專(zhuān)利名稱(chēng)：具有三價(jià)鋱活化磷光體的等離子圖象顯示屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有一前板的等離子圖象顯示屏，包括在其上有介電層和保護(hù)層的玻璃板；具有磷光體層的載板，磷光體層包括紅色、藍(lán)色磷光體和綠色三價(jià)鋱(Tb3+)活化磷光體；將前板和載板之間的空間細(xì)分成充滿(mǎn)包含氙氣的氣體的等離子單元的肋狀結(jié)構(gòu)；和在前板與載板上帶有一個(gè)或幾個(gè)用于在等離子單元內(nèi)產(chǎn)生電暈放電的電極陣列。
等離子圖象顯示屏能夠提供具有盡可能高的清晰度的彩色圖象和盡可能大的顯示屏對(duì)角線，同時(shí)具有緊湊的結(jié)構(gòu)。等離子圖象顯示屏有一個(gè)氣密封閉的充滿(mǎn)氣體和以格柵排列的電極的玻璃單元。施加電壓導(dǎo)致氣體放電產(chǎn)生在紫外線范圍(145至185nm)內(nèi)的光。這種光能夠通過(guò)磷光體被轉(zhuǎn)化成可見(jiàn)光，并從玻璃單元的前板發(fā)出給觀看者。
在真空紫外線(UV)激發(fā)下非常有效的磷光體用于等離子圖象顯示屏。通常被用來(lái)發(fā)射綠光的磷光體是例如Zn2SiO4∶Mn(ZSM)和BaAl12O19∶Mn(BAL)。這兩種材料顯示具有y＞0.7的高y-值飽和的綠色。這兩種材料的缺點(diǎn)是比較長(zhǎng)的滯后時(shí)間t1/10，例如對(duì)含有2.5％Mn的Zn2SiO4來(lái)說(shuō)為30毫秒。造成這種結(jié)果的原因是因?yàn)榕c光發(fā)射有關(guān)的4T1→6A1轉(zhuǎn)換是自旋禁止的。另外，二價(jià)錳(Mn2+)活化磷光體的滯后時(shí)間t1/10和色點(diǎn)特別依賴(lài)于Mn2+的濃度，另一個(gè)缺點(diǎn)是Mn2+氧化至Mn3+或者M(jìn)n4+的敏感度，它將降低磷光體的穩(wěn)定性。
相比之下，三價(jià)鋱(Tb3+)活化磷光體是溫度穩(wěn)定的和對(duì)光穩(wěn)定的，因?yàn)門(mén)b3+不易氧化成Tb4+。與二價(jià)錳(Mn2+)活化磷光體相比這些磷光體的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是較短的滯后時(shí)間t1/10，在2至10毫秒之間，這與主晶格有關(guān)。
US6004481描述了一種用于等離子圖象顯示屏的發(fā)出綠光的三價(jià)鋱(Tb3+)活化磷光體，它具有(Y1-x-y-zGdxTbyCez)BO3的組成，其中0.0＜x＜0.2,0.01＜y＜0.1以及0.0＜z＜0.1。
三價(jià)鋱(Tb3+)活化磷光體的一個(gè)主要缺點(diǎn)是具有y＜0.62的低y-值的黃綠色色點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種具有三價(jià)鋱(Tb3+)活化磷光體的等離子圖象顯示屏，其磷光體的綠色象素使光有改進(jìn)的色點(diǎn)。
這一目的是通過(guò)這樣一種具有一前板的等離子圖象顯示屏而實(shí)現(xiàn)的它包括在其上有介電層和保護(hù)層的玻璃板；具有磷光體層的載板，磷光體層包括紅色、藍(lán)色磷光體和綠色三價(jià)鋱(Tb3+)活化磷光體；將前板和載板之間的空間細(xì)分成充滿(mǎn)包含氙氣的氣體的等離子單元的肋狀結(jié)構(gòu)；和在前板和載板上帶有一個(gè)或者幾個(gè)用于在等離子單元內(nèi)產(chǎn)生電暈放電的電極陣列，其中氣體包含在5至30體積％的比例內(nèi)的氙氣。
特別優(yōu)選的氙氣的比例是10體積％。
氣體中氙氣比例增加顯著增加了三價(jià)鋱(Tb3+)活化磷光體色點(diǎn)的y-值，結(jié)果，具有三價(jià)鋱(Tb3+)活化磷光體的等離子圖象顯示屏的綠色色象顯示出足夠飽和的綠色。
