專利名稱：圖像顯示裝置和圖像顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有磷光體的圖像顯示裝置和圖像顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
到目前為止，作為以稱為“布勞恩管”的陰極射線管(CRT)為代表的電子束激發(fā)磷光體發(fā)光的電子束激發(fā)型顯示器的圖像顯示裝置使用稱為“P22”的諸如ZnS:Cu、Al、ZnS:Ag、Cl、Y2O2S:Eu的磷光體。
另一方面，電子束激發(fā)磷光體以發(fā)光的圖像顯示裝置包括場(chǎng)發(fā)射顯示器(FED)以及常規(guī)的CRT。FED包含稱為“Spindt型顯示器”的場(chǎng)發(fā)射電子束激發(fā)型顯示器和稱為“表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器顯示器(SED)”的使用表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器的顯示器。
其中大多數(shù)電子束被比較高的電壓加速以導(dǎo)致磷光體發(fā)光的FED應(yīng)用在常規(guī)的CRT中使用的磷光體或使用它們的改進(jìn)型。
日本專利申請(qǐng)公開公報(bào)No.H05-25102說明了常規(guī)的硫化鋅系磷光體被用作FED用磷光體的例子。
另外，日本專利申請(qǐng)公開公報(bào)No.2000-250473說明了表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器被用作電子發(fā)射器件并且在CRT中使用的磷光體被使用的例子。
日本專利申請(qǐng)公開公報(bào)No.53-91658說明了SrGa2S4:Eu被用作CRT用綠光磷光體的例子。在日本專利申請(qǐng)公開公報(bào)No.2000-319649中，包含Y2SiO5:Tb和SrGa2S4:Eu的混合物的磷光體被用作CRT用磷光體。
日本專利申請(qǐng)公開公報(bào)No.2003-197135說明了CaMgSi2O6:Eu被用作FED用藍(lán)光磷光體的例子。

發(fā)明內(nèi)容
在圖4所示的CRT中，從一個(gè)或三個(gè)電子槍1203發(fā)射的電子束1202掃描涂有磷光體的整個(gè)屏幕1201以導(dǎo)致形成像素的磷光體發(fā)光。在彩色CRT中，周期性形成紅色、綠色和藍(lán)色磷光體P22。從電子槍發(fā)射的電子束中的每個(gè)像素的電荷密度較小。但較高的電子加速電壓提供足夠的亮度。
一般地，F(xiàn)ED的電子加速電壓比CRT低，因此，為了使FED傳輸與CRT相同的亮度，F(xiàn)ED需要使用更大的電流(更準(zhǔn)確地講，是在一個(gè)掃描周期中提供的每個(gè)像素的電荷密度)以導(dǎo)致磷光體發(fā)光。
使用磷光體P22的電子束激發(fā)顯示器被詳細(xì)研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，提供的電荷密度的增加大大降低發(fā)光效率，不能實(shí)現(xiàn)具有足夠高的亮度的圖像顯示裝置。
本發(fā)明的目的在于，通過使用最適于諸如FED的圖像顯示裝置的驅(qū)動(dòng)條件的磷光體材料，提供具有較高的亮度、更長(zhǎng)的壽命和較寬的色再現(xiàn)范圍的圖像顯示裝置。
為了解決常規(guī)背景技術(shù)的問題并實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種圖像顯示裝置，該圖像顯示裝置包括具有多個(gè)電子發(fā)射器件的后板，電子發(fā)射器件中的每一個(gè)發(fā)射電子；與多個(gè)電子發(fā)射器件對(duì)置并具有磷光體的多個(gè)像素的面板，磷光體的每個(gè)像素被從電子發(fā)射器件中的相應(yīng)的一個(gè)發(fā)射的電子照射以產(chǎn)生光；用于掃描多個(gè)電子發(fā)射器件以從多個(gè)電子發(fā)射器件發(fā)射電子的驅(qū)動(dòng)器，其中，磷光體具有容許遷移型的材料的發(fā)光中心，并且所述驅(qū)動(dòng)器掃描多個(gè)電子發(fā)射器件，使得在一個(gè)掃描周期中在一個(gè)像素磷光體中施加的電荷密度的最大值等于或大于3×10-8C/cm2。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種圖像顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方法，該圖像顯示裝置包括具有多個(gè)電子發(fā)射器件的后板，各電子發(fā)射器件發(fā)射電子；與多個(gè)電子發(fā)射器件對(duì)置并具有磷光體的多個(gè)像素的面板，磷光體的每個(gè)像素被從電子發(fā)射器件中的相應(yīng)的一個(gè)發(fā)射的電子照射以產(chǎn)生光，其中，磷光體具有容許遷移型的材料的發(fā)光中心，該方法包括以下步驟掃描多個(gè)電子發(fā)射器件，以從多個(gè)電子發(fā)射器件發(fā)射電子，其中，在掃描中，在一個(gè)掃描周期中在一個(gè)像素磷光體中施加的電荷密度的最大值等于或大于3×10-8C/cm2。
參照附圖閱讀示例性實(shí)施例的以下說明，本發(fā)明的其它特征將變得十分明顯。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置的例子。
圖2A和圖2B是根據(jù)本發(fā)明的磷光體層的例子。
圖3A和圖3B是可應(yīng)用于本發(fā)明的電子發(fā)射器件的例子。
圖4是常規(guī)的CRT。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的磷光體層的另一例子。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的磷光體層的另一例子。
圖7是說明電子束的束剖面的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。
參照?qǐng)D1說明根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置的典型配置。圖1是圖像顯示裝置的示意圖。圖1中的圖像顯示裝置包括后側(cè)基板1、其上配置磷光體的磷光體層2、x方向布線9、y方向布線11、面?zhèn)然?4、金屬膜19、后板20、面板21、電子發(fā)射器件23、側(cè)壁24和驅(qū)動(dòng)電路25。圖1中所示的圖像顯示裝置具有FED面板和驅(qū)動(dòng)電路25。FED面板具有后板20、與后板20對(duì)置的面板21和側(cè)壁24。圖1中的圖像顯示裝置表示為了便于說明部分切掉具有磷光體層2和金屬膜19的后板21的結(jié)構(gòu)。取x方向?yàn)閤方向布線9延伸的方向，y方向?yàn)閥方向布線11延伸的方向，z方向?yàn)楹蟀?0與面板21相對(duì)的方向。電子發(fā)射器件23可使用表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器(SCE)、Spindt型場(chǎng)發(fā)射器件、MIM電子發(fā)射器件和以碳納米管(CNT)作為發(fā)射部分的器件。
