼成を行つた後、
焼成温，度を１，３００℃に上昇させてさらに２時間〜
１０時間程度の焼成を行う、という操作手段をとること
もできる。さらに、この焼成時に、けい光体粒子として
の粒径の成長を促進させるために、融剤としてＢ２Ｏ３
，Ｌｌ２Ｏ，ＳｌＯ２，Ｌｉ２ＳｉＯ３，Ｌｉ２ＧｅＯ
３，Ｎａ２ＣＯ３などを単独で、あるいは適宜組合せて
添加してもよい。

しかして、上述した過程を経て、粉末状態でほぼ淡黄色
を呈するＩｎ２Ｏ３：ＥＵけい光体が得られる。

このＩｎ２Ｏ３：けい光体は、第１図に示すように約６
１２ｎｍにピーク値をもち、比較的線形なスペクトル特
性を有する赤色発光のけい光体である。また、このＩｎ
２Ｏ３：ＥＵけい光体を得るのに、上述したような共沈
操作によらず、Ｎ２Ｏ３粉末に前述した所定量のＥＵ２
Ｏ３を混合し、酸化性雰囲気中で焼成する、あるいは、
Ｉｎ２Ｏ３の粉末を、Ｅｕ（ＮＯ３）３やＥｕＣｌ３な
どの水溶液中に浸漬し、水分を除去した後に酸化性雰囲
気中で焼成するよ、、うにしてもよい。

次に、本発明のけい光体のもう一つの出発材料で゛ある
赤色発光のけい光体を用意する。

このけい光体は、それ自体高抵抗であり、数百Ｖ〜数万
ｖの電圧により加速された電子線によつて励起されて赤
色に発光する通常のカラーブラウン管用として用いられ
る公知の赤色発光けい光体であり、具体的にはＹ２Ｏ３
：ＥＵ，Ｙ２Ｏ２Ｓ：ＥＵ，ＹＶＯ４：Ｅｕあるいは（
Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａ９などを用いる。

例えば、Ｙ２Ｏ２Ｓ：ＥＵけい光体は、一般に次のよう
に製造される。

すなわち、Ｙ２Ｏ３に所定量のＥＵ２Ｏ３を混合し、こ
の混合物にＳと適宜な融剤、例えばＮａ２ｃＯ３を添加
して空気中で１，０００℃〜１，５００℃程度の温度で
１時間〜５時間焼成することにより得られる。

しかして、前記１ｎ２０３：ＥＵけい光体と、例えば上
述したＹ２Ｏ２Ｓ：ＥＵで表わされる赤色発光のけい光
体とを混合して、本発明によるけい光体を製造する。

この場合、Ｙ２Ｏ２Ｓ：ＥＵに混合するＩｎ２Ｏ３：Ｅ
ｕは、Ｙ２Ｏ２Ｓ：ＥＵの導電性を改善して、Ｙ２Ｏ２
Ｓ：ＥＵを低速電子線励起用とするとともに、このＩｎ
２Ｏ３：ＥＵ自体が低速電子線に励起されて発光するも
のである。

したがつて、前記Ｙ２Ｏ２Ｓ：ＥＵに混合するＮ２Ｏ３
：Ｅｕけい光体の量は制限されず、例えば１０％程度の
混合比から９０％程度の混合比まで、けい光体の抵抗率
を用途に応じて適宜選定できるものである。

しかして、前記１ｎ２０３：ＥＵの粉末と、Ｙ２Ｏ２Ｓ
：ＥＵの粉末とをメノウ乳鉢に充填して十分に混合して
本発明のけい光・体とする。

次に、本発明者等は、上述して得られたけい光体の特性
を調べるために、第２図Ａ，ｂに示す構造のけい光表示
管を作製した。第２図ａは、本発明者が作製したけい光
表示管の一部を破断して示す要部平面図であり、第２図
ｂは、同要部拡大断面図である。

ここで、１は、ガラス、セラミツクスなどの絶縁材料か
らなる基板であり、この基板１上にまず配線導体２を被
着し、さらにこの配線導体２を所定位置にスルーホール
３ａの形成された絶縁層３により覆う。

この絶縁層３は、例えば低融点のフリツトガラスを主成
分とし、これにバインダ、有機溶剤及び例えば黒色の顔
料を混合させてペースト状に調合して印刷・焼成したも
のである。４は、前記絶縁層３上に、例えば日字形に形
成された陽極導体であり、この陽極導体上に、前述した
過程を経て得られた本発明によるＩｎ２Ｏ３：Ｅｕ（５
Ｙ２０２Ｓ：Ｅｕとを混合したけい光体からなるけい光
体層５が周知のスクリーン印刷法、電着法あるいは沈殿
法などの適宜手段により被着され、陽極６が形成される
。

さらに、この陽極６が日字形に配列されて、一けたのパ
ターン表示部７となつている。また、８は、前記パター
ン表示部７に対面する上方に配設されたメツシユ状の制
御電極、９は通電加熱されて電子を放出するフイラメン
ト状の陰極、１０は、例えば平底舟形状に成形され、前
記基板１の周辺部に封着されて基板１とともに真空外囲
器を構成し、前記各電極を高真空雰囲気に保持する、少
なくとも表示窓部が透明にされた前囲器、１１は、前記
基板１と前囲器１０との封着部を気密に貫通し、前記各
電極に駆動信号を導入するための導入端子である。

