專利名稱：真空紫外線激發(fā)熒光體及使用了該熒光體的發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)綠色光的真空紫外線激發(fā)熒光體及使用了該熒光體的發(fā)光裝置。
近年，開發(fā)了將利用稀有氣體放電而發(fā)射出的短波長(例如，波長在200nm以下)的真空紫外線作為熒光體激發(fā)源的發(fā)光裝置。這種發(fā)光裝置中，采用了以真空紫外線為激發(fā)源的發(fā)光的熒光體，即，真空紫外線激發(fā)熒光體。
以真空紫外線為激發(fā)源的發(fā)光裝置常被作為顯示裝置使用，其中，眾所周知的是等離子顯示板(PDP)。隨著數(shù)字媒體時(shí)代的到來，希望作為數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的核心機(jī)器的顯示裝置達(dá)到大畫面和薄型化的數(shù)字顯示要求。PDP具備這種特性，即，PDP能夠以高精確度和高致密性顯示各種信息，且作為能夠達(dá)到大畫面化及薄型化要求的數(shù)字顯示設(shè)備而倍受矚目。
以真空紫外線為激發(fā)源的發(fā)光裝置除了PDP等顯示裝置之外，還包括利用氙等稀有氣體放電發(fā)光的稀有氣體放電燈。稀有氣體放電燈替代傳統(tǒng)的水銀(Hg)燈，被用于以車輛用液晶顯示車尾燈為代表的要求安全性的領(lǐng)域。稀有氣體放電燈由于未采用有害的水銀，所以，作為利于環(huán)境安全性的放電燈而倍受矚目。
上述真空紫外線激發(fā)型發(fā)光裝置的共同點(diǎn)是用通過稀有氣體放電而發(fā)射出的波長為147nm或172nm等的真空紫外線替代傳統(tǒng)的來自電子線和水銀的紫外線(波長254nm)作為熒光體的激發(fā)源。由于對真空紫外領(lǐng)域使熒光體發(fā)光的研究甚少，所以，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)從以往已知的熒光體中選出通過真空紫外線的作用顯現(xiàn)比較良好發(fā)光特性的熒光體用于真空紫外線激發(fā)型發(fā)光裝置。
例如，為了使PDP顯現(xiàn)全色，需要可發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色等各色光的熒光體。因此，傳統(tǒng)的全色PDP中采用了作為可發(fā)出紅色光的熒光體的(Y，Gd)BO3Eu熒光體，作為可發(fā)出綠色光的熒光體的Zn2SiO4Mn熒光體，作為可發(fā)出藍(lán)色光熒光體的BaMgAl10O17Eu熒光體等。稀有氣體放電燈一般采用上述各色熒光體的混合物。
真空紫外線激發(fā)用綠色發(fā)光熒光體還包括(Ba，Sr)Al12O19Mn和(Ba，Sr)MgAl14O23Mn等錳活化堿土類鋁酸鹽熒光體等。日本專利公開公報(bào)平10-1666號(hào)中記載了作為真空紫外線激發(fā)用綠色發(fā)光熒光體為由(Ba，Sr)Al10O17Mn和(Ba，Sr)O·6Al2O3按照規(guī)定比例固溶而獲得的錳活化鋁酸鹽熒光體。
此外，日本專利公開公報(bào)平7-3261號(hào)記載了作為通過稀有氣體放電而產(chǎn)生波長147nm的真空紫外線激發(fā)用綠色發(fā)光熒光體的以a(R1-x，Tbx)2O3·bB2O3(R為選自Y、La及Gd中的至少1種元素，0.06≤x≤0.12，0≤b/a≤1.3)表示的鋱活化的稀土類硼酸鹽熒光體。日本專利公開公報(bào)平11-71581號(hào)記載了以(Y1-x-y，Gdx，Tby)2O3·B2O3(0.08≤x≤0.8，0.05≤y≤0.25，0.13≤x+y≤1.0)表示的鋱活化的稀土類硼酸鹽熒光體。這些稀土類硼酸鹽熒光體都具有立方晶系的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
為使上述PDP和稀有氣體放電燈成為高亮度的發(fā)光裝置，必須提高紅、綠、藍(lán)各單色的發(fā)光率。即，可發(fā)出紅色、綠色和藍(lán)色光的各色發(fā)光熒光體在通過波長為147nm和172nm等的真空紫外線的激發(fā)而發(fā)光時(shí)，必須使它們以高效率發(fā)光。其中，為了提高白光的亮度，最為重要的是提高能見度較高的綠色發(fā)光熒光體通過真空紫外線激發(fā)的發(fā)光率。
