CN1650388A - 包含铽(ⅲ)激活荧光物质的等离子体显示板 - Google Patents

包含铽(ⅲ)激活荧光物质的等离子体显示板 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有分段荧光层(9)的等离子体显示板，其中在荧光层(9)与载体板(2)之间沉积发绿光色段中含有Pr3+材料的绿色滤色层(14)，其改善Tb3+激活荧光物质发射出的绿光的色点。

Description

包含铽(III)激活荧光物质的等离子体显示板
技术领域
本发明涉及一种等离子体显示板，该等离子体显示板配备有前板和载体板，前板具有其上沉积介电层和保护层的玻璃板，载体板被包含发红光荧光物质的发红光色段、发蓝光荧光物质的发蓝光色段、以及发绿光Tb3+激活荧光物质的发绿光色段的分段荧光层所覆盖，该显示板具有将前板与载体板之间的空间分成填充气体的等离子体单元的肋状结构，在前板和载体板上具有一个或多个电极阵列，用于在等离子体单元中产生无声放电。
背景技术
等离子体显示板可产生高分辨率彩色图像，具有大显示板对角线和紧凑结构。等离子体显示板具有填充气体的气密性密封玻璃单元、栅格状排列的电极。通过施加电压，导致在紫外范围(145至185nm)内发光的气体放电。这种光可通过荧光物质转换成可见光，并且通过玻璃单元的前板向观察者射出。
对于等离子体显示板，使用在真空UV激发下极为有效的荧光物质。经常使用的发绿光的荧光物质为例如Zn2SiO4:Mn(ZSM)或BaAl12O19:Mn(BAL)。这两种材料显示出高y值的饱和发绿光颜色，其中y＞0.7。这两种材料的缺点在于相对长的衰减时间t1/10，对于含有2.5％Mn的Zn2SiO4，衰减时间为大约30ms。这是由与光发射有关的跃迁4T1→6A1的自旋被禁止所引起的。此外，衰减时间t1/10和Mn2+激活荧光物质的色点很大程度上取决于Mn2+的浓度。另一个缺点是Mn2+相对于氧化成Mn3+或Mn4+的敏感性，这会降低荧光物质的稳定性。
与之相反，Tb3+激活荧光物质对于温度和图像是稳定的，因为Tb3+难以氧化成Tb4+。这种荧光物质与Mn2+激活荧光物质相比另一个优点是其衰减时间t1/10更短，衰减时间量取决于主晶格为2到10ms。
从而，US6,004,481描述了一种应用于等离子体显示板的发绿光Tb3+激活荧光物质，其具有组分(Y1-x-y-zGdxTbyCez)BO3，其中0.0＜x＜0.2，0.01＜y＜0.1且0.0＜z＜0.1。
Tb3+激活荧光物质较大的缺点是其具有低y值的黄绿色点，其中y＜0.62。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有Tb3+激活荧光物质的等离子体显示板，其绿色子像素产生改善色点的光。
该目的通过配备有前板和载体板的等离子体显示板来实现，其中前板具有其上沉积介电层和保护层的玻璃板，载体板被包含发红光荧光物质的发红光色段、发蓝光荧光物质的发蓝光色段、以及发绿光Tb3+激活荧光物质的发绿光色段的分段荧光层所覆盖，该显示板具有将前板与载体板之间的空间分成填充气体的等离子体单元的肋状结构，在前板和载体板上具有一个或多个电极阵列，用于在等离子体单元中产生无声放电，并且在荧光层的发绿光色段与载体板之间具有绿色滤色层。
除了具有540和550nm之间波长的强光发射之外，Tb3+激活荧光物质在黄和红光谱区域中也具有即便是明显更弱的发射带。可通过绿色滤色层减小这些发射带的强度，从而可增大Tb3+激活荧光物质的色点的y值。
如权利要求2和权利要求3所述，绿色滤色层的优选材料在530和550nm之间具有高透射。
如权利要求4所述，优选的Tb3+激活荧光物质是用VUV光激发时高效发绿光的荧光物质。
参照下面所述的实施例显然可以得出本发明的这些和其他方面，并参照下述实施例进行说明。
附图说明
图1表示具有荧光层的发绿光色段和绿色滤色层的AC等离子体显示板中，单个等离子体单元的结构和作用原理。
具体实施方式
如图1所示，具有共平面设置电极的AC等离子体显示板的等离子体单元具有前板1和载体板2。前板1具有例如玻璃制成的透明板3，其上沉积优选包含低熔点玻璃的介电层4，其顶部为优选含有MgO的保护层5。由介电层4覆盖的平行条形放电电极6、7沉积于透明板3上。放电电极6、7由例如金属、ITO或者金属与ITO结合制成。放电电极6、7优选分别包括ITO条，在其上沉积较窄的Al或Ag层作为总线电极。载体板2优选由玻璃制成，并且在载体板2上沉积例如Ag的平行条状地址电极10，其垂直于放电电极6、7走向。这些地址电极10被发射三基色红、绿或蓝其中之一的光13的荧光层9所覆盖。为此将荧光层9细分成多个色段。优选地，具有介电材料分隔肋的肋状结构12形成其中发生无声放电的可单独驱动的等离子体单元。
