(57)【要約】  【課題】  蛍光体の帯電を抑制して発光効率を向上させるととともに、異常放電の発生を低減することを目的とする。  【解決手段】  アノードパネル２の蛍光体層９をパターニングして開口を形成した部分に、導電層１０を設け、カソードパネル３からの電子の衝突によって蛍光体層９の表面に蓄積した電荷を、導電層１０を介してアノード電極８に流すようにしており、これによって、蛍光体層９の帯電を抑制し、カソードパネル３からの電子が、電荷の反発によって蛍光体層９に到達できないという現象を低減するとともに、蛍光体層９に蓄積した電荷によって、カソードパネル３のエミッタ６との間で異常放電が生じるのを低減している。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板に、アノード電極および蛍光体層が形成されてなるアノードパネルであって、
前記蛍光体層は、前記アノード電極が露出するように、パターニングされていることを特徴とするアノードパネル。
【請求項２】
前記蛍光体層がパターニングされてアノード電極が露出する部分に、導電層が設けられている請求項１に記載のアノードパネル。
【請求項３】
前記導電層は、金属、導電性金属化合物および導電性カーボンの少なくともいずれか一つを含む請求項２に記載のアノードパネル。
【請求項４】
前記請求項１ないし３のいずれか１項に記載のアノードパネルと、該アノードパネルに対向配置されたカソードパネルとを備え、前記カソードパネルは、基板上に、カソード電極および電子放出部が形成されてなることを特徴とする電界放出型表示装置。
【請求項５】
前記電子放出部が、炭素膜からなる請求項４に記載の電界電子放出型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空中で電界をかけることでカソードパネルから電子を放出させ、アノードパネルに塗布した蛍光体に衝突させて発光させるＦＥＤ（Field Emission Display）などのような電界放出型表示装置およびアノードパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＥＤは、消費電力が小さく、高精細な表示が可能なＦＰＤ(Ｆlat Ｐanel Ｄisplay)として注目されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
図４は、従来のＦＥＤの構成の一例を示す概略構成図である。
【０００４】
ＦＥＤ１’は、アノードパネル２’と、このアノードパネル２’に対向するカソードパネル３と、これらを真空状態で収納支持する図示しない枠体とを備えている。
【０００５】
カソードパネル３は、例えば、ガラスからなる絶縁性の基板４と、この基板４上に形成されたカソード電極５と、このカソード電極５上に形成された炭素膜などからなるエミッタ６とを備えている。
【０００６】
一方、アノードパネル２’は、透明基板７と、この基板７上に形成された透明なアノード電極８と、このアノード電極８上に形成された蛍光体層９’とを備えている。
【０００７】
かかるＦＥＤ１’においては、カソード電極５とアノード電極８との間に、電圧を印加することにより、矢符Ａで示すようにエミッタ６から電子が放出されてアノード電極８に引き付けられ、蛍光体層９’に衝突し、矢符Ｂに示すように発光するものである。
【特許文献１】特開平９−３２０４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
かかるＦＥＤでは、加速電圧を、例えば、１５ｋＶ程度以下とする結果、エミッタから放出された電子の挙動が蛍光体表面の帯電状態の影響を受け易い。すなわち、アノードパネルの蛍光体は、絶縁性が高く、過剰な電子の衝突によって帯電し、後から放出された電子が蛍光体表面の電荷との反発により、蛍光体に到達できず、発光効率が低下する。また、蓄積した電荷が逃げ場を失ってエミッタとの間で異常放電を生じてエミッタを損傷してＦＥＤの寿命が短くなるといった難点がある。
【０００９】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、蛍光体の帯電を抑制して発光効率を向上させるとともに、異常放電の発生を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では、上述の目的を達成するために、次のように構成している。
【００１１】
すなわち、本発明のアノードパネルは、透光性基板に、アノード電極および蛍光体層が形成されてなるアノードパネルであって、前記蛍光体層は、前記アノード電極が露出するように、パターニングされている。
【００１２】
ここで、パターニングは、所望のパターン、例えば、格子状のパターンや多数の開口がドット状に散在するパターンなど任意であり、アノード電極が露出する開口の平面形状も、矩形状、円形状、楕円形状、多角形状など任意であるが、蛍光体の表面に蓄積した電荷が円滑に逃げれるように、均等で規則的なパターンであるのが好ましい。
【００１３】
本発明によると、蛍光体に電子が衝突することによって蓄積した電荷が、パターニングによって開口したアノード電極に逃げて帯電を抑制することが可能となり、これによって、蛍光体層に到来する電子が、電荷の反発によって蛍光体層に到達できないという現象を低減することができるとともに、蓄積した電荷によって、カソードパネルの電子放出部との間で異常放電が生じて電子放出部を損傷するのを低減することができる。
