CN100492583C - 多色发光的荧光显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种多色发光的荧光显示装置，其中包括一个真空密封容器，该真空密封容器具有一个玻璃基底、一个布置在该玻璃基底上的阳极，一个安装在该真空密封容器中的阴极、一个包含发射黄色到红色光的无机发光材料的第一磷光层和一个包含发射蓝色到绿色光的无机发光材料的第二磷光层。该第一磷光层包含Ln2O2S:Eu无机发光材料(Ln是从由La、Gd、Lu和Y组成的组选择的至少一种)，其发射黄色到红色的光，该第二磷光层包含从ZnO:Zn无机发光材料、ZnGa2O4无机发光材料和ZnGa2O4:Mn无机发光材料中选择的至少一种无机发光材料，其发射蓝色到绿色的光。
Description
技术领域
本发明涉及一种多色发光的荧光显示装置，包括一个包含发射黄色到红色光的无机发光材料的磷光层，和一个包含发射蓝色到绿色光的无机发光材料的磷光层，其中，光发射对应于从配置在真空密封容器中电子发射源射出的电子。
背景技术
在荧光显示装置中，为了获得各种发光颜色，在各种无机发光材料中，发射黄色到红色光的无机发光材料在增加荧光显示装置的变化上是很重要的。
ZnCdS:Ag无机发光材料可被用作发射黄色到红色光的无机发光材料。但是现有环境限制需要减少Cd的浓度，Cd是一种环境污染材料，也是无机发光材料中的一种成分。因此在发展高可靠性的无Cd无机发光材料是强烈和一致的努力的方向。
已知的一种在荧光显示装置中使用的无机发光材料技术，如无Cd无机发光材料中的一种，Ln2O2S:Eu无机发光材料(Ln是从由La、Gd、Lu和Y组成的组中选择的至少一种)(下文中，被称作“Ln2O2S:Eu无机发光材料”)。
例如，日本特许公开H10-12165公开了一种技术，其中Ln2O2S:Eu无机发光材料的表面上的氧化物的被减少到Ln2O2S:Eu无机发光材料中大约使用的特定量以下，该荧光显示装置在非氧化环境下通过使用自溶粘合剂制造的。结果，Ln2O2S:Eu无机发光材料表面上的氧化作用被抑制，因此改善了荧光显示装置的初始亮度和可靠性。
另外，例如，日本特许公开H7-48570中公开了一种技术，通过使用在Ln2O2S:Eu无机发光材料表面形成从Al2O3、SiO3、TiO2和CeO3中选择的透明保护膜的Ln2O2S:Eu无机发光材料提高荧光显示装置可靠性。
此外，例如，日本特许公开2003-147354中公开了一种技术，通过向Ln2O2S:Eu无机发光材料的表面上添加从Mg、Sr、Ba、Be和Ca中选择的金属以重组其表面，使用Ln2O2S:Eu无机发光材料来改善荧光显示装置的可靠性。
Ln2O2S:Eu无机发光材料是一种无Cd无机发光材料，其能被用作由发射黄色到红色光的无机发光材料组成磷光层，在经受多色发光的荧光显示装置的开动条件时，该光发射对应于从配置在真空密封容器中电子发射源射出的电子。
但是，在多色荧光显示装置中，其中由于Ln2O2S:Eu无机发光材料和磷光层被一起使用，该磷光层包含ZnO:Zn无机发光材料、ZnGa2O4无机发光材料和ZnGa2O4:Mn无机发光材料中的至少一种低抗氧化物无机发光材料，因此由Ln2O2S:Eu无机发光材料组成的磷光层的亮度在很短的时间内就会降低。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种高可靠性的多色发光的荧光显示装置，其使用Ln2O2S:Eu无机发光材料当做发射黄色到红色光的无机发光材料，其中，即使当Ln2O2S:Eu无机发光材料与发射蓝色到绿色光的ZnO:Zn无机发光材料、ZnGa2O4无机发光材料和ZnGa2O4:Mn无机发光材料中的选择的至少一种低抗氧化物无机发光材料一起使用时，Ln2O2S:Eu无机发光材料的亮度也不会降低。该多色发光的荧光显示装置包括作为主要成分的包含发射黄色到红色光的无机发光材料的磷光层，和包含发射蓝色到绿色光的无机发光材料的磷光层，其中该光发射对应于从配置在真空密封容器中电子发射源射出的电子。
根据本发明，提供了一种多色发光的荧光显示装置，其中包括一个真空密封容器，该真空密封容器具有一个玻璃基底、一个布置在该玻璃基底上的阳极，一个安装在该真空密封容器中的阴极、一个包含发射黄色到红色光的无机发光材料的第一磷光层和一个包含发射蓝色到绿色光的无机发光材料的第二磷光层，其中该第一磷光层包含Ln2O2S:Eu无机发光材料(Ln是从由La、Gd、Lu和Y组成的组中选择的至少一种)，其发射黄色到红色的光；该第二磷光层包含从ZnO:Zn无机发光材料、ZnGa2O4无机发光材料和ZnGa2O4:Mn无机发光材料中选择的至少一种无机发光材料，其发射蓝色到绿色的光。
优选地，该发射黄色到红色光的无机发光材料是Lu2O2S:Eu无机发光材料、La2O2S:Eu无机发光材料或Gd2O2S:Eu无机发光材料，在该荧光显示装置中，包含从ZnO:Zn无机发光材料、ZnGa2O4无机发光材料和ZnGa2O4:Mn无机发光材料中选择的至少一种无机发光材料的第二磷光层的区域占整个磷光层区域的95％或更少。
优选地，发射黄色到红色光的无机发光材料由(Lu，La，Gd，Y)2O2S:Eu无机发光材料、(Lu，La，Gd)2O2S:Eu无机发光材料或(Lu，La)2O2S:Eu形成。
优选地，在该荧光显示装置中，包含从ZnO:Zn无机发光材料、ZnGa2O4无机发光材料和ZnGa2O4:Mn无机发光材料中选择的至少一种无机发光材料的该第二磷光层占整个磷光层区域的10％或更多。
在这种构造下，能够提供一种高可靠性的多色发光的荧光显示装置，其包括没有环境污染材料Cd的Ln2O2S:Eu无机发光材料作为发射黄色到红色光的无机发光材料；作为另一个光发射单元的磷光层包含从ZnO:Zn无机发光材料、ZnGa2O4无机发光材料和ZnGa2O4:Mn无机发光材料中选择的至少一种低抗氧化物无机发光材料。
