包含绿色磷光体的等离子体显示屏 本发明涉及等离子体显示屏，它包含载板、透明前板、将载板与前板之间的空间分成充满气体的等离子体单元的肋状结构、用来在等离子体单元中产生电晕放电的一个或多个电极阵列、以及包含绿色磷光体的磷光体层，所述绿色磷光体属于包括掺杂铽激活的、包含硼酸盐的磷光体的组。
等离子体显示屏所根据的原理是：在低气压气体中通过高电压产生电磁辐射，该辐射可以是自身可见的，也可以通过磷光体转换成可见光。
在常规设计的彩色显示屏中，气体填充物包含惰性气体(例如氙或诸如氦、氖、氙的混合物之类的惰性气体混合物)。放电过程涉及产生VUV范围内地紫外辐射，即波长低于200nm的辐射。该VUV辐射在磷光体层中激励红色、绿色、以及蓝色的发光磷光体(RGB磷光体)，从而使之发射红色、绿色、以及蓝色的可见光。于是，与常规荧光灯不一样，等离子体显示屏中的发光材料使用的是UV光谱的高能侧。取决于惰性气体混合物的组成成分和气体压力，VUV的发射能够在一个147nm的单线与一个172nm区域内的宽带之间变化。其结果是对等离子体显示屏中的RGB磷光体提出了新的要求。
RGB磷光体构成了能量转移链的最后部分，其中电能被转换成等离子体显示屏中的可见光。对具有磷光体层的等离子体显示屏的效率具有决定性影响的一个因素是磷光体的电光效率，亦即产生的UV光在磷光体中被吸收的程度以及随后产生的可见光从等离子体显示屏沿观察者方向出射的程度。但就长期性能而言，红色、绿色、蓝色磷光体具有不同的性质，它们的颜色饱和度和可感知性也是不同的。
CN 1276406公开了一种用于等离子体显示屏的绿色磷光体，化学式为(Ln1-x-y-z)TbxRyLiz)[(2-m)PO4mBO3]，该磷光体包含至少一种稀土金属Yb、La、Gd、Lu；磷酸盐Li和B；主要活化剂(Tb离子)；以及共活化剂(Ce、Pr、Dy离子)，且该磷光体用高温煅烧方法制造。若所述绿色磷光体被VUV光、短波UV光、电子束、以及X射线激励，则发射最大值在544nm处的强绿光。
用来产生绿色辐射的这些磷光体的缺点在于：它们的色点和色饱和度对于等离子体显示屏来说不是最佳的。
本发明的目的是提供一种等离子体显示屏，它包含载板、透明前板、将载板与前板之间的空间分成充满气体的等离子体单元的肋状结构、用来在等离子体单元中产生电晕放电的一个或多个电极阵列、以及包含由绿色磷光体的磷光体层，该绿色磷光体属于包括掺杂铽激活的磷光体的组，这种离子体显示屏的特征是可以使再现的色彩更为真实，并且亮度更高。
根据本发明，这一目的可以利用这样一种等离子体显示屏来实现，该等离子体显示屏包含：载板；透明前板；将载板与前板之间的空间分成充满气体的等离子体单元的肋状结构；用来在等离子体单元中产生电晕放电的一个或多个电极阵列；以及包含磷光体的磷光体层，该磷光体选自包括通式为(In1-x-y-zGdyYz)BO3：Tbx的、掺杂铽(III)-激活的等离子体的组，其中0＜x≤0.5，0＜y≤0.5，0≤z≤0.5，1-x-y-z＞0。
在这种彩色显示屏中，绿色点已经被偏移，以便得到更高的色饱和度。这不仅对绿色色调有影响，而且对由于绿色范围内显示三角形的放大而可以得到的蓝-绿之间和红-绿线上的所有中间颜色色调也有影响。因此有可能更真实地显示许多颜色的色调，从而显示出视觉上的差别。此外，还提高了明亮环境光条件下的颜色反差。
本发明还涉及到选自掺杂铽(III)激活的、通式为(In1-x-y-zGdyYz)BO3：Tbx的磷光体组的磷光体，其中0＜x≤0.5，0＜y≤0.5，0≤z≤0.5，1-x-y-z＞0。
该磷光体的特征是改进了特别是在含氧环境中的热负载能力，这可以归因于Tb(III)不具有氧化成Tb(IV)的倾向的事实。结果，在等离子体显示屏的制造过程中，该磷光体的亮度不受不利的影响，且即使在被VUV辐射激励的情况下，也在非常长的时间内保持效率恒定。
从参照附图和二个例子的描述中，本发明的这些情况和其它情况是显而易见的。
在附图中：
图1示出了表面放电类型的等离子体彩色显示屏，它由一个多层系统组成，该多层系统中的各层为上下排列，并且在相互之间部分相邻。
在表面放电类型的等离子体显示屏中，借助于三电极系统中的气体放电而在等离子体中产生光。所述三电极系统的每个像素包含一个寻址电极和二个放电电极，在工作过程中，其间施加交变电压。
