CN1121524A - 混合绿荧光粉及使用该粉的阴极射线管 - Google Patents

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Abstract

通过将InBO3:Tb及从ZnS:Cu，Au，Al及ZnS:Cu，Al中选择之一，可任意选择与Zn2SiO4:Mn相混合。使用混合绿荧光粉的阴极射线管不仅具有好的亮度及色纯度，而且具有增强的余辉及发光特性。

Description

混合绿荧光粉及使用该粉的阴极射线管
本发明涉及混合绿荧光粉及使用该粉的阴极射线管(CRT)，特别是涉及用了加强余辉特性及减少闪烁的混合绿荧光粉以及使用该粉的阴极射线管。
近来，阴极射线管显示装置的普及已迅速增加，而且这样的装置与我们的日常生活有紧密联系。在许多场合，这种广泛应用对人们的视力产生了不好的影响，特别是操作员可以患上VDT(视频显示终端)综合症，这是一种由于长时间观看阴极射线管显示而引起的职业病。VDT综合症削弱眼睛的功能，它是由闪烁、电磁波及阴极射线管的其它特性造成的。
因此，已做了大量研究来减少闪烁，作为一种防止VDT综合症的方式。研究结果表明，闪烁是受这样几个因素影响的，如显示尺寸、扫描方式、余辉及荧光亮度。因而，要以使用通过控制这些因素来减少闪烁的方法。
在防止闪烁的方法中，大量的研究集中在恢复率(refresh rate)及加强余辉特性。本申请涉及一种改善荧光粉的余辉特性的方法。
作为彩色阴极射线管的传统荧光粉的成分用铒活化的硫化氧化钇(Y2O2S：Eu)作为红荧光粉，用铜及金活化及铝共活化的硫化锌(ZnS：Cu，Au，Al)，以铜活化及铝共活化的硫化锌(ZnS：Cu，Al)作为绿荧光粉，以银活化及以氯共活化的硫化锌(ZnS：Ag，Cl)作为兰荧光粉已经广泛使用。然而，这些荧光粉是具有较短余辉特性从而造成闪烁的起因。因此，对具有良好的余辉特性的荧光粉的需求已经增长。
特别是在红、绿及兰荧光粉中大量研究集中在获取绿荧光粉上，它具有长的余辉特性。由于绿荧光对荧光屏亮度有约60％的影响，因而通过改善其余辉特性易于改善整个荧光屏余辉特性。
ZnS：Cu，Au，Al及ZnS：Cu，Al作为传统的混合绿荧光粉已投入使用，但是二者都具有短的余辉特性；即，衰减时间大约为0.54ms。相反，用铽活化的硼酸铟(InBO3：Tb)及以镁活化的硅酸锌(Zn2SiO4：Mn)是具有长余辉及好的色纯度而公知的荧光粉。然而，这些荧光粉成本高并显出不良的亮度，由于过长的余辉时间引起“余象”，所以它们的实际用途受到了某些限制。
本发明的目的是提供具有良好余辉特性以减少闪烁的混合绿荧光粉。
本发明的另一个目的是提供使用本发明的混合绿荧光粉的阴极射线管，以减少闪烁因而减少人眼疲劳。
为了完成上述目的，根据本发明提供由InBO3：Tb及以ZnS：Cu，Au，Al及ZnS：Cu，Al中选择之一构成的混合绿荧光粉。
为了完成上述另一目的，根据本发明提供的阴极射线管，该管使用由InBO3：Tb及以ZnS：Cu，Au，Al及ZnS：Cu，Al选择之一构成的混合绿荧光粉。
最好的是，混合绿荧光粉进一步包括Zn2SiO4：Mn。
特别地是，根据本发明每一种被混合的绿荧光粉的量最好为40-90％重量比的InBO3：Tb，剩下的为ZnS：Cu，Au，Al或ZnS：Cu，Al。在进一步包括Zn2SiO4：Mn的场合，每一个被混合的绿荧光粉的量最好为40-80％重量比的InBO3：Tb及10-30％重量比的Zn2SiO4：Mn，其余为ZnS：Cu，Au，Al或ZnS：Cu，Al。
本发明的混合绿荧光粉是通过将具有高亮度的ZnS：Cu，Au，Al或ZnS：Cu，Al当具有非常长的余辉时间及相当好的色纯度的In-BO3：Tb相混合以便改善余辉特性。根据本发明的混合绿荧光粉也可含有Zn2SiO4：Mn，它显示了良好的色纯度及长余辉时间。
由于其不良亮度，InBO3：Tb对于投入实际使用很困难，但它具有相当好的色纯度特性(X＝0.330，Y＝0.592)，长的余辉时间，及良好的发光度。而Zn2SiO4：Mn具有比InBO3：Tb更差的亮度，Zn2SiO4：Mn具有非常长的余辉时间而且具有与由国家电视系统委员会最初设定的坐标(0.210，0.710)极为靠近的X-Y色度坐标(0.210，0.700)；即，具有接近理想的色纯度。
