CN100568577C - 发光元件及其生产方法和显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的发光元件包含：包括具有空隙的绝缘体和无机荧光材料颗粒的多孔发光体；以及至少两个与发光体表面接触的电极。向所述至少两个电极施加电压，以产生放电，并且通过放电激发发光体，以使其发光。由此制得的发光元件减少了发光材料的亮度和可靠性的降低，并且不需要辉光放电所需的真空密封和高电压，也不需要使用更高级的薄膜技术。通过以矩阵形式两维排列这些发光元件，可以低成本地提供具有简单结构的平板显示器。

Description

发光元件及其生产方法和显示设备
技术领域
本发明涉及发光元件、生产该发光元件的方法，以及其中装有所述发光元件的显示设备。
背景技术
最近，平板型显示器作为显示设备已经引起重视，例如等离子体显示器已经投入实际使用。因为容易大型化(upsizing)并且可以得到高亮度和宽视角，所以等离子体显示器已经引起重视。但是，因为这种显示器的结构复杂，并且生产工艺也复杂，所以尽管已经有所改善，但目前这种显示器的成本仍居高不下。
此外，也已经建议了另一种利用电致发光(EL)现象的显示器。在无机EL中，通过无机荧光材料(phosphor)的电子与空穴的复合，或者使用激子来发光，激子通过施加在电极间的电压来产生，所述电极布置在由半导体组成的无机荧光材料上，或者在半导体中的被加速电子碰撞所激发的作为发光中心的原子或离子返回基态时发光(参阅“Optical Property Handbook”，SHIGEO Shiotani等.，Asakura shoten出版(1984)，pp 523-531，和“Principles of Light emission”，HIROSHIKobayashi，Asakura Shoten出版(2000)，pp 10-11)。但是，因为例如难以扩大规模和由于使用薄膜工艺造成的高生产成本等原因，无机EL仍然没有得到广泛使用。尽管还建议了有机分散型(dispersion)EL，但是它具有难于实现全色和寿命不长的缺点。因此，也没有被广泛使用。
除了已经付诸实际使用等离子体显示器外，作为利用放电的显示器，在JP H11(1999)-162640A中描述了一种显示器：在密封的容器内，将有机发光材料分子至少吸附到多孔颗粒(金属氧化物或高聚物的球形颗粒)的表面上，并且在它们的表面上进一步形成正极和负极。向这些电极施加DC电场，诱导放电，以使其发光。此外，JPS59(1984)-18558 A建议在布置在发光材料上的电极之间，通过利用真空中稀有气体(例如He和Xe)的辉光放电产生的紫外线来发光。
由于加载电压或放电产生的热量会引起有机发光材料分子蒸发(升华)，所以上述在JP H11(1999)-162640A中描述的发光元件存在亮度降低和可靠性降低的问题。
另外，为了产生辉光放电，JP S59(1984)-18558 A中描述的发明需要使用高电压和真空密封稀有气体。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供了一种发光元件及其制备方法，所述发光元件减少了荧光材料的亮度和可靠性的降低，并且不需要辉光放电所需的真空密封和高电压，也不需要使用更高级的薄膜技术。本发明还提供了具有简单结构和低成本的显示器。
本发明涉及包括多孔发光体和至少两个与多孔发光体表面接触的电极的发光元件，所述发光体包括具有空隙的绝缘体和无机荧光材料颗粒。向所述至少两个电极施加电压，在发光体的表面及其内部产生表面放电，然后所述表面放电产生的紫外光激发所述发光体而使其发光。
通过以矩阵形式排列上述的发光元件，获得本发明的显示设备。
生产本发明上述发光元件的方法包括下列步骤：第一步，在由具有空隙的绝缘体制成的片状多孔体的表面上施用无机荧光材料糊剂；第二步，对绝缘体进行热处理，以形成多孔的发光体；第三步，形成至少两个与所述发光体表面接触的电极。
生产本发明上述发光元件的另一种方法包括下列步骤：第一步，在导电衬底上施用包含绝缘纤维和无机荧光材料颗粒的糊剂，并进行热处理，以形成多孔的发光体；第二步，形成电极，并使其与发光体表面接触。
生产本发明上述发光元件的再一种方法包括下列步骤：第一步，成形包含绝缘纤维和无机荧光材料颗粒的糊剂，并进行热处理，以形成多孔的发光体；第二步，形成至少两个电极，并使其与发光体表面接触。
附图说明
图1是根据本发明实施方案1的发光元件的剖视图。
图2A和图2B是本发明实施方案1和3的发光颗粒的剖视图。
图3是本发明实施方案2的发光元件的剖视图。
图4是本发明实施方案3的发光元件的剖视图。
图5是本发明实施方案4的发光元件的剖视图。
图6是本发明实施方案5的发光元件的剖视图。
图7是本发明实施方案7的发光元件的剖视图。
图8是本发明实施方案8的发光元件的剖视图。
图9是本发明实施方案9的发光元件的剖视图。
图10是本发明实施方案10的发光元件的剖视图。
图11是本发明实施方案11的发光元件的剖视图。
图12是本发明实施方案12的发光元件的剖视图。
图13是本发明实施方案13的发光元件的剖视图。
图14是本发明实施方案14的发光元件的剖视图。
图15是本发明实施方案15的发光元件的剖视图。
图16A是本发明实施方案7的发光元件的剖视图，其中从发光体表面到内部均形成有光屏蔽薄膜，图16B是具有沟槽的发光元件的剖视图。
具体实施方式
本发明的发光元件包括表面上形成有绝缘无机荧光材料的多孔发光体和至少两个与所述发光体表面接触的电极。向发光元件施加电压，以致在发光体的表面及其内部产生表面放电，然后表面放电产生的紫外光又激发发光体，使其发光。
本发明的另一种发光元件包括含有无机荧光材料颗粒组装形成的多孔发光体和至少两个与所述发光体表面接触的电极，所述无机荧光材料颗粒的表面涂布有绝缘无机物质。向该发光元件施加电压，以在发光体的表面及其内部产生表面放电，并且举例来说，表面放电产生的紫外光激发发光体，使其发光。
此外，作为绝缘无机物质(绝缘金属氧化物)，可以使用至少一种选自Y2O3、Li2O、MgO、CaO、BaO、SrO、Al2O3、SiO2、MgTiO3、CaTiO3、BaTiO3、SrTiO3、ZrO2、TiO2、B2O3、PbTiO3、PbZrO3和PbZrTiO3(PZT)的物质。这些材料是具有很小的氧化物生成标准自由能ΔGf 0(如，在室温下为-100kcal/mol或更小)的稳定物质，或者是具有100或更大介电常数的物质。因此，它们具有高的绝缘电阻并且便于产生表面放电，而且即便在发生表面放电时也不易被还原而保持的绝缘金属氧化物的特性。
此外，在发光元件中电极之间的发光体内具有通过用针等钻孔形成的通孔，以便于在发光体的内部也产生表面放电。
此外，在发光元件中，可以将电阻低于绝缘金属氧化物的物质分散在电极之间的发光体内，从而便于在表面，甚至在发光体的内部产生表面放电。
此外，在发光元件中，发光体的内部可以填充惰性气体，以形成便于产生紫外光的气氛。
本发明的另一种发光元件包括：包含具有空隙的绝缘体和无机荧光材料颗粒的多孔发光体；至少两个与发光体表面接触的电极。向至少两个电极施加电压，以产生放电，然后放电产生的紫外光又激发发光体，使其发光。
所述具有空隙的绝缘体是纤维结构和具有连续泡的泡沫结构中的至少一种。这种结构便于无机荧光材料颗粒的附着和放电。所述绝缘体优选是无色的或者白色的，因为这不会给红色、蓝色和绿色荧光材料的发光带来任何障碍。
此外，优选通过将无机荧光材料颗粒附着到有空隙的绝缘体的表面上来制备发光体。
此外，优选所述具有空隙的绝缘体纤维是包含至少一种选自Al、Si、Ca、Mg、Ti、Zn和B的元素的无机物质。这些材料具有高的绝缘电阻值，并且具有优异的耐热性质和耐酸、耐碱性质。因此，在发光元件中，易于发生放电，并且可以得到耐热且耐化学试剂的结构。
此外，优选所述纤维通过破碎陶瓷或玻璃得到。它们具有高的绝缘电阻值，并且具有优异的耐热性质和耐酸、耐碱性质，因此在发光元件中，易于发生放电，并且可以得到耐热且耐化学试剂的结构。
优选所述纤维是热变形温度为220℃或更高的耐热合成纤维。热变形温度指纤维不熔化或变软的温度。因为纤维只是被填充在发光体中，所以只要纤维能够维持其形状而不熔化或变软就足够了。作为热变形温度为220℃或更高的耐热合成纤维的实例，可获得的公知耐热纤维包括：氟纤维，例如聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物(PFA)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)和四氟乙烯-乙烯共聚物(PETFE)；聚酰亚胺纤维、芳族聚酰胺纤维(包含间位基团和对位基团)、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、聚酯酰亚胺纤维、聚醚纤维、聚醚醚纤维和聚砜纤维。
此外，无机荧光材料颗粒可以用绝缘无机物质涂覆，因而可以更高效地产生放电。
此外，作为绝缘无机物质(绝缘金属氧化物)，可以使用至少一种选自Y2O3、Li2O、MgO、CaO、BaO、SrO、Al2O3、SiO2、MgTiO3、CaTiO3、BaTiO3、SrTiO3、ZrO2、TiO2、B2O3、PbTiO3、PbZrO3和PbZrTiO3(PZT)的物质。这些材料是具有很小的氧化物生成标准自由能ΔGf 0(如，在室温下是-100kcal/mol或更小)的稳定物质，或者是具有100或更大介电常数的物质。因此，它们具有高的绝缘电阻，并且易于产生表面放电，而且即便在发生表面放电时也不易被还原而保持的绝缘金属氧化物的特性。
此外，可以将电阻低于绝缘金属氧化物的物质分散在电极之间的发光体内，从而便于在表面，甚至在发光体的内部产生放电。
