專利名稱：低速電子線用的熒光體的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及主要用于場發(fā)射顯示器(本說明書中稱為FED)的低速電子線用的熒光體。
受低速電子線激發(fā)使熒光體發(fā)光的FED是具有陰極和與其相對的陽極，在陽極側(cè)設(shè)置的熒光膜受到陰極發(fā)出的電子線激發(fā)發(fā)光構(gòu)造的場發(fā)射顯示器。激發(fā)陽極的電子線的加速電壓為0.1～10kV。該加速電壓與作為CRT的加速電壓的數(shù)+kV相比，是低的加速電壓。如上所述，在FED中可以使用被低速電子線激發(fā)的專用熒光體。
FED與電視相比，激發(fā)熒光體的電子線的加速電壓低，因此，激發(fā)熒光體的電子線的能量降低。小的激發(fā)能不能使熒光體以高亮度發(fā)光。為此，F(xiàn)ED與CRT相比，增大激發(fā)熒光體的電流密度使之高亮度地發(fā)光。如果在高電流密度下使用CRT用熒光體，壽命明顯縮短。因此，作為電視用的熒光體，雖然可以使用各種發(fā)光色的熒光體，但是，它們基本上都不能作為FED使用。
作為可在高電流密度下使用的FED用熒光體，正在開發(fā)(Y，Ce)2O3.SiO2熒光體。該熒光體發(fā)藍(lán)色光。該組成的熒光體是在氧化釔(Y2O3)和氧化鈰(CeO2)的混合物中混合微粒子SiO2，制成熒光體原料，將該熒光體原料加入坩堝進(jìn)行燒結(jié)來制備的。該熒光體以(Y，Ce)2O3和SiO2的摩爾比為1，即以化學(xué)計量來混合熒光體原料并進(jìn)行燒結(jié)。
這樣燒結(jié)的(Y，Ce)2O3·SiO2熒光體在中心部分和表面上無法獲得均一的組成分布。燒結(jié)的熒光體在粒子表面附近SiO2過剩。這是因為，氧化釔(Y2O3)和氧化鈰(CeO2)形成核，在其上從表面緩慢浸透SiO2并被燒結(jié)所至。這樣燒結(jié)的(Y，Ce)2O3·SiO2熒光體，過剩存在的表面SiO2是電子線引起亮度劣化的原因。亮度劣化特性不良的熒光體在以單體使用時，并不只是壽命縮短，在與其他熒光體共同使用時，成為改變發(fā)光顏色的原因。例如，(Y，Ce)2O3·SiO2藍(lán)色熒光體與(Y，Ce)2SiO5綠色熒光體和(Y、Eu)2O3紅色熒光體一起使用，可作為白色熒光體使用。但是，(Y，Ce)2O3·SiO2熒光體與這些綠色熒光體和紅色熒光體相比，亮度特性和壽命特性不同。為此，與這些熒光體混合的單色熒光體存在因使用而發(fā)光色改變的缺點。
本發(fā)明是為解決該缺點為目的而開發(fā)的，本發(fā)明的重要目的是提供壽命特性和亮度特性均優(yōu)良的低速電子線用的(Y，Ce)2O3·SiO2熒光體。
本發(fā)明的上述目的和其他目的將參考附圖由下面的說明更加清楚。
(Y，Ce)2O3·nSiO2其中，在該式中，n值在0.4≤n＜1.0的范圍內(nèi)。
組成式中n值決定著(Y，Ce)2O3·SiO2熒光體的壽命特性。n值小，熒光體的壽命特性提高，n值大，熒光體的壽命特性變差。為了提高壽命特性可減小n值。但是，n值對發(fā)光亮度也有影響，如果小于0.4，發(fā)光亮度變差。因此，n值考慮發(fā)光亮度和壽命特性設(shè)定在上述范圍內(nèi)，更優(yōu)選為0.5≤n≤0.9。
本發(fā)明的低速電子線用熒光體用下式表示組成通式，可以使a和n值在以下范圍內(nèi)。
(Y1-a，Cea)2O3·nSiO20.001≤a≤0.05，0.4≤n＜1.0。
組成式中a值對熒光體的亮度和發(fā)光色有影響。a值太大太小，都使熒光體的發(fā)光亮度降低。這是因為，如果少于0.001，Ce帶來的亮度改善的效果小，如果多于0.05，引起濃度消光。組成式中的a值，考慮熒光體的發(fā)光亮度和色調(diào)，優(yōu)選被設(shè)定在上述范圍。進(jìn)一步，a值范圍優(yōu)選為0.005≤a≤0.04。
