CN102086395A - 绿色荧光体及包括该绿色荧光体的显示装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种绿色荧光体和包括该绿色荧光体的显示装置。所述绿色荧光体包括通式1(Y_3-xM_x)(Al_5-yM′_y)O₁₂:Ce_z表示的化合物和颜料。所述具有通式1表示的化合物和颜料的绿色荧光体比常规荧光体具有更短的衰变时间，由此提供优异的发光特性和色纯度。

Description

绿色荧光体及包括该绿色荧光体的显示装置

技术领域

本公开涉及绿色荧光体及包括该绿色荧光体的显示装置。

背景技术

用于等离子体显示面板(PDP)的常规绿色荧光体通常包括Zn₂SiO₄:Mn、YBO₃:Tb、(Ba，Sr)MgAl₁₄O₂₃:Mn等。然而，因为它们固有的长衰变时间，这些成分有局限性，且无法有效实现立体图像。

最近的研究已经显示具有短衰变时间的绿色荧光体具有优异的显示性能，且可用于以下应用中的下一代虚拟三维立体多媒体的三维立体图像显示，所述应用包括：通讯、广播、医学、教育、培训、军事、游戏、动画、虚拟现实、CAD、工业技术等。

发明内容

本发明实施方式的一个方面涉及具有相对短的衰变时间的绿色荧光体，由此提供优异的发光特性和色纯度。

本发明实施方式的一个方面涉及包括文中所述绿色荧光体的显示装置。

在一个实施方式中，提供了包括通式1表示的化合物和颜料的绿色荧光体：

通式1     (Y_3-xM_x)(Al_5-yM′_y)O₁₂:Ce_z；

其中：

M选自由Sc、Gd、In、Lu和La组成的组中；

M′选自由Sc、Ga、Gd、In、Lu和La组成的组中；

0≤x＜3，0≤y＜5，且0＜z≤0.5。

在一个实施方式中，所述化合物由选自由通式2、通式3和它们的组合组成的组中的通式表示；

通式2     Y₃Al₅O₁₂:Ce_z；

通式3     Y₃(Al_1-kGa_k)₅O₁₂:Ce_z；

其中：

0≤k＜1，且0＜z≤0.5。

在一个实施方式中，所述颜料在所述荧光体化合物的表面上。

在一个实施方式中，所述颜料涂布在所述化合物的表面上。

在一个实施方式中，所述颜料与所述化合物混合。

在一个实施方式中，所述颜料包括选自氧化铬、氧化钴、氧化铜、氧化铝和它们的组合中的氧化物。

在一个实施方式中，所述颜料包括选自由Cr₂O₃、CoAl₂O₄、Cr₂O(OH)₄、CuO和它们的组合组成的组中的氧化物。

在一个实施方式中，所述颜料包括Cr₂O₃和CoAl₂O₄的组合。

在一个实施方式中，所述颜料包括重量比为约2∶8至约8∶2的Cr₂O₃和CoAl₂O₄。

在一个实施方式中，基于100重量份的所述化合物，所述颜料含量为约0.01重量份至约20重量份。

在一个实施方式中，基于100重量份的所述化合物，所述颜料含量为约0.1重量份至约2重量份。

在一个实施方式中，所述颜料为颗粒形式，且所述颜料颗粒具有约5nm至约1.5μm的平均粒径。

在一个实施方式中，所述颜料颗粒具有约10nm至约1μm的平均粒径。

在一个实施方式中，提供了包括绿色荧光体的显示装置，所述绿色荧光体包括通式1表示的化合物和颜料。

在一个实施方式中，所述显示装置包括选自等离子体显示面板(PDP)、阴极射线管和灯中的至少一种。

下文将更详细地描述其它实施方式。

本发明实施方式的绿色荧光体具有短的衰变时间，提供优异的发光特性和色纯度。

附图说明

图1为根据本发明一个实施方式的等离子体显示面板的示意图。

图2显示了根据实施例6和10以及比较例2制备的荧光体的发光光谱。

图3显示了根据实施例6和10以及比较例2制备的荧光体的反射光谱。

具体实施方式

下文将更详细地描述示例性实施方式。然而，这些实施方式是示例性的，且本公开不限于此。

根据一个实施方式的绿色荧光体包括通式1表示的荧光体化合物和颜料。

通式1

(Y_3-xM_x)(Al_5-yM′_y)O₁₂:Ce_z

在以上通式1中，

M为Sc、Gd、In、Lu或La，

M′为Sc、Ga、Gd、In、Lu或La，

0≤x＜3，

0≤y＜5，且

0＜z≤0.5。

在一个实施方式中，荧光体包括通式2表示的化合物、通式3表示的化合物，或它们的组合。