此外，发光体的内部是大气压的气氛或者填充有惰性气体，从而便于产生紫外光。
此外，以绝缘纤维的重量为1，混合物中无机荧光材料颗粒的重量在0.1至10.0的范围内。这便于在表面，甚至在发光体的内部产生放电。
此外，优选所述绝缘纤维具有0.1至20.0微米的直径和0.5至100微米的长度，并且所述无机荧光材料颗粒具有0.1至5.0微米的平均粒径。这便于在表面，甚至在发光体的内部产生放电。
接下来，在生产本发明发光元件的第一种方法中，优选无机荧光材料糊剂包含表面用绝缘无机物质涂覆的无机荧光材料颗粒。根据该方法，可以生产具有便于高效产生放电的结构的发光元件。
此外，可以通过将无机发光体颗粒浸入金属配合物溶液、金属烷氧化物溶液或胶体溶液中，接着进行热处理，从而用绝缘无机物质涂覆发光体的表面。根据该方法，可以生产具有便于高效产生放电的结构的发光元件。
通过使用蒸发、溅射和CVD方法中的任何一种方法，将绝缘无机物质附着到无机荧光材料颗粒的表面上，来进行绝缘无机物质的覆盖。根据该方法，可以生产具有便于高效产生放电的结构的发光元件。
此外，在第二步之后和第三步之前，通过将发光体浸入金属配合物溶液或者金属烷氧化物溶液中，接着进行热处理，从而用绝缘无机物质涂覆发光体的表面。根据该方法，可以生产具有便于高效产生放电的结构的发光元件。
另外，在第二步之后和第三步之前，使用蒸发、溅射和CVD方法中的任何一种方法，将绝缘无机物质附着到发光体的表面上。根据该方法，可以生产具有便于高效产生放电的结构的发光元件。
此外，通过以条纹形式施用包括红色、蓝色和绿色的三种颜色的无机荧光材料的糊剂来生产显示设备。
此外，在不同颜色的无机荧光材料之间，可以提供光屏蔽薄膜或沟槽。根据该方法，可以生产出具有降低的颜色扩散(spreading ofcolors)的清晰的发光元件。
此外，所述无机荧光材料糊剂可以包含起泡剂，这方便了具有多孔结构的发光元件的制备。
在生产本发明的发光元件第二种和第三种方法中，优选地，在第一步之后和第二步之前，将发光体浸入金属配合物溶液、金属烷氧化物溶液或胶体溶液中，接着热处理，从而将无机发光体的表面用绝缘无机物质涂覆。根据该方法，可以生产具有便于高效产生放电的结构的发光元件。
另外，通过以矩阵形式排列上述的发光元件，可以低成本地生产具有简单结构的显示设备。
下面是关于具体实施方案的描述。
(实施方案1)
下面参照附图描述实施方案1，其中涉及本发明的发光元件和使用该发光元件的显示设备。
图1是根据本发明实施方案1的发光元件1的剖视图，并且图2A和2B是构成图1所示发光元件的发光颗粒的剖视图，其中图2A表示初级颗粒，图2B表示次级颗粒。标记11表示作为初级颗粒或次级颗粒的无机荧光材料颗粒，12表示由绝缘金属氧化物MgO形成的涂层，13表示由图2A和2B所示的发光颗粒10a和10b制成的多孔发光体，14a和14b表示提供在发光体13的表面上，并具有预定间距的ITO透明电极，并且1表示发光元件。
下面描述生产实施方案1的发光元件1的方法。首先，在室温下，使用Mg(OC2H5)2粉末(1摩尔份)作为金属烷氧化物，通过搅拌使其与CH3COOH(10摩尔份)、H2O(50摩尔份)和C2H5OH(39摩尔份)混合，从而制得基本上透明的溶胶/凝胶溶液。接着，通过搅拌将无机荧光材料粉末(2摩尔份)混入溶胶/凝胶溶液中。此后，离心分离混合溶液，从中分离出粉末，放入不锈钢制的盘子中，盘子在150℃下干燥一整天整夜。接着，在空气中于400至600℃下将干燥粉末煅烧2至5小时，从而制得在颗粒11的表面上具有MgO涂层12的发光颗粒(10a(初级颗粒)，10b(次级颗粒))(参阅图2)。每个发光颗粒10a和10b都使用三种类型的材料：BaMgAl10O17:Eu2+(蓝色)、Zn2SiO4:Mn2+(绿色)和YBO3:Eu3+(红色)作为无机荧光材料颗粒11，这些颗粒具有2至3微米的平均粒径。透射电子显微镜观察的结果是发光颗粒10a和10b均具有厚0.1至2.0微米的涂层12。接着，将这些发光颗粒10a和10b与5重量％聚乙烯醇混合并颗粒化，接着通过施用约50Mpa的压力定形成直径10毫米且厚度1毫米的盘片。接着，在450至1200℃及氮气气氛下进行热处理2至5小时，从而制得多孔发光体13。随后，通过在发光体13的上面和下面上溅射形成氧化锡铟(ITO)透明电极14a和14b，从而获得发光元件1。
下面描述让发光元件1发光的方法。首先，借助引线2和3在电极14a和14b之间施加电压。电压可以是交流电压或直流电压。施加电压在涂层12上产生表面放电。放电像链反应一样连续发生，从而发出紫外光和可见光。然后，所产生的紫外光光学激发颗粒11，从而发出可见光。一旦表面放电开始，放电像链反应一样重复，从而产生紫外光和可见光，因此为了抑制光线对颗粒10a和10b的不利作用，在发光开始后优选降低电压值。
当通过AC电源或DC电源施加约0.5至1.0kV/mm的电压时，表面放电发生，接着开始发光。此时，电流值为0.1mA或更小。此外，一旦开始发光，甚至在电压值降为初始态施加电压的50至80％时，也继续发光。已证实对于蓝色、绿色和红色三种颜色，发光元件都具有高亮度、高对比度、高的识别能力和高的可靠性。也就是说，尽管实施方案1的发光元件1具有与无机EL相近的结构，但是它们的发光机理是完全不同的。在实施方案1中，通过用施加电压引起的表面放电所产生的光(紫外光)来激发颗粒11，从而导致发光(光致发光)。而无机EL的发光原理则如背景技术中所述。
因此，尽管无机EL中使用的荧光材料是以ZnS:Mn2+和GaP:N为代表的半导体发光体，但是实施方案1的颗粒11可以是绝缘体或者半导体。也就是说，即便在使用半导体荧光材料颗粒时，因为颗粒被绝缘金属氧化物均匀覆盖，所以仍然能够发光，而不发生短路。
此外，该发光元件1不需要辉光放电所需的真空密封和高电压，因此有望成为在空气中具有高亮度、高对比度、高识别能力和高可靠性的发光元件。因此，与有机EL和无机EL相比，这种发光元件具有简单的结构，并且易于生产(不需要使用高级薄膜技术)。另外，发现高效的表面放电显著地取决于颗粒10a和10b的填充系数。也就是说，因为实施方案1使用多孔的发光体13，表面放电不仅在发光体13的表面上发生，而且在它们的内部发生，因而颗粒11可以有效地发光。如果构成发光体13的颗粒10a和10b之间的距离变得太大，可能发生空气放电，因此对此应该小心。理想地，优选颗粒10a和10b与至少一个相邻的颗粒10a或10b发生三维点接触。
当发光体13的烧结密度增加(如理论密度的90％或更高)时，表面放电仅在发光体13的表面发生，从而降低了发光效率。因此，发光体13具有密度为理论密度的90％或更低的多孔结构是可取的。但是，当发光体13的孔径太大时，意味着过大的孔隙率，发光效率可能降低，此外表面放电可能也难以发生。因此，理想地，发光体13具有理论密度的50至90％的烧结密度是适当的。在此，如果已具备了机械强度，就不需要再实施固化热处理。已证实未接受任何热处理的成形体(未烧结的压块(生坯))也能通过相似地施加电压而发光。同样，证实没有混合聚乙烯醇的成形体(未烧结的压块)也能够相似地发光。
尽可能同质且均匀地形成涂层12。当它变得不太同质和均匀时，尽管能够发光，但可能发生亮度的降低和寿命的缩短(由紫外光引起的劣化)。此外，作为比较实施例，向仅包括绝缘颗粒11而不包括涂层12的发光体施加电压，并且评价其发光状态。表面放电在无机荧光材料颗粒的表面发生，并且证实发光与本实施方案相似。但是，亮度立即降低，而且很难连续发光。
由此，发现涂层12不仅起着产生表面放电和连续放电的作用，而且起着保护薄膜，抑制由于紫外光和电场引起的颗粒11的劣化。
上述实施方案使用MgO作为涂层12，原因是MgO的电阻值高达109Ω·cm或更高，从而允许有效地发生表面放电。在电阻值低于109Ω·cm的情况中，不太可能发生表面放电，并且在最坏的情况下，可能发生短路，因此这样的电阻值是不可取的。因此，理想的是使用具有109Ω·cm或更高电阻值的绝缘金属氧化物。此处，最好不使用那些具有屏蔽紫外光性质和潮解/风化性质的物质。尽管大多数这些氧化物具有屏蔽紫外光的性质，但是这种性质可以通过减薄涂层厚度来改善。此外，构成涂层12的绝缘金属氧化物可以是具有很小的氧化物生成标准自由能ΔGf 0(如，在室温下是-100kcal/mol或更小)的稳定物质，或者是具有100或更大介电常数的物质。因此，除了具有高的绝缘电阻外，优选所述绝缘金属氧化物即便在发生表面放电时也不易被还原而保持的绝缘金属氧化物的特性。
因此，对于这些物质，优选使用至少一种选自Y2O3、Li2O、MgO、CaO、BaO、SrO、Al2O3、SiO2、MgTiO3、CaTiO3、BaTiO3、SrTiO3、ZrO2、TiO2、B2O3、PbTiO3、PbZrO3和PbZrTiO3(PZT)的物质来形成涂层12。
此外，代替溶胶/凝胶方法，可以通过化学吸附方法和物理吸附方法(例如CVD方法的、溅射方法、蒸发方法、激光方法、剪切应力方法等)来形成涂层12，从中可以获得与上面相同的效果。对于涂层12，同质且均匀地形成而不会剥离是重要的。因此，优选在形成涂层12之前，将无机荧光材料颗粒11浸入弱酸性溶液(例如乙酸、草酸和柠檬酸)中，以洗去粘附在无机荧光材料颗粒表面上的不纯物。这是因为在已经洗涤的表面上容易形成具有均匀厚度的涂层12。另外，可取地在形成涂层12之前，在200至500℃下及氮气气氛中预处理颗粒11约1至5小时。原因如下：未处理的颗粒11包含大量吸附水和结晶水，当在这种状态的颗粒上形成涂层时，例如亮度降低和发射光谱漂移的寿命性质劣化变得明显。当颗粒用弱酸性溶液洗涤时，预处理可以在洗涤后进行。
