專利名稱：發(fā)光基板及其制造方法以及電子束激發(fā)型圖像顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可以適用于構(gòu)成電子束激發(fā)型圖像顯示設(shè)備的圖像顯示面的發(fā) 光基板及其制造方法，以及使用該發(fā)光基板的圖像顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來，圖像信息變得更加多樣化和高分辨率化，對(duì)于彩色圖像顯示設(shè)備需要更 高的性能、更大的尺寸和圖像表現(xiàn)的進(jìn)一步改善。對(duì)于節(jié)能和節(jié)省空間的特征的需求特別 高。因此，在電子束激發(fā)型圖像顯示設(shè)備的領(lǐng)域中的需求正在從已知作為顯像管(Braim tube)的陰極射線管(CRT)變?yōu)槠桨屣@示器(FPD)。FPD的例子是場(chǎng)發(fā)射顯示器(FED)。FED是這樣一種圖像顯示設(shè)備，在FED中，數(shù)量 與像素?cái)?shù)量相同的、微小的電子發(fā)射裝置被設(shè)置在基板上，F(xiàn)ED通過從電子發(fā)射裝置將電子 發(fā)射至真空中從而電子與熒光體碰撞并發(fā)光來顯示圖像。電子發(fā)射裝置與顯像管的電子槍 相對(duì)應(yīng)。作為大型平板顯示器的FED可以實(shí)現(xiàn)與CRT類似的亮度和高對(duì)比度的畫面，并被 期望為下一代自發(fā)光型FPD。存在兩種類型的FED —種FED使用從錐形發(fā)射器的尖端發(fā)射電子束的被稱為 "Spindt型”的電子發(fā)射裝置；另一種FED使用被稱為“表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器(SCE) ”的平 面結(jié)構(gòu)電子發(fā)射裝置。將使用SCE作為電子發(fā)射裝置的FED稱為“表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射顯 示器(SED) ”。在FED中，為了有效率地使用熒光體的發(fā)光，在設(shè)置有熒光體的像素的上部形成 被稱為“金屬背部(metal back)”的金屬層(或金屬膜)。通過金屬背部，可以將在不朝向 圖像顯示面的方向上散射的光反射至圖像顯示面?zhèn)?，所以像素的發(fā)光效率整體改善。決定 金屬背部的性能的參數(shù)包括金屬背部的光反射率、表面粗糙度以及電子束透過率。作為用于獲得平滑金屬背層以改善金屬背部的朝向熒光體區(qū)域側(cè)的光反射率的 方法，對(duì)于CRT基板通常使用以下兩種方法。一種方法是在構(gòu)成像素的熒光體上涂布樹脂 乳劑，以形成用于使金屬背層平滑的底層，在該底層上形成金屬背部。另一種方法是在熒光 體上形成水膜，將樹脂溶解在溶劑中的溶液提供至水膜，通過干燥而形成作為用于使金屬 背層平滑的底層的樹脂膜，然后形成金屬背層。日本特開平5-109357公開了一種形成CRT鋁背內(nèi)涂膜(aluminum back undercoat film)的方法，其中在形成厚度等于或小于熒光體的厚度的、用于形成水膜的前 處理劑之后，形成鋁背內(nèi)涂膜。日本特開平6-131988公開了一種通過用兩層構(gòu)成熒光體來 使在CRT用的面板表面上設(shè)置熒光體的金屬背層的表面平滑的方法，其中，在第二層中的 熒光體的粒徑小于在第一層中的熒光體的粒徑。

發(fā)明內(nèi)容
在HDTV(高清電視)的彩色圖像顯示的情況下，紅色、綠色、藍(lán)色(以下可以簡(jiǎn)寫 為R、G、B)和白色(以下可以簡(jiǎn)寫為W)通過CIE色度坐標(biāo)定義如下。
R (χ, y) = (0. 64,0. 33)G (χ, y) = (0. 3,0. 6)B (χ, y) = (0. 15,0. 06)W (χ, y) = (0· 3127,0. 329)(以下為(0· 313,0. 329))這里的W為當(dāng)所有顏色的熒光體發(fā)光時(shí)產(chǎn)生的白色的色度。在滿足用于顯示圖像的色度的R、G、B熒光體形成在基板上的情況下，各熒光體的 發(fā)光效率通常不同。因此，在各R、G、B熒光體之間確定發(fā)光效率比，并且諸如在各熒光體中 獲得的最大亮度的、由具有不同發(fā)光效率的各熒光體獲得的亮度的范圍也變得不同。為了 使用這些熒光體顯示白色，必須結(jié)合各熒光體的亮度(白平衡)以獲得具有基準(zhǔn)色度的白 色。在圖像顯示設(shè)備中，通過調(diào)節(jié)以使得白色的亮度最高來進(jìn)行白平衡，并且得到想要的白 色(色度)。由于在設(shè)置在發(fā)光基板上的狀態(tài)下熒光體本身的發(fā)光效率不能增大，所以針對(duì) 白平衡調(diào)節(jié)從R、G、B中選擇的顏色的亮度。