TWI390576B - Three primary color field emission display and its phosphor powder - Google Patents

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Description

三基色場發射顯示器及其螢光粉
本發明係有關於一種元件的訊息顯示技術有關，尤指一種與新型的真空顯示器相結合，利用奈米碳管(CNT)作為場發射極，產生能量充足的電子束撞擊位於玻璃外殼內的發光面。這樣的組合稱為CNT－FED顯示裝置。FED陽極板以RGB無機陰極電致發光螢光粉形式得以實現。
從20世紀40年***始，陰極射線管(CRT)便作為獨立的電子訊息顯示裝置。請參照圖1，其繪示習知CRT採用冷陰極場效發射螢光屏的顯像架構之示意圖。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裡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)，之後該電子束穿透有縫的材料面5，撞擊在玻璃映像管1的內表層6，鑲嵌組件內封裝有螢光粉(圖未示)，發光組件的形成材料具有：紅(R)、綠(G)、藍(B)三個主要發光顏色。
電場中的能量加速至E＝25千電子伏，鑲嵌組件內開始電致發光(稱陰極電致發光)。該組件在映像管的內部發光象素大於1x106 個。發光像素尺寸為250~280微米，電子束隨著橫切線上圍繞在所有顯像管玻璃曲型管(映像管)的周遭，建立發光顯像亮度，電子光束在發光鑲嵌塊螢幕組件上的時間非常短，不超過0.1微秒，因此對於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，圖像顯像頻率有F＝50赫茲(Hz)。
映像管的生產量非常龐大(全球年產量為1個億，中國年產量為4000萬)，但這種顯像裝置仍存在以下缺陷：1.高電壓，要求對產生的X光輻射進行專業防護；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範圍，亮度上的差異可很快使使用者的眼睛產生疲勞，要避免此一問題時通常要距映像管螢光屏幾米遠的距離；4.映像管的體積很大，映像管的高度、寬度以及深度不小於50cm；5.大體積重量的映像管(10~12千克)，對於內部電極，及偏斜體系中的玻璃生產需採用大量材料。
所有這些缺點，採用其它物理概念創造全色系影像：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主要的優勢僅在於設備的厚度(設備的深度)最小，但在所有其它參數上，LCD和PDP都不及CRT：1.有非常高的製造成本。每一個影像組份必須具有專業的記憶裝置；2.對於工作溫度比較敏感。如：在溫度不符的情況下，LCD不工作，PDP則會降低該發光亮度；3.當視角超過120度時，從側邊角度觀看LCD和PDP螢光屏上的影像很不方便。
LCD和PDP設備的實質性缺陷是發光亮度不夠，通常為L＝200~400cd/m2 ，對於具有高照明度的螢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，對於建立100cm2 上的顯像，耗費電功率W＝10瓦特，而在PDP設備中的效能同樣很小，數值為：η＝1~3流明/瓦特。1瓦特電子功率建立在PDP設備上在1m2 中的亮度不大於L＝1cd/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系統，此架構便是場發射顯示幕(Field Emitting Display簡稱FED)，將一個或三種基本色的冷陰極電致發光螢光粉同時在螢光 屏的鑲嵌圖塊結合。冷陰極的工作從物理原理上並沒有產生溫度，在抽空電子的專業材料組件下，電子場強烈運轉(冷發射)。實現該現象必須採用良好的人工(手工)技術創造精細尖銳金屬材料MO及W，工藝複雜，成本過高。目前，採用空心奈米碳管(英文稱CNT)作為的發射陰極，產生了新型的場發射架構CNT－FED，在這個新型架構中採用絲網印刷的方法製備了奈米碳管的陰極陣列。
