專利名稱：具有熒光體的基板、圖像顯示設(shè)備和圖像接收與顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用電子束激發(fā)的電子顯示裝置中所使用的具有熒光體的基板。此外，本發(fā)明涉及一種使用具有熒光體的基板的圖像顯示設(shè)備以及圖像接收和顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
在利用借助于施加電場發(fā)射電子的電子發(fā)射器件(下面稱為FED)的常規(guī)已知常規(guī)圖像顯示設(shè)備中，在電子源側(cè)的陰極基板與作為陽極的前基板之間的間隙出于電子束會(huì)聚以及其它原因一般被限制為幾毫米。小的間隙對放電電阻強(qiáng)加了相當(dāng)?shù)南拗?。因此，不能施加在陰極射線管(下面稱為CRT)中使用的25kV的加速電壓。即使一般被稱為高壓型的FED，也一般使用15kV或更低的加速電壓。因此，和使用CRT的情況相比，供電子越過而進(jìn)入熒光體層的擴(kuò)散長度較短，這要求由高的電荷密度來驅(qū)動(dòng)，例如使用大電流電子束進(jìn)行連續(xù)的驅(qū)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)等效于由CRT獲得的亮度。這要求當(dāng)大的電荷密度被施加時(shí)熒光體確保亮度的線性度。
一組長期以來在CRT中使用的并被稱為P22的硫化鋅熒光體一般被用作當(dāng)前可實(shí)用的由電子束激發(fā)的熒光體。長期以來在CRT中使用的P22熒光體典型地甚至被用于FED中，如日本專利公開S63-039982所述。不過，硫化鋅熒光體的發(fā)光衰減時(shí)間長達(dá)幾十微秒，這是因?yàn)橥ㄟ^在由激發(fā)能形成的宿主材料中施主受體的重新組合而導(dǎo)致熒光體發(fā)光。此外，由于例如密度淬火(density quenching)的影響，和稀土金屬摻雜的內(nèi)部轉(zhuǎn)變的磷(inner transition phosphor)相比，硫化鋅熒光體的最佳發(fā)光中心濃度較低。這趨于在高電荷密度區(qū)域相當(dāng)容易地引起激發(fā)的發(fā)光中心的飽和，導(dǎo)致亮度線性度不足，因而不能提供令人滿意的亮度。
提出了許多類型的方案以解決這些問題。日本專利申請待審公開H06-248262披露了一種使用特性不同的熒光體的混合物改善藍(lán)色亮度的方法。具體地說，提出了一種混和的發(fā)藍(lán)光的熒光體，其包括從一個(gè)組中選擇的至少一種熒光體，該組包括鋱活化的釔鋁石榴石熒光體Y3(Al，Ga)5O12:Tb、鋱活化的硅酸釔熒光體Y2SiO5:Tb、鋱活化的氧氯化鑭熒光體LaOCl:Tb，相對于混和的熒光體的總重量，它們的重量占20％或以下，還包括銀鋁共同活化的硫化鋅熒光體ZnS:Ag，Al作為總重量的其余部分。
日本專利申請待審公開No.2004-339293披露了一種使用從六角晶體ZnS:Ag，Al、六角晶體ZnS:Cu，Al和六角晶體ZnS:Tm，Li中選擇的至少兩種熒光體的混合物的方法。

發(fā)明內(nèi)容
在日本專利申請待審公開No.06-248262中描述的鋱活化的熒光體的發(fā)光中心的濃度可被增加，不過，鋱活化的熒光體基于禁止的轉(zhuǎn)變而發(fā)光，因而其發(fā)光衰減時(shí)間極短，為幾百微秒。這使得在高電荷密度區(qū)域中被激發(fā)的發(fā)光中心飽和，使得不能足夠地改善亮度。鋱活化的熒光體在較長的波長側(cè)提供亮線，具有不能獲得好的顏色純度的嚴(yán)重缺點(diǎn)。本發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)表明，在日本專利申請待審公開No.2004-339293中說明的混合物提供了好的藍(lán)光發(fā)射，但是在亮度和壽命方面方面沒有達(dá)到實(shí)用的程度。
由上述情況看來，本發(fā)明的目的在于，提供一種熒光體，其能夠在使用高電流密度電子束的高電荷密度的區(qū)域抑制亮度飽和并能夠提供高的亮度。此外，本發(fā)明的目的還在于，提供一種圖像顯示設(shè)備和圖像接收與顯示設(shè)備，它們使用具有用于解決上述問題的熒光體的下述的基板。
本發(fā)明的第一方面是一種基板，在所述基板的表面的平面內(nèi)的像素區(qū)域上設(shè)置有熒光體，其中所述熒光體通過用電子照射而發(fā)光，并且包括在所述像素區(qū)域內(nèi)排列的具有較大的γ值的第一熒光體，以及在所述像素區(qū)域內(nèi)的第一熒光體的周邊排列的具有較小的γ值的第二熒光體。
本發(fā)明的第二方面是其上設(shè)置有熒光體的基板，所述熒光體包括借助于電子照射而發(fā)光的第一和第二熒光體，所述第一熒光體由第一密度的電子照射比第二熒光體由第一密度的電子照射發(fā)出較高亮度的光，而第二熒光體由第二密度的電子照射比第一熒光體由第二密度的電子照射發(fā)出較高亮度的光，其中第一密度小于第二密度，其中第一熒光體被布置在基板上對應(yīng)于第一密度的電子照射的位置，而第二熒光體被布置在基板上對應(yīng)于第二密度的電子照射的位置。
