荧光体及使用荧光体的成像器件制造技术

本发明专利技术提供一种绿色荧光体，其包括在用Ｔｂ活化的母体材料Ｙ＃－［２－２ｘ］ＳｉＯ＃－［５］中的化学计量比超过常量的ＳｉＯ＃－［２］组分。上述荧光体的组成用下面的化学式表示：｛（Ｙ＃－［１－ｙ－ｚ］Ｍ＃－［ｙ］Ｇｄ＃－［ｚ］）＃－［１－ｘ］Ｔｂ＃－［ｘ］｝＃－［２］（Ｓｉ＃－［１－ｂ］Ｇｅ＃－［ｂ］Ｏ＃－［２］）＃－［１＋ａ］Ｏ＃－［３］；其中，ｘ、ｙ、ｚ、ａ和ｂ的值为０＜ｘ≤０．５，０≤ｙ≤１，０≤ｚ≤１，０≤ｙ＋ｚ≤１，０＜ａ≤１，０≤ｂ≤１，Ｍ是至少一种选自Ｓｃ、Ｉｎ、Ｌａ、Ｌｕ、Ｙｂ、Ｃｅ、Ｅｕ、Ｓｍ、Ｔｍ、Ｈｏ、Ｅｒ和Ｎｄ的元素。用本发明专利技术的方法能够得到适用于高质量图像显示器和生成高质量图像的成像器件的荧光体，该荧光体发射光线的亮度更高，亮度衰减更小。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及荧光体和使用荧光体的成像器件如投影型阴极射线管和显示板。更具体地说，本专利技术涉及绿色荧光体，这种荧光体能够发出高亮度的光，这种光的亮度衰减很小，该荧光体适用于使用荧光体的图像显示器和成像器件如投影型阴极射线管和图像显示板。通过下述方法能够使这些成像器件达到更高的分辨率和亮度减小电子束等的激发点的直径、提高扫描速率和提高激发强度。但是，这些方法具有下述缺点成像器件中使用的荧光体的亮度饱和、亮度衰减及由于余辉形成的非常大的余像都使图像质量下降，这是一个问题。同时要求更好的色彩再现性能。因此，荧光体必须满足亮度饱和、衰减、余辉及彩色增强性能的要求。下面用投影型阴极射线管(下面称为投影管)作为一般的成像器件的例子说明这些问题。对于阴极射线管，通过调节激发电子束的电流控制发光强度。因此，要求荧光体的亮度随电流正比线性增加。但是，当激发强度很高时，通常会产生亮度饱和，即，亮度偏离该线性关系。当用高激发强度显示图像时，荧光体材料受损。结果，在连续使用投影管的过程中亮度减弱，发出的色彩衰减。投影管是用在投影型显示器中的阴极射线管，并将阴极射线管产生的图像通过光学系统放大几十倍投影到屏幕上。因此，激发时使用的电流是直接观察阴极射线管产生的非放大性图像使用的电流的10-100倍。因此，对用于投影管的荧光体的要求是不能达到亮度饱和，特别是在投影管载有大量电流时，并且在投影管载有大量电流时荧光体很少衰减。在用于发出三种基本色彩R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的荧光体中，特别是能够产生70％的白光亮度的绿色荧光体中，上述对荧光体性能的改进很重要。目前已用各种材料作为用于阴极射线管的绿色荧光体。例如，用化学式Y2SiO5∶Tb的荧光体组合物是公知的。这种荧光体组合物的特点是当用大密度电流激发时很少达到亮度饱和，并且在实际中常用作荧光体。但是，这种荧光体组合物的问题是色度降低，由于电子束的照射而发射颜色的效率和亮度随持续照射而衰减。另一个问题是其产生的光亮度不足。为了解决这些问题，有人尝试用Sc置换一部分该组合物来提高亮度，这种方法公开在如日本审定公开专利Sho 61-21505和Hei 6-62939中。另外，如日本特许公开Hei 2-289679中所公开的那样，尝试用Gd、Tm、Sm和Eu中的任何一种置换一部分该组合物来提高亮度，抑制亮度衰减。另外，如上述日本审定公开专利Sho 61-21505所公开的那样，尝试用Mu置换一部分该组合物来提高亮度。另外，如日本审定公开专利Hei 6-60354中所公开的那样，尝试用Dy或Pr置换一部分该组合物来提高亮度。即使是这些改进的荧光体，也不能充分满足近来载有大量电流以产生更高分辨率的阴极射线管的要求，亮度的衰减仍然是一个问题。目前一直需要提高亮度。亮度衰减在很大程度上被认为是上述传统荧光体组成Y2SiO5∶Tb的缺点。通过合成具有下述化学组成的荧光体可以达到上述目的。