JPH0823010B2 - 低速電子線励起蛍光表示管 - Google Patents

低速電子線励起蛍光表示管

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JPH0823010B2
JPH0823010B2 JP61206256A JP20625686A JPH0823010B2 JP H0823010 B2 JPH0823010 B2 JP H0823010B2 JP 61206256 A JP61206256 A JP 61206256A JP 20625686 A JP20625686 A JP 20625686A JP H0823010 B2 JPH0823010 B2 JP H0823010B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は主として加速電圧が1kV以下、特に100V以下
の低速電子線励起下において高効率の発光を示す蛍光体
を蛍光膜として用いた低速電子線励起蛍光表示管(以
下、「蛍光表示管」と略称する)に関する。
[従来の技術] 周知のように蛍光表示管は片面に蛍光膜を有する陽極
プレートと、この蛍光膜に対向するように設けられた陰
極とを、その内部が真空である容器内に封入したもので
あり、陰極から放射される低速電子線(一般に加速電圧
が100V以下の低速電子線)によって陽極プレート上の蛍
光膜を励起して発光させるようになっている。この蛍光
表示管は各種計測器等の表示素子として広く利用されて
いる。
上記蛍光表示管の蛍光膜として用いられる低速電子線
蛍光体としては亜鉛付活酸化亜鉛蛍光体(ZnO:Zn)が高
効率の緑白色発光を呈する代表的な蛍光体として古くか
ら使用されているが、蛍光表示管の利用分野が拡大され
るにつれて蛍光表示管の発光色の多様化が望まれるよう
になり、それに伴って低速電子線励起下で緑色以外の発
光を示す蛍光体の開発が進められて来た。その結果(Zn
1-x,Cdx)S:Agで表される蛍光体を一例とする硫化亜鉛
・カドミウム系蛍光体や、これらの蛍光体と酸化インジ
ウム(In2O3)等の導電性物質との混合物からなる発光
組成物が開発され(特開昭55−23104号,特開昭55−231
06号,特公昭59−33153号,特公昭59−33155号,実公昭
60−6414号等参照)、蛍光表示管として一部実用に供さ
れている。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら上記発光組成物も、前述した緑色発光を
示すZnO:Zn蛍光体に比べると発光効率が低く、十分な発
光輝度が得られないという問題がある。このため、上記
発光組成物からなる蛍光膜とZnO:Znからなる蛍光膜とを
1つの蛍光表示管内で併用した場合には両者の発光輝度
が異なって表示がみにくかったり、発光開始電圧や動作
電圧の違いにより、駆動回路が複雑になる等の不都合が
生じる。そこで低速電子線励起下において、特に緑色以
外の発光を示し、かつ、発光効率のより高い発光材料が
求められている。
本発明は上述のような状況下でなされたものであり、
従来のものよりも高輝度の低速電子線励起蛍光表示管を
提供することを目的とするものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明者等は、上記目的を達成するため、酸化物系蛍
光体に比べて、比較的低速電子線励起下での発光効率の
高い酸化物系蛍光体に着目し、これらの蛍光体について
その製造方法、添加物効果等について種々研究を重ねた
結果、特にCu,Ag又はAuで付活した(Zn1-x,Cdx)S系蛍
光体に燐(P)を添加、含有させることにより、低速電
子線励起下での発光輝度が向上し、更に、この蛍光体に
In2O3等の導電性物質を混合することにより発光輝度は
より向上することを見出し、本発明を完成させるに至っ
た。
すなわち、本発明の蛍光表示管は片面に蛍光膜を有す
る陽極プレートと、この蛍光膜に対向した陰極とを、そ
の内部が真空である容器内に封入した構造を有する蛍光
表示管において、前記蛍光膜が一般式(Zn1-x,Cdx)S:a
M,bX,cPで表わされるP含有硫化物系蛍光体又は該P含
有硫化物系蛍光体と導電性物質との混合物である発光材
料から成ることを特徴とする。
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明に用いられるP含有硫化物系蛍光体は蛍光体原
料の1つとして燐の化合物を用いる以外は従来の硫化物
系蛍光体と同様にして製造される。すなわち、母体構成
原料である硫化亜鉛生粉(ZnS)並びに硫化カドミウム
生粉(CdS)と、付活剤(M)となるCu,Ag又はAuの化合
