專利名稱：圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及裝備有形成了熒光膜的面板(faceplate)和對所述熒光膜照射電子線的電子發(fā)射元件的圖像顯示裝置，特別涉及特征為使用如下所述的熒光膜的圖像顯示裝置所述熒光膜含有平均粒徑大致相同的CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體以及ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體作為形成熒光膜的熒光體。
背景技術(shù)：
在視頻信息系統(tǒng)中，隨著高清晰化、大畫面化、薄型化、低耗電化的要求，積極地進(jìn)行了各種顯示裝置的研究開發(fā)。作為實(shí)現(xiàn)上述薄型化、低耗電化要求的顯示器，近年來正積極進(jìn)行電子線激發(fā)型薄型平面顯示裝置的研究開發(fā)。電子線激發(fā)型薄型平面顯示裝置具有在真空管殼的背面設(shè)置對應(yīng)于像素(子像素)的電子發(fā)射元件、在前面的面板的里面設(shè)置熒光膜的結(jié)構(gòu)，對熒光膜照射加速電壓約為0.1kV～10kV的低加速電子線，使其發(fā)光，顯示圖像。此處，由于照射熒光膜的電子線的電流密度是約為通常的陰極射線顯像管的10～1000倍的高電流密度，因此，期望用于電子線激發(fā)型薄型平面顯示裝置的熒光膜具備不引起充電的低電阻特性。而且，還必須具備在高電流密度下的壽命特性以及長時(shí)間照射電子線后的色彩平衡良好、亮度飽和(luminescence saturation)小、亮度高的特性。
電子線激發(fā)型薄型平面顯示裝置根據(jù)其使用的電子發(fā)射元件的不同，包括幾種方式。使用圓錐發(fā)射體(Spindt)型電子源或碳納米管型電子源等場致發(fā)射型電子源作為電子發(fā)射元件的顯示裝置稱為場致發(fā)射顯示裝置(Field Emission Display，F(xiàn)ED)。除此以外，已知使用表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子源作為電子發(fā)射元件的顯示裝置、使用MIM型或BSD型(彈道電子表面電子源)、HEED型等利用被電子加速層加速的熱電子的薄膜電子源的顯示裝置等。以下將上述的電子線激發(fā)型薄型平面顯示裝置統(tǒng)稱為(廣義的)“FED”。
目前，為實(shí)現(xiàn)長壽命、高線性度(發(fā)光亮度相對于照射電流量的增加大)的熒光膜，進(jìn)行了各種開發(fā)。在高壓型FED中，如非專利文獻(xiàn)1中所記載，使用ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體，但存在硫污染發(fā)射源、藍(lán)色以及綠色發(fā)光熒光體的亮度壽命以及亮度飽和(發(fā)光亮度相對于照射電流量的增加小)等問題。在低壓型FED中，如非專利文獻(xiàn)2中所記載，使用Y2SiO5:Ce藍(lán)色發(fā)光熒光體，但存在亮度低以及長時(shí)間照射電子線時(shí)藍(lán)色發(fā)光的色度向白色方向移動的色度劣化問題。另外，非專利文獻(xiàn)3中記載了通過低加速電壓電子線激發(fā)新型藍(lán)色發(fā)光氧化物熒光體CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體進(jìn)行亮度評價(jià)的結(jié)果。但是，沒有關(guān)于CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體的特征長壽命·高線性度的記載，也沒有關(guān)于組合ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體實(shí)現(xiàn)高性能的FED的記載。最近，專利文獻(xiàn)1中記載了組合CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體與ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體用作FED用藍(lán)色發(fā)光熒光膜的內(nèi)容。但是，CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體的粒徑小于ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體粒徑的1/2，不是充分發(fā)揮CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體性能的粒徑。
另外，在專利文獻(xiàn)2和非專利文獻(xiàn)4中，使用CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體作為真空紫外線激發(fā)用熒光體，而不是FED用熒光體。但是，沒有記載組合ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體實(shí)現(xiàn)高性能的電子線激發(fā)用熒光膜的內(nèi)容。
目前，為了實(shí)現(xiàn)低電阻、長壽命、高亮度的FED用熒光膜，已經(jīng)研究了各種方法。但是，利用上述現(xiàn)有的方法，不能完全解決存在的問題。特別需要實(shí)現(xiàn)長壽命·高線性度的新方法。
專利文獻(xiàn)1特開2003197135號公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2002332481號公報(bào)非專利文獻(xiàn)1 J.Vac.Sci.Technol.A19(4)2001年，p1083
