CN102034419A - 图像显示设备和包括该图像显示设备的电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像显示设备和包括该图像显示设备的电子装置。所述图像显示设备包括：背板，其设置有多个电子发射装置；面板，其具有多个像素，所述多个像素各自配置有通过利用由所述电子发射装置发射的电子进行照射来发光的荧光体；以及驱动电路，其接收图像信号，并驱动所述电子发射装置。所述荧光体是由通式(I)：MBO₃:Eu表示的荧光体，其中，M表示Y和Gd中至少之一。所述驱动电路驱动所述电子发射装置，以使得注入到像素的电荷密度的上限为每一次扫描等于或大于5×10^-8C/cm²。

Description

图像显示设备和包括该图像显示设备的电子装置

技术领域

本发明涉及一种图像显示设备和配备有该图像显示设备的电子装置。

背景技术

传统的阴极射线管(cathode ray tube，CRT)采用诸如“ZnS:Cu，Al”、“ZnS:Ag，Cl”和“Y₂O₂S:Eu”等的所谓的P22荧光体。

图5是传统的CRT的示意图。在该CRT中，由一个或三个电子枪1203发射的电子束1202扫描涂布有荧光体的整个屏幕1201，以引起形成像素的荧光体发光。像素按周期性的阵列形成在屏幕1201上。在各像素中，配置有彩色CRT用的统称为P22荧光体的R(红色)荧光体、G(绿色)荧光体和B(蓝色)荧光体。尽管由电子枪所照射的电子束撞击一个像素的电荷密度小，但由于电子加速电压高，因此实现了充分的亮度。

然而，CRT的屏幕大小较大必然伴有设备整体的尺寸较大，这导致例如重量较重的缺陷。因此，针对作为外形薄且重量轻的图像显示设备的平板显示器(flat panel display，FPD)的需求不断增加。

例如，FPD的例子包括彩色液晶显示器、等离子显示器和场致发射显示器(field emission display，FED)。在这些显示器中，图像显示部分(被称为图像显示板或显示板)成板状，并且屏幕为平面的，由于这些原因，它们被称为平板显示器(FPD)。FED是其图像显示部分被称为FED板的场致发射显示器(图像显示设备)。

正在研究例如使用Spindt电子发射装置的FED类型和使用表面传导电子发射装置(所谓的SCE)的FED类型等的各种FED类型。这里，SCE是surface-conduction electron emitter(表面传导电子发射器)的首字母缩写。

采用SCE作为电子发射装置的这些FED被称为表面传导电子发射装置显示器(SED：surface-conduction electron emitter display)。

可以将FED分成加速电压等于或小于1kV(千伏)的低压型和加速电压约为1～10kV的高压型。如同高压FED的情况一样，在通过使用相对高的电压对电子束加速来引起荧光体发光的FED中，经常使用传统的CRT用的P22荧光体或其改进了的荧光体。

例如，日本特开平05-251023号公报公开了使活化剂浓度最优化的传统的硫化锌荧光体形式的FED用荧光体。

此外，日本特开2004-158350号公报公开了例如“Y₂O₃:Eu”、“Y₂O₂S:Eu”、“Y₃Al₅O₁₂:Eu”、“YBO₃:Eu”、“YVO₄:Eu”、“Y₂SiO₅:Eu”、“Y_0.96P_0.60V_0.40O₄:Eu_0.04”、“(Y，Gd)BO₃:Eu”、“GdBO₃:Eu”、“ScBO₃:Eu”、“3.5MgO·0.5MgF₂·GeO₂:Mn”、“Zn₃(PO₄)₂:Mn”、“LuBO₃:Eu”或“SnO₂:Eu”等形式的FED用红色荧光体。

Y₂O₂S:Eu是已知的P22红色荧光体。然而，使用Y₂O₂S:Eu的场致发射显示器(FED)的详细评估已经表明，注入的电荷密度越大，则伴随有红色荧光体的发光效率的大幅下降，这妨碍了实现具有充分高亮度的显示器。

在通过将红色荧光体与绿色荧光体和蓝色荧光体组合来形成全色图像时，当亮度变化率伴随着温度上升而在荧光体之间大幅变化时，同时发生由于荧光屏的温度上升所引起的白平衡偏移的问题。在这些情况下，不能获得高可靠性的FED。

FED板中的电子加速电压比CRT中的电子加速电压低。因此，为了实现与CRT的亮度同等的亮度，必须通过以更大的电流(更精确地说是每一次扫描时对每个子像素注入更大的电荷密度)进行激励来使荧光体发光。

因此，在使用比CRT温度上升更大的FED板荧光屏的情况下，特别在使用无源矩阵驱动(passive matrix driving)时，同时注入的电荷量要远高于CRT。在这种情况下，由于温度上升所引起的亮度下降(热猝灭(thermal quenching))成为不可忽视的问题。为了补偿亮度下降而增大电荷密度，使得荧光体的负荷更大。荧光体可能劣化并且其寿命可能缩短，所有这些均是问题。