特別地，可以在本發(fā)明的圖像顯示裝置中使用作為使得每個(gè)像素能夠發(fā)射3×10-8C/cm2或更大的電荷密度的電子發(fā)射器件容易制造的表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器。
圖3A和圖3B示意地示出表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器的典型配置。圖3A和圖3B分別示出表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器的頂視圖及其斷面圖。
在玻璃基板1101上形成器件電極1102和1103，并在器件電極1102和1103之間形成導(dǎo)電薄膜1104。在導(dǎo)電薄膜1104之間形成電子發(fā)射部分1105。并且，在電子發(fā)射部分1105周圍形成薄膜1113。
器件電極1102和1103在基板1101上相對(duì)，其表面平行。例如，器件電極1102和1103分別與x和y方向布線9和11連接。各個(gè)布線向器件電極1102和1103供給電勢(shì)以導(dǎo)致電子發(fā)射部分1105發(fā)射電子。
在圖1中，對(duì)于x和y方向布線9和11的電壓的施加在經(jīng)受電壓的布線的交點(diǎn)上形成的電子發(fā)射器件23和經(jīng)受高電壓的金屬膜19之間產(chǎn)生高電場(chǎng)，由此電子發(fā)射器件23發(fā)射電子。從電子發(fā)射器件23發(fā)射的電子與金屬膜19碰撞，導(dǎo)致在金屬膜19和面?zhèn)然?4之間形成的磷光體通過面?zhèn)然?4發(fā)光。
圖2A和圖2B是從后板20觀察的磷光體層2的頂視圖的例子。圖2A和圖2B中的磷光體層2包含磷光體43、44和45以及導(dǎo)體42。磷光體43、44和45一般包含分別發(fā)射紅光、綠光和藍(lán)光的磷光體材料。優(yōu)選設(shè)置導(dǎo)體42，以防止由于電子束導(dǎo)致的加添充電(chargingup)。導(dǎo)體42可使用黑色材料。其原因是，防止電子束由于電子束的照射位置的輕微偏斜照射到鄰近的磷光體中，并防止外部光反射以避免顯示對(duì)比度的降低。黑色材料可一般基于石墨或其它材料。
磷光體43、44和45如圖2A所示分別以條帶狀被涂敷，并且導(dǎo)體42可被配置在各條帶之間。磷光體43、44和45以及導(dǎo)體42通過絲網(wǎng)印刷形成。
分別涂敷磷光體43、44和45的方法不限于以條帶狀配置它們的方法。例如，可以使用如圖2B所示的△配置或其它的配置。
配置單色磷光體43、44或45的部分被稱為像素?？赏ㄟ^組合從像素發(fā)射的光的顏色表現(xiàn)能夠由圖像顯示裝置表現(xiàn)得到的顏色的多個(gè)不同顏色像素的最小組合被稱為一組像素。一般地，像素是發(fā)射綠色、藍(lán)色或紅色中的任一種的單色光的部分。一組像素是綠色、藍(lán)色和紅色像素的組合的部分。一個(gè)像素的面積由像素的數(shù)量和圖像顯示裝置的尺寸確定。同色磷光體可被配置在相鄰的像素上。例如，同色磷光體被配置在所有的像素上，以使得能夠形成顯示單色圖像的圖像顯示裝置。
根據(jù)本實(shí)施例的圖像顯示裝置包含具有由多個(gè)電子發(fā)射器件23形成的電子源的后板20和具有多個(gè)其上配置用從電子源發(fā)射的電子照射的單色磷光體的像素的面板21。多個(gè)電子發(fā)射器件23不是以特別受限的方式被配置，使得它可以以矩陣的方式被配置。多個(gè)像素可與多個(gè)電子發(fā)射器件23對(duì)應(yīng)或以矩陣的方式被配置。
如果圖像顯示裝置被用作全色顯示器，那么在面板21上形成其上配置例如紅色、綠色和藍(lán)色磷光體材料的磷光體表面，以根據(jù)輸入信號(hào)控制提供的電荷的量以產(chǎn)生圖像。
圖像顯示裝置具有驅(qū)動(dòng)電路25，該驅(qū)動(dòng)電路25用于設(shè)定7kV～15kV的電子加速電壓，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)將對(duì)磷光體提供的最大電荷密度設(shè)為3×10-8C/cm2或更大以獲得足夠的亮度和分辨率。
驅(qū)動(dòng)電路25掃描多個(gè)電子發(fā)射器件以使它們發(fā)射電子。注意，驅(qū)動(dòng)電路25具有多個(gè)電路，諸如用于向高電壓端子供給加速電壓(陽極電壓)的陽極電壓供給電路、用于向x方向布線9供給信號(hào)電壓的信號(hào)電路和用于向y方向布線11供給掃描電壓的掃描電路。根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置一般通過改變供給像素的電荷調(diào)整亮度。并且，作為用于驅(qū)動(dòng)多個(gè)電子發(fā)射器件的方法，可以使用控制要被供給電子發(fā)射器件的電壓脈沖的脈沖寬度的脈沖寬度調(diào)制方法、控制要被供給電子發(fā)射器件的電壓脈沖的脈沖幅度的脈沖幅度調(diào)制方法或使用脈沖寬度調(diào)制方法和脈沖幅度調(diào)制方法這兩者的方法，以控制要被供給像素的電荷量。
順便提起，短語“在一個(gè)掃描周期內(nèi)”是指當(dāng)在具有多個(gè)電子發(fā)射器件的電子源中進(jìn)行掃描時(shí)向輸入掃描信號(hào)的布線依次輸入完整的掃描信號(hào)的每個(gè)周期。
在另一方面中，根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于圖像顯示裝置中的給定的亮度范圍，在一個(gè)掃描周期內(nèi)通過用從被激勵(lì)的電子發(fā)射器件發(fā)射的電子進(jìn)行照射在一個(gè)像素磷光體中施加(dose)的電荷密度等于或大于3×10-8C/cm2。
在面板21的磷光體層2之上形成一般被稱為“金屬背(metalback)”的金屬膜19以抑制磷光體的電荷。如果加速能量較低，那么能量在金屬膜19中損失，提供不充分的亮度。
在諸如FED的圖像顯示裝置中，電壓被施加在幾毫米深的狹窄空間兩端。因此，過高的電壓導(dǎo)致放電的問題。
因此，可以在7kV～15kV的范圍中選擇電子的加速電壓。
磷光體43、44和45使用添加容許躍遷型發(fā)光中心(luminescencecenter)的摻雜的磷光體。在容許躍遷型發(fā)光中心中使用的材料為例如單價(jià)的TI、二價(jià)的Sn、Eu、Pb、Sm或Yb和三價(jià)的Sb、Bi或Ce。容許躍遷型材料優(yōu)選為稀土金屬。就發(fā)光特性而言，使用二價(jià)Eu或三價(jià)Ce作為發(fā)光中心的磷光體是特別優(yōu)選的。
