(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と；
前記基板上に形成される電子放出部と；
前記基板上に形成され、前記電子放出部の電子放出を制御する駆動電極と；
前記駆動電極の上部において前記駆動電極と絶縁されて位置し、電子ビーム通過のための開口部を有する集束電極と；
を備え、
前記集束電極は、電気的に分離された少なくとも２つの集束部を含み、前記２つの集束部は互いに異なる方向から前記電子ビームを集束させ、
前記集束部は、その内部に前記開口部を形成し、
前記基板の一方向に沿って位置する第１集束部と；
前記第１集束部の間で前記第１集束部と離隔して位置する第２集束部と；
を含み、
前記第１集束部は前記それぞれの開口部の間で両側面に一対の凹部を形成し、前記第２集束部は両側面に一対の突起部を形成して、前記突起部が前記凹部の内側に位置し、
前記駆動電極は、絶縁層を介して互いに異なる層に位置するとともに互いに交差する方向に沿って形成されるカソード電極とゲート電極とを含み、
前記電子放出部は、前記カソード電極と前記ゲート電極との交差領域ごとに前記カソード電極上に形成されることを特徴とする、電子放出デバイス。
【請求項２】
前記開口部の長手方向に沿う幅は、前記第１集束部の幅方向に沿って形成されることを特徴とする、請求項１に記載の電子放出デバイス。
【請求項３】
前記集束部は互いに異なる厚さに形成されることを特徴とする、請求項１に記載の電子放出デバイス。
【請求項４】
前記開口部の長手方向に沿う幅は、前記第１集束部の幅方向に沿って形成されることを特徴とする、請求項３に記載の電子放出デバイス。
【請求項５】
前記第２集束部の厚さは、前記第１集束部の厚さよりも大きくなることを特徴とする、請求項４に記載の電子放出デバイス。
【請求項６】
前記電子放出部は、前記交差領域ごとに前記カソード電極とゲート電極のうちのいずれか一方の電極の長手方向に沿って一列に位置することを特徴とする、請求項１に記載の電子放出デバイス。
【請求項７】
前記集束電極は、前記交差領域ごとに形成された前記電子放出部を同時に露出させる一つの開口部を形成することを特徴とする、請求項１に記載の電子放出デバイス。
【請求項８】
前記電子放出部は、炭素ナノチューブ、黒鉛、黒鉛ナノファイバー、ダイヤモンド、ダイアモンド状炭素、フラレーン（Ｃ６０）、およびシリコンナノワイヤーからなる群のうち、少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする、請求項１に記載の電子放出デバイス。
【請求項９】
互いに対向配置される第１基板および第２基板と；
前記第１基板上に形成される電子放出部と；
前記第１基板上に形成され、前記電子放出部の電子放出を制御する駆動電極と；
前記駆動電極の上部において前記駆動電極と絶縁されて位置し、電子ビーム通過のための開口部を有する集束電極と；
前記第２基板の一面に形成される赤色、緑色、青色の蛍光層と；
前記蛍光層のいずれかの一面に形成されるアノード電極と；
を備え、
前記集束電極は、電気的に分離されている少なくとも２つの集束部を含み、
前記集束部は互いに異なる方向から前記電子ビームを集束させ、
前記集束部は、その内部に前記開口部を形成し、
前記基板の一方向に沿って位置する第１集束部と；
前記第１集束部の間で前記第１集束部と離隔して位置する第２集束部と；
を含み、
前記第１集束部は前記それぞれの開口部の間で両側面に一対の凹部を形成し、前記第２集束部は両側面に一対の突起部を形成して、前記突起部が前記凹部の内側に位置し、
前記駆動電極は、絶縁層を介して互いに異なる層に位置するとともに互いに交差する方向に沿って形成されるカソード電極とゲート電極とを含み、
前記電子放出部は、前記カソード電極と前記ゲート電極との交差領域ごとに前記カソード電極上に形成されることを特徴とする、電子放出ディスプレイ。
【請求項１０】
前記集束電極は、前記第１基板に設定される画素領域ごとに一つの開口部を形成し、
前記蛍光層は、前記画素領域ごとに一色の蛍光層が対応するように配置されることを特徴とする、請求項９に記載の電子放出ディスプレイ。
【請求項１１】
基板と；
前記基板上に形成される電子放出部と；
前記基板上に形成され、前記電子放出部の電子放出を制御する駆動電極と；
前記駆動電極の上部において前記駆動電極と絶縁されて位置し、電子ビーム通過のための開口部を有する集束電極と；
を備え、