发明内容

考虑到以上问题，本发明的目的是通过在电子束激励型图像显示设备中使用驱动条件最优化的荧光体、来提供一种产生高亮度的高度可靠的电子束激励型图像显示设备。

本发明的第一方面提供一种图像显示设备，包括：背板，其设置有多个电子发射装置；面板，其具有多个像素，所述多个像素各自配置有通过利用由所述电子发射装置发射的电子进行照射来发光的荧光体；以及驱动电路，其接收图像信号，并驱动所述电子发射装置，其中，所述荧光体是由通式(I)：MBO₃:Eu表示的荧光体，其中，M表示Y和Gd中至少之一，以及所述驱动电路驱动所述电子发射装置，以使得注入到像素的电荷密度的上限为每一次扫描等于或大于5×10^-8C/cm²。

可以将根据本发明的图像显示设备作为图像显示单元安装在各种电子装置中。

本发明提供一种电子束激励的轻型图像显示设备，其中，使用特定的红色荧光体，使得可以选择每一次扫描等于或大于5×10^-8C/cm²的高电荷密度的条件下的电子束照射。结果实现了所显示的白色图像中不存在白平衡波动的高亮度。

通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是示出根据本发明的图像显示设备的结构的示例的图；

图2A和图2B是示出荧光屏的结构的示例的平面部分图，其中，图2A示出条纹状的像素配置，图2B示出三角状的像素配置；

图3A是示出电子发射装置的结构的示例的图，图3B是FED板的示例的截面示意图，图3C是示出电子发射装置与信号线和扫描线之间的连接示例的图；

图4是FED板的示例的截面示意图；

图5是传统的CRT的截面示意图；以及

图6是使用本发明的图像显示设备的电子装置的示例的示意图。

具体实施方式

接下来解释本发明的实施方式。图1示出构成电子束激励型图像显示设备所使用的场致发射型显示器(FED)的示例。FED至少包括FED板22和驱动电路25。

FED板22具有使得形成有荧光屏2的面板(face plate)21经由侧壁24接合至其上形成有电子发射装置(未示出)的背板(rear plate)20的结构。以上构件在接合部处被密封。由以上构件形成的内部空间被抽真空而降至约10^-5Pa(帕)以下。根据屏幕的大小插入被称为间隔物的构件，从而在面板21和背板20之间保持一定距离。

背板20具有包括玻璃等的背侧基板1、配置在背侧基板1的绝缘面上的电子发射装置(未示出)、以及构成用于向电子发射装置输入电信号的布线的多个信号线9和多个扫描线11。扫描线11和信号线9具有相互交叉的部分23。在各交叉部分23处，在信号线9和扫描线11之间夹有绝缘层(未示出)。因而，在以上结构中，多个信号线9和多个扫描线11彼此电绝缘，以使得可以向各个信号线和扫描线选择性地施加电信号。在各交叉部分23处，形成电子发射装置(未示出)。

端子D0x1～D0xm是用于从外部向信号线9施加电压的端子，并且端子D0y1～D0yn是用于从外部向扫描线11施加电压的端子。诸如信号线9和扫描线11的组等的相互正交的布线的组被称为矩阵布线。可以按例如使用连接至端子D0x1～D0xm的布线作为扫描线、并使用连接至端子D0y1～D0yn的布线作为信号线等的各种方式来配置布线。

面板21具有包括玻璃等的面侧基板14、设置在面侧基板14的图像显示部中的荧光屏2、和覆盖荧光屏2的金属壳(metal back)19。高压端子Hv连接至金属壳19。在以上结构中，金属壳19用作阳极。

背板20中设置的信号线9和扫描线11连接至驱动电路25。向驱动电路25输入图像信号。驱动电路25基于所输入的图像信号，向信号线9和扫描线11施加与该图像信号相对应的电信号(电压)。施加至用作阳极的金属壳19的电压使得在背板20和面板21之间施加加速电压。将与上述图像信号相对应的电信号施加至各个交叉部分23处形成的电子发射装置，由此从这些装置发射电子束。由电子发射装置所发射的电子束通过金属壳19，并且撞击配置在荧光屏2上的荧光体。该荧光体被激励，并因此而发光。所获得的荧光穿过面侧基板14的透光面，并且向外发射。结果，在FED板22上形成图像。

图2A和图2B示出从背板20看的荧光屏2的一部分的放大平面图。将参考图2A和图2B来解释荧光屏的结构的示例。通常通过形成红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)这三种颜色的像素来实现彩色显示。因此，这里所解释的例子指R、G和B这三种颜色。

