專利名稱：用于等離子體顯示板的藍色磷光體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于等離子體顯示板的藍色磷光體及其制備方法，更具體地，本發(fā)明涉及一種具有良好使用壽命的用于等離子體顯示板的藍色磷光體及其制備方法。
背景技術(shù)：
通常，等離子體顯示板(以下稱為“PDP”)是通過利用氣體放電生成的紫外線激發(fā)磷光體獲得圖像的顯示器。它可以實現(xiàn)具有高分辨率的大屏幕，并且當(dāng)前作為下一代薄型顯示裝置成為注意的中心。
PDP裝置包括以一定間隔布置的多個障壁，以形成前基板和后基板之間的放電單元。在該放電單元中形成紅、綠和藍磷光體層。一般在后基板上形成尋址電極，尋址信號施加于該尋址電極。在前基板上，一對顯示電極以一定間隔形成在一個放電單元中，其方向與尋址電極垂直。
在前述結(jié)構(gòu)中，PDP裝置的每個放電單元中有三個電極。每個放電電極的表面均涂有紅、綠和藍磷光體中的一種。在放電單元中，充入(filed)放電氣體如Ne-Xe或He-Xe。當(dāng)在這些電極之間施加某一水平的電壓時，發(fā)生等離子體放電，從Xe離子產(chǎn)生真空紫外線。該紫外線激發(fā)磷光體發(fā)射可見光。
已經(jīng)對用于PDP裝置的磷光體進行研究，以改善亮度，發(fā)光效率、色彩純度和余輝時間。當(dāng)遭受熱或紫外線輻射時，PDP磷光體應(yīng)該穩(wěn)定。迄今為止，主要使用Ba基BaMgAl10O17:Eu2+作為藍色PDP磷光體。然而，該磷光體在某些制造條件下不穩(wěn)定，色彩純度會惡化。
更具體地，Ba基磷光體中的Eu2+不穩(wěn)定，經(jīng)常會氧化成Eu3+。結(jié)果，發(fā)射光的波長變得更長，由此色彩純度降低，因而，PDP裝置的使用壽命降低。
美國專利6187225號公開了一種組合物，其包括(La1-x-y-zTmxLiyAEz)PO4(其中AE為堿稀土金屬，0.001≤x≤0.05，0.01≤y≤0.05，0≤z≤0.05)，其混有或涂有Ba基磷光體。
韓國專利待審公開2003-14919號公開了一種Ba基磷光體，其包括脊柱(spinal)層和傳導(dǎo)層。該Ba基磷光體的傳導(dǎo)層選擇性地涂有如Ba、B、Mg和P等的材料。
美國專利5811154號公開了一種用Al2O3或Y2O3涂布Ba基磷光體的方法。
日本專利待審公開2001-303037號公開了一種用無定形SiO2膜涂布藍色磷光體表面的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面，提供一種藍色磷光體，其包括磷光體核和形成在該磷光體核上的涂層。該涂層包含銪，至少部分銪以二價離子，Eu2+的形式存在。磷光體核可以包含由下面式1表示的化合物(Ba1-xEux)O·MgyO(Al2O3)z，其中0.005≤x≤0.05，1≤y≤2，5≤z≤7)。該磷光體核還可以包含二價銪離子，Eu2+。該涂層可以包含量為約0.005～0.05mol％的銪，相對于磷光體核和涂層的總量。涂層的厚度為約1～50nm。磷光體核可以包含銪，其在磷光體核中具有濃度梯度。銪朝向磷光體核外面比朝向磷光體核里面具有更高的濃度。
本發(fā)明的另一方面，提供一種制備藍色磷光體的方法，該藍色磷光體包含磷光體核和形成在該磷光體核上的銪涂層。該方法包括，提供磷光體核；將含銪的化合物與該磷光體核混合；將所得到的混合物在足以于磷光體核上形成銪層的溫度下煅燒。磷光體核可以包含由上述式1表示的化合物。所述含銪的化合物可以選自Eu2O3、EuCl3、EuF3和Eu(NO3)3。溫度可以為約500～1200℃。煅燒可以持續(xù)約1～5小時。在煅燒過程中，銪可以移入磷光體核中。煅燒可以在還原性氣氛中進行。該還原性氣氛可以包含氫氣和氮氣。氫氣和氮氣的體積比為約1∶99～1∶9。