在等离子体单元中以及交替地分别作为阴极或阳极工作的放电电极6、7之间存在气体。气体可以为例如稀有气体，稀有气体与作为UV光发射成分的Xe的混合物，氮气或氮气与至少一种稀有气体例如He、Ne、Kr或Xe的混合物。在作为电荷可以沿等离子体区域8中的放电电极6、7之间的放电路径流动的结果而触发表面放电之后，在等离子体区域8中形成等离子体，由此，根据气体组分产生UV范围内、大多数为VUV范围内的等离子体辐射11。辐射11激发荧光层9发光，该层发射出的可见光13通过前板1射出，从而在显示板上呈现出发光点。荧光层9细分成多个色段。通常，将荧光层9的发红、绿或蓝光的色段沉积成垂直的三线形式。具有色段的等离子体单元构成所谓的子像素。各自具有发红、绿或蓝光色段的三个相邻等离子体单元一起构成一个像素，或者也称作图像元。
在发绿光色段的荧光层9的背面与载体板2之间存在绿色滤色层14。在图1所示的实施例中，绿色滤色层14延伸到发绿光荧光物质的荧光层9与肋状结构12之间等离子体单元的侧壁上。不过，绿色滤色层14并非必须覆盖等离子体单元的整个背壁或所有侧壁。至少部分地覆盖背壁和/或侧壁就足够了。
适用于绿色滤色层14的材料在530至550nm之间具有高透射性，并在490、590和620nm处吸收。因为Pr3+在490nm和590nm处强吸收，所以特别适用的材料为含有Pr3+的材料，如PrPO4、[Pr(PO3)3]n、PrF3、PrOCl、PrOF、PrOBr、Pr3Al5O12、PrBO3、Pr2SiO5、Pr2Si2O7或PrB3O6。PrPO4和[Pr(PO3)3]n尤其适用于绿色滤色层14。
对于没有沿前板1的方向发射的绿光，绿色滤色层14可以同时起到反射器的作用。
作为这种绿色滤色层14的制造方法，可使用干涂覆方法例如静电分离或静电支持的干喷涂，和湿涂覆方法如丝网印刷、分散方法，其中用沿通道移动的喷嘴导入悬浮液，或从液相沉淀。相同的方法也适用于制造荧光层9。
诸如(YxGd1-x-y)BO3:Tby(0≤x≤1，0≤y≤1)，LaPO4:Tb，(YxGd1-x-y)3Al5O12:Tby(0≤x≤1，0≤y≤1)，CeMgAl11O19:Tb，GdMgB5O10:Ce，Tb，(YxGd1-x-y)2SiO5:Tby(0≤x≤1，0≤y≤1)，(InxGd1-x-y)BO3:Tby(0≤x≤1，0≤y≤1)，(Y1-x-yGdx)2O2S:Tby(0≤x≤1，0≤y≤1)，LaOBr:Tb，LaOCl:Tb或LaPO4:Ce，Tb之类的Tb3+激活荧光物质作为荧光层9中的发绿光荧光物质。荧光物质中Tb3+的浓度最好处于2到20mol％之间。优选使用(Y0.7Gd0.2)BO3:Tb0.1作为Tb3+激活荧光物质。
例如，可使用(YxGd1-x)BO3:Eu(0≤x≤1)，Y(VxP1-x)O4:Eu(0≤x≤1)或Y2O3:Eu作为发红光荧光物质。优选使用BaMgAl10O17作为发蓝光荧光物质。
红色滤色层处于发红光荧光物质的荧光层9的色段与载体板2之间，和/或蓝色滤色层处于发蓝光荧光物质的荧光层9的色段之间是有利的。例如，可使用Fe2O3、TaON或CdS-CdSe作为红色滤色层的颜料，并且例如使用Co0-Al2O3作为蓝色滤色层或深蓝色颜料。根据所述的用于制造绿色滤色层14的方法制造这些滤色层。
基本上，绿色滤色层14可以用于所有类型的等离子体显示板中，如用于具有或不具有电极阵列矩阵排列的AC等离子体显示板、或者DC等离子体显示板中。
实施例1
在具有肋状结构12的载体板2上，在等离子体单元中沉积PrPO4绿色滤色层14，其中随后将成为荧光层9的发绿光色段。接着，通过丝网印刷在绿色滤色层14上沉积(Y0.7Gd0.2)BO3:Tb0.1作为发绿光荧光物质。然后分别用Y2O3:Eu或BaMgAl10O17:Eu作为荧光物质建立发红光和发蓝光色段。使用载体板2与前板1，以及具有氙气混合物作为产生UV光的成分，形成对于绿色像素改善色点的等离子体显示板。
该等离子体显示板中绿色子像素的色点(x，y)为x＝0.323，y＝0.626。通过比较，不具有PrPO4x绿色滤色层14的相应等离子体显示板的绿色子像素的色点(x，y)为x＝0.331，y＝0.584。
实施例2
仅使用y2SiO5:5％Tb作为发绿光荧光物质，制作了类似于实施例1所描述的等离子体显示板。
该等离子体显示板中绿色子像素的色点(x，y)为x＝0.315，y＝0.638。通过比较，不具有PrPO4绿色滤色层14的相应等离子体显示板的绿色子像素的色点(x，y)为x＝0.335，y＝0.615。