通式2

Y₃Al₅O₁₂:Ce_z

通式3

Y₃(Al_1-kGa_k)₅O₁₂:Ce_z

在通式2和3中，0≤k＜1，且0＜z≤0.5。

根据一个实施方式，通式3表示的化合物为Y₃(Al_0.5Ga_0.5)₅O₁₂:Ce_z，其中0＜z≤0.5。

包括通式1所示化合物的荧光体具有约1ms或小于约1ms的短衰变时间，该衰变时间比常规荧光体化合物，如(Ba，Sr)MgAl₁₄O₂₃:Mn，的衰变时间短。由于更短的衰变时间，更易实现(产生)立体图像。由于其中包括颜料，反射发光特性得到改进。也就是说，具有短衰变时间化合物和颜料的绿色荧光体提供了改进的外部光反射发光特性和改进的色纯度。

在本发明一个实施方式中，所述颜料提供在荧光体化合物的表面上。在此实施方式中，将颜料涂布在荧光体化合物的表面上，或将颜料与荧光体化合物混合，但本公开不限于此。在另一个实施方式中，将颜料涂布在荧光体化合物的整个表面或部分表面上。颜料可覆盖荧光体化合物的部分表面，使得颜料在荧光体化合物上形成岛。

在一个实施方式中，颜料包括氧化铬、氧化钴、氧化铜、氧化铝或其组合。根据一个实施方式，颜料包括氧化物，如Cr₂O₃、CoAl₂O₄、Cr₂O(OH)₄、CuO或其组合。根据另一个实施方式中，颜料包括Cr₂O₃和CoAl₂O₄的组合。因为这些颜料根据其种类(类型)选择性吸收特定波长的光，所以可通过适当选择颜料并将其包括在绿色荧光体中将CIE色坐标调节为所需色坐标。这样，该绿色荧光体降低发光损失并改进色坐标，以实现优异的色纯度。

当颜料包括Cr₂O₃和CoAl₂O₄的组合时，所含Cr₂O₃和CoAl₂O₄的重量比可为约2∶8至约8∶2。根据一个实施方式，Cr₂O₃和CoAl₂O₄以约4∶6至约6∶4的重量比提供。根据另一个实施方式，Cr₂O₃和CoAl₂O₄以约5∶5的重量比提供。当在以上比例之一的范围内提供Cr₂O₃和CoAl₂O₄时，着色效率高，且发光特性得到有效改进。

在一个实施方式中，基于100重量份的荧光体化合物，颜料以约0.01重量份至约20重量份的量提供。根据一个实施方式，基于100重量份的荧光体化合物，颜料含量为约0.05重量份至约10重量份。根据另一个实施方式，基于100重量份的荧光体化合物，颜料以约0.1重量份至约2重量份的量提供。当在以上含量范围内提供颜料时，荧光体化合物的黄色体色(body color)在色彩上易变绿，且色坐标也会移动。通过比相对亮度更有效地降低反射亮度，可实现优异的发光特性。

颜料可以颗粒形式存在。在一个实施方式中，颜料颗粒具有约5nm至约1.5μm的平均粒径。根据一个实施方式，颜料颗粒具有约10nm至约1μm的平均粒径。当颜料的平均粒径在以上范围内时，颜料易分散并与荧光体化合物有效混合从而使颜料附着在荧光体化合物的表面上，且发光特性得到有效改进。

根据此公开的一个实施方式，因为本发明的绿色荧光体具有短衰变时间，提供优异的发光特性和高色纯度，所以可优选用于诸如等离子体显示面板(PDP)等显示装置。

本公开的另一个实施方式提供了包括本文所述绿色荧光体的显示装置。该显示装置包括等离子体显示面板(PDP)、阴极射线管(CRT)、灯和/或类似物。

图1为根据本发明一个实施方式的示例性显示装置(如等离子体显示面板)的示意图。

如图1所示，等离子体显示面板包括第一基板1(后基板)和第二基板11(前基板)，二者相互以固定或预定距离基本平行布置。

在第一基板1表面上，多个寻址电极3以一个方向布置(图中的Y方向)，并且第一介电层5被布置为覆盖寻址电极3。多个障壁7以固定或预定的高度形成在第一介电层5上、寻址电极3之间，以形成放电空间。

可形成任何形状的障壁7，前提是它们的形状可分隔放电空间。此外，障壁7可具有多种式样。例如，障壁7可形成为开放型如条形，或封闭型如华夫饼、矩阵或Δ形(delta shape)。此外，可形成放电空间的水平截面为多边形、圆形或椭圆形的封闭型障壁，所述多边形例如为矩形、三角形、五边形等。

将红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)荧光体层9分别布置在障壁7之间形成的红色、绿色和蓝色放电单元中。根据一个实施方式，绿色荧光体层包括本文所述的绿色荧光体。

