包括导电材料的钇基磷光体及其制备方法和显示器装置

摘要

提供一种钇基磷光体，一种用于制备该钇基磷光体的方法，以及一种使用该钇基磷光体的制备方法的显示器装置。该钇基磷光体包括一种导电材料，如WO

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2005年12月24日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2004-0112164的优先权，这里将其公开的内容全部引入作为参考。

技术领域

本发明涉及一种具有增强的发光特性的钇基磷光体，一种用于制备该钇基磷光体的方法，以及一种使用该钇基磷光体的制备方法的显示器装置。更具体地，本发明涉及一种包括导电材料的钇基磷光体，且在低电压、高电流密度条件下显示出增强的发光特性。

背景技术

已知的通过电子发射发出光线的增强阴极发光(CL)磷光体效率的方法包括，添加共活化剂，涂覆表面改性剂，特别是使用纳米颗粒(nanoparticle)等。例如韩国已公开专利申请No.2001-0057915，其中描述了用(Sn_1-xEu_x)O₂氧化物或固相反应的表面涂层。根据其所描述的方法，SnO₂:Eu是一种在低电压下激发的磷光体，以产生橙红色(具有约595nm峰值发射)且本身具有导电性。然而，这些常规技术需要诸如组分添加或表面涂层这类的额外步骤。尤其是，这些与表面涂层有关的额外步骤涉及非常复杂的工艺条件。

此外，在YO-WO基磷光体的五相中，Y₂W₃O₁₂磷光体与Eu活性元素一起使用作为红色磷光体。然而，在低电压、高电流密度的电子发射下使用的Y₂W₃O₁₂磷光体作为CL磷光体，与Y₂O₃:Eu磷光体比较性能下降了约60％。

发明内容

本发明提供一种在低电压、高电流密度条件下具有增强的发光特性的钇基磷光体。

本发明还提供一种制备该钇基磷光体的方法。

本发明提供一种包括该钇基磷光体的显示器装置。

根据本发明的一个方面，提供一种含有导电材料的Y₂O₃:Eu基红色磷光体。

在本发明的优选实施例中，该导电材料是至少一种选自SnO₂，WO₃和In₂O₃的材料。

优选地，该导电材料为WO₃。

基于1mol作为基质的Y₂O₃，可以含有0.1-5mol％的该导电材料。

在本发明的优选实施例中，该导电材料与作为基质的Y₂O₃形成混合相。

该混合相优选为Y₂O₃-WO₃。

根据本发明的另一方面，提供一种制备Y₂O₃:Eu基红色磷光体的方法，包括在含有Y₂O₃基质的溶剂中通过共沉淀作为活化剂的Eu以获得混合溶液，将导电材料添加到该混合溶液中并搅拌所合成的混合物，烘烤该混合物，并粉碎、过滤烘烤后的混合物，从而在混合相中得到含有导电材料的Y₂O₃:Eu基红色磷光体。

在本发明的优选实施例中，该导电材料是至少一种选自SnO₂，WO₃和In₂O₃的材料。

可以在大约1500-1600℃温度范围内加热1-5小时。

根据本发明的又一方面，还提供一种包括含有该导电材料的Y₂O₃:Eu基红色磷光体的显示器装置。

附图说明

通过根据附图，对实施例进行详细描述，本发明的上述和其它特征和优点将变得更加明显：

图1表明所观察到的例1的含有导电材料(WO₃)的钇基红色磷光体与纯钇基(Y₂O₃:Eu)红色磷光体之间的相分析结果；和

图2表明例1的含有导电材料(WO₃)的钇基红色磷光体与纯钇基(Y₂O₃:Eu)红色磷光体的电流密度与发光特性关系图。

具体实施方式

现在对本发明进行更详细的描述。

本发明通常指一种包括导电材料的红色磷光体，具有氧化钇磷光体的红色磷光体作为由铕活化剂激活的基质。导电材料与该磷光体基质一同形成混合相以显示出导电性(n型)。与常规的导电磷光体不同，本发明的导电材料不需要与添加或涂覆、尤其是表面涂覆相关的复杂步骤。

