CN1360328A - 具有荧光层的等离子荧光屏 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有荧光层(9)的等离子荧光屏,荧光屏包括标准荧光体和发射同色光的另外的荧光体所混合的颗粒混合物。在一个荧光层(9)中两种荧光体的采用使得荧光体的不希望的性能相互抵消。

Description

具有荧光层的等离子荧光屏
技术领域
本发明涉及一种等离子荧光屏，此荧光屏具有：包括玻璃板的前板，其中在玻璃板上具有介电层和保护层；具有荧光层的载体板；肋状结构，此结构将前板和载体板之间的空间细分成填充气体的等离子小室，设置在前板和载体板上的一个或多个电极阵列，用于在等离子小室中产生电晕放电。
背景
等离子荧光屏尽可能呈现出高清晰度和大荧光屏对角线的彩色图像并且结构紧凑。等离子荧光屏包括密封地填充有气体的玻璃小室，电极以格栅的形式排列。电压的施加激发了在紫外线范围内产生的光的气体放电。此光可以由荧光层转换成可见光并通过玻璃小室的前板发射给看电视者。
在等离子荧光屏可商业性应用的今天，BaMgAl10O17：Eu(BAM)最广泛地用作蓝色荧光体、Zn2SiO4：Mn(ZSM)作为绿色荧光体、(Y，Gd)BO3：Eu(YGB)用作红色荧光体。这些荧光体的选择主要基于在由VUV照射激发时它们的发光效力以及它们的色点。所用荧光体的色点在发射荧光屏中起着非常重要的作用，因为它们决定最大可获得的颜色空间。
但是，所有选出的荧光体具有不能容易消除的缺点。这样当由VUV照射时蓝色荧光体BaMgAl10O17：Eu的亮度明显降低。由于这种恶化，等离子荧光屏的白色点向发黄的颜色转变，因为绿色尤其红色荧光体不怎么恶化。
当有VUV光激发时，绿色荧光体Zn2SiO4：Mn具有约10ms的相当长的延迟时间以及仅适中的好的发光效力。但由于饱和度提高亮度时效力明显降低。另外，当有VUV光激发时，其稳定性也明显低于红色荧光体(Y，Gd)BO3：Eu的。
红色荧光体(Y，Gd)BO3：Eu实际上在VUV光的激发下非常有效，但是其色点比用在阴极射线管中的Y2O2S：Eu的红色更少。
为了避免上述各种荧光体的缺点，例如，提供具有覆层的荧光体或替代地合成荧光体。例如，DE19727607公开了一种带有一种或多种碱土金属、锌、卡姆登和/或锰的链(catena)-多磷酸盐的覆层的发蓝光的铝酸盐荧光体。通过降低VUV激发，链-多磷酸盐的覆层实现了使由VUV激发的荧光体的恶化减少。但是至今，没有能够合成对这三种标准荧光体BaMgAl10O17：Eu、Zn2SiO4：Mn，(Y，Gd)BO3：Eu可实现所有需要并能够代替所述三种荧光体的荧光体。
因此，本发明的目的是避免现有技术状况的缺点并有效地改善等离子荧光屏。
发明概述
本发明的此目的是通过下述方式实现的：一种等离子荧光屏，具有：前板，前板包括其上具有介电层和保护层的玻璃板；载体板，载体板具有荧光层，荧光层包括至少两种发出相同颜色的荧光体的所混合的颗粒混合物；肋状结构，此结构将前板和载体板之间的空间细分成填充气体的等离子小室；设置在前板和载体板上用于在等离子小室中产生电晕放电的一个或多个电极阵列。
在一个和相同的荧光层中使用发出同色光的两种荧光体可以减少或相互补偿荧光体的不希望性能。
荧光层最好细分成各个色段，至少一个段包括发射同色光的至少两种荧光体的所混合的颗粒混合物。
通常等离子荧光屏的荧光层包括几个色段，每个具有各自的发出蓝色、绿色或红色光的荧光体。在一个色段采用发射同色的两种不同荧光体能够改善此色段的性能。