請參照圖2，其繪示一般奈米碳管場發射顯示器之剖面示意圖。如圖所示，一般奈米碳管場發射顯示器其具有一陰極10及一陽極20，以及位於該陰極10及陽極20間之傳導電極30，該陽極20之內部薄板表面與傳導電極30間組成奈米碳管層(CNT)。奈米碳管層非常薄，不超過10微米，在這間距的10微米裡由第二層這樣的層位於第二塊陽極板上鍍層(包覆)來自紅、綠、藍不同顏色的發光鑲嵌元件，一般由特殊透明的導電材料－氧化釔、氧化錫製成的。用專業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於真空狀態；在陰極板的電極上有奈米碳管電極，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/10x10－3 mm＝50KV/m，足以抽空奈米碳管層的電子。該種電場梯度橫穿陰極板及陽極板。自奈米碳管的電子飛越真空間隔在陽極板上呈現撞擊螢光粉產生電致發光現象。與熱陰極的電子射線映像管比較，區別在於FED設備中的電能比映像管小50~100倍。由CNT組成的電子束空間密度不大於10微安/cm2 ，如此空間電子密度小於CRT映像管中在10~100倍。所有的這些自身塗敷的確定條件及發光鑲嵌材料的要求置於陰極板上。
在這之前，要使位於陽極板上的螢光粉開始發光(或稱為點燃)需要一起始電勢，此一起始電勢標記為E0 ，在具有能量E1 開始工作時，連接發光亮度L及這個能量參數記錄在以下等式：L＝ζ(E1 －E0 )jn ，其中L為發光亮度，E1為能量束，落在鑲嵌的螢光粉的表層。n為非線性指數，依附於電子能光束的發光亮度，n≧1.5~2。J為電流密度，分析該公式，在E1 >E0 時，可以造成電致發光，一般而言，這樣陰極電致發光的起始電勢常為E0 ＝1~2x102 伏，但在CNT－FED的電能量中E1 ＝500V即可造成電致發光。
由此得出一個重要結論：必須降低參數E0 ≦10~50V。這是非常難實現的。
第二個需求是有關發光鑲嵌層中它的高導電性。對於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果。這個電極應該位於具有陰極發光顆粒良好的電點接觸。但這保障的僅僅是在螢光粉顆粒層非常薄的情況下。
第三個對於CNT－FED設備發光層適宜的重要需求，僅在採用非常細小的陰極電致發光螢光粉顆粒的情況下才能製造出很薄的CNT－FED螢光屏。例如在WO/2008/002288專利申請案中(請參照Collins Thomas et and WO/2008/002288 Luminescent materials for a carbon CNT－FED.2008/01/03)，CNT－FED螢光屏的組件並不適合使用非常大的能量來激發。另採用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光的奈米碳管為基質的FED顯示裝置，將陽極電架構串聯在RGB螢光屏發光器件上，分隔板，起始電子束能量激發E0 ＝4~10千伏。該螢光屏採用熟知的傳統電視所用的發光材料。綠色輻射陰極電致發光螢光粉具有ZnS．CuAl組份，藍色輻 射陰極電致發光螢光粉具有ZnS．AgCe組份，以及具有出自氧、釔、銪的稀土材料Y2 O2 S．Eu組份的強烈輻射的紅色陰極電致發光螢光粉。
吾人馬上就能指出這種人們熟知的螢光屏明顯缺點：1.高壓激發；2.對於起始電子束能量激發E0 ＝4~10千伏標準的電視級陰極螢光粉，高勢能點燃(發光)；3.在電視螢光屏中採用的陰極激發光顆粒尺寸大小；以及4.不能形成具有高效的大顆粒分散的陰極發光顯示幕。
為解決上述習知技術之缺點，本發明之主要目的係提供一三基色場發射顯示器及其螢光粉，其可消除上述之缺點。
為解決上述習知技術之缺點，本發明之另一目的係提供一三基色場發射顯示器及其螢光粉，其可創造CNT－FED顯示器無附加電子設備內部真空間隙。
為解決上述習知技術之缺點，本發明之另一目的係提供一種三基色場發射顯示器及其螢光粉，其可提升CNT－FED顯示器的發光亮度及增加與陽極板結合的強度。
為達上述之目的，本發明之一種三基色場發射顯示器及其螢光粉，其具有三個分隔開的陰極電致發光螢光屏、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射的電子源撞擊該陰極電致發光螢光屏，在該陰極板和陽極板之間空隙的電場變化情況下，其特徵在於：該陰極電致發光螢光屏是用可被激活的稀土元素製成的，確保了在電子束激發下，該螢光屏發光亮度的穩定性及均勻性。
