专利名称：真空电子发射型显示器件中的高发光效率高对比度荧光屏的制作方法
技术领域：
本发明属于显示技术领域，特别涉及一种真空电子发射型显示器件中的高发光效率高对比度荧光屏。
背景技术：
当前平板显示技术市场以液晶显示器(LCD)和等离子显示板(PDP)为主体，并有取代传统的阴极射线管(CRT)显示器的趋势。从技术层面上讲，基本上没有限制其发展的瓶颈，而且在生产过程中产生的污染很小，不会构成环保压力。CRT显示器在色度、响应等主要指标方面仍然是平板显示所不能比拟的。然而，CRT和具有类似显示原理的场发射显示器件(FED)都存在着暗场动态对比度低的缺点，一般情况下小于50∶1。在标准清晰度条件下，显示器需要的亮度不高，CRT和FED对比度低的缺点并不明显，总体显示性能超过LCD和PDP。由于高清晰度显示需要高亮度，在高亮度条件下对比度低的问题显得很突出，因此可以说，当前水平的CRT和FED不适应高清晰度电视显示，特别是与LCD有较大的差距。
从原理上讲，LCD的暗场动态对比度可以达到300∶1，实际器件可以超过100∶1。如果想使CRT和FED的对比度达到LCD的水平，至少需要在现有基础上提高1倍。如果达到这一目标，则CRT和FED在高清晰度显示中，都可以达到现有显示器的最高水平，具有占领市场的潜力。
显示器的暗场对比度定义为在暗室中显示的图像最亮点的亮度与最暗点的亮度之比。亮场对比度定义为在一定照度条件下的对比度，与器件结构和环境照度有关。在电视显示中，暗场对比度的影响更大一些。对于CRT和FED亮场对比度低的问题，从这些器件一出现就得到了高度的重视。用着色荧光粉替代普通荧光粉、增加彩色滤光膜以及黑底的初衷都是为了提高亮场对比度。对于暗场对比度，一直没有正确的认识，误以为可以达到非常高的数值。如佳能公司公布的属于FED的表面传导发射显示器件(SED)的暗场对比度高达100000∶1，这数据显然是荒谬的，是测试方法的问题。黑底、彩色滤光膜、着色荧光粉等措施除了提高亮场对比度外，也都同时达到了提高暗场对比度的效果。在CRT中一般使用着色荧光粉来提高对比度，而在FED中，由于阳极电压不够高(一般低于10000伏)，荧光粉发光颜色不十分理想，彩色滤光膜的使用可以提高表现色域，同时达到了提高亮场和暗场对比度的效果，但增加了工艺的复杂度。仅就提高对比度而言，彩色滤光膜的效果比着色荧光粉更好一些，而彩色滤光膜和着色荧光粉同时使用的意义不大。
造成CRT和FED暗场对比度低的原因是自身发光造成的，很难克服。一个像素发的光，在玻璃前表面产生很大的反射，反射比例高达80％。这些被反射的光又回到荧光粉中，经过黑底、看色荧光粉或彩色滤光膜的吸收后，在铝膜上被反射和散射，大约10％左右又重新发射出去。由于这部分不是从原来的像素重新发射出去的，而是移动了相当的距离，因此构成了对图像的干扰的杂散光，降低了对比度。由于CRT的屏玻璃厚度超过15毫米，因此重新发出的光与原发光像素可能相距很远，属于长距离干扰。对于FED，屏玻璃厚度一般不超过3毫米，重新发出的光与原像素的间距较近，属于短距离干扰。无论长距离干扰和短距离干扰，都降低了图像的对比度，甚至影响了图像的色度、分辨率和亮度亮度。
上述问题如果不解决，则CRT和FED很难满足高清晰度电视显示的要求。而如果这一问题能得到解决，则CRT和FED在高清晰度显示方面将表现出比LCD和PDP更好的性能，CRT可以在40英寸以下的电视显示中发挥潜力，而FED则可以在大尺寸电视显示中以无可比拟的高性能占领市场。