保持白平衡的情況下發(fā)出具有基準(zhǔn)色度的白色(稱為“全白色”)時(shí)的亮度被稱為 “全白亮度”。增大全白亮度的最大值的可能方法是不通過減小獲得具有目標(biāo)色度的白色 所需要的、發(fā)光效率(E)與亮度(L)的比(E/L比)最低的熒光體的最大亮度，而通過減小 其它顏色的熒光體的最大亮度，來獲得具有目標(biāo)色度的白色。為此，當(dāng)由三種顏色R、G、B發(fā)出全白色時(shí)的全白亮度被E/L比最低的熒光體的發(fā) 光效率限制。上述說明是關(guān)于使用三種顏色R、G、B的熒光體的情況，即使熒光體類型的數(shù)量為 2個(gè)、4個(gè)或更多，也是同樣的情況。本發(fā)明的目標(biāo)是增大全白亮度并提供具有用于獲得全白色的結(jié)構(gòu)的發(fā)光基板及 其制造方法。本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供使用該發(fā)光基板的圖像顯示設(shè)備。本發(fā)明在其第一方面提供了一種發(fā)光基板，其在透光性基板上包括多個(gè)熒光體， 用于通過接收照射的電子束來發(fā)出不同顏色；以及金屬背層，用于覆蓋所述多個(gè)熒光體， 其中，通過所述多個(gè)熒光體的發(fā)光而獲得的不同顏色來生成白色，以及通過將具有最低E/ L比的熒光體上的金屬背層的向熒光體側(cè)的光反射率設(shè)置為高于其它熒光體上的金屬背層 的向熒光體側(cè)的光反射率，產(chǎn)生光反射率差，其中，所述E/L比是在生成白色時(shí)亮度L和發(fā) 光效率E的比。本發(fā)明在其第二方面提供了一種電子束激發(fā)型圖像顯示設(shè)備，包括后板，其具有 多個(gè)電子發(fā)射裝置；以及前板，在所述前板上設(shè)置有通過照射從所述電子發(fā)射裝置所發(fā)射 出的電子而發(fā)光的熒光體，其中，所述前板是根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光基板。本發(fā)明在其第三方面提供了一種發(fā)光基板的制造方法，所述發(fā)光基板在透光性基 板上具有用于通過接收照射的電子來發(fā)出不同顏色的多個(gè)熒光體以及用于覆蓋所述多個(gè) 熒光體的金屬背層，并且所述發(fā)光基板能夠通過來自所述多個(gè)熒光體的不同顏色來生成白 色，所述制造方法包括以下步驟在所述透光性基板上形成用于發(fā)出能夠生成白色的不同 顏色的所述多個(gè)熒光體；在具有最低E/L比的熒光體的表面填充樹脂部件以使該表面平 滑，其中，所述E/L比是在生成白色時(shí)亮度L和發(fā)光效率E的比；以及形成用于覆蓋包括填 充了所述樹脂部件的熒光體的所述多個(gè)熒光體的所述金屬背層，其中，在具有最低E/L比 的熒光體的表面填充所述樹脂部件以使該表面平滑的步驟中，形成具有最低E/L比的熒光體的熒光材料層以使得具有最低E/L比的熒光體的熒光材料層的厚度小于其它熒光體的 熒光材料層的厚度，將所述樹脂部件填充至具有最低E/L比的熒光體的熒光材料層的表面 從而使具有最低E/L比的熒光體的表面變得比其它熒光體的表面更平滑，并且產(chǎn)生光反射 率差以使得具有最低E/L比的熒光體上的金屬背層的向熒光體側(cè)的光反射率高于其 熒 光體上的金屬背層的向熒光體側(cè)的光反射率。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光基板，由于進(jìn)行白平衡時(shí)發(fā)光效率(E)與亮度(L)的比(E/L) 最低的熒光體上的金屬背層的向熒光體側(cè)的光反射率高于其它熒光體的金屬背層的光反 射率，所以設(shè)置了光反射率差。由于具有該光反射率差的結(jié)構(gòu)，可以精確地調(diào)節(jié)白色的色 度，并可以增大全白亮度的最大值，因此可以用目標(biāo)亮度和圖像質(zhì)量顯示圖像。通過以下參考附圖對(duì)典型實(shí)施例的說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。


圖IA是發(fā)光基板的平面圖；圖IB是發(fā)光基板的X-X截面圖；以及圖2是示出圖像顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的圖。