首先，本發明之目的在於消除上述螢光屏的缺點。請參照圖3，其繪示本發明一較佳實施例之奈米碳管場發射顯示器之剖面示意圖。如圖所示，本發明之三基色場發射顯示器及其螢光粉，其具有一陰極板100、三個分隔開的陰極電致發光螢光屏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射的電子源撞擊該陰極電致發光螢光屏110、120、130，在該陰極板100和陽極板150之間空隙的電場變化情況下，其特徵在於：該陰極電致發光螢光屏110、120、130是用可被激活的稀土元素製成的，確保了在電子束激發下，該螢光屏110、120、130發光亮度的穩定性及均勻性。
其中，該稀土元素為釔化合物。
該電子束之能量為E>400伏。
該陰極螢光粉顆粒的中位線粒徑為d50 <1微米時，其密度值小於ρ≦5g/cm3 。
該螢光屏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光螢光粉(圖未示)，其中該每一單元的尺寸為：d＝0.1~0.25mm。
該紅色輻射光成份使用下列配方的陰極電致發光螢光粉：Y2－x－y－z Scx Iny Euz O3， 其中：x＝0.001~0.1,y＝0.001~0.1,z＝0.001~0.1。
該綠色輻射發光成份採用正矽酸鹽釔，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螢光粉：Y2－x－y－z Scx Tby Cez Si1－p Snp O5， 式中：x＝0.001~0.1,y＝0.001~0.1,z＝0.001~0.1,p＝0.001~0.1。
該藍光輻射光成份採用以有機矽酸鹽釔，以鈰為激活 劑的陰極發光螢光粉，含添加導入鈧離子及錫離子，其化學當量式為：Y2－x－y－z Scx Gdy Cez Si1－p Snp O5， 式中：x＝0.001~0.1,y＝0.001~0.1,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(Cr2 O3 )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(圖未示)，且該鍍銀表層係以奈米碳管為電子發射層的形式進行封裝。
該透明的氧化物薄膜151為SnO2 和/或InO3 。
以下闡釋本發明所建議的設備的工作的物理實質性。在圖3中，兩個電極板100、150，來自CNT的陰極包覆層及來自不連續陰極電致發光螢光屏110、120、130的陽極包覆層，劃分其真空間隔寬度為100微米。本發明所提出的薄板尺寸勢能電壓的變化從100伏至800伏。在ζ＝100V/10－3 mm＝1x105 V/mm的真空間隙梯度電場中具有U＝100伏的勢能。此數值對於在真空中的CNT自由電子能量是不足的，因此在陽極板上無法電子激發發光。
當電場區域增至U＝400伏，伴隨而來發生的是在陽極板150上產生點狀不連續發光，發光仍然不夠均勻，這種現象解釋了不同顏色的陰極發光顆粒有不同起始電勢E0 。
當增大電壓至U＝500伏時，RGB三顏色的陽極板150始能同時發光。正如之前在工作中發現的一樣，當電位U＝600伏時，建議的螢光屏架構能夠全運轉(工作)，當U＝650~750伏時，不均勻的發光亮度完全消失，這包括第一次及所提架構勢能在內。其明顯區別在於，當採用勢能U＝10000伏時，數值高，電壓低，所提議儀器具有真空間隙，試驗中顯示呈現出不穩定性。
區別二：觀察本發明所提出的螢光屏架構位於在圖3 組件中，所有三個不同顏色的陰極電致發光螢光屏110、120、130，可在U＝400伏下可均勻的呈現出紅色，綠色和藍色。
區別三：三個不同顏色的發光組件，其發光亮度約十個至百個坎特拉/平方米。引用公式，陰極電致發光螢光屏110、120、130之發光亮度L為ζ(E1 －E0 )jn 。指出指數“n”大於1，1<n≦3。根據合理的物理概念指出“n”，依據電子在陰極發光物質中貫穿深度，引用公式：ρ δ＝10－5 U3/2 ，其中ρ為陰極發光物質密度：g/cm3 。δ為電子在陰極發光物質中貫穿深度，其中亦與陰極發光物質中激活原子濃度有關，U為電壓。顯然，對於增加貫穿電能，應產生陰極發光的亮度改變，因為在陰極發光中的非線性系數亮度的增加接近n＝1.5。
從這點來看，本發明所使用的釔化合物作為陰極螢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於低數值密度約4.1~4.95g/cm3 ；第二、發光材料，獨立的釔在其範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T~4000K時蒸發，因此他們中出現非常稀少的點狀的瑕疵，其中的一個原因是創建陰極電致發光顆粒的低的起動電勢E0 。