特别优选的是荧光层的色段包括BaMgAl10O17：Eu和从Ce3+-受激荧光体和Tm3+-受激荧光体的组中选出的荧光体的所混合的颗粒混合物。
因为在VUV光照射下Ce3+-受激荧光体和Tm3+-受激荧光体比BaMgAl10O17：Eu具有更高的稳定性，可以减少在等离子荧光屏的工作寿命期间发蓝光荧光体的和荧光体层的发蓝光色段的发光消耗。
特别优选的是Ce3+-受激荧光体从YBO3：Ce和(Y1-xGdx)BO3：Ce、0≤x≤1的组中选出的。
还特别优选的是Tm3+-受激荧光体是LaBO3：Tm。
可以进一步改善荧光层发蓝光的色段的色点，因为YBO3：Ce和(Y1-xGdx)BO3：Ce、0≤x≤1和LaBO3：Tm比BaMgAl10O17：Eu具有更深的蓝色发射颜色。
更进一步优选的是荧光层的色段包括Zn2SiO4：Mn和Tb3+-受激荧光体的所混合的颗粒混合物。
因为在VUV光的照射下Tb3+受激荧光体比Zn2SiO4：Mn具有更高的稳定性，可以减少在等离子荧光屏的工作寿命期间荧光层发绿光的色段的发光消耗。这是因为Tb3+仅能够很难地氧化成Tb4+，而Mn2+非常容易氧化。而可以增加荧光层的发绿光色段的发光效力，特别是在更高的亮度水平。另外，由于更低的饱和度，提高了发绿光的色段的亮度。
当Tb3+受激荧光体是从LaPO4：Ce、Tb、Y2SiO5：Tb、GdMgB5O10：Ce、Tb、CeMgAl11O9：Tb、GdBO3：Tb、(Y1-xGdx)BO3：Tb(0≤x≤1)、YBO3：Tb、LaOCl：Tb、和InBO3：Tb的组中选出时是最有利的。
这些Tb3+-受激荧光体比Zn2SiO4：Mn具有更短的延迟时间。通过荧光层的发绿光色段中这些Tb3+-受激荧光体与Zn2SiO4：Mn所混合的颗粒混合物的方式，可以减少在图像组成中的运动赝象。
另外，可以优选地是，荧光层的色段包括(Y，Gd)BO3：Eu和第二发红光荧光体所混合的颗粒混合物，第二发红光荧光体的色点(x，y)具有y值＜0.36。
通过采用(Y，Gd)BO3：Eu和其发出的颜色位于颜色三角的少为桔红色、多为红色的区域中的荧光体的颗粒混合物，可以提高荧光层的发红光色段的色点。
当第二发红光荧光体是从Y2O3：Eu、YVO4：Eu、Y(V，P)O4：Eu和(Y1-xGdx)2O3：Eu(0≤x≤1)的组中选出时是有利的。
这些Eu3+受激荧光体比(Y，Gd)BO3：Eu具有更短的延迟时间，还可以减少在图像组成中运动赝象。
本发明将参考附图和实施例进行更详细的解释。
附图简短描述
图1是显示在等离子荧光屏中单等离子单元的结构和工作原理。
图2示出在等离子荧光屏中发绿光的荧光体段的色点的转移；
图3示出在等离子荧光屏中发红光的荧光体段的色点的转移。
优选实施例描述
在图1中，与电极共面设置的AC等离子荧光屏的等离子小室包括前板1和载体板2。前板1包括玻璃板3，在玻璃板3上设置有介电层4和叠加的保护层5。保护层5优选由MgO制成，介电层4例如由含PbO的玻璃制成。平行的、条形放电电极6，7设置在玻璃板3上并由介电层4覆盖。放电电极6，7由例如金属或ITO制成。载体板2由玻璃制成，如由Ag制成的平行的、条形地址电极10设置在载体板2上面以便垂直于放电电极6，7延伸(run)。所述地址电极10由荧光层9覆盖，荧光层9以三种基本颜色红、绿、蓝之一发光。出于此目的，将荧光层细分成几个色段。通常，荧光层9发红、绿、蓝光的色段以垂直的条形三元色组的形式提供。各个等离子单元由具有分隔肋的肋状结构12分离，分隔肋优选由绝缘材料制成。
