包括導電材料的釔基磷光體及其製備方法和顯示器裝置的製作方法
2023-05-06 06:01:56 2
專利名稱：包括導電材料的釔基磷光體及其製備方法和顯示器裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有增強的發光特性的釔基磷光體，一種用於製備該釔基磷光體的方法，以及一種使用該釔基磷光體的製備方法的顯示器裝置。更具體地，本發明涉及一種包括導電材料的釔基磷光體，且在低電壓、高電流密度條件下顯示出增強的發光特性。
背景技術：
已知的通過電子發射發出光線的增強陰極發光(CL)磷光體效率的方法包括，添加共活化劑，塗覆表面改性劑，特別是使用納米顆粒(nanoparticle)等。例如韓國已公開專利申請No.2001-0057915，其中描述了用(Sn1-xEux)O2氧化物或固相反應的表面塗層。根據其所描述的方法，SnO2:Eu是一種在低電壓下激發的磷光體，以產生橙紅色(具有約595nm峰值發射)且本身具有導電性。然而，這些常規技術需要諸如組分添加或表面塗層這類的額外步驟。尤其是，這些與表面塗層有關的額外步驟涉及非常複雜的工藝條件。
此外，在YO-WO基磷光體的五相中，Y2W3O12磷光體與Eu活性元素一起使用作為紅色磷光體。然而，在低電壓、高電流密度的電子發射下使用的Y2W3O12磷光體作為CL磷光體，與Y2O3:Eu磷光體比較性能下降了約60％。
發明內容
本發明提供一種在低電壓、高電流密度條件下具有增強的發光特性的釔基磷光體。
本發明還提供一種製備該釔基磷光體的方法。
本發明提供一種包括該釔基磷光體的顯示器裝置。
根據本發明的一個方面，提供一種含有導電材料的Y2O3:Eu基紅色磷光體。
在本發明的優選實施例中，該導電材料是至少一種選自SnO2，WO3和In2O3的材料。
優選地，該導電材料為WO3。
基於1mol作為基質的Y2O3，可以含有0.1-5mol％的該導電材料。
在本發明的優選實施例中，該導電材料與作為基質的Y2O3形成混合相。
該混合相優選為Y2O3-WO3。
根據本發明的另一方面，提供一種製備Y2O3:Eu基紅色磷光體的方法，包括在含有Y2O3基質的溶劑中通過共沉澱作為活化劑的Eu以獲得混合溶液，將導電材料添加到該混合溶液中並攪拌所合成的混合物，烘烤該混合物，並粉碎、過濾烘烤後的混合物，從而在混合相中得到含有導電材料的Y2O3:Eu基紅色磷光體。
在本發明的優選實施例中，該導電材料是至少一種選自SnO2，WO3和In2O3的材料。
可以在大約1500-1600℃溫度範圍內加熱1-5小時。
根據本發明的又一方面，還提供一種包括含有該導電材料的Y2O3:Eu基紅色磷光體的顯示器裝置。
通過根據附圖，對實施例進行詳細描述，本發明的上述和其它特徵和優點將變得更加明顯圖1表明所觀察到的例1的含有導電材料(WO3)的釔基紅色磷光體與純釔基(Y2O3:Eu)紅色磷光體之間的相分析結果；和圖2表明例1的含有導電材料(WO3)的釔基紅色磷光體與純釔基(Y2O3:Eu)紅色磷光體的電流密度與發光特性關係圖。
具體實施例方式
現在對本發明進行更詳細的描述。
本發明通常指一種包括導電材料的紅色磷光體，具有氧化釔磷光體的紅色磷光體作為由銪活化劑激活的基質。導電材料與該磷光體基質一同形成混合相以顯示出導電性(n型)。與常規的導電磷光體不同，本發明的導電材料不需要與添加或塗覆、尤其是表面塗覆相關的複雜步驟。
根據本發明的紅色磷光體是通過將導電材料添加到Y2O3:Eu磷光體基質中，並對其加熱以形成與該基質結合的混合相來獲得的。該導電材料是由於在基質中產生額外的電子而顯示出導電性(n型)的半導體材料。可用的導電材料的例子包括至少一種選自WO3，SnO2，和In2O3的材料。特別優選WO3。
