DE60303078T2

DE60303078T2 - Leuchtstoff für VUV angeregtes lichtemittierendes Element

Info

Publication number: DE60303078T2
Application number: DE60303078T
Authority: DE
Inventors: Yuichiro Imanari; Takayoshi Ezuhara; Susumu Miyazaki
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2003-10-28
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2023-10-29
Also published as: TWI292432B; EP1416029A1; JP2009074090A; KR20040038742A; EP1416029B1; CN1498940A; US20040084656A1; US6960310B2; TW200418956A; CN100383217C; DE60303078D1

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leuchtstoff, der für durch Vakuumultraviolettstrahlung angeregte lichtemittierende Elemente, wie ein Plasmabildschirm (im folgenden als "PDP" bezeichnet) und eine Edelgaslampe, geeignet ist, und ein durch Vakuumultraviolettstrahlung angeregtes lichtemittierendes Element, in dem der Leuchtstoff verwendet wird.
2. Beschreibung verwandter Technik
Leuchtstoffe werden in durch Vakuumultraviolettstrahlung angeregten lichtemittierenden Elementen, wie Plasmabildschirme und Edelgaslampen, verwendet, und Leuchtstoffe, die Licht unter Anregung mit Vakuumultraviolettstrahlung emittieren, sind bereits bekannt. Von diesen Leuchtstoffen wurden als Aluminatleuchtstoffe BaMgAl₁₀O₁₇:Eu als blau emittierender Leuchtstoff und BaAl₁₂O₁₉:Mn als grün emittierender Leuchtstoff zum praktischen Einsatz gebracht, ferner wurden als für durch Vakuumultraviolettstrahlung angeregte lichtemittierende Elemente verwendete Aluminatleuchtstoffe Ba_0,83Al_11,9Mn_0,05O_18,73 (siehe beispielsweise JP-A-10-1666) oder CeMgAl₁₁O₁₉:Tb (siehe beispielsweise "Phosphor Handbook", verfasst von Phosphor Research Society, S. 332, verlegt bei Ohmsha, Ltd., am 25. Dezember 1987) als grün emittierender Leuchstoff und Ba_0,9Eu_0,1MgAl₁₀O₁₇ (siehe beispielsweise JP-A-8-115673) als blau emittierender Leuchtstoff vorgeschlagen.
Hierbei erzeugen durch Vakuumultraviolettstrahlung angeregte lichtemittierende Elemente durch Entladung in einem Edelgas ein Plasma und in der Nähe der Orte, an denen Plasma erzeugt wird, angeordnete Leuchtstoffe werden mit von dem Plasma abgestrahlter Vakuumultraviolettstrahlung bestrahlt, wobei die Leuchtstoffe angeregt werden, wodurch von den Leuchtstoffen abgestrahltes sichtbares Licht emittiert wird. Die Leuchtstoffe sind Plasma ausgesetzt. Herkömmliche Leuchtstoffe weisen das Problem auf, dass die Helligkeit der Leuchtstoffe nach dem Einwirken von Plasma abnimmt und es besteht Bedarf an der Entwicklung von Leuchtstoffen mit einer geringeren Abnahme der Helligkeit nach Einwirken von Plasma.
Die EP-A-1 028 153 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines dreiwertige Seltenerdionen enthaltenden Aluminatleuchtstoffs, wobei das Verfahren die Herstellung eines Leuchtstoffausgangsmaterials, das eine körnige aluminiumhaltige Verbindung umfasst, in einem Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffausgangsmaterials, das Erhitzen des Leuchtstoffausgangsmaterials in einer oxidierenden Atmosphäre bei einer vorgegebenen Temperatur (beispielsweise 1500°C bis 1800°C) zur Produktion eines Leuchtstoffzwischenprodukts in einem Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffzwischenprodukts umfasst. Nach dem Zerteilen des Leuchtstoffzwischenprodukts wird das Leuchtstoffzwischenprodukt in einer reduzierenden Atmosphäre bei einer vorgegebenen Temperatur (beispielsweise 1400°C bis 1800°C) in einem Verfahren zur Herstellung eines dreiwertige Seltenerdionen enthaltenden Aluminatphosphors erhitzt. Die Heiztemperatur in einer reduzierenden Atmosphäre ist gleich der oder geringer als die Heiztemperatur in einer oxidierenden Atmosphäre. Falls nötig, wird eine Nachbehandlung durchgeführt. Auf diese Weise kann ein dreiwertige Seltenerdionen enthaltender Aluminatleuchtstoff erhalten werden.
