(57)【要約】【課題】アノード基板およびカソード基板に生じる温度差を低減させて表示の品質を向上させた電界放射型ディスプレィの提供。【解決手段】アノード基板１側の表示領域面に複数の電子源１２が形成されたカソード基板２と、  該カソード基板２側の表示領域面に前記各電子源１２からの電子の照射によって発光する蛍光体２１が形成されたアノード基板１と、  表示領域における前記カソード基板２とアノード基板１の間に配置されたスペーサ４と、  前記カソード基板１の前記アノード基板２と反対側の面に少なくとも前記スペーサ４の一部と対向して配置された断熱材３０と、  を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノード基板側の表示領域面に複数の電子源が形成されたカソード基板と、
該カソード基板側の表示領域面に前記各電子源からの電子の照射によって発光する蛍光体が形成されたアノード基板と、
表示領域における前記カソード基板とアノード基板の間に配置されたスペーサと、
前記カソード基板の前記アノード基板と反対側の面に少なくとも前記スペーサの一部と対向して配置された断熱材、
を備えることを特徴とする電界放射型ディスプレイ。
【請求項２】
前記断熱材は、前記カソード基板の前記アノード基板と反対側の表示領域面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電界放射型ディスプレイ。
【請求項３】
前記断熱材は、前記カソード基板の前記アノード基板と反対側の面に前記スペーサと対向して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電界放射型ディスプレイ。
【請求項４】
前記断熱材の熱伝導率は７０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以下であることを特徴とする請求項１に記載の電界放射型ディスプレイ。
【請求項５】
前記断熱材の熱伝導率は前記アノード基板およびカソード基板の熱伝導率よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の電界放射型ディスプレイ。
【請求項６】
前記アノード基板およびカソード基板はガラスによって構成され、前記断熱材の熱伝導率は１Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以下であることを特徴とする請求項５に記載の電界放射型ディスプレイ。
【請求項７】
少なくとも前記電子源を駆動させるための駆動回路を備え、該駆動回路は前記カソード基板の前記アノード基板と反対側の面において断熱材を介して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電界放射型ディスプレイ。
【請求項８】
前記断熱材の熱伝導率は７０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以下であることを特徴とする請求項７に記載の電界放射型ディスプレイ。
【請求項９】
前記断熱材の熱伝導率は前記アノード基板およびカソード基板の熱伝導率よりも小さいことを特徴とする請求項７に記載の電界放射型ディスプレイ。
【請求項１０】
前記アノード基板およびカソード基板はガラスによって構成され、前記断熱材の熱伝導率は１Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以下であることを特徴とする請求項７に記載の電界放射型ディスプレイ。
【請求項１１】
前記断熱材は、密閉された空間を有する部材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電界放射型ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電界放射型ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
電界放射型ディスプレイは、いわゆるアノード基板とカソード基板を枠体を介して対向配置させ、その内部において電子放出室を備える外囲器を備える。
【０００３】
そして、前記カソード基板のアノード基板側の表示領域にマトリックス状に配置された複数の電子源を備え、前記アノード基板のカソード基板側の表示領域に前記各電子源からの電子の照射によって発光する蛍光体が形成されている。
【０００４】
前記各電子源は、駆動回路によって独立に制御され、これに応じた前記蛍光体の発光によって映像を表示するようになっている。
【０００５】
また、表示領域における前記カソード基板とアノード基板の間にスペーサが配置された構成のものが知られるに至っている。アノード基板が大気圧によりカソード基板側へ押されるのを該各スペーサによって支持することがでる。これは、該アノード基板を薄く構成してもその歪みを小さくできるようになるからである。
【０００６】
このような構成からなる電界放射型ディスプレイは、たとえば下記特許文献１あるいは特許文献２に開示がなされている。
