專利名稱：真空電子發(fā)射型顯示器件中的高發(fā)光效率高對比度熒光屏的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于顯示技術領域，特別涉及一種真空電子發(fā)射型顯示器件中的高發(fā)光效率高對比度熒光屏。
背景技術：
當前平板顯示技術市場以液晶顯示器(LCD)和等離子顯示板(PDP)為主體，并有取代傳統(tǒng)的陰極射線管(CRT)顯示器的趨勢。從技術層面上講，基本上沒有限制其發(fā)展的瓶頸，而且在生產過程中產生的污染很小，不會構成環(huán)保壓力。CRT顯示器在色度、響應等主要指標方面仍然是平板顯示所不能比擬的。然而，CRT和具有類似顯示原理的場發(fā)射顯示器件(FED)都存在著暗場動態(tài)對比度低的缺點，一般情況下小于50∶1。在標準清晰度條件下，顯示器需要的亮度不高，CRT和FED對比度低的缺點并不明顯，總體顯示性能超過LCD和PDP。由于高清晰度顯示需要高亮度，在高亮度條件下對比度低的問題顯得很突出，因此可以說，當前水平的CRT和FED不適應高清晰度電視顯示，特別是與LCD有較大的差距。
從原理上講，LCD的暗場動態(tài)對比度可以達到300∶1，實際器件可以超過100∶1。如果想使CRT和FED的對比度達到LCD的水平，至少需要在現有基礎上提高1倍。如果達到這一目標，則CRT和FED在高清晰度顯示中，都可以達到現有顯示器的最高水平，具有占領市場的潛力。
顯示器的暗場對比度定義為在暗室中顯示的圖像最亮點的亮度與最暗點的亮度之比。亮場對比度定義為在一定照度條件下的對比度，與器件結構和環(huán)境照度有關。在電視顯示中，暗場對比度的影響更大一些。對于CRT和FED亮場對比度低的問題，從這些器件一出現就得到了高度的重視。用著色熒光粉替代普通熒光粉、增加彩色濾光膜以及黑底的初衷都是為了提高亮場對比度。對于暗場對比度，一直沒有正確的認識，誤以為可以達到非常高的數值。如佳能公司公布的屬于FED的表面?zhèn)鲗Оl(fā)射顯示器件(SED)的暗場對比度高達100000∶1，這數據顯然是荒謬的，是測試方法的問題。黑底、彩色濾光膜、著色熒光粉等措施除了提高亮場對比度外，也都同時達到了提高暗場對比度的效果。在CRT中一般使用著色熒光粉來提高對比度，而在FED中，由于陽極電壓不夠高(一般低于10000伏)，熒光粉發(fā)光顏色不十分理想，彩色濾光膜的使用可以提高表現色域，同時達到了提高亮場和暗場對比度的效果，但增加了工藝的復雜度。僅就提高對比度而言，彩色濾光膜的效果比著色熒光粉更好一些，而彩色濾光膜和著色熒光粉同時使用的意義不大。
造成CRT和FED暗場對比度低的原因是自身發(fā)光造成的，很難克服。一個像素發(fā)的光，在玻璃前表面產生很大的反射，反射比例高達80％。這些被反射的光又回到熒光粉中，經過黑底、看色熒光粉或彩色濾光膜的吸收后，在鋁膜上被反射和散射，大約10％左右又重新發(fā)射出去。由于這部分不是從原來的像素重新發(fā)射出去的，而是移動了相當的距離，因此構成了對圖像的干擾的雜散光，降低了對比度。由于CRT的屏玻璃厚度超過15毫米，因此重新發(fā)出的光與原發(fā)光像素可能相距很遠，屬于長距離干擾。對于FED，屏玻璃厚度一般不超過3毫米，重新發(fā)出的光與原像素的間距較近，屬于短距離干擾。無論長距離干擾和短距離干擾，都降低了圖像的對比度，甚至影響了圖像的色度、分辨率和亮度亮度。
