JP3975015B2 - 低電圧用高輝度蛍光体及びその製造方法 - Google Patents
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- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低電圧用高輝度蛍光体及びその製造方法に関する。詳細には、低電圧用蛍光体に蛍光体の酸化を防止して表面電荷を減少させる金属を添加することで輝度が向上した低電圧用高輝度蛍光体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蛍光体を発光させるために１kV以下の低電圧を使用する低電圧用表示装置には、電界電子放出表示装置(Field Emission Display:FED)、蛍光表示管(Vaccum Fluorescent Display:VFD)等がある。前記のような低電圧用表示装置の中でＶＦＤは、陰極線管の電子銃の役割をするフィラメントから常時放出される電子をグリッド電極と陽極(anode) 電極で制御して、陽極上の蛍光体に衝突させて蛍光体を発光させる自発光素子である。前記ＶＦＤは視野角が優秀であり、低電圧で駆動できるのでいろいろな分野で使用されている。
【０００３】
前記ＶＦＤに使用される蛍光体は、緑色のＺｎＯ：Ｚｎ系列とその他の色の（ＺｎＣｄ）Ｓ系列又はＺｎＳ系列がある。緑色のＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体は発光効率がよくて他色に比べて非常に輝度が高い。ＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体の輝度と他色の蛍光体の輝度とを比べて見ると、（ＺｎＣｄ）Ｓ系列又はＺｎＳ系列の他色の蛍光体の輝度はＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体の輝度に比べて５〜２０％に過ぎないので、相対的に暗く見える問題点がある。従って、ＶＦＤ蛍光体として主に緑色蛍光体を使用して部分的に他色の蛍光体を併用してきた。しかし、次第に使用者が表示装置の多色化、高輝度化を要求する趨勢にあるので、蛍光体の輝度を増加させる研究が進められている。
【０００４】
本発明者は低電圧用蛍光体の中で緑色蛍光体を除外した他色を示す蛍光体の輝度を向上させるために研究を進めていたところ本発明を完成した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、低電圧用蛍光体の酸化が防止できて、蛍光体の表面電荷を低下させ得る金属を添加することで蛍光体の輝度を高め得る低電圧用高輝度蛍光体及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために本発明は、（ＺｎＣｄ）Ｓ系列又はＺｎＳ系列蛍光体と、蛍光体の酸化を防止して蛍光体の表面電荷を減少させ得る金属とを含む低電圧用高輝度蛍光体を提供する。
【０００７】
さらに本発明は、ビヒクル（ｖｅｈｉｃｌｅ）に（ＺｎＣｄ）Ｓ系列又はＺｎＳ系列蛍光体粉末を添加して混合し、前記混合物に蛍光体の酸化を防止して蛍光体の表面電荷を減少させ得る金属を添加する工程を含む低電圧用高輝度蛍光体の製造方法を提供する。
【０００８】
本発明を更に詳細に説明すれば次の通りである。
【０００９】
本発明の低電圧用高輝度蛍光体は、（ＺｎＣｄ）Ｓ系列又はＺｎＳ系列蛍光体と、蛍光体の酸化を防止して蛍光体の表面電荷を減少させ得る金属とを含む。
【００１０】
前記蛍光体の酸化を防止して蛍光体の表面電荷を減少させ得る金属は、Ｚｎ粉末を使用することができ、０．１〜１０μｍの直径を有して純度９５％以上のＺｎ金属粉末が望ましい。
【００１１】
更に、本発明の低電圧用高輝度蛍光体の製造方法は次の通りである。
【００１２】