作為用于電子束的常規(guī)的典型的磷光體材料，已知有ZnS:Cu、Al和ZnS:Ag，Cl。這些磷光體材料使用施主-受主躍遷，并且在激發(fā)能量被轉(zhuǎn)換成光之前花費(fèi)幾十微秒到100微秒的時(shí)間。
另一方面，眾所周知，在添加容許躍遷發(fā)光中心的摻雜的磷光體材料中，躍遷時(shí)間縮短到幾百納秒到幾微秒。
盡管由于在常規(guī)的CRT中提供的電荷的密度較低因而材料的躍遷時(shí)間有點(diǎn)長(zhǎng)，但已用在CRT的驅(qū)動(dòng)條件下表現(xiàn)出令人滿意的發(fā)光特性的常規(guī)磷光體材料ZnS:Cu，Al或ZnS:AG，Cl實(shí)現(xiàn)了高效率圖像顯示裝置。
但是，在以FED為代表的提供高密度電荷的圖像顯示裝置中，在高密度電荷的區(qū)域中發(fā)光效率大大降低，使得需要進(jìn)一步的改進(jìn)。另外，由于提供高密度電荷以增加亮度，因此對(duì)磷光體造成很大的負(fù)擔(dān)。
已發(fā)現(xiàn)，添加容許躍遷材料作為發(fā)光中心的磷光體材料幾乎不隨著提供的電荷量的變化而改變發(fā)光特性。
以上原因還不清楚，但看起來可歸因于以下方面。常規(guī)的磷光體的從能量到光的轉(zhuǎn)換速率較慢，使得當(dāng)提供高密度電荷時(shí)光轉(zhuǎn)換過程滯后，這導(dǎo)致非發(fā)光輻射。另一方面，添加容許躍遷材料作為發(fā)光中心的磷光體材料的轉(zhuǎn)換速率較快，使得它看起來即使在較高的電荷密度中也可獲得恒定的效率。
對(duì)該現(xiàn)象的深入研究揭示，在對(duì)磷光體提供3×10-8C/cm2或更大的電荷密度的圖像顯示裝置中，使用組合特定的母體材料與發(fā)光中心材料的發(fā)光材料提供比常規(guī)上廣泛用作電子束用磷光體材料的磷光體P22高的發(fā)光效率。
但是，提供過高的電荷密度會(huì)加熱磷光體表面以導(dǎo)致熔融，從而加速劣化。電荷密度的上限優(yōu)選為3×10-6C/cm2。
使用二價(jià)Eu作為發(fā)光中心的磷光體材料包括例如，SrGa2S4:Eu(綠)、BaGa2S4:Eu(藍(lán)和綠的混色)、CaGa2S4:Eu(綠和紅的混色)、Ba3Ga2S6:Eu(綠)、(Ca，Ba)Ga2S4:Eu(綠)、SrY2S4:Eu(紅)、CaY2S4:Eu(紅)、CaAlSiN3:Eu(紅)、Sr2Si5N8:Eu(紅)、Ca2Si5N8:Eu(紅)、(Sr，Ca)Si5N8:Eu(紅)、CaMgSi2O6:Eu(藍(lán))、Sr2P2O7:Eu(藍(lán))、(Sr，Ca，Mg)SiO4:Eu(藍(lán))和Sr3MgSi2O8:Eu(藍(lán))。
使用三價(jià)Ce作為發(fā)光中心的磷光體材料包括例如，Y2SiO5:Ce(藍(lán))、CaGa2S4:Ce(藍(lán))、Ba2SiS4:Ce(藍(lán))、YAG:Ce(綠和紅的混色)和Ca3Sc2Si3O12:Ce(綠)。
上述綠、藍(lán)和紅可一般由諸如下面的CIE(x，y)色度坐標(biāo)表示綠(x，y)＝(0.15≤x≤0.35，0.5≤y≤0.85)藍(lán)(x，y)＝(0.05≤x≤0.25，0≤y≤0.2)紅(x，y)＝(0.5≤x≤0.73，0.2≤y≤0.4)這里，各個(gè)顏色在上述范圍中表示可見區(qū)域。
考慮到發(fā)光效率和對(duì)于電子束的耐久性，使用一種或多種類型的堿土金屬作為母體材料的磷光體材料是最優(yōu)選的。
使用包含堿土金屬的硫化鎵酸鹽(thiogallate)晶體作為母體材料并使用Eu作為發(fā)光中心材料的磷光體材料SrGa2S4:Eu或(Sr1-x，Bax)Ga2S4:Eu、Ba3Ga2S4:Eu和(Ca，Ba)Ga2S4:Eu被用作綠色磷光體材料，這里，x優(yōu)選比零大并且比0.3小。
硫化鎵酸鹽是指包含Ga和S的化合物。
除了別的以外，其中用Ba置換Sr原子中的一部分的SrGa2S4:Eu和(Sr1-x，Bax)Ga2S4:Eu的發(fā)光效率和對(duì)于電子束的耐久性較高，并能夠提供比常規(guī)的ZnS:Cu，Al好的顏色再現(xiàn)范圍。
通過改變Sr與Ba的比，磷光體材料(Sr1-x，Bax)Ga2S4:Eu的顏色從綠色變?yōu)樗{(lán)綠?？梢愿鶕?jù)需要確定Sr與Ba的組成比，以獲得比SrGa2S4:Eu更接近NTSC的綠色的發(fā)光。
當(dāng)材料(Sr1-x，Bax)Ga2S4:Eu被用作綠色磷光體材料時(shí)，x選自0＜x≤0.3的范圍，更優(yōu)選選自0＜x≤0.25的范圍。
對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的磷光體材料，過度增加發(fā)光中心濃度(concentration)導(dǎo)致稱為濃度抑制(density quenching)的現(xiàn)象以降低亮度。實(shí)際上，發(fā)光亮度以某一亮度中心濃度為其峰值發(fā)生變化。最佳發(fā)光中心濃度可選自可獲得足夠的亮度的范圍。
在根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)條件中，作為最佳發(fā)光中心濃度，在磷光體材料SrGa2S4:Eu和(Sr1-x，Bax)Ga2S4:Eu中，Eu與Sr(或者，Sr和Ba的原子數(shù)的和)的原子數(shù)的比優(yōu)選落在0.001≤Eu/Sr(或者，Eu/(Sr+Ba))≤0.1內(nèi)。
根據(jù)要與其組合的其它磷光體的發(fā)光效率，最佳發(fā)光中心濃度可選自0.001≤Eu/Sr≤0.1的范圍。
對(duì)于藍(lán)色磷光體要求的發(fā)光特性需要由通過作為圖像顯示裝置的標(biāo)準(zhǔn)的白色的色溫度、各顏色的磷光體的發(fā)光效率和色坐標(biāo)的平衡確定的指數(shù)評(píng)價(jià)。顏色和發(fā)光效率兩方面的性能均得到重視。
鑒于以上指數(shù)，以包含堿土金屬的硅酸鹽晶體作為母體材料的磷光體材料可被用作藍(lán)色磷光體。最優(yōu)選的材料包含CaMgSi2O6:Eu、(Sr，Ca，Mg)SiO4:Eu和Sr3MgSi2O8:Eu。
特別地，由CaMgSi2O6:Eu表示的磷光體電子束的發(fā)光效率較高、耐久性優(yōu)異，并且色再現(xiàn)區(qū)域較寬。
如上述情況那樣，上述藍(lán)色電子束激發(fā)磷光體的發(fā)光中心濃度優(yōu)選為0.01≤Eu/Ca≤0.07，在該范圍內(nèi)亮度在某一密度具有峰值。
亮度中心濃度可在0.01≤Eu/Ca≤0.07的范圍內(nèi)根據(jù)要與其組合的其它磷光體的發(fā)光效率選擇最佳值。
