JPH07119413B2 - 硫化物系蛍光体 - Google Patents

硫化物系蛍光体

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JPH07119413B2
JPH07119413B2 JP2075528A JP7552890A JPH07119413B2 JP H07119413 B2 JPH07119413 B2 JP H07119413B2 JP 2075528 A JP2075528 A JP 2075528A JP 7552890 A JP7552890 A JP 7552890A JP H07119413 B2 JPH07119413 B2 JP H07119413B2
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aluminum
sulfide
copper
activator
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幸男 徳永
智文 浦崎
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、銅を付活剤、アルミニウムを共付活剤として
含む、亜鉛、カドミウム等の硫化物系蛍光体に関する。
(従来の技術) 従来、カラーテレビジョン用緑色蛍光体として、銅アル
ミニウム付活硫化亜鉛蛍光体が使用されている。この蛍
光体は、硫化亜鉛沈澱生成物に、付活剤として硝酸銅及
び硝酸アルミニウムを添加し、融剤としてアルカリ金
属、アルカリ土類金属、アンモニウム等のハロゲン化物
を加えて、900℃以上の温度で数時間還元雰囲気で焼成
する。こうして得た蛍光体は、例えば、融剤にKC1を用
いた場合、繰り返し水洗してから、溶解フラックス残渣
をほぼ完全に取り除いた後でも、蛍光体中のカリウムの
含有量は30ppm以上、少なくとも20ppm以上であり、ま
た、塩素含有量は30〜100ppm検出される。この従来の組
成の蛍光体をTV用ブラウン管に塗布すると、ブラウン管
の画面が大きくなるにつれて明るさが不足する。そのた
め、電子銃に高圧、高電流をかけてブラウン管の高輝度
化を図っているが、これは蛍光体の寿命を損なうもので
あり、現状では満足するレベルまで到達していない。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、大型カラーテレビジョン用に適した高い発光
輝度を有する硫化物系蛍光体を提供しようとするもので
あり、ブラウン管の電子銃への負荷を少なくし、蛍光体
の寿命を長くしたものである。
(課題を解決するための手段) 本発明は、(1)銅を付活剤、アルミニウムを共付活剤
として含む硫化物系蛍光体において、カリウムの含有量
を2〜12ppm、塩素の含有量を25〜100ppm、カリウム/
塩素のグラム原子当量比が1/20〜1/5の範囲にあること
を特徴とする硫化物系蛍光体、及び、(2)銅及び金を
付活剤、アルミニウムを共付活剤として含む硫化物系蛍
光体において、カリウムの含有量を2〜12ppm、塩素の
含有量を25〜100ppm、カリウム/塩素のグラム原子当量
比を1/20〜1/5とすることを特徴とする硫化物系蛍光体
である。
本発明の蛍光体は、(ZnXCd1-X)S:Cu,(Au),Al,K,Cl
で表すことができる。但し、0≦X≦1であり、付活性
の銅濃度は、硫化亜鉛1gに対して5×10-6〜5×10-4g
(5〜500ppm)、より好ましくは8×10-5〜2.5×10-4g
(80〜250ppm)の範囲がよく、共付活剤のアルミニウム
濃度は硫化亜鉛1gに対して2.5×10-6〜1×10-3g(2.5
〜1000ppm)、特に3×10-5〜3.5×10-4g(30〜350pp
m)の範囲にあることが好ましい。そして、銅とアルミ
ニウムのグラム原子当量比は1/0.8〜1/5、特に1/1〜1/3
にあることが好ましい。銅及びアルミニウムの量が上記
の範囲外になると、蛍光体は発光色及び輝度の点で所期
の特性を得ることができない。さらに、本発明では、カ
リウムを2〜12ppm、必要に応じて、塩素を25〜100pp