非專利文獻(xiàn)2 SID04，19.4L，p832非專利文獻(xiàn)3 Extended Abstract of the Fifth Int.Conf.of DisplayPhosphors 1999年p317非專利文獻(xiàn)4 Asia Display/IDW’01，PHp1-7，p1115發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供能改善上述現(xiàn)有熒光膜的發(fā)光亮度、亮度壽命、線性度、色度各特性且具有優(yōu)良的亮度壽命特性的圖像顯示裝置。
上述目的是通過具有基板和形成了熒光膜的面板的圖像顯示裝置實(shí)現(xiàn)的，所述基板具有多個(gè)互相平行的第1電極、垂直于所述第1電極的多個(gè)互相平行的第2電極以及設(shè)置在所述第1電極和所述第2電極的交點(diǎn)或交點(diǎn)附近的電子發(fā)射元件，所述圖像顯示裝置的特征在于，所述熒光膜使用含有CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體與ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體的藍(lán)色發(fā)光熒光膜。此種情況下的圖像顯示裝置的電子線的加速電壓主要在1kV以上15kV以下的范圍。CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體與ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體的平均粒徑優(yōu)選具有能夠充分發(fā)揮熒光體性能的大小，且為適用于印刷涂布的大小。為了滿足上述對熒光體平均粒徑的要求，使CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體與ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體的平均粒徑大致相同。從發(fā)光亮度的要求考慮，其范圍優(yōu)選CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體的平均粒徑為ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體的平均粒徑的50％以上，特別優(yōu)選70％以上。從印刷涂布的要求方面考慮，其范圍優(yōu)選CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體的平均粒徑為ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體的平均粒徑的200％以下。上述CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體的平均粒徑大致為3μm以上8μm以下。另外，CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體的混合比率為ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體的20重量％以上時(shí)能充分發(fā)揮性能。
另外，通過利用如下的熒光體，能進(jìn)一步改善藍(lán)色熒光膜的亮度壽命，所述熒光體為ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體的發(fā)光光譜在400nm(3.10eV)附近觀察到肩峰(shoulder)、其發(fā)光強(qiáng)度比利用高斯曲線擬和的強(qiáng)度大2.5倍以上的熒光體。作為其制備方法，可以通過在含有硫的環(huán)境氣氛中于100～600℃的處理溫度下退火而進(jìn)行制備，利用熱發(fā)光曲線進(jìn)行測定，可以觀察到制備的ZnS:Ag熒光體的硫缺陷濃度降低。通過混合由此制備的ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體與CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體，能實(shí)現(xiàn)更高性能的圖像顯示裝置。
另外，在CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體中，可以添加選自IIa族、IIb族以及IVb族中的至少一種元素。通過添加上述元素，可以改善發(fā)光亮度以及色度。另外，在使用助熔劑(flux)合成熒光體的方法中，各熒光體中有時(shí)含有選自Ia族、VIIb族以及稀土類中的至少一種微量雜質(zhì)。在ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體中可以添加選自IIa族、IIb族、VIb族以及Ib族、IIIb族中的至少一種元素。通過添加上述元素，可以改善發(fā)光亮度。在利用助熔劑合成熒光體的方法中，各熒光體中有時(shí)含有選自Ia族、VIIb族以及稀土類中的至少一種微量雜質(zhì)。通過混合上述添加了各種元素的CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體以及ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體，可以實(shí)現(xiàn)更高性能的圖像顯示裝置。
本發(fā)明的圖像顯示裝置由于使用組合了CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體以及ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體的藍(lán)色發(fā)光熒光膜，因此發(fā)光亮度的線性度優(yōu)良，實(shí)現(xiàn)長壽命化，即使長時(shí)間驅(qū)動后，亮度特性以及色度平衡仍然良好。


圖1是表示本發(fā)明的熒光膜的亮度維持率曲線的圖。
