專利名稱：綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體以及使用該熒光體的陰極射線管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體以及使用該熒光體的陰極射線管，尤其是涉及一種溫度特性和壽命得到改善的綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體以及使用該熒光體的陰極射線管。
背景技術(shù)：
關(guān)于彩色顯像管(CRT)、投射式陰極射線管(PRT)、場(chǎng)致發(fā)射型顯示器(FED)和熒光顯示管(VFD)等的陰極射線管，近年來(lái)，根據(jù)需要一直發(fā)展高亮度化、高精細(xì)化，對(duì)于被用于這些陰極射線管中的熒光體，需要進(jìn)一步改善其特性。尤其是，為放大投影圖像，投射式陰極射線管需要直觀顯像管以上的高亮度，為外加高電壓、高電流，需要可承受高負(fù)荷并且亮度飽和特性、溫度特性和壽命等特性優(yōu)良的熒光體。其中，關(guān)于綠色發(fā)光熒光體，由于對(duì)白色的貢獻(xiàn)大，所以要求度高，至此研究了各種熒光體。
下面，作為陰極射線管的代表例，對(duì)投射式陰極射線管進(jìn)行說(shuō)明。投射式電視，是利用透鏡將由三根小型單色顯像管(投射式陰極射線管)發(fā)出的紅色、綠色和藍(lán)色的圖像放大投影到熒光屏上的，由于投射式陰極射線管被用作光源，所以與直觀型顯像管相比，將對(duì)熒光屏施與將近兩位的高負(fù)荷。因此，要求用于投射式陰極射線管的熒光體(1)發(fā)光效率高、(2)亮度與電流密度增加成比例(亮度飽和特性)、(3)亮度不會(huì)隨溫度升高而下降(溫度特性)、(4)亮度不會(huì)隨時(shí)間變化(壽命)等等。
雖然作為具有上述特性的用于投射式陰極射線管的綠色發(fā)光熒光體，實(shí)際應(yīng)用的是釔硅酸鹽熒光體，但是最近隨著數(shù)字播放的普及，需要高亮度、高析像度的圖像，由于對(duì)熒光體的負(fù)荷呈增大趨勢(shì)，所以需要進(jìn)一步提高特性。尤其是關(guān)于用于投射式陰極射線管的釔硅酸鹽熒光體，溫度特性和壽命已成為問(wèn)題，所以急需改善這些特性。
雖然在專利文獻(xiàn)1等中，關(guān)于用于投射式陰極射線管的釔硅酸鹽熒光體的溫度特性和壽命的改善進(jìn)行了公開(kāi)，但是在對(duì)熒光體的負(fù)荷增大的現(xiàn)狀下，需要進(jìn)一步改善。此外，在專利文獻(xiàn)2和專利文獻(xiàn)3中，雖然提出了通過(guò)以Sc置換由熒光體組成的一部分來(lái)改善亮度，但是在公開(kāi)的組成中，溫度特性和壽命的特性并不充分，所以需要改善。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)平9-316444號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開(kāi)昭56-167783號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開(kāi)昭62-260885號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明之目的在于，解決上述問(wèn)題，并提供一種溫度特性和壽命得到改善的綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體以及使用該熒光體的陰極射線管。
本發(fā)明者為解決上述問(wèn)題專心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)具有特定組成的釔硅酸鹽熒光體來(lái)解決上述問(wèn)題，從而完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明的綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體，在以通式(Y，Sc，Tb)2SiO5表示的綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體中，其特征在于，Sc元素對(duì)熒光體中所含有的全稀土類元素的摩爾比，在0.045＜Sc/(Y+Sc+Tb)＜0.17的范圍內(nèi)。通過(guò)以這樣的濃度范圍引入Sc，可以改善溫度特性和壽命。另外，優(yōu)選的濃度范圍是0.07＜Sc/(Y+Sc+Tb)＜0.13的范圍。