这种表面放电类型的等离子体显示屏由彼此间有一定距离、并在外围处气密性密封的前板1和载板2组成。二个板之间的空间构成被保护层和磷光体层包裹的放电空间3。前板和载板通常由玻璃制成。可单独驱动的等离子体单元包含具有分隔肋的肋状结构13。多个透明图像电极6和7在前板上被排列成条形。相关的控制电极11位于载板上，与图像电极成90度角，以便可以在各个交点处触发放电。
用适当的放电气体(例如氙、含氙气体、氖、或含氖气体)来填充放电空间。在前板上的图像电极6和7之间触发气体放电。为了防止在等离子体与图像电极6和7之间发生直接接触，用介质层4和保护层5覆盖后者。在放电空间中，气体被离子化，从而形成发射VUV辐射的等离子体。
根据等离子体单元中气体的组成成分，气体放电的光谱强度发生变化。包含小于30％体积比的氙的气体混合物发射基本上为147nm的共振辐射，包含大于30％体积比的氙的气体混合物发射172nm的准分子辐射。
发射的VUC辐射逐个像素地激励所构成的红色、绿色、以及蓝色磷光体，从而使之发射可见光，其结果是形成彩色效果。由位于至少一部分载板上和/或等离子体单元中分隔肋壁上的磷光体层10形成等离子体显示屏上的红绿蓝三原色像素。所有等离子体单元被相继涂敷红色、绿色、或蓝色磷光体。三个邻接的等离子体单元代表一个像素，通过混合所述三原色来显示所有的颜色。
可单独控制的放电单元由具有分隔肋的肋状结构构成。包含直线平行分隔肋的肋状结构将放电空间分成不间断的垂直条。具有弯曲或波纹状分隔肋的肋状结构将放电空间分成以不连续链式垂直方式排列的、具有例如六角形或椭圆形横截面的放电单元。
在各个分隔肋之间，前板被磷光体区段的磷光体层涂敷。图像单元(即像素)由至少3个子像素(红色、绿色、以及蓝色)的组合来确定。这些子像素由红色、绿色、以及蓝色3个发光磷光体区段4G、4R、以及4B形成。包含红色、绿色、以及蓝色磷光体区段的3个放电单元分别形成一个子像素，并作为三元组形成一个图像单元。
磷光体区段的图形由分隔肋的走向决定，反之亦然。在图1所示的实施方案中，磷光体区段形成直列式的条形图形，其中磷光体区段构成连续的延长条。磷光体的颜色沿该条保持不变。
根据本发明的另一实施方案，各个磷光体条可以被分成根据之字形图形或燕尾图形排列的三原色的矩形磷光体区段(Mondrian像素)。
三原色红色、绿色、以及蓝色的磷光体区段分别包含红色、绿色、或蓝色磷光体。特别适合的磷光体是能够被来自气体等离子体的UV辐射分量激励的磷光体。
对于能够被VUV辐射激励的红色发光磷光体，可以适当地由(Y，Gd)BO3：Eu、Y2O2S：Eu、Y2O3：Eu、Y(V，P)O4：Eu、Y(V，P，B)O4：Eu、YVO4：Eu、SrTiO3：Pr、GdMgB5O10：Ce，Mn、以及Mg4GeO5.5F：Mn制成。
对于能够被VUV辐射激励的蓝色发光磷光体，可以适当地由(Sr，Mg)2P2O7：Eu、(Ba，Sr)5(PO4)3Cl：Eu、CaWO4、(Y，Gd)(P，V)O4、以及Y2SiO5：Ce制成。
对于能够被UV辐射激励的绿色磷光体，可以由掺杂铽(III)激活的磷光体，其通式为(In1-x-y-zGdyYz)BO3：Tbx，其中0＜x≤0.5，0＜y≤0.5，0≤z≤0.5，1-x-y-z＞0制成。
对于本发明，特别可以适当地用铕激活的铝酸钡镁BaMgAl10O17：Eu作为蓝色磷光体、铕激活的氧化钇Y2O3：Eu或铕激活的硼酸钇钆(Y，Gd)BO3：Eu作为红色磷光体、以及(In0.45Gd0.45)BO3：Tb0.1、(In0.2Gd0.7)BO3：Tb0.1、或(In0.7Gd0.2)BO3：Tb0.1作为绿色磷光体，并使用这三种磷光体的组合。
用来产生绿色辐射的、具有通式(In1-x-y-zGdyYz)BO3：Tbx(其中0＜x≤0.5，0＜y≤0.5，0≤z≤0.5，1-x-y-z＞0)的掺杂铽(III)激活的磷光体，可以具有被低浓度活化剂离子Tb3+掺杂的六方球方解石结构的主晶格。该六方球方解石结构具有二种被三价阳离子占据的、在结晶学上独立的晶格位置。一种晶格位置具有反转中心，另一种没有。Tb3+离子占据二种晶格位置。
或者，用来产生绿色辐射的、具有通式(In1-x-y-zGdyYz)BO3：Tbx(其中0＜x≤0.5，0＜y≤0.5，0≤z≤0.5，1-x-y-z＞0)的掺杂铽(III)激活的磷光体，可以具有被低浓度活化剂离子Tb3+掺杂的方解石结构的主晶格。该方解石结构仅仅具有一种被三价阳离子占据的结晶学晶格位置。该晶格位置具有反转中心。Tb3+离子占据该晶格位置。