用粉碎成尺寸均勻的顆粒的磷光體材料以膜狀形成磷光體43、44和45。大多數(shù)磷光體材料電阻較高。磷光體的最佳粒徑可根據(jù)電子的加速電壓或面板21的配置根據(jù)情況被選擇。換句話說，雖然最佳粒徑根據(jù)提供的電子束的穿透深度而不同，但平均粒大小一般可以為大于等于0.5μm且小于等于15μm。另外，從電荷的觀點(diǎn)看，平均粒大小可以為大于等于1μm且小于等于5μm。
如上所述，當(dāng)設(shè)計(jì)白平衡使得發(fā)光顏色接近希望的色坐標(biāo)和色溫時(shí)，對(duì)于各個(gè)發(fā)光顏色的磷光體要求的亮度由紅、綠和藍(lán)磷光體的色坐標(biāo)計(jì)算，并且，設(shè)計(jì)要提供的電荷密度以獲得各個(gè)磷光體需要的亮度。
并且，各磷光體的發(fā)光亮度可被調(diào)整，使得當(dāng)對(duì)各發(fā)光顏色的磷光體提供相同的電荷密度時(shí)能夠出現(xiàn)所希望的白色顯示。
發(fā)光亮度由各顏色的磷光體的發(fā)光中心濃度調(diào)整。例如，眾所周知，當(dāng)發(fā)光中心Eu的濃度為0.1％～10％時(shí)，綠色磷光體SrGa2S4:Eu發(fā)射最亮的光。
類似地，眾所周知，當(dāng)發(fā)光中心Eu的濃度為1％～7％時(shí)，藍(lán)色磷光體CaMgSi2O6:Eu發(fā)射最亮的光。
利用這種亮度特性隨發(fā)光中心濃度的變化，使得能夠設(shè)計(jì)最佳的白平衡。
例如，當(dāng)綠光的亮度過高時(shí)，藍(lán)色磷光體的發(fā)光中心濃度被調(diào)整為可獲得最高亮度的濃度，并且綠色磷光體的發(fā)光中心濃度使用比可獲得最高亮度的Eu濃度低的區(qū)域或最高濃度的區(qū)域，這使得亮度能夠被調(diào)整。
另一方面，與上述方法相同，當(dāng)藍(lán)光的亮度過高時(shí)，藍(lán)色磷光體的發(fā)光中心濃度被優(yōu)化為抑制亮度，由此允許最佳的白色顯示。
除了調(diào)整各顏色的磷光體的發(fā)光中心濃度的方法以外，可以通過用非發(fā)光物質(zhì)涂敷各顏色的磷光體粉末的表面或通過調(diào)節(jié)黑色導(dǎo)體42中的磷光體43、44和45的開口面積，調(diào)整發(fā)光亮度。
例如，當(dāng)綠色磷光體SrGa2S4:Eu、藍(lán)色磷光體CaMgSi2O6:Eu和紅色磷光體Y2O2S:Eu被組合、并且白平衡在9300開爾文的色溫被設(shè)定時(shí)，綠光的亮度會(huì)過高。在這種情況下，用非發(fā)光物質(zhì)涂敷需要降低亮度的磷光體的粉末的表面以使得亮度降低。雖然諸如二氧化硅或氧化鋁的微粒可被用作非發(fā)光物質(zhì)，但其它的氧化物、氮化物、硫化物或金屬微粒可被使用。
作為調(diào)整白平衡的另一方法，可如圖5所示根據(jù)亮度改變磷光體42、43和44的開口面積。改變開口面積的方法不需要降低磷光體的特性，考慮到抑制由于白平衡的調(diào)整導(dǎo)致的亮度的降低，這是所希望的。如圖5所示開口面積中的長(zhǎng)度的變化不僅可沿列方向(開口面積的窄邊方向)，而且可沿行方向(開口面積的長(zhǎng)邊方向)，或者也可以同時(shí)沿兩個(gè)方向。開口形狀不限于圖5中的矩形，并且可以根據(jù)電子束剖面(profile)選擇最佳的形狀。
例如，在具有圖3A和圖3B中的配置的表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件中，電子束剖面如圖7所示被拉長(zhǎng)。射束電流的分布沿短軸方向大大變化，而沿長(zhǎng)軸方向緩緩變化。當(dāng)在該束剖面中調(diào)整開口部分的面積時(shí)，沿束剖面的長(zhǎng)軸方向比沿其短軸方向更容易調(diào)整開口長(zhǎng)度。
在磷光體43、44和45以及導(dǎo)體42上設(shè)置的金屬膜19起經(jīng)受高電壓的電極的作用并具有防止磷光體帶電的功能。
雖然諸如Al的金屬導(dǎo)電材料可被用作用于金屬膜19的材料，但可以在諸如Al的金屬導(dǎo)電材料上淀積吸收氧的吸氣劑(getter)材料。在金屬膜19中使用吸氣劑材料導(dǎo)致吸氣劑材料即使少量的外部氣體流入面板21和后板20之間的密封空間中也能吸收流入的氣體。這樣可長(zhǎng)時(shí)間維持密封狀態(tài)。吸氣劑材料由包含Ti、Zr、Ba或這些元素中的至少一種作為主成分的合金制成，并可包含Al、V和Fe中的任何一種或更多種作為副成分?？梢愿鶕?jù)電子的加速電壓選擇金屬膜19和吸氣劑材料的最佳厚度。金屬膜19可被導(dǎo)電性吸氣劑材料而不是諸如Al的金屬導(dǎo)電材料替代。
以下參照?qǐng)D1詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置的例子。
具有電子源的后板20包含后側(cè)基板1、根據(jù)視頻信號(hào)被施加電勢(shì)的x方向布線9(信號(hào)線)、x方向布線9之上的絕緣膜(未示出)和被設(shè)置為與x方向布線9交叉并根據(jù)掃描信號(hào)被施加電勢(shì)的y方向布線11(掃描線)。與x方向布線9和掃描線的y方向布線11連接的電子發(fā)射器件23在y方向布線11(掃描線)和x方向布線9的交點(diǎn)上形成。端子D0x1、D0x2、...、D0x(m-1)和D0xm與驅(qū)動(dòng)電路25連接，以向x方向布線9施加電壓。端子D0y1、D0y2、...、D0y(m-1)和D0ym與驅(qū)動(dòng)電路25連接，以向y方向布線11施加電壓。
面板21和后板20被配置為對(duì)置并由側(cè)壁24密封。密封的內(nèi)部空間中的壓力被降至約10Pa～5Pa(以下，稱為“真空狀態(tài)”)。
以下說明根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方法。
在圖1所示的圖像顯示裝置中，驅(qū)動(dòng)電路25具有用于控制施加到x方向布線9和y方向布線11上的電勢(shì)的控制電路和用于控制向金屬膜19施加加速電壓的電勢(shì)的另一控制電路。驅(qū)動(dòng)電路25通過高壓端子HV向金屬膜19供給電勢(shì)。
圖1所示的圖像顯示裝置一般由簡(jiǎn)單的矩陣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(線掃描模式)驅(qū)動(dòng)。
每次整個(gè)屏幕被掃描一次每個(gè)掃描線的選擇時(shí)間比被定義為“選擇時(shí)間占空比(selection time duty)”。每次整個(gè)屏幕被掃描一次向一個(gè)像素施加電子束的時(shí)間比率被定義為“照射時(shí)間占空比”。
例如，如果具有240個(gè)掃描線的圖像顯示裝置被簡(jiǎn)單的矩陣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，那么每次整個(gè)屏幕被掃描一次每個(gè)掃描線的選擇時(shí)間占空比為1/240(≈0.21％)。例如，如果刷新頻率為60Hz，那么最大選擇時(shí)間為約69.4微秒。