【００１４】
本発明の好ましい実施態様においては、前記蛍光体層がパターニングされてアノード電極が露出する部分に、導電層が設けられている。
【００１５】
この導電層は、金属、導電性金属化合物および導電性カーボンの少なくともいずれか一つを含むのが好ましい。
【００１６】
この実施態様によると、蛍光体に蓄積した電荷が、導電層を介してアノード電極に流れることになり、蛍光体の帯電を一層効果的に抑制することができる。
【００１７】
本発明の電界放出型表示装置は、本発明に係るアノードパネルと、該アノードパネルに対向配置されたカソードパネルとを備え、前記カソードパネルは、基板上に、カソード電極および電子放出部が形成されてなるものである。
【００１８】
本発明によると、アノードパネルの蛍光体の帯電が抑制されるので、カソードパネルの電子放出部から放出されてアノードパネルの蛍光体層に到来する電子が、電荷の反発によって蛍光体層に到達できないという現象を低減して発光効率を高めることができるとともに、蛍光体層に蓄積した電荷によって、カソードパネルの電子放出部との間で異常放電が生じて電子放出部を損傷するのを低減して当該表示装置の長寿命化を図ることができる。
【００１９】
本発明の好ましい実施態様においては、前記電子放出部が、炭素膜からなるものである。
【００２０】
ここで、炭素膜の材料としては、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、ダイヤモンドライクカーボン、アモルファスダイヤモンド、結晶性ダイヤモンド、グラファィト、フラーレン等を挙げることができる。
【００２１】
この実施態様によると、電子放出部に炭素系材料を用いるので、比較的低い電界で電子を放出させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、アノードパネルの蛍光体に蓄積した電荷を、効果的にアノード電極に逃がして蛍光体の帯電を抑制できるので、蛍光体層に到来する電子が、電荷の反発によって蛍光体層に到達できないという現象を低減して発光効率を高めることができるとともに、蛍光体層に蓄積した電荷によって、カソードパネルのエミッタとの間で異常放電が生じてエミッタを損傷するのを低減して当該表示装置の長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一つの実施の形態に係る電界放出型表示装置としてのＦＥＤ（Field Emission Display）の概略構成図である。
【００２５】
この実施の形態のＦＥＤ１は、図１に示すように、本発明に係るアノードパネル２と、このアノードパネル２に対向配置されたカソードパネル３と、これらを真空状態で収納支持する図示しない枠体とを備えている。
【００２６】
アノードパネル２とカソードパネル３との対向ギャップは、例えば、１００μｍ〜２０００μｍ程度であり、真空度は、例えば、１０−５〜１０−７ｔｏｒｒである。
【００２７】
カソードパネル３は、例えば、ガラスからなる絶縁性の基板４と、この基板４上に形成された、例えば、Ａｇ、ＩＴＯ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉなどからなるカソード電極５と、このカソード電極上に形成された電子放出部（エミッタ）６とを備えている。このエミッタ６は、例えば、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、ダイヤモンドライクカーボン、アモルファスダイヤモンド、結晶性ダイヤモンド、グラファィト、フラーレン等の炭素系材料からなる。
【００２８】
本発明に係るアノードパネル２は、例えば、ガラスからなる透光性の基板７と、この基板７上に形成されたＩＴＯ (スズ含有酸化インジウム)などからなるアノード電極８と、このアノード電極８上に形成された蛍光体層９を備えている。
【００２９】
この実施の形態のアノードパネル２は、カソードパネル３のエミッタ６から放出された電子の衝突による蛍光体層９の帯電を抑制して発光効率を向上させるととともに、異常放電の発生を低減するために、次のように構成している。
【００３０】
すなわち、この実施の形態では、絶縁性の高い蛍光体層９は、所望のパターンでパターニングされており、このパターニングによって蛍光体層９が存在しない部分には、導電層１０が設けられており、蛍光体層９に蓄積する電荷を、導電層１０を介してアノード電極８に流すようにしている。
【００３１】
蛍光体層９および導電層１０の膜厚は、数十ｎｍ〜数十μｍであり、例えば、１μｍ〜３０μｍである。
【００３２】
導電層１０の材料としては、導電性があれば特に限定されないが、例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌなどの金属、酸化スズ、アンチモン含有酸化スズ（ＡＴＯ）、酸化亜鉛、酸化アンチモン、スズ含有酸化インジウム（ＩＴＯ）などの導電性金属化合物、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーなどの導電性カーボンを用いることができる。
【００３３】
