在使用期限内具有降低的色移的显示器件

摘要

一种显示器件(10)(见图1)，其可以等离子体显示板或高负载荧光灯，包括中空的半透明玻璃体(12)，玻璃体容纳着能够产生至少几种波长的紫外线的介质。多种磷光体设于所述玻璃体的内表面上，所述多种磷光体在受到紫外线照射时发出可见射线。所述多种磷光体中的至少一种在长期受到可获得的多种波长的紫外线中的至少一种照射时会被降解。所述多种磷光体中会被降解的至少一种被邻近玻璃体的内表面(14)安置以形成第一层(16)(见图2)；所述多种磷光体中的其余部分被设于该第一层上以形成第二层(18)，该第二层在受到紫外线照射时不会被长期降解。在某些实施例(见图3)中，可首先在玻璃的内表面(14)上施加一层铝(20)，然后将第一磷光体(22)施加到该铝层上。

说明书

本发明要求2000年10月8日申请的临时专利申请No.60/224477的优先权。

技术领域

本发明涉及荧光灯、等离子体显示器件等显示器件，具体涉及由属于紫外区域或真空紫外区域的波长的电磁辐射激励的显示器件。更具体涉及高负载的无电极荧光灯。高负载意味着灯壁加有超过1000W/m²的负载或着灯具有等于或大于2安培的放电电流。

背景技术

无电极灯(例如美国专利No.5834905中示出的那些灯)采用中空的玻璃封壳，玻璃封壳容纳着汞蒸汽和缓冲气体，并且玻璃体的内表面上涂覆有磷光体。磷光体基本是通常的三种材料的均匀混合物，这些材料具有处于可见光谱的不同部分的发射频谱，并且混合起来可发射白光。在该灯的优选形式中，混合物包括三种磷光体，即发红光的Y₂O₃：Eu³⁺，发绿光的(Ce，Tb)MgAl₁₁O₁₉：Ce³⁺，Tb³⁺，以及从BaMgAl₁₀O₁₇：Eu²⁺或BaMg₂Al₁₆O₂₇：Eu²⁺构成的组中选择的发蓝光的磷光体。这些灯设计成具有极长的使用期限，即在100000小时左右。这些灯的长使用期限会引起有关发射频谱中的色移的一些问题。已经测定，这种色移是由于使用期限中某些灯磷光体的降解引起的，所述降解可由长期受到灯工作过程中产生的几种波长的紫外线中的至少一种照射引起。

等离子体显示器见也利用类似的磷光体，其中某些磷光体在显示器的整个使用期限内会由于长期受到几种波长的真空紫外线(140-200nm)中的至少一种照射而降解。例如，一等离子体显示板(PDP)显示器件可利用Y₂O₃：Eu³⁺或(Y，Gd)BO₃：Eu³⁺红色磷光体，Zn₂SiO₄：Mn²⁺绿色磷光体以及BaMg₂Al₁₆O₂₇：Eu²⁺蓝色磷光体。

发明内容

因而本发明的一个目的是避免现有技术的所述缺点，提高性能并使这样的灯随着时间的色移最小。

按照本发明的一个方面，这些目的是通过包括中空的半透明玻璃体的显示器件实现的，所述玻璃体容纳一能够产生至少一种波长紫外线的介质。多种磷光体设置在玻璃体的内表面上，这些磷光体在受到紫外线照射时发出可见射线。所述多种磷光体中的至少一种在长期受到紫外线波长的射线照射后会降解。所述多种磷光体中会被降解的至少一种磷光体被邻近玻璃体的内表面安置以形成第一层；所述多种磷光体的其余部分设于第一层上以形成第二层。第二层在受到所述紫外线照射时不会被长期降解。

按照本发明的另一方面，这些目的另外通过提供包括中空的半透明玻璃体的高负载荧光灯实现，所述玻璃体包括一能够产生至少几种波长的紫外线的介质。多种磷光体被设置到玻璃体的内表面上，所述多种磷光体在受到紫外线照射时发出可见射线。所述多种磷光体中的至少一种在长期受到多种波长的紫外线中的至少一种照射时会被降解。所述多种磷光体中会被降解的至少一种被安置在靠近玻璃体的内表面以形成第一层；且多种磷光体中的其余部分设于第一层上以形成第二层，第二层在受到紫外线照射时不会被长期降解。