例如，當WO3用作該導電材料時，其通過熱處理與基質材料即Y2O3結合，以形成Y2O3-WO3混合相。各種混合相是已知的。據報導，代表性的混合相之一為螢石型，Y6WO12:Eu磷光體顯示紅色發光且具有15％的非常低的量子效率(Hans J.Borchardt，InorganicChemistry，Vol.2，p.170(1963))，因此賦予Y2O3:Eu磷光體基質額外的發光，並最終提高發光性能。當在低電壓、高電流密度條件下照射電子束時，該發光特性的增強效果尤其明顯。
基於1mol的Y2O3，與Y2O3一起形成混合相以作為紅色磷光體基質的導電材料的含量為0.1-5mol％。如果該導電材料的含量少於0.1mol，則所期望的將導電性賦予該紅色磷光體基質的效果很小。如果該導電材料的含量大於5mol，則基質的相對含量減少且磷光體的發光特性會下降。導電材料更優選的含量為基於1mol的Y2O3基質的1-5mol％。
根據本發明的含有導電材料的紅色磷光體能通過以下方法製備。
根據本發明的含有導電材料的Y2O3:Eu紅色磷光體通過以下步驟製備在含有Y2O3基質的溶劑中共沉澱作為活化劑的Eu以獲得混合溶液，添加導電材料到該混合溶液中並攪拌所合成的混合溶液，烘烤該混合溶液，並粉碎、過濾烘烤後的混合物，從而在該混合相中得到含有導電材料的Y2O3:Eu基紅色磷光體。
關於所述溶劑，對常用在磷光體製備方法中的任何溶劑沒有特別限制，且優選使用足夠大量的溶劑以攪拌該溶劑和磷光體基質。
磷光體基質和導電材料的混合相在製備方法的熱處理過程中形成。該熱處理優選在大氣壓或惰性氣體如氮氣氣氛中進行。該熱處理可以是烘烤處理。
當該熱處理是烘烤處理時，該烘烤處理優選在大約1500-1600℃溫度範圍中進行。如果烘烤溫度低於1500℃，則烘烤性能差，導電材料和磷光體基質之間所建立的混合相不完整。如果烘烤溫度高於1600℃，則過度烘烤會導致由於納米顆粒生長所引起的烘烤後磷光體的發射效率的降低。
在烘烤過程中，優選烘烤1-5小時。如果烘烤時間短於1小時，則烘烤效果差。如果烘烤時間超過5小時，過度烘烤不會帶來成比例的改進，其證明是不經濟的。
製備方法中所用的磷光體基質為Y2O3，其既可以為通常所用的磷光體，也可以為通過在常規的磷光體中共沉澱作為活化劑的Eu所製備的磷光體。Eu活化劑可以在通常容許的含量內使用，例如，相對於1mol磷光體基質使用約5.7mol％。
如上所述，關於與磷光體基質結合形成混合相的導電材料，對於任何由於基質中產生額外的電子而被賦予導電性的n型半導體材料沒有特別限制。可用的導電材料的例子包括至少一種選自WO3，SnO2和In2O3的材料。特別優選的是WO3。當WO3用作導電材料時，其通過熱處理與基質材料即Y2O3結合，以形成Y2O3-WO3混合相。
在製備方法中，該與Y2O3一起形成混合相以作為紅色磷光體基質的導電材料的含量範圍是基於1mol的Y2O3為0.1-5mol。如果導電材料的含量低於0.1mol，則所期望的將導電性賦予該紅色磷光體基質的效果很小。如果該導電材料的含量大於5mol％，則基質的相對含量減少且磷光體的發光特性會下降。導電材料更優選的含量為基於1mol的Y2O3基質的1-5mol％。
烘烤之後的各種步驟基本上與其它常用的磷光體製備方法中的步驟相同或類似，且本發明的磷光體沒有特殊限制，能通過可行的常規技術如粉碎和/或過濾來獲得。
由此所製備的根據本發明的含有導電材料的紅色磷光體，由於其內部形成了混合相而具有增強的量子效率，這樣就賦予該磷光體額外發光，由此在低電壓、高電流密度條件下，相較於使用沒有導電材料的純Y2O3:Eu基質的例子而言，最終具有增強的發光特性。
由於這類改進的發光，根據本發明的紅色磷光體廣泛地應用於各種顯示器中，例如，等離子體顯示器(PDP)，場發射顯示器(FED)，真空螢光顯示器(VFD)，陰極射線管(CRT)，等等。根據本發明的紅色磷光體尤其利於用在諸如CRT這類的顯示器裝置中。
接下來的描述中，對例子和比較例進行了具體描述，以提供對本發明的徹底理解。然而，本領域普通技術人員應當明白在本發明的範疇之內可以進行各種改進和變形。