前記集束電極は、電気的に分離されている少なくとも２つの集束部を含み、
前記集束部は、前記電子ビームの集束のための互いに異なる電位を形成し、
前記集束部はその内部に前記開口部を形成し、
前記基板の一方向に沿って位置する第１集束部と；
前記第１集束部の間で前記第１集束部と離隔して位置する第２集束部と；
を含み、
前記第１集束部は、前記それぞれの開口部の間で両側面に一対の凹部を形成し、前記第２集束部は、両側面に一対の突起部を形成して、前記突起部が前記凹部の内側に位置し、
前記駆動電極は、絶縁層を介して互いに異なる層に位置するとともに互いに交差する方向に沿って形成されるカソード電極とゲート電極とを含み、
前記電子放出部は、前記カソード電極と前記ゲート電極との交差領域ごとに前記カソード電極上に形成されることを特徴とする、電子放出デバイス。
【請求項１２】
前記第１集束部が電気的に接続されて共通の第１電位を形成し、前記第２集束部が電気的に接続されて第１電位と異なる共通の第２電位を形成することを特徴とする、請求項１１に記載の電子放出デバイス。
【請求項１３】
前記開口部の長手方向に沿う幅は、前記第１集束部の幅方向に沿って形成されることを特徴とする、請求項１２に記載の電子放出デバイス。
【請求項１４】
前記集束部は互いに異なる厚さに形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の電子放出デバイス。
【請求項１５】
前記第１集束部に印加される電圧は、前記第２集束部に印加される電圧よりも小さいことを特徴とする、請求項１４に記載の電子放出デバイス。
【請求項１６】
前記電子放出部は、前記交差領域ごとに前記カソード電極とゲート電極のうちのいずれか一方の電極の長手方向に沿って一列に位置することを特徴とする、請求項１１に記載の電子放出デバイス。
【請求項１７】
前記集束電極は、前記交差領域ごとに形成された前記電子放出部を同時に露出させる一つの開口部を形成することを特徴とする、請求項１１に記載の電子放出デバイス。
【請求項１８】
前記電子放出部は、炭素ナノチューブ、黒鉛、黒鉛ナノファイバー、ダイヤモンド、ダイアモンド状炭素、フラレーン（Ｃ６０）、およびシリコンナノワイヤーからなる群のうち、少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の電子放出デバイス。
【請求項１９】
互いに対向配置される第１基板および第２基板と；
前記第１基板上に形成される電子放出部と；
前記第１基板上に形成され、前記電子放出部の電子放出を制御する駆動電極と；
前記駆動電極の上部において前記駆動電極と絶縁されて位置し、電子ビーム通過のための開口部を有する集束電極と；
前記第２基板の一面に形成される赤色、緑色、青色の蛍光層と；
前記蛍光層のいずれかの一面に形成されるアノード電極と；
を備え、
前記集束電極は、電気的に分離されている少なくとも２つの集束部を含み、前記集束部が前記電子ビームの集束のための互いに異なる電位を形成し、
前記集束部はその内部に前記開口部を形成し、
前記基板の一方向に沿って位置する第１集束部と；
前記第１集束部の間で前記第１集束部と離隔して位置する第２集束部と；
を含み、
前記第１集束部は、前記それぞれの開口部の間で両側面に一対の凹部を形成し、前記第２集束部は、両側面に一対の突起部を形成して、前記突起部が前記凹部の内側に位置し、
前記駆動電極は、絶縁層を介して互いに異なる層に位置するとともに互いに交差する方向に沿って形成されるカソード電極とゲート電極とを含み、
前記電子放出部は、前記カソード電極と前記ゲート電極との交差領域ごとに前記カソード電極上に形成されることを特徴とする、電子放出ディスプレイ。
【請求項２０】
前記集束電極が前記第１基板に設定される画素領域ごとに一つの開口部を形成し、前記蛍光層が前記画素領域ごとに一色の蛍光層が対応するように配置されることを特徴とする、請求項１９に記載の電子放出ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子放出デバイス、電子放出ディスプレイに関し、より詳しくは、電子ビームの集束効率を向上するために、集束電極の形状を改善した電子放出デバイスおよびこれを用いた電子放出ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に電子放出素子は、電子源の種類によって熱陰極（hot  cathode）を利用する方式と、冷陰極（cold  cathode）を利用する方式とに分けられる。ここで、冷陰極を利用する方式の電子放出素子としては、電界放出アレイ（Field  Emitter  Array;ＦＥＡ）型、表面電導エミッション（Surface  Conduction  Emission;ＳＣＥ）型、金属-絶縁層-金属（Metal-Insulator-Metal;ＭＩＭ）型、および金属-絶縁層-半導体（Metal-Insulator-Semiconductor;ＭＩＳ）型などが知られている。
