CN100345934C - 生产铝酸盐发光体的方法 - Google Patents

Abstract

需要提供一种具有较小发光体含量并因此低廉的发光体颗粒。提供一种发光体颗粒，该颗粒具有由表面上的发光体构成的发光体层和在发光体层内部的无机非发光体材料。此外，将前述发光体颗粒进一步排列，使发光体层含由M¹、Al和O(M¹为至少一种选自Ba、Sr、Mg和Ca的金属元素)作为基体和Eu和/或Mn作为活化剂构成的化合物。此外，将前述发光体颗粒进一步排列，使发光体层含在含由Zn、Si和O作为基体及Tb和/或Mn作为活化剂构成的化合物。此外，将前述发光体颗粒进一步排列，使发光体层含由M⁴和O(M⁴为至少一种选自Y、Gd和B的金属元素)作为基体和Eu作为活化剂构成的化合物。

Description

生产铝酸盐发光体的方法

技术领域

本发明涉及在其表面上具有由发光体(phosphor)构成的发光体层的发光体颗粒。本发明特别涉及适用于真空紫外辐射激发发光元件如等离子体显示板(以称为PDP)和稀有气体灯的发光体颗粒。

背景技术

最近，正积极开发具有这样一种系统的真空紫外辐射激发发光元件：其中发光体通过由稀有气体放电辐射的真空紫外线激发。一个典型的例子是开发PDP。PDP是使屏幕尺寸增加的平板显示器，而阴极射线管(CRT)或彩色液晶显示器则不能使屏幕尺寸增加。因此，期望将PDP用作公共场所和用于电视机的大尺寸显示器。PDP为一种在基体中设置多个放电微空间(以下称为“显示单元”)的显示元件。在各显示单元中，设置放电电极，并将发光体施于显示单元内壁上。在各显示单元内部空间中，密封稀有气体如He-Xe、Ne-He或Ar，并且当对放电电极施加电压时在稀有气体中引起放电，由此辐射紫外线。发光体被真空紫外线激发，由此发出可见射线。通过指定发光显示单元的位置，即可显示图像。此外，通过使用发蓝色、绿色和红色光(为光的三种主要颜色)的发光体，可实现全色显示。

除了PDP外，真空紫外辐射激发发光元件的一个例子是用于照明的稀有气体灯。该稀有气体灯为借助这样一种系统发光的灯：其中真空紫外线通过在稀有气体中放电产生，并且该真空紫外线通过发光体转化为可见光。从环境保护上考虑，这些稀有气体灯引起关注，因为与荧光灯不同，它们不使用水银。

已经提出了通过由在稀有气体中放电辐射的真空紫外线激发的发光体。发蓝光的发光体的典型例子是BaMgAl₁₀O₁₇:Eu、BaMgAl₁₄O₂₃:Eu等。发绿光的发光体的典型例子是BaAl₁₃O₁₉:Mn、BaAl₁₄O₂₃:Mn等。发红光的发光体的典型例子是Y₂O₃:Eu、(Y，Gd)BO₃:Eu等。

发光体昂贵，因为其中使用昂贵的稀土金属，因此，需要开发廉价的发光体颗粒。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种具有低发光体含量的发光体颗粒，由此降低成本。

在此情况下，本发明人通过深入研究，想到其中仅其表面由发光体构成的颗粒，并且发现上述问题可通过在其表面上具有由发光体构成的发光体层并在其内部含无机非发光体材料的发光体颗粒解决。它们因此完成了本发明。

本发明提供一种发光体颗粒，包括由表面上的Ba-Mg-Al-Eu-O型化合物构成的发光体层和在发光体层内部的α-氧化铝，发光体层的厚度不低于10nm且不超过100nm。

下面更详细地描述本发明。

本发明人发现，只要颗粒具有由在其表面上的发光体构成的发光体层，该颗粒就可与发光体颗粒一样工作，即使在其内部包含无机材料，并且他们还对预期该颗粒比完全由发光体构成的颗粒低廉进行了研究，因为前者具有低含量的发光体。此外，他们发现，除了降低发光体颗粒中的发光体含量的优点外，还可意想不到地获得较高发光亮度的优点。

本发明的发光体可为任何颗粒，只要它具有由在其表面上的发光体构成的发光体层并在其内部含无机非发光体材料即可。此外，发光体层具有任何厚度。然而，若发光体层的厚度超过100nm，则需要大量昂贵的稀土金属如Eu构成发光体的发光中心。因此，考虑到成本，发光体层优选具有厚度不超过100nm。若发光体层太薄，则会出现发光亮度降低。因此，发光体层优选具有厚度不低于10nm，更优选不低于20nm。

对本发明发光体颗粒中的无机非发光体材料无特殊限制，但考虑到成本，优选为氧化铝、二氧化硅等。

在含由M¹、Al和O(M¹为至少一种选自Ba、Sr、Mg和Ca的金属元素)作为基体(matrix)和Eu和/或Mn作为活化剂构成的化合物的发光体中，其中M¹为Ba和Mg及活化剂为Eu的Ba-Mg-Al-Eu-O型化合物为发蓝光发光体的一个例子。特别地，BaMgAl₁₀O₁₇:Eu为另一例子。

