等离子显示屏用的绿色荧光体的制造方法技术

本发明专利技术涉及ＰＤＰ用绿色荧光体的制造方法。具体的是，使ＺｎＯ和ＳｉＯ＃－［４］反应、合成Ｚｎ＃－［２］ＳｉＯ＃－［４］后，再使得到的Ｚｎ＃－［２］ＳｉＯ＃－［４］和ＭｎＯ进一步反应，制造ＰＤＰ用绿色荧光体，该法可容易地制造出在保持现有的ＰＤＰ用绿色荧光体同等的发光强度时，使反应时间和衰减时间缩短的ＰＤＰ用荧光体。（*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PDP(等离子显示屏)用绿色荧光体的制造方法，更详细地说，涉及使ZnO和SiO2反应、合成Zn2SiO4后，再使Zn2SiO4和MnO反应而合成PDP用绿色荧光体Zn2SiO4∶Mn的制造方法。现有技术作为下一代平板显示装置而显露头角的等离子显示屏(PDP)，是通过用惰性气体放电生成的真空紫外线而得的荧光体形式的显示装置，以真空紫外线的激发作为基本。作为PDP用绿色荧光体，最广泛采用的是Zn2SiO4∶Mn，而上述Zn2SiO4∶Mn具有小的旋转的三斜晶系晶体结构(菱形结构，间隔基R3)。为了生成小的旋转的斜面体结构，Zn2+离子和四个氧配位，可在互相不同的二种位置上，该Zn2+取代Mn2+制成绿色荧光体。处于Mn2+离子d轨道的激发电子下降至最低状态时发出绿光，由于按照选择规则被禁止的4T1g-6A1g的转移，其发出绿光的衰减时间非常长，直至发光强度下降至最大发光10％的衰减时间 约为30ms。由于该荧光体，在动态图像中作为要素的衰减时间长达30ms，所以，合成衰减时间短的荧光体成为荧光体制造技术的核心。具体的是，在实际使用Zn2SiO4∶Mn作为PDP用绿色荧光体时，衰减时间必须比上述数值短很多，达到0.1ms～10ms的一定范围内。如衰减时间 过短(＜0.1ms)，则显示装置出现闪烁现象，如衰减时间过长(＞10ms)，则出现图像重叠的现象。而且，由于人眼对动态图像的视角的暂留图像时间是5ms，所以，衰减时间1～5ms是优选的。在采用Zn2SiO4∶Mn的场合，由于锰离子的能量转移违背选择原则，所以，发光时间加长。然而，如果锰离子浓度非常高，则衰减时间有变短的倾向，发光强度显著减弱。最近，绿色荧光体的研究倾向集中于提高发光强度的同时减少衰减时间的方向。具体的是，通过改善热处理的方法、使用熔剂以及利用浓度猝灭效果，进行调节发光强度和衰减时间的研究。而且，还进行了采用辅助活性剂以改善发光强度和衰减时间的研究。根据E.van der Kolk及其同事的研究报导，用Ba2+和Ga2+作为Zn1.95Mn0.05SiO4的辅助活性剂合成绿色荧光体。这时，与不使用辅助活性剂相比，亮度下降14％左右，而在170nm激发时的衰变时间从17ms减至10ms[Journal of luminescence，87～89(2000)，1246～1249]。还有报导，使用使原料物质进行1次热处理后，再进行粉碎而进行2次热处理的方法[phosphorhandbook，CRC press，p410～411]，或在1次热处理后，在还原气氛中进行2次热处理以提高发光强度[Journal of the EuropeanCeramic Society，20(2000)，1043～1051]。另外，美国专利第4 390 449号提出，在1次热处理后，添加作为熔剂的NH4Cl后，进行2次热处理，以提高发光强度的实例。上述方法是通过2次热处理，除去荧光体晶体内的猝灭位点，通过减少Mn-Mn对的形成，而增加单独的锰离子数，使亮度增加[Journal of the European ceramic society 20(2000)，1043～1051]。如果Mn-Mn对的形成增加，通过浓度猝灭效果作用，发光强度降低[J.Electrochem.Soc.Vol.140，No.7，1993]。然而，尽管经过上述多方面努力，对衰减时间等问题仍未得到解决。本专利技术人为了解决上述问题，先使ZnO和SiO2反应，合成Zn2SiO4后，再使Zn2SiO4和MnO反应，合成PDP用绿色荧光体，则荧光体表面的Mn-Mn对浓度加大，与现有的PDP用绿色荧光体相比，发光强度可保持同等以上，但衰减时间缩短，完成了本专利技术。本专利技术解决的课题因此，本专利技术的目的是提供一种PDP用绿色荧光体的制造方法，该法是在基体合成步骤通过调节原料的组成，来缩短基体生成反应时间，使生成的基体和活性剂锰在第2步骤进行反应，发光强度与现有的PDP用绿色荧光体相比，可保持在同等以上程度，并缩短了衰变时间。