m、好ましくは35〜80ppm含有させ、カリウムと塩素のグ
ラム原子当量比は1/20〜1/5とすることにより、蛍光体
の発光輝度を向上させることを特徴とするものである。
本発明は、上記付活剤に加えて、金で付活した緑色蛍光
体についても有効である。このときの金付活剤濃度は、
1.5×10-3g(1500ppm)以下、特に5×10-5〜5×10-4g
(50〜500ppm)の範囲にあることが好ましい。但し、銅
と金のグラム原子当量の和とアルミニウム原子当量の比
は1/0.8〜1/5,特に1/1〜1/3の範囲にあることが好まし
い。
(作用) 本発明の蛍光体の製造方法を概略説明すると、母体とし
ては、亜鉛、カドミウム等の硫化物を用い、付活剤とな
る銅は硫酸銅(CuSo4・5H2O)、硝酸銅(Cu(NO3
6H2O)等の銅化合物として、また、共付活剤となるアル
ミニウムは硫酸アルミニウム(Al2(SO4・18H
2O)、硝酸アルミニウム(Al(NO3・9H2O)等のア
ルミニウム化合物として添加される。カリウムは、炭酸
塩等の形で添加され、塩素は塩化亜鉛、塩化ナトリウ
ム、塩化アンモニウム等の形で添加される。特に、塩化
亜鉛と炭酸カリウムと塩化ナトリウムを同時に添加する
ときには、添加量は硫化亜鉛1gに対して塩化亜鉛を1×
10-3g〜2×10-2g、塩化ナトリウムを2×10-3g〜4×1
0-2g、炭酸カリウムを4×10-4g〜8×10-3gとすること
が望ましい。
付活剤、共付活剤及びカリウム塩さらに塩化物の添加方
法は、固体のまま添加するいわゆる乾式法でもよいし、
適当な溶媒を用いて溶液にして添加する湿式法でもよ
い。また、蛍光体の母体である硫化亜鉛を生成沈澱させ
るときに、溶液として添加して硫化水素あるいは他の硫
黄源と反応させて硫化物として共沈させることにより添
加する方法でもよい。なお、酸化防止、硫黄雰囲気保持
のため、硫黄を0〜10%、より好ましくは0.5〜2%添
加する。
これら原料は、乳鉢、ボールミル、混練機のような粉砕
混合機で十分に混合し、石英るつぼ等の耐熱性容器に詰
めて硫化水素雰囲気、あるいは二硫化炭素雰囲気等の硫
化性の還元雰囲気中で焼成する。焼成温度は850℃〜110
0℃、より好ましくは900℃〜1050℃の範囲がよい。昇温
降温条件は、特に限定されないが、急熱徐冷がより好ま
しい。焼成保持時間は30分〜10時間、より好ましくは1
時間〜5時間の範囲がよい。
このように焼成した蛍光体は十分に水洗して残渣、融剤
等を除去し、乾燥し、篩にかける。得られた蛍光体をカ
リ水ガラスなどの分散剤を用いて均一な分散スラリーを
形成し、導電性膜を持つガラス基板上に自然沈降法で膜
厚約25mg/cm2に塗布する。このようにして得たテストピ
ースをデマンタブル輝度測定装置で12KV,0.5μA/cm2
励起させて色彩輝度計で評価した。
(実施例1) 硫化亜鉛(ZnS) 1000 g 硝酸銅(Cu(NO3・3H2O) 0.5g 硝酸アルミニウム(Al(NO3・9H2O) 1 g 塩化亜鉛(ZnCl2) 5 g 炭酸カリウム(K2CO3) 2 g これらの原料を水とともに十分に練り、乾燥させた後、
硫黄を適当量加えて石英るつぼに充填し、さらに硫黄及
び活性炭を入れて蓋をした。そして、非酸化性雰囲気で
徐々に加熱して、950℃で2時間焼成し、徐々に室温ま
で冷却した。得られた焼成物を十分に水洗乾燥し、篩に
かけて実施例1の銅アルミニウム付活硫化亜鉛蛍光体を
得た。
比較のために、上記実施例1の原料から炭酸カリウムの
添加を省略し、その他は同様にして比較例1の蛍光体を
得た。
これらの蛍光体を自然沈降法でテストピースに約25mg/c
m2の厚さで塗布し、デマンタブル測定装置で12KV,0.5μ
A/cm2の励起下の蛍光体膜の色輝度を測定し、コールタ
ーカウンターで粒子径を測定したところ、実施例1の蛍
光体は、比較例1の蛍光体と比べて、第1表にみるよう
に、色調、粒子径に実質的な違いはなく、発光輝度が5
%向上した。
(実施例2) 硫化亜鉛(ZnS) 1000 g 硫酸銅(CuSO4・5H2O) 0.79g 硝酸アルミニウム(Al(NO3・9H2O) 1.68g 塩化亜鉛(ZnCl2) 5 g 塩化ナトリウム(NaCl) 10 g 炭酸カリウム(K2CO3) 2 g これらの原料を水とともに十分に練り、乾燥させた後、