本發(fā)明的另一方面，提供一種等離子體顯示板裝置，其包括藍光放電單元；藍色磷光體，其置于所述藍光放電單元中，并構(gòu)造成暴露于紫外線輻射下發(fā)出藍光。該藍色磷光體包括磷光體核和涂布在該磷光體核上的活化劑層。該活化劑層可以包含二價銪離子。該磷光體核可以包含由上述式1表示的化合物。該活化劑層可以包括基本不含Ba的部分。磷光體核還可以包含銪。
本發(fā)明的又一方面，提供一種產(chǎn)生藍光的方法。該方法包括，向藍色磷光體照射紫外線，該藍色磷光體包含磷光體核和在該磷光體核上的銪涂層。紫外線通過所述銪涂層到達磷光體核。該方法還包括從所述磷光體核發(fā)射藍光，其中藍光通過銪涂層。所述涂層的厚度為約1～50nm。


引入并構(gòu)成說明書一部分的附圖，舉例說明本發(fā)明的一個實施方案，并與說明部分一起用于解釋本發(fā)明的原理，其中圖1為等離子體顯示板的結(jié)構(gòu)透視示意圖。
具體實施例方式
在下面的詳細(xì)描述中，描述了本發(fā)明的某些創(chuàng)造性的實施方案。應(yīng)該認(rèn)為附圖和說明部分在本質(zhì)上是說明性的，而不是限制性的。
在本發(fā)明的一個實施方案中，藍色磷光體涂有含銪的一層，形成涂布的磷光體顆粒。該藍色磷光體形成了涂有銪涂層的核心部分。銪層覆蓋了所述磷光體核的全部或至少一部分。
在一個實施方案中，藍色磷光體為Ba基磷光體，其由下面式1表示(Ba1-xEux)O·MgyO(Al2O3)z(1)0.005≤x≤0.05，1≤y≤2，且5≤z≤7。
當(dāng)用由Xe氣的等離子體發(fā)射出來的例如147nm和172nm的紫外線激發(fā)式1中的Ba基藍色磷光體時，它為具有藍光發(fā)射帶，例如450nm帶的磷光體。在其它實施方案中，其它發(fā)藍光的磷光體可以涂有銪涂層。在這些實施方案中，發(fā)藍光的磷光體選自可以被二價銪離子Eu2+活化的磷光體。例如，該發(fā)藍光的磷光體包括(Ba1-xEux)O·MgyO(Al2-vMvO3)z，其中M為選自La、Y、Gd和Ga中的至少一種，0.005≤x≤0.05，1≤y≤2，5≤z≤7及0.1≤v≤1。
在一個實施方案中，銪涂層包含Eu2+的活化劑。該銪涂層由一種或多種形式的連接到磷光體核上的銪構(gòu)成。在一個實施方案中，銪涂層中的銪包含以二價離子，Eu2+的形式存在的銪。在一個實施方案中，銪涂層包含以氧化物形式例如Eu2O3，存在的銪，但不限于此。在各種實施方案中，涂層可以包含除了銪的元素，其包括例如，包含在銪涂層的前體化合物中的元素或包含在磷光體核中元素。
在一個實施方案中，以不會使銪涂布的磷光體的發(fā)光效率惡化的厚度形成銪涂層。例如，銪涂層應(yīng)該允許紫外光到達磷光體核，并且應(yīng)該允許從磷光體核發(fā)射的可見光從其中通過。銪層的厚度為例如，約1～50nm。在一個實施方案中，銪涂層包含約0.0005～0.05mol％的銪，相對于磷光體核和銪涂層的總量。
少量銪可以攙入磷光體核中。在制備銪涂布的磷光體的一個實施方案中，如將在下面進一步論述，將銪涂層的前體化合物涂布在磷光體核顆粒表面上，然后將其在高溫下煅燒。在煅燒或任何其它高溫過程中，一些銪前體化合物可以熔入磷光體核中。但是，大部分銪保留在銪涂層中。在一個實施方案中，在具有銪涂層的給定磷光體顆粒中有銪的濃度梯度。例如，磷光體顆粒的最外殼層形成銪涂層，其中銪濃度最高。銪涂層的內(nèi)部為磷光體核。磷光體核的外部比磷光體核的內(nèi)部具有更高的銪濃度。
在又一個實施方案中，在高溫煅燒過程中，磷光體核的少量金屬成分可以從磷光體核轉(zhuǎn)移到銪涂層中。在另一個實施方案中，至少一部分銪涂層基本不含磷光體核的其它金屬成分。在上述實施方案中，所述至少一部分是銪涂層的最外部。
如下所述，根據(jù)各個實施方案的銪涂布的發(fā)藍光的磷光體具有比沒有銪涂層的相似的磷光體更好的穩(wěn)定性，并保持色彩純度。
