專利名稱：：三基色場發(fā)射熒光粉及顯示器的制造技術(shù)三基色場發(fā)射熒光粉及顯示器的制造發(fā)明所屬的
技術(shù)領域：
本發(fā)明與一種組件的訊息顯示技術(shù)有關，尤指一種與新型的真空顯示器相結(jié)合，利用納米碳管(CNT)作為場發(fā)射極，產(chǎn)生能量充足的電子束撞擊位于玻璃外殼內(nèi)的發(fā)光面。這樣的組合稱為CNT-FED顯示設備。FED陽極板以RGB無機陰極電致發(fā)光熒光粉形式得以實現(xiàn)。先前技術(shù)從20世紀40年代開始，陰極射線管(CRT)便作為獨立的電子訊息顯示設備。請參照圖1,其繪示了已知的CRT采用冷陰極場致發(fā)射熒光屏的顯像架構(gòu)的示意圖。如圖所示在玻璃曲型管(映像管)1中，在它部分狹窄的光電體系里容納了三個加熱的熱陰極。電子束出自該陰極組份中顯像管頸部的靜電效應及磁場效應(偏斜體系)，之后該電子束穿透有縫的材料面5，撞擊在玻璃映像管l的內(nèi)表層6上，鑲嵌組件內(nèi)封裝有熒光粉(圖中未示)，發(fā)光組件的形成材料具有紅(R)、綠(G)、藍(B)三個主要發(fā)光顏色。電場中的能量加速至E=25千電子伏，鑲嵌組件內(nèi)開始電致發(fā)光(稱陰極電致發(fā)光)。該組件在映像管的內(nèi)部發(fā)光象素大于1"06個。發(fā)光像素尺寸為250280微米，電子束隨著橫切線圍繞在所有顯像管玻璃曲型管(映像管)的周圍，建立發(fā)光顯像亮度，電子光束在發(fā)光鑲嵌塊屏幕組件上的時間非常短，不超過0.1微秒，因此對于獲取必須的圖像亮度，電子束的附加能量非常高，一般為25千電子伏，圖像顯像頻率為F=50赫茲(Hz)。映像管的生產(chǎn)量非常龐大(全球年產(chǎn)量為l個億，中國年產(chǎn)量為4000萬)，但這種顯像裝置仍存在以下缺陷l.高電壓，要求對產(chǎn)生的X光輻射進行專業(yè)防護；2.因為映像管中使用高電壓，有失火的危險；3.在電子束撞擊個別不同的亮度組件及超出電子束獲得范圍，亮度上的差異可很快使使用者的眼睛產(chǎn)生疲勞，要避免此一問題通常要距映像管熒光屏幾米遠的距離；4.映像管的體積很大，映像管的高度、寬度以及深度不小于50cm;5.大體積重量的映像智(10~12千克)，對于內(nèi)部電極及偏斜體系中的玻璃生產(chǎn)需采用大量材料。所有這些缺點采用其它物理概念創(chuàng)造全色系影像在液晶顯示器LCD中的有效光電及在電漿顯示器(PDP)中的有效氣體放電；LCD及PDP主要的優(yōu)勢僅在于設備的厚度(設備的深度)最小，但在所有其它參數(shù)上，LCD和PDP都不及CRT:1.有非常高的制造成本，每一個影像組份必須具有專業(yè)的記憶裝置；2.對于工作溫度比較敏感。如在溫度不符的情況下，LCD不工作，PDP則會降低該發(fā)光亮度；3.當視角超過120度時，從側(cè)邊角度觀看LCD和PDP熒光屏上的影像很不方便。LCD和PDP設備的實質(zhì)性缺陷是發(fā)光亮度不夠，通常為L=200400cd/m2，對于具有高照明度的熒光屏的顯示影像是不足的。LCD和PDP的另一個缺點是整體效能不高，能源損耗大。在LCD設備中，對于建立100cn^上的顯像，耗費電功率W40瓦特，而在PDP設備中的效能同樣很小，數(shù)值為n=l3流明/瓦特。1瓦特電子功率建立在PDP設備上在lm2中的亮度不大于L=lcd/m2。LCD的高成本，PDP設備分辨率低，因而在平面顯示器的領域中必定需要尋找新型的訊息顯示架構(gòu)系統(tǒng)，此架構(gòu)便是場發(fā)射顯示屏(FieldEmittingDisplay簡稱FED),將一種或三種基本色的冷陰極電致發(fā)光熒光粉同時在熒光屏的鑲嵌圖塊結(jié)合。冷陰極的工作從物理原理上并沒有產(chǎn)生溫度，在抽空電子的專業(yè)材料組件下，電子場強烈運轉(zhuǎn)(冷發(fā)射)。實現(xiàn)該現(xiàn)象必須采用良好的人工(手工)技術(shù)創(chuàng)造精細尖銳金屬材料Mo及W，工藝復雜，成本過高。目前，采用空心納米碳管(英文稱CNT)作為的發(fā)射陰極，產(chǎn)生了新型的場發(fā)射架構(gòu)CNT-FED,在這個新型架構(gòu)中采用絲網(wǎng)印刷的方法制備了納米碳管的陰極數(shù)組。