但是，傳統(tǒng)的真空紫外線激發(fā)用綠色發(fā)光熒光體并不能夠獲得足夠的發(fā)光率，所以，迫切希望能夠進(jìn)一步提高綠色發(fā)光熒光體的發(fā)光率。上述錳活化的鋁酸鹽熒光體和鋱活化的稀土類硼酸鹽熒光體雖然實(shí)現(xiàn)了由真空紫外線激發(fā)的綠色發(fā)光熒光體的高亮度化，但并不一定能夠獲得足夠的發(fā)光率。為了實(shí)現(xiàn)發(fā)光裝置的高亮度化，必須采用在真空紫外線激發(fā)時(shí)的發(fā)光率得到更進(jìn)一步提高的綠色發(fā)光熒光體。
此外，稀有氣體放電燈中使用了三色熒光體的混合物，所以，真空紫外線激發(fā)的發(fā)光率(亮度)比綠色發(fā)光熒光體的色度更為重要。因此，希望能夠提高用于稀有氣體放電燈的綠色發(fā)光熒光體通過真空紫外線激發(fā)時(shí)的發(fā)光率。
本發(fā)明的目的是提供利用波長在200nm以下的真空紫外線激發(fā)時(shí)，綠色光的發(fā)光率能夠進(jìn)一步提高的真空紫外線激發(fā)熒光體。本發(fā)明的另一目的是提供采用上述綠色發(fā)光真空紫外線激發(fā)用熒光體以實(shí)現(xiàn)高亮度化的發(fā)光裝置。
本發(fā)明者們?yōu)榱诉_(dá)到上述目的對各種熒光體進(jìn)行認(rèn)真研究后發(fā)現(xiàn)，以稀土類·硼酸鋁鹽為熒光體母體、并用鋱活化的熒光體能夠有效吸收真空紫外線，而且，其中可包含較高濃度的作為發(fā)光中心的Tb，以此為基礎(chǔ)可顯現(xiàn)良好的綠色光發(fā)光率(亮度)。此外，在鋱活化的稀土類·硼酸鋁鹽熒光體中添加微量的Ce，還可進(jìn)一步提高發(fā)光率(亮度)。
本發(fā)明就是在上述研究基礎(chǔ)上完成的。本發(fā)明1的真空紫外線激發(fā)熒光體是具備通過真空紫外線激發(fā)時(shí)可發(fā)出綠色光的熒光體的真空紫外線激發(fā)熒光體，該熒光體的特征是，具備通式L1-xTbxAl3(BO3)4表示的組成，式中，L表示選自Y和Gd的至少1種元素；x表示滿足0.1＜x≤0.7關(guān)系式的數(shù)。
本發(fā)明2的真空紫外線激發(fā)熒光體的特征是，具備通式L1-x-yTbxCeyAl3(BO3)4表示的組成，式中，L表示選自Y和Gd的至少1種元素，x表示滿足0.1＜x≤0.7關(guān)系式的數(shù)，y表示滿足0.00001≤y≤0.01關(guān)系式的數(shù)。
本發(fā)明1及2的真空紫外線激發(fā)熒光體中表示Tb含量的x值最好在0.2＜x≤0.6的范圍內(nèi)。L元素可以是Y和Gd中的任1種，也可以是它們的混合物。特別是L元素的50原子％以上最好為Gd。本發(fā)明的真空紫外線激發(fā)熒光體適合作為稀有氣體放電燈用綠色發(fā)光熒光體。
本發(fā)明的發(fā)光裝置的特征是具備上述本發(fā)明的真空紫外線激發(fā)熒光體。本發(fā)明的發(fā)光裝置的具體例子包括具備含有本發(fā)明的可發(fā)出綠色光的真空紫外線激發(fā)熒光體、可發(fā)出藍(lán)色光的發(fā)光熒光體及可發(fā)出紅色光的發(fā)光熒光體的混合物的發(fā)光層及可對前述發(fā)光層照射真空紫外線的設(shè)備的稀有氣體放電燈。其它具體例子還包括具備含有本發(fā)明的可發(fā)出綠色光的真空紫外線激發(fā)熒光體、可發(fā)出藍(lán)色光的發(fā)光熒光體及可發(fā)出紅色光的發(fā)光熒光體的混合物的發(fā)光層及可對前述發(fā)光層照射真空紫外線的設(shè)備的等離子顯示板(PDP)。


圖1A和圖1B為本發(fā)明的發(fā)光裝置作為稀有氣體放電燈使用的實(shí)施狀態(tài)1的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本發(fā)明的發(fā)光裝置作為等離子顯示板(PDP)使用的實(shí)施狀態(tài)2的結(jié)構(gòu)圖。
圖中，1為稀有氣體放電燈，2為位于背面的玻璃容器，3為位于前面的玻璃板，4為氣密容器，5為熒光體層，6為電極，6a為第1電極，6b為第2電極，7為絕緣層，11為PDP(等離子顯示板)，12為前基板，13為后基板，14為放電空間，15為熒光體層，16為陽極，17為陰極，18為電介質(zhì)層，19為保護(hù)層。
以下，對本發(fā)明的實(shí)施狀態(tài)進(jìn)行說明。
