CN100341978C - 通过真空紫外线激发的用于发光元件的无机发光材料 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种通过真空紫外线激发的用于发光元件的无机发光材料，其即使在等离子体曝光后也具有高的亮度。本发明的目的通过下述完成：一种含有式M_1-a ¹M_11-b ²Mn_a+bO_18-(a+b)/2表示的化合物的无机发光材料(其中M¹表示至少一种选自La、Y和Gd的材料，M²表示至少一种选自Al和Ga的材料，a表示范围不小于0至小于1的数，b表示范围不小于0至小于1的数，a和b的和大于0)，含有上述无机发光材料的通过真空紫外线激发的发光元件。

Description

通过真空紫外线激发的用于发光元件的无机发光材料

技术领域

本发明涉及一种无机发光材料，其适合用于通过真空紫外线激发的发光元件，如等离子体显示板(下文称为“PDP”)和稀有气体灯，本发明还涉及含有该无机发光材料的通过真空紫外线激发的发光元件。

背景技术

无机发光材料已经被用于通过真空紫外线激发的元件，如PDP和稀有气体灯，并且已知通过真空紫外线激发的该无机发光材料会发光。例如，实践中已使用下列无机发光材料：铝酸盐无机发光材料，如用作蓝色无机发光材料的BaMgAl₁₀O₁₇:Eu和用作绿色无机发光材料的BaAl₁₂O₁₉:Mn(JP10-1666A)；硅酸盐无机发光材料，如用作蓝色无机发光材料的CaMgSi₂O₆:Eu和用作绿色无机发光材料的Zn₂SiO₄:Mn；和硼酸盐无机发光材料，如用作红色无机发光材料的(Y，Gd)BO₃:Eu，这些材料已经被用于通过真空紫外线激发的发光元件，如PDP和稀有气体灯。

发光元件发射从无机发光材料发出的可见光，其中该无机发光材料被从等离子体发射的真空紫外线所照射和激发，其在发光元件在稀有气体中放电时产生。因此，无机发光材料被等离子体曝光，引起等离子体曝光后的无机发光材料的亮度减少。

发明内容

发明概述

本发明的目的在于提供一种通过真空紫外线激发的用于发光元件的无机发光材料，其即使在等离子体曝光后也具有高的亮度。

在这种情况下，本发明人进行了深入的研究，以解决上述问题，发现，在含有Mn作为激活剂的铝酸盐无机发光材料和含有Mn作为激活剂的镓酸盐无机发光材料中，从具有特定组成的铝酸盐或镓酸盐得到的无机发光材料在等离子体曝光后具有高的亮度，有效地用作通过真空紫外线激发的用于发光元件的无机发光材料，特别是发绿光的无机发光材料，由此完成了本发明。

即，本发明提供了一种含有下式表示的化合物的无机发光材料：

M¹ _1-aM² _11-bMn_a+bO_18-(a+b)/2(其中M¹表示至少一种选自La、Y和Gd的材料，M²表示至少一种选自Al和Ga的材料，a表示范围不小于0至小于1的数，b表示范围不小于0至小于1的数，a和b的和大于0)。

此外，本发明还提供了含有上述无机发光材料的通过真空紫外线激发的发光元件。

发明详述

在下文中将详细地讨论本发明。

本发明的无机发光材料适合用于真空紫外线激发的发光元件。

本发明的无机发光材料包括下式表示的化合物：

M¹ _1-aM² _11-bMn_a+bO_18-(a+b)/2。在该式中，M¹表示至少一种选自La、Y和Gd的材料，M²表示至少一种选自Al和Ga的材料，a表示范围不小于0至小于1的数，b表示范围不小于0至小于1的数，a和b的和大于0。

Mn是激活剂，它可以代替M¹和M²中任何一个的一部分，通常代替M²。表示Mn在该无机发光材料中的含量的a和b的和，即a+b的优选范围在不小于0.001至不大于1的范围，更优选在不小于0.01至不大于0.7的范围，最优选在不小于0.02至不大于0.5的范围。

该无机发光材料优选同时含有La和Y作为M¹。此外，在Y/(La+Y)的摩尔比中的Y的优选含量为0.0001至0.8，更优选0.001至0.6，最优选0.01至0.5。