以上的低速電子線用(Y，Ce)2O3·nSiO2熒光體與現(xiàn)有的熒光體相比，具有可顯著提高壽命特性的特點。這是因為，通過使SiO2相對于(Y，Ce)2O3的比率小于1，減小了造成亮度劣化的熒光體粒子表面上過剩存在的SiO2。以上(Y，Ce)2O3·SiO2熒光體的壽命特性優(yōu)良之處在表1表示。例如，實施例的熒光體在1000小時后的亮度變成初期亮度的45～70％，與目前熒光體的30～35％相比，是飛躍性的提高。發(fā)光亮度也優(yōu)于現(xiàn)有的熒光體，這在表1表示。假設(shè)比較例1的熒光體的亮度為100％，實施例1～35的熒光體的亮度相當(dāng)于改善了100～145％。
圖2是表示使組成式中a值為0.010，改變n值的熒光體相對于比較例1熒光體的相對亮度的圖。該圖表示實施例1～5的熒光體的相對亮度。
圖3是表示使組成式中a值為0.020，改變n值的熒光體相對于比較例1熒光體的相對亮度的圖。該圖表示實施例6～10的熒光體的相對亮度。
圖4是表示使組成式中a值為0.030，改變n值的熒光體相對于比較例1的熒光體的相對亮度的圖。該圖表示實施例11～15的熒光體的相對亮度。
圖5是表示使組成式中a值為0.040，改變n值的熒光體殘存率的圖。該圖表示實施例16～20的熒光體殘存率。
圖6是表示使組成式中a值為0.040，改變n值的熒光體相對于比較例1熒光體的相對亮度的圖。該圖表示實施例16～20的熒光體的相對亮度。
圖7是表示使組成式中a值為0.001，改變n值的熒光體相對于比較例1熒光體的相對亮度的圖。該圖表示實施例21～25的熒光體的相對亮度。
圖8是表示使組成式中a值為0.005，改變n值的熒光體殘存率的圖。該圖表示實施例26～30的熒光體殘存率。
圖9是表示使組成式中a值為0.005，改變n值的熒光體相對于比較例1熒光體的相對亮度的圖。該圖表示實施例26～30的熒光體的相對亮度。


圖10是表示使組成式中a值為0.050，改變n值的熒光體相對于比較例1熒光體的相對亮度的圖。該圖表示實施例31～35的熒光體的相對亮度。
圖11是表示使組成式中n值為0.9，改變a值的熒光體相對于比較例1熒光體的相對亮度的圖。該圖表示實施例1、6、11、16、21、26、31的熒光體的相對亮度。
圖12是表示使組成式中n值為0.8，改變a值的熒光體相對于比較例1的熒光體的相對亮度的圖。該圖表示實施例2、7、12、17、22、27、32的熒光體的相對亮度。
圖13是表示使組成式中n值為0.7，改變a值的熒光體相對于比較例1熒光體的相對亮度的圖。該圖表示實施例3、8、13、18、23、28、33的熒光體的相對亮度。
圖14是表示使組成式中n值為1，改變a值的熒光體相對于比較例1的熒光體的相對亮度的圖。該圖表示比較例1～3的熒光體的相對亮度。
發(fā)明詳述[實施例][實施例1]①采用下面的原料采用下面方法制造的共沉淀氧化物………100g微細(xì)二氧化硅(SiO2)…………23.9g共沉淀物(Y0.99，Ce0.01)2O3用下面工序制備。
(1) 用HNO3水溶液溶解Y2O3111.8g和CeO21.7g。
(2) 將(1)的溶液攪拌同時加入溶解草酸500g的水溶液。對得到的沉淀物進(jìn)行過濾，分離、水洗。
(3) 將(2)中得到的草酸鹽加入到石英坩堝中加蓋，在900℃燒結(jié)15個小時得到共沉淀氧化物(Y0.99，Ce0.01)2O3。
②將共沉淀氧化物、微細(xì)二氧化硅(SiO2)和乙醇200毫升、氧化鋁球一起加入到磁性鍋中進(jìn)行2個小時的磨碎。
③將從磁性鍋中取出的原料轉(zhuǎn)移到瓷盤上，在105℃進(jìn)行加熱和干燥。在該工序得到熒光體的混合原料。
④將混合原料假如到氧化鋁制的坩堝中。對坩堝加蓋，在1500℃下燒結(jié)3個小時。
⑤加入到坩堝中冷卻后，將從坩堝中取出的燒結(jié)品與200g玻璃珠、400毫升水一起加入到ボリ瓶中，旋轉(zhuǎn)該瓶，粉碎燒結(jié)品。然后，從ボリ瓶中取出，通過尼龍200目的篩網(wǎng)，除去大粒子的熒光體。然后，進(jìn)行潷析和干燥，再通過篩網(wǎng)，制成具有下列組成的熒光體。
得到(Y0.990，Ce0.010)2.0.9SiO5。
改變共沉淀氧化物的組成，同時改變微小二氧化硅(SiO2)的添加量，除此之外，與實施例1同樣，制造在表1表示的組成的熒光體。
除了將與100g共沉淀氧化物混合的微細(xì)二氧化硅(SiO2)的添加量從23.9g變?yōu)?6.5g之外，與實施例1同樣，可制備下列組成的熒光體。