在使用单色进行显示的情况下，可以按从各像素获得同一颜色的荧光的方式选择荧光体。

图2A和图2B所示的荧光屏2具有配置有荧光体的像素3、4和5、以及对这些像素分区的黑色部6。如图2A和图2B所示，为了在即使电子束的照射位置略微偏移的情况下也防止电子束侵入相邻像素之间，并且为了通过防止外部光的反射来提高显示对比度，优选荧光体像素3、4和5被黑色部6围绕。形成黑色部6所使用的材料可以是一般将石墨作为主要成分的材料，但可以是任何其它材料。

在图2A中，在黑色部6中形成的条纹状开口处，排列有三个像素，即包括红色荧光体的像素3、包括蓝色荧光体的像素4和包括绿色荧光体的像素5。在本发明中，术语“像素”表示配置有荧光体的最小单位区域。作为最小单位的红色、蓝色和绿色这三种颜色的单元的组被称为像素，并且各红色、蓝色和绿色单元还被称为子像素。本发明中的“像素”与图2A所示的例子中的子像素相对应。

根据像素的数量和显示器的大小确定一个像素的表面积。对按矩阵形式排列的像素进行分区的黑色部6被称为黑色矩阵。可以使用包括荧光体和粘合剂(binder)的墨、以及包括黑色材料和粘合剂的墨，通过例如丝网印刷(screen printing)等的已知方法来形成像素3、4和5。

像素3、4和5的布局不限于图2A所示的条纹状阵列，并且可以采用图2B所示的三角状排列等的其它形式。

作为信号线9和扫描线11之间的交叉部分23处配置的电子发射装置，可以使用例如表面传导型电子发射装置(SCE)、Spindt型场致发射装置、MIM型电子发射装置或具有碳纳米管(carbon nanotube，CNT)的发射部的装置。特别地，可以适当地使用可被容易地制造成能够每像素照射至少5×10^-8C/cm²的电荷密度的电子发射装置的表面传导型电子发射装置，作为本发明的图像显示设备的电子发射装置。

图3A是SCE的平面图，图3B是使用SCE的FED板的截面图。如图3A和图3B所示，背板20的背侧基板1上配置的SCE 1101包括装置电极1102、1103、导电膜1104、电子发射部1105和薄膜1113(图3B中未示出)。在背侧基板1上，跨预定间隔彼此间隔地形成装置电极1102、1103。在导电膜1104覆盖装置电极的端部、并且覆盖这些端部之间的部分的位置处设置导电膜1104。在中间部分附近设置电子发射部1105。在包含电子发射部1105的区域处形成薄膜1113(图3B中未示出)。通过活化处理来形成电子发射部1105。

在面板21的面侧基板14上，形成配置有位于包含石墨等的黑色构件的黑色部6内的红色像素3、蓝色像素4和绿色像素5的荧光屏2。像素3、4和5例如根据图2A和图2B所示的排列来排列。在荧光屏2上进一步形成金属壳19，从而覆盖荧光屏2。

在附图所示的例子中，使用施加有高压的金属壳19作为阳极。金属壳19还可以用作吸气器(getter)。在后者情况下，可以使用具有包括荧光体侧的阳极层和电子发射装置相对侧的吸气器功能层的两层结构的金属壳。面板不限于图中所示的例子的结构，并且可以采用其它各种方式来实现。

面板21和背板20按面板21侧的各像素与背板20侧的各电子发射装置相对的方式接合。

装置电极1102和1103按平行于背侧基板1的表面的方式设置在背侧基板1上。例如，各装置电极1102连接至信号线9，并且各装置电极1103连接至扫描线11。经由以上各个布线向装置电极1102和1103供给电位，由此从电子发射部1105发射电子。

图3C示出电子发射装置1101与布线的连接的示例。如图3C所示，可以通过将装置电极1102连接至扫描线11(11a～11c)、并将装置电极1103连接至信号线9(9a～9c)，选择性地驱动各电子发射装置1101。也就是说，经由信号线9和扫描线11的布线向装置电极1102和1103供给电位，由此从各电子发射部1105发射电子。

图4是使用Spindt装置形式的电子发射装置的FED板的截面示意图。面板21的结构与针对图3B所解释的结构相同。

背板20中设置的Spindt型电子发射装置各自具有圆锥形突起的电子发射构件12、围绕电子发射构件12所形成的绝缘层10、和设置在该绝缘层上的栅电极13。电子发射装置设置在与面板21侧的各像素相对的位置处。在电极15上形成各电子发射构件12。电极15连接至信号线9，并且栅电极13连接至扫描线11。由此，电子发射装置连接至驱动电路。

接下来解释用于形成像素的荧光体。

在本发明中，作为红色荧光体，至少使用由通式(I)：MBO₃:Eu(其中，M表示Y和Gd中至少之一)表示的荧光体。

作为绿色荧光体，优选使用ZnS:Cu，Al或者掺杂有Eu发光中心的包含碱土金属的硫代镓酸盐晶体。作为蓝色荧光体，例如，优选使用ZnS:Ag，Cl或ZnS:Ag，Al。

