專利名稱：熒光屏和具有該熒光屏的陰極發光體裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及顯示視頻圖像與字符的熒光屏和具有所述熒光屏的陰極發光體，尤其涉及能防止光在相鄰熒光段之間散射的熒光屏。
熒光屏發射的光還向CRT內部行進。通過在熒光屏上形成鋁發射膜，熒光屏發射的所有光就射向觀眾，使觀眾看到的熒光屏亮度加倍。通過對錐體與頸管的內面涂布具有適當厚度的導電材料，對熒光屏上的導電膜與鋁膜輸入陽極電壓，CRT大容量的內部空間有一均勻電極。來自電子槍的電子束在CRT均勻電極中恒速傳播，該速度由陽極電位決定。在CRT內部空間恒速運動的電子束被裝在CRT外面的磁性線圈偏轉，偏轉的電子束在整個熒光屏上作從左到右和從上到下的掃描。通過掃描電子束，熒光屏中的細小光點連續發射陰極發光；觀眾在肉眼圖像效應之后，感受到均勻發射的屏。由于掃描電子束被偏轉而連續地輻射熒光屏中的細小光點，所以CRT必須具有大的真空空間和能承受其中真空的厚玻璃外殼。
當掃描CRT熒光屏的電子束被視頻信號調制時，熒光屏上發光點的亮度隨視頻信號同步變化，從而在熒光屏上顯示視頻圖像。由于輻射熒光屏的電子束具有高度集中的能量，如4kw/cm2，熒光屏發射出1020/光子/(cm2，秒)，使熒光屏發射出亮度為15.000cd/m2的光。CRT中熒光屏上的圖像以高亮度顯示，并不升高熒光屏溫度，這是CRT的一大優點。能顯示明亮圖像的CRT要優于其它顯示裝置。鑒于CRT適合顯示數字視頻圖像，它們將被用于數字電視機的屏單元。
圖1是普通單色CRT熒光屏的局部截面圖。
該CRT的顯示部10包括起面板作用的玻璃板11；形成在面板11上由熒光粒12Z組成的熒光屏12；和鋁膜13。電子束14從電子槍(未示出)輻射。從受電子束14輻射的熒光粒12E發射的光15被散射，顯示在顯示部10上的圖像的分辨度取決于電子束14的直徑。在CRT中。來自電子槍(未示出)的電子束14輻射的熒光粒12E發射散射的光15，讓觀眾感到不發光的相鄰熒光粒12E似乎也發光，即散射光15輻射了未被電子束輻射的熒光粒12E。因此，熒光屏上圖像的反差與銳度受到不利影響。
圖2是普通彩色CRT熒光屏的局部截面圖。彩色CRT的顯示部10a包括面板11；形成在面板11與由熒光粒12E組成的熒光屏12；和鋁膜13，與單色CRT不同，熒光屏12包括許多細小的熒光段12d，熒光段分別輻射不同顏色，在面板11與按規定的間隔排列。在相鄰的熒光段12d之間設置一黑底膜16，其一般厚度為1um或更小，比熒光屏12的厚度更薄；從一個熒光段12d散射的光15進入相鄰的熒光段12d。由于黑底16不涂布或局部涂布熒光粒12Z，所以在鋁膜13與熒光屏12之間存在大的空間，該空間使散射光15的范圍變長，讓散射光15輻射相鄰的熒光段12d。散射光15的影響在彩色熒光屏中比單色熒光屏中更大。因此，通過提高亮度，顯示在熒光屏12與12上的圖像被加白，不能以純色顯示圖像。
在彩色CRT中，堆積了多層直徑約3um的晶化熒光粒直徑大得多，故熒光屏上圖像的分辨度基本上由輻射熒光屏的電子束直徑決定。在熒光屏上把電子束聚焦到期望分辨度的電子槍正相當成熟，能在熒光屏上以高分辨度顯示圖像。
