(57)【要約】【課題】電子倍増材料からなる部材を電子の通路に少なくとも配置して電子線の量を増やし、蛍光面の輝度を向上する。【解決手段】複数の蛍光体層及び遮光層を含む蛍光面６と、この蛍光面に重ねて設けられたメタルバック層とを有する前面基板２と、前面基板に対向して配置された、複数の蛍光体層に対応した複数の電子放出素子１０を有する背面基板３と、前面基板と前記背面基板の間に配置され、電子放出素子に対して整列した位置関係で多数のビーム通過孔が形成された板状のグリッド１４と、前面基板と前記グリッド間、背面基板と前記グリッド間に配置されて両基板とグリッド間の隙間を維持する複数の柱状のスペーサとを具備する画像表示装置であり、電子倍増材料からなる部材１７が電子放出素子１０からの電子が蛍光体層に達するまでの通路に少なくとも形成されていることを特徴とする画像表示装置。【選択図】    図３
2006093055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蛍光体層及び遮光層を含む蛍光面と、この蛍光面に重ねて設けられたメタルバック層とを有する前面基板と、
前記前面基板に対向して配置された、前記複数の蛍光体層に対応した複数の電子放出素子を有する背面基板と、
前記前面基板と前記背面基板の間に配置され、前記電子放出素子に対して整列した位置関係で多数のビーム通過孔が形成された板状のグリッドと、
前記前面基板と前記グリッド間、前記背面基板と前記グリッド間に配置されて両基板とグリッド間の隙間を維持する複数の柱状のスペーサとを具備する画像表示装置であり、
電子倍増材料からなる部材が前記電子放出素子からの電子が蛍光体層に達するまでの通路に少なくとも形成されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
電子倍増材料からなる前記部材は、前記ビーム通過孔内に埋め込まれていることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
電子倍増材料からなる前記部材はシート状で、前記グリッドの片面全体に配置されていることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記メタルバック層上に更にゲッター層が形成され、メタルバック層とゲッター層間に電子倍増材料からなる前記部材がシート状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記ゲッター層が複数の層を積層してなり、複数の層の何れかに電子倍増材料からなる部材がシート状に形成されていることを特徴とする請求項４記載の画像表示装置。
【請求項６】
電子倍増材料からなるシート状の部材は、前記グリッドにスポット溶接することにより、あるいは複数箇所かしめることによりグリッドに固定されていることを特徴とする請求項３記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、偏平な平面パネル構造の真空外囲器を有し、背面基板に設けた電子放出素子から電子を放出させて前面基板に設けた蛍光体層を励起発光させることによりカラー画像を表示する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、偏平な平面パネル構造の真空外囲器を有する表示装置として、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）や、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）等が知られている。また、ＦＥＤの一種として、表面伝導型の電子放出素子を備えた表示装置（以下、ＳＥＤと称する）の開発が進められている。
【０００３】
ＳＥＤは、所定の隙間を置いて対向配置された前面基板および背面基板を有する。これらの基板は、矩形枠状の側壁を介して周縁部を互いに接合され、内部を真空にされて偏平な平面パネル構造の真空外囲器を構成している。
【０００４】
前面基板の内面には３色の蛍光体層が形成され、背面基板の内面には、蛍光体層を励起発光させる電子の放出源として、画素毎に対応する多数の電子放出素子が整列配置されている。また、背面基板の内面上には、電子放出素子を駆動するための多数本の配線がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器の外部に引き出されている。
【０００５】
前面基板と背面基板の間には板状のグリッドが配設されている。このグリッドには、電子放出素子に対して整列した位置関係で多数のビーム通過孔が形成されているとともに、前面基板および背面基板の内面に当接することで基板間の隙間を維持するための複数の柱状のスペーサが設けられている。
【０００６】