此外，本發(fā)明的綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體，其特征在于，通式如下式所示(Y1-x-y，Scx，Tby)2SiO50.045＜x＜0.170.05≤y≤0.17在該通式中，活化劑Tb與熒光體的發(fā)光色有關(guān)，發(fā)綠色光。優(yōu)選Tb量的y值，在0.05≤y≤0.17的范圍內(nèi)，格外優(yōu)選在0.06≤y≤0.15的范圍內(nèi)。如果y值小于0.05，則熒光體的發(fā)光亮度低，此外，如果y值大于0.17，也將由濃縮猝滅引起發(fā)光亮度下降。
此外，如上所述，通過(guò)引入Sc來(lái)改善溫度特性和壽命，優(yōu)選Sc量的x值，在0.045＜x＜0.17的范圍內(nèi)，格外優(yōu)選在0.07＜x＜0.13的范圍內(nèi)。當(dāng)x值在0.045以下或在0.17以上時(shí)，溫度特性和壽命特性的效果都將降低。
本發(fā)明的綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體，在熒光體中可以含有1000ppm以下的Ge元素，溫度特性、壽命特性等的效果不變。
本發(fā)明的陰極射線管，在具備熒光膜和在該熒光膜上照射電子射線以使其發(fā)光的裝置的陰極射線管中，其特征在于，所述熒光膜含有上述熒光體。例如，投射式電視，是利用透鏡將由三根單色投射式陰極射線管發(fā)出的紅色、綠色、藍(lán)色的圖像放大投影到熒光屏上的，其中，通過(guò)在涂敷在綠色投射式陰極射線管的面板上的熒光膜上，單獨(dú)使用本發(fā)明的熒光體，或使用含有本發(fā)明的熒光體的綠色發(fā)光熒光體混合物，可以制作溫度特性和壽命得到改善的綠色投射式陰極射線管。
本發(fā)明的綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體，通式以(Y，C，Tb)2SiO5表示，并且Sc元素對(duì)熒光體中所含有的全稀土類元素的摩爾比在0.045＜Sc/(Y+Sc+Tb)＜0.17范圍內(nèi)，其溫度特性和壽命特性優(yōu)良，尤其是作為在高負(fù)荷條件下使用的用于投射式陰極射線管的熒光體，非常優(yōu)良，使用本發(fā)明的熒光體的投射式陰極射線管，可以顯示出高畫(huà)面質(zhì)量的圖像。


圖1是表示溫度特性(％)和Sc量(x值)的關(guān)系的曲線圖。
圖2是表示亮度維持率(％)和Sc量(x值)的關(guān)系的曲線圖。
圖3是表示相對(duì)亮度(％)和Tb量(y值)的關(guān)系的曲線圖。
圖4是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的陰極射線管的剖面圖。
圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的陰極射線管面板、熒光膜、鋁蒸鍍膜的部分剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。另外，如下所示的實(shí)施方式，只是例示用于將本發(fā)明的技術(shù)思想具體化的綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體以及使用該熒光體的陰極射線管，本發(fā)明并不限于以下的綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體和使用該熒光體的陰極射線管。
此外，本說(shuō)明書(shū)也決未將方案范圍所示的部件限定為實(shí)施方式的部件中。特別是，實(shí)施方式中所述的構(gòu)成零件的尺寸、材制、形狀及其相對(duì)配置等沒(méi)有特定說(shuō)明，其目的不在于限定本發(fā)明的范圍，而僅是單純的說(shuō)明例。另外，為明確說(shuō)明，各附圖所示的部件的大小和位置關(guān)系等存在夸大部分。另外，在以下說(shuō)明中，關(guān)于相同的名稱、符號(hào)，表示相同或同質(zhì)的部件，適當(dāng)省略詳細(xì)說(shuō)明。另外，構(gòu)成本發(fā)明的各元件，可以是通過(guò)相同部件來(lái)構(gòu)成多個(gè)元件并由相同部件兼作多個(gè)元件的形式，或相反，通過(guò)多個(gè)部件來(lái)分擔(dān)實(shí)現(xiàn)一個(gè)部件的功能。