物{例えばCuSO4,Ag(NO3),HAuCl4等}、共付活剤
(X)となる1価金属ハロゲン化物(NaCl等)又はアル
ミニウム化合物{Al(NO3)3,Al2(SO4)3等}及び燐
を含む化合物{例えばNa3PO4,K3PO4,(NH4)3PO4,H3P
O4,Zn3(PO4)2,Cd3(PO4)2,AlPO4,(NH4)4P2O7,Na4P
2O7,K4P2O7,Zn2P2O7,Cd2P2O7,H4P2O7,P2O5等}を化学量
論的に(Zn1-x,Cdx)S:aM,bX,cPなる組成となるように
秤取し、充分に混合し、耐熱性容器に詰めて空気中又は
硫化水素雰囲気、二酸化硫黄,二硫化炭素雰囲気等の硫
化性雰囲気中で700℃乃至1100℃の温度で0.5乃至6時間
焼成した後、水,アルコール,希鉱酸等で充分に洗浄
し、脱水し、乾燥することによって製造することが出来
る。
第1図は本発明に用いられる蛍光体の1つである(Zn
0.65,Cd0.35)S:Ag,Cl,cP蛍光体中に含まれるPの量
(c値)とこの蛍光体を加速電圧が30Vの低速電子線で
励起した時の発光輝度との関係を例示したもので、横軸
は蛍光体母体{(Zn1-x,Cdx)S}1g中に含まれるPの
重量(g)であり、縦軸は夫々の蛍光体の発光輝度をP
を含まない従来の蛍光体(c=0)の発光輝度に対する
相対値で示したものである。第1図からわかるようにP
の含有量(c)を増すと得られる発光輝度は次第に増大
するがPの含有量が10-2g/gより大になるとPを含有し
ない従来の蛍光体よりも発光輝度は低下する。なお、例
示していないが本発明に用いられる蛍光体において蛍光
体母体の組成が変わった場合(xが0.35以外の場合)
も、また付活剤(M)及び共付活剤(X)がそれぞれAg
及びCl以外である場合、得られる蛍光体の発光色並びに
Pを添加したことによる発光輝度の増大の程度はそれぞ
れ異なるもののPの添加量(c値)と発光輝度との間に
は第1図に例示した関係とほぼ類似の相関があることが
認められた。
このように本発明に用いられる蛍光体においてPの含
有量cが増加すると得られる蛍光体の低速電子線励起下
での発光輝度は次第に補強されるが、c値が10-2g/gよ
りも大になるとPを含有しない従来の硫化物系蛍光体よ
りも低下するところから、Pの含有量(c値)は0より
大で10-2g/g以下とするのが好ましく、特にc値が10-4g
/g乃至5×10-3g/gの範囲にあるのが発光輝度の点でよ
り好ましい。また、本発明に用いられる蛍光体におい
て、付活剤であるMの含有量(a)及び共付活剤である
Xの含有量は同じく発光輝度の点でそれぞれ0<a≦5
×10-3g/g及び0<b≦10-2g/gの範囲にあるのが好まし
く、より好ましくはそれぞれ1×10-4g/g≦a≦1×10
-3g/g及び1×10-4g/g≦b≦2×10-3g/gの範囲にある
のが好ましい。
なお、本発明に用いられる蛍光体の中でも付活剤
(M)がAgである場合、特にPの添加による発光輝度の
増大が著しい。
本発明に用いられる蛍光体はまた、これと例えばIn2O
3,SnO2,ZnO等の導電性金属酸化物およびCdS,In2S3,Cu
2S,Li2S等の導電性金属硫化物の中の少なくとも1種で
ある導電性金属とを混合することにより蛍光体単独より
も、低速電子線励起を受けてより高輝度を呈する発光組
成物が得られる。この時用いられる導電性物質としては
得られる発光組成物の発光輝度の点で、In2O3,ZnO,SnO2
等の導電性金属酸化物を用いるのが好ましく、特にIn2O
3を用いるのがより好ましい。これら導電性物質の添加
量は、用いられる導電性物質の粒子径並びにこれと蛍光
体との混合方法にもよるが、蛍光体と導電性物質との混
合物から成る従来の発光組成物の場合と同様、導電性物
質の粒子径(中央値)がおよそ2μより大の場合には発
光組成物全体のおよそ10〜90重量%とするのが良く、粒
子径がおよそ2μより小の導電性物質を用いる場合には
発光組成物全体のおよそ0.2〜10%とするのが望まし
い。蛍光体と導電性物質とは例えばボールミル,ミキサ
ーミル等による乾式混合法や湿式混合法、蛍光体表面に
導電性物質を付着させる方法等の公知の方法により混合
することによって本発明に用いられる蛍光体と導電性物
質から成る発光材料を得ることが出来る。
一方、本発明の蛍光表示管は、その蛍光膜中に少なく
とも上述したP含有硫化物系蛍光体を含有することを特
徴とするものであり、その他の構造は従来より公知の蛍
光表示管と同様のものであってよい。第2図および第3
図は本発明の蛍光表示管の例を示す概略構成図であり、
第2図は2極管、第3図は3極管をそれぞれ示してい
る。これらの蛍光表示管中においては、アルミニウム板