在這裡要強調的是，以釔化合物為基質的陰極電致發光螢光粉人們早已知曉，而本發明在製造高效CNT－FED陰極激發光螢光屏時，正是成功地利用了這一元素的優點。
表1中列出以含有氧的釔化合物為基質的陰極螢光粉與原來人們熟知的原型螢光粉的各種參數的對比。
數據顯示，CNT－FED陰極激發螢光屏中所提物質陰極發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光物質中的電子束的深度貫穿。
表1的數據直觀上解釋了本發明所提出選擇發光材料上的優勢對比。在電子束激發能量U＝10kV時可採用的只是標準的三價硫化物陰極電致發光螢光粉。在U<1000伏下，綠色輻射陰極發光螢光粉組份Y2 SiO5 ：TB 與標準的 ZnSAgCl相比較亮度上高出2.6倍。在表1中有效亮度位於第一位，在本發明所提出的CNT－FED螢光屏中，類似於ZnSAgCe與Y2 Si05 ：TB 的發光亮度比較，合理的運用Y2 SiO5 ：TB 組份。
對於密度相近的成份Y2 O2 S：Eu和Y2 O3 ：Eu，能量電子束U＝1000伏時，第二種成分的發光效率比較好，為第一種的2倍。原因可能是以陰極發光的氧化物Y2 O3 ：Eu(8%)作為基質中發光原子Eu激活濃度在與低濃度硫氧化物Y2 O2 S：Eu(5%)相比是更高的。
類似於釔陰極激發光的優勢在CNT－FED顯示器非常重要。其特徵在於：陰極電致發光螢光粉在進入顯示器中的包覆層時具有密度4g/cm3 ≦δ≦5g/cm3 ，平均顆粒值d50 ≦1微米。陰極電致發光物質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<1微米的時候，電子束將徹底穿透，那麼具有兩倍電子束透過陰極致發光顆粒的表面時，該效能會降低，伴隨而來的螢光屏塗敷的整體發光水準降低。
本發明已經確定了陰極激發光螢光粉顆粒的平均直徑為d≦1微米，選擇類似於這樣的尺寸的依據是：微型顆粒尺寸在V＝4/3 π r3 ＝4立方微米，其平均電介質為E＝6~8個單位，但不允許大量靜電聚集。因為當螢光粉顆粒有靜電聚集時，則會與玻璃底板產生排斥作用，而造成螢光粉鍍層的脫離；對加載的電流亦會產稱排斥，因此電流密度無法提升。這點永遠是FED螢光屏架構本質上的缺點。利用電子激發陰極電至發光螢光粉時，本質上降低了螢光粉顆粒的粘接性，但本發明可以提升微型陰極發光顆粒的粘接性來克服此一缺點。第二個非常重要的優勢包括實質性的 提升了覆蓋力；在底板上的螢光粉數量為＝2毫克/cm2 ，d50 ＝2微米時螢光屏的包覆面積僅占總體的67%；如果取出d50 ＝1微米的陰極發光螢光粉，則包覆面積將大於95%，因此可減少螢光粉在螢光屏上的裝載數量，至M＝1毫克/cm2 。
建議的組份對於微型陰極激發光螢光粉具有非常重要的優越性。螢光屏像素中的微型陰極發光螢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豔的圖像，在CNT－FED顯示器中可以透過增加粘合性來提升顯示器的清晰度。
本發明還有一個重要的優勢，在提升輻射面積的陰極致發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，可以允許輻射螢光屏電子束電流值降低近2倍。早先本發明已經強調，陰極致發光位於非線性物理操作法。該程式的輻射界限為n>1.0，與激發能量相反，與電流激發密度關係j＝J/S。
如果實際的微型顆粒表層，螢光屏的組成部分，在採用微型陰極致發光螢光粉時增加近兩倍。但是使實際整體電流下降近二分之一。在整體電流變小之後有效的非線性將隨之變小。
該樣本選擇最優秀的陰極發光顆粒尺寸同時還具備幾個非常重要的有效方面：1.提升螢光屏底板顆粒的粘合度；2.提升發光亮度，降低非線性；3.改善複雜的及不連續的陰極激發光發光包覆的清晰度極限。本發明所提的 CNT－FED架構中這個非常具有實質性的優勢，特徵在於：陰極激發光螢光粉以連續的像素(pixcel)形式包覆，幾何尺寸為e1 ＝0.11mm至e2 ＝0.25mm。
在圖3中顯示陰極發光螢光屏不連續像素(pixcel)形式包覆，陰極電致發光螢光屏110、120、130之尺寸的寬度不大於20~100微米。每一個單色像素的間隙寬度為△＝50微米。