具體實(shí)施例方式發(fā)光基板至少具有構(gòu)成圖像顯示面的透光性基板、發(fā)出不同顏色的多個(gè)熒光體以 及覆蓋所述熒光體的金屬背層。基板上的熒光體設(shè)置在平面上，與設(shè)置熒光體的表面相對(duì) 的基板面為圖像顯示面。諸如電子束的能量照射到發(fā)光基板的熒光體上以發(fā)光，經(jīng)由透光 性基板將所獲得的光引出至圖像顯示面?zhèn)纫燥@示圖像。發(fā)光基板用作圖像顯示設(shè)備的圖像 顯示部分(顯示面板)的組件，其通過熒光體層的發(fā)光而顯示圖像。這特別適用于FED。在本發(fā)明的發(fā)光基板中，將覆蓋具有最低E/L比的熒光體的金屬背層的向熒光體 側(cè)的光反射率設(shè)置為高于覆蓋其它熒光體的金屬背層的向熒光體側(cè)的光反射率，從而在金 屬背層中產(chǎn)生部分光反射率差。E/L比是當(dāng)使用多個(gè)不同顏色來顯示白色時(shí)的亮度(L)和 發(fā)光效率(E)的比。通過在金屬背層中產(chǎn)生上述光反射率差，可以增大具有最低E/L比的 熒光體層的發(fā)光效率，從而增大該熒光體的最大亮度。其它熒光體最初具有高發(fā)光效率，當(dāng) 顯示全白色時(shí)，其它熒光體的亮度的上限(最大值)被限制為低。因此，通過使用產(chǎn)生光反 射率差的上述結(jié)構(gòu)來增大具有最低E/L比的熒光體的最大亮度，從而也可以增大其它熒光 體的最大亮度。因此，可以增大全白亮度的最大值。此外，通過設(shè)置光反射率差的結(jié)構(gòu)和用 于調(diào)節(jié)電子束量的驅(qū)動(dòng)條件，可以精確地調(diào)節(jié)用于顯示全白色的各熒光體的亮度。根據(jù)熒光體的色度來指定用于顯示白色的各熒光體的亮度。根據(jù)構(gòu)成熒光體的熒 光材料和熒光體的結(jié)構(gòu)，指定熒光體本身的發(fā)光效率?？梢允褂没谶@些要求而獲得的亮 度(L)和發(fā)光效率(E)來確定上述E/L比。基于通過形成作為測(cè)量亮度的樣本的熒光體而 得到的測(cè)量值來確定E/L比?？梢酝ㄟ^測(cè)量當(dāng)將電子束照射至熒光體上時(shí)發(fā)光的亮度來計(jì)算發(fā)光效率。例 如，可以通過將電子束照射至形成有熒光體的玻璃基板上并使用光譜輻射計(jì)(spectral radiance meter)測(cè)量發(fā)出至玻璃面的光，來測(cè)量亮度。還可以通過諸如紅色和青色、或者黃色和紫色的兩種互補(bǔ)色的組合來顯示顏色。為了改善顏色再現(xiàn)性，通常使用紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)這三種顏色來進(jìn)行顏色顯示。 在某些情況下，通過添加除了紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)以外的顏色來改善顏色再現(xiàn)性， 但以下說明中使用三種顏色R、G和B (RGB熒光體)的例子。說明根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光基板的結(jié)構(gòu)的例子。圖IA是示出設(shè)置在基板的平面上的 三種類型的熒光體的最小單位部分的圖，圖IB是圖IA中的在X-X線切開的截面圖。所示出的發(fā)光基板具有透光性基板1，設(shè)置在基板1上的三種顏色的熒光體2-1、 2-2和2-3，以及覆蓋所述熒光體的金屬背層3。黑色矩陣4設(shè)置在各熒光體周圍。在所示 出的例子中，設(shè)置有條狀黑色矩陣，但根據(jù)需要可以設(shè)置各種形狀的黑色矩陣。設(shè)置黑色矩陣，以即使在電子束的照射位置有些偏移的情況下也能防止對(duì)鄰接的 熒光體的圍繞，或者通過防止外部光的反射來防止顯示對(duì)比度的降低。因此，可以由滿足這 些功能至少之一的材料構(gòu)成黑色矩陣。黑色矩陣可以由諸如使用黑色材料和包含粘合劑 (binder)的墨的絲網(wǎng)印刷(screen printing)方法的已知方法形成。對(duì)于黑色材料，可以 使用石墨作為主要成分?？梢允褂贸耸酝獾牟牧蟻泶妗：谏仃嚳梢跃哂袑?dǎo)電性以防止電子束的充電。黑色矩陣包括例如碳、鉻、鈷、鈦、 釕或者它們的化合物，如果僅可見光反射率低，則不限于特定材料。在示出的例子中，發(fā)出紅色(R)的熒光體2-1、發(fā)出綠色(G)的熒光體2-2和發(fā)出 藍(lán)色(B)的熒光體2-3形成在黑色矩陣4中，各熒光體由黑色矩陣4分隔。各熒光體的布 置區(qū)域可以用作圖像顯示中的像素或子像素。紅色、藍(lán)色和綠色三種顏色的組被稱為“像素”，像素是用于彩色顯示的最小單位， 紅色、藍(lán)色和綠色的各單元在某些情況下被稱為“子像素”。通過像素的數(shù)量和顯示器的大 小來確定一個(gè)像素的面積?；?是透光性的，用于透射圖像顯示所需的來自各熒光體的光。對(duì)于該透光性 基板，可以使用諸如石英玻璃、鈉鈣玻璃、無堿玻璃和高應(yīng)變點(diǎn)玻璃(例如，由日本旭硝子 株式會(huì)社(AsahiGlass Co.，Ltd)制造的PD200)的材料。高應(yīng)變點(diǎn)玻璃特別優(yōu)選，因?yàn)樵?制造步驟中的熱處理期間幾乎不發(fā)生應(yīng)變。對(duì)于紅色熒光體2-1，可以使用例如Y2O3 = Eu3+或Y2O2S: EU3+。對(duì)于綠色熒光體2_2， 可以使用例如ZnS:Cu, Al、SrGa2S4:Eu2+0對(duì)于藍(lán)色熒光體2_3，可以使用例如ZnSiAg或 CaMgSi2O6:Eu2+。