圖2是表示本發(fā)明的熒光膜的亮度維持率曲線的圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例15中的顯示面板的模式平面圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例15中的顯示面板的模式剖面圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例15中的顯示面板的模式剖面圖。
圖6是表示本發(fā)明的圓錐發(fā)射體型電子源顯示裝置的整體結(jié)構(gòu)的模式圖。
圖7是表示本發(fā)明的碳納米管型電子源顯示裝置的整體結(jié)構(gòu)的模式圖。
符號說明11上部電極、12絕緣層、13下部電極、14基板、18圓錐發(fā)射體型電子源、19圓錐發(fā)射體型電子源顯示裝置、20陰極、21電阻膜、22絕緣膜、23柵極、24圓錐型金屬、25電極、26碳納米管層、27碳納米管型電子源、28碳納米管型電子源顯示裝置、32上部電極總線、41掃描驅(qū)動電路、42數(shù)據(jù)驅(qū)動電路、43加速電極驅(qū)動電路、60分隔壁、100顯示面板、110面板、114熒光體、120黑色導(dǎo)電材料、122加速電極、301薄膜電子源、310掃描電極、311數(shù)據(jù)電極、601陰極板、602熒光板、603框架構(gòu)件具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)說明本發(fā)明圖像顯示裝置中使用的熒光體的亮度以及亮度維持率等各特性，但以下實(shí)施例是本發(fā)明具體化的例子，不是用來限定本發(fā)明的。
首先，對藍(lán)色發(fā)光熒光體的各特性進(jìn)行說明。利用Y2SiO5:Ce、ZnS:Ag，Cl以及CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體進(jìn)行發(fā)光亮度特性的評價(jià)。利用沉降涂布法在鍍鎳的銅基板上使用各熒光體試樣形成熒光膜。涂布重量為2～5mg/cm2。將制備的試樣放置在搭載了電子槍的可拆裝置中進(jìn)行測定?？刹鹧b置中的電子線在偏轉(zhuǎn)線圈的作用下以與通常的電視相同的頻率左右以及上下掃描，在如上制備的熒光膜上的一定范圍內(nèi)畫出四方形的光柵(電子線照射范圍)。利用色彩色差計(jì)以及Si光電池從反射側(cè)測定發(fā)光亮度以及通過輻射測量過濾器(radiometric filter)的亮度(發(fā)光能量)。亮度特性評價(jià)是在加速電壓7kV、照射面積6×6mm、照射電流2μA、電流密度5.6μA/cm2、試樣溫度20℃的條件下進(jìn)行的。亮度特性的評價(jià)結(jié)果如表1所示。CaMgSi2O6:Eu熒光體的發(fā)光亮度是ZnS:Ag，Cl熒光體的35.2％。Y2SiO5:Ce熒光體的發(fā)光亮度是ZnS:Ag，Cl熒光體的65.2％，這是因?yàn)镃aMgSi2O6:Eu熒光體的色度y值小，Y2SiO5:Ce熒光體的色度y值大，所以在視感度方面出現(xiàn)亮度差。利用發(fā)光能量比較藍(lán)色熒光體的亮度特性是合適的。CaMgSi2O6:Eu熒光體的發(fā)光能量為52.8％，高于Y2SiO5:Ce熒光體的28.2％。另外，關(guān)于線性度，與ZnS:Ag，Cl熒光體(0.85)相比，CaMgSi2O6:Eu熒光體的線性度高達(dá)0.97，因此，越處于高電流區(qū)域，發(fā)光能量越接近于ZnS:Ag，Cl熒光體。
接下來，評價(jià)各藍(lán)色發(fā)光熒光體的亮度維持率。試樣的制備以及評價(jià)裝置與亮度特性評價(jià)時(shí)相同。亮度維持率的加速試驗(yàn)是在加速電壓7kV、照射面積6×6mm、照射電流100μA、電流密度278μA/cm2、試樣溫度200℃、電子線照射時(shí)間1小時(shí)的條件下進(jìn)行的。亮度維持率以及色度變化的評價(jià)結(jié)果如表2所示。ZnS:Ag，Cl熒光體的亮度維持率(在加速電壓7kV、照射面積6×6mm、照射電流2μA、電流密度5.6μA/cm2、試樣溫度20℃的條件下比較加速試驗(yàn)前后的發(fā)光能量)為80.4％，而Y2SiO5:Ce熒光體為92.9％、CaMgSi2O6:Eu熒光體的亮度維持率為95.8％，均為良好。Y2SiO5:Ce熒光體的亮度維持率高于ZnS:Ag，Cl熒光體，但在加速試驗(yàn)后，由于色度x以及y都增加，出現(xiàn)發(fā)光色向白色方向移動的色度劣化。CaMgSi2O6:Eu熒光體的色度y在加速試驗(yàn)后稍微增加，但與ZnS:Ag，Cl熒光體同等程度。
表1藍(lán)色發(fā)光熒光體在可拆裝置中的亮度特性評價(jià)結(jié)果
表2藍(lán)色發(fā)光熒光體在可拆裝置中的亮度維持率評價(jià)結(jié)果

如上所述，ZnS:Ag，Cl熒光體的發(fā)光亮度高，但亮度壽命不充分。另一方面，CaMgSi2O6:Eu熒光體的發(fā)光亮度的線性度、色度以及亮度壽命良好，但發(fā)光亮度低。作為氧化物熒光體，發(fā)光能量比Y2SiO5:Ce熒光體高，各項(xiàng)性能都充分。所以，通過組合高亮度的ZnS:Ag，Cl熒光體與長壽命的CaMgSi2O6:Eu熒光體，能實(shí)現(xiàn)高亮度、長壽命且色度以及線性度良好的高性能的FED用藍(lán)色發(fā)光熒光膜。而且，通過使用平均粒徑與ZnS:Ag，Cl熒光體大致相同、發(fā)光亮度高的CaMgSi2O6:Eu熒光體，能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)長壽命化。以下列舉其具體例。
