(57)【要約】【課題】電子放出素子を使用した画像表示装置において、ハレーションを抑制することで色ずれを低減して色純度の良い画像を形成するとともに、高輝度で高コントラストの画像を形成する。【解決手段】加速電極７の厚さは、発光部材６の中央部９に対応する部分の厚さをＴ１、発光部材６の端部１０に対応する部分の厚さをＴ２としたとき、Ｔ１＜Ｔ２の関係となっている。このため、発光部材６に再入射した散乱電子のうち、発光部材６の端部１０に再入射したものは、加速電極７を透過したときのエネルギ損失が大きくなり、ハレーション輝度は低下し、発光部材６全体としてもハレーション輝度は低下する。また、加速電極７における発光部材６の中央部９に対応する厚さＴ１の部分は、厚さが薄いままであるため、電子放出素子４から放出された電子が発光部材６に入射する際にもっている電子エネルギは高い値を維持しており、輝点輝度は低下しない。【選択図】図３
2006086114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子放出素子を有する第一の基板と、
前記電子放出素子から放出された電子を加速する加速電極と該電子の照射によって発光する複数の発光部材との積層体を有し、前記第一の基板に対向して位置する第二の基板とを有する画像表示装置であって、
前記複数の発光部材の各々は、前記電子放出素子から放出される電子が照射される照射領域と、該電子が照射されない非照射領域とを有し、
前記加速電極の前記照射領域に対応する部分の平均厚さをＴ１、前記加速電極の前記非照射領域に対応する部分の平均厚さをＴ２としたとき、
Ｔ１＜Ｔ２
の関係を満たすことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記加速電極の材質はアルミニウムである、請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記Ｔ２は、３００〜４００［ｎｍ］である、請求項１記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子放出素子を使用して画像を形成する画像表示装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種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、該電子を加速する加速電極を透過して、蛍光体等である発光部材に照射される。発光部材では、電子の照射領域に輝点（発光点）が生じ、複数の輝点により画像が形成される（以下、個々の発光部材を「画素」と言う場合がある）。
【０００３】
しかし、発光部材へ照射された電子が発光部材上で散乱し（以下、このような電子を「散乱電子」と称する）、この散乱電子が隣接画素に再入射すると、隣接画素を発光させるハレーションと呼ばれる現象が生じ、色ずれなどの不具合が発生してしまう。
【０００４】
そのため、最近では、ハレーションを抑制する技術が多数開示されており、その一例として、特許文献１には、散乱電子が発光部材に再入射する効率を３０％以下に抑えるように、加速電極の厚さを調整する画像表示装置が開示されている。
【特許文献１】特開平５−３１４９３２号公報（ＵＳＰ５６３９３３０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された画像表示装置は、ハレーションによる発光を抑制する一方で、散乱電子以外の電子による発光、つまり電子放出素子から放出された電子による本来意図していた発光をも抑制してしまう。よって、本来意図していた輝度が得られず、高輝度、高コントラストの点で一層の向上が望まれていた。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、ハレーションを抑制することで色ずれを低減して色純度の良い画像を形成するとともに、高輝度で高コントラストの画像を形成することができ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】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の画像表示装置は、
複数の電子放出素子を有する第一の基板と、
前記電子放出素子から放出された電子を加速する加速電極と該電子の照射によって発光する複数の発光部材との積層体を有し、前記第一の基板に対向して位置する第二の基板とを有する画像表示装置であって、