气体存在于等离子小室中，并且在放电电极6，7之间，上述电极之一每次交替地用作阳极和阴极，反之亦然，优选地，例如He、Ne、或Kr与氙的稀有气体混合物作为UV发光成分。在表面放电点火之后，由此充电可以沿着位于等离子区8的放电电极6，7之间的放电路径流动，在等离子区8中形成等离子，在UV范围内、特别在VUV范围内，依据气体的成分产生照射光11。此照射光11激发荧光层9发光，由此发出三种基本颜色之一的可见光13，此光通过前板1发射到外部并在荧光屏上形成发光像素。
在AC等离子荧光屏中位于透明放电电极6、7之上的介电层4尤其用于防止在由导电材料6、7制成的放电电极6、7之间直接放电，由此在放电点火时形成光弧。
荧光层9的至少一个色段包括至少两种荧光体所混合的颗粒混合物。所混合的颗粒混合物理解为包括至少两种物质所混合的颗粒的集合体。
荧光层9发蓝光的色段除了包括BaMgAl10O17：Eu之外，还包括Ce3+受激荧光体或Tm3+受激荧光体。Ce3+受激荧光体可以从由例如YBO3：Ce和(Y1-xGdx)BO3：Ce(0≤x≤1)的组中选出的，Tm3+受激荧光体可以是例如LaBO3：Tm。
如表1所示，YBO3：Ce、(Y1-xGdx)BO3：Ce(0≤x≤1)和LaBO3：Tm的每个都具有小于0.1ms的延迟时间。另外，三种荧光体的色点的x值≤0.168，因此这些荧光体发出的颜色显示出比BaMgAl10O17：Eu更深的蓝。另外，当用VUV光照射时三种荧光体显示出高的发光效力和比BaMgAl10O17：Eu更高的稳定性。
表1：适当的发蓝光Ce3+和Tm3+受激荧光体的延迟时间和色点
荧光体                 延迟时间             色点(x，y)
 YBO3：Ce              ＜0.1             0.165，0.027
(Y0.5Gd0.5)BO3：Ce   ＜0.1             0.168，0.030
 LaBO3：Tm             ＜0.1             0.168，0.060
荧光层9发绿光的色段包括Zn2SiO4：Mn和Tb3+受激荧光体，例如LaPO4：Ce、Tb、Y2SiO5：Tb、GdMgB5O10：Ce、Tb、CeMgAl11O19：Tb，GdBO3：Tb，(Y1-xGdx)BO3：Tb(0≤x≤1)、YBO3：Tb、LaOCl：Tb或InBO3：Tb。
如表2中所示，除了InBO3：Tb之外，所有选出的Tb3+受激荧光体均具有比Zn2SiO4：Mn更短的延迟时间。Tb3+受激荧光体是在温度下耐光的，因为Tb3+仅能很难地氧化成Tb4+。另外，这些Tb3+受激荧光体在VUV光的照射下显示高的发光效力。
              表2适当的Tb3+受激荧光体延迟时间和色点
荧光体 延迟时间(ms) 色点(x，y)
 LaPO4：Ce，Tb  7.5  0.352，0.580
 Y2SiO5：Tb  5.0  0.331，0.584
 GdMgB5O10：Ce，Tb  5.5  0.343，0.585
 CeMgAl11O19：Tb  7.0  0.329，0.605
 GdBO3：Tb  8.0  0.336，0.612
 (Y0.5Gd0.5)BO3：Tb  8.0  0.338，0.615