各熒光體的順序和配置無需采用所示出的順序?？梢酝ㄟ^將熒光材料粒子 的層固定在基板上的預(yù)定區(qū)域上來形成各熒光體。對(duì)于熒光材料，優(yōu)選根據(jù)發(fā)光基板的設(shè) 計(jì)來選擇粒徑(平均粒徑)。構(gòu)成各熒光體的熒光材料的優(yōu)選粒徑根據(jù)照射至熒光體上的電子的進(jìn)入長(zhǎng)度而 不同，但優(yōu)選平均粒徑在不小于0. 5 μ m并且不大于20 μ m的范圍中。對(duì)于各熒光體，制備 用于形成包含熒光材料和粘合劑的熒光體的材料，通過絲網(wǎng)印刷或光刻法在基板的預(yù)定區(qū) 域上形成預(yù)定結(jié)構(gòu)(大小)的熒光體。雖然各熒光體的厚度取決于包含在熒光體中的熒光 材料的粒徑，但考慮到電子束和光的利用效率，各熒光體的厚度優(yōu)選為大約1 μ m 40 μ m。優(yōu)選為在各熒光體和基板1之間形成用于吸收具有除了熒光體的發(fā)射波長(zhǎng)以外 的波長(zhǎng)的光的部件，因?yàn)檫@改善了對(duì)比度。 如果必要，可以進(jìn)行用于改善構(gòu)成各熒光體的熒光材料之間以及熒光材料和基板 之間的粘合強(qiáng)度的處理。對(duì)于用于改善粘合強(qiáng)度的處理，可以使用如下方法通過噴霧法或旋涂法將分散液提供至熒光體，并干燥該分散液，其中，在該分散液中，作為硅粒子的粘合 材料分散在溶劑中。在本發(fā)明中，通過將金屬背層3中覆蓋熒光體2-1、2_2和2_3中具有最低E/L比 的熒光體的部分的光反射率設(shè)置為高于覆蓋其它熒光體的部分的光反射率，來產(chǎn)生光反射 率差?？梢允褂酶鞣N方法來產(chǎn)生光反射率差。特別地，優(yōu)選通過改變?cè)诮饘俦硨?的各熒 光體側(cè)的表面上的表面粗糙度來產(chǎn)生光反射率差。金屬背層3的 表面粗糙度由算術(shù)平均粗糙度Ra來指定。Ra是通過在粗糙度曲線 的平均線的方向上從粗糙度曲線提取基準(zhǔn)長(zhǎng)度部分、計(jì)算從所提取的部分的平均線到所測(cè) 量出的曲線的偏差的絕對(duì)值的和、并對(duì)該和進(jìn)行平均而生成的值。反射光是利用規(guī)則反射或漫反射而得到的。金屬背層的光反射率由包括規(guī)則反射 和漫反射的總的光反射率來指定。在熒光體的發(fā)光波長(zhǎng)處的光反射率與光的利用效率有 關(guān)，所以優(yōu)選在發(fā)光的峰值波長(zhǎng)處測(cè)量光反射率?，F(xiàn)在將說明使用表面粗糙度產(chǎn)生光反射率差的方法。首先，在圖IB中示出的結(jié)構(gòu)中，從作為發(fā)光部件的熒光體2-1、2_2和2-3中選出 具有最低E/L比的熒光體。下面將使用藍(lán)色熒光體2-3的E/L比最低時(shí)的情況的例子來說 明制造發(fā)光基板的方法。在形成各熒光體的階段，在用于獲得目標(biāo)亮度和色度的設(shè)計(jì)的范圍中，藍(lán)色熒光 體2-3形成為薄于其它熒光體2-1和2-2。對(duì)于包含在各熒光體中的熒光材料的粒子，如果包含在具有最低E/L比的熒光體 中的熒光材料的粒徑(例如，平均粒徑)小于包含在其它熒光體中的熒光材料的粒徑，則在 具有最低E/L比的熒光體上的金屬背層的表面粗糙度可以相對(duì)較低，由于后面將說明的填 充用于平滑的樹脂部件的效果，可以進(jìn)一步改善降低表面粗糙度的效果。在如上所述在調(diào)節(jié)各熒光體的厚度的情況下形成各熒光體的狀態(tài)下，用于平滑的 樹脂部件被提供至基板ι的表面上的熒光體，并通過在由藍(lán)色熒光體2-3的表面上的熒光 材料構(gòu)成的粒子之間填充平滑樹脂部件來選擇性地平滑表面。對(duì)于平滑處理，可以使用如下方法制備用于填充樹脂部件的液體材料，并通過噴 墨法、噴霧法或旋涂法等將該液體材料提供至基板上。在這種情況下，調(diào)節(jié)用于提供液體材 料的條件，以使得藍(lán)色熒光體2-3的表面選擇性地變?yōu)槠交砻?。?duì)于液體材料，可以使用各種材料，只要可以產(chǎn)生在熒光材料的粒子之間填充樹 脂部件的狀態(tài)，并且該樹脂材料可以在形成金屬背層3之后燃燒和去除、或者優(yōu)選地可以 在低溫下分解。例如，可以使用用于膜形成處理的平滑用的材料。對(duì)于樹脂部件，可以使用 諸如丙烯酸樹脂或聚氨酯樹脂的樹脂。對(duì)于液體材料，可以使用樹脂乳劑，其中，該樹脂乳 劑包含了在諸如水介質(zhì)的溶劑中分散的諸如丙烯酸樹脂和聚氨酯樹脂的樹脂粒子，并可以 通過加熱和干燥而容易將樹脂粒子固體化。優(yōu)選地將樹脂部件填充至幾乎與藍(lán)色熒光體2-3的表面的平均位置(平均厚度) 一致的位置。換句話說，可以將樹脂部件填充至比藍(lán)色熒光體2-3的表面的平均位置高 5μπι以內(nèi)的位置。