專利名稱：用于等離子顯示器熒光粉的制備方法和熒光體漿料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可高效發(fā)光的熒光體漿料，特別是用于等離子體 顯示器的熒光粉的制備方法和熒光體槳料。
技術背景等離子體顯示屏是一種利用氣體放電發(fā)光的平板顯示器件。等離 子顯示屏內障壁結構形成微小放電單元，大量的等離子放電單元排列 在一起構成顯示屏幕。當上下電極間加上高壓，封在兩層玻璃之間的等離子管小室中的氣體產生紫外光，從而激勵障壁小室中紅(Red)、 綠(Green)、藍(Blue)三基色熒光粉發(fā)出可見光，由這些像素的明 暗和顏色變化組合，產生各種灰度和色彩的鮮艷、明亮、干凈、清晰 的圖像。等離子顯示屏的壽命在很大程度上是熒光粉的壽命決定的， 若各自的壽命不同會使白色失去平衡,例如藍色老化，會有黃色傾向， 并且熒光粉老化會降低亮度。 一般認為，驅動時熒光粉的負荷主要來 自于放電離子產生的離子沖擊，真空紫外線照射，從上基板濺射的 MgO的吸附等。等離子顯示器三色熒光粉目前最通用的為BaMgAl1()017: Eu2+ (Blue)、 Zn2Si04: Mn2+ (Green)、 (YGd) B03: Eu3+ (Red),而藍 色熒光粉在制造Panel的燒結過程及Panel驅動時真空紫外線照射引 起的亮度老化比綠色、紅色熒光粉嚴重，特別是驅動時的亮度老化，的惡化，直接關系到等離子顯示器的壽命。BaMgAl1()017: Eu2+ (BAM)是把具有等離子傳導性的P —Al (NaAl 017)的Na和Al用Ba和Mg替換的，非常強固的尖晶石層 的層間存在Ba-O面，這個Ba-O面空間大，且氧格子點的3/4成為 空格子點，所以在這個面內等離子比較容易移動。激活Eu時，因有 這個傳導面使高濃度激活更加容易，帶來BAM的高亮度和效率，但 在加熱時容易進氧，使Ei^+變?yōu)镋u3、從而會引起老化。這些在準備 階段用剩余Al的排除和控制表面積的方法在一定程度上可以避免。 還有，燒結時BAM的老化更嚴重。這是通過等離子傳導面的氧的泄 漏引起的缺陷增大導致的。BAM與Ba-poor P —Al (Bao.75Al 017.25) 成固溶體，固溶比率在0.14左右時，由于氧空格子的一部分被氧離 子占據具有抗氧化的作用，亮度老化、色度偏差會減少。BAM的驅 動老化主要是真空紫外線引起的老化。對BAM長時間照射受激準分 子燈的真空紫外線，表面的格子像凌亂(無定形化)，這發(fā)生在離表 面lOOnm深的層，說明母體基本吸收的吸收系數(shù)大，在表面沒有轉 化成發(fā)光的能量積蓄大，因此降低了 BAM的發(fā)光效率。針對以上BAM藍色熒光粉隨熱處理過程及紫外輻射老化造成亮 度下降嚴重的缺點，本發(fā)明利用高溫固相反應法制備了一種新型藍色 熒光粉材料MgSrAl1()017: Eu2+ (MSA: Eu2+),此種材料與BAM相 比，提供更穩(wěn)定的耐熱發(fā)光性能及抗紫外老化性能。

發(fā)明內容
在本發(fā)明中提出一種等離子顯示器使用藍色熒光體材料MgSrAl1()017: Eu2+ (MSA: Eu2+),提高了藍色熒光體耐熱性能亮度 惡化、抗紫外線老化、色度變化及放電特性等，可延長等離子顯示器 的使用壽命。本發(fā)明涉及的等離子顯示器，具備配列有多個單色或多色放電單 元的同時配設有對應于各個放電單元的顏色的熒光體層且該熒光體 層被紫外光激發(fā)后可以發(fā)出的等離子顯示屏的等離子顯示裝置，其中 該熒光體層由紅(Red)、綠(Green)、藍(Blue)三基色熒光粉組成。本發(fā)明熒光體是采用高溫固相反應法制備得到的，通過高溫在一 定氣氛下，燒結而得到的熒光體顆粒，后經粉碎、篩分，使粒徑達到 —定的要求(l一5微米)， 一般藍色熒光體的平均粒徑為3-10微米再 加以使用。熒光體粒子要經過粉碎、分級的理由在于，一般的等離子 顯示屏上形成熒光體時，要將各色熒光體粒子以漿料狀通過絲網印刷 的方法涂布到障壁結構中，此時若熒光體的粒徑小且均勻，則即可得 到較佳的涂布效果，也可使熒光體層中的熒光體粒子的充填密度提 高，在等離子放電的過程中，熒光體粒子發(fā)光面積增大，提高了顯示 屏的亮度；但是另一方面，熒光體粒子的粒徑也不能過小，這是因為 熒光體粒徑變小使熒光體的表面積增大，熒光體表面缺陷也會隨之增 大，結果熒光體表面變得容易附著許多烴類的有機氣體或二氧化碳氣 體，在等離子體上下基板經過對合工藝以及密封排氣工藝、充氣工藝 之后，這些雜質氣體就會通過放電過程逐漸釋放出來，這會影響等離 子顯示屏的品質比如使亮度劣化或放電電壓上升等。具體制備MSA: E^+藍色熒光體的步驟為將原料化學純或分
