CN1705071A - 图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种图像显示装置，目的是在不改变隔离物的设计的情况下补偿由于隔离物引起的电子束的不规则偏离。把固定有形成了多个发射电子的电子发射元件(8)的电子源基板(9)的背面板(1)、和形成了用来加速上述电子的金属背板(11)的前面板(2)对置配置，用隔离物(3)以一定的间隔支撑这些面板，从电子发射元件(8)发射的电子的初速矢量随与隔离物(3)的距离不同而不同。

Description

图像显示装置
技术领域
本发明涉及图像显示装置，特别是涉及具有形成了多个电子发射元件和对其进行驱动的布线的第1基板、与此第1基板对置地配置且其上形成了其电位规定成高于上述布线的第2基板、以及用来以一定间隔支撑这些基板的隔离物的图像显示装置。
背景技术
一般地，在图像显示装置中，通过在作为电子源侧的第1基板和作为显示面侧的第2基板之间夹持由绝缘材料构成的隔离物，可以得到必需的大气压力耐受性。在这种结构时，当隔离物带电时，那就会影响从位于隔离物附近的电子发射元件发射的电子的轨道，在显示面中的发光位置上产生偏离。这就成为例如隔离物附近像素的发光亮度降低及颜色模糊等图像劣化的原因。
已知，过去为了防止隔离物带电，使用用高电阻膜覆盖的隔离物。例如，在专利文献1中，提出将用高电阻膜覆盖的板状隔离物沿着第1基板的布线夹设，以使得高电阻膜与此布线和第2基板的电极电连接。此外，在专利文献1中还提出在用高电阻膜覆盖的隔离物的上下设置隔离物电极，高电阻膜经隔离物电极与布线和电极相接触。
除了上述之外，在专利文献2中提出在用高电阻膜覆盖的隔离物的第1基板一方和第2基板一方的顶接部分分别设置导电性的中间层(隔离物电极)，将其用作控制电子束的轨道的电极。
专利文献1：日本专利申请特开平8-180821号公报(EP690472A)
专利文献2：日本专利申请特开平10-334834号公报(EP869530A)
发明内容
然而，本申请的发明人认真研究的结果发现，即使是在具有施加了高电阻膜及隔离物电极的隔离物的显示装置中，由于隔离物的设置状态及驱动条件等原因，在隔离物的周边部分和其以外的部分从电子发射元件发射的电子的轨道不同，其结果，显示图像发生畸变。本发明的目的就在于解决这一问题，提供可显示良好图像的图像显示装置。
为达到上述目的，本发明提供一种图像显示装置，包括：具有多个电子发射元件的电子源，该电子发射元件具有隔着直线形状的间隙相对置的一对元件电极、和位于该一对元件电极之间的电子发射部；与上述电子源相对置的电极；以及在上述电子源和上述电极之间，与上述多个电子发射元件内的一部分电子发射元件相邻接的隔离物，其特征在于：与上述隔离物邻接的上述电子发射元件的一对元件电极间的间隙的纵向方向，和不与上述隔离物邻接的上述电子发射元件的一对元件电极间的间隙的纵向方向相互不同。
利用上述的图像显示装置，在隔离物本身的结构保持原样不变时，通过对电子发射元件的初始速度矢量进行控制，可以完成所要求的电子束的到达位置。具体言之，通过相应于与隔离物的距离(隔离物的影响度)对从电子发射元件发射的电子的发射方向，更优选是对发射速度，进行设定，可对由于隔离物引起的电子束的不规则的偏离进行补偿。因此，可以按照设计实现电子束轨道，不需要高精度地设置隔离物及进行设计变更。
附图说明
图1为示出本发明的实施方式1的显示屏的切去一部分后的斜视图。
图2A为将图1所示的显示屏在和隔离物的纵向方向正交的方向上切断时的剖面图。
图2B为将图1所示的显示屏在隔离物的纵向方向上切断时的剖面图。
