電界放射ディスプレイ用高効率蛍光体の研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08650985
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Tokyo University of Technology
• Principal Investigator: 山元 明 東京工科大学, 工学部自然・基礎学系, 教授 (00247298)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三田 陽 東京工科大学, 工学部電子工学科, 教授 (20200040)
• Keywords: 電界放射ディスプレイ / 蛍光体 / ペロブスカイト型化合物 / 不純物添加 / 面状欠陥 / エネルギー伝達

Research Abstract

(1)電界放射ディスプレイ用赤色蛍光体SrTiO_3:Pr^<3+>の発光機構(双葉電子工業(株)と協力)SrTiO_3:Pr^<3+>にAlを添加すると、発光効率が約100倍向上することが報告されている。Al添加効果の機構について次の点を明らかにした。
(a)Al添加によりX線回析線幅が減少し、結晶性の改善が示される。透過型電子顕微鏡観察によると、Alを添加しない試料には、(001)面に平行に面状欠陥が走っている。Al添加により、この面状欠陥が消滅する。この面状欠陥は積層欠陥ではなく、SrO層が挿入されたものである可能性が高い。
(b)大部分のAlは合成反応に際してSrAl_<12>O_<19>を形成し、原料の化学量論比をSr不足に傾ける。この結果SrO層形成が抑えられる。
(c)極く少量のAlはSrTiO_3格子に入り、トラップ準位を形成する。この準位を介して、SrTiO_3結晶からPr^<3+>へのエネルギー伝達が有効に行われる。
(2)フルカラー・ディスプレイ用新蛍光体の開発
Al添加効果を他の発光イオンおよび他のペロブスカイト型化合物にもテストした。Pr^<3+>と同じく5d軌道エネルギーの低いTb^<3+>(緑色発光)については効率向上効果が認められた。しかし、Eu^<3+>(赤色発光)については効果が認められなかった。Pr^<3+>,Tb^<3+>では、SrTiO_3の伝導帯と5d軌道との重なりがあるために、SrTiO_3からのエネルギー伝達が効率良く起こると考えられる。青色発光のTm^<3+>を添加したSrHfO_3についても検討したが、Al添加効果は明瞭ではなかった。
(3)緑色発光Y_3(Al,Ga)_5O_<12>:Tb^<3+>の電子線照射による劣化の改善(日立製作所(株)と協力)約0.01-0.1latom.%のScの添加により、の劣化が顕著に改善される。この効果の原因はScのサイズ効果によることを提案した。

Research Products

• [Publications] 山元、岡本、土岐、田村、伊藤: "Effects of Al addition on Luminescence Properties of SrTiO_3:Pr^<3+>" Journal of Society for Imformation Displays. (to be published).
• [Publications] 松清、鈴木、山田、山元: "Reduction of Electron-beam Induced Degradation by Rare Earth Doping in Y_3(Al,Ga)_5O_<12>:Tb Phosphors" Journal of Electrochemical Society. 270-274