【特許文献１】特開２００５−３３２７３１号公報
【特許文献１】特開２００５−３３２７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述した構成からなる電界放射型ディスプレイは、前記スペーサの近傍において、電界の歪みが発生し、これによって電子源からの電子ビームが偏向して照射され、表示の品質を劣化させていることが指摘されるに至った。
【０００８】
この原因を追求した結果、電界の歪みは、前記スペーサのカソード基板（アノード基板）の垂直方向における抵抗変化に起因し、この抵抗変化は該スペーサのジュール熱あるいは電子ビームのいわゆるアノード照射による発熱にともなうアノード基板とカソード基板の温度差によるものであることが判明した。
【０００９】
本発明の目的は、アノード基板およびカソード基板に生じる温度差を低減させて表示の品質を向上させた電界放射型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】
【００１０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１１】
（１）本発明による電界放射型ディスプレイは、たとえば、アノード基板側の表示領域面に複数の電子源が形成されたカソード基板と、
該カソード基板側の表示領域面に前記各電子源からの電子の照射によって発光する蛍光体が形成されたアノード基板と、
表示領域における前記カソード基板とアノード基板の間に配置されたスペーサと、
前記カソード基板の背面、すなわち前記アノード基板と反対側の面に少なくとも前記スペーサの一部と対向して配置された断熱材とを備えることを特徴とする。
【００１２】
（２）本発明による電界放射型ディスプレイは、たとえば、（１）の構成を前提とし、前記断熱材は、前記カソード基板の背面、すなわち前記アノード基板と反対側の表示領域面に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
（３）本発明による電界放射型ディスプレイは、たとえば、（１）の構成を前提とし、前記断熱材は、前記カソード基板の背面、すなわち前記アノード基板と反対側の面に前記スペーサと対向して配置されていることを特徴とする。
【００１４】
（４）本発明による電界放射型ディスプレイは、たとえば、（１）の構成を前提とし、前記断熱材の熱伝導率は７０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以下であることを特徴とする。
【００１５】
（５）本発明による電界放射型ディスプレイは、たとえば、（１）の構成を前提とし、前記断熱材の熱伝導率は前記アノード基板およびカソード基板の熱伝導率よりも小さいことを特徴とする。
【００１６】
（６）本発明による電界放射型ディスプレイは、たとえば、（５）の構成を前提とし、前記アノード基板およびカソード基板はガラスによって構成され、前記断熱材の熱伝導率は１Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以下であることを特徴とする。
【００１７】
（７）本発明による電界放射型ディスプレイは、たとえば、（１）の構成を前提とし、少なくとも前記電子源を駆動させるための駆動回路を備え、該駆動回路は前記カソード基板の背面、すなわち前記アノード基板と反対側の面において断熱材を介して配置されていることを特徴とする。
【００１８】
（８）本発明による電界放射型ディスプレイは、たとえば、（７）の構成を前提とし、前記断熱材の熱伝導率は７０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以下であることを特徴とする。
【００１９】
（９）本発明による電界放射型ディスプレイは、たとえば、（７）の構成を前提とし、前記断熱材の熱伝導率は前記アノード基板およびカソード基板の熱伝導率よりも小さいことを特徴とする。
【００２０】
（１０）本発明による電界放射型ディスプレイは、たとえば、（７）の構成を前提とし、前記アノード基板およびカソード基板はガラスによって構成され、前記断熱材の熱伝導率は１Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以下であることを特徴とする。
【００２１】
（１１）本発明による電界放射型ディスプレイは、たとえば、（１）の構成を前提とし、前記断熱材は、密閉された空間を有する部材で構成されていることを特徴とする。
【００２２】
なお、本発明は以上の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【発明の効果】
【００２３】
このように構成された電界放射型ディスプレイは、アノード基板およびカソード基板に生じる温度差を低減させることができ、これにより表示の品質を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】
【００２４】