下面比較微粒CaMgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑2μm)和本發(fā)明中使用的CaMgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑5μm)的特性。表3給出ZnS:Ag，Cl熒光體、微粒CaMgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑2μm)以及CaMgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑5μm)的發(fā)光效率。在發(fā)光效率的測定中，使用MIM(Metal-Insulator-Metal，金屬-絕緣體-金屬)電子源，利用涂布熒光體形成Al敷層(back)的陽極基板，在加速電壓7kV下進(jìn)行測定。ZnS:Ag，Cl熒光體的發(fā)光效率為3.3lm/W。微粒CaMgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑2μm)的發(fā)光效率為1.5lm/W，而CaMgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑5μm)的發(fā)光效率較高，為1.8lm/W。所以，作為藍(lán)色發(fā)光熒光膜，當(dāng)將發(fā)光效率設(shè)為3.0lm/W時(shí)，可以在ZnS:Ag，Cl熒光體中混合的微粒CaMgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑2μm)的比例上限為16％。由于微粒CaMgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑2μm)的發(fā)光效率低，因此如果混合微粒CaMgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑2μm)的比例高于上述值，則發(fā)光效率低于3.0lm/W。另一方面，由于CaMgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑5μm)的發(fā)光效率高于微粒CaMgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑2μm)，所以可以在ZnS:Ag，Cl熒光體中混合的CaMgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑5μm)的比例上限為20％。如上所述，因?yàn)镃aMgSi2O6:Eu熒光體的亮度壽命為良好，所以CaMgSi2O6:Eu熒光體的混合比例高的熒光膜亮度壽命更長。
表4給出本發(fā)明的實(shí)施例和比較例。當(dāng)在ZnS:Ag，Cl熒光體中混合微粒CaMgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑2μm)時(shí)，亮度壽命相對于ZnS:Ag，Cl提高56％(實(shí)施例1-1)。另外，當(dāng)在ZnS:Ag，Cl熒光體中混合CaMgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑5μm)時(shí)，亮度壽命相對于ZnS:Ag，Cl提高84％(實(shí)施例1-2)。圖1表示各藍(lán)色熒光膜相對于電子線照射時(shí)間的亮度維持率變化的曲線圖。本發(fā)明的藍(lán)色熒光膜的亮度壽命相對于比較例有所改善。
表3藍(lán)色發(fā)光熒光體的發(fā)光效率以及與ZnS:Ag，Cl的混合上限
表4藍(lán)色發(fā)光熒光膜的亮度壽命

作為測定熒光體的平均粒徑的方法，有利用粒度分布測定裝置進(jìn)行測定的方法以及利用電子顯微鏡直接觀察的方法等。以利用電子顯微鏡觀察的情形為例，利用等差值(...、1.0μm、1.5μm、2.0μm、...、7.0μm、7.5μm、8.0μm、...)表示熒光體的粒徑變量(...、0.8～1.2μm、1.3～1.7μm、1.8～2.2μm、...、6.8～7.2μm、7.3～7.7μm、7.8～8.2μm、...等)的各區(qū)間，如果將其設(shè)為xi，將利用電子顯微鏡觀察到的各變量的度數(shù)表示為fi，則平均值M如下所示。
M＝∑xifi/∑fi＝∑xifi/N(式1)其中，∑fi＝N。如此可以求得各熒光體的平均粒徑。
下面對在ZnS:Ag，Cl熒光體(平均粒徑5μm)中混合(Ca，Sr)MgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑4μm)的情形進(jìn)行說明。表5給出各藍(lán)色發(fā)光熒光體的發(fā)光效率。(Ca，Sr)MgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑4μm)的發(fā)光效率為2.0lm/W，高于微粒CaMgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑2μm)的發(fā)光效率(1.5lm/W)。所以，作為藍(lán)色發(fā)光熒光膜，當(dāng)將發(fā)光效率設(shè)為3.0lm/W時(shí)，可以在ZnS:Ag，Cl熒光體中混合的微粒CaMgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑2μm)的比例上限為16％。由于微粒CaMgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑2μm)的發(fā)光效率低，因此如果混合微粒CaMgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑2μm)的比例高于上述值，則發(fā)光效率低于3.0lm/W。