CN101350379B - 全色系红绿蓝纳米碳管场发射显示屏 - Google Patents

Abstract

本发明系关于一种全色系红绿蓝纳米碳管场发射显示屏，其系由三个分隔开的阴极电致发光荧光屏、一阳极板及一阴极板所组成，且该阳极板的光闸极电极上附着有一透明的氧化物薄膜，从该阴极板的光闸极电极上所发射的电子源撞击该阴极电致发光荧光屏，在该阴极板和阳极板之间空隙的电场变化情况下，其特征在于：该阴极电致发光荧光屏是用可被激活的稀土元素制成的，确保了在电子束激发下，该荧光屏发光亮度的稳定性及均匀性。

Description

全色系红绿蓝纳米碳管场发射显示屏

【发明所属的技术领域】 

本发明与一种组件的讯息显示技术有关，尤指一种与新型的真空显示器相结合，利用纳米碳管(CNT)作为场发射极，产生能量充足的电子束撞击位于玻璃外壳内的发光面。这样的组合称为CNT-FED显示设备。FED阳极板以RGB无机阴极电致发光荧光粉形式得以实现。 

【先前技术】 

从20世纪40年代开始，阴极射线管(CRT)便作为独立的电子讯息显示设备。请参照图1，其绘示了已知的CRT采用冷阴极场致发射荧光屏的显像架构的示意图。如图所示在玻璃曲型管(映像管)1中，在它部分狭窄的光电体系里容纳了三个加热的热阴极。电子束出自该阴极组份中显像管颈部的静电效应及磁场效应(偏斜体系)，之后该电子束穿透有缝的材料面5，撞击在玻璃映像管1的内表层6上，镶嵌组件内封装有荧光粉(图中未示)，发光组件的形成材料具有：红(R)、绿(G)、蓝(B)三个主要发光颜色。 

电场中的能量加速至E＝25千电子伏，镶嵌组件内开始电致发光(称阴极电致发光)。该组件在映像管的内部发光象素大于1x10⁶个。发光像素尺寸为250～280微米，电子束随着横切线围绕在所有显 像管玻璃曲型管(映像管)的周围，建立发光显像亮度，电子光束在发光镶嵌块屏幕组件上的时间非常短，不超过0.1微秒，因此对于获取必须的图像亮度，电子束的附加能量非常高，一般为25千电子伏，图像显像频率为F＝50赫兹(Hz)。 

映像管的生产量非常庞大(全球年产量为1个亿，中国年产量为4000万)，但这种显像装置仍存在以下缺陷：1.高电压，要求对产生的X光辐射进行专业防护；2.因为映像管中使用高电压，有失火的危险；3.在电子束撞击个别不同的亮度组件及超出电子束获得范围，亮度上的差异可很快使使用者的眼睛产生疲劳，要避免此一问题通常要距映像管荧光屏几米远的距离；4.映像管的体积很大，映像管的高度、宽度以及深度不小于50cm；5.大体积重量的映像管(10～12千克)，对于内部电极及偏斜体系中的玻璃生产需采用大量材料。 

所有这些缺点采用其它物理概念创造全色系影像：在液晶显示器LCD中的有效光电及在电浆显示器(PDP)中的有效气体放电；LCD及PDP主要的优势仅在于设备的厚度(设备的深度)最小，但在所有其它参数上，LCD和PDP都不及CRT：1.有非常高的制造成本，每一个影像组份必须具有专业的记忆装置；2.对于工作温度比较敏感。如：在温度不符的情况下，LCD不工作，PDP则会降低该发光亮度；3.当视角超过120度时，从侧边角度观看LCD和PDP荧光屏上的影像很不方便。

LCD和PDP设备的实质性缺陷是发光亮度不够，通常为L＝200～400cd/m²，对于具有高照明度的荧光屏的显示影像是不足的。LCD和PDP的另一个缺点是整体效能不高，能源损耗大。在LCD设备中，对于建立100cm²上的显像，耗费电功率W＝10瓦特，而在PDP设备中的效能同样很小，数值为：η＝1～3流明/瓦特。1瓦特电子功率建立在PDP设备上在1m²中的亮度不大于L＝1cd/m²。 