图2C为图1所示的显示屏中的隔离物的高电阻膜和行方向布线的接触部及非接触部的说明图。
图3A为示出从电子发射元件发射的电子束的轨道的示意图。
图3B为构成图3A所示的电子发射元件的元件电极的示意图。
图4A为示出使从全部电子发射元件发射的电子的初速矢量相等时的电子束轨道的示意图。
图4B为示出从图4A所示的电子发射元件发射的电子的初速矢量的示意图。
图5A为示出从图3A所示的结构取出隔离物的结构中的电子束轨道的示意图。
图5B为示出从图5A所示的电子发射元件发射的电子的初速矢量的示意图。
图6为示出角度θ的电子的到达点的示意图。
图7为示出角度θ和电子束到达的位置与隔离物的距离的关系的曲线图。
图8为示出接触面积S和电子束到达的位置与隔离物的距离的关系的曲线图。
图9为角度θ和隔离物与行方向布线顶接的接触面积S的关系的曲线图。
图10A为示出用来从另一观点说明本发明的实施方式1的显示屏的特征的电子束的轨道的示意图。
图10B为示出用来从另一观点说明本发明的实施方式1的显示屏的特征的电子束的轨道的示意图。
图11A为用来说明本发明的实施方式2的显示屏的示图，是示出从不倾斜的元件电极的电子发射元件发射的电子束的轨道的示意图。
图11B为用来说明本发明的实施方式2的显示屏的示图，是示出从倾斜的元件电极的电子发射元件发射的电子束的轨道的示意图。
图12A为用来说明本发明的实施方式3的显示屏的示图，是示出从不倾斜的元件电极的电子发射元件发射的电子束的轨道的示意图。
图12B为用来说明本发明的实施方式3的显示屏的示图，是示出从倾斜的元件电极的电子发射元件发射的电子束的轨道的示意图。
图13A为用来说明本发明的实施方式4的显示屏的示图，是示出从不倾斜的元件电极的电子发射元件发射的电子束的轨道的示意图。
图13B为用来说明本发明的实施方式4的显示屏的示图，是示出从倾斜的元件电极的电子发射元件发射的电子束的轨道的示意图。
图14A为用来说明本发明的实施方式5的显示屏的示图，是示出从不倾斜的元件电极的电子发射元件发射的电子束的轨道的示意图。
图14B为用来说明本发明的实施方式5的显示屏的示图，是示出从倾斜的元件电极的电子发射元件发射的电子束的轨道的示意图。
图15A为用来说明本发明的实施方式6的显示屏的示图，是示出从不倾斜的元件电极的电子发射元件发射的电子束的轨道的示意图。
图15B为用来说明本发明的实施方式6的显示屏的示图，是示出从倾斜的元件电极的电子发射元件发射的电子束的轨道的示意图。
图16A为示出使用现有的用高电阻膜覆盖的板状的隔离物的结构中，高电阻膜和布线在非有意的部分上接触时的隔离物表面的电位分布的示意图。
图16B为图16A所示的结构的等效电路图。
图17为说明一对元件电极的形状的一例的图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(实施方式1)
图1为示出本发明的实施方式1的显示屏的切去了一部分后的斜视图。参照图1，本实施方式的显示屏，由作为第1基板的背面板1、与此背面板1对置配置的作为第2基板的前面板2、以及沿着这些面板的周缘部设置的侧壁4构成的气密容器所组成，其内部为真空气氛。侧壁4和背面板1及前面板2的周缘部的接合部分别使用玻璃熔料(frit glass)等封固。背面板1和前面板2由板状隔离物3支撑以维持一定的间隔。
在背面板1的面向前面板2的一侧上固定有其上形成了电子发射元件(冷阴极元件)8的电子源基板9。电子发射元件8是具有电子发射部的导电性薄膜连接在一对元件电极之间的表面传导型电子发射元件，配置N×M个。对此N×M个电子发射元件8以M条行方向布线5和N条列方向布线6进行矩阵布线而构成多电子束源。