附图说明
本发明的上述和其他目的和特征，参照附图，将由给出的优选实施方案的下列描述而变得清楚，其中：
图1显示了一个多色发光的荧光显示装置；
图2是例如ZnO:Zn无机发光材料的氧化物无机发光材料中的排气现象的分析图表；
图3是显示Lu2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料、La2O2S:Eu无机发光材料和Y2O2S:Eu无机发光材料的发射起始电压的图表；
图4是说明在没有ZnO:Zn无机发光材料的荧光显示装置中，分别由包含La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料和Lu2O2S:Eu无机发光材料的无机发光材料层组成的每个光发射单元的使用寿命；
图5是说明在多色发光的荧光显示装置中，由分别包含La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料和Lu2O2S:Eu无机发光材料的无机发光材料层组成的每个光发射单元的使用寿命，其中由包含ZnO:Zn无机发光材料的磷光层组成的该光发射单元占整个显示区域10％；
图6是说明在多色发光的荧光显示装置中，由分别包含La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料和Lu2O2S:Eu无机发光材料的无机发光材料层组成的每个光发射单元的使用寿命，其中由包含ZnO:Zn无机发光材料的磷光层组成的该光发射单元占整个显示区域40％；
图7是说明在多色发光的荧光显示装置中，由分别包含La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料和Lu2O2S:Eu无机发光材料的无机发光材料层组成的每个光发射单元的使用寿命，其中由包含ZnO:Zn无机发光材料的磷光层组成的该光发射单元占整个显示区域80％；
图8是说明在多色发光的荧光显示装置中，由分别包含La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料和Lu2O2S:Eu无机发光材料的无机发光材料层组成的每个光发射单元的使用寿命，其中由包含ZnO:Zn无机发光材料的磷光层组成的该光发射单元占整个显示区域90％；
图9是说明在多色发光的荧光显示装置中，由分别包含La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料和Lu2O2S:Eu无机发光材料的无机发光材料层组成的每个光发射单元的使用寿命，其中由包含ZnO:Zn无机发光材料的磷光层组成的该光发射单元占整个显示区域95％；
图10是与常规多色发光的发光显示装置相比，说明无机发光材料使用寿命的改进的图表，当将Lu以10mol％的比例与从La、Gd和Y中选择的至少一种元素混合时形成的混合晶体，可实现这种改善的使用寿命。
具体实施方式
如图1中所说明的，根据本发明的多色发光的荧光显示装置包括：一个真空密封容器，其由玻璃基底1和箱形容器9形成；一个阴极8，其为安装在该真空密封容器中的电子发射源；一个磷光层6a，其使用Ln2O2S:Eu无机发光材料发射黄色到红色的光；和一个磷光层，其使用从ZnO:Zn无机发光材料、ZnGa2O4无机发光材料和ZnGa2O4:Mn无机发光材料中选择的至少一种低抗氧化物无机发光材料。
对于荧光显示装置，其包括包含Ln2O2S:Eu无机发光材料的磷光层和包含ZnO:Zn无机发光材料和其他氧化物无机发光材料的磷光层，发明人研究出包含Ln2O2S:Eu无机发光材料的磷光层亮度降低的一个原因。
结果，已被证实，在荧光显示装置中，包含ZnO:Zn无机发光材料的磷光层相对于包含Ln2O2S:Eu无机发光材料的磷光层的占有率越大，Ln2O2S:Eu无机发光材料的使用寿命的损耗就越严重，其原因如下：
首先，对于荧光显示装置，其包括包含Ln2O2S:Eu无机发光材料的磷光层和包含ZnO:Zn无机发光材料和/或其他氧化物无机发光材料的磷光层，在Ln2O2S:Eu无机发光材料表面上进行ESCA分析，其中通过以延长期间对磷光层照射电子束而使荧光显示装置被开动后，该Ln2O2S:Eu无机发光材料的亮度被降低。
结果，已被证实，在荧光显示装置中，通过以延长期间对磷光层照射电子束而使荧光显示装置被开动后，与Ln2O2S:Eu无机发光材料表面上的硫酸盐类的初始含量相比，在Ln2O2S:Eu无机发光材料表面上的硫酸盐类的含量被增加。(本文中，硫酸盐类表示不稳定的硫组分，其由一部分构成Ln2O2S:Eu无机发光材料结晶的S(硫)与痕量(trace amount)水汽结合而产生。)
其次，在荧光显示装置中，发明人把痕量水汽看作是硫酸盐类的来源，这在下文的顺序中已被证实。首先在制成荧光显示装置后，当在阴极上施加电压时，会产生一个痕量气体的分压力，其中该荧光显示装置包括一个包含ZnO:Zn无机发光材料的磷光层和一个质量分析器。该结果如图2所示。
图2是例如ZnO:Zn无机发光材料的氧化物无机发光材料中的排气现象的分析图表。图2中，在密封荧光显示装置中，已经证实H2O被排出，通过H2O与在该荧光显示装置中存在的痕量CO2反应，使H2被增加，并且通过H2O与CO2反应，CH4被增加。
如上所述，可以认识到包括ZnO:Zn无机发光材料作为磷光层的荧光显示装置通过电子束激发排出痕量水汽。
本文中，作为研究Ln2O2S:Eu无机发光材料的亮度被降低的原因的结果，ZnO:Zn无机发光材料和/或其他氧化物无机发光材料通常是亲水性的，并且具有容易吸留水汽的性质。而且，在荧光显示装置中，作为在来自灯丝的电子束照射下分析气体的结果，可以认识到水汽从电子束的照射中获得能量以从无机发光材料中分散出。