等からなる陽極プレート11の片面に蛍光膜12が設けられ
ている。陽極プレート11はセラミック基板13によって支
持されている。陽極プレート11の片面に設けられた前記
蛍光膜12に対向して陰極14が設けられ、この陰極14から
放射される低速電子線によって蛍光膜12が励起されて発
光する。特に第3図の3極管においては陰極14と蛍光膜
12との間隙に、陰極14より放射される低速電子線を制御
あるいは拡散せしめるための格子電極15が設けられてい
る。なお、第2図および第3図に示された蛍光表示管に
おいては1本の陰極14が使用されているが、蛍光膜12の
面積が大きい場合等には陰極を2本以上設けても良く、
その本数に特に制限はない。片面に蛍光膜を有する前記
陽極プレート11、セラミック基板13および陰極14(第2
図)あるいは片面に蛍光膜12を有する陽極プレート11、
セラミック基板13、陰極14および格子電極15(第3図)
はガラス等の透明な容器16中に封入されており、その内
部17は10-7Torr以上の高真空に保たれている。
本発明の蛍光表示管は例えば以下に述べる方法によっ
て作成される。即ち、まず本発明に用いられる上述した
蛍光体を適当な有機バインダーと混合して得たペースト
状蛍光体を陽極プレート上に注ぎ、スキージーでこする
ことによって陽極プレート上に所望の形状の蛍光膜を形
成する。このようにして形成された蛍光膜を空気中でベ
ーキングして蛍光膜中に存在する有機バインダーを分解
させる。なお、本発明の蛍光表示管における蛍光膜の作
製方法はこのようなスクリーン印刷に限られるものでは
ない。次に線状タングステンヒーターにBaCO3,SrCO3等
の電子放出剤を被覆してなる陰極を陽極プレート上の上
記蛍光膜に対向させて5mm以下の間隔を置いて配置す
る。そしてこの一対の電極およびBa,Ti等のゲッターを
ガラス等からなる透明な容器中に設置し、真空内のガス
をベーキングし、真空ポンプで排気しながら陰極に通電
して電子放出剤を活性化し、容器内が少なくとも10-3To
rr以上の真空度に達した後に封止する。封止後ゲッター
を飛ばして容器内の真空度を高めることによって本発明
の蛍光表示管を得る。
[実 施 例] 次に実施例により本発明を説明する。なお、本発明は
以下の実施例により制限されるものではないことは言う
までもない。
(実施例) ZnS550g,CdS450g,AgNO3水溶液(5×10-2g/のAgを
含む)40cc,NaCl2.8g及びNa4P2O7・10H2O7.2gを秤取
し、充分に混合した後、アルミナルツボに詰めて蓋をし
て900℃の温度で2時間、空気中焼成し、炉外に取り出
して水洗し、乾燥し、ふるいにかけて粒子径をそろえる
ことによってAg,Cl及びPの含有量がそれぞれ2×10-4g
/g,10-4g/g及び10-3g/gである(Zn0.64,Cd0.36)S:(2
×10-4g/g)Ag,(10-4g/g)Cl,(10-3g/g)P蛍光体
(蛍光体[1])を得た。
これとは別に比較のためNa4P2O7・10H2Oを使用しない
こと以外は上記蛍光体[1]と同様にしてAg及びClの含
有量がそれぞれ2×10-4g/g及び10-4g/gである(Z
n0.64,Cd0.36)S:(2×10-4g/g)Ag,(10-3g/g)Cl蛍
光体(蛍光体[R1])を得た。
更に、使用される蛍光体原料を、化学量論的に表1に
示される組成となるように秤取して混合する以外はほぼ
蛍光体[1]及び蛍光体[R1]と同様にして表1に示し
た組成の20種類の蛍光体(蛍光体[2],[3]……
[11]、蛍光体[R2],[R3]……[R11])を製造し
た。ここで蛍光体[7],[R7],[10]及び[R10]
のCu供給源としてはCuSO4・5H2Oを用い、蛍光体
[8],[R8],[11]及び[R11]のAu供給源として
はHAuCl4を使用した。また、蛍光体[6]及び蛍光体
[R6]のP供給源としてK3PO4を用いた以外は全てPの
供給源としてはNa4P2O7・10H2Oを使用した。
このようにして製造された各蛍光体10mgそれぞれを蒸
留水100cc中に添加し、超音波分散させた。この分散液
中に2cm×1cmのアルミニウムプレートを入れ、30分間放
置後上澄液を除去し、乾燥して蛍光膜を形成し、デマウ
ンタブルの電子線照射装置により加速電圧30Vの低速電
子線を照射し、その発光輝度を測定したところ第1表に
示したようにPを含む蛍光体(蛍光体[1],[2]…
…[11])は1つを除いていずれもPを含まない蛍光体
(蛍光体[R1],[R2],……[R11])に比べて発光
輝度が著しく向上した。
また、蛍光体[1]〜[11]および蛍光体[R1]〜
[R11]をそれぞれエチルセルロースとカルビトールか