由下面參照附圖進(jìn)行的示例的實(shí)施例的說明可以清楚地看出本發(fā)明的其它特征。


圖1是用于表示一種圖像顯示設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的透視圖，具有包括按照本發(fā)明的熒光體的基板；圖2是圖1所示的熒光體層的示意頂視圖；圖3是表示綠色熒光體的電流密度與亮度的關(guān)系的特性曲線；圖4是表示藍(lán)色熒光體的電流密度與亮度的關(guān)系的特性曲線；圖5是表示用于生產(chǎn)具有熒光體的基板的方法的流程圖；圖6是表示分別涂覆有熒光體的像素的圖案的示意圖；圖7是用于表示在例1-30中使用Spindt電子發(fā)射器件提供的電流密度分布的示意圖。
圖8A，8B和8C是用于表示被分別涂覆有熒光體的像素的其它圖案的示意圖；圖9是用于表示利用在例31-35中使用CNT作為電子發(fā)射部件的電子發(fā)射器件提供的電流密度分布的示意圖；圖10是用于表示利用在例36-40中使用的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件提供的電流密度分布的示意圖；以及圖11是用于表示圖像接收與顯示設(shè)備的構(gòu)成的方塊圖。
具體實(shí)施例方式
下面詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。具有本發(fā)明的熒光體的基板的特征在于其上排列有像素的像素區(qū)域包括排列第一熒光體的第一熒光體區(qū)域和排列γ值小于第一熒光體的第二熒光體的第二熒光體區(qū)域。γ的值由公式B＝Ikγ確定。
其中B是亮度，I是電流。亮度B與電流(密度)I的γ次冪成比例。
圖1是表示包括具有按照本發(fā)明的熒光體的基板的圖像顯示設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的透視圖。顯示設(shè)備2是一種用于顯示圖像信息的真空密封容器。顯示設(shè)備2包括具有熒光體的基板1和配備有陰極的后基板4。具有熒光體的基板1配備有作為陽極的金屬背7和熒光體層6。絕緣框架10被插在具有熒光體的基板1和后基板4之間，用于保持在兩個(gè)基板之間的間隙。具有熒光體的基板1和后基板4以及絕緣框架10形成密封的內(nèi)部空間以及薄平顯示設(shè)備的主要部分。借助于和真空泵連通的排氣管(未示出)，被抽空空氣的顯示設(shè)備2由合適的密封單元密封，以維持高度真空。
圖2是熒光體層的示意頂視圖。本實(shí)施例披露了一種具有用于彩色圖像顯示設(shè)備的熒光體的基板。在本實(shí)施例中，一個(gè)單位像素面積包括3個(gè)像素紅、藍(lán)和綠色像素。容易理解，本發(fā)明可以應(yīng)用于單色圖像顯示設(shè)備。對應(yīng)于紅、綠、藍(lán)色的大量的像素17一般被形成在基板的熒光體層6上，該基板具有用于本實(shí)施例中的彩色圖像顯示設(shè)備的熒光體。每個(gè)像素17被在后基板4上提供的電子發(fā)射器件5發(fā)射的電子撞擊，從而發(fā)出紅、綠、藍(lán)中的任何一種光。像素17是通過熒光體的光發(fā)射而構(gòu)成的圖像的最小構(gòu)成元素(圖像元素或像素)。在具有按照本發(fā)明的熒光體的基板中使用的熒光體既不限于發(fā)出上述顏色的光的熒光體，也不限于發(fā)出三種顏色的熒光體。
每個(gè)像素17構(gòu)成熒光體層6中的每個(gè)點(diǎn)。一般地說，在熒光體層6內(nèi)形成被稱為“黑色矩陣”的黑色部分16，以形成和限定像素17。和后面說明的電子發(fā)射器件5的排列相對應(yīng)，提供像素17。這就是說，電子發(fā)射器件5和像素17被這樣排列，使得所需的像素17由從電子發(fā)射器件5發(fā)射的電子照射。
再次參見圖1，金屬背7被提供在后基板4一側(cè)上的熒光體層6上。金屬背7不僅用作陽極(電極)，而且用于除去熒光表面上的電荷，并用于鏡面反射發(fā)出的光以改善亮度。為此，可以使用具有高導(dǎo)電率的金屬作為金屬背7的材料。一般地，使用鋁作為金屬背7的材料。金屬背7和高壓端子3相連而承受高壓。在后基板4的一側(cè)上的金屬背7的表面上可提供吸氣劑(未示出)，用于吸收圖像顯示設(shè)備2中的氣體。吸氣劑7的材料可以是鈦或鋇。金屬背7可以對應(yīng)于每個(gè)像素17被分隔地提供，以減少由金屬背7和后基板4上的部件(電子發(fā)射器件5)之間的放電而引起的破壞。在這種情況下，利用電阻性(resisting)膜連接分隔的金屬背7使得能夠把電勢提供給金屬背7。
在具有這樣構(gòu)成的氣密容器的圖像顯示設(shè)備2中，在后基板4和具有熒光體的基板1之間施加加速電壓使得從電子發(fā)射器件5發(fā)射的電子撞擊像素17的表面。每個(gè)像素17發(fā)出預(yù)定顏色的光，從而在具有熒光體的基板1上顯示圖像。和CRT不同，一般FED按照行順序地驅(qū)動(dòng)對于每個(gè)像素17獨(dú)立地提供的每個(gè)電子發(fā)射器件5，從而形成圖像。要被驅(qū)動(dòng)的電子發(fā)射器件5由信號布線8和掃描布線9選擇。Spindt場致發(fā)射器件、表面?zhèn)鲗?dǎo)器件和使用碳纖維例如碳納米管(CNT)或石墨納米纖維的器件可用作使用具有按照本發(fā)明的熒光體的基板的圖像顯示設(shè)備的電子發(fā)射器件。根據(jù)生產(chǎn)率和一致性，在這些器件當(dāng)中，希望使用表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件。