发明内容
本发明针对现有真空电子发射型显示器中所用荧光屏中存在的问题，提供一种新的荧光屏结构，基本解决存在的对比度低的问题，使暗场对比度提高1倍以上，同时使得荧光屏的发光效率也提高1倍以上。与已有结构的荧光屏相比，本发明的结构稍微复杂一点，但在提高对比度和发光效率方面效果非常明显。本发明采用的材料普通、工艺简单、制程无污染，适合大批量生产。
本发明的技术方案如下一种真空电子发射型显示器件中的高发光效率高对比度荧光屏，主要包括玻璃屏10、黑底11、彩色滤光膜13、15、17、基色荧光粉14、16、18和阳极铝膜19。其特征在于还包括设置在玻璃屏和彩色滤光膜之间的一层低折射率介质层12，该层的折射率范围为1.0-1.4，厚度大于0.2微米。黑底的设置位置有两种，一种是设置在玻璃屏和低折射率介质层之间，另一种是设置在低折射率介质层和彩色滤光膜之间。本方案中，由于采用了彩色滤光膜，一般情况下荧光粉采用非着色的。
一种真空电子发射型显示器件中的高发光效率高对比度荧光屏，主要包括玻璃屏10、黑底11、基色荧光粉14、16、18和阳极铝膜19。其特征在于还包括设置在玻璃屏和荧光粉之间的一层低折射率介质层12，该层的折射率范围为1.0-1.4，厚度大于0.2微米。黑底的设置位置有两种，一种是设置在玻璃屏和低折射率介质层之间，另一种是设置在低折射率介质层和荧光粉之间。本方案中，一般采用着色荧光粉，以提高对比度。
同时采用滤光膜和着色荧光粉的必要性不大。
本发明中的低折射率介质层可以采用薄膜结构，厚度一般小于1微米，采用薄膜技术制备，如蒸发、溅射、化学气相沉积和溶胶凝胶方法等。低折射率介质层也可以采用厚膜结构，厚度一般超过1微米，通过厚膜技术制备，如旋涂烧结、印刷烧结、喷墨烧结等。这些制备技术对于从事薄膜技术的科技人员属于常规技能，不必详述。
低折射率介质层的材料包括两种类型一种是自身具有低折射率的材料，如氟化钙、氟化镁、氟化锶、氟化铝、氟氧化硅、氟化碳等。另一种是介孔材料，如多孔氧化硅等。多孔材料的折射率更低，而且可以通过孔率加以控制，最低折射率接近1，因此是首选材料。以上两类材料都可以制成薄膜和厚膜。前一种材料可以采用蒸发、溅射、化学气相沉积、溶胶凝胶等方法制备成薄膜，而后一种材料一般用溶胶凝胶方法制备成薄膜。至于厚膜，两种材料的制备方法基本相同，都是采用微米或纳米尺寸的颗粒通过常规厚膜技术制备。
从原理方面讲，这层低折射率介质层的折射率越低越好，当其值接近1时，玻璃屏中的全反射光就不存在了，只存在部分发射光，反射总量只有12％。与没有这层低折射率介质层时的荧光屏的反射总量80％相比，几乎降低了一个数量级，暗场对比度可以达到300∶1，发光效率可以提高2倍，超过15流明/瓦。当这层介质层的折射率为1.2时，暗场对比度也可以达到150∶1，发光效率达到10流明/瓦，达到当前显示器件的最高水平。
图1为本发明提供的真空电子发射型显示器件的高发光效率高对比度荧光屏结构，黑底设置在玻璃屏与低折射率介质层之间。
图2为本发明提供的真空电子发射型显示器件的高发光效率高对比度荧光屏结构，黑底设置在低折射率介质层与彩色滤光膜之间。
图3为本发明提供的不包括彩色滤光膜的真空电子发射型显示器件的高发光效率高对比度荧光屏结构，黑底设置在玻璃屏与低折射率介质层之间。