前記複数の発光部材の各々は、前記電子放出素子から放出される電子が照射される照射領域と、該電子が照射されない非照射領域とを有し、
前記加速電極の前記照射領域に対応する部分の平均厚さをＴ１、前記加速電極の前記非照射領域に対応する部分の平均厚さをＴ２としたとき、
Ｔ１＜Ｔ２
の関係を満たすことを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、加速電極において、発光部材の電子非照射領域に対応する部分の平均厚さＴ２を、電子照射領域に対応する部分の平均厚さＴ１に比して厚くしているため、厚さＴ２の部分では、発光部材に再入射した散乱電子が加速電極を透過するときのエネルギ損失は大きい。よって、ハレーションによる輝度が低下する。
【０００９】
一方、加速電極において、発光部材の電子照射領域に対応する部分の平均厚さＴ１をＴ２と比して薄くしているため、電子放出素子から放出されて発光部材に入射した電子のエネルギは高い値を維持する。よって、本来意図する発光輝度は低下しない。
【００１０】
したがって、ハレーション輝度を発光部材全体ひいては画像表示装置全体として低下させることができる一方で、輝点の輝度を高いまま維持することができるため、高輝度で高コントラスト、かつ色ずれを低減した色純度の良い画質の画像を得ることができる。
【００１１】
また、前記加速電極の材質はアルミニウムであることを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、アルミニウムは光学的な反射率が他の材料に比較して大きいことから、画像表示装置の輝点の輝度がさらに向上するため、画質をさらに向上させることができる。
【００１３】
また、前記Ｔ２は、３００〜４００［ｎｍ］であることを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、散乱電子が加速電極を透過する時のエネルギ損失が十分に大きくなり、ハレーションによる発光が低下するため、画質をさらに向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明においては、ハレーションによる発光を低下させることができるとともに、輝点輝度を高いまま維持することができるため、高輝度で高コントラスト、かつ色ずれを低減した色純度の良い画像を得ることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を使用して説明する。
【００１７】
図１に示すように、本発明の一実施形態の画像表示装置は、複数の電子放出素子４を具備する第一の基板１と、複数の電子放出素子４の各々に対応して配設され、対応する電子放出素子４から放出された電子の照射によって発光する複数の発光部材６、および複数の電子放出素子４と複数の発光部材６との間に配設され、複数の電子放出素子４から放出された電子を加速する加速電極７を具備する第二の基板３とを有している。なお、複数の発光部材６および加速電極７は、第一の基板１、第二の基板３、および側壁２で囲まれた空間８内に配置されている。
【００１８】
第一の基板１は、例えば表面に複数の電子放出素子４をマトリックス状に形成した基板（リアプレート）である。
【００１９】
複数の発光部材６は、例えば蛍光体である。
【００２０】
加速電極７は、複数の電子放出素子４から放出される電子を加速する電位が印加され、それによって該電子を加速する電極であり、例えばメタルバックである。また、加速電極７の材質は、電子線透過時のエネルギ損失が比較的小さいこと、および光学的な反射率が大きいことから、アルミニウムとするのが望ましい。また、加速電極７に印加される電位は、８〜１０［ｋＶ］とするのが、発光部材６の輝度を維持するという点から望ましい。
【００２１】
第二の基板３は、例えば電子線表示装置用のフェースプレートである。なお、第二の基板３には、発光部材６間に、ブラックマトリックス５が配置されていることが、混色防止の点から望ましい。
【００２２】
ここで、本発明の特徴部分である加速電極７について詳細に説明する。
【００２３】