エチルセルロース(ethyl cellulose) 、ブチルカルビトールアセテート(butyl carbitol acetate)、テルピネオール(terpineol) を混合して攪拌し、蛍光体ペーストを製造するのに使用されるビヒクルを製造する。このビヒクル１０〜７０重量％に（ＺｎＣｄ）Ｓ系列又はＺｎＳ系列蛍光体粉末を３０〜９０重量％添加して混合する。前記（ＺｎＣｄ）Ｓ系列蛍光体はどんなものでも使用できる。例えば、(Zn0.9Cd0.1)S:Ag,Cl とIn2O3 の混合物及び(Zn0.5Cd0.5)S:Ag,Cl とIn2O3 の混合物、(Zn0.8Cd0.2)S:Ag,Cl とIn2O3 の混合物及び(Zn0.4Cd0.6)S:Ag,Cl とIn2O3 の混合物、(Zn0.3Cd0.7)S:Ag,Cl とIn2O3 の混合物及び(Zn0.22Cd0.78)S:Ag,Cl とIn2O3 の混合物より成るグループの中から、選択されるものが使用できる。また、前記ＺｎＳ系列蛍光体はZnS:ZnとIn2O3 の混合物又はZnS:Cu,Al とIn2O3 の混合物が使用できる。前記混合物に蛍光体の酸化を防止して蛍光体の表面電荷を減少させ得る金属を前記全体蛍光体重量対比０．０１〜１０．０重量％添加した後、低電圧用高輝度蛍光体を製造する。前記の添加工程はビヒクル内に金属粉末を添加して攪拌するか、蛍光体又は蛍光体とIn2O3 との混合物に湿式分散を通じて金属粉末が添加できる。
【００１３】
前記製造方法において、前記蛍光体の酸化を防止して蛍光体の表面電荷を減少させ得る金属はＺｎ粉末が使用でき、０．１〜１０μｍの直径を有して純度９５％以上のＺｎ金属粉末が望ましい。
【００１４】
蛍光体にＺｎを添加すると、ＶＦＤを製造する工程の中の焼成工程でＺｎ粒子が酸素と反応して、酸化することにより蛍光体母体を酸化から保護して蛍光体表面にＺｎが拡散し、蛍光体の表面電荷を低くして熱電子の入射効率を増加させ得る。従って、蛍光体の輝度が増加する効果が現れる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例及び比較例を記載する。しかし、下記の実施例は本発明の望ましい一実施例にすぎず、本発明は下記の実施例に限られない。
【００１６】
（実施例１）
エチルセルロース、ブチルカルビトルアセテート、テルピネオールを混合攪拌してビヒクルを製造した。このビヒクル40重量％と(Zn0.22Cd0.79)S:Ag,Cl 及びIn2O3 の組成を有する蛍光体粉末59重量％を混合した。前記混合物にバインダー内で攪拌しながら０．５μｍ直径を有する純度９５％のＺｎ金属粉末を前記蛍光体重量対比１．０重量％添加して低電圧用蛍光体を製造した。
【００１７】
（比較例１）
エチルセルロース、ブチルカルビトルアセテート、テルピネオールを混合攪拌してビヒクルを製造した。このビヒクル40重量％と(Zn0.22Cd0.79)S:Ag,Cl 及びIn2O3 の組成を有する蛍光体粉末60重量％を混合して低電圧用蛍光体を製造した。
【００１８】
前記の実施例１及び比較例１の方法によって製造された蛍光体を用いて駆動電圧が20〜40ＶのＶＦＤを製造した後、輝度及び発光効率を測定してその結果を下記の表１に示した。
【００１９】
〔表１〕
（実施例２）
エチルセルロース、ブチルカルビトルアセテート、テルピネオールを混合攪拌してビヒクルを製造した。このビヒクル40重量％と(Zn0.3Cd0.7)S:Ag,Cl 及びIn2O3 の組成を有する蛍光体粉末59％を混合した。前記混合物をババインダー内で攪拌しながら０．５μｍ直径を有する純度９５％のＺｎ金属粉末を前記蛍光体重量対比１．０重量％の量で添加して低電圧用蛍光体を製造した。
【００２０】
（比較例２）
エチルセルロース、ブチルカルビトルアセテート、テルピネオールを混合攪拌してビヒクルを製造した。このビヒクル40重量％と(Zn0.3Cd0.7)S:Au,Al 及びIn2O3 の組成を有する蛍光体粉末60重量％を混合して低電圧用蛍光体を製造した。
【００２１】
前記の実施例２及び比較例２の方法によって製造された蛍光体を用いて前記実施例１及び比較例１のＶＦＤより12〜15Ｖ程より低い駆動電圧を有するＶＦＤを製造した後、輝度及び発光効率を測定してその結果を下記の表２に示した。
【００２２】
〔表２〕
前記の表１及び表２に示したように、本発明の低電圧用蛍光体は従来の蛍光体よりも輝度及び発光効率が２〜４倍向上した。また、発光開始電圧も２Ｖ程度低い。
【００２３】
【発明の効果】
前述したように、本発明による低電圧用高輝度蛍光体及びその製造方法によると、従来の蛍光体よりも輝度及び発光効率を向上させ得るだけではなく、発光開始電圧も低下させられる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、低電圧用高輝度蛍光体及びその製造方法に関する。詳細には、低電圧用蛍光体に蛍光体の酸化を防止して表面電荷を減少させる金属を添加することで輝度が向上した低電圧用高輝度蛍光体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蛍光体を発光させるために１kV以下の低電圧を使用する低電圧用表示装置には、電界電子放出表示装置(Field Emission Display:FED)、蛍光表示管(Vaccum Fluorescent Display:VFD)等がある。前記のような低電圧用表示装置の中でＶＦＤは、陰極線管の電子銃の役割をするフィラメントから常時放出される電子をグリッド電極と陽極(anode) 電極で制御して、陽極上の蛍光体に衝突させて蛍光体を発光させる自発光素子である。前記ＶＦＤは視野角が優秀であり、低電圧で駆動できるのでいろいろな分野で使用されている。