形成发光体13的热处理过程期间，要注意之处包括实施热处理的温度和气氛。在上述实施方案中，因为热处理在氮气气氛和相对低的温度(450至1200℃)下实施，所以颗粒11中掺杂的稀土金属的价态不会变化。但是，当处理在较高的温度下实施时，颗粒11中掺杂的稀土金属的价态可能变化，或者在涂层12和颗粒11之间形成固溶体，因此应该小心避免。当热处理温度增加时，发光体13的密度增加，因此对此给予应有的关注。因此，作为理想的热处理温度，450至1200℃是优选的。至于热处理气氛，考虑到颗粒11中掺杂的稀土金属的价态，理想的是在氮气气氛中实施热处理。
在本实施方案中，涂层12的厚度被设定为约0.1至2.0微米。但是，可以考虑颗粒11的平均粒径和表面放电的效率来确定该厚度。可以想象次微米级的平均粒径需要更薄的覆盖层。较厚的涂层12会导致发射光谱的漂移、亮度的降低和紫外光的屏蔽，因此这是不可取的。相反，较薄的涂层12会导致表面放电的失败。因此，颗粒11平均粒径和涂层12厚度之间的有利关系是：当前者为1时，后者在1/10至1/500的范围内。
此外，理想地，发光体13由如图2A所示的以无机荧光材料颗粒11作为初级颗粒，并且其上面具有由绝缘金属氧化物形成的涂层12的颗粒10a来构成。但是，通常它由如图2B所示的上面具有涂层12的絮凝颗粒作为发光颗粒10b来构成。但是，作为发光元件，这些发光颗粒在性能上没有太大的差异。
此外，可以通过附着其上形成有ITO薄膜的玻璃来形成电极14a和14b。如果电极之一是透明的，那么另一个可以是例如铝和不锈钢的金属片。
(实施方案2)
参照图3，下面来描述使用多孔无机荧光材料的发光元件1。图3是根据本发明实施方案2的发光元件1的剖视图。标记21表示多孔无机荧光材料层，12表示由绝缘金属氧化物MgO形成的涂层，23表示由荧光材料层21、涂层12和孔16组成的多孔发光层，14a和14b表示提供在发光层23的表面上且其间具有预定间距的ITO透明电极，1表示发光元件，并且15表示提供在发光层23中的通孔。
下面描述生产实施方案2的发光元件1的方法。首先，使用与实施方案1中相同的三种颜色无机荧光材料粉末，将每种粉末与5重量％聚乙烯醇混合并颗粒化，接着通过施用约50Mpa的压力定形成直径10毫米且厚度1毫米的盘片。在该步骤期间，使用金属针随意在几个点上钻取具有50至500微米直径的通孔。接着，在450至1200℃及氮气气氛下进行热处理2至5小时，从而制得多孔无机荧光材料层21。接着，将荧光材料层21浸入基本上以等摩尔量混合Mg(OH)2和氨水的悬浮液中10至30分钟，然后在150℃下干燥。该浸入和干燥过程被重复几次。此后，在空气中于400至600℃下煅烧干燥的粉末2至5小时，从而制得在荧光材料层21的表面上具有MgO涂层12并且具有大量孔16的发光层23。在该步骤期间，在通孔15的表面以及孔16的表面上也形成有涂层12，这可以由透射电子显微镜(TEM)观察到。涂层12的厚度为0.1至2.0微米。随后，通过在发光层23的上面和下面上溅射形成电极14a和14b，从而获得发光元件1。
下面描述让发光元件1发光的方法。与实施方案1相似，借助引线2和3在电极14a和14b之间施加电压。电压可以是交流或直流的。施加电压在涂层12上产生表面放电。放电像链反应一样连续发生，从而发出紫外光和可见光。然后，所产生的紫外光光学激发荧光材料层21，从而发出可见光。一旦表面放电开始，放电像链反应一样重复，从而产生紫外光和可见光，因此为了抑制光线对发光材料23的不利作用，在发光开始后优选将电压降低至初始值的50-80％。当通过AC电源或DC电源施加约0.3至1.0kV/mm的电压时，表面放电发生，接着开始发光。此时，电流值为0.1mA或更小。此外，一旦开始发光，即便在降低电压值时，也继续发光。与实施方案1相似，已证实对蓝色、绿色和红色三种颜色，都实现了高质量的发光。发光机理与实施方案1相似。为了有效地产生表面放电并且获得高质量的发光，实施实施方案1中描述的过程，从而获得有利的效果。
此外，在发光层23中提供直径为50至500微米的通孔15，以改善发光效率。在此，如果通孔15尺寸太大，可能发生空气放电。因此这时应该小心。理想地，即便在提供通孔15时，也优选发光颗粒与至少一个相邻的发光颗粒发生三维点接触。因此，为了抑制空气放电和机械强度的影响，优选使通孔15的直径小于2毫米。
可以通过附着其上形成有ITO薄膜的玻璃来形成电极14a和14b。如果电极之一是透明的，那么另一个可以是例如铝和不锈钢的金属片。
(实施方案3)
在上面的实施方案2中，使用挤压机来成形荧光材料层21。而在本实施方案中，通过丝网印刷包含发光颗粒10a和10b的糊剂来形成发光元件1。下面参照图4描述本实施方案。
图4是实施方案3的发光元件1的剖视图。标记30表示陶瓷衬底，33表示多孔发光体，并且34a和34b表示ITO透明电极。发光体33由发光颗粒10a和10b组装而成，每个颗粒包含上面提供有由绝缘金属氧化物MgO形成的涂层12的无机荧光材料颗粒11。
下面描述生产发光元件1的方法。首先，向实施方案1中描述的发光颗粒10a和10b中添加乙基纤维素和α-松油醇，以制备糊剂。接着，在陶瓷衬底上丝网印刷糊剂，然后干燥。重复该过程，以产生印刷厚度为约80至100微米的厚层。此后，在450至1200℃及氮气气氛下进行热处理2至5小时，从而制得孔隙率相当高的发光体33。该步骤中发光体33的厚度约为50至80微米。此后，通过在发光体33的上面和下面上溅射形成两个透明电极34a和34b。在该步骤期间，使用金属针随意在几个点上钻取具有50至500微米直径的通孔。使用这种结构，可以获得如图4所示的发光元件1。下面描述让发光元件1发光的方法。与实施方案1和2相似，借助引线2和3在电极34a和34b之间施加电压。电压可以是交流或直流的。施加电压产生电场(箭头A)。从而，在涂层12上发生表面放电，并且放电像链反应一样连续发生，从而发出紫外光和可见光。然后，所产生的紫外光光学激发颗粒11，从而发出可见光。一旦表面放电开始，放电像链反应一样重复，从而产生紫外光和可见光，因此为了抑制光线对发光体33的不利作用，优选在开始发光后将电压值降低至初始电压的50至80％。当通过AC电源或DC电源施加约0.1至0.8kV/mm的电压时，表面放电发生，接着开始发光。此时，电流值为0.1mA或更小。此外，一旦开始发光，即便降低电压值，也继续发光。与实施方案1相似，已证实对蓝色、绿色和红色三种颜色，都实现了高质量的发光。
发光机理与实施方案1相似。为了有效地产生表面放电并且获得高质量的发光，实施实施方案1和2中描述的过程，从而获得有利的效果。
此外，根据实施方案3，发光体33的厚度可以做得比实施方案1和2的更薄，并且甚至在同一平面上形成电极34a和34b时，也可以发光。注意在同一平面上形成电极34a和34b的情况中，可能发生表面漏电。因此，应该控制电极34a和34b之间的距离。尽管电极34a和34b间的距离取决于发光体33的厚度和施加的电压值，但是至少需要为10微米。
此处，在实施方案3中，降低表面漏电可能性的有效方式是用SiO2等涂布发光元件1的表面。在此情况中，应该除去电极34a和34b上的SiO2，以确保电导通。
尽管实施方案3的发光元件1具有与无机EL相近的结构，但是它们的发光机理是完全不同的。实施方案3的荧光材料颗粒11可以是绝缘体或者半导体。也就是说，即便在使用半导体发光材料时，因为提供了涂层12，所以仍然能够发光，而不发生短路。
在实施方案3中，丝网印刷包含发光颗粒10a和10b的糊剂，从而形成发光元件1。
可以通过附着其上形成有ITO薄膜的玻璃来形成电极34a和34b。此外，因为光在电极34a和34b之间发出，所以代替透明电极，电极34a和34b可以是例如铝和不锈钢的金属片。
(实施方案4)
下面描述丝网印刷包含荧光材料粉末的糊剂以形成发光元件1的实施方案。
图5是本发明实施方案4的发光元件1的剖视图。标记21表示多孔无机荧光材料层，12表示由绝缘金属氧化物MgO形成的涂层，23表示由荧光材料层21、涂层12和孔16组成的多孔发光层，34a和34b表示提供在发光层23的表面上且其间具有预定间距的ITO透明电极，并且1表示发光元件。
下面描述生产实施方案4的发光元件1的方法。首先，向三色无机荧光材料粉末中添加乙基纤维素和α-松油醇，以制备糊剂。接着，在陶瓷衬底30上丝网印刷荧光材料层21。该过程中，荧光材料层21的厚度约为20至25微米。
此后，在450至1200℃及氮气气氛下进行热处理2至5小时，从而制得层中具有大量孔16的荧光材料层21。该步骤中荧光材料层21的厚度约为15至20微米。另外，通过在荧光材料层21的上面溅射形成MgO来形成涂层12，从而形成由荧光材料层21、涂层12和孔16组成的发光层23。此后，通过在发光层23的上面和下面上溅射，形成两个ITO透明电极34a和34b。使用这种结构，可以获得如图5所示的发光元件1。
下面描述让发光元件1发光的方法。与上述实施方案3相似，借助引线2和3在电极34a和34b之间施加电压。电压可以是交流或直流的。施加电压产生电场(箭头A)。因而，在涂层12上发生表面放电，并且放电像链反应一样连续发生，从而发出紫外光和可见光。然后，所产生的紫外光光学激发荧光材料层21，从而发出可见光。一旦表面放电开始，放电像链反应一样重复，从而产生紫外光和可见光，因此为了抑制光线对发光层23的不利作用，优选在开始发光后将电压值降低至初始电压的50至80％。当通过AC电源或DC电源施加约0.05至0.8kV/mm的电压时，表面放电发生，接着开始发光。此时，电流值为0.1mA或更小。此外，一旦开始发光，甚至在降低电压值时，也继续发光。与实施方案1至3相似，已证实对蓝色、绿色和红色三种颜色，都实现了高质量的发光。
发光机理与实施方案2相似。为了有效地产生表面放电并且获得高质量的发光，实施实施方案1和2中描述的过程，从而获得有利的效果。