在含由M¹、Al和O(M¹为至少一种选自Ba、Sr、Mg和Ca的金属元素)作为基体(matrix)和Eu和/或Mn作为活化剂构成的化合物的发光体中，其中M¹为Ba和活化剂为Mn的Ba-Al-Mn-O型化合物为发绿光发光体的一个例子。特别地，BaAl₁₂O₁₉:Mn为另一例子。除了这些发光体外，Zn-Si-Mn-O型化合物也是发绿光发光体的另一例子。特别地，Zn₂SiO₄:Mn为另一例子。

在含由M⁴和O(M⁴为至少一种选自Y、Gd和B的金属元素)作为基体(matrix)和Eu作为活化剂构成的化合物的发光体中，其中M⁴为Y和活化剂为Eu的Y-Eu-O型化合物为发红光发光体的一个例子。特别地，Y₂O₃:Eu为另一例子。(Gd，Y)BO₃:Eu同样为另一例子。

制造本发明发光体颗粒的方法可为任何方法，只要在构成发光体的元素中，将含金属元素的化合物与无机非发光体材料混合并烘烤即可。例如，该方法可以为这样一种方法：将其中分散固体无机非发光体材料的水与含在构成发光体层的发光体的元素中的金属元素的化合物水溶液混合，并将发光体前体通过用沉淀剂沉积在无机材料周围，然后干燥并烘烤。

本发明的发光体颗粒即使在其内部含有低廉的无机非发光体材料，也具有高亮度。因此，特别适用于真空紫外辐射激发的发光元件如PDP和稀有气体灯。

此外，本发明的发光体颗粒，不仅通过真空紫外线激发时而且在通过紫外线、阴极射线或X-射线激发时，都显示发光特性。换言之，本发明提供一种可通过包括真空紫外线、紫外线、阴极射线和X-射线的各种能量激发的并显示优良的发光特性的发光体颗粒。

具体实施方式

下面参考实施例更详细地说明本发明。然而本发明不受这些实施例限制。在实施例中，将由住友化学工业株式会社(SumitomoChemical)开发的商品名为“SUMICORAUDOM”的α-氧化铝系列中的一种用作非发光体材料。

实施例1

按如下方法制备浆料：将10g具有平均主粒径1.5μm的α-氧化铝分散于其中已溶解硝酸钡、硝酸镁和硝酸铕的200ml水溶液中，使Ba∶Mg∶Al∶Eu的摩尔比为0.27∶0.3∶10∶0.03。在搅拌浆料下，将其中已溶解1g碳酸铝的50ml氨水加入浆料中。将该浆料进一步搅拌60分钟，并获得沉淀物。将获得的沉淀物通过过滤、然后干燥并粉碎回收。将获得的前体投入氧化铝舟皿中，并在含2％体积(vol％)氢气和98vol％氩气的还原气氛中在1400℃下烘烤1小时，由此获得发光体颗粒。通过借助扫描电镜发现，发光体具有厚度约80nm。通过X-射线衍射测量(借助由Rigaku/MSC制造的Rigaku RU-200旋转阳极X-射线发生器进行相鉴别)，该颗粒具有BaMgAl₁₀O₁₇:Eu与α-氧化铝的混合相。

当在真空度不超过6.7Pa(5×10^-2托)的真空室中通过EXCIMER146nm LAMP(由Ushio Inc.制造)产生的紫外线辐射时，这些发光体颗粒发出非常强的蓝光。发光亮度为42.7cd/m²。当用254nm或365nm的紫外线激发时，该发光体也显示具有高亮度的蓝光发射。由Ba∶Mg∶Al∶Eu的初始摩尔比计算，BaMgAl₁₀O₁₇:Eu为7.9mol％，α-氧化铝为92.1mol％。

实施例2

按与实施例1相同的方式生产前体颗粒，不同的是将Ba∶Mg∶Al∶Eu摩尔比设定为0.18∶0.2∶10∶0.02，由Ba∶Mg∶Al∶Eu的初始摩尔比计算，BaMgAl₁₀O₁₇:Eu为4.8mol％，α-氧化铝为95.2mol％。当按与实施例1相同的方式用紫外线辐射时，该发光体显示高亮度的蓝光发射。发光亮度为40.1cd/m²。

比较例1

将BaMgAl₁₀O₁₇:Eu粉末在真空度不超过6.7Pa(5×10^-2托)的真空室中通过EXCIMER146nm LAMP(由Ushio Inc.制造)产生的紫外线辐射，发光亮度为36.8cd/m²。

本发明的发光体颗粒由于具有低含量的昂贵发光体，因此低廉，特别适用于真空紫外辐射激发的发光元件如PDP和稀有气体灯，因此在工业上具有巨大的优点。

Claims (2)

1.一种发光体颗粒，其特征在于：包括由表面上的Ba-Mg-Al-Eu-O型化合物构成的发光体层和在发光体层内部的α-氧化铝，发光体层的厚度不低于10nm且不超过100nm。

2.一种真空紫外辐射激发发光组件，包括根据权利要求1的发光体颗粒。