以下、本発明による電界放射型ディスプレイの実施例を図面を用いて説明をする。
【００２５】
図２は、本発明による電界放射型ディスプレイの一実施例を示す平面図である。
【００２６】
図２において、電界放射型ディスプレイ１００は、まず、並行配置されたアノード基板１およびカソード基板２と、前記アノード基板１の周辺においてカソード基板２との間に介在される枠体３とで、内部に真空の電子放出室を備える外囲器を構成している。
【００２７】
アノード基板１、カソード基板２、および枠体３は、それぞれ、たとえばガラスで形成されている。
【００２８】
ここで、前記カソード基板２は、図示されていないが、前記枠体３によって囲まれた領域であってアノード基板１と対向する面にマトリックス状に配置された多数の電子源を備える電子放出部（図３において符号６で示す）が形成されている。また、前記アノード基板１は、図示されていないが、前記枠体３によって囲まれた領域であってカソード基板２と対向する面に順次積層された面状電極および蛍光体を備える表示部（図３において符号５で示す）が形成されている。
【００２９】
独立に駆動される前記各電子源からの電子が、前記蛍光体の当該電子源と対向する部分に照射され、該部分における蛍光体を発光させるようになっている。
【００３０】
これにより、前記電界放射型ディスプレイ１００は、そのアノード基板１が観察者側に指向されて配置され、前記枠体３によって囲まれた領域は、前記蛍光体の各電子源の対向部分をそれぞれ画素とする表示領域ＡＲとして構成されるようになっている。
【００３１】
さらに、この実施例では、前記表示領域ＡＲにおけるカソード基板２とアノード基板１の間に、マトリックス状に配置される各画素を被うことなく、たとえば図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設されて配置される各スペーサ４を備えて構成されている。アノード基板１が大気圧によりカソード基板２側へ押されるのを該各スペーサ４によって支持することができ、該アノード基板１を薄く構成してもその歪みを小さくできるようになっている。
【００３２】
ここで、前記スペーサ４は、その表面の抵抗値が１０７〜１０１１Ωｃｍに設定されている。スペーサの表面に電荷がチャージされるのを低減させるためである。なお、このように構成されたスペーサは、半導体的な導電機構を有し、負の温度特性を示すようになる。
【００３３】
ここで、前記カソード基板２のアノード基板１に対向する面に形成された前記電子放出部６、および前記アノード基板１のカソード基板２に対向する面に形成された前記表示部５の構成について説明する。
【００３４】
図３（ａ）は、前記電子放出部６を示した平面図であり、この電子放出部６は前記表示領域ＡＲ内にマトリックス状に配置させた多数の電子源１２を備えて構成されている。
【００３５】
すなわち、前記カソード基板２の表面に、まず、図中ｘ方向に伸張しｙ方向に並設される帯状のｘ方向電極（カソード電極）１３が形成されている。
【００３６】
そして、該カソード基板２の表面には該ｘ方向電極１３をも被ってたとえばＳｉＯ２からなる絶縁膜１４が形成されている。
【００３７】
該絶縁膜１４の表面には、図中ｙ方向に伸張しｘ方向に並設される帯状のｙ方向電極（ゲート電極）１５が形成されている。
【００３８】
これらｙ方向電極１５には、前記ｘ方向電極１３と交叉する領域であって該領域の中央部に、孔１６が形成されている。
【００３９】
前記絶縁膜１４にも、ｙ方向電極１５の各孔１６と同心状に配置される孔１８が形成され、該孔１８によって前記ｘ方向電極１３の一部を露出できるようになっている。
【００４０】
そして、それぞれの絶縁膜１４の孔１８（ｙ方向電極１５の孔１６）から露出されたｘ方向電極１３の表面には、たとえば円錐状の導電材からなる前記電子源（エミッタ電極）１２が形成されている。
【００４１】
なお、前記ｘ方向電極（カソード電極）１３は、たとえば図中左側において前記枠体３を越えて延在され、後述のカソード電極駆動回路(図１において符号１３Ｂで示す)に接続され、このカソード電極駆動回路はカソード基板２の左側辺の背面に配置されている。また、前記ｙ方向電極（ゲート電極）１５は、たとえば図中上側において前記枠体３を越えて延在され、後述のゲート電極駆動回路（図１において符号１５Ｂで示す）に接続され、このゲート電極駆動回路はカソード基板２の上側辺の背面に配置されている。
【００４２】
また、前記スペーサ４は、図中に示すように、ｘ方向に延在され、隣接する各ｘ方向電極１３の間に配置されている。
【００４３】
図３（ｂ）は、前記表示部５を示した平面図であり、この表示部５は表示領域ＡＲ内であって前記電子放出部６の各電子源１２にそれぞれ対向する部分において画素として機能し、したがってマトリックス状に配置される多数の画素から構成されている。
【００４４】
すなわち、前記アノード基板１の表面に、まず、前記表示領域ＡＲの全域にわたって透明材料からなる面状電極（アノード電極）２０が形成されている。
【００４５】
