專利名稱：通過真空紫外線激發(fā)的用于發(fā)光元件的無機(jī)發(fā)光材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無機(jī)發(fā)光材料，其適合用于通過真空紫外線激發(fā)的發(fā)光元件，如等離子體顯示板(下文稱為“PDP”)和稀有氣體燈，本發(fā)明還涉及含有該無機(jī)發(fā)光材料的通過真空紫外線激發(fā)的發(fā)光元件。
發(fā)光元件發(fā)射從無機(jī)發(fā)光材料發(fā)出的可見光，其中該無機(jī)發(fā)光材料被從等離子體發(fā)射的真空紫外線所照射和激發(fā)，其在發(fā)光元件在稀有氣體中放電時(shí)產(chǎn)生。因此，無機(jī)發(fā)光材料被等離子體曝光，引起等離子體曝光后的無機(jī)發(fā)光材料的亮度減少。
在這種情況下，本發(fā)明人進(jìn)行了深入的研究，以解決上述問題，發(fā)現(xiàn)，在含有Mn作為激活劑的鋁酸鹽無機(jī)發(fā)光材料和含有Mn作為激活劑的鎵酸鹽無機(jī)發(fā)光材料中，從具有特定組成的鋁酸鹽或鎵酸鹽得到的無機(jī)發(fā)光材料在等離子體曝光后具有高的亮度，有效地用作通過真空紫外線激發(fā)的用于發(fā)光元件的無機(jī)發(fā)光材料，特別是發(fā)綠光的無機(jī)發(fā)光材料，由此完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明提供了一種含有下式表示的化合物的無機(jī)發(fā)光材料M11-aM211-bMna+bO18-(a+b)/2(其中M1表示至少一種選自La、Y和Gd的材料，M2表示至少一種選自Al和Ga的材料，a表示范圍不小于0至小于1的數(shù)，b表示范圍不小于0至小于1的數(shù)，a和b的和大于0)。
此外，本發(fā)明還提供了含有上述無機(jī)發(fā)光材料的通過真空紫外線激發(fā)的發(fā)光元件。發(fā)明詳述在下文中將詳細(xì)地討論本發(fā)明。
本發(fā)明的無機(jī)發(fā)光材料適合用于真空紫外線激發(fā)的發(fā)光元件。
本發(fā)明的無機(jī)發(fā)光材料包括下式表示的化合物M11-aM211-bMna+bO18-(a+b)/2。在該式中，M1表示至少一種選自La、Y和Gd的材料，M2表示至少一種選自Al和Ga的材料，a表示范圍不小于0至小于1的數(shù)，b表示范圍不小于0至小于1的數(shù)，a和b的和大于0。
Mn是激活劑，它可以代替M1和M2中任何一個(gè)的一部分，通常代替M2。表示Mn在該無機(jī)發(fā)光材料中的含量的a和b的和，即a+b的優(yōu)選范圍在不小于0.001至不大于1的范圍，更優(yōu)選在不小于0.01至不大于0.7的范圍，最優(yōu)選在不小于0.02至不大于0.5的范圍。
該無機(jī)發(fā)光材料優(yōu)選同時(shí)含有La和Y作為M1。此外，在Y/(La+Y)的摩爾比中的Y的優(yōu)選含量為0.0001至0.8，更優(yōu)選0.001至0.6，最優(yōu)選0.01至0.5。
該無機(jī)發(fā)光材料優(yōu)選至少含有Al作為M2，更優(yōu)選地，只含有Al。當(dāng)該無機(jī)發(fā)光材料含有Al和Ga作為M2的情況，以在等離子體曝光后亮度變得更高的觀點(diǎn)，在無機(jī)發(fā)光材料中Al的含量越大，越優(yōu)選。
本發(fā)明的無機(jī)發(fā)光材料的制備方法沒有特別的限制，可以包括，例如，通過燒制下式表示的化合物M11-aM211-bMna+bO18-(a+b)/2(其中M1和M2表示與上述相同的材料，a表示范圍不小于0至小于1的數(shù)，b表示范圍不小于0至小于1的數(shù)，并且a+b大于0)，燒制金屬化合物的混合物以成型的方法。
當(dāng)該無機(jī)發(fā)光材料含有Al的情況下，具有高純度的氧化鋁(不低于99.9％的純度)，或?yàn)檠趸X的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，或?yàn)橹虚g體氧化鋁，具有高純度的氫氧化鋁(不低于99％的純度)，硝酸鋁，鹵化鋁等可以用作用于制備無機(jī)發(fā)光材料的鋁源。對(duì)于除了鋁以外的金屬元素的化合物，可以使用化合物如金屬氫氧化物、金屬碳酸鹽、金屬硝酸鹽、金屬鹵化物和金屬草酸鹽，它們具有高的純度(不低于99％)，其在高溫下分解產(chǎn)生其氧化物，或具有高純度的金屬氧化物(不低于99.9％)。