本發(fā)明的真空紫外線激發(fā)熒光體是照射真空紫外線時(shí)會(huì)發(fā)出綠色光的熒光體，該熒光體的特征是，具備通式(1)L1-xTbxAl3(BO3)4表示的組成，式中，L表示選自Y和Gd的至少1種元素，x表示滿足0.1＜x≤0.7關(guān)系式的數(shù)。
本發(fā)明的真空紫外線是指波長在200nm以下的短波長紫外線。這種真空紫外線可通過氙氣、氙—氖氣、氙—氦氣等稀有氣體的放電而產(chǎn)生。實(shí)際使用時(shí)，一般采用波長為147nm和172nm的真空紫外線。
本發(fā)明的真空紫外線激發(fā)熒光體中，L元素、鋁(Al)、硼(B)和氧(O)為構(gòu)成作為熒光體母體的稀土類·硼酸鋁鹽(LAl3(BO3)4)的元素。其中，L元素可以是Y和Gd中的任1種，也可以是它們的混合物。為了進(jìn)一步提高真空紫外線激發(fā)熒光體的發(fā)光率，L元素中最好至少一部分為Gd。
包含作為L元素的至少一部分的Gd的真空紫外線激發(fā)熒光體由通式(2)(Gd1-a，Ya)1-xTbxAl3(BO3)4表示，式中，a及x是滿足0≤a＜1、0.1＜x≤0.7關(guān)系式的數(shù)。(2)式中的a值最好在0≤a≤0.5的范圍內(nèi)。即，L元素的50原子％以上為Gd較好，更好是Gd占L元素的70原子％以上。
本發(fā)明的真空紫外線激發(fā)熒光體以具有菱形晶系結(jié)晶結(jié)構(gòu)的稀土類·硼酸鋁鹽(LAl3(BO3)4)為熒光體母體，并在其中含有適量鋱(Tb)。L元素的一部分被作為發(fā)光中心的Tb取代。對這種真空紫外線激發(fā)熒光體照射真空紫外線時(shí)能夠發(fā)出高亮度的綠色光。
即，真空紫外線激發(fā)熒光體中，作為熒光體母體的化合物(硅酸鹽、鋁酸鹽和硼酸鹽等)吸收真空紫外線，被熒光體母體吸收的真空紫外線使發(fā)光中心發(fā)光而獲得綠色光。這種發(fā)光機(jī)理使傳統(tǒng)的錳活化的硅酸鹽熒光體、錳活化的鋁酸鹽熒光體、鋱活化的稀土類硼酸鹽熒光體，由于熒光體母體不能夠充分吸收真空紫外線，導(dǎo)致照射的真空紫外線不能夠有效利用。
例如，(Y，Gd)BO3Tb熒光體等鋱活化的稀土類硼酸鹽熒光體以立方晶系稀土類硼酸鹽為熒光體母體。這種熒光體母體不能夠充分吸收真空紫外線，且不能夠充分提高作為發(fā)光中心的鋱的含量。這樣，鋱活化的稀土類硼酸鹽熒光體在被真空紫外線照射時(shí)就不能夠顯現(xiàn)足夠高的綠色光發(fā)光率。
對應(yīng)于此，本發(fā)明的鋱活化的稀土類·硼酸鋁鹽(L1-xAl3(BO3)4Tbx)熒光體，由于作為熒光體母體的稀土類·硼酸鋁鹽具有菱形晶系的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，能夠充分吸收真空紫外線，所以，照射的真空紫外線就能夠被有效利用。此外，稀土類·硼酸鋁鹽能夠?qū)b在L元素中的取代量設(shè)定在較高水平。據(jù)此，本發(fā)明的真空紫外線熒光體與傳統(tǒng)的可發(fā)出綠色光的發(fā)光熒光體相比，其綠色光(基于Tb發(fā)光)的發(fā)光率有所提高。
本發(fā)明的真空紫外線激發(fā)熒光體中作為發(fā)光中心的鋱的含量x值在0.1以上0.7以下。如果x值在0.1以下，則綠色光的發(fā)光率下降。如果x值超過0.7，則很難維持熒光體母體的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，由此也會(huì)導(dǎo)致綠色光的發(fā)光率下降。換言之，x值在0.1以上0.7以下時(shí)，利用真空紫外線的激發(fā)時(shí)能夠獲得高亮度的綠色光。
為了提高真空紫外線激發(fā)時(shí)發(fā)出的綠色光的亮度，表示鋱含量的x值最好在0.2≤x≤0.6的范圍。為了很好地維持以稀土類·硼酸鋁鹽為熒光體母體的真空紫外線激發(fā)熒光體的熒光體母體的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，L元素的60％左右最好被鋱取代。此外，如果L元素的20％以上被鋱取代就能夠獲得高亮度的綠色光。鋱含量最好滿足0.2≤x≤0.5的關(guān)系式。
