用于电致发光显示器的稀土金属活化的硫化锌细粒磷光体制造技术

本发明专利技术提供用于ａｃ电致发光显示器的改进的硫化锌细粒磷光体。该硫化锌细粒磷光体膜表现出改进的发光度并可用于与使细粒磷光体与氧的反应最小化或防止这种反应的结构或物质组合使用。本发明专利技术特别适用于采用经过高工艺温度形成并活化磷光体膜的厚介质层的电致发光显示器使用的硫化锌磷光体。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及改善磷光体的发光度和操作稳定性，所述磷光体用于使用具有高介电常数的厚膜介质层的全色ac电致发光显示器。更具体地，本专利技术涉及将改进的薄膜细粒硫化锌磷光体与使电致发光显示器用细粒磷光体与氧的反应最小化或防止这种反应的结构和/或物质组合使用。
技术介绍
已知美国专利5,432,015说明的厚膜介质结构，其表现出比常规的TFEL显示器优异的特征。已经开发了具有厚膜介质结构的高性能的红色、绿色、和蓝色磷光体材料以提供增加的发光度性能。这些磷光体材料包括用于发射蓝色光的铕活化的硫代铝酸钡(barium thioaluminate)系材料；用于发射绿色光的铽活化的硫化锌、锰活化的硫化镁锌(magnesium zinc sulfide)、或铕活化的硫代铝酸钙(calcium thioaluminate)系材料；以及适当滤光后用于发射红色光的常规的锰活化的硫化锌。必须采用使用溶剂溶液的光刻技术使红色、绿色和蓝色子象素用的薄膜磷光体材料形成图案用于高分辨率显示器。光刻处理后在显示器中的这些溶液的痕量残留和处理环境中存在的潮气或氧气的反应一起与对氧化或水解反应敏感的某些磷光体材料发生化学反应，使得到的显示器的性能退化。在显示器的使用过程中，持续的化学反应可引起持续的性能退化，从而缩短显示器的寿命。为了克服这种性能退化的问题，研究人员提出将多种材料与包括在如美国专利6,048,616和美国专利6,379,583中公开的稀土金属活化的硫化锌磷光体的磷光体材料组合使用。Ihara等人(Journal of the Electrochemical Society，149(2002)第H72-H75页)公开了使用玻璃包封纳晶(nanocrystalline)的铽活化的硫化锌颗粒。与松散(bulk)的铽活化的硫化锌相比，由于铽原子从其激发态衰变的跃迁几率增加，这种包封的纳晶颗粒显著地增加光致发光和阴极发光。用玻璃覆盖防止了在电子轰击下硫和铽相对于粒子的锌含量的损失，而具有同样直径的无覆盖粒子在相同条件下表现出硫的显著损失和铽的一些损失。硫的损失是由于被氧置换了硫化锌中的硫。然而，这一参考文献教导的用玻璃覆盖的方法不适用于覆盖松散材料如淀积的膜，因此没有考虑到被覆盖粉末用于电致发光的应用，因为其中控制发光度的因素不同于光致发光或阴极发光中控制发光度的因素。此外，在电致发光应用中，锰活化的硫化锌磷光体薄膜的粒径减小没有促进发光度的改善，而使发光度降低，表明粒径减小未必使发光度增加。Mikami等人(Proceedings of the 6thInternational Conference on theScience and Technology of Display Phosphors，(2000)第61-64页)公开了在电致发光器件中使用溅射的氮化硅层包封铽活化的硫化锌镁薄膜磷光体层，以改善用作绿色磷光体的发射光谱。但没有说明器件的发光度或发光度稳定性。J.Ohwaki等人(Review of the Electrical Communicationslaboratories，第35卷，1987)公开了使用化学气相淀积在电子束淀积的铽活化的硫化锌磷光体膜上淀积氮化硅以改善其发光度稳定性。氮化硅层用于提供阻止潮气侵入常规形式的硫化锌磷光体的屏障。此外，化学气相淀积工艺难以适用于电视和其它大尺寸显示器应用的大面积电致发光显示器，并且有与处理工艺需要的挥发性前体化学品和补救废气有关的成本和安全问题。美国专利4,188,565公开了与锰活化的硫化锌磷光体一起使用的含氧的绝缘体氮化硅层，其中氮化硅中的氧含量为0.1-10摩尔％。