如果樹脂部件的層形成在藍(lán)色熒光體2-3的表面上，并且其厚度比藍(lán)色 熒光體2-3的表面的平均位置超出5 μ m，則可能通過起泡(blistering)剝離金屬背層。在 藍(lán)色熒光體2-3中的樹脂部件可以被填充至相對(duì)于基板1側(cè)、在與熒光材料的粒徑(例如平均粒徑)相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度范圍內(nèi)、比藍(lán)色熒光體2-3的表面的平均位置低的位置。如果樹 脂部件填充位置被形成得低，超過與熒光材料的粒徑相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，則不可以通過由于出 現(xiàn)在熒光體表面上的熒光材料的粒子形狀而形成的凹凸的影響來獲得具有目標(biāo)低表面粗 糙度的平滑表面。如上所述，可以通過將具有最低E/L比的藍(lán)色熒光體2-3的厚度(例如平均厚度) 形成得薄于其它熒光體2-1和2-2的厚度(例如平均厚度)，來容易地實(shí)現(xiàn)藍(lán)色熒光體2-3 的表面的選擇性平滑。換句話說，金屬背層3的位于藍(lán)色熒光體2-3上的部分的表面粗糙 度可以小于位于其它熒光體2-1和2-2上的部分的表面粗糙度。因此，在從具有最低E/L 比的藍(lán)色熒光體2-3發(fā)出的光中，由金屬背層3反射并發(fā)出至基板1的相對(duì)側(cè)的圖像顯示 面Ia上的光可以被有效使用，并且可以在保持目標(biāo)色度時(shí)增大白色的亮度。以上關(guān)于作為具有最低E/L比的熒光體的藍(lán)色熒光體2-3，說明了本發(fā)明的發(fā)光 基板的結(jié)構(gòu)及其制造方法，但可以在具有最低E/L比的紅色熒光體2-1或綠色熒光體2-2 的情況下以相同方式制造發(fā)光基板。在使用兩種、四種或更多不同顏色的情況下，可以通過 選擇具有最低E/L比的熒光體利用相同步驟來制造發(fā)光基板。在選擇性地平滑了 具有最低E/L比的熒光體的表面的基板1上，使用例如電子束 (EB)沉積方法形成金屬背層3，并且為平滑所填充的樹脂部件被烘烤并分解，從而獲得發(fā) 光基板。金屬背層3具有通過將從熒光體發(fā)出的光反射至發(fā)光基板的圖像顯示面Ia側(cè) (透光性基板的設(shè)置有熒光體的側(cè)的相對(duì)側(cè))來改善光利用效率的功能。在本發(fā)明中，具有 最低E/L比的熒光體上的光反射率被設(shè)置為高于其它熒光體上的光反射率，從而相對(duì)地改 善了具有最低E/L比的熒光體的光利用效率，從而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的效果。金屬背層3還用作在使用電子束作為發(fā)光能量的情況下將電子束照射至熒光體 上時(shí)被施加高壓的陽極，并且還用于防止在熒光體中充電。因此，對(duì)于金屬背層3的材料， 需要滿足包括高電子束透過率和高光反射率的條件的諸如Al的導(dǎo)電金屬材料。對(duì)于金屬 背層3的厚度，可以根據(jù)電子加速電壓選擇最佳值，但從金屬背層3的光反射率和電子束屏 蔽效果的關(guān)系方面來說，優(yōu)選大約IOOnm的膜厚度。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光基板可以適用于通過對(duì)各熒光體施加能量以發(fā)光來顯示圖像 的圖像顯示設(shè)備的圖像顯示面板的組件?，F(xiàn)在將說明將根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光基板應(yīng)用至FED面板的例子。作為電子束激發(fā)型圖像顯示設(shè)備的圖2中示出的FED面板具有前板10和后板11 經(jīng)由側(cè)壁17連接的結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生由這些部件密封的內(nèi)部空間。這個(gè)內(nèi)部空間被減壓至圖 像顯示所需的例如大約10_5pa以下。前板10具有上述包括透光性基板1、熒光面5以及金屬背層3的發(fā)光基板的結(jié)構(gòu)， 并構(gòu)成圖像顯示面Ia(發(fā)光基板的外表面)。后板11具有在后板側(cè)的基板13、設(shè)置在基板13上的電子發(fā)射裝置14以及用于對(duì) 電子發(fā)射裝置14施加用于發(fā)射電子的電信號(hào)的配線15和16。對(duì)于電子發(fā)射裝置14，可以使用表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器(SCE)、Spindt型場(chǎng)發(fā)射 裝置、金屬/絕緣體/金屬(MIM)型電子發(fā)射裝置或使用碳納米管(CNT)作為電子發(fā)射元 件的裝置。特別地，可以容易地制造的表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射裝置可以用于本發(fā)明的圖像顯示設(shè)備的 電子發(fā)射裝置。