具有蓝色荧光层的彩色图象屏幕

摘要

本发明涉及一种具有改进的蓝色发射光的彩色图象屏幕。蓝色荧光层包括第一发射蓝色光的荧光体和发射范围在380到450nm的光的第二荧光体。

说明书

本发明涉及一种彩色图象屏幕，特别是具有兰色荧光层的等离子图象屏幕。

发生加色混合以在图象屏幕上显示彩色图象。自然界产生的主要颜色可以以适当的色彩强度通过红色、绿色和兰色的三原色的加色混合来表示。这一原理利用在发射图象屏幕例如阴极射线管或等离子图象屏幕中并应用在非发射图象屏幕如液晶图象屏幕中。

各种颜色的表示处于所谓的标准色彩曲线中。广泛应用的标准是CIE彩色三角形。可以由图象屏幕表示的彩色的范围由三个荧光体的色点限定，它们又是根据相对应的发射光谱。

人眼特有的彩色敏感度具有兰色光发射与图象屏幕的辉度(亮度)关系最小的结果。另外，发射兰色光的荧光体不像在等离子图象屏幕中发射绿光和红光的荧光体那样有效。这两方面的影响导致了白光的色温低于TV使用中所需要的。

因此，本发明的一个目的是提供一种具有改进的发射兰色光的荧光层的彩色图象屏幕。

该目的是通过具有兰色荧光层的彩色图象屏幕来实现的，该荧光层包括一具有430到490nm光发射区域的第一荧光层和一具有380到420nm光发射区域的第二荧光层。

最好是，第二荧光层具有范围为380到420nm的光发射。

第一兰色发射荧光层和其光发射仍处在可见范围且为深紫色的第二荧光层的组合得到了呈现“更兰”的且具有强的色饱和的兰色光发射。以这种方式得到具有高照度且高表面色温的白色光。

特别优选为第二荧光层从包括Tb³⁺活性荧光体、Eu²⁺活性荧光体、Bi³⁺活性荧光体、Ga³⁺活性荧光体、Ce³⁺活性荧光体组中选择。

特别地更优选为第二荧光层从包括LaOBr∶Tb、Y₂O₂S∶Tb、Y₃Al₅O₁₂∶Tb、Ca₃(PO₄)₂∶Eu、Sr₂P₂O₇∶Eu、(Sr，Mg)₂P₂O₇∶Eu、CaB₂P₂O₉∶Eu、CaSO₄∶Eu、CaO∶Bi、ZnO∶Ga和(Y，Gd)BO₃∶Ce的组中选择。

当由UV辐射或电子束激发时，所有的这些荧光体有效地发射波长范围在380到420nm的光。

优选为荧光层包括有第一荧光体的粒子和第二荧光体粒子的物理混合。

更为有利的是当荧光层中的第二荧光体与第一荧光体量的重量比例为5％到50％。

由于第二荧光体可以在荧光层的制造过程中简单地填加在荧光体的悬浮液中所以可以以简单的方式实施本实施例。

同时也可以优选为荧光层具有包括第一荧光体的基层及包括第二荧光体的覆盖层。

还可以优选为第一荧光体从包括ZnS∶Ag、BaMgAl₁₀O₁₇∶Eu和(Ba，Sr，Ca)₅(PO₄)₃Cl∶Eu组中选择。

因为在电子射线激发下它有效地发射兰色光，所以ZnS∶Ag荧光体特别适合用作彩色阴极射线管中的兰色发射荧光体。因为高的色饱和度与UV射线有效地转换为兰色光的组合，所以兰色光发射荧光体BaMgAl₁₀O₁₇∶Eu和(Ba，Sr，Ca)₅(PO₄)₃Cl∶Eu特别适合于用在等离子图象屏幕中。另外，在等离子图象屏幕的制造过程中还可以阻挡主要的热负载。

另外优选为彩色图象屏幕从包括阴极射线管、等离子图象屏幕和液晶图象屏幕组中选择。

根据本发明的具有兰色荧光层的这些彩色图象屏幕显示出提高的亮度，因为红和绿光的高的比例量可以被用于由于改进了的兰色光发射的色彩表示。红光和绿光发射比兰发射光对彩色图象屏幕的亮度的作用更加强一些。更为有利的是不管红光和绿光的数量增加多少白光的彩色印象都不会发生改变。