另一方面，由于驅(qū)動(dòng)電路25的延遲并且由于布線電容，因此實(shí)際施加電子束的持續(xù)時(shí)間比選擇掃描線的持續(xù)時(shí)間短。結(jié)果，照射時(shí)間占空比變?yōu)楸?/240小。
以較高的照射時(shí)間占空比驅(qū)動(dòng)圖像顯示裝置導(dǎo)致磷光體表面的溫度升高，使得磷光體的發(fā)光特性劣化并導(dǎo)致磷光體不能得到本來的性能，結(jié)果不能獲得令人滿意的亮度特性。磷光體的劣化變成另一問題。施加到磷光體上的電荷量的增加加速磷光體的劣化，并且以高時(shí)間占空比(duty)施加電荷會(huì)進(jìn)一步通過磷光體表面的溫度升高的影響加速劣化。
在諸如本發(fā)明的這種在一個(gè)掃描周期中對(duì)一個(gè)像素提供的最大電荷密度為3×10-8C/cm2或更大的條件下，照射時(shí)間占空比優(yōu)選為1/240或更小。
當(dāng)作為驅(qū)動(dòng)條件的一個(gè)例子使用簡(jiǎn)單的矩陣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)且掃描線數(shù)P為1080時(shí)，如果刷新頻率F為60Hz，那么可在一個(gè)掃描周期內(nèi)向一個(gè)掃描線施加信號(hào)的時(shí)間T的最大值為1/(F·P)或約15微秒。
如果施加到各個(gè)像素上的電流密度Je為2mA/cm2U，那么單位面積提供的電荷密度Q[C/cm2]由Je×T表示，或者，在上述例子中為3×10-8C/cm2。
對(duì)于向一個(gè)電子發(fā)射器件施加驅(qū)動(dòng)電壓以便以峰值亮度顯示的情況，從在面板21中觀察的電流值和用電子束照射的面積獲得對(duì)一個(gè)像素提供的最大電流密度[A/cm2]。例如，如果從一個(gè)電子發(fā)射器件輸出的電子電流值是1μA并且用電子束照射的面積是2×10-4cm2，那么電流密度是5mA/cm2。
從以上關(guān)系可以看出，可向一個(gè)掃描線施加信號(hào)的時(shí)間T的最大值由掃描線數(shù)P和頻率F限制，從而，如果掃描線數(shù)例如是768，那么時(shí)間T可延長(zhǎng)。
實(shí)際中，考慮由布線電容和驅(qū)動(dòng)器件導(dǎo)致的延遲確定最大時(shí)間T。如果掃描線數(shù)P是1080，那么最大時(shí)間T可短于15微秒。
圖像顯示的灰度顯示(gradating)方法包括改變上述的時(shí)間T、電流密度J以及時(shí)間T和電流密度J兩者的方法。
稱為隔板(spacer)的構(gòu)件可根據(jù)屏幕尺寸被插入面板21和后板20之間以使其間的距離保持恒定。
如上所述，本發(fā)明的圖像顯示裝置能夠增加亮度、延長(zhǎng)壽命和加寬色再現(xiàn)區(qū)域。
雖然在上面的圖1示出的圖像顯示裝置中后板20的x和y方向布線9和11分別被用作信號(hào)線和掃描線，但x和y方向布線9和11可分別被用作掃描線和信號(hào)線。
以下參照特定的實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。
(第一實(shí)施例)以下通過使用表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件對(duì)磷光體SrGa2S4:Eu進(jìn)行評(píng)價(jià)。
在以下的實(shí)施例中，使用用于55英寸HD TV的具有1920個(gè)信號(hào)線和1080個(gè)掃描線的圖像顯示裝置用于評(píng)價(jià)。圖像元素的尺寸為635μm×635μm。在一個(gè)圖像元素中形成三色像素。各個(gè)像素的尺寸為635μm×212μm。像素中的磷光體的發(fā)光區(qū)域或所謂的數(shù)值孔徑取為30％。像素中的實(shí)質(zhì)發(fā)光面積為約4×10-4cm2。
在第一到第四實(shí)施例中，對(duì)所有的像素施加相同的磷光體。
黑色基質(zhì)(black matrix)以條帶狀被涂敷在面板上，使得在玻璃基板上留有磷光體涂敷區(qū)域(30％的數(shù)值孔徑)。隨后，通過有機(jī)粘合劑變成糊劑的磷光體粒子通過絲網(wǎng)印刷被涂敷，被配置在黑色基質(zhì)的孔徑部分上并變干。
其次，進(jìn)行成膜工藝。丙烯酸樹脂被涂敷為使磷光體表面平滑，然后100nm厚的Al作為金屬背被淀積。在形成金屬背后，金屬背在大氣中在450℃的溫度下被烘焙以去除丙烯酸樹脂。
然后，制造具有電子發(fā)射器件的后板。
通過絲網(wǎng)印刷在玻璃基板上形成矩陣布線。在布線的交點(diǎn)上形成表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件。信號(hào)線數(shù)是1920，掃描線數(shù)是1080。
以形成器件電極和導(dǎo)電薄膜、形成通過導(dǎo)電變?yōu)殡娮影l(fā)射部分的切口區(qū)域并然后執(zhí)行活化處理的方式形成表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器。
由此產(chǎn)生的面板和后板被相互對(duì)置，并且10kV的DC電壓被施加到與金屬背電連接的高壓端子HV上。在這種狀態(tài)中，脈沖電壓被施加到后板的矩陣布線上以發(fā)射電子。施加到掃描線和信號(hào)線上的電壓被設(shè)定，使得在器件電極兩端施加18V的脈沖電壓。使用60Hz的刷新頻率和簡(jiǎn)單的矩陣驅(qū)動(dòng)方法。在這種狀態(tài)中，施加到一個(gè)像素上的電流是4μA，由此提供10mA/cm2的電流密度。通過改變輸入信號(hào)的脈沖寬度的脈沖寬度灰度級(jí)方法來改變亮度。通過使用光譜輻射計(jì)評(píng)價(jià)發(fā)光亮度和色度坐標(biāo)作為發(fā)光特性。
表1列出根據(jù)提供的電荷密度的變化、對(duì)于本實(shí)施例的磷光體SrGa2Sr4:Eu和常規(guī)的磷光體ZnS:Cu，Al的亮度測(cè)量的比較結(jié)果，假設(shè)當(dāng)向面板的高壓端子施加10kV的DC電壓以便可向常規(guī)的磷光體提供3×10-8C/cm2的電荷密度時(shí)，常規(guī)的磷光體的亮度的百分比取為100。
表1發(fā)光亮度的相對(duì)比較

與常規(guī)的磷光體ZnS:Cu，Al相比，在一個(gè)掃描周期中向磷光體SrGa2Sr4:Eu施加3×10-8C/cm2或更大的電荷密度實(shí)現(xiàn)了更高的亮度。根據(jù)電荷密度的變化，可從低亮度到高亮度表現(xiàn)亮度，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的灰度級(jí)。
