JPH0468078A - 低速電子線用発光組成物 - Google Patents

低速電子線用発光組成物

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JPH0468078A
JPH0468078A JP2180970A JP18097090A JPH0468078A JP H0468078 A JPH0468078 A JP H0468078A JP 2180970 A JP2180970 A JP 2180970A JP 18097090 A JP18097090 A JP 18097090A JP H0468078 A JPH0468078 A JP H0468078A
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、硫化物を母体とする蛍光体と導電性を有する
物質(以下、導電性物質という)との混合物から成り、
特に加速電圧1kV以下の低速電子線励起下で高輝度の
発光を示す低速電子線用発光組成物(以下、単に「発光
組成物」という)の改良に関する。
(従来の技術) 組成式(ZnI−x 、  Cdx ) S (但し、
Xは○≦X≦1なる条件を満たす数である)で表わされ
る硫化物を母体とし、これに亜鉛(Z n)、銀(Ag
)、金(Au)、銅(Cu)、マンガン(Mn)等を付
活し、さらに必要に応じてハロゲン、アルミニウム(A
N ) 、ガリウム(Ga)、インジウム(I n)等
を共付活してなる一連の硫化物系蛍光体に、酸化インジ
ウム(I n2O2 ) 、酸化亜鉛(ZnO)、酸化
錫(Sn02)等の導電性物質を混合してなる発光組成
物は、加速電圧が1kV以下の低速電子線励起により、
その発光組成物の主成分である該硫化物系蛍光体に固有
の青色〜赤色にわたる高輝度の可視発光を呈する(特公
昭59−33153号、特公昭59−33155号、特
公昭62−44035号、特公昭62−53554号等
参照)ところから、緑白色発光を示す蛍光体として古く
から実用されているZnO:Znと組合わせて、多色表
示ができる、車載用(タロツク、カーオーディオ、速度
メーター、タコメーター等の表示用)、オーディオ用、
VTR用等の蛍光表示管の蛍光膜として近年多用される
ようになってきた。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、特に車載用蛍光表示管の場合、使用され
る電源の関係から蛍光表示管の加速電圧に制限があるた
め、従来の技術では蛍光表示管の発光輝度が不十分で特
に昼間の外光下での視認性に欠け、車の運転上の安全性
という面から問題があるというのが現状である。
本発明は上述のような状況に鑑みてなされたものであり
、特に加速電圧1kV以下の低速電子線で励起した時、
より高輝度の発光を示す発光組成物を提供することを目
的とするものである。
(課題を解決するだめの手段) 本発明者等は、上記目的を達成するために、現在、多色
表示の可能な蛍光表示管用として使用されている、硫化
物蛍光体と導電性物質との混合物から成る発光組成物の
一構成部分である硫化物蛍光体について、その物性等と
、得られる発光組成物の発光輝度との関係について鋭意
研究した結果、加速電圧1、kV以下の低速電子線で励
起した場合に限り、用いられる硫化物蛍光体の結晶性の
違いによって得られる発光組成物の発光輝度が大きく変
化し、硫化物蛍光体の結晶性を特定の範囲に制御するこ
とによって、特に高輝度の発光組成物が得られることを
見出した。
即ち、結晶体のX線回折スペクトル(結晶体にX線を照
射した時の、結晶によるX線の回折角(θ)の2倍角(
2θ)と回折線の強度との関係を示す)における回折線
の半値幅(2θ)とその結晶体の結晶化の度合いとの間
には相関がある(半値幅が狭いほど結晶化の度合いが大
である)ため、合成条件を変化させた種々の硫化物蛍光
体についてX線回折スペクトルを測定し、夫々の硫化物
蛍光体の、面指数(100)面での回折線の中の最強回
折線(本明細書ではこれを単に「最強回折線」というこ
とにする)の半値幅を求めるとともに、この半値幅とこ
れらの硫化物蛍光体を用いた各発光組成物の低速電子線
励起下での発光特性との相関を調べたところ、X線回折
スペクトルにおける最強回折線の半値幅(2θ)がo、
05°〜0.16°の範囲にある硫化物蛍光体を用いた
時、特に高輝度の発光組成物が得られることを見出し、
本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の発光組成物は、組成式が(Zn+−x 
、Cd、)S (但し、Xは0≦X≦1なる条件を満た
す数)で表わされる硫化物を母体とする蛍光体と、導電
性物質とを混合または互いに付着させてなる発光組成物
であって、上記硫化物蛍光体のX線回折スペクトルにお
ける最強回折線の半値幅(2θ)が0.05”乃至0.