行方向布线5位于列方向布线6之上，行方向布线5和列方向布线6由后述的电极间绝缘层绝缘。对行方向布线5和列方向布线6可以使用银浆料及各种导电材料。这些行方向布线5及列方向布线6，例如，可以通过用丝网印刷法涂敷或用电镀法使金属析出而形成。除此之外，也可以采用光刻法形成布线。
对各行方向布线5，经各个引出端子Dx1～Dxm施加扫描信号。对各列方向布线6，经各个引出端子Dy1～Dyn施加调制信号(图像信号)。扫描信号是-4V～-10V左右的脉冲信号，而调制信号是+4V～10V左右的脉冲信号。
在前面板2的下表面(与背面板1对置的表面)上设置由电子发射元件8发射的电子激发而发光的荧光膜10及由导电性部件构成的金属背板(加速电极)11。
因为本实施方式的显示屏是彩色显示屏，荧光膜10以红、绿、蓝三原色的荧光体分涂而成。各色的荧光体，例如，分涂成为带条状，在各色荧光体之间设置黑色的导电体(黑条)。
金属背板11，是用来使电子发射元件8发射的电子加速的电极，经高压端子Hv施加高电压。就是说，金属背板11，与背面板1侧的行方向布线5相比较，规定为高电位。
隔离物3沿着行方向布线5设置，其两端部由固定于电子源基板9上的块体12支持。隔离物3的长边的一边与行方向布线5顶接，而另一边与前面板2的金属背板11顶接。为了使显示屏具有大气压力耐受性，通常以相等间隔设置多个隔离物3。
图2A为将图1所示的显示屏在和隔离物的纵向方向正交的方向上切断时的剖面图。以下参照图1及图2A对隔离物3进行详细说明。
隔离物3，具有承受在背面板1侧的行方向布线5、列方向布线6以及前面板2侧的金属背板11之间施加的高电压的绝缘性，并且具有防止其表面带电的程度的导电性。具体言之，隔离物3，如后述的图3A所述，由绝缘性材料构成的基体13和覆盖其表面的高电阻膜14构成。
作为基体13的构成材料，可以举出的有石英玻璃、减少Na等杂质含量的玻璃、碱石灰玻璃、以氧化铝为代表的陶瓷等。
在高电阻膜14上有将施加于作为高电位侧的金属背板11上的加速电压Va除用高电阻膜14的电阻值得到的电流流过，结果可防止隔离物3的表面带电。此高电阻膜14的电阻值的优选范围由带电及电力消耗决定。从防止带电观点考虑，高电阻膜14的薄膜电阻小于等于1014Ω/□，更优选是小于等于1012Ω/□，最优选是小于等于1011Ω/□。高电阻膜14的薄膜电阻的下限是由隔离物3的形状及隔离物3之间施加的电压所左右，为了抑制电力消耗，优选是保持大于等于105Ω/□，更优选是大于等于107Ω/□。
作为构成高电阻膜14的材料，例如，可以采用金属氧化物。而在金属氧化物中优选是铬、镍、铜的氧化物。其理由是这些氧化物的二次电子发射效率比较小，即使是从电子发射元件8发射的电子碰到隔离物3也难以带电。金属氧化物以外，可以使用二次电子发射效率小的碳作为高电阻膜14的构成材料。特别是，由于非晶态碳是高电阻的，采用其可以易于得到合适的隔离物3的表面电阻。
在本实施方式中，考虑到隔离物3的表面电位对于与隔离物邻接的电子发射元件8的影响而形成元件电极，以使发射的电子束到达正确的位置。图3A为示出从电子发射元件8发射的电子束的轨道的示意图，而图3B为构成电子发射元件8的元件电极的示意图。
如图3B所示，电子发射元件8，由一对元件电极81a、81b与连接在这些元件电极81a、81b之间的具有电子发射单元82的导电性薄膜构成。元件电极81a与行方向布线5连接，具有负电位。元件电极81b与列方向布线6连接，具有正电位。