根据本发明的红色磷光体是通过将导电材料添加到Y₂O₃:Eu磷光体基质中，并对其加热以形成与该基质结合的混合相来获得的。该导电材料是由于在基质中产生额外的电子而显示出导电性(n型)的半导体材料。可用的导电材料的例子包括至少一种选自WO₃，SnO₂，和In₂O₃的材料。特别优选WO₃。

例如，当WO₃用作该导电材料时，其通过热处理与基质材料即Y₂O₃结合，以形成Y₂O₃-WO₃混合相。各种混合相是已知的。据报道，代表性的混合相之一为萤石型，Y₆WO₁₂:Eu磷光体显示红色发光且具有15％的非常低的量子效率(Hans J.Borchardt，InorganicChemistry，Vol.2，p.170(1963))，因此赋予Y₂O₃:Eu磷光体基质额外的发光，并最终提高发光性能。当在低电压、高电流密度条件下照射电子束时，该发光特性的增强效果尤其明显。

基于1mol的Y₂O₃，与Y₂O₃一起形成混合相以作为红色磷光体基质的导电材料的含量为0.1-5mol％。如果该导电材料的含量少于0.1mol，则所期望的将导电性赋予该红色磷光体基质的效果很小。如果该导电材料的含量大于5mol，则基质的相对含量减少且磷光体的发光特性会下降。导电材料更优选的含量为基于1mol的Y₂O₃基质的1-5mol％。

根据本发明的含有导电材料的红色磷光体能通过以下方法制备。

根据本发明的含有导电材料的Y₂O₃:Eu红色磷光体通过以下步骤制备：在含有Y₂O₃基质的溶剂中共沉淀作为活化剂的Eu以获得混合溶液，添加导电材料到该混合溶液中并搅拌所合成的混合溶液，烘烤该混合溶液，并粉碎、过滤烘烤后的混合物，从而在该混合相中得到含有导电材料的Y₂O₃:Eu基红色磷光体。

关于所述溶剂，对常用在磷光体制备方法中的任何溶剂没有特别限制，且优选使用足够大量的溶剂以搅拌该溶剂和磷光体基质。

磷光体基质和导电材料的混合相在制备方法的热处理过程中形成。该热处理优选在大气压或惰性气体如氮气气氛中进行。该热处理可以是烘烤处理。

当该热处理是烘烤处理时，该烘烤处理优选在大约1500-1600℃温度范围中进行。如果烘烤温度低于1500℃，则烘烤性能差，导电材料和磷光体基质之间所建立的混合相不完整。如果烘烤温度高于1600℃，则过度烘烤会导致由于纳米颗粒生长所引起的烘烤后磷光体的发射效率的降低。

在烘烤过程中，优选烘烤1-5小时。如果烘烤时间短于1小时，则烘烤效果差。如果烘烤时间超过5小时，过度烘烤不会带来成比例的改进，其证明是不经济的。

制备方法中所用的磷光体基质为Y₂O₃，其既可以为通常所用的磷光体，也可以为通过在常规的磷光体中共沉淀作为活化剂的Eu所制备的磷光体。Eu活化剂可以在通常容许的含量内使用，例如，相对于1mol磷光体基质使用约5.7mol％。

如上所述，关于与磷光体基质结合形成混合相的导电材料，对于任何由于基质中产生额外的电子而被赋予导电性的n型半导体材料没有特别限制。可用的导电材料的例子包括至少一种选自WO₃，SnO₂和In₂O₃的材料。特别优选的是WO₃。当WO₃用作导电材料时，其通过热处理与基质材料即Y₂O₃结合，以形成Y₂O₃-WO₃混合相。

在制备方法中，该与Y₂O₃一起形成混合相以作为红色磷光体基质的导电材料的含量范围是基于1mol的Y₂O₃为0.1-5mol。如果导电材料的含量低于0.1mol，则所期望的将导电性赋予该红色磷光体基质的效果很小。如果该导电材料的含量大于5mol％，则基质的相对含量减少且磷光体的发光特性会下降。导电材料更优选的含量为基于1mol的Y₂O₃基质的1-5mol％。