在此，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的釔硅酸鹽熒光體的制造方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。首先，關(guān)于混合有釔化合物、鈧化合物、鋱化合物和硅化合物的原料混合物，秤取各原料，使原料混合物中的Y量、Sc量、Tb量和Si量滿足通式(Y1-x-y，Scx，Tby)2SiO5(并且，0.045＜x＜0.17，0.05≤y≤0.17＝的關(guān)系，并進(jìn)行混合，或進(jìn)一步在這些原料中添加氟化銨等熔劑后再混合。將這些原料填充到坩堝中后，放入爐內(nèi)，在還原性氣氛中，以1100～1650℃焙燒。冷卻后，以濕式分散處理焙燒品后，進(jìn)行分離干燥，從而得到本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的釔硅酸鹽熒光體。
作為熒光體原料，優(yōu)先選用氧化物或通過(guò)熱分解成為氧化物的化合物。例如，作為釔化合物、鈧化合物和鋱化合物，優(yōu)選氧化物、碳酸鹽和氫氧化物等。此外，還可以使用含有Y、Sc和Tb各元素中的全部或一部分的共沉物或煅燒其所得到的氧化物。作為硅化合物，優(yōu)選二氧化硅等化合物。此外，為了以同族的鍺置換熒光體中的一部分硅，可以在硅化合物中添加鍺化合物而混合使用，溫度特性、壽命特性等的效果不變。關(guān)于還原性氣氛，例如采用如氮?dú)浠旌蠚夥盏囊话惴椒ā?br> 下面，關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的(Y0.91-x，Scx，Tb0.09)2SiO5熒光體，在圖1中表示溫度特性(％)和Sc量(x值)的關(guān)系。溫度特性(％)，是將常溫下的發(fā)光亮度作為100％時(shí)對(duì)150℃的相對(duì)發(fā)光亮度(％)，是測(cè)定將填充有熒光體的測(cè)定單元在可拆裝置(デマンタブル裝置)內(nèi)加熱至150℃時(shí)的亮度和常溫下的亮度而求出的。亮度，是在熒光體上照射加速電壓10kv、電流密度0.5μA/cm2的電子射線來(lái)進(jìn)行測(cè)定的。一般而言，如果連續(xù)點(diǎn)亮投射式陰極射線管，那么雖然認(rèn)為點(diǎn)燈部的熒光體溫度可以達(dá)到150℃，但是實(shí)際上使用投射式陰極射線管時(shí)，通過(guò)顯示圖像的切換，點(diǎn)燈部的熒光體將成為溫升大的部位和溫升小的部位混在一起的狀態(tài)。在這種情況下，如果由熒光體的溫差引起的亮度差大，則將被作為亮度不均而識(shí)別出來(lái)，顯示等級(jí)顯著降低。一般而言，認(rèn)為如果鄰接的兩部分的亮度差達(dá)到2％以上，則將被肉眼作為亮度差而識(shí)別，所以優(yōu)選溫度特性為高于98％。從圖1中可知，Sc量(x值)在0.045以下和0.17以上時(shí)，溫度特性低；在0.045＜x＜0.17的范圍內(nèi)，溫度特性上升至98.0％以上，尤其是，在0.07＜x＜0.13的范圍內(nèi)，溫度特性達(dá)到99.0％以上而非常優(yōu)良，作為用于投射式陰極射線管的熒光體有效。在此，雖然表示了Tb量(y值)為0.09時(shí)的情況，但是在除此值以外的情況下也可以得出同樣的結(jié)果，當(dāng)y值在0.05≤y≤0.17的范圍內(nèi)時(shí)，在0.045＜x＜0.17的范圍內(nèi)，可以得到發(fā)光亮度高，并且溫度特性優(yōu)良的熒光體。
關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的(Y0.91-x，Scx，Tb0.09)2SiO5熒光體的壽命特性，在圖2中表示了亮度維持率(％)和Sc量(x值)的關(guān)系。壽命特性，通過(guò)使用熒光體制作投射式陰極射線管，照射10小時(shí)加速電壓32kv、電流密度50μA/cm2的電子射線進(jìn)行測(cè)定。亮度維持率(％)，即是將照射10小時(shí)電子射線后的亮度減去初始亮度之后的值的百分率。從圖中可知，在亮度維持率中，Sc量(x值)在0.045＜x＜0.17的范圍內(nèi)良好。在此，表示出了Tb量(y值)為0.09時(shí)的情況，但是除此值以外也可以得出相同的結(jié)果，當(dāng)y值為0.05≤y≤0.17時(shí)，在0.045＜x＜0.17的范圍內(nèi)，可以得到高發(fā)光亮度和高亮度維持率的熒光體。