Die EP-A-0 993 022 offenbart eine Leuchtstofflampe, die eine Leuchtstoffschicht umfasst, die einen blauen Leuchtstoff mit einem Emissionspeak im Wellenlängenbereich von 440 bis 470 nm, einen grünen Leuchtstoff mit einem Emissionspeak im Wellenlängenbereich von 505 bis 530 nm, einen grünen Leuchtstoff mit einem Emissionspeak im Wellenlängenbereich von 540 bis 570 nm und einen roten Leuchtstoff mit einem Emissiospeak im Wellenlängenbereich von 600 bis 670 nm enthält. Das Verhältnis I₁/I₂ der Emissionspeakenergie I₁ im Wellenlängenbereich von 505 bis 530 nm zur Emissionspeakenergie I₂ im Wellenlängenbereich von 540 bis 570 nm beträgt nicht weniger als 0,06. Die Farbtemperatur der Lampe beträgt nicht mehr als 3700 K.
Die US-A-4 003 845 offenbart eines lumineszierendes cer- und manganaktiviertes Aluminat, das durch die Formel La1-x-pBaxCepAly-qMnqO1,5y+1,5-0,5x-0,5q worin 10 ≤ y ≤ 13, 0,10 ≤ x ≤ 0,75, 0,05 ≤ p ≤ 0,75, x + p ≤ 0,90, 0,10 ≤ q ≤ 0,50, definiert ist.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Leuchtstoffs für durch Vakuumultraviolettstrahlung angeregte lichtemittierende Elemente, der eine ziemlich geringe Verringerung der Helligkeit nach Einwirken von Plasma zeigt.
Als Ergebnis intensiver Forschung, die durch die Erfinder an den Zusammensetzungen von Leuchtstoffen in einem Versuch zur Lösung der obigen Probleme durchgeführt wurde, wurde ermittelt, dass ein Leuchtstoff, der ein spezielles Aluminat und/oder Gallat enthält, die ein spezielles Seltenerdmetallelement, ein spezielles Erdalkalimetallelement, Mg und/oder Zn, Ce und/oder Tb und Eu und/oder Mn enthalten, eine starke Lichtemission durch Anregung mit Vakuumultraviolettstrahlung und eine sehr geringe Verringerung der Helligkeit nach Einwirken von Plasma zeigt. Auf diese Weise wurde die vorliegende Erfindung erhalten.
Das heißt, durch die vorliegende Erfindung erfolgt die Bereitstellung eines Leuchtstoffs für durch Vakuumultraviolettstrahlung angeregte lichtemittierende Elemente, der eine Verbindung der im folgenden angegebenen Formel (I) umfasst: M1 1-a-b-c-dM2 aM3 bM4 1-eM5 11-fM6 c+d+e+fO19-(b+c+f)/2 (I)worin M¹ aus La und Y besteht, M² für mindestens ein Element, das aus der Gruppe von Ce und Tb ausgewählt ist, steht, M³ für mindestens ein Element, das aus der Gruppe von Ca, Sr und Ba ausgewählt ist, steht, M⁴ für mindestens ein Element, das aus der Gruppe von Mg und Zn ausgewählt ist, steht, M⁵ für mindestens ein Element, das aus der Gruppe von Al und Ga ausgewählt ist, steht, und M⁶ für mindestens ein Element, das aus der Gruppe von Mn und Eu ausgewählt ist, steht und a, b, c, d, e und f für Zahlen stehen, die die Bedingungen 0 ≤ a < 1, 0 ≤ b ≤ 0,6, 0 ≤ c ≤ 0,5, 0 ≤ d ≤ 0,5, 0 ≤ e < 1, 0 ≤ f < 1, a + b + c + d < 1 bzw. 0 < c + d + e + f erfüllen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, das ein Lumineszenzemissionsspektrum des Leuchtstoffs von Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Diagramm, das ein Anregungsspektrum des Leuchtstoffs von Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden detaillierter erklärt.