另一方面，由于(Ca，Sr)MgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑4μm)的發(fā)光效率高于微粒CaMgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑2μm)，所以可以在ZnS:Ag，Cl熒光體中混合的(Ca，Sr)MgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑4μm)的比例上限為23％。表6給出本發(fā)明的實(shí)施例和比較例。當(dāng)在ZnS:Ag，Cl熒光體中混合(Ca，Sr)MgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑4μm)時(shí)，亮度壽命相對于ZnS:Ag，Cl提高102％，大約提高了2倍(實(shí)施例2)。圖2表示各藍(lán)色熒光膜相對于電子線照射時(shí)間的亮度維持率變化的曲線圖。本發(fā)明的藍(lán)色熒光膜的亮度壽命相對于比較例有所改善。
表5藍(lán)色發(fā)光熒光體的發(fā)光效率以及與ZnS:Ag，Cl的混合上限
表6藍(lán)色發(fā)光熒光膜的亮度壽命
在ZnS:Ag，Al熒光體(平均粒徑6μm)中混合CaMgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑8μm)制備藍(lán)色發(fā)光熒光膜。照射電子線時(shí)的發(fā)光亮度以及亮度壽命與實(shí)施例1-2比較為良好。
在于400℃的退火溫度下進(jìn)行了硫化處理的ZnS:Ag，Al熒光體(平均粒徑5μm)中混合CaMgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑5μm)制備藍(lán)色發(fā)光熒光膜。在發(fā)光光譜中可以觀察到在450nm的藍(lán)色發(fā)光峰的短波長側(cè)400nm(3.10eV)處發(fā)光的肩峰，其大小是利用高斯曲線擬和的強(qiáng)度的2.7倍。另外，在該ZnS:Ag，Al熒光體的熱發(fā)光曲線的450K附近無熱發(fā)光峰，平坦。對混合了上述熒光體的熒光膜照射電子線時(shí)的亮度壽命與實(shí)施例1-2比較為良好。

在ZnMgS:Ag，Al熒光體(平均粒徑8μm)中混合CaMgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑4μm)以及Y2SiO5:Ce熒光體制備藍(lán)色發(fā)光熒光膜。照射電子線時(shí)的線性度以及亮度壽命良好。
在實(shí)施了磷酸鹽涂層的ZnSrS:Ag，Al熒光體(平均粒徑6μm)中混合(Ba，Ca)MgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑4μm)制備藍(lán)色發(fā)光熒光膜。照射電子線時(shí)的亮度壽命良好。
在ZnS:Ag，Cu，Al熒光體(平均粒徑4μm)中混合CaMg(Si，Ge)2O6:Eu熒光體(平均粒徑5μm)制備藍(lán)色發(fā)光熒光膜。照射電子線時(shí)的亮度壽命良好。
在ZnS:Ag，Al，Ga熒光體(平均粒徑3μm)中混合(Ba，Sr，Ca)MgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑6μm)制備藍(lán)色發(fā)光熒光膜。照射電子線時(shí)的發(fā)光亮度以及色度良好。
在含有微量雜質(zhì)Na、K以及Cl的ZnS:Ag，Al熒光體(平均粒徑5μm)中混合含有微量雜質(zhì)F的CaMgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑6μm)制備藍(lán)色發(fā)光熒光膜。照射電子線時(shí)的色度、線性度以及亮度壽命大致與實(shí)施例3同樣良好。
在ZnS:Ag，Al熒光體(平均粒徑5μm)中混合CaMgSi2O6:Eu，Tb熒光體(平均粒徑3μm)制備藍(lán)色發(fā)光熒光膜。照射電子線時(shí)的亮度壽命良好。
在ZnS:Ag，Al熒光體(平均粒徑6μm)中混合(Ca，Sc)MgSi2O6:Eu，Ce熒光體(平均粒徑6μm)制備藍(lán)色發(fā)光熒光膜。照射電子線時(shí)的亮度壽命良好。

在ZnS:Ag，Al熒光體(平均粒徑4μm)中混合(Ca，Gd)MgSi2O6:Eu，Tm熒光體(平均粒徑4μm)制備藍(lán)色發(fā)光熒光膜。照射電子線時(shí)的亮度壽命良好。
在ZnS:Ag，Al熒光體(平均粒徑5μm)中混合(Ca，Y)MgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑5μm)制備藍(lán)色發(fā)光熒光膜。照射電子線時(shí)的亮度壽命良好。
在ZnS:Ag，Al熒光體(平均粒徑3μm)中混合(Ca，Lu)MgSi2O6:Eu熒光體(平均粒徑3μm)制備藍(lán)色發(fā)光熒光膜。照射電子線時(shí)的亮度壽命良好。
MIM型電子源顯示裝置之一使用薄膜電子源作為該實(shí)施例中的電子發(fā)射元件301。更具體而言，使用MIM(Metal-Insulator-Metal，金屬-絕緣體-金屬)電子源。圖3是本實(shí)施例中使用的顯示面板的平面圖。圖4是圖3的A-B間的剖面圖。被陰極板601、熒光板602、框架構(gòu)件603包圍的內(nèi)部處于真空。為了抵抗大氣壓而在真空區(qū)域內(nèi)設(shè)置了分隔壁60。分隔壁60的形狀、個(gè)數(shù)、設(shè)置是任意的。在陰極板601上沿水平方向設(shè)置掃描電極310，垂直于掃描電極310設(shè)置數(shù)據(jù)電極(data electrode)311。掃描電極310與數(shù)據(jù)電極311的交點(diǎn)對應(yīng)于子像素。所謂子像素是指在彩色圖像顯示裝置的情況下分別對應(yīng)于紅、藍(lán)、綠色的子像素。圖3只記載了掃描電極310的條數(shù)為12條的情形，但在實(shí)際的顯示器中具有數(shù)百條至數(shù)千條。數(shù)據(jù)電極311也同樣。在掃描電極310與數(shù)據(jù)電極311的交點(diǎn)設(shè)置電子發(fā)射元件301。本實(shí)施例中使用薄膜電子源作為電子發(fā)射元件301。在掃描電極310與上部電極總線(bus line)32交叉區(qū)域具有電子發(fā)射區(qū)域，從該區(qū)域發(fā)射電子。圖5是本實(shí)施例中使用的顯示面板的剖面圖。圖5(a)是沿圖3的A-B線方向的剖面圖(只畫出3個(gè)子像素)，圖5(b)是與A-B線垂直的方向的剖面圖(畫出3個(gè)子像素)。