诸如ZnS:Cu，Al或者掺杂有Eu发光中心的包含碱土金属的硫代镓酸盐晶体等的绿色荧光体、以及诸如ZnS:Ag，Cl或ZnS:Ag，Al等的蓝色荧光体，具有荧光体的发光效率几乎不随着温度上升而变化的发光特性。

如同上述的蓝色荧光体和绿色荧光体的情况一样，由通式MBO₃:Eu表示的红色荧光体具有荧光体的发光效率几乎不随着温度上升而变化的发光特性。因此，在以高电荷密度激励荧光屏的电子束激励型显示器中，也可以实现优良的发光特性。

然而，如果注入过高的电荷密度，则可能发生诸如荧光屏的熔融等现象和该屏幕的加速劣化。因此，优选将电荷密度的上限设置为3×10^-6C/cm²。

这种现象的全面评估表明，可以通过使用从组合特定基质材料和特定发光中心材料所产生的上述红色发光材料，来实现比作为广泛使用的电子束用的荧光材料的P22型荧光体Y₂O₂S:Eu的发光效率高的高发光效率。在允许选择可以向荧光体注入等于或大于5×10^-8C/cm²的电荷密度的模式的图像显示设备中，红色荧光体的高发光效率也变得明显。具体地，优选预先对电子发射装置的一个驱动条件进行设置，以使得基于接收到的图像信号注入到像素的电荷密度为每一次扫描至少5×10^-8C/cm²，并且可以利用该驱动条件驱动所使用的驱动电路。可以通过组合以上红色荧光体和以高电荷密度的电子照射来实现高亮度且高分辨率的图像显示。

由通式(I)表示的荧光体优选为“YBO₃:Eu”、“GdBO₃:Eu”或“(Y，Gd)BO₃:Eu”等。

如这里所使用的，术语绿色、蓝色和红色一般表示以下的CIE(x，y)色度坐标：

绿色(x，y)＝(0.15≤x≤0.35，0.5≤y≤0.85)

蓝色(x，y)＝(0.05≤x≤0.25，0≤y≤0.2)

红色(x，y)＝(0.5≤x≤0.73，0.2≤y≤0.4)

(红色、蓝色和绿色指以上范围内的可见区域。)

例如，从发光效率的观点出发并且考虑到由于温度的变化所引起的亮度特性的变化，在荧光体组合中的绿色荧光体和蓝色荧光体中，可以使用“ZnS:Cu，Al(绿色)”、“ZnS:Ag，Cl(蓝色)”、“ZnS:Ag，Al(蓝色)”、“作为掺杂有Eu作为发光中心材料的包含碱土金属的硫代镓酸盐晶体的SrGa₂S₄:Eu(绿色)”和“(Sr_1-X，Ba_X)Ga₂S₄:Eu(绿色)”。如以下所述，x优选为0＜x≤0.3。术语硫代镓酸盐表示包含Ga和S的化合物。

特别地，可以通过使用以上荧光体中的“SrGa₂S₄:Eu(绿色)”或“利用Ba替换一部分Sr原子的(Sr_1-X，Ba_X)Ga₂S₄:Eu(绿色)”，在高发光效率和朝向电子束的高耐久性的情况下，实现比ZnS:Cu，Al(绿色)的可再现色域更优良的可再现色域。

随着Sr:Ba比变化，以上的(Sr_1-X，Ba_X)Ga₂S₄:Eu从绿色变为蓝绿色。为了实现比SrGa₂S₄:Eu的发光更逼真于NTSC绿色的发光，可以根据情况需要适当地设计Sr和Ba之间的合成比。

当使用(Sr_1-X，Ba_X)Ga₂S₄:Eu作为绿色荧光体时，从范围0＜x≤0.3中，更优选地从范围0＜x≤0.25中选择合成比。

当掺杂发光中心材料直至过剩浓度时，发生荧光体亮度下降形式的浓度猝灭(concentration quenching)现象。实际上，可以从发光中心浓度范围中选择最佳的发光中心浓度，以使得在特定发光中心浓度处的峰值之后的发光亮度变化时，获得充分的亮度。

对于发光中心浓度，在SrGa₂S₄:Eu或(Sr_1-X，Ba_X)Ga₂S₄:Eu的情况下，Eu原子的数量和Sr原子(或Sr+Ba原子的和)的数量优选为0.001≤Eu/Sr(或Eu/(Sr+Ba))≤0.1。

只要满足范围0.001≤Eu/Sr≤0.1，则可以根据所组合的其它荧光体的发光效率选择发光中心浓度的最佳值。

必须根据基于作为显示基准的白色的色温、各颜色的荧光体的发光效率和颜色坐标之间的平衡所确定的指标，来评价从蓝色荧光体获取的发光特性。还必须考虑在例如依赖于颜色、发光效率和色温的亮度的变化方面的性能。