Der Leuchtstoff für durch Vakuumultraviolettstrahlung angeregte lichtemittierende Elemente umfasst eine Verbindung der im folgenden angegebenen Formel (I): M1 1-a-b-c-dM2 aM3 bM4 1-eM5 11-fM6 c+d+e+fO19-(b+c+f)/2 (I)worin M¹ aus La und Y besteht, M² für mindestens ein Element, das aus der Gruppe von Ce und Tb ausgewählt ist, steht, M³ für mindestens ein Element, das aus der Gruppe von Ca, Sr und Ba ausgewählt ist, steht, M⁴ für mindestens ein Element, das aus der Gruppe von Mg und Zn ausgewählt ist, steht, M⁵ für mindestens ein Element, das aus der Gruppe von Al und Ga ausgewählt ist, steht, und M⁶ für mindestens ein Element, das aus der Gruppe von Mn und Eu ausgewählt ist, steht und a, b, c, d, e und f für Zahlen stehen, die die Bedingungen 0 ≤ a < 1, 0 ≤ b ≤ 0,6, 0 ≤ c ≤ 0,5, 0 ≤ d ≤ 0,5, 0 ≤ e < 1, 0 ≤ f < 1, a + b + c + d < 1 bzw. 0 < c + d + e + f erfüllen.
Die Menge von M⁶ (mindestens ein Element, das aus der Gruppe von Mn und Eu ausgewählt ist) in der obigen Formel (I), die durch c + d + e + f angegeben ist, erfüllt vorzugsweise 0,001 ≤ c + d + e + f ≤ 1.
M⁴ besteht vorzugsweise aus Mg und Zn statt aus Mg oder Zn jeweils allein. Der Gehalt an Zn im Molverhältnis Zn/(Mg + Zn) erfüllt vorzugsweise 0,05 ≤ Zn/(Mg + Zn) ≤ 0,8, noch besser 0,1 ≤ Zn/(Mg + Zn) ≤ 0,6, noch günstiger 0,2 ≤ Zn/(Mg + Zn) ≤ 0,4.
M¹ besteht aus La und Y. Der Gehalt an Y im Molverhältnis Y/(La + Y) erfüllt vorzugsweise 0,0001 ≤ Y/(La + Y) ≤ 0,8, noch besser 0,001 ≤ Y/(La + Y) ≤ 0,5, noch günstiger 0,01 ≤ Y/(La + Y) ≤ 0,2.
M⁵ besteht vorzugsweise aus nur Al oder zwei Elementen Al und Ga. Wenn M⁵ aus den zwei Elementen Al und Ga besteht, ist die Verringerung der Helligkeit nach Einwirken von Plasma umso kleiner, je höher das Molverhältnis von Al in M⁵, d.h. Al/(Al + Ga), ist und daher besteht M⁵ vorzugsweise aus nur Al.
Ein Leuchtstoff, der eine durch die im folgenden angegebene Formel (II) dargestellte Verbindung enthält, wobei diese eine Ausführungsform der Formel (I) ist, worin M⁴ Mg und/oder Zn ist, M⁵ Al ist und M⁶ Mn ist, und a = O, c =0 und d = 0, ist bevorzugt, da er eine Emission einer besonders starken grünen Farbe durch Anregung mit Vakuumultraviolettstrahlung zeigt. (M7 1-gM8 g)(Mg1-h-iZnh)Al11-jMni+jO19-(g+j)/2 (II)(worin M⁷ aus La und Y besteht und M^B für mindestens ein Element, das aus der Gruppe von Ca, Sr und Ba ausgewählt ist, steht, und g, h, i und j Zahlen sind, die die Bedingungen 0 < g ≤ 0,6, 0 ≤ h ≤ 1, 0 ≤ i ≤ 0,5, 0 ≤ j ≤ 0,5, h + i ≤ 1 bzw. 0 < i + j ≤ 0,5, vorzugsweise h + 1 < 1 erfüllen).
In der obigen Formel (II) ist M⁸ vorzugsweise Ba. Die durch g angegebene Menge von M⁸ erfüllt vorzugsweise 0,01 ≤ g ≤ 0,5, noch besser 0,2 ≤ g ≤ 0,5. Die durch i + j angegebene Menge von Mn erfüllt vorzugsweise 0,001 ≤ i + j ≤ 0,3, noch besser 0,005 ≤ i + j ≤ 0,2, noch günstiger 0,01 ≤ i + j ≤ 0,1.
Ferner zeigt der Leuchtstoff, der die durch die Formel (II) dargestellte Verbindung enthält, eine besonders hohe Helligkeit, wenn die durch h angegebene Menge von Zn 0,1 ≤ h ≤ 0,6 erfüllt, und dieser Bereich ist bevorzugt und der Bereich beträgt noch besser 0,2 ≤ h ≤ 0,4.
