JPS5933156B2 - けい光体及びこのけい光体を用いたけい光表示管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば、数Ｖ〜数＋りの低い加速電圧による
電子の射突で橙色から赤色に発光する低速電子線用のけ
い光体及びこのけい光体を用いたけい光表示管に関する
ものである。

近時、各種電子・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
管が多く用いられるようになつてきている。

このけい光表示管は、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
発光させ、文字・図形などの表示を得ているものであり
、前記陽極上に被着されるけい光体層は、低い加速電圧
により表示を得る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用けい光体により構成されている
。

ところで、このけい光表示管用の低速電子線用けい光体
としては、従来よりもつぱらＺｎＯ−Ｚｎ系のけい光体
が用いられている。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１〜２
Ｖときわめて低く、また、一般には１０〜２０Ｖ程度の
陽極電圧で表示を得るのに十分な発光輝度が得られるの
で、低速電子線用けい光体としては、きわめてすぐれて
いる。しかしながら、このＺｎＯ：Ｚｎ系のけい光体は
、電子線の射突による発光色が緑色系に限られているた
め、このＺｎＯ：Ｚｎ系のけい光体を用いたけい光表示
管の発光色は、緑色系に限定される。一方、けい光表示
管の応用分野が拡大するにつれ、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、警報表示を行う場合には、警報効果を得るため
緑色よりも赤色の表示が好ましい。また、複数の表示対
象を一つ又は複数のけい光表示管により表示する場合は
、それぞれの表示対象に応じてその表示の発光色を変え
るようにすれば、各表示の読取りがきわめて容易になる
とともに、誤読のおそれもなくなるなどの利点が生ずる
。

しかして、周知の陰極線管などに用いられ、高い加速電
圧により加速された電子線の射突によつて励起されて赤
色に発光するＹ２Ｏ２Ｓ：ＥＵけい光体に導電性物質と
してＩｎ２Ｏ３を混合して低速電子線用としたものや、
それ自体比較的低抵抗である（Ｚｎ．Ｃｄ）Ｓ：Ａｇけ
い光体を低速電子線用のけい光体とすることが提案され
ているが、前者は寿命が短く、後者はまだ低抵抗化が十
分ではなく発光むらができやすいと共に発光効率も低い
という問題点がある。また、黄色から橙色に発光するも
のにはＺｎＳ：Ｍｎ＋Ｉｎ２Ｏ３けい光体や、ＳｎＯ２
：Ｅｕけい光体などが提案されているが、いずれも低輝
度で輝度飽和を生じ、表示に十分な輝度が得られずまた
、発光効率も低いという問題点がある。

したがつて、一つの表示部のそれぞれ異なる領域を異な
る色彩で発光させるために、ＺｎＯ：Ｚｎ系のけい光体
層と併設して、上述した低速電子線用のけい光体層を設
ける場合、両者の発光輝度が異なり、表示がみにくくな
るとか、あるいは発光しきい値電圧や動作電圧の違いに
より、駆動回路が複雑になるなどの問題点があり、さら
に、寿命や温度に対する安定性の点からも問題点があつ
た。

本発明は、土述した事情に鑑みてなされたものであり、
発光しきい値電圧が低く、また低速電子線により励起さ
れて表示に十分な輝度が得られ、かつ輝度むらなどがな
く、寿命が長く、温度に対して安定性がありしかも橙色
から赤までの発光色の得られる新規なけい光体及びこの
けい光体を用いたけい光表示管を得ることを目的とする
ものである。すなわち、本発明者は、低速電子線用のけ
い光体を得るべく種々検討した結果、一般式（Ｚｎ．Ｃ
ｄ）Ｓで表わされる混晶を母体とする（Ｚｎ．Ｃｄ）Ｓ
系のけい光体に着目し、このけい光体に付活剤と？ての
Ａｕと、共付活剤としてのＡｌをＡｕと同程度の濃度に
添加することによつて低抵抗化を図ると共に、導電性物
質であるＩｎ２Ｏ３あるいはＳｎＯ２、ＺｎＯ，．Ｔｉ
Ｏ２、ＷＯ３の少なくとも一種又は二種以上を混合して
さらに導電性の改善を図り、本発明を得るに至つたもの
である。