為方便起見，在圖2中規(guī)定了X，Y和Z方向。X方向是信號布線9延伸的方向。Y方向是信號布線8延伸的方向。Z方向是和在后基板4的一側(cè)上具有熒光體的基板1的表面正交的方向，或者是和在具有熒光體的基板1的一側(cè)上的后基板4的表面正交的方向。在圖2，6，7，8，9和10中的X，Y和Z方向?qū)?yīng)于圖1中的這些方向。
參見圖2，像素17具有第一熒光體區(qū)域11和γ值比第一熒光體區(qū)域11的γ值小的第二熒光體區(qū)域12。第一熒光體區(qū)域11可以在像素17的中心區(qū)域被形成，第二熒光體區(qū)域12可以在像素17的周邊區(qū)域被形成。換句話說，當(dāng)具有熒光體的基板1從后基板4觀察時(shí)，第二熒光體區(qū)域12可被設(shè)置在第一熒光體區(qū)域11的周邊區(qū)域。其中形成第二熒光體區(qū)域12的第一熒光體區(qū)域11的周邊區(qū)域不僅包括圖2所示的第一熒光體區(qū)域11的整個(gè)周邊區(qū)域，而且包括圖8A和8B所示的和第一熒光體區(qū)域11相鄰的區(qū)域。如后所述，第二熒光體區(qū)域12可以圍繞像素17內(nèi)的第一熒光體區(qū)域11而被設(shè)置。在圖2所示的例子中，第一熒光體區(qū)域11呈包括像素17的中心點(diǎn)C的圓形。當(dāng)從后基板4觀察具有熒光體的基板1時(shí)，第一和第二熒光體區(qū)域11和12的部分可以相互重疊。
下面說明在單個(gè)像素17中提供γ值不同的兩個(gè)區(qū)域的理由。一般地說，在上述的行順序驅(qū)動(dòng)方法中，借助于電子照射像素17而產(chǎn)生的電流密度分布具有固定的圖案。已知當(dāng)例如使用Spindt場致發(fā)射電子發(fā)射器件時(shí)，電子束的電流密度分布服從高斯定律和洛倫茲定律。還已知當(dāng)使用利用碳纖維的具有對應(yīng)于一個(gè)子像素的大量電場發(fā)射源的電子發(fā)射器件時(shí)，電子束的電流密度分布形成峰形輪廓，在中心周圍具有固定的分布。當(dāng)使用表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件時(shí)，電子束的電流密度分布呈非對稱的、尖銳而薄的形狀。
因此，當(dāng)使用一般的電子發(fā)射器件時(shí)，借助于電子照射像素17而產(chǎn)生的電流密度分布是不均勻的。換句話說，由電子發(fā)射器件5發(fā)射的電子引起的流入像素17的電流的密度在平行于像素17的熒光面(fluorescent face)上具有不均勻的預(yù)定的分布。按照像素17的部分和電流密度的大小選擇γ值不同的合適的熒光體來形成熒光體區(qū)域，由此使得能夠改善亮度。
希望電子盡可能多地到達(dá)像素17，以使發(fā)光效率最大并阻止在圖像顯示設(shè)備2中發(fā)生不想要的帶電和發(fā)熱。還希望像素17中電流密度最高的區(qū)域位于像素17的中心或其附近。換句話說，第一熒光體區(qū)域11可被提供在到達(dá)像素17的電子的分布的中心。
在本實(shí)施例中，在像素的中心區(qū)域和周邊區(qū)域，分別形成兩種熒光體區(qū)域。形成電流密度較高的中心區(qū)域的熒光體的γ值比形成周邊區(qū)域的熒光體的γ值較高。這實(shí)現(xiàn)了一種具有亮度進(jìn)一步改善的熒光體的基板。下面對此作進(jìn)一步說明。
在本實(shí)施例中，在綠色像素17的中心區(qū)域(第一熒光體區(qū)域11)設(shè)置由通式SrGa2S4:Eu(銪)表示的熒光體。此外，在像素17的周邊區(qū)域(第二熒光體區(qū)域12)，設(shè)置由通式ZnS:Cu，Al或ZnS:Cu，Au，Al表示的熒光體。其中，冒號的左側(cè)是宿主材料，右側(cè)是活化劑。圖3是表示熒光體的電流密度和亮度之間的關(guān)系的特性曲線。圖3表示熒光體SrGa2S4:Eu關(guān)于電流密度的亮度線性度是出色的，其具有為1的γ值(等于圖3的直線的斜度)，并且在較高電流密度區(qū)域亮度高。在另一方面，熒光體ZnS:Cu，Al關(guān)于電流密度的亮度線性度是平緩的，具有0.61那樣低的γ值，不過，在較低電流密度區(qū)域比熒光體SrGa2S4:Eu的亮度高。