16”の範囲にあることを特徴とするものである。
以下、本発明の発光組成物の製造方法について説明する
。
本発明の発光組成物の一方の構成成分として用いられる
(Zn+−、、Cd−)S系硫化物蛍光体としては、Z
nS:Zn、ZnS:Ag、Cg。
ZnS:Ag、C9,Li5ZnS:Ag、Ag。
ZnS:Mn、C1l、(Zn 、  Cd)S : 
Cu 。
AI、(Zn 、Cd)S : Au、AI、(Zn 
。
Cd)S :Au、Cu、All、CdS :Ag等を
はじめとする、組成式が(Zn、−x 、CcL )S
で表わされる硫化物母体を亜鉛(Zn)、銀(Ag)、
銅(Cu)、金(Au)、マンガン(Mn )等の付活
剤で付活し、更に、必要に応じてこれにアルミニウム(
AI)、ハロゲン元素(Cg、Br、I又はF)等の第
1の共付活剤並びにアルカリ金属元素CLj、Na、に
、Rb、又はCs)、ガリウム(G a) 、インジウ
ム(I n)等の第2の共付活剤で共付活してなる硫化
物蛍光体の中から、これらのX線回折スペクトルの最強
回折線の半値幅(2θ)が0.05°〜o、te’の範
囲にある硫化物蛍光体が選択的に用いられる。
その中でも、この半値幅が0.07°〜0,14°の範
囲にある硫化物蛍光体を用いた時、特に高輝度の発光組
成物が得られる。また、X線回折スペクトルの最強回折
線の半値幅(2θ)が0.05°〜0.16°である上
記硫化物蛍光体の中でも上記組成式中のX値の範囲が0
.4≦X≦0.85にある、ZnSとCdSとの固溶体
を母体とする硫化物蛍光体を用いるのが良く、さらに好
ましくは、X値が上記の範囲にあって、かつ、母体1g
当り2O0〜2O00μgのAgで付活してなる( Z
 n 1−x 、  Cd、)S:Ag系の硫化物蛍光
体を用いた時、特に高輝度の発光組成物が得られる。
本発明の発光組成物に用いられる組成式がCZn1−x
 、Cdx )S (但し0≦X≦1)であられされる
硫化物を母体とする、(Z n 1−x 。
Cdx)S系硫化蛍光体は、一般に、以下に述べるよう
な方法によって製造される。すなわち、蛍光体母体原料
である硫化亜鉛(ZnS)と、硫化カドミウム(Cd 
S)とを、CdSがXモルに対して、ZnSが(1−x
)モルとなる割合(但し、0≦X≦1)で混合してなる
混合硫化物原料に、硝酸銀(AgNO3)、硫酸銅(C
uSO4)、塩化金酸(HA u Cjll 4 ) 
、炭酸マンガン(MnCO3)等をはじめとする、付活
剤となる元素の硝酸塩、硫酸塩、ハロゲン化物、炭酸塩
等の化合物と、第1の共付活剤となるアルミニウム(l
l )やハロゲン元素(Cρ、  Br、  I、 F
)を含む化合物とを所定量秤取し、更に必要に応じてこ
れに第2の共付活剤となるアルカリ金属元素(Li 。
Na、に、Rb、及びCsの少なくとも1つ)やガリウ
ム(Ga)インジウム(In)等を含む化合物及び融剤
としての塩化ナトリウム(Na(Jl)・硫酸リチウム
(Li2SO4)、燐酸リチウム(L i3 P 04
 ) 、沃化カリウム(Kl)、塩化アンモニウム(N
H4CD )等の化合物を所定量混合し、耐熱性容器に
詰めて空気中、又は硫化水素ガス雰囲気、二硫化炭素ガ
ス雰囲気等の硫化性雰囲気中において、750〜100
0℃の温度で1〜10時間焼成する。
次いで、このようにして得られた( Z n 1−x 
。
Cd、)S系硫化物蛍光体についてX線回折装置により