换句话说，痕量水汽被吸留/积存在ZnO:Zn无机发光材料中，该ZnO:Zn无机发光材料是一种用于荧光显示装置的氧化物无机发光材料，然后，在荧光显示装置被停用和/或开动的时候，水汽被排出，这可以被认为是硫酸盐类形成的原因。
另外，作为Ln2O2S:Eu无机发光材料的亮度被降低的另一个原因，很有理由认为在荧光显示装置制造过程期间的热处理产生表面氧化，而表面氧化导致了表面损坏，然后由于电子束和H2O的相互作用，该损坏变得更加严重，其中H2O是在荧光显示装置中残留气体的成分。
ZnGa2O4无机发光材料和ZnGa2O4:Mn无机发光材料，是不同于ZnO:Zn无机发光材料的氧化物无机发光材料，它们在上述观点中和ZnO:Zn无机发光材料的作用一样。
此外，荧光显示装置的真空状态是在从300℃到400℃的高温下获得的。而且，荧光显示装置使用一个作为吸气材料的基底，其具有吸收残留气体分子以将其排斥在气相之外的功能，例如难熔金属，如Ti、Mo、Ba、Zr等，因此在封闭空间中可保持1×10-3Pa或更小的高真空状态。然而，在氧化物无机发光材料中，由于在荧光显示装置的制造过程中水汽不能用热处理去除，可以认为亮度降低由(例如有氧化作用的气体)分散出的水汽影响造成的，该水汽是由电子激励产生的能量而分散出的。
就是说，在真空中是不能去除所有水汽的，痕量水汽剩余在真空容器内部。这样，当荧光显示装置开动时，痕量水汽受来自灯丝的电子影响而极化，通过与Ln2O2S:Eu无机发光材料中的硫反应而被吸收到Ln2O2S:Eu无机发光材料的表面上。因此，促进了氧化作用，而导致硫酸盐类的形成。
已经证实，随着包含ZnO:Zn无机发光材料的磷光层占有更多的区域，排出的水汽量也随之增加。这样，Ln2O2S:Eu无机发光材料的表面被损坏，Ln2O2S:Eu无机发光材料的亮度降低也变得更严重。
而且，为了证实分别包含Ln(镧系元素)系中的Lu、Gd、La、Y的Lu2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料、La2O2S:Eu无机发光材料和Y2O2S:Eu无机发光材料每一个的特性，在无机发光材料被安装到荧光显示装置后，通过逐渐增加阳极电压来试验发射起始电压，该电压是无机发光材料上初始发射时的电压。
Ln(镧系)元素具有的稀土元素的共同性质，但是在质量大小和电子排列也有些不同。已经知道的是，在阻力系数方面，质量越大，该共同性质就变得越强(电阻就变得越小)。
图3是显示Lu2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料、La2O2S:Eu无机发光材料和Y2O2S:Eu无机发光材料的发射起始电压的图表。
从图3中，当电阻变得更小时，无机发光材料开始在较低的电压下发射光，荧光显示装置分别使用在大约20V下发射光的Lu2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料、La2O2S:Eu无机发光材料，并且Lu2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料、La2O2S:Eu无机发光材料以这样的顺序发射光。
因此，可以理解，基本材料的电阻以Lu2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料、Lu2O2S:Eu无机发光材料的顺序变小。
这意味着，基本材料的电阻大小是与电子穿透入无机发光材料的深度成比例，当基本材料的电阻变小时，光发射区域就更加进入到无机发光材料的内部。换句话说，这意味着，当无机发光材料具有较大的电阻时，对接近该表面的光发射的影响就变得很强，在使用寿命方面，基本材料的电阻越大，表面状况对光发射的影响就越强。
因此，影响光发射的表面状况的百分比以Lu2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料、La2O2S:Eu无机发光材料的顺序变大。
然而，在多色荧光显示装置中，常规使用的发射绿光的ZnO:Zn无机发光材料和/或其它氧化物无机发光材料是十分重要的，其需要和Ln2O2S:Eu无机发光材料一起使用。
本文中，在使用例如由于在真空密封容器中的痕量水汽引起亮度被明显降低的Ln2O2S:Eu无机发光材料和ZnO:Zn无机发光材料和/或其它氧化物无机发光材料的多色荧光显示装置中，荧荧荧通过调整包含ZnO:Zn无机发光材料和/或其它氧化物无机发光材料的磷光层区域相对于在荧光显示装置中全部无机发光材料区域的百分比，在多色荧光显示装置中，痕量水汽的吸留/排出得到限制，ZnO:Zn无机发光材料和/或其它氧化物无机发光材料在Lu2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料和La2O2S:Eu无机发光材料上的影响也被限制。因此，可以提供一种多色荧光显示装置，其能够使用一种亮度被Ln2O2S:Eu无机发光材料中的痕量水汽明显降低的无机发光材料。
因此，通过在包含ZnO:Zn无机发光材料和/或其它氧化物无机发光材料的磷光层区域上的限制，由ZnO:Zn无机发光材料和/或其它氧化物无机发光材料造成的痕量水汽的排出也得到限制。
此外，可以提供一种多色荧光显示装置，其能够使用硫化物无机发光材料和/或其它无机发光材料，该硫化物无机发光材料和/或其它无机发光材料被用在荧光显示装置中和Ln2O2S:Eu无机发光材料相同的一个区域中，而不是在荧光显示装置中磷光层中的包含ZnO:Zn无机发光材料和/或其它氧化物无机发光材料的磷光层区域上。
本发明中使用的Ln2O2S:Eu无机发光材料按照下列所述的准备。
(1)La2O2S:Eu无机发光材料的化合物