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。

まず、本発明に係るけい光体の出発材料となる（Ｚｎｌ
−ＸＣｄＸ）Ｓ：Ａｕ．Ａｌけい光体は、例えば乾式法
により次のように作成する。すなわち、ＺｎとＣｄの混
合比ｘが０．２〈ｘ≦０．７になるように、ＺｎＳとＣ
ｄＳを所定量秤量し、適宜な融剤とともに石英ボートに
入れ、電気炉で８００〜１２００℃程度の温度で１〜１
０時間程度焼成し、（Ｚｎｌ−ＸＣｄｘ）Ｓの混晶を作
る。

付活剤及び共付活剤としてのＡｕとＡ１の添加は、混晶
作成時の焼成工程でＡｕ及びＡ１を例えば塩化物や硫化
物の形で前記ＺｎＳ及びＣｄＳとともに石英ボートに入
れ、混晶作成と同時に添加するようにしてもよいし、あ
るいは混晶作成後、Ａｕ．Ａｌ添加のための焼成工程を
別途設けるようにしてもよい。この場合、Ａｕ及びＡ１
の量は、それぞれ母体に対して１０−５原子／モル〜１
０−３原子／モル程度のドープ量が適当であり、前記の
ドープ量を得るにはＡｌはＡｕと少なくとも等量添加す
る必要があり、かつ添加量は母体に対して１０−５〜１
０−２原子／モルが必要であるがこの添加量の範囲中で
ＡｕよりＡｌの添加量を多くした方がより好ましい。

また上述した乾式法にかえて、共沈操作によつて母体と
しての（Ｚｎｌ−ＸＣｄＸ）Ｓの混晶を得る、いわゆる
湿式法により混晶を得、これにＡｕ及びＡ１を添加して
（Ｚｎ，−ＸＣｄＸ）Ｓ：ＡＵ，．Ａｌけい光体を得る
ようにしてもよい。

次に、上述して得られた（Ｚｎｌ−ＸＣｄＸ）Ｓ：Ａｕ
．Ａｌけい光体にＩｎ，Ｏ，あるいはＳｎＯ２、ＺｎＯ
，．ＴｉＯ２、ＷＯ３などの導電性物質から選ばれた少
なくとも一種の物質を混合又は被覆する。

混合量としては、重量比にして、前記導電性物質がけい
光体０．９８〜０，４に対して０．０２〜０．６程度の
割合で好ましくは、けい光体を１に対して０．０５〜０
．３程度になるように運ぶ。しかして、一般式 Ａ（Ｚｎｌ−ＸＣｄＸ）Ｓ：ＡＵ．．Ａｌ−ｆ−ＢＭＯ
（ただし０．２〈Ｘ≦０．７、０．４〈Ａ〈０．９８、
０．０２〈Ｂ〈０．６、ＭＯは、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２
、ＺｎＯｌＴｉＯ２、ＷＯ３から選ばれた少なくとも一
種の物質）で表わされる本発明のけい光体が得られる。

次に、土述したけい光体を用いた本発明のけい光表示管
について述べるに、ここでは上述した本発明に係るけい
光体のなかの一例として、ＭＯとしてＩｎ２Ｏ３を選ん
だＡ（Ｚｎｌ−ＸＣｄＸ）Ｓ：ＡｕｌＡｌ＋ＢＩｎ２Ｏ
３けい光体を用い、その混晶比Ｘを０．４に、母体のけ
い光体に対する１ｎ２０３の混合量を重量比にして２０
％、すなわちＡ−０．８、Ｂ一０．２に選定し０．８（
ＺｎＯ．６ｃｄＯ．４）Ｓ：Ａｕ、Ａ１＋０．２ｎ２０
３けい光体を使用したものである。第１図ａは本発明に
係る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１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、Ａ（Ｚｎｌ−ＸＣｄ
ｘ）Ｓ：Ａｕ．Ａｌ＋ＢＩｎ２Ｏ３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、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１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、
本発明による、Ａ（Ｚｎｌ−ＸＣｄｘ）Ｓ：Ａｕ．．Ａ
ｌ＋ＢＩｎ２Ｏ３けい光体により形成したものである。

次に、第１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
に陽極電圧を与えた場合における電圧一輝度特性を第２
図について述べる。

この第２図は、横軸に陽極電圧をとり、縦軸に陽極６の
発光輝度を表わしたものであり、曲線ａが本発明に係る
けい光表示管の電圧一輝度特性を示すものである。

また、比較のために、けい光体層を （ＺｎＣｄ）Ｓ：Ａｇ＋Ｎ２Ｏ３及びＹ２Ｏ２Ｓ：ＥＵ
＋Ｉｎ２Ｏ３けい光体で形成したけい光表示管の電圧一
輝度特性をそれぞれ曲線ｂ及び曲線ｃとして示す。