在具有六方球方解石结构或方解石结构的化合物中，活化剂离子Tb3+的发射光谱在490nm(5D4-7F6)、545nm(5D4-7F5)、以及620nm(5D4-7F3)处具有3个发射线。在无反转对称性的晶格位置处具有铽离子的常规磷光体的情况下，绿光发射的饱和度由于5D4-7F6，4，2跃迁而被降低。
由于根据本发明的磷光体的主晶格在具有反转对称性或稍许偏移于反转对称性的晶格位置具有Tb(III)离子，故抑制了5D4-7F6，4，2跃迁，从而提高了绿光发射的饱和度而不降低量子效率。
结果，545nm处的绿色发射的多重谱线非常强，表现出大于5001m/W的较高流明量。
用常规方法，例如用固态反应方法，来制作Tb(III)激活的稀土金属硼酸盐。在制作过程中，氧化物或碳酸盐被用作起始化合物。它们被混合、研磨、以及随后烧结。结果，以晶粒尺寸为1-10微米的细小晶粒的形式得到具有均匀晶体结构的磷光体。
干法涂敷方法，例如静电淀积方法或静电辅助喷粉方法，以及湿法涂敷方法，例如丝网印刷方法、其中采用沿沟道运动的喷嘴引入悬浮液的分配方法，或从液相沉积的方法，能够被用来制作磷光体层。
对于湿法涂敷方法，磷光体必须被分散在水中，分散在有机溶剂中，若需要与分散溶剂组合，则分散在表面活性剂和消泡剂或粘合剂制剂中。能够承受250℃的工作温度而不分解、脆裂、或掉色的有机和无机粘合剂，能够合适地用作等离子体显示屏的粘合剂制剂。
虽然已经参照表面放电类型的彩色等离子体显示屏描述了本发明，但本发明的应用不局限于这种类型的等离子体显示屏，而是也包括例如DC彩色等离子体显示屏以及单色AC和DC等离子体显示屏。
实施例1
为了制作(In0.7Gd0.2)BO3：Tb0.1，需要将10.0g(36.02mmol)的In2O3、3.730g(10.2mmol)的Gd2O3、1.924g(2.57mmol)的Tb4O7、以及7.0g(113.20mmol)的H3BO3在玛瑙研钵中仔细研磨。在700℃下的第一混合操作之后，再次研磨粉末，并在CO气中于1100℃下烧结二次。在第一烧结操作之后，再次研磨粉末。随后，磷光体用软化水清洗，过滤，并在100℃下干燥。结果，得到通过30微米目筛的白色粉末。根据已知的方法，这样制作的磷光体被用来制造和测试等离子体显示屏。发现表1所列举的测量值。
表1颜色位置x，y LO[147nm]LO[172nm]0.338，0.615 0.77 0.75
根据已知的方法，这样制作的磷光体被用来制造和测试等离子体显示屏。
实施例2
为了制作(In0.2Gd0.7)BO3：Tb0.1，将2.000g(7.2mmol)的In2O3、10.445g(28.82mmol)的Gd2O3、2.394g(3.20mmol)的Tb4O7、以及8.710g(140.87mmol)的H3BO3在玛瑙研钵中仔细研磨。在700℃下的第一混合操作之后，再次研磨粉末，并在CO气中于1100℃下烧结二次。在第一烧结操作之后，再次研磨粉末。随后，磷光体用软化水清洗，过滤，并在100℃下干燥。结果，得到通过30微米目筛的白色粉末。根据已知的方法，这样制作的磷光体被用来制造和测试等离子体显示屏。发现表1所列举的测量值。
表1颜色位置x，y LO[147nm]LO[172nm]0.338，0.615 0.77 0.75
根据已知的方法，这样制作的磷光体被用来制造和测试等离子体显示屏。
实施例3
为了制作(In0.45Gd0.45)BO3：Tb0.1，将8.0g(28.82mmol)的In2O3、10.445g(28.82mmol)的Gd2O3、1.924g(2.57mmol)的Tb4O7、以及7.0g(113.20mmol)的H3BO3在玛瑙研钵中仔细研磨。在700℃下的第一混合操作之后，再次研磨粉末，并在CO气中于1100℃下烧结二次。在第一烧结操作之后，再次研磨粉末。随后，磷光体用软化水清洗，过滤，并在100℃下干燥。结果，得到通过30微米目筛的白色粉末。根据已知的方法，这样制作的磷光体被用来制造和测试等离子体显示屏。发现表1所列举的测量值。
表1颜色位置x，y LO[147nm]LO[172nm]0.338，0.615 0.77 0.75
根据已知的方法，这样制作的磷光体被用来制造和测试等离子体显示屏。