每一摩尔La2O2，加入1.2摩尔硫和碳酸钠，然后往里加入Eu2O3，以使Eu对La的比率是4atm％。混合物被放入氧化铝坩埚中，然后用盖子密封。接下来，将混合物在1200℃下烧结大约两个小时，以形成La2O2S:Eu无机发光材料。
(2)Lu2O2S:Eu无机发光材料的化合物
每一摩尔Lu2O2，加入1.2摩尔硫和碳酸钠，然后往里加入Eu2O3，以使Eu对La的比率是4atm％。混合物被放入氧化铝坩埚中，然后用盖子密封。接下来，将混合物在1200℃下烧结大约两个小时，以形成Lu2O2S:Eu无机发光材料。
(3)Gd2O2S:Eu无机发光材料的化合物
每一摩尔Gd2O2，加入1.2摩尔硫和碳酸钠，然后往里加入Eu2O3，以使Eu对La的比率是4atm％。混合物被放入氧化铝坩埚中，然后用盖子密封。接下来，将混合物在1200℃下烧结大约两个小时，以形成Gd2O2S:Eu无机发光材料。
此后，通过改变具有Lu2O2S:Eu无机发光材料的磷光层构成的光发射单元和由具有ZnO:Zn无机发光材料的磷光层构成的光发射单元之间的占有率，来制备多色发光荧光显示装置。
更具体地说，如图1中的说明，薄铝膜形成在玻璃基底1的表面上，然后通过使用光刻技术而具有图案，从而形成布线图2。绝缘层3主要由具有低熔点的玻璃构成，其形成在布线图2的顶表面上，与布线导体连通的多个通孔4形成在该绝缘层上。另外，阳极导体5主要由石墨构成，其形成在绝缘层3的顶表面上，并被烧结，以堵住该多个通孔。
然后通过将乙基纤维素用作粘合剂，将Ln2O2S:Eu无机发光材料分散到丁基卡必醇溶剂中，使Ln2O2S:Eu无机发光材料被制成糊状物。
该无机发光材料糊状物物被涂覆在作为阳极导体的石墨电极的顶表面，通过丝网印刷成为特殊图案，然后被烘干，从而形成具有Ln2O2S:Eu无机发光材料的磷光层6a。
此后，然后通过将乙基纤维素用作粘合剂，将ZnO:Zn无机发光材料分散到丁基卡必醇溶剂中，使ZnO:Zn无机发光材料被制成糊状物。然后，该无机发光材料糊状物物被覆盖在石墨电极上，通过丝网印刷成为特殊图案，然后被烘干，从而形成具有ZnO:Zn无机发光材料的磷光层6b和6c。以此方式，完成了阳极基底的制造。
该真空密封容器，其由具有400℃至500℃气氛下的低熔点的玻璃构成，通过安装阳极基底、栅格7和阴极8，其中该阳极基底上形成有具有Ln2O2S:Eu无机发光材料的磷光层6a和具有ZnO:Zn无机发光材料的磷光层6b和6c；然后组装该箱型容器9等，来制造该该真空密封容器。
接下来，在300℃至400℃的气氛下，该容器中的气体被排出，从而形成一个真空密封的多色发光的荧光显示装置。
本文中，将对具体实施例进行描述，该具体实施例用于研究多色发光的荧光显示装置的光发射特征，该多色发光的荧光显示装置具有由包含发射黄色到红色光的Ln2O2S:Eu无机发光材料的磷光层构成的光发射单元，和由包含ZnO:Zn无机发光材料的磷光层构成的另一个光发射单元。
(比较实施例)
一种单独使用La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料或Lu2O2S:Eu无机发光材料的发光的荧光显示装置。
为了研究包含在ZnO:Zn无机发光材料中的痕量水汽的影响，制造Lu2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料或La2O2S:Eu无机发光材料中的一种被单独用在无机发光材料层6a至6c中作为显示单元的荧光显示装置。然后，为了研究其亮度的降低，当在荧光显示装置上施加60V的阳极电压时，该荧光显示装置被开动了1000小时。
图4是说明光发射单元的使用寿命的图表，在没有ZnO:Zn无机发光材料的荧光显示装置中，该多个发射单元分别由具有La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料或Lu2O2S:Eu无机发光材料的每一个无机发光材料层构成。
根据图4，即使在使用亮度明显降低的Gd2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置中，其亮度(在显示装置被连续开动1000小时后得到的)能保持在初始亮度的55％的范围内。此外，使用La2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置能保持初始亮度的67％，而使用Lu2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置能保持初始亮度的79％，所有这些都可以被单独使用。
(实施例1)
一种多色发光的荧光显示装置，其中整个显示区域的10％被由包含ZnO:Zn无机发光材料的磷光层构成的光发射单元占有，其它显示区域分别被包含La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料或Lu2O2S:Eu无机发光材料的每一个无机发光材料层构成的光发射单元占有。
为了研究包含在ZnO:Zn无机发光材料中的痕量水汽的影响，其中ZnO:Zn无机发光材料可被认为是一种能够吸留痕量水汽的材料，制造多个荧光显示装置，其中整个显示区域的10％被由包含ZnO:Zn无机发光材料的磷光层构成的光发射单元占有，其它显示区域分别被包含La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料或Lu2O2S:Eu无机发光材料的磷光层构成的另一个光发射单元占有。然后，为了研究其亮度的降低，当在荧光显示装置上施加60V的阳极电压时，该荧光显示装置被连续开动了1000小时。
图5是说明光发射单元的使用寿命的图表，在荧光显示装置中，该多个发射单元分别由具有La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料和Lu2O2S:Eu无机发光材料的无机发光材料层构成，其中该光发射单元由ZnO:Zn无机发光材料占整个显示区域的10％的磷光层构成。