具体的是，本专利技术的目的是提供一种采用两步骤的制造方法制造PDP用绿色荧光体，其特征是，该法包括使ZnO和SiO2反应、合成Zn2SiO4的步骤，以及使该Zn2SiO4和MnO再进行反应的步骤。这种两步骤反应是在通过第一步骤生成的Zn2SiO4基体中掺杂作为活性剂的锰，以使在粒子表面上的Mn-Mn对的浓度加大。附图的简单说明附图说明图1是锰的摩尔比定在0.05时，基体为ZnO∶SiO2＝(1.5～1.9)∶1的组成比时所制成的试样Zn1.95Mn0.05SiO4的X线衍射图。图2是ZnO∶SiO2∶MnO原料的摩尔比为1.7∶1∶(0.001～0.09)时制成的试样Zn2-aMnaSiO4(a＝0.001～0.1)的X线衍射图。图3a是因制成的绿色荧光体试样Zn2-aMnaSiO4(a＝0.001～0.1)中的锰浓度而激发的光谱。图3b是因制成的绿色荧光体试样Zn2-aMnaSiO4(a＝0.001～0.1)中的锰浓度产生的发光强度和衰减时间的变化图。图4是本专利技术制造的绿色荧光体试样ZnO∶SiO2∶MnO＝1.5∶1.0∶0.041的扫描电子显微镜照片。用于解决本专利技术的方法为了达到上述目的，本专利技术提供一种PDP用绿色荧光体的制造方法，其特征是包括1)第1步骤按照下列反应式1混合ZnO和SiO2，进行热处理，合成Zn2SiO4；反应式1 (式中，0＜x＜2)2)第2步骤按照下列反应式2把步骤1的生成物和MnO混合，进行热处理；反应式2 (式中，0＜z≤0.1，0＜a≤0.1)。步骤1是1次热处理步骤，以必要的摩尔比称量ZnO和SiO2，放入研钵中，与少量丙酮一起研磨。把已混合的原料放入氧化铝坩埚中，在空气中于1250℃～1350℃加热2小时以上。该步骤，作为合成荧光体用基体的过程，ZnO和SiO2的混合摩尔比x值小于2，优选的是1.5～1.9，反应产物是Zn2SiO4粒子以及未进入反应而残留的少量SiO2。基体合成中的热处理时间，根据ZnO对SiO2的组成比而有不同。即，热处理时间，随着x加大有加长的倾向。ZnO的组成，当x为1.5时，于反应温度1300℃热处理2小时以上，就可以完成基体的合成，x为1.6～1.8时，热处理3小时以上，x为1.9～2.0时，热处理5小时以上，该反应才可以完成。反应的结束，可采用X线衍射仪(Norelco X-ray Diffractometer)通过在X线衍射图中ZnO衍射峰不存在而确认ZnO反应完全消耗。同时，通过在X线衍射图中，ZnO的混合比，从1.5上升至1.9，减少供给反应的残留二氧化硅量，而确认Zn2SiO4的结构不发生变化。换言之，ZnO和SiO2混合比的变化，已知对形成Zn和Si达到2∶1的结构的硅酸锌矿(硅锌矿)Zn2SiO4没有影响。必须注意的是，ZnO比愈增加，基体的合成时间愈增大，由此也引起粒子的成长，所以，从基体的合成时间考虑，优选的混合比是1.5～1.9，这是本专利技术的发现。步骤2是，把作为荧光体活性剂的MnO以一定的摩尔比添加至上述步骤1的生成物中，进行2次热处理的过程，其生成物为Zn(2-a)MnaS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＰＤＰ用的绿色荧光体的制造方法，其特征包括：１）第１步骤：按照下反应式１混合ＺｎＯ和ＳｉＯ↓［２］，进行热处理，合成Ｚｎ↓［２］ＳｉＯ↓［４］，反应式１：ｘＺｎＯ＋ＳｉＯ↓［２］→Ｚｎ↓［２］ＳｉＯ↓［４］＋少量残留的ＳｉＯ ↓［２］（式中，０＜ｘ＜２）；以及，２）第２步骤：把步骤１的生成物按下反应式２与ＭｎＯ进行混合、进行热处理，反应式２：步骤１的生成物＋ｚＭｎＯ→Ｚｎ↓［（２－ａ）］Ｍｎ↓［ａ］ＳｉＯ↓［４］＋少量残留的ＳｉＯ↓［２］或没有 （式中，０＜ｚ≤０．１，０＜ａ≤０．１）。

【技术特征摘要】
KR 2002-2-28 10817/021.一种PDP用的绿色荧光体的制造方法，其特征包括1)第1步骤按照下反应式1混合ZnO和SiO2，进行热处理，合成Zn2SiO4，反应式1(式中，0＜x＜2)；以及，2)第2步骤把步骤1的生成物按下反应式2与MnO进行混合、进行热处理，反...

【专利技术属性】
技术研发人员：金昌弘，卞钟洪，金相福，庾炳容，裵贤淑，金弘烈，
申请(专利权)人：韩国科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]