図２に示すように、発光部材６において、電子放出素子４から放出される電子の照射領域（輝点）を中央部９、中央部９以外の領域すなわち電子の非照射領域を端部１０とする。この場合、図３に示すように、加速電極７の厚さは、発光部材６の中央部９に対応する部分の平均厚さをＴ１、発光部材６の端部１０に対応する部分の平均厚さをＴ２としたとき、Ｔ１＜Ｔ２の関係となっている。なお、図３では、加速電極７は、中央部９に対応する部分が一様な厚さＴ１であり、端部１０に対応する部分が一様な厚さＴ２であるが、本発明はこれに限らない。例えば、加速電極７は、中央部９に対応する部分および端部１０に対応する部分のそれぞれにおいて厚さに分布があり、中央部９に対応する部分の一部に厚さがＴ２の部分が存在したり、端部１０に対応する部分の一部に厚さがＴ１の部分が存在したりしても、中央部９に対応する部分の平均厚さＴ１が、端部１０に対応する部分の平均厚さＴ２より薄ければ、それでよい。また、端部１０に対応する部分での加速電極７の平均厚さＴ２は、３００〜４００［ｎｍ］とするのが、端部１０での電子線透過時のエネルギ損失を大きくする点から望ましい。
【００２４】
また、加速電極７は、図４に示す手順で製作することができる。
【００２５】
図４に示すように、まず、マスク１１を、ブラックマトリックス５および発光部材６上に位置決めし、真空蒸着法によって、ブラックマトリックス５および発光部材６上に第一の金属薄膜１２を形成する。
【００２６】
このとき、第一の金属薄膜１２の厚さは、発光部材６の中央部９に対応する部分での加速電極７の厚さＴ１に相当する。
【００２７】
次に、マスク１３を、ブラックマトリックス５および発光部材６上に位置決めし、再び、真空蒸着法によって第二の金属薄膜１４を形成する。発光部材６の形状が図２であるときに使用するマスク１３の開口部は、図５に示すように、発光部材６の端部１０に対応したものとなっている。
【００２８】
このとき、第二の金属薄膜１４の厚さは発光部材６の端部１０に対応する部分での加速電極７の厚さＴ２と、発光部材６の中央部９に対応する部分での加速電極７の厚さＴ１との差Ｔ２−Ｔ１に相当する。
【００２９】
なお、図２の例では、発光部材６の中央部９に対応する部分の加速電極７の形状を円形としたが、中央部９の形状は図６に示すような四角形、図７に示すような線状のいずれの形状も採用することができる。発光部材６の中央部９に対応する部分の加速電極７の形状が図６、図７であるときに使用するマスク１３の形状の一例を、それぞれ図８、図９に示す。
【００３０】
以上のように加速電極７を製作することにより、発光部材６の端部１０に対応する部分の加速電極７の厚さＴ２を、発光部材６の中央部９に対応する部分の加速電極７の厚さＴ１に対して厚く形成することができる。
【実施例】
【００３１】
以下、具体的な実施例をあげて、本発明について詳しく説明する。
【００３２】
最初に、本実施形態に係る加速電極７の代わりに、厚みが中央部、端部によらず一定で材質がアルミニウムである一般的な加速電極Ｘを配置した構成において、電子放出素子４から放出される電子が発光部材６に入射する際にもっている電子エネルギと、散乱電子が、発光部材６に入射する際にもっている電子エネルギについて説明する。表１は、加速電極Ｘの厚さ、加速電極Ｘへの印加電圧を適宜変更した場合に、電子放出素子４から放出される電子が加速電極Ｘを通過して発光部材６上の画素に入射する際にもっている電子エネルギ（電子の照射領域（輝点）での電子エネルギ）と、発光部材６上で散乱した散乱電子が、加速電極Ｘを通過して発光部材６上の隣接画素に再入射する際にもっている電子エネルギ（ハレーションの発生に寄与する電子エネルギ）とを示している。
【００３３】
【表１】
2006086114.tif 000003
【００３４】
次に、本実施形態に係る加速電極７、すなわち発光部材６の中央部９における平均の厚みがＴ１、発光部材６の端部１０における平均の厚みがＴ２であり、Ｔ１＜Ｔ２の関係にある加速電極７を配置し、表１と同様に電子エネルギを算出する。
【００３５】
このとき、散乱電子が、発光部材６の中央部９に対応する部分の加速電極７、端部１０に対応する部分の加速電極７を透過し、発光部材６に到達する際にもっている電子エネルギをそれぞれＥ（Ｔ１）、Ｅ（Ｔ２）する。また、発光部材６の全体面積に占める中央部９の面積比をγとする。この場合、発光部材６上の一画素に再入射する散乱電子が、発光部材６に到達する際にもっている電子エネルギの平均値Ｅａｖは、次のように表される。
【００３６】
Ｅａｖ＝γ×Ｅ（Ｔ１）＋（１−γ）×Ｅ（Ｔ２）
ここで、加速電極７への印加電圧を大きくすると、電子線の集束度は向上して、電子線照射領域（輝点）は小さくなるので、中央部９の面積も小さくすることができる。よって、中央部９の面積比γを、加速電極７への印加電圧８、９、１０［ｋＶ］に対して、それぞれ０.２８、０.２６、０.２５とする。
【００３７】