在隨後的CNT－FED顯示器架構這用黑色物質來做間隔物，提升了在指示顯示器中的圖像對比。從非線性螢光屏中採用本發明所提議的架構，間隔物的寬度為總體寬度的1/3至1/2之間，可排除不連續陰極發光層間的相互擊穿。
現下具體描述陰極電子激發光螢光屏的螢光材料架構。之前所指在結合氧，釔為基質的RGB陰極激發光材料。這樣的材料有很多：比如氧釔銪、硫、釔、釓；正氫(反轉氫)、有機矽(化合物)石榴石等等。
本發明所採用的準則主要有：1.密度4.0≦ρ≦5g/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光過程中的操縱可能；5.常設的電介質數值不高。
所有本發明所例舉的氧－釔陰極激發光參數，被銪激活，並添加Sc＋3 離子，在本發明所提出的材料化學計量式：Y2－x－y－z Scx Iny Euz 03， 其中：x＝0.001~0.1,y＝0.001~0.1,z＝0.001~0.1。要指出的是，對於額外的引入的陰極發光離子Sc＋3 ，使陰極發光的亮度提升了7~10%，同時提升紅色的質量。所添加的鈧離子濃度為1~10%，最佳濃度為5~6%。
吾人認為，在陰極發光顆粒離子中添加ZnO的成份，結合ZnO低電阻的特點，其電阻在R＝106 歐姆/厘米的級別 上。吾人發現，導入氧化物可以增加陽極平板上紅色螢光粉顆粒的粘合性。這說明了，對於增加在陰極激發光顆粒的導電性，改善顆粒的電流負荷，減少靜電累積並改善材料顆粒的粘合性。
請參照圖4，其繪示本發明之奈米碳管場發射顯示器之發光效率示意圖。在圖3中顯示不同陰極電致發光螢光屏110、120、130激發RGB光，其發光效率(流明/瓦特)沒有減少，且與具有大顆粒(口徑)的紅色螢光粉顆粒相比較高出10流明/瓦特。
該紅色輻射發光參數具有Y2－x－y－z Scx Iny Euz O3 形式，式中：x＝0.001~0.1,y＝0.001~0.1,z＝0.001~0.1。
本發明所提議的陰極螢光粉的輻射，其中能量的90%是以離子Eu＋3 的5 D2 －7 F電子躍遷作為輻射發光。本發明的材料組份可以操控的不僅僅發光亮度增大，發光色度同樣也增大。在[Eu]＝2%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。
最後的座標值是飽和的紅色，可創建清晰、不同的紅色像素。最主要的是如何正確提升Y2 O3 ．Eu的陰極激發光亮度，在該組份中引入氧化鈧Sc2 O3 ，經過試驗分析，本發明所提出陰極激發光亮度的增長不僅僅是在U＝＝55KV，還存在U＝400~600伏的低能量值及中等能量值。最後的決定在Sc＋3 離子(1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 )中K到L內部躍進吸收活動。
吾人認為，這一補充吸收是增加所述紅色輻射陰極激發光螢光粉亮度的主要原因。
同樣的CNT－FED顯示器中使用結合釔為基質的綠色陰 極激發光螢光粉。採用與紅色輻射螢光粉相似的材料其原因是：1.對於加深電子束在螢光粉顆粒的貫穿的的密度數值不高；2.以螢光粉溶解更多的激活物質能；3.可獲取瑕疵點更少的螢光粉材料。
本發明所提議的以正矽酸鹽釔為基質的陰極電致發光螢光粉，以鋱及鈰作為激活劑，特徵在於：對於在其組分中引入鈧離子Sc和Sn,，化學當量式：Y2－x－y－z Scx Tby Cez Si1－p Snp O5， 式中：x＝0.001~0.1，y＝0.001~0.1，z＝0.001~0.1，p＝0.001~0.1。
在相對較低和偏低的電子束能量U＝300~800伏情況下，具有更高的發光亮度；在儀器中長時間電子束輻射下更高的穩定性。
對於聯接具有B2/B空間組的特殊的單斜晶組織架構Sc2 SiO5 和Y2 SiO5 。在鈧、釔正矽酸鹽，同型的架構之間，密度ρ存在著本質上的不同。
如果Sc2 SiO5 密度ρ＝3.49g/cm3 ，而Y2 SiO5 密度ρ＝4.49g/cm3 。這時樣本應引入10%的Sc2 O3 ，在陰極發光螢光粉允許它的密度減小時，加大電子束在材料中的貫穿，增加發光亮度。以10%的Tb2 SiO5 陰極發光溶液為基質的固溶體Sc2 SiO5 －Y2 SiO5 。可使單晶格在外型上稍有改觀。
對於本發明所提議在發光導電性成份上的引入正矽酸鹽釔。所述陰極激發光運用固態合成的方法和來自氧三價元素Y2 O3 ，Sc2 O3 ，Tb4 O7 及CeO2 預先配製並一起溶解在3M硝酸中之後加熱。獲取的溶液與NH4 OH取得混合液體Y(OH)3 ，Sc(OH)3 ，Tb(OH)3 ，Ce(OH)3 。化學當量比：0.80：0.12：0.03：0.001。