在电子发射元件8中，与隔离物3邻接的电子发射元件8a的元件电极81a、81b，相对于与列方向布线6平行的线L1倾斜。具体言之，形成为元件电极81a、81b之间的间隙的长度方向和线L1形成的角度θ为规定的角度。采用这样的结构时，从与隔离物3邻接的电子发射元件8发射的电子束的轨道，成为如图3A的虚线所示电子束轨道18a。就是说，在与隔离物3邻接的电子发射元件8中，从电子发射单元82发射的电子，在发射后立即飞离隔离物3，之后，随着与前面板2接近飞近隔离物3而最后到达规定的照射位置19。
另一方面，位于与隔离物3离开的位置上的电子发射元件8b的元件电极81a、81b，形成为其电极间的间隙的长度方向与线L1平行。从这样构成的电子发射元件8b发射的电子束，画出的是如3A的虚线所示的电子束轨道18b那样的与隔离物3大致平行的轨道而最后到达规定的照射位置19。
下面，对作为本实施方式的显示屏的特征的与隔离物3邻接的电子发射元件的元件电极的结构和发射的电子束轨道的关系予以详细说明。
(1)初速矢量和电子束的轨道的关系：
在电子发射元件中，如图3B所示，电子具有从负电位的元件电极81a向着正电位的元件电极81b的初速发射。在与隔离物3邻接的电子发射元件8a中，一对元件电极81a、81b形成为相对于与列方向布线6平行的线L1倾斜一个角度θ。因此，电子，是以具有离开隔离物3的分量(Y方向分量)的初速矢量V1从电子发射元件8a发射。因此，在电子发射单元82附近，电子束取离开隔离物3的轨道。另外，因为从位于离开隔离物3的位置上的电子发射元件8b发射的电子的初速矢量V2不包含离开隔离物3的分量，所以取与隔离物3平行的轨道。
下面对具有角度θ的元件电极产生的电子束的轨道校正进行说明。
作为第1状态(以下称其为状态A)，在全部电子发射元件8都不具有角度θ的结构时，即从全部电子发射元件发射的电子的初速矢量相等时的电子束轨道及其初速矢量分别示于图4A和图4B。在此状态A，如图4B所示，与到隔离物3的距离无关，从全部电子发射元件8发射的电子的初速矢量均为V2。因此，如图4A所示，由于隔离物3产生的电位分布的影响，从与隔离物3邻接的电子发射元件发射的电子束的最终到达位置从规定的照射位置19向隔离物3偏离ΔS。
作为第2状态(以下称其为状态B)，在从图3A及图3B所示的结构(一部分电子发射元件的一对元件电极间的间隙纵向方向相对于列布线倾斜角度θ的结构)中去除隔离物3时的电子束轨道及其初速矢量分别示于图5A和图5B。在此状态B，如图5B所示，因为形成的电子发射元件8a的元件电极81a、81b相对于列方向布线6具有角度θ的倾斜，从全部电子发射元件8发射的电子以具有Y方向分量(从图3A及图3B所示的隔离物3离开的分量)的初速矢量V1发射。因此，从电子发射元件8a发射的电子束，如图5A所示，尽管电位分布20是平直的，其最终到达位置从规定的照射位置19偏离了ΔY。
图6为示出角度θ和电子的到达点的关系的示意图。在图6中，箭头A示出从元件电极相对于列方向布线6具有角度θ的倾斜的电子发射元件8a(一对元件电极间的间隙的纵向方向相对于列布线倾斜角度θ的电子发射元件)发射的电子的轨道，箭头B示出从元件电极与列方向布线6平行的电子发射元件8b发射的电子的轨道。箭头A、B的始点是电子的发射点，而终点是电子的到达点。图6相当于正好从前面板2的上方透过在背面板1的电子源基板9上形成的电子发射元件观察的示图。另外，L是称为曲进量的量，其值取决于初速矢量的大小。在各电子发射元件的初速矢量的大小相等时，曲进量L也大致相等。即，如果元件间的施加电压相等，则曲进量L也大致相等。所以，箭头A、B的长度相同。此时，在从电子的到达点的期望位置在Y方向上的偏离的ΔY由
