CN102010711A - 绿色荧光体、等离子体显示面板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

绿色荧光体、包含所述绿色荧光体的等离子体显示面板(PDP)和所述绿色荧光体的制备方法。在一个实施例中，绿色荧光体包含锶(Sr)；铝(Al)；铕(Eu)；和选自由磷(P)、砷(As)、锑(Sb)和铋(Bi)组成的组中的至少一种元素(M)。

Description

绿色荧光体、等离子体显示面板及其制备方法
技术领域
以下发明内容涉及绿色荧光体和包含所述绿色荧光体的等离子体显示面板(PDP)。
背景技术
荧光体是这样的材料，其从外部接收如光能或电能等能量，并发射具有人肉眼可感知的可见光谱的光。荧光体可以用于如等离子体显示面板(PDP)、场发射显示器(FED)和发光二极管(LED)的电子装置，且其可以控制电子装置的发光特性和颜色特性。
PDP是这样的显示装置，其可以通过PDP放电单元中气体放电所产生的真空紫外(VUV)线激发荧光体来显示图像。
PDP的荧光体层包含红色、绿色和蓝色荧光体。对于绿色荧光体，通常使用Zn2SiO4:Mn和YBO3:Tb。
Zn2SiO4:Mn具有优异的发光亮度和下降时间特性。然而，此绿色荧光体在抗离子碰撞上相对较弱，所述离子碰撞不但缩短绿色荧光体的寿命而且增加放电起始电压，使得放电可能无法在低灰度下发生。YBO3:Tb在抗离子碰撞上强于Zn2SiO4:Mn，且具有更低的放电起始电压，但其具有相对低的光亮度和较差的颜色特性。
发明内容
本发明实施方式的一个方面涉及改进的绿色荧光体，其没有磷光以减少余辉效应，和/或具有相对高的光亮度、良好的颜色特性和/或低的温度衰减。
本发明实施方式的另一个方面涉及包含所述改进的绿色荧光体的等离子体显示面板(PDP)。
根据本发明的实施方式，所提供的绿色荧光体包含锶(Sr)；铝(Al)；铕(Eu)；和选自由磷(P)、砷(As)、锑(Sb)和铋(Bi)组成的组中的至少一种元素(M)。
在一个实施方式中，绿色荧光体由以下化学式1所示。
[化学式1]
Sr(1-x)Al(1-y)MyO:Eux
在以上化学式1中，x在约0.01和约0.3之间，且y在约0.01和约0.1之间。在一个实施方式中，y在约0.05和约0.1之间。在一个实施方式中，x的值可以为0.01≤x≤0.3，且y的值可以为0.01≤y≤0.2。在一个实施方式中，x的值可以为0.01＜x＜0.3，且y的值可以为0.01＜y＜0.2。在一个实施方式中，y的值可以为0.05≤y≤0.1。在一个实施方式中，y的值可以为0.05＜y＜0.1。
在一个实施方式中，绿色荧光体具有在约0.280和约0.299之间的国际照明委员会(CIE)X-色坐标和在约0.580和约0.599之间的CIE Y-色坐标。
在一个实施方式中，绿色荧光体具有小于约1ms的下降时间。在一个实施方式中，绿色荧光体的下降时间在约0.5ms和约1ms之间。
在一个实施方式中，至少一种元素(M)在绿色荧光体中作为掺杂剂。
至少一种元素(M)可以分布在整个绿色荧光体中。
在一个实施方式中，涂覆至少一种元素(M)作为绿色荧光体的表面。
至少一种元素(M)可以局部分布在部分绿色荧光体中。
绿色荧光体可以应用于PDP。
根据本发明的另一个实施方式，提供包含上述绿色荧光体的PDP。
根据本发明的又一个实施方式，提供形成绿色荧光体的方法(如掺杂法)。所述方法包括混合锶(Sr)、铝(Al)、铕(Eu)和选自由磷(P)、砷(As)、锑(Sb)和铋(Bi)组成的组中的至少一种元素(M)以制备荧光体混合物；并加热荧光体混合物以形成绿色荧光体。
在一个实施方式中，将部分铝(Al)替换为至少一种元素(M)以形成绿色荧光体。
根据本发明的又一个实施方式，提供形成绿色荧光体的方法(如涂覆法)。所述方法包括混合锶(Sr)、铝(Al)和铕(Eu)以制备荧光体混合物；加热荧光体混合物；将选自由磷(P)、砷(As)、锑(Sb)和铋(Bi)组成的组中的至少一种元素(M)涂覆在所加热荧光体混合物的表面上；并加热至少一种元素(M)以及荧光体混合物以形成绿色荧光体。
附图说明
