專利名稱：包含綠色磷光體的等離子體顯示屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及等離子體顯示屏，它包含載板、透明前板、將載板與前板之間的空間分成充滿氣體的等離子體單元的肋狀結(jié)構(gòu)、用來在等離子體單元中產(chǎn)生電暈放電的一個或多個電極陣列、以及包含綠色磷光體的磷光體層，所述綠色磷光體屬于包括摻雜鋱激活的、包含硼酸鹽的磷光體的組。
等離子體顯示屏所根據(jù)的原理是在低氣壓氣體中通過高電壓產(chǎn)生電磁輻射，該輻射可以是自身可見的，也可以通過磷光體轉(zhuǎn)換成可見光。
在常規(guī)設(shè)計的彩色顯示屏中，氣體填充物包含惰性氣體(例如氙或諸如氦、氖、氙的混合物之類的惰性氣體混合物)。放電過程涉及產(chǎn)生VUV范圍內(nèi)的紫外輻射，即波長低于200nm的輻射。該VUV輻射在磷光體層中激勵紅色、綠色、以及藍(lán)色的發(fā)光磷光體(RGB磷光體)，從而使之發(fā)射紅色、綠色、以及藍(lán)色的可見光。于是，與常規(guī)熒光燈不一樣，等離子體顯示屏中的發(fā)光材料使用的是UV光譜的高能側(cè)。取決于惰性氣體混合物的組成成分和氣體壓力，VUV的發(fā)射能夠在一個147nm的單線與一個172nm區(qū)域內(nèi)的寬帶之間變化。其結(jié)果是對等離子體顯示屏中的RGB磷光體提出了新的要求。
RGB磷光體構(gòu)成了能量轉(zhuǎn)移鏈的最后部分，其中電能被轉(zhuǎn)換成等離子體顯示屏中的可見光。對具有磷光體層的等離子體顯示屏的效率具有決定性影響的一個因素是磷光體的電光效率，亦即產(chǎn)生的UV光在磷光體中被吸收的程度以及隨后產(chǎn)生的可見光從等離子體顯示屏沿觀察者方向出射的程度。但就長期性能而言，紅色、綠色、藍(lán)色磷光體具有不同的性質(zhì)，它們的顏色飽和度和可感知性也是不同的。
CN 1276406公開了一種用于等離子體顯示屏的綠色磷光體，化學(xué)式為(Ln1-x-y-z)TbxRyLiz)[(2-m)PO4mBO3]，該磷光體包含至少一種稀土金屬Yb、La、Gd、Lu；磷酸鹽Li和B；主要活化劑(Tb離子)；以及共活化劑(Ce、Pr、Dy離子)，且該磷光體用高溫煅燒方法制造。若所述綠色磷光體被VUV光、短波UV光、電子束、以及X射線激勵，則發(fā)射最大值在544nm處的強綠光。
用來產(chǎn)生綠色輻射的這些磷光體的缺點在于它們的色點和色飽和度對于等離子體顯示屏來說不是最佳的。
本發(fā)明的目的是提供一種等離子體顯示屏，它包含載板、透明前板、將載板與前板之間的空間分成充滿氣體的等離子體單元的肋狀結(jié)構(gòu)、用來在等離子體單元中產(chǎn)生電暈放電的一個或多個電極陣列、以及包含由綠色磷光體的磷光體層，該綠色磷光體屬于包括摻雜鋱激活的磷光體的組，這種離子體顯示屏的特征是可以使再現(xiàn)的色彩更為真實，并且亮度更高。
根據(jù)本發(fā)明，這一目的可以利用這樣一種等離子體顯示屏來實現(xiàn)，該等離子體顯示屏包含載板；透明前板；將載板與前板之間的空間分成充滿氣體的等離子體單元的肋狀結(jié)構(gòu)；用來在等離子體單元中產(chǎn)生電暈放電的一個或多個電極陣列；以及包含磷光體的磷光體層，該磷光體選自包括通式為(In1-x-y-zGdyYz)BO3Tbx的、摻雜鋱(III)-激活的等離子體的組，其中0＜x≤0.5，0＜y≤0.5，0≤z≤0.5，1-x-y-z＞0。
在這種彩色顯示屏中，綠色點已經(jīng)被偏移，以便得到更高的色飽和度。這不僅對綠色色調(diào)有影響，而且對由于綠色范圍內(nèi)顯示三角形的放大而可以得到的藍(lán)-綠之間和紅-綠線上的所有中間顏色色調(diào)也有影響。因此有可能更真實地顯示許多顏色的色調(diào)，從而顯示出視覺上的差別。此外，還提高了明亮環(huán)境光條件下的顏色反差。
本發(fā)明還涉及到選自摻雜鋱(III)激活的、通式為(In1-x-y-zGdyYz)BO3Tbx的磷光體組的磷光體，其中0＜x≤0.5，0＜y≤0.5，0≤z≤0.5，1-x-y-z＞0。