 YBO3：Tb  8.0  0.338，0.615
 InBO3：Tb  16.0  0.331，0.621
荧光层9发红光的色段包括(Y，Gd)BO3：Eu和其色点(x，y)具有小于3.6的y值的第二发红光荧光体。所采用的第二发红光荧光体可以是例如Y2O3：Eu、YVO4：Eu、Y(V，P)O4：Eu和(Y1-xGdx)2O3：Eu(0≤x≤1)。
如表3所示，所列荧光体具有比(Y，Gd)BO3：Eu的发出更多位于颜色三角的红色区域中。另外，这些荧光体具有短的延迟时间。
         表3：适合的发红光Eu2+受激荧光体的延迟时间和色点
荧光体 延迟时间(ms) 色点(x，y)
 Y2O3：Eu  2.5  0.642，0.344
 YVO4：Eu  3.5  0.658，0.326
 Y(V，P)O4：Eu  3.5  0.662，0.328
(Y0.5Gd0.5)2O3：Eu  2.5  0.650，0.337
可适用的，在色段中BaMgAl10O17：Eu(BAM)、Zn2SiO4：Mn(ZSM)和(Y，Gd)BO3：Eu(YGB)的比例量位于此色段中的荧光体总量的1和99％之间。
图2示出在等离子荧光屏中发绿光的荧光体段的色点的转移，依据Zn2SiO4：Mn和(Y0.5Gd0.5)BO3：Tb的比例量，在等离子荧光屏中的气体包括10％体积的Xe和90％体积的Ne的混合物。色点14涉及发绿光的荧光体段，包括高达100％的Zn2SiO4：Mn，色点19涉及包括高达100％(Y0.5Gd0.5)BO3：Tb的荧光体段。色点15至18是发绿光的荧光体段的色点，包括Zn2SiO4：Mn和(Y0.5Gd0.5)BO3：Tb所混合的颗粒混合物。在表4中示出了在发绿光荧光体段中色点对荧光体的各比例量的分配。EBUG代表对于绿色的EBU标准。
                        表4：色点15至18的含义
色点号 荧光体的比例量
 15  80％Zn2SiO4：Mn，20％(Y0.5Gd0.5)BO3：Tb
 16  60％Zn2SiO4：Mn，40％(Y0.5Gd0.5)BO3：Tb
 17  40％Zn2SiO4：Mn，80％(Y0.5Gd0.5)BO3：Tb
 18  20％Zn2SiO4：Mn，20％(Y0.5Gd0.5)BO3：Tb
图3显示了在等离子荧光屏中发红光的荧光体段的色点中的转移，荧光屏的气体包括10％体积的Xe和90％体积的Ne的混合物，依据(Y，Gd)BO3：Eu和Y(V，P)O4：Eu的比例量。色点20涉及发红光的荧光体段，包括高达100％的(Y，Gd)BO3：Eu，色点25涉及发红光的荧光体段，包括高达100％的Y(V，P)O4：Eu。色点21至24是发红光的荧光体段的色点，包括(Y，Gd)BO3：Eu和Y(V，P)O4：Eu所混合的颗粒混合物。在表5中示出了在发红光荧光体段中色点对荧光体的各比例量的分配。EBU R代表对于红色的EBU标准。
                      表5：色点21至24的含义
色点号 荧光体的比例量
 21 80％(Y，Gd)BO3：Eu，20％Y(V，P)O4：Eu
 22 60％(Y，Gd)BO3：Eu，40％Y(V，P)O4：Eu
 23 40％(Y，Gd)BO3：Eu，80％Y(V，P)O4：Eu
 24 20％(Y，Gd)BO3：Eu，20％Y(V，P)O4：Eu