【０００３】
前記ＶＦＤに使用される蛍光体は、緑色のＺｎＯ：Ｚｎ系列とその他の色の（ＺｎＣｄ）Ｓ系列又はＺｎＳ系列がある。緑色のＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体は発光効率がよくて他色に比べて非常に輝度が高い。ＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体の輝度と他色の蛍光体の輝度とを比べて見ると、（ＺｎＣｄ）Ｓ系列又はＺｎＳ系列の他色の蛍光体の輝度はＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体の輝度に比べて５〜２０％に過ぎないので、相対的に暗く見える問題点がある。従って、ＶＦＤ蛍光体として主に緑色蛍光体を使用して部分的に他色の蛍光体を併用してきた。しかし、次第に使用者が表示装置の多色化、高輝度化を要求する趨勢にあるので、蛍光体の輝度を増加させる研究が進められている。
【０００４】
本発明者は低電圧用蛍光体の中で緑色蛍光体を除外した他色を示す蛍光体の輝度を向上させるために研究を進めていたところ本発明を完成した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、低電圧用蛍光体の酸化が防止できて、蛍光体の表面電荷を低下させ得る金属を添加することで蛍光体の輝度を高め得る低電圧用高輝度蛍光体及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために本発明は、（ＺｎＣｄ）Ｓ系列又はＺｎＳ系列蛍光体と、蛍光体の酸化を防止して蛍光体の表面電荷を減少させ得る金属とを含む低電圧用高輝度蛍光体を提供する。
【０００７】
さらに本発明は、ビヒクル（ｖｅｈｉｃｌｅ）に（ＺｎＣｄ）Ｓ系列又はＺｎＳ系列蛍光体粉末を添加して混合し、前記混合物に蛍光体の酸化を防止して蛍光体の表面電荷を減少させ得る金属を添加する工程を含む低電圧用高輝度蛍光体の製造方法を提供する。
【０００８】
本発明を更に詳細に説明すれば次の通りである。
【０００９】
本発明の低電圧用高輝度蛍光体は、（ＺｎＣｄ）Ｓ系列又はＺｎＳ系列蛍光体と、蛍光体の酸化を防止して蛍光体の表面電荷を減少させ得る金属とを含む。
【００１０】
前記蛍光体の酸化を防止して蛍光体の表面電荷を減少させ得る金属は、Ｚｎ粉末を使用することができ、０．１〜１０μｍの直径を有して純度９５％以上のＺｎ金属粉末が望ましい。
【００１１】
更に、本発明の低電圧用高輝度蛍光体の製造方法は次の通りである。
【００１２】
エチルセルロース(ethyl cellulose) 、ブチルカルビトールアセテート(butyl carbitol acetate)、テルピネオール(terpineol) を混合して攪拌し、蛍光体ペーストを製造するのに使用されるビヒクルを製造する。このビヒクル１０〜７０重量％に（ＺｎＣｄ）Ｓ系列又はＺｎＳ系列蛍光体粉末を３０〜９０重量％添加して混合する。前記（ＺｎＣｄ）Ｓ系列蛍光体はどんなものでも使用できる。例えば、(Zn0.9Cd0.1)S:Ag,Cl とIn2O3 の混合物及び(Zn0.5Cd0.5)S:Ag,Cl とIn2O3 の混合物、(Zn0.8Cd0.2)S:Ag,Cl とIn2O3 の混合物及び(Zn0.4Cd0.6)S:Ag,Cl とIn2O3 の混合物、(Zn0.3Cd0.7)S:Ag,Cl とIn2O3 の混合物及び(Zn0.22Cd0.78)S:Ag,Cl とIn2O3 の混合物より成るグループの中から、選択されるものが使用できる。また、前記ＺｎＳ系列蛍光体はZnS:ZnとIn2O3 の混合物又はZnS:Cu,Al とIn2O3 の混合物が使用できる。前記混合物に蛍光体の酸化を防止して蛍光体の表面電荷を減少させ得る金属を前記全体蛍光体重量対比０．０１〜１０．０重量％添加した後、低電圧用高輝度蛍光体を製造する。前記の添加工程はビヒクル内に金属粉末を添加して攪拌するか、蛍光体又は蛍光体とIn2O3 との混合物に湿式分散を通じて金属粉末が添加できる。
