(57)【要約】【課題】  本発明は電子ビームの広がりを最少化して画面の色再現性を高められるように電子放出源の形状を改善した電子放出表示装置に関する。【解決手段】  任意の間隔をおいて対向配置される第１基板２及び第２基板４と；第１基板上に形成されるカソード電極６と；カソード電極６を覆う絶縁層８の上でカソード電極６と交差する方向に沿って形成されるゲート電極１０と；ゲート電極１０と絶縁層８に形成された開口部１２によって露出されたカソード電極６の上で開口部１２より小さい面積を有して形成される電子放出源１４と；第２基板上４に形成されるアノード電極１６；及びアノード電極１６の何れか一面に位置し，第１方向に沿った長辺と第２方向に沿った短辺を有する赤色蛍光膜１８Ｒと緑色蛍光膜１８Ｂと青色蛍光膜１８Ｇとを含み，第１基板を平面で見る時に前記電子放出源は，ａ＜ｂを満足する。【選択図】    図１
2005243607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の間隔をおいて対向配置される第１基板及び第２基板と；
前記第１基板上に形成されるカソード電極と；
前記カソード電極を覆う絶縁層の上でカソード電極と交差する方向に沿って形成されるゲート電極と；
前記ゲート電極と絶縁層に形成された開口部によって露出されたカソード電極の上で開口部より小さい面積を有して形成される電子放出源と；
前記第２基板上に形成されるアノード電極；及び
前記アノード電極の何れか一面に位置し，第１方向に沿った長辺と第２方向に沿った短辺を有する赤色蛍光膜と緑色蛍光膜と青色蛍光膜とを含み，
前記第１基板を平面で見る時に前記電子放出源は，ａ＜ｂ（ａは前記第１方向に沿った電子放出源とゲート電極の間の距離を示し，ｂは前記第２方向に沿った電子放出源とゲート電極の間の距離を示す。）を満足することを特徴とする，電子放出表示装置。
【請求項２】
前記開口部は，第２方向に沿った長辺と第１方向に沿った短辺を有して形成されることを特徴とする，請求項１に記載の電子放出表示装置。
【請求項３】
前記開口部と電子放出源は，第２方向に沿った長辺と第１方向に沿った短辺を有して形成されることを特徴とする，請求項１に記載の電子放出表示装置。
【請求項４】
前記開口部と前記電子放出源は，長方形に形成されることを特徴とする，請求項３に記載の電子放出表示装置。
【請求項５】
前記開口部と前記電子放出源は，楕円形に形成されることを特徴とする，請求項３に記載の電子放出表示装置。
【請求項６】
前記カソード電極と前記ゲート電極の交差領域で２つ以上の開口部と電子放出源は，第１方向に沿って並べて配置されることを特徴とする，請求項２または請求項３に記載の電子放出表示装置。
【請求項７】
第２項または第３項において，
前記開口部が絶縁層に形成される第１開口部と，ゲート電極に形成される第２開口部とを含み，第２開口部は絶縁層の表面を露出させる拡張部を更に含むことを特徴とする，請求項２または請求項３に記載の電子放出表示装置。
【請求項８】
前記第１開口部は長方形に形成され，前記第２開口部の拡張部が前記第１開口部の二つの長辺側の両角部に位置することを特徴とする，請求項７に記載の電子放出表示装置。
【請求項９】
前記電子放出源は，カーボン系物質からなることを特徴とする，請求項１〜８のいずれかに記載の電子放出表示装置。
【請求項１０】
前記カーボン系物質がカーボンナノチューブ，黒鉛，ダイアモンド，ダイアモンド状カーボン及びＣ６０のうちの何れか一つまたはこれらの組み合わせからなることを特徴とする，請求項９に記載の電子放出表示装置。
【請求項１１】
前記電子放出表示装置は，前記第１基板と前記第２基板の間に配置されて，電子ビーム通過のための孔を備えるグリッド電極を更に含むことを特徴とする，請求項１〜１０のいずれかに記載の電子放出表示装置。
【請求項１２】
前記グリッド電極が前記第１基板上に設定されたサブピクセル領域に一対一に対応する孔を備えることを特徴とする，請求項１１に記載の電子放出表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子放出表示装置に関し，より詳しくは電子放出源の形状を改善した電子放出表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷陰極を電子放出源として用いる電子放出表示装置として，電界放出表示装置と表面導電型の電子放出表示装置及び金属／絶縁層／金属型電子放出表示装置がよく知られている。