Claims (4)

1、一种配备有前板(1)和载体板(2)的等离子体显示板，其中前板(1)具有其上沉积介电层(4)和保护层(5)的玻璃板(3)，载体板(2)被包含发红光荧光物质的发红光色段、发蓝光荧光物质的发蓝光色段、以及发绿光Tb3+激活荧光物质的发绿光色段的分段荧光层(9)所覆盖，该显示板具有将前板(1)与载体板(2)之间的空间分成填充气体的等离子体单元的肋状结构(12)，在前板(1)和载体板(2)上具有一个或多个电极阵列(6，7，10)，用于在等离子体单元中产生无声放电，并且在发绿光色段的荧光层(9)与载体板(2)之间具有绿色滤色层(14)。
2、如权利要求1所述的等离子体显示板，其特征在于绿色滤色层(14)包含含有Pr3+的材料。
3、如权利要求2所述的等离子体显示板，其特征在于含Pr3+的材料选自PrPO4、[Pr(PO3)3]n、PrF3、PrOCl、PrOF、PrOBr、Pr3Al5O12、PrBO3、Pr2Si2O5、Pr2Si2O7和PrB3O6的组中。
4、如权利要求1所述的等离子体显示板，其特征在于绿色Tb3+激活荧光物质选自(YxGd1-x-y)BO3:Tby(0≤x≤1，0≤y≤1)，LaPO4:Tb，(YxGd1-x-y)3Al5O12:Tby(0≤x≤1，0≤y≤1)，CeMgAl11O19:Tb，GdMgB5O10:Ce，Tb，(YxGd1-x-y)2SiO5:Tby(0≤x≤1，0≤y≤1)，(InxGd1-x-y)BO3:Tby(0≤x≤1，0≤y≤1)，(Y1-x-yGdx)2O2S:Tby(0≤x≤1，0≤y≤1)，LaOBr:Tb，LaOCl:Tb和LaPO4:Ce，Tb的组中。
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