此外，根据实施方案4，发光层23的厚度可以做得比上面实施方案2更薄，并且甚至在同一平面上形成电极34a和34b时，也实现了发光。注意在同一平面上形成电极34a和34b的情况中，可能发生表面漏电。因此，应该控制电极34a和34b之间的距离。尽管电极34a和34b间的距离取决于发光层23的厚度和施加的电压值，但是至少需要为10微米。
此处，在实施方案4中，降低表面漏电可能性的有效方式是用SiO2等涂布发光元件1的表面。在此情况中，应该除去电极34a和34b上的SiO2，以确保电导通。
尽管实施方案4的发光元件1具有与无机EL相近的结构，但是它们的发光机理是完全不同的。实施方案4的荧光材料层21可以是绝缘体或者半导体。也就是说，即便在使用半导体发光材料时，因为提供了涂层12，所以仍然能够发光，而不发生短路。
此外，在实施方案4中，证实了通过提供通孔15可以在较低的电压下实现发光，甚至在荧光材料层21的内部也发光。在荧光材料层21的厚度小于20微米的情况下，证实了即使在没有通孔15的情况下，在荧光材料层21的内部也能充分地发光。
另外，因为溅射形成的MgO涂层12往往是无定形形态，所以优选通过在空气中或者在氮气气氛中450至1200℃下实施热处理2至5小时，以使之结晶。
可以通过附着其上形成有ITO薄膜的玻璃来形成电极34a和34b。此外，因为光在电极34a和34b之间发出，所以代替透明电极，电极34a和34b可以是例如铝和不锈钢的金属片。
(实施方案5)
图6是根据本发明实施方案5的发光元件1的剖视图。标记11表示作为无机荧光材料颗粒的初级颗粒或絮凝次级颗粒，12表示由绝缘金属氧化物MgO形成的涂层，13表示由发光颗粒10a和10b制成的多孔发光体，14a和14b表示提供在发光体13的表面上且其间具有预定间距的ITO透明电极，17表示具有低电阻的物质，并且1表示发光元件。
下面描述生产实施方案5的发光元件1的方法。首先，将按实施方案1生产的发光粉末(10a[初级颗粒]，10b[次级颗粒])(10至100的体积份)、包含Pd、Pt、Ag、Ni、Cu和Zn中的至少一种元素的细颗粒金属粉(0.1至0.5微米)(1体积份)与5重量％的聚乙烯醇混合并颗粒化，接着通过施用约50Mpa的压力定形成直径10毫米且厚度1毫米的盘片。接着，在450至1200℃及氮气气氛或还原性气氛下进行热处理2至5小时，从而制得多孔发光体13。随后，通过在发光体13的上面和下面上溅射，形成ITO透明电极14a和14b，从而获得发光元件1。在发光元件1上连接引线2和3。此处，该步骤中使用的金属粉末是Pd。尽管发光方法与实施方案1中完全相同，但是差异在于发光初始电压值被降低至约0.1至0.8kV/mm。尽管存在着取决于电阻值和分散金属粉末量的差异，但可以证实表面放电在较低电压下发生，并且与实施方案1相似，得到高质量的发光，因此可以进一步改善实用性。
注意此处的发光机理与实施方案1相同。
此处，在实施方案5中，应该小心控制热处理温度、气氛和金属粉末的粒径，以阻止金属粉末17在热处理过程期间产生发光颗粒10a和10b的固溶体。
选择上述金属粉末的原因如下：即，Pd、Pt和Ag是耐氧化且能够保持低电阻值的金属材料。Ni和Cu是易氧化的金属材料，但它们在大气下的热处理期间能够保持低电阻值并且是低成本的。此外，Zn即便在氧化后也表现出半导体性质，并且能够保持相对低的电阻值。因为这些金属材料具有不同的熔点，并且有一些具有1000℃或者更低的熔点，所以对于热处理温度，应该小心。金属粉末的粒径为0.1至0.5微米，该粒径比发光体要细。
可以通过附着其上形成有ITO薄膜的玻璃来形成电极14a和14b。此外，如果一个电极是透明的，则另一个电极可以是例如铝和不锈钢的金属片。
此外，代替金属粉末，可以分散具有流动性的低电阻物质，从而获得相似的效果。这将在实施方案6中解释。
(实施方案6)
将实施方案2中制备的发光元件1用纯水、弱酸性溶液(例如草酸、乙酸、硼酸 柠檬酸)或者导电高聚物(例如聚乙炔)浸渍10至30分钟，并且除去发光元件1表面上的溶液，接着施加电压，在约0.1至0.5kV/mm的电压值下发光元件1开始发光。表面放电在较低电压下发生，并且证实与实施方案1相似，得到高质量的发光。
在该步骤中，如果导电高聚物以矩阵形式分布，易于发生短路或者不可能发生表面放电。因此，在使用纯水或弱酸性溶液的情况下，需要在50至80℃下干燥5至10分钟，而对于导电高聚物，在浸渍后还需要用醇稀释。
但是，往往通过将实施方案5的样品置于空气中，或者通过表面放电期间产生的热来使其干燥。因此，优选如实施方案3中所示用SiO2等涂布发光元件1，或者进行真空密封。在此情况中，除去电极14a和14b上的SiO2，以确保电导通。
根据实施方案6，因为发光体的表面和内部浸涂有导电高聚物，所以在施加电压的初始阶段可能发生短路现象。但是，过不久，发光体产生热量，随着表面放电的进行水分被蒸发。
(实施方案7)
下面参照附图描述实施方案7，其中涉及本发明的发光元件和使用该发光元件的显示设备。
图7是根据本发明实施方案7的发光元件1的剖视图，其中标记11表示无机荧光材料颗粒，18表示SiO2-Al2O3-CaO基绝缘纤维，113表示由颗粒11和绝缘纤维18制成的多孔发光体，14表示ITO透明电极，并且40表示金属衬底。
下面描述生产实施方案7的发光元件1的方法。使用三种类型的颗粒，包括BaMgAl10O17:Eu2+(蓝色：B)、Zn2SiO4:Mn2+(绿色：G)和Y2O3:Eu3+(红色：R)作为无机荧光材料颗粒11，其平均粒径为2至3微米。对于每100克粉末，混入45克乙酸丁酯、10克BBP(邻苯二甲酸丁基苄酯)、33.3克α-松油醇、10克稀释剂和15克粘结剂(丁缩醛树脂)，以制备三种糊剂。接着，将这些糊剂丝网印刷在由SiO2-Al2O3-CaO基绝缘纤维18制成的片状烧结体板上，板的长度为60毫米，宽度为25毫米并且厚度约为0.7毫米，其中按R、G和B的顺序以横向条纹的形式单独印刷这些糊剂。条纹的宽度为100至200微米。该步骤中颗粒的平均粒径约为3微米，并且直径约10至20微米且长度为50至100微米的纤维，和长度为200至500微米的纤维在板中相互缠结。因为板的孔隙率(孔隙率)为50至90％，所以印刷糊剂的溶剂被立即吸入内部。因为颗粒直径小，所以颗粒11可以进入板内。烧结体板逐渐被颗粒塞满，无法进入板中的颗粒11堆积在板的表面上，从而导致如图7所示的状态。也就是说，颗粒11致密地堆积在板的一个表面上。
如果绝缘纤维18的直径为20微米或更大，并且其长度变得大于100微米时，板的表面变得粗糙，以至于难于均匀地施用颗粒11。因此，优选的纤维直径和纤维长度分别为20微米或更小及100微米或更小。
此处，绝缘纤维可以包括针状颗粒、晶须，以及由破碎长纤维形成的颗粒。
然后，将所述烧结体板上在空气中和100至150℃下干燥，接着在空气中或者在氮气气氛下，于450至1200℃下实施热处理0.25至10小时，从而制得发光体113。
此后，作为验证放电的试样，在发光体113的上表面上形成氧化锡铟(ITO)透明电极14，并且将金属衬底40连接到发光体113的下表面上，从而制得发光元件1。在该步骤期间，通过使用胶体二氧化硅水溶液或者胶体氧化铝的水溶液作为粘合剂，并且在100至200℃下干燥来增强发光体113与电极14及40之间的接触。对于金属衬底40，已证实通过烘烤要粘附的电极糊剂可以获得相同的效果。在使用胶体二氧化硅水溶液的情况中，发光体具有较长的使用寿命。原因是可以认为荧光材料颗粒被胶体颗粒涂布，因而胶体颗粒起着涂层的作用。
下面描述让发光元件1发光的方法。首先，借助引线2和3在电极14和40之间施加电压。电压可以是交流或直流的。施加电压在绝缘纤维18的表面上产生放电。放电像链反应一样连续发生，从而发出紫外光和可见光。然后，所产生的紫外光光学激发颗粒11，从而发出可见光。
一旦放电开始，放电像链反应一样重复，从而产生紫外光和可见光，因此为了抑制光线对发光体113的不利作用，优选在发光开始后降低电压值。
当通过AC电源或DC电源施加约0.3至1.0kV/mm的电压时，放电发生，接着开始发光。此时，电流值为0.1mA或更小。此外，一旦开始发光，甚至在电压值降为初始态施加电压的50至80％时，也继续发光。已证实对于所有的三种颜色：蓝色、绿色和红色，发光元件1都表现出高亮度、高对比度、高的识别能力和高的可靠性。
尽管实施方案7的发光元件1具有与无机EL相近的结构，但是它们的发光机理是完全不同的。更具体地说，通过用施加电压引起的放电所产生的光(紫外光)来激发无机荧光材料颗粒11，从而导致发光(光致发光)。而无机EL的发光原理则如背景技术中所述。
此外，该发光元件1不需要辉光放电所需的真空密封和高电压，因此有望成为在空气中具有高亮度、高对比度、高识别能力和高可靠性的发光元件。因此，与有机EL和无机EL相比，这种发光元件具有简单的结构，并且易于生产，这意味着不需要使用高级薄膜技术。
另外，发现高效放电显著取决于由绝缘纤维18制成的板的孔隙率。也就是说，放电不太可能在具有小孔隙率的致密板中发生，并且在致密板中即使发生放电，发光也仅在表面发生，这就导致低的发光效率。也就是说，为了效率地发光，发光体113需要具有允许颗粒11进入板内部的结构。通过在实施方案7中使多孔发光体113具有多孔，放电不仅在发光体113的表面上发生，而且在它们的内部发生，因而无机荧光材料颗粒11可以高效地发光。
此外，发现多个构成发光体113的绝缘纤维18重叠成网状结构是产生放电的一个重要因素。
相反，如果板的孔隙率增加，板表面的平滑度降低，或者它们的强度变弱或变脆。因此，优选板的孔隙率为50至90％。