关于前面提到的特性，由适当混合InBO3：Tb和由ZnS：Cu，Au，Al与ZnS：Cu，Al之中选择之一制造的混合绿荧光粉保持了适于实际应用的亮度及色纯度。还有，与没有InBO3：Tb只从ZnS：Cu，Au，Al与ZnS：Cu，Al中选择一个绿荧光粉相比，混合绿荧光粉不仅改善发光特性，而且可增长余辉时间来减少闪烁。此外，本发明的绿荧光粉也可包含Zn2SiO4：Mn，它显示了良好的色纯度与长的余辉特性。
特别地，每个荧光粉的混合比率最好为InBO3：Tb为40-90％重量比，其余是ZnS：Cu，Au，Al或ZnS：Cu，Al。在进一步包括Zn2SiO4：Mn的场合，基于混合绿荧光粉的整个重量，40-80％重量比为InBO3：Tb及10-30％重量比的Zn2SiO4：Mn，其余的为ZnS：Cu，Au，Al或ZnS：Cu，Al。这里，如果InBO3：Tb或Zn2SiO4：Mn的量少于确定的范围，余辉特性的加强效果是轻微的，如果超过确定范围，对于亮度特性会有相反的效果，阻碍其实际应用。
生产本发明的混合绿荧光粉的每种荧光粉的制备如下：
1)ZnS：Cu，Au，Al的制备
0.048g的CuSO4·5H2O作为活化剂Cu成分，0.212g的HAuCl4·4H2O作为活化剂Au成分，0.2gAlF3作为共活化剂Al成分，及0.6g的NH4I作为溶剂加入纯水。将由此获得的溶液加到100g的ZnS中并均匀混合。在这之后，将混合物在耐热容器中在含硫黄的还原气氛下加热到1000℃2小时，其后洗涤和干燥，来获取ZnS：Cu，Au，Al。
2)ZnS：Cu，Al的制备
以与上述(1)制备ZnS：Cu，Au，Al相同种方式制备上面提到的ZnS：Cu，Al，但不加入作为活化剂Au成分的HAuCl4·4H2O。
3)InBO3：Tb的制备
3.3g的In2O3及1.5g的H3BO3作为InBO3的初始材料，0.121g的Tb4O7作为活化剂Tb成分及Li2B4O7作为溶剂，将它们均匀混合，然后在耐热容器中加热到1300℃三小时，接下来洗涤并干燥，以获取InBO3：Tb。
4)Zn2SiO4：Mn的制备
4g的ZnO，6g的SiO2及0.2g的MnSO4均匀混合，然后加热到1200℃二小时，接下来洗涤并干燥，以获取Zn2SiO4：Mn。
以下，参照用来说明本发明但不限制其范围的特别示例更具体的描述本发明
例1
根据本发明的混合绿荧光粉是由通过混合30％重量比的ZnS：Cu，Al及70％重量比的InBO3：Tb来制备的。只使用由此获取的荧光粉来制取荧光屏，然后估价荧光屏的亮度。
彩色阴极射线管的屏幕是用由此获得的混合绿荧光粉、Y2O2S：Eu为红荧光粉和ZnS：Ag，Cl作兰荧光粉而制作的。然后估价亮度、色度坐标、余辉时间及荧光屏的发光度，下列表1示出了结果。
如表1所示的，用本发明的混合绿荧光粉制作的阴极射线管的荧光粉层具有相当好的亮度以及色纯度特性(X＝0.305及Y＝0.594)，它接近于欧洲广播联盟标准(X＝0.290，Y＝0.600)。这个标准作为色度坐标的新标准受到广泛接受。因而，由此制造的荧光粉层可投入实际应用。此外，它具有相当于只用ZnS：Cu，Al制作的荧光层二十倍的余辉时间，由此大幅度减少闪烁并显示了良好的发光特性。
例2-7
如表1所示，通过在本发明范围内改变每种绿荧光粉的混合率可制备混合绿荧光粉。只用由此获得的荧光粉来制作荧光屏，然后估价荧光屏的亮度。
用由此获得的混合绿荧光粉、Y2O2S：Eu作为红荧光粉且ZnS：Ag，Cl作为兰荧光粉来制作彩色阴极射线管的荧光屏，然后估价荧光屏的亮度、色度坐标、余辉时间及发光度，结果列在表1中。
如表1所示，上述获得的荧光粉将亮度及色纯度保持在适于应用的水平。而且，上述获取的荧光粉与只从ZnS：Cu，Au，Al及ZnS：Cu，Al中选取之一而没有InBO3：Tb的绿荧光粉相比，不仅改善了发光能力，而且能增长余辉时间来减少闪烁。
对比例1-4
以与例1所描述的同样方式来制备阴极射线管的荧光屏，只是用单一荧光粉来作为绿荧光粉成分。估价每种特性并将结果列在表1中。如表1所示，由于一个或更多的由此估价的特性极多不良，其实际应用受到阻碍。