用于细分成几个色段的荧光层9的合适的制造方法是干涂覆方法，例如静电淀积或静电支持除尘，还可以是湿涂覆方法，例如丝网印刷、分配法、其中悬浮物从沿着沟道移动的喷嘴引出，或从液相中沉淀。
对于湿涂覆方法，色段的两种荧光体必须分散在水、有机溶剂中，可能的话加入分散剂、表面活性剂、防泡剂或粘合剂制备。能够耐受住250℃的工作温度而不会分解、变脆、变色的无机粘合剂或能够随后通过氧化除去的有机粘合剂可适合在用于等离子荧光屏的粘合剂制备中采用。
在荧光层9提供在包括地址电极10和具有分隔肋的肋状结构12的载体板2的上面之后，载体板2与其它元件例如前板1和稀有气体混合物一起组装，以制造等离子荧光屏。稀有气体混合物可以包括含量在5至30％体积之间的氙，优选在10％体积。
在等离子荧光屏中一个或多个色段可以包括至少两种发射同色光的荧光体所混合的颗粒混合物。尤其优选的是在荧光层9中具有发红、绿、蓝光色段的等离子荧光屏中的每个色段应当包括至少两种发出同色光的荧光体的混合物。
选择性地，可以制造单色等离子荧光屏。在此情况荧光层9仅包括至少两种发出同色光的荧光体所混合的一种颗粒混合物。
以下更详细的讨论本发明的实施例，表示本发明如何在实际中实现的例子。
实施例1
为了制造等离子荧光屏，首先用30％重量的(Y，Gd)BO3：Tb和20％重量的Zn2SiO4：Mn和50％的有机粘合剂制备丝网印刷膏。依靠丝网印刷以分段的方式将此膏提供在具有肋状结构12和Ag的地址电极的玻璃载体板2上并烘干。接着将此工艺步骤对具有红和蓝的发光颜色的其它两种荧光体类型进行。用于红色色段的丝网印刷膏包括50％重量的(Y，Gd)BO3：Eu和50％重量的有机粘合剂。用于蓝色色段的丝网印刷膏包括50％重量的BaMgAl10O17：Eu和50％重量的有机粘合剂。
留在荧光层9中的所有添加剂通过在含氧的气氛中以400至600℃对载体板2的热处理除去。
此载体板2与玻璃前板一起采用以装配AC等离子荧光屏，上述玻璃前板包括含PbO玻璃的绝缘层4、MgO的保护层5、ITO的放电电极6，7。采用10％体积的Xe和90％体积的Ne的混合物作为气体填充。
由此获得的等离子荧光屏的绿色像素的色点归在x＝0.264和y＝0.661。等离子荧光屏具有更高的发光效力和改善的峰值亮度。
实施例2
为了制造等离子荧光屏，首先用30％重量的(Y，Gd)BO3：Eu和20％重量的Y(V，P)O4：Eu和50％重量的有机粘合剂制备丝网印刷膏。依靠丝网印刷以分段的方式将此膏提供在具有肋状结构12和Ag的地址电极的玻璃载体2上并烘干。接着将此工艺步骤对具有红和蓝的发光颜色的其它两种荧光体类型进行。用于绿色色段的丝网印刷膏包括50％重量的Zn2SiO4：Mn和50％重量的有机粘合剂。用于蓝色色段的丝网印刷膏包括50％重量的BaMgAl10O17：Eu和50％重量的有机粘合剂。
留在荧光层9中的剩余添加剂通过在含氧的气氛中以400至600℃对载体板2的热处理除去。
此载体板2与参考实施例1所描述的其它元件一起采用以便装配等离子荧光屏。
由此获得的等离子荧光屏的红色像素的色点归在x＝0.646和y＝0.345。
实施例3
为了制造等离子荧光屏，首先用30％重量的BaMgAl10O17：Eu和20％重量的YBO3：Ce和50％的有机粘合剂制备丝网印刷膏。依靠丝网印刷以分段的方式将此膏提供在具有肋状结构12和Ag的地址电极的玻璃载体2上并烘干。接着将此工艺步骤对具有红和绿的发光颜色的其它两种荧光体类型进行。用于绿色色段的丝网印刷膏包括50％重量的Zn2SiO4：Mn和50％重量的有机粘合剂。用于红色色段的丝网印刷膏包括50％重量的(Y，Gd)BO3：Eu和50％重量的有机粘合剂。