開始描述制備銪涂布的磷光體的實施方案，將發(fā)藍光的磷光體與銪涂層的前體化合物混合。如上所述，磷光體核為Ba基磷光體和/或其它發(fā)藍光的磷光體。銪涂層的前體化合物選自含銪的化合物，其包括，不限于，Eu2O3、EuCl3、EuF3和Eu(NO3)3。在該混合物中，所述前體化合物接觸磷光體顆粒的表面。然后，煅燒前體化合物和磷光體核的混合物，其中二價銪離子連接在磷光體核顆粒的表面上，并形成銪涂層。在煅燒過程中，前體化合物可以進行或不進行化學(xué)反應(yīng)，并轉(zhuǎn)化為不同的形式，而導(dǎo)致一些二價銪離子與磷光體核纏在一起，形成銪涂層。
在一個實施方案中，將前體化合物與一定量的磷光體核混合，以便銪涂層包含約0.005～0.05mol％的Eu2+，相對于磷光體核和銪涂層的總量。在如在式1中，磷光體核包含銪的實施方案中，含銪的前體化合物的量為約5～50％重量，相對于用于制備式1的化合物的銪化合物的總重量。
磷光體核可以通過制備藍色磷光體的任何公知方法來制備。為了制備式1的Ba基藍色磷光體，例如，將鎂化合物、鋁化合物、鋇化合物和銪化合物混合在一起，并在約1500℃下熱處理所得到的混合物約10小時。然后在還原性氣氛和約1400℃下，使該熱處理的產(chǎn)物煅燒約3小時。至于鎂化合物，可以使用鎂氧化物如MgO；至于鋁化合物，可以使用鋁氧化物如Al2O3；至于鋇化合物，可以使用鋇氧化物如BaCO3；及至于銪化合物，可以使用銪氧化物如Eu2O3。至于還原性氣氛，可以使用體積比為約97∶3的氮氣和氫氣的混合物。
銪涂層的厚度可以通過調(diào)整銪的前體化合物的量進行控制。通常，銪涂層中的銪越多，銪涂層的厚度就越大。銪涂層的厚度也可以通過調(diào)整煅燒過程中的溫度進行控制。通常，如果煅燒溫度太高，則銪離子的全部或大部分會轉(zhuǎn)移到磷光體核中。另一方面，如果煅燒溫度太低，則銪離子就不能附著于磷光體核顆粒的表面。在兩種情況下，銪涂層不會形成在磷光體核外部。
在一個實施方案中，在約500～1200℃下對涂有前體化合物的磷光體核進行煅燒。在一個實施方案中，煅燒可以持續(xù)約1～5小時。在一個實施方案中，煅燒過程在還原性氣氛中進行。更具體地說，氫氣和氮氣的混合物提供了還原性氣氛。在一個實施方案中，氫氣與氮氣的體積比是1∶99～10∶90。該還原性氣氛使銪離子維持在二價形式，而不過多還原存在于磷光體核中的其它金屬陽離子。
通過煅燒過程，銪的前體化合物轉(zhuǎn)化為Eu2+，其包圍并附著于磷光體核顆粒的表面。結(jié)果，形成覆蓋磷光體核的銪涂層。如上所述，在煅燒過程中，一些銪離子可以轉(zhuǎn)移到磷光體核中，因此銪的濃度梯度一般可以形成在顆粒的輻向方向上。
在一個實施方案中，具有銪涂層的磷光體可以用于PDP裝置的藍色磷光體。圖1圖示了PDP裝置的示例性結(jié)構(gòu)。參考圖1，尋址電極101沿一個方向(附圖的X軸)形成在后基板100上，介電層103形成在后基板100的整個表面上，覆蓋所述尋址電極101。組成條紋圖案的障壁105形成各個尋址電極101之間并在介電層103上。紅(R)、綠(G)、藍(B)磷光體層107形成在所述障壁105之間。
在面向后基板100的前基板110的一個側(cè)面上，包括一對透明電極112和一對公共電極113的各個顯示電極114，沿著垂直方向(Y軸)形成。形成介電層116和MgO保護層118，覆蓋顯示電極114的整個表面。后基板100上的尋址電極101和前基板110上的顯示電極114交叉，形成放電單元。
當(dāng)將尋址電壓(Va)施加于尋址電極101和顯示電極114之間時，發(fā)生尋址放電，然后通過在一對顯示電極114之間施加維持電壓發(fā)生維持放電。真空紫外線在維持放電過程中產(chǎn)生，并激發(fā)包含在放電單元中的磷光體?？梢姽馔ㄟ^前基板110從磷光體中發(fā)射出來，從而實現(xiàn)在PDP裝置上的圖像顯示。在上述實施方案中，具有銪涂層的發(fā)藍光的磷光體產(chǎn)生藍色光。