在这一专利中教导的是，不含氧的氮化硅不能令人满意，因为其不能与磷光体材料形成充分强的结合以防止分层。上述专利进一步教导了在低压的氮气气氛下或包含一氧化二氮的氮气-氩气混合物气氛下使用溅射方法淀积掺杂氧的氮化硅。还将第二绝缘体层与掺杂氧的氮化硅层组合使用，用于防止由磷光体材料与环境中的潮气反应引起的退化。美国专利4,721,631公开了使用等离子体化学气相淀积法在锰活化的硫化锌磷光体膜上方淀积氮化硅层或氮氧化硅(silicon oxynitride)层。在这种方法中，用于淀积的工艺气体包括氮气和硅烷，而不是氨气和硅烷，以从工艺中排除氢，因为氢可以与含硫的磷光体材料反应形成硫化氢，从而使磷光体性能退化。其公开了使用不含氨气的等离子体化学气相淀积工艺淀积得到的氮化硅层能够产生与在锰活化的硫化锌磷光体上溅射氮化硅层得到的氮化硅层相等的性能，而使用氨气淀积的氮化硅层得到较差的结果。美国专利4,880,661公开了由于氮化硅薄膜的氢浓度，不能使用化学气相淀积在氮化硅薄膜上成功地淀积锰活化的硫化锌磷光体膜。在淀积的磷光体热退火的过程中，氢转移到磷光体中，通过使硫与氢反应的硫损失而引起退化。美国专利4,897,319公开的电致发光器件在锰活化的硫化锌磷光体层的每一面都有双层层叠绝缘体，用于改善器件的发光度和能量效率，层叠件的一层为氮氧化硅，另一层为钽酸钡。在两面中，层叠件的层的顺序是反向的，在一侧中与磷光体接触的是氮氧化硅层，在另一侧与磷光体接触的是钽酸钡氧化物层。美国专利5,314,759公开的电致发光显示器包括通过原子层取向生长(Atomic Layer Epitaxy，ALE)淀积的铽活化的硫化锌磷光体层和掺杂钐的氧化锌铝(zinc aluminium oxide)层。美国专利5,496,597公开了生产用于电致发光显示器的多层碱土金属硫化物-金属氧化物结构的方法。磷光体层在每侧都具有由包括氧化铝的多种材料组成的介质层。美国专利5,598,059公开了多种磷光体，其包括掺杂铽的硫化锌并具有包括氧化铝的多种材料的绝缘层。美国专利5,602,445公开了经由多层结构并在磷光体周围具有隔离层和缓冲层的多种磷光体。在一个方面，使用硫化锌将氯化钙或氯化锶稀土金属活化的磷光体夹在中间。美国专利5,644,190公开了在多种材料的磷光体层的两侧使用二氧化硅绝缘体层，所述材料包括锰活化的氧化锌镓、和用银和氧化铟活化的硫化锌镉。WO00/70917公开了电致发光层压品，其包括具有硫化锌扩散屏障层的稀土金属活化的硫化锌材料。虽然上述的参考文献和专利可能教导了常规的稀土金属活化的大粒硫化锌磷光体使用具有某种“屏障”或“绝缘体”材料，用于防止磷光体与周围环境的水反应，或具有其它的“稳定”型功能，仍需要提供具有改进的发光度和具有极少退化的长使用寿命的改进的稀土金属活化的硫化锌磷光体。专利技术概述本专利技术涉及采用掺杂有稀土金属活化剂物质的硫化锌薄膜磷光体的厚膜电致发光器件，其具有改进的发光度和发光度退化最小化的长使用寿命。EL技术中常规的教导是使用大颗粒尺寸的磷光体以实现良好的性能。与之相反，在本专利技术中，通过生产细粒的硫化锌薄膜磷光体得到改进的稀土金属活化的硫化锌磷光体。可将硫化锌细粒磷光体与使细粒磷光体与厚膜电致发光显示器内的氧气的反应最小化或防止这种反应的结构和/或物质组合使用。通常，适合于与细粒磷光体一起使用的结构或物质可选自在磷光体的一面或两面上的界面改良层，用于改善磷光体膜与器件结构的其余部分之间的界面的稳定性；用于电致本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于厚膜电致发光显示器的改进的磷光体，所述磷光体包括：－稀土金属活化的硫化锌薄膜磷光体，其中所述磷光体为细粒的。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国，亚历山大科夏奇科夫，徐跃，詹姆斯亚历山大罗伯特斯泰尔斯，
申请(专利权)人：伊菲雷知识产权公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]