如圖3所示，兩種熒光體關(guān)于電流密度的γ值是不同的。兩種熒光體的亮度值在一個(gè)特定電流密度下交叉(交點(diǎn)X)。兩種熒光體具有各自的電流密度區(qū)域A和B，在這些區(qū)域，一種熒光體的亮度比另一種熒光體的亮度高。以交點(diǎn)X處出現(xiàn)的電流密度的位置作為第一和第二熒光體區(qū)域11和12之間的邊界，在邊界的內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域分別形成亮度較高的熒光體。和使用一種熒光體材料的情況相比，這在整個(gè)像素17上提供了較高的亮度。這就是說，參見圖3，在對應(yīng)于電流密度區(qū)域A的部分(邊界的內(nèi)部區(qū)域)形成熒光體SrGa2S4:Eu，在對應(yīng)于電流密度區(qū)域B的部分(邊界的外部區(qū)域)形成熒光體ZnS:Cu，Al。以上述方式設(shè)置的像素17具有圖中所示的電流對亮度的特性P。順便提到，特意使特性P偏離表示熒光體的線。應(yīng)當(dāng)理解，以上述方式設(shè)置的像素17比只由熒光體SrGa2S4:Eu或熒光體ZnS:Cu，Al形成的像素提供更高的亮度。在交點(diǎn)X出現(xiàn)電流密度的位置與兩種熒光體之間的邊界的精確的一致能夠產(chǎn)生最大效果，但是并不總是需要精確的一致。即使不一致，和由一種熒光體形成像素17的情況相比，也可以獲得較高的亮度。
類似地，在藍(lán)色像素17的中心區(qū)域(第一熒光體區(qū)域11)設(shè)置由通式CaMgSi2O6:Eu表示的熒光體。此外，在像素17的周邊區(qū)域(第二熒光體區(qū)域12)，設(shè)置由通式ZnS:Ag，Cl和ZnS:Ag，Al表示的熒光體。圖4是表示這些熒光體的電流密度和亮度之間的關(guān)系的特性曲線。如圖4所示，兩種熒光體關(guān)于電流密度的γ值是不同的。兩種熒光體的亮度值在一個(gè)特定的電流密度下相交(交點(diǎn)Y)。兩種熒光體具有各自的電流密度區(qū)域D和E，在這些區(qū)域內(nèi)，一種熒光體的亮度比另一種熒光體的亮度高。和上述的類似，利用在交點(diǎn)處出現(xiàn)的電流密度的位置作為第一和第二熒光體區(qū)域11和12之間的邊界，分別在邊界的內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域形成亮度較高的熒光體。和使用一種熒光體材料的情況相比，這在整個(gè)像素17上提供較高的亮度。更具體地說，在對應(yīng)于電流密度區(qū)域D的部分(邊界的內(nèi)部區(qū)域)形成熒光體CaMgSi2O6:Eu，在對應(yīng)于電流密度區(qū)域E的部分(邊界的外部區(qū)域)形成熒光體ZnS:Ag，Cl，以便獲得良好的結(jié)果。在這種情況下，在交點(diǎn)Y處出現(xiàn)電流密度的位置和兩種熒光體之間的邊界的精確一致產(chǎn)生最大的效果，不過并不總是需要精確的一致。
使用這樣構(gòu)成的具有這種熒光體的基板允許顯示高亮度的圖像，并實(shí)現(xiàn)一種高亮度圖像顯示設(shè)備。
此外，使用參照圖1所述的本發(fā)明的圖像顯示設(shè)備可以構(gòu)成一種圖像接收和顯示設(shè)備。
圖11是使用本發(fā)明的圖像顯示設(shè)備的圖像接收和顯示設(shè)備的示意的配置。在圖11中，圖像接收和顯示設(shè)備包括圖像信息接收裝置61、圖像信號產(chǎn)生電路62以及驅(qū)動(dòng)電路63。圖像信號由圖像信息接收裝置61選擇并接收，并被輸入到圖像信號產(chǎn)生電路62以產(chǎn)生圖像信號。接收器，例如能夠選擇和接收通過無線電廣播、電纜廣播和互聯(lián)網(wǎng)廣播的圖像的調(diào)諧器，可作為圖像信息接收裝置61的例子。音頻設(shè)備可以和圖像信息接收裝置61相連，以形成包括圖像信號產(chǎn)生電路62、驅(qū)動(dòng)電路63和圖像顯示設(shè)備2的電視設(shè)備。圖像信號產(chǎn)生電路62由圖像信息產(chǎn)生對應(yīng)于圖像顯示設(shè)備2的每個(gè)圖像元素的圖像信號，并將其輸入到驅(qū)動(dòng)電路63。驅(qū)動(dòng)電路63根據(jù)輸入的圖像信號控制施加到圖像顯示設(shè)備2上的電壓，以使圖像顯示設(shè)備2顯示圖像。
雖然像素17的中心區(qū)域是包括像素17的中心點(diǎn)的圓，但是中心區(qū)域可以是包括像素17的中心點(diǎn)的橢圓、矩形或方形。關(guān)于中心區(qū)域的形狀例如圓、橢圓、矩形或方形在實(shí)際處理時(shí)是容易形成的并且是所希望的。即使在大量的電子束輪廓分散時(shí)，該形狀也有助于最佳區(qū)域的形成。雖然在本實(shí)施例中在像素17上提供γ值不同的兩個(gè)區(qū)域，但可以在像素17上提供三個(gè)γ值不同的區(qū)域。
雖然像素17一般具有沿X方向較短以及沿Y方向較長的矩形形狀，如圖2所示，但是不限于此。在具有熒光體的基板上可以提供具有例如橢圓形、矩形或沿X方向較長而沿Y方向較短的方形形狀的像素17。
(例子)下面根據(jù)一些例子詳細(xì)說明本發(fā)明。
(例1-5)按照圖5所示的流程圖生產(chǎn)具有熒光體的基板。在大氣中在823K(550℃)溫度下烘焙鈉鈣玻璃基板1小時(shí)。在冷卻之后，在中性清潔劑的水溶液中對基板進(jìn)行劃線清洗、由超聲波提供的純水充分漂洗并干燥，從而生產(chǎn)具有清潔表面的玻璃基板(步驟S1，S2)。