此外，选择SiO2-Al2O3-CaO基绝缘纤维作为绝缘纤维18的原因如下：这些纤维是热和化学稳定的，并且具有109Ω·cm或更高的电阻值，而且形成孔隙率高达50至90％的结构。因此，放电在每根纤维的表面发生，导致整个板体放电。当板太致密时，放电仅在它们的表面或端部发生。注意此处使用包含SiC、ZnO、TiO2、MgO、BN或Si3N4的烧结体板可能产生相似的作用。
另外，另一个重要之处是热处理的条件。热处理温度及气氛应该依据纤维的组成来控制，以阻止纤维和无机荧光材料颗粒11彼此反应，并且在热处理过程期间，阻止其间产生固溶体。在本实施方案中，热处理在空气或者氮气气氛下进行0.25至10小时，其中温度设定在可除去包含在颗粒11中的有机物质的最低温度下，即在450至1200℃。如果发光体113中包含大量的有机物质，发光性质显著劣化和寿命也明显变短，因此应该小心避免。然而，如果没有使用有机粘结剂，就不必进行上述的热处理。例如，可以通过将由绝缘纤维18制成的板浸入混有胶体二氧化硅水溶液和荧光材料颗粒11的浆液中，然后在100℃至200℃的空气中干燥，从而形成多孔发光体113。
在上面所述的实施方案中，在各种颜色的R、G和B无机荧光材料区域之间，可以提供光屏蔽薄膜或沟槽。举例来说，如图16A所示，形成侧表面延伸到内部的光屏蔽薄膜20。可以通过涂布黑色糊剂，将糊剂涂层吸附到发光体113的表面上，来形成光屏蔽薄膜。优选所述光屏蔽薄膜20的宽度为25至50微米，深度为10微米或更深。
此外，如图16B所示，可以形成沟槽21。通过提供光屏蔽薄膜或沟槽，可以阻止从各发光材料中发出光的颜色的混合。沟槽22的宽度优选为25至50微米，并且其深度优选为10微米或更深。
(实施方案8)
下面参照附图8描述用绝缘无机物质涂布无机荧光材料表面的实施方案。
图8是根据本发明实施方案8的发光元件1的剖视图，其中标记11表示无机荧光材料颗粒，12表示涂层，18表示SiO2-Al2O3-CaO基绝缘纤维，123表示由颗粒11和绝缘纤维18制成的多孔发光体，14表示ITO透明电极，40表示金属衬底，并且1表示发光元件。
下面描述生产实施方案8的发光元件1的方法。首先，使用与实施方案7相同的三种颜色无机荧光材料粉末制备糊剂。接着，将糊剂丝网印刷在由Si02-Al2O3-CaO基绝缘纤维18制成的片状烧结体板(厚度约为0.7毫米)上。
接着，将涂有糊剂的烧结体板在空气中和100至150℃下干燥，然后在空气中或者在氮气气氛下，于450至1200℃下实施热处理0.25至10小时。接着，在室温下将其浸入正硅酸四乙酯(TEOS)(包含乙醇作为溶剂，浓度为50至100％)溶液，然后干燥，接着在空气或者在氮气气氛下，于450至1200℃下实施热处理0.25至10小时，从而制得发光体123，其中，在无机荧光材料颗粒11和绝缘纤维18的表面上形成涂层12。随后，ITO透明电极14和金属衬底40被分别连接到发光体123的上下表面上，从而获得发光元件1。在该步骤期间，通过使用胶体二氧化硅水溶液或者胶体氧化铝的水溶液作为粘合剂，并且在100至200℃下干燥来增强发光体123与电极14及40之间的接触。对于金属衬底40，已证实通过烘烤要粘附的电极糊剂可以获得相同的效果。
下面描述让发光元件1发光的方法。与实施方案7相似，借助引线2和3在电极14和40之间施加电压。电压可以是交流或直流的。施加电压在涂层12的表面上产生放电。放电像链反应一样连续发生，从而发出紫外光和可见光。然后，所产生的紫外光光学激发颗粒11，从而发出可见光。一旦放电开始，放电像链反应一样重复，从而产生紫外光和可见光，因此为了抑制光线对发光体123的不利作用，优选在发光开始后降低电压值。当通过AC电源或DC电源施加约0.3至1.0kV/mm的电压时，放电发生，接着开始发光。此时，电流值为0.1mA或更小。此外，一旦开始发光，甚至在降低电压时，也继续发光。与实施方案7相似，已证实对于蓝色、绿色和红色三种颜色都能发出高质量的光。
发光机理与实施方案7相似。为了有效地产生放电并且获得高质量的发光，实施实施方案7中描述的过程，从而获得有利的效果。
尽可能同质且均匀地形成涂层12。如果涂层不太同质且均匀，尽管能够发光，但可能发生亮度的降低和寿命的缩短(由紫外光引起的劣化)。涂层12的目的是保护颗粒11不受由紫外光引起的劣化和由水分引起的劣化，并能有效地发光。随着放电的进行，发光效率变得越来越高。尽管在本实施方案中，涂层12的厚度被设定为约0.05至2.0微米。但是可以根据颗粒11的平均粒径和绝缘纤维18的纤维直径来确定该厚度。
涂层12的厚度太大会导致发射光谱的漂移、亮度的降低和紫外光的屏蔽，因此这不是优选的。因此，颗粒11的平均粒径和涂层12的厚度之间的有利关系是在假定前者为1的情况下，后者在1/10至1/500的范围内。
在本发明实施方案中，SiO2被用作涂层12。主要原因是SiO2具有有利的成膜性质，并可以阻止由紫外光和水分引起的颗粒11的劣化。
除了上述的作用外，涂层12还具有109Ω·cm或更高的电阻值，并可以有效地进行放电。当电阻值低于109Ω·cm时，不太可能发生放电，并且在最坏的情况下，可能发生短路，因此该值是不可取的。因此，理想的是使用具有109Ω·cm或更高电阻值的绝缘金属氧化物来形成涂层12。此处，最好不使用那些具有屏蔽紫外光性质和吸水/潮解/风化性质的物质。尽管大多数这些氧化物具有屏蔽紫外光的性质，但是这种性质可以通过减薄涂层厚度来改善。
此外，构成涂层12的绝缘金属氧化物可以是具有很小的氧化物生成标准自由能ΔGf 0(如，在室温下是-100kcal/mol或更小)的稳定物质，或者是具有100或更大介电常数的物质。因此，除了具有高的绝缘电阻外，优选这些绝缘金属氧化物在发生表面放电时也不易被还原而保持的绝缘金属氧化物的特性。
因此，考虑到这些原因，优选使用至少一种选自Y2O3、Li2O、MgO、CaO、BaO、SrO、Al2O3、SiO2、MgTiO3、CaTiO3、BaTiO3、SrTiO3、ZrO2、TiO2、B2O3、PbTiO3、PbZrO3和PbZrTiO3(PZT)的物质来形成涂层12。
此外，代替溶胶/凝胶方法，可以通过化学吸附方法和物理吸附方法(例如CVD方法的、溅射方法、蒸发方法、激光方法、剪切应力方法等)来形成涂层12，从中可以获得与上面相同的效果。对于涂层12，同质且均匀地形成而不会剥离是重要的。因此，优选在形成涂层12之前，将发光体123浸入弱酸性溶液(例如乙酸、草酸和柠檬酸)中，以洗去粘附在发光体表面上的不纯物。这是因为在洗涤后的表面上容易形成具有均匀厚度的涂层12。
在形成发光体123的两次热处理过程期间，要注意之处包括实施热处理的温度和气氛。在本实施方案中，因为热处理在空气或氮气气氛和相对低的温度下实施，所以无机荧光材料颗粒11中掺杂的稀土金属的价态不会变化。但是，当处理在较高的温度下进行时，颗粒11中掺杂的稀土金属的价态可能变化，或者在涂层12和颗粒11之间可能会形成固溶体，因此应该小心避免。
因此，应该小心在热处理期间不要改变稀土金属的价态。
此外，实施方案8中使用的发光材料可以是半导体或者绝缘体。尽管无机EL中使用的发光材料是以ZnS:Mn2+和GaP:N为代表的半导体发光体，但是实施方案8的颗粒11可以是绝缘体或者半导体。也就是说，即使在使用半导体荧光材料颗粒时，因为颗粒被由绝缘金属氧化物形成的涂层12所均匀覆盖，所以仍然能够发光，而不发生短路。与实施方案7一样，在胶体二氧化硅水溶液中浸泡，接着在空气中于100至200℃下干燥，从而在无机荧光材料颗粒11和绝缘纤维18的表面上形成涂层12。已证实使用这种涂层12也能够产生相似的效果。
(实施方案9)
在实施方案7和8中，无机荧光材料糊剂被施用到由绝缘纤维制成的片状烧结体板上，并且对其进行热处理，从而制得多孔发光体。下面描述由绝缘纤维和无机荧光材料的混合粉末来制备发光体的方法。
下面参照附图9描述使用混有无机荧光材料颗粒11和绝缘纤维的糊剂制得的发光元件1。图9是根据本发明实施方案9的发光元件1的剖视图，其中标记11表示无机荧光材料颗粒，12表示涂层，18表示SiO2-Al2O3-CaO基绝缘纤维，133表示由颗粒11和绝缘纤维18制成的多孔发光体，14表示ITO透明电极，40表示金属衬底，并且1表示发光元件。
下面描述生产实施方案9的发光元件1的方法。首先，使用与实施方案7和8相同的三种颜色无机荧光材料粉末，将1/10至10重量份的纤维粉末与1重量份的无机荧光材料粉末混合，从而制得混合物粉末。向其中加入乙基纤维素和例如α-松油醇和乙酸丁酯的有机溶液，然后使用例如三辊型的捏合机来制备糊剂。在该步骤中使用的纤维18具有约1到2微米的直径和约25至50微米的长度。接着，将上述的糊剂丝网印刷到Pt金属衬底40上，然后在空气中和100至150℃下干燥，接着在空气或者在氮气气氛下，于450至1200℃下实施热处理0.25至10小时，从而得到由颗粒11和绝缘纤维18制成的多孔发光体133。在该步骤中，热处理后的涂布厚度为10至500微米。此处，由于与绝缘纤维18混合，印刷表面的光滑性变差。因此，优选地，对无机荧光材料粉末和绝缘纤维18进行混合并用球磨等预先破碎，然后生产出糊剂，以增加光滑性。接着，在室温下将其浸入正硅酸四乙酯溶液中，然后干燥，接着在空气中于450至1200℃下实施热处理0.25至10小时，从而制得发光体133，其中在无机荧光材料颗粒11和绝缘纤维18的表面上形成有SiO2涂层12。随后，将ITO透明电极14连接到发光体133的上表面上，从而制得发光元件1。在该步骤期间，通过使用胶体二氧化硅水溶液或者胶体氧化铝的水溶液作为粘合剂，并且在100至200℃下干燥来增强发光体133与电极14之间的接触。
下面描述让发光元件1发光的方法。与实施方案7或8相似，借助引线2和3在电极14和40之间施加电压。电压可以是交流或直流的。施加电压在涂层12的表面上产生放电。放电像链反应一样连续发生，从而发出紫外光和可见光。