以下参考附图和三个实施例详细描述本发明，其中

图1示出了AC等离子体图象屏幕中的单个等离子体元件的结构和工作原理。

在图1中，AC等离子体图象屏幕的单个等离子体元件具有电极共面配置，它包括前板1和载体板2。前板1包括玻璃板3和一最好由含PbO的玻璃制成的位于玻璃板3上的绝缘层4。平行的条带状放电电极6、7设在玻璃板3上并用绝缘层4覆盖。放电电极6、7是用金属或ITO制成。如包括MgO的保护层5位于绝缘层4上。

载体板2(carrier plate)由玻璃制成，且平行的如由Ag制作的条带状地址电极(address electrode)10设置在载体板2上，以便垂直于放电电极6、7运动。所述地址电极用发射三原色红、绿、兰中一种颜色的荧光层9覆盖。单个的等离子体元件通过具有分离凸缘的筋条状结构12彼此分开，该分离凸缘最好是由绝缘材料制成。

在等离子体元件中存在着气体，即在一个作为阴极而另一个作为阳极的放电电极6、7之间最好是存在稀薄的混合气体，如包含作为UV辐射产生成分的Xe的He、Ne或Kr。在已启动表面放电后，使电荷能沿位于放电电极6、7的放电通道在等离子体区域8中流动，等离子体通过UV区域尤其是VUV区域中的辐射11、根据气体的组合而形成在等离子体区域8中。辐射11激励荧光层而发出荧光，从而发出三原色中的一种的可见光13，该光线穿越前板1而到达外表面并因此而在图象屏幕上表示出发光象素。

例如，用在荧光层9中的发射兰色光的荧光体可以是Eu²⁺活性荧光体，如BaMgAl₁₀O₁₇∶Eu或(Ba，Sr，Ca)₅(PO₄)₃Cl∶Eu。发射兰色光的荧光层包括除具有430nm到490nm光发射区域的第一荧光体之外和除具有380nm到450nm最好是380nm到420nm光发射区域的第二荧光体之外的荧光体层。第二荧光体可以从Tb³⁺活性荧光体、Eu²⁺活性荧光体、Bi³⁺活性荧光体、Ga³⁺活性荧光体和Ce³⁺活性荧光体的各组中选取。例如，第二荧光体可以从包括LaOBr∶Tb、Y₂O₂S∶Tb、Y₃Al₅O₁₂∶Tb、Ca₃(PO₄)₂∶Eu、Sr₂P₂O₇∶Eu、(Sr，Mg)₂P₂O₇∶Eu、CaB₂P₂O₉∶Eu、CaSO₄∶Eu、CaO∶Bi、ZnO∶Ga和(Y，Gd)BO₃∶Ce的各组中选取。当Tb³⁺活性荧光体中的Tb³⁺的浓度为0.1mole％(摩尔分子量)或更少时是有利的。

例如，用在荧光层9中的发射绿光的荧光体可以是Zn₂SiO₄∶Mn，而用在荧光层9中的发射红光的荧光体可以是(Y，Gd)BO₃∶Eu。

制作荧光层9的合适的方法是使用干涂敷技术，如静电沉积或静电涂粉法，及湿涂敷处理，如丝网屏印制，其悬浮液(suspension)由一沿通道移动的喷嘴提供并从液相进行的沉积(sedimentation)的分散处理。

在湿涂敷处理过程中，首先将适当的第一荧光体散播到水中，有机溶液可与分散剂、表面活性剂和防发泡剂或粘合剂一起制备。适合于等离子图象屏幕的粘合剂制剂是经受450℃工作温度也不会分解、破碎(brittling)、或脱色的有机粘合剂，或者是能通过氧化而依次去除的有机粘合剂。把第二荧光体添加到上面提到的悬浮液中或是根据兰色荧光体层是包括第一荧光体粒子与第二荧光体粒子的物理混合物或是包括第一荧光体的基层与第二荧光体的覆盖层来制备第二荧光体的单独的悬浮液。

接着，制造荧光层9的红光和兰色光发射区。

在提供了荧光层9之后，载体板2与另外的组件如前板1和稀薄的混合气体一起使用，来制造等离子图象屏幕。

原则上，这种发兰色光荧光体的制备可用在所有的等离子图象屏幕中，例如，带有或不带有矩阵设置的AC等离子图象屏幕和DC等离子图象屏幕。

如果彩色图象屏幕是液晶彩色图象屏幕，则兰色荧光层可与红色和绿色荧光层一起设置在前板的内表面上。液晶彩色图象屏幕还可包括一光源、偏振器、液晶单元和检偏器。

如果彩色图象屏幕是彩色阴极射线管，则兰色荧光层可与红色和绿色荧光层一起设置在前板的内表面上。彩色阴极射线管可包括除带荧光层的前板之外的发射至少一个电子束的电子枪、偏转器件、管颈(neck)和将前板连接到管颈的锥体部分。

