[发明专利]发光材料及制备方法和含该发光材料的显示底物及显示器

说明书

技术领域

本发明涉及制备发光材料(luminescent material)的方法，该方法制备的发光材料和含有该发光材料的显示底物及显示器。更具体地说，本发明涉及其中发光材料粒子的表面用玻璃涂覆的发光材料的制备方法，该方法制备的发光材料和含有该发光材料的显示底物及显示器。

背景技术

近年来，场致发射显示器(后面称为FED)作为一种具有小的外型的显示器已经引起人们的关注。在常规的TV阴极射线管显示器中，因为电子束有很高的加速电压(从30Kv)，所以，电子束可以充分地穿过发光材料粒子，产生很宽范围的磁动势。即该发光材料可以在其很宽的区域范围接收激发能(电子束的能量)，在发光材料上产生很小的负荷。但是，在FED中，因为在低加速电压(从10Kv)下激发发光材料，所以电子束的穿透深度缩短。因此，该发光材料必须在其很窄的区域范围接收激发能，使得在发光材料上产生更大的负荷。

图1是说明电子束穿透到发光材料(即磷光物质)的状况的示意图。发射到发光材料中的电子束(热电子)连续经受碰撞，并在发光材料(phosphor)中散射，以加长到发光材料的深凹处的平均自由路径，因为在高加速电压时电子束的能量很高(图1的A)。因此，要激发的发光材料的区域扩展，使得发射光增加。相反，当在低加速电压发射时(图1的B)，在发光材料中热电子的散射区域不能扩展。因此，要被激发的发光材料的区域变窄，使得发射光减少。

在FED中，因为加速电压低，必须通过大量的电流，以便得到足够的发光密度。然而，大部分发光材料具有低电导率。因此，大量通过的电流促进发光材料粒子的表面充电。然后，该充电使得温度增加，加速了发光材料的降解。因此，在FED中的发光材料被激发的低加速电压和强电流的条件作为加速发光材料降解的不利条件。对于FED，克服降解是一个重要的问题。

另外，在FED中，通过一种把发光材料施加到玻璃底物等的方法形成发光表面。为此，为了得到较大的屏幕就需要发光材料。因此，有效的得到这样一种发光材料成为另一个重要的问题。

顺便说说，用于显示器的发光材料包括一种氧化物基的发光材料和一种硫化物基的发光材料。二者分别有它们的优点和缺点。对于氧化物基的发光材料，其使用寿命是优异的，但是其发光有效性和发射的颜色是不好的。而对于硫化物基的发光材料，其使用寿命是不好的，但是其发光有效性和发射的颜色是优异的。

如果在FED中使用氧化物基的发光材料，其可以克服作为上述关键问题的发光材料的降解问题，没有降解问题发生。但是，另一方面，产生能量消耗增加的问题，因为当该发光材料用作显示器时其发光效率低，并且发射的颜色不好，颜色的可再显性不是极好。

相反，硫化物基的发光材料作为用于FED的发光材料是一种有吸引力的材料，因为其有优异的发光效率和发射的颜色。因此，如果能够改善硫化物基的发光材料的寿命特性，就可以改善其作为FED的显示器的与其发光效率和发射的颜色相关的性能。于是，在FED中，对于硫化物基的发光材料，长期以来都在期待改善发光材料的寿命，或有效的得到具有改善寿命的发光材料。

通过下述的方法可以抑制电子束对发光材料的损害：(i)一种方法是使用一种在其中包括其中混合有导电物质或耐损害的发光材料的混合型发光材料；和(ii)一种方法是发光材料粒子表面涂覆一种化学稳定的物质(这样的物质的典型例子可以包括玻璃)。

关于方法(ii)，可以采用下面的方法：一种方法是用水玻璃涂覆表面，在该方法中，当使用具有水解性能的碱土金属硫化物例如硫化钙(CaS)发光材料时，水玻璃用碱性水溶液稀释以用于涂覆(见日本专利公开58-80375，下面称为第一方法)；一种方法是在用水玻璃涂覆发光材料表面时，使用水玻璃、硫酸铝和氢氧化钠的混合水溶液来涂覆(见日本专利公开7-312287，后面称为第二方法〕；和另外一种方法是在醋酸钡的水溶液中加入发光材料和水玻璃得到一种悬浮液，把其从颈部加到反向阴极射线管(CRT)中，在荧光屏上沉积发光材料(后面称为第三方法)。

但是，关于方法(i)，发生了下面的问题：在通过浆液方法或喷涂方法形成荧光表面时，难以根据比重、粒径和颗粒形状的差别均匀地把该混合的物质分散在浆液或糊状物中；所有发光材料粒子不与该混合物质接触，所以不能达到充分混合的效果；等等。