TWI291489B - Phosphor for vacuum ultraviolet ray-exciting light-emitting element - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（1 ) 發明背景 本發明係關於一種適用於真空紫外線一激光一發射元 件（如：電獎顯不板（下文中簡稱爲” P D P ”）、稀有氣體燈之類 )之磷光體及使用此磷光體的真空紫外線一激光一發射元件 相關技術之描述 最近’磷光體藉真空紫外線激發（藉稀有氣體放電而發 射）而發射光線的真空紫外線-激光-發射元件日益發展。 其典型例子包括PDP之發展。陰極射線管（CRT)和彩色液晶 顯示器難以提高螢幕尺寸，PDP是一種平面顯示器，其能 夠提高尺寸及被預期用於大眾空間顯示器和大螢幕電視。 PDP是一種顯示器，其係藉由將許多微小的放電空間（下文 中有時稱爲”顯示單元”）置於基質中而構成。各顯示單元中 有放電電極，各顯示單元的內壁上有磷光體。各顯示單元 中，封住稀有氣體（如·· He-Xe、Ne-Xe、Ar之類），藉由 對放電電極施以電壓，在稀有氣體中放電且發射真空紫外 線。藉此真空紫外線，磷光體被激發，發射出可見光。藉 由指定放射顯示單元的位置而顯示影像。藉由使用磷光體 發射三種主要光（藍、綠和紅），達到全彩顯示效果。 除了 PDP以外的真空紫外線-激光-發射元件的例子 爲稀有氣體燈。稀有氣體燈是藉由在稀有氣體中放電而產 生真空紫外線而發射光線且真空紫外線藉磷光體轉變成可 見光的燈。就環保問題的觀點，稀有氣體燈因爲不使用汞 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂 i*----------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -4- 1291489 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（2 ) 而受到重視。 已經提出藉由在稀有氣體中放電而發射的真空紫外線 所激發的磷光體，監磷光體的例子有BaMgAh〇Oi7 : Eu，綠 磷光體的例子有ZiuSiCh : Μη，紅磷光體的例子有 (Y，Gd)B〇3 : Eu。但是，用於全彩PDP，希望有發光壽命性 質極佳的磷光體。特別地，非常希望有發光壽命性質極佳 之發射藍光的磷光體。 本發明的目的是要提出一種用於真空紫外線-激光一 發射元件（如：PDP之類）之發光壽命性質極佳的磷光體，及 使用此磷光體的真空紫外線-激光-發射元件。 本發明者在這樣的條件下致力於硏究，以解決前述問 題，結果發現：含Eu作爲活化劑的鋁酸鹽磷光體中，具氧 化鉛鐵淦氧磁體結構的化合物可以作爲真空紫外線一激光 -發射元件的磷光體，特別地，作爲藍磷光體，藉此完成 本發明。 換言之，本發明提出下列[1]至[6]。 [1 ] 一種用於真空紫外線-激光-發射元件的磷光體 ，包含Eu作爲活化劑且鋁酸鹽具氧化鉛鐵淦氧磁體結構。 [2 ]根據[1 ]之用於真空紫外線-激光一發射元件的磷 光體，其中，鋁酸鹽含組成式爲MhEiuA112〇19的化合物， 其中，Μ代表選自Ca、Sr和Ba中的一或多種元素且〇.〇〇3 $ a ^ 0 · 5 〇 [3]根據[1]之用於真空紫外線-激光一發射元件的磷 光體，其中，鋁酸鹽含組成式爲BanEiuAl16〇27的化合物且 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------—-----訂 i-—f—線# (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -5- 1291489 A7

五、發明說明（3 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 0·003 ‘ a S 0.5。 [4] 根據[1 ]之用於真空紫外線一激光一發射元件的磷 光體’其中’鋁酸鹽含組成式爲Bai aEuaMgAl6〇1dt化合物 且 0.003 S a S 〇·5 。 [5] 根據[1]之用於真空紫外線一激光一發射元件的磷 光體’其中’鋁酸鹽含組成式爲（BaiaEu小_2八124〇41的化合 物且 0.003 S a S 0.5。 [6] 真空紫外線-激光-發射元件，其含根據[1]之用 於真空紫外線-激光-發射元件之磷光體。 發明詳述 現將詳細說明本發明。 通常，活性劑藉由取代一部分的構成原子且不改變基 質晶體地引發作爲磷光體之效果。用於本發明之真空紫外 線-激光-發射元件的磷光體是以特別具有氧化鉛鐵淦氧 磁體晶體結構的鋁酸鹽作爲基質及含Ell作爲活化劑的磷光 體。 至於具氧化鉛鐵淦氧磁體結構的基質，特定言之，以 MAh2〇19(其中，Μ代表選自Ca、Sr和Ba的一或多種元素） 、、BaMgAh〇H 和 Ba3Mg2Al24〇4i 爲佳。這些具 氧化鉛鐵淦氧磁體結構的鋁酸鹽中的金屬離子可經活化劑 Eu(二價）取代，使得用於真空紫外線—激光一發射元件中的 磷光體含Eu。 特定言之，使用其式爲MAh2〇19(其中，Μ代表選自Ca 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------------I---_ 訂„1--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -6 1291489 A7