【０００３】
上記のうち，電界放出表示装置（ＦＥＤ：Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）は，電界が加わると電子を放出する諸物質で電子放出源を構成し，この電子で蛍光膜を発光させて所定のイメージを実現する表示装置である。また，電子放出層であるエミッタの特性によって表示装置の全体品質が大きい影響を受けるようになる。
【０００４】
通常の電界放出表示装置は，下側基板上にエミッタと共にエミッタの電子放出を制御するための諸電極，例えばカソード電極とゲート電極などを形成し，下側基板に対向する上側基板の一面に例えばアノード電極と蛍光膜などを形成した構成からなる。
【０００５】
図１０は，従来技術による電子放出表示装置の部分断面図であり，図１１は図１０に示した下側基板の平面図である。
【０００６】
図面を見ると，下側基板１にはカソード電極３とゲート電極７が絶縁層５を介在して互いに交差する方向に沿ってラインパターンを形成し，カソード電極３とゲート電極７の交差領域ごとにゲート電極７と絶縁層５に開口部９が形成される。そして，この開口部９によって露出されたカソード電極３表面にエミッタ１１が位置する。
【０００７】
下側基板１に対向する上側基板１３の一面にはアノード電極１５が形成され，アノード電極１５の一面には赤色，緑色及び青色の各蛍光膜１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂが黒色膜１９で隔てられて位置する。
【０００８】
通常，各蛍光膜１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂは上側基板１３の短軸方向（図面のＹ方向）に沿って長い長辺を有するラインあるいはスリットパターンからなる。そして，カソード電極３とゲート電極７の交差領域が一つの蛍光膜に対応配置されてサブピクセルをなし，赤色蛍光膜１７Ｒと緑色蛍光膜１７Ｇ及び青色蛍光膜１７Ｂに対応する３個のサブピクセルが集まって一つのピクセルを構成する。
【０００９】
上記の構成において，ゲート電極７と絶縁層５に形成される開口部９とこの開口部９の内部に位置するエミッタ１１は主に円形からなる。このようにエミッタ１１を円形に製作すると，カソード電極３とゲート電極７に所定の駆動電圧を印加して，エミッタ１１から電子を放出させる場合，エミッション効率が優れ，駆動電圧を下げることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが，開口部９とエミッタ１１が円形である構造では，エミッタ１１がその周縁に沿ってゲート電極７と同一な間隔をおいて位置するので，エミッタ１１から電子ビームが放射状に広がって進行する。その結果，エミッタ１１から放出された電子ビームのうちの一部は，サブピクセルに対応する蛍光膜ではない他色蛍光膜に到達してこれを発光させる。それにより，画面の色再現性が低下するという問題があった。
【００１１】
従って，電子ビームの広がりを抑制して画面の色再現性を高めるためには，開口部９とこの開口部９の内部に位置するエミッタ１１をより小さく形成し，電子ビームの集束のための電極を追加的に形成しなければならない。ところが，この場合，表示装置の構造が複雑になり，表示装置の作成が難しくなるという問題があった。
【００１２】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，エミッタから電子ビームが放出される時に，電子ビームの広がりを最少化して画面の色再現性を高めることができる，新規かつ改良された電子放出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】
【００１３】
上記課題を解決するために，本発明の観点によれば，任意の間隔をおいて対向配置される第１及び第２基板と，第１基板上に形成されるカソード電極と，カソード電極を覆う絶縁層の上でカソード電極と交差する方向に沿って形成されるゲート電極と，ゲート電極と絶縁層に形成された開口部によって露出されたカソード電極の上で開口部より小さい面積を有して形成される電子放出源と，第２基板上に形成されるアノード電極と，アノード電極の何れか一面に位置して第１方向に沿った長辺と第２方向に沿った短辺を有する赤色，緑色及び青色の蛍光膜を含み，第１基板を平面で見る時に電子放出源がａ＜ｂ（ここで，ａは第１方向に沿った電子放出源とゲート電極間距離を示し，ｂは第２方向に沿った電子放出源とゲート電極間距離を示す。）次の数式条件を満足する電子放出表示装置を提供する。
