JPS5941669B2 - 低速電子線励起けい光体及びこの低速電子線励起けい光体を用いたけい光表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、数Ｖ〜数十Ｖの低ι籾口速電圧による電子の
射突で発光する低速電子線励起けい光体及びこの低速電
子線励起けい光体を用いたけい光表示装置に関するもの
である。

近時、各種電子・電気機器の表示装置として、低電圧で
の、駆動が可能であり、また消費電力も少なく、明るく
みやすい表示が得られるなどの特長を有するけい光表示
装置が多く用いられるようになつてきている。

このけい光表示装置は、通電加熱により電子を放出する
フィラメント状の陰極からの電子を、上面にけい光体層
が被着されて選択的に正の陽極電圧が付与される陽極に
射突させて、文字・図形などの発光表示を得ているもの
であり、前記陽極上に被着されるけい光体層は、低ι籾
口速電圧により表示を得るに十分な発光輝度の得られる
けい光体、いわゆる低速電子線励起けい光体により構成
されている。

ところで、このけい光表示装置用の低速電子線励起けい
光体としては、従来よりもつぱらＺｏＯ：ＺΠ系のけい
光体が用いられている。

このＺｎＯ：Ｚｎ系のけい光体は、発光しきい値電圧、
いわゆるデツドボルテージが１〜２Ｖときわめて低く、
また、一般には１０〜２０Ｖ程度の陽極電圧で表示を得
るのに十分な発光輝度が得られるので、低速電子線励起
けい光体としては、きわめてすぐれている００しかしな
がら、このＺｎＯ■Ｚｎ系のけい光体は、電子線の射突
による発光色が緑色系に限られているため、このＺｎＯ
：Ｚｎ系のけい光体を用いたけい光表示装置の発光色は
、緑色系に限定される。

一方、けい光表示装置の応用分野が拡大するにつれ、表
示の発光色の多様化が各方面から多く要望されるように
なつてきている。例えば、警報表示を行う場合には、警
報効果を得るため緑色よりも赤色の表示が好ましい。ま
た、複数の表示対象を一つ又は複数のけい光表示装置に
より表示する場合は、それぞれの表示対象に応じてその
表示の発光色を変えるようにすれば、各表示の読取りが
きわめて容易になるとともに、誤読の虞れもなくなるな
どの利点が生ずる。しかして、周知の陰極線管などに用
いられ、高い加速電圧により加速された電子線の射突に
よつて励起されて種々の色に発光するＺｕＳ：Ａｇ，（
Ｃｕ，Ｕ），〔ＺｎＳ：Ｙ，（Ｃｌ，Ａｌ，Ｎａ），Ｙ
は希土類元素〕，ＣａＳ：Ｅｕ，ＺｎＳｅ：Ｇａ，Ｓｒ
Ｓ：Ｅｕ，ｃａＯ：Ｓｍｆ）るいは〔（Ｚｎｌ？ＸＣｄ
ｘ）Ｓ：Ｍ，（Ｕ，Ｃｆ），ｘ＝Ｏ〜１，ＭはＡｇ，Ｃ
ｕ？Ａｕの群から選ばれる元素〕などのけい光体に種々
の処理を加えて低速電子線化を行う努力が行なわれてき
た。

ここにおいて、本発明者は、低速電子線励起用の新たな
けい光体を生成する試みとして下記のような点につき種
々の実５験を行なつた。例えば、（１）上述した各種の
けい光体にＩｎ２Ｏ３，ｓｎＯ２，ｚｎＯなどの導電性
、あるいは半導電性金属酸化物を混合してけい光体の低
抵抗化を図り、低速電子線励起用とする、（２）ＺｎＳ
系又は（ＺｎＣｄ）Ｓ系のけい光体にＺｎ又はＣｄ処理
を施し、けい光体自体の抵抗値を下げて低速電子線励起
けい光体とする、（３）ＳｎＯ２系けい光体のように、
けい光体の母体としてあらかじめ低抵抗の材料を用いて
けい光体を構成する、などである。しかしながら、例え
ば上述した（１）の場合は、低速電子線励起用に適する
までそのけい光体の抵抗値を下げるには、混合する金属
酸化物の混合比が３０％〜５０７０ときわめて多くなり
、これによりけい光体自体の発光面積の減少をきたす告
ともに、効率よく、またけい光面全面にわたつて均一な
発光を得ることが困難であり、されに、現時点では混合
する例えばＩｎ２Ｏ３のコストが高いため、けい光体自
体のコストも高くなつてしまうという問題点がある。

（２）の場合は、本発明者の発明に係り、新規な手法で
あるが、ＺｎあるいはＣｄ処理のみによつてけい光体自
体の抵抗値を十分に低くすることは困難であり、このた
めにデツドボルテージが高く、例えば２０Ｖ以下の低電
圧領域では十分な発光輝度が得られていない。