然后，所产生的紫外光光学激发颗粒11，从而发出可见光。一旦放电开始，放电像链反应一样重复，从而产生紫外光和可见光，因此为了抑制光线对发光体133的不利作用，在发光开始后，优选将电压值降至初始态的50至80％。当通过AC电源或DC电源施加约0.3至1.0kV/mm的电压时，放电发生，接着开始发光。此时，电流值为0.1mA或更小。此外，一旦开始发光，甚至在降低电压时，也继续发光。与实施方案7和8相似，已证实对于蓝色、绿色和红色三种颜色都能发出高质量的光。
发光机理与实施方案7和8相似。为了有效地产生放电并且获得高质量的发光，实施实施方案7和8中描述的过程，从而获得有利的效果。
此外，在本实施方案中，使用颗粒11和绝缘纤维18的混合物糊剂来形成发光体133，因此与实施方案7和8相比，可以抑制颗粒11在深度方向上的浓度梯度，并且发光体133能够整体均匀地发光。
另外，至于颗粒11与绝缘纤维18的混合比，当前者的粉末量增加时，结构变得致密，并且放电难以发生。相反，当后者的粉末的量增加时，它具有多孔结构，但是亮度趋向于降低。因此，混合比应该为：相对于1重量份的颗粒11，绝缘纤维18为1/10至10重量份，优选地为1/5至5重量份。
此外，绝缘纤维18使放电以网络形式产生。因此，考虑到发光体133的结构和发光强度，绝缘纤维18应该尽可能细。尽管所使用的目前可以商购的SiO2-Al2O3-CaO基纤维具有约1到2微米的直径和约25至50微米的长度，但是纤维的长度在使用时可以通过机械破碎来弄短(约5微米)。但是在纤维变得太短的情况下，难于形成网络，这会导致难于产生放电。因此，优选纤维的直径达到约0.5微米，并且长度达到约3微米。
此外，尽管热处理后发光体133的涂布厚度为10至500微米，但是丝网印刷需要至少5微米的涂布厚度，因为在厚度太小的情况下，施加电压期间可能发生短路。最佳涂布厚度为10至100微米。但是，当通过蒸发、溅射、CVD等方法形成薄膜时，厚度可以做得更小。
尽可能同质且均匀地形成涂层12。如果涂层不太同质且均匀，尽管能够发光，但可能发生亮度的降低和寿命的缩短(由紫外光引起的劣化)。涂层12的目的是保护颗粒11不受由紫外光引起的劣化和由水分引起的劣化，并能有效地发光。随着放电的进行，发光效率变得越来越高。尽管在本实施方案中，涂层12的厚度被设定为约0.05至2.0微米。但是可以根据颗粒11的平均粒径和绝缘纤维18的纤维直径来确定该厚度。涂层12的厚度太大会导致发射光谱的漂移、亮度的降低和紫外光的屏蔽，因此这不是优选的。因此，颗粒11的平均粒径和涂层12的厚度之间的有利关系是在假定前者为1的情况下，后者在1/10至1/500的范围内。
同在上述的实施方案中一样，通过代替TEOS溶液，在胶体二氧化硅水溶液中浸泡，然后在空气中于100至200℃下干燥，可以在无机荧光材料颗粒11和绝缘纤维18的表面上形成涂层12。已证实这种涂层12也能起到相似的作用。
在实施方案9中，形成了涂层12。但是，即便没有涂层12，由于像网络一样缠结的纤维便于放电，所以发光体133也能发光。但是，涂层12的形成，可以很好地抑制由放电引起的劣化和由紫外光引起的劣化。
在实施方案9中，发光体133被施用到Pt金属衬底40的上层部分，并且实施热处理。但是，举例来说，发光体也可以被施用到PET薄膜上，然后PET薄膜剥离并且实施热处理，然后在发光体上附着金属衬底40。此处，作为该步骤的粘合剂，使用胶体二氧化硅水溶液或者胶体氧化铝的水溶液，然后在100至150℃下干燥，从而增加接触强度。该步骤中使用的金属衬底40可以是除Pt之外的贵金属，或者贱金属。
(实施方案10)
参照图10，下面来描述在同一平面上形成电极的实施方案。
图10是根据本发明实施方案10的发光元件1的剖视图，其中标记11表示无机荧光材料颗粒，12表示涂层，18表示SiO2-Al2O3-CaO基绝缘纤维，133表示由涂布的颗粒11和涂布的绝缘纤维18制成的多孔发光体，34a和34b表示在发光体133表面上提供的ITO透明电极，30表示由陶瓷、玻璃、金属等制成的衬底，并且1表示发光元件。
下面描述制备实施方案10的发光元件1的方法。首先，使用与实施方案9相同的糊剂。接着，将上述的糊剂丝网印刷到衬底30上，然后在空气中和100至150℃下干燥，接着在空气或者在氮气气氛下，于450至1200℃下实施热处理0.25至10小时，从而得到由无机荧光材料颗粒11和绝缘纤维18制成的多孔发光体133。在该步骤中，热处理后的涂布厚度为10至500微米。接着，将其浸入镁配合物溶液中，然后干燥，接着在空气中，于450至1200℃下热处理0.25至1小时，从而制得发光体133，其中，在颗粒11和纤维18的表面上形成MgO涂层12。在该步骤中使用配合物溶液的原因是：与溶胶/凝胶溶液相比，配合物溶液便于形成均匀且薄的涂层12。随后，将ITO透明电极34a和34b连接到发光体133的上表面上，从而获得发光元件1。
电极34a和34b可以通过附着其上形成有ITO薄膜的玻璃来形成。此外，因为光在电极34a和34b之间发出，所以代替透明电极，电极34a和34b可以是例如铝和不锈钢的金属片。
下面描述让发光元件1发光的方法。借助引线2和3在电极34a和34b之间施加电压。电压可以是交流或直流的。在该步骤中，电场在电极34a和34b之间产生(箭头A)。施加电压在涂层12的表面上产生放电。放电像链反应一样连续发生，从而发出紫外光和可见光。然后，所产生的紫外光光学激发无机荧光材料颗粒11，从而发出可见光。一旦放电开始，放电像链反应一样重复，从而产生紫外光和可见光，因此为了抑制光线对发光体133的不利作用，在发光开始后，优选将电压值降至初始态的50至80％。当通过AC电源或DC电源施加约0.3至1.0kV/mm的电压时，放电发生，接着开始发光。此时，电流值为0.1mA或更小。此外，一旦开始发光，甚至在降低电压时，也继续发光。与实施方案7至9相似，已证实对于蓝色、绿色和红色三种颜色都能发出高质量的光。发光机理与实施方案7至9相似。为了有效地产生放电并且获得高质量的发光，实施实施方案7至9中描述的过程，从而获得有利的效果。
涂层12的作用和目的如实施方案8和9所述。
在实施方案10中，使用无机荧光材料颗粒11和包含SiO2-Al2O3-CaO基物质作为主体组分的绝缘纤维18的混合物糊剂来形成发光体133，因此与实施方案7和8相比，可以抑制颗粒11在深度方向上的浓度梯度，并且发光体133能够整体均匀地发光。
另外，至于颗粒11与绝缘纤维18的混合比，当前者的粉末量增加时，结构变得致密，并且放电难以发生。相反，当后者的粉末的量增加时，它具有多孔结构，但是亮度趋向于降低。因此，混合比应该为：相对于1重量份的颗粒11，绝缘纤维18为1/10至10重量份，优选地为1/5至5重量份。
此外，根据实施方案10，发光体133的厚度可以做得比实施方案9更薄，并且证实即使在相同的平面上形成电极34a和34b，也能发光。
注意此处，.在电极34a和34b在同一平面上形成的情况中，可能发生表面漏电。因此，应该控制电极34a和34b之间的距离。尽管电极34a和34b之间的距离取决于发光体133的厚度和施加的电压值，但是至少需要为10至1000微米的间距，并且优选厚度为50至500微米。
此处，在实施方案10中，降低表面漏电可能性的有效方式包括在发光元件1的表面上提供涂层12。在此情况中，应该除去电极34a和34b上的涂层12，以确保电导通。
同在上述的实施方案中一样，通过代替镁配合物溶液，在胶体二氧化硅水溶液中浸泡，然后在空气中于100至200℃下干燥，可以在无机荧光材料颗粒11和绝缘纤维18的表面上形成涂层12。已证实这种涂层12也能起到相似的作用。
在实施方案10中，形成了涂层12。但是，即便没有涂层12，由于像网络一样缠结的纤维便于放电，所以发光体133也能发光。但是，涂层12的形成，可以很好地抑制由放电引起的劣化和由紫外光引起的劣化。
在实施方案10中，发光体133被施用到衬底30的上层部分，并且实施热处理。但是，举例来说，发光体也可以被施用到PET薄膜上，将PET薄膜剥离并且实施热处理，然后在发光体上附着衬底30。此处，作为该步骤的粘合剂，使用胶体二氧化硅水溶液或者胶体氧化铝的水溶液，然后在100至150℃下干燥，从而增加接触强度。
(实施方案11)
在实施方案8至10中，涂层12被附着到无机荧光材料11和绝缘纤维18上。参照图11，下面来描述涂层12仅附着到颗粒11上的实施方案。
图11是根据本发明实施方案11的发光元件1的剖视图，其中标记11表示无机荧光材料颗粒，18表示包含SiO2-Al2O3-CaO基物质作为主体组分的绝缘纤维，143表示由颗粒11和纤维18制成的多孔发光体，34a和34b表示在发光体143表面上提供的ITO透明电极，30表示由陶瓷、玻璃、金属等制成的衬底，并且1表示发光元件。
下面描述生产实施方案11的发光元件1的方法。首先，三种颜色的无机荧光材料颗粒11都被浸入镁配合物溶液中，然后干燥，接着在空气中，于450至600℃下实施热处理0.25至1小时。所得产物被破碎，从而在无机荧光材料颗粒11的表面上形成MgO涂层12。接着，相对于提供了涂层12的颗粒11，混入1/10至10重量份的绝缘纤维18，从而制备出混合物粉末。然后，向其中加入例如α-松油醇和乙酸丁酯的有机溶液，然后使用例如三辊型的捏合机来制备糊剂。在该步骤中使用的纤维18具有约1到2微米的直径和约25至50微米的长度。接着，将上述的糊剂丝网印刷到衬底30上，然后在空气中和100至150℃下干燥，接着在空气或者在氮气气氛下，于450至1200℃下实施热处理0.25至10小时，从而得到由提供有涂层12的颗粒11和绝缘纤维18制成的多孔发光体143。在该步骤中，热处理后的涂布厚度为10至500微米。随后，将ITO透明电极34a和34b连接到发光体143的上表面上，从而获得发光元件1。因为光在电极34a和34b之间发出，所以代替透明电极，电极34a和34b可以是例如铝和不锈钢的金属片。