【００１４】
開口部と電子放出源は第２方向に沿った長辺と第１方向に沿った短辺を有するように形成し，好ましくはカソード電極とゲート電極の交差領域で２つ以上の開口部と電子放出源が第１方向に沿って並べて配置される。
【００１５】
開口部は絶縁層に形成される第１開口部と，ゲート電極に形成される第２開口部を含み，第２開口部が絶縁層の表面を露出させる拡張部を更に含む。第１開口部が長方形に形成される時に第２開口部の拡張部は第１開口部の二つの長辺側の両側隅部に位置する。
【００１６】
電子放出源はカーボン系物質からなって，このカーボン系物質はカーボンナノチューブ，グラファイト，ダイアモンド状カーボン，Ｃ６０（フラーレン）のうちのどれか一つまたはこれらの組み合わせからなる。
【００１７】
電子放出表示装置は第１基板と第２基板の間に配置されて電子ビーム通過のための孔を備えるグリッド電極を更に含み，グリッド電極は第１基板上に設定されたサブ−ピクセル領域に一対一に対応する孔を備える。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように，本発明によれば，エミッタから電子ビームが放出される時に，蛍光膜の幅方向に沿ったビームの広がりを抑制して，画面の色再現性を高めることができる。
【００１９】
また，本発明による電界放出表示装置は，画面の色再現性を高め，蛍光膜の長さ方向に沿ってエミッション効率が増大して蛍光膜の発光充実度と画面輝度を高める。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２１】
図１は本発明の実施形態による電子放出表示装置の部分分解斜視図である。図２と図３は各々図１のＩ−Ｉ線とＩＩ−ＩＩ線を基準に切断した電子放出表示装置の結合状態断面図であって，電子放出表示装置の一つである電界放出表示装置を示した。
【００２２】
図１に示したように，本実施形態における電界放出表示装置は，フリットのような密封材（図示せず）によって周縁が接合されて真空容器を構成する第１基板２と第２基板４を含む。第１基板２は，電界形成により電子を放出し，第２基板４には，電子にが発光することにより所定のイメージが実現される。
【００２３】
より具体的には，第１基板２上にはカソード電極６が一方向（図面のＹ方向）に沿ってラインパターンを形成し，カソード電極６を覆いながら第１基板２の内面全体に絶縁層８が位置する。絶縁層８の上には，カソード電極６と交差する方向（図面のＸ方向）に沿ってゲート電極１０が位置し，カソード電極６とゲート電極１０の交差領域ごとにゲート電極１０と絶縁層８を貫通する開口部１２が形成される。
【００２４】
そして，開口部１２により露出されたカソード電極６の表面には，電子放出源であるエミッタ１４が位置するが，本実施形態におけるエミッタ１４は開口部１２より小さい面積で形成されて，第１基板２の面方向に沿って絶縁層８及びゲート電極１０と所定の間隔をおいて位置する。
【００２５】
本実施形態におけるエミッタは，カーボン系物質，例えば，カーボンナノチューブ，黒鉛，ダイアモンド，ダイアモンド状カーボン，Ｃ６０またはこれらの組み合わせからなる。一方，エミッタの形状と構成物質は図面及び前述した実施形態に限定されることがない。
【００２６】
そして，第１基板２に対向する第２基板４の一面にはアノード電極１６が形成され，アノード電極１６の一面には赤色蛍光膜１８Ｒ，緑色蛍光膜１８Ｇ及び青色各蛍光膜１８Ｂが黒色膜２０を介在させて位置する。アノード電極１６は，例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などの透明電極からなる。
【００２７】
一方，赤色蛍光膜１８Ｒ，緑色蛍光膜１８Ｇ，青色蛍光膜１８Ｂと黒色膜２０の表面にはメタルバック効果によって画面の輝度を高める金属膜（図示せず）を形成してもよい。この場合，透明電極を備えずに金属膜をアノード電極として使用できる。
【００２８】