請參照圖2，其繪示了一般的納米碳管場發(fā)射顯示器的剖面示意圖。如圖所示，一般的納米碳管場發(fā)射顯示器具有一陰極IO及一陽極20,以及位于該陰極10及陽極20間的傳導電極30，該陽極20的內(nèi)部薄板表面與傳導電極30間組成納米碳管層(CNT)。納米碳管層非常薄，不超過IO微米，在這間距的10微米里有第二層這樣的層位于第二塊陽極板上鍍層(包覆)來自紅、綠、藍不同顏色的發(fā)光鑲嵌組件，一般由特殊透明的導電材料一氧化釔、氧化錫制成。用專業(yè)方法支撐陰極板及陽極板，該間隙通常為10~100微米。儀器第一次工作時陰極板及陽極板之間的空間處于真空狀態(tài)；在陰極板的電極上有納米碳管電極，薄板的電勢能U-500伏，足夠建立真空隔間的電場梯度G=U/S=500V/10xl0_3mm=50KV/cm，足以抽空納米碳管層的電子。該種電場梯度橫穿陰極板及陽極板。自納米碳管的電子飛越真空間隔在陽極板上呈現(xiàn)撞擊熒光粉產(chǎn)生電致發(fā)光現(xiàn)象。與熱陰極的電子射線映像管比較，區(qū)別在于FED設備中的電能比映像管小50100倍。由CNT組成的電子束空間密度不大于10微安/cm2,如此空間電子密度小于CRT映像管中的10100倍。所有的這些自身涂敷的確定條件及發(fā)光鑲嵌材料的要求置于陰極板上。在這之前，要使位于陽極板上的熒光粉開始發(fā)光(或稱為點燃)需要一起始電勢，此一起始電勢標記為EQ，在具有能量Ei開始工作時，連接發(fā)光亮度L及這個能量參數(shù)記錄在以下等式L-"E「E。)f，其中L為發(fā)光亮度，El為能量束，落在鑲嵌的熒光粉的表層。n為非線性指數(shù)，依附于電子能光束的發(fā)光亮度，n^1.52。J為電流密度，分析該公式，在E^Eo時，可以造成電致發(fā)光，一般而言，這樣陰極電致發(fā)光的起始電勢常為E『l2xl()2伏，但在CNT-FED的電能量中E^500V即可造成電致發(fā)光。由此得出一個重要結(jié)論必須降低參數(shù)EQS10~50V。這是非常難實現(xiàn)的。第二個需求是有關發(fā)光鑲嵌層中它的高導電性。對于CNT-FED顯示器在電流加載下確保了光閘極電極的高傳導性結(jié)果。這個電極應該位于具有陰極發(fā)光顆粒良好的電點接觸。但這保障的僅僅是在熒光粉顆粒層非常薄的情況下。第三個對于CNT-FED設備發(fā)光層適宜的重要需求，僅在采用非常細小的陰極電致發(fā)光熒光粉顆粒的情況下才能制造出很薄的CNT-FED熒光屏。例如在WO/2008/002288專利申請案中(請參照CollinsThomasetandWO/2008/002288LuminescentmaterialsforacarbonCNT-FED.2008/01/03),CNT-FED熒光屏的組件并不適合使用非常大的能量來激發(fā)。另采用WO2008/003388A1專利申請案中所用的設備。拆解這一具有以陰極電致發(fā)光的納米碳管為基質(zhì)的FED顯示設備，將陽極電架構(gòu)串聯(lián)在RGB熒光屏發(fā)光器件上，分隔板，起始電子束能量激發(fā)E『410千伏。該熒光屏釆用熟知的傳統(tǒng)電視所用的發(fā)光材料。綠色輻射陰極電致發(fā)光熒光粉具有ZnSCuAl組份，藍色輻射陰極電致發(fā)光熒光粉具有ZnSAgCe組份，以及具有出自氧、釔、銪的稀土材料Y202SEu組份的強烈輻射的紅色陰極電致發(fā)光熒光粉。我們馬上就能指出這種人們熟知的熒光屏的明顯缺點l.高壓激發(fā)；2.對于起始電子束能量激發(fā)E。=410千伏標準的電視級陰極熒光粉，高勢能點燃(發(fā)光)；3.在電視熒光屏中采用的陰極激發(fā)光顆粒尺寸太??；以及4.不能形成具有高效的大顆粒分散的陰極發(fā)光顯示屏。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述已知技術(shù)的缺點，本發(fā)明的主要目的系提供一全色系紅黃綠納米碳管場發(fā)射顯示屏，其可消除上述缺點。為解決上述已知技術(shù)的缺點，本發(fā)明的另一目的系提供一全色系紅黃綠納米碳管場發(fā)射顯示屏，其可創(chuàng)造CNT-FED顯示器無附加電子設備內(nèi)部真空間隙。