本發(fā)明的真空紫外線激發(fā)熒光體和傳統(tǒng)的發(fā)綠色光的真空紫外線激發(fā)熒光體Zn2SiO4Mn熒光體等相比，具有余輝時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。余輝時(shí)間是指遮斷真空紫外線照射到發(fā)光減弱為止所需的時(shí)間。具體是指遮斷真空紫外線后，亮度減為照射時(shí)的1/10以下所需的時(shí)間。如果真空紫外線激發(fā)熒光體的余輝時(shí)間變短，則能夠提高顯示裝置的動(dòng)畫特性。
本發(fā)明的真空紫外線激發(fā)熒光體中除了活化劑鋱(Tb)之外，還可包含作為活化助劑的微量的鈰(Ce)。用Tb和Ce活化稀土類·硼酸鋁鹽后，能夠進(jìn)一步提高真空紫外線照射時(shí)的綠色光發(fā)光率。
使用了活化助劑Ce的真空紫外線激發(fā)熒光體由通式(3)L1-x-yTbxCeyAl3(BO3)4表示，式中，x和y表示滿足0.1＜x≤0.7和0.00001≤y≤0.01關(guān)系式的數(shù)。作為Ce添加量的(3)式中的y值最好在0.00001～0.01的范圍內(nèi)。如果y值超過0.01，則發(fā)光率反而可能下降。y的下限值未必限定，為了有效發(fā)揮Ce的添加效果，最好在0.00001以上。此外，Ce以外的條件如前所述。
本發(fā)明的真空紫外線激發(fā)熒光體被波長在20nm以下的真空紫外線(例如，波長為147nm的真空紫外線)照射時(shí)，發(fā)出CIE色度值(x，y)中的x值在0.28～0.34范圍內(nèi)，y值在0.57～0.60范圍內(nèi)的綠色光。更理想的發(fā)綠色光的CIE色度值(x，y)中的x值在0.30～0.32范圍內(nèi)，y值在0.58～0.60范圍內(nèi)。
本發(fā)明的真空紫外線激發(fā)熒光體與傳統(tǒng)的發(fā)出綠色光的真空紫外線激發(fā)熒光體相比，雖然發(fā)光色度略差，但在要求發(fā)出高亮度綠色光的領(lǐng)域很有用。本發(fā)明的真空紫外線激發(fā)熒光體適合與發(fā)出藍(lán)色光和紅色光的真空紫外線激發(fā)熒光體混合后作為用于稀有氣體放電燈的可發(fā)出綠色光的熒光體使用。
本發(fā)明的真空紫外線激發(fā)熒光體按照以下步驟制得。
首先，采用Y、Gd、Tb、Al及B的氧化物，或高溫下容易轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸锏臍溲趸锖吞妓猁}等化合物，或根據(jù)需要采用Ce的氧化物、其氫氧化物和碳酸鹽等化合物為各種原料。按照上述(1)式或(3)式的組成，稱出規(guī)定量的上述各原料粉末，將它們和氟化鋇、氟化鋁及氟化鎂等助熔劑一起用球磨機(jī)等進(jìn)行充分混合。
然后，將上述原料混合物裝入氧化鋁坩鍋等耐熱容器中，在大氣中，在950～1100℃的溫度范圍內(nèi)燒結(jié)3～5小時(shí)(一次燒結(jié))。對所得燒結(jié)物進(jìn)行粉碎和篩選后，再次將其裝入氧化鋁坩鍋等耐熱容器中，在其上鋪蓋石墨等還原助劑。在此狀態(tài)下，在成型氣體(N2+H2)等還原性氛圍氣中，在950～1100℃的溫度范圍內(nèi)再進(jìn)行3～5小時(shí)的燒結(jié)(二次燒結(jié))。二次燒結(jié)對提高亮度有效。
接著，根據(jù)需要對所得燒結(jié)物進(jìn)行分散、水洗、干燥和篩選等各種處理，獲得作為目的產(chǎn)物的鋱活化的(或鋱和鈰活化的)稀土類·硼酸鋁鹽熒光體，即本發(fā)明的發(fā)出綠色光的真空紫外線激發(fā)熒光體。
本發(fā)明的真空紫外線激發(fā)熒光體(發(fā)出綠色光的熒光體)被用于以波長為147nm和波長為172nm等的真空紫外線為熒光體激發(fā)源的發(fā)光裝置。即，本發(fā)明的發(fā)光裝置具備本發(fā)明的發(fā)出綠色光的真空紫外線激發(fā)熒光體。這種發(fā)光裝置的具體例子包括Xe放電燈等稀有氣體放電燈和等離子顯示板(PDP)等。
圖1A及圖1B表示本發(fā)明的發(fā)光裝置作為稀有氣體放電燈使用的實(shí)施狀態(tài)1的構(gòu)成。圖1A為平板型稀有氣體放電燈1的平面圖。圖1B為圖1A的沿X-X線的剖面圖。
圖1A和圖1B表示的平板型稀有氣體放電燈1具有由背面的玻璃容器2和前面的玻璃板3構(gòu)成的氣密容器4。背面的玻璃容器2和前面的玻璃板3上分別形成了作為發(fā)光層的各熒光體層5和5。