該磷光體的特征是改進(jìn)了特別是在含氧環(huán)境中的熱負(fù)載能力，這可以歸因于Tb(III)不具有氧化成Tb(IV)的傾向的事實。結(jié)果，在等離子體顯示屏的制造過程中，該磷光體的亮度不受不利的影響，且即使在被VUV輻射激勵的情況下，也在非常長的時間內(nèi)保持效率恒定。
從參照附圖和二個例子的描述中，本發(fā)明的這些情況和其它情況是顯而易見的。
在附圖中

圖1示出了表面放電類型的等離子體彩色顯示屏，它由一個多層系統(tǒng)組成，該多層系統(tǒng)中的各層為上下排列，并且在相互之間部分相鄰。
在表面放電類型的等離子體顯示屏中，借助于三電極系統(tǒng)中的氣體放電而在等離子體中產(chǎn)生光。所述三電極系統(tǒng)的每個像素包含一個尋址電極和二個放電電極，在工作過程中，其間施加交變電壓。
這種表面放電類型的等離子體顯示屏由彼此間有一定距離、并在外圍處氣密性密封的前板1和載板2組成。二個板之間的空間構(gòu)成被保護(hù)層和磷光體層包裹的放電空間3。前板和載板通常由玻璃制成。可單獨驅(qū)動的等離子體單元包含具有分隔肋的肋狀結(jié)構(gòu)13。多個透明圖像電極6和7在前板上被排列成條形。相關(guān)的控制電極11位于載板上，與圖像電極成90度角，以便可以在各個交點處觸發(fā)放電。
用適當(dāng)?shù)姆烹姎怏w(例如氙、含氙氣體、氖、或含氖氣體)來填充放電空間。在前板上的圖像電極6和7之間觸發(fā)氣體放電。為了防止在等離子體與圖像電極6和7之間發(fā)生直接接觸，用介質(zhì)層4和保護(hù)層5覆蓋后者。在放電空間中，氣體被離子化，從而形成發(fā)射VUV輻射的等離子體。
根據(jù)等離子體單元中氣體的組成成分，氣體放電的光譜強度發(fā)生變化。包含小于30％體積比的氙的氣體混合物發(fā)射基本上為147nm的共振輻射，包含大于30％體積比的氙的氣體混合物發(fā)射172nm的準(zhǔn)分子輻射。
發(fā)射的VUC輻射逐個像素地激勵所構(gòu)成的紅色、綠色、以及藍(lán)色磷光體，從而使之發(fā)射可見光，其結(jié)果是形成彩色效果。由位于至少一部分載板上和/或等離子體單元中分隔肋壁上的磷光體層10形成等離子體顯示屏上的紅綠藍(lán)三原色像素。所有等離子體單元被相繼涂敷紅色、綠色、或藍(lán)色磷光體。三個鄰接的等離子體單元代表一個像素，通過混合所述三原色來顯示所有的顏色。
可單獨控制的放電單元由具有分隔肋的肋狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成。包含直線平行分隔肋的肋狀結(jié)構(gòu)將放電空間分成不間斷的垂直條。具有彎曲或波紋狀分隔肋的肋狀結(jié)構(gòu)將放電空間分成以不連續(xù)鏈?zhǔn)酱怪狈绞脚帕械?、具有例如六角形或橢圓形橫截面的放電單元。
在各個分隔肋之間，前板被磷光體區(qū)段的磷光體層涂敷。圖像單元(即像素)由至少3個子像素(紅色、綠色、以及藍(lán)色)的組合來確定。這些子像素由紅色、綠色、以及藍(lán)色3個發(fā)光磷光體區(qū)段4G、4R、以及4B形成。包含紅色、綠色、以及藍(lán)色磷光體區(qū)段的3個放電單元分別形成一個子像素，并作為三元組形成一個圖像單元。
磷光體區(qū)段的圖形由分隔肋的走向決定，反之亦然。在圖1所示的實施方案中，磷光體區(qū)段形成直列式的條形圖形，其中磷光體區(qū)段構(gòu)成連續(xù)的延長條。磷光體的顏色沿該條保持不變。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案，各個磷光體條可以被分成根據(jù)之字形圖形或燕尾圖形排列的三原色的矩形磷光體區(qū)段(Mondrian像素)。
三原色紅色、綠色、以及藍(lán)色的磷光體區(qū)段分別包含紅色、綠色、或藍(lán)色磷光體。特別適合的磷光體是能夠被來自氣體等離子體的UV輻射分量激勵的磷光體。
