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CN100336884C - 低压激发的白色荧光体 - Google Patents

低压激发的白色荧光体 Download PDF

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Abstract

提供一种低压激发的白色荧光体。该白色荧光体包括ZnS:Zn荧光体和(ZnxCd1-x)S:Ag，Cl荧光体(x＝0.5～0.7)，并具有良好的色纯、高亮度和出色的颜色保持特性。

Description

低压激发的白色荧光体
相关申请
本申请基于1999年5月11日向韩国工业产权局申请的申请号为No.99-16813的申请，其内容在此引证。
发明背景
背景技术
本发明涉及低压激发的白色荧光体，特别涉及具有高亮度和优异的颜色保持特性的低压激发的白色荧光体。
相关技术描述
利用1KV或更低的电压激发荧光体材料的低压驱动显示器件包括FED(场致发射显示器)、VFD(真空荧光显示器)等。FED利用结合各象素的点阵蜂窝结构的成熟的阴极-阳极-荧光体技术。VFD还利用阴极-阳极-荧光体技术，从灯丝发射电子，并由栅极和阳极控制电子，以便轰击阳极上的荧光体材料，使荧光体材料受激。通常，CRT通过混合由红、绿和蓝荧光体发射的红色、绿色和蓝色光产生各种彩色图像。另一方面，对于VFD或FED来说，由于VFD或FED一般仅使用一种颜色的荧光体，因而难以通过混合红色、绿色和蓝色光辐射各种颜色。为了在VFD或FED中实现白色，一般将红色滤光器安装在绿色荧光体上。通过这种方法获得的白色射线没有足够的亮度，其颜色也不清晰。此外还存在需要附加滤光器从而导致生产成本增加的问题。因此，随着对各种颜色的荧光体的不断增长的需求，必须研制自发射白色射线的白色荧光体。
发明综述
本发明的目的在于提供具有良好色纯的低压激发的白色荧光体。
本发明的另一个目的在于提供高亮度并具有出色的颜色保持特性的低压激发的白色荧光体。
本发明的再一个目的在于提供低压激发的白色荧光体，该荧光体在不使用附加滤光器的情况下发射白色射线。
为了实现这些目的和其它目的，本发明提供包括ZnS:Zn荧光体和(ZnxCd1-x)S:Ag，Cl荧光体(x＝0.5～0.7)的低压激发的白色荧光体。
附图说明
参照下列结合附图进行的详细描述，将更容易对本发明作出完整的评价和更好地理解本发明的许多附加的优点，其中：
图1是表示本发明实施方案的白色荧光体的波长谱的曲线图；
图2是本发明实施方案的白色荧光体的色坐标图；
图3是本发明实施方案的黄色和蓝色荧光体以及白色荧光体的CIE色品图；
图4是表示本发明实施方案的白色荧光体亮度的曲线图；
图5是表示本发明实施方案的白色荧光体发光效率的曲线图；和
图6是表示本发明实施方案的白色荧光体亮度变化的曲线图。
发明详述
为了更好地理解本发明，进行下列详细的公开。
本发明实施方案的白色荧光体包括ZnS:Zn荧光体和(ZnxCd1-x)S:Ag，Cl荧光体(x＝0.5～0.7)。通过将蓝色荧光体与绿黄色或黄色荧光体混合，并使用ZnS:Zn荧光体作为蓝色荧光体和用(ZnCd)S:Ag，Cl荧光体作为黄色荧光体，由此制作白色荧光体。
(ZnCd)S:Ag，Cl荧光体的颜色取决于Zn和Cd的组成。为了获得本发明的白色荧光体，最好采用含有50-70mol％的Zn和30-60mol％的Cd的(ZnCd)S:Ag，Cl荧光体。就是说，可由(ZnxCd1-x)S:Ag，Cl分子式表示该荧光体，其中，x在0.5至0.7的范围内。如果x不在该范围内，产生的荧光体发射与预定白色不同的颜色。
通过混合ZnS:Zn蓝色荧光体和(ZnxCd1-x)S:Ag，Cl黄色荧光体(x＝0.5～0.7)，制成的荧光体在CIE色品图中发射白色。制成的荧光体的波长谱精确地显示蓝色和黄色波长的两个峰值，但用户不能区分各种颜色，而只能看见混合的白色。