由于顯示裝置上的圖像被人的肉眼觀看，所以圖像不應刺眼。刺眼與圖像的質量及其亮度相關。為了舒適地長時間觀看顯示裝置上的圖像，應合理調節屏亮度而不損傷眼睛。根據光強，眼睛有兩類感光器一類應于普通光強(明視覺)，另一類相應于暗光強(暗視覺)。顯示裝置上的圖像以高光強組成，觀眾用明視覺觀看。人眼的視場極寬，觀眾一般相對包括家具在內的室內背景觀看顯示裝置上的圖像。若室內照明調成以明視覺觀看室內背景，眼睛就能以明視覺舒適地長時間觀看圖像與背景。若圖像與背景有亮度差，就可用眼內兩個感光器同時觀看；明視覺看圖像，暗視覺看背景。即，眼睛不合理地調節不平衡的光強；長時間觀看圖像會損傷不調節的眼睛。
若圖像亮度比背景亮度大得多，眼睛以明視覺可舒適地觀看圖像。室內照明通常為1,500lux，家具在照明室內的亮度約為150cd/cm2。若觀眾離顯示裝置屏約25cm觀看圖像，該距離是清晰視覺距離，則屏亮度較佳為170～200cd/cm2。在該條件下，觀眾能以明視覺觀看屏上圖像與家具等而不傷眼睛。反之，若家具在暗室內，就以明視覺觀看圖像，同時以暗視覺觀看背景，因而長時間在暗室中看圖像會傷眼。不傷眼的較佳屏亮度取決于屏與觀眾的距離，若該距離較長，則清晰視覺距離的亮度越大。CRT只能在10,000小時或更長些保持較佳或必需的屏亮度，如200cd/m2或多一些。
然而，所述高屏亮度的應用，使CRT有一嚴重問題，即在清晰視覺距離，屏上圖像出現明顯的閃爍，這是屏上大小圖像的光強擾動。若屏與觀眾的距離大于清晰視覺距離，就看不到閃爍。然而，人眼對圖像的微細運動和亮度變化高度敏感，即使觀眾不能清楚地辨別出閃爍，但是眼睛仍能探測出圖像小小的閃爍和熒光屏的閃爍而無需參照圖像。閃爍檢測信號從眼睛發送到大腦。長時間無意識的檢測閃爍，眼睛會受損，造成散光等眼病或頭痛，因而必須消除閃爍。根據實驗，降低屏亮度可抑制CRT閃爍。在高清晰度電視(HDTV)中，為避免閃爍問題，把熒光屏的亮度做得較低。在某些情況下，觀看置于暗室中的電視會引起散光、弱視等眼疾或頭痛。現在要求CRT能顯示具有必要亮度而無閃爍的圖像。
據Journal of Materials Chemistry and Physics(Vol.73，p.144～150，2002)發表的論文，揭示了熒光屏的閃爍是保留了熒光粒被電子束照射而必然發射的二次電子所造成的。用三層熒光屏涂布面板的透明導電膜并對該透明導電膜輸入陽極電壓，熒光屏的熒光物就處于強陽極性，可從熒光屏中除去二次電子。通過除去二次電子，CRT屏可消失閃爍，以要求的屏亮度顯示圖像。
在普通CRT中，熒光屏直接涂布由玻璃等電氣絕緣材料構成的面板。陽極是一種碳膜，形成在錐體內面，相對面板垂向安置。因此，只有排列在熒光屏邊緣的熒光粒受強陽極性的影響；熒光屏大面積內的熒光粒受弱陽極性的影響。當少量二次電子在電氣上懸浮于熒光粒表面周圍時，會被陽極收集。通過收集二次電子，大量電子(成群二次電子)的運動將被視作屏的大閃爍。另一方面，少量電子運動將被視作小的圖像閃爍。閃爍規模取決于對熒光屏照射電子束的狀態。提高電子束功率，閃爍規模就變大。
可克服閃爍問題的熒光屏有下列缺點圖像的清晰度低、反差低；而且在彩色CRT中增白了圖像。若熒光屏亮度高，熒光屏上圖像的邊緣或輪廓就不清楚，熒光屏無電子束照射的其它部分變得更亮，結果整個熒光屏的背景亮度提高到不可接受的程度。圖像反差，即圖像光強與背景光強之比變成低程度。尤其在彩色CRT中，彩色圖像因受鄰近不同色熒光段污染而增白，即不能以高亮度顯示純彩色圖像。這樣，要改善圖像反差，熒光屏亮度就低了。直到今天，為顯示高反差圖像，一直提供分辨度高而亮度低的CRT。但如上所述，觀看低亮度圖像造成眼疾等的問題未曾解決。就是說，現在要求將熒光屏亮度提高到要求的程度并能以純凈彩色顯示反差圖像的CRT。
