CN1224659C - 低速电子线用的荧光体 - Google Patents
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Abstract
一种低速电子线用荧光体，其特征在于组成通式用下式表示。(Y，Ce)2O3.nSiO20.4≤n＜1.0。
Description
背景技术
本发明涉及主要用于场发射显示器(本说明书中称为FED)的低速电子线用的荧光体。
受低速电子线激发使荧光体发光的FED是具有阴极和与其相对的阳极，在阳极侧设置的荧光膜受到阴极发出的电子线激发发光构造的场发射显示器。激发阳极的电子线的加速电压为0.1～10kV。该加速电压与作为CRT的加速电压的数十kV相比，是低的加速电压。如上所述，在FED中可以使用被低速电子线激发的专用荧光体。
FED与电视相比，激发荧光体的电子线的加速电压低，因此，激发荧光体的电子线的能量降低。小的激发能不能使荧光体以高亮度发光。为此，FED与CRT相比，增大激发荧光体的电流密度使之高亮度地发光。如果在高电流密度下使用CRT用荧光体，寿命明显缩短。因此，作为电视用的荧光体，虽然可以使用各种发光色的荧光体，但是，它们基本上都不能作为FED使用。
作为可在高电流密度下使用的FED用荧光体，正在开发(Y，Ce)2O3.SiO2荧光体。该荧光体发蓝色光。该组成的荧光体是在氧化钇(Y2O3)和氧化铈(CeO2)的混合物中混合微粒子SiO2，制成荧光体原料，将该荧光体原料加入坩埚进行烧结来制备的。该荧光体以(Y，Ce)2O3和SiO2的摩尔比为1，即以化学计量来混合荧光体原料并进行烧结。
这样烧结的(Y，Ce)2O3.SiO2荧光体在中心部分和表面上无法获得均一的组成分布。烧结的荧光体在粒子表面附近SiO2过剩。这是因为，氧化钇(Y2O3)和氧化铈(CeO2)形成核，在其上从表面缓慢浸透SiO2并被烧结所至。这样烧结的(Y，Ce)2O3.SiO2荧光体，过剩存在的表面SiO2是电子线引起亮度劣化的原因。亮度劣化特性不良的荧光体在以单体使用时，并不只是寿命缩短，在与其他荧光体共同使用时，成为改变发光颜色的原因。例如，(Y，Ce)2O3.SiO2蓝色荧光体与(Y，Ce)2SiO5绿色荧光体和(Y、Eu)2O3红色荧光体一起使用，可作为白色荧光体使用。但是，(Y，Ce)2O3.SiO2荧光体与这些绿色荧光体和红色荧光体相比，亮度特性和寿命特性不同。为此，与这些荧光体混合的单色荧光体存在因使用而发光色改变的缺点。
本发明是为解决该缺点为目的而开发的，本发明的重要目的是提供寿命特性和亮度特性均优良的低速电子线用的(Y，Ce)2O3.SiO2荧光体。
本发明的上述目的和其他目的将参考附图由下面的说明更加清楚。
发明概述
本发明的低速电子线用荧光体的组成通式用下式表示。
(Y，Ce)2O3.nSiO2
其中，在该式中，n值在0.4≤n＜1.0的范围内。
组成式中n值决定着(Y，Ce)2O3.SiO2荧光体的寿命特性。n值小，荧光体的寿命特性提高，n值大，荧光体的寿命特性变差。为了提高寿命特性可减小n值。但是，n值对发光亮度也有影响，如果小于0.4，发光亮度变差。因此，n值考虑发光亮度和寿命特性设定在上述范围内，更优选为0.5≤n≤0.9。
本发明的低速电子线用荧光体用下式表示组成通式，可以使a和n值在以下范围内。
(Y1-a，Cea)2O3.nSiO2
0.001≤a≤0.05，
0.4≤n＜1.0。
组成式中a值对荧光体的亮度和发光色有影响。a值太大太小，都使荧光体的发光亮度降低。这是因为，如果少于0.001，Ce带来的亮度改善的效果小，如果多于0.05，引起浓度消光。组成式中的a值，考虑荧光体的发光亮度和色调，优选被设定在上述范围。进一步，a值范围优选为0.005≤a≤0.04。