對于能夠被VUV輻射激勵的紅色發(fā)光磷光體，可以適當(dāng)?shù)赜?Y，Gd)BO3Eu、Y2O2SEu、Y2O3Eu、Y(V，P)O4Eu、Y(V，P，B)O4Eu、YVO4Eu、SrTiO3Pr、GdMgB5O10Ce，Mn、以及Mg4GeO5.5FMn制成。
對于能夠被VUV輻射激勵的藍(lán)色發(fā)光磷光體，可以適當(dāng)?shù)赜?Sr，Mg)2P2O7Eu、(Ba，Sr)5(PO4)3ClEu、CaWO4、(Y，Gd)(P，V)O4、以及Y2SiO5Ce制成。
對于能夠被UV輻射激勵的綠色磷光體，可以由摻雜鋱(III)激活的磷光體，其通式為(In1-x-y-zGdyYz)BO3Tbx，其中0＜x≤0.5，0＜y≤0.5，0≤z≤0.5，1-x-y-z＞0制成。
對于本發(fā)明，特別可以適當(dāng)?shù)赜娩B激活的鋁酸鋇鎂BaMgAl10O17Eu作為藍(lán)色磷光體、銪激活的氧化釔Y2O3Eu或銪激活的硼酸釔釓(Y，Gd)BO3Eu作為紅色磷光體、以及(In0.45Gd0.45)BO3Tb0.1、(In0.2Gd0.7)BO3Tb0.1、或(In0.7Gd0.2)BO3Tb0.1作為綠色磷光體，并使用這三種磷光體的組合。
用來產(chǎn)生綠色輻射的、具有通式(In1-x-y-zGdyYz)BO3Tbx(其中0＜x≤0.5，0＜y≤0.5，0≤z≤0.5，1-x-y-z＞0)的摻雜鋱(III)激活的磷光體，可以具有被低濃度活化劑離子Tb3+摻雜的六方球方解石結(jié)構(gòu)的主晶格。該六方球方解石結(jié)構(gòu)具有二種被三價陽離子占據(jù)的、在結(jié)晶學(xué)上獨立的晶格位置。一種晶格位置具有反轉(zhuǎn)中心，另一種沒有。Tb3+離子占據(jù)二種晶格位置。
或者，用來產(chǎn)生綠色輻射的、具有通式(In1-x-y-zGdyYz)BO3Tbx(其中0＜x≤0.5，0＜y≤0.5，0≤z≤0.5，1-x-y-z＞0)的摻雜鋱(III)激活的磷光體，可以具有被低濃度活化劑離子Tb3+摻雜的方解石結(jié)構(gòu)的主晶格。該方解石結(jié)構(gòu)僅僅具有一種被三價陽離子占據(jù)的結(jié)晶學(xué)晶格位置。該晶格位置具有反轉(zhuǎn)中心。Tb3+離子占據(jù)該晶格位置。
在具有六方球方解石結(jié)構(gòu)或方解石結(jié)構(gòu)的化合物中，活化劑離子Tb3+的發(fā)射光譜在490nm(5D4-7F6)、545nm(5D4-7F5)、以及620nm(5D4-7F3)處具有3個發(fā)射線。在無反轉(zhuǎn)對稱性的晶格位置處具有鋱離子的常規(guī)磷光體的情況下，綠光發(fā)射的飽和度由于5D4-7F6，4，2躍遷而被降低。
由于根據(jù)本發(fā)明的磷光體的主晶格在具有反轉(zhuǎn)對稱性或稍許偏移于反轉(zhuǎn)對稱性的晶格位置具有Tb(III)離子，故抑制了5D4-7F6，4，2躍遷，從而提高了綠光發(fā)射的飽和度而不降低量子效率。
結(jié)果，545nm處的綠色發(fā)射的多重譜線非常強，表現(xiàn)出大于5001m/W的較高流明量。
用常規(guī)方法，例如用固態(tài)反應(yīng)方法，來制作Tb(III)激活的稀土金屬硼酸鹽。在制作過程中，氧化物或碳酸鹽被用作起始化合物。它們被混合、研磨、以及隨后燒結(jié)。結(jié)果，以晶粒尺寸為1-10微米的細(xì)小晶粒的形式得到具有均勻晶體結(jié)構(gòu)的磷光體。
干法涂敷方法，例如靜電淀積方法或靜電輔助噴粉方法，以及濕法涂敷方法，例如絲網(wǎng)印刷方法、其中采用沿溝道運動的噴嘴引入懸浮液的分配方法，或從液相沉積的方法，能夠被用來制作磷光體層。
對于濕法涂敷方法，磷光體必須被分散在水中，分散在有機(jī)溶劑中，若需要與分散溶劑組合，則分散在表面活性劑和消泡劑或粘合劑制劑中。能夠承受250℃的工作溫度而不分解、脆裂、或掉色的有機(jī)和無機(jī)粘合劑，能夠合適地用作等離子體顯示屏的粘合劑制劑。