陰極板601的構(gòu)成如下。在玻璃等絕緣性基板14上設(shè)置由下部電極13(Al)、絕緣層12(Al2O3)、上部電極11(Ir-Pt-Au)構(gòu)成的薄膜電子源301。上部電極總線32通過上部電極總線基底膜33與上部電極11電連接，用作上部電極11的饋線。另外，在本實(shí)施例中，上部電極總線32用作數(shù)據(jù)電極311。在陰極板601上，矩陣狀設(shè)置電子發(fā)射元件301的區(qū)域(稱為陰極設(shè)置區(qū)域)被層間絕緣膜410覆蓋，在其上形成共電極。共電極由共電極膜A421與共電極膜B422的疊層膜構(gòu)成。共電極與地電極連接。分隔壁60與共電極相連，具有流過從熒光板602的加速電極122經(jīng)由分隔壁60流動電流、傳導(dǎo)將分隔壁60帶電的電荷的功能。另外，在圖5中，高度方向的縮尺是任意的。即，下部電極13或上部電極總線32等的厚度為數(shù)微米以下，但基板14和面板110的距離為1～3mm。陰極板601的制備方法記載于特開2003-323148。
熒光板602的內(nèi)側(cè)具有由混合ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體和CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體得到的藍(lán)色發(fā)光熒光體、ZnS:Cu，Al綠色發(fā)光熒光體以及Y2O3:Eu紅色發(fā)光熒光體形成的熒光體114A、114B、114C。為了提高清晰度，在每個(gè)像素間設(shè)置黑色導(dǎo)電材料。制備黑色導(dǎo)電材料時(shí)，在整個(gè)面上涂布光致抗蝕劑膜，利用光掩模曝光顯影，殘留部分光致抗蝕劑膜。然后，在整個(gè)面上形成石墨膜后，使過氧化氫等作用于上述膜，除去光致抗蝕劑膜和其上的石墨，形成黑色導(dǎo)電材料。利用絲網(wǎng)印刷法涂布熒光膜。將熒光體與以纖維素類樹脂等為主體的媒介物(vehicle)混煉調(diào)成糊狀。然后，利用不銹鋼篩進(jìn)行壓印涂布。通過將篩孔的位置對應(yīng)各自在熒光膜上的位置分別涂布紅、綠、藍(lán)熒光體。接下來，燒結(jié)印刷形成的熒光膜，除去混合的纖維素樹脂等。由此形成熒光體的圖案。加速電極122(金屬敷層(metal back))是在熒光膜的里面進(jìn)行成膜加工后真空蒸鍍Al而制備的。然后，進(jìn)行熱處理揮發(fā)除去成膜劑。由此制成熒光板602。
在陰極板601與熒光板602之間，配置適當(dāng)個(gè)數(shù)的分隔壁60。如圖3、圖4所示，陰極板601和熒光板602之間夾有框架構(gòu)件603并被密封。而且，將陰極板601、熒光板602和框架構(gòu)件603包圍的空間10排氣成真空。由此制成顯示面板100。
MIM型電子源顯示裝置之二本發(fā)明的MIM型電子源顯示裝置如圖5所示。具體而言，在熒光板602的內(nèi)側(cè)具有由混合了ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體和CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體的藍(lán)色發(fā)光熒光體、Y2SiO5:Tb綠色發(fā)光熒光體以及Y2O2S:Eu紅色發(fā)光熒光體形成的熒光體114A、114B、114C。熒光膜、黑色導(dǎo)電材料和金屬敷層的形成方法與實(shí)施例15相同。通過組合上述熒光體，亮度壽命特別好。
MIM型電子源顯示裝置之三本發(fā)明的MIM型電子源顯示裝置如圖5所示。具體而言，在熒光板602的內(nèi)側(cè)具有由混合了ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體和CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體的藍(lán)色發(fā)光熒光體、Y2SiO5:Tb綠色發(fā)光熒光體、混合了Y2O2S:Eu以及Y2O3:Eu紅色發(fā)光熒光體的紅色發(fā)光熒光體試樣形成的熒光體114A、114B、114C。熒光膜、黑色導(dǎo)電材料以及金屬敷層的形成方法與實(shí)施例15相同。通過組合上述熒光體，線性度以及亮度壽命特別好。
MIM型電子源顯示裝置之四本發(fā)明的MIM型電子源顯示裝置如圖5所示。特別是在熒光板602的內(nèi)側(cè)具有由混合了ZnS:Ag，Al藍(lán)色發(fā)光熒光體和(Ca，Sr)MgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體的藍(lán)色發(fā)光熒光體、(Y，Sc)2SiO5:Tb綠色發(fā)光熒光體、Y2O3:Eu紅色發(fā)光熒光體形成的熒光體114A、114B、114C。熒光膜、黑色導(dǎo)電材料以及金屬敷層的形成方法與實(shí)施例15相同。通過組合上述熒光體，與實(shí)施例17比較，發(fā)光亮度有所改善。