Andererseits ist ein Leuchtstoff, der eine durch die folgende Formel (III) dargestellte Verbindung enthält, wobei diese eine Ausführungsform der Formel (III) ist, worin M⁴ Mg und/oder Zn ist, M⁵ Al ist und M⁶ Eu ist, und a = 0, d = 0, e = 0 und f = 0, bevorzugt, da er eine Emission einer besonders starken blauen Farbe durch Anregung mit Vakuumultraviolettstrahlung zeigt, wenn er in einer reduzierenden Atmosphäre calciniert wurde. (M9 1-k-mM10 kEum)(Mg1-nZnn)Al11O19-(k+m)/2 (III)(worin M⁹ aus La und Y besteht und M¹⁰ für mindestens ein Element, das aus der Gruppe von Ca, Sr und Ba ausgewählt ist, steht, und k, m und n Zahlen sind, die die Bedingungen 0 < k ≤ 0,6, 0 < m ≤ 0,4, 0 ≤ n ≤ 1 bzw. k + m < 1 erfüllen).
In der obigen Formel (III) ist M¹⁰ vorzugsweise Ba. Die durch k angegebene Menge von M¹⁰ erfüllt vorzugsweise 0,01 ≤ k ≤ 0,5, noch besser 0,2 ≤ k ≤ 0,5 und ferner erfüllt die durch m angegebene Menge von Eu vorzugsweise 0,001 ≤ m ≤ 0,3, noch besser 0,005 ≤ m ≤ 0,2, noch günstiger 0,01 ≤ m ≤ 0,1.
Alle numerischen Bereiche in der Beschreibung und in den Ansprüchen sollen so verstanden werden, dass sie jeden und alle Teilbereiche umfassen. Beispielsweise sollte ein Bereich 0 ≤ a < 1 so betrachtet werden, dass er jeden und alle Teilbereiche, beginnend mit einem minimalen Wert von 0 oder mehr und endend mit einem maximalen Wert von weniger als 1, beispielsweise 0,1 bis 0,9, umfasst.
Die Verbindung der vorliegenden Erfindung kann mit einem Metalloxid, wie MgO, CaO, SrO, BaO und Al₂O₃, bedeckt sein.
Als nächstes wird das Verfahren zur Herstellung des Leuchtstoffs der vorliegenden Erfindung erklärt.
Das Verfahren zur Herstellung des Leuchtstoffs der vorliegenden Erfindung ist nicht speziell beschränkt, und der Leuchtstoff kann beispielsweise durch Calcinieren eines Gemischs gegebener Metallverbindungen hergestellt werden. Das Gemisch der gegebenen Metallverbindungen ist ein Gemisch, das durch Calcinieren in einen Leuchtstoff, der die durch die Formel (I) dargestellt Verbindung enthält, umgewandelt werden kann. Beispielsweise kann ein Leuchtstoff, der eine durch die Zusammensetzungsformel La_0,6Ba_0,4Mg_0,65Zn_0,3Mn_0.05Al₁₁O_18,8 dargestellte Verbindung enthält, durch Abwiegen von La₂O₃, BaO, MgO, ZnO, MnO₂ und Al₂O₃ derart, dass die gewünschte Zusammensetzung erhalten wird, Mischen der Verbindungen und Calcinieren des Gemischs hergestellt werden.
Als die Lanthanverbindungen, Yttriumverbindungen, Gadoliniumverbindungen, Cerverbindungen, Terbiumverbindungen, Calciumverbindungen, Strontiumverbindungen, Bariumverbindungen, Magnesiumverbindungen, Zinkverbindungen, Aluminiumverbindungen, Galliumverbindungen, Manganverbindungen und Europiumverbindungen, die zur Herstellung der Leuchtstoffe der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können beispielsweise Hydroxide, Carbonate, Nitrate, Halogenide, Oxalate und dergleichen hoher Reinheit (99% oder höher), die sich bei hohen Temperaturen zersetzen, wobei sie in Oxide oder Oxide hoher Reinheit (99% oder höher) umwandelbar sind, verwendet werden.
Diese Verbindungen können unter Verwendung einer üblicherweise großtechnisch verwendeten Kugelmühle, Mischvorrichtung von V-Form, Rührvorrichtung und dergleichen gemischt werden.
Nach Mischen der Verbindungen wird das Gemisch durch Halten desselben in einem Temperaturbereich von 900–1700°C während 1–100 h calciniert, wobei der Leuchtstoff der vorliegenden Erfindung erhalten wird. Wenn Hydroxide, Carbonate, Nitrate, Halogenide, Oxalate und dergleichen, die bei Zersetzung bei hohen Temperaturen in Oxide umwandelbar sind, als die Metallverbindungen verwendet werden, können sie bei einer Temperatur von beispielsweise nicht niedriger als 400°C und niedriger als 900°C vor dem Durchführen des Calcinierens calciniert werden, um die Metallverbindungen in Oxide umzuwandeln oder Wasser zu entfernen.
