JPS60195180A - Alkaline earth metal sulfide fluorescent material - Google Patents

Alkaline earth metal sulfide fluorescent material

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JPS60195180A
JPS60195180A JP4917084A JP4917084A JPS60195180A JP S60195180 A JPS60195180 A JP S60195180A JP 4917084 A JP4917084 A JP 4917084A JP 4917084 A JP4917084 A JP 4917084A JP S60195180 A JPS60195180 A JP S60195180A
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JP
Japan
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alkaline earth
fluorescent material
phosphor
earth metal
metal sulfide
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Pending
Application number
JP4917084A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Shirakawa
康博 白川
Tsutomu Ishii
努 石井
Takeshi Takahara
武 高原
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a fluorescent material for B/W or color CRT tube, composed of a Tb- and Zn-doped alkaline earth metal sulfide fluorescent material, having excellent afterglow property and controlled particle size. CONSTITUTION:The objective fluorescent material is represented by the formula XS:TbZn (X is Ca or Sr) wherein the amount of doped Zn is >=1X10<-4>g-atom (preferably >=4X10<-4>g-atom per 1mol of the alkaline earth metal. The fluorescent material can be prepared e.g. by oxidizing and sintering CaCO3 containing 0.1mol% Tb in air at 1,250 deg.C, pulverizing 1mol of the sintered material, mixed thoroughly with 10<-3>mol of ZnO and 2mol of sulfur by physical means, and calcining at 1,000 deg.C in a reducing atmosphere for 3hr.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、モノクロあるいはカラー表示陰極線管用螢
光体に係り、殊に望ましい残光特性及び粒状性を備える
螢光体に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a phosphor for monochrome or color display cathode ray tubes, and particularly to a phosphor having desirable afterglow characteristics and graininess.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

端末表示装置においてモノクロあるいはカラー表示陰極
線管は、同解像、能動表示、高信頼性。
In terminal display devices, monochrome or color display cathode ray tubes have the same resolution, active display, and high reliability.

経済性等依然他の表示装置の及ぶところではなく、益々
その需要が拡大している。従ってこれらに用いられる螢
光体に対する要求もまた根強く、種々改良、開発が試み
られている。
It is still not as economical as other display devices, and the demand for it is increasing. Therefore, there is a strong demand for phosphors used in these devices, and various improvements and developments are being attempted.

周知のように、表示用陰極線管の螢光体には発光幼年の
高いことに加えて、画面のちらつきを抑えるために長残
光性が必要であり、かつ良好な画質を得るために螢光体
粒径の小さいことが要求される。現在、モノクロ表示陰
梅線管の表示色には緑色及び橙色が主流である。近年伸
長者しい緑色モノクロ表示陰極線管には、一般に残光性
1粒状性等の点からZn25I04 : Mn、 As
が用いられている。
As is well known, the phosphors of cathode ray tubes for display use require not only high luminescence but also long afterglow properties to suppress flickering on the screen. Small grain size is required. Currently, green and orange are the main colors displayed on monochrome display tubes. Green monochrome display cathode ray tubes, which have been gaining popularity in recent years, generally use Zn25I04: Mn, As due to their afterglow, graininess, etc.
is used.

ところが、この螢光体は有毒な砒素を倉むことから末端
消費者にとって好ましくない。一方、その代替品として
知られるZnS :Cu 、 C,(3あるいはZn8
:Cu、Au、人e等の螢光体は公害性はないものの、
残光時間が短かくしかも螢光体粒径が大きくなりやすい
ことから、画質(解像度)への影響が残る。
However, this phosphor is not desirable for end consumers because it contains toxic arsenic. On the other hand, ZnS :Cu, C, (3 or Zn8
:Although phosphors such as Cu, Au, and human e are not polluting,
Since the afterglow time is short and the phosphor particle size tends to become large, the image quality (resolution) remains unaffected.

即ち、発光効率を犠牲にして、粒径な小さくする等の対
策が必豊である。
That is, it is necessary to take measures such as reducing the particle size at the expense of luminous efficiency.

硫化カルシウムは、レーマン(W、 Lehmann)
によるジャーナル・オブールミネッセンス(J。
Calcium sulfide is manufactured by Lehmann (W, Lehmann)
Journal of Obluminescence (J.

Lum1nescence 5(1972)87 )で
の報告にもちるように、適切な付活剤を加えることによ
り発光効率の高い螢光体となりうる。その付活剤の一つ
であるTbは、Ca S中で良好な発光中心を形成し、
緑色発光を呈する。しかしながら、その残光時間は約2
ミリ秒であり、長残光性とはいいがたい。
As reported in Luminescence 5 (1972) 87), by adding an appropriate activator, a phosphor with high luminous efficiency can be obtained. Tb, one of the activators, forms a good luminescent center in CaS,
It emits green light. However, its afterglow time is about 2
The duration is milliseconds, so it cannot be said to have a long afterglow.