赤色蛍光膜１８Ｒ，緑色蛍光膜１８Ｇ，青色蛍光膜１８Ｂは第２基板４の短軸方向（図面のＹ方向）に沿って長辺を有するラインまたはスリットパターンからなり，図２および図３では，例えば第２基板４の長軸方向（図面のＸ方向）に沿って任意の幅（Ｗ）を有しながら第２基板４の短軸方向（図面のＹ方向）に沿って任意の長さ（Ｌ）を有するスリット蛍光膜を示した。以下，赤色蛍光膜１８Ｒ，緑色蛍光膜１８Ｇ，青色蛍光膜１８Ｂの長さ方向を‘第１方向’に定義し，蛍光膜１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂの幅方向を‘第２方向’と定義する。
【００２９】
上述した構造において，カソード電極６とゲート電極１０の交差領域が一つの蛍光膜に対応配置されたサブピクセルからなり，赤色蛍光膜１８Ｒと緑色蛍光膜１８Ｇ及び青色蛍光膜１８Ｂに対応する３個のサブピクセルが集まって一つのピクセルを構成する。
【００３０】
ここで，本実施形態による電界放出表示装置は，電子ビームの広がりを最少化するように，赤色蛍光膜１８Ｒ，緑色蛍光膜１８Ｇ，青色蛍光膜１８Ｂのパターンを考慮して，開口部１２とエミッタ１４の形状を以下に説明するように構成する。図４は図１に示した第１基板の部分平面図であって，一つのサブピクセルの領域を拡大した図である。
【００３１】
図４に示したように，開口部１２は第２方向（図面のＸ方向）に沿った長辺と，第１方向（図面のＹ方向）に沿った短辺を有する長方形に構成され，開口部１２内に位置するエミッタ１４また，開口部１２の形状に対応する長方形に構成される。そして，第１基板を平面で見る時，エミッタ１４がａ＜ｂ（ここで，ａは第１方向に沿ったエミッタ１４とゲート電極１０間の距離を示し，ｂは第２方向に沿ったエミッタ１４とゲート電極１０間の距離を示す。）を満足するように形成される。
【００３２】
このようにエミッタ１４は，蛍光膜の幅方向（第２方向）に沿って測定されるエミッタ１４とゲート電極１０間の距離ｂを蛍光膜の長さ方向（第１方向）に沿って測定されるエミッタ１４とゲート電極１０間の距離ａより長くしている。これは，表示装置の駆動時に，エミッタ１４の二つの短辺側の周縁に印加される電界強度を弱めて，第２方向への電子ビームの広がりを抑制するためのものである。
【００３３】
また，本実施形態のエミッタ１４は，二つの長辺側の周縁をゲート電極１０の近くに配置して，二つの長辺側の周縁に印加される電界の強度を強化させてエミッション効率を高めることができる。この時，エミッタ１４の長辺側の周縁を短辺側の周縁より長くすることによって，電子放出面積が拡大され，各々のサブピクセル領域において，第１方向に沿って上述した形状の開口部１２とエミッタ１４を２つ以上配置してエミッション効率を高めることができる。
【００３４】
一方，図１に示したように，第１基板２と第２基板４の間には電子ビーム集束のためのグリッド電極２２を形成してもよい。グリッド電極２２は，電子ビームの通過のための複数の孔２２ａを有する金属プレートであって，複数の上部スペーサ２４と下部スペーサ２６によって第１基板２と第２基板４とが一定の間隔を維持して真空容器内部に配置される。複数の孔２２ａは，例えば第１基板２上に設定されるサブピクセル領域に一対一に配置してもよい。
【００３５】
上記の構成によって，カソード電極６とゲート電極１０に所定の駆動電圧を印加すると，二つの電極の電圧差によってエミッタ１４の周りに電界が形成され，これから電子が放出される。放出された電子は，グリッド電極２２に印加した高電圧に引かれて第２基板４に向かいながらグリッド電極２２の孔２２ａを通過し，次いで，アノード電極１６に印加した高電圧に引かれて本来のサブピクセルに対応する蛍光膜に到達してこれを発光させることによって所定の表示が行われる。
【００３６】
この時，エミッタ１４は，上述したようにａ＜ｂ（ここで，ａは第１方向に沿ったエミッタ１４とゲート電極１０間の距離を示し，ｂは第２方向に沿ったエミッタ１４とゲート電極１０間の距離を示す。）の条件によって，エミッタ１４の二つの短辺側の周縁に印加される電界強度を弱めて第２方向への電子ビーム放出とこれに伴う電子ビームの広がりを抑制する効果を有する。また，エミッタ１４は，エミッタ１４の二つの長辺側の周縁に印加される電界強度を強めて第１方向への電子放出量を増すことによってエミッション効率を高め，赤色蛍光膜１８Ｒ，緑色蛍光膜１８Ｇ，青色蛍光膜１８Ｂ内の発光充実度を向上させる。
【００３７】
図５と図６は各々第１方向と第２方向に沿った電子ビームの放出軌跡を示した電界放出表示装置の部分断面図である。
【００３８】