该无机发光材料优选至少含有Al作为M²，更优选地，只含有Al。当该无机发光材料含有Al和Ga作为M²的情况，以在等离子体曝光后亮度变得更高的观点，在无机发光材料中Al的含量越大，越优选。

本发明的无机发光材料的制备方法没有特别的限制，可以包括，例如，通过烧制下式表示的化合物：M¹ _1-aM² _11-bMn_a+bO_18-(a+b)/2(其中M¹和M²表示与上述相同的材料，a表示范围不小于0至小于1的数，b表示范围不小于0至小于1的数，并且a+b大于0)，烧制金属化合物的混合物以成型的方法。

当该无机发光材料含有Al的情况下，具有高纯度的氧化铝(不低于99.9％的纯度)，或为氧化铝的结晶结构，或为中间体氧化铝，具有高纯度的氢氧化铝(不低于99％的纯度)，硝酸铝，卤化铝等可以用作用于制备无机发光材料的铝源。对于除了铝以外的金属元素的化合物，可以使用化合物如金属氢氧化物、金属碳酸盐、金属硝酸盐、金属卤化物和金属草酸盐，它们具有高的纯度(不低于99％)，其在高温下分解产生其氧化物，或具有高纯度的金属氧化物(不低于99.9％)。

将上述化合物称重并混合，以形成预定的组合物，然后煅烧以制备无机发光材料。这些原材料可以通过常规的工业方法如球磨机、V-型混合器、搅拌器等混合。

混合加工后，烧制混合物，例如在约800℃至约1600℃的温度范围内烧制约1至约100小时，得到本发明的无机发光材料。

可以在下列条件下进行烧制：例如在惰性气氛如氮气氛或氩气氛下，在氧化气氛下，如空气、氧气、含有氧气的氮气或含有氧气的氩气，在还原气氛下，如含有氢气的氮气或含有氢气的氩气，优选在还原气氛下，如含有0.1至10体积％氢气的氮气或氩气下进行。并且，该烧制可以在诸如含有适当量的碳的气氛下进行，这样能在具有强还原性质的气氛下进行烧制。并且，为了加速无机发光材料的制备，可以向其加入熔剂。为了改善无机发光材料的结晶性，如果需要，可以进行再烧制的加工。在大气氛下烧制加工后，优选在还原气氛下进行再烧制的加工。

当在高温下分解产生其氧化物的金属氢氧化物、金属碳酸盐、金属硝酸盐、金属卤化物和金属草酸盐作为金属元素化合物的情况下，可以进行煅烧加工。例如，可以在烧制加工前，在约400℃至约800℃的温度范围内进行煅烧加工。煅烧加工的气氛可以设定在惰性气氛、空气氛、或还原气氛下。

通过上述方法获得的无机发光材料的粉末可以应用球磨机或喷射磨机等磨碎。并且，如果需要，可以进行冲洗和分类。

通过应用上述方法获得本发明的无机发光材料。本发明的无机发光材料经过应用真空紫外线激发后提供高的亮度，尽管它的原因还不清楚，还提供了加热加工或等离子体曝光后的高的亮度；因此，它理想地应用于真空紫外线激发的发光元件，如PDP和稀有气体灯。

本发明的无机发光材料被应用到的PDP可以应用常规方法制备，如在日本专利申请10-195428A中公开的方法。通过真空紫外线激发的用于发光元件的每种红、绿和蓝无机发光材料与聚合物如纤维素和聚乙烯醇制成的粘合剂和有机溶剂混合，以制备无机发光材料糊。通过诸如丝网印刷的方法，将该糊施用到条形基片表面上，该条形基片表面提供有位于基片后背内表面的address电极，其通过隔断墙分离，和隔断墙面的表面，干燥形成各自的无机发光材料层。在其上叠层有一表层玻璃基质，它提供有与无机发光材料层成直角方向排列的透明电极和bus电极，并具有形成于其内表面并粘合在其上的介电层和保护层，将其内部排空，这样在那里密封具有低压的稀有气体如Xe和Ne，形成放电空间，由此制备PDP。

具体实施方式

在下文中详细地讨论本发明的实施例，但是，本发明不限制于这些实施例内。

将无机发光材料置于真空容器的内部，维持压力在不超过6.7Pa(5×10^-2torr)，通过应用146nm的激发灯(H0012型，由Ushio Inc.生产)向其照射真空紫外线，从而，以下列方法进行发光亮度的测定。