熒光屏的熒光粒是細粒，具有晶體的光榮特性。晶體缺少對稱性，折射率大，故熒光粒的折射率相當大。例如，典型蘭綠熒光體的主晶體是硫化鋅(EnS)，折射率達2.39，與金剛石的2.42不相上下。紅熒光體的主晶體是硫氧化釔(Y2O2S)，雖然其折射率無現成的數據，但憑經驗知道，它也有很高的折射率，與EnS差不多。當光照射熒光粒時，約40％的入射光在粒小表面反射，60％的光透入粒小。在CRT的中，隨機排列了100億個熒光粒，因而進入熒光屏的入射光在大量粒子表面反射，使反射光像熒光屏中散射的光那樣沿各方向不規則分布。
發明人還發現，進入熒光粒的入射可見光在里面反復內反射后從中離開，因為熒光粒設有可見光吸收帶。離開粒子的光在相鄰熒光粒表面反復反射與滲透，從而增大了在熒光屏中發射的光的擴散距離。熒光屏中發射的光在增大了擴散距離后，到達觀眾的眼睛，使熒光屏能給出寬的圖像視角。
散射光在熒光屏中小平與垂直地擴散，小平擴散的光淡化了熒光屏上的圖像，增大了背景亮度，使圖像不清楚。
本發明的一個目的是提供一種熒光屏和陰極發光體，它們能盡量減小光在熒光屏中的擴散，從而限制淡化圖像和降低反差。
為實現這些目的，本發明具有下列結構，即本發明的熒光屏包括許多細微的熒光段，其中諸熒光段分別被吸收可見光而且導電的阻擋層包封，阻擋層的高度等于或高于熒光段厚度的一半，其制作材料包括平均直徑為1～8μm的無機化合物粒子和平均直徑小于1μm的碳粒。
運用該結構，從熒光段散射的光并不有害地影響鄰居，因而可在熒光屏上顯示高度清晰的圖像。由于導電的阻擋層收集了二次電子，所以能沒有閃爍地顯示圖像。
較佳地，阻擋層與黑底集成在一起，這種結構能進一步限制射光對相鄰熒光段的影響。
較佳地，無機化合物是硫氧化釔、氧化鋁、二氧化鈦或硫化鋅。應用所述化合物，即使在溫度升到約450℃的產生陰極發光的加熱過程中，也能保持物理上的穩定態。通過再使用用過的粒子，可降低陰極發光體的制造成本。
較佳地，阻擋層材料包含0.05～20wt％的碳粒。應用該阻擋層材料，可減小從阻擋層排放到高真空空間的氣體量，消除閃爍，并提高圖像的清晰度與反差。
注意，熒光段可用彩色熒光粒或單色熒光粒制作。
另外，本發明的陰極發光體還包括面板；形成在面板上的熒光屏；和發射電子束的陰極和陽極，使熒光粒形成熒光屏發光，其中熒光屏包括細小的熒光段，熒光段分別被阻擋層包封，阻擋層吸收可見光并導電，其高度等于或高于熒光段度的一半，阻擋層的組成材料包括平均直徑為1～8μm的無機化合物粒子和平均直徑小于1μm的碳粒。
應用該結構，可在熒光屏上顯示高度清楚地圖像而不產生閃爍。陰極發光體可用于能顯示高亮度與高度清楚圖像的顯示裝置。