MIM型電子源顯示裝置之五本發(fā)明的MIM型電子源顯示裝置如圖5所示。特別是在熒光板602的內(nèi)側(cè)具有由混合了ZnS:Ag，Cl藍(lán)色發(fā)光熒光體和CaMg(Si，Ge)2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體的藍(lán)色發(fā)光熒光體、(Y，Gd)2SiO5:Tb綠色發(fā)光熒光體、Y2O3:Eu紅色發(fā)光熒光體形成的熒光體114A、114B、114C。熒光膜、黑色導(dǎo)電材料以及金屬敷層的形成方法與實(shí)施例15相同。
MIM型電子源顯示裝置之六本發(fā)明的MIM型電子源顯示裝置如圖5所示。特別是在熒光板602的內(nèi)側(cè)具有由混合了ZnS:Ag，Al藍(lán)色發(fā)光熒光體和Ca(Mg，Zn)Si2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體的藍(lán)色發(fā)光熒光體、(Y，Dy)2SiO5:Tb綠色發(fā)光熒光體、Y2O3:Eu紅色發(fā)光熒光體形成的熒光體114A、114B、114C。熒光膜、黑色導(dǎo)電材料以及金屬敷層的形成方法與實(shí)施例15相同。
圓錐發(fā)射體型電子源顯示裝置之一本發(fā)明的圓錐發(fā)射體型電子源顯示裝置如圖6所示。圓錐發(fā)射體型電子源顯示裝置19由面板110、圓錐發(fā)射體型電子源18、基板14構(gòu)成，圓錐發(fā)射體型電子源18由陰極20、電阻膜21、絕緣膜22、柵極23、圓錐型金屬(Mo等)24形成。特別是在面板110的內(nèi)側(cè)具有由混合了ZnS:Ag，Al藍(lán)色發(fā)光熒光體和CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體的藍(lán)色發(fā)光熒光體、Y2SiO5:Tb綠色發(fā)光熒光體以及Y2O3:Eu紅色發(fā)光熒光體形成的熒光體114。熒光膜、黑色導(dǎo)電材料以及金屬敷層的形成方法與實(shí)施例15相同。本發(fā)明的發(fā)光亮度、線性度、亮度壽命以及色度與實(shí)施例15同樣良好。
圓錐發(fā)射體型電子源等場致發(fā)射型電子源具有如果表面附著硫(元素名S)，則電子發(fā)射性能大幅度劣化的特性。所以，如本實(shí)施例所述，通過使用降低了熒光體的硫含量的組合，能實(shí)現(xiàn)電子發(fā)射元件的長壽命化、穩(wěn)定性得到提高。
圓錐發(fā)射體型電子源顯示裝置之二本發(fā)明的圓錐發(fā)射體型電子源顯示裝置如圖6所示。特別是在面板110的內(nèi)側(cè)具有由混合了ZnS:Ag，Al，Cl藍(lán)色發(fā)光熒光體和CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體的藍(lán)色發(fā)光熒光體、Y2SiO5:Tb綠色發(fā)光熒光體以及Y2O2S:Eu紅色發(fā)光熒光體形成的熒光體114。熒光膜、黑色導(dǎo)電材料以及金屬敷層的形成方法與實(shí)施例15相同。
圓錐發(fā)射體型電子源顯示裝置之三本發(fā)明的圓錐發(fā)射體型電子源顯示裝置如圖6所示。特別是在面板110的內(nèi)側(cè)具有由混合了ZnS:Ag，Cl藍(lán)色發(fā)光熒光體和CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體的藍(lán)色發(fā)光熒光體、Y2SiO5:Tb綠色發(fā)光熒光體、混合了Y2O2S:Eu以及Y2O3:Eu紅色發(fā)光熒光體的紅色發(fā)光熒光體試樣形成的熒光體114。另外，為了降低熒光體的電阻，在熒光膜中混合導(dǎo)電性物質(zhì)In2O3。熒光膜、黑色導(dǎo)電材料以及金屬敷層的形成方法與實(shí)施例15相同。
碳納米管型電子源顯示裝置之一本發(fā)明的碳納米管型電子源顯示裝置如圖7所示。碳納米管型電子源顯示裝置28由面板110、碳納米管型電子源27、基板14構(gòu)成，碳納米管型電子源27由電極25、碳納米管層26形成。特別是在面板110的內(nèi)側(cè)具有由混合了ZnS:Ag，Al藍(lán)色發(fā)光熒光體和CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體的藍(lán)色發(fā)光熒光體、Y2SiO5:Tb綠色發(fā)光熒光體以及Y2O3:Eu紅色發(fā)光熒光體形成的熒光體114。熒光膜、黑色導(dǎo)電材料以及金屬敷層的形成方法與實(shí)施例15相同。
碳納米管型電子源等場致發(fā)射型電子源具有如果表面附著硫(元素名S)，則電子發(fā)射性能大幅度劣化的特性。所以，如本實(shí)施例所述，通過使用降低了熒光體的硫含量的組合，能實(shí)現(xiàn)電子發(fā)射元件的長壽命化、穩(wěn)定性得到提高。
碳納米管型電子源顯示裝置之二本發(fā)明的碳納米管型電子源顯示裝置如圖7所示。特別是在面板110的內(nèi)側(cè)具有由混合了ZnS:Ag，Cl藍(lán)色發(fā)光熒光體和CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體的藍(lán)色發(fā)光熒光體、Y2SiO5:Tb綠色發(fā)光熒光體以及Y2O2S:Eu紅色發(fā)光熒光體形成的熒光體114。熒光膜、黑色導(dǎo)電材料以及金屬敷層的形成方法與實(shí)施例15相同。