在示出的例子中，χ方向配線由配線15構(gòu)成，輸入端子Doxl Doxn形成在各配 線中。y方向配線由配線16構(gòu)成，輸入端子Doyl Doyn形成在各配線中。所述配線15和 16構(gòu)成矩陣配線。連接至這些配線的電子發(fā)射裝置14形成在電絕緣狀態(tài)下的χ方向配線 15和y方向配線16的交叉點(diǎn)或者交叉點(diǎn)附近的點(diǎn)。從y方向配線提供掃描信號(hào)，經(jīng)由χ方 向配線將來自驅(qū)動(dòng)電路(未示出)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供至電子發(fā)射裝置，從而從后板側(cè)發(fā)射電 子束。在使用具有門電極的電子發(fā)射裝置的圖像顯示設(shè)備的情況下，設(shè)置將電壓從外部施 加至門電極的端子。用于施加高壓的端子12連接至前板10的金屬背層3。由于該結(jié)構(gòu)，通過將金屬背 層3用作施加高壓(加速電壓)的陽極以及將電子發(fā)射裝置14用作陰極，從后板11側(cè)的 電子發(fā)射裝置14發(fā)射的電子可以被有效引導(dǎo)至前板10側(cè)。在后板11側(cè)的基板13由諸如石英玻璃、鈉鈣玻璃、無堿玻璃和高應(yīng)變點(diǎn)玻璃(例 如，由日本旭硝子株式會(huì)社制造的PD200)的材料構(gòu)成。對(duì)于基板13的材料，特別優(yōu)選高應(yīng) 變點(diǎn)玻璃，因?yàn)楦邞?yīng)變點(diǎn)玻璃在制造步驟中的熱處理期間不易應(yīng)變。從電子發(fā)射裝置14發(fā)射的電子束經(jīng)由金屬背層3照射至與電子發(fā)射裝置14相對(duì) 應(yīng)設(shè)置的熒光體(未示出)上。從而熒光體發(fā)光，在前板10的圖像顯示面Ia上顯示圖像。根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示設(shè)備，可以在保持期望白色的同時(shí)改善白色的亮度。實(shí)施例1對(duì)于透光性基板，使用厚度為2. 8mm的玻璃基板(由日本旭硝子株式會(huì)社制造的 PD200)，其中，對(duì)用于黑色矩陣的材料(由則武機(jī)材株式會(huì)社(Noritake Kizai Co.，Ltd.) 制造的NP-7803D)進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，并且使用光刻法進(jìn)行圖案化以在基板上形成黑色矩陣。然后，形成圖IB中示出的與RGB相對(duì)應(yīng)的熒光體。對(duì)于熒光材料，將由Kasei Optonix, Ltd.制造的Y2O2S: Eu (平均粒徑6. 5 μ m)用于紅色熒光體，將由Kamioka Mining & Smelting Co.，Ltd.制造的SrGa2S4 = Eu (平均粒徑6. 8 μ m)用于綠色熒光體，將由Tokyo Kagaku Kenkyusyo Co.，Ltd.制造的 CaMgSi2O6 = Eu (平均粒徑2. 7 μ m)用于藍(lán)色熒光體。當(dāng)使用這些熒光材料形成各熒光體時(shí)，用于發(fā)出具有色度(x，y) = (0.313， 0.329)的白色所需的各熒光體的亮度比大約為R G B = 2 7 1。各熒光體的 發(fā)光效率的比大約為R G B = 3 14 1。換句話說，E/L比大約為R G B = 1.5 2 1。因此，在具有最低E/L比的藍(lán)色熒光體上的金屬背層的反射率被設(shè)置為大于 其它熒光體上的金屬背層的反射率。然后，混合二甘醇丁醚醋酸酯和乙基纖維素以獲得粘合劑?；旌纤@得的粘合劑 和紅色熒光材料以制備用于紅色熒光體的糊劑。以相同的方式制備用于綠色熒光體的糊劑 和用于藍(lán)色熒光體的糊劑。通過絲網(wǎng)印刷方法將各糊劑單獨(dú)提供至黑色矩陣的開口，并在80°C干燥15分鐘， 以形成具有預(yù)定厚度的熒光材料層。各熒光材料層的厚度大約為所使用的熒光材料的平均 粒徑的2倍。然后，包含在各熒光材料層中的樹脂成分通過在450°C烘烤60分鐘而被分解并去除。然后，通過旋涂法涂布硅膠(由日本日產(chǎn)化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社(Nissan ChemicalIndustries, Ltd.)制造的IPA-ST)，并在100°C干燥10分鐘以獲得各熒光體。涂布硅膠以 加強(qiáng)熒光材料的粘附。通過旋涂來將平滑材料丙烯酸樹脂作為乳劑涂布在設(shè)置有黑色矩陣和熒光體的 基板的整個(gè)表面上，從而藍(lán)色熒光體的表面變得平滑。此時(shí)，涂布乳劑以使得丙烯酸樹脂填 充至在加熱和干燥處理之后的藍(lán)色熒光體的表面上的平均位置。