(Y0.990，Ce0.010)2·SiO5[比較例2]除了將共沉淀氧化物由(Y0.990，Ce0.010)2O3變?yōu)?Y0.995，Ce0.005)2O3之外，與比較例1同樣，可制備下列組成的熒光體。
(Y0.995，Ce0.005)2·SiO5[比較例3]除了將共沉淀氧化物由(Y0.990，Ce0.010)2O3變?yōu)?Y0.960，Ce0.040)2O3之外，與比較例1同樣，可制備下列組成的熒光體。
(Y0.960，Ce0.040)2·SiO5 通式(Y1-a，Cea)2O3·nSiO2

該表的測定條件設(shè)定激發(fā)熒光體的電子線的加速電壓為3kV，電流密度為1.5mA/cm2，表示FED實球的測定值。
本發(fā)明的低速電子線用的(Y，Ce)2O3·SiO2熒光體與現(xiàn)有的熒光體相比，具有可顯著提高壽命特性的特長。這是因為，通過使SiO2相對于(Y，Ce)2O3的比率小于1，減小了造成亮度劣化的熒光體粒子表面上過剩存在的SiO2。本發(fā)明(Y，Ce)2O3·SiO2熒光體的壽命特性優(yōu)良之處在表1表示。例如，實施例的熒光體在1000小時后的亮度變成初期亮度的45～70％，與現(xiàn)有熒光體的30～35％相比，是飛躍性的提高。發(fā)光亮度也優(yōu)于現(xiàn)有的熒光體，這在表1表示。假設(shè)比較例1的熒光體的亮度為100％，實施例1～20的熒光體的亮度相對于改善了105～145％。
由于本發(fā)明在不背離其基本特征的精神的情況下可能包括幾種形式，因此，這些實施方案是說明而不是限制，由于本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求而不是前面的描述確定，并且落在權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有變化或者與其類似的變化均包括在權(quán)利要求數(shù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種低速電子線用熒光體，其特征在于組成的通式用下式表示(Y，Ce)2O3·nSiO20.4≤n＜1.0。
2.權(quán)利要求1記載的低速電子線用熒光體，其中組成通式中的n值為0.5以上。
3.權(quán)利要求1記載的低速電子線用熒光體，其中組成通式中的n值為0.6以上。
4.權(quán)利要求1記載的低速電子線用熒光體，其中組成通式中的n值為0.7以上。
5.權(quán)利要求1記載的低速電子線用熒光體，其中組成通式中的n值為0.9以下。
6.權(quán)利要求2記載的低速電子線用熒光體，其中組成通式中的n值為0.9以下。
7.權(quán)利要求3記載的低速電子線用熒光體，其中組成通式中的n值為0.9以下。
8.一種低速電子線用熒光體，其特征在于組成的通式用下式表示(Y1-a，Cea)2O3·nSiO20.01≤a≤0.05，0.4≤n＜1.0。
9.權(quán)利要求8記載的低速電子線用熒光體，其中組成通式中的n值為0.5以上。
10.權(quán)利要求8記載的低速電子線用熒光體，其中組成通式中的n值為0.6以上。
11.權(quán)利要求8記載的低速電子線用熒光體，其中組成通式中的n值為0.7以上。
12.權(quán)利要求8記載的低速電子線用熒光體，其中組成通式中的n值為0.9以下。
13.權(quán)利要求9記載的低速電子線用熒光體，其中組成通式中的n值為0.9以下。
14.權(quán)利要求10記載的低速電子線用熒光體，其中組成通式中的n值為0.9以下。
15.權(quán)利要求8記載的低速電子線用熒光體，其中組成式中a值為0.02以上。
16.權(quán)利要求8記載的低速電子線用熒光體，其中組成式中a值為0.03以下。
全文摘要
一種低速電子線用熒光體，其特征在于組成通式用下式表示。(Y，Ce)
文檔編號H01J31/12GK1390914SQ02121820
公開日2003年1月15日 申請日期2002年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月7日
發(fā)明者野口泰延, 田村清 申請人:日亞化學(xué)工業(yè)株式會社, 雙葉電子工業(yè)株式會社