光在熒光屏中的擴散距離隨屏內熒光粒層數和平均自由程而變化。熒光粒層數增大，光擴散就變寬。即便層數不變，在熒光粒填充密度很低時，散射光的平均自由程仍然很長，因而擴散距離較長。在熒光粒全部填滿時，電子的滲透距離大大短于熒光粒直徑，只有第一層的熒光粒從電子槍發光。設置在發光熒光粒與面板之間的其它熒光粒不照射屏，而是擴散或散射光。若面板上安置一層熒光粒，在熒光屏中不存在散射光而不發射光的熒光粒，可將熒光屏中散射光的擴散減至最小。但在形成一層熒光粒的情況下，相鄰熒光粒之間存在間隙，電子束常常通過該間隙直接照射面板。直接照射面板的電子束并不照明屏，故降低了熒光屏的亮度。為使熒光屏亮度最大，應將熒光粒填得讓電子槍看不出間隙。根據“Cathodoluminescence”一書(p.116，7.1.5節，Kodansha出版，1990)，1.4層熒光粒將散射光擴散減至最小。
CRT有兩類一類是單色CRT，另一類為彩色CRT。首先說明熒光屏結構簡單的單色CRT。本發明的單色CRT示于圖3。
圖3中，CRT的顯示部20包括面板22；由熒光粒24E的構成并形成于面板22的熒光屏24；分開諸相鄰細小熒光段30的阻擋層26，各熒光段內裝填了熒光粒24E；和涂布熒光屏24的鋁膜28。諸實施例中，細小的熒光段30各自為被面板22、阻擋層26與鋁膜28包封的空間，起到熒光像素的作用。電子束32從電子槍50發射。熒光屏24包括許多細小的熒光像素30。
在圖3的熒光屏24中，散射光被鎖在各熒光像素30內。通過鎖住散射光，散射光不向鄰近的熒光像素30發射而與熒光像素30的亮度無關。由于散射光被鎖在一個熒光像素30內，所以該熒光像素30的背景亮度與其內部亮度無關。即使熒光像素30的亮度變高了，相鄰熒光像素30的熒光粒24E也不發光，從而可消除淡化顯示在顯示部20上的的圖像，圖像反差因熒光像素30的高亮度而得以改善，而且顯示在單色CRT顯示部20上的像質能等于照片或印刷圖像的質量。
為將散射光鎖在熒光像素30里，用吸收可見光的阻擋層26包圍各熒光像素30。散射光一到達阻擋層26就被它吸收，使它們不向相鄰的熒光像素30發射。阻擋層26的高度為熒光屏24厚度的一半，較佳地等于或略高于熒光屏24的厚度。在較佳情況下，能有效地把散射光鎖在熒光像素30內。然而，若阻擋層26的高度比熒光屏24的厚度高得多，則難以形成熒光屏24。
較佳地阻擋層26的材料吸收可見光，所以常用黑體形成阻擋層26。用于阻擋層的材料應在CRT生產的加熱過程中穩定，在CRT的高真空空間里不釋放氣體。有機材料不符合該標準，只有無機材料不符合該標準。
另外，較佳材料有導電性。由于包圍熒光像素30的導電阻擋層26相互在面板22與連接，所以它們被電氣連接為導電的阻擋層網。當把阻擋層網接陽極時，均勻覆蓋整個面板22的阻擋層26具有均勻的陽極電位，因而能在整個面板22上對熒光粒24E施加強的陽極電場。對其發射電子束32的熒光像素30發射二次電子。在強陽極電場下停留在熒光粒24E表面的二次電子被陽極阻擋層26有效地收集，其余的二次電子被陽極加速而再進入熒光粒24E，因而消除了熒光粒24E表面上的所有二次點子，也消除了圖像閃爍。較佳地，阻擋層26的材料在CRT生產加熱過程中不氧化，或材料的氧化物具有導電性。較佳的材料之一是碳粒，如石墨粒。當然，較佳的材料不限于石墨粒，如在單色熒光屏24的情況下，可以使用只吸收規定的顏色光且具有導電性的著色無機化合物。
若熒光像素30的尺寸等于或大于電子束32的直徑，熒光屏分辨度由諸熒光像素30組合限定，從而不適當的限制了分辨度。為顯示清晰圖像，熒光像素30的尺寸應小于電子束32的直徑。若電子束32的直徑包含兩個像素30，圖像分辨度就是電子束32直徑的3/2倍；若電子束32直徑包含三個像素30。則圖像分辨度是電子束32直徑的4/3倍。通常，熒光屏上的圖像分辨度由下式給出分辨度＝(束徑)×(1+1/n)其中n為包含在電子束32里的像素30的數量。