ΔY＝L×sinθ给出。而在从电子的到达点的期望位置在X方向上的偏离的ΔX由
ΔX＝L×(1-cosθ)给出。在θ充分地小时，ΔX相对于ΔY充分地小。例如，在θ＝10°时，ΔX/ΔY小于等于0.09。
电子的初速的离开隔离物3的分量由θ的函数给出。在图7中示出角度θ和电子束到达的位置与隔离物的距离的关系。纵轴是电子束到达位置，横轴是“sinθ”。从图7可知，θ越大，电子束轨道离开隔离物3越远。
(2)隔离物3的底面附近的电子束的轨道：
有时隔离物的表面带正电。其结果，隔离物的表面的电位上升，如图3A所示，产生上凸的等电位线20(凸向前面板侧的等电位线20)，电子束以朝着隔离物3的方式飞行。另外，根据隔离物和布线的接触状态，有时形成凸向上述的前面板侧的等电位线。关于这一点在下面予以说明。
图16A为示出在将用高电阻膜覆盖的板状的隔离物沿着第1基板(电子源基板)的布线夹设时，高电阻膜和布线在非故意的部分接触时的隔离物表面的电位分布的示意图，图16B为图16A所示的结构的等效电路图。
以第1基板侧的、布线和高电阻膜的接触部分为A点，非接触部分为B点。另外，以第2基板侧的金属背板11和隔离物3的高电阻膜的接触部分的与A点对置的部分为C点，与B点对置的部分为D点，以A点和C点之间的电阻为R1。另外，以A点和B点之间的电阻为R2。在作为非接触部分B点处，由于与作为接触部分的A点之间的电阻R2产生的电压降，与A点相比电位上升。结果，在B点附近形成如上所述的凸向前面板侧的等电位线。
另外，有时由于处于行布线和列布线中间的绝缘层的形状的不同，隔离物和布线局部地接触。对此利用图2予以说明。
图2B为将图1所示的显示屏在隔离物3的纵向方向上切断时的剖面图，图2C为隔离物3的高电阻膜14和行方向布线5的接触部和非接触部的说明图。下面参照图1及图2A～图2C对隔离物3和行方向布线5的压接状态予以详细说明。
隔离物3夹在背面板1和前面板2之间，覆盖其表面的高电阻膜14与背面板1侧的行方向布线5和前面板2侧的金属背板11压接，通过各个压接部进行电连接。如图2B所示，行方向布线5形成为和列方向布线6交叉。由于根据绝缘层7的形状的不同，行方向布线5的表面呈交叉部与其余部分相比向前面板2侧突出相当于列方向布线6的厚度的大小的状态，所用高电阻膜14只与行方向布线5的表面的突出的部分压接。因此，由于高电阻膜14和行方向布线5，如图2C所示，只在作为行方向布线5和列方向布线6的交叉部的接触部15进行电连接，其余部分成为非接触部16，所以不进行电连接。此时的隔离物3的表面的背面板1的附近的等电位线17的模式如图2B的粗线所示。
从图2B所示的等电位线17可知，由于与非接触部16对应的隔离物的部分上也存在高电阻膜14，非接触部16附近的电位上升。这是因为，如在上述图16中所说明的，在电流从金属背板11向接触部15流动的通路中，经过非接触部16的电流通路的电阻值比不经过非接触部16的电流通路(例如，经过接触部15的正上方的电流通路)的电阻值为大，由于此增加电阻值产生的电压降使电位发生相应大小的上升。因此，此时也形成如上所述的凸向前面板侧的等电位线。
另外，在此结构中，与前面的图16的场合不同，因为非接触部16是以等间隔(被控制了的间隔)存在，与电子发射元件的相对位置关系也有规则性。就是说，由于列方向布线6是等间隔，接触部15和非接触部16沿着行方向布线5以等间隔形成。电子发射元件8在行方向布线5和列方向布线6分割的区域中形成，与隔离物3邻接的电子发射元件8全部位于与非接触部16邻接的位置上。从与各非接触部16邻接的电子发射元件8发射的电子束，全部受到非接触部16的隔离物3的表面电位的同样的影响。