图4为本发明提供的不包括彩色滤光膜的真空电子发射型显示器件的高发光效率高对比度荧光屏结构，黑底设置在低折射率介质层与荧光粉之间。
图5为已有技术的真空电子发射型显示器件的荧光屏结构。
图中10-玻璃屏；11-黑底；12-低折射率介质层；13、15、17-彩色滤光膜；14、16、18-基色荧光粉；19-阳极铝膜。
具体实施例方式
下面对本发明提出的真空电子发射型显示器件的高发光效率高对比度荧光屏，结合实施例及附图详细说明图1为本发明提供的一种真空电子发射型显示器中的高对比度率荧光屏结构，其中10为玻璃屏，11为黑底，12为低折射率介质层，13、15、17为基色荧光粉，14、16、18为彩色滤光膜，19为阳极铝膜。本结构中，黑底设置在玻璃屏和低折射率介质层之间。
图2为本发明提供的另一种真空电子发射型显示器中的高发光效率高对比度荧光屏结构，其中10为玻璃屏，11为黑底，12为低折射率介质层，13、14、15为基色荧光粉，14、16、18为彩色滤光膜，19为阳极铝膜。本结构中，黑底设置在低折射率介质层和彩色滤光膜之间。
图3为本发明提供的一种不包括彩色滤光膜的真空电子发射型显示器中的高发光效率高对比度荧光屏结构，其中10为玻璃屏，11为黑底，12为低折射率介质层，14、16、18为基色荧光粉，19为阳极铝膜。本结构中，黑底设置在玻璃屏和低折射率介质层之间。
图4为本发明提供的另一种不包括彩色滤光膜的真空电子发射型显示器中的高发光效率高对比度荧光屏结构，其中10为玻璃屏，11为黑底，12为低折射率介质层，14、16、18为基色荧光粉，19为阳极铝膜。本结构中，黑底设置在低折射率介质层和荧光粉之间。
实施例1在玻璃屏上先制备黑底，再用溶胶凝胶法制备多孔氧化硅薄膜，厚度为400纳米，得到的多孔氧化硅孔率为60％。然后依次制备彩色滤光膜和基色荧光粉，最后制备阳极铝膜。这样制备的荧光屏，与传统的荧光屏相比，发光效率提高1倍以上，对比度提高1倍以上。
实施例2在玻璃屏上先制备黑底，再用厚膜技术制备多孔氧化硅介质层，厚度5微米，所用的多孔氧化硅孔率为70％。然后依次制备彩色滤光膜和基色荧光粉，最后制备阳极铝膜。这样制备的荧光屏，与传统的荧光屏相比，发光效率提高1.5倍以上，对比度提高1.5倍以上。
实施例3在玻璃屏上先制备黑底，再用蒸发技术制备氟化钙薄膜，厚度为400纳米。然后依次制备彩色滤光膜和基色荧光粉，最后制备阳极铝膜。这样制备的荧光屏，与传统的荧光屏相比，发光效率提高1倍以上，对比度提高1倍以上。
实施例4在玻璃屏上先用溶胶凝胶法制备多孔氧化硅薄膜，厚度为400纳米，得到的多孔氧化硅孔率为60％。再制备黑底、彩色滤光膜和基色荧光粉，最后制备阳极铝膜。这样制备的荧光屏，与传统的荧光屏相比，发光效率提高1倍以上，对比度提高1倍以上。
实施例5在玻璃屏上先用厚膜技术制备多孔氧化硅介质层，厚度5微米，所用的多孔氧化硅孔率为70％。再制备黑底、彩色滤光膜和基色荧光粉，最后制备阳极铝膜。这样制备的荧光屏，与传统的荧光屏相比，发光效率提高1.5倍以上，对比度提高1.5倍以上。
实施例6在玻璃屏上先用蒸发技术制备氟化钙薄膜，厚度为400纳米。再制备黑底、彩色滤光膜和基色荧光粉，最后制备阳极铝膜。这样制备的荧光屏，与传统的荧光屏相比，发光效率提高1倍以上，对比度提高1倍以上。
实施例7
在玻璃屏上先制备黑底，再用溶胶凝胶法制备多孔氧化硅薄膜，厚度为400纳米，得到的多孔氧化硅孔率为60％。然后制备着色基色荧光粉，最后制备阳极铝膜。这样制备的荧光屏，与传统的荧光屏相比，发光效率提高1倍以上，对比度提高1倍以上。