熒光像素30的形狀不限于圓形，可以是方形、矩形等。只要得到合理的分辨度，可使用任何形狀。
圖4是另一實施例中彩色熒光屏的說明圖。注意，上例中說明的諸元件(圖3)用同樣標號，并省略了說明。在彩色CRT顯示部中，黑底34的高度等于或高于熒光屏24的高度。黑底34像阻擋層26那樣包圍熒光像素30，把散射光鎖在各熒光像素30內。舉于彩色CRT的熒光屏24發射整個可見范圍的光，故阻擋層26由能吸收所有可見光的黑色材料構成。阻擋層26用材料應在CRT生產加熱過程中穩定，而且在CRT高真空空間內不排放氣體。有機材料不符該標準，只有無機材料才符合該標準。再者，較佳的材料具有導電性。由于具有導電性，所需量的二次電子被陽極阻擋層26收集，而其余的二次電子經陽極加速后在進入熒光粒，因此可消除圖像閃爍。例如，石墨粒可用作較佳地無機材料，當然較佳的材料不限于石墨粒，如在單色熒光屏24的情況下，可使用只吸收規定的色光且具有導電性的著色無機化合物。
彩色熒光屏24包括許多三素組，各組由三個分別發紅光、綠光與蘭光的熒光像素30構成。圖像銳度由三素組尺寸決定。各三素組尺寸通常小于電子束32的直徑。彩色熒光屏24上的圖像分辨度也由上述公式給出，通常三素組直徑是電子束32直徑的1/3。各三素組中熒光像素30的配置不作限制，只要得到合適的分辨度，可應用圓形、三角形配置。
若阻擋層26由碳粒構成的膜制作且其高度等于或高于熒光屏24的厚度，從碳阻擋層26排放的氣體必定從熒光像素30排出。把碳膜26做薄，可解決這一問題。要形成薄的碳阻擋層26，可用無機粒子做阻擋層26，這類無機粒子類似于熒光粒24E，其表面均勻的涂有細碳粒。例如通過干或濕球磨機將無機粒子與細碳粒混合，再涂布無機粒子表面。碳粒直徑小于1um，無機粒直徑為數um。因此，碳粒通過混合而涂布無機粒表面，例如可將常用于CRT生產的Aquadac(商標)用作細碳粒。涂布無機粒表面的碳粒厚度由其混合比控制。混合里的吸光系數與碳相同，且具有高導電率。高真空空間內排放氣體的問題可用混合粒制作的阻擋層26解決。
無機粒應在空氣中呈現化學穩定，而在溫度升至約450℃的生產CRT的加熱過程中呈現物理穩定。通過再應用用過的粒子，可降低CRT制造成本。由于以600～700℃溫度加熱可消除用過的粒子里的碳，所以無機粒應在高于碳燃燒的溫度下穩定。無機粒用無機酸略腐蝕以清潔其表面，所以它們較佳地與無機酸具有少量可溶性。無機粒較佳的材料是硫氧化釔、氧化鋁、二氧化鈦等。另外，硫化鋅也可用作廉價的材料。盡管細碳粒與無機粒合適的混合比隨例子尺度與形狀而變化，但是低于20wt％的碳粒混合比具有良好的結果。較佳的碳粒混合比0.05～10wt％，更佳的混合比為0.1～3wt％。將具有所述混合比的混合粒形成漿料，以在面板22上形成熒光像素30的阻擋層26。黑底34用常規方法構成，但其高度或厚度不同。阻擋層26干燥后，對面板22表面涂布熒光粒24Z。另外運用光刻法，對各自被阻擋層包圍的熒光像素30裝填熒光粒24Z，制成熒光像素30。