上述問題如果不解決，則CRT和FED很難滿足高清晰度電視顯示的要求。而如果這一問題能得到解決，則CRT和FED在高清晰度顯示方面將表現出比LCD和PDP更好的性能，CRT可以在40英寸以下的電視顯示中發(fā)揮潛力，而FED則可以在大尺寸電視顯示中以無可比擬的高性能占領市場。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對現有真空電子發(fā)射型顯示器中所用熒光屏中存在的問題，提供一種新的熒光屏結構，基本解決存在的對比度低的問題，使暗場對比度提高1倍以上，同時使得熒光屏的發(fā)光效率也提高1倍以上。與已有結構的熒光屏相比，本發(fā)明的結構稍微復雜一點，但在提高對比度和發(fā)光效率方面效果非常明顯。本發(fā)明采用的材料普通、工藝簡單、制程無污染，適合大批量生產。
本發(fā)明的技術方案如下一種真空電子發(fā)射型顯示器件中的高發(fā)光效率高對比度熒光屏，主要包括玻璃屏10、黑底11、彩色濾光膜13、15、17、基色熒光粉14、16、18和陽極鋁膜19。其特征在于還包括設置在玻璃屏和彩色濾光膜之間的一層低折射率介質層12，該層的折射率范圍為1.0-1.4，厚度大于0.2微米。黑底的設置位置有兩種，一種是設置在玻璃屏和低折射率介質層之間，另一種是設置在低折射率介質層和彩色濾光膜之間。本方案中，由于采用了彩色濾光膜，一般情況下熒光粉采用非著色的。
一種真空電子發(fā)射型顯示器件中的高發(fā)光效率高對比度熒光屏，主要包括玻璃屏10、黑底11、基色熒光粉14、16、18和陽極鋁膜19。其特征在于還包括設置在玻璃屏和熒光粉之間的一層低折射率介質層12，該層的折射率范圍為1.0-1.4，厚度大于0.2微米。黑底的設置位置有兩種，一種是設置在玻璃屏和低折射率介質層之間，另一種是設置在低折射率介質層和熒光粉之間。本方案中，一般采用著色熒光粉，以提高對比度。
同時采用濾光膜和著色熒光粉的必要性不大。
本發(fā)明中的低折射率介質層可以采用薄膜結構，厚度一般小于1微米，采用薄膜技術制備，如蒸發(fā)、濺射、化學氣相沉積和溶膠凝膠方法等。低折射率介質層也可以采用厚膜結構，厚度一般超過1微米，通過厚膜技術制備，如旋涂燒結、印刷燒結、噴墨燒結等。這些制備技術對于從事薄膜技術的科技人員屬于常規(guī)技能，不必詳述。
低折射率介質層的材料包括兩種類型一種是自身具有低折射率的材料，如氟化鈣、氟化鎂、氟化鍶、氟化鋁、氟氧化硅、氟化碳等。另一種是介孔材料，如多孔氧化硅等。多孔材料的折射率更低，而且可以通過孔率加以控制，最低折射率接近1，因此是首選材料。以上兩類材料都可以制成薄膜和厚膜。前一種材料可以采用蒸發(fā)、濺射、化學氣相沉積、溶膠凝膠等方法制備成薄膜，而后一種材料一般用溶膠凝膠方法制備成薄膜。至于厚膜，兩種材料的制備方法基本相同，都是采用微米或納米尺寸的顆粒通過常規(guī)厚膜技術制備。
從原理方面講，這層低折射率介質層的折射率越低越好，當其值接近1時，玻璃屏中的全反射光就不存在了，只存在部分發(fā)射光，反射總量只有12％。與沒有這層低折射率介質層時的熒光屏的反射總量80％相比，幾乎降低了一個數量級，暗場對比度可以達到300∶1，發(fā)光效率可以提高2倍，超過15流明/瓦。當這層介質層的折射率為1.2時，暗場對比度也可以達到150∶1，發(fā)光效率達到10流明/瓦，達到當前顯示器件的最高水平。


圖1為本發(fā)明提供的真空電子發(fā)射型顯示器件的高發(fā)光效率高對比度熒光屏結構，黑底設置在玻璃屏與低折射率介質層之間。
圖2為本發(fā)明提供的真空電子發(fā)射型顯示器件的高發(fā)光效率高對比度熒光屏結構，黑底設置在低折射率介質層與彩色濾光膜之間。
圖3為本發(fā)明提供的不包括彩色濾光膜的真空電子發(fā)射型顯示器件的高發(fā)光效率高對比度熒光屏結構，黑底設置在玻璃屏與低折射率介質層之間。