電子ビームの放出実験に用いられた電界放出表示装置は，一つのサブピクセル領域に，第１方向に沿って２つのエミッタ１４が配置されている。，図５と図６に示した電子ビームの軌跡結果は，カソード電極６に０Ｖ，ゲート電極１０に１２０Ｖ，グリッド電極２２に１５０Ｖ，アノード電極１６に４ｋＶを印加した条件で測定されたものである。
【００３９】
図示したように，エミッタ１４から放出された電子ビームは，第２方向への電子ビームの広がりが抑制されて，本来のサブピクセルに対応する蛍光膜１８Ｇ内に正常に到達していることを確認できる。従って，本実施形態による電界放出表示装置は，画面の色再現性を高め，第１方向に沿ってエミッション効率を増大させて蛍光膜の発光充実度を高めることができる。
【００４０】
一方，上記では開口部１２とエミッタ１４が長方形である場合を説明したが，図７に示したように開口部２８とエミッタ３０は第２方向（図面のＸ方向）に沿った長辺と第１方向（図面のＹ方向）に沿った短辺を有する楕円形にしてもよい。図８に示したように，一つのサブピクセル領域に２つ以上，好ましくは４つの開口部３２とエミッタ３４を配置してもよい。
【００４１】
また，図９に示したように，エミッタのコーナー部に対するゲート電極の影響力を減少させて電子ビームの広がりをより効果的に抑制する構成も可能である。つまり，図９に示したように，開口部３６は絶縁層８に形成される第１開口部３６ａと，ゲート電極１０に形成される第２開口部３６ｂに分けることができ，第２開口部３６ｂが絶縁層８の表面を露出させる拡張部３８を更に形成する。
【００４２】
拡張部３８は，第１開口部３６ａの長辺側の隅部に位置して第２開口部３６ｂの全体的な平面形状を亜鈴の模様に作るが，このように拡張部３８を備えて第１開口部３６ａの長辺側の隅部でエミッタ１４とゲート電極１０の間の距離を拡大させると，エミッタ１４コーナー部での電界強度を一層弱くできて電子ビームの広がりを更に効果的に抑制できる。
【００４３】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は，電子放出表示装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施形態における電子放出表示装置の部分分解斜視図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線を基準に切断した電子放出表示装置の結合状態の断面図である。
【図３】図１のＩＩ−ＩＩ線を基準に切断した電子放出表示装置の結合状態の断面図である。
【図４】図１に示した第１基板の部分平面図である。
【図５】第１方向に沿った電子ビームの放出軌跡を示した電子放出表示装置の部分断面図である。
【図６】第２方向に沿った電子ビームの放出軌跡を示した電子放出表示装置の部分断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における第１基板の部分平面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における第１基板の部分平面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態における第１基板の部分平面図である。
【図１０】従来の電子放出表示装置の部分断面図である。
【図１１】図１０に示した下側基板の平面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１００      装置
１０２      部品
２      第１基板
４      第２基板
６      カソード電極
８      絶縁層
１０  ゲート電極
１２  開口部
１４  エミッタ
１６  アノード電極
１８Ｒ  赤色蛍光膜
１８Ｇ  緑色蛍光膜
１８Ｂ  青色蛍光膜
２０  黒色膜
２２  グリッド電極
【図１】
2005243607.tif 000003
【図２】
2005243607.tif 000004
【図３】
2005243607.tif 000005
【図４】
2005243607.tif 000006
【図５】
2005243607.tif 000007
【図６】
2005243607.tif 000008
【図７】
2005243607.tif 000009
【図８】
2005243607.tif 000010
【図９】
2005243607.tif 000011
【図１０】
2005243607.tif 000012
【図１１】
2005243607.tif 000013