LCD的高成本，PDP设备分辨率低，因而在平面显示器的领域中必定需要寻找新型的讯息显示架构系统，此架构便是场发射显示屏(Field EmittingDisplay简称FED)，将一种或三种基本色的冷阴极电致发光荧光粉同时在荧光屏的镶嵌图块结合。冷阴极的工作从物理原理上并没有产生温度，在抽空电子的专业材料组件下，电子场强烈运转(冷发射)。实现该现象必须采用良好的人工(手工)技术创造精细尖锐金属材料Mo及W，工艺复杂，成本过高。目前，采用空心纳米碳管(英文称CNT)作为的发射阴极，产生了新型的场发射架构CNT-FED，在这个新型架构中采用丝网印刷的方法制备了纳米碳管的阴极数组。 

请参照图2，其绘示了一般的纳米碳管场发射显示器的剖面示意图。如图所示，一般的纳米碳管场发射显示器具有一阴极10及一阳极20，以及位于该阴极10及阳极20间的传导电极30，该阳极20的内部薄板表面与传导电极30间组成纳米碳管层 (CNT)。纳米碳管层非常薄，不超过10微米，在这间距的10微米里有第二层这样的层位于第二块阳极板上镀层(包覆)来自红、绿、蓝不同颜色的发光镶嵌组件，一般由特殊透明的导电材料一氧化钇、氧化锡制成。用专业方法支撑阴极板及阳极板，该间隙通常为10～100微米。仪器第一次工作时阴极板及阳极板之间的空间处于真空状态；在阴极板的电极上有纳米碳管电极，薄板的电势能U＝500伏，足够建立真空隔间的电场梯度G＝U/S＝500V/10x10^-3mm＝50KV/cm，足以抽空纳米碳管层的电子。该种电场梯度横穿阴极板及阳极板。自纳米碳管的电子飞越真空间隔在阳极板上呈现撞击荧光粉产生电致发光现象。与热阴极的电子射线映像管比较，区别在于FED设备中的电能比映像管小50～100倍。由CNT组成的电子束空间密度不大于10微安/cm²，如此空间电子密度小于CRT映像管中的10～100倍。所有的这些自身涂敷的确定条件及发光镶嵌材料的要求置于阴极板上。 

在这之前，要使位于阳极板上的荧光粉开始发光(或称为点燃)需要一起始电势，此一起始电势标记为E₀，在具有能量E₁开始工作时，连接发光亮度L及这个能量参数记录在以下等式：L＝ζ(E₁-E₀)jⁿ，其中L为发光亮度，E1为能量束，落在镶嵌的荧光粉的表层。n为非线性指数，依附于电子能光束的发光亮度，n≧1.5～2。J为电流密度，分析该公式，在E₁>E₀时，可以造成电致发光，一 般而言，这样阴极电致发光的起始电势常为E₀＝1～2x10²伏，但在CNT-FED的电能量中E₁＝500V即可造成电致发光。 

由此得出一个重要结论：必须降低参数E₀≦10～50V。这是非常难实现的。 

第二个需求是有关发光镶嵌层中它的高导电性。对于CNT-FED显示器在电流加载下确保了光闸极电极的高传导性结果。这个电极应该位于具有阴极发光颗粒良好的电点接触。但这保障的仅仅是在荧光粉颗粒层非常薄的情况下。 

第三个对于CNT-FED设备发光层适宜的重要需求，仅在采用非常细小的阴极电致发光荧光粉颗粒的情况下才能制造出很薄的CNT-FED荧光屏。例如在WO/2008/002288专利申请案中(请参照Collins Thomas et andWO/2008/002288 Luminescentmaterials for a carbon CNT-FED.2008/01/03)，CNT-FED荧光屏的组件并不适合使用非常大的能量来激发。另采用WO2008/003388A1专利申请案中所用的设备。拆解这一具有以阴极电致发光的纳米碳管为基质的FED显示设备，将阳极电架构串联在RGB荧光屏发光器件上，分隔板，起始电子束能量激发E₀＝4～10千伏。该荧光屏采用熟知的传统电视所用的发光材料。绿色辐射阴极电致发光荧光粉具有ZnS·CuAl组份，蓝色辐射阴极电致发光荧光粉具有ZnS·AgCe组份，以及具有出自氧、钇、铕的稀土材料Y₂O₂S·Eu组份的强烈辐射的红色阴极电 致发光荧光粉。 