本発明者等は、Tb付活アルカリ土類金属硫化物螢光体
が高効率であることに着目して、この良好なる効率を低
下させることなるその残光特性を改良しかつ粒径制御を
可能とするため、糧々共付活剤の検討を重ねて来た。そ
の結果、共付活剤としてZn元素を含有せしめることに
より、その残光特性及び粒径制御に顕著なる効果のある
ことを見い出し、本発明に至った。
The present inventors have focused on the high efficiency of Tb-activated alkaline earth metal sulfide phosphors, and have attempted to improve their afterglow properties and control particle size, which would reduce this good efficiency. In order to make this possible, we have repeatedly investigated co-activators. As a result, it has been found that containing Zn element as a co-activator has a remarkable effect on the afterglow characteristics and particle size control, leading to the present invention.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、テルビウム付活アルカリ土類金属硫化物螢光
体を改良した残光性に優れかっ雀径制御された螢光体を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a terbium-activated alkaline earth metal sulfide phosphor with improved afterglow properties and a controlled diameter.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明に係る螢光体は、Tbで付活されたアルカリ土類
金属硫化物螢光体にZnを含有せしめたことを特徴とす
るもので、Zn無添加時に比較してその残光時間が長く
なるという効果を奏する。
The phosphor according to the present invention is characterized by containing Zn in the Tb-activated alkaline earth metal sulfide phosphor, and its afterglow time is longer than when no Zn is added. It has the effect of lengthening the length.

第1図は、本発明に係る螢光体の一つでCab:Tb螢
光体において、Zn含有量が母体1モルに対して10 
グラム原子である場合(曲線1)とZn無添加の場合(
曲線2)及びZn S : L u * C,I3螢光
体(曲線8)の残光特性を表わした図である。第1図の
縦軸は励起停止直後の発光強度を100とした相対強度
で横軸の時間軸をミリ秒で表わしている。参椿セz’4
添加によるCab:Tb螢光体の残光特性の改善は明白
である。
Figure 1 shows one of the phosphors according to the present invention, a Cab:Tb phosphor, in which the Zn content is 10% per mole of the matrix.
In the case of gram atoms (curve 1) and in the case of no Zn addition (
FIG. 2 is a diagram showing the afterglow characteristics of curve 2) and Zn S :L u * C, I3 phosphor (curve 8). In FIG. 1, the vertical axis represents the relative intensity with the emission intensity immediately after excitation stopped as 100, and the horizontal axis represents the time axis in milliseconds. Santsubaki Sez'4
The improvement in the afterglow properties of the Cab:Tb phosphor by addition is obvious.

Tb付活のCaS螢光体は約550nmに主ピーク波長
を有する緑色発光であることは、前記レーマン(W、 
Lehmann)により報告されている通りである。
The fact that the Tb-activated CaS phosphor emits green light having a main peak wavelength at about 550 nm is known from the Lehman (W,
Lehmann).

緑色発光を有し実用上有効な螢光体であるために、付活
剤であるTbは母体1モルに対して10−4〜10−1
グラム原子が望ましい。この範囲外では発光強度の低下
が著しくまた良好なる発光色を呈さす、本発明に係るZ
n添加の効果が認められない。
Since it is a practically effective phosphor that emits green light, the amount of Tb as an activator is 10-4 to 10-1 per mole of the base material.
Gram atoms are preferred. Outside this range, the luminescence intensity decreases significantly and the Z according to the present invention exhibits a good luminescence color.
No effect of n addition was observed.

Zn添加による粒径制御の効果は、第2図により明白で
ある。本発明に係るZn添加量は、母体1モルに対して
10−4グラム原子以上が望ましい。
The effect of particle size control by adding Zn is clear from FIG. The amount of Zn added according to the present invention is desirably 10@-4 gram atoms or more per mole of the base material.

Zn添加量がこの1未満では、残光性及び粒状性改善の
効果が乏しい。一方、10−2 グラム原子を越えると
発光強度の低下が著しくなる。
When the amount of Zn added is less than 1, the effects of improving afterglow and graininess are poor. On the other hand, when it exceeds 10-2 gram atoms, the luminescence intensity decreases significantly.

第8図は、アルカリ土類金属硫化物螢光体においてTb
付活凰を10−3 グラム原子としたときの、Zn添加
の及ぼす残光時間の改善効果を示す図である。第8図の
縦軸は、各螢光体においてZnを添加しない螢光体の1
0分の1残光時間を1とした相対残光時間であり、横軸
はZn添加量である。
Figure 8 shows Tb in an alkaline earth metal sulfide phosphor.
FIG. 3 is a diagram showing the effect of improving the afterglow time caused by adding Zn when the activated phosphor is 10 −3 gram atoms. The vertical axis in FIG.
It is a relative afterglow time with 1/0 afterglow time as 1, and the horizontal axis is the amount of Zn added.