为了产生各种色彩，荧光层的各个区域通过进行强度改变的电子束的辐射而激励成荧光体。按照本发明的在彩色阴极射线管中兰色荧光层的使用使它能均衡比例电流强度以产生白光。其改进了彩色阴极射线管的辉度。在带有荫罩的彩色阴极射线管中，色彩稳定性也得到了提高，这是因为荫罩的变形导致了很少色彩的变化。

下面将详细描述本发明的实施例，说明本发明是怎样应用在实际中。

实施例1

首先制备40g的BaMgAl₁₀O₁₇∶Eu和2g的LaOBr∶Tb(0.01摩尔分子量％的Tb³⁺)的悬浮液，添加了如有机粘合剂和分散剂的添加剂。悬浮液通过丝网屏印制被放置在包括筋条结构12和地址电极10的载体板2上并进行干燥处理。该处理步骤依次用于对另外两个发射绿光和红光的荧光体的处理。

残留在荧光层9中的所有添加剂通过将载体板2在含有氧的大气中加热到400到600℃予以去除。接着将这种载体板2与前板1和稀薄的混合气体一起使用以制作对白光具有高表面色温的等离子图象屏幕。

实施例2

首先制备BaMgAl₁₀O₁₇∶Eu的悬浮液，添加了如有机粘合剂和分散剂的添加剂。悬浮液通过丝网屏印制被放置在包括筋条结构12和地址电极10的载体板2上并进行干燥处理。

接着制备Sr₂P₂O₇∶Eu的悬浮液，添加了如有机粘合剂和分散剂的添加剂。悬浮液通过丝网屏印制被放置在载体板2上的那些已预先提供有BaMgAl₁₀O₁₇∶Eu的区域中，并进行干燥处理。

而且，依次制备发射绿光和红光的荧光体的悬浮液，并在其上添加如有机粘合剂和分散剂的添加剂。这些悬浮液通过丝网屏印制连续地提供到档板2上，并进行干燥处理。

残留在荧光层9中的所有添加剂通过将载体板2在含有氧的大气中加热到400到600℃予以去除。接着将这种载体板2与前板1和稀薄的混合气体一起使用以制作对白光具有高表面色温的等离子图象屏幕。

实施例3

首先制备40g的ZnS∶Ag和2g的LaOBr∶Tb(0.01摩尔分子量％的Tb³⁺)的悬浮液，添加了如有机粘合剂和分散剂的添加剂。悬浮液与10％的聚乙烯醇溶液混合，并将重铬酸铵添加到悬浮液中。聚乙烯醇与重铬酸铵的比例为10∶1。

将最终的混合液通过旋转涂敷置于前板的内侧。如此制作的涂层经掩膜用UV光辐射，由此聚合物在曝光区域交联。之后荧光层的未交联区域通过喷洒热水进行冲刷。分别包括Y₂O₂S∶Eu和ZnS∶Cu的荧光层的红色和兰色区域也用同样的方法设置。

铝层被汽相沉积在荧光层上，且整个前板在250℃进行1小时的加热处理。

这种前板与管颈、将前板与管颈连接的锥体部分、设置在管颈内的发射三束电子束的电子枪、偏转器件和构造彩色阴极射线管的荫罩一起使用。

另外，彩色阴极射线管用包括ZnS∶Ag和20％的LaOBr∶Tb的兰色荧光层制作，也可以制作仅包括ZnS∶Ag的兰色荧光层的彩色阴极射线管。

表1：用于产生白光的在ZnS∶Ag的兰色荧光层中具有不同的LaOBr∶Tb比例量的彩色阴极射线管中的各荧光层的比例电流强度(D65；x＝0.313，y＝0.329)。LaOBr∶Tb[重量％]    红色成分    绿色成分    兰色成分

0                  0.42        0.33        0.23

10                 0.40        0.32        0.27

20                 0.37        0.30        0.32

给定包括ZnS∶Ag的兰色荧光层中的20％的Tb³⁺活性LaOBr∶Tb量，使受三原色中的一种可见光的发射激励的荧光层的单个区域电流的比例基本上被完全均衡以产生白色光。