CRT的制造步驟一般如下在整塊面板22上形成各自被能吸光且具有導電性的阻擋層26包圍的熒光像素30；用快捷的玻璃密封面板22與玻錐；和把電子槍裝到頸玻璃管端部。當該CRT在工作條件下用于NTSC電視機成個人計算機監視器時，能以不同的距離顯示明亮、清晰與無閃爍的圖像。在單色熒光屏上能顯示像印在紙上或顯現在媒體膜上那樣的細微圖像。而且，除了可在彩色熒光屏上區分的細微圖像外，彩色CRT可在彩色熒光屏上顯示光譜純凈的彩色圖像，像彩印圖片一樣。
實例1CRT有兩類一類是單色CRT，另一類為彩色CRT。它們的制造步驟為(1)在面板上形成阻擋層；(2)在阻擋層中篩選熒光粒；(3)在熒光屏上形成鋁膜；(4)用快捷玻璃密封面板與玻錐；(5)在頸玻璃管中裝電子槍；(6)抽空CRT玻殼；和(7)完成CRT。
兩類CRT的阻擋層26形成步驟一樣，而步驟(2)～(7)與常規CRT生產方法相同，因此將參照圖5A～5F詳述阻擋層26的形成步驟。
先在面板22上形成一聚乙烯醇(PVA)樹脂膜40，該膜為阻擋層26的負圖案，厚度等于熒光屏24厚度的一半或更多，例如形成阻擋層26的PVA膜40的厚度約5μm。若面板為平玻璃板，可用印刷技術來屏蔽該厚的PVA膜40。由于CRT面板22是曲面玻璃板，不能用印刷技術在面板22上形成PVA膜40，可用自旋屏蔽技術形成PVA膜40。用PVA水溶液涂布面板22可形成PVA膜40，但難以控制其厚度。在提出的該實例中，無機粒直徑與熒光粒24E一樣。這兩種粒子與PVA混合而成的PVA漿料42屏蔽面板22。PVA漿料42包括硫氧化釔(Y2O2S)粒，但是其它無機化合物粉料也可代用。
形成阻擋層26的PVA漿料42的成份列于表1。
表1
PVA漿料42的重量比不限于表1所列，可以應用重量比不同的其它PVA漿料。若增大硫氧化釔的重量比，將劣化擴散暴露的圖案和膜切割。
現參照圖5A～5F說明制造阻擋層26的方法。
先制備表1的PVA漿料42。應用旋涂設備以150rpm轉速在14英尺面板22上使漿料42屏蔽30秒鐘(圖5A)，PVA漿料42干燥后變成PVA膜40(圖5B)。用穿過陰罩孔的紫外線對PVA膜40曝光(圖5C)。然后將曝光的PVA膜40顯影，在面板22上留下PVA膜40經曝光的部分40a，并除去PVA膜40不曝光的部分。PVA膜40留下的部分40a變成包圍熒光像素30的阻擋層26的負圖案(圖5D)。
現說明阻擋層26的材料。在現在的實例中，把100克硫氧化釔粉、5克液狀石墨與10克純凈水混合成膏狀，并在加熱到90℃的爐中干燥。干燥的膏作研磨或球磨，用100目篩子將膏塊從研磨的粉中篩出，通過篩子的粉末是表面涂有石墨粉的硫氧化釔粒子。將20克帶石墨的硫氧化釔粒子、40克純凈水與0.01克硅酸鉀溶液混合，制備漿料43。應用轉速為250rpm的旋涂設備，使漿料43在其上形成了阻擋層26負圖案的面板22上屏蔽，用漿料43按負圖案裝填空間，干燥后可生成涂有石墨的粒子43a。接著用氧化劑如高錳酸溶液、過氧化氫溶液對面板22顯影，從面板22中除去PVA膜40形成負圖案的氧化部分。面板22水洗后，只留下由涂石墨粒子43a構成的阻擋層26。面板22干燥后，用熒光粒24E涂布面板22，接著再執行CRT生產的一般步驟。在所述步驟之后，就完成了帶熒光屏24的CRT，其熒光像素30被阻擋層26包圍。