該液體混合物與分散的氧化矽SiO2 一起攪拌，分子比 例為[ΣLn(OH)3 ]：[SiO2 ]＝1：1，然後在T＝1300℃至T＝1500℃下加熱2小時，之後獲得的產品用熱水洗淨，風乾。在用專業設備進行測量。
試驗證明，本發明所建議的陰極發光螢光粉確保了在能量電子束E＝5千伏時發光效率在ζ＝36~40流明/瓦的水準，所獲得的發光效率非常高，是之前未曾達到的。
測試試驗中，CNT－FED螢光屏中採用膏狀陰離子發光螢光粉確保了具有U＝300伏電子束的高能量發光亮度。
CNT－FED顯示器藍色輻射陰極發光的問題非常複雜，同樣指出，熟知的陰極發光螢光粉ZnS：AgAl擁有低亮度及電子激發的高臨界值。本發明所提議的以正矽酸鹽釔為基質的陰極發光螢光粉，以鈰為激活劑，附加引入氧化鎂及氧化錫，其化學當量式：Y2－x－y－z Scx Gdy Cez Si1－p Snp O5 ，式中：x＝0.001~0.1，y＝0.001~0.1，z＝0.001~0.1，p＝0.001~0.1。
對於藍色陰極發光輻射的螢光粉，本發明所描述的螢光粉合成引入氧化鎂。第一步製備，採用氧化物Y2 O3 ，CeO2 隨後與二氧化矽SiO2 一起高溫回應，在溫度T＝1300~1500℃下2~8個小時，獲得的產物用熱水洗，放入風箱內風乾。之後在CNT－FED顯示幕中在測驗。
吾人發現，當U＝250伏時，在該陰極電致發光螢光屏110、120、130上產生臨界發光。如何在以陰極發光為基質的連接開始時擁有高效數值的第二次電子場發射。螢光屏的封裝沒有靜電裝載，可能以氧化錫為基質的陰極發光螢光粉的是決定陰極激發光螢光粉顆粒的導電條件。
每個建議的陰極螢光粉在顯示幕光閘極底板上採用絲網印刷方法，在開始製備以專業溶解的方法為主製備膏狀塗敷，聚合物結合了螢光粉顆粒能夠幫助噴濺以及利用專 業的絲網印刷。
螢光粉層的寬條紋由100~200微米組成，與發光帶之間間隔由60~80微米。
吾人在研究過程中曾發現，發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，在相似的物質中，本發明提議採用氧氣與Cr2 O3 相結合。紅色顆粒擁有非常可靠的熱穩定性。Cr2 O3 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光顆粒的組份，這樣的樣本在所述的顯示幕的包覆(塗敷)中，輪替GDRDBD層，在RGB帶(360微米)架構組織中總體色素吸收部分的180~240微米組成，這樣的裝置足夠獲得在與CNT－FED螢光屏裝置的顯像對比率為100：1。
現下描述本發明的陰極板的架構，已指出在儀器中利用奈米碳管作為場發射基礎元素，空心內部壁具有1奈米的厚度，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線上。這樣的Ag薄膜，利用真空蒸發法刷塗在陰極板上，玻璃表面的燒結為400℃。
CNT的實現具有兩種方法：第一、採用高溫分解法，高溫分解FeC32 N8 H16 。在電場梯度為2.35伏/微米之下，CNT的封裝發射體具電流密度至10mA/cm2 。第二、是利用高溫分解乙炔CH≡CH來獲取奈米碳管。在這種情況下CNT產生的電流密度為J＝8.7mA/cm2 。但是，但是電場梯度下降了將近2倍。
在製備上首先在陰極板上鍍上一層很薄的Ag。
主要採用的塗敷方法是將在酒精溶液中的奈米炭管懸浮體，溶液中添加少量的Cu(NO3 )2 和Ni(NO3 )2 ，形成的電泳塗敷。
在異丙酯酒精中電解內部裝載的CNT懸浮液，採用鋼質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塗敷，槽內的電壓為U=25伏，讓CNT在鍍銀電極的表面達到=5微米的厚度層；在T=400℃的條件下鍛燒，疏散CNT獲得致密的發射體塗敷(封裝)。
在此之後製備單獨的(個別的)陰極板和陽極板，一同組成在其不連續的陰極發光層及由CNT轉移到焊接板上的發射體層。
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±1nm)。用機器或者手工的模式安置隔板。隔板之間存有10mm(間隙)，儀器處於勻速工作中。在玻璃薄板的端面鍍上源自材料的獨立的玻璃結晶層的特殊鑄造板，獨立的氧化鍶SrO，PbBO‧SiO2 及Fe2 O3 、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合。
