發光元件及其生產方法和顯示設備技術

本發明專利技術的發光元件包含：包括具有空隙的絕緣體和無機熒光材料顆粒的多孔發光體；以及至少兩個與發光體表面接觸的電極。向所述至少兩個電極施加電壓，以產生放電，并且通過放電激發發光體，以使其發光。由此制得的發光元件減少了發光材料的亮度和可靠性的降低，并且不需要輝光放電所需的真空密封和高電壓，也不需要使用更高級的薄膜技術。通過以矩陣形式兩維排列這些發光元件，可以低成本地提供具有簡單結構的平板顯示器。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及發光元件、生產該發光元件的方法，以及其中裝有所述發光元件的顯示設備。
技術介紹
最近，平板型顯示器作為顯示設備已經引起重視，例如等離子體顯示器已經投入實際使用。因為容易大型化(upsizing)并且可以得到高亮度和寬視角，所以等離子體顯示器已經引起重視。但是，因為這種顯示器的結構復雜，并且生產工藝也復雜，所以盡管已經有所改善，但目前這種顯示器的成本仍居高不下。此外，也已經建議了另一種利用電致發光(EL)現象的顯示器。在無機EL中，通過無機熒光材料(phosphor)的電子與空穴的復合，或者使用激子來發光，激子通過施加在電極間的電壓來產生，所述電極布置在由半導體組成的無機熒光材料上，或者在半導體中的被加速電子碰撞所激發的作為發光中心的原子或離子返回基態時發光(參閱“Optical Property Handbook”，SHIGEO Shiotani等.，Asakura shoten出版(1984)，pp 523-531，和“Principles of Light emission”，HIROSHIKobayashi，Asakura Shoten出版(2000)，pp 10-11)。但是，因為例如難以擴大規模和由于使用薄膜工藝造成的高生產成本等原因，無機EL仍然沒有得到廣泛使用。盡管還建議了有機分散型(dispersion)EL，但是它具有難于實現全色和壽命不長的缺點。因此，也沒有被廣泛使用。除了已經付諸實際使用等離子體顯示器外，作為利用放電的顯示器，在JP H11(1999)-162640A中描述了一種顯示器在密封的容器內，將有機發光材料分子至少吸附到多孔顆粒(金屬氧化物或高聚物的球形顆粒)的表面上，并且在它們的表面上進一步形成正極和負極。向這些電極施加DC電場，誘導放電，以使其發光。此外，JPS59(1984)-18558 A建議在布置在發光材料上的電極之間，通過利用真空中稀有氣體(例如He和Xe)的輝光放電產生的紫外線來發光。由于加載電壓或放電產生的熱量會引起有機發光材料分子蒸發(升華)，所以上述在JP H11(1999)-162640A中描述的發光元件存在亮度降低和可靠性降低的問題。另外，為了產生輝光放電，JP S59(1984)-18558 A中描述的專利技術需要使用高電壓和真空密封稀有氣體。
技術實現思路
鑒于上述問題，本專利技術提供了一種發光元件及其制備方法，所述發光元件減少了熒光材料的亮度和可靠性的降低，并且不需要輝光放電所需的真空密封和高電壓，也不需要使用更高級的薄膜技術。本專利技術還提供了具有簡單結構和低成本的顯示器。本專利技術涉及包括多孔發光體和至少兩個與發光體表面接觸的電極的發光元件，所述發光體包括具有空隙的絕緣體和無機熒光材料顆粒。向所述至少兩個電極施加電壓，以產生放電，并且通過放電激發(pump)發光體，以使其發光。通過以矩陣形式排列上述的發光元件，獲得本專利技術的顯示設備。生產本專利技術上述發光元件的方法包括下列步驟第一步，在由具有空隙的絕緣體制成的片狀多孔體的表面上施用無機熒光材料糊劑；第二步，對絕緣體進行熱處理，以形成多孔的發光體；第三步，形成至少兩個與所述發光體表面接觸的電極。生產本專利技術上述發光元件的另一種方法包括下列步驟第一步，在導電襯底上施用包含絕緣纖維和無機熒光材料顆粒的糊劑，并進行熱處理，以形成多孔的發光體；第二步，形成電極，并使其與發光體表面接觸。生產本專利技術上述發光元件的再一種方法包括下列步驟第一步，成形包含絕緣纖維和無機熒光材料顆粒的糊劑，并進行熱處理，以形成多孔的發光體；第二步，形成電極，并使其與發光體表面接觸。附圖說明圖1是根據本專利技術實施方案1的發光元件的剖視圖。