下面描述让发光元件1发光的方法。与实施方案10相似，借助引线2和3在电极34a和34b之间施加电压。电压可以是交流或直流的。在该步骤中，电场在电极34a和34b之间产生(箭头A)。施加电压在涂层12的表面上产生放电，并且放电像链反应一样连续发生，从而发出紫外光和可见光。
然后，所产生的紫外光光学激发无机荧光材料颗粒11，从而发出可见光。一旦放电开始，放电像链反应一样重复，从而产生紫外光和可见光，因此为了抑制光线对发光体143的不利作用，在发光开始后，优选将电压值降至初始态的50至80％。当通过AC电源或DC电源施加约0.3至1.0kV/mm的电压时，放电发生，接着开始发光。此时，电流值为0.1mA或更小。此外，一旦开始发光，甚至在降低电压时，也继续发光。与实施方案7至10相似，已证实对于蓝色、绿色和红色三种颜色都能发出高质量的光。
发光机理与实施方案7至10相似。为了有效地产生放电并且获得高质量的发光，实施实施方案7至10中描述的过程，从而获得有利的效果。
涂层12的作用和目的如实施方案8至10所述。
在本实施方案中，使用颗粒11和纤维18的混合物糊剂来形成发光体143，因此与实施方案7和8相比，可以抑制颗粒11在深度方向上的浓度梯度，并且发光体143能够整体均匀地发光。
另外，至于颗粒11与绝缘纤维18的混合比，当前者的粉末量增加时，结构变得致密，并且放电难以发生。相反，当后者的粉末的量增加时，它具有多孔结构，但是亮度趋向于降低。因此，混合比应该为：相对于1重量份的颗粒11，绝缘纤维18为1/10至10重量份，优选地为1/5至5重量份。
此外，根据实施方案11，发光体143的厚度可以做得比实施方案9更薄，并且证实即使在相同的平面上形成电极34a和34b，也能发光。注意此处，在电极34a和34b在同一平面上形成的情况中，可能发生表面漏电。因此，应该控制电极34a和34b之间的距离。尽管电极34a和34b之间的距离取决于发光体143的厚度和施加的电压值，但是至少需要为10至1000微米的间距，并且优选厚度为50至500微米。
在实施方案11中，在略小于实施方案10中的电压下开始发光。原因是在绝缘纤维18上没有提供具有较大电阻值的涂层12。
在实施方案11中，发光体143被施用到衬底30的上层部分，并且对其进行热处理。但是，举例来说，发光体也可以被施用到PET薄膜上，将PET薄膜剥离并且实施热处理，然后在发光体上附着衬底30。此处，作为该步骤的粘合剂，使用胶体二氧化硅水溶液或者胶体氧化铝的水溶液，然后在100至150℃下干燥，从而增加接触强度。
通过代替镁配合物溶液，将无机荧光材料颗粒11浸入胶体二氧化硅水溶液中，然后在空气中于100至200℃下干燥并破碎来形成涂层12。已证实这样形成的涂层12具有相似的作用。
(实施方案12)
在实施方案11中，使用无机荧光材料粉末或者粉末(纤维)与无机荧光材料粉末的混合粉末作为基材来制备发光元件。在实施方案12中，参照图12来描述使用其中添加有起泡剂的糊剂制得的发光元件1。
图12是根据本发明实施方案12的发光元件1的剖视图，其中标记11表示无机荧光材料颗粒，18表示包含SiO2-Al2O3-CaO基物质作为主体组分的绝缘纤维，153表示由颗粒11和纤维18制成的多孔发光体，34a和34b表示在发光体153表面上提供的ITO透明电极，30表示由陶瓷、玻璃、金属等制成的衬底，并且1表示发光元件。
下面描述生产实施方案12的发光元件1的方法。首先，加入1至25重量％的热解化学起泡剂，并与实施方案11中使用的糊剂混合。该步骤使用的化学起泡剂是例如偶氮化合物、亚硝基化合物和肼化合物的有机热解起泡剂，或者例如碳酸氢盐和碳酸盐的无机热解起泡剂。该步骤中起泡剂的平均粒径为5至10微米。接着，将糊剂丝网印刷到衬底30上，然后在空气中和50至250℃下干燥，以使糊剂起泡。此后，在空气或者在氮气气氛下，于450至1200℃下实施热处理0.25至10小时，从而得到由提供有涂层12的颗粒11和纤维18制成的多孔发光体153。热处理后的涂布厚度为20至1000微米。为了抑制发光体153由于起泡剂的突然热膨胀而引起的变形，干燥过程中温度从室温缓慢升高。当化学起泡剂在150至250℃下增加时，它们经历热分解，以致产生例如氮气和碳酸气的气体，这会导致发光体153的热膨胀。因此，优选使用有机热解起泡剂作为起泡剂。
随后，使用与实施方案11相同的方法来生产发光元件1。发光方法与发光机理也与实施方案11相同。也就是说，借助引线2和3在电极34a和34b之间施加电压。电压可以是交流或直流的。在该步骤中，电场在电极34a和34b之间产生(箭头A)。施加电压在涂层12的表面上产生放电，并且放电像链反应一样连续发生，从而发出紫外光和可见光。
然后，所产生的紫外光光学激发无机荧光材料颗粒11，从而发出可见光。一旦放电开始，放电像链反应一样重复，从而产生紫外光和可见光。
起泡剂的混合引起体积的膨胀并进一步提高了放电效率。因此，实施方案12中生产的发光元件1在比实施方案11的电压值小约10％的电压下开始发光。同样，因为与实施方案11中生产的发光元件相比，发光元件的弹性增加，所以举例来说，可以通过施加压力来降低发光初始电压值。相对于颗粒11，起泡剂的混合比优选为1至10重量％。在混合比大于该值的情况下，机械强度降低，并且在极端情况下，发光强度降低。
(实施方案13)
在实施方案7至12中，通过在由绝缘纤维18制成的多孔发光体表面上施用无机荧光材料糊剂，或者通过使用绝缘纤维18与无机荧光材料颗粒11的混合糊剂来制备发光元件1。在实施方案13中，参照图13，描述通过片材成形制得的发光元件1。
图13是根据本发明实施方案13的发光元件1的剖视图，其中标记11表示无机荧光材料颗粒，18表示包含SiO2-Al2O3-CaO基物质作为主体组分的绝缘纤维，163表示由颗粒11和纤维18制成的多孔发光体，14表示在发光体163表面上提供的ITO透明电极，40表示金属衬底，并且1表示发光元件。
下面描述制备实施方案13的发光元件1的方法。
首先，以2∶1的重量比，混合无机荧光材料颗粒11和绝缘纤维18。对于100克混合粉末，混入35克乙酸丁酯、0.5克BBP、16克丁基溶纤剂、8克乙醇和12克丁缩醛树脂，以制备浆料。
接着，使用片材成形设备，将所述浆料成形为具有约25微米的片厚的片材。此后，通过层压设备，将片层压成2-10层，并且层压后的厚度被调节成约50至250微米。
接着在空气或者在氮气气氛下，于450至1200℃下实施热处理0.25至10小时，从而制得多孔发光体163。在该步骤中，发光体163的厚度为45至250微米。
此后，将ITO透明电极14和金属衬底40分别连接到发光体163的上下表面上，从而获得发光元件1。
与实施方案7至9相似，在电极14和40之间施加电压。电压可以是交流或直流的。施加电压在电绝缘纤维18的表面上产生放电，并且放电像链反应一样连续发生，从而发出紫外光和可见光。
然后，所产生的紫外光光学激发颗粒11，从而发出可见光。一旦放电开始，放电像链反应一样重复，从而产生紫外光和可见光，因此为了抑制光线对发光体163的不利作用，在发光开始后，优选将电压值降至初始态的50至80％。当通过AC电源或DC电源施加约0.3至1.0kV/mm的电压时，放电发生，接着开始发光。此时，电流值为0.1mA或更小。此外，一旦开始发光，甚至在降低电压时，也继续发光。与实施方案7相似，已证实对于蓝色、绿色和红色三种颜色都能发出高质量的光。
发光机理与实施方案7至12相似。为了有效地产生放电并且获得高质量的发光，实施实施方案7至12中描述的过程，从而获得有利的效果。
在实施方案13中，当连接发光体163和电极14及金属衬底40时，使用胶体二氧化硅水溶液或者胶体氧化铝的水溶液作为粘合剂，然后在100至200℃下干燥，从而增加接触强度。此外，通过在胶体二氧化硅水溶液中浸泡，然后在空气中于100至200℃下干燥，形成涂层12。
此外，在实施方案13中，没有提供涂层12。但是即使提供涂层12，也可以产生相同的效果。只是如果形成有涂层12，就可以很好地抑制由放电引起的劣化和由紫外光引起的劣化。
(实施方案14)
在上面实施方案7至13中，都使用了有机粘结剂，因此生产过程需要脱脂步骤，并且需要在空气或者在氮气气氛下，于450至1200℃下实施热处理0.25至10小时。因此，下面将描述使用含水粘结剂并在空气和100至200℃下干燥，来生产多孔发光体173的方法。
下面是参照图14对该实施方案的描述。首先，以2∶1的重量比，混合无机荧光材料颗粒11和包含SiO2-Al2O3-CaO基物质作为主体组分的绝缘纤维18。对于100克混合粉末，混入5重量％的胶体二氧化硅水溶液或50克胶体氧化铝的水溶液，以制备浆料。
接着，将浆料放在A1金属箔41上，并且通过干燥设备在100至200℃下实施干燥0.25至10小时，从而制得具有约25至1000微米厚度的发光体173。此后，将ITO透明电极14连接到发光体173的上表面上，从而获得发光元件1。
与实施方案13相似，借助引线2和3在电极14和40之间施加电压。电压可以是交流或直流的。施加电压在绝缘的针状颗粒(纤维)18的表面上产生放电，并且放电像链反应一样连续发生，从而发出紫外光和可见光。
然后，所产生的紫外光光学激发颗粒11，从而发出可见光。一旦放电开始，放电像链反应一样重复，从而产生紫外光和可见光，因此为了抑制光线对发光体173的不利作用，在发光开始后，优选将电压值降至初始态的50至80％。当通过AC电源或DC电源施加约0.3至1.0kV/mm的电压时，放电发生，接着开始发光。此时，电流值为0.1mA或更小。此外，一旦开始发光，甚至在降低电压时，也继续发光。与实施方案7相似，已证实对于蓝色、绿色和红色三种颜色都能发出高质量的光。