雖然已經(jīng)參照表面放電類型的彩色等離子體顯示屏描述了本發(fā)明，但本發(fā)明的應(yīng)用不局限于這種類型的等離子體顯示屏，而是也包括例如DC彩色等離子體顯示屏以及單色AC和DC等離子體顯示屏。
實施例1為了制作(In0.7Gd0.2)BO3Tb0.1，需要將10.0g(36.02mmol)的In2O3、3.730g(10.2mmol)的Gd2O3、1.924g(2.57mmol)的Tb4O7、以及7.0g(113.20mmol)的H3BO3在瑪瑙研缽中仔細(xì)研磨。在700℃下的第一混合操作之后，再次研磨粉末，并在CO氣中于1100℃下燒結(jié)二次。在第一燒結(jié)操作之后，再次研磨粉末。隨后，磷光體用軟化水清洗，過濾，并在100℃下干燥。結(jié)果，得到通過30微米目篩的白色粉末。根據(jù)已知的方法，這樣制作的磷光體被用來制造和測試等離子體顯示屏。發(fā)現(xiàn)表1所列舉的測量值。
表1
根據(jù)已知的方法，這樣制作的磷光體被用來制造和測試等離子體顯示屏。
實施例2為了制作(In0.2Gd0.7)BO3Tb0.1，將2.000g(7.2mmol)的In2O3、10.445g(28.82mmol)的Gd2O3、2.394g(3.20mmol)的Tb4O7、以及8.710g(140.87mmol)的H3BO3在瑪瑙研缽中仔細(xì)研磨。在700℃下的第一混合操作之后，再次研磨粉末，并在CO氣中于1100℃下燒結(jié)二次。在第一燒結(jié)操作之后，再次研磨粉末。隨后，磷光體用軟化水清洗，過濾，并在100℃下干燥。結(jié)果，得到通過30微米目篩的白色粉末。根據(jù)已知的方法，這樣制作的磷光體被用來制造和測試等離子體顯示屏。發(fā)現(xiàn)表1所列舉的測量值。
表1
根據(jù)已知的方法，這樣制作的磷光體被用來制造和測試等離子體顯示屏。
實施例3為了制作(In0.45Gd0.45)BO3Tb0.1，將8.0g(28.82mmol)的In2O3、10.445g(28.82mmol)的Gd2O3、1.924g(2.57mmol)的Tb4O7、以及7.0g(113.20mmol)的H3BO3在瑪瑙研缽中仔細(xì)研磨。在700℃下的第一混合操作之后，再次研磨粉末，并在CO氣中于1100℃下燒結(jié)二次。在第一燒結(jié)操作之后，再次研磨粉末。隨后，磷光體用軟化水清洗，過濾，并在100℃下干燥。結(jié)果，得到通過30微米目篩的白色粉末。根據(jù)已知的方法，這樣制作的磷光體被用來制造和測試等離子體顯示屏。發(fā)現(xiàn)表1所列舉的測量值。
表1
根據(jù)已知的方法，這樣制作的磷光體被用來制造和測試等離子體顯示屏。
權(quán)利要求
1.一種等離子體顯示屏，它包含載板、透明前板、將載板與前板之間的空間分成充滿氣體的等離子體單元的肋狀結(jié)構(gòu)、用來在等離子體單元中產(chǎn)生電暈放電的一個或多個電極陣列、以及包含磷光體的磷光體層，所述的磷光體選自包括通式為(In1-x-y-zGdyYz)BO3:Tbx的、摻雜鋱(III)激活的磷光體的組，其中0＜x≤0.5，0＜y≤0.5，0≤z≤0.5，1-x-y-z＞0。
2.一種選自包括通式為(In1-x-y-zGdyYz)BO3:Tbx的、摻雜鋱(III)激活的磷光體的組的磷光體，其中0＜x≤0.5，0＜y≤0.5，0≤z≤0.5，1-x-y-z＞0。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種等離子體顯示屏，它包含載板、透明前板、將載板與前板之間的空間分成充滿氣體的等離子體單元的肋狀結(jié)構(gòu)、用來在等離子體單元中產(chǎn)生電暈放電的一個或多個電極陣列、以及包含磷光體的磷光體層，所述的磷光體選自包括通式為(In
文檔編號C09K11/77GK1596456SQ02823574
公開日2005年3月16日 申請日期2002年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月28日
發(fā)明者T·朱斯特, W·邁爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司