這樣，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的釔硅酸鹽熒光體，由于Sc量(x值)在0.045＜x＜0.17的范圍內(nèi)，尤其是在0.07＜x＜0.13的范圍內(nèi)，溫度特性非常優(yōu)良，并且在此范圍內(nèi)壽命特性也很優(yōu)良，所以根據(jù)本發(fā)明，即使在高溫下，也可以得到亮度降低很少，并且亮度隨時(shí)間變化很少的壽命很長(zhǎng)的熒光體，作為用于投射式陰極射線管的熒光體，非常有用。
下面，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的(Y0.91-x，Sc0.09，Tby)2SiO5熒光體，在圖3中表示了相對(duì)亮度(％)和Tb量(y值)的關(guān)系。相對(duì)亮度(％)，是在熒光體上照射加速電壓10ky、電流密度0.5μA/cm2的電子射線來(lái)進(jìn)行測(cè)定的，并求出將比較例1中的熒光體的亮度作為100％時(shí)的相對(duì)值。從圖中可知，Tb量(y值)在0.05≤y≤0.17的范圍內(nèi)，亮度上升到113.0％以上，尤其是，在0.06≤y≤0.15的范圍內(nèi)，達(dá)到116.0％以上而變得非常高。在此，雖然表示了Sc量(x值)為0.09時(shí)的情況，但是除此值以外也可以得到同樣的結(jié)果。
如上所述，通過(guò)使Sc量(x值)在0.045＜x＜0.17的范圍，并且使Tb量(y值)在0.05≤y≤0.17的范圍內(nèi)，可以得到發(fā)光亮度高，并且溫度特性和壽命特性優(yōu)良的熒光體。
實(shí)施例1首先，作為原料如下所示，秤量等摩爾的稀土類共沉氧化物和二氧化硅，(Y0.887，Sc0.048，Tb0.065)2O3……100gSiO2……………………………26.1g在磁缽中用球磨機(jī)混合這些原料。將原料混合物填充到鋁坩堝中，在含有3體積％氫氣的氮?dú)鈿夥罩?，?580℃焙燒4小時(shí)。以濕式分散處理焙燒品后，進(jìn)行分離干燥，得到以通式(Y0.887，Scx0.048，Tb0.065)2SiO5表示的本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的釔硅酸鹽熒光體。
實(shí)施例2～6作為原料，除使用表1所示的組成的稀土類共沉氧化物外，與實(shí)施例1同樣進(jìn)行，從而得到通過(guò)表1所示的通式表示的本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的釔硅酸鹽熒光體。
比較例1首先，作為原料，如下所示，秤量等摩爾的稀土類共沉氧化物和二氧化硅，(Y0.934，Tb0.066)2O3……100gSiO2…………………………25.6g在磁缽中用球磨機(jī)混合這些原料。將原料混合物填充到鋁坩堝中，在含有3體積％氫氣的氮?dú)鈿夥罩校?580℃焙燒4小時(shí)。以濕式分散處理焙燒品后，進(jìn)行分離干燥，從而得到以通式(Y0.934，Tb0.066)2SiO5表示的釔硅酸鹽熒光體。
比較例2～6作為原料，除使用表1所示的組成的稀土類共沉氧化物以外，與實(shí)施例同樣進(jìn)行，從而得到通過(guò)表1所示的通式表示的釔硅酸鹽熒光體。
表1

對(duì)于通過(guò)實(shí)施例1～6和比較例1～6得到的釔硅酸鹽熒光體，在表2中表示通過(guò)前述方法測(cè)定的溫度特性和壽命特性的結(jié)果。從表中可知，本發(fā)明的實(shí)施例1～6的熒光體，與比較例1～6的熒光體相比，溫度特性和壽命特性優(yōu)良，尤其是作為高負(fù)荷條件下使用的用于投射式陰極射線管的熒光體，十分優(yōu)良。
表2

實(shí)施例7在18cm(7英寸)的玻璃電子管上，通過(guò)沉降法在面板內(nèi)面形成熒光膜，使得實(shí)施例1中的熒光體為3.5mg/cm2，并在其上形成鋁蒸鍍膜，安裝電磁收束形電子槍并真空密封，來(lái)制作投射式陰極射線管。圖4是表示該陰極射線管(投射式陰極射線管)的剖面圖，圖5是表示陰極射線管面板、熒光膜、鋁蒸鍍膜的部分剖面圖。如圖4所示，在玻璃電子管1的面板2的內(nèi)側(cè)，涂敷上述熒光體，形成熒光膜3，并在其上形成鋁蒸鍍膜4。然后，在頸管5上設(shè)置電子槍6。該投射式陰極射線管，是使電子槍6發(fā)出的電子射線穿過(guò)鋁蒸鍍膜4照射熒光膜3，來(lái)激發(fā)熒光體發(fā)光的裝置。
如上所述，關(guān)于以通式(Y，Sc，Tb)2SiO5表示的綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體，Sc元素對(duì)熒光體中含有的全稀土類元素的摩爾比在0.045＜Sc/(Y+Sc+Tb)＜0.17范圍內(nèi)，其溫度特性和壽命特性優(yōu)良，使用本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的熒光體的陰極射線管，可以顯示出高畫(huà)面質(zhì)量的圖像。