然后，在120°C進(jìn)行熱處理 10分鐘。通過該處理，選擇性地平滑藍(lán)色熒光體的表面。然后，通過EB沉積方法形成IOOnm厚的Al膜，并在450°C烘烤60分鐘以分解和 去除丙烯酸樹脂，從而形成金屬背層。通過激光顯微鏡(由奧林巴斯(Olympus)制造)測(cè) 量金屬背層的表面粗糙度Ra，通過光譜色度計(jì)(由柯尼卡美能達(dá)(Konica Minolta)制造) 測(cè)量金屬背層的光反射率。因此，在藍(lán)色熒光體上的金屬背層的接觸藍(lán)色熒光體的表面的 表面粗糙度為Ra = 0. 2μπι，在450nm波長(zhǎng)處的光反射率為80%。在紅色熒光體上的金屬 背層的接觸紅色熒光體的表面的表面粗糙度為Ra = 1. 2 μ m，在630nm波長(zhǎng)處的光反射率為 70%.在綠色熒光體上的金屬背層的接觸綠色熒光體的表面的表面粗糙度為Ra = 1. 5 μ m， 在530nm波長(zhǎng)處的光反射率為68%。對(duì)于表面粗糙度Ra，在從金屬背部的熒光體側(cè)照射光的情況下由激光顯微鏡檢測(cè) 金屬背部的表面形狀，并且針對(duì)小于像素且大于熒光體的粒徑的基準(zhǔn)長(zhǎng)度30 μ m,計(jì)算表面 粗糙度Ra。最后，通過EB沉積形成500nm的Ti作為吸氣劑，并獲得發(fā)光基板。使用發(fā)光基板作為前板來制造具有圖2中示出的結(jié)構(gòu)的FED面板，并且使用吸 氣劑將FED面板的內(nèi)部減壓至預(yù)定真空狀態(tài)。通過光譜輻射計(jì)SR-3(由株式會(huì)社拓普康 (TopconTechnohouse Corporation)制造)測(cè)量各熒光體的亮度，并計(jì)算發(fā)光效率。因此， 確認(rèn)了通過增大金屬背層的光反射率來改善藍(lán)色熒光體單體的發(fā)光效率。當(dāng)在該FED面板上顯示白色時(shí)，與其它熒光體上的金屬背層上的光反射率相比， 作為具有最低發(fā)光效率的熒光體的藍(lán)色熒光體上的金屬背層的光反射率被改善得更多。這 意味著可以改善白色的亮度，因?yàn)榭梢愿纳扑{(lán)色光的亮度，并且可以改善通常在亮度調(diào)節(jié) 中被限制的紅色光和綠色光的亮度，從而各顏色的發(fā)光效率的比變成獲得期望白色所需的 比。實(shí)施例2以與實(shí)施例1相同的方式制造FED面板，除了使用以下熒光材料的組合?！?duì)于紅色熒光體由 Kasei Optonix, Ltd.制造的 Y2O2S = Eu (平均粒徑4. Oym)·對(duì)于綠色熒光體由 Kasei Optonix, Ltd.制造的 ZnS: Cu, Al (平均粒徑8. 2 μ m)·對(duì)于藍(lán)色熒光體由 Kasei Optonix, Ltd.制造的 ZnS Ag (平均粒徑4. O μ m)利用上述熒光材料的組合，發(fā)出具有色度(X，y) = (0. 313,0. 329)的白色所需的 各熒光體的亮度的比大約為R G B = 2 7 1。各熒光體的發(fā)光效率的比大約為 R G B = 4 7 1. 3。換句話說，各熒光體的E/L比大約為R G B = 2 1 1. 3。 因此，在該實(shí)施例中，在具有最低E/L比的綠色熒光體上的金屬背層的反射率被設(shè)置為高于其它熒光體上的金屬背層的反射率。對(duì)于用于形成各熒光體的熒光材料層的厚度，進(jìn)行 調(diào)節(jié)，從而綠色變?yōu)樽畋?，大約為熒光材料的平均粒徑的兩倍，而在紅色和藍(lán)色的情況下， 厚度大約為熒光材料的平均粒徑的三倍。以與實(shí)施例1相同的方式測(cè)量的各熒光體上的金屬背層的表面粗糙度和光反射 率如下。 在綠色熒光體上表面粗糙度Ra = 0.25 μ m，在530nm波長(zhǎng)處的光反射率=77%·在藍(lán)色熒光體上表面粗糙度Ra = 1. 2 μ m，在440nm波長(zhǎng)處的光反射率=70%·在紅色熒光體上表面粗糙度Ra = 1. 2 μ m，在630nm波長(zhǎng)處的光反射率=70%在與實(shí)施例1相同的評(píng)價(jià)之后，確認(rèn)了通過金屬背部改善了綠色的發(fā)光效率。根據(jù)本實(shí)施例的結(jié)果，與其它熒光體上的金屬背層的光反射率相比，可以改善作 為具有最低E/L比的熒光體的綠色熒光體上的金屬背層的光反射率。這意味著可以改善白 色的亮度，因?yàn)榭梢愿纳凭G色光的亮度，并且可以改善通常在亮度調(diào)節(jié)中被限制的紅色光 和藍(lán)色光的亮度，從而各顏色的發(fā)光效率的比變成獲得期望白色所需的比。比較例以與實(shí)施例2相同的方式制造FED面板，從而實(shí)現(xiàn)金屬背層的以下表面粗糙度和 光反射率?！ぴ诰G色熒光體上表面粗糙度Ra = 1. 5 μ m，光反射率=65%·在藍(lán)色熒光體上表面粗糙度Ra = 0. 