【０００３】
この中でＦＥＡ型電子放出素子は、電子放出部および電子放出部の電子放出を制御する駆動電極として、一つのカソード電極と、一つのゲート電極を備え、電子放出部の構成物質として仕事関数（work  function）が低いか、縦横比（aspect-ratio）が大きい物質、例えば、炭素系物質、または、ナノメートルサイズ物質を用いることにより、真空中で電界によって容易に電子が放出される原理を利用している。
【０００４】
電子放出素子は、第１基板にアレイをなして配置されて電子放出デバイスを構成し、電子放出デバイスは、蛍光層とアノード電極などからなる発光ユニットが設けられた第２基板と結合して電子放出ディスプレイを構成している。
【０００５】
電子放出ディスプレイにおいて、電子ビームの経路を目的とする方向に誘導して表示特性を向上する試みがなされてきた。例えば、電子放出部から放出された電子が第２基板に向かって拡散して進む場合には、この電子に対応する画素の蛍光層のみならず、隣接する黒色層および他の画素の他色の蛍光層にも達し、他色の発光を誘発する。
【０００６】
このため電子ビーム制御のための手法の一つとして集束電極が提案されている。集束電極は一般的に電子放出デバイスの最上部に位置し、電子ビーム通過のための開口部を形成し、この開口部を通過する電子を電子ビーム束の中心部に集束している。
【０００７】
しかしながら、従来は集束電極が単一の本体から構成され、単一の集束電圧を用いて電子ビームを集束しているので、電子ビームスポットの形状を精密に制御することが難しいという問題点がある。つまり、蛍光層に達する電子ビームスポットの形状を画面の水平方向と垂直方向とにおいて各々制御することが困難であり、電子ビームの集束効率が低いという不具合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、電子ビームの集束を画面の水平方向と垂直方向とにおいて個別に制御できるようにすることにより、電子ビームの集束効率と表示品質を向上できる電子放出デバイス、および電子放出ディスプレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、基板と、上記基板上に形成される電子放出部と、上記基板上に形成され、前記電子放出部の電子放出を制御する駆動電極と、上記駆動電極の上部において上記駆動電極と絶縁されて位置し、電子ビーム通過のための開口部を有する集束電極とを備え、上記集束電極は、電気的に分離された少なくとも２つの集束部を含み、上記２つの集束部は互いに異なる方向から上記電子ビームを集束する電子放出デバイスが提供される。
【００１０】
また、上記集束部は、その内部に上記開口部を形成し、上記基板の一方向に沿って位置する第１集束部と、上記第１集束部の間で上記第１集束部と離隔して位置する第２集束部とを含むとしてもよい。
【００１１】
また、上記開口部の長手方向に沿う幅は、上記第１集束部の幅方向に沿って形成されるとしてもよい。
【００１２】
また、上記集束部は互いに異なる厚さに形成されるとしてもよい。
【００１３】
また、上記集束部はその内部に上記開口部を形成し、上記基板の一方向に沿って位置する第１集束部と、上記第１集束部の間で上記第１集束部と離隔して位置する第２集束部とを含むとしてもよい。
【００１４】
また、上記開口部の長手方向に沿う幅は、上記第１集束部の幅方向に沿って形成されるとしてもよい。
【００１５】
また、上記第２集束部の厚さは、上記第１集束部の厚さよりも大きくなるとしてもよい。
【００１６】
また、上記第１集束部は上記それぞれの開口部の間で両側面に一対の凹部を形成し、上記第２集束部は両側面に一対の突起部を形成して、上記突起部が上記凹部の内側に位置するとしてもよい。
【００１７】
また、上記駆動電極は、絶縁層を介して互いに異なる層に位置するとともに互いに交差する方向に沿って形成されるカソード電極とゲート電極とを含み、上記電子放出部は、上記カソード電極と上記ゲート電極との交差領域ごとに上記カソード電極上に形成されるとしてもよい。