為解決上述已知技術(shù)的缺點，本發(fā)明的另一目的系提供一種全色系紅黃綠納米碳管場發(fā)射顯示屏，其可提升CNT-FED顯示器的發(fā)光亮度及增加與陽極板結(jié)合的強度。為達到上述目的，本發(fā)明提供一種全色系紅黃綠納米碳管場發(fā)射顯示屏，其具有三個分隔開的陰極電致發(fā)光熒光屏、一陽極板及一陰極板，且該陽極板的光閘極電極上附著有一透明的氧化物薄膜，從該陰極板的光閘極電極上所發(fā)射的電子源撞擊該陰極電致發(fā)光熒光屏，在該陰極板和陽極板之間空隙的電場變化情況下，其特征在于該陰極電致發(fā)光熒光屏是用可被激活的稀土元素制成的，確保了在電子束激發(fā)下，該熒光屏發(fā)光亮度的穩(wěn)定性及均勻性。附圖簡述圖1繪示了已知的CRT采用冷陰極場致發(fā)射熒光屏的顯像架構(gòu)的示意圖，其中玻璃曲型管l，熱陰極2,材料面5，內(nèi)表層6。圖2繪示了一般的納米碳管場發(fā)射顯示器的剖面示意圖，其中陰極IO，陽極20,傳導電極30。圖3繪示了本發(fā)明一較佳實施例的納米碳管場發(fā)射顯示器的剖面示意圖，其中陰極板100,陰極電致發(fā)光熒光屏110、120、130,陽極板150，氧化物薄膜151。圖4繪示了本發(fā)明的納米碳管場發(fā)射顯示器的發(fā)光效率示意圖。實施方式首先，本發(fā)明的目的在于消除上述熒光屏的缺點。請參照圖3，其繪示了本發(fā)明一較佳實施例的納米碳管場發(fā)射顯示器的剖面示意圖。如圖所示，本發(fā)明的全色系紅黃綠納米碳管場發(fā)射顯示屏具有一陰極板ioo、三個分隔開的陰極電致發(fā)光熒光屏110、120、130及一陽極板150，且該陽極板150的光閘極電極上附著有一透明的氧化物薄膜151，從該陰極板100的光閘極電極上所發(fā)射的電子源撞擊該陰極電致發(fā)光熒光屏110、120、130，在該陰極板IOO和陽極板150之間空隙的電場變化情況下，其特征在于該陰極電致發(fā)光熒光屏110、120、130是用可被激活的稀土元素制成的，確保了在電子束激發(fā)下，該熒光屏110、120、130發(fā)光亮度的穩(wěn)定性及均勻性。其中，該稀土元素為釔。該電子束的能量為E>400伏。該陰極熒光粉顆粒的中位線粒徑為d5。<l微米時，其密度值為p^5g/cm3。該熒光屏110、120、130上的每一單元中覆蓋呈分散的圓形或橢圓形形狀的陰極電致發(fā)光熒光粉(圖中未示)，其中該每一單元的尺寸為d=0.卜0.25mm。該紅色輻射光成份使用下列配方的陰極電致發(fā)光熒光粉Y2.x-y.zScxInyEuz03,其中x=0.0010.1，y=0.0010.1,z=0.0010.1。該綠色輻射發(fā)光成份采用正硅酸鹽釔，用鈰及鋱作為激活劑，再添加引用鈧及錫，使用下列配方的陰極熒光粉Y2.x'y.zSCxTbyCezSi卜pSnp05.式中x=0.0010.1，y=0.0010.1,z=0.001~0.1，p=0.001~0.1。該藍光輻射光成份采用以有機硅酸鹽釔，以鈽為激活劑的陰極發(fā)光熒光粉，含添加導入的鈧離子及錫離子，其化學當量式為Y2+y-zScxGdyCezSh—pSnp05,式中x=0.001~0.1,y=0.0(H0.1，z=0.001~0.1，p=0.001~0.1。其中，在各單色顯示線條之間是由互相隔開的來自氧化鉻(Cr203)的致密吸收光層組成。該陰極板100上進一步具有一鍍銀表層(圖中未示)，且該鍍銀表層系以納米碳管為電子發(fā)射層的形式進行封裝。該透明的氧化物薄膜151為Sn02薄膜和/或In03薄膜。以下闡釋本發(fā)明所建議的設備的工作的物理實質(zhì)性。在圖3中，兩個電極板IOO、150,來自CNT的陰極包覆層及來自不連續(xù)陰極電致發(fā)光熒光屏110、120、130的陽極包覆層，劃分其真空間隔寬度為IOO微米。本發(fā)明所提出的薄板尺寸勢能電壓的變化從100伏至800伏。在C=100V/l(T3mm=lxl05V/mm的真空間隙梯度電場中具有U=100伏的勢能。此數(shù)值對于在真空中的CNT自由電子能量是不足的，因此在陽極板上無法電子激發(fā)發(fā)光。