Die für das Calcinieren verwendete Atmosphäre ist nicht speziell beschränkt und es können beliebig Inertgasatmosphären, wie Stickstoff und Argon, oxidierende Atmosphären, wie Luft, Sauerstoff, sauerstoffhaltiger Stickstoff und sauerstoffhaltiges Argon, und reduzierende Atmosphären, wie wasserstoffhaltiger Stickstoff und wasserstoffhaltiges Argon, verwendet werden. Bevorzugt ist beispielsweise eine reduzierende Atmosphäre, die ein Inertgas, wie Stickstoff oder Argon, enthält, das 0,1–10 Vol.-% Wasserstoff enthält. Ferner kann zur Durchführung des Calcinierens in einer stark reduzierenden Atmosphäre eine geeignete Menge Kohlenstoff zu dem Gemisch der Metallverbindungen gegeben und anschließend das Calcinieren durchgeführt werden. Die Atmosphäre zur Calcination kann beliebig eine inerte Atmosphäre, oxidierende Atmosphäre und reduzierende Atmosphäre sein.
Das Calcinieren kann zweimal oder öfter zur Verstärkung der Kristallinität der Teilchen des Leuchtstoffs durchgeführt werden. Ferner kann ein Flussmittel zur Verstärkung der Kristallinität zugegeben werden.
Die durch das obige Verfahren erhaltenen Teilchen des Leuchtstoffs können durch ein Verfahren, das großtechnisch üblicherweise verwendet wird, beispielsweise eine Kugelmühle oder eine Strahlmühle, gemahlen werden. Das Mahlen und Calcinieren kann zwei oder mehrere Male wiederholt werden. Falls nötig, kann das gebildete Leuchtstoffpulver einem Waschen oder Sie ben unterzogen werden.
Von den durch das obige Verfahren erhaltenen Leuchtstoffen der vorliegenden Erfindung emittieren die durch die Formel (II) dargestellten Leuchtstoffe üblicherweise grüne Farbe unter Anregung durch Vakuumultraviolettstrahlung und sie zeigen eine besonders kleine Verringerung der Helligkeit nach Einwirken von Plasma im Vergleich zu dem grün emittierenden Aluminatleuchtstoff Ba_1,0Mn_0,1Al_11,9O_18,95, der zum praktischen Einsatz gebracht wurde, und daher sind diese Leuchtstoffe für durch Vakuumultraviolettstrahlung angeregte lichtemittierende Elemente geeignet.
Darüber hinaus emittieren die durch die Formel (III) dargestellten Leuchtstoffe üblicherweise blaue Farbe durch Anregung mit Vakuumultraviolettstrahlung und sie zeigen eine besonders kleine Verringerung der Helligkeit nach Einwirken von Plasma im Vergleich zu dem blau emittierenden Aluminatleuchtstoff Ba_0,9Eu_0,1MgAl₁₀O₁₇, der zum praktischen Einsatz gebracht wurde, und daher sind diese Leuchtstoffe für durch Vakuumultraviolettstrahlung angeregte lichtemittierende Elemente geeignet.
Die Stufen zur Herstellung eines PDP umfassen die Stufen der Beschichtung eines Substrats eines PDP mit einer Paste, die durch Zugabe eines Bindemittels und eines organischen Lösemittels zu dem Leuchtstoff hergestellt wurde, und des Calcinierens der Beschichtung bei 300–600°C, wobei jedoch der Leuchtstoff der vorliegenden Erfindung keine Verringerung der Helligkeit durch dieses Calcinieren zeigt und manchmal eher eine Zunahme der Helligkeit zeigt. Daher ist der Leuchtstoff der vorliegenden Erfindung ferner für einen PDP geeignet.