蛍光体層９の材料は、電子により励起される蛍光体であれば特に限定されず、例えば、緑色蛍光体としては、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌを、青色蛍光体としては、ＺｎＳ：Ａｇを、赤色蛍光体としては、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ（ユーロピウム付活酸硫化イットリウム）をそれぞれ用いることができる。
【００３４】
導電層１０は、蛍光体層９に蓄積した電荷をアノード電極８へ流すための電路を形成するものであり、その抵抗は、蛍光体層９よりも低く、アノード電極８以上であるのが好ましい。
【００３５】
この実施の形態では、図２の平面図に示すように、蛍光体層９と導電層１０とが、規則的に交互に組み合わされた、いわゆる、市松模様のパターンが構成されている。
【００３６】
蛍光体層９の面積と導電層１０の面積との和に対する蛍光体層９の面積の比率は、例えば、３０％〜９０％であるのが好ましく、より好ましくは５０％〜７５％である。
【００３７】
蛍光体層９の占める面積の比率が、大き過ぎると、蛍光体層９の帯電を抑制する効果が十分に得られず、逆に、小さ過ぎると、蛍光体層９の面積が小さいために、発光が十分に得られない。
【００３８】
図２に示す市松模様の各矩形の一辺の長さは、例えば、１０μｍ〜３００μｍである。
【００３９】
このようにパターニングされて導電層１０が埋め込まれた蛍光体層９は、例えば、従来と同様に、アノード電極８上に導電層１０を全面に形成し、フォトリソグラフィー技術を用いて、パターニングしてアノード電極８が露出する開口を形成し、この開口にスクリーン印刷等によって蛍光体層９を埋め込むことによって形成することができる。
【００４０】
この実施の形態では、蛍光体層９は、パターニングされて導電層１０が設けられているので、カソード電極５とアノード電極８との間に、例えば、１０Ｖ〜１００００Ｖの駆動電圧を印加して図１の矢符Ａで示すように、カソードパネル３のエミッタ６から放出された電子が蛍光体層９に衝突して矢符Ｂで示すように発光し、この蛍光体層９の表面に蓄積した電荷は、導電層１０を介してアノード電極８に流れることになる。
【００４１】
これによって、蛍光体層９の帯電が抑制され、蛍光体層９に到来する電子が、電荷の反発によって蛍光体層９に到達できないという現象を低減して発光効率を高めることができるとともに、蛍光体層９の表面に蓄積した電荷によって、カソードパネル３のエミッタ６との間で異常放電が生じてエミッタ６を損傷するのを低減して長寿命化を図ることができる。
【００４２】
なお、蛍光体層をパターニングしてない図４と同様のＦＥＤを作製し、実施の形態のＦＥＤと発光状態を比較した。作製したＦＥＤは、蛍光体層がパターニングされておらず、したがって、導電層は設けられていない。その他は、実施の形態のＦＥＤと同じ構成である。
【００４３】
実施の形態のＦＥＤでは、全面に均一に発光が観測されたのに対して、蛍光体層をパターニングしていないＦＥＤでは、電極の引き出し部分に近い周辺部に強い発光が観測された。蛍光体層をパターニングしていないＦＥＤでは、蛍光体層の表面に蓄積した電荷が、蛍光体層の周辺から電極の引き出し部に放電して強く発光したものと考えられる。
【００４４】
（実施の形態２）
図３は、本発明の他の実施の形態のＦＥＤの概略構成図であり、図１の実施の形態に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００４５】
この実施の形態のＦＥＤ１ａのアノードパネル２ａでは、蛍光体層９は、パターニングされているが、上述の実施の形態と異なり、蛍光体層９が存在しない部分には、導電層１０が形成されておらず、アノード電極８が露出している。その他の構成は、上述の実施の形態と同様である。
【００４６】
この実施の形態では、蛍光体層９の表面に蓄積した電荷は、パターニングによって開口された部分から距離的に近いアノード電極８に放電し、蛍光体層９の帯電が抑制され、発光効率を高めることができるとともに、エミッタ６への異常放電を低減して長寿命化を図ることができる。
【００４７】
（その他の実施の形態）
上述のアノード電極８およびカソード電極６は、スライプ状などの所望のパターンに形成してもよく、また、カソードパネル３には、絶縁層およびゲート電極を設けてもよいのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、ＦＰＤなどのアノードパネルとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係るＦＥＤの概略構成図である。
【図２】図１の蛍光体層および導電層の平面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態のＦＥＤの概略構成図である。
【図４】従来例の概略構成図である。
【符号の説明】
【００５０】
１，１ａ，１’  ＦＥＤ
２，２ａ，２’  アノードパネル
３              カソードパネル
７              基板
８              アノード電極
９，９’        蛍光体層
１０            導電層
【図１】
2006236793.tif 000003
【図２】
2006236793.tif 000004
【図３】
2006236793.tif 000005
【図４】
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