在下一步，把玻璃基板置于絲網(wǎng)印刷設(shè)備上，通過被形成圖案的乳膠絲網(wǎng)掩模使用包括Cr/CrO2的黑色顏料膏進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，將其干燥并烘焙而形成黑色部分16(步驟S3，S4)。結(jié)果，如圖6所示，形成在其上形成像素17的100個(gè)開口21(點(diǎn))，每個(gè)開口的面積為0.155mm×0.275mm，沿X方向的間距為0.29mm，以黑色部分16為邊界。形成的開口21沿Y方向的間距為0.6mm。共形成1000個(gè)開口21。
以下述方式在具有黑色矩陣的玻璃基板上形成熒光體。制備發(fā)藍(lán)光的CaMgSi2O6:Eu熒光體作為第一熒光體。該熒光體具有近似于1的γ值。稱量一定量(100g)的熒光體(步驟S5)，在具有160g純水的500ml的玻璃燒杯中將其攪動(dòng)和分散(步驟S6)。在分散的液體中加入8.6g的聚乙烯醇、0.43g的重鉻酸銨、0.01g的陰離子表面活性劑以及0.025g的乙醚中性表面活性劑，并在黑暗的地方攪動(dòng)24小時(shí)(步驟S7)，此后，使其通過不銹的200目絲網(wǎng)以除去凝聚體，從而制成感光的熒光體漿液(步驟S8)。
把玻璃基板置于旋轉(zhuǎn)涂覆器上。在旋轉(zhuǎn)涂覆器以20到30rpm的低速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)把上述漿液滴在基板的中心部分。此外，以100到150rpm的速度在玻璃基板上形成第一熒光體膜(步驟S9)。
從旋轉(zhuǎn)涂覆器上除去其上形成有第一熒光體膜的玻璃基板，使其和其上形成有預(yù)定圖案的金屬掩模接觸，并將其安裝在使用高壓汞蒸氣燈的曝光設(shè)備上以被曝光(步驟S10)。在曝光完成之后，從玻璃基板上除去金屬掩模。然后，把玻璃基板置于顯影裝置上，通過噴灑溫度為323K(50℃)且壓力為10kg/cm2的熱水進(jìn)行顯影。利用氣刀和暖風(fēng)使玻璃基板充分干燥。這樣，在由黑色部分限定的每個(gè)點(diǎn)(開口部分21)內(nèi)便形成了具有預(yù)定圖案的、作為第一熒光體區(qū)域11的第一熒光體的熒光表面。
然后，以和形成第一熒光體的熒光表面相同的方式，在黑色部分限定的每個(gè)點(diǎn)內(nèi)使用發(fā)藍(lán)光的熒光體ZnS:Ag形成呈預(yù)定圖案的熒光表面作為第二熒光體。于是，在每個(gè)點(diǎn)內(nèi)便形成了由具有預(yù)定圖案的第一和第二熒光體分別涂覆的熒光表面的熒光體層6。第二熒光體的γ值大約為0.8。
圖2表示被分別涂覆熒光體的這樣形成的像素17的圖案(或者第一和第二熒光體區(qū)域11和12的布局)。第一熒光體(第一熒光體區(qū)域11)被形成在點(diǎn)的中心區(qū)域內(nèi)，第二熒光體(第二熒光體區(qū)域12)被形成在其周邊區(qū)域。第一熒光體區(qū)域11是140微米直徑的圓。
把基板再次置于旋轉(zhuǎn)涂覆器上以形成金屬膜，并把基板表面弄濕(步驟S11)。在下一步，在其上噴灑膠體氧化硅水溶液，以使熒光體同時(shí)粘附粉末和玻璃基板，接著，噴灑丙烯酸清漆的甲苯溶液。此后，使基板充分干燥，以形成中間的樹脂層(步驟S12)。此外，把基板設(shè)置在電子束(EB)淀積裝置上，以在其上淀積80納米厚的Al，把基板從淀積裝置上除去，在723K(450℃)的溫度下烘焙1小時(shí)以除去中間樹脂層(步驟S13-S15)。
上述處理提供了具有被分別涂覆兩種熒光體的點(diǎn)的基板。
另一方面，以下述方式生產(chǎn)在其上形成電子發(fā)射器件的后基板。以和生產(chǎn)具有熒光體的基板的相同的方式在清潔的玻璃基板上絲網(wǎng)印刷銀膏和絕緣膏，將其干燥和重復(fù)地烘焙，從而形成具有100條有效的信號線和10條有效的掃描線的矩陣布線。
在形成上述布線之后，在布線交叉的交點(diǎn)處形成電子發(fā)射器件5。在對應(yīng)于具有熒光體的基板1的像素17的位置形成電子發(fā)射器件5。在本例中，使用Spindt電子發(fā)射器件作為電子發(fā)射器件5。
圖7表示利用電子照射本例的像素17而獲得的電流密度分布。電流密度分布近似于圓形，沿X方向和Y方向基本上遵循高斯定律。沿X方向和Y方向電流密度的半高度的峰值寬度大約30微米。
通過涂覆有鉛玻璃料的玻璃的1.6毫米厚的周邊支撐框架使形成的具有熒光體的基板1和后基板4對置，并在壓力下進(jìn)行熱處理而形成氣密容器。該容器通過排氣管被連接到合適的排氣系統(tǒng)，被充分地抽空其中的空氣，并被密封而形成作為真空容器的圖像顯示設(shè)備。作為對照例，生產(chǎn)了一個(gè)圖像顯示設(shè)備，其使用具有熒光體的基板1，其上以和像素17相同的方式只形成第一熒光體(或者，甚至在例1中形成第二熒光體的部分也形成第一熒光體)。