无机发光材料进行热加工和等离子体曝光加工。通过将原料置于500℃的空气中30分钟，进行热加工。在等离子体曝光加工中，无机发光材料置于在13.2Pa的压力下具有5体积％Xe和95体积％Ne组成的气氛中，将其曝光于50W的等离子体中15分钟。

实施例1

为了制备化合物，将La_0.8Y_0.2Mn_0.1Al_10.9O_17.95(在式M¹ _1-aM² _11-bMn_a+bO_18-(a+b)/2中，M¹表示La_0.8Y_0.2，M²表示Al，a为0，b为0.1)、氢氧化铝、氧化镧、氧化钇和碳酸锰称重，以调节Al∶La∶Y∶Mn的摩尔比＝10.9∶0.8∶0.2∶0.1，应用异丙醇将它们在湿-式球磨机中混合4小时。在减压下从稀浆中蒸发溶剂，干燥得到混合的粉末，从而将得到的混合粉末维持在1550℃下的氧化铝坩埚中24小时，进行烧制，然后冷却至室温。然后，将其维持在氩气和氢气的混合气体(氢气含量2体积％)的还原气氛、1500℃下的氧化铝舟皿中2小时，以进行再-烧制，然后冷却至室温。对于得到的无机发光材料，进行热加工和等离子体曝光加工，这样在热加工和等离子体曝光加工前、在热加工后、和在热加工和等离子体曝光加工后，在真空紫外线激发下进行亮度的测定，从而，在所有情况下都获得绿光发射。在热加工、和热加工和等离子体曝光加工后的光-发射强度分别为100和86，其中在热加工前的光-发射强度为100。

对照实施例1

为了制备化合物，将Ba_1.0Mn_0.1Al_11.9O_18.95、氢氧化铝、草酸钡、和草酸锰称重，以调节Al∶Ba∶Mn的摩尔比＝11.9∶1.0∶0.1，将其在异丙醇中搅拌并混合1小时，然后在减压下蒸馏以除去溶剂，干燥得到混合的粉末。将得到的混合粉末维持在氩气和氢气的混合气体(氢气含量2体积％)的还原气氛、1450℃下的氧化铝燃烧舟皿中2小时，以进行烧制，然后冷却至室温。将得到的无机发光材料进行热加工和等离子体曝光加工，这样在热加工和等离子体曝光加工前、在热加工后、和在热加工和等离子体曝光加工后，在真空紫外线激发下进行亮度的测定，从而，在所有情况下都获得绿光发射。在热加工、和热加工和等离子体曝光加工后的光-发射强度分别为100和72，其中在热加工前的光-发射强度为100。

本发明的无机发光材料理想地应用于真空紫外线激发的发光元件，如PDP和稀有气体灯，使获得具有高亮度的真空紫外线激发的发光元件成为可能；因此，该材料可有效地用于工业生产。

Claims (7)

1.一种含有下式表示的化合物的无机发光材料：

M¹ _1-aM² _11-bMn_a+bO_18-(a+b)/2；

其中M¹表示至少一种选自La、Y和Gd的材料，M²表示至少一种选自Al和Ga的材料，a表示范围不小于0至小于1的数，b表示范围不小于0至小于1的数，a和b的和大于0。

2.按照权利要求1的无机发光材料，其中a和b的和为0.001至1。

3.按照权利要求1或2的无机发光材料，其中M¹表示La和Y。

4.按照权利要求3的无机发光材料，其中Y与La和Y的总摩尔的摩尔比Y/(La+Y)为0.0001至0.8。

5.按照权利要求1的无机发光材料，其中M²表示Al，或者Al和Ga。

6.按照权利要求5的无机发光材料，其中M²为Al。

7.一种通过真空紫外线激发的发光元件，其包括含有下式表示的化合物的无机发光材料：

M¹ _1-aM² _11-bMn_a+bO_18-(a+b)/2；

其中M¹表示至少一种选自La、Y和Gd的材料，M²表示至少一种选自Al和Ga的材料，a表示范围不小于0至小于1的数，b表示范围不小于0至小于1的数，a和b的和大于0。