析純的SrC03、 MgC03、 Al203粉末以及純度為99.99X的EU203按照 MSA: Ei^+摩爾比稱量，并將原料充分混合，混合采用球磨工藝，球 磨介質為瑪瑙或是剛玉等耐磨材料，球磨時間4一24小時，然后使用 高溫燒結爐，在溫度1200'C — 1500'C, 1%—5%^與99%—95%N2 (或Ar氣)混合氣氛的條件下燒結2—5小時,可以得到純MgSrAlu^: Eu2+相，經過球磨工藝研磨，得到粒度分布l一5um的藍色熒光粉。制備的MSA:Ei^+藍色熒光體在172nm的VUV光激發(fā)下的發(fā)射 譜峰在469nm (經計算CIE色坐標為(x， y) = (0.122, 0.189),發(fā) 射源于Ei^+吸VUV光能量后從4f7到4傷5d能級的躍遷，吸收峰在 147nm。對于MSA: Ei^藍色熒光體的穩(wěn)定性，將藍色熒光體在 300-60(TC的條件下灼燒20—120min后，在172nm的VUV光激發(fā)后， 發(fā)光強度衰減為0. 5%-2%,當藍色熒光體經VUV光激發(fā)150—400h 之后，發(fā)光衰減為0.5%-4%，可以看出MSA: Ei^+藍色熒光體材料 有長使用壽命，在VUV光激發(fā)及熱處理過程中都有較好的性能穩(wěn)定 性。在等離子顯示屏中，熒光體材料需要與有機載體混合調制成具備 一定粘度的漿料,才能被涂布到障壁結構中形成發(fā)光單元。也就是說， 熒光粉漿料就是由熒光粉與有機載體兩部分組成，有機載體僅滿足熒 光體涂布工藝的要求，當熒光粉漿料涂布完成以后，經過300—500 'C的熱處理過程，有機載體全部熱裂解揮發(fā)，障壁結構中就留下單一 成份的熒光粉。有機載體成份主要由2wt^ — 15wt^的聚合物、70wt %—96 wt^的有機溶劑、2 wt% — 15 wt^的增塑劑三部分組成聚
合物組成粘結劑，為熒光粉體分散的介質，聚合物對分子量的上限沒 有特定的限制，載體中常用的聚合物如乙基纖維素、聚乙烯縮丁醛 等。有機溶劑使聚合物、增塑劑及任何加入的添加劑完全溶解，并使 漿料調整到合適的粘度40 46Cp，溶劑的沸點應低于其他添加劑，載 體中常用的有機溶劑有松油醇、異丙醇、二甲苯、石油醚等。增塑劑 有助于降低所用聚合物材料的玻璃化溫度，有助于使組合物在底板上 形成良好的涂層。增塑劑的沸點接近300'C為佳，常用的增塑劑有 丁基卡必醇醋酸酯、鄰苯二甲酸丁酯及芳香酸的其他酯類等。熒光體漿料中熒光粉體的含量約為30wt%—55wt%，有機載體 的含量約為70wt%—45wt%。配置熒光體漿料的方法如下使用天平按照計算配方分別稱量熒 光粉以及有機載體，放置于容器之中，用不銹鋼刮刀緩慢并沿一個方 向攪拌，然后使用三輥軋機將初級攪拌的漿料進行輥軋研磨，在輥軋 的過程中要不斷提取小樣進行粒度測試，直至達到所要求的粒度分 布，最后將充分混合的粘度為35-60cp的熒光體漿料收集，以備后續(xù) 使用。本發(fā)明所述的藍色熒光粉材料及其熒光體漿料，與BAM相比， 性能更穩(wěn)定，耐熱發(fā)光性能及抗紫外老化性能均有所提高。同時也提 高了藍色熒光體材料耐熱性能亮度惡化、抗紫外線老化、色度變化及 放電特性等，較好地延長了等離子顯示器的使用壽命。


附圖1所示為等離子顯示屏下基板結構簡圖，其中，①障壁；②紅色熒光粉；(D綠色熒光粉；④藍色熒光粉；⑤尋址 電極；(D玻璃基板。
具體實施例方式