这里，在仅使用ZnS：Cu，Au，Al或ZnS：Cu，Al的场合，荧光屏显示了良好的亮度但具有极短余辉时间(闪烁的主要原因)且具有不良发光特性。
在仅使用InBO3：Tb或Zn2SiO4的场合，发光特性是良好。然而，由于余辉时间很长且亮度不好，其实际应用受到阻碍。
如上面提到的，根据本发明的混合绿荧光粉是通过将InBO3：Tb与以ZnS：Cu，Au，Al及ZnS：Cu，Al之选择之一，可任意选择与Zn2SiO4：Mn以预定比率来混合而制备的。此外，根据本发明的混合绿荧光粉不仅是有好的亮度及色纯度而且具有增强的余辉及发光特性。
                                                                表1
例号                           荧光粉混合比     亮度(％)     色度坐标  衰减时间(ms)     发光度
ZnS：Cu，Au，Al  ZnS：Cu，Al  InBO3：Tb   Zn2SiO4     A     B     X     Y
    1     30     70     82     93   0.305   0.594     9.4     好
    2     20     80     78     90   0.314   0.593     11     好
    3     30     40     30     77     92   0.281   0.606     10     好
    4     10     80     10     70     85   0.297   0.610     12     好
    5     50     50     93     97   0.290   0.601     3     一般
    6     40     60     87     95   0.299   0.598     4     一般
    7     40     10     50     82     90   0.265   0.623     4.2     一般
对比1     100     100     100   0.299   0.587     0.45     差
对比2     100     105     101   0.270   0.610     0.45     差
对比3     100     63     75   0.330   0.592     32     极好
对比4     100     60     70   0.210   0.700     32     极好
*亮度
A：仅用绿荧光粉制作的荧光屏
B：用所有荧光粉制作的荧光屏*condi条件：25kV，500μA((绿光))，25kV，400μA(白光)*   管：14″，0.28点
衰减时间：衰减到最初亮度的1/50的时间

Claims (8)

1.一种混合绿荧光粉，由InBO3：Tb及从由ZnS：Cu，Au，Al和ZnS：Cu，Al组成的组中选择之一而构成。
2.根据权利要求1的混合绿荧光粉，其中ZnBO3：Tb的量为基于所说混合绿荧光粉整体重量的40-90％。
3.根据权利要求1的混合绿荧光粉进一步包括Zn2SiO4：Mn。
4.根据权利要求3的混合绿荧光粉，其中所述InBO3：Tb的量与所述Zn2SiO4的量基于所述混合绿荧光粉的整个重量分别为40-80％及10-30％。
5.一种采用混合荧光粉的阴极射线管，荧光粉由InBO3：Tb及从由ZnS：Cu，Au，Al和ZnS：Cu，Al组成的组中所选择之一而构成。
6.根据权利要求5的阴极射线管，其中所述InBO3：Tb的量为基于所述绿荧光粉的整体重量的40-90％。
7.根据权利要求5的阴极射线管，其中所述混合荧光粉进一步包括Zn2SiO4：Mn。
8.根据权利要求7的阴极射线管，其中所述InBO3：Tb及所述Zn2SiO4的量基于所述混合绿荧光粉的整体重量分别为40-80％及10-30％。
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