根据图5，对于使用亮度明显降低的Gd2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置来说，其亮度，在显示装置被连续开动1000小时后得到的，只能保持在初始亮度的45％的范围内。但是，发射黄色到红色光的Gd2O2S:Eu无机发光材料的工作时间通常很短，因此它实际上还是能够使用的。
另一方面，使用La2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置能保持初始亮度的67％，而使用Lu2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置能保持初始亮度的78％，这两个在实用目的上都是令人满意的。
此外，在光发射单元由ZnO:Zn无机发光材料占整个显示区域的10％的磷光层构成的情况下，还可以通过使用硫化物无机发光材料和/或其它无机发光材料来提供一种多色的荧光，该硫化物无机发光材料和/或其它无机发光材料用在该荧光显示装置中，作为该多色荧光显示装置中剩余90％的磷光层。
(实施例2)
一种多色发光的荧光显示装置，其中整个显示区域的40％被由包含ZnO:Zn无机发光材料的磷光层构成的光发射单元占有，其它显示区域分别被包含La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料或Lu2O2S:Eu无机发光材料的每一个无机发光材料层构成的光发射单元占有。
为了研究包含在ZnO:Zn无机发光材料中的痕量水汽的影响，其中ZnO:Zn无机发光材料可被认为是一种能够吸留痕量水汽的材料，制造多个荧光显示装置，其中整个显示区域的40％被由包含ZnO:Zn无机发光材料的磷光层构成的光发射单元占有，其它显示区域分别被包含La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料或Lu2O2S:Eu无机发光材料的磷光层构成的另一个光发射单元占有。然后，为了研究其亮度的降低，当在荧光显示装置上施加60V的阳极电压时，该荧光显示装置被连续开动了1000小时。
图6是说明多个光发射单元的使用寿命的图表，在荧光显示装置中，该多个发射单元分别由具有La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料和Lu2O2S:Eu无机发光材料的无机发光材料层构成，其中该光发射单元由ZnO:Zn无机发光材料占整个显示区域的40％的磷光层构成。
根据图6，在使用亮度明显降低的Gd2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置的情况下，其亮度，在显示装置被连续开动1000小时后得到的，只能保持在初始亮度的42％的范围内。但是，发射黄色到红色光的Gd2O2S:Eu无机发光材料的工作时间通常很短，因此它实际上还是能够使用的。
另一方面，使用La2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置能保持初始亮度的60％，而使用Lu2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置能保持初始亮度的75％，这两个在实用目的上都是令人满意的。
此外，在光发射单元由ZnO:Zn无机发光材料占整个显示区域的40％的磷光层构成的情况下，还可以通过使用硫化物无机发光材料和/或其它无机发光材料来提供一种多色的荧光，该硫化物无机发光材料和/或其它无机发光材料用在该荧光显示装置中，作为该多色荧光显示装置中剩余60％的磷光层。
(实施例3)
一种多色发光的荧光显示装置，其中整个显示区域的80％被由包含ZnO:Zn无机发光材料的磷光层构成的光发射单元占有，其它显示区域分别被包含La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料或Lu2O2S:Eu无机发光材料的无机发光材料层构成的光发射单元占有。
为了研究包含在ZnO:Zn无机发光材料中的痕量水汽的影响，其中ZnO:Zn无机发光材料可被认为是一种能够吸留痕量水汽的材料，制造多个荧光显示装置，其中整个显示区域的80％被由包含ZnO:Zn无机发光材料的磷光层构成的光发射单元占有，其它显示区域分别被包含La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料或Lu2O2S:Eu无机发光材料的磷光层构成的另一个光发射单元占有。然后，为了研究其亮度的降低，当在荧光显示装置上施加60V的阳极电压时，该荧光显示装置被连续开动了1000小时。
图7是说明光发射单元的使用寿命的图表，在荧光显示装置中，该多个发射单元分别由具有La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料和Lu2O2S:Eu无机发光材料的无机发光材料层构成，其中该光发射单元由具有占整个显示区域的80％的ZnO:Zn无机发光材料的磷光层构成。
根据图7，在使用亮度明显降低的Gd2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置的情况下，其亮度，在显示装置被连续开动1000小时后得到的，只能保持在初始亮度的40％的范围内。但是，发射黄色到红色光的Gd2O2S:Eu无机发光材料的工作时间通常很短，因此它实际上还是能够使用的。此外，虽然使用La2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置只能保持初始亮度的46％，但是，发射黄色到红色光的La2O2S:Eu无机发光材料的工作时间也通常很短，因此它实际上也是能够使用的。