我们马上就能指出这种人们熟知的荧光屏的明显缺点：1.高压激发；2.对于起始电子束能量激发E₀＝4～10千伏标准的电视级阴极荧光粉，高势能点燃(发光)；3.在电视荧光屏中采用的阴极激发光颗粒尺寸太小；以及4.不能形成具有高效的大颗粒分散的阴极发光显示屏。 

【发明内容】

为解决上述已知技术的缺点，本发明的主要目的系提供一全色系红黄绿纳米碳管场发射显示屏，其可消除上述缺点。 

为解决上述已知技术的缺点，本发明的另一目的系提供一全色系红黄绿纳米碳管场发射显示屏，其可创造CNT-FED显示器无附加电子设备内部真空间隙。 

为解决上述已知技术的缺点，本发明的另一目的系提供一种全色系红黄绿纳米碳管场发射显示屏，其可提升CNT-FED显示器的发光亮度及增加与阳极板结合的强度。 

为达到上述目的，本发明提供一种全色系红黄绿纳米碳管场发射显示屏，其具有三个分隔开的阴极电致发光荧光屏、一阳极板及一阴极板，且该阳极板的光闸极电极上附着有一透明的氧化物薄膜，从该阴极板的光闸极电极上所发射的电子源撞击该阴极电致发光荧光屏，在该阴极板和阳极板之间空 隙的电场变化情况下，其特征在于：该阴极电致发光荧光屏是用可被激活的稀土元素制成的，确保了在电子束激发下，该荧光屏发光亮度的稳定性及均匀性。 

【附图简述】 

图1绘示了已知的CRT采用冷阴极场致发射荧光屏的显像架构的示意图，其中玻璃曲型管1，热阴极2，材料面5，内表层6。 

图2绘示了一般的纳米碳管场发射显示器的剖面示意图，其中阴极10，阳极20，传导电极30。 

图3绘示了本发明一较佳实施例的纳米碳管场发射显示器的剖面示意图，其中阴极板100，阴极电致发光荧光屏110、120、130，阳极板150，氧化物薄膜151。 

图4绘示了本发明的纳米碳管场发射显示器的发光效率示意图。 

【实施方式】 

首先，本发明的目的在于消除上述荧光屏的缺点。请参照图3，其绘示了本发明一较佳实施例的纳米碳管场发射显示器的剖面示意图。如图所示，本发明的全色系红黄绿纳米碳管场发射显示屏具有 一阴极板100、三个分隔开的阴极电致发光荧光屏110、120、130及一阳极板150，且该阳极板150的光闸极电极上附着有一透明的氧化物薄膜151，从该阴极板100的光闸极电极上所发射的电子源撞击该阴极电致发光荧光屏110、120、130，在该阴极板100和阳极板150之间空隙的电场变化情况下，其特征在于：该阴极电致发光荧光屏110、120、130是用可被激活的稀土元素制成的，确保了在电子束激发下，该荧光屏110、120、130发光亮度的稳定性及均匀性。 

其中，该稀土元素为钇。 

该电子束的能量为E>400伏。 

该阴极荧光粉颗粒的中位线粒径为d₅₀<1微米时，其密度值为ρ≦5g/cm³。 

该荧光屏110、120、130上的每一单元中覆盖呈分散的圆形或椭圆形形状的阴极电致发光荧光粉(图中未示)，其中该每一单元的尺寸为：d＝0.1～0.25mm。 

该红色辐射光成份使用下列配方的阴极电致发光荧光粉：Y_2-x-y-zSc_xIn_yEu_zO₃，其中：x＝0.001～0.1，y＝0.001～0.1，z＝0.001～0.1。 

该绿色辐射发光成份采用正硅酸盐钇，用铈及铽作为激活剂，再添加引用钪及锡，使用下列配方的阴极荧光粉：Y_2-x-y-zSc_xTb_yCe_zSi_1-pSn_pO₅，式中：x＝0.001～0.1，y＝0.001～0.1，z＝0.001～0.1，p＝0.001～0.1。

该蓝光辐射光成份采用以有机硅酸盐钇，以铈为激活剂的阴极发光荧光粉，含添加导入的钪离子及锡离子，其化学当量式为：Y_2-x-y-zSc_xGd_yCe_zSi_1-pSn_pO₅，式中：x＝0.001～0.1，y＝0.001～0.1，z＝0.001～0.1，p＝0.001～0.1。 