以上的低速电子线用(Y，Ce)2O3.nSiO2荧光体与现有的荧光体相比，具有可显著提高寿命特性的特点。这是因为，通过使SiO2相对于(Y，Ce)2O3的比率小于1，减小了造成亮度劣化的荧光体粒子表面上过剩存在的SiO2。以上(Y，Ce)2O3.SiO2荧光体的寿命特性优良之处在表1表示。例如，实施例的荧光体在1000小时后的亮度变成初期亮度的45～70％，与目前荧光体的30～35％相比，是飞跃性的提高。发光亮度也优于现有的荧光体，这在表1表示。假设比较例1的荧光体的亮度为100％，实施例1～35的荧光体的亮度相当于改善了100～145％。
附图说明
图1是表示使组成式中a值为0.010，改变n值的荧光体残存率的图。该图表示实施例1～5的荧光体残存率。
图2是表示使组成式中a值为0.010，改变n值的荧光体相对于比较例1荧光体的相对亮度的图。该图表示实施例1～5的荧光体的相对亮度。
图3是表示使组成式中a值为0.020，改变n值的荧光体相对于比较例1荧光体的相对亮度的图。该图表示实施例6～10的荧光体的相对亮度。
图4是表示使组成式中a值为0.030，改变n值的荧光体相对于比较例1的荧光体的相对亮度的图。该图表示实施例11～15的荧光体的相对亮度。
图5是表示使组成式中a值为0.040，改变n值的荧光体残存率的图。该图表示实施例16～20的荧光体残存率。
图6是表示使组成式中a值为0.040，改变n值的荧光体相对于比较例1荧光体的相对亮度的图。该图表示实施例16～20的荧光体的相对亮度。
图7是表示使组成式中a值为0.001，改变n值的荧光体相对于比较例1荧光体的相对亮度的图。该图表示实施例21～25的荧光体的相对亮度。
图8是表示使组成式中a值为0.005，改变n值的荧光体残存率的图。该图表示实施例26～30的荧光体残存率。
图9是表示使组成式中a值为0.005，改变n值的荧光体相对于比较例1荧光体的相对亮度的图。该图表示实施例26～30的荧光体的相对亮度。
图10是表示使组成式中a值为0.050，改变n值的荧光体相对于比较例1荧光体的相对亮度的图。该图表示实施例31～35的荧光体的相对亮度。
图11是表示使组成式中n值为0.9，改变a值的荧光体相对于比较例1荧光体的相对亮度的图。该图表示实施例1、6、11、16、21、26、31的荧光体的相对亮度。
图12是表示使组成式中n值为0.8，改变a值的荧光体相对于比较例1的荧光体的相对亮度的图。该图表示实施例2、7、12、17、22、27、32的荧光体的相对亮度。
图13是表示使组成式中n值为0.7，改变a值的荧光体相对于比较例1荧光体的相对亮度的图。该图表示实施例3、8、13、18、23、28、33的荧光体的相对亮度。
图14是表示使组成式中n值为1，改变a值的荧光体相对于比较例1的荧光体的相对亮度的图。该图表示比较例1～3的荧光体的相对亮度。
发明详述
[实施例]
[实施例1]
①采用下面的原料
采用下面方法制造的共沉淀氧化物………100g
微细二氧化硅(SiO2)…………23.9g
共沉淀物(Y0.99，Ce0.01)2O3用下面工序制备。
(1)用HNO3水溶液溶解Y2O3111.8g和CeO21.7g。
(2)将(1)的溶液搅拌同时加入溶解草酸500g的水溶液。对得到的沉淀物进行过滤，分离、水洗。
(3)将(2)中得到的草酸盐加入到石英坩埚中加盖，在900℃烧结15个小时得到共沉淀氧化物(Y0.99，Ce0.01)2O3。
②将共沉淀氧化物、微细二氧化硅(SiO2)和乙醇200毫升、氧化铝球一起加入到磁性锅中进行2个小时的磨碎。
③将从磁性锅中取出的原料转移到瓷盘上，在105℃进行加热和干燥。在该工序得到荧光体的混合原料。
④将混合原料假如到氧化铝制的坩埚中。对坩埚加盖，在1500℃下烧结3个小时。