圖4為本發(fā)明提供的不包括彩色濾光膜的真空電子發(fā)射型顯示器件的高發(fā)光效率高對比度熒光屏結構，黑底設置在低折射率介質層與熒光粉之間。
圖5為已有技術的真空電子發(fā)射型顯示器件的熒光屏結構。
圖中10-玻璃屏；11-黑底；12-低折射率介質層；13、15、17-彩色濾光膜；14、16、18-基色熒光粉；19-陽極鋁膜。
具體實施例方式
下面對本發(fā)明提出的真空電子發(fā)射型顯示器件的高發(fā)光效率高對比度熒光屏，結合實施例及附圖詳細說明圖1為本發(fā)明提供的一種真空電子發(fā)射型顯示器中的高對比度率熒光屏結構，其中10為玻璃屏，11為黑底，12為低折射率介質層，13、15、17為基色熒光粉，14、16、18為彩色濾光膜，19為陽極鋁膜。本結構中，黑底設置在玻璃屏和低折射率介質層之間。
圖2為本發(fā)明提供的另一種真空電子發(fā)射型顯示器中的高發(fā)光效率高對比度熒光屏結構，其中10為玻璃屏，11為黑底，12為低折射率介質層，13、14、15為基色熒光粉，14、16、18為彩色濾光膜，19為陽極鋁膜。本結構中，黑底設置在低折射率介質層和彩色濾光膜之間。
圖3為本發(fā)明提供的一種不包括彩色濾光膜的真空電子發(fā)射型顯示器中的高發(fā)光效率高對比度熒光屏結構，其中10為玻璃屏，11為黑底，12為低折射率介質層，14、16、18為基色熒光粉，19為陽極鋁膜。本結構中，黑底設置在玻璃屏和低折射率介質層之間。
圖4為本發(fā)明提供的另一種不包括彩色濾光膜的真空電子發(fā)射型顯示器中的高發(fā)光效率高對比度熒光屏結構，其中10為玻璃屏，11為黑底，12為低折射率介質層，14、16、18為基色熒光粉，19為陽極鋁膜。本結構中，黑底設置在低折射率介質層和熒光粉之間。
實施例1在玻璃屏上先制備黑底，再用溶膠凝膠法制備多孔氧化硅薄膜，厚度為400納米，得到的多孔氧化硅孔率為60％。然后依次制備彩色濾光膜和基色熒光粉，最后制備陽極鋁膜。這樣制備的熒光屏，與傳統(tǒng)的熒光屏相比，發(fā)光效率提高1倍以上，對比度提高1倍以上。
實施例2在玻璃屏上先制備黑底，再用厚膜技術制備多孔氧化硅介質層，厚度5微米，所用的多孔氧化硅孔率為70％。然后依次制備彩色濾光膜和基色熒光粉，最后制備陽極鋁膜。這樣制備的熒光屏，與傳統(tǒng)的熒光屏相比，發(fā)光效率提高1.5倍以上，對比度提高1.5倍以上。
實施例3在玻璃屏上先制備黑底，再用蒸發(fā)技術制備氟化鈣薄膜，厚度為400納米。然后依次制備彩色濾光膜和基色熒光粉，最后制備陽極鋁膜。這樣制備的熒光屏，與傳統(tǒng)的熒光屏相比，發(fā)光效率提高1倍以上，對比度提高1倍以上。
實施例4在玻璃屏上先用溶膠凝膠法制備多孔氧化硅薄膜，厚度為400納米，得到的多孔氧化硅孔率為60％。再制備黑底、彩色濾光膜和基色熒光粉，最后制備陽極鋁膜。這樣制備的熒光屏，與傳統(tǒng)的熒光屏相比，發(fā)光效率提高1倍以上，對比度提高1倍以上。
實施例5在玻璃屏上先用厚膜技術制備多孔氧化硅介質層，厚度5微米，所用的多孔氧化硅孔率為70％。再制備黑底、彩色濾光膜和基色熒光粉，最后制備陽極鋁膜。這樣制備的熒光屏，與傳統(tǒng)的熒光屏相比，發(fā)光效率提高1.5倍以上，對比度提高1.5倍以上。
實施例6在玻璃屏上先用蒸發(fā)技術制備氟化鈣薄膜，厚度為400納米。再制備黑底、彩色濾光膜和基色熒光粉，最后制備陽極鋁膜。這樣制備的熒光屏，與傳統(tǒng)的熒光屏相比，發(fā)光效率提高1倍以上，對比度提高1倍以上。
實施例7