另外，優(yōu)選的綠色三價(jià)鋱(Tb3+)活化磷光體選自于這樣一類(lèi)物質(zhì)(InxGd1-x)BO3∶Tb(0≤x≤1),Y2SiO5∶Tb,CeMgAl11O19∶Tb,(Y1-X-YGdxPry)BO3∶Tb(0≤x≤1,0≤y≤0.05),GdMgB5O10∶Ce,Tb和LaPO4∶Ce,Tb。
這些三價(jià)鋱(Te3+)活化磷光體在被遠(yuǎn)紫外光激發(fā)時(shí)是特別有效的發(fā)射綠光的磷光體。
特別優(yōu)選地，該綠色三價(jià)鋱(Tb3+)活化磷光體包括(Y1-X-YGdxPry)BO3∶Tb(0≤x≤1,0≤y≤0.05)。
這種磷光體具有較短的延遲時(shí)間t1/10=8毫秒和較高的色點(diǎn)，y-值＞0.61。
本發(fā)明將參考附圖和一個(gè)實(shí)施方案在下文進(jìn)行詳細(xì)地解釋?zhuān)渲懈?br>
圖1表示在AC等離子圖象顯示屏中的單一等離子單元的結(jié)構(gòu)和工作原理。
在圖1中，有同平面排列的電極的AC等離子圖象顯示屏的一個(gè)等離子單元包括前板1和載板2。前板1包含在其上有介電層4和保護(hù)層5的玻璃板3。優(yōu)選保護(hù)層5是由MgO制成，介電層4是由例如含PbO的玻璃制成。平行的條狀放電電極6,7被安裝在玻璃板3上，而且被介電層4覆蓋。放電電極6，7是由例如金屬或者ITO制成。載板2是由玻璃制成，平行的條狀的尋址電極10，例如由銀(Ag)制成，被安裝在載板2上以便能垂直地連接到放電電極6,7上。所述尋址電極分別被熒光層9覆蓋，每一個(gè)熒光層發(fā)出紅色、綠色或者藍(lán)色三種基色中的一種的光。每一個(gè)等離子單元被優(yōu)選由介電材料制成的各個(gè)肋狀結(jié)構(gòu)12分開(kāi)。
在等離子單元中存在一種氣體，優(yōu)選的惰性氣體混合物例如氦、氖或者氪，其中所包含的氙氣占5至30體積％，而且還存在于輪流作為正電極和負(fù)電極的放電電極6,7之間。在表面放電開(kāi)始后，電荷沿著在放電區(qū)域8中的放電電極6,7之間的放電通道流動(dòng)，在放電區(qū)域內(nèi)形成等離子體，從而在紫外線(UV)范圍內(nèi)，特別是遠(yuǎn)紫外線(VUV)范圍內(nèi)形成輻射11，這依賴(lài)于氣體的組成。輻射11激發(fā)等離子層9成為熒光，因此發(fā)出三個(gè)基色之一的一種可見(jiàn)光13，該光從前板1射到外部從而在圖象顯示屏上形成發(fā)光的象素。
位于AC等離子圖象顯示屏中透明的放電電極6,7上的介電層4，起到阻礙在由導(dǎo)電材料制成的放電電極6,7之間的直接放電的作用，從而在放電開(kāi)始過(guò)程中形成電弧。
三價(jià)鋱(Tb3+)活化的磷光體，例如(InxGd1-x)BO3∶Tb(0≤x≤1),Y2SiO5∶Tb,CeMgAl11O19∶Tb,(Y1-X-yGdxPry)BO3∶Tb(0≤x≤1,0≤y≤0.05),GdMgB5O10∶Ce,Tb和LaPO4∶Ce,Tb，被用作磷光體層中發(fā)出綠光的磷光體。優(yōu)選使用(Y1-X-yGdxPry)BO3∶Tb(0≤x≤1,0≤y≤0.05)。
氣體優(yōu)選包含兩種或者三種情性氣體如He/Xe,Ne/Xe或者He/Ne/Xe的混合物，其中氙氣的含量是在5至30體積％之間。特別優(yōu)選的是氣體中氙氣的含量為10體積％。氣體中氙氣的含量增加到超過(guò)5體積％時(shí)，就會(huì)增加三價(jià)鋱(Tb3+)活化磷光體的y-值。結(jié)果，綠色象素具有足夠的綠色表象。
含有超過(guò)5體積％的氙氣量的等離子圖象顯示屏的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在580nm至750nm范圍內(nèi)的氙氣的釋放波段的強(qiáng)度隨著氙氣量的增加而降低。這也提高了藍(lán)色磷光體的色彩飽和度，即藍(lán)色象素。
包含了提高了比例的氙氣的的氣體與三價(jià)鋱(Tb3+)活化磷光體組合使用，不僅提高了綠色象素色點(diǎn)的y-值，而且還提高了它們的亮度。