其中，在各单色显示线条之间是由互相隔开的来自氧化铬(Cr₂O₃)的致密吸收光层组成。 

该阴极板100上进一步具有一镀银表层(图中未示)，且该镀银表层系以纳米碳管为电子发射层的形式进行封装。 

该透明的氧化物薄膜151为SnO₂薄膜和/或InO₃薄膜。 

以下阐释本发明所建议的设备的工作的物理实质性。在图3中，两个电极板100、150，来自CNT的阴极包覆层及来自不连续阴极电致发光荧光屏110、120、130的阳极包覆层，划分其真空间隔宽度为100微米。本发明所提出的薄板尺寸势能电压的变化从100伏至800伏。在ζ＝100V/10^-3mm＝1x10⁵V/mm的真空间隙梯度电场中具有U＝100伏的势能。此数值对于在真空中的CNT自由电子能量是不足的，因此在阳极板上无法电子激发发光。 

当电场区域增至U＝400伏，伴随而来发生的是在阳极板150上产生点状不连续发光，发光仍然不够均匀，这种现象解释了不同颜色的阴极发光颗粒有不同起始电势E₀。 

当增大电压至U＝500伏时，RGB三颜色的阳 极板150才能同时发光。正如之前在工作中发现的一样，当电位U＝600伏时，建议的荧光屏架构能够全运转(工作)，当U＝650～750伏时，不均匀的发光亮度完全消失，这包括第一次及所提架构势能在内。其明显区别在于，当采用势能U＝10000伏时，数值高，电压低，所提议的仪器具有真空间隙，试验中显示呈现出不稳定性。 

区别二：观察本发明所提出的荧光屏架构位于在图3组件中，所有三个不同颜色的阴极电致发光荧光屏110、120、130，可在U＝400伏下可均匀的呈现出红色，绿色和蓝色。 

区别三：三个不同颜色的发光组件，其发光亮度约十个至百个坎特拉/平方米。引用公式，阴极电致发光荧光屏110、120、130的发光亮度L为ζ(E₁-E₀)jⁿ指数“n”大于1，1<n≦3。根据合理的物理概念指出“n”，依据电子在阴极发光物质中贯穿深度，引用公式：ρδ＝10^-5U^3/2，其中ρ为阴极发光物质密度：g/cm³。δ为电子在阴极发光物质中贯穿深度，其中还与阴极发光物质中激活原子浓度有关，U为电压。显然，对于增加贯穿电能，应产生阴极发光的亮度改变，因为在阴极发光中的非线性系数亮度的增加接近n＝1.5。 

从这点来看，本发明所使用的钇化合物作为阴极荧光粉基础的建议就比较明白了。第一、独立的钇原子拥有相对于低数值密度约4.1～4.95g/cm³；第二、发光材料，独立的钇在其范围中具有高浓度的 激活原子；第三、连接钇，独立的氧，可靠的化学，他们在T～4000K时蒸发，因此他们中出现非常稀少的点状的瑕疵，其中的一个原因是创建阴极电致发光颗粒的低的起动电势E₀。 

在这里要强调的是，以钇化合物为基质的阴极电致发光荧光粉人们早已知晓，而本发明在制造高效CNT-FED阴极激发光荧光屏时，正是成功地利用了这一元素的优点。 

表1中列出以含有氧的钇化合物为基质的阴极荧光粉与原来人们熟知的原型荧光粉的各种参数的对比。 

表1 

数据显示，CNT—FED阴极激发荧光屏中所提物质阴极发光亮度比熟知的亮度标准增长了2.5～3倍，促进亮度的提升以及增加了在与钇化合物的阴 极发光物质中的电子束的深度贯穿。 

表1的数据直观上解释了本发明所提出的发光材料上的优势对比。在电子束激发能量U＝10kV时可采用的只是标准的三价硫化物阴极电致发光荧光粉。在U<1000伏下，绿色辐射阴极发光荧光粉组份Y₂SiO₅:T_B与标准的ZnSAgCl相比较亮度上高出2.6倍。在表1中有效亮度位于第一位，在本发明所提出的CNT-FED荧光屏中，类似于ZnSAgCe与Y₂SiO₅:T_B的发光亮度比较，合理的运用Y₂SiO₅:T_B组份。 