將上述化合物稱重并混合，以形成預(yù)定的組合物，然后煅燒以制備無機(jī)發(fā)光材料。這些原材料可以通過常規(guī)的工業(yè)方法如球磨機(jī)、V-型混合器、攪拌器等混合。
混合加工后，燒制混合物，例如在約800℃至約1600℃的溫度范圍內(nèi)燒制約1至約100小時(shí)，得到本發(fā)明的無機(jī)發(fā)光材料。
可以在下列條件下進(jìn)行燒制例如在惰性氣氛如氮?dú)夥栈驓鍤夥障?，在氧化氣氛下，如空氣、氧氣、含有氧氣的氮?dú)饣蚝醒鯕獾臍鍤?，在還原氣氛下，如含有氫氣的氮?dú)饣蚝袣錃獾臍鍤?，?yōu)選在還原氣氛下，如含有0.1至10體積％氫氣的氮?dú)饣驓鍤庀逻M(jìn)行。并且，該燒制可以在諸如含有適當(dāng)量的碳的氣氛下進(jìn)行，這樣能在具有強(qiáng)還原性質(zhì)的氣氛下進(jìn)行燒制。并且，為了加速無機(jī)發(fā)光材料的制備，可以向其加入熔劑。為了改善無機(jī)發(fā)光材料的結(jié)晶性，如果需要，可以進(jìn)行再燒制的加工。在大氣氛下燒制加工后，優(yōu)選在還原氣氛下進(jìn)行再燒制的加工。
當(dāng)在高溫下分解產(chǎn)生其氧化物的金屬氫氧化物、金屬碳酸鹽、金屬硝酸鹽、金屬鹵化物和金屬草酸鹽作為金屬元素化合物的情況下，可以進(jìn)行煅燒加工。例如，可以在燒制加工前，在約400℃至約800℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行煅燒加工。煅燒加工的氣氛可以設(shè)定在惰性氣氛、空氣氛、或還原氣氛下。
通過上述方法獲得的無機(jī)發(fā)光材料的粉末可以應(yīng)用球磨機(jī)或噴射磨機(jī)等磨碎。并且，如果需要，可以進(jìn)行沖洗和分類。
通過應(yīng)用上述方法獲得本發(fā)明的無機(jī)發(fā)光材料。本發(fā)明的無機(jī)發(fā)光材料經(jīng)過應(yīng)用真空紫外線激發(fā)后提供高的亮度，盡管它的原因還不清楚，還提供了加熱加工或等離子體曝光后的高的亮度；因此，它理想地應(yīng)用于真空紫外線激發(fā)的發(fā)光元件，如PDP和稀有氣體燈。
本發(fā)明的無機(jī)發(fā)光材料被應(yīng)用到的PDP可以應(yīng)用常規(guī)方法制備，如在日本專利申請(qǐng)10-195428A中公開的方法。通過真空紫外線激發(fā)的用于發(fā)光元件的每種紅、綠和藍(lán)無機(jī)發(fā)光材料與聚合物如纖維素和聚乙烯醇制成的粘合劑和有機(jī)溶劑混合，以制備無機(jī)發(fā)光材料糊。通過諸如絲網(wǎng)印刷的方法，將該糊施用到條形基片表面上，該條形基片表面提供有位于基片后背內(nèi)表面的address電極，其通過隔斷墻分離，和隔斷墻面的表面，干燥形成各自的無機(jī)發(fā)光材料層。在其上疊層有一表層玻璃基質(zhì)，它提供有與無機(jī)發(fā)光材料層成直角方向排列的透明電極和bus電極，并具有形成于其內(nèi)表面并粘合在其上的介電層和保護(hù)層，將其內(nèi)部排空，這樣在那里密封具有低壓的稀有氣體如Xe和Ne，形成放電空間，由此制備PDP。
將無機(jī)發(fā)光材料置于真空容器的內(nèi)部，維持壓力在不超過6.7Pa(5×10-2torr)，通過應(yīng)用146nm的激發(fā)燈(H0012型，由Ushio Inc.生產(chǎn))向其照射真空紫外線，從而，以下列方法進(jìn)行發(fā)光亮度的測(cè)定。
無機(jī)發(fā)光材料進(jìn)行熱加工和等離子體曝光加工。通過將原料置于500℃的空氣中30分鐘，進(jìn)行熱加工。在等離子體曝光加工中，無機(jī)發(fā)光材料置于在13.2Pa的壓力下具有5體積％Xe和95體積％Ne組成的氣氛中，將其曝光于50W的等離子體中15分鐘。實(shí)施例1為了制備化合物，將La0.8Y0.2Mn0.1Al10.9O17.95(在式M11-aM211-bMna+bO18-(a+b)/2中，M1表示La0.8Y0.2，M2表示Al，a為0，b為0.1)、氫氧化鋁、氧化鑭、氧化釔和碳酸錳稱重，以調(diào)節(jié)Al∶La∶Y∶Mn的摩爾比＝10.9∶0.8∶0.2∶0.1，應(yīng)用異丙醇將它們?cè)跐?