考虑到以上指标，蓝色荧光体优选为“ZnS:Ag，Cl”、“ZnS:Ag，Al”或“包含碱土金属等的硅酸盐晶体中掺杂有Eu作为发光中心材料的荧光体”。

可以通过根据情况需要使用粘合剂等在预定位置上配置碾成均匀颗粒大小的荧光体的颗粒，以膜(层)的形式形成各种像素3、4和5。大多数荧光体具有高阻抗，并且因此优选根据电子的加速电压并根据面板的结构来选择荧光体的最佳颗粒大小。尽管最佳颗粒大小根据所照射的电子的穿透长度而变化，但一般可以从不小于0.5μm且不大于15μm的范围中选择平均颗粒大小。在带电方面，平均颗粒大小优选为不小于1μm且不大于5μm。对像素中包含的荧光体的量进行调整，以使得实现期望的发光颜色和期望的亮度。

附图的例子中的、用作施加有高压的阳极的金属壳19还具有防止荧光体带电的功能。尽管可以在Al等的导电性金属材料上覆盖用于吸附氧等的吸气器材料，但构成金属壳19的材料还可以是Al等的导电性金属材料。当在金属壳19中使用吸气器材料时，可能进入面板14和背板20之间的密封空间中的小流量的外部空气所携带的任何气体均可被吸附到吸气器材料上。由此可以长时间保持气密状态。例如，可以使用的吸气器材料包括Ti、Zr、Ba或具有以上中至少之一作为主要成分的合金。这些合金可以包含Al、V和Fe中的一个或多个元素作为辅助成分。可以根据电子加速电压来选择金属壳19的厚度和吸气器材料的厚度的最佳值。金属壳19可以由包含吸气器材料并且还导电的层形成。

在具有图1所示的结构的图像显示设备中，由已经接收到图像信号的驱动电路25选择性地驱动多个电子发射装置，由此与所驱动的电子发射装置相对应的像素发出荧光，并且因此而显示图像。在全色显示器的情况下，如上所述，在面板21上形成荧光屏，以使得在该荧光屏上配置例如红色、蓝色和绿色这三种颜色的像素。通过根据输入信号控制所照射的电荷量来形成图像。通常，例如，在面板21的荧光屏2上形成金属壳19，作为用于防止荧光体带电的部件。如果加速能量低(加速电压低)，则该能量被金属壳19所分散，并且不能实现充分的亮度。

此外，在FED板中，跨几mm的狭窄空间施加电压。如果施加了过高的电压，则这可能引起放电等的问题。

考虑到以上情况，为了实现显示图像的充分的亮度和清晰度，向阳极施加优选为7kV～15kV的电压，并且优选将电子的加速电压设置为不小于7kV且不大于15kV。当电子加速电压等于或大于7kV时，可以实现充分的亮度，而当电子加速电压等于或小于15kV时，可以避免放电等的问题。

对驱动电路25进行配置，以使得可以选择允许每一次扫描时从电子发射装置以至少5×10^-8C/cm²的电荷密度向各像素中的荧光体照射电子的驱动条件。也就是说，设置等于或大于5×10^-8C/cm²的电荷密度作为照射到像素上的电荷密度，以便驱动电路25在相应的显示时间内，在必须确保充分的亮度的图像部分处，使得每一次扫描时以设定的电荷密度照射像素。

这里，一次扫描表示扫描形成一个画面所需的所有扫描线的处理。例如，一次扫描表示如下处理：在使用图1所示的矩阵布线的矩阵驱动的情况下，向所有的扫描线11输入扫描信号，其中，构成矩阵布线的所有的多个扫描线11均用于形成一个画面。通过选择信号线9来选择性地驱动连接至扫描线11的各个电子发射装置。

例如，图像显示方法的例子包括逐行扫描和隔行扫描。在逐行扫描时，通过顺次扫描扫描线来显示一个图像(例如，一帧)。在隔行扫描时，扫描线被分割成通过顺序扫描而交错的偶数线和奇数线。结果，各帧被分割成两个场，依次对各个场进行扫描。在隔行扫描时，如本发明所使用的术语“一次扫描”与扫描一个场的处理相对应。

参考图3C来解释逐行扫描的示例。在一次扫描处理中，向扫描线11a～11c顺次输入扫描信号，以经由扫描线11a～11c显示一个画面(帧)。一旦已经向所有的扫描线输入了扫描信号，则一次扫描处理结束。

例如，所使用的驱动方法可以是刷新频率为60Hz并且照射时间占空比(duty cycle)等于或小于1/240的无源矩阵驱动。

代替总是被设置成至少5×10^-8C/cm²的电荷密度，驱动电路25被配置成，可以根据图像信息来选择低于5×10^-8C/cm²的电荷密度。

可以使用具有例如图3A至图3C以及图4所示的结构的电子发射装置，作为允许每一次扫描时照射等于或大于5×10^-8C/cm²的电荷密度的电子发射装置。

接下来解释显示由各自包括三种颜色的子像素的像素构成的图像时的驱动条件的示例。

在有效扫描线数P为1080个线并且帧频F为60Hz的情况下，每一次扫描时可以向一个扫描线施加信号的时间T的最大值为1/(F·P)，约为15μsec。

通过Je×T给出针对每个子像素照射的3.3mA/cm²的电流密度Je的、每单位表面积所注入的电荷密度Q(C/cm²)，这在以上例子中得出约为5×10^-8C/cm²。