附图连同申请文件一起对本发明的示例性实施方式进行说明，且附图连同说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据本发明一个实施方式的等离子体显示面板(PDP)的局部分解透视图。
图2是显示根据实施例1-1的荧光体的下降时间谱的图。
图3是显示根据实施例1-1和比较例2的荧光体的吸收光谱的图。
具体实施方式
在以下详细描述中，仅通过说明的方式显示和描述本发明的某些示例性实施方式。正如本领域技术人员所认识，本发明可以许多不同形式实施，且不应受本文所述实施方式的限制。
下文中，对根据本发明一个实施方式的绿色荧光体进行更详细地描述。
本文中，绿色荧光体包含锶(Sr)；铝(Al)；铕(Eu)；和选自由磷(P)、砷(As)、锑(Sb)和铋(Bi)组成的组中的至少一种元素(M)。
所述至少一种元素(M)可以全部且均匀地分布在整个绿色荧光体中。或者，所述至少一种元素(M)可以分布在部分绿色荧光体中。
在一个实施方式中，所述至少一种元素(M)在绿色荧光体中作为掺杂剂。在另一个实施方式中，涂覆所述至少一种元素(M)作为绿色荧光体的表面。
在上述绿色荧光体中，有所述至少一种元素(M)分布的部分可以由以下化学式1表示。
[化学式1]
Sr(1-x)Al(1-y)MyO:Eux
在以上化学式1中，x在约0.01和约0.3之间，且y在约0.01和约0.1之间。在一个实施方式中，y在约0.05和约0.1之间。在一个实施方式中，x值可以为0.01≤x≤0.3，且y值可以为0.01≤y≤0.2。在一个实施方式中，x值可以为0.01＜x＜0.3，且y值可以为0.01＜y＜0.2。在一个实施方式中，y值可以为0.05≤y≤0.1。在一个实施方式中，y的值可以为0.05＜y＜0.1。在本文的一个实施方式中，如果y小于0.1，则没有足够的所述至少一种元素M以去除绿色荧光体的磷光产生和/或保护绿色荧光体免受热衰减。相反，在另一个实施方式中，如果y大于0.2，则光亮度(或强度)会降低。
也就是说，在一个实施方式中，选自由P、As、Sb和Bi组成的组中的至少一种元素(M)以其替代部分铝(Al)的形式存在，且铕(Eu)用作活化剂。
在本文中，上述绿色荧光体具有相对高的发光效率和短的下降时间。在本发明实施方式的上下文中，下降时间是指在激发终止即刻起从荧光体发出的光量减少至初始光量十分之一所用的时间。绿色荧光体具有小于约1ms的下降时间，且在一个实施方式中，具有在约0.5ms和约1ms之间的下降时间。因此，其可以用于三维(3D)立体图像装置。
此外，因为如上所述和根据本发明实施方式的绿色荧光体具有在约0.280和约0.299之间的国际照明委员会(CIE)X-色坐标和在约0.580和约0.599之间的CIE Y-色坐标，所以其具有相对良好的绿色特性。
此外，因为如上所述和根据本发明实施方式的绿色荧光体所具有的一些铝被至少一种元素(M)所替代，所以其可以去除激发期间所产生的磷光，所述至少一种元素(M)选自由P、As、Sb和Bi组成的组中。因此，绿色荧光体可以有用地用在等离子体显示面板(PDP)中。也就是说，当将产生磷光的荧光体用于PDP时，余辉在图像变化后仍存在，因此降低了显示器特性。然而，使用上述绿色荧光体，余辉将被去除，因此改进了显示器特性。
此外，因为如上所述和根据本发明实施方式的绿色荧光体所具有的一些铝被至少一种元素(M)所取代，所以减少或防止了由热所引起的衰减，所述至少一种元素(M)选自由P、As、Sb和Bi组成的组中。因此，可以减少或防止高温下亮度的降低。
在一个实施方式中，通过用掺杂法形成上述绿色荧光体。在本文中，所述掺杂法包括以下步骤：混合锶(Sr)、铝(Al)、铕(Eu)和选自由磷(P)、砷(As)、锑(Sb)和铋(Bi)组成的组中的至少一种元素(M)以制备荧光体混合物；并加热荧光体混合物以形成绿色荧光体。
在另一个实施方式中，通过用涂覆法形成上述绿色荧光体。在本文中，所述涂覆法包括以下步骤：混合锶(Sr)、铝(Al)和铕(Eu)以制备荧光体混合物；加热荧光体混合物；将选自由磷(P)、砷(As)、锑(Sb)和铋(Bi)组成的组中的至少一种元素(M)涂覆在被加热荧光体混合物的表面上；并加热所述至少一种元素(M)以及所述荧光体混合物以形成绿色荧光体。
在本发明的实施方式中，上述绿色荧光体可以用于包含显示绿色的荧光体的全部电子装置，如PDP、场发射显示器和发光二极管。