【００１８】
また、上記電子放出部は、上記交差領域ごとに上記カソード電極とゲート電極のうちのいずれか一方の電極の長手方向に沿って一列に位置するとしてもよい。
【００１９】
また、上記集束電極は、上記交差領域ごとに形成された上記電子放出部を同時に露出させる一つの開口部を形成するとしてもよい。
【００２０】
また、上記電子放出部は、炭素ナノチューブ、黒鉛、黒鉛ナノファイバー、ダイヤモンド、ダイアモンド状炭素、フラレーン（Ｃ６０）、およびシリコンナノワイヤーからなる群のうち、少なくとも一つの物質を含むとしてもよい。
【００２１】
また、上記目的を達成するために、本発明の第２の観点によれば、互いに対向配置される第１基板および第２基板と、上記第１基板上に形成される電子放出部と、上記第１基板上に形成され、上記電子放出部の電子放出を制御する駆動電極と、上記駆動電極の上部において上記駆動電極と絶縁されて位置し、電子ビーム通過のための開口部を有する集束電極と、上記第２基板の一面に形成される赤色、緑色、青色の蛍光層と、上記蛍光層のいずれかの一面に形成されるアノード電極とを備え、上記集束電極は、電気的に分離されている少なくとも２つの集束部を含み、上記集束部は互いに異なる方向から上記電子ビームを集束する電子放出ディスプレイが提供される。
【００２２】
また、記集束電極は、上記第１基板に設定される画素領域ごとに一つの開口部を形成し、
上記蛍光層は、上記画素領域ごとに一色の蛍光層が対応するように配置されるとしてもよい。
【００２３】
また、上記目的を達成するために、本発明の第３の観点によれば、基板と、上記基板上に形成される電子放出部と、上記基板上に形成され、上記電子放出部の電子放出を制御する駆動電極と、上記駆動電極の上部において上記駆動電極と絶縁されて位置し、電子ビーム通過のための開口部を有する集束電極とを備え、上記集束電極は、電気的に分離されている少なくとも２つの集束部を含み、上記集束部は、上記電子ビームの集束のための互いに異なる電位を形成する電子放出デバイスが提供される。
【００２４】
また、上記集束部はその内部に上記開口部を形成し、上記基板の一方向に沿って位置する第１集束部と、上記第１集束部の間で上記第１集束部と離隔して位置する第２集束部とを含むとしてもよい。
【００２５】
また、上記第１集束部が電気的に接続されて共通の第１電位を形成し、上記第２集束部が電気的に接続されて第１電位と異なる共通の第２電位を形成するとしてもよい。
【００２６】
また、上記開口部の長手方向に沿う幅は、上記第１集束部の幅方向に沿って形成されるとしてもよい。
【００２７】
また、上記集束部は互いに異なる厚さに形成されるとしてもよい。
【００２８】
また、前記集束部はその内部に前記開口部を形成し、前記基板の一方向に沿って位置する第１集束部と、前記第１集束部の間で前記第１集束部と離隔して位置する第２集束部とを含むとしてもよい。
【００２９】
また、前記開口部の長手方向に沿う幅は、前記第１集束部の幅方向に沿って形成されるとしてもよい。
【００３０】
また、前記第１集束部に印加される電圧は、上記第２集束部に印加される電圧よりも小さいとしてもよい。
【００３１】
また、上記第１集束部は、上記それぞれの開口部の間で両側面に一対の凹部を形成し、上記第２集束部は、両側面に一対の突起部を形成して、上記突起部が上記凹部の内側に位置するとしてもよい。
【００３２】
また、上記駆動電極は、絶縁層を介して互いに異なる層に位置するとともに互いに交差する方向に沿って形成されるカソード電極とゲート電極を含み、上記電子放出部は、上記カソード電極とゲート電極の交差領域ごとに上記カソード電極上に形成されるとしてもよい。
【００３３】
また、上記電子放出部は、上記交差領域ごとに上記カソード電極とゲート電極のうちのいずれか一方の電極の長手方向に沿って一列に位置するとしてもよい。
【００３４】
また、上記集束電極は、上記交差領域ごとに形成された上記電子放出部を同時に露出させる一つの開口部を形成するとしてもよい。
【００３５】
また、上記電子放出部は、炭素ナノチューブ、黒鉛、黒鉛ナノファイバー、ダイヤモンド、ダイアモンド状炭素、フラレーン（Ｃ６０）、およびシリコンナノワイヤーからなる群のうち、少なくとも一つの物質を含むとしてもよい。
【００３６】