綠色在NTSC RGB的CIE(x，y)色度坐標(biāo)中是(0.21，0.71)，磷光體ZnS:Cu，Al的發(fā)光顏色在CIE(x，y)色度坐標(biāo)中是(0.26，0.61)。
另一方面，在CIE(x，y)色度坐標(biāo)中獲得(0.26，0.68)的磷光體SrGa2Sr4:Eu的發(fā)光顏色，更接近NTSC RGB的綠色的CIE(x，y)色度坐標(biāo)，這提供了能夠表現(xiàn)更寬的色再現(xiàn)區(qū)域的綠色發(fā)光。
基于從最初狀態(tài)過去30000小時(shí)后的亮度的降低率評(píng)價(jià)耐久性。結(jié)果，常規(guī)的磷光體ZnS:Cu，Al從最初亮度的降低率是8％，而磷光體SrGa2Sr4:Eu從最初亮度的降低率是1.5％，其壽命比常規(guī)的磷光體ZnS:Cu，Al長(zhǎng)。
(第二實(shí)施例)通過使用具有與第一實(shí)施例相同的表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器的圖像顯示裝置，對(duì)磷光體CaMgSi2O6:Eu進(jìn)行評(píng)價(jià)。
表2列出根據(jù)提供的電荷密度的變化、對(duì)于本實(shí)施例的磷光體CaMgSi2O6:Eu和常規(guī)的磷光體ZnS:Cu，Al的亮度測(cè)量的比較結(jié)果，假設(shè)當(dāng)向面板的高壓端子施加10kV的DC電壓以便可向常規(guī)的磷光體提供3×10-8C/cm2的電荷密度時(shí)，常規(guī)的磷光體的亮度的百分比取為100。
表2發(fā)光特性的相對(duì)比較

與常規(guī)的磷光體ZnS:Ag，Cl相比，在一個(gè)掃描周期中向磷光體CaMgSi2O6:Eu施加3×10-8C/cm2或更大的電荷密度實(shí)現(xiàn)了更高的亮度。根據(jù)電荷密度的變化，可從低亮度到高亮度表現(xiàn)亮度，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的灰度級(jí)。
藍(lán)色在NTSC RGB的CIE(x，y)色度坐標(biāo)中是(0.140，0.080)，磷光體ZnS:Ag，Cl在CIE(x，y)色度坐標(biāo)中是(0.15，0.05)。另一方面，在CIE(x，y)色度坐標(biāo)中獲得(0.15，0.04)的磷光體CaMgSi2O6:Eu的發(fā)光顏色，更接近NTSC RGB的藍(lán)色的CIE(x，y)色度坐標(biāo)，這提供了能夠表現(xiàn)更寬的色再現(xiàn)區(qū)域的藍(lán)色發(fā)光。
以與第一實(shí)施例相同的方式評(píng)價(jià)耐久性。結(jié)果，常規(guī)的磷光體ZnS:Ag，Cl從最初亮度的降低率是9％，而磷光體CaMgSi2O6:Eu從最初亮度的降低率是2％，其壽命比常規(guī)的磷光體ZnS:Ag，Cl長(zhǎng)。
(第三實(shí)施例)通過使用具有與第一實(shí)施例相同的表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器的圖像顯示裝置，對(duì)綠色磷光體Sr0.9Ba0.1Ga2S4:Eu、Sr0.8Ba0.2Ga2S4:Eu和Sr0.7Ba0.3Ga2S4:Eu進(jìn)行評(píng)價(jià)。
磷光體的Eu濃度為Eu/(Sr+Ba)＝0.03。使用平均粒大小被調(diào)整為3μm的磷光體。10kV的DC電壓被施加到面板的高壓端子HV上。以60Hz的刷新頻率對(duì)亮度進(jìn)行測(cè)量。
表3列出根據(jù)提供的電荷密度的變化、對(duì)于本實(shí)施例的綠色磷光體Sr0.9Ba0.1Ga2S4:Eu、Sr0.8Ba0.2Ga2S4:Eu和Sr0.7Ba0.3Ga2S4:Eu和常規(guī)的磷光體ZnS:Cu，Al的亮度測(cè)量的比較結(jié)果，假設(shè)當(dāng)向面板的高壓端子施加10kV的DC電壓以便可向常規(guī)的磷光體提供3×10-8C/cm2的電荷密度時(shí)，常規(guī)的磷光體的亮度的百分比取為100。
表3發(fā)光特性的相對(duì)比較

與常規(guī)的磷光體ZnS:Cu，Al相比，在一個(gè)掃描周期中向磷光體Sr0.9Ba0.1Ga2S4:Eu、Sr0.8Ba0.2Ga2S4:Eu和Sr0.7Ba0.3Ga2S4:Eu施加3×10-8C/cm2或更大的電荷密度實(shí)現(xiàn)了更高的亮度。
在CIE(x，y)色度坐標(biāo)中獲得(0.22，0.66)的磷光體的發(fā)光顏色，這提供了接近NTSC的綠色的CIE(x，y)色度坐標(biāo)的發(fā)光顏色。
另外，通過使用磷光體Sr0.8Ba0.2Ga2S4:Eu執(zhí)行相同的評(píng)價(jià)。結(jié)果，在CIE(x，y)色度坐標(biāo)中獲得(0.20，0.64)的磷光體Sr0.8Ba0.2Ga2S4:Eu的發(fā)光顏色，這實(shí)現(xiàn)了更寬的色再現(xiàn)區(qū)域。
并且，通過使用磷光體Sr0.7Ba0.3Ga2S4:Eu執(zhí)行相同的評(píng)價(jià)。結(jié)果，在CIE(x，y)色度坐標(biāo)中獲得(0.17，0.62)的磷光體Sr0.7Ba0.3Ga2S4:Eu的發(fā)光顏色，這實(shí)現(xiàn)了更寬的色再現(xiàn)區(qū)域。
(第四實(shí)施例)通過分別使用SrGa2S4:Eu、CaMgSi2O6:Eu和Y2O2S:Eu作為綠色、藍(lán)色和紅色磷光體，制造三原色圖像顯示裝置。
圖像顯示裝置的說明與第一實(shí)施例相同。
在以向面板的高壓端子施加10kV的DC電壓的狀態(tài)驅(qū)動(dòng)電子發(fā)射器件的同時(shí)，對(duì)磷光體的發(fā)光特性進(jìn)行評(píng)價(jià)。以9300開爾文的白色色溫為標(biāo)準(zhǔn)通過光譜輻射計(jì)測(cè)量白色的亮度。
表4列出根據(jù)提供的電荷密度的變化、對(duì)于本實(shí)施例的磷光體和常規(guī)的磷光體P22的亮度測(cè)量的比較結(jié)果，假設(shè)當(dāng)向面板的高壓端子施加10kV的DC電壓以便可向常規(guī)的磷光體提供3×10-8C/cm2的電荷密度時(shí)，常規(guī)的磷光體的亮度的百分比取為100。
表4發(fā)光特性的相對(duì)比較

與常規(guī)的磷光體P22相比，在一個(gè)掃描周期中向本實(shí)施例的磷光體施加3×10-8C/cm2或更大的電荷密度實(shí)現(xiàn)了更高的亮度。
計(jì)算可表示CIE(x，y)色度坐標(biāo)中的綠色、藍(lán)色和紅色磷光體的發(fā)光顏色的色再現(xiàn)區(qū)域。可以看出，與由本實(shí)施例的磷光體提供的色再現(xiàn)區(qū)域增加為由常規(guī)的三色磷光體P22的組合提供的色再現(xiàn)區(qū)域的1.4倍。