上記に基づき、本実施形態に係る加速電極７を配置した構成において、加速電極７の平均厚さＴ１，Ｔ２の組み合わせ、加速電極７への印加電圧を適宜変更した場合に、電子放出素子４から放出される電子が発光部材６に入射する際にもっている電子エネルギと、散乱電子が、発光部材６に入射する際にもっている電子エネルギについて説明する。表２は、電子放出素子４から放出される電子が加速電極７を通過して発光部材６上の画素に入射する際にもっている電子エネルギと、発光部材６上で散乱した散乱電子が、加速電極７を通過して発光部材６上の隣接画素に再入射する際にもっている電子エネルギとを示している。
【００３８】
【表２】
2006086114.tif 000004
【００３９】
表１および表２によれば、例えば、加速電極７の厚さＴ１＝１００［ｎｍ］、Ｔ２＝４００［ｎｍ］、加速電極７の印加電圧を１０［ｋＶ］、発光部材６の中央部９の面積比γを０.２５とした場合、Ｅ（Ｔ１）、Ｅ（Ｔ２）、およびＥａｖは、次のようになる。
【００４０】
Ｅ（Ｔ１）＝７．８［ｋｅＶ］
Ｅ（Ｔ２）＝０．５［ｋｅＶ］
Ｅａｖ＝０．２５×７．８＋０．７５×０．５＝２．３［ｋｅＶ］
このように、本実施形態においては、発光部材６の端部１０に対応する部分の加速電極７は十分な厚さＴ２を維持しており、発光部材６の端部１０に対応する部分の加速電極７では、散乱電子が加速電極７を透過するときのエネルギ損失は大きくなる。よって、電子エネルギＥ（Ｔ２）の値は０．５［ｋｅＶ］と非常に小さくなり、ハレーション輝度は低下する。
【００４１】
そのため、散乱電子が発光部材６に再入射する際にもっている電子エネルギの平均値Ｅａｖの値２．３［ｋｅＶ］は、上述の加速電極Ｘの厚さが１００［ｎｍ］のときに電子放出素子４から放出された電子が発光部材６に到達する際にもっている電子エネルギ９．５［ｋｅＶ］に対して約２４％と十分に小さい。よって、ハレーション輝度は十分に低下する。
【００４２】
これに対して、発光部材６の中央部９に対応する部分の加速電極７の厚さＴ１は、厚さが薄いまま維持されている。よって、電子放出素子４から放出された電子が発光部材６上の画素に入射する際にもっている電子エネルギ（電子の照射領域（輝点）での電子エネルギ）は９．５［ｋｅＶ］を維持しており、本来の輝点での輝度は低下しない。
【００４３】
したがって、ハレーション輝度を低下させることができる一方で、本来の輝点での輝度を高いまま維持することができるため、高輝度で高コントラスト、かつ色ずれを低減した色純度の良い画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態の画像表示装置の概略構造を示す断面図である。
【図２】図１に示した加速電極の形状の一例を、矢印Ｐ側から見た図である。
【図３】図１に示した画像表示装置のＳ部の詳細断面図である。
【図４】図１に示した加速電極の製作手順を説明する図である。
【図５】図２に示した加速電極の製作に使用するマスクの形状の一例を、図４に示した矢印Ｑ側から見た図である。
【図６】図１に示した加速電極の形状の他の例を、矢印Ｐ側から見た図である。
【図７】図１に示した加速電極の形状のさらに他の例を、矢印Ｐ側から見た図である。
【図８】図６に示した加速電極の製作に使用するマスクの形状の一例を、図４に示した矢印Ｑ側から見た図である。
【図９】図７に示した加速電極の製作に使用するマスクの形状の一例を、図４に示した矢印Ｑ側から見た図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    第一の基板
２    側壁
３    第二の基板
４    電子放出素子
５    ブラックマトリックス
６    発光部材（蛍光体）
７    加速電極
８    空間
９    中央部（発光部材６）
１０    端部（発光部材６）
１１    マスク（第一の金属薄膜製作用）
１２    第一の金属薄膜
１３    マスク（第二の金属薄膜製作用）
１４    第二の金属薄膜
【図１】
2006086114.tif 000005
【図２】
2006086114.tif 000006
【図３】
2006086114.tif 000007
【図４】
2006086114.tif 000008
【図５】
2006086114.tif 000009
【図６】
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【図７】
2006086114.tif 000011
【図８】
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【図９】
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