把器件電壓加于圖像顯示設(shè)備中的每個(gè)電子發(fā)射器件5上以測量亮度。具體地說，對器件施加20微秒的脈沖器件電壓，使得在相對的像素17上的平均電流密度為30mA/cm2。用10kV的加速電壓和60Hz的幀頻操作圖像顯示設(shè)備以測量亮度。測量用這樣的方式進(jìn)行輻射光譜亮度計(jì)(TOPCON SR-3)被垂直于面板設(shè)置，以便離開0.40米以1度的屈光度進(jìn)行觀察。以和對照例相同的驅(qū)動(dòng)與評價(jià)條件測量本例中的圖像顯示設(shè)備。結(jié)果表明，獲得的亮度值是對照例的1.03倍。
作為例2-5，生產(chǎn)了具有熒光體的基板1，其像素以和例1相同的方式被分別地涂覆。在本例中的第一熒光體區(qū)域11是圓形的。生產(chǎn)了幾個(gè)樣品，其中第一熒光體區(qū)域11的直徑按照表1所示的被改變。以和例1相同的方式測量每個(gè)樣品的亮度。結(jié)果示于表1。該表表明，和對照例相比，被分別涂覆γ值不同的兩種熒光體的像素17提供高3％到10％的亮度。


(例6-10)生產(chǎn)了具有熒光體的基板1，其像素17用和例1-5相同的方式被分別地涂覆熒光體。圖8A表示所形成的被分別地涂覆有熒光體的像素17的圖案。在像素17的中心以垂直的帶狀形成第一熒光體區(qū)域11。在帶狀部分的左方和右方形成第二熒光體區(qū)域12。換句話說，第一和第二熒光體區(qū)域11和12沿X方向被平行地提供，以使得第一熒光體區(qū)域11插在第二熒光體區(qū)域12之間。生產(chǎn)了一些樣品，其中第一熒光體區(qū)域11中垂直帶的寬度L按照表2所示被改變。使用具有熒光體的基板1以和例1-5相同的方式生產(chǎn)了圖像顯示設(shè)備，以與例1-5相同的方式測量亮度。結(jié)果示于表2。該表表示，和對照例相比，用γ值不同的兩種熒光體以垂直帶狀被分別涂覆的像素17提供了高3％到6％的亮度。


(例11-15)生產(chǎn)了具有熒光體的基板1，其像素17以和例1-5相同的方式被分別地涂覆。圖8B表示被分別地涂覆有熒光體的形成的像素17的圖案。第一熒光體區(qū)域11在像素17的中心被形成水平帶。第二熒光體區(qū)域12在帶狀部分的上部和下部被形成。換句話說，第一和第二熒光體區(qū)域11和12沿Y方向被平行地提供，以使得第一熒光體區(qū)域11插在第二熒光體區(qū)域12之間。生產(chǎn)了一些樣品，其中第一熒光體區(qū)域11中的水平帶的寬度S按照表3被改變。以和例1-5相同的方式使用這些具有熒光體的基板1生產(chǎn)了圖像顯示設(shè)備，以便以和例1-5相同的方式測量亮度。結(jié)果示于表3。該表表明，和對照例相比，用γ值不同的兩種熒光體以水平帶狀被分別涂覆的像素17提供了高2％到7％的亮度。


(例16)以和例1-5相同的方式生產(chǎn)了具有熒光體的基板1。使用了發(fā)綠光的熒光體SrGa2S4:Eu作為第一熒光體。該熒光體的γ值接近于1.0。稱量一定量(100g)的熒光體，將其在具有135g純水的500ml的玻璃燒杯中攪動(dòng)和分散。在分散的溶液中加入8.2g的聚乙烯醇、0.37g的重鉻酸銨、0.01g的陰離子表面活性劑以及0.021g的乙醚中性表面活性劑，并在黑暗的地方攪動(dòng)24小時(shí)，此后，使其通過不銹的200目絲網(wǎng)以除去凝聚體，從而制成感光的熒光體漿液。
把玻璃基板置于旋轉(zhuǎn)涂覆器上。在旋轉(zhuǎn)涂覆器以20到30rpm的低速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)把上述的漿液滴在基板的中心部分。此外，以100到150rpm的速度在玻璃基板上形成第一感光熒光體膜。
以和例1-5相同的方式使其上形成有第一熒光體膜的玻璃基板曝光和顯影，從而在由黑色部分限定的每個(gè)點(diǎn)內(nèi)形成具有預(yù)定圖案的第一熒光體的熒光表面。
以和形成第一熒光體的熒光表面相同的方式，在黑色部分限定的每個(gè)點(diǎn)內(nèi)使用發(fā)綠光的熒光體ZnS:Cu作為第二熒光體形成呈預(yù)定圖案的熒光表面。于是，在每個(gè)點(diǎn)內(nèi)便形成了具有呈預(yù)定圖案的分別由第一和第二熒光體涂覆的熒光表面的熒光體層6。第二熒光體的γ值大約為0.62。
這樣形成的像素17的熒光體的被分別涂覆的圖案如圖2所示。第一熒光體(第一熒光體區(qū)域11)被形成在像素17的中心區(qū)域內(nèi)，第二熒光體(第二熒光體區(qū)域12)被形成在其周邊區(qū)域。第一熒光體區(qū)域11是115微米直徑的圓。
以和例1相同的方式在熒光表面上形成中間樹脂層和金屬背7，并將其在723K(450℃)的溫度下烘焙1小時(shí)以除去中間樹脂層，由此形成具有熒光體的基板1，其中的點(diǎn)被分別地涂覆有兩種熒光體。以和例1-5相同的方式，使用具有熒光體的基板1生產(chǎn)圖像顯示設(shè)備。作為對照例，使用具有熒光體的基板以相同的方式生產(chǎn)圖像顯示設(shè)備，在所述基板上只形成第一熒光體(或者，甚至在例16中形成第二熒光體的部分也形成第一熒光體)。本例中的圖像顯示設(shè)備在和對照例相同的驅(qū)動(dòng)和評價(jià)條件下被測量。結(jié)果表明，獲得的亮度是對照例的1.05倍。