このＳＥＤを動作させる場合、基板間に１０［ｋＶ］程度の高電圧を与え、配線に接続した駆動回路を介して各電子放出素子に選択的に駆動電圧を印加する。これにより、各電子放出素子から選択的に電子ビームが放出され、これら電子ビームが、グリッドの対応するビーム通過孔を通って対応する蛍光体層に照射され、蛍光体層が励起発光されてカラー画像が表示されるようになっている。
【０００７】
具体的な従来の画像表示装置としては、例えば特許文献１のように、装置の真空外囲器を構成したとき、２枚のプレート間のギャップを保つための複数のスペーサを備えた板状のグリッドを設けた構造のものが知られている。
【特許文献１】特開２００３−１９７０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、従来の画像表示装置においては、電子放出素子から放出された電子は板状のグリッドに形成されたビーム通過孔を通過して蛍光体層に照射されるが、電子放出効率が数％と低く、蛍光面で十分な輝度が得られないという問題があった。
【０００９】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、電子倍増材料からなる部材を電子放出素子からの電子が通過する通路に配置することにより、電子放出素子からの電子の量を増やし、もって蛍光面の輝度を向上しえる画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の第１の様態による画像表示装置は、複数の蛍光体層及び遮光層を含む蛍光面と、この蛍光面に重ねて設けられたメタルバック層とを有する前面基板と、前記前面基板に対向して配置された、前記複数の蛍光体層に対応した複数の電子放出素子を有する背面基板と、前記前面基板と前記背面基板の間に配置され、前記電子放出素子に対して整列した位置関係で多数のビーム通過孔が形成された板状のグリッドと、前記前面基板と前記グリッド間、前記背面基板と前記グリッド間に配置されて両基板とグリッド間の隙間を維持する複数の柱状のスペーサとを具備する画像表示装置であり、電子倍増材料からなる部材が前記電子放出素子からの電子が蛍光体層に達するまでの通路に少なくとも形成されていることを特徴とする。
【００１１】
この発明に係る画像表示装置によれば、電子倍増材料からなる部材を電子放出素子からの電子が蛍光体層に達するまでの通路に少なくとも形成することにより、電子放出素子からの電子の量を従来と比べて増やし、もって蛍光面の輝度を増やすことができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、電子放出素子からの電子の量を増やし、もって蛍光面の輝度を向上しえる画像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について詳細に説明する。始めに、本発明の実施の形態に係る表示装置の一例として、ＳＥＤについて説明する。
【００１４】
図１ないし図３に示すように、ＳＥＤ１は、それぞれ矩形状のガラス板からなる前面基板２および背面基板３を備え、これらの基板は約１．０〜２．０ｍｍの隙間をおいて対向配置されている。そして、前面基板２および背面基板３は、ガラスからなる矩形枠状の側壁４を介して周縁部同士が接合され、内部が真空の扁平な平面パネル構造の真空外囲器５を構成している。
【００１５】
前面基板２の内面には画像表示面として機能する蛍光体６が形成されている。この蛍光体６は、赤、青、緑の蛍光体層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）７、および遮光層８を並べて構成され、前記蛍光体層７はストライプ状あるいはドット状に形成されている。また、蛍光体６上には、アルミニウム等からなるメタルバック層９が形成されている。更に、真空外囲器の内部に残留したガス及び書く基板から放出されたガス（例えば、水素、メタン、酸素、二酸化炭素、水蒸気等）を吸着するために、ゲッタ層（図示せず）と呼ばれるガス吸着特性を持ったＢａ（バリウム），Ｖ（バナジウム），Ｔｉ（チタン），Ｔａ（タンタル）等の金属薄膜がメタルバック層上に蒸着される。
【００１６】
背面基板３の内面には、蛍光体６の蛍光体層７を励起発光させるための電子を放出する電子放出源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の表面伝導型の電子放出素子１０が設けられている。これらの電子放出素子１０は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列されている。各電子放出素子１０は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の素子電極等で構成されている。また、背面基板３の内面上には、各電子放出素子１０に駆動電圧を与えるための多数本の配線１１がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器５の外部に引き出されている。