由于这一理由，有时在隔离物附近形成凸向前面板的等电位线，从电子发射元件发射的电子向着靠近隔离物的方向偏转。
另外，电子束接近隔离物3的分量，由高电阻膜14和行方向布线5的接触状态决定，具体言之，由图2所示的接触部15的面积(接触面积)S的函数决定。图8示出接触面积(顶接面积)S和电子束到达的位置与隔离物3的距离的关系。纵轴为电子束到达位置，横轴是接触面积S。从图8可知，接触面积S越大，电子束到达位置离隔离物越远。
高电阻膜14和行方向布线5的接触状态，除了接触面积S之外，还可以以各种参数表示。例如，高电阻膜14和行方向布线5的接触状态也可以表示为图C所示的接触部15的周长、行方向布线5的宽度方向的非接触部16的长度Gy、行方向布线5的长度方向的邻接的接触部15间的距离Gx等的函数。接触部15的周长越小，或Gx、Gy越大，电子束的到达位置越接近隔离物3。
从以上的说明可知，利用角度θ及高电阻膜14和行方向布线5的接触状态(比如接触面积S)这样的与隔离物3本身没有关系的另外的独立的参数，可以控制电子束的到达位置。
图9示出角度θ和隔离物与行方向布线顶接的面积(接触面积)S的关系。纵轴为θ，横轴为接触面积S。图9所示的示例，表示电子束到达规定的照射位置19时(参照图3A)的θ和接触面积S的关系。从图9可知，电子束到达规定的照射位置19的条件(无偏离的条件)存在多个。例如，无论A点的条件，还是B点的条件，都满足电子束到达规定的照射位置19的条件。B点的条件，与A点的条件相比，θ大，接触面积S小。在利用B点的条件进行设计的场合，例如，将行方向布线5设计成为具有曲率的凸型剖面形状。这样，通过将行方向布线5的隔离物3的顶接表面设计成为不是平面，而是曲面，就可以减小接触面积S。
在实际的设计中，例如，由静电场计算和电子束轨道的模拟，确定到达规定的照射位置19的角度θ和接触面积S。此外，也可以根据实测数据确定这样的条件。
如上所述，利用本实施方式的显示屏，不管隔离物3自身的结构如何，通过控制高电阻膜14和行方向布线5接触状态及元件电极的倾斜角度θ可以达到所要求的电子束的到达位置。因此，可以将同一结构的隔离物3使用于各种图像显示装置之中。例如，即使是在为高精细化而改变像素间距，或为高亮度化而提高加速电压这样的改变规格的场合，也可以使用相同的隔离物3，通过改变高电阻膜14和行方向布线5的接触状态及元件电极的倾斜的角度θ而对应。所以，可以显著提高生产性并大幅度削减成本。
对于以上说明的本实施方式的显示屏，在表1中示出满足图9所示的A点、B点的条件的面积S和角度θ的具体数值。在此示例中，隔离物3的厚度为300μm、隔离物3的高度为2.4mm、行方向布线5之间的间隔为920μm、行方向布线5的宽度(横向方向的长度)为690μm、从电子发射元件8的电子发射单元到行方向布线5的上面的高度为75μm、施加于金属背板11的施加电压为15kV、行方向布线5和列方向布线6之间的施加电压为14kV。条件A是满足图9中所示的A点的条件，θ为“6.1°”、接触面积S为“30625μm2”。条件B是满足图9中所示的B点的条件，θ为“9.5°”、接触面积S为“22500μm2”。在条件A、B的任何一个中，X方向的电子束的位置偏离(ΔX)都不能检测到(小于等于检测限度)，可以显示良好的图像。
表1
条件 θ(度) S(μm2)
  A   6.1   30625
  B   9.5   22500