當電場區(qū)域增至U=400伏，伴隨而來發(fā)生的是在陽極板150上產(chǎn)生點狀不連續(xù)發(fā)光，發(fā)光仍然不夠均勻，這種現(xiàn)象解釋了不同顏色的陰極發(fā)光顆粒有不同起始電勢Eo。當增大電壓至U=500伏時，RGB三顏色的陽極板150才能同時發(fā)光。正如之前在工作中發(fā)現(xiàn)的一樣，當電位U-600伏時，建議的熒光屏架構(gòu)能夠全運轉(zhuǎn)(工作)，當U=650750伏時，不均勻的發(fā)光亮度完全消失，這包括第一次及所提架構(gòu)勢能在內(nèi)。其明顯區(qū)別在于，當采用勢能U=10000伏時，數(shù)值高，電壓低，所提議的儀器具有真空間隙，試驗中顯示呈現(xiàn)出不穩(wěn)定性。區(qū)別二觀察本發(fā)明所提出的熒光屏架構(gòu)位于在圖3組件中，所有三個不同顏色的陰極電致發(fā)光熒光屏110、120、130，可在U=400伏下可均勻的呈現(xiàn)出紅色，綠色和藍色。區(qū)別三三個不同顏色的發(fā)光組件，其發(fā)光亮度約十個至百個坎特拉/平方米。引用公式，陰極電致發(fā)光熒光屏110、120、130的發(fā)光亮度L為"E廠Eo)j11。指數(shù)"n"大于1，l<n^3。根據(jù)合理的物理概念指出"n"，依據(jù)電子在陰極發(fā)光物質(zhì)中貫穿深度，引用公式pS=10_5U3/2,其中p為陰極發(fā)光物質(zhì)密度g/cm3。S為電子在陰極發(fā)光物質(zhì)中貫穿深度，其中還與陰極發(fā)光物質(zhì)中激活原子濃度有關，U為電壓。顯然，對于增加貫穿電能，應產(chǎn)生陰極發(fā)光的亮度改變，因為在陰極發(fā)光中的非線性系數(shù)亮度的增加接近n=1.5。從這點來看，本發(fā)明所使用的釔化合物作為陰極熒光粉基礎的建議就比較明白了。第一、獨立的釔原子擁有相對于低數(shù)值密度約"4.95g/cm3;第二、發(fā)光材料，獨立的釔在其范圍中具有高濃度的激活原子；第三、連接釔，獨立的氧，可靠的化學，他們在T4000K時蒸發(fā)，因此他們中出現(xiàn)非常稀少的點狀的瑕疵，其中的一個原因是創(chuàng)建陰極電致發(fā)光顆粒的低的起動電勢E0。在這里要強調(diào)的是，以釔化合物為基質(zhì)的陰極電致發(fā)光熒光粉人們早已知曉，而本發(fā)明在制造高效CNT-FED陰極激發(fā)光熒光屏時，正是成功地利用了這一元素的優(yōu)點。表1中列出以含有氧的釔化合物為基質(zhì)的陰極熒光粉與原來人們熟知的原型熒光粉的各種參數(shù)的對比。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>數(shù)據(jù)顯示，CNT—FED陰極激發(fā)熒光屏中所提物質(zhì)陰極發(fā)光亮度比熟知的亮度標準增長了2.5~3倍，促進亮度的提升以及增加了在與釔化合物的陰極發(fā)光物質(zhì)中的電子束的深度貫穿。表1的數(shù)據(jù)直觀上解釋了本發(fā)明所提出的發(fā)光材料上的優(yōu)勢對比。在電子束激發(fā)能量U=10kV時可采用的只是標準的三價硫化物陰極電致發(fā)光熒光粉。在U〈1000伏下，綠色輻射陰極發(fā)光熒光粉組份Y2Si05:Ie與標準的ZnSAgCl相比較亮度上高出2.6倍。在表1中有效亮度位于第一位，在本發(fā)明所提出的CNT-FED熒光屏中，類似于ZnSAgCe與Y2Si05:TB的發(fā)光亮度比較，合理的運用Y2Si05:TB組份。對于密度相近的成份Y202S:Eu和Y203:Eu,能量電子束U=1000伏時，第二種成分的發(fā)光效率比較好，為第一種的2倍。原因可能是以陰極發(fā)光的氧化物Y203:Eu(8。/。)作為基質(zhì)中發(fā)光原子Eu激活濃度在與低濃度硫氧化物Y202S:Eu(5。/。)相比是更高的。類似于釔陰極激發(fā)光的優(yōu)勢在CNT-FED顯示器非常重要。其特征在于陰極電致發(fā)光熒光粉在進入顯示器中的包覆層時具有密度4g/cm3SSS5g/cm3，平均顆粒值d5()^1微米。陰極電致發(fā)光物質(zhì)在這種電子束深度貫穿下亮度應該增長。