五、發明說明（4 ) (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 、Sr和Ba的一或多種元素）的鋁酸鹽作爲基質並以活化劑 Eu(一價）取代式中的Μ所得的化合物，用於真空紫外線-激光—發射元件的磷光體其式爲MhEi^AIuOM其中，μ代 表選自Ca、Sr和Ba的一或多種元素，且〇.〇〇3S 05) 〇 此外’使用其式爲BaMg2Al16〇27的鋁酸鹽作爲基質並以 活化劑E u (一價）取代式中的b a所得的化合物，用於真空紫 外線-激光-發射元件的磷光體其式爲 Bai-aEuaMg2Ah6〇27(〇.003 $ a S 0.5)。 此外’使用其式爲BaMgAl6〇11m鋁酸鹽作爲基質並以 活化劑Eu(二價）取代式中的所得的化合物，用於真空紫 外線-激光-發射元件的磷光體其式爲 Bai-aEuuMgAl6〇“（〇.〇〇3 $ a $ 〇·5)。 此外’使用其式爲Ba3Mg2Al24〇41的鋁酸鹽作爲基質並 以活化劑Eu(二價）取代式中的Ba所得的化合物，用於真空 紫外線-激光-發射元件的磷光體其式爲 (Ba卜aEua)3Mg2Al24〇41(〇.〇〇3 S a $ 0.5)。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之用於真空紫外線-激光-發射元件的磷光體 亦可施用於被真空紫外光範圍以外的紫外光射線、X射線 和電子束所激發的磷光體，及使用彼之元件。 未特別限制本發明之磷光體之製法，且可藉已知方法 製造，如：揭示於JP-A 10-53760的方法。通常，可藉由將 原料予以混合以提供所欲組成及鍛燒此組成物。 本發明之磷光體可得自：材料經稱重以提供所欲組成 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1291489 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（5 ) ，使用球磨機、V-形混合機或攪拌設備混合，之後，於900 至1 600 °C鍛燒1小時至50小時。 例如，至於鋁來源，可以使用高純度氧化鋁（純度： 99.9%或以上）（晶體形式可以是α -氧化鋁或中間態的氧化鋁 )、高純度（純度99%或以上）氫氧化鋁、硝酸鋁或鹵化鋁之 類。 至於鋇來源，可以使用可於高溫分解得到氧化鋇的化 合物，如：高純度（純度99%或以上）的氫氧化鋇、碳酸鋇、 硝酸鋇、鹵化鋇或草酸鋇之類’或高純度（純度99%或以上） 氧化鋇。 至於鈣來源，可以使用於高溫分解得到氧化鈣的化合 物，如：高純度（純度99%或以上）氫氧化鈣、碳酸鈣、硝酸 鈣、鹵化鈣或草酸鈣之類，或高純度（純度99 %或以上）氧化 鈣。 至於緦來源，可以使用於高溫分解得到氧化緦的化合 物，如：高純度（純度99%或以上）氫氧化緦、碳酸鋸、硝酸 緦、鹵化緦或草酸緦之類，或高純度（純度99%或以上）氧化 緦。 至於鎂來源，可以使用於高溫分解得到氧化鎂的化合 物，如：高純度（純度99%或以上）氫氧化鎂、碳酸鎂、硝酸 鎂、鹵化鎂或草酸鎂之類，或高純度（純度99%或以上）氧化 鎂。 至於銪來源，可以使用於高溫分解得到氧化銪的化合 物，如：高純度（純度9 9 %或以上）氫氧化銪、碳酸銪、硝酸 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂 i*-------線 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) -8 - 1291489 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明說明（6 ) 銪、鹵化銪或草酸銪之類，或高純度（純度99%或以上）氧化 銪。 可於高溫分解得到氧化物的化合物，如：氫氧化物、 碳酸鹽、硝酸鹽、鹵化物或草酸鹽之類可以作爲原料，亦 可於主要鍛燒之前，於600至800 °C短暫鍛燒。至於此程序 的鍛燒環境，爲得到2價Eu，以弱還原壓力爲佳。此外， 於空氣中鍛燒之後，亦可再度於弱還原壓力中鍛燒。此外 ’亦可添加助熔劑以促進反應。亦可再度鍛燒以增進磷光 體之結晶度。 