らなる結合剤中に混合してインク状にし、シルクスクリ
ーンを用いてプレート上に塗布し、450℃で30分間加熱
して得た蛍光膜を用いて蛍光表示管を作成し、これを加
速電圧30Vで動作させ、この発光輝度を測定したとこ
ろ、Pを含有しない蛍光体(蛍光体[R1]〜[R11])
からなる蛍光膜を有する蛍光表示管に比べてPを含有す
る蛍光体(蛍光体[1]〜[11])からなる蛍光膜を有
する蛍光表示管はいずれも発光輝度が著しく大であっ
た。
更にまた、表1に例示した22種類の蛍光体(蛍光体
[1],[2],[3]……[R1],[R2],[R3]…
…及び[R11])について、各蛍光体とIn2O3(平均粒子
径0.8μ)とを199/1の重量比で水中でボールミルにより
混合し、このスラリーを蒸発乾涸することによって22種
類の発光材料を調製した後、上記と同様にしてこれらの
発光材料から成る蛍光膜を陽極プレート上に有する22種
類の蛍光表示管を作製したところ、同一組成の蛍光体を
含む蛍光表示管同士で比較すると、In2O3を含む発光材
料から成る蛍光表示管の方がIn2O3を含まない発光材料
から成る蛍光表示管の方が発光輝度が高かった。またP
を含む蛍光体(蛍光体[1],[2]……[11])を使
用した発光材料から成る蛍光表示管はPを含まない蛍光
体(蛍光体[R1],[R2]……[R11])を使用した発
光材料から成る蛍光表示管に比べてPの有無以外は同一
の組成の蛍光体を用いた蛍光表示管同士で比較するとい
ずれも高輝度の発光を示した。
[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば(Zn1-x,Cdx)S:a
M,bXで表わされる硫化物系蛍光体に特定量のPを添加し
てなる(Zn1-x,Cdx)S:aM,bX,cP蛍光体は低速電子線励
起下で従来の(Zn1-x,Cdx)S:aM,bX蛍光体に比べて著し
くその発光輝度が増大し、この蛍光体を含む蛍光膜を有
する蛍光表示管は従来硫化物系蛍光体から成る蛍光膜を
有する蛍光表示管に比べて高輝度である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に用いられる蛍光体内に含まれるPの量
と、この蛍光体を低速電子線で励起した時の発光輝度と
の関係を例示するグラフ、 第2図は本発明による2極の蛍光表示管の概略図、 第3図は本発明による3極の蛍光表示管の概略図であ
る。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−86085(JP,A) 特公 昭31−68(JP,B1) 特公 昭32−9217(JP,B1)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】片面に蛍光膜を有する陽極プレートと、こ
    の蛍光膜に対向した陰極とを、その内部が真空である容
    器内に封入した構造を有する低速電子励起蛍光表示管に
    おいて前記蛍光膜が 一般式 (Zn1-X,Cdx)S:aM,bX,cP (但し、MはCu,Ag及びAuの中の少なくとも1種、Xは
    F,Cl,Br,I及びAlの中の少なくとも1種であり、x,a,bお
    よびcはそれぞれ0≦x≦1、0<a≦5×10-3g/g、
    0<b≦10-2g/g及び0<c≦10-2g/gなる条件を満たす
    数である) で表わされるP含有硫化物系蛍光体又は該P含有硫化物
    系蛍光体と導電性物質との混合物である発光材料から成
    ることを特徴とする低速電子線励起蛍光表示管。
  2. 【請求項2】前記MがAgであることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の低速電子線励起蛍光表示管。
  3. 【請求項3】前記c値が10-4g/g≦c≦5×10-3g/gなる
    条件を満たす数であることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項または第2項記載の低速電子線励起蛍光表示管。
  4. 【請求項4】前記導電性物質がIn2O3,ZnO及びSnO2の中
    の少なくとも1種であることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項から第3項のいずれか1項に記載の低速電子線
    励起蛍光表示管。
  5. 【請求項5】前記導電性物質がIn2O3であることを特徴
    とする特許請求の範囲第4項記載の低速電子線励起蛍光
    表示管。
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