熒光體層5中包含本發(fā)明的發(fā)出綠色光的真空紫外線激發(fā)熒光體。例如，熒光體層5由本發(fā)明的發(fā)出綠色光的熒光體和發(fā)出藍(lán)色光的熒光體及發(fā)出紅色光的熒光體混合而成的混合熒光體構(gòu)成。這種情況下，發(fā)出藍(lán)色光和發(fā)出紅色光的各熒光體可采用各種公知的真空紫外線激發(fā)熒光體。
前面的玻璃板3上有位于氣密容器4內(nèi)部兩端的一對電極6。這對電極6中，第1電極6a使絕緣層7介于中間形成于熒光體層5上。第2電極6b直接形成于熒光體層5上。此外，氣密容器4中充入了氙氣等稀有氣體，容器在此狀態(tài)下被密封。
上述平板型氙氣放電燈1中，在兩端的電極6a和6b間施加了電壓，引發(fā)稀有氣體的放電。由稀有氣體放電產(chǎn)生的真空紫外線激發(fā)熒光體層5，產(chǎn)生對應(yīng)于熒光體層5構(gòu)成的可視光(例如，白色光)。由于本發(fā)明的發(fā)出綠色光的真空紫外線激發(fā)熒光體具有良好的發(fā)光率，所以，采用了該熒光體的氙氣放電燈1的亮度有所提高。
此外，雖然圖1表示平板型氙氣放電燈的構(gòu)成，但本發(fā)明的發(fā)光裝置適用的稀有氣體放電燈并不僅限于此。本發(fā)明的發(fā)光裝置也同樣適用于一般在玻璃管(玻璃球)的內(nèi)壁面上形成了熒光體層的氙氣放電燈等。
圖2表示本發(fā)明的發(fā)光裝置作為PDP使用的實(shí)施狀態(tài)2的構(gòu)成。圖2所示PDP11中，玻璃基板等透明基板形成的前基板12和后基板13之間以規(guī)定間歇相對設(shè)置。基板12和13用圖中未顯示的密封材料密封，由此形成放電空間14。
前基板12的放電空間14一邊的表面形成了作為發(fā)光層的熒光體層15。熒光體層15具有根據(jù)不同顏色形成的藍(lán)色發(fā)光層、綠色發(fā)光層和紅色發(fā)光層。構(gòu)成熒光體層15的各色發(fā)光熒光體中，所用發(fā)出綠色光的熒光體為本發(fā)明的真空紫外線激發(fā)熒光體，發(fā)出藍(lán)色光和紅色光的各熒光體為各種公知的發(fā)出藍(lán)色光及發(fā)出紅色光的真空紫外線激發(fā)熒光體。
后基板13上形成了多個(gè)帶狀陽極16和陰極17。這些電極16和17矩陣排列。電極16和17被電介質(zhì)層18覆蓋，電介質(zhì)層18表面設(shè)置了保護(hù)層19。
放電空間14內(nèi)被封入了作為放電介質(zhì)的包含氙氣等的稀有氣體，該空間在此狀態(tài)下被密封。放電介質(zhì)可采用氦氣或氖氣和數(shù)％的氙氣混合后的混合氣體。
上述PDP11中，在陽極16和陰極17間施加電壓，引發(fā)稀有氣體的放電。由稀有氣體放電產(chǎn)生的真空紫外線激發(fā)熒光體層15，產(chǎn)生與熒光體層15的構(gòu)成相對應(yīng)的可視光。由于熒光體層15中具備與各發(fā)光顏色對應(yīng)的藍(lán)色發(fā)光層、綠色發(fā)光層和紅色發(fā)光層，所以，顯現(xiàn)彩色圖像。
由于本發(fā)明的發(fā)出綠色光的真空紫外線激發(fā)熒光體具備良好的發(fā)光率，所以能夠提高使用了該熒光體的PDP11的亮度。此外，采用了本發(fā)明的發(fā)出綠色光的真空紫外線激發(fā)熒光體的PDP11能夠使放電開始時(shí)的電壓下降。
發(fā)出藍(lán)色和紅色光的真空紫外線激發(fā)熒光體可采用各種公知的熒光體。例如，發(fā)出藍(lán)色光的真空紫外線激發(fā)熒光體可使用BaMgAl10O17Eu熒光體。發(fā)出紅色光的真空紫外線激發(fā)熒光體可使用(Y，Gd)BO3Eu熒光體和(Y，Gd)2O3Eu熒光體等。但是，本發(fā)明的發(fā)光裝置中的發(fā)出藍(lán)色光和紅色光的熒光體并不僅限于此，根據(jù)不同用途可采用各種真空紫外線激發(fā)熒光體。
以下，對本發(fā)明的具體實(shí)施例及其評估結(jié)果進(jìn)行說明。
實(shí)施例1首先，稱量0.7摩爾Gd2O3、0.15摩爾Tb4O7、3摩爾Al2O3和8摩爾H3BO3作為熒光體原料。充分混合上述各種原料后，將其裝入氧化鋁坩鍋中，在大氣中，在1000℃的溫度下進(jìn)行4小時(shí)的燒結(jié)(一次燒結(jié))。
然后，對燒結(jié)物進(jìn)行粉碎和篩選，再將其裝入氧化鋁坩鍋中，并在其上鋪蓋上石墨板。在此狀態(tài)下，在氮和氫的混合氣體氛圍氣(N297％H23％(體積比))中，于1000℃進(jìn)行4小時(shí)的燒結(jié)(二次燒結(jié))。對所得燒結(jié)物進(jìn)行篩選，獲得以Gd0.7Tb0.3Al3(BO3)4表示的Tb活化的釓·硼酸鋁鹽熒光體。該熒光體具有菱形晶系結(jié)晶結(jié)構(gòu)可通過X射線衍射確認(rèn)。