烘烤之后的各种步骤基本上与其它常用的磷光体制备方法中的步骤相同或类似，且本发明的磷光体没有特殊限制，能通过可行的常规技术如粉碎和/或过滤来获得。

由此所制备的根据本发明的含有导电材料的红色磷光体，由于其内部形成了混合相而具有增强的量子效率，这样就赋予该磷光体额外发光，由此在低电压、高电流密度条件下，相较于使用没有导电材料的纯Y₂O₃:Eu基质的例子而言，最终具有增强的发光特性。

由于这类改进的发光，根据本发明的红色磷光体广泛地应用于各种显示器中，例如，等离子体显示器(PDP)，场发射显示器(FED)，真空荧光显示器(VFD)，阴极射线管(CRT)，等等。根据本发明的红色磷光体尤其利于用在诸如CRT这类的显示器装置中。

接下来的描述中，对例子和比较例进行了具体描述，以提供对本发明的彻底理解。然而，本领域普通技术人员应当明白在本发明的范畴之内可以进行各种改进和变形。

例1

通过共沉淀基质Y₂O₃(从AMR购得)中的5.7wt％的Eu元素，并在基于1mol的Y₂O₃基质中加入1mol％的添加物WO₃，来制备红色磷光体作为基本磷光体。接着，将所合成的混合物适当地搅拌以致于随后能进行热处理，在大约1550℃的烘烤温度下、惰性气氛中进行大约3小时的热处理。热处理之后，粉碎并过滤所烘烤的混合物。最终，获得目标产物，即具有Y₂O₃-WO₃混合相的Y₂O₃:Eu红色磷光体。

例2

除了所用的WO₃含量由1mol％替换为0.1mol％，用与例1同样的方法制备具有Y₂O₃-WO₃混合相的Y₂O₃:Eu红色磷光体。

例3

除了所用的WO₃含量由1mol％替换为0.5mol％，用与例1同样的方法制备具有Y₂O₃-WO₃混合相的Y₂O₃:Eu红色磷光体。

例4

除了所用的WO₃含量由1mol％替换为5mol％，用与例1同样的方法制备具有Y₂O₃-WO₃混合相的Y₂O₃:Eu红色磷光体。

试验例1：相分析测试

图1表明例1的通过热处理获得的具有YO-WO混合相的含有导电材料(WO₃)的红色磷光体，与纯钇基(Y₂O₃:Eu)红色磷光体的相分析结果。

参照图1，与Hans J.Borchardt in Inorganic Chemistry所报道的相同，确定了添加1mol％WO₃所检验到的YO-WO混合相。

试验例2：发光评价测试

图2表明例1的含有导电材料(WO₃)的钇基红色磷光体与纯钇基(Y₂O₃:Eu)红色磷光体的电流密度与发光特性关系图。这里，通过阴极发光(CL)强度-电流密度关系来表示相分析结果。

参照图2，与没有混合相的纯Y₂O₃:Eu磷光体比较，本发明的红色磷光体在3.5μA或更高的高电流密度中显示出约5％的增强的发光特性。

如上所述，根据本发明的含有导电材料的红色磷光体由于其内部形成了混合相而提供增强的量子效率，其赋予该磷光体额外的发光，因此在低电压、高电流密度条件下，与使用没有导电材料的纯Y₂O₃:Eu基质的例子相比较而言，最终具有增强的发光特性。

本发明的具有改进发光的红色磷光体广泛地应用于各种显示器中，例如，等离子体显示器(PDP)，场发射显示器(FED)，真空荧光显示器(VFD)，阴极射线管(CRT)，等等。根据本发明的红色磷光体尤其利于用在诸如CRT这类的显示器装置中。

尽管本发明已经根据其实施例进行了具体的描述和说明，但是本领域普通技术人员应当明白，在不背离本发明的权利要求书所限定的精神和范畴的情况下，可以进行各种形式和细节上的修改。