(57)【要約】【課題】発光面全体の発光輝度を均一にすること。【解決手段】発光パネル面１０ａの内面に面状に設けられた蛍光膜１４付きアノード１２と、アノードと間隔を隔てて一方向にワイヤ状に延びて配置される電界放射型のカソード１６と、アノード１２とカソード１６との間に介装されたグリッド１８とを備え、カソード１６と背面パネル１０ｂとの間に、電子反射部材２０を配置し、電子反射部材２０の電位を負電位にチャージアップすることにより、カソード１６が放出した電子が蛍光膜１４の発光面のほぼ全面に均一に照射することを可能とする電場空間を形成する構成。【選択図】図１
2006190543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光パネル面の内面に面状に設けられた蛍光膜付きアノードと、このアノードと間隔を隔てて一方向にワイヤ状に延びて配置される電界放射型のカソードと、を備えた電界放出型光源において、上記カソードを挟んでアノードとは反対側に、カソードに向く内面が凹曲面形状とされて当該カソードから放出される電子をその内面で反射する電子反射部材を配置し、電子反射部材の電位をカソードと同電位または負電位にすることにより、蛍光膜の発光面のほぼ全面に均一に照射することを可能とする電場空間を形成し、蛍光膜がそのほぼ全面にわたり均一化した発光輝度で発光することを可能とした、ことを特徴とする電界放出型光源。
【請求項２】
上記カソードは、ワイヤ状に延びる導線と、該導線の表面に多数の微細突部を有する炭素薄膜を設けて構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の電界放出型光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光膜に電子放射して発光する電界放出型光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電界放出型光源においては、蛍光膜付きの平面状のアノードと、このアノードのアノード面全体に電子を放出するカソードとを対向配置し、これらの間にカソードから電子を引き出しこの引き出した電子を多数設けた電子通過孔からアノードに向かわせるグリッドを介装し、グリッドを通過した電子を蛍光膜に衝突させて該蛍光膜を励起発光させるものがある（特許文献１等参照。）。しかしながら、このような電界放出型光源では、カソードから放出される電子密度が蛍光膜の蛍光膜面全体で不均一な箇所がある場合、蛍光膜の全蛍光膜面の均一な輝度での発光はできない。
【特許文献１】特開平０５−２５１０２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、発光面全体の発光輝度を均一可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明による電界放出型光源は、発光パネル面の内面に面状に設けられた蛍光膜付きアノードと、このアノードと間隔を隔てて一方向にワイヤ状に延びて配置される電界放射型のカソードと、を備えた電界放出型光源において、上記カソードを挟んでアノードとは反対側に、カソードに向く内面が凹曲面形状とされて当該カソードから放出される電子をその内面で反射する電子反射部材を配置し、電子反射部材の電位をカソードと同電位または負電位にすることにより、蛍光膜の発光面のほぼ全面に均一に照射することを可能とする電場空間を形成し、蛍光膜がそのほぼ全面にわたり均一化した発光輝度で発光することを可能としたことを特徴とするものである。
【０００５】
本発明の電界放出型光源によると、カソードから放出された電子は電子反射部材により形成された電場によりアノード側に反射（反発）されてアノードのほぼ全面を均一に照射する方向に向かうので、蛍光膜はその膜全体にわたり均一な輝度で発光し、発光面の発光むらを解消することができる。
【０００６】
上記カソードは、ワイヤ状に延びる導線と、該導線の表面に多数の微細突部を有する炭素薄膜を設けて構成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、発光面全体の発光輝度を均一ないしはほぼ均一にすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係る電界放出型光源（本光源と称する）を説明する。本光源は例えば液晶表示装置の直下形バックライトとして用いることができる。本光源の用途はその他各種あり、本発明はそれら特定の用途に限定されない。図１は、本光源の断面構成を示す断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３はカソードとグリッドと電子反射部材とを示す斜視図である。これらの図において、本光源は内部が所定の真空圧とされた真空容器１０を有する。この真空容器１０の形状はバックライトを始めとして光源の用途に応じて様々な形態をとることができる。実施の形態では説明の都合で比較的フラットな箱形としている。真空容器１０は前面パネル１０ａ、背面パネル１０ｂ、スペーサパネル１０ｃからなり、前面パネル１０ａはガラス基板石英やサファイヤ等のからなり光源光を外部に照射することができるようになっている。前面パネル１０ａの内面には平面形状のアノード１２がＩＴＯ（酸化インジウム・錫）やアルミニウム等の金属をスパッタリングやＥＢ蒸着等により薄膜状にして形成されている。アノード１２の膜厚は用いる金属材料の抵抗率等により適宜に設定される。アノードの材料は、蛍光発光を直接見るタイプ（直視タイプ）ではＩＴＯ、アルミニウムのいずれでもよいが、アノードを介して蛍光発光を見る透過タイプではＩＴＯを用いることが好ましい。直視タイプでは、特に材料の限定はないが、例えば、上記酸化インジウム・錫の他に酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛、カルコゲン化亜鉛、窒化ガリウム、窒化インジウム、ＣｄＴｅなどの無機材料を挙げることができる。ただし、電子速度が高速の場合はアルミニウムを電子が透過できるので、透過タイプでもＩＴＯ、アルミニウムのいずれでもよい。アノードの電気抵抗率は、１０4オームｃｍ以下であればよく、極端に低抵抗である必要はない。