回折X線スペクトルを求め、その最強回折線の半値幅(
2θ)が0605°乃至0.16’の範囲内にある蛍光
体が使用される。
一方、本発明の発光組成物に用いられる導電性物質とし
ては酸化インジウム(In2O3)、酸化亜鉛(ZnO
)、酸化錫(S n O2) 、酸化チタン(T io
 2 ) 、酸化タングステン(WO3)、酸化ニオブ
(Nb2O.)、硫化カドミウム(CdS)、硫化銅(
CuS)等、従来の低速電子線用発光組成物に用いられ
ているものであればいずれも使用できる。これらの導電
性物質の中でも、一般に市販されているI n2O3試
薬、In(NO3)i、InC113等のIn塩を焼成
して得たIn2O3、例えば特開昭55−11’o1g
1号等に開示されているEu、Ce等の希土類で付活さ
れたIn2O3,In2O3とSnO□との固溶体等、
In2O3又はIn2O,を含む化合物を用いた時、特
に高輝度の発光組成物が得られる。
本発明の発光組成物を製造するには、所定の割合で秤取
された上述の導電性物質と所望の蛍光体とを乳鉢、ボー
ルミル、ミキサーミル等を使用したり、篩にかける等の
方法により充分に混合するか、あるいは上述の蛍光体粒
子の表面に例えば接着剤としてゼラチンとアラビアゴム
を用いる方法(特公昭54−3677号公報参照)、静
電塗布法(特公昭54−44275号公報参照)、エチ
レンセルロース、ニトロセルロース等の有機バイダーを
用いる方法(特公昭62−33266号公報参照)等の
公知の方法で上述の導電性物質を付着させることにより
本発明の発光組成物を得ることができる。この時、導電
性物質と蛍光体との混合重量比は、従来の高抵抗の蛍光
体と導電性物質から成る発光組成物の場合とほぼ同様で
あって、得られる発光組成物の発光輝度の点から導電性
物質と蛍光体とを単に混合する場合には導電性物質/蛍
光体の比をおよそ1/99乃至7/13の重量比とし、
蛍光体粒子表面に導電性物質を付着させる場合には導電
性物質/蛍光体の比を1/ 199乃至3/7の重量比
とするのが特に好ましい。
次に、用いられる蛍光体の結晶化度と、本発明による低
速電子線用発光組成物を含む組成物の発光輝度との関係
を図面によって示す。
第1図の曲線Aは、結晶性の度合いの異なる(Zno2
.+  Cdo7+)S :Ag、CΩ蛍光体と、1n
2Oaを、それぞれ9:1に混合してなる種々の発光組
成物について、用いられる蛍光体の結晶化度と、得られ
る発光組成物の低速電子線(加速電圧2OV)励起下で
の発光輝度との関係を例示したものであり、第1図の曲
線Bは上記の各発光組成物の構成成分である、(Zno
2.、Cdo7+)S:Ag、Cjll蛍光体について
各蛍光体の結晶化度と高速電子線(加速電圧12kV)
励起下での発光輝度との関係を例示したものである。第
1図の横軸は用いれる(Z no、29.  Cdo、
y+) S : Ag 。
CΩ蛍光体の結晶化度の目安となるもので、(2no2
e、Cdo7+)Ag、C3のX線回折スペクトルにお
ける最強回折の半値幅(2θ)であり、曲線Aの縦軸及
び曲線Bの縦軸は、X線回折スペクトルにおける最強回
折線の半値幅が0.18°である(Zno29.Cdo
7+)S : Ag 、CDを用いた従来の発光組成物
の発光輝度を100とした時の、各発光組成物の発光輝
度を相対値で示したもの、及びX線回折線の半値幅(2
θ)が0.18°である(Z’n0.29. Cdo7