本發(fā)明的磷光體的壽命為常規(guī)的磷光體P22的5倍，這就提供了比使用常規(guī)的磷光體P22的圖像顯示裝置更耐久的圖像顯示裝置。
通過使用Spindt電子發(fā)射器件作為后板的電子發(fā)射器件，測(cè)量圖像顯示裝置的發(fā)光效率。結(jié)果，可以看出，獲得的發(fā)光效率與使用表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件的本實(shí)施例相同。
(第五實(shí)施例)通過分別使用SrGa2S4:Eu、CaMgSi2O6:Eu和CaAlSiN3:Eu作為綠色、藍(lán)色和紅色磷光體，制造與第四實(shí)施例相同的三原色圖像顯示裝置。
由此產(chǎn)生的面板和后板被相互對(duì)置，電子發(fā)射器件被驅(qū)動(dòng)，其中面板的高壓端子HV經(jīng)受10kV的DC電壓，然后磷光體的發(fā)光特性被評(píng)價(jià)。以9300開爾文的白色色溫為標(biāo)準(zhǔn)相互比較磷光體的發(fā)光效率。
表5列出根據(jù)提供的電荷密度的變化、對(duì)于本實(shí)施例的磷光體和常規(guī)的磷光體P22的亮度測(cè)量的比較結(jié)果，假設(shè)當(dāng)向面板的高壓端子施加10kV的DC電壓以便可向常規(guī)的磷光體提供3×10-8C/cm2的電荷密度時(shí)，常規(guī)的磷光體的亮度的百分比取為100。
表5發(fā)光特性的相對(duì)比較

與常規(guī)的磷光體P22相比，在一個(gè)掃描周期中向本實(shí)施例的磷光體施加3×10-8C/cm2或更大的電荷密度實(shí)現(xiàn)了更高的亮度。
由本實(shí)施例的磷光體提供的色再現(xiàn)區(qū)域增加為由常規(guī)的三色磷光體P22的組合提供的色再現(xiàn)區(qū)域的1.5倍。
本實(shí)施例的磷光體實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的移動(dòng)圖像特性和耐久性。
(第六實(shí)施例)綠色和藍(lán)色磷光體SrGa2S4:Eu和Sr2P2O7:Eu被評(píng)價(jià)。磷光體Sr2P2O7:Eu中的Eu濃度相對(duì)于Sr為0.015。相對(duì)于Sr，磷光體SrGa2S4:Eu中的Eu濃度為0.05。
10kV的DC電壓被施加到具有這些磷光體的面板的高壓端子HV上。具有1×10-8C/cm2～5×10-8C/cm2的電荷密度的電子束被施加到磷光體上。結(jié)果，在一個(gè)掃描周期中向一個(gè)像素施加具有至少3×10-8C/cm2或更大的電荷密度的電子束提供優(yōu)于常規(guī)的磷光體的發(fā)光特性。
(第七實(shí)施例)通過使用磷光體Sr3MgSi2O8:Eu作為藍(lán)色磷光體制造面板。磷光體Sr3MgSi2O8:Eu中的Eu濃度相對(duì)于Sr為0.03。
10kV的DC電壓被施加到具有磷光體的面板的高壓端子HV上。具有1×10-8C/cm2～5×10-8C/cm2的電荷密度的電子束被施加到磷光體上。結(jié)果，在一個(gè)掃描周期中向一個(gè)像素施加具有至少3×10-8C/cm2或更大的電荷密度的電子束提供優(yōu)于常規(guī)的磷光體的發(fā)光特性。
(第八實(shí)施例)使用結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例中類似的圖像顯示裝置，對(duì)數(shù)值孔徑被調(diào)整和不被調(diào)整的情況進(jìn)行比較。
各個(gè)像素的尺寸為635μm×212μm。在磷光體的發(fā)光區(qū)域不被調(diào)整的情況下，數(shù)值孔徑是30％。
分別使用SrGa2S4:Eu、CaMgSi2O6:Eu和Y2O2S:Eu作為綠色、藍(lán)色和紅色磷光體。綠色、藍(lán)色和紅色磷光體的CIE(x，y)色度坐標(biāo)是(0.264，0.686)、(0.149，0.042)和(0.656，0.337)。
在這些磷光體的組合的發(fā)光效率中，綠色大于紅色，紅色大于藍(lán)色。當(dāng)白平衡被設(shè)為9300開爾文的色溫時(shí)，藍(lán)色磷光體的發(fā)光效率限制亮度。
因此，通過在保持白平衡的同時(shí)減少亮度有余量的綠色磷光體的數(shù)值孔徑并增加藍(lán)色磷光體的數(shù)值孔徑，改變孔徑面積。
在圖5中示出孔徑的圖案。當(dāng)藍(lán)色磷光體的孔徑增加30％且綠色磷光體的孔徑減少30％時(shí)亮度具有峰值。與數(shù)值孔徑不被調(diào)整的情況相比，亮度增加30％，這使得能夠維持白色平衡。
(第九實(shí)施例)使用結(jié)構(gòu)與第八實(shí)施例類似的圖像顯示裝置。在圖3A和圖3B中示出的表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器沿行(x)和列(y)方向被配置。紅色、綠色和藍(lán)色磷光體沿行方向以此次序被依次配置。表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器的束剖面與圖7所示的相同。射束的副方向與行方向一致，并且主方向與列方向一致。
如第八實(shí)施例那樣，分別組合使用SrGa2S4:Eu、CaMgSi2O6:Eu和Y2O2S:Eu作為綠色、藍(lán)色和紅色磷光體。孔徑面積被設(shè)定，使得保持9300開爾文的白平衡。
由此制造的圖像顯示裝置表現(xiàn)出預(yù)定的亮度和白平衡。面板和后板可以以足夠的精度被定位。
(第十實(shí)施例)電子束激發(fā)圖像顯示裝置以與第一實(shí)施例類似的方式被制造。磷光體SrGa2S4:Eu、CaMgSi2O6:Eu和Y2O2S:Eu分別被用作綠色、藍(lán)色和紅色磷光體。磷光體SrGa2S4:Eu和CaMgSi2O6:Eu達(dá)到最高亮度的發(fā)光中心濃度分別為約4.5at.％和3.5at.％。在這些磷光體被組合的情況下顯示9300開爾文的白色所需要的亮度的藍(lán)色稍有不足。因此，使用通過分別使CaMgSi2O6:Eu和SrGa2S4:Eu的Eu濃度為3.5at％和1at％抑制最大亮度的磷光體，以在提供的相同的電荷密度上顯示所希望的白色。結(jié)果，可以獲得能夠在提供的相同的電荷密度上顯示9300開爾文的白色的圖像顯示裝置。
(第十一實(shí)施例)以與第一實(shí)施例類似的方式制造電子束激發(fā)圖像顯示裝置，該電子束激發(fā)圖像顯示裝置分辨率與四分之一視頻圖形陣列(QVGA)對(duì)應(yīng)并具有320個(gè)信號(hào)線和180個(gè)掃描線。
在磷光體屏中使用綠色磷光體SrGa2S4:EU。
裝置以10kY的加速電壓、每個(gè)像素1mA/cm2的電流密度和60Hz的刷新頻率被逐步驅(qū)動(dòng)(progressive driven)。裝置以1/360(約46微秒的每次掃描每個(gè)像素的電子束施加時(shí)間)、1/240(約69微秒)和1/180(約92微秒)三種施加時(shí)間占空比(application time duty)被驅(qū)動(dòng)的情況下的亮度的減半時(shí)間被評(píng)估。