但，在所指顆粒尺寸d<l微米的時候，電子束將徹底穿透，那么具有兩倍電子束透過陰極致發(fā)光顆粒的表面時，該效能會降低，伴隨而來的熒光屏涂敷的整體發(fā)光水平降低。本發(fā)明已經(jīng)確定了陰極激發(fā)光熒光粉顆粒的平均直徑為d^l微米，選擇類似于這樣的尺寸的依據(jù)是微'型顆粒尺寸在V=4/37ir3=4立方微米，其平均電介質(zhì)為E=68個單位，但不允許大量靜電聚集。因為當熒光粉顆粒有靜電聚集時，則會與玻璃底板產(chǎn)生排斥作用，而造成熒光粉鍍層的脫離；對加載的電流也會產(chǎn)生排斥，因此電流密度無法提升。這點永遠是FED熒光屏架構(gòu)本質(zhì)上的缺點。利用電子激發(fā)陰極電至發(fā)光熒光粉時，本質(zhì)上降低了熒光粉顆粒的粘接性，但本發(fā)明可以提升微型陰極發(fā)光顆粒的粘接性來克服這一缺點。第二個非常重要的優(yōu)勢包括實質(zhì)性的提升了覆蓋力；在底板上的熒光粉數(shù)量為-2毫克/cm2,d5Q=2微米時熒光屏的包覆面積僅占總體的67%;如果取出d5Q=l微米的陰極發(fā)光熒光粉，則包覆面積將大于95%,因此可減少熒光粉在熒光屏上的裝載數(shù)量，至M4毫克/cm2。建議的組份對于微型陰極激發(fā)光熒光粉具有非常重要的優(yōu)越性。熒光屏像素中的微型陰極發(fā)光熒光粉允許建立非常均等的及精確幾何尺寸大小的象形圖，足夠獲取好的及色彩鮮艷的圖像，在CNT-FED顯示器中可以通過增加粘合性來提升顯示器的清晰度。本發(fā)明還有一個重要的優(yōu)勢，在提升輻射面積的陰極致發(fā)光顆粒與平板玻璃顯示板的比較中，是層與顆粒的比較。假設每一個陰極致發(fā)光顆粒的截面積都是大約為1平方微米，當每個顆粒截面積S^0.5平方微米時，意味著增加顆粒表面與平板玻璃面積比值的2倍，尤為重要的是，可以允許輻射熒光屏電子束電流值降低近2倍。早先本發(fā)明已經(jīng)強調(diào)，陰極致發(fā)光位于非線性物理操作法。該程序的輻射界限為n".O，與激發(fā)能量相反，與電流激發(fā)密度關系j-J/S。如果實際的微型顆粒表層，熒光屏的組成部分，在采用微型陰極致發(fā)光熒光粉時增加近兩倍。但是使實際整體電流下降近二分之一。在整體電流變小之后有效的非線性將隨之變小。該樣本選擇最優(yōu)秀的陰極發(fā)光顆粒尺寸同時還具備幾個非常重要的有效方面l.提升熒光屏底板顆粒的粘合度；2.提升發(fā)光亮度，降低非線性；3.改善復雜的及不連續(xù)的陰極激發(fā)光發(fā)光包覆的清晰度極限。本發(fā)明所提的CNT-FED架構(gòu)中這個非常具有實質(zhì)性的優(yōu)勢，特征在于陰極激發(fā)光熒光粉以連續(xù)的像素(pixcel)形式包覆，幾何尺寸為ei-O.llmm至e2二0.25mm。在圖3中顯示陰極發(fā)光熒光屏不連續(xù)像素(pixcel)形式包覆，陰極電致發(fā)光熒光屏IIO、120、130之尺寸的寬度不大于20100微米。每一個單色像素的間隙寬度為A-50微米。在隨后的CNT-FED顯示器架構(gòu)這用黑色物質(zhì)來做間隔物,提升了在指示顯示器中的圖像對比。從非線性熒光屏中采用本發(fā)明所提議的架構(gòu)，間隔物的寬度為總體寬度的l/3至l/2之間，可排除不連續(xù)陰極發(fā)光層間的相互擊穿?，F(xiàn)下具體描述陰極電子激發(fā)光熒光屏的熒光材料架構(gòu)。之前所指在結(jié)合氧，釔為基質(zhì)的RGB陰極激發(fā)光材料。這樣的材料有很多比如氧釔銪、硫、釔、釓；正氫(反轉(zhuǎn)氫)、有機硅(化合物)石榴石等等。本發(fā)明所采用的準則主要有l(wèi).密度4.0^pS5g/cm3;2.鈰的激活濃度在6~8%中；3.獲得微小分散顆粒的可能性；4.達到高導電性及合成陰極激發(fā)光過程中的操縱可能；5.常設的電介質(zhì)數(shù)值不高。所有本發(fā)明所例舉的氧-釔陰極激發(fā)光參數(shù)，被銪激活，并添加Sc"離子，在本發(fā)明所提出的材料化學計量式Y(jié)2.x_y.zScxInyEuz03,其中x=0.0(H0.1,y=0.001~0.1,z=0.0010.1。要指出的是，對于額外的引入的陰極發(fā)光離子Sc+3，使陰極發(fā)光的亮度提升了7~10%，同時提升紅色的質(zhì)量。