【００１３】
前記製造方法において、前記蛍光体の酸化を防止して蛍光体の表面電荷を減少させ得る金属はＺｎ粉末が使用でき、０．１〜１０μｍの直径を有して純度９５％以上のＺｎ金属粉末が望ましい。
【００１４】
蛍光体にＺｎを添加すると、ＶＦＤを製造する工程の中の焼成工程でＺｎ粒子が酸素と反応して、酸化することにより蛍光体母体を酸化から保護して蛍光体表面にＺｎが拡散し、蛍光体の表面電荷を低くして熱電子の入射効率を増加させ得る。従って、蛍光体の輝度が増加する効果が現れる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例及び比較例を記載する。しかし、下記の実施例は本発明の望ましい一実施例にすぎず、本発明は下記の実施例に限られない。
【００１６】
（実施例１）
エチルセルロース、ブチルカルビトルアセテート、テルピネオールを混合攪拌してビヒクルを製造した。このビヒクル40重量％と(Zn0.22Cd0.79)S:Ag,Cl 及びIn2O3 の組成を有する蛍光体粉末59重量％を混合した。前記混合物にバインダー内で攪拌しながら０．５μｍ直径を有する純度９５％のＺｎ金属粉末を前記蛍光体重量対比１．０重量％添加して低電圧用蛍光体を製造した。
【００１７】
（比較例１）
エチルセルロース、ブチルカルビトルアセテート、テルピネオールを混合攪拌してビヒクルを製造した。このビヒクル40重量％と(Zn0.22Cd0.79)S:Ag,Cl 及びIn2O3 の組成を有する蛍光体粉末60重量％を混合して低電圧用蛍光体を製造した。
【００１８】
前記の実施例１及び比較例１の方法によって製造された蛍光体を用いて駆動電圧が20〜40ＶのＶＦＤを製造した後、輝度及び発光効率を測定してその結果を下記の表１に示した。
【００１９】
〔表１〕
エチルセルロース、ブチルカルビトルアセテート、テルピネオールを混合攪拌してビヒクルを製造した。このビヒクル40重量％と(Zn0.3Cd0.7)S:Ag,Cl 及びIn2O3 の組成を有する蛍光体粉末59％を混合した。前記混合物をババインダー内で攪拌しながら０．５μｍ直径を有する純度９５％のＺｎ金属粉末を前記蛍光体重量対比１．０重量％の量で添加して低電圧用蛍光体を製造した。
【００２０】
（比較例２）
エチルセルロース、ブチルカルビトルアセテート、テルピネオールを混合攪拌してビヒクルを製造した。このビヒクル40重量％と(Zn0.3Cd0.7)S:Au,Al 及びIn2O3 の組成を有する蛍光体粉末60重量％を混合して低電圧用蛍光体を製造した。
【００２１】
前記の実施例２及び比較例２の方法によって製造された蛍光体を用いて前記実施例１及び比較例１のＶＦＤより12〜15Ｖ程より低い駆動電圧を有するＶＦＤを製造した後、輝度及び発光効率を測定してその結果を下記の表２に示した。
【００２２】
〔表２〕
【００２３】
【発明の効果】
前述したように、本発明による低電圧用高輝度蛍光体及びその製造方法によると、従来の蛍光体よりも輝度及び発光効率を向上させ得るだけではなく、発光開始電圧も低下させられる。
Claims (5)
- （ＺｎＣｄ）Ｓ系列又はＺｎＳ系列蛍光体と、蛍光体の酸化を防止して蛍光体の表面電荷を減少させ得る金属とを含むことを特徴とし、前記金属は Zn である、低電圧用高輝度蛍光体。
- 前記金属は、０．１‐１０μｍの直径を有して、純度９５％以上のZnであることを特徴とする、請求項１に記載の低電圧用高輝度蛍光体。
- ビヒクルに（ＺｎＣｄ）Ｓ系列又はＺｎＳ系列蛍光体粉末を添加して混合する工程と、前記混合物に蛍光体の酸化を防止して蛍光体の表面電荷を減少させ得る金属を添加する工程と、前記金属を添加した前記混合物を焼成する工程とを含み、前記金属はＺｎである、低電圧用高輝度蛍光体の製造方法。
- 前記金属は、０．１‐１０μｍの直径を有する純度９５％以上のZnであることを特徴とする、請求項３に記載の低電圧用高輝度蛍光体の製造方法。
- 前記金属の添加量は、前記蛍光体の重量に対して０．０１‐１０．０重量％であることを特徴とする、請求項３に記載の低電圧用高輝度蛍光体の製造方法。
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1998
- 1998-12-11 US US09/210,336 patent/US6152965A/en not_active Expired - Fee Related
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