不过，使用Lu2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置能保持初始亮度的59％，这两个在实用目的上都是令人满意的。
此外，在光发射单元由ZnO:Zn无机发光材料占整个显示区域的80％的磷光层构成的情况下，还可以通过使用硫化物无机发光材料和/或其它无机发光材料来提供一种多色的荧光，该硫化物无机发光材料和/或其它无机发光材料用在该荧光显示装置中，作为该多色荧光显示装置中剩余20％的磷光层。
(实施例4)
一种多色发光的荧光显示装置，其中整个显示区域的90％被由包含ZnO:Zn无机发光材料的磷光层构成的光发射单元占有，其它显示区域分别被包含La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料或Lu2O2S:Eu无机发光材料的无机发光材料层构成的光发射单元占有。
为了研究包含在ZnO:Zn无机发光材料中的痕量水汽的影响，其中ZnO:Zn无机发光材料可被认为是一种能够吸留痕量水汽的材料，制造多个荧光显示装置，其中整个显示区域的90％被由包含ZnO:Zn无机发光材料的磷光层构成的光发射单元占有，其它显示区域分别被包含La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料或Lu2O2S:Eu无机发光材料的磷光层构成的另一个光发射单元占有。然后，为了研究其亮度的降低，当在荧光显示装置上施加60V的阳极电压时，该荧光显示装置被连续开动了1000小时。
图8是说明光发射单元的使用寿命的图表，在荧光显示装置中，该多个发射单元分别由具有La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料和Lu2O2S:Eu无机发光材料的无机发光材料层构成，其中该光发射单元由ZnO:Zn无机发光材料占整个显示区域的90％的磷光层构成。
根据图8，在使用Lu2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置的情况下，其亮度，在显示装置被连续开动1000小时后获得的，只能保持在初始亮度的68％的范围内，而该La2O2S:Eu无机发光材料的亮度只能在保持初始亮度的52％的范围内，由于它的工作时间通常很短，因此实际上也是能够使用的。
但是，使用亮度明显降低的Gd2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置，其亮度，在显示装置被连续开动1000小时后获得的，只能保持在初始亮度的32％的范围内，这是不实用的。
此外，在光发射单元由ZnO:Zn无机发光材料占整个显示区域的90％的磷光层构成的情况下，还可以通过使用硫化物无机发光材料和/或其它无机发光材料来提供一种多色的荧光，该硫化物无机发光材料和/或其它无机发光材料用在该荧光显示装置中，作为该多色荧光显示装置中剩余10％的磷光层。
(实施例5)
一种多色发光的荧光显示装置，其中整个显示区域的95％被由包含ZnO:Zn无机发光材料的磷光层构成的光发射单元占有，其它显示区域分别被包含La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料或Lu2O2S:Eu无机发光材料的无机发光材料层构成的光发射单元占有。
为了研究包含在ZnO:Zn无机发光材料中的痕量水汽的影响，其中ZnO:Zn无机发光材料可被认为是一种能够吸留痕量水汽的材料，制造多个荧光显示装置，其中整个显示区域的95％被由包含ZnO:Zn无机发光材料的磷光层构成的光发射单元占有，其它显示区域分别被包含La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料或Lu2O2S:Eu无机发光材料的磷光层构成的另一个光发射单元占有。然后，为了研究其亮度的降低，当在荧光显示装置上施加60V的阳极电压时，该荧光显示装置被连续开动了1000小时。
图9是说明光发射单元的使用寿命的图表，在荧光显示装置中，该多个发射单元分别由具有La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料和Lu2O2S:Eu无机发光材料的无机发光材料层构成，其中该光发射单元由ZnO:Zn无机发光材料占整个显示区域的95％的磷光层构成。
根据图9，在使用亮度明显降低的Gd2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置的情况下，其亮度，在显示装置被连续开动1000小时后获得的，只能保持在初始亮度的28％的范围内，而使用La2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置只能保持初始亮度的38％的范围内，这些是不实用的。
另一方面，使用Lu2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置能保持初始亮度的50％，这在实用目的上是令人满意的。
此外，在光发射单元由ZnO:Zn无机发光材料占整个显示区域的95％的磷光层构成的情况下，还可以通过使用硫化物无机发光材料和/或其它无机发光材料来提供一种多色的荧光，该硫化物无机发光材料和/或其它无机发光材料用在该荧光显示装置中，作为该多色荧光显示装置中剩余5％的磷光层。
下面的表1显示出，在荧光显示装置的La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料和Lu2O2S:Eu无机发光材料表面上分别进行ESCA分析的结果，该荧光显示装置虽然已被制造完全，但还没有被开动；还显示出在荧光显示装置的Lu2O2S:Eu无机发光材料表面上的硫酸盐类进行ESCA分析的结果，该荧光显示装置被连续开动了1000小时。(在该表中的值是相对值。)