如以上关系所示出的，施加时间T的最大值受到扫描线数P和频率F的限制。因此，如果扫描线数为例如768个线，则时间T被延长。

实际上，考虑例如由布线阻抗所引起的延迟和驱动装置的延迟来确定最大时间T。在扫描线数P为1080个线的情况下，最大时间T经常短于15μsec。例如，用于改变显示亮度的方法包括修改上述的施加时间T、修改电流密度J或者修改施加时间T和电流密度J这两者。

在本发明中，使用至少由通式(I)表示的红色荧光体作为构成像素的荧光体。此外，可以选择驱动条件，以使得每一次扫描时照射到像素上的电子束的电荷密度为至少5×10^-8C/cm²。由驱动电路在以上条件下进行的图像显示可以在需要高亮度的图像部分处实现高亮度显示，并且可以获得不受温度变化影响的优良的颜色平衡。

根据本发明的图像显示设备通常可用于具有将图像信号绘制成图像的显示部的电子装置中。例如，这种电子装置的例子包括电视机、一体型个人计算机等。

图6是配备有本发明的图像显示设备的电子装置的示意图。该电子装置通过无线广播、有线广播或因特网等接收图像信息，并将该图像信息以图像形式绘制在图像显示设备上。在图6中，附图标记61表示图像信息接收电路，附图标记62表示图像信号生成电路，附图标记25表示驱动电路，并且附图标记22表示图像显示板。根据本发明的图像显示设备包括驱动电路25和图像显示板22。

可以对经由诸如无线广播、有线广播或因特网等的线路供给的图像信息进行调制，并且可选地，还可以通过压缩、加密等对其进行编码。图像信息接收电路61在从线路供给的多个图像信息项中选择期望的图像信息。由图像信号生成电路62对由图像信息接收电路61所选择的图像信息进行解调和解码，以产生图像信号。

驱动电路25基于所供给的图像信号，向图像显示板22供给用于显示的信号。然后，基于由驱动电路25供给的信号，在图像显示板22上显示图像。

当图像信息未被编码时，不执行解码。

当基于记录有图像信息的记录介质上的信息要在图像显示设备上显示图像时，由从记录介质读取图像信息的读取电路(未示出)来读取记录介质上所记录的图像信息。如果所读取的图像信息被编码，则由图像信号生成电路62对该图像信息进行解码，以产生图像信号。将所获得的图像信号供给至驱动电路25。驱动电路25基于所供给的图像信号，向图像显示板22供给显示用的信号。然后，基于由驱动电路25供给的信号，在图像显示板22上显示图像。

如果所读取的图像信息未被编码，则所读取的图像信息和图像信号相同。将所读取的图像信号供给至驱动电路25。驱动电路25基于所供给的图像信号，向图像显示板22供给显示用的信号。然后，基于由驱动电路25供给的信号，在图像显示板22上显示图像。

实施例

以下将基于具体的实施例来详细解释本发明。

实施例1

制造使用(Y，Gd)BO₃:Eu荧光体(平均颗粒大小为3μm)的面板。该面板具有图1、图2A和图3B所示的结构(尽管这里仅使用一种荧光体)。

如下制造面板。首先，在玻璃基板上以条纹形式涂布黑色矩阵，从而保留要涂布荧光体的区域。接着，通过丝网印刷涂布包括荧光体颗粒和有机粘合剂的糊剂，以在黑色矩阵的开口部分处形成荧光体糊剂层，然后整体进行干燥。接着，执行成膜处理。在成膜处理时，涂布丙烯酸树脂，并且对由此产生的荧光屏进行平滑化。之后，形成了100nm厚的Al膜作为金属壳。在形成金属壳之后，在大气中以450℃整体进行烧制，以去除丙烯酸树脂。

接着制造其上形成有电子发射装置的背板。电子发射装置的结构如图3A和图3B所示。另外，背板的结构如图1所示。

为了制造背板，通过丝网印刷在玻璃基板上形成矩阵布线，然后在布线交叉部分处形成表面传导电子发射装置。信号线和扫描线分别连接至构成各电子发射装置的一对装置电极中的各装置电极。有效信号线数为1920个线，并且有效扫描线数为1080个线。