下面實施例更加詳細(xì)地說明了本發(fā)明。然而，應(yīng)該理解本發(fā)明不受這些實施例1將MgO 29.7g，Al2O3375.7g，Eu2O36.5g和BaCO3138.2g混合。在約1500℃下熱處理該混合物10小時，然后冷卻至室溫。在包含3體積％氫氣和97體積％氮氣的還原性氣氛和約1400℃下，冷卻產(chǎn)物進行約3小時的第一次煅燒。隨后，將第一次煅燒的產(chǎn)物與玻璃球狀物和蒸餾水以1∶3∶2的重量比混合，然后以100rpm的速度研磨3小時并干燥，從而產(chǎn)生具有約5μm直徑的粉末Ba0.95MgAl10O17:Eu2+(0.05)磷光體核。
向所述磷光體核中加入并混合Eu2O3。在約800℃和5％氫氣氛中，該混合物進行第二次煅燒，從而得到具有銪涂層的磷光體。所加入的Eu2O3的量為0.65g，相對于用于制備磷光體核的Eu2O3量的10％重量。
實施例2執(zhí)行與實施例1相同的步驟，所不同的是，在約1000℃和5％氫氣氛中，進行第二次煅燒。
實施例3執(zhí)行與實施例1相同的步驟，所不同的是，向磷光體核中加入的Eu2O3為1.3g，其為相對于用于制備磷光體核的Eu2O3量的20％重量。
實施例4執(zhí)行與實施例3相同的步驟，所不同的是，在約1000℃和5％氫氣氛中，進行第二次煅燒。
對比例不具有在實施例1中制備的銪涂層的粉末Ba0.95MgAl10O17:Eu2+(0.05)磷光體核用作下面實施例5中的藍色磷光體。
實施例5在500℃下，熱處理(煅燒)實施例1至4和對比例的磷光體1小時。在所述熱處理前后，測量實施例1至4和對比例中磷光體的y彩色坐標(biāo)(CIEy)和亮度。結(jié)果示于表1。
表1

如表1所示，在加熱前和加熱后的y彩色坐標(biāo)方面，實施例1至4的磷光體比對比例的磷光體具有更小的數(shù)值變化。更具體地，實施例1至4的磷光體在加熱后y彩色坐標(biāo)的數(shù)值變化，為對比例的磷光體的數(shù)值變化的約10～70％。該結(jié)果表明，具有銪涂層的實施例1至4的磷光體比不具有銪涂層的對比例的磷光體更不受高溫影響。而且，在長期暴露于高溫下時，實施例1至4的磷光體比對比例保持更高的色純度。并且，與對比例1相比，實施例1至4的磷光體的亮度與其相似或更高。
在PDP裝置的制造或運行過程中，即使具有銪涂層的藍色磷光體承受高溫，它也可以維持色純度。使用具有銪涂層的藍色磷光體的PDP裝置會比使用不具有銪涂層的藍色磷光體的PDP裝置具有更長的使用壽命，而不損害亮度。
盡管已經(jīng)參考某些實施方案詳述了本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會理解可以對其進行各種修改和替換，而不脫離如所附的權(quán)利要求書中闡明的本發(fā)明的構(gòu)思和范圍。
權(quán)利要求
1.一種藍色磷光體，包含發(fā)藍光的磷光體核；及涂層，其包含銪并形成在所述磷光體核上，其中，至少部分銪以二價離子Eu2+的形式存在。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的藍色磷光體，其中所述磷光體核包含由下面式1表示的化合物(Ba1-xEux)O·MgyO(Al2O3)z(1)式中，0.005≤x≤0.05，1≤y≤2，5≤z≤7。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的藍色磷光體，其中所述磷光體核包含二價銪離子Eu2+。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的藍色磷光體，其中所述涂層包含約0.005～0.05％摩爾的銪，相對于磷光體核和涂層的總量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的藍色磷光體，其中所述涂層的厚度為約1～50nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的藍色磷光體，其中所述磷光體核包含銪，并且所述磷光體核中的銪具有濃度梯度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的藍色磷光體，其中所述銪在朝向磷光體核外面的方向具有比朝向磷光體核里面的方向更高的濃度。