この図から明らかなように、本発明によるけい光表示管
は、発光を開始するしきい値電圧が５Ｖ以下と低く、ま
た、陽極電圧の増加にともなう輝度の伸びもよく、発光
効率の改善が図れる。

本発明のけい光表示管で発光効率の向上が図れる理由と
しては、次のように考えられる。母体としての（Ｚｎｌ
−ＸＣｄＸ）Ｓに、共付活剤としてＡｌを添加すること
により、このＡ１が母体中で比較的浅い（約１００ｍｅ
Ｖ）ドナーレベルを形成するようになる。

したがつて、母体自体の導電性が改善され母体中に占め
るＣｄの含有量を０．７以下にでき、母体に混合する発
光に寄与しない導電性物質としてのＩｎ２Ｏ３の混合量
も少なくできるものである。

しかして、母体の混晶比ｘは０．２〈Ｘ≦０．７の範囲
で選定できるところから、後述するように本発明に係る
けい光体の発光色は橙色〜赤色に選定できる。しかも、
上記混晶比ｘ（：７）範囲により母体中の半導電性物質
であるＣｄＳの量が同絶縁性物質であるＺｎＳの量に対
し一定割合以上となるため、母体自体の導電性も一層改
善され、母体に混合する発光しない導電性物質としての
Ｎ２Ｏ３の混合量も一層少なくできる。ここにおいて、
上記Ｎ２Ｏ３の混合量を多くすると、導電性の点では改
善されるが、他方けい光体の発光面積がそれだけ減少し
且つ発光むらが生じるものである。従つて、本発明によ
るけい光体によれば、その発光色を橙色〜赤色に選定で
き、その発光しきい値電圧を低くでき、かつ発光効率も
よく、しかも輝度飽和を生じないけい光表示管を得るこ
とができる。第３図に、混晶比Ｘと発光波長との関係を
不す。！このように、前記混晶比ｘを０．２〈Ｘ≦０．
７の範囲内で適宜選定することにより橙色から赤色まで
の発光が得られ、しかも発光しきい値電圧が低く、発光
効率がよいので、例えば、一つの表示部のそれぞれ異な
る領域を、緑色に発光するＺｎＯ：Ｚｎ系のけい光体層
と、本発明によるＡ（Ｚｎｌ−ＸＣｄＸ）Ｓ：Ａｕ，．
Ａｌ＋ＢＭＯけい光体層で形成すれば、表示対象に応じ
てその表示の発光色を変えることのできるけい光表示管
が容易に形成できる。

例えば、第４図に示すように共通の基板内に、本発明に
より得られた低速電子線用のけい光体により形成された
けい光体層の被着された陽極２１を線状に配列してなる
アナログ表示部２２と、上面に本発明による低速電子線
用のけい光体、あるいは従来のＺｎＯ：Ｚｎ系のけい光
体からなるけい光体層を日字形に配列してなるデイジタ
ル表示部２４を設け、かつ前記各陽極２１及び２２に被
着する低速電子線用のけい光体の発光色を異ならせるこ
とにより、観察者にとつてアナログ表示部２２とデイジ
タル表示部２４との識別がきわめて容易になり、みやす
い表示が得られることになる。

さらに、アナログ表示部２２を二つの領域２２ａ及び２
２ｂに分け、それぞれの領域２２ａ及び２２ｂに被着す
る低速電子線用けい光体の発光色を異ならせることによ
り、例えば過大信号に対する警報効果などを得る上でき
わめて効果的なけい光表示管が得られる。また、図示は
していないが、ドツト状の陽極をマトリクスに配列し、
このドツト状陽極を複数の領域に分割し、各領域の陽極
上に被着するけい光体層を本発明のけい光体層により形
成して、それぞれの領域で発光色を異ならせるようにす
れば、表示効果にすぐれた図形表示装置が構成できる。

この場合、各表示領域のけい光体層の発光しきい値電圧
や動作電圧はほぼ等しいので、駆動回路の設計がきわめ
て容易となり、また各領域での発光輝度のばらつきの少
ないけい光表示管が得られる。ところで、上述した実施
例では、本出願の第１の発明であるけい光体をけい光表
示管に適用した例について述べている。