作為例17-20生產(chǎn)了具有熒光體的基板1，其上的像素17以和例16相同的方式被分別涂覆熒光體。第一熒光體區(qū)域11呈圓形。生產(chǎn)了一些樣品，其中第一熒光體區(qū)域11的直徑按照表4被改變。以和例16相同的方式測量每個(gè)樣品的亮度。結(jié)果示于表4。該表表明，和對照例相比，被分別涂覆兩種γ值不同的熒光體的像素17提供了高3％到6％的亮度。


(例21-25)生產(chǎn)了具有熒光體的基板1，其中的像素17以和例17-20相同的方式被分別地涂覆。圖8A表示被分別地涂覆熒光體的所形成的像素17的圖案。在像素17的中心以垂直的帶狀形成第一熒光體區(qū)域11。在帶狀部分的左方和右方形成第二熒光體區(qū)域12。換句話說，第一和第二熒光體區(qū)域11和12沿X方向被平行地提供，以使得第一熒光體區(qū)域11插在第二熒光體區(qū)域12之間。生產(chǎn)了一些樣品，其中第一熒光體區(qū)域11中垂直帶的寬度L按照表5所示被改變。使用具有熒光體的基板1以和例17-20相同的方式生產(chǎn)了圖像顯示設(shè)備，以與例17-20相同的方式測量亮度。結(jié)果示于表5。該表表示，和對照例相比，用γ值不同的兩種熒光體以垂直帶狀被分別涂覆的像素17提供了高1％到3％的亮度。


(例26-30)生產(chǎn)了具有熒光體的基板1，其像素17以和例17-20相同的方式被分別地涂覆。圖8B表示被分別地涂覆熒光體的所形成的像素17的圖案。第一熒光體區(qū)域11在像素17的中心被形成水平帶。第二熒光體區(qū)域12在帶狀部分的上部和下部被形成。換句話說，第一和第二熒光體區(qū)域11和12沿Y方向被平行地提供，以使得第一熒光體區(qū)域11插在第二熒光體區(qū)域12之間。生產(chǎn)了一些樣品，其中第一熒光體區(qū)域11中的水平帶的寬度S按照表6被改變。以和例17-20相同的方式使用這些具有熒光體的基板1生產(chǎn)了圖像顯示設(shè)備，以便和例17-20相同的方式測量亮度。結(jié)果示于表6。該表表明，和對照例相比，用γ值不同的兩種熒光體以水平帶狀被分別涂覆的像素17提供了高1％到4％的亮度。


(例31-35)生產(chǎn)了具有熒光體的基板1，其像素17以和例1-5相同的方式被分別地涂覆熒光體。圖8C表示被分別地涂覆熒光體的所形成的像素17的圖案。第一熒光體區(qū)域11在像素17的中心部分被形成。第二熒光體區(qū)域12圍繞其周邊被形成。第一熒光體區(qū)域11是一個(gè)橢圓，沿X方向和Y方向測量(Lx)和(Ly)分別為165微米×281微米。
以和例1-5相同的方式生產(chǎn)了在其上形成電子發(fā)射器件5的后基板4。本例使用利用了CNT作為電子發(fā)射元件的電子發(fā)射器件。具體地說，在市場上可得到的散裝的碳納米管被分散在有纖維質(zhì)的有機(jī)粘結(jié)劑中，以變成膏狀，并以圓形被絲網(wǎng)印刷在信號布線8和掃描布線9的交點(diǎn)處，此后，粘結(jié)劑成分通過烤焙被除去。
圖9表示通過利用電子照射本例的像素17而獲得的電流密度分布。電流密度分布呈橢圓形，沿X方向和Y方向測量半高度處的峰值寬度分別大約為65微米×110微米，是相當(dāng)均勻的電子束。
以和例1-5相同的方式，使用后基板4和具有熒光體的基板1生產(chǎn)了圖像顯示設(shè)備2。作為對照例，以相同的方式使用具有熒光體的基板1生產(chǎn)了一個(gè)圖像顯示設(shè)備2，在基板1上只形成了第一熒光體(或者，甚至在例1中形成第二熒光體的部分也形成第一熒光體)。以和例1-5相同的方式，在和對照例相同的驅(qū)動(dòng)和評價(jià)條件下測量了圖像顯示設(shè)備2。結(jié)果表明，獲得的亮度是對照例的1.004倍。
作為例子32-35生產(chǎn)了具有熒光體的基板1，其像素以和例31相同的方式被分別地涂覆有熒光體。第一熒光體區(qū)域11呈橢圓形。生產(chǎn)了幾個(gè)樣品，其中第一熒光體區(qū)域11的直徑按照表7所示被改變。以和例31相同的方式測量了每個(gè)樣品的亮度。結(jié)果示于表7。該表表明，和對照例相比，被分別地涂覆γ值不同的兩種熒光體的像素提供了高0.1％到0.4％的亮度。


(例36-40)生產(chǎn)了具有熒光體的基板1，其像素17以和例1相同的方式被分別地涂覆。圖8B表示被分別地涂覆熒光體的所形成的像素17的圖案。第一熒光體區(qū)域11在像素17的中心被形成水平帶。第二熒光體區(qū)域12在帶狀部分的上部和下部被形成。換句話說，第一和第二熒光體區(qū)域11和12沿Y方向被平行地提供，以使得第一熒光體區(qū)域11插在第二熒光體區(qū)域12之間。
以和例1-5相同的方式生產(chǎn)了后基板4，在其上形成電子發(fā)射器件5。本例使用了表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件。具體地說，利用噴墨方法在信號布線8和掃描布線9的交點(diǎn)上沉積表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的膜，以形成器件電極和導(dǎo)電薄膜，從而形成通過電傳導(dǎo)而成為電子發(fā)射區(qū)域的裂縫區(qū)域，然后進(jìn)行活化處理而形成電子發(fā)射器件5。第一熒光體區(qū)域11的水平帶的寬度是200微米。