如上所述制造成的面板和背板被配置为彼此相对，以使得各像素和各电子发射装置配置在彼此相对应的位置处。对由此产生的内部空间进行除气，直至预定的真空度。信号线连接至背板上的电子发射装置，并且扫描线连接至驱动电路，以构成图像显示设备。使用设置在面板上的金属壳作为阳极，在以上板之间施加10kV的DC电压。在该状态下，驱动电路向背板的矩阵布线施加脉冲电压，以使得引起电子发射，并且测量由此产生的亮度。

所使用的驱动方法是刷新频率为60Hz的无源矩阵驱动。

为了进行比较的目的，还使用Y₂O₂S:Eu作为荧光体，根据相同的制造过程制造了面板，并且在与以上相同的条件下测量了亮度。

比较发光之后10分钟时观测到的亮度值。

表1示出以100作为使用Y₂O₂S:Eu且每一次扫描向各像素照射5×10^-8C/cm²的电荷密度时的亮度的情况下的相对亮度值。

表1：发光亮度相对比较

与传统的Y₂O₂S:Eu相比较，在以高的电荷密度进行照射时，在具有(Y，Gd)BO₃:Eu的显示器中成功地实现了较高的亮度。

实施例2

除了使用YBO₃:Eu作为荧光体、将有效信号线数设置为1366个线并将有效扫描线数设置为768个线以外，按与实施例1的方式相同的方式制造图像显示设备。

如同实施例1一样，在面板和背板之间施加12kV的DC电压。在该状态下，驱动电路向背板的矩阵布线施加脉冲电压，以使得引起电子发射，并且测量由此产生的亮度。

所使用的驱动方法是刷新频率为60Hz的无源矩阵驱动。

为了进行比较的目的，还使用Y₂O₂S:Eu作为荧光体，根据相同的制造过程制造了面板，并且在与以上相同的条件下测量了亮度。

表2示出以100作为使用Y₂O₂S:Eu且每一次扫描照射5×10^-8C/cm²的电荷密度时的亮度的情况下的相对亮度值。

与传统的Y₂O₂S:Eu相比较，在以高的电荷密度进行照射时，在具有YBO₃:Eu的显示器中成功地实现了较高的亮度。

表2：发光亮度相对比较

实施例3

制造具有与实施例1的结构相同的结构的面板。

为了制备背板，在玻璃基板上形成矩阵布线，并且在布线交叉部分处形成图4所示的Spindt型电子发射装置。信号线和扫描线分别连接至电子发射装置的电子发射构件和栅电极。

使用以上的面板和背板，按与实施例1的方式相同的方式制造图像显示设备。使用面板的金属壳作为阳极，在面板和背板之间施加7kV的DC电压。在该状态下，由驱动电路向矩阵布线输入脉冲信号，以触发荧光体发光。

为了进行比较的目的，还使用(Y，Gd)BO₃:Eu作为荧光体，根据相同的制造过程制造了面板，并且在与以上相同的条件下测量了亮度。

表3示出以100作为使用Y₂O₂S:Eu且每一次扫描照射5×10^-8C/cm²的电荷密度时的亮度的情况下的相对亮度值。

表3：发光亮度相对比较

结果示出，与传统的Y₂O₂S:Eu相比较，在通过使用(Y，Gd)BO₃:Eu的高电荷密度照射期间，可以实现较高的亮度。

实施例4

除了使用GdBO₃:Eu荧光体作为红色荧光体以外，按与实施例1的方式相同的方式制造图像显示设备。在与实施例1的条件相同的条件下评价发光特性。结果显示，对于(Y，Gd)BO₃:Eu和YBO₃:Eu这两者，每一次扫描时照射5×10^-7C/cm²的电荷密度得出同等程度的优良的亮度特性。

实施例5

使用ZnS:Cu，Al作为绿色荧光体，使用ZnS:Ag，Cl作为蓝色荧光体，并且使用(Y，Gd)BO₃:Eu作为红色荧光体。如图2A和图3B所示配置各颜色的荧光体，以形成像素。除了以上条件以外，按与实施例1的方式相同的方式制造全色显示用的图像显示设备。然后，使用面板的金属壳作为阳极，在面板和背板之间施加10kV的DC电压。在该状态下，驱动电路向背板的矩阵布线施加脉冲电压，以由此驱动电子发射装置。根据以下方法评价所显示的图像。

图像评价：

在每一次扫描时注入到红色荧光体的电荷密度为1×10^-8C/cm²、5×10^-8C/cm²和5×10^-7C/cm²这三个条件下，评价图像。在各条件下，对照射到蓝色荧光体和绿色荧光体上的电荷密度进行控制，以使得实现9300K(Kelvin，开尔文)标准白色。测量由此获得的白色显示部分的亮度。这里还使用Y₂O₂S:Eu作为红色荧光体，使用具有相同结构的图像显示设备执行了相同的试验。在以100作为向Y₂O₂S:Eu照射5×10^-8C/cm²的电荷密度时的白色亮度的情况下，彼此比较各种亮度值。比较发光之后10分钟时观测到的亮度值。在表4中给出所获得的结果。