ZnS:Zn荧光体具有良好的发光效率，其亮度也高。(ZnCd)S:Ag，Cl荧光体具有良好的导电性和低阈值电压，但有在荧光体上经常出现亮度饱和现象的缺点。因此，由适当混合两种荧光体产生的白色荧光体具有高亮度和良好的发光效率，并用相对低的驱动电压发射可见射线而没有亮度饱和。在本发明中，ZnS:Zn荧光体∶(ZnxCd1-x)S:Ag，Cl荧光体(x＝0.5～0.7)的重量混合比优选为20∶80～80∶20，更优选为50∶50。如果ZnS:Zn/(ZnxCd1-x)S:Ag，Cl的比率大于8/2，那么制成的荧光体的颜色偏向蓝色，而如果ZnS:Zn/(ZnxCd1-x)S:Ag，Cl的比率小于2/8，那么制成的荧光体的颜色偏向黄色。
本发明的白色荧光体还包括金属添加剂，以增加发光效率、亮度和其颜色保持特性。优选的金属添加剂包括Zn，以其直径为0.1至100微米的微粒形式将Zn添加到荧光体中。Zn粒子的直径最好为0.1～10μm，并有至少95％的纯度。
添加的Zn增加了(ZnCd)S:Ag，Cl荧光体的发光效率，从而对应于黄色波长的峰值强度增加，荧光体的颜色从蓝色改变为黄色，荧光体的亮度增加。
基于白色荧光体的Zn优选量为0.1至5.0wt％。如果Zn的量小于0.1wt％，那么白色荧光体的亮度不增加，而如果Zn的量大于5.0wt％，那么不能实现上述优点。
在生产VFD时，在烘焙步骤期间，荧光体中的Zn粒子与氧反应，从而可以避免荧光体中基质材料的氧化。此外，Zn在荧光体的表面扩散，降低了荧光体的表面电荷，使热电子的入射效率提高。因此，与没有金属添加剂的白色荧光体的亮度相比，根据添加于荧光体中的金属量，白色荧光体的亮度可增加20至100％。
同时，常规荧光体的亮度随着其表面温度的上升而减小。但是，含有金属添加剂的白色荧光体具有良好的耐热特性，随着温度的增加其亮度降低最小。
本发明的白色荧光体具有x＝0.20～0.45和y＝0.20～0.45的CIE色坐标。含有金属添加剂的直接显示的白色荧光体发射带有青色调的柔和白色，一般称为纸白色，而不是典型的白色。该白色荧光体的其它优点是其颜色保持特性。由于各荧光体材料的寿命一般彼此不相同，含有两种或更多种荧光体成分的荧光体的颜色一般随着使用情况而改变。相反，在本发明的白色荧光体中，各荧光体成分具有相同的寿命，因而白色荧光体在其整个寿命期间都保持其颜色。含有金属添加剂的白色荧光体具有更好的颜色保持特性。
参照下列实施例将进一步详细地解释本发明。但是，本发明不限于以下实施例。
实施例
实施例1
将50wt％的ZnS:Zn荧光体与50wt％的(Zn0.5Cd0.5)S:Ag，Cl荧光体混合，制成白色荧光体。
实施例2
将50wt％的ZnS:Zn荧光体和Zn添加剂与50wt％的(Zn0.5Cd0.5)S:Ag，Cl荧光体混合，制成白色荧光体。Zn的量占混合物的0.4wt％。
用实施例2的白色荧光体制造VFD，并制造常规的VFD，在该常规的VFD中，将红色滤光器安置在其绿色荧光体上，以辐射白色射线。在栅极和阳极电压Ebc为25Vp-p和占空率为1/9情况下驱动各VFD时，测量亮度。实施例2的荧光体亮度为172ft-L(foot-lambert)，而常规绿色荧光体的亮度为511ft-L，配有红色滤光镜的绿色荧光体的亮度为51.1ft-L。这表明滤光器使白色射线的亮度显著地降至仅有绿色荧光体时亮度的10％。在本发明中，不需要滤光器，白色射线的亮度大约为用常规方法产生的白色射线亮度的三倍。
