[发明专利]用于等离子体显示面板和气体放电灯的红光发射磷光体

说明书

技术领域

本发明涉及一种照明单元，其包括(1)被配置成产生VUV辐射的基于真空紫外(VUV)辐射的辐射源，以及(2)被配置成将至少部分的VUV辐射转换成可见发光材料光的发光材料。本发明还涉及所述发光材料针对不同应用的使用，以及发光材料本身。

背景技术

在真空紫外(VUV)激发时有效发光的发光材料(“磷光体”)(所谓的VUV磷光体或VUV发光材料)被应用在等离子体显示面板和Xe激发物放电灯中。

用在许多等离子体显示面板中的红色磷光体为(Y，Gd)BO₃:Eu，因为该磷光体在被VUV辐射激发时具有比其它红色发射磷光体更高的发光效力。该磷光体的值得考虑的缺点在于一方面是具有x＝0.643和y＝0.357的色点，这对于视频应用而言过于橙色化，并且另一方面是τ_1/10＝9ms的相当长的衰减时间。例如，US5,136,207描述了将(y，Gd)BO₃:Eu用作红色发射磷光体的等离子体图像屏幕。与其中将Y₂O₂S:Eu用作红色磷光体的阴极射线管相比，(Y，Gd)BO₃:Eu的橙色点造成等离子体图像显示面板中的减小的色空间。前者具有x＝0.659和y＝0.332的色点。

发明内容

自20世纪90年代以来，介质阻挡(DB)惰性气体(激发物)放电的应用被认为是针对UV发射辐射源的发展的替换性放电概念。例如，Xe激发物放电主要发射172nm的辐射。包括Xe作为填充气体的DB驱动石英灯显示出大于30％的壁式插座效率。通过使用XeBr*(282nm)，XeCl(308nm)，或KrCl*(222nm)激发物实现其它发射波长，然而，这可能以放电效率为代价(同样参见下文)。

如上所指示的，在真空紫外(VUV)激发时有效发光的发光材料例如应用在等离子体显示面板和Xe激发物放电灯中。为了实现具有大色域和高效率的全色RGB面板或者具有高显色指数(CRI)和高效率的光源，需要在600和630nm之间的红色线发射。因此，在用于灯或用于发射显示器中的红色像素的三色磷光体混合物中使用的这些红色发射磷光体中的大多数依赖于Eu³⁺作为活化剂，因为它是光化学稳定的离子，具有指向有着高流明当量的发射光谱的能级图。用于放电灯或等离子体显示面板中的Xe激发物辐射的转换的目前应用的红色发射VUV磷光体的示例显示在下表中：

用于例如Xe、Ne或Xe/Ne激发物放电的这些目前应用的VUV发射材料依然具有几个缺陷，例如对于VUV辐射的低转换效率或者与放电的非最佳相互作用。对于荧光灯而言，这些材料的白色体色是合期望的，但是在发射显示器中，为了增强日光对比度，需要具有等同于或类似于发射色的体色的磷光体。

因此，仍然存在对作为红色转换体的新颖或改进的VUV磷光体的实质性需求。因此，本发明的一个方面是提供替换性的发光材料，以及包括这样的发光材料的替换性照明单元，其优选地还至少部分地消除一个或多个上述缺陷。

令人惊喜的是，已经发现，在特定晶格中的掺杂三价镨(Pr³⁺)稀土(其中pr³⁺替代四价阳离子，诸如Zr⁴⁺或Hf⁴⁺)与特定电荷补偿结合显示出强烈而有效的红色线发射，峰在大约621nm处。这样的基于三价镨的发光材料可能显示出以红色的发光，但是可能还具有非白色的体色。对于发射显示器中的红色像素，具有黄色至橙色体色的红色线发射磷光体的应用优势在于相应面板的增强的对比度。在气体放电灯中这样的红色线发射磷光体的优势在于增强的流明当量和更好的色点稳定性。

另外，令人惊喜的是，看起来该发光材料具有相对较高的流明当量(与基于Eu³⁺的发光材料相比)。另外，令人惊喜的是，看起来所提出的系统具有较好的色点稳定性和高的猝灭温度(并且可以因此应用在大温度范围上)。而且，衰减时间比三价铕短得多。