按下列步驟用漿料43形成阻擋層26。先將硫氧化釔粒子直接放在膠狀石墨溶液里，懸浮液充分攪拌后，在其上已形成阻擋層26負圖案的面板22上屏蔽。面板22干燥后用氧化劑顯影，只是構成負圖案的PVA膜40部分被氧化而剝離面板22。面板22水洗后，只留下由涂石墨的粒子43a組成的阻擋層26。阻擋層26也可按上述步驟形成。
實例2現參照圖3說明實例2。
該實例中，單色CRT包括其上形成由涂石墨粒子43a組成的阻擋層26的面板22。已知有多種發白光熒光體，其中最合適的發白光熒光體是用鋱(Tb)與銪(Eu)激活的硫氧化釔熒光體。表2列出了本例PVA漿料的組份。
表2
包括硫氧化釔熒光體與PVA的PVA漿料43，用表2列出的混合物制備。漿料43在已形成阻擋層26的面板22上用旋涂設備屏蔽，在熒光粒24E干燥時，用來自面板22前面(熒光粒屏蔽側的相對面)的紫外線對整塊面板22均勻曝光。阻擋層26里面的熒光粒24E經曝光，粘附于面板22。由于阻擋層26吸收紫外光，其上的熒光粒24E不曝光，故不粘附于面板22。曝光的面板22在普通CRT生產條件下顯影，面板22上留下被黑色阻擋層26包圍的熒光粒24E。熒光屏24能顯示清楚的圖像。在本例的顯示部20中，用已知技術在熒光粒24E上形成鋁膜28，進一步增大圖像亮度。接著執行已知的CRT生產步驟，制成本例的單色CRT。
在單色CRT中，改變聚焦方式可增稠電子束32聚焦。電子束32分兩步聚焦初聚焦和主聚焦。初聚焦電板點加熱器、陰極、第一棚與第二棚組成。電子束32從陰極抽出后弱聚焦。在主聚焦步驟中，初聚焦磁32在顯示部20上以期望的直徑磁聚焦。主聚焦有兩種方式多電極靜電聚焦和用于電子顯微鏡的磁性聚焦。磁性聚焦較佳地用于在顯示部20上使電子磁聚焦。在單色CRT中，陽極電壓固定；若用無驅動電路的永磁鐵代替電磁鐵，電子束32能磁聚焦并降低耗電量。偏轉線圈耗用大部分CRT工作的電力，若減少偏轉線圈的功耗，就能明顯減少CRT的總功耗。偏轉線圈用于偏轉電子束32的磁場與偏轉線圈的距離。距離變短時，強度變大。電子束32與偏轉線圈的距離取決于頸管直徑，若該直徑短，偏轉線圈的功耗就小。一般，頸管直徑由插入頸管的電子槍50的直徑決定。由于一般電子束32的直徑為0.5mm或更小，所以即便把電子槍50的直徑減至幾毫米，也不影響電子束32的直徑。
在減小初聚焦電極的直徑時，頸管直徑不取決于電子槍50的直徑，而由泵抽CRT的排氣管直徑決定。考慮到排氣管直徑，可將頸管直徑減至約8mm。把包括初聚焦電極在內的單電子槍50連到頸管前端，之后執行一般的CRT生產步驟，即對CRT玻殼泵抽而在其內形成高真空狀態；排放氣體；激活陰極；部分激活消氣劑；將排氣管熔化而密封CRT；再使CRT與排氣管分開。消氣劑激活后，執行一般老化步驟而制成單色CRT。在頸管外部設置兩個永磁環，使之固定于電子束32最佳聚焦的位置。當按NTSC條件或個人計算機工作條件操作本例的單色CRT時，單色熒光屏24以高反差顯示清晰的圖像和以清楚的視覺距離甚至用高的屏亮度顯示無閃爍的圖像，顯示圖像的質量與印在圖紙上的圖像和媒體膜上的圖像不相上下。
實例3現參照圖4說明實例3。