下面，从另一观点对上述的实施方式的显示屏的特征予以说明。图10A示出图4A及图4B所示的状态A的电子束的轨道，在图10B示出图5A及图5B所示的状态B的电子束的轨道。在这些图10A及图10B以及与后述的另一实施方式相对应的图11到图15中，图示的只限于隔离物和元件电极的配置及电子束到达位置，其余部分为了方便起见而省略(其他结构参照图3至图5)。
在图10A中，箭头A表示从与隔离物3邻接的电子发射元件8发射的电子的轨道，箭头B表示从位于离开隔离物3的位置上的电子发射元件8发射的电子的轨道。箭头A、B的始点是电子的发射点，而终点是电子的到达点。从与隔离物3邻接的电子发射元件8发射的电子的到达点朝着隔离物3产生ΔS的偏离。此偏离ΔS是由于存在隔离物3而引起的偏离。
另一方面，在图10B中，箭头A表示由具有角度θ的元件电极构成的电子发射元件8a发射的电子的轨道，箭头B表示从不具有角度θ的电子发射元件8b发射的电子的轨道。箭头A、B的始点是电子的发射点，而终点是电子的到达点。从电子发射元件8a发射的电子的到达点与隔离物无关，与不具有角度θ的电子发射元件8b相比偏离了ΔY。此偏离ΔY是与由于存在隔离物而产生的偏离ΔS方向相反的偏离。因此，通过采用图10B所示的结构，可以对由于存在隔离物而产生的偏离ΔS以由角度θ产生的偏离ΔY进行补偿。就是说，在图10B所示的状态B中，在设置以虚线表示的隔离物3时，从与该隔离物3邻接的电子发射元件8a发射的电子，可以到达规定的照射位置而实现无偏离的图像显示。
在以上的说明中是假设偏离ΔS是相应于隔离物的顶接状态而产生的偏离，实际上并不限定于此，在由于某种原因引起与隔离物有关的电子束偏离时，都可以通过对电子发射元件的初速矢量进行设计对该电子束的偏离进行补偿。
在以下说明的本发明的实施方式2至实施方式6中，根据上述观点，未言及ΔS的控制及起因，而主要是对比状态A、B，对用来补偿起因于隔离物的偏离ΔS的隔离物和元件电极配置关系、元件施加电压以及电子束到达位置进行说明。
(实施方式2)
下面对本发明的实施方式2的显示屏进行说明。本实施方式的显示屏是对在远离隔离物的方向上产生的偏离ΔS进行补偿，其基本结构与上述的实施方式1相同。
图11A示出在离开隔离物的方向上产生的偏离ΔS(状态A：由隔离物产生偏离的状态)，图11B示意地示出在与该偏离ΔS相反的方向上产生的偏离ΔY的电子发射元件(状态B)。在图11A中，箭头A表示从与隔离物3邻接的电子发射元件8发射的电子的轨道，箭头B表示从位于离开隔离物3的位置上的电子发射元件8发射的电子的轨道。箭头A、B的始点是电子的发射点，而终点是电子的到达点。从与隔离物3邻接的电子发射元件8发射的电子的到达点在远离隔离物3的方向上有ΔS的偏离。此偏离ΔS是由于存在隔离物3而引起的偏离。另外，作为产生这种偏离的一例，是在隔离物的电子源侧的端面的整个表面上具有低电阻膜(隔离物电极)的隔离物等、形成与示于图3A的凸向前面板侧的等电位线方向相反的凸向背面板(电子源基板)侧的等电位线的隔离物的场合。
另一方面，在图11B中，箭头A表示由具有角度θ的元件电极构成的电子发射元件8a发射的电子的轨道，箭头B表示从不具有角度θ的电子发射元件8b发射的电子的轨道。此时构成电子发射元件8a的元件电极的倾斜(角度θ)正好是与构成图10B所示的电子发射元件8a的元件电极的倾斜(角度θ)相反的方向的倾斜。箭头A、B的始点是电子的发射点，而终点是电子的到达点。从电子发射元件8a发射的电子的到达点与隔离物无关，与不具有角度θ的电子发射元件8b相比偏离了ΔY。此偏离ΔY是与由于存在隔离物而产生的偏离ΔS方向相反的偏离。因此，通过采用图11B所示的结构，可以对由于存在隔离物而产生的偏离ΔS以偏离ΔY进行补偿。就是说，在图11B所示的结构中，在设置以虚线表示的隔离物3时，从与该隔离物3邻接的电子发射元件8a发射的电子，可以到达规定的照射位置。这样，利用本实施方式的显示屏，通过相应于与隔离物的距离(隔离物的影响度)对从电子发射元件发射的电子的发射方向进行设定，可对由于隔离物引起的电子束的偏离进行补偿，可以实现无偏离的图像显示。