8.一種等離子體顯示板裝置，包含藍光放電單元；及藍色磷光體，其位于所述藍光放電單元中，并具有暴露于紫外線輻射時發(fā)出藍光的結(jié)構(gòu)，其中所述藍色磷光體包括磷光體核和涂布在該磷光體核上的活化劑層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其中所述活化劑層包含二價的銪離子。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其中所述磷光體核包含由下面式1表示的化合物(Ba1-xEux)O·MgyO(Al2O3)z(1)，式中，0.005≤x≤0.05，1≤y≤2，5≤z≤7。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其中所述活化劑層包含基本不含Ba的部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其中所述磷光體核也包含銪。
13.一種制備藍色磷光體的方法，該方法包括提供磷光體核；將含銪的化合物與所述磷光體核混合；及在足以形成覆蓋磷光體核的涂層的溫度下，煅燒所得到的混合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述磷光體核包含由下面式1表示的化合物(Ba1-xEux)O·MgyO(Al2O3)z(1)，式中，0.005≤x≤O.05，1≤y≤2，5≤z≤7。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述含銪的化合物選自Eu2O3、EuCl3、EuF3和Eu(NO3)3。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述溫度為約500～1200℃。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述煅燒持續(xù)約1～5小時。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中在所述煅燒過程中，銪遷移到磷光體核中。
19.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述煅燒是在還原性氣氛中進行的。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中所述還原性氣氛包含氫氣和氮氣。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中氫氣與氮氣的體積比為約1∶99～1∶9。
22.一種根據(jù)權(quán)利要求13的方法制得的藍色磷光體。
全文摘要
一種藍色磷光體，其可以用于等離子體顯示板。該藍色磷光體由磷光體核和覆蓋該磷光體核的銪涂層構(gòu)成。磷光體核由上面的式1表示，式1中，0.005≤x≤0.05，1≤y≤2，5≤z≤7。銪涂層包含二價銪離子Eu
文檔編號H01J11/34GK1872947SQ20051008377
公開日2006年12月6日 申請日期2005年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月28日
發(fā)明者樸規(guī)鉆, 權(quán)善英, 金勇墡, 崔益圭 申請人:三星Sdi株式會社