下面是具體的實施例一種等離子顯示器使用的藍色熒光粉體材料，分別稱量分析純 SrCCM4.6克；分析純MgC03 8.4克，分析純A1203 51.0克，純度為 99.99X的Eu203l.75克，充分混合后，在高溫燒結爐中燒結，燒結溫 度為1350'C,燒結氣氛為2°/012與98°/^2的混合氣氛，燒結時間2.5 小時，燒結完畢后，將燒結爐緩慢降至室溫，得到MgSrAL。0w Eu2+ 藍色熒光體；然后是球磨工藝，采用行星式球磨機，球磨時間6小時, 得到平均粒徑為2um的藍色熒光體粉末。有機載體中的主要成份為3wt^ — 10w^的聚合物乙基纖維素， 2wt% — 15wt%的增塑劑丁基卡必醇醋酸酯，75wt% —95wt%的有機 溶劑松油醇。將40wt^的藍色熒光體粉末與60wt^的有機載體混合攪拌，后 經三輥軋機輥軋三遍，得到混合均勻的藍色熒光體漿料，測試粘度值 為46cpc另外，選取等離子屏用紅色熒光體粉末YB03: Eu3+,及綠色熒光 體粉末Zn2Si04: Mn2、分別與上述有機載體按照相同的工藝配置成紅 色及綠色熒光體漿料，粘度值為43—46cp,與藍色熒光體粉末構成 等離子顯示器顯示器使用的三色熒光粉。熒光粉涂覆工藝采用傳統(tǒng)的絲網印刷方法，依次將三色熒光粉涂覆到障壁結構中；涂覆完畢，先 在150'C的干燥爐中，對漿料進行干燥，時間約為15—20min,然后 在燒結爐中進行燒結，燒結溫度曲線為首先在30-50min內升溫到 450'C,然后保持450'C10min，最后在20min內降溫至室溫，至此全 部等離子顯示屏熒光體的制備結束。
權利要求
1. 用于等離子顯示器熒光粉的制備方法一種藍色熒光粉材料為MgSrAl10O17Eu2+，采用固相反應法制備而成，具體步驟如下a. 所述原料為分析純或化學純的SrCO3、MgCO3、Al2O3及純度為99.99％的Eu2O3，按原料配比為Sr、Mg、Al、Eu原子摩爾比1∶1∶10∶0.005精確稱量；b. 采用球磨工藝充分混合，球磨時間4—24小時；c. 然后使用高溫燒結爐燒結，燒結溫度1200℃—1500℃，燒結氣氛為1％—5％H2與99％—95％N2混合氣氛，燒結時間2—5小時；d. 燒結完畢后，將所得燒結產物經過球磨工藝研磨，得到粒度分布為1—5微米的藍色熒光粉顆粒。
2. 根據權利要求l所述的用于等離子顯示器熒光粉的制備方法生 產的漿料，其特征在于所述藍色熒光體漿料中熒光粉的含量為35wt %—55wt%，有機載體的含量約為45wt^—65wt^。
3. 根據權利要求2所述用于等離子顯示器熒光粉的制備方法生產 的漿料，其特征在于有機載體為2wt^ — 15wt^的聚合物、70wt% 一96wt^的有機溶劑、2wt^ — 15w^的增塑劑組成。
4. 根據權利要求3所述用于等離子顯示器熒光粉的制備方法生產 的漿料，其特征在于所述構成藍色熒光體漿料的有機載體聚合物為乙基纖維素或者聚乙烯縮丁醛。
5. 根據權利要求3所述用于等離子顯示器熒光粉的制備方法生產 的漿料，其特征在于所述構成藍色熒光體漿料有機載體的有機溶劑為松油醇或者異丙醇、二甲苯、石油醚。
6. 根據權利要求3所述用于等離子顯示器熒光粉的制備方法生產 的漿料，其特征在于所述構成藍色熒光體漿料的有機載體的增塑劑 為丁基卡必醇醋酸酯或者鄰苯二甲酸丁酯及芳香酸的酯類。
7.根據權利要求2或6所述的用于等離子顯示器熒光粉的制備方法生 產的漿料，其特征在于所述藍色熒光體漿料的粘度為40-46cp。
全文摘要
用于等離子顯示器熒光粉的制備方法一種藍色熒光粉材料為MgSrAl₁₀O₁₇:Eu²⁺，采用固相反應法制備而成，原料為分析純或化學純的SrCO₃、MgCO₃、Al₂O₃及純度為99.99％的Eu₂O₃，按原料配比為Sr、Mg、Al、Eu原子摩爾比1∶1∶10∶0.005精確稱量；采用球磨工藝充分混合，然后使用高溫燒結爐燒結，燒結完畢后，將所得燒結產物經過球磨工藝研磨，得到粒度分布為1-5微米的藍色熒光粉顆粒。
文檔編號C01F7/02GK101397147SQ200810150979
公開日2009年4月1日 申請日期2008年9月16日 優(yōu)先權日2008年9月16日
發(fā)明者震 劉 申請人:彩虹集團公司