前記面状電極２０の表面には、図中ｙ方向に伸張しｘ方向に並設される帯状の蛍光体２１が形成されている。
【００４６】
各蛍光体２１は、前記ｙ方向電極１５と対向するようにして形成されるとともに、たとえば、図中ｘ方向へかけて、赤（Ｒ）発光用の蛍光体２１、緑（Ｇ）発光用の蛍光体２１、青（Ｂ）発光用の蛍光体２１、がそれぞれその順番を繰り返して配置されている。
【００４７】
ｘ方向へ互いに隣接して配置される３個の赤、緑、青の各蛍光体２１をカラー表示用の単位画素として用いるようになっている。
【００４８】
なお、ｙ方向へ伸張する蛍光体２１はそれが同色発光用であることから、該ｙ方向に各画素毎に分離させることなく、互いに接続させて形成している。
【００４９】
前記アノード基板１の表面には該各蛍光体２１をも被ってたとえばアルミニュウムからなるメタルバック２２が形成されている。このメタルバック２２は、たとえば、蛍光体２１から発生した光のうち、前記電子源１２の方向に進む光をアノード基板１の方向に反射させて輝度を向上させる機能を有する。
【００５０】
図４は図２のVI−VI線における断面図を示している。また、この断面個所は、図３（ａ）に示す電子放出部６にあっては同図に示すVI−VI線に対応し、図３（ｂ）に示す表示部５にあっては同図に示すVI−VI線に対応する。
【００５１】
カソード基板２のアノード基板１と対向する面であって表示領域ＡＲとなる部分には前記電子放出部６が形成されている。この電子放出部６は、まず、図中ｘ方向に伸張するｘ方向電極１３上にその伸張方向に並設される電子源１２が形成され、該電子源１２は前記ｘ方向電極１３をも被ってカソード基板２上を被覆する絶縁膜１４に形成された孔１８の内部に位置づけられており、前記絶縁膜１４の表面には該各孔１８と同心状の孔１６を有して図中ｙ方向に伸張するｙ方向電極１５が形成されて構成されている。
【００５２】
一方、アノード基板１のカソード基板２と対向する面であって表示領域ＡＲになる部分には前記表示部５が形成されている。この表示部５は、アノード基板１面側から、透明材料からなる面状電極（アノード電極）２０、前記ｙ方向電極１５にそれぞれほぼ対向して配置される各蛍光体２１、これら蛍光体２１をも被って形成されるメタルバック２２が順次積層されて構成されている。
【００５３】
図１は、本実施例による電界放電型ディスプレイの全体の構成を示し、図２のI−I線における断面図となっている。
【００５４】
なお、図１において、簡略するために、アノード基板１に形成されている表示部５には蛍光体２１のみを、カソード基板２に形成されている電子放出部６には電子源１２のみを描いている。
【００５５】
ここで、前記カソード基板２とアノード基板１と反対側の面においてそのほぼ全域に及んで断熱材３０が当接されて配置されている。この場合、前記断熱材３０は、その熱伝導率は７０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以下の材料が選定されている。
【００５６】
また、該断熱材３０の熱伝導率は、前記アノード基板１およびカソード基板２の熱伝導率よりも小さく設定されていることが望ましく、該アノード基板１およびカソード基板２がガラスによって構成されている場合、前記断熱材３０の熱伝導率は１Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以下とすることが好ましい。
【００５７】
そして、カソード基板２に形成された前記ｘ方向電極（カソード電極）１３はフレキシブル配線板１３Ａを介してカソード電極駆動回路１３Ｂに接続されている。このカソード電極駆動回路１３Ｂは前記カソード基板２の背面において前記断熱材３０を介して配置されている。また、該カソード基板２に形成された前記ｙ方向電極（ゲート電極）１５はフレキシブル配線板１５Ａを介してゲート電極駆動回路１５Ｂに接続されている。このゲート電極駆動回路１５Ｂは前記カソード基板２の背面において前記断熱材３０を介して配置されている。
【００５８】
このように、カソード電極駆動回路１３Ｂおよびゲート電極駆動回路１５Ｂを断熱材３０を介してカソード基板２上に配置させているのば、これらカソード電極駆動回路１３Ｂおよびゲート電極駆動回路１５Ｂに発生する熱をカソード基板２に伝導してしまうのを回避させんがためである。
【００５９】
このように構成した電界放射型ディスプレイ１００は、そのカソード基板２のアノード基板１と反対側の面に断熱材３０が配置され、該カソード基板２とアノード基板１との温度差を低減できる。
【００６０】
いま、カソード基板２の温度をＴ１、アノード基板１の温度をＴ３とし、アノード基板１における発熱量をＱＡ、アノード基板１とカソード基板２の間の輻射熱をＱｒａｄ、スペーサ４における発熱量をＱＳ、スペーサ４における熱抵抗をＲＳとする。
【００６１】
この場合、アノード基板１側に断熱材３０を配置した場合、Ｔ３−Ｔ１の値は次式（１）で算出されるようになる。
【００６２】
Ｔ３−Ｔ１＝（ＱＡ−Ｑｒａｄ＋ＱＳ／２）ＲＳ  ……  （１）
また、カソード基板２側に断熱材３０を配置した場合、Ｔ３−Ｔ１の値は次式（２）で算出されるようになる。