下文中，将参照图1更详细地描述包含上述和本发明实施方式的绿色荧光体的示例性PDP。
在图1中，为了清楚将某些层、膜、面板、区域等的厚度放大。相同的附图标记在整个申请文件中表示相同的元件。应理解的是当称如层、膜、区域或基板等元件在另一元件“上”时，其可以是直接在其它元件上，或间接在其它元件上，其间插入有一个或多个插入元件。相反，当称元件是“直接在另一元件上”时，其间不存在插入元件。
在本文中，图1是示例性PDP的局部分解透视图。
参照图1，PDP包括第一基板1和第二基板11，二者彼此间基本平行放置，且其间具有一定或预定的距离。
在第一基板1表面上，将多个寻址电极3以一个方向放置(图1中的Y方向)，且放置覆盖寻址电极3的第一介电层5。多个障壁7以一定或预定的高度形成在寻址电极3之间的第一介电层5上，以形成多个放电空间。
可以形成具有任何适合形状的障壁7，前提是此形状可以分隔放电空间。此外，障壁7可以具有各种适合的图案。例如，障壁7可以形成为具有如条形图案等开放形式，或形成为具有如圆饼、矩阵或三角形图案等封闭形式。此外，封闭式障壁可以这样形成，使得放电空间的水平截面为如矩形、三角形或五边形等多边形；或为圆形；或为椭圆形。
此外，将红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)荧光体层9置于形成于障壁7之间的放电单元7R、7G和7B中。绿色荧光体层包含上述绿色荧光体。
将包括多对透明电极13a和汇流电极13b的显示电极13以与寻址电极3交叉的方向(图1中的X方向)置于第二基板11的面向第一基板1的一个表面上。此外，将介电层15置于第二基板11的表面上，同时覆盖显示电极13。在本文中，每个显示电极13包括一对相应的单个透明电极13a和相应的单个汇流电极13b。
放电单元形成于寻址电极3与显示电极13交叉的交叉区域。
使用上述结构，通过向寻址电极3和任何一个放电维持电极13之间的空间施加寻址电压(Va)进行寻址放电。当向一对放电维持电极13之间的空间施加维持电压(Vs)时，由维持放电产生的激发源激发相应的荧光体层9，由此发射通过透明第二基板11的可见光。激发源的代表性实例为真空紫外射线(VUV)。
以下实施例更具体地说明本发明。然而，应理解本发明不限于这些实施例。
实施例
将氧化锶、氧化铝、M元素的前体(M元素为选自磷(P)、砷(As)、锑(Sb)和铋(Bi)中的一种)和氧化铕根据它们的化学当量混合，并与0.5wt％的熔剂AlF3混合，并在还原气氛中在1400℃下焙烧2小时30分钟，或在还原气氛中加热至1400℃并持续2小时30分钟，由此制备焙烧(或热处理的)混合物。分别将P2O5、As2O5、Sb2O5和Bi2O3用作M元素的前体。随后，将焙烧的混合物粉碎、清洗、干燥并过筛，由此制备Sr0.8Al(1-y)MyO:Eu0.2荧光体，其中M和y如下表1所示。
表1
Figure GSA00000020553500071
比较例1
将氧化锶、氧化铝和氧化铕根据它们的化学当量混合，与0.5wt％的熔剂AlF3混合，并在还原气氛中在1400℃下焙烧2小时30分钟，由此制备焙烧的混合物。随后，将焙烧的混合物粉碎、清洗、干燥并过筛，由此制备Sr0.8Al2O:Eu0.2荧光体。
比较例2
将氧化钇、氧化铝和氧化铈根据它们的化学当量混合，与3.0wt％的熔剂BaF3混合，并在还原气氛中在1600℃下焙烧3小时，由此制备焙烧的混合物。随后，将焙烧的混合物粉碎、清洗、干燥并过筛，由此制备Y2.97Al5O12:Ce0.03荧光体。
评价-1
测定根据实施例1-1制备的荧光体的下降时间谱。
图2是显示根据实施例1-1的荧光体的下降时间谱的图。
如图2所示，根据实施例1-1的荧光体具有小于约1ms(0.001s)的短下降时间。
评价-2
测定根据实施例1-1制备的荧光体的吸收光谱。
图3是显示根据实施例1-1的荧光体的吸收光谱的图。
参照图3，根据实施例1-1制备的荧光体A在约147nm和约172nm之间显示出相对高的吸收光谱。这是当将氖(Xe)气用作PDP中的放电气体时由激发产生的光的波长区，且可以看出将氖用作放电气体适用于PDP。
评价-3
测定根据实施例和比较例制备的荧光体的CIE色坐标、亮度和磷光，并显示在下表2中。通过将根据比较例2制备的荧光体的亮度定为100％来相对地分析荧光体的亮度。