对于密度相近的成份Y₂O₂S:Eu和Y₂O₃:Eu，能量电子束U＝1000伏时，第二种成分的发光效率比较好，为第一种的2倍。原因可能是以阴极发光的氧化物Y₂O₃:Eu(8％)作为基质中发光原子Eu激活浓度在与低浓度硫氧化物Y₂O₂S:Eu(5％)相比是更高的。 

类似于钇阴极激发光的优势在CNT-FED显示器非常重要。其特征在于：阴极电致发光荧光粉在进入显示器中的包覆层时具有密度4g/cm³≦δ≦5g/cm³，平均颗粒值d₅₀≦1微米。阴极电致发光物质在这种电子束深度贯穿下亮度应该增长。但，在所指颗粒尺寸d<1微米的时候，电子束将彻底穿透，那么具有两倍电子束透过阴极致发光颗粒的表面时，该效能会降低，伴随而来的荧光屏涂敷的整体发光水平降低。 

本发明已经确定了阴极激发光荧光粉颗粒的平 均直径为d≦1微米，选择类似于这样的尺寸的依据是：微型颗粒尺寸在V＝4/3πr³＝4立方微米，其平均电介质为E＝6～8个单位，但不允许大量静电聚集。因为当荧光粉颗粒有静电聚集时，则会与玻璃底板产生排斥作用，而造成荧光粉镀层的脱离；对加载的电流也会产生排斥，因此电流密度无法提升。这点永远是FED荧光屏架构本质上的缺点。利用电子激发阴极电至发光荧光粉时，本质上降低了荧光粉颗粒的粘接性，但本发明可以提升微型阴极发光颗粒的粘接性来克服这一缺点。第二个非常重要的优势包括实质性的提升了覆盖力；在底板上的荧光粉数量为＝2毫克/cm²，d₅₀＝2微米时荧光屏的包覆面积仅占总体的67％；如果取出d₅₀＝1微米的阴极发光荧光粉，则包覆面积将大于95％，因此可减少荧光粉在荧光屏上的装载数量，至M＝1毫克/cm²。 

建议的组份对于微型阴极激发光荧光粉具有非常重要的优越性。荧光屏像素中的微型阴极发光荧光粉允许建立非常均等的及精确几何尺寸大小的象形图，足够获取好的及色彩鲜艳的图像，在CNT-FED显示器中可以通过增加粘合性来提升显示器的清晰度。 

本发明还有一个重要的优势，在提升辐射面积的阴极致发光颗粒与平板玻璃显示板的比较中，是层与颗粒的比较。假设每一个阴极致发光颗粒的截面积都是大约为1平方微米，当每个颗粒截面积S≦0.5平方微米时，意味着增加颗粒表面与平板玻 璃面积比值的2倍，尤为重要的是，可以允许辐射荧光屏电子束电流值降低近2倍。早先本发明已经强调，阴极致发光位于非线性物理操作法。该程序的辐射界限为n>1.0，与激发能量相反，与电流激发密度关系j＝J/S。 

如果实际的微型颗粒表层，荧光屏的组成部分，在采用微型阴极致发光荧光粉时增加近两倍。但是使实际整体电流下降近二分之一。在整体电流变小之后有效的非线性将随之变小。 

该样本选择最优秀的阴极发光颗粒尺寸同时还具备几个非常重要的有效方面：1.提升荧光屏底板颗粒的粘合度；2.提升发光亮度，降低非线性；3.改善复杂的及不连续的阴极激发光发光包覆的清晰度极限。本发明所提的CNT-FED架构中这个非常具有实质性的优势，特征在于：阴极激发光荧光粉以连续的像素(pixcel)形式包覆，几何尺寸为e₁＝0.11mm至e₂＝0.25mm。 

在图3中显示阴极发光荧光屏不连续像素(pixcel)形式包覆，阴极电致发光荧光屏110、120、130之尺寸的宽度不大于20～100微米。每一个单色像素的间隙宽度为Δ＝50微米。 

在随后的CNT-FED显示器架构这用黑色物质来做间隔物，提升了在指示显示器中的图像对比。从非线性荧光屏中采用本发明所提议的架构，间隔物的宽度为总体宽度的1/3至1/2之间，可排除不连续阴极发光层间的相互击穿。

现下具体描述阴极电子激发光荧光屏的荧光材料架构。之前所指在结合氧，钇为基质的RGB阴极激发光材料。这样的材料有很多：比如氧钇铕、硫、钇、钆等等。 

本发明所采用的准则主要有：1.密度4.0≦ρ≦5g/cm³；2.铈的激活浓度在6～8％中；3.获得微小分散颗粒的可能性4.达到高导电性及合成阴极激发光过程中的操纵可能；5.常设的电介质数值不高。 