用波長為147nm的真空紫外線對以上獲得的Tb活化的釓·硼酸鋁鹽熒光體進(jìn)行照射，調(diào)整此時(shí)的發(fā)光亮度和發(fā)光色度。發(fā)光亮度是由傳統(tǒng)的發(fā)綠色光的熒光體的Zn2SiO4Mn熒光體(比較例1)的亮度為100時(shí)求得的相對值。此外，比較例1的Zn2SiO4Mn熒光體具有六方晶系的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
其結(jié)果是，實(shí)施例1的Tb活化的釓·硼酸鋁鹽熒光體的發(fā)光亮度為121％，其發(fā)光色度以CIE色度值(x，y)表示為(0.32，0.59)。這樣，實(shí)施例1的熒光體和傳統(tǒng)的熒光體(比較例1)相比，通過真空紫外線激發(fā)的綠色光發(fā)光亮度有了大幅度提高。此外，遮斷真空紫外線后，測定亮度下降至照射時(shí)的1/10以下的時(shí)間作為余輝時(shí)間，其結(jié)果是，比較例1的熒光體為14ms，對應(yīng)于此，實(shí)施例1的熒光體為4ms，較理想。
接著，用實(shí)施例1的Tb活化的釓·硼酸鋁鹽熒光體及比較例1的Zn2SiO4Mn熒光體分別組裝成氙氣放電燈。分別測定各氙氣放電燈在點(diǎn)燈時(shí)的發(fā)光亮度和發(fā)光色度，其結(jié)果是，如果將使用了比較例1的熒光體的氙氣放電燈的發(fā)光亮度設(shè)定為100％，則使用了實(shí)施例1的熒光體的氙氣放電燈的發(fā)光亮度為118％，而發(fā)光色度(x，y)為(0.31，0.59)?？梢妼?shí)施例1的氙氣放電燈和比較例1的氙氣放電燈相比，其亮度有了大幅度提高。
此外，用實(shí)施例1的Tb活化的釓·硼酸鋁鹽熒光體及比較例1的Zn2SiO4Mn熒光體分別組裝成圖2所示PDP，分別測定各PDP在發(fā)光時(shí)的綠色發(fā)光亮度和發(fā)光色度，其結(jié)果是，如果將使用了比較例1的熒光體的PDP的發(fā)光亮度設(shè)定為100％，則使用了實(shí)施例1的熒光體的PDP的發(fā)光亮度為119％，而發(fā)光色度(x，y)為(0.31，0.59)?？梢妼?shí)施例1的PDP和比較例1的PDP相比，其亮度有了大幅度提高。
實(shí)施例2稱量0.8摩爾Gd2O3、0.1摩爾Tb4O7、3摩爾Al2O3和8摩爾H3BO3作為熒光體原料。充分混合上述各種原料后，在與實(shí)施例1同樣的條件下進(jìn)行一次燒結(jié)和二次燒結(jié)等處理，獲得由Gd0.8Tb0.2Al3(BO3)4表示的Tb活化的釓·硼酸鋁鹽熒光體。該熒光體具有菱形晶系的結(jié)晶結(jié)構(gòu)可通過X射線衍射確認(rèn)。
與實(shí)施例1同樣地測定用真空紫外線(波長為147nm)照射以上獲得的Tb活化的釓·硼酸鋁鹽熒光體時(shí)的發(fā)光亮度、發(fā)光色度和余輝時(shí)間。另外，與實(shí)施例1同樣地測定用該熒光體制得的氙氣放電燈及PDP的發(fā)光亮度和發(fā)光色度，這些測定結(jié)果都列于表1。
實(shí)施例3稱量0.35摩爾Gd2O3、0.35摩爾Y2O3、0.15摩爾Tb4O7、3摩爾Al2O3和8摩爾H3BO3作為熒光體原料。充分混合上述各種原料后，在與實(shí)施例1同樣的條件下進(jìn)行一次燒結(jié)和二次燒結(jié)等處理，獲得由Y0.35Gd0.35Tb0.3Al3(BO3)4表示的Tb活化的釓·釔·硼酸鋁鹽熒光體。該熒光體具有菱形晶系的結(jié)晶結(jié)構(gòu)可通過X射線衍射確認(rèn)。
與實(shí)施例1同樣地測定用真空紫外線(波長為147nm)照射以上獲得的Tb活化的釓·釔·硼酸鋁鹽熒光體時(shí)的發(fā)光亮度、發(fā)光色度和余輝時(shí)間。另外，與實(shí)施例1同樣地測定用該熒光體制得的氙氣放電燈及PDP的發(fā)光亮度和發(fā)光色度，這些測定結(jié)果都列于表1。
實(shí)施例4～8除了作為熒光體母體原料的Gd2O3和Y2O3及作為發(fā)光中心原料的Tb4O7的混合量按照表1所示各熒光體組成變化之外，其他都與實(shí)施例1～3同樣，分別制得Tb活化的稀土類·硼酸鋁鹽熒光體。這些熒光體具有菱形晶系結(jié)晶結(jié)構(gòu)可通過X射線衍射確認(rèn)。