彩色CRT生產有下列特征應用三類各自發三基色的熒光粒24a；設置三根有選擇地照射熒光粒24E以有選擇地發射所述色光的電子槍；和設置陰罩。其它結構與單色CRT相同。本例中，在彩色CRT面板22上形成細微的熒光段或像素24d，它們分別發射所述彩色并被阻擋層26包圍。構成本例的阻擋層26的材料與方法圖上述單色CRT的阻擋層一樣。紅色熒光像素24a。綠色熒光粒24Eb按一般方法施加、曝光和顯影，在面板22上按規定位置形成被阻擋層26包圍的蘭色熒光像素24c。執行所述步驟，能形成包括諸熒光像素的面板22，這些熒光像素發射三基色，而且各自被能吸收散射光的阻擋層26包圍。之后，執行一般彩色CRT生產步驟，即將CRT被泡泵抽成在其內形成高真空狀；排氣；激活陰極；部分激活消氣劑；熔化排氣管而密封CRT；再使CRT與排氣管分開。消氣劑激活后，執行一般老化步驟制成彩色CRT。在按NTSC條件或個人計算機工作條件操作本例彩色CRT時，彩色熒光屏以高反差顯示清晰的圖像，甚至以高的屏亮度按清晰視覺距離顯示無閃爍圖像。顯示圖像的質量與印在圖紙上的圖像和媒體膜上的圖像不相上下。
在本發明的熒光屏和陰極發光體中，能把熒光屏中散射的光鎖在各細小的熒光段內，并能對熒光屏里的熒光粒施加強陽極電場，因而能清除出現在整個屏上的閃爍和小的圖像閃爍而與熒光屏亮度和像素幀循壞無關。而且，清晰而高反差圖像的質量幾乎與印在圖紙上的圖像和媒體膜上的圖像一樣。尤其在彩色屏的場合中，明亮的彩色圖像不泛白，可在彩色屏上顯示與彩色照片反差不多的優質彩色圖像。
本發明在不違背其精神或基本特征的情況下能以其它特定形式實施，因而提供的諸實施例被認為在所有方面作為示例而非限制，本發明的范圍由所附的權利要求指明而不是由前面的描述指明，所以其中包含了落在權利要求等效含義和范圍內的所有變化。
權利要求
1.一種陰極發光熒光屏，其特征在于，包括許多細小的熒光段，其中所述熒光段分別被阻擋層包封，而阻擋層吸收可見光且具有導電性，其高度等于或高于所述熒光段厚度的一半，而且制作所述阻擋層的材料包括平均直徑為1～8μm的無機化合物粒子和平均直徑小于1μm的碳粒。
2.如權利要求1所述的熒光屏，其特征在于，所述阻擋層集成了黑底。
3.如權利要求1所述的熒光屏，其特征在于，所述無機化合物是硫氧化釔、氧化鋁、二氧化鈦或硫化鋅。
4.如權利要求1所述的熒光屏，其特征在于，所述阻擋層材料包括0.05～20wt％的碳粒。
5.如權利要求1所述的熒光屏，其特征在于，所述熒光段以彩色熒光粒制作。
6.如權利要求1所述的熒光屏，其特征在于，所述熒光段以單色熒光粒制作。
7.一種陰極發光體，其特征在于包括面板形成在所述面板上所述的熒光屏；和用于發射電子束的陰極和陽極，所述電子束使構成所述熒光屏的熒光粒發光，其中所述熒光屏包括細小的熒光段，所述熒光段分別被阻擋層包封，阻擋層吸收可見光且具有導電性，其高度等于或高于所述熒光段厚度的一半，而且制作所述阻擋層的材料包括平均直徑為1～8μm的無機化合物粒子和平均直徑小于1μm的碳粒。
8.一種包括如權利要求7的陰極發光體的顯示裝置。
全文摘要
本發明的熒光屏能盡量減小光在熒光屏內的擴散，從而限制淡化圖像和降低反差。該熒光屏包括許多細小的熒光段，諸熒光段分別被阻擋層包封，而阻擋層吸收可見光且具有導電性，其高度等于或高于熒光段厚度的一半。制作阻擋層的材料包含平均直徑為1～8μm的無機化合物粒子和平均直徑小于1μm的碳粒。
文檔編號H01J29/18GK1467773SQ0314248
公開日2004年1月14日 申請日期2003年6月12日 優先權日2002年6月13日
發明者小澤隆二 申請人:株式會社卡庫瑪