所有本发明所例举的氧-钇阴极激发光参数，被铕激活，并添加Sc⁺³离子，在本发明所提出的材料化学计量式：Y_2-x-y-zSc_xIn_yEu_zO₃，其中：x＝0.001～0.1，y＝0.001～0.1，z＝0.001～0.1。要指出的是，对于额外的引入的阴极发光离子Sc⁺³，使阴极发光的亮度提升了7～10％，同时提升红色的质量。所添加的钪离子浓度为1～10％，最佳浓度为5～6％。 

我们认为，在阴极发光颗粒离子中添加ZnO的成份，结合ZnO低电阻的特点，其电阻在R＝10⁶奥姆/厘米的级别上。我们发现，导入氧化物可以增加阳极平板上红色荧光粉颗粒的粘合性。这说明了，对于增加在阴极激发光颗粒的导电性，改善颗粒的电流负荷，减少静电累积并改善材料颗粒的粘合性。 

请参照图4，其绘示了本发明的纳米碳管场发射显示器的发光效率示意图。在图3中显示不同阴极电致发光荧光屏110、120、130激发RGB光，其 发光效率(流明/瓦特)没有减少，且与具有大颗粒(口径)的红色荧光粉颗粒相比较高出10流明/瓦特。 

该红色辐射发光参数具有Y_2-x-y-zSc_xIn_yEu_zO₃形式，式中：x＝0.001～0.1，y＝0.001～0.1，z＝0.001～0.1。 

本发明所提议的阴极荧光粉的辐射，其中能量的90％是以离子Eu⁺³的⁵D₂-⁷F电子跃迁作为辐射发光。本发明的材料组份可以操控的不仅仅发光亮度增大，发光色度同样也增大。在[Eu]＝2％时，色坐标为：x＝0.62，y＝0.36将[Eu]增加到4％、6％、8％。成功提升了色坐标值从x＝0.635，y＝0.348至x＝0.648，y＝0.358。 

最后的坐标值是饱和的红色，可创建清晰、不同的红色像素。最主要的是如何正确提升Y₂O₃·Eu的阴极激发光亮度，在该组份中引入氧化钪Sc₂O₃，经过试验分析，本发明所提出阴极激发光亮度的增长不仅仅是在U＝5KV，还存在U＝400～600伏的低能量值及中等能量值。最后的决定在Sc⁺³离子(1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹)中K到L内部跃进吸收活动。 

我们认为，这一补充吸收是增加所述红色辐射阴极激发光荧光粉亮度的主要原因。 

同样的CNT-FED显示器中使用结合钇为基质的绿色阴极激发光荧光粉。采用与红色辐射荧光粉相似的材料其原因是：1.对于加深电子束在荧光粉颗粒的贯穿的的密度数值不高；2.以荧光粉溶解更 多的激活物质能；3.可获取瑕疵点更少的荧光粉材料。 

本发明所提议的以正硅酸盐钇为基质的阴极电致发光荧光粉，以铽及铈作为激活剂，特征在于：对于在其组分中引入钪离子Sc和Sn，，化学当量式：LY_2-x-y-zSc_xTb_yCe_zSi_1-pSn_pO₅，式中：x＝0.001～0.1，y＝0.001～0.1，z＝0.001～0.1，p＝0.001～0.1。 

在相对较低和偏低的电子束能量U＝300～800伏情况下，具有更高的发光亮度；在仪器中长时间电子束辐射下更高的稳定性。 

对于联接具有B2/B空间组的特殊的单斜晶组织架构Sc₂SiO₅和Y₂SiO₅。在钪、钇正硅酸盐，同型的架构之间，密度ρ存在着本质上的不同。 

如果Sc₂SiO₅密度ρ＝3.49g/cm³，而Y₂SiO₅密度ρ＝4.49g/cm³。这时样本应引10％的Sc₂O₃，在阴极发光荧光粉允许它的密度减小时，加大电子束在材料中的贯穿，增加发光亮度。以10％的Tb₂SiO₅阴极发光溶液为基质的固溶体Sc₂SiO₅-Y₂SiO₅。可使单晶格在外型上稍有改观。 