2 μ m，光反射率=80%·在紅色熒光體上表面粗糙度Ra = 0. 2 μ m，光反射率=80%在該比較例中，沒有觀察到在實(shí)施例2中的白色的亮度的改善。盡管已經(jīng)參考典型實(shí)施例說明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所公開的 典型實(shí)施例。所附權(quán)利要求書的范圍符合最寬的解釋，以包含所有這類修改、等同結(jié)構(gòu)和功 能。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光基板，其在透光性基板上包括多個(gè)熒光體，用于通過接收照射的電子束來發(fā)出不同顏色；以及金屬背層，用于覆蓋所述多個(gè)熒光體，其中，通過所述多個(gè)熒光體的發(fā)光而獲得的不同顏色來生成白色，以及通過將具有最低E/L比的熒光體上的金屬背層的向熒光體側(cè)的光反射率設(shè)置為高于 其它熒光體上的金屬背層的向熒光體側(cè)的光反射率，產(chǎn)生光反射率差，其中，所述E/L比是 在生成白色時(shí)亮度L和發(fā)光效率E的比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光基板，其特征在于，所述多個(gè)熒光體是用于發(fā)出紅色的紅色熒光體、用于發(fā)出藍(lán)色的藍(lán)色熒光體以及用于 發(fā)出綠色的綠色熒光體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光基板，其特征在于，通過將具有最低E/L比的熒光體 上的金屬背層在熒光體側(cè)的表面的表面粗糙度設(shè)置為低于其它熒光體上的金屬背層在熒 光體側(cè)的表面的表面粗糙度，產(chǎn)生所述光反射率差。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光基板，其特征在于，包含在具有最低E/L比的熒光體 中的熒光材料的平均粒徑小于包含在其它熒光體中的熒光材料的平均粒徑。
5.一種電子束激發(fā)型圖像顯示設(shè)備，包括后板，其具有多個(gè)電子發(fā)射裝置；以及前板，在所述前板上設(shè)置有通過照射從所述電子發(fā)射裝置所發(fā)射出的電子而發(fā)光的熒 光體，其中，所述前板是根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光基板。
6.一種發(fā)光基板的制造方法，所述發(fā)光基板在透光性基板上具有用于通過接收照射的 電子來發(fā)出不同顏色的多個(gè)熒光體以及用于覆蓋所述多個(gè)熒光體的金屬背層，并且所述發(fā) 光基板能夠通過來自所述多個(gè)熒光體的不同顏色來生成白色，所述制造方法包括以下步驟在所述透光性基板上形成用于發(fā)出能夠生成白色的不同顏色的所述多個(gè)熒光體；在具有最低E/L比的熒光體的表面填充樹脂部件以使該表面平滑，其中，所述E/L比是 在生成白色時(shí)亮度L和發(fā)光效率E的比；以及形成用于覆蓋包括填充了所述樹脂部件的熒光體的所述多個(gè)熒光體的所述金屬背層，其中，在具有最低E/L比的熒光體的表面填充所述樹脂部件以使該表面平滑的步驟 中，形成具有最低E/L比的熒光體的熒光材料層以使得具有最低E/L比的熒光體的熒光材 料層的厚度小于其它熒光體的熒光材料層的厚度，將所述樹脂部件填充至具有最低E/L比 的熒光體的熒光材料層的表面從而使具有最低E/L比的熒光體的表面變得比其它熒光體 的表面更平滑，并且產(chǎn)生光反射率差以使得具有最低E/L比的熒光體上的金屬背層的向熒 光體側(cè)的光反射率高于其它熒光體上的金屬背層的向熒光體側(cè)的光反射率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光基板的制造方法，其特征在于，包含在具有最低E/L比的 熒光體中的熒光材料的平均粒徑小于包含在其它熒光體中的熒光材料的平均粒徑。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)光基板及其制造方法、以及使用發(fā)光基板的電子束激發(fā)型圖像顯示設(shè)備。選擇用于當(dāng)使用在發(fā)光基板上發(fā)出不同顏色的多個(gè)熒光體來獲得目標(biāo)色度的白色時(shí)各熒光體中具有最低的亮度與發(fā)光效率的比(E/L比)的熒光體，將形成在該熒光體上的金屬背層的部分的光反射率設(shè)置為高于形成在其它熒光體上的金屬背層的部分的光反射率。
文檔編號(hào)H01J29/20GK102103962SQ20101060005
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月16日
發(fā)明者佐野和則, 笹栗大助 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社