测量在实施例2的VFD驱动前和驱动1800小时后的白色射线的波长谱，结果如图1所示。如图1所示，本发明的白色射线包括蓝色波长和黄色波长的两个峰值。产生的白色射线的颜色质量取决于蓝色峰值和黄色峰值的亮度(强度)之间的差。如果蓝色峰值高于黄色峰值，那么产生明亮的白色，而如果黄色峰值高于蓝色峰值，则产生柔和的白色。如果蓝色荧光体的寿命与黄色荧光体的寿命不同，那么由于两个峰值亮度之间的差随驱动VFD而变化，所以白色射线的质量也变化。但是，如图1所示，本发明的白色荧光体的蓝色和黄色峰值之间的高度差在使用前后保持恒定。这表明由于蓝色和黄色荧光体具有相同的寿命，所以在白色荧光体的整个寿命期间都保持相同的白色。
实施例3
将55wt％的ZnS:Zn荧光体与45wt％的(Zn0.5Cd0.5)S:Ag，Cl荧光体混合，制成白色荧光体。
实施例4
将55wt％的ZnS:Zn荧光体和Zn添加剂与45wt％的(Zn0.5Cd0.5)S:Ag，Cl荧光体混合，制成白色荧光体。Zn的量占混合物的1.0wt％。
用实施例3和实施例4的白色荧光体制成两个VFD。当用3.5Vac的灯丝电压Ef、21Vp-p的阳极和栅极电压Ebc、1/7的占空率、100μs的tp(脉冲宽度)驱动VFD时，可确定亮度、发光效率、色坐标和相对于常规绿色荧光体的相对亮度。其结果示于表1中。在表1中，ft-L是亮度单位，表示尺-郎伯(foot-lambert)。发光效率表示每瓦亮度。
                                            表1
  亮度[ft-1]   发光效率[Lm/w]   色光标(x×y)   相对于绿色荧光体的亮度
 实施例3   53.1   2.63   0.289×0.342   20.2％
 实施例4   74.4   3.40   0.318×0.382   28.3％
表1中的色坐标表示实施例3和4的荧光体发射的白色。
当Ebc从15V改变为50V时，测量色坐标的变化，并在图2中示出其结果。如图2所示，实施例3和4和荧光体辐射在色坐标中变化小的白色射线。图3表示由实施例3和4的白色荧光体发射的射线的CIE色品坐标系，以及常规黄色和蓝色荧光体发射的射线的CIE色品坐标系。
图4表示占空率为1/15时，随Ebc的变化，实施例3和4的白色荧光体亮度的变化。如图4所示，含有Zn添加剂的荧光体比没有Zn添加剂的荧光体有更高的亮度。
图5表示占空率为1/15时，随Ebc的变化，实施例3和4的白色荧光体发光效率的变化。如图5所示，含有Zn添加剂的荧光体比没有Zn添加剂的荧光体有更高的发光效率。
图6是表示随着温度的变化白色荧光体亮度变化的曲线。如图6所示，随着温度的增加，亮度会下降。但是，当温度从25℃升至85℃时，与室温(25℃)下荧光体的亮度相比，实施例3和4的荧光体亮度分别下降至50.6％和64.5％。亮度上的这种下降小于常规荧光体中亮度的下降，而当将Zn添加剂添加至荧光体中时，可以使该下降量最小。
尽管参照优选实施方案已经详细说明了本发明，但本领域的技术人员应该明白，可以进行各种改进和变换而不会脱离如所附权利要求所述的本发明的精神和范围。

Claims (5)

1.一种低压激发的白色荧光体，包括：
ZnS:Zn荧光体；和
(ZnxCd1-x)S:Ag，Cl荧光体；
其中，x＝0.5～0.7，ZnS:Zn荧光体∶(ZnxCd1-x)S:Ag，Cl荧光体的重量比为20∶80～80∶20。
2.如权利要求1的低压激发的白色荧光体，还包括Zn添加剂。
3.如权利要求2的低压激发的白色荧光体，其中，Zn添加剂的量是白色荧光体的0.1至5.0wt％。
4.如权利要求2的低压激发的白色荧光体，其中，Zn添加剂包括直径为0.1～10μm、纯度至少95％的Zn粒子。
5.如权利要求1的低压激发的白色荧光体，其中，白色荧光体在CIE色品图上有x＝0.20～0.45和y＝0.20～0.45的色坐标。
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