稳定荧光粉制造技术

适用于场发射显示器的稳定硫化物／氧化物荧光粉，包括硫化物／氧化物荧光粉芯和包围硫化物／氧化物荧光粉芯的稳定表面。形成稳定硫化物／氧化物荧光粉的方法包括以下步骤，即提供阴极发光稳定硫化物／氧化物荧光粉，并使阴极硫化物／氧化物荧光粉与在防固体－真空界面释气方面比阴极发光硫化物／氧化物荧光粉热力学更稳定的氧化物熔合，或用所述的这种氧化物包封阴极发光硫化物／氧化物荧光粉。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及发光荧光粉领域，特别涉及适用于场发射显示器的发光荧光粉。用于真空荧光显示(VFD)的荧光粉已是众所周知的。适用于场发射显示器(FED)的一种这样的荧光粉包括ZnO，它是现有技术中最有效的荧光粉之一。对于工作于阳极和阴极板间的电位差在约200-10000V的低电压的FED，关键问题是提高效率。所以，选择ZnO荧光粉用于FED。然而，ZnO只发射兰-绿光。要制造多色FED必须使用其它荧光粉。具有FED所需的高效率的许多现有荧光粉皆为含硫荧光粉，例如，受电子激发发射红光的Y2O2SEu。在受电子激发时，含硫荧光粉会释放气态含硫化合物。已知气态硫会污染构成FED阴极的材料。所以，在会造成硫污染的FED或其它显示器中一般不用含硫荧光粉。关于荧光粉的选择其它要考虑的问题是碰撞电子的能量。对于工作于约4000V以上电位差的FED，由于在荧光粉的接收电子面上形成了导电层，所以可以保持阳极板的电位。该导电层可以释放负电荷，并由此保持阳极的高正电位。因为电子在穿越此导电层时其能量过多地损失，所以这种导电层不适用于工作于低于约4000V的电位差的FED。保持这些低电压工作的阳极电位的其它方案包括把导电粉与发射荧光粉材料混合。由于荧光粉混合物中发射材料的体积比减小，所以这些方案仍易造成严重的效率损失。因此，需要适用于提供各种发射波长的场发射显示器的改进的高效荧光粉，不会产生硫污染，且能够保持FED阳极的高正电位。参见附图附图说明图1是展示包括本专利技术的稳定硫化物/氧化物荧光粉的场发射显示器的剖面示意图；及图2-5是包括本专利技术的稳定硫化物/氧化物荧光粉的阳极实施例的放大剖面图。参见图1，该图是包括本专利技术的稳定荧光粉110的场发射显示器(FED)100的剖面示意图。FED100包括阳极板120和阴极板130，它们之间由间隔框140隔开。阳极板120和阴极板130之间的空间区150抽空到低于约10-6Torr的压力。多个场发射极160形成于阴极板130表面上。场发射极160可以包括本领域技术人员熟知的锥尖或其它电子发射结构和材料。阳极板120包括由如玻璃等透明材料制作的透明基片170，稳定荧光粉110设置于其上。在FED100工作时，场发射极160选择性寻址，并发射电子。所发射的电子穿越空间区150，并被部分稳定荧光粉110接收，由此荧光粉受激发光。如以下的更详细说明所述，稳定荧光粉110会释放可忽略的硫气和/或可忽略的氧气，由此可以防止硫污染阴极板130的材料，降低稳定荧光粉110的退化速率。现参见图2，图2是包括本专利技术的稳定硫化物荧光粉210的阳极板220的放大剖面图。稳定硫化物荧光粉210设置于透明基片270上，并借助于例如静电附着和硅酸钾等无机粘合剂等本领域技术人员公知的附着方式附着于其上。在阳极板220装入显示器时，稳定硫化物荧光粉220被一次电子轰击，具有很高的正电位。为了保持此很高的正电位，必须除去电荷。在该特定实施例中，稳定硫化物荧光粉210的导电性不足以提供释放电荷的导电通道。电荷可以通过从稳定硫化物荧光粉210发射二次电子除去，这些电荷通过多个二次电子收集电极216收集并释放掉。稳定硫化物荧光粉210、透明基片270和二次电子收集电极216组合起来构成适用于例如参照图1介绍的FED100等场发射显示器的阳极板220。稳定硫化物荧光粉210包括硫化物荧光粉芯212和覆盖硫化物荧光粉芯212的稳定表面214。硫化物荧光粉芯212含有真空不稳定的硫，借助稳定表面214可以防止由于所包括的死层(dead layer)导致的释放硫气。稳定表面214不包括真空不稳定的硫，而包括在防释气方面比硫化物荧光粉芯212的真空不稳定硫组分的热力学更稳定的材料，由此减轻稳定硫化物荧光粉210的电子轰击时硫气的释放。稳定硫化物荧光粉210首先通过制备阴极发光的硫化物荧光粉来制作。