【００６３】
Ｔ３−Ｔ１＝（−ＱＳ／２＋Ｑｒａｄ）ＲＳ        ……  （２）
この場合において、Ｔ３−Ｔ１の値は、（２）式の方が小さくなり、カソード基板２の側に断熱材３０を配置させることが、アノード基板１とカソード基板２の温度差を低減させるのに効果があることが明らかになる。
【００６４】
したがって、このように、アノード基板１とカソード基板２の温度差を低減させた場合、電子放出室内において電界の歪みを低減でき、電子源１２からの電子ビームは偏向することなく蛍光体２１に照射され、表示の品質を向上させることになる。
【００６５】
ちなみに、上述した断熱材３０を備えていない電界放射型ディスプレイにおいて、図５（ａ）は、アノード基板１がカソード基板２と比較して高温になった場合の電子放出室内の電界の歪みを示した図である。アノード基板１が高温になることにより、該アノード基板１側のスペーサ４の抵抗値が低下し、図示の等電位線ＥＰＬの分布によって、スペーサ４の近傍の電子ビームＥＢが該スペーサ４の側に吸引されるようにして偏向するようになる。
【００６６】
また、図５（ｂ）は、アノード基板１がカソード基板２と比較して低温になった場合の電子放出室内の電界の歪みを示した図である。アノード基板１が低温になることにより、該アノード基板１側のスペーサ４の抵抗値が上昇し、図示の等電位線ＥＰＬの分布によって、スペーサ４の近傍の電子ビームＥＢが該スペーサ４に対して反発されるようにして偏向するようになる。
【００６７】
この場合、通常は、アノード基板に７〜１０ｋＶの高圧が印加されてスペーサ４にジュール熱が発生し、アノード基板１に電子源１２からの電子ビームＥＢが照射されて該アノード基板１が発熱する。このため、上述した断熱材３０を備えていない電界放射型ディスプレイにおいて、図５（ａ）に示した現象が一般的に多く観られることになる。
【００６８】
上述した実施例では、断熱材３０を、カソード基板２のアノード基板１と反対側の面において、そのほぼ全域に及ぶようにして配置させたものである。しかし、図１に対応させた描いた図６に示すように、スペーサ４と対向する部分においてのみ配置させるようにしてもよい。該スペーサ４においてカソード基板２（アノード基板１）の垂直方向での温度差を低減させることによって本発明の効果が得られるからである。
【００６９】
また、上述した実施例では、カソード基板２に配置させる断熱材３０は、一般の断熱材の材料として用いられるものを使用したものである。しかし、構造的な工夫によって断熱材３０’として機能するものを用いるようにしてもよい。たとえば、図１に対応させて描いた図７に示すように、断熱材３０’は密閉された空間３０Ａ’を内在させるたとえば板材３０Ｂ’等からなるものであってもよい。この板材３０Ｂ’は、たとえば樹脂材等で形成されたものであっても、その内部に密閉された空間の形成によって、熱の伝導を大幅に低減させることができ、断熱材として用いることができるからである。
【００７０】
なお、図６および図７において示したそれぞれの断熱材３０、３０’において、その熱伝導率の値は、図１に示す構成における断熱材３０において示した熱伝導率の値がそのまま適用できることはいうまでもない。
【００７１】
上述した各実施例はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施例での効果を単独であるいは相乗して奏することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明による電界放射型ディスプレイの一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明による電界放射型ディスプレイの一実施例を示す平面図である。
【図３】本発明による電界放射型ディスプレイの電子放出部および表示部の一実施例を示す構成図である。
【図４】図３のVI−VIにおける断面図である。
【図５】従来の電界放射型ディスプレイにおける不都合を示す説明図である。
【図６】本発明による電界放射型ディスプレイの他の実施例を示す断面図である。
【図７】本発明による電界放射型ディスプレイの他の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１００……電界放射型ディスプレイ、１……アノード基板、２……カソード基板、３……枠体、４……スペーサ、５……表示部、６……電子放出部、１２……電子源、１３……ｘ方向電極（カソード電極）、１３Ｂ……カソード電極駆動回路、１５Ｂ……ゲート電極駆動回路、１３Ａ、１５Ａ……フレキシブル配線板、１４……絶縁膜、１５……ｙ方向電極（ゲート電極）、１６、１８……孔、２０……面状電極（アノード電極）、２１……蛍光体、２２……メタルバック、３０、３０’……断熱材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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