權(quán)利要求
1.一種綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體，其特征在于，在以通式(Y，Sc，Tb)2SiO5表示的綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體中，Sc元素對(duì)熒光體中所含有的全稀土類元素的摩爾比，在0.045＜Sc/(Y+Sc+Tb)＜0.17的范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體，其特征在于，Sc元素對(duì)熒光體中含有的全稀土類元素的摩爾比，在0.07＜Sc/(Y+Sc+Tb)＜0.13的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體，其特征在于，通式如下式所示(Y1-x-y，Scx，Tby)2SiO50.045＜x＜0.170.05≤y≤0.17。
4.如權(quán)利要求3所述的綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體，其特征在于，所述y在0.06≤y≤0.15的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求3所述的綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體，其特征在于，所述x在0.07＜x＜0.13的范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1～5的任意一項(xiàng)所述的綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體，其特征在于，所述綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體，在熒光體中含有1000ppm以下的Ge元素。
7.一種陰極射線管，在具備熒光膜和在該熒光膜上照射電子射線以使其發(fā)光的裝置的陰極射線管中，其特征在于，所述熒光膜，是以通式(Y，Sc，Tb)2SiO5表示的綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體，含有Sc元素對(duì)熒光體中所含有的全稀土類元素的摩爾比在0.045＜Sc/(Y+Sc+Tb)＜0.17的范圍內(nèi)的綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體。
8.如權(quán)利要求7所述的陰極射線管，其特征在于，Sc元素對(duì)熒光體中所含有的全稀土類元素的摩爾比，在0.07＜Sc/(Y+Sc+Tb)＜0.13的范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求7所述的陰極射線管，其特征在于，通式如下式所示(Y1-x-y，Scx，Tby)2SiO50.045＜x＜0.170.05≤y≤0.17。
10.如權(quán)利要求9所述的陰極射線管，其特征在于，所述y在0.06≤y≤0.15的范圍內(nèi)。
11.如權(quán)利要求9所述的陰極射線管，其特征在于，所述x在0.07＜x＜0.13的范圍內(nèi)。
12.如權(quán)利要求7～11的任意一項(xiàng)所述的陰極射線管，其特征在于，所述綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體，在熒光體中含有1000ppm以下的Ge元素。
全文摘要
本發(fā)明提供一種溫度特性和壽命得到改善的綠色發(fā)光釔硅酸鹽以及使用該熒光體的陰極射線管。綠色發(fā)光釔硅酸鹽熒光體，在以通式(Y，Sc，Tb)
文檔編號(hào)H01J29/20GK1626615SQ200410089739
公開(kāi)日2005年6月15日 申請(qǐng)日期2004年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月12日
發(fā)明者野口泰延, 仁木誠(chéng)志, 田中寬治, 福島俊二 申請(qǐng)人:日亞化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社, 松下東芝映象顯示株式會(huì)社