所添加的鈧離子濃度為110%，最佳濃度為56%。我們認為，在陰極發(fā)光顆粒離子中添加ZnO的成份，結(jié)合ZnO低電阻的特點，其電阻在尺=106奧姆/厘米的級別上。我們發(fā)現(xiàn)，導入氧化物可以增加陽極平板上紅色熒光粉顆粒的粘合性。這說明了，對于增加在陰極激發(fā)光顆粒的導電性，改善顆粒的電流負荷，減少靜電累積并改善材料顆粒的粘合性。請參照圖4，其繪示了本發(fā)明的納米碳管場發(fā)射顯示器的發(fā)光效率示意圖。在圖3中顯示不同陰極電致發(fā)光熒光屏110、120、130激發(fā)RGB光，其發(fā)光效率(流明/瓦特)沒有減少，且與具有大顆粒(口徑)的紅色熒光粉顆粒相比較高出10流明/瓦特。該紅色輻射發(fā)光參數(shù)具有Y2-x_y_zScxInyEuz03形式，式中x=0.001~0.1，y=0.001~0.1，z=0.001~0.1。本發(fā)明所提議的陰極熒光粉的輻射，其中能量的90%是以離子EU+3的5D2-7F電子躍遷作為輻射發(fā)光。本發(fā)明的材料組份可以操控的不僅僅發(fā)光亮度增大，發(fā)光色度同樣也增大。在[Eu]二2X時，色坐標為x=0.62,y=0.36將[Eu]增加到4%、6%、8%。成功提升了色坐標值從x=0.635，y=0.348至x=0.648，y=0.358。最后的坐標值是飽和的紅色，可創(chuàng)建清晰、不同的紅色像素。最主要的是如何正確提升Y203Eu的陰極激發(fā)光亮度，在該組份中引入氧化鈧Sc203,經(jīng)過試驗分析，本發(fā)明所提出陰極激發(fā)光亮度的增長不僅僅是在U:5KV，還存在U=400~600伏的低能量值及中等能量值。最后的決定在Sc"離子(lsS2sS2p^s^p^s^d"中K到L內(nèi)部躍進吸收活動。我們認為，這一補充吸收是增加所述紅色輻射陰極激發(fā)光熒光粉亮度的主要原因。同樣的CNT-FED顯示器中使用結(jié)合釔為基質(zhì)的綠色陰極激發(fā)光熒光粉。采用與紅色輻射熒光粉相似的材料其原因是l.對于加深電子束在熒光粉顆粒的貫穿的的密度數(shù)值不高；2.以熒光粉溶解更多的激活物質(zhì)能；3.可獲取瑕疵點更少的熒光粉材料。本發(fā)明所提議的以正硅酸鹽釔為基質(zhì)的陰極電致發(fā)光熒光粉，以鋱及鈰作為激活劑，特征在于對于在其組分中引入鈧離子Sc和Sn，，化學當量式:Yh-y-zScxTbyCezSh-pSnpOs,式中x=0.001~0.1,y=0.001~0.1,z=0.0010.1,p=0.001~0.1。在相對較低和偏低的電子束能量U-300800伏情況下，具有更高的發(fā)光亮度；在儀器中長時間電子束輻射下更高的穩(wěn)定性。對于聯(lián)接具有B2/B空間組的特殊的單斜晶組織架構(gòu)Sc2SiOs和Y2Si05。在鈧、釔正硅酸鹽，同型的架構(gòu)之間，密度p存在著本質(zhì)上的不伺。如果Sc2SiOs密度p=3.49g/cm3，而Y2Si05密度p=4.49g/cm3。這時樣本應引入10%的Sc203，在陰極發(fā)光熒光粉允許它的密度減小時，加大電子束在材料中的貫穿，增加發(fā)光亮度。以10%的Tb2Si05陰極發(fā)光溶液為基質(zhì)的固溶體Sc2Si05-Y2Si05?？墒箚尉Ц裨谕庑蜕仙杂懈挠^。對于本發(fā)明所提議在發(fā)光導電性成份上的引入正硅酸鹽釔。所述陰極激發(fā)光運用固態(tài)合成的方法和來自氧三價元素Y203，Sc203，Tb407及Ce02預先配制并一起溶解在3M硝酸中之后加熱。獲取的溶液與NH4OH取得混合液體Y(OH)3,Sc(OH)3，Tb(OH)3，Ce(OH)3?；瘜W當量比0.80:0.12:0.03:0.001。該液體混合物與分散的氧化硅Si02—起攪拌，分子比例為[SLn(0H)3]:[Si02]=1:1,然后在T-1300。C至T-1500。C下加熱2小時，之后獲得的產(chǎn)品用熱水洗凈，風干。在用專業(yè)設備進行測量。試驗證明，本發(fā)明所建議的陰極發(fā)光熒光粉確保了在能量電子束E=5千伏時發(fā)光效率在；=3640流明/瓦的水平，所獲得的發(fā)光效率非常高，是之前未曾達到的。