特殊玻璃熔化在薄板中，為此提供最高溫度460℃的情況下，燒製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℃的時候，抽除儀器中的空氣，以消除平面氣態源的導電擊穿，在經過180分鐘之後，移除抽氣玻璃管。儀器在保持長時間無空氣的真空狀態真空壓力ρ=10-8 毫米Hg柱高。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作少許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
玻璃曲型管‧‧‧1
熱陰極‧‧‧2
材料面‧‧‧5
內表層‧‧‧6
陰極‧‧‧10
陽極‧‧‧20
傳導電極‧‧‧30
陰極板‧‧‧100
陰極電致發光螢光屏‧‧‧110、120、130
陽極板‧‧‧150
氧化物薄膜‧‧‧151
請參照圖1，其繪示習知CRT採用冷陰極場致發射螢 光屏的顯像架構之示意圖。
請參照圖2，其繪示一般奈米碳管場發射顯示器之剖面示意圖。
請參照圖3，其繪示本發明一較佳實施例之奈米碳管場發射顯示器之剖面示意圖。
請參照圖4，其繪示本發明之奈米碳管場發射顯示器之發光效率示意圖。
陰極板‧‧‧100
陰極電致發光螢光屏‧‧‧110、120、130
陽極板‧‧‧150
氧化物薄膜‧‧‧151

Claims (7)

  1. 一種三基色場發射顯示器，其具有一陰極板、三個分隔開的陰極電致發光螢光屏及一陽極板，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射的電子源撞擊該陰極電致發光螢光屏，在該陰極板和陽極板之間空隙的電場變化情況下，其特一在於：該陰極電致發光螢光屏是用可被激活的稀土元素製成的，確保了在電子束激發下，該螢光屏發光亮度的穩定性及均勻性，其中該螢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光螢光粉，其中該每一單元的尺寸為：d=0.1~0.25mm。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之三基色場發射顯示器，其中該電子束之能量為E>400伏。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之三基色場發射顯示器，其中該陰極電致發光螢光粉顆粒的中位線粒徑為d50 <1微米時，其密度值小於ρ≦5g/cm3 。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之三基色場發射顯示器，其中該紅色輻射光成份使用下列配方的陰極電致發光螢光粉：Y2-x-y-z Scx Iny Euz O3， 其中：x=0.001~0.1,y=0.001~0.1,z=0.001~0.1。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之三基色場發射顯示器，其中該綠色輻射發光成份採用正矽酸鹽釔，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螢光粉：Y2-x-y-z Scx Tby Cez Si1-p Snp O5， 式中：x=0.001~0.1,y=0.001~0.1,z=0.001~0.1,p=0.001~0.1。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之三基色場發射顯示器，其中該藍光輻射光成份採用以有機矽酸鹽釔，以鈰為 激活劑的陰極發光螢光粉，含添加導入鈧離子及錫離子，其化學當量式為：Y2-x-y-z Scx Gdy Cez Si1-p Snp O5， 式中：x=0.001~0.1,y=0.001~0.1,z=0.001~0.1,p=0.001~0.1。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之三基色場發射顯示器，其中在各單色顯示線條之間是由互相隔開的來自氧化鉻(Cr2 O3 )的致密吸收光層組成。
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