表2
  CIE X   CIE Y   亮度(％)   磷光
  实施例1-1   0.293   0.582   108   无
  实施例1-2   0.292   0.582   110   无
  实施例1-3   0.294   0.582   108   无
  实施例2-1   0.287   0.590   98   无
  实施例2-2   0.286   0.589   96   无
  实施例2-3   0.286   0.589   80   无
  实施例3-1   0.288   0.591   89   无
  实施例3-2   0.289   0.591   85   无
  实施例3-3   0.288   0.591   80   无
  实施例4-1   0.292   0.581   100   无
  实施例4-2   0.292   0.580   90   无
  实施例4-3   0.291   0.581   85   无
  比较例1   0.284   0.590   75   有
  比较例2   0.421   0.556   100   无
表2显示各个实施例的荧光体与比较例1的荧光体具有相似的色坐标，且具有相对高的亮度，而同时仍不产生磷光。此外，与比较例2的荧光体相比，各个实施例的荧光体具有相对良好颜色特性。
评价-4
将根据实施例1-1和比较例1制备的荧光体在约600℃下进行热处理，测定它们的CIE色坐标、亮度和磷光，并显示在下表3中。通过将根据比较例2制备的荧光体的亮度定为100％来相对地分析荧光体的亮度。
表3：
Figure GSA00000020553500091
表3显示在600℃下热处理后，根据实施例1-1的荧光体基本上保持了其色坐标和亮度，而比较例1的荧光体显示出色坐标改变和亮度显著降低。
因此，可以看出根据实施例1-1制备的荧光体是热稳定的。
尽管已经结合某些示例性实施方式对本发明进行描述，应理解本发明不限于公开的实施方式；相反其意在涵盖在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等价排列，和其等价形式。

Claims (12)

1.一种绿色荧光体，包含：锶(Sr)；铝(Al)；铕(Eu)；和选自由磷(P)、砷(As)、锑(Sb)和铋(Bi)组成的组中的至少一种元素(M)。
2.如权利要求1所述的绿色荧光体，其中所述绿色荧光体由以下化学式表示，
Sr(1-x)Al(1-y)MyO:Eux，
其中，x在0.01和0.3之间，且y在0.01和0.2之间。
3.如权利要求2所述的绿色荧光体，其中y在0.05和0.1之间。
4.如权利要求1所述的绿色荧光体，其中所述绿色荧光体具有在0.280和0.299之间的国际照明委员会X-色坐标和在0.580和0.599之间的国际照明委员会Y-色坐标。
5.如权利要求1所述的绿色荧光体，其中所述绿色荧光体具有小于1ms的下降时间。
6.如权利要求5所述的绿色荧光体，其中所述绿色荧光体的下降时间在0.5ms和1ms之间。
7.如权利要求1所述的绿色荧光体，其中所述元素(M)在所述绿色荧光体中作为掺杂剂。
8.如权利要求1所述的绿色荧光体，其中所述元素(M)被涂覆为所述绿色荧光体的表面。
9.如权利要求1所述的绿色荧光体，其中所述元素(M)适于替代部分铝(Al)，且其中所述铝(Al)已被足量的元素(M)所替代，以去除所述绿色荧光体的磷光产生。
10.一种等离子体显示面板，包括含有如权利要求1～9中任意一项所述的绿色荧光体的绿色荧光体层。
11.一种形成绿色荧光体的方法，所述方法包括：
混合锶(Sr)、铝(Al)、铕(Eu)和选自由磷(P)、砷(As)、锑(Sb)和铋(Bi)组成的组中的至少一种元素(M)以制备荧光体混合物；和
加热所述荧光体混合物以形成绿色荧光体。
12.如权利要求11所述的形成绿色荧光体的方法，其中所述绿色荧光体由以下化学式所示，
Sr(1-x)Al(1-y)MyO:Eux，
其中，x在0.01和0.3之间，且y在0.01和0.2之间。
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