さらに（３）の場合は、デツドボルテージは低いが、陽
極電圧に対する輝度ののびが悪く、十分な実用輝度が得
られていない。

本発明は、上述した本発明者による（２）の方法の改良
に係り、（Ｚｎ，Ｃ（０Ｓ系のけい光体にＺｎ処理やＣ
ｄ処理を施こすことによつてけい光体自体の低抵抗化を
図つた後、これに導電性あるいは半導電性の金属酸化物
を混合することによつて数Ｖ〜数十Ｖの電圧で加速され
た低速電子線励起により、十分な輝度で発光する低速電
子線励起けい光体を提供することを目的とするものであ
る。

さらに、本発明は、上述した低速電子線励起けい光体を
用いて、緑色及び緑色以外の発光色で表示を行うけい光
表示装置を提供することを目的とするものである。以下
、図面を参照して本発明による低速電子線励起けい光体
及びけい光表示装置の一実施例を説明する。

本発明による低速電子線励起けい光体は、上述したよう
にけい光体自体の低抵抗化を図る段階と、これに導電性
ないし半導電性の金属酸化物を混合する段階との二つの
段階を経て得られるものである。

まず、けい光体自体の低抵抗化を図る処理段階では、け
い光体の母体を構成する金属を処理材料として用いてけ
い光体にドーブし、低抵抗化を図るものである。

具体的には、第１図に示すように石英管１の一方の端部
にけい光体２を収納し、さらにこの石英管１の他方の端
部に処理材料３を入れて石英管１を排気封止する。

しかして、このけい光体２及び処理材料３が真空封入さ
れた石英管１を所定の温度で所定時間加熱し、処理材料
３の雰囲気中でけい光体２を焼成した後、前記石英管．
１を急冷してけい光体自体の低抵抗化処理を行う。

ついで、上述して得られたけい光体の粉末に、Ｉｎ２Ｏ
３，ｓｎＯ２，ｚｎＯなどの導電性ないし半導電性の金
属酸化物を所定量混合し、低速電子線励起けい光体とす
るものである。

次に、本発明による低速電子線励起けい光体を、実施例
を掲げて詳しく説明する。

まず、電子線励起により赤色に発光する（Ｚｎ，Ｃｄ）
Ｓ：Ａｇ，Ａｆけい光体を出発材料とする。

前記（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｕけい光体は、Ｚｎ１５
７０，Ｃｄ８５％の（ＺｎＯ．ｌ５ｃｄＯぉ）Ｓを母体
とし、この母体１モルにＡｇを１０−６〜１０−３モル
、Ａｌを同モル添加して８０『Ｃ〜１０００′Ｃで焼成
して得たものである。しかして、この（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ
：Ａｇ，Ｍけい光体に、第１図に示す装置によりＣｄを
処理材料として８００゜Ｃ〜１０００′Ｃの加熱温度で
２〜２４時間焼成し、Ｃｄをドーブする。

ついで、Ｎ２Ｏ３を１〜３０重量？、例えば１５重量？
とつて前記Ｃｄ処理を行つたけい光体に添加し、メノウ
乳鉢で十分混合して低速電子線励起けい光体とする。次
に、上述したところにより得られた低速電子線励起けい
光体の特性について述べる。まず本発明者は、上述した
低速電子線励起ジい光体の特性を調べるために、概略構
成が第２図に示すようになるけい光表示装置を作成した
。

すなわち、透明な表示窓部を有する真空外囲器１１内に
、上述した低速電子線励起けい光体によるけい光体層１
２が被着された陽極１３を配設し、この陽極１３と対面
して通電加熱により電子を放出するフイラメント状の陰
極１４を設けるとともに、前記陽極１３と陰極１４との
間に、前記電子の加速・制御を行うメツシユ状の制御電
極１５を配設した構成になるものである。さらに、前記
各電極から真空外囲器１１外に真空気密に外部端子１６
を導出し、前記陰極１４に力口熱電圧Ｅｆ、制御電極１
５に制御電圧Ｅｃ、陽極１３に陽極電圧Ｅｂを付与する
。

しかして、第２図に示すけい光表示装置により測定され
た本発明による低速電子線励起けい光体の陽極電圧Ｅｄ
に対する発光輝度Ｌの特性を第３図に示す。

この第３図は、横軸に陽極電圧Ｅｂをとり、縦軸に各陽
極電圧における相対輝度をとつて、実線で示す曲線二に
より本発明の低速電子線励起けい光体の特性を示し、破
線で示す曲線ホ及び一点鎖線で示す曲線へは、それぞれ
何らの処理も施していない（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，Ａ
′けい光体及びＣｄ処理のみを施した（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ
：Ａｇけい光体の特性である。