如表1所示，用(Y,Gd)BO3∶Tb作為磷光體的單色等離子圖象顯示屏的亮度與Zn2SiO4∶Mn單色等離子圖象顯示屏相比，大約提高了30％。對(duì)于在氣體中氙氣的含量為10體積％而言，(Y,Gd)BO3∶Tb的色點(diǎn)仍然是在ZnS∶Cu的范圍內(nèi)(x=0.31,y=0.61),ZnS∶Cu是用來(lái)作為在彩色陰極射線管中發(fā)出綠光的磷光體。
表1各種氣體混和物、用Zn2SiO4∶Tb或者(Y,Gd)BO3∶Tb的單色等離子圖象顯示屏的相干紅外能量(CIE)色點(diǎn)和亮度氣體組成 磷光體CIE色點(diǎn) 亮度[體積％][x,y] [cd/m2]3.5Xe,96.5NeZn2SiO4∶Mn 0.25,0.67 13903.5Xe,96.6Ne(Y,Gd)BO3∶Tb 0.36,0.53 182010Xe,90Ne Zn2SiO4∶Mn 0.15,0.74 270010Xe,90Ne (Y,Gd)BO3∶Tb 0.31,0.60 3700下面將詳細(xì)解釋本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，它表示實(shí)際中如何實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)例子。
實(shí)施例首先制備(Y,Gd)BO3∶Tb磷光體的懸浮液，將例如有機(jī)粘合劑和分散劑的添加劑加入到其中。通過(guò)絲網(wǎng)印刷和烘干將懸浮液以一定結(jié)構(gòu)施加在載板2上并干燥，這一操作步驟接著用于進(jìn)行其他兩種發(fā)出紅光和藍(lán)光的磷光體的操作。載板2由玻璃制成，具有肋狀結(jié)構(gòu)12和銀制的尋址電極10。磷光體層9含有的所有有機(jī)添加劑，通過(guò)在400至600℃下、在含氧的空氣中對(duì)載板2的熱處理而除去。
載板2被用來(lái)與如下部件一起組裝AC等離子圖象顯示屏前板1和具有10體積％的Xe和90體積％Ne組成的氣體混合物，前板1包含玻璃板3，含有PbO的玻璃介電層4，由MgO制成的保護(hù)層5，和由ITO制成的放電電極6、7。這種顯示屏顯示出改進(jìn)的色飽和度和改進(jìn)的色穩(wěn)定度。
權(quán)利要求
1．一種具有一前板(1)的等離子圖象顯示屏，其包括有介電層(4)和保護(hù)層(5)在其上的玻璃板(3)；具有磷光體層(9)的載板(2)，磷光體層(9)包含紅色、藍(lán)色磷光體和綠色三價(jià)鋱(Tb3+)活化磷光體；將前板(1)和載板(2)之間的空間細(xì)分成充滿(mǎn)包含氙氣的氣體的等離子單元的肋狀結(jié)構(gòu)(12)；和一個(gè)或者幾個(gè)在前板(1)和載板(2)上用于在等離子單元內(nèi)產(chǎn)生電暈放電的電極陣列(6,7,11)，其特征在于所述氣體包含其比例在5至30體積％范圍內(nèi)的氙氣。
2．如權(quán)利要求1所述的等離子圖象顯示屏，其特征在于氣體中氙氣的比例為10體積％。
3．如權(quán)利要求1所述的等離子圖象顯示屏，其特征在于所述綠色三價(jià)鋱(Tb3+)活化磷光體選自(InxGd1-x)BO3∶Tb(0≤x≤1),Y2SiO5∶Tb,CeMgAl11O19∶Tb，(Y1-xGdxPry)BO3∶Tb(0≤x≤1,0≤y≤0.05),GdMgB5O10∶Ce,Tb和LaPO4∶Ce，Tb。
4．如權(quán)利要求3所述的等離子圖象顯示屏，其特征在于所述綠色三價(jià)鋱(Tb3+)活化磷光體包含(Y1-X-YGdxPry)BO3∶Tb(0≤x≤1,0≤y≤0.05)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有改進(jìn)色飽和度和改進(jìn)色穩(wěn)定度的等離子圖象顯示屏,通過(guò)使用三價(jià)鋱(Tb
文檔編號(hào)C09K11/80GK1325124SQ0112126
公開(kāi)日2001年12月5日 申請(qǐng)日期2001年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月19日
發(fā)明者T·朱斯特爾, G·斯佩科尤斯, S·范霍斯登, G·奧弗斯劉曾, S·T·德茲瓦特 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司