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CN1218356C - 具有三价铽活化磷光体的等离子图象显示屏 - Google Patents

具有三价铽活化磷光体的等离子图象显示屏 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有改进色饱和度和改进色稳定度的等离子图象显示屏，通过使用三价铽(Tb3+)活化磷光体和具有较高氙气含量的气体组合物来实现。

Description

具有三价铽活化磷光体 的等离子图象显示屏
本发明涉及一种具有一前板的等离子图象显示屏，包括在其上有介电层和保护层的玻璃板；具有磷光体层的载板，磷光体层包括红色、蓝色磷光体和绿色三价铽(Tb3+)活化磷光体；将前板和载板之间的空间细分成充满包含氙气的气体的等离子单元的肋状结构；和在前板与载板上带有一个或几个用于在等离子单元内产生电晕放电的电极阵列。
等离子图象显示屏能够提供具有尽可能高的清晰度的彩色图象和尽可能大的显示屏对角线，同时具有紧凑的结构。等离子图象显示屏有一个气密封闭的充满气体和以格栅排列的电极的玻璃单元。施加电压导致气体放电产生在紫外线范围(145至185nm)内的光。这种光能够通过磷光体被转化成可见光，并从玻璃单元的前板发出给观看者。
在真空紫外线(UV)激发下非常有效的磷光体用于等离子图象显示屏。通常被用来发射绿光的磷光体是例如Zn2SiO4:Mn(ZSM)和BaAl12O19:Mn(BAL)。这两种材料显示具有y＞0.7的高y-值饱和的绿色。这两种材料的缺点是比较长的滞后时间t1/10，例如对含有2.5％Mn的Zn2SiO4来说为30毫秒。造成这种结果的原因是因为与光发射有关的4T1→6A1转换是自旋禁止的。另外，二价锰(Mn2+)活化磷光体的滞后时间t1/10和色点特别依赖于Mn2+的浓度，另一个缺点是Mn2+氧化至Mn3+或者Mn4+的敏感度，它将降低磷光体的稳定性。
相比之下，三价铽(Tb3+)活化磷光体是温度稳定的和对光稳定的，因为Tb3+不易氧化成Tb4+。与二价锰(Mn2+)活化磷光体相比这些磷光体的另一个优点是较短的滞后时间t1/10，在2至10毫秒之间，这与主晶格有关。
US6004481描述了一种用于等离子图象显示屏的发出绿光的三价铽(Tb3+)活化磷光体，它具有(Y1-x-y-zGdxTbyCey)BO3的组成，其中0.0＜x＜0.2，0.01＜y＜0.1以及0.0＜z＜0.1。
三价铽(Tb3+)活化磷光体的一个主要缺点是具有y＜0.62的低y-值的黄绿色色点。
本发明的目的是提供一种具有三价铽(T3+)活化磷光体的等离子图象显示屏，其磷光体的绿色象素使光有改进的色点。
这一目的是通过这样一种具有一前板的等离子图象显示屏而实现的：它包括在其上有介电层和保护层的玻璃板；具有磷光体层的载板，磷光体层包括红色、蓝色磷光体和绿色三价铽(Tb3+)活化磷光体；将前板和载板之间的空间细分成充满包含氙气的气体的等离子单元的肋状结构；和在前板和载板上带有一个或者几个用于在等离子单元内产生电晕放电的电极阵列，其中气体包含在5至30体积％的比例内的氙气。
特别优选的氙气的比例是10体积％。
气体中氙气比例增加显著增加了三价铽(Tb3+)活化磷光体色点的y-值，结果，具有三价铽(Tb3+)活化磷光体的等离子图象显示屏的绿色色象显示出足够饱和的绿色。
另外，优选的绿色三价铽(Tb3+)活化磷光体选自于这样一类物质：(InxGd1-x)BO3:Tb(0≤x≤1)，Y2SiO5:Tb，CeMgAl11O19:Tb，(Y1-X-YGdxPry)BO3:Tb(0≤x≤1，0≤y≤0.05)，GdMgB5O10:Ce，Tb和LaPO4:Ce，Tb。
这些三价铽(Te3+)活化磷光体在被远紫外光激发时是特别有效的发射绿光的磷光体。
特别优选地，该绿色三价铽(Tb3+)活化磷光体包括(Y1-X-YGdxPry)BO3:Tb(0≤x≤1，0≤y≤0.05)。
这种磷光体具有较短的延迟时间t1/10＝8毫秒和较高的色点，y-值＞0.61。
本发明将参考附图和一个实施方案在下文进行详细地解释，其中
附图1表示在AC等离子图象显示屏中的单一等离子单元的结构和工作原理。
在图1中，有同平面排列的电极的AC等离子图象显示屏的一个等离子单元包括前板1和载板2。前板1包含在其上有介电层4和保护层5的玻璃板3。优选保护层5是由MgO制成，介电层4是由例如含PbO的玻璃制成。平行的条状放电电极6，7被安装在玻璃板3上，而且被介电层4覆盖。放电电极6，7是由例如金属或者ITO制成。载板2是由玻璃制成，平行的条状的寻址电极10，例如由银(Ag)制成，被安装在载板2上以便能垂直地连接到放电电极6，7上。所述寻址电极分别被荧光层9覆盖，每一个荧光层发出红色、绿色或者蓝色三种基色中的一种的光。每一个等离子单元被优选由介电材料制成的各个肋状结构12分开。