一方面，本专利技术提供一种绿色荧光体，其组成用下面的化学式表示{(Y1-y-zMyGdz)1-xTbx}2(Si1-bGebO2)1+aO3其中，x、y、z、a和b的值为0＜x≤0.5，0≤y≤1，0≤z≤1(其中，0＜y+z≤1)，0＜a≤1，0≤b≤1，M是至少一种选自Sc、In、La、Lu、Yb、Ce、Eu、Sm、Tm、Ho、Er和Nd的元素(稀土元素)。现有技术合成的绿色荧光体是用Gd、Sc、Yb、Eu、Sm、Tm、Mn、Dy、Pr等置换用Tbx活化的母体材料Y2-2xSiO5中的一部分Y组分得到的。相反，本专利技术的第一种荧光体是组成包括化学计量比过量的SiO2(0＜a≤1)的绿色荧光体，其中的Y用Gd置换，其基本组成用下面的化学式表示{(Y1-zGdz)1-xTbx}2(SiO2)1+aO3本专利技术的第二种荧光体是组成包括化学计量比过量的SiO2(0＜a≤1)的绿色荧光体，其中的Y用至少一种下述元素替换Sc、In、La、Lu、Yb、Ce、Eu、Sm、Tm、Ho、Er和Nd(稀土元素)，其基本组成用下面的化学式表示{(Y1-yMy)1-xTbx}2(SiO2)1+aO3本专利技术的第三种荧光体是组成包括化学计量比过量的SiO2(0＜a≤1)的绿色荧光体，其中的Y用Gd和至少一种下述元素替换Sc、In、La、Lu、Yb、Ce、Eu、Sm、Tm、Ho、Er和Nd，其基本组成用下面的化学式表示{(Y1-y-zMyGdz)1-xTbx}2(SiO2)1+aO3本专利技术的第四种荧光体是衍生自上述三种荧光体组成的绿色荧光体，其中，部分或全部的Si被Ge替换，其基本组成用下面的化学式表示{(Y1-y-zMyGdz)1-xTbx}2(Si1-bGebO2)1+aO3本专利技术制备的荧光体比现有技术制备的荧光体发出的光更亮，亮度衰减更少。对于根据上述日本特许公开Hei 2-289679(以此作为现有技术的一个例子)制备的荧光体，得到的数据显示在z约等于0.2时，其发射的光亮度达到最大值，其中的z是Gd置换量。在Gd浓度较低时(0≤z≤0.1)，本专利技术的荧光体发射的光亮度就能达到最大值。这是因为在本专利技术合成荧光体的方法中，较低的Gd置换量就能有效地产生高亮度光。本专利技术合成荧光体的方法包括在不使用助熔剂的条件下在高温下发生反应，这将在下面的优选实施方案部分详述，包含Gd的Y氧化物用作荧光体组成材料。这种方法能够提高本专利技术的效果。对于根据上述日本审定公开专利Sho 61-21505和Hei 6-60354(也以此作为现有技术的例子)所述，用Mn、Dy或Pr置换部分Si得到的荧光体，它们开始发射的光亮度得到了改进，但是当它们持续发光时，亮度有很大的降低。相反，本专利技术得到的荧光体的亮度衰减性能也得到了改进。本专利技术得到的荧光体的形式没有限制；它们可以是单晶体或多晶体。它们可以任何形式得到，如烧结固体或粉末。但是，在阴极射线管等中，常用高温反应得到的粉末通过电子激发发光。本中请中使用颗粒直径为1μm-20μm的粉末。本专利技术的另一方面是将本专利技术的荧光体与另一种不同组成的荧光体混和，形成荧光体混合物。具体来说，它与至少一种选自Y3(Al，Ga)5O12∶Tb、Zn2SiO4∶Mn、LaOCl∶Tb和InBO3∶Tb的荧光体混和。得到的荧光体混合物能够发射更亮的光，或者能够产生更好的色彩再现性能。本专利技术制备的荧光体的实际用途是将包括本专利技术的荧光体的荧光层应用于成像器件，本专利技术能使成像器件生成质量好的图像。对此用投影型显示器作为例子进行解释。投影型显示器由分别用于离散的R、B和G三种色彩的投影管组成。作为沉积在绿色投影管的面板上的荧光体，适合使用本专利技术的单型荧光体或上述包括任何类型的本专利技术的荧光体的绿色荧光体混合物。因此，可以制成具有更长寿命的成像器件。本专利技术制备的荧光体还可以用在用于直接观察显示器的阴极射线管(下面称为直接观察管)中。