对于本发明所提议在发光导电性成份上的引入正硅酸盐钇。所述阴极激发光运用固态合成的方法和来自氧三价元素Y₂O₃，Sc₂O₃，Tb₄O₇及CeO₂预先配制并一起溶解在3M硝酸中之后加热。获取的溶液与NH₄OH取得混合液体Y(OH)₃，Sc(OH)₃，Tb(OH)₃，Ce(OH)₃。化学当量比：0.80:0.12:0.03:0.001。

该液体混合物与分散的氧化硅SiO₂一起搅拌，分子比例为[∑Ln(OH)₃]:[SiO₂]＝1:1，然后在T＝1300℃至T＝1500℃下加热2小时，之后获得的产品用热水洗净，风干。在用专业设备进行测量。 

试验证明，本发明所建议的阴极发光荧光粉确保了在能量电子束E＝5千伏时发光效率在ζ＝36～40流明/瓦的水平，所获得的发光效率非常高，是之前未曾达到的。 

测试试验中，CNT-FED荧光屏中采用膏状阴离子发光荧光粉确保了具有U＝300伏电子束的高能量发光亮度。 

CNT-FED显示器蓝色辐射阴极发光的问题非常复杂，同样指出，熟知的阴极发光荧光粉ZnS:AgAl拥有低亮度及电子激发的高临界值。本发明所提议的以正硅酸盐钇为基质的阴极发光荧光粉，以铈为激活剂，附加引入氧化镁及氧化锡，其化学当量式：Y_2-x-y-zSc_xGd_yCe_zSi_1-pSn_pO₅，式中：x＝0.001～0.1，y＝0.001～0.1，z＝0.001～0.1，p＝0.001～0.1。 

对于蓝色阴极发光辐射的荧光粉，本发明所描述的荧光粉合成引入氧化镁。第一步制备，采用氧化物Y₂O₃，CeO₂随后与二氧化硅SiO₂一起高温响应，在温度T＝1300～1500℃下2～8个小时，获得的产物用热水洗，放入风箱内风干。之后在CNT-FED显示屏中在测验。 

我们发现，当U＝250伏时，在该阴极电致发光 荧光屏110、120、130上产生临界发光。如何在以阴极发光为基质的连接开始时拥有高效数值的第二次电子场发射。荧光屏的封装没有静电装载，可能以氧化锡为基质的阴极发光荧光粉的是决定阴极激发光荧光粉颗粒的导电条件。 

每个建议的阴极荧光粉在显示屏光闸极底板上采用丝网印刷方法，在开始制备以专业溶解的方法为主制备膏状涂敷，聚合物结合了荧光粉颗粒能够帮助喷溅以及利用专业的丝网印刷。 

荧光粉层的宽条纹由100～200微米组成，与发光带之间间隔由60～80微米。 

我们在研究过程中曾发现，发光带之间指出合理的装满材料接触层，强烈吸收外部的辐射，在相似的物质中，本发明提议采用氧气与Cr₂O₃相结合。红色颗粒拥有非常可靠的热稳定性。Cr₂O₃层非常细小的颗粒(d≦0.2微米)，在这之前在玻璃基板的表层预先标出阴极发光颗粒的组份，这样的样本在所述的显示屏的包覆(涂敷)中，轮替GDRDBD层，在RGB带(360微米)架构组织中总体色素吸收部分的180～240微米组成，这样的装置足够获得在与CNT-FED荧光屏装置的显像对比率为100∶1。 

现下描述本发明的阴极板的架构，已指出在仪器中利用纳米碳管作为场发射基础元素，空心内部壁具有1纳米的厚度，每一条长约至0.5毫米，纤维交错扭合在一起，供给CNT纤维放在特殊的薄膜银在线。这样的Ag薄膜，利用真空蒸发法刷涂在 阴极板上，玻璃表面的烧结为400℃。 

CNT的实现具有两种方法：第一、采用高温分解法，高温分解FeC₃₂N₈H₁₆。在电场梯度为2.35伏/微米之下，CNT的封装发射体具电流密度至10mA/cm²。第二、是利用高温分解乙炔CH≡CH来获取纳米碳管。在这种情况下CNT产生的电流密度为J＝8.7mA/cm²。但是，但是电场梯度下降了将近2倍。 