曲線1はCa S :Tb + Znであり、曲線2は
S rS : Tb +Znである。1図のように、z
n添加による残光時間の改善は10−4グラム原子以上
においてみられ、4×10 以上において特に顕著であ
る。
Curve 1 is Ca S :Tb + Zn and curve 2 is S rS : Tb + Zn. As shown in Figure 1, z
Improvement in afterglow time due to n addition is seen at 10-4 gram atoms or more, and is particularly remarkable at 4×10 2 or more.

これらアルカリ土類金属硫化物螢光体は各々固容体を形
成することは周知の通りであり、これらの効果はCaS
及びSrSよりなる固容体においても見い出された。
It is well known that each of these alkaline earth metal sulfide phosphors forms a solid body, and these effects are similar to those of CaS.
It was also found in a solid body made of SrS.

以上のように、Tb付活アルカリ土類金属硫化物螢光体
に適当量のZnを添加した本発明に係る螢光体は、モノ
クロあるいはカラー表示用陰極線管への応用において、
実用上十分なる長残光性1粒状性及び発光強度、を有す
る螢光体である。
As described above, the phosphor of the present invention, which is a Tb-activated alkaline earth metal sulfide phosphor with an appropriate amount of Zn added, can be applied to cathode ray tubes for monochrome or color displays.
The phosphor has a long afterglow, granularity, and luminescence intensity that are sufficient for practical use.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下本発明を実施例により説明する。 The present invention will be explained below with reference to Examples.

実施例(1) Tbを0.1モ/L/ %含有するCaCO3を空気中
1250Cで酸化、焼結する。得られた焼結体1モルを
粉砕したのち、ZnOを10 モル、硫黄2モルを物理
的手段により十分に混合し、還元雰囲気中1000Cで
3時間保ち焼成する。この焼成で得られたCab:0.
001Tb 、 0.001Zn螢光体の平均粒径は4
.Oltmであった。
Example (1) CaCO3 containing 0.1 mo/L/% of Tb is oxidized and sintered at 1250C in air. After pulverizing 1 mol of the obtained sintered body, 10 mol of ZnO and 2 mol of sulfur were thoroughly mixed by physical means, and the mixture was kept at 1000 C for 3 hours in a reducing atmosphere and fired. Cab obtained by this firing: 0.
The average particle size of 001Tb, 0.001Zn phosphor is 4
.. It was Oltm.

本実施例で得られたC a S :T b e Zn螢
光体をパルス幅10マイクロ秒、電圧10蒔、電流10
 Aの電子線で励起したときの発光ピーク強度と10分
の1残光時間を、Znを添加しないことの他はすべて同
一の方法で作製したCaS:0.001Tb螢光体に対
する相対値として表1に示す。
The C a S :T b e Zn phosphor obtained in this example was subjected to a pulse width of 10 microseconds, a voltage of 10, and a current of 10.
The emission peak intensity and 1/10 afterglow time when excited with the electron beam of A are expressed as relative values for a CaS:0.001Tb phosphor prepared by the same method except that no Zn was added. Shown in 1.

実施例(2) Tbを0.1モルチ含むCac104を空気中120F
で酸化、焼結する。得られた焼結体を粉砕したのち、焼
結体1モルに対して10−3モルのZnC2O4を混合
し、硫化水素中1000Cで4時間焼成する。こ、の焼
成で得られたCaS: o、ooi’rb 、 0.0
01Zn螢光体の平均粒径は3.8μmであった。
Example (2) Cac104 containing 0.1 mol of Tb in air at 120F
oxidize and sinter. After the obtained sintered body is pulverized, 10 −3 mol of ZnC2O4 is mixed with 1 mol of the sintered body, and the mixture is fired at 1000 C for 4 hours in hydrogen sulfide. CaS obtained by firing: o, ooi'rb, 0.0
The average particle size of the 01Zn phosphor was 3.8 μm.

本実施例で得られた螢光体の発光ピーク強度と10分の
1残光時間を実施例(1)と同一条件にて測定した結果
を表1に示す。表1より明らかなようにZnを含有する
CaS :’rbTb螢光体Znを含まない螢光体に比
較して、残光時間が100チ以上改善されている。
Table 1 shows the results of measurements of the emission peak intensity and 1/10 afterglow time of the phosphor obtained in this example under the same conditions as in Example (1). As is clear from Table 1, the afterglow time of the CaS:'rbTb phosphor containing Zn is improved by more than 100 degrees compared to the phosphor containing no Zn.