前述方法得到的磷光體粉末可以使用球磨機、噴磨機 之類加以粉碎，有須要時，可以進一步淸洗和分類。 藉前述方法得到之本發明之具氧化鉛鐵淦氧磁體結構 的磷光體因爲其發光壽命極佳，所以適用於真空紫外線一 激光-發射元件如：PDP、稀有氣體燈之類。雖然目前真 空紫外線-激光-發射元件使用由具/3 -氧化鋁結構的鋁酸 鹽（如·· BaMgAhoO” ： Eu之類）組成的磷光體，但本發明之 含有具氧化鉛鐵淦氧磁體結構之鋁酸鹽的磷光體被真空紫 外線激發的發光度隨時間降低的程度較小，其原因未明。 使用本發明之用於真空紫外線-激光-發射元件之磷 光體的PDP可藉已知方法製得，如：揭示於JP-A 1 0- 1 95428 中者。混合用於真空紫外線-激光-發射元件的藍、綠和 紅磷光體，例如，與由有機溶劑和聚合物（如：以纖維素爲 基礎的化合物，聚乙烯醇）構成的黏合劑混合，製得磷光體 糊。藉網版印刷之類的方法將此糊施用於柵板表面上，底 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------!!m#--------訂ί-------線鲁 《請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -9- 1291489 A7 B7__ 五、發明說明（7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 質表面爲配備固定電極的條狀，以柵板分佈於表面基質上 ’乾燥’分別形成磷光體層。於其上層合和黏合表面玻璃 底質（有透明電極和和基礎電極跨過磷光體層）並於其內表面 上施用介電物質層和保護層，內部抽真空並封住低壓稀有 氣體，如：Xe、Ne之類）及形成放電空間。藉此可得到 PDP。 根據本發明，得到適用於真空紫外線一激光一發射元 件（如：PDP、稀有氣體燈之類）且發光壽命性質極佳的磷光 體’可獲得壽命長的真空紫外線一激光一發射元件，此在 工業上非常有用。 實例 下列實例詳細說明本發明，但不欲限制本發明之範圍 〇 實例1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 氧化鋁（AUCh)、氧化鈣（CaO)和氧化銪（eU2〇3)經稱重以 得到莫耳比Ah〇3 : CaO : Ειΐ2〇3，使用瑪瑙硏缽硏磨和混 合1小時。所得混合粉末引至鋁容器中，於丨2 5 〇 °c於混合 的氬和氫氣（氫氣含量2體積％)鍛燒2小時，之後，逐漸冷 卻至室溫。所得粉末的X_射線繞射之測定顯示形成具氧化 鉛鐵淦氧磁體結構的單相組成物Ca〇.9Eu〇.iAli2〇19。所得粉 末引至真空槽中，使用準分子146奈米燈（H0012型，Ushio Inc·製造），並維持6.7Pa(5xl(T2托耳）或以下的真空條件，以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -10- 1291489 A7 B7 五、發明說明（8 ) 真空紫外線照射，發射紫光。 所得磷光體粉末CaojEuuAluO^置於13.2Pa並含5體積 %Xe / 95體積％Ne的環境中，暴於1〇〇瓦特電漿下1小時 。取出此磷光體粉末，測定發光度，結果發現發光度比未 暴於電漿之前低了 20%。 比較例1 市售具沒-氧化鋁結構之發射藍光的磷光體BaMgAhQ〇7 :Eu置於13.2Pa並含5體積％Xe / 95體積％Ne的環境中， 暴於100瓦特電漿下1小時。取出此磷光體粉末，測定發光 度，結果發現發光度比未暴於電漿之前低了 40%。 --------:——1费————訂ί——，—άφ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -11 -

Claims (1)

1. [291489 A8 Β8 C8 D8 申請專利乾圍 Ά 地（24 第90104365號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國96年4月24日修正 1. 一種用於真空紫外線-激光-發射元件的磷光體，其 特徵在於其包含作爲活化劑的Eu及具氧化鉛鐵淦氧磁體結 構之鋁酸鹽，其中該鋁酸鹽含有任一下列組成式的化合物 Mi-aEuaAluOw，其中Μ代表選自Ca、Sr和Ba中的一 或多種元素且〇.〇〇3$a$0.5; Bai_aEuaAl16〇27，其中 0.003$a$〇 5; BahaEuaMgAUO"，其中 〇.〇〇3$ag〇 5 ; (BahEuahMgMlHOu，其中 〇·〇〇3$ 〇 5。 2. —種真空紫外線-激光-發射元件，其特徵在於其含 有申請專利範圍第i項之用於真空紫外線一激光一發射元件 之磷光體。 — (請先聞is背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製