與實(shí)施例1同樣地測定用真空紫外線(波長為147nm)照射以上獲得的各Tb活化的稀土類·硼酸鋁鹽熒光體時(shí)的發(fā)光亮度、發(fā)光色度和余輝時(shí)間。另外，與實(shí)施例1同樣地測定用上述各熒光體制得的氙氣放電燈及PDP的發(fā)光亮度和發(fā)光色度，這些測定結(jié)果都列于表1。
比較例2除了作為熒光體母體原料的Y2O3及作為發(fā)光中心原料的Tb4O7的混合量按照表1所示熒光體組成變化之外，其他都與實(shí)施例1～3同樣，制得Tb活化的稀土類·硼酸鋁鹽熒光體。這種熒光體的Tb含量在本發(fā)明范圍之外，該熒光體具有菱形晶系的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
與實(shí)施例1同樣地測定用真空紫外線照射比較例2的熒光體時(shí)的發(fā)光亮度、發(fā)光色度和余輝時(shí)間。另外，與實(shí)施例1同樣地測定用該熒光體制得的氙氣放電燈及PDP的發(fā)光亮度和發(fā)光色度。這些測定結(jié)果都列于表1。
比較例3稱量0.9摩爾Y2O3、0.05摩爾Tb4O7和2摩爾H3BO3作為熒光體原料。充分混合上述各種原料后，在與實(shí)施例1同樣的條件下進(jìn)行一次燒結(jié)和二次燒結(jié)等處理，獲得由Y0.9Tb0.1BO3表示的Tb活化的硼酸釔鹽熒光體。該熒光體的立方晶系的結(jié)晶結(jié)構(gòu)可通過X射線衍射確認(rèn)。
與實(shí)施例1同樣地測定用真空紫外線照射比較例3的熒光體時(shí)的發(fā)光亮度、發(fā)光色度和余輝時(shí)間。另外，與實(shí)施例1同樣地測定用該熒光體制得的氙氣放電燈及PDP的發(fā)光亮度和發(fā)光色度。這些測定結(jié)果都列于表1。
表1
從表1可明顯看出，本發(fā)明的Tb活化的稀土類·硼酸鋁鹽熒光體在受到真空紫外線激發(fā)時(shí)的綠色光發(fā)光率較高。特別是用Gd作為至少部分稀土類元素L的情況下，甚至L元素的50原子％以上為Gd的情況下，發(fā)光亮度更理想。
實(shí)施例9稱量0.6999摩爾Gd2O3、0.0001摩爾CeO2、0.15摩爾Tb4O7、3摩爾Al2O3和8摩爾H3BO3作為熒光體原料。充分混合上述各種原料后，在與實(shí)施例1同樣的條件下進(jìn)行一次燒結(jié)和二次燒結(jié)等處理，獲得由Gd0.6999Ce0.0001Tb0.3Al3(BO3)4表示的Tb及Ce活化的釓·硼酸鋁鹽熒光體。該熒光體具有菱形晶系的結(jié)晶結(jié)構(gòu)可通過X射線衍射確認(rèn)。
與實(shí)施例1同樣地測定用真空紫外線照射以上獲得的Tb及Ce活化的釓·硼酸鋁鹽熒光體時(shí)的發(fā)光亮度、發(fā)光色度和余輝時(shí)間。另外，與實(shí)施例1同樣地測定用該熒光體制得的氙氣放電燈及PDP的發(fā)光亮度和發(fā)光色度。這些測定結(jié)果都列于表2。
實(shí)施例10～18除了作為熒光體母體原料的Gd2O3和Y2O3，作為發(fā)光中心原料的Tb4O7及作為敏化劑原料的CeO2的混合量按照表2所示各熒光體組成變化之外，其他都與實(shí)施例9同樣，分別制得Tb及Ce活化的稀土類·硼酸鋁鹽熒光體。這些熒光體具有菱形晶系的結(jié)晶結(jié)構(gòu)可通過X射線衍射確認(rèn)。
與實(shí)施例1同樣，測定用真空紫外線照射以上獲得的各Tb及Ce活化的稀土類·硼酸鋁鹽熒光體時(shí)的發(fā)光亮度、發(fā)光色度和余輝時(shí)間。另外，與實(shí)施例1同樣，測定用上述各熒光體制得的氙氣放電燈及PDP的發(fā)光亮度和發(fā)光色度。這些測定結(jié)果都列于表2。
比較例4除了作為熒光體母體原料的Gd2O3，作為發(fā)光中心原料的Tb4O7及作為敏化劑原料的CeO2的混合量按照表2所示熒光體組成變化之外，其他都與實(shí)施例9同樣，分別制得Tb及Ce活化的稀土類·硼酸鋁鹽熒光體。這些熒光體的Ce含量在本發(fā)明的范圍以外。
與實(shí)施例1同樣，測定用真空紫外線照射比較例4的熒光體時(shí)的發(fā)光亮度、發(fā)光色度和余輝時(shí)間。另外，與實(shí)施例1同樣，測定用該熒光體制得的氙氣放電燈及PDP的發(fā)光亮度和發(fā)光色度，這些測定結(jié)果都列于表2。