また、上記目的を達成するために、本発明の第４の観点によれば、互いに対向配置される第１基板および第２基板と、上記第１基板上に形成される電子放出部と、上記第１基板上に形成され、上記電子放出部の電子放出を制御する駆動電極と、上記駆動電極の上部において上記駆動電極と絶縁されて位置し、電子ビーム通過のための開口部を有する集束電極と、上記第２基板の一面に形成される赤色、緑色、青色の蛍光層と、上記蛍光層のいずれかの一面に形成されるアノード電極とを備え、上記集束電極は、電気的に分離されている少なくとも２つの集束部を含み、上記集束部が上記電子ビームの集束のための互いに異なる電位を形成するとしてもよい。
【００３７】
また、上記集束電極が上記第１基板に設定される画素領域ごとに一つの開口部を形成し、上記蛍光層が上記画素領域ごとに一色の蛍光層が対応するように配置されるとしてもよい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明に係る電子放出ディスプレイは、集束電極を電気的に分離して、互いに異なる厚さを有する少なくとも２つの集束部を形成し、互いに異なる方向から電子ビームの経路に集束効果を与えることによって、電子ビームスポットの形状をより精細に調整することができる。したがって、本発明に係る電子放出ディスプレイは、蛍光層の形状に最も近接している電子ビームスポットを形成することができ、蛍光層の発光効率および発光均一度をともに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
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、本明細書および図面において、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。
【００４０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電子放出ディスプレイの部分分解斜視図であり、図２は、本発明の第１の実施形態に係る電子放出ディスプレイの部分断面図である。また、図３は、図１に示す電子放出デバイスの部分平面図である。
【００４１】
図１、図２を参照すると、電子放出ディスプレイは、所定の間隔をおいて平行に対向配置される第１基板１０と第２基板１２を含む。第１基板１０と第２基板１２との周縁には封止部材（図示せず）が配置されて両基板を接合し、内部空間がほぼ１０-６ｔｏｒｒの真空度に排気され、第１基板１０、第２基板１２、および封止部材が真空容器を構成している。
【００４２】
第１基板１０の中で第２基板１２との対向面には、電子放出素子がアレイをなして配置され第１基板１０と共に電子放出デバイス１００を構成し、電子放出デバイス１００が第２基板１２および第２基板１２に提供された発光ユニット１１０と結合して電子放出ディスプレイを構成している。
【００４３】
まず、第１基板１０上には、第１電極のカソード電極１４が第１基板１０の一方向に沿って帯状のパターンに形成され、カソード電極１４を覆いながら第１基板１０の全体に第１絶縁層１６が形成される。また、第１絶縁層１６上には、第２電極のゲート電極１８がカソード電極１４と直交する方向に沿って帯状のパターンに形成される。ここで、カソード電極１４とゲート電極１８とを合わせて、駆動電極と定義する。
【００４４】
カソード電極１４とゲート電極１８との交差領域を画素領域として定義すると、カソード電極１４上に各画素領域ごとに電子放出部２０が形成されている。そして、第１絶縁層１６とゲート電極１８とには、各電子放出部２０に対応する開口部１６１、１８１が形成され、第１基板１０上に電子放出部２０が露出されるようにする。
【００４５】
電子放出部２０は、真空状態で電界が加わると電子を放出する物質、例えば、炭素系物質またはナノメートルサイズ物質により形成される。より具体的に示すと、電子放出部２０は、例えば、炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）、黒鉛、黒鉛ナノファイバー、ダイヤモンド、ダイアモンド状カーボン（ＤＬＣ）、フラレーン（Ｃ６０）、シリコンナノワイヤー、およびこれらの混合物からなる群より選ばれる物質を含むことができ、また、その製造法としては、スクリーン印刷、直接成長、スパッタリング、または化学気相蒸着（ＣＶＤ）等が挙げられる。
【００４６】
一方、電子放出部は、モリブデン（Ｍｏ）またはシリコン（Ｓｉ）等を主材料とする先端が尖っているチップ構造物からなることができる。