如果裝置以1/360的照射時(shí)間占空比被驅(qū)動(dòng)的情況下的亮度的減半時(shí)間為100，那么1/240和1/180的施加時(shí)間占空比的相對(duì)值分別為66.7和43。
以1/360和1/240的施加時(shí)間占空比，可以獲得適合亮度隨施加到磷光體上的電荷量的增加而降低的Coulomb劣化的理論的壽命特性。另一方面，以1/180的照射時(shí)間占空比，亮度小于作為Coulomb劣化的理論特性的相對(duì)值50并進(jìn)一步劣化。
雖然已參照示例性實(shí)施例說明了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于公開的示例性實(shí)施例。以下的權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋以包含所有這些修改和等同結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，包括具有多個(gè)電子發(fā)射器件的后板，電子發(fā)射器件中的每一個(gè)發(fā)射電子；與多個(gè)電子發(fā)射器件對(duì)置并具有磷光體的多個(gè)像素的面板，磷光體的每個(gè)像素被從電子發(fā)射器件中的相應(yīng)的一個(gè)發(fā)射的電子照射以產(chǎn)生光；用于掃描多個(gè)電子發(fā)射器件以從多個(gè)電子發(fā)射器件發(fā)射電子的驅(qū)動(dòng)器，其中，磷光體具有容許遷移型的材料的發(fā)光中心，并且所述驅(qū)動(dòng)器掃描多個(gè)電子發(fā)射器件，使得在一個(gè)掃描周期中在一個(gè)像素磷光體中施加的電荷密度的最大值等于或大于3×10-8C/cm2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像顯示裝置，其中，多個(gè)電子發(fā)射器件以矩陣的方式排列，磷光體的多個(gè)像素以與多個(gè)電子發(fā)射器件對(duì)應(yīng)的矩陣的方式排列，并且驅(qū)動(dòng)器以線掃描模式掃描多個(gè)電子發(fā)射器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像顯示裝置，其中，磷光體包含稀土金屬作為發(fā)光中心。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的圖像顯示裝置，其中，磷光體包含二價(jià)的Eu或三價(jià)的Ce作為發(fā)光中心。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中的任一項(xiàng)的圖像顯示裝置，其中，磷光體包含硫化鎵酸鹽作為主材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～4中的任一項(xiàng)的圖像顯示裝置，其中，磷光體包含一種或更多種堿土金屬作為主材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的圖像顯示裝置，其中，磷光體包含SrGa2S4:Eu或Sr(1-x)BaXGa2S4:Eu作為發(fā)光中心和主材料的組合，其中，X大于0但不大于0.3。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～4中的任一項(xiàng)的圖像顯示裝置，其中，磷光體包含堿土金屬硅酸鹽作為主材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的圖像顯示裝置，其中，磷光體包含CaMgSi2O6:Eu作為發(fā)光中心和主材料的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2的圖像顯示裝置，其中，電子發(fā)射器件是表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射發(fā)射器。
11.一種圖像顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方法，該圖像顯示裝置包括具有多個(gè)電子發(fā)射器件的后板，各電子發(fā)射器件發(fā)射電子；與多個(gè)電子發(fā)射器件對(duì)置并具有磷光體的多個(gè)像素的面板，磷光體的每個(gè)像素被從電子發(fā)射器件中的相應(yīng)的一個(gè)發(fā)射的電子照射以產(chǎn)生光，其中，磷光體具有容許遷移型的材料的發(fā)光中心，該方法包括以下步驟掃描多個(gè)電子發(fā)射器件，以從多個(gè)電子發(fā)射器件發(fā)射電子，其中，在掃描中，在一個(gè)掃描周期中在一個(gè)像素磷光體中施加的電荷密度的最大值等于或大于3×10-8C/cm2。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，多個(gè)電子發(fā)射器件以矩陣的方式排列，磷光體的多個(gè)像素以與多個(gè)電子發(fā)射器件對(duì)應(yīng)的矩陣的方式排列，并且驅(qū)動(dòng)器以線掃描模式掃描多個(gè)電子發(fā)射器件。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的方法，其中，多個(gè)電子發(fā)射器件由脈沖寬度調(diào)制方法驅(qū)動(dòng)。
全文摘要
一種圖像顯示裝置包括具有多個(gè)電子發(fā)射器件的后板，各電子發(fā)射器件中發(fā)射電子；與多個(gè)電子發(fā)射器件對(duì)置并具有磷光體的多個(gè)像素的面板，磷光體的每個(gè)像素被從電子發(fā)射器件中的相應(yīng)的一個(gè)發(fā)射的電子照射以產(chǎn)生光；用于掃描多個(gè)電子發(fā)射器件以從多個(gè)電子發(fā)射器件發(fā)射電子的驅(qū)動(dòng)器，其中，磷光體具有容許遷移型的材料的發(fā)光中心，并且所述驅(qū)動(dòng)器掃描多個(gè)電子發(fā)射器件，使得在一個(gè)掃描周期中在一個(gè)像素磷光體中施加的電荷密度的最大值等于或大于3×10
文檔編號(hào)C09K11/77GK101075401SQ20071010500
公開日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2007年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月19日
發(fā)明者笹栗大助, 笠貫有二 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社