Ein Verfahren zur Herstellung eines PDP als ein Beispiel für die durch Vakuumultraviolettstrahlung angeregten lichtemit tierenden Elemente, die unter Verwendung des Leuchtstoffs der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, wird im folgenden erklärt. Zur Herstellung eines PDP kann ein bekanntes Verfahren verwendet werden, das beispielsweise in JP-A-10-195428 ( US 6 099 753 ) offenbart ist. Das heißt, blau emittierende, grün emittierende und rot emittierende Leuchtstoffe für durch Vakuumultraviolettstrahlung angeregte lichtemittierende Elemente werden jeweils mit einem Bindemittel, das beispielsweise eine Celluloseverbindung umfasst, einer Polymerverbindung, wie einem Polyvinylalkohol, und einem organischen Lösemittel zur Herstellung einer Leuchtstoffpaste gemischt. Jede der gebildeten Leuchtstoffpasten wird auf eine innere Oberfläche eines mit Adresselektroden ausgestatteten rückwärtigen Substrats, das in Streifenform durch Trennwände ausgebildet ist, und auf die Oberfläche der Trennwände durch Siebdruck oder dergleichen aufgetragen und anschließend bei 300–600°C gebrannt, wobei die jeweiligen Leuchtstoffschichten gebildet werden. Auf dieses wird ein Oberflächenglassubstrat gelegt, das mit einer dielektrischen Schicht und einer Schutzschicht auf der inneren Oberfläche desselben ausgestattet ist, so dass transparente Elektroden und Buselektroden derselben in der zu den Leuchtstoffschichten senkrechten Richtung angeordnet sind, und das darauf gelegte Oberflächenglassubstrat wird mit dem rückwärtigen Substrat verbunden bzw. verklebt. Die Innenseite wird evakuiert und ein Edelgas mit niedrigem Druck, wie Xe oder Ne, wird darin zur Bildung von Entladungsräumen hermetisch eingeschlossen. Auf diese Weise kann ein PDP hergestellt werden.
Der Leuchtstoff der vorliegenden Erfindung emittiert bei Anregung mit Vakuumultraviolettstrahlung Licht mit hoher Emissionshelligkeit und er zeigt eine ziemlich geringe Verringerung der Helligkeit nach Einwirken von Plasma. Daher ist er für durch Vakuumultraviolettstrahlung angeregte lichtemittierende Elemente geeignet. Gemäß der vorliegenden Erfindung können durch Vakuumultraviolettstrahlung angeregte lichtemittierende Elemente hoher Emissionshelligkeit und langer Lebensdauer realisiert werden und diese sind gewerblich sehr gut verwendbar.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele detaillierter erklärt, wobei diese als die Erfindung in keinster Weise beschränkend betrachtet werden sollen.
Die Zusammensetzung des Leuchtstoffs wurde auf die folgende Weise realisiert. Der Leuchtstoffprüfling wurde entnommen und durch eine Alkalischmelze unter Verwendung von Natriumcarbonat und Borsäure als Flussmittel erschmolzen. Wasser und Salzsäure wurden zu dem geschmolzenen Prüfling gegeben, um eine Lösung zu erhalten. Die Lösung wurde unter Verwendung von induktiv gekoppelter Plasmaatomemissionsspektrometrie analysiert und die Zielelemente wurden quantitativ bestimmt.
Die Ermittlung der Helligkeit des Leuchtstoffs wurde auf die folgende Weise durchgeführt. Der Leuchtstoff wurde in einen Vakuumtank, dessen Inneres bei einem Vakuum von 6,7 Pa (5 × 10^–2 Torr) oder niedriger gehalten wurde, gegeben und die Messung wurde durch Bestrahlung mit Vakuumultraviolettstrahlung unter Verwendung einer Excimerlampe von 146 nm (Modell H0012, hergestellt von Ushio Inc.) durchgeführt. Ferner wurde der Leuchtstoff einer Wärmebehandlung durch Halten desselben bei 500°C während 30 min an Luft unterzogen und danach die Helligkeit auf die gleiche Weise wie oben ermittelt. Darüber hinaus wurde der Leuchtstoff nach der Durchführung der Wärmebehandlung in eine Atmosphäre mit einem Druck von 13,2 Pa und einer Zusammensetzung von 5 Vol.-% Xe/95 Vol.-% Ne gegeben und einer Plasmaexpositionsbehandlung durch Einwirken eines Plasmas von 50 W während 15 min auf den Leuchtstoff unterzo gen und danach die Helligkeit auf die gleiche Weise wie oben gemessen.
Beispiel 1 (fällt nicht in den Umfang der vorliegenden Erfindung)
Herstellung von LaMg_0,95Mn_0,05Al₁₁O₁₉ (entspricht der Verbindung der Formel (I): M¹ _1-a-b-c-dM² _aM³ _bM⁴ _1-eM⁵ _11-fM⁶ _c+d+e+fO_19-(b+c+f)/2, worin M¹ La ist, M⁴ Mg ist, M⁵ Al ist und M⁶ Mn ist und a = 0, b = 0, c = 0, d = 0, e = 0,05 und f = 0).