【００４７】
電子放出部２０は、各画素領域においてカソード電極１４とゲート電極１８のうちのいずれか一方の電極、例えば、カソード電極１４の長手方向に沿って一列に位置したり、円形の平面形状を有するように形成される。なお、図１〜図３では、画素別の電子放出部２０の配列形状および電子放出部２０の平面形状が円形である場合を示したが、上記構成に限られず、例えば、正方形、台形、ひし形、正三角形など、多様に変形してもよい。
【００４８】
なお、上記では第１絶縁層１６を介してゲート電極１８がカソード電極１４の上部に位置する構造について説明したが、ゲート電極が第１絶縁層を介してカソード電極の下部に位置する構造も可能であり、この場合には、電子放出部が第１絶縁層上でカソード電極の側面に形成される。
【００４９】
そして、ゲート電極１８と第１絶縁層１６上に、第３電極の集束電極２２が形成される。集束電極２２の下部には第２絶縁層２４が位置し、ゲート電極１８と集束電極２２とを絶縁させ、集束電極２２および第２絶縁層２４にも電子ビーム通過のための開口部２２１、２４１が設けられている。
【００５０】
集束電極の開口部２２１は画素領域ごとに一つずつ形成され、集束電極２２が一つの画素領域から放出する電子を包括的に集束するか、または、各ゲート電極の開口部１８１ごとに一つずつ形成され、各電子放出部２０から放出する電子を個別的に集束してもよい。なお、図１〜図３には前者の場合を示している。
【００５１】
本発明に係る第１の実施形態において、集束電極２２は電気的に分離されている少なくとも２つの集束部を含み、この集束部が互いに異なる方向から電子ビームの経路に集束効果を与えることにより、電子ビームの形状をより精細に調整するようにしている。より詳しくは、集束電極２２は画素領域に対応配置され、その内部に上述したような開口部２２１を形成するとともに、カソード電極１４とゲート電極１８のうちのいずれか一方の電極、例えば、ゲート電極１８と並んで位置する第１集束部２６と、第１集束部２６の間で第１集束部２６と離隔して位置する第２集束部２８からなる。
【００５２】
第１集束部２６は、主に電子放出部２０の左右の両側に位置し、画面の水平方向（図１〜図３のｘ軸方向）に電子を集束しており、互いに電気的に接続されて水平方向の集束のための共通の第１集束電圧（Ｖ１）の印加を受ける。第２集束部２８は、主に電子放出部２０の上下の両側に位置し、画面の垂直方向（図１、図３のｙ軸方向）に電子を集束しており、互いに電気的に接続されて垂直方向の集束のための共通の第２集束電圧（Ｖ２）の印加を受ける。
【００５３】
次に、第１基板１０に対向している第２基板１２の一面には、蛍光層３０、例えば、赤色と、緑色および青色の蛍光層３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂが互いに任意の間隔をおいて形成され、各蛍光層３０間に画面のコントラストの向上のための黒色層３２が形成されている。蛍光層３０は、第１基板１０に設定される画素領域ごとに一つの蛍光層３０が対応するように配置されている。
【００５４】
そして、蛍光層３０および黒色層３２上に、アルミニウム（Ａｌ）のような金属膜からなるアノード電極３４が形成されている。アノード電極３４は、外部から電子ビームの加速に必要な高電圧の印加を受けて蛍光層３０を高電位の状態に維持し、蛍光層３０から放射された可視光の中で第１基板１０に向かって放射された可視光を第２基板１２側に反射し、画面の輝度を向上させる。
【００５５】
一方、アノード電極は、金属膜ではないＩＴＯ（indium  tin  oxide）のような透明導電膜からなることができる。この場合、アノード電極は、第２基板１２に向かった蛍光層３０と黒色層３２の一面に位置している。さらに、アノード電極として上述したような透明導電膜と金属膜を同時に用いる構造にすることも可能である。
【００５６】
なお、第１基板１０と第２基板１２との間には、真空容器に加わる圧縮力を支持し、両基板の間隔を一定に保持する多数のスペーサ３６（図２を参照）が配置されている。スペーサ３６は、蛍光層３０に進入しないように黒色層３２に対応して位置されている。
【００５７】
上述のような構成の電子放出ディスプレイは、外部からカソード電極１４、ゲート電極１８、第１集束部２６、第２集束部２８、およびアノード電極３４に所定の電圧を供給して駆動する。
【００５８】