表2
從表2可明顯看出，本發(fā)明的Tb及Ce活化的稀土類·硼酸鋁鹽熒光體在受到真空紫外線激發(fā)時(shí)的綠色光發(fā)光率較高。
從以上實(shí)施例也可明顯看出，本發(fā)明的真空紫外線激發(fā)熒光體在受到波長200nm以下的真空紫外線激發(fā)時(shí)，其綠色光發(fā)光率能夠得到提高。因此，將這種真空紫外線激發(fā)熒光體用于稀有氣體放電燈和PDP等發(fā)光裝置，能夠提高發(fā)光裝置的發(fā)光亮度。
權(quán)利要求
1.真空紫外線激發(fā)熒光體，所述熒光體是在真空紫外線激發(fā)時(shí)可發(fā)出綠色光的熒光體，其特征在于，具有通式L1-xTbxAl3(BO3)4表示的組成，式中，L表示選自Y和Gd的至少1種元素，x表示滿足0.1＜x≤0.7關(guān)系式的數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的真空紫外線激發(fā)熒光體，其中，前述表示Tb含量的x值滿足0.2＜x≤0.6的關(guān)系式。
3.如權(quán)利要求1所述的真空紫外線激發(fā)熒光體，其中，前述L元素的50原子％以上為Gd。
4.如權(quán)利要求1所述的真空紫外線激發(fā)熒光體，其中，前述熒光體具有菱形晶系的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的真空紫外線激發(fā)熒光體，其中，前述熒光體在被波長200nm以下的真空紫外線照射時(shí)，發(fā)出CIE色度值(x，y)中的x值在0.28～0.34的范圍內(nèi)、y值在0.57～0.60的范圍內(nèi)的綠色光。
6.如權(quán)利要求1所述的真空紫外線激發(fā)熒光體，其中，所述熒光體作為稀有氣體放電燈用綠色發(fā)光熒光體使用。
7.如權(quán)利要求1所述的真空紫外線激發(fā)熒光體，其中，所述熒光體作為等離子顯示板用綠色發(fā)光熒光體使用。
8.真空紫外線激發(fā)熒光體，所述熒光體是在真空紫外線激發(fā)時(shí)可發(fā)出綠色光的熒光體，其特征在于，具有通式L1-x-yTbxCeyAl3(BO3)4表示的組成，式中，L表示選自Y和Gd的至少1種元素，x表示滿足0.1＜x≤0.7關(guān)系式的數(shù)，y表示滿足0.00001≤y≤0.01關(guān)系式的數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的真空紫外線激發(fā)熒光體，其中，前述表示Tb含量的x值滿足0.2＜x≤0.6的關(guān)系式。
10.如權(quán)利要求8所述的真空紫外線激發(fā)熒光體，其中，前述熒光體具有菱形晶系的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
11.發(fā)光裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求1所述的真空紫外線激發(fā)熒光體。
12.發(fā)光裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求8所述的真空紫外線激發(fā)熒光體。
13.如權(quán)利要求11所述的發(fā)光裝置，其特征還在于，所述發(fā)光裝置是具備含有前述可發(fā)出綠色光的真空紫外線激發(fā)熒光體、可發(fā)出藍(lán)色光的熒光體及可發(fā)出紅色光的熒光體的混合物的發(fā)光層及可對前述發(fā)光層照射真空紫外線的設(shè)備的稀有氣體放電燈。
14.如權(quán)利要求11所述的發(fā)光裝置，其特征還在于，所述發(fā)光裝置是具備含有本發(fā)明的可發(fā)出綠色光的真空紫外線激發(fā)熒光體、可發(fā)出藍(lán)色光的熒光體及可發(fā)出紅色光的熒光體的混合物的發(fā)光層及可對前述發(fā)光層照射真空紫外線的設(shè)備的等離子顯示板。
全文摘要
本發(fā)明的真空紫外線激發(fā)熒光體具有通式:L
文檔編號(hào)C09K11/80GK1319640SQ0111206
公開日2001年10月31日 申請日期2001年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月23日
發(fā)明者橫澤信幸, 吉村太志 申請人:東芝株式會(huì)社