式球磨機(jī)中混合4小時(shí)。在減壓下從稀漿中蒸發(fā)溶劑，干燥得到混合的粉末，從而將得到的混合粉末維持在1550℃下的氧化鋁坩堝中24小時(shí)，進(jìn)行燒制，然后冷卻至室溫。然后，將其維持在氬氣和氫氣的混合氣體(氫氣含量2體積％)的還原氣氛、1500℃下的氧化鋁舟皿中2小時(shí)，以進(jìn)行再-燒制，然后冷卻至室溫。對(duì)于得到的無機(jī)發(fā)光材料，進(jìn)行熱加工和等離子體曝光加工，這樣在熱加工和等離子體曝光加工前、在熱加工后、和在熱加工和等離子體曝光加工后，在真空紫外線激發(fā)下進(jìn)行亮度的測(cè)定，從而，在所有情況下都獲得綠光發(fā)射。在熱加工、和熱加工和等離子體曝光加工后的光-發(fā)射強(qiáng)度分別為100和86，其中在熱加工前的光-發(fā)射強(qiáng)度為100。對(duì)照實(shí)施例1為了制備化合物，將Ba1.0Mn0.1Al11.9O18.95、氫氧化鋁、草酸鋇、和草酸錳稱重，以調(diào)節(jié)Al∶Ba∶Mn的摩爾比＝11.9∶1.0∶0.1，將其在異丙醇中攪拌并混合1小時(shí)，然后在減壓下蒸餾以除去溶劑，干燥得到混合的粉末。將得到的混合粉末維持在氬氣和氫氣的混合氣體(氫氣含量2體積％)的還原氣氛、1450℃下的氧化鋁燃燒舟皿中2小時(shí)，以進(jìn)行燒制，然后冷卻至室溫。將得到的無機(jī)發(fā)光材料進(jìn)行熱加工和等離子體曝光加工，這樣在熱加工和等離子體曝光加工前、在熱加工后、和在熱加工和等離子體曝光加工后，在真空紫外線激發(fā)下進(jìn)行亮度的測(cè)定，從而，在所有情況下都獲得綠光發(fā)射。在熱加工、和熱加工和等離子體曝光加工后的光-發(fā)射強(qiáng)度分別為100和72，其中在熱加工前的光-發(fā)射強(qiáng)度為100。
本發(fā)明的無機(jī)發(fā)光材料理想地應(yīng)用于真空紫外線激發(fā)的發(fā)光元件，如PDP和稀有氣體燈，使獲得具有高亮度的真空紫外線激發(fā)的發(fā)光元件成為可能；因此，該材料可有效地用于工業(yè)生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種含有下式表示的化合物的無機(jī)發(fā)光材料M11-aM211-bMna+bO18-(a+b)/2；其中M1表示至少一種選自La、Y和Gd的材料，M2表示至少一種選自Al和Ga的材料，a表示范圍不小于0至小于1的數(shù)，b表示范圍不小于0至小于1的數(shù)，a和b的和大于0。
2.按照權(quán)利要求1的無機(jī)發(fā)光材料，其中a和b的和為0.001至1。
3.按照權(quán)利要求1或2的無機(jī)發(fā)光材料，其中M1表示La和Y。
4.按照權(quán)利要求3的無機(jī)發(fā)光材料，其中Y與La和Y的總摩爾的摩爾比Y/(La+Y)為0.0001至0.8。
5.按照權(quán)利要求1的無機(jī)發(fā)光材料，其中M2表示Al，或者Al和Ga。
6.按照權(quán)利要求5的無機(jī)發(fā)光材料，其中M2為Al。
7.一種通過真空紫外線激發(fā)的發(fā)光元件，其包括含有下式表示的化合物的無機(jī)發(fā)光材料M11-aM211-bMna+bO18-(a+b)/2；其中M1表示至少一種選自La、Y和Gd的材料，M2表示至少一種選自Al和Ga的材料，a表示范圍不小于0至小于1的數(shù)，b表示范圍不小于0至小于1的數(shù)，a和b的和大于0。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種通過真空紫外線激發(fā)的用于發(fā)光元件的無機(jī)發(fā)光材料，其即使在等離子體曝光后也具有高的亮度。本發(fā)明的目的通過下述完成一種含有式M
文檔編號(hào)H01J11/42GK1461792SQ0313820
公開日2003年12月17日 申請(qǐng)日期2003年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月31日
發(fā)明者槐原隆義, 宮崎進(jìn), 磯部敏典 申請(qǐng)人:住友化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社