しかしながら、本発明のけい光体は、けい光表示管に限
らず、その他の表示装置にも適用できるものである。

例えば、プラズマ表示装置などのように、生成されたガ
スプラズマ中において低速電子線が発生する表示装置に
本発明のけい光体を適用すれば、その多色化や表示機能
の向上などを図ることが可能となるものである。

そのほか本発明は、上記し、かつ図面に示した実施例に
限定されることなく、その要旨を変更しない範囲で種々
変形して実施できるものである。

以上述べたように、本発明によるけい光体は、それ自体
が比較的低抵抗である（Ｚｎｌ−ＸＣｄｘ）Ｓ （ただ
し０．２くＸ≦０．７）を母体として用い、この母体に
、Ａｕとともに母体中でドナーとなるＡ１を添加し、け
い光体の低抵抗化を図ると共に、導電性物質であるＩｎ
２Ｏ３あるいはＳｎＯ２、ＺｎＯ，．ＴｉＯ２、ＷＯ３
の少なくとも一種を混合して、さらに導電性を向上させ
たものである。

しかして、本発明のけい光体はその低抵抗化が十分行わ
れ、発光しきい値電圧が５以下であり、かつ陽極電圧の
増加にともなう輝度の伸びもよく低速電子線用としてき
わめて適合したけい光体となるものである。

しかも本発明によるけい光体は、輝度飽和を生ずること
がないので高輝度が得られ、また輝度むらなどが生ずる
こともなく、混晶比を変えることによつて橙色から赤色
までの発光が得られるというすぐれた特長を有している
。

又本発明によるけい光体は、温度に対して安定性があり
、高温時においても輝度が下ることなく、温度消光特性
が改善され、低温時においても発光色が変化せず、安定
した発光が得られるというすぐれた特長も有している。
さらに、上述したけい光体を用いた本発明によるけい光
表示管は、表示の多色化が容易に行え、例えば警報表示
や多項目表示を行う上で表示効果の大幅な向上が得られ
るとともに、また、従来のカラー陰極線管に代るカラー
平面表示装置の実現も期待でき、表示装置の多様化と多
機能化を図る上から得られる効果はきわめて大である。
またさらに、本発明によるけい光体では、その発光しき
い値電圧や動作電圧が従来のＺｎＯ：ム系のけい光体と
ほぼ同等であるので、このけい光体を用いた本発明のけ
い光表示管では、それぞれ発光色の異なる各表示部を１
駆動する駆動回路の作製がきわめて容易となり、しかも
各表示部での輝度のばらつきもほとんど生ずることがな
く、表示管を使用する上からも得られる効果はきわめて
大である。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，ｂは、本発明によるけい光表示管の一実施例
を示す一部破断要部平面図及び要部拡大断面図、第２図
は同実施例の電圧一輝度特性を示す図、第３図は混晶比
ｘと発光波長との関係を示す図、第４図は、本発明によ
るけい光表示管の他の実施例における表示部の一例を示
す図である。 ４・・・・・・陽極導体、５・・・・・・けい光体層、
６・・・・・・陽極、９・・・・・偏極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式 Ａ（Ｚ＿＿ｎ＿１＿＿−＿＿ｘＣｄｘ）Ｓ：Ａｕ、Ａｌ
   ＋ＢＭＯ（ただし０．２＜ｘ≦０．７、０．４＜Ａ＜０
   ．９８、０．０２＜Ｂ＜０．６、ＭＯは、Ｉｎ＿２Ｏ＿
   ３、ＳｎＯ＿２、ＺｎＯ、ＴｉＯ＿２、ＷＯ＿３から選
   ばれた少なくとも一種の物質）にて表わされるけい光体
   。 ２ 上面にけい光体層の被着された陽極に、フィラメン
   ト状の陰極から放出された電子を射突させて、前記けい
   光体層を励起発光させ表示を得るけい光表示管において
   、前記けい光体層が一般式Ａ（Ｚ＿＿ｎ＿１＿＿−＿＿
   ｘＣｄｘ）Ｓ：Ａｕ、Ａｌ＋ＢＭＯ（ただし０．２＜ｘ
   ≦０．７、０．４＜Ａ＜０．９８、０．０２＜Ｂ＜０．
   ６、ＭＯは、Ｉｎ＿２Ｏ＿３、ＳｎＯ＿２、ＺｎＯ、Ｔ
   ｉＯ＿２、ＷＯ＿３から選ばれた少なくとも一種の物質
   ）で表わされるけい光体により構成されていることを特
   徴とするけい光表示管。