碳納米管型電子源顯示裝置之三本發(fā)明的碳納米管型電子源顯示裝置如圖7所示。特別是在面板110的內(nèi)側(cè)具有由混合了ZnS:Ag，Al，Cl藍(lán)色發(fā)光熒光體和CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體的藍(lán)色發(fā)光熒光體、Y2SiO5:Tb綠色發(fā)光熒光體、混合了Y2O2S:Eu以及Y2O3:Eu紅色發(fā)光熒光體的紅色發(fā)光熒光體試樣形成的熒光體114。另外，為了降低熒光體的電阻，在熒光膜中混合導(dǎo)電性物質(zhì)In2O3。熒光膜、黑色導(dǎo)電材料以及金屬敷層的形成方法與實(shí)施例15相同。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，所述圖像顯示裝置具有基板和形成了熒光膜的與該基板對向的面板，所述基板具有多個(gè)互相平行的第1電極、與所述第1電極垂直的多個(gè)互相平行的第2電極以及設(shè)置在所述第1電極與所述第2電極的交點(diǎn)或交點(diǎn)附近的電子發(fā)射元件，其特征在于，所述熒光膜使用含有CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體以及ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體的藍(lán)色發(fā)光熒光膜。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體的平均粒徑與ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體的平均粒徑大致相同。
3.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體的平均粒徑是ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體的平均粒徑的70％以上。
4.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體的平均粒徑是3μm以上、8μm以下。
5.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體的混合比率是ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體的20重量％以上。
6.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述圖像顯示裝置使用在所述CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體中添加了選自由IIa族、IIb族以及IVb族構(gòu)成的元素組中的至少一種元素的藍(lán)色發(fā)光熒光膜。
7.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述圖像顯示裝置使用在所述ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體中添加了選自由IIa族、IIb族、VIb族以及Ib族、IIIb族構(gòu)成的元素組中的至少一種元素的藍(lán)色發(fā)光熒光膜。
8.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，構(gòu)成所述熒光膜的熒光體含有選自由Ia族、VIIb族以及稀土類構(gòu)成的元素組中的至少一種微量雜質(zhì)。
9.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體的發(fā)光光譜在400nm(3.10eV)附近觀察到肩峰。
10.如權(quán)利要求9所述的圖像顯示裝置，其特征在于，在所述發(fā)光光譜的400nm(3.10eV)處的發(fā)光強(qiáng)度比利用高斯曲線擬和的強(qiáng)度大2.5倍以上。
11.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置的制造方法，其特征在于，所述ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體是利用硫缺陷濃度降低的制備方法進(jìn)行制備的，所述硫缺陷濃度降低的制備方法是通過在含有硫的環(huán)境氣氛中、在100～600℃的處理溫度下進(jìn)行退火來實(shí)現(xiàn)的，在該方法中還混合所述ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體和CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體。
12.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體的平均粒徑是ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體的平均粒徑的50％以上。
13.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述CaMgSi2O6:Eu藍(lán)色發(fā)光熒光體的平均粒徑是ZnS:Ag藍(lán)色發(fā)光熒光體的平均粒徑的200％以下。
14.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，從所述電子發(fā)射元件發(fā)射至熒光膜的電子線的加速電壓為1kV以上15kV以下。
全文摘要
本發(fā)明提供亮度壽命、發(fā)光亮度的線性度以及色度得到提高的電子線激發(fā)型薄型平面顯示裝置，所述電子線激發(fā)型薄型平面顯示裝置包括具有多個(gè)互相平行的第1電極、與所述第1電極垂直的多個(gè)互相平行的第2電極以及設(shè)置在所述第1電極與所述第2電極的交點(diǎn)或交點(diǎn)附近的電子發(fā)射元件的基板、和形成了熒光膜的面板，通過使用利用混合了CaMgSi
文檔編號C09K11/08GK101034651SQ20071000426
公開日2007年9月12日 申請日期2007年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月9日
發(fā)明者小松正明, 今村伸, 佐久間廣貴 申請人:株式會社日立顯示器