例1通過共沉澱基質Y2O3(從AMR購得)中的5.7wt％的Eu元素，並在基於1mol的Y2O3基質中加入1mol％的添加物WO3，來製備紅色磷光體作為基本磷光體。接著，將所合成的混合物適當地攪拌以致於隨後能進行熱處理，在大約1550℃的烘烤溫度下、惰性氣氛中進行大約3小時的熱處理。熱處理之後，粉碎並過濾所烘烤的混合物。最終，獲得目標產物，即具有Y2O3-WO3混合相的Y2O3:Eu紅色磷光體。
例2除了所用的WO3含量由1mol％替換為0.1mol％，用與例1同樣的方法製備具有Y2O3-WO3混合相的Y2O3:Eu紅色磷光體。
例3除了所用的WO3含量由1mol％替換為0.5mol％，用與例1同樣的方法製備具有Y2O3-WO3混合相的Y2O3:Eu紅色磷光體。
例4除了所用的WO3含量由1mol％替換為5mol％，用與例1同樣的方法製備具有Y2O3-WO3混合相的Y2O3:Eu紅色磷光體。
試驗例1相分析測試圖1表明例1的通過熱處理獲得的具有YO-WO混合相的含有導電材料(WO3)的紅色磷光體，與純釔基(Y2O3:Eu)紅色磷光體的相分析結果。
參照圖1，與Hans J.Borchardt in Inorganic Chemistry所報導的相同，確定了添加1mol％WO3所檢驗到的YO-WO混合相。
試驗例2發光評價測試圖2表明例1的含有導電材料(WO3)的釔基紅色磷光體與純釔基(Y2O3:Eu)紅色磷光體的電流密度與發光特性關係圖。這裡，通過陰極發光(CL)強度-電流密度關係來表示相分析結果。
參照圖2，與沒有混合相的純Y2O3:Eu磷光體比較，本發明的紅色磷光體在3.5μA或更高的高電流密度中顯示出約5％的增強的發光特性。
如上所述，根據本發明的含有導電材料的紅色磷光體由於其內部形成了混合相而提供增強的量子效率，其賦予該磷光體額外的發光，因此在低電壓、高電流密度條件下，與使用沒有導電材料的純Y2O3:Eu基質的例子相比較而言，最終具有增強的發光特性。
本發明的具有改進發光的紅色磷光體廣泛地應用於各種顯示器中，例如，等離子體顯示器(PDP)，場發射顯示器(FED)，真空螢光顯示器(VFD)，陰極射線管(CRT)，等等。根據本發明的紅色磷光體尤其利於用在諸如CRT這類的顯示器裝置中。
儘管本發明已經根據其實施例進行了具體的描述和說明，但是本領域普通技術人員應當明白，在不背離本發明的權利要求書所限定的精神和範疇的情況下，可以進行各種形式和細節上的修改。
權利要求
1.一種Y2O3:Eu基紅色磷光體，包括一種導電材料。
2.權利要求1所述的Y2O3:Eu基紅色磷光體，其中所述導電材料是至少一種選自SnO2，WO3和In2O3的材料。
3.權利要求1所述的Y2O3:Eu基紅色磷光體，其中所述導電材料是WO3。
4.權利要求1所述的Y2O3:Eu基紅色磷光體，其中基於1mol作為基質的Y2O3，含有0.1-5mol％的所述導電材料。
5.權利要求1所述的Y2O3:Eu基紅色磷光體，其中所述導電材料與作為基質的Y2O3形成混合相。
6.權利要求5所述的Y2O3:Eu基紅色磷光體，其中所述混合相為Y2O3-WO3。
7.一種製備Y2O3:Eu基紅色磷光體的方法，包括在含有Y2O3作為基質的溶劑中共沉澱作為活化劑的Eu以獲得混合溶液；將導電材料添加到該混合溶液中並攪拌所合成的混合溶液；烘烤該混合溶液；並粉碎和過濾該烘烤後的混合物以獲得在混合相中含有導電材料的Y2O3:Eu基紅色磷光體。
8.權利要求7的方法，其中所述導電材料是至少一種選自SnO2，WO3和In2O3的材料。
9.權利要求7的方法，其中所述烘烤步驟在大約1500-1600℃溫度範圍內進行1-5小時。
10.一種含有如權利要求1-6中的任一個所述的Y2Ox:Eu基紅色磷光體的顯示器裝置。
全文摘要
提供一種釔基磷光體，一種用於製備該釔基磷光體的方法，以及一種使用該釔基磷光體的製備方法的顯示器裝置。該釔基磷光體包括一種導電材料，如WO
文檔編號H01J1/63GK1807546SQ20051000347
公開日2006年7月26日 申請日期2005年12月23日 優先權日2004年12月24日
發明者崔成好, 李相爀, 劉容贊, 申尚勳 申請人:三星Sdi株式會社