実施例(3) 上記実施例(1)においてCa Co 5に代えてCr
C01を用いて同様の焼成を行なうことにより、平均粒
径3.5μmの8rS:0.001Tb、 0.001
Znを得た。
Example (3) In the above Example (1), Cr was substituted for Ca Co 5
By performing similar firing using C01, 8rS:0.001Tb, 0.001Tb with an average particle size of 3.5μm was obtained.
Zn was obtained.

本実施例で得られたSrS:Tb 、 Zn螢光体を実
施例(1)と同一条件にて測定したときの発光ピーク強
度と1o分の1残光時間を、Znを添加しないことのほ
かはすべて同一の方法で作製したSr8:Tb螢光体に
対する相対値を表2に示す。
When the SrS:Tb, Zn phosphor obtained in this example was measured under the same conditions as in Example (1), the emission peak intensity and 1/10 afterglow time were changed, except that Zn was not added. Table 2 shows the relative values for Sr8:Tb fluorophores prepared by the same method.

実施例(4) 上記実施例(2)においてCa C204に代えてSr
C,Q、・H,Oを用いて同一の焼成を行なうことによ
り、平均粒径3,8BmのSr8: 0.001Tb、
 0.001Znを得た。
Example (4) In the above Example (2), Sr was used instead of Ca C204.
By performing the same firing using C, Q, ・H, O, Sr8: 0.001Tb with an average particle size of 3.8Bm,
0.001 Zn was obtained.

本方法で得られたS r S : T b + Zn螢
光体を実施例(1)と同一条件にて測定したときの発光
ピーク強度と10分の1残光時間を、Znを添加しない
ことのほかはすべて同一の方法で作製したSrs:Tb
螢光体に対する相対値を表2に示す。
When the S r S : T b + Zn phosphor obtained by this method was measured under the same conditions as in Example (1), the emission peak intensity and 1/10 afterglow time were determined without adding Zn. Srs:Tb was produced by the same method except for
The relative values for the fluorophore are shown in Table 2.

表2より明らかなように、znを含有するSrS:Tb
はZnを含まない螢光体に比較して、残光時間が100
4以上改善されている。
As is clear from Table 2, SrS:Tb containing zn
has an afterglow time of 100% compared to a phosphor that does not contain Zn.
Improved by 4 or more.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のようにZnを含有したアルカリ土類金属硫化物螢
光体は、残光時間が長くなり、又Znの含有により粒径
制御が蚕易になるので工業的利用価値の關い螢光体とな
り、モノクロおよびカラー表示陰極線管用螢光体として
殊に適するものとなる。
As mentioned above, Zn-containing alkaline earth metal sulfide phosphors have a long afterglow time, and the Zn content makes it easier to control the particle size, so they are not suitable for industrial use. Therefore, it is particularly suitable as a phosphor for monochrome and color display cathode ray tubes.

表 1 表 2Table 1 Table 2

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、Ca8:Tb、Zn (曲線1)、Ca’s
 a T b(曲線2)及びZnS:CuA4 (曲線
8)の残光特性を示す図、第2図はCa S : Tb
 + Z nにおいて平均粒径とZn添加Vの関係を示
す図、第8図はTb付活アルカリ土類金属硫化物螢光体
の残光時間とZn添加量の関係を示す図である。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 (ほか1名)第 1
 図 $m(ミ、・)木り/・) 第2図 第 3 図
Figure 1 shows Ca8:Tb, Zn (curve 1), Ca's
Figure 2 shows the afterglow characteristics of a T b (curve 2) and ZnS:CuA4 (curve 8).
+Zn is a diagram showing the relationship between the average particle diameter and the Zn addition V, and FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the afterglow time and the Zn addition amount of the Tb-activated alkaline earth metal sulfide phosphor. Agent Patent Attorney Kensuke Chika (and 1 other person) No. 1
Figure $m (mi,・)kiri/・) Figure 2 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) 一般式がXS:TbZnで表わされることを特
徴とするアルカリ土類硫化物螢光体。但しXはCaおよ
びSrの少なくとも一種。 (21Znの付活h1がアルカリ土類硫化物1モル当り
、I X IQ” グラム原子以上であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載のアルカリ土類硫化物螢
光体。 (31’ Znの付活址がアルカリ土類硫化物1モル当
り4×10 グラム原子以上であることを特徴とする特
許請求の範囲gs 1項記載のアルカリ土類硫化物螢光
体。
(1) An alkaline earth sulfide phosphor characterized by having a general formula of XS:TbZn. However, X is at least one of Ca and Sr. (31 'The alkaline earth sulfide phosphor according to claim 1, characterized in that the activation rate of Zn is 4 x 10 7 gram atoms or more per mole of alkaline earth sulfide.
JP4917084A 1984-03-16 1984-03-16 Alkaline earth metal sulfide fluorescent material Pending JPS60195180A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04134477U (en) * 1991-06-10 1992-12-15 日立プラント建設株式会社 bolt cleaning device

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