这些阴极发光硫化物荧光粉早已是本领域技术人员所熟知的，包括硫化锌(ZnS)，稀土硫氧化物(化学式为R2O2SA，其中R包括选自Sc、Y、La、Gd、Lu和它们的组合中的基质，A包括选自Eu、Sm、Pr、Dy、Tb、Ho、Er、Tm、Nd、和Yb的激活剂)，及碱土硫镓酸盐(thiogallate)(化学式为AE(Ga，3A)2S4A，其中AE包括选自Mg、Ca、Sr、Ba和它们的组合中的碱土元素；3A包括Al或In；A包括选自Eu、Ce和Mn中的一种激活剂)。阴极发光硫化物荧光粉的选择取决于所要求的发光波长、成本方面的考虑、可用性等。众所周知，连接这些材料中的硫组分的键容易因电子的轰击在固体-真空界面发生断裂，因而产生气态含硫化合物。稳定表面214保护稳定硫化物荧光粉210中的硫组分不受真空状态的影响。稳定表面214可以由以下两种方法中任一种形成，第一种，把阴极发光硫化物荧光粉与使阴极发光硫化物荧光粉表面改性的材料熔合，由此阴极发光硫化物荧光粉表面变得在防释气方面比阴极发光硫化物荧光粉的真空不稳定硫组分热力学更稳定；第二种，由热力学稳定材料的抗渗透涂层包封阴极发光硫化物荧光粉。熔合工艺使得阴极发光硫化物荧光粉表面上发生热力学稳定性更好的组分代替真空不稳定的硫。例如，在本专利技术的优选实施例中，阴极发光硫化物荧光粉表面的真空不稳定硫被更稳定的氧化物组分所代替。合适的氧化物有磷酸盐、镓酸盐、铬酸盐、钒酸盐、硅酸盐等，但不限于此。用于把稳定氧化物与阴极硫化物荧光粉熔合或用稳定氧化物包封阴极硫化物荧光粉的方法取决于稳定氧化物源的物理态，一般情况下，可用粉末状的阴极硫化物荧光粉，气态或液态稳定氧化物。稳定氧化物的气态源可以通过化学汽相淀积或金属氧化物化学汽相淀积与阴极硫化物荧光粉熔合或包封阴极硫化物荧光粉。熔合工艺进行一段时间，此时间是稳定氧化物扩散进阴极硫化物荧光粉表面并与之发生反应的合适时间。例如，氢和磷化氢的混合物与金属硫化物荧光粉表面反应，形成金属磷化物表面，由于暴露于空气，以随后转变为金属磷酸盐，由此形成包括硫化物荧光粉芯和金属磷酸盐稳定表面的稳定硫化物荧光粉。稳定氧化物液态源可以通过高温分解喷涂、溶胶-凝胶汽相涂敷、或通过在稳定氧化物溶液中混合硫化物荧光粉与阴极发光硫化物荧光粉熔合，或用于包封阴极发光硫化物荧光粉。例如，可以在磷酸溶液中混合粉末状ZnS阴极发光硫化物荧光粉。合适的反应条件为酸溶液的PH值为4-6，反应温度为25-80℃，反应时间为60-120分钟。这些条件是形成厚0.01-0.2微米的稳定表面214的合适条件；稳定表面214包括ZnPO4，该磷酸盐代替了硫，硫化物荧光粉芯212为ZnS。固体-真空界面处的固体只有ZnSO4，它们的键在真空中电子轰击下仍保持稳定，由此消除对阴极有害的气体发射。在图2的特定实施例中，稳定表面214不导电，具有有利的二次电子发射特性。即，在电子轰击时，稳定表面214发射二次电子，如果电子被除去，则可以使阳极板220保持高的正电位，这正是用于场发射显示器所必须的。在该特定实施例中，二次电子去除是通过多个二次电子收集电极216的二次电子收集实现的。二次电子收集电极216利用厚膜技术形成。例如，首先，通过丝网印刷、浇铸或涂敷在透明基片270上淀积低熔点玻璃粉，例如SEM-COM，INC.生产的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稳定硫化物荧光粉（２１０，３１０，４１０，５１０），其特征在于，硫化物荧光粉芯（２１２，３１２，４１２，５１２）包括真空不稳定的硫组分，并具有外表面；及稳定表面（２１４，３１４，４１４，５１４）包括在防释气方面比硫化物荧光粉芯（ ２１２，３１２，４１２，５１２）热力学更稳定的热力学更稳定材料，稳定表面（２１４，３１４，４１４，５１４）设于硫化物荧光粉芯（２１２，３１２，４１２，５１２）外表面的一部分上，由此稳定表面（２１４，３１４，４１４，５１４）可以防止退化的 硫从硫化物荧光粉芯（２１２，３１２，４１２，５１２）释气。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗纳尔德O彼得森，乔伊A劳逖尔，
申请(专利权)人：摩托罗拉公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]