作为即将应用在面板上的三种色彩的荧光体中的绿色荧光体，适合使用本专利技术的单型荧光体或上述任何类型的本专利技术的荧光体和另一种绿色荧光体的混合物。因此，可以制成能发射理想的绿光、具有更长寿命、更短余辉和图像质量好的成像器件。还可以将包括本专利技术的荧光体的荧光层应用于使用低能电子束的成像器件，如场致发光显示器(简称FE本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荧光体，其组成用下面的化学式表示： ｛（Ｙ↓［１－ｙ－ｚ］Ｍ↓［ｙ］Ｇｄ↓［ｚ］）↓［１－ｘ］Ｔｂ↓［ｘ］｝↓［２］（Ｓｉ↓［１－ｂ］Ｇｅ↓［ｂ］Ｏ↓［２］）↓［１＋ａ］Ｏ↓［３］ 其中，ｘ、ｙ、ｚ、ａ和ｂ的值为０＜ｘ≤０．５，０≤ｙ≤１，０≤ｚ≤１，０≤ｙ＋ｚ≤１，０＜ａ≤１，０≤ｂ≤１，Ｍ是至少一种选自Ｓｃ、Ｉｎ、Ｌａ、Ｌｕ、Ｙｂ、Ｃｅ、Ｅｕ、Ｓｍ、Ｔｍ、Ｈｏ、Ｅｒ和Ｎｄ的元素。

【技术特征摘要】
JP 2001-11-20 354822/20011.一种荧光体，其组成用下面的化学式表示{(Y1-y-zMyGdz)1-xTbx}2(Si1-bGebO2)1+aO3其中，x、y、z、a和b的值为0＜x≤0.5，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤y+z≤1，0＜a≤1，0≤b≤1，M是至少一种选自Sc、In、La、Lu、Yb、Ce、Eu、Sm、Tm、Ho、Er和Nd的元素。2.根据权利要求1的荧光体，其中，在所述的化学式中，z的值为0＜z≤0.1。3.根据权利要求1的荧光体，其中，在所述的化学式中，a的值为0＜a≤0.4。4.根据权利要求1的荧光体，其中，在所述的化学式中，M是Sc，y的值为0＜y≤0.07。5.根据权利要求1的荧光体，其中，在所述的化学式中，M是至少一种选自In、La、Lu、Yb和Ce的元素，y的值为0＜y≤0.12。6.根据权利要求1的荧光体，其中，在所述的化学式中，M是Eu，y的值为0＜y≤1×10-3。7.根据权利要求1的荧光体，其中，在所述的化学式中，M是至少一种选自Sm、Tm、Ho、Er和Nd的元素，y的值为0＜y≤5×10-3。8.根据权利要求1的荧光体，其中，在所述的化学式中，x的值为0.03≤x≤0.15。9.一种荧光体，其基本上由权利要求1的荧光体和至少一种选自Y3(Al，Ga)5O12∶Tb、Zn2SiO4∶Mn、LaOCl∶Tb和InBO3∶Tb的荧光体的混合物组成。10.一种阴极射线管，其包括在其面板上的荧光层和将电子束施加到荧光层上以诱导发光的部件，其中，所述的荧光层包括荧光体，该荧光体的组成用下面的化学式表示{(Y1-y-zMyGdz)1-xTbx}2(Si1-bGebO2)1+aO3其中，x、y、z、a和b的值为0＜x≤0.5，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤y+z≤1，0＜a≤1，0≤b≤1，M是至少一种选自Sc、In、La、Lu、Yb、Ce、Eu、Sm、Tm、Ho、Er和Nd的元素。11.一种等离子体显示板，其包括荧光层和将紫外线施加到荧光层上以诱导发光的部件，其中，所述的荧光层包括荧光体，该荧光体的组成用下面的化学式表示{(Y1-y-zMyGdz)1-xTbx}2(Si1-bGebO2)1+aO3其中，x、y、z、a和b的值为0＜x≤0.5，0≤y≤1，0≤z≤1，0...

【专利技术属性】
技术研发人员：今村伸，椎木正敏，小松正明，松清秀次，小关悦弘，长谷尧，山田勉，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，日立器件工程株式会社，化成欧普托尼克斯株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]