将显示电极13以与寻址电极3交叉的方向(图中的X方向)布置在第二基板11面向第一基板1的一个表面上，每个显示电极13包括一对透明电极13a和汇流电极13b。此外，将第二介电层15布置在第二基板11的表面上，同时覆盖显示电极13，以及含氧化镁(MgO)的保护层17布置在第二介电层15一侧上。

放电单元形成在寻址电极3与显示电极13交叉的交叉区域，并充满放电气体。

使用上述结构，通过向寻址电极3和任意一个显示电极(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。当向一对显示电极(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，从而发出通过透明第二基板11的可见光。这样，在等离子体显示面板中显像。激发源的代表性实例为真空紫外线(VUV)。

以下实施例更详细地说明本公开。以下实施例至多是本公开的具体实施例，且本发明的范围不受限于这些实施例。

实施例

实施例1-绿色荧光体的制备

在将Y₃Al₅O₁₂:Ce_0.03荧光体化合物分散到水中后，加入明胶，且通过调节pH使明胶附着在荧光体化合物上。随后，在进行约24小时球磨处理后获得约0.4重量份的Cr₂O₃颜料，并将其与分散剂一起加入100重量份的荧光体化合物中。随后搅拌、沉淀并干燥。结果获得具有附着在Y₃Al₅O₁₂:Ce_0.03荧光体化合物表面的Cr₂O₃颜料的绿色荧光体。

实施例2-绿色荧光体的制备

根据实施例1的方法获得绿色荧光体，不同之处在于用Cr₂O₃和CoAl₂O₄的混合颜料(重量比＝8∶2)代替Cr₂O₃颜料。

实施例3-绿色荧光体的制备

根据与实施例1相同的方法获得绿色荧光体，不同之处在于用Cr₂O₃和CoAl₂O₄的混合颜料(重量比＝5∶5)代替Cr₂O₃颜料。

实施例4-绿色荧光体的制备

根据与实施例1相同的方法获得绿色荧光体，不同之处在于用Cr₂O₃和CoAl₂O₄的混合颜料(重量比＝2∶8)代替Cr₂O₃颜料。

实施例5-绿色荧光体的制备

根据与实施例1相同的方法获得绿色荧光体，不同之处在于用CoAl₂O₄颜料代替Cr₂O₃颜料。

实施例6-绿色荧光体的制备

根据与实施例1相同的方法获得包括附着在Y₃(Al_0.5Ga_0.5)₅O₁₂:Ce_0.03荧光体化合物表面的Cr₂O₃颜料的绿色荧光体，不同之处在于用Y₃(Al_0.5Ga_0.5)₅O₁₂:Ce_0.03荧光体化合物代替Y₃Al₅O₁₂:Ce_0.03荧光体化合物。

实施例7-绿色荧光体的制备

根据与实施例6相同的方法获得绿色荧光体，不同之处在于用Cr₂O₃和CoAl₂O₄的混合颜料(重量比＝8∶2)代替Cr₂O₃颜料。

实施例8-绿色荧光体的制备

根据与实施例6相同的方法获得绿色荧光体，不同之处在于用Cr₂O₃和CoAl₂O₄的混合颜料(重量比＝5∶5)代替Cr₂O₃颜料。

实施例9-绿色荧光体的制备

根据与实施例6相同的方法获得绿色荧光体，不同之处在于用Cr₂O₃和CoAl₂O₄的混合颜料(重量比＝2∶8)代替Cr₂O₃颜料。

实施例10-绿色荧光体的制备

根据与实施例6相同的方法获得绿色荧光体，不同之处在于用CoAl₂O₄颜料代替Cr₂O₃颜料。

比较例1-绿色荧光体的制备

将固定或预定当量的Y₂O₃、Al₂O₃和CeO₂与固定或预定量的熔剂(flux)混合，以形成Y₃Al₅O₁₂:Ce_0.03的复合组合物。随后，将此复合混合物在约1400℃下烧制2.5小时，由此制得粉体并获得Y₃Al₅O₁₂:Ce_0.03表示的绿色荧光体。

比较例2-绿色荧光体的制备

将固定或预定当量的Y₂O₃、Al₂O₃、Ga₂O₃和CeO₂与固定或预定量的熔剂混合，以形成Y₃(Al_0.5Ga_0.5)₅O₁₂:Ce_0.03的复合组合物。随后，将此复合混合物在约1500℃下烧制约2.5小时，由此制得粉状体并获得Y₃(Al_0.5Ga_0.5)₅O₁₂:Ce_0.03表示的绿色荧光体。