硫黄を適当量加えて石英るつぼに充填し、さらに硫黄及
び活性炭を入れて蓋をした。そして、非酸化性雰囲気で
徐々に加熱して、950℃で2時間焼成し、徐々に室温ま
で冷却した。得られた焼成物を十分に水洗乾燥し、篩に
かけて実施例2の銅アルミニウム付活硫化亜鉛蛍光体を
得た。
比較のために、上記実施例2の原料から炭酸カリウムの
添加を省略し、その他は同様にして比較例2の蛍光体を
得た。
これらの蛍光体を自然沈降法でテストピースに約25mg/c
m2の厚さで塗布し、デマンタブル測定装置で12KV,0.5μ
A/cm2の励起下の蛍光体膜の色輝度を測定し、コールタ
ーカウンターで粒子径を測定したところ、実施例2の蛍
光体は、比較例2の蛍光体と比べて、第1表にみるよう
に、色調、粒子径に実質的に違いはなく、発光輝度が5
%向上した。そして、実施例1のNaClを含まないものに
比べて、分散性は飛躍的に向上した。
(実施例3) 硫化亜鉛(ZnS) 905 g 硫化カドミウム(CdS) 95 g 硝酸銅(Cu(NO3・3H2O) 0.15g 硝酸アルミニウム(Al(NO3・9H2O) 0.28g 塩化亜鉛(ZnCl2) 5 g 炭酸カリウム(K2CO3) 2 g これらの原料を水とともに十分に練り、乾燥させた後、
硫黄を適当量加えて石英るつぼに充填し、さらに硫黄及
び活性炭を入れて蓋をした。そして、非酸化性雰囲気で
徐々に加熱して、1040℃で2時間焼成し、徐々に室温ま
で冷却した。得られた焼成物を十分に水洗乾燥し、篩に
かけて実施例3の銅アルミニウム付活硫化亜鉛蛍光体を
得た。
比較のために、上記実施例3の原料から炭酸カリウムの
添加を省略し、その他は同様にして比較例3の蛍光体を
得た。
これらの蛍光体を自然沈降法でテストピースに約25mg/c
m2の厚さで塗布し、デマンタブル測定装置で12KV,0.5μ
A/cm2の励起下の蛍光体膜の色輝度を測定し、コールタ
ーカウンターで粒子径を測定したところ、実施例3の蛍
光体は、比較例3の蛍光体と比べて、第1表にみるよう
に、粒子径はほとんど変わらずに、色調はやや長波へ、
発光輝度は約4%向上した。
(実施例4) 硫化亜鉛(ZnS) 1000 g 硝酸銅(Cu(NO3・3H2O) 0.38g 硝酸アルミニウム(Al(NO3・9H2O) 1.4 g 塩化金酸(HAuCl4・2H2O) 0.23g 塩化亜鉛(ZnCl2) 5 g 塩化ナトリウム(NaCl) 10 g 炭酸カリウム(K2CO3) 2 g これらの原料を水とともに十分に練り、乾燥させた後、
硫黄を適当量加えて石英るつぼに充填し、さらに硫黄及
び活性炭を入れて蓋をした。そして、非酸化性雰囲気で
徐々に加熱して、980℃で2時間焼成し、徐々に室温ま
で冷却した。得られた焼成物を十分に水洗乾燥し、篩に
かけて実施例4の銅アルミニウム付活硫化亜鉛蛍光体を
得た。
比較のために、上記実施例4の原料から炭酸カリウムの
添加を省略し、その他は同様にして比較例4の蛍光体を
得た。
これらの蛍光体を自然沈降法でテストピースに約25mg/c
m2の厚さで塗布し、デマンタブル測定装置で12KV,0.5μ
A/cm2の励起下の蛍光体膜の色輝度を測定し、コールタ
ーカウンターで粒子径を測定したところ、実施例4の蛍
光体は、比較例4の蛍光体と比べて、第1表にみるよう
に、色調、粒子径はほとんど変わらずに、発光輝度は約
4%向上した。
(実施例5) 硫化亜鉛(ZnS) 1000 g 硝酸銅(Cu(NO3・3H2O) 0.38g 硝酸アルミニウム(Al(NO3・9H2O) 1 g 塩化亜鉛(ZnCl2) 3 g 炭酸カリウム(K2CO3) 1 g これらの原料を水とともに十分に練り、乾燥させた後、
硫黄を適当量加えて石英るつぼに充填し、さらに硫黄及
び活性炭を入れて蓋をした。そして、非酸化性雰囲気で
徐々に加熱して、950℃で2時間焼成し、徐々に室温ま
で冷却した。得られた焼成物を十分に水洗乾燥し、篩に
かけて実施例5の銅アルミニウム付活硫化亜鉛蛍光体を
得た。
比較のために、以下の組成の原料を実施例5と同様に混
合・焼成・処理して、比較例5の銅アルミニウム付活硫