⑤加入到坩埚中冷却后，将从坩埚中取出的烧结品与200g玻璃珠、400毫升水一起加入到ボリ瓶中，旋转该瓶，粉碎烧结品。然后，从ボリ瓶中取出，通过尼龙200目的筛网，除去大粒子的荧光体。然后，进行滗析和干燥，再通过筛网，制成具有下列组成的荧光体。
得到(Y0.990，Ce0.010)2.0.9SiO5。
[实施例2～35]
改变共沉淀氧化物的组成，同时改变微小二氧化硅(SiO2)的添加量，除此之外，与实施例1同样，制造在表1表示的组成的荧光体。
[比较例1]
除了将与100g共沉淀氧化物混合的微细二氧化硅(SiO2)的添加量从23.9g变为26.5g之外，与实施例1同样，可制备下列组成的荧光体。
(Y0.990,Ce0.010)2.SiO5
[比较例2]
除了将共沉淀氧化物由(Y0.990，Ce0.010)2O3变为(Y0.995，Ce0.005)2O3之外，与比较例1同样，可制备下列组成的荧光体。
(Y0.995，Ce0.005)2.SiO5
[比较例3]
除了将共沉淀氧化物由(Y0.990，Ce0.010)2O3变为(Y0.960，Ce0.040)2O3之外，与比较例1同样，可制备下列组成的荧光体。
(Y0.960，Ce0.040)2.SiO5
[表1]
通式(Y1-a，Cea)2O3.nSiO2
| a | n | 相对亮度 | 亮度残存率(％) | ||||
| 实施例1 | 0.010 | 0.9 | 115 | 45 | |||
| 实施例2 | 0.010 | 0.8 | 120 | 65 | |||
| 实施例3 | 0.010 | 0.7 | 115 | 70 | |||
| 实施例4 | 0.010 | 0.6 | 110 | 70 | |||
| 实施例5 | 0.010 | 0.5 | 105 | 70 | |||
| 实施例6 | 0.020 | 0.9 | 140 | 45 | |||
| 实施例7 | 0.020 | 0.8 | 145 | 65 | |||
| 实施例8 | 0.020 | 0.7 | 140 | 70 | |||
| 实施例9 | 0.020 | 0.6 | 135 | 70 | |||
| 实施例10 | 0.020 | 0.5 | 130 | 70 | |||
| 实施例11 | 0.030 | 0.9 | 140 | 45 | |||
| 实施例12 | 0.030 | 0.8 | 145 | 65 | |||
| 实施例13 | 0.030 | 0.7 | 140 | 70 | |||
| 实施例14 | 0.030 | 0.6 | 135 | 70 | |||
| 实施例15 | 0.030 | 0.5 | 130 | 70 | |||
| 实施例16 | 0.040 | 0.9 | 115 | 45 | |||
| 实施例17 | 0.040 | 0.8 | 110 | 65 | |||
| 实施例18 | 0.040 | 0.7 | 105 | 70 | |||
| 实施例19 | 0.040 | 0.6 | 103 | 70 | |||
| 实施例20 | 0.040 | 0.5 | 100 | 70 | |||
| 实施例21 | 0.001 | 0.9 | 100 | 45 | |||
| 实施例22 | 0.001 | 0.8 | 110 | 65 | |||
| 实施例23 | 0.001 | 0.7 | 105 | 70 | |||
| 实施例24 | 0.001 | 0.6 | 103 | 70 | |||
| 实施例25 | 0.001 | 0.5 | 100 | 70 | |||
| 实施例26 | 0.005 | 0.9 | 105 | 45 | |||
| 实施例27 | 0.005 | 0.8 | 110 | 65 | |||