圖10表示利用電子照射本例的像素17而獲得的電流密度分布。所示的電流密度分布是非對稱的、沿垂直方向長而尖的。
以和例1-5相同的方式，使用后基板4和具有熒光體的基板1生產(chǎn)了一種圖像顯示設(shè)備。作為對照例，以相同的方式使用具有熒光體的基板1生產(chǎn)了一個(gè)圖像顯示設(shè)備，在基板1上只形成了第一熒光體(或者，甚至在例1中形成第二熒光體的部分也形成第一熒光體)。以和例1-5相同的方式，在和對照例相同的驅(qū)動(dòng)和評價(jià)條件下測量了所述圖像顯示設(shè)備。結(jié)果表明，獲得的亮度是對照例的1.03倍。
作為例子37-40生產(chǎn)了具有熒光體的基板1，其像素17以和例36相同的方式被分別地涂覆。生產(chǎn)了幾個(gè)樣品，其中第一熒光體區(qū)域11中水平帶的寬度S按照表8所示被改變。以和使用具有熒光體的基板1的例36相同的方式測量了每個(gè)樣品的亮度。結(jié)果示于表8。該表表明，和對照例相比，被分別地涂覆水平帶狀的γ值不同的兩種熒光體的像素提供了高3％到7％的亮度。
表8

雖然參照示例實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于披露的示例的實(shí)施例。下面的權(quán)利要求的范圍應(yīng)當(dāng)給予最寬的解釋，使得包括所有這些改變和等同結(jié)構(gòu)以及功能。
權(quán)利要求
1.一種基板，在所述基板的表面的平面內(nèi)的像素區(qū)域上設(shè)置有熒光體，其中所述熒光體通過用電子照射而發(fā)光，并且包括在所述像素區(qū)域內(nèi)設(shè)置的具有較大的γ值的第一熒光體，以及在所述像素區(qū)域內(nèi)的第一熒光體的周圍設(shè)置的具有較小的γ值的第二熒光體。
2.如權(quán)利要求1所述的基板，其中第一熒光體被設(shè)置在像素區(qū)域的中心。
3.如權(quán)利要求1所述的基板，其中第一熒光體被設(shè)置在覆蓋像素區(qū)域的中心的圓形或橢圓形區(qū)域內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的基板，其中第一熒光體被設(shè)置在覆蓋像素區(qū)域的中心的方形或矩形區(qū)域內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的基板，其中第一熒光體由通式SrGa2S4:Eu限定的材料構(gòu)成，以及第二熒光體由通式ZnS:Cu，Al或ZnS:Cu，Au，Al限定的材料構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1所述的基板，其中第一熒光體由通式CaMgSi2O6:Eu限定的材料構(gòu)成，以及第二熒光體由通式ZnS:Ag，Cl或ZnS:Ag，Al限定的材料構(gòu)成。
7.一種圖像顯示設(shè)備，包括如權(quán)利要求1到權(quán)利要求6中任何一個(gè)所述的基板，以及和按照權(quán)利要求1的基板相對設(shè)置的配備有電子發(fā)射器件的后基板。
8.如權(quán)利要求7所述的圖像顯示設(shè)備，其中電子發(fā)射器件是表面?zhèn)鲗?dǎo)型的電子發(fā)射器件。
9.一種圖像接收和顯示設(shè)備，包括按照權(quán)利要求7所述的圖像顯示設(shè)備；用于選擇性地接收視頻信號的接收電路；以及輸出電路，用于根據(jù)由接收電路接收的視頻信號產(chǎn)生要向圖像顯示設(shè)備輸出的圖像信號。
10.一種其上設(shè)置有熒光體的基板，所述熒光體包括借助于電子照射而發(fā)光的第一和第二熒光體，第一熒光體由第一密度的電子照射所發(fā)出的光的亮度比第二熒光體由所述第一密度的電子照射所發(fā)出的光的亮度要高，而第二熒光體由第二密度的電子照射所發(fā)出的光的亮度比第一熒光體由所述第二密度的電子照射所發(fā)出的光的亮度要高，其中第一密度小于第二密度，以及其中第一熒光體被布置在基板上對應(yīng)于第一密度的電子照射的位置，而第二熒光體被布置在基板上對應(yīng)于第二密度的電子照射的位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了具有熒光體的基板、圖像顯示設(shè)備和圖像接收與顯示設(shè)備。在本發(fā)明披露的基板中，在所述基板的表面的平面內(nèi)的像素區(qū)域上設(shè)置有熒光體，其中所述熒光體通過用電子照射而發(fā)光，并且包括在所述像素區(qū)域內(nèi)設(shè)置的具有較大的γ值的第一熒光體，以及在所述像素區(qū)域內(nèi)的第一熒光體的周圍設(shè)置的具有較小的γ值的第二熒光體。
文檔編號H01J31/12GK101093772SQ200710111920
公開日2007年12月26日 申請日期2007年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月20日
發(fā)明者猿田尚士郎 申請人:佳能株式會(huì)社