在玻璃屏上先制備黑底，再用溶膠凝膠法制備多孔氧化硅薄膜，厚度為400納米，得到的多孔氧化硅孔率為60％。然后制備著色基色熒光粉，最后制備陽極鋁膜。這樣制備的熒光屏，與傳統(tǒng)的熒光屏相比，發(fā)光效率提高1倍以上，對比度提高1倍以上。
實施例8在玻璃屏上先制備黑底，再用厚膜技術制備多孔氧化硅介質層，厚度5微米，所用的多孔氧化硅孔率為70％。然后制備著色基色熒光粉，最后制備陽極鋁膜。這樣制備的熒光屏，與傳統(tǒng)的熒光屏相比，發(fā)光效率提高1.5倍以上，對比度提高1.5倍以上。
實施例9在玻璃屏上先制備黑底，再用蒸發(fā)技術制備氟化鈣薄膜，厚度為400納米。然后制備著色基色熒光粉，最后制備陽極鋁膜。這樣制備的熒光屏，與傳統(tǒng)的熒光屏相比，發(fā)光效率提高1倍以上，對比度提高1倍以上。
實施例10在玻璃屏上先用溶膠凝膠法制備多孔氧化硅薄膜，厚度為400納米，得到的多孔氧化硅孔率為60％。再制備黑底、著色基色熒光粉，最后制備陽極鋁膜。這樣制備的熒光屏，與傳統(tǒng)的熒光屏相比，發(fā)光效率提高1倍以上，對比度提高1倍以上。
實施例11在玻璃屏上先用厚膜技術制備多孔氧化硅介質層，厚度5微米，所用的多孔氧化硅孔率為70％。再制備黑底、著色基色熒光粉，最后制備陽極鋁膜。這樣制備的熒光屏，與傳統(tǒng)的熒光屏相比，發(fā)光效率提高1.5倍以上，對比度提高1.5倍以上。
實施例12在玻璃屏上先用蒸發(fā)技術制備氟化鈣薄膜，厚度為400納米。再制備黑底、著色基色熒光粉，最后制備陽極鋁膜。這樣制備的熒光屏，與傳統(tǒng)的熒光屏相比，發(fā)光效率提高1倍以上，對比度提高1倍以上。
權利要求
1.一種真空電子發(fā)射型顯示器件中的高發(fā)光效率高對比度熒光屏，主要包括玻璃屏10、黑底11、彩色濾光膜13、15、17、基色熒光粉14、16、18以及陽極鋁膜19。其特征在于還包括設置在玻璃屏和彩色濾光膜之間的一層低折射率介質層12，該層的折射率范圍為1.0-1.4，厚度大于0.2微米。
2.一種真空電子發(fā)射型顯示器件中的高發(fā)光效率高對比度熒光屏，主要包括玻璃屏10、黑底11、基色熒光粉14、16、18以及陽極鋁膜19。其特征在于還包括設置在玻璃屏和基色熒光粉之間的一層低折射率介質層12，該層的折射率范圍為1.0-1.4，厚度大于0.2微米。
3.根據權利要求1和2所述的高發(fā)光效率高對比度熒光屏，其特征在于黑底設置在玻璃屏和低折射率介質層之間。
4.根據權利要求1所述的高發(fā)光效率高對比度熒光屏，其特征在于黑底設置在低折射率介質層和彩色濾光膜之間。
5.根據權利要求2所述的高發(fā)光效率高對比度熒光屏，其特征在于黑底設置在低折射率介質層和熒光粉之間。
6.根據權利要求1和2所述的高發(fā)光效率高對比度熒光屏，其特征在于低折射率介質層采用通過薄膜技術制備的薄膜結構。
7.根據權利要求1和2所述的高發(fā)光效率高對比度熒光屏，其特征在于低折射率介質層采用通過厚膜技術制備的厚膜結構。
全文摘要
真空電子發(fā)射型顯示器件中的熒光屏，特別涉及一種包含低折射率介質層的真空電子發(fā)射型顯示器中的高發(fā)光效率高對比度熒光屏，其結構包括玻璃屏、黑底、彩色濾光膜、熒光粉和陽極鋁膜，其特征在于，在玻璃屏和彩色濾光膜之間還設置一層超低折射率的介質層，其折射率范圍在1.0－1.4之間。本發(fā)明具有結構簡單、發(fā)光效率高、對比度高等特點，而且材料普通，工藝過程無污染，適合批量生產，能夠極大地改善已有的真空電子發(fā)射型顯示器件的性能。
文檔編號H01J1/00GK101090057SQ20061008725
公開日2007年12月19日 申請日期2006年6月15日 優(yōu)先權日2006年6月15日
發(fā)明者李德杰 申請人:李德杰