測試試驗中，CNT-FED熒光屏中釆用膏狀陰離子發(fā)光熒光粉確保了具有11=300伏電子束的高能量發(fā)光亮度。CNT-FED顯示器藍色輻射陰極發(fā)光的問題非常復雜，同樣指出，熟知的陰極發(fā)光熒光粉ZnS:AgAl擁有低亮度及電子激發(fā)的高臨界值。本發(fā)明所提議的以正硅酸鹽釔為基質(zhì)的陰極發(fā)光熒光粉，以鈰為激活劑，附加引入氧化鎂及氧化錫，其化學當量式Y(jié)2.x-y-zScxGdyCezSii—pSnp05,式中x=0.001~0.1，y=0.001~0.1，z=0.0010.1，p=0.001~0.1。對于藍色陰極發(fā)光輻射的熒光粉，本發(fā)明所描述的熒光粉合成引入氧化鎂。第一步制備，采用氧化物丫203，Ce02隨后與二氧化硅Si02—起高溫響應，在溫度T-13001500。C下28個小時，獲得的產(chǎn)物用熱水洗，放入風箱內(nèi)風干。之后在CNT-FED顯示屏中在測驗。我們發(fā)現(xiàn)，當11=250伏時，在該陰極電致發(fā)光熒光屏110、120、130上產(chǎn)生臨界發(fā)光。如何在以陰極發(fā)光為基質(zhì)的連接開始時擁有高效數(shù)值的第二次電子場發(fā)射。熒光屏的封裝沒有靜電裝載，可能以氧化錫為基質(zhì)的陰極發(fā)光熒光粉的是決定陰極激發(fā)光熒光粉顆粒的導電條件。每個建議的陰極熒光粉在顯示屏光閘極底板上采用絲網(wǎng)印刷方法，在開始制備以專業(yè)溶解的方法為主制備膏狀涂敷，聚合物結(jié)合了熒光粉顆粒能夠幫助噴濺以及利用專業(yè)的絲網(wǎng)印刷。熒光粉層的寬條紋由100~200微米組成，與發(fā)光帶之間間隔由6080微米。我們在研究過程中曾發(fā)現(xiàn)，發(fā)光帶之間指出合理的裝滿材料接觸層，強烈吸收外部的輻射，在相似的物質(zhì)中，本發(fā)明提議采用氧氣與0203相結(jié)合。紅色顆粒擁有非?？煽康臒岱€(wěn)定性。(^203層非常細小的顆粒(d^0.2微米)，在這之前在玻璃基板的表層預先標出陰極發(fā)光顆粒的組份，這樣的樣本在所述的顯示屏的包覆(涂敷)中，輪替GDRDBD層，在RGB帶(360微米)架構(gòu)組織中總體色素吸收部分的180240微米組成，這樣的裝置足夠獲得在與CNT-FED熒光屏裝置的顯像對比率為100:1?，F(xiàn)下描述本發(fā)明的陰極板的架構(gòu)，己指出在儀器中利用納米碳管作為場發(fā)射基礎元素，空心內(nèi)部壁具有l(wèi)納米的厚度，每一條長約至0.5毫米，纖維交錯扭合在一起，供給CNT纖維放在特殊的薄膜銀在線。這樣的Ag薄膜，利用真空蒸發(fā)法刷涂在陰極板上，玻璃表面的燒結(jié)為400°C。CNT的實現(xiàn)具有兩種方法第一、采用高溫分解法，高溫分解FeC32N8H16。在電場梯度為2.35伏/微米之下，CNT的封裝發(fā)射體具電流密度至10mA/cm2。第二、是利用高溫分解乙炔CH^CH來獲取納米碳管。在這種情況下CNT產(chǎn)生的電流密度為J=8.7mA/cm2。但是，但是電場梯度下降了將近2倍。在制備上首先在陰極板上鍍上一層很薄的Ag。主要采用的涂敷方法是將在酒精溶液中的納米炭管懸浮體，溶液中添加少量的Cu(N03)2和Ni(N03)2,形成的電泳涂敷。在異丙酯酒精中電解內(nèi)部裝載的CNT懸浮液，采用鋼質(zhì)底板作為其電極之一，猶如在CNT組份中陰極板上鍍銀電極的涂敷，槽內(nèi)的電壓為11=25伏，讓CNT在鍍銀電極的表面達到6=5微米的厚度層；在TM00。C的條件下鍛燒，疏散CNT獲得致密的發(fā)射體涂敷(封裝)。在此之后制備單獨的(個別的)陰極板和陽極板，一同組成在其不連續(xù)的陰極發(fā)光層及由CNT轉(zhuǎn)移到焊接板上的發(fā)射體層。該薄板安置在與陶瓷隔板上的距離相等。像這樣的隔板每個的厚度為170nm(差異在士lnm)。用機器或者手工的模式安置隔板。隔板之間存有10mm(間隙)，儀器處于勻速工作中。在玻璃薄板的端面鍍上源自材料的獨立的玻璃結(jié)晶層的特殊鑄造板，獨立的氧化鍶SrO,PbBOSi02及Fe203、薄板厚度e^300微米。足夠陰極板及陽極板之間的真空密度結(jié)合。