例えば、カソード電極１４とゲート電極１８のうちのいずれか一方の電極が走査駆動電圧の印加を受けて走査電極として機能し、他方の電極は、データ駆動電圧の印加を受けてデータ電極として機能する。そして、第１集束部２６と第２集束部２８は、それぞれ電子ビームの水平方向集束と垂直方向集束において必要な電圧、例えば０Ｖまたは数〜数十ボルトの負の直流電圧の印加を受け、アノード電極３４は電子ビーム加速に必要な電圧、例えば数百〜数千ボルトの正の直流電圧の印加を受けている。
【００５９】
これにより、カソード電極１４とゲート電極１８間の電圧差が閾値以上である画素において、電子放出部２０の周囲に電界が形成され、これから電子が放出する。放出された電子は、第１集束部２６の開口部２２１を通過して電子ビーム束の中心部に集束され、アノード電極３４に印加される高電圧に引かれて対応する画素領域の蛍光層３０に衝突することによって、これを発光させる。
【００６０】
上述の駆動過程において、本発明の第１の実施形態に係る電子放出ディスプレイは、第１集束部２６が電子を画面の水平方向に集束し、第２集束部２８が電子を画面の垂直方向に集束する。そして、本発明の第１の実施形態に係る電子放出ディスプレイは、第１集束電圧（Ｖ１）と第２集束電圧（Ｖ２）とを適宜設定することにより、蛍光層３０に達する電子ビームスポットを蛍光層３０の形状に合うように精細に補正する。
【００６１】
図４〜図６は、集束電極が単一本体により構成される従来技術による電子放出ディスプレイにおいて、集束電極に電圧を印加しない場合（図４）と、集束電極に−２０Ｖの電圧を印加した場合（図５）、そして、集束電極に−５０Ｖの電圧を印加した場合（図６）に対する蛍光層に達した電子ビームスポットをそれぞれ示す説明図である。
【００６２】
図４を参照すると、電子ビームスポット（ＢＳ１）は、画面の水平方向と垂直方向の全てにおいて蛍光層３０よりも幅広に形成され、蛍光層３０の発光効率を低下させている。また、図５を参照すると、電子ビームスポット（ＢＳ２）は、図４に示した電子ビームスポット（ＢＳ１）より小さなサイズに形成されているが、依然として蛍光層３０よりも幅広に形成され、蛍光層３０の発光効率を低下させている。
【００６３】
また、図６を参照すると、電子ビームスポット（ＢＳ３）は、むしろ水平サイズが蛍光層３０の水平幅よりも小さく形成され、蛍光層３０に電子ビームが達しない領域が生ずる。したがって、蛍光層３０の発光均一度が低下するという結果をもたらす。
【００６４】
次に、本発明の第１の実施形態に係る電子放出ディスプレイについて説明する。図７は、本発明の第１の実施形態に係る電子放出ディスプレイにおいて、第１集束部に−２０Ｖ電圧を印加し、第２集束部に−１００Ｖ以上の電圧を印加する場合に、蛍光層に達した電子ビームスポットを示す説明図である。図７を参照すると、電子ビームスポット（ＢＳ４）は、対応する蛍光層３０に最も近接している水平幅と垂直幅により形成され、本実施形態の電子放出ディスプレイが蛍光層３０の発光効率と発光均一度をともに向上させることがわかる。
【００６５】
（第２の実施形態）
図８は、本発明の第２の実施形態に係る電子放出ディスプレイの部分分解斜視図であり、図９は、本発明の第２実施形態に係る電子放出ディスプレイの部分断面図である。ここで、図８および図９では、本発明を明確に説明するために、上述の第１の実施形態の電子放出ディスプレイに係る構成要素と同一または類似の構成要素については同一の符号を付した。
【００６６】
図８および図９に示すように、本発明の第２の実施形態に係る集束電極２２は、電気的に分離され、互いに異なる厚さに形成される少なくとも２つの集束部を含み、この集束部が互いに異なる方向から電子ビームの経路に集束効果を与えることにより、電子ビームの形状をより精細に調整できる。
【００６７】
より詳しくは、集束電極２２は、画素領域に対応配置され、その内部に上述のような開口部２２１を形成し、カソード電極１４とゲート電極１８のうちのいずれか一方の電極、例えば、ゲート電極１８と並んで位置する第１集束部２６と、第１集束部２６間で第１集束部２６と離隔して位置し、第１集束部２６よりも大きい厚さ（ここで、「厚さ」とは、図８、図９におけるｚ軸方向の長さを指す。）に形成される第２集束部２８を含む。
【００６８】
本発明の第２の実施形態に係る第１集束部２６および第２集束部２８は、上述のような第１実施形態に係る第１集束部および第２集束部と同一形態の電圧が印加される。これは第１実施形態と同様であるので、その説明を省略する（図３参照）。
【００６９】