(表1)
ESCA分析
根据表1，可以得到下面的结论。
(1)在Lu2O2S:Eu无机发光材料的情况下，与La2O2S:Eu无机发光材料和Gd2O2S:Eu无机发光材料相比，在初始状态下和荧光显示装置被连续开动了1000小时后，硫酸盐类的量通常很小。
(2)在荧光显示装置被连续开动了1000小时后，在La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料和Lu2O2S:Eu无机发光材料的每一个中产生的硫酸盐类的量与其初始状态产生的硫酸盐类的量相比都增加了。
(3)随着ZnO:Zn的占有率的增加，在荧光显示装置被连续开动了1000小时后，在La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料和Lu2O2S:Eu无机发光材料的每一个中产生的硫酸盐类的量也增加了。
另一方面，在显示ESCA分析结果的表1中，在1000小时的开动后，在ZnO:Zn的占有率为90％的情况下，使用La2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置中的硫酸盐类的量，在连续开动了1000小时后，是其初始量的3.85倍，而使用Gd2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置中的硫酸盐类的量，在连续开动了1000小时后，是其初始量的3.50倍。但是，从实施例1到实施例4，使用La2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置的亮度降低都比使用Gd2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置的亮度降低要少。
在1000小时的开动后，在ZnO:Zn的占有率为95％的情况下，使用Lu2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置中的硫酸盐类的量是其初始量的2.11倍，但是，从实施例1到实施例4，使用Lu2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置的亮度降低都比使用Gd2O2S:Eu无机发光材料的荧光显示装置的亮度降低要少。
这是因为，对于La2O2S:Eu无机发光材料，构成La2O2S:Eu无机发光材料的La在La2O2S:Eu无机发光材料的表面具有光电导效应和/或光发射现象的分离模式。
(实施例6)
一个磷光层6a，其中La2O2S:Eu做为发射红光的无机发光材料，形成在该石墨电极的顶表面上，其布置成占有整个显示区域的5％。另外，一个磷光层6b，其中发射黄绿色光的无机发光材料(Zn0.9Cd0.1S:Au，Al无机发光材料(其中混合有In2O3))，形成在该石墨电极的顶表面上，其布置成以使其占有整个显示区域的5％。此外，一个磷光层6c，其中ZnO:Zn无机发光材料，其被认为是一种能够吸留痕量水汽的材料，形成在该石墨电极的顶表面上，占有整个显示区域的90％。照这样，形成一个阳极基底，从而制造一种如实施例4中的多色发光的荧光显示装置。
为了研究该多色发光的荧光显示装置的亮度降低，通过在荧光显示装置上施加60V的阳极电压，该荧光显示装置被连续开动了1000小时。做为结果，已经证实，包含La2O2S:Eu无机发光材料的光发射单元是不实用的，这由其亮度降低导致的。
(实施例9)
一种使用固溶体无机发光材料(Lu1-x’Ln(1)x)2O2S:Eu(其中，0<x≤0.1，且Ln(1)是从由La、Gd、Y组成的组中选择的至少一种)代替La2O2S:Eu无机发光材料的多色发光的荧光显示装置。
根据比较实施例和实施例2至4，在La2O2S:Eu无机发光材料、Gd2O2S:Eu无机发光材料和Lu2O2S:Eu无机发光材料中，使用Lu2O2S:Eu无机发光材料的多色发光的荧光显示装置是受ZnO:Zn无机发光材料影响最小的。因此，制造的一种无机发光材料，其中主要使用Lu2O2S:Eu无机发光材料，而且Ln的部分达到10％，其中Ln被Gd、La和Y中的一个、两个或三个元素所替代。
更具体的，在每一摩尔(Lu，La，Gd，Y)2O3中加入1.2摩的硫和碳酸钠之后，Eu2O3被加入其中以使Eu对(Lu，La，Gd，Y)的比率变成4atm％。该混合物被放入氧化铝坩埚中，然后用盖子密封。接下来，将混合物在1200℃下烧结大约两个小时，以形成(Lu，La，Gd，Y)2O2S:Eu无机发光材料。
如图10的图表所示，当将Lu以10mol％或更少的比例与从La、Gd和Y中选择的至少一种元素混合时，形成一种混合晶体，与常规多色发光的荧光显示装置相比，其整体使用寿命被进一步改善。
另外，通过用(Lu，La，Gd)2O2S:Eu无机发光材料或(Lu，La)2O2S:Eu无机发光材料代替(Lu，La，Gd，Y)2O2S:Eu无机发光材料，制造一种多色发光的荧光显示装置，其中ZnO:Zn无机发光材料，其被认为是一种能够吸留痕量水汽的材料，占有如实施例4中的整个显示区域的90％。此后，该多色发光的荧光显示装置被连续开动了1000小时以研究其使用寿命。在该试验后，可观察到该荧光显示装置保持其初始亮度的60％。
根据本发明，能够提供一种高可靠性的多色发光的荧光显示装置，其使用一个发射黄色到红色光的Ln2O2S:Eu无机发光材料，通过施加一个超过30V的阳极电压，该Ln2O2S:Eu无机发光材料能够发射高亮度的光。