特殊玻璃熔化在薄板中，為此提供最高溫度460°C的情況下，燒制4~6小時。但在儀器的端面固定一個抽氣玻璃管，在溫度T=320-360°C的時候，抽除儀器中的空氣，以消除平面氣態(tài)源的導電擊穿，在經(jīng)過180分鐘之后，移除抽氣玻璃管。儀器在保持長時間無空氣的真空狀態(tài)真空壓力p=10'8毫米Hg柱高。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)當可作少許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視后附的權(quán)利要求所界定的為準。權(quán)利要求1.一種全色系紅綠藍納米碳管場發(fā)射顯示屏，其具有一陰極板、三個分隔開的陰極電致發(fā)光熒光屏及一陽極板，且該陽極板的光閘極電極上附著有一透明的氧化物薄膜，從該陰極板的光閘極電極上所發(fā)射的電子源撞擊該陰極電致發(fā)光熒光屏，在該陰極板和陽極板之間空隙的電場變化情況下，其特征在于該陰極電致發(fā)光熒光屏是用可被激活的稀土元素制成的，確保了在電子束激發(fā)下，該熒光屏發(fā)光亮度的穩(wěn)定性及均勻性。2.如權(quán)利要求1所述的全色系紅黃綠納納米碳管場發(fā)射顯示屏，其中該稀土元素為釔。3.如權(quán)利要求1所述的全色系紅黃綠納納米碳管場發(fā)射顯示屏，其中該電子束的能量為E〉400伏。4.如權(quán)利要求1所述的全色系紅黃綠納納米碳管場發(fā)射顯示屏，其中該陰極熒光粉顆粒的中位線粒徑為(15。<1微米時，其密度值為p^5g/cm3。5.如權(quán)利要求1所述的全色系紅黃綠納納米碳管場發(fā)射顯示屏，其中該熒光屏上的每一單元中覆蓋呈分散的圓形或橢圓形形狀的陰極電致發(fā)光熒光粉，其中該每一單元的尺寸為d=0.1~0.25mm。6.如權(quán)利要求1所述的全色系紅黃綠納納米碳管場發(fā)射顯示屏，其中該紅色輻射光成份使用下列配方的陰極電致發(fā)光熒光粉:Y2-x_y-zScxInyEuz03,其中x=0.0010.1，y=0.0010.1，z=0.0010.1。7.如權(quán)利要求1所述的全色系紅黃綠納納米碳管場發(fā)射顯示屏，其中該綠色輻射發(fā)光成份采用正硅酸鹽釔，用鈰及鋱作為激活劑/再添加引用鈧及錫，使用下列配方的陰極熒光粉Y2.x-y.zScxTbyCezSi卜pSnp05，式中x=0.0010.1，y=0.001~0.1，z=0.0010.1，p=0.0010.1。8.如權(quán)利要求1所述的全色系紅黃綠納納米碳管場發(fā)射顯示屏，其中該藍光輻射光成份采用以有機硅酸鹽釔，以鈰為激活劑的陰極發(fā)光熒光粉，含添加導入的鈧離子及錫離子，其化學當量式為Y2_x-y-zScxGdyCezSi卜pSnp05,式中x=0.001~0.1，y=0.001~0.1，z=0.0010.1，p=0.0010.1。9.如權(quán)利要求1所述的全色系紅黃綠納納米碳管場發(fā)射顯示屏，其中在各單色顯示線條之間是由互相隔開的來自氧化鉻的致密吸收光層組成。10.如權(quán)利要求I所述的全色系紅黃綠納納米碳管場發(fā)射顯示屏，其中該陰極板上進一步具有一鍍銀表層，且該鍍銀表層系以納納米碳管為電子發(fā)射層的形式進行封裝。11.如權(quán)利要求l所述的全色系紅黃綠納米碳管場發(fā)射顯示屏，其中該透明的氧化物薄膜為Sn02薄膜和/或11103薄膜。全文摘要本發(fā)明系關于一種全色系紅綠藍納米碳管場發(fā)射顯示屏，其系由三個分隔開的陰極電致發(fā)光熒光屏、一陽極板及一陰極板所組成，且該陽極板的光閘極電極上附著有一透明的氧化物薄膜，從該陰極板的光閘極電極上所發(fā)射的電子源撞擊該陰極電致發(fā)光熒光屏，在該陰極板和陽極板之間空隙的電場變化情況下，其特征在于該陰極電致發(fā)光熒光屏是用可被激活的稀土元素制成的，確保了在電子束激發(fā)下，該熒光屏發(fā)光亮度的穩(wěn)定性及均勻性。文檔編號H01L31/12GK101350379SQ20081021217公開日2009年1月21日申請日期2008年9月10日優(yōu)先權(quán)日2008年9月10日發(fā)明者索辛納姆,羅維鴻,蔡綺睿申請人:羅維鴻;孫卓