在制备上首先在阴极板上镀上一层很薄的Ag。 

主要采用的涂敷方法是将在酒精溶液中的纳米炭管悬浮体，溶液中添加少量的Cu(NO₃)₂和Ni(NO₃)₂，形成的电泳涂敷。 

在异丙酯酒精中电解内部装载的CNT悬浮液，采用钢质底板作为其电极之一，犹如在CNT组份中阴极板上镀银电极的涂敷，槽内的电压为U＝25伏，让CNT在镀银电极的表面达到б＝5微米的厚度层；在T＝400℃的条件下锻烧，疏散CNT获得致密的发射体涂敷(封装)。 

在此之后制备单独的(个别的)阴极板和阳极板，一同组成在其不连续的阴极发光层及由CNT转移到焊接板上的发射体层。 

该薄板安置在与陶瓷隔板上的距离相等。像这样的隔板每个的厚度为170nm(差异在±1nm)。用机器或者手工的模式安置隔板。隔板之间存有10mm(间隙)，仪器处于匀速工作中。在玻璃薄板的端面镀上源自材料的独立的玻璃结晶层的特殊铸 造板，独立的氧化锶SrO，PbBO·SiO₂及Fe₂O₃、薄板厚度

微米。足够阴极板及阳极板之间的真空密度结合。 

特殊玻璃熔化在薄板中，为此提供最高温度460℃的情况下，烧制4～6小时。但在仪器的端面固定一个抽气玻璃管，在温度T＝320-360℃的时候，抽除仪器中的空气，以消除平面气态源的导电击穿，在经过180分钟之后，移除抽气玻璃管。仪器在保持长时间无空气的真空状态真空压力ρ＝10^-8毫米Hg柱高。 

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内当可作少许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的为准。

Claims (8)

1.一种全色系红绿蓝纳米碳管场发射显示屏，其具有一阴极板、三个分隔开的阴极电致发光荧光屏及一阳极板，且该阳极板的光栅极电极上附着有一透明的氧化物薄膜，从该阴极板的光栅极电极上所发射的电子源撞击该阴极电致发光荧光屏，在该阴极板和阳极板之间空隙的电场变化情况下，其特征在于：该阴极电致发光荧光屏是用可被激活的稀土元素制成的，确保了在电子束激发下，该荧光屏发光亮度的稳定性及均匀性，其中

使用下列配方作为红色辐射阴极荧光粉：Y_2-x-y-zSc_xIn_yEu_zO₃，其中：x＝0.001～0.1，y＝0.001～0.1，z＝0.001～0.1；

使用下列配方作为绿色辐射阴极荧光粉：Y_2-x-y-zSc_xTb_yCe_zSi_1-pSn_pO₅，其中：x＝0.001～0.1，y＝0.001～0.1，z＝0.001～0.1，p＝0.001～0.1；

使用下列配方作为蓝色辐射阴极荧光粉：Y_2-x-y-zSc_xGd_yCe_zSi_1-pSn_pO₅，其中：x＝0.001～0.1，y＝0.001～0.1，z＝0.001～0.1，p＝0.001～0.1。

2.如权利要求1所述的全色系红绿蓝纳米碳管场发射显示屏，其中该稀土元素为钇。

3.如权利要求1所述的全色系红绿蓝纳米碳管场发射显示屏，其中该电子束的能量为E＞400伏。

4.如权利要求1所述的全色系红绿蓝纳米碳管场发射显示屏，其中该阴极荧光粉颗粒的中位线粒径为d₅₀＜1微米时，其密度值为ρ≤5g/cm³。

5.如权利要求1所述的全色系红绿蓝纳米碳管场发射显示屏，其中该荧光屏上的每一单元中覆盖呈分散的圆形或椭圆形形状的阴极电致发光荧光粉，其中该每一单元的尺寸为：d＝0.1～0.25mm。

6.如权利要求1所述的全色系红绿蓝纳米碳管场发射显示屏，其中在各单色显示线条之间是由互相隔开的由氧化铬组成的致密吸收光层组成。

7.如权利要求1所述的全色系红绿蓝纳米碳管场发射显示屏，其中该阴极板上进一步具有一镀银表层，且该镀银表层系以纳米碳管为电子发射层的形式进行封装。

8.如权利要求1所述的全色系红绿蓝纳米碳管场发射显示屏，其中该透明的氧化物薄膜为SnO₂薄膜和/或InO₃薄膜。

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