Lanthanoxid (Reinheit: 99,99%, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), basisches Magnesiumcarbonat (Reinheit: 99% oder höher, hergestellt von Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.), Aluminiumhydroxid (Reinheit: 99% oder höher, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) und Mangancarbonat (Reinheit: 99,9%, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) wurden mit La₂O₃:(MgCO₃)₄Mg OH)₂·5H₂O:Al₂O₃:MnCO₃ = 2,13:1,21:7,33:0,075 so abgewogen, dass ein Molverhältnis La:Mg:Al:Mn von 1,0:0,95:11,0:0,05 erhalten wurde, und diese wurden 4 h durch eine Nasskugelmühle unter Verwendung von Isopropylalkohol als Lösemittel gemischt. Das Lösemittel in der Aufschlämmung wurde durch einen Verdampfer entfernt und die Aufschlämmung wurde getrocknet, wobei ein Pulvergemisch erhalten wurde. Das Pulvergemisch wurde durch Halten desselben bei 1550°C während 24 h in einer Luftatmosphäre unter Verwendung eines Aluminiumoxidtiegels calciniert und dann langsam auf Raumtemperatur gekühlt. Dann wurde das calcinierte Pulver durch Halten desselben bei 1400°C während 2 h in einer reduzierenden Atmosphäre, die ein Gasgemisch aus Wasserstoff und Stickstoff (das 2 Vol.-% Wasserstoff enthielt) umfasste, unter Verwendung eines Aluminiumoxidboots recalciniert und dann langsam auf Raumtemperatur gekühlt. Der gebildete Leuchtstoff wurde der Wärmebehandlung und der Plasmaexpositionsbehandlung un terzogen und die Helligkeit wurde ermittelt. Der Leuchtstoff emittierte grüne Farbe durch Bestrahlung mit Vakuumultraviolettstrahlung, und wenn die Helligkeit des Leuchtstoffs vor der Durchführung der jeweiligen Behandlungen als 100 angenommen wurde, betrug die Helligkeit des Leuchtstoffs nach der Wärmebehandlung 100 und die Helligkeit des Leuchtstoffs nach der Plasmaexpositionsbehandlung 99.
Beispiel 2
Herstellung von La_0,9Y_0,1Mg_0,95Mn_0,05Al₁₁O₁₉ (entspricht der Verbindung der Formel (I): M¹ _1-a-b-c-dM² _aM³ _bM⁴ _1-eM⁵ _11-fM⁶ _c+d+e+fO_19-(b+c+f)/2, worin M¹ La_0,9Y_0,1 ist, M⁴ Mg ist, M⁵ Al ist und M⁶ Mn ist und a = 0, b = 0, c = 0, d = 0, e = 0,05 und f = 0).
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde durchgeführt, wobei jedoch Lanthanoxid (Reinheit: 99,99%, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Yttriumoxid (Reinheit: 99,99%, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), basisches Magnesiumcarbonat (Reinheit: 99% oder höher, hergestellt von Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.), Aluminiumhydroxid (Reinheit: 99% oder höher, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) und Mangancarbonat (Reinheit: 99,9%, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) mit La₂O₃:Y₂O₃:(MgCO₃)₄Mg(OH₂·5H₂O:Al₂O₃:MnCO₃ = 1,93:0,15:1,21:7,37:0,076 so abgewogen wurden, dass ein Molverhältnis La:Y:Mg:Al:Mn von 0,9:0,1:11,0:0,05 erhalten wurde. Der gebildete Leuchtstoff emittierte grüne Farbe durch Bestrahlung mit Vakuumultraviolettstrahlung, und er zeigte eine um 6% höhere Helligkeit im Vergleich mit dem Leuchtstoff von Beispiel 1. Wenn die Helligkeit des Leuchtstoffs vor der Durchführung der jeweiligen Behandlungen als 100 angenommen wurde, betrug die Helligkeit des Leuchtstoffs nach der Wärmebehandlung 104 und die Helligkeit des Leuchtstoffs nach der Plasmaexpositionsbehandlung 100.