しかして、この第３図から明らかなように、本発明の上
記実施例に係る低速電子線励起けい光体は、デツドボル
テージが５Ｖ程度と大幅に低下しているとともに、また
２０Ｖ以下の陽極電圧Ｅｂにより表示に十分な赤色の発
光輝度が得られるようになるのである。

このようにして、本発明によれば、赤色又は混晶圧を変
えることにより緑色又は緑色以外の発光色を有する低速
電子線励起けい光体が得られる。

したがつて、本発明による低速電子線励起けい光体を用
いれば、きわめて見やすく、また表示機能の拡大を図る
ことのできるけい光表示装置が得られる。例えば、第４
図に示すように共通の基板内に、本発明により得られた
低速電子線励起けい光体により形成されたけい光体層の
被着された陽極２１を線状に配列してなるアナログ表示
部２２と、上面に本発明による低速電子線励起けい光体
からなるけい光体層が被着された陽極２４を日字形に配
列してなるデイジタル表示部２４を設け、かつ前記各陽
極２１及び２３に被着する低速電子線励起けい光体の発
光色を異ならせることにより、観察者にとつてアナログ
表示部２２とデイジタル表示部２４との識別がきわめて
容易になり、見やすい表示が得られることになる。

さらに、アナログ表示部２２を二つの領域２２ａ及び２
２ｂに分け、それぞれの領域２２ａ及び２２ｂに被着す
る低速電子線励起けい光体の発光色を異ならせることに
より、例えば過大信号に対する警報効果などを得る上で
きわめて効果的である。

以上述べたように、本発明は数Ｖ〜数十Ｖ程度の加速電
圧により加速された電子線では、表示に十分な輝度を得
られないようなけい光体を出発材料とし、このけい光体
に、まずその母体を構成する金属をドーブする処理を行
つて低抵抗化し、さらにＩｎ２Ｏ３，ｓｎＯ２，゛Ｚｎ
Ｏなどの導電性ないし半導電性の金属酸化物を混合して
低速電子線励起けい光体とし、さらにこの低速電子線励
起けい光体を用いてけい光表示装置を構成しているもの
である。

したがつて、本発明による低速電子線励起けい光体は、
十分な低抵抗化が行われているのでデツドポルテージが
数ｖ程度きわめて低くなり：；・しかも混合する金属酸
化物の量が少なくてすむことからけい光体の発光面積が
減少して発光効率が低下したり、あるいは発光むらが生
じたりするなどの不具合がすべて解消され、従来から低
速電子線励起けい光体としてよく知られているＺｎＯ：
Ｚｎ系のけい光体とほぼ同等の特性を有する緑色及び緑
色以外の種々の発光色のけい光体が提供できるというす
ぐれた特長を有し、得られる効果はきわめて大である。

さらに、本発明による低速電子線励起けい光体は、混合
する金属酸化物の量が少なくてすむことから、コスト的
にも安価になるというすぐれた効果が得られるものであ
る。

また、本発明により得られた低速電子線励起けい光体を
用いて構成した本発明によるけい光表示装置は、低い陽
極電圧で種々の発光色を有する表示部が得られ、表示が
きわめて見やすくなるとともに、また表示機能の拡大や
警報効果の向上を図れるなどについて、得られる効果は
きわきて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による低速電子線励起けい光体を製造
する装置の一実施例を示す概略構成図、第２図は、本発
明により低速電子線励起けい光体の特性を得るために使
用したけい光表示装置の一例を示す概略構成図、第３図
は、本発明による低速電子線励起けい光体の特性を示す
図、第４図は、本発明によるけい光表示装置の表示部の
一例を示す図である。 １・・・・・・石英管、２・・・・・・けい光体、３・
・・・・・処理材料、１２・・・・・・けい光体層、１
３・・・・・・陽極、１４・・・・・・陰極、２１，２
３・・・・・・陽極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （Ｚｎ、Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、Ａｌけい光体にそのけい
   光体の母体を構成する金属をドープして低抵抗化したけ
   い光体粉末に、導電性ないし半導電性の金属酸化物を混
   合してなることを特徴とする低速電子線励起けい光体。 ２ 上面にけい光体層の被着された陽極に、フィラメン
   ト状の陰極から放出された電子を射突させて前記けい光
   体層を励起発光させて表示を得るけい光表示装置におい
   て、前記けい光体層は、（Ｚｎ、Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、Ａｌ
   けい光体にそのけい光体の母体を構成する金属をドープ
   して低抵抗化したけい光体粉末に、導電性ないし半導電
   性の金属酸化物を混合してなるけい光体により構成され
   ていることを特徴とするけい光表示装置。