すなわち、第２図Ａ，ｂに示すけい光表示管は、従来か
ら周知の数字表示用のけい光表示管のけい光体層５を、
杢発明によるＮ２Ｏ３：ＥｕとＹ２Ｏ２Ｓ：ＥＵとを混
合したけい光体により形成したものである。

しかして、第２図Ａ，ｂに示すけい光表示管の陰極９に
、加熱電圧を付与し、また制御電極８に制御電圧を、陽
極６に陽極電圧を与えてけい光表示管として作動させた
場合、第３図に示すように前記陽極電圧が６〜８を超え
るあたりから、陽極６．が赤色に発光を開始し、さらに
前記陽極電圧を２０Ｖ〜５０Ｖに上昇させることによつ
て、陽極６からの赤色発光の輝度が大きくなり、発光む
らなどを生ずることなく表示に十分な輝度が得られるよ
うになる。

すなわち、本発明の一実施例であるＮ２Ｏ３：ＥＵ（！
．Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕとを混合したけい光体は、Ｉｎ２Ｏ
３：ＥＵによつてＹ２Ｏ２Ｓ：ＥＵの導電性が改善され
ることによつて、射突する低速電子がけい光体表面に留
り、けい光体表面が負に帯電して電子の射突を妨げると
いう現象がなくなる。

したがつて、十数Ｖ〜数＋Ｖの電圧によつて加速される
低速電子線でも十分な発光輝度が得られるようになるも
のである。さらに、導電性を改善すべく混合するＩｎ２
Ｏ３：Ｅｕ自体が低速電子線に励起されて、前記Ｙ２Ｏ
２Ｓ：ＥＵけい光体とほぼ同様な発光スペクトル特性を
もつて赤色に発光するので、混合による発光部分の減少
をきたすことがなく、また、発光にむらが生ずることも
なく、低速電子線の励起によつて表示に十分な輝度が得
られるものである。

また．それぞれのけい光体１ｎ２０３：Ｅｕ，Ｙ２Ｏ２
Ｓ：ＥＵともに母体のＩｎ２Ｏ３やＹ２Ｏ２Ｓに対して
付活剤のＥｕを高濃度にドープできるので、低輝度にド
ープできるので、低輝度で飽和特性を示すこともなく、
第３図に示すように陽極電圧を上昇させていつた場合に
も輝度が飽和することもない。ところで、上述した実施
例ではＩｎ２Ｏ３：ＥＵと混合するけい光体としてＹ２
Ｏ２Ｓ：ＥＵを用いた場合について述べてあるが、この
混合すべきけい光体としては、前述したように電子線の
ＴｊＪ起によつて赤色に発光する他のけい光体、例えば
Ｙ２Ｏ３：ＥｕやＹＶＯ４：Ｅｕあるいは、（Ｚｎ，Ｃ
ｄ）Ｓ：Ａ９などのけい光体を用いることもできるもの
である。

さらに、杢発明によるけい光体は、けい光表示管のみに
限らず、例えばガスプラズマ中に発生する低速電子線や
紫外線によつて励起され表示を行うけい光体としても用
いることができるものである。

以上述べたように、杢発明によるけい光体は、従来より
カラーブラウン管などの赤色発光けい光体として知られ
ている高速電子線励起用のけい光体に、導電性があり、
かつ低速電子線により励起されて赤色に発光するＩｎ２
Ｏ３：ＥＵを混合して、導電性の改善を図り、低速電子
線励起用のけい光体としているものである。

しかして、杢発明のけい光体は、発光しきい値電圧が数
と低く、また動作電圧も十数Ｖ〜数十Ｖとなり、例えば
けい光表示装置やプラズマ表示装置などの表示部を構成
するけい光体としてきわめてすぐれた特長を有し、多大
の効果が得られるものである。

また、本発明によるけい光体は、低速電子線により励起
されて赤色に発光するので表示装置に用いて、例えば警
報表示を行う上できわめて効果的となるとともに、表示
情報の多様化を図る上かちも得られる効果はきわめて大
である。

さらに、導電性を改善するために混合するＮ２Ｏ３：Ｅ
ｕは、それ自体が発光し、しかもその母体を構成するＩ
ｎと付活剤のＥｕはともに３価であるので付活剤として
のＥｕを母体としての１ｎ結晶中に高濃度に添加するこ
とが出来低速電子線の励起により表示に十分な輝度が得
られるとともに陽極電圧の上昇にともなう輝度飽和もみ
られない。

よつて混合により発光表面積の減少や発光むらなどが生
ぜず、商品質の表示が得られるなどのすぐれた特長を有
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるけい光体の一実施例に用いるＩ
ｎ２Ｏ３：ＥＵけい光体の発光スペクトル特性を示す図
、第２図Ａ，ｂは、本発明によるけい光体を用いて構成
したけい光表示管を示す一部破断要部平面図及び要部拡
大断面図、第３図は、本発明によるけい光体の特性を示
す図である。４・・・・・・陽極導体、５・・・・・・けい光体層、
６・・・・・・陽極、９・・・・・・陰極。

Claims

【特許請求の範囲】

１電子線の励起により赤色に発光するけい光体に、酸
化インジウムの単体を母体としこの母体に、ユーロピウ
ムを付活剤として添加してなる赤色に発光する低速電子
請励起けい光体を、混合してなる低速電子線励起けい光
体。