+) S : Ag 、  C1l蛍光体の発光輝度を
100とした時の相対値で示したものである。
第1図の曲線AとBかられかるように、結晶化度が異な
り、X線回折スペクトルの最強回折線の半値幅が異なる
(Zno2.+  Cd0.7+) S : Ag 。
CΩ蛍光体を高速電子線で励起した時の発光輝度は回折
線の半値幅がある一定の範囲内にある時、はとんど変化
しないにもかかわらず(曲線B)、これらの蛍光体を用
いた発光組成物を低速電子線で励起した場合、用いられ
る蛍光体の結晶化度によってその発光輝度が大きく変わ
り(曲線A)、X線回折スペクトルの最強回折線の半値
幅(2θ)がおよそ0.05〜0.16”である(Zn
o、29+ CdO,71) S : Ag 、  C
F蛍光体とIn2O,からなる発光組成物は低速電子線
励起下では特に高輝度であって、中でも最強回折線の半
値幅(2θ)が0.07〜0.14°である(Z no
2e、  Cdo7+) S :Ag、Cfi蛍光体と
In2O,から成る発光組成物はより高輝度である。
なお、(Zno29.Cdo7+)S : Ag 、C
Ω蛍光体以外の硫化物系蛍光体の場合にも高速電子線励
起下では曲線Bに示すようにこの蛍光体の回折X線の半
値幅が変わってもその発光輝度はほとんど変わらないに
もかかわらず、この蛍光体とIn2O,とからなる発光
組成物を低速電子線で励起した時の発光輝度は曲線Aに
示した発光組成物の場合と同様、用いられる硫化物系蛍
光体の回折X線スペクトルの最強回折線の半値幅(2θ
)がほぼ0.05’〜0.16°の範囲にある時、特に
高輝度であり、この傾向は1n2O*以外の導電性物質
を用いた場合にも類似であることが確認された。
従って、本発明の発光組成物の一構成成分として用いら
れる硫化物系蛍光体は、夫々の蛍光体のX線回折スペク
トルにおける最強回折線の半値幅(2θ)が0.05’
〜0.16’の範囲にあるのが好ましく、得られる発光
組成物の発光輝度の点から、特に回折線の半値幅(2θ
)が0.07”〜0.14’の範囲にある硫化物系蛍光
体を用いるのがより好ましい。
次に実施例により本発明を説明する。
(実施例1) 硫化亜鉛(ZnS)(蛍光体グレード試薬)55g、硫
化カドミウム(CdS)(蛍光体グレード試薬)195
g、硝酸銀(Ag、N03)(試薬特級)o、ogg及
び塩化ナトリウム(NaC1))(試薬特級)3.Og
から成る蛍光体原料を充分に混合し、ルツボ本体と蓋と
の接触面が平滑で密着性の良い蓋付きの石英ルツボに充
填した。これを電気炉に入れて空気中において82O℃
で2時間焼成し、水篩を行った後上澄液の電導度が10
μs/cm以下となる迄水洗を行い、脱水乾燥すること
によりAgの濃度が蛍光体1g当り2O0ggである(
 Z n 0.291Cd 0.7+) S : Ag
 、 Cj!蛍光体(硫化物蛍光体〔I〕)を製造した
。
一方これとは別に、蛍光体原料として3.0gのNaC
lに代えて2.5gを用いること、石英ルツボの蓋とル
ツボ本体との接触面を粗面化して蓋とルツボ本体との密
着性を悪くすること及び焼成温度を800℃とすること
以外は上記硫化物蛍光体CI)と同様にしてAgの濃度
が蛍光体1g当り2O0、czrである(Zno29+
  Cd0.7+) S : Ag 。
Cg蛍光体(硫化物蛍光体CI−R))を製造した。
これらの硫化物蛍光体CI)及びCI−R)についてX
線回折装置(理学電機株式会社製)を用いて回折X腺ス