圖2A和圖·2B是本專利技術實施方案1和3的發光顆粒的剖視圖。圖3是本專利技術實施方案2的發光元件的剖視圖。圖4是本專利技術實施方案3的發光元件的剖視圖。圖5是本專利技術實施方案4的發光元件的剖視圖。圖6是本專利技術實施方案5的發光元件的剖視圖。圖7是本專利技術實施方案7的發光元件的剖視圖。圖8是本專利技術實施方案8的發光元件的剖視圖。圖9是本專利技術實施方案9的發光元件的剖視圖。圖10是本專利技術實施方案10的發光元件的剖視圖。圖11是本專利技術實施方案11的發光元件的剖視圖。圖12是本專利技術實施方案12的發光元件的剖視圖。圖13是本專利技術實施方案13的發光元件的剖視圖。圖14是本專利技術實施方案14的發光元件的剖視圖。圖15是本專利技術實施方案15的發光元件的剖視圖。圖16A是本專利技術實施方案7的發光元件的剖視圖，其中從發光體表面到內部均形成有光屏蔽薄膜，圖16B是具有溝槽的發光元件的剖視圖。具體實施例方式本專利技術的發光元件包括表面上形成有絕緣無機熒光材料的多孔發光體和至少兩個與所述發光體表面接觸的電極。向發光元件施加電壓，以致在發光元件的表面及其內部產生表面放電，然后表面放電產生的紫外光又激發發光元件，使其發光。本專利技術的另一種發光元件包括含有無機熒光材料顆粒組裝形成的多孔發光體和至少兩個與所述發光體表面接觸的電極，所述無機熒光材料顆粒的表面涂布有絕緣無機物質。向該發光元件施加電壓，以在發光元件的表面及其內部產生表面放電，并且舉例來說，表面放電產生的紫外光激發發光元件，使其發光。此外，作為絕緣無機物質(絕緣金屬氧化物)，可以使用至少一種選自Y2O3、Li2O、MgO、CaO、BaO、SrO、Al2O3、SiO2、MgTiO3、CaTiO3、BaTiO3、SrTiO3、ZrO2、TiO2、B2O3、PbTiO3、PbZrO3和PbZrTiO3(PZT)的物質。這些材料是具有很小的氧化物生成標準自由能ΔGf0(如，在室溫下為-100kcal/mol或更小)的穩定物質，或者是具有100或更大介電常數的物質。因此，它們具有高的絕緣電阻并且便于產生表面放電，而且即便在發生表面放電時也不易被還原而保持的絕緣金屬氧化物的特性。此外，在發光元件中電極之間的發光體內具有通過用針等鉆孔形成的通孔，以便于在發光體的內部也產生表面放電。此外，在發光元件中，可以將電阻低于絕緣金屬氧化物的物質分散在電極之間的發光體內，從而便于在表面，甚至在發光體的內部產生表面放電。此外，在發光元件中，發光體的內部可以填充惰性氣體，以形成便于產生紫外光的氣氛。本專利技術的另一種發光元件包括包含具有空隙的絕緣體和無機熒光材料顆粒的多孔發光體；至少兩個與發光體表面接觸的電極。向至少兩個電極施加電壓，以產生放電，然后放電產生的紫外光又激發發光體，使其發光。所述具有空隙的絕緣體是纖維結構和具有連續泡的泡沫結構中的至少一種。這種結構便于無機熒光材料顆粒的附著和放電。所述絕緣體優選是無色的或者白色的，因為這不會給紅色、藍色和綠色熒光材料的發光帶來任何障礙。此外，優選通過將無機熒光材料顆粒附著到有空隙的絕緣體的表面上來制備發光體。此外，優選所述具有空隙的絕緣體纖維是包含至少一種選自Al、Si、Ca、Mg、Ti、Zn和B的元素的無機物質。這些材料具有高的絕緣電阻值，并且具有優異的耐熱性質和耐酸、耐堿性質。因此，在發光元件中，易于發生放電，并且可以得到耐熱且耐化學試劑的結構。此外，優選所述纖維通過破碎陶瓷或玻璃得到。它們具有高的絕緣電阻值，并且具有優異的耐熱性質和耐酸、耐堿性質，因此在發光元件中，易于發生放電，并本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種發光元件，其包含：包括具有空隙的絕緣體和無機熒光材料顆粒的多孔發光體；和至少兩個與所述發光體表面接觸的電極，其中，向所述至少兩個電極施加電壓，以產生放電，并且通過放電激發發光體，以使其發光。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：上野巖，棚橋正和，井垣惠美子，
申請(專利權)人：松下電器產業株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]