发光机理与实施方案13相似。为了有效地产生放电并且获得高质量的发光，实施实施方案13中描述的过程，从而获得有利的效果。
在此，还可以通过在空气或者在氮气气氛下，于450至1200℃下实施热处理0.25至10小时，来形成发光体173，并且证实可以产生相同的发光现象。
在实施方案14中，通过在无机荧光材料颗粒11和绝缘纤维18的表面上形成胶体颗粒来形成涂层12。也就是说，已证实作为粘合剂使用的胶体二氧化硅水溶液或者胶体氧化铝的水溶液还可以形成涂层12。注意此处，代替胶体二氧化硅水溶液或者胶体氧化铝的水溶液，可以使用下列物质作为有机粘结剂：聚酰亚胺、BCB(苯并环丁烯)、氟树脂(例如PTFE(聚四氟乙烯))和热固性树脂或热塑性树脂(例如芳族聚酰胺、PBO(聚-对-亚苯基-苯并-双-噁唑))、全芳香聚酯、环氧树脂、氰酸酯树脂、酚醛树脂(phenol resole resin)、PPE(聚苯醚)树脂、双马来酰亚胺三嗪树脂、不饱和聚酯树脂、PPE(聚苯醚)树脂、PEEK(聚醚醚酮)树脂和PEK(聚醚酮)树脂。
(实施方案15)
参照图15，下面描述使用ZnO基晶须作为绝缘针状颗粒来生产多孔发光体183的方法。首先，以2∶1的重量比，混合颗粒11和ZnO晶须19。对于100克混合粉末，混入5重量％的胶体二氧化硅水溶液或50克胶体氧化铝的水溶液，以制备浆料。接着，将浆料放在Cu金属箔41上，并使用干燥设备在100至200℃下实施干燥0.25至10小时，从而制得具有约25至1000微米厚度的发光体183。此后，将ITO透明电极14连接到发光体183的上表面上，从而获得发光元件1。
接着，与实施方案14相似，借助引线2和3在电极14和40之间施加电压。电压可以是交流或直流的。施加电压在ZnO晶须19的表面上产生放电，并且放电像链反应一样连续发生，从而发出紫外光和可见光。
然后，所产生的紫外光光学激发颗粒11，从而发出可见光。一旦放电开始，放电像链反应一样重复，从而产生紫外光和可见光，因此为了抑制光线对发光体183的不利作用，在发光开始后，优选将电压值降至初始态的50至80％。当通过AC电源或DC电源施加约0.3至1.0kV/mm的电压时，放电发生，接着开始发光。此时，电流值为0.1mA或更小。此外，一旦开始发光，甚至在降低电压时，也继续发光。与实施方案7相似，已证实对于蓝色、绿色和红色三种颜色都能发出高质量的光。
发光机理与实施方案14相似。为了有效地产生放电并且获得高质量的发光，实施实施方案14中描述的过程，从而获得有利的效果。
在此，还可以通过在空气或者在氮气气氛下，于450至1200℃下实施热处理0.25至10小时，来形成发光体183，并且证实可以产生相同的发光现象。
在实施方案15中，通过在无机荧光材料颗粒11和绝缘纤维18的表面上形成胶体颗粒，来形成涂层12。也就是说，已证实作为粘合剂使用的胶体二氧化硅水溶液或者胶体氧化铝的水溶液还可以形成涂层12。
此外，在上面的实施方案中，举例来说，通过使用SiO2-Al2O3-CaO基绝缘纤维来形成多孔结构。但是，使用ZnO晶须便于形成三维的多孔结构，这还有利于产生放电，从而导致发光强度的增强。
在此使用Cu作为电极衬底，其电阻值较小，这可与Al相比。
(实施方案16)
将实施方案1至15中制备的发光元件1插入石英管中，石英管用惰性气体(例如Ne、Ar、Kr和Xe)填充。然后，向发光元件1施加电压，在约0.03到0.8kV/cm的电压值下开始发光。与不填充惰性气体的情况相比，发光元件表现出约60至80％的电压值降低，并且表现出更高亮度、更高对比度、更高识别能力和更高的可靠性。原因是用惰性气体填充可以提供便于产生放电和产生紫外光的气氛。但是在此情况中，发现存在辉光放电。
以矩阵形式两维排列实施方案1至16中制得的发光元件1，并且通过驱动电路，将施加在每个发光元件上的电压转向ON或OFF，从而制得平板显示器。使用这种平板显示器，可以低成本地实现简单的结构。
尽管在实施方案7至14中使用SiO2-Al2O3-CaO基组合物来制备绝缘纤维18，但是Al2O3、SiC、ZnO、TiO2、MgO、BN或Si3N4基纤维也可以起到相同的作用。
工业应用性
从上述说明中明显看出，本发明所提供发光元件减少了发光材料的亮度和可靠性的降低，并且不需要辉光放电所需的真空密封和高电压，也不需要使用更高级的薄膜技术。通过以矩阵形式两维排列这些发光元件，可以提供具有简单结构的平板显示器。

Claims (28)

1、一种发光元件，其包含：
包括具有空隙的绝缘体和无机荧光材料颗粒的多孔发光体，(i)所述多孔发光体是由表面用绝缘无机物质涂覆的无机荧光材料颗粒组装而形成的，或者(ii)所述多孔发光体是使无机荧光材料颗粒附着在具有空隙的绝缘体的表面而形成的；和
至少两个设置成与所述多孔发光体表面接触的电极，
其中，向所述至少两个电极施加电压，在发光体的表面及其内部产生表面放电，然后所述表面放电产生的紫外光激发所述发光体而使其发光。
2、根据权利要求1的发光元件，其中所述多孔发光体的表面由绝缘无机物质形成。
3、根据权利要求1的发光元件，其中所述绝缘无机物质是至少一种选自Y2O3、Li2O、MgO、CaO、BaO、SrO、Al2O3、SiO2、MgTiO3、CaTiO3、BaTiO3、SrTiO3、ZrO2、TiO2、B2O3、PbTiO3、PbZrO3和PbZrTiO3(PZT)的物质。
4、根据权利要求1的发光元件，其中在所述电极之间的发光体中提供有通孔。
5、根据权利要求1的发光元件，其中在所述电极之间的发光体内分散有电阻比绝缘无机物质低的物质。
6、根据权利要求1的发光元件，其中所述发光体的内部是处于大气压下的大气，或者填充有惰性气体。
7、根据权利要求1的发光元件，其中所述具有空隙的绝缘体是纤维结构和具有连续泡的泡沫结构中的至少之一。
8、根据权利要求1的发光元件，其中所述具有空隙的绝缘体是包含至少一种选自Al、Si、Ca、Mg、Ti、Zn和B的元素的无机物质。
9、根据权利要求7的发光元件，其中所述纤维是通过破碎绝缘陶瓷或玻璃而获得的。
10、根据权利要求7的发光元件，其中所述纤维是具有220℃或更高的热变形温度的耐热合成纤维。
11、根据权利要求1的发光元件，其中在所述发光体内分散有电阻低于所述绝缘体的物质。
12、根据权利要求1的发光元件，其中以所述绝缘体的重量为1时，所述无机荧光材料颗粒的重量在0.1至10.0的范围内。
13、根据权利要求7的发光元件，
其中所述纤维具有0.1至20.0微米的直径和0.5至100微米的长度，并且
所述无机荧光材料颗粒具有0.1至5.0微米的平均粒径。
14、根据权利要求1的发光元件，其中所述具有空隙的绝缘体的孔隙率在50％至90％的范围内，该范围包含端点。
15、一种显示设备，其中根据权利要求1至14任何一项的发光元件以矩阵形式排列。
16、一种制备根据权利要求1至14任何一项的发光元件的方法，其包括下列步骤：
第一步，在由具有空隙的绝缘体制成的片状多孔体的表面上施用无机荧光材料糊剂；
第二步，对所述绝缘体进行热处理，以形成多孔的发光体；和
第三步，形成至少两个与所述发光体表面接触的电极。
17、根据权利要求16的制备发光元件的方法，其中所述无机荧光材料糊剂包含其表面用绝缘无机物质涂覆的无机荧光材料颗粒。
18、根据权利要求17的制备发光元件的方法，其中通过将无机荧光材料颗粒浸入选自金属配合物溶液、金属烷氧化物溶液和胶体溶液中的至少一种溶液中，接着进行热处理，来实施用绝缘无机物质涂覆。
19、根据权利要求17的制备发光元件的方法，其中通过使用蒸镀、溅射和CVD方法中的任何一种方法将绝缘无机物质附着到无机荧光材料颗粒的表面上，来实施用绝缘无机物质涂覆。
20、根据权利要求16的制备发光元件的方法，其中在第二步之后和第三步之前，通过将发光体浸入选自金属配合物溶液、金属烷氧化物溶液和胶体溶液中的至少一种溶液中，接着进行热处理，从而用绝缘无机物质涂覆发光体的表面。
21、根据权利要求16的制备发光元件的方法，其中在第二步之后和第三步之前，使用蒸镀、溅射和CVD方法中的任何一种方法，将绝缘无机物质附着到发光体的表面上。
22、根据权利要求16的制备发光元件的方法，其中在第一步中以条纹形式施用包括红色、蓝色和绿色的三种颜色的无机荧光材料糊剂。
23、根据权利要求22的制备发光元件的方法，其中在红色、蓝色和绿色三种不同颜色的无机荧光材料之间提供光屏蔽薄膜或沟槽。
24、根据权利要求16的制备发光元件的方法，其中所述无机荧光材料糊剂包含起泡剂。
25、一种制备根据权利要求1至14任何一项的发光元件的方法，其包括下列步骤：
第一步，在导电衬底上施用包含绝缘纤维和无机荧光材料颗粒的糊剂，并进行热处理，以形成多孔的发光体；及
第二步，形成电极，并使其与所述发光体表面接触。
26、一种制备根据权利要求1至14任何一项的发光元件的方法，其包括下列步骤：
第一步，将包含绝缘纤维和无机荧光材料颗粒的糊剂成型，并进行热处理，以形成多孔的发光体；及
第二步，形成至少两个电极，并使其与所述发光体表面接触。
27、根据权利要求25的制备发光元件的方法，其中在第一步之后和第二步之前，将发光体浸入选自金属配合物溶液、金属烷氧化物溶液和胶体溶液中的至少一种溶液中，接着进行热处理，从而用绝缘无机物质涂覆无机荧光材料颗粒的表面。
28、根据权利要求26的制备发光元件的方法，其中在第一步之后和第二步之前，将发光体浸入选自金属配合物溶液、金属烷氧化物溶液和胶体溶液中的至少一种溶液中，接着进行热处理，从而用绝缘无机物质涂覆无机荧光材料颗粒的表面。
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