ペクトルを測定し、夫々の最強回折線の半値幅(2θ)
を求めたところ夫々0.11゜及び0.18°であった
。
次に、この硫化物蛍光体CI)93重量部と市販のIn
2O37重量部をボールミルを用いて十分混合し、発光
組成物[1)を製造した。
また、硫化物蛍光体(1)に代えて硫化物蛍光体[1−
R)を用いる以外は発光組成物[1)と同様にして発光
組成物CI−R)を製造した。
このようにして得られた各発光組成物を加速電圧2OV
の低速電子線で励起し、発光させてその時の発光輝度を
相対的に比較したところ、発光組成物(1)の発光輝度
は、発光組成物(1−R)の約1.3倍であった。
(実施例2) 硫化亜鉛(ZnS)(蛍光体グレード試薬)250g、
塩化ナトリウム(NaCN)(試薬特級)2.5g、塩
化アンモニウム(NH4cD>  <試薬特級) 6.
25g及び硫黄(S)(試薬特級) 5.0 gから成
る蛍光体原料を充分に混合し電気炉に入れて空気中にお
いて850℃で2.5時間焼成する以外は実施例1の硫
化物蛍光体〔I〕と同様にして自己付活のZnS:Zn
蛍光体(硫化物蛍光体〔■〕)を製造した。
一方、これとは別に石英ルツボの蓋とルツボ本体との接
触面を粗面化して蓋とルツボ本体との密着性を悪くする
こと及び焼成時間を2時間とすること以外は上記硫化物
蛍光体〔■〕と同様にして自己付活のZnS:Zn蛍光
体(硫化物蛍光体(II−R))を製造した。
これらの硫化物蛍光体[11)及び[II −R)につ
いてX線回折装置(理学電機株式会社製)を用いて回折
X線スペクトルを測定し、それらの各最強回折線の半値
幅(2θ)を求めたところ、それぞれ0.10°及び0
.17’であった。
次にゼラチン0,6重量部を40℃の温水中に溶解し、
0.3%ゼラチン水溶液を作成した後、この中に85重
量部の硫化物蛍光体(nlを添加して十分に撹拌し、蛍
光体分散液を得た。
一方、アラビアゴム0.4重量部を水に溶解し、0.3
%アラビアゴム水溶液を作成し、この中に15重量部の
In2O3を添加して充分に撹拌し、In2O3粒子の
分散液を作成した。
次いで上記蛍光体分散液と、In2O3粒子の分散液と
を撹拌しながら混合し、混合液のpHを4に調整し、1
0℃以下に冷却した後、ホルマリン1重量部を撹拌しな
がら徐々に滴下した。上澄み液をデカンテーションにて
取除き、水洗後、固形分を乾燥してZnS:Zn蛍光体
にIn2O3を付着させた発光組成物[II)を製造し
た。
また、硫化物蛍光体CIIIに代えて硫化物蛍光体(I
I −R〕を用いる以外は各発光組成物〔■〕と同様に
して発生組成物(II−R)を製造した。
このようにして得られた各発光組成物を加速電圧2OV
の低速電子線で励起し、発光させてその時の発光輝度と
相対的に比較したところ、発光組成物[11)の発光輝
度は発光組成物[:II −R)の約1.2倍であった
。
(実施例3) 硫化亜鉛(ZnS)(蛍光体グレード試薬)125g、
硫化カドミウム(CdS)(蛍光体グレード試薬)  
125g、硝酸銀(AgNO3)0.08g及び塩化リ
チウム(L i CD )2.5gから成る蛍光体原料
を充分に混合し、電気炉に入れて空気中において800
℃で1.5時間焼成する以外は実施例1の硫化物蛍光体
[I]と同様にして得た蛍光体を再度石英ルツボに詰め
た電気炉に入れ、窒素ガス雰囲気中において800℃で
1時間再焼成し、水篩を行った後、上澄液の電導度が1