Vergleichsbeispiel 1
Herstellung von Ba_1,0Mn_0,1Al_11,9O_18,95: Bariumcarbonat (Reinheit 99,9%, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), Aluminiumhydroxid (Reinheit: 99 oder höher, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) und Mangancarbonat (Reinheit: 99,9%, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) wurden als BaCO₃:Al₂O₃:MnCO₃ = 2,57:7,91:0,15 so abgewogen, dass ein Molverhältnis Ba:Al:Mn = 1,0:11,9:0,1 erhalten wurde, und 4 h durch eine Nasskugelmühle unter Verwendung von Isopropylalkohol als Lösemittel gemischt. Dann wurde das Lösemittel durch einen Verdampfer entfernt und die Aufschlämmung getrocknet, wobei ein Pulvergemisch erhalten wurde. Das erhaltene Pulvergemisch wurde durch Halten desselben bei 1450°C während 2 h in einer reduzierenden Atmosphäre, die ein Gasgemisch aus Argon und Wasserstoff umfasste (das 2 Vol.-% Wasserstoff enthielt), unter Verwendung eines Aluminiumoxidboots calciniert und dann langsam auf Raumtemperatur gekühlt. Der gebildete Leuchtstoff wurde der Wärmebehandlung und der Plasmaexpositionsbehandlung unterzogen und die Helligkeit wurde ermittelt. Der Leuchtstoff emittierte grüne Farbe durch Bestrahlung mit Vakuumultraviolettstrahlung, und wenn die Helligkeit des Leuchtstoffs vor der Durchführung der jeweiligen Behandlungen als 100 genommen wurde, betrug die Helligkeit des Leuchtstoffs nach der Wärmebehandlung 100 und die Helligkeit des Leuchtstoffs nach der Plasmaexpositionsbehandlung 72.

Claims

Leuchtstoff für durch Vakuumultraviolettstrahlung angeregte lichtemittierende Elemente, der eine Verbindung der im folgenden angegebenen Formel (I) umfasst: M1 1-a-b-c-dM2 aM3 bM4 1-eM5 11-fM6 c+d+e+fO19-(b+c+f)/2 (I)worin M¹ aus La und Y besteht, M² für mindestens ein Element, das aus der Gruppe von Ce und Tb ausgewählt ist, steht, M³ für mindestens ein Element, das aus der Gruppe von Ca, Sr und Ba ausgewählt ist, steht, M⁴ für mindestens ein Element, das aus der Gruppe von Mg und Zn ausgewählt ist, steht, M⁵ für mindestens ein Element, das aus der Gruppe von Al und Ga ausgewählt ist, steht, und M⁶ für mindestens ein Element, das aus der Gruppe von Mn und Eu ausgewählt ist, steht und a, b, c, d, e und f für Zahlen stehen, die die Bedingungen 0 ≤ a < 1, 0 ≤ b ≤ 0,6, 0 ≤ c ≤ 0,5, 0 ≤ d ≤ 0,5, 0 ≤ e < 1, 0 ≤ e < 1, a + b + c + d < 1 bzw. 0 < c + d + e + f erfüllen.
Leuchtstoff nach Anspruch 1, wobei c, d, e und f die Bedingung 0,001 ≤ c + d + e + f ≤ 1 erfüllen.
Leuchtstoff nach Anspruch 1 oder 2, wobei M⁴ aus Mg und Zn besteht.
Leuchtstoff nach einem der Ansprüche 1–3, wobei M⁵ Al ist.
Leuchtstoff nach Anspruch 1, der eine Verbindung der im folgenden angegebenen Formel (II) umfasst: (M7 1-gM8 g)(Mg1-h-iZnh)Al11-jMni+jO19-(g+j)/2 (II)worin M⁷ aus La und Y besteht und M⁸ für mindestens ein Element, das aus der Gruppe von Ca, Sr und Ba ausgewählt ist, steht, und g, h, i und j Zahlen sind, die die Bedingungen 0 < g ≤ 0,6, 0 ≤ h ≤ 1, 0 ≤ i ≤ 0,5, 0 ≤ j ≤ 0,5, h + i ≤ 1 bzw. 0 < i + j ≤ 0,5 erfüllen.
Leuchtstoff nach Anspruch 1, der eine Verbindung der im folgenden angegebenen Formel (III) umfasst: (M9 1-k-mM10 kEum)(Mg1-nZnn)Al11O19-(k+m)/2 (III)worin M⁹ aus La und Y besteht und M¹⁰ für mindestens ein Element, das aus der Gruppe von Ca, Sr und Ba ausgewählt ist, steht, und k, m und n Zahlen sind, die die Bedingungen 0 < k ≤ 0,6, 0 < m ≤ 0,4, 0 ≤ n ≤ 1 bzw. k + m < 1 erfüllen.
Durch Vakuumultraviolettstrahlung angeregtes lichtemittierendes Element, das den in einem der Ansprüche 1–6 beschriebenen Leuchtstoff umfasst.