| 实施例28 | 0.005 | 0.7 | 110 | 70 | |||
| 实施例29 | 0.005 | 0.6 | 105 | 70 | |||
| 实施例30 | 0.005 | 0.5 | 103 | 70 | |||
| 实施例31 | 0.050 | 0.9 | 100 | 45 | |||
| 实施例32 | 0.050 | 0.8 | 110 | 65 | |||
| 实施例33 | 0.050 | 0.7 | 105 | 70 | |||
| 实施例34 | 0.050 | 0.6 | 103 | 70 | |||
| 实施例35 | 0.050 | 0.5 | 100 | 70 | |||
| 比较例1 | 0.010 | 1.0 | 100 | 35 | |||
| 比较例2 | 0.005 | 1.0 | 80 | 30 | |||
| 比较例3 | 0.040 | 1.0 | 90 | 35 | |||
该表的测定条件设定激发荧光体的电子线的加速电压为3kV，电流密度为1.5mA/cm2，表示FED实球的测定值。
本发明的低速电子线用的(Y，Ce)2O3.SiO2荧光体与现有的荧光体相比，具有可显著提高寿命特性的特长。这是因为，通过使SiO2相对于(Y，Ce)2O3的比率小于1，减小了造成亮度劣化的荧光体粒子表面上过剩存在的SiO2。本发明(Y，Ce)2O3.SiO2荧光体的寿命特性优良之处在表1表示。例如，实施例的荧光体在1000小时后的亮度变成初期亮度的45～70％，与现有荧光体的30～35％相比，是飞跃性的提高。发光亮度也优于现有的荧光体，这在表1表示。假设比较例1的荧光体的亮度为100％，实施例1～20的荧光体的亮度相对于改善了105～145％。
由于本发明在不背离其基本特征的精神的情况下可能包括几种形式，因此，这些实施方案是说明而不是限制，由于本发明的范围由所附的权利要求而不是前面的描述确定，并且落在权利要求范围内的所有变化或者与其类似的变化均包括在权利要求数的范围之内。
Claims (16)
1.一种低速电子线用荧光体，其特征在于组成的通式用下式表示：
(Y，Ce)2O3.nSiO2
0.4≤n＜1.0。
2.权利要求1记载的低速电子线用荧光体，其中组成通式中的n值为0.5以上。
3.权利要求1记载的低速电子线用荧光体，其中组成通式中的n值为0.6以上。
4.权利要求1记载的低速电子线用荧光体，其中组成通式中的n值为0.7以上。
5.权利要求1记载的低速电子线用荧光体，其中组成通式中的n值为0.9以下。
6.权利要求2记载的低速电子线用荧光体，其中组成通式中的n值为0.9以下。
7.权利要求3记载的低速电子线用荧光体，其中组成通式中的n值为0.9以下。
8.权利要求1记载的低速电子线用荧光体，其特征在于组成的通式用下式表示：
(Y1-a，Cea)2O3.nSiO2
0.001≤a≤0.05。
9.权利要求8记载的低速电子线用荧光体，其中组成通式中的n值为0.5以上。
10.权利要求8记载的低速电子线用荧光体，其中组成通式中的n值为0.6以上。
11.权利要求8记载的低速电子线用荧光体，其中组成通式中的n值为0.7以上。
12.权利要求8记载的低速电子线用荧光体，其中组成通式中的n值为0.9以下。
13.权利要求9记载的低速电子线用荧光体，其中组成通式中的n值为0.9以下。
14.权利要求10记载的低速电子线用荧光体，其中组成通式中的n值为0.9以下。
15.权利要求8记载的低速电子线用荧光体，其中组成式中a值为0.02以上。
16.权利要求8记载的低速电子线用荧光体，其中组成式中a值为0.03以下。
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