本発明の第２の実施形態においては、集束電極２２と相対的に大きい間隔をおいて放出される電子ビーム、つまり、集束電極開口部２２１の中心から画面の垂直方向に拡散する電子ビーム集束のために、第２集束部２８の厚さ（ｔ２）を第１集束部２６の厚さ（ｔ１）よりも大きく形成したり、第２集束電圧（Ｖ２）を第１集束電圧（Ｖ１）よりも高く設定することができる（ｔ１＜ｔ２、Ｖ１＜Ｖ２）。
【００７０】
第２集束部２８を第１集束部２６よりも高く形成すると、低い位置では集束できなかった電子ビームまでも集束できるようになり、さらに、第２集束電圧（Ｖ２）を第１集束電圧（Ｖ１）よりも高く設定すると、第２集束部２８の集束力が大きくなり、第２集束部２８と相対的に遠く位置する電子放出部２０から放出される電子ビームも集束できるようになるので、画面の垂直方向における電子ビームを効率的に集束することができる。
【００７１】
[変形例]
図１０は、集束電極の変形例を示した電子放出デバイスの部分平面図である。図１０に示す変形例は、本発明の第１の実施形態および第２の実施形態に適用できる。
【００７２】
図１０を参照すると、第１集束部２６'は、それぞれの開口部２２１間において両側面に一対の凹部３８を形成して第１集束部２６'の幅を減少し、第２集束部２８'は、両側面に一対の突起部４０を形成して突起部４０が凹部３８の内側に位置するようにする。
【００７３】
これにより、第２集束電圧の印加を受ける突起部４０が、集束電極２２'の開口部２２１をより広い面積で覆うようになり、画面の垂直方向における電子ビームの集束効率をさらに向上することができる。
【００７４】
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。
【００７５】
例えば、本発明の第１の実施形態、および第２の実施形態では、電界を用いて電子放出部から電子を放出する電界放出アレイ（ＦＥＡ）型電子放出ディスプレイについて説明したが、上記に限られず、例えば、表面電導エミッション（ＳＣＥ）型、金属-絶縁層-金属（ＭＩＭ）型、および金属-絶縁層-半導体（ＭＩＳ）型電子放出ディスプレイなどの集束電極を有している他のタイプの電子放出ディスプレイにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電子放出ディスプレイの部分分解斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る電子放出ディスプレイの部分断面図である。
【図３】図１に示す電子放出デバイスの部分平面図である。
【図４】従来技術に係る電子放出ディスプレイにおける蛍光層および電子ビームスポットを示した概略図である。
【図５】従来技術に係る電子放出ディスプレイにおける蛍光層および電子ビームスポットを示した概略図である。
【図６】従来技術に係る電子放出ディスプレイにおける蛍光層および電子ビームスポットを示した概略図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る電子放出ディスプレイにおける蛍光層および電子ビームスポットを示した概略図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る電子放出ディスプレイの部分分解斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る電子放出ディスプレイの部分断面図である。
【図１０】集束電極の変形例を示した電子放出デバイスの部分平面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０    第１基板
１２    第２基板
１００  電子放出デバイス
１１０  発光ユニット
１４    カソード電極
１６    第１絶縁層
１８    ゲート電極
２０    電子放出部
１６１、１８１          開口部
２２    集束電極
２４    第２絶縁層
２２１、２４１          開口部
３０、３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂ  蛍光層
３２    黒色層
３４    アノード電極
３６    スペーサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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