【００１７】
接合部材として機能する側壁４は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材１２により、前面基板２の周縁部および背面基板３の周縁部に封着され、これらの基板同士を接合している。
【００１８】
図２ないし図４に示すように、ＳＥＤ１は、前面基板２と背面基板３の間に配設されたスペーサ構造体１３を備えている。ここで、スペーサ構造体１３は、矩形状の金属板からなるグリッド１４と、グリッドの両面に一体的に立設された多数の柱状のスペーサ１５（１５ａ，１５ｂ）から構成されている。
【００１９】
グリッド１４は、前面基板２の内面と対向した第１表面１４ａおよび背面基板３の内面と対向した第２表面１４ｂを有し、これらの基板と平行に配置されている。そして、グリッド１４には、エッチング等により多数の電子ビーム通過孔１６が形成されている。電子ビーム通過孔１６は、それぞれ電子放出素子１０と対向して配列され、電子放出素子１０から放出された電子ビームを通過させる。
【００２０】
本実施の形態において、前記電子ビーム通過孔１６には、電子増倍材料からなる部材１７が埋め込まれている。この部材１７としては、例えばＢａＴｉＯ３，ＴｉＯ２−ＺｎＯ，ＭｇＯ，ＮａＣｌ，ＢａＯ，Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｐｔ，Ｓｉ，Ｇｅ等が挙げられる。なお、この部材は、図２、図３に示すように埋め込む場合に限らず、後述するようにフィルム又はシート状にしてグリッドの片面あるいは前面基板側に形成してもよい。
【００２１】
グリッド１４の第１表面１４ａ上には、隣接する電子ビーム通過孔１６間に位置して第１スペーサ１５ａが一体的に立設されている。第１スペーサ１５ａの延出端は、メタルバック９、および蛍光体６の遮光層１１を介して前面基板２の内面に当接している。また、グリッド１４の第２表面１４ｂ上には、隣接する電子ビーム通過孔１６間に位置して第２スペーサ１５ｂが一体的に立設されている。第２スペーサ１５ｂの延出端は、背面基板３の内面上に設けられた配線１１上に当接している。
【００２２】
上記のように構成されたスペーサ構造体１３は、前面基板２および背面基板３間に配設され、第１および第２スペーサ１５ａ、１５ｂを前面基板２および背面基板３の内面にそれぞれ当接せしめることにより、これらの基板に作用する大気圧荷重を支持し、基板間の間隔を所定値に維持している。
【００２３】
また、ＳＥＤ１は、グリッド１４および前面基板２のメタルバック層９に電圧を印加する図示しない電圧供給部を備え、例えば、グリッド１４に１２ｋＶ、メタルバック層９に１０ｋＶの電圧が印加される。また、グリッド１４に電圧を印加することにより、すでに知られた原理（例えば、特開平５−１８２６３２）によって電子増倍材料からなる部材１７に電子を増倍させる機能を持たせることができる。
【００２４】
そして、上記ＳＥＤ１において、画像を表示する場合、配線１８を介して電子放出素子１０の素子電極間に電圧を与え、任意の電子放出素子１０の電子放出部から電子ビームを放出するとともに、蛍光体６およびメタルバック層９にアノード電圧を印加する。電子放出部から放出された電子ビームは、アノード電圧により加速され、グリッド１４の電子ビーム通過孔１６中に埋め込まれた部材１７を通った後、蛍光体６に衝突する。これにより、電子の量は、部材１７を通過した後いっそう増倍され、蛍光体６の蛍光体層７が励起されて発光し、従来と比べて高い輝度の画像を表示する。
【００２５】
上記構造のＳＥＤ１を製造する場合、予め、蛍光体６およびメタルバック層９の設けられた前面基板２と、電子放出素子１０および配線１８が設けられているとともに側壁４が接合された背面基板３とを用意しておく。また、グリッド１４に多数のスペーサ１５ａ、１５ｂを設けたスペーサ構体１３を用意しておく。
【００２６】
そして、スペーサ構体１３を背面基板３上に位置決め配置する。この状態で、前面基板２、背面基板３、およびスペーサ構体１３を図示しない真空チャンバ内に配置し、真空チャンバ内を真空排気した後、側壁４を介して前面基板２を背面基板３に接合する。これにより、スペーサ構体１３を備えたＳＥＤ１が製造される。
【００２７】
本発明において、電子倍増材料からなる部材の配置は、上述した図２及び図３のように、ビーム通過孔に埋め込む場合に限らず、例えば下記のような構成で配置することもできる。  
１）図５に示すように、板状のグリッドの片面（上面）に電子増倍材料からなる部材をシート状に形成し、該部材の４つのコーナー部をかしめ工具（図示せず）でグリッド１４にかしめた構成。
【００２８】
２）図６に示すように、内面基板の内側に蛍光面を介してメタルバック層、ゲッタ層を順次積層し、メタルバック層とゲッタ層間に電子増倍材料からなる部材をシート状に形成する構成。  
３）図７に示すように、電子増倍材料からなる複数のシート状部材を各ビーム通過孔毎に夫々塞ぐように形成した構成。  