留在荧光层9中的剩余添加剂通过在含氧的气氛中以400至600℃对载体板2的热处理除去。
此载体板2与参考实施例1所描述的其它元件一起采用以便装配等离子荧光屏。
由此获得的等离子荧光屏的蓝色像素的色点归在x＝0.152和y＝0.050。
实施例4
为了制造等离子荧光屏，首先用30％重量的(Y，Gd)BO3：Tb和20％重量的Zn2SiO4：Mn和50％的有机粘合剂制各丝网印刷膏。依靠丝网印刷以分段的方式将此膏提供在具有肋状结构12和Ag的地址电极的玻璃载体2上并烘干。接着将此工艺步骤对具有红和蓝的发光颜色的其它两种荧光体类型进行。用于红色色段的丝网印刷膏包括30％重量的(Y，Gd)BO3：Eu、20％重量的Y(V，P)O4：Eu和50％重量的有机粘合剂。用于蓝色色段的丝网印刷膏包括30％重量BaMgAl10O17：Eu、20％重量YBO3：Ce和50％重量的有机粘合剂。
留在荧光层9中的剩余添加剂通过在含氧的气氛中以400至600℃对载体板2的热处理除去。
此载体板2与参考实施例1所描述的其它元件一起采用以便装配改进的等离子荧光屏。

Claims (9)

1.一种等离子荧光屏，具有：前板(1)，前板(1)包括其上具有介电层(4)和保护层(5)的玻璃板(3)；载体板(2)，载体板具有包括至少两种发出同色光的荧光体所混合的颗粒混合物的荧光层(9)；肋状结构(12)，此肋状结构将前板(1)和载体板(2)之间的空间细分成填充气体的等离子小室，设置在前板(1)和载体板(2)上用于在等离子小室中产生电晕放电的一个或多个电极(6，7，10)。
2.根据权利要求1所述的等离子荧光屏，其特征在于所述荧光层(9)细分成各个色段，至少一个段包括发射同色光的至少两种荧光体所混合的颗粒混合物。
3.根据权利要求2所述的等离子荧光屏，其特征在于荧光层(9)的色段包括BaMgAl10O17：Eu和从Ce3+-受激荧光体和Tm3+-受激荧光体的组中选出的荧光体的所混合的颗粒混合物。
4.根据权利要求3所述的等离子荧光屏，其特征在于Ce3+-受激荧光体从YBO3：Ce和(Y1-xGdx)BO3：Ce、0≤x≤1的组中选出的。
5.根据权利要求3所述的等离子荧光屏，其特征在于Tm3+-受激荧光体是LaBO3：Tm。
6.根据权利要求2所述的等离子荧光体，其特征在于荧光层(9)的色段包括Zn2SiO4：Mn和Tb3+-受激荧光体所混合的颗粒混合物。
7.根据权利要求6所述的等离子荧光屏，其特征在于Tb3+受激荧光体是从LaPO4：Ce、Tb、Y2SiO5：Tb、GdMgB5O10：Ce、Tb、CeMgAl11O19：Tb，GdBO3：Tb，(Y1-xGd)BO3：Tb且0≤x≤1、YBO3：Tb、LaOCl：Tb和InBO3：Tb的组中选出的。
8.根据权利要求2所述的等离子荧光屏，其特征在于荧光层的色段包括(Y，Gd)BO3：Eu和其色点(x，y)具有y值小于0.36的第二发红光荧光体所混合的颗粒混合物。
9.根据权利要求8所述的等离子荧光体，其特征在于第二发红光荧光体是从Y2O3：Eu、YVO4：Eu、Y(V，P)O4：Eu和(Y1-xGdx)2O3：Eu且0≤x≤1的组中选出的。
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