将更稳定的磷光体淀积到最不稳定的磷光体上在灯的使用期间内为较不稳定的磷光体提供了充分的保护，允许灯在其较长的使用期间内更接近地提供其预定的颜色输出。

附图简要说明

图1是采用本发明的无电极荧光灯的平面图；

图2是沿图1的2-2线所取的剖面图；

图3是另一可选实施例的剖面图。

实施本发明的最佳方式

为了更好地理解本发明，以及其它和进一步的目的、优点及其能力，将参照下面结合上述附图的说明和所附权利要求书。

现参照具有更详细的细节的附图，图1示出高负载无电极荧光灯10，其外部电源被省略掉。灯10具有中空玻璃体12，玻璃体容纳一能够产生至少几种波长的紫外线的介质。该介质可包括汞蒸汽和缓冲气体，缓冲气体通常是惰性气体，例如氪气；但也可以采用氩气或其它等效气体。

另外，现有技术的灯的玻璃体12的内表面14涂覆有三种磷光体的大致均匀的混合物，磷光体的发出混合的红、绿和蓝光提供了平衡的白光输出。磷光体发光是由受到紫外线(特别是在185nm和254nm波长下)照射激励的，紫外线在灯的工作期间是由汞蒸汽提供的。在本发明的一优选实施例中，发红光的磷光体是Y₂O₃：Eu³⁺(此后称为YOE)，发绿光的磷光体是(Ce，Tb)MgAl₁₁O₁₉：Ce³⁺，Tb³⁺(此后称为CAT)，发蓝光的荧光体选自由BaMgAl₁₀O₁₇：Eu²⁺或BaMg₂Al₁₆O₂₇：Eu²⁺构成的组(此后称为BAM)。

如上所述，已发现在这些灯的长使用期限中，会发生不想要的色移，对于具有3500K初始色温的高负载无电极灯来说，颜色的x坐标在100和5000小时之间会移动约0.015到0.02，同时颜色的y坐标会移动约0.01到0.015。已经知道，该色移是由发蓝光的磷光体因长时间受到(特别是)185nm射线照射而降解造成的。离子轰击也被认为是另一原因。此外，在灯加工过程中会发生Eu²⁺的氧化。

这些高负载灯的色移问题可通过首先施加具有蓝BAM磷光体的磷光体层，然后将CAT和YOE磷光体混合物施加到蓝BAM磷光体层上而解决或相当大程度地减少。这是特别适用的，因为YOE是非常稳定的材料，可减少破坏性的185nm紫外线到达BAM。

在这些灯的一些实施例中，经常会将一薄层铝涂层首先施加到内侧玻璃表面上，以使扩散到玻璃中的汞最少，并将254nm的未被磷光体层吸收的紫外线光子反射回磷光体层中，以进行再一次吸收并作为可见光子重新发射。在这些情况下，BAM被应用到铝涂层(的顶部)上。

图2示出第一实施例，其中玻璃体12的内表面14上已施加有第一BAM磷光体层16，并在第一层上施加第二CAT和YOE磷光体混合物层18。

图3示出后一实施例，其中第一层20是铝，第二层22是BAM，第三层24是YOE和CAT的混合物。

在另一实施例中，第一磷光体覆层可包括BAM、CAT和YOE，而顶层只包括YOE。

为了使具有该新结构的灯具有可与现有的灯相比的初始色点(color point)，必须调整磷光体层的特定重量。例如，目前的高负载无电极灯具有4100K的色温，单个磷光体层具有3.90mg/cm²±10％的重量，该磷光体可被分解成具54.5％的红YOE，34.5％的绿CAT和11％的蓝BAM(全部用重量百分比表示)。

利用多个磷光体层来提供具有同样的4100K色温的灯，蓝BAM磷光体的特定重量优选为在0.40mg/cm²至0.90mg/cm²之间，而包括红YOE和绿CAT磷光体的最顶层特定重量将被调整为在2.5mg/cm²至3.5mg/cm²。为使灯具有不同的色温，显然覆层总的粉末施加量将相应被优化。另外，在任一覆层中各种磷光体的比率需要被优化。也可以作出本领域人员认为必要的其它必须的调整。

虽然上面结合荧光灯进行了说明，但本技术将可用于等离子体显示板，其中可采用相似的磷光体，但它们要受到氙气放电的辐射。已经提到，这些显示板也会遇到同样的色移问题，其主要是由于蓝BAM磷光体长期暴露于从147nm到200nm(最大值在174纳米处)的宽带氙激发而造成的降解。PDP显示器件中的BAM的降解机制可以是由于表面铕的氧化。

虽然已经示出和说明了目前可认为是本发明的优选实施例，本领域技术人员显然知道，在不脱离由所附权利要求书限定的本发明范围的情况下可以对本发明作出各种变化和改进。