４）、通常、ゲッタ層は複数の層から形成されているので、例えば図８のようにこれらの層のうち１つの層を電子増倍材料からなる複数のシート状部材とする構成。このように、前記シート状部材をゲッタ層の一構成要素として用いた、電磁遮蔽効果を有する他、ゲッタ層の密着性を向上できるという利点を有する。
【００２９】
次に、本発明の具体的な実施例について図面を参照して説明する。  
（実施例１）  
図１〜図４を参照する。この実施例１に係るＳＥＤは、図２、図３に示すように、板状のグリッド１４に多数のビーム通過孔１６を、多数の電子放出素子１０に対して整列した位置関係で開口し、各ビーム通過孔１６に電子増倍材料（ＢａＴｉＯ３）からなる部材１７を埋め込んだ状態になっている。ここで、部材１７はペースト状の状態でビーム通過孔１６に埋め込んだ後、乾燥することにより形成する。
【００３０】
実施例１に係るＳＥＤによれば、上下のスペーサ１５ａ，１５ｂを支持する板状のグリッド１４に開口された多数のビーム通過孔１６に電子倍増材料からなる部材１７を埋め込んだ構成となっているため、背面基板３の内面に配置された電子放出素子から放出される電子がビーム通過孔１６の部材１７を通過した後、電子の量を従来と比べて増やすことができ、蛍光体６による輝度を上げることができる。
【００３１】
（実施例２）  
図５を参照する。この実施例２に係るＳＥＤは、図５に示すように、板状のグリッド１４の片面（上面）に電子増倍材料（ＢａＴｉＯ３）からなるシート状部材２７を形成し、該部材２７の４つのコーナー部をかしめ工具（図示せず）でグリッド１４にかしめた構成になっていることを特徴とする。なお、シート状部材を除いた他の構成要素は図１〜図４の説明で述べた通りである。  
実施例２に係るＳＥＤによれば、実施例１と同様な効果を得る他、簡単な工程で輝度向上を達成することができる。なお、実施例２では、シート状部材２７をかしめ工具を使わずにスポット溶接によりグリッドに固定することもできる。
【００３２】
（実施例３）  
図６を参照する。この実施例３に係るＳＥＤは、図６に示すように、メタルバック層９上にＴｉからなるゲッタ層２８を形成し、メタルバック層９とゲッタ層２８間にＢａＴｉＯ３からなるシート状部材２７を形成した構成になっていることを特徴とする。なお、シート状部材２７を除いた他の構成要素は図１〜図４の説明で述べた通りである。  
実施例３に係るＳＥＤによれば、実施例１と同様な効果が得られる。
【００３３】
（実施例４）  
この実施例４に係るＳＥＤは、図８に概略的に示すように、ゲッタ層２８をＢａ層２８ａとＴｉ層２８ｂの２層から構成し、ＢａＴｉＯ３からなるシート状部材２７をＢａ層２８ａとシート状部材２７間に形成した構成になっていることを特徴とする。なお、ゲッタ層やシート状部材を除いた他の構成要素は図１〜図４の説明で述べた通りである。  
実施例３に係るＳＥＤによれば、実施例１と同様な効果が得られる他、ゲッタ層の密着性を向上できる。なお、シート状部材の配置は図８の場合に限らず、適宜変えても同様な効果を有する。
【００３４】
なお、上述した発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１はこの発明の実施の形態に係るＳＥＤを概略的に示す斜視図である。
【図２】図２は図１に示したＳＥＤのII−II線に沿って切断した断面構造を概略的に示す図である。
【図３】図３は図２の断面を部分的に拡大して示す部分拡大断面図である。
【図４】図４は図１のＳＥＤに組み込まれるスペーサ構体を示す外観斜視図である。
【図５】図５はこの発明の他の実施の形態に係るＳＥＤを概略的に示す断面図である。
【図６】図６はこの発明の他の実施の形態に係るＳＥＤを概略的に示す断面図である。
【図７】図７はこの発明の更に他の実施の形態に係るＳＥＤを概略的に示す断面図である。
【図８】図８は、この発明の更に他の実施の形態に係るＳＥＤを概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…ＳＥＤ、２…前面基板、３…面基板、４…側壁、５…真空外囲器、６…蛍光体、７…蛍光体層、８…光吸収層（遮光層）、９…メタルバック層、１１，１８…配線、１２…封着材、１３…スペーサ構造体、１４…グリッド、１５，１５ａ，１５ｂ…スペーサ、１６…電子ビーム通過孔、１７，２７…電子倍増材料からなる部材、２８…ゲッタ層。
【図１】
2006093055.tif 000003
【図２】
2006093055.tif 000004
【図３】
2006093055.tif 000005
【図４】
2006093055.tif 000006
【図５】
2006093055.tif 000007
【図６】
2006093055.tif 000008
【図７】
2006093055.tif 000009
【図８】
2006093055.tif 000010