在等离子单元中存在一种气体，优选的惰性气体混合物例如氦、氖或者氪，其中所包含的氙气占5至30体积％，而且还存在于轮流作为正电极和负电极的放电电极6，7之间。在表面放电开始后，电荷沿着在放电区域8中的放电电极6，7之间的放电通道流动，在放电区域内形成等离子体，从而在紫外线(UV)范围内，特别是远紫外线(VUV)范围内形成辐射11，这依赖于气体的组成。辐射11激发等离子层9成为荧光，因此发出三个基色之一的一种可见光13，该光从前板1射到外部从而在图象显示屏上形成发光的象素。
位于AC等离子图象显示屏中透明的放电电极6，7上的介电层4，起到阻碍在由导电材料制成的放电电极6，7之间的直接放电的作用，从而在放电开始过程中形成电弧。
三价铽(Tb3+)活化的磷光体，例如(InxGd1-x)BO3:Tb(0≤x≤1)，Y2SiO5:Tb，CeMgAl11O19:Tb，(Y1-X-YGdxPry)BO3:Tb(0≤x≤1，0≤y≤0.05)，GdMgB5O10:Ce，Tb和LaPO4:Ce，Tb，被用作磷光体层中发出绿光的磷光体。优选使用(Y1-X-YGdxPry)BO3:Tb(0≤x≤1，0≤y≤0.05)。
气体优选包含两种或者三种惰性气体如He/Xe，Ne/Xe或者He/Ne/Xe的混合物，其中氙气的含量是在5至30体积％之间。特别优选的是气体中氙气的含量为10体积％。气体中氙气的含量增加到超过5体积％时，就会增加三价铽(Tb3+)活化磷光体的y-值。结果，绿色象素具有足够的绿色表象。
含有超过5体积％的氙气量的等离子图象显示屏的另一个优点是，在580nm至750nm范围内的氙气的释放波段的强度随着氙气量的增加而降低。这也提高了蓝色磷光体的色彩饱和度，即蓝色象素。
包含了提高了比例的氙气的的气体与三价铽(Tb3+)活化磷光体组合使用，不仅提高了绿色象素色点的y-值，而且还提高了它们的亮度。
如表1所示，用(Y，Gd)BO3:Tb作为磷光体的单色等离子图象显示屏的亮度与Zn2SiO4:Mn单色等离子图象显示屏相比，大约提高了30％。对于在气体中氙气的含量为10体积％而言，(Y，Gd)BO3:Tb的色点仍然是在ZnS:Cu的范围内(x＝0.31，y＝0.61)，ZnS:Cu是用来作为在彩色阴极射线管中发出绿光的磷光体。
表1：各种气体混和物、用Zn2SiO4:Tb或者(Y，Gd)BO3:Tb的单色等离子图象显示屏的相干红外能量(CIE)色点和亮度
气体组成                 磷光体                     CIE色点        亮度
[体积％]                                            [x，y]        [cd/m2]
3.5Xe，96.5Ne       Zn2SiO4:Mn                  0.25，0.67      1390
3.5Xe，96.6Ne       (Y，Gd)BO3:Tb                0.36，0.53      1820
10Xe，90Ne          Zn2SiO4:Mn                  0.15，0.74      2700
10Xe，90Ne          (Y，Gd)BO3:Tb                0.31，0.60      3700
下面将详细解释本发明的一个实施例，它表示实际中如何实现本发明的一个例子。
实施例
首先制备(Y，Gd)BO3:Tb磷光体的悬浮液，将例如有机粘合剂和分散剂的添加剂加入到其中。通过丝网印刷和烘干将悬浮液以一定结构施加在载板2上并干燥，这一操作步骤接着用于进行其他两种发出红光和蓝光的磷光体的操作。载板2由玻璃制成，具有肋状结构12和银制的寻址电极10。磷光体层9含有的所有有机添加剂，通过在400至600℃下、在含氧的空气中对载板2的热处理而除去。
载板2被用来与如下部件一起组装AC等离子图象显示屏：前板1和具有10体积％的Xe和90体积％Ne组成的气体混合物，前板1包含玻璃板3，含有PbO的玻璃介电层4，由MgO制成的保护层5，和由ITO制成的放电电极6、7。这种显示屏显示出改进的色饱和度和改进的色稳定度。

Claims (1)

1.一种具有一前板(1)的等离子图象显示屏，其包括玻璃板(3)，在其上面具有介电层(4)和保护层(5)；具有磷光体层(9)的载板(2)，磷光体层(9)包含红色和蓝色磷光体以及绿色三价铽活化的磷光体；将前板(1)和载板(2)之间的空间细分成充满包含氙气的气体的等离子单元的肋状结构(12)，所述气体包含比例为5至30体积％的氙气；和一个或者几个在前板(1)和载板(2)上用于在等离子单元内产生电晕放电的电极阵列(6，7，11)，其特征在于
所述绿色三价铽活化的磷光体选自(InxGd1-x)BO3:Tb，其中0＜x≤1，Y2SiO5:Tb，CeMgAl11O19:Tb，(Y1-X-YGdxPry)BO3:Tb，其中0≤x≤1，0＜y≤0.05，GdMgB5O10:Ce，Tb和LaPO4:Ce，Tb。
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