实施例8在玻璃屏上先制备黑底，再用厚膜技术制备多孔氧化硅介质层，厚度5微米，所用的多孔氧化硅孔率为70％。然后制备着色基色荧光粉，最后制备阳极铝膜。这样制备的荧光屏，与传统的荧光屏相比，发光效率提高1.5倍以上，对比度提高1.5倍以上。
实施例9在玻璃屏上先制备黑底，再用蒸发技术制备氟化钙薄膜，厚度为400纳米。然后制备着色基色荧光粉，最后制备阳极铝膜。这样制备的荧光屏，与传统的荧光屏相比，发光效率提高1倍以上，对比度提高1倍以上。
实施例10在玻璃屏上先用溶胶凝胶法制备多孔氧化硅薄膜，厚度为400纳米，得到的多孔氧化硅孔率为60％。再制备黑底、着色基色荧光粉，最后制备阳极铝膜。这样制备的荧光屏，与传统的荧光屏相比，发光效率提高1倍以上，对比度提高1倍以上。
实施例11在玻璃屏上先用厚膜技术制备多孔氧化硅介质层，厚度5微米，所用的多孔氧化硅孔率为70％。再制备黑底、着色基色荧光粉，最后制备阳极铝膜。这样制备的荧光屏，与传统的荧光屏相比，发光效率提高1.5倍以上，对比度提高1.5倍以上。
实施例12在玻璃屏上先用蒸发技术制备氟化钙薄膜，厚度为400纳米。再制备黑底、着色基色荧光粉，最后制备阳极铝膜。这样制备的荧光屏，与传统的荧光屏相比，发光效率提高1倍以上，对比度提高1倍以上。
权利要求
1.一种真空电子发射型显示器件中的高发光效率高对比度荧光屏，主要包括玻璃屏10、黑底11、彩色滤光膜13、15、17、基色荧光粉14、16、18以及阳极铝膜19。其特征在于还包括设置在玻璃屏和彩色滤光膜之间的一层低折射率介质层12，该层的折射率范围为1.0-1.4，厚度大于0.2微米。
2.一种真空电子发射型显示器件中的高发光效率高对比度荧光屏，主要包括玻璃屏10、黑底11、基色荧光粉14、16、18以及阳极铝膜19。其特征在于还包括设置在玻璃屏和基色荧光粉之间的一层低折射率介质层12，该层的折射率范围为1.0-1.4，厚度大于0.2微米。
3.根据权利要求1和2所述的高发光效率高对比度荧光屏，其特征在于黑底设置在玻璃屏和低折射率介质层之间。
4.根据权利要求1所述的高发光效率高对比度荧光屏，其特征在于黑底设置在低折射率介质层和彩色滤光膜之间。
5.根据权利要求2所述的高发光效率高对比度荧光屏，其特征在于黑底设置在低折射率介质层和荧光粉之间。
6.根据权利要求1和2所述的高发光效率高对比度荧光屏，其特征在于低折射率介质层采用通过薄膜技术制备的薄膜结构。
7.根据权利要求1和2所述的高发光效率高对比度荧光屏，其特征在于低折射率介质层采用通过厚膜技术制备的厚膜结构。
全文摘要
真空电子发射型显示器件中的荧光屏，特别涉及一种包含低折射率介质层的真空电子发射型显示器中的高发光效率高对比度荧光屏，其结构包括玻璃屏、黑底、彩色滤光膜、荧光粉和阳极铝膜，其特征在于，在玻璃屏和彩色滤光膜之间还设置一层超低折射率的介质层，其折射率范围在1.0－1.4之间。本发明具有结构简单、发光效率高、对比度高等特点，而且材料普通，工艺过程无污染，适合批量生产，能够极大地改善已有的真空电子发射型显示器件的性能。
文档编号H01J1/00GK101090057SQ20061008725
公开日2007年12月19日 申请日期2006年6月15日 优先权日2006年6月15日
发明者李德杰 申请人:李德杰