实验例1-CIE色坐标和发光特性的评价

测定根据实施例1～10以及比较例1和2制备的绿色荧光体的CIE色坐标、相对亮度和外部光反射亮度。测定结果示于下表1中。相对亮度是通过将比较例1的Y₃Al₅O₁₂:Ce_0.03的相对亮度设定为100％来计算荧光体亮度获得的相对值。外部光反射亮度也是相对值，通过将比较例1的Y₃Al₅O₁₂:Ce_0.03的外部光反射亮度设定为100％来计算荧光体的外部光反射亮度而获得。测定根据实施例6和10以及比较例2制备的绿色荧光体的发光光谱和反射光谱示于图2和图3中。

表1

如表1所示，根据实施例1～5制备的将Y₃Al₅O₁₂:Ce_0.03用作荧光体化合物且包括颜料的绿色荧光体具有CIE x 0.3993至0.4019和CIE y 0.5659至0.5705的色坐标，且该绿色荧光体本身比根据比较例1制备的不包括颜料的绿色荧光体具有更高的色纯度。此外，根据实施例6～10制备的包括Y₃(Al_0.5Ga_0.5)₅O₁₂:Ce_0.03作为荧光体化合物且包括颜料的绿色荧光体具有CIEx 0.3105至0.3117和CIE y 0.5608至0.5624的色坐标，也证实了根据实施例6～10制备的绿色荧光体比根据比较例2制备的不包括颜料的绿色荧光体具有更高的色纯度。

如表1所示，实施例1～10的绿色荧光体具有的外部光反射亮度降低率比相对亮度降低率更大。因此，证实了其整个亮度效率优于比较例1和2中的荧光体。亮度效率与相对亮度/外部光反射亮度值成正比。

参照图2和3，根据比较例2制备的绿色荧光体比根据实施例6和10制备的绿色荧光体具有更好的相对亮度。然而，在外部光反射亮度方面，根据实施例6和10制备的绿色荧光体优于根据比较例2制备的绿色荧光体。

在亮度效率方面，实施例6和10的绿色荧光体优于比较例2的绿色荧光体。

尽管已经结合目前认为是可行的示例性实施方式对本发明进行了描述，应理解本发明不限于公开的实施方式；相反本发明意在涵盖所附权利要求以及它们的等价形式的精神和范围内的各种修改和等价置换。

Claims (15)

1.一种绿色荧光体，包括

通式1表示的化合物；和颜料：

通式1     (Y_3-xM_x)(Al_5-yM′_y)O₁₂:Ce_z；

其中：

M选自由Sc、Gd、In、Lu和La组成的组中；

M′选自由Sc、Ga、Gd、In、Lu和La组成的组中；

0≤x＜3；

0≤y＜5；且

0＜z≤0.5。

2.如权利要求1所述的绿色荧光体，其中所述化合物由选自由通式2、通式3和它们的组合组成的组中的通式表示：

通式2     Y₃Al₅O₁₂:Ce_z

通式3     Y₃(Al_1-kGa_k)₅O₁₂:Ce_z

其中：

0≤k＜1；且

0＜z≤0.5。

3.如权利要求1所述的绿色荧光体，其中所述颜料在所述化合物的表面上。

4.如权利要求3所述的绿色荧光体，其中所述颜料涂布在所述化合物的表面上。

5.如权利要求3所述的绿色荧光体，其中所述颜料与所述化合物混合。

6.如权利要求1所述的绿色荧光体，其中所述颜料包括选自由氧化铬、氧化钴、氧化铜、氧化铝和它们的组合组成的组中的氧化物。

7.如权利要求6所述的绿色荧光体，其中所述颜料包括选自由Cr₂O₃、CoAl₂O₄、Cr₂O(OH)₄、CuO和它们的组合组成的组中的氧化物。

8.如权利要求7所述的绿色荧光体，其中所述颜料包括Cr₂O₃和CoAl₂O₄的组合。

9.如权利要求8所述的绿色荧光体，其中所述颜料包括重量比为2∶8至8∶2的Cr₂O₃和CoAl₂O₄。

10.如权利要求1所述的绿色荧光体，其中基于100重量份的所述化合物，所述颜料含量为0.01重量份至20重量份。

11.如权利要求10所述的绿色荧光体，其中基于100重量份的所述化合物，所述颜料含量为0.1重量份至2重量份。

12.如权利要求1所述的绿色荧光体，其中所述颜料为颗粒形式，且所述颜料颗粒具有5nm至1.5μm的平均粒径。

13.如权利要求12所述的绿色荧光体，其中所述颜料颗粒的平均粒径为10nm至1μm。

14.一种显示装置，包括如权利要求1～13中任意一项所述的绿色荧光体。

15.如权利要求14所述的显示装置，其中所述显示装置包括选自由等离子体显示面板、阴极射线管和灯组成的组中的至少一种。

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