【０００９】
蛍光膜１４は、アノード１２にスラリー塗布法、スクリーン印刷、電気永動法、沈降法等により塗布することにより平面形状に形成されている。蛍光膜１４の材料は公知の材料（蛍光材料）を用いることができる。蛍光膜１４の厚さは、蛍光材料の粒径の１〜５倍程度に設定される。蛍光膜１４は電子線励起により高効率で発光することができることが好ましい。蛍光材料は、導電性材料と反応しにくい材料が好ましい。例えば、希土類酸化物蛍光材料がある。蛍光膜１４を構成する蛍光粒子の平均粒径は、蛍光面に凹凸が少なく発光むらが生じにくく、発光効率の向上に貢献することができる値が好ましい。
【００１０】
カソード１６は、アノード１２と間隔を隔てて一方向にワイヤ状に延びて配置される。カソード１６は、アノード電圧３〜１５ｋＶ程度の印加によりアノード１２との間で発生する電界によりアノード１２の平面領域全体をカバーするよう電子を放出する電界放射型のカソードである。カソード１６は、導線１６ａと、この導線１６ａの表面に形成された多数のナノチューブ状あるいはナノウォール状の微細突起を有する炭素薄膜１６ｂとにより形成されている。カソード１６は、１つまたは複数の導線をアノード１２やグリッド１８の平面領域全体をカバーするよう蛇行屈曲させた構成でもよいし、複数の導線を拠り合わせてアノード１２やグリッド１８の平面領域全体をカバーする構成でもよい。導線１６ａはニッケルやその合金等がある。炭素薄膜１６ｂは、ナノチューブ状やナノウォール状の微細突起を有する。ナノウォール状の炭素薄膜は、プラズマＣＶＤ法により、例えば、電子サイクロトロン共鳴法（ＥＣＲ−ＰＣＶＤ法）により形成することができる。ナノウォール状の炭素薄膜に関する特許出願が種々なされている。
【００１１】
カソード１６は、導線１６ａの表面が電界集中をより発生しやすくする表面粗さに積極的に設定されており、この表面粗さの凹凸１６ｃは炭素薄膜１６ｂだけの微細突部にさらに全体の凹凸１６ｄを形成しており微細突部での電界集中を助長する電界集中補助部として作用する。この表面粗さは微視的であるが、可視的な凹凸でもよい。例えば、複数の導線を撚り合わせてなる凹凸や、導線表面をねじ切り加工する凹凸でもよい。
【００１２】
グリッド１８は、カソード１６の周囲に介装された管形状をなし、カソード１６に対して正の電圧が印加されてカソード１６から電子を引き出すものであり、電子が通過する電子通過孔を多数備えている。グリッド１８の材料は公知の金属であり、その金属から適宜に設定することができる。なお、グリッド１８は必ずしも必須となるものではない。
【００１３】
以上の構成を備えた本光源においては、カソード１６と背面パネル１０ｂとの間に、カソード１６に向く内面が凹曲面形状とされて該カソード１６から放出される電子をその内面で反射する電子反射部材２０を配置し、この電子反射部材２０の電位を回路的にカソード１６と同電位、好ましくは負電位に保持することを特徴とするものである。
【００１４】
図４を参照して以上の構成を備えた本光源において、カソード１６から放出した電子の軌道について説明する。カソード１６はグリッド１８により電子をその全周囲から引き出されて放出する。この場合、電子反射部材２０の電位をカソード１６と同電位または負電位としているので、アノード１２とカソード１６との間の空間には図示の通りの点線（等電位面を示す線）で示す電気力線分布を有する電場が形成される。そのため、カソード１６から放出した電子は、電子反射部材２０で反発されるとともに上記電気力線による等電位面の分布に従い、アノード１２側に向かう。結局、カソード１２が放出した電子は、この電気力線分布による電場により、アノード１２のほぼ全面を均一に照射することができるようになり、その結果、蛍光膜１４はそのほぼ全面に均一に発光することができ、発光面である前面パネル１０ａの発光輝度は均一となる。電子反射部材２０の形状は、発光面の面積や形状等に応じて種々な形態をとり、発光面がその全体にわたり均一な輝度で発光することができるものであればよい。
【００１５】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で、種々な変更ないしは変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る電界放出型光源の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線の断面図である。
【図３】図１の電界放出型光源のカソード、グリッド、電子反射部材とを示す斜視図である。
【図４】電子反射部材が形成した電場とその電場に従いカソードから放出した電子が辿る軌道を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
１２  アノード
１４  蛍光膜
１６  カソード
１８  グリッド
２０  電子反射部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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