化亜鉛蛍光体を得た。
硫化亜鉛(ZnS) 1000 g 硝酸銅(Cu(NO3・3H2O) 0.38g 硝酸アルミニウム(Al(NO3・9H2O) 1 g 塩化カリウム 10 g これらの蛍光体を自然沈降法でテストピースに約25mg/c
m2の厚さで塗布し、デマンタブル測定装置で12KV,0.5μ
A/cm2の励起下の蛍光体膜の色輝度を測定し、コールタ
ーカウンターで粒子径を測定したところ、実施例5の蛍
光体は、比較例5の蛍光体と比べて、第1表にみるよう
に、粒子径が同じとなるフラックス量では色調が長波
で、発光輝度は約8%向上した。
(実施例6) 硫化亜鉛(ZnS) 1000 g 硝酸銅(Cu(NO3・3H2O) 0.5g 硝酸アルミニウム(Al(NO3・9H2O) 1 g 塩化亜鉛(ZnCl2) 5 g これらの原料に炭酸カリウム(K2CO3)をさらに0〜5g
の範囲で添加し、水とともに十分に練り、乾燥させた
後、硫黄を適当量加えて石英るつぼに充填し、さらに硫
黄及び活性炭を入れて蓋をした。そして、非酸化性雰囲
気で徐々に加熱して、950℃で2時間焼成し、徐々に室
温まで冷却した。得られた焼成物を十分に水洗乾燥し、
篩にかけて実施例6の銅アルミニウム付活硫化亜鉛蛍光
体を得た。
この蛍光体を自然沈降法でガラス基板上に膜厚約26μm
に塗布し、デマンタブル輝度測定装置で12KV,0.5μA/cm
2で励起させて色彩輝度計にて評価した。結果を第1図
(曲線a)に示した。図から明らかなように、(炭酸カ
リウム/塩化亜鉛)の重量比で0.80以下の範囲で炭酸カ
リウムの添加効果である相対輝度の向上が認められた。
(実施例7) 実施例6の原料にさらに塩化ナトリウムを10g添加し、
同様に実施例7の蛍光体を製造し、ガラス基板上に塗布
して同様に評価した。結果は第1図(曲線b)に示し
た。図から明らかなように、この場合も(炭酸カリウム
/塩化亜鉛)の重量比で0.85以下の範囲で炭酸カリウム
の添加効果である相対輝度の向上が認められ、さらに、
分散性の点で、塩化ナトリウムの添加効果も認められ
た。
(発明の効果) 本発明は、上記の構成を採用することにより、銅を付活
剤、アルミニウムを共付活剤として含む硫化物系蛍光体
について、発光輝度を向上させることができ、大型カラ
ーテレビジョン用に適用することにより、ブラウン管の
電子銃への負荷を少なくすることができ、蛍光体の劣化
を軽減することができ、長寿命の明るい大型ブラウン管
を得ることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例6及び7で得た蛍光体について、炭酸カ
リウムと塩化亜鉛の比率を変化させたときの、相対輝度
を示した図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浦崎 智文 神奈川県小田原市成田1060番地 化成オプ トニクス株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−28282(JP,A) 特開 平1−168788(JP,A) 特開 平1−188706(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】銅を付活剤、アルミニウムを共付活剤とし
    て含む硫化物系蛍光体において、カリウムの含有量を2
    〜12ppm、塩素の含有量を25〜100ppm、カリウム/塩素
    のグラム原子当量比が1/20〜1/5の範囲にあることを特
    徴とする硫化物系蛍光体。
  2. 【請求項2】銅及び金を付活剤、アルミニウムを共付活
    剤として含む硫化物系蛍光体において、カリウムの含有
    量を2〜12ppm、塩素の含有量を25〜100ppm、カリウム
    /塩素のグラム原子当量比が1/20〜1/5の範囲にあるこ
    とを特徴とする硫化物系蛍光体。
JP2075528A 1990-03-27 1990-03-27 硫化物系蛍光体 Expired - Lifetime JPH07119413B2 (ja)

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