0μs/cffl以下になるまで水洗し、乾燥して、A
gの濃度が蛍光体1g当り2O0μgである(Zno3
++  Cdo、6J S :Ag、CD蛍光体く硫化
物蛍光体〔■〕)を製造した。
これとは別に石英ルツボの蓋とルツボ本体との接触面を
粗面化して蓋とルツボ本体との密着性を悪くすること、
焼成時間を1時間とし、窒素ガス中での再焼成を行わな
いこと以外は硫化物蛍光体〔■〕と同様にして硫化物蛍
光体[111−R)を製造した。
これらの硫化物蛍光体(m)及び[:m−R:lについ
てX線回折装置(理学電機株式会社製)を用いて回折X
線スペクトルを測定し、それらの各最強回折線半値幅(
2θ)を求めたところそれぞれ0.12°及び0,18
°であった。
次にこの硫化物蛍光体[1111) 95重量部と市販
の酸化亜鉛(ZnO)5重量部をボールミルを用いて十
分混合し発光組成物〔■〕を製造した。
また、硫化物蛍光体(III)に代えて硫化物蛍光体C
m−R)を用いる以外は発光組成物〔■〕と同様にして
発光組成物(III −R〕を製造した。
このようにして得られた各発光組成物を加速電圧2OV
の低速電子線で励起し、発光させてその時の発光輝度を
相対的に比較したところ、発光組成物〔■〕の発光輝度
は発光組成物(m−R)の約1.15倍であった。
(発明の効果) 以上詳述したように硫化物系蛍光体と導電性物質との混
合物からなる発光組成物において、回折X線スペクトル
における最強回折線の半値幅(2θ)がほぼ0.05°
〜0.16°の範囲にある硫化物系蛍光体をその構成成
分として用いることによって得られる発光組成物は、加
速電圧1kV以下の低速電子線励起下での発光輝度が著
しく向上し、蛍光表示管用蛍光材料としてきわめて有用
である。
【図面の簡単な説明】
第1図曲線Aは(Zn O,29,Cd O,7+) 
S : Ag、cN蛍光体と1n2O3からなる発光組
成物に用いられる(Zn O,29,Cd O,7+)
 S : Ag 。 C11蛍光体の回折X線スペクトルにおける最強回折線
の半値幅(2θ)とこの発光組成物の低速電子線励起下
での発光輝度との関係を示すグラフである。 第1図曲線Bは(Zn O,29,Cd O,7+) 
S : Ag、CΩ蛍光体の回折X線スペクトルにおけ
る最強回折線の半値幅(2θ)と高速電子線励起下での
発光輝度との関係を示すグラフである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)組成式が(Zn_1_−_x,Cd_x)S(但
    しxは0≦x≦1なる条件を満たす数)で表わされる硫
    化物を母体とする蛍光体と、導電性物質とを混合または
    互いに付着させてなる低速電子線用発光組成物であって
    、上記硫化物のX線回折スペクトルにおける最強回折線
    の半値幅(2θ)が、0.05°乃至0.16°の範囲
    にあることを特徴とする低速電子線用発光組成物。
  2. (2)前記半値幅が、0.07°乃至0.14°範囲に
    あることを特徴とする請求項1記載の低速電子線用発光
    組成物。
  3. (3)前記導電性物質が、酸化インジウム(In_2O
    _3)であることを特徴とする請求項1記載の低速電子
    線用発光組成物。
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