当使用(Y，Gd)BO₃:Eu作为红色荧光体时，在每一次扫描时5×10^-7C/cm²的驱动条件下获得950的亮度。由此，对于相同的照射电荷密度，与传统情况相比较实现了较高的亮度。

表4：发光亮度相对比较

接着根据以下方法评价白平衡偏移。

通过确定注入到蓝色荧光体和绿色荧光体的电荷密度来执行白色显示，以使得在向红色荧光体注入1×10^-8C/cm²的电荷密度时，实现了9300K白色。基于CIE(x，y)坐标中的偏差(Δx，Δy)来评价向各颜色的荧光体照射5倍和50倍的电荷密度时的白平衡偏移度。

对于等于或大于5×10^-8C/cm²的每一次扫描时注入的电荷密度，使用包括传统的Y₂O₂S:Eu的组合时的偏差的绝对值为(Δx，Δy)≈(0.007，0.002)。通过对比，无论注入的电荷密度值如何，在根据本发明的包括(Y，Gd)BO₃:Eu的荧光体组合中，都实现了白色显示用的颜色坐标或色温几乎没有变化的优良的颜色平衡。

实施例6

这里除了使用SrGa₂S₄:Eu作为绿色荧光体、使用ZnS:Ag，Al作为蓝色荧光体并使用YBO₃:Eu作为红色荧光体以外，按与实施例5的方式相同的方式制造全色显示用的图像形成设备。

这里除了在面板和背板之间施加11kV的DC电压以外，按与实施例5的方式相同的方式评价图像显示。在表5中给出所获得的结果。

表5：发光亮度相对比较

在本实施例中，使用YBO₃:Eu作为红色荧光体，对于每一次扫描时5×10^-7C/cm²的驱动条件，获得的相对亮度值为1050。

按与实施例5的方式相同的方式评价白平衡偏移度。结果显示使用包括传统的Y₂O₂S:Eu的组合时的偏差为(Δx，Δy)≈(0.007，0.002)。通过对比，无论注入的电荷密度值如何，在根据本发明的包括荧光体的荧光体组合中，都实现了白色显示的颜色坐标或色温几乎没有变化的优良的颜色平衡。

通过使用SrGa₂S₄:Eu作为绿色荧光体实现了宽的可再现色域。

实施例7

这里除了使用(Sr，Ba)Ga₂S₄:Eu作为绿色荧光体、使用ZnS:Ag，Al作为蓝色荧光体并使用(Y，Gd)BO₃:Eu作为红色荧光体外，按与实施例5相同的方式制造全色显示用的图像形成设备。

这里除了在面板和背板之间施加10kV的DC电压以外，按与实施例5的方式相同的方式评价图像显示。按与以上相同的方式评价白平衡偏移。在本实施例的图像显示设备中，获得了与实施例5和6同等的、高亮度的且白色显示的颜色坐标或色温几乎没有偏差的优良的发光特性。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改以及等同结构和功能。

Claims (7)

1.一种图像显示设备，包括：

背板，其设置有多个电子发射装置；

面板，其具有多个像素，所述多个像素各自配置有通过利用由所述电子发射装置发射的电子进行照射来发光的荧光体；以及

驱动电路，其接收图像信号，并驱动所述电子发射装置，

其中，所述荧光体是由通式(I)：MBO₃:Eu表示的荧光体，其中，M表示Y和Gd中至少之一，以及

所述驱动电路驱动所述电子发射装置，以使得注入到所述像素的电荷密度的上限为每一次扫描等于或大于5×10^-8C/cm²。

2.根据权利要求1所述的图像显示设备，其特征在于，

所述面板具有被施加不小于7kV且不大于15kV的电压的阳极。

3.根据权利要求1或2所述的图像显示设备，其特征在于，

所述荧光体是(Y，Gd)BO₃:Eu或者是YBO₃:Eu。

4.根据权利要求1或2所述的图像显示设备，其特征在于，

所述面板还具有蓝色荧光体和绿色荧光体，

所述蓝色荧光体是ZnS:Ag，Al或者是ZnS:Ag，Cl，以及

所述绿色荧光体是ZnS:Cu，Al或者是包含碱土金属的硫代镓酸盐晶体中掺杂有Eu作为发光中心材料的荧光体。

5.根据权利要求4所述的图像显示设备，其特征在于，

所述包含碱土金属的硫代镓酸盐晶体中掺杂有Eu作为发光中心材料的荧光体是SrGa₂S₄:Eu或者是(Sr，Ba)Ga₂S₄:Eu。

6.一种电子装置，包括：

根据权利要求1或2所述的图像显示设备。

7.根据权利要求6所述的电子装置，其特征在于，还包括：

图像信息接收电路，其从多个图像信息项中选择期望的图像信息；以及

图像信号生成电路，其基于所选择的图像信息，生成供给至所述图像显示设备的图像信号。

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