虽然本发明仅对优选实施方案进行了显示和描述，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变和变型，本发明的精神和范围由下面的权利要求限定。
Claims (7)
1、一种多色发光的荧光显示装置，其包括一个真空密封容器，该真空密封容器具有一个玻璃基底、一个布置在该玻璃基底上的阳极，一个安装在该真空密封容器中的阴极、一个包含发射黄色到红色光的无机发光材料的第一磷光层和一个包含发射蓝色到绿色光的无机发光材料的第二磷光层，其中
该第一磷光层包含Lu2O2S:Eu无机发光材料，其发射黄色到红色的光；
该第二磷光层包含从ZnO:Zn无机发光材料、ZnGa2O4无机发光材料和ZnGa2O4:Mn无机发光材料中选择的至少一种无机发光材料，其发射蓝色到绿色的光，并且
其中，在该荧光显示装置中，包含从ZnO:Zn无机发光材料、ZnGa2O4无机发光材料和ZnGa2O4:Mn无机发光材料中选择的至少一种无机发光材料的第二磷光层的区域占整个磷光层区域的95％或更少。
2、一种多色发光的荧光显示装置，其包括一个真空密封容器，该真空密封容器具有一个玻璃基底、一个布置在该玻璃基底上的阳极，一个安装在该真空密封容器中的阴极、一个包含发射黄色到红色光的无机发光材料的第一磷光层和一个包含发射蓝色到绿色光的无机发光材料的第二磷光层，其中
该第一磷光层包含La2O2S:Eu无机发光材料，其发射黄色到红色的光；
该第二磷光层包含从ZnO:Zn无机发光材料、ZnGa2O4无机发光材料和ZnGa2O4:Mn无机发光材料中选择的至少一种无机发光材料，其发射蓝色到绿色的光，并且
其中，在该荧光显示装置中，包含从ZnO:Zn无机发光材料、ZnGa2O4无机发光材料和ZnGa2O4:Mn无机发光材料中选择的至少一种无机发光材料的第二磷光层的区域占整个磷光层区域的90％或更少。
3、一种多色发光的荧光显示装置，其包括一个真空密封容器，该真空密封容器具有一个玻璃基底、一个布置在该玻璃基底上的阳极，一个安装在该真空密封容器中的阴极、一个包含发射黄色到红色光的无机发光材料的第一磷光层和一个包含发射蓝色到绿色光的无机发光材料的第二磷光层，其中
该第一磷光层包含Gd2O2S:Eu无机发光材料，其发射黄色到红色的光；
该第二磷光层包含从ZnO:Zn无机发光材料、ZnGa2O4无机发光材料和ZnGa2O4:Mn无机发光材料中选择的至少一种无机发光材料，其发射蓝色到绿色的光，并且
其中，在该荧光显示装置中，包含从ZnO:Zn无机发光材料、ZnGa2O4无机发光材料和ZnGa2O4:Mn无机发光材料中选择的至少一种无机发光材料的第二磷光层的区域占整个磷光层区域的80％或更少。
4、一种多色发光的荧光显示装置，其包括一个真空密封容器，该真空密封容器具有一个玻璃基底、一个布置在该玻璃基底上的阳极，一个安装在该真空密封容器中的阴极、一个包含发射黄色到红色光的无机发光材料的第一磷光层和一个包含发射蓝色到绿色光的无机发光材料的第二磷光层，其中
该第一磷光层包含Ln2O2S:Eu无机发光材料，其发射黄色到红色的光；
该第二磷光层包含从ZnO:Zn无机发光材料、ZnGa2O4无机发光材料和ZnGa2O4:Mn无机发光材料中选择的至少一种无机发光材料，其发射蓝色到绿色的光，并且
其中，所述发射黄色到红色光的无机发光材料由(Lu，La，Gd，Y)2O2S:Eu无机发光材料形成，在该荧光显示装置中，包含从ZnO:Zn无机发光材料、ZnGa2O4无机发光材料和ZnGa2O4:Mn无机发光材料中选择的至少一种无机发光材料的第二磷光层占整个磷光层区域的10％或更多。
5、一种多色发光的荧光显示装置，其包括一个真空密封容器，该真空密封容器具有一个玻璃基底、一个布置在该玻璃基底上的阳极，一个安装在该真空密封容器中的阴极、一个包含发射黄色到红色光的无机发光材料的第一磷光层和一个包含发射蓝色到绿色光的无机发光材料的第二磷光层，其中
该第一磷光层包含Ln2O2S:Eu无机发光材料，其发射黄色到红色的光；
该第二磷光层包含从ZnO:Zn无机发光材料、ZnGa2O4无机发光材料和ZnGa2O4:Mn无机发光材料中选择的至少一种无机发光材料，其发射蓝色到绿色的光，并且
其中，所述发射黄色到红色光的无机发光材料由(Lu，La，Gd)2O2S:Eu无机发光材料形成，在该荧光显示装置中，包含从ZnO:Zn无机发光材料、ZnGa2O4无机发光材料和ZnGa2O4:Mn无机发光材料中选择的至少一种无机发光材料的第二磷光层占整个磷光层区域的90％或更少。
6、一种多色发光的荧光显示装置，其包括一个真空密封容器，该真空密封容器具有一个玻璃基底、一个布置在该玻璃基底上的阳极，一个安装在该真空密封容器中的阴极、一个包含发射黄色到红色光的无机发光材料的第一磷光层和一个包含发射蓝色到绿色光的无机发光材料的第二磷光层，其中
该第一磷光层包含Ln2O2S:Eu无机发光材料，其发射黄色到红色的光；
该第二磷光层包含从ZnO:Zn无机发光材料、ZnGa2O4无机发光材料和ZnGa2O4:Mn无机发光材料中选择的至少一种无机发光材料，其发射蓝色到绿色的光，并且
其中，所述发射黄色到红色光的无机发光材料由(Lu，La)2O2S:Eu无机发光材料形成，在该荧光显示装置中，包含从ZnO:Zn无机发光材料、ZnGa2O4无机发光材料和ZnGa2O4:Mn无机发光材料中选择的至少一种无机发光材料的第二磷光层占整个磷光层区域的90％或更少。
7、如权利要求1-3、5和6任一项所述的多色发光的荧光显示装置，其中，在该荧光显示装置中，包含从ZnO:Zn无机发光材料、ZnGa2O4无机发光材料和ZnGa2O4:Mn无机发光材料中选择的至少一种无机发光材料的第二磷光层占整个磷光层区域的10％或更多。
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