(实施方式3)
下面对本发明的实施方式3的显示屏进行说明。本实施方式的显示屏是对从与隔离物的两侧邻接的电子发射元件之中的一个的电子发射元件发射的电子的到达点与隔离物偏离ΔS1，而从另一个的电子发射元件发射的电子的到达点与隔离物偏离ΔS2(≠ΔS1)时，对两个偏离ΔS1、ΔS2进行补偿的一种，其基本结构与上述的实施方式1相同。
在图12A中示出偏离ΔS1、ΔS2(状态A)，在图12B中示意地示出产生与该偏离ΔS1、ΔS2相反方向上的偏离ΔY1、ΔY2的电子发射元件(状态B)。在图12A中，箭头A1表示从与隔离物3的一侧邻接的电子发射元件8发射的电子的轨道，箭头A2表示从与隔离物3的另一侧邻接的电子发射元件8发射的电子的轨道，箭头B表示从位于离开隔离物3的位置上的电子发射元件8发射的电子的轨道。箭头A1、A2、B的始点是电子的发射点，而终点是电子的到达点。从与隔离物3的一侧邻接的电子发射元件8发射的电子的到达点在远离隔离物3的方向上产生ΔS1的偏离。从与隔离物3的另一侧邻接的电子发射元件8发射的电子的到达点在远离隔离物3的方向上产生ΔS2(＞ΔS1)的偏离。这些偏离ΔS1、ΔS2，都是由于存在隔离物3而引起的偏离。
另一方面，在图12B中，箭头B1表示从与元件电极间隙的纵向方向和列方向布线形成的角度为θ1的电子发射元件80a发射的电子的轨道。箭头B2表示从与元件电极间隙的纵向方向和列方向布线形成的角度为θ2(＞θ1)的电子发射元件80b发射的电子的轨道。箭头B表示从不具有角度θ的电子发射元件8b发射的电子的轨道。此时的电子发射元件80a的倾斜(角度θ1)及电子发射元件80b的倾斜(角度θ2)是与图10B所示的电子发射元件8a的倾斜(角度θ)相同方向的倾斜。箭头B1、B2、B的始点是电子的发射点，而终点是电子的到达点。
从电子发射元件80a发射的电子的到达点与隔离物无关，与不具有角度θ的电子发射元件8b相比偏离了ΔY1。此偏离ΔY1是与由于存在隔离物而产生的偏离ΔS1方向相反的偏离。并且，从电子发射元件80b发射的电子的到达点与隔离物无关，与不具有角度θ的电子发射元件8b相比偏离ΔY2。此ΔY2是与由于存在隔离物而产生的偏离ΔS2方向相反的偏离。因此。通过采用图12B所示的结构，可以对由于存在隔离物而产生的偏离ΔS1、ΔS2以偏离ΔY1、ΔY2进行补偿。就是说，在图12B所示的结构中，在设置以虚线表示的隔离物3时，从与该隔离物3邻接的电子发射元件80a、80b发射的电子，可以到达规定的照射位置。这样，利用本实施方式的显示屏，即使是由于隔离物引起的电子束的偏离相对隔离物的壁面是非对称的，通过相应于与隔离物的距离(隔离物的影响度)对从电子发射元件发射的电子的发射方向进行设定，可对电子束的轨道进行校正，可以实现无偏离的图像显示。
(实施方式4)
下面对本发明的实施方式4的显示屏进行说明。本实施方式的显示屏是在从最接近隔离物的第1电子发射元件发射的电子的到达点朝着隔离物偏离ΔS1，对从第二接近隔离物的第2电子发射元件发射的电子的到达点朝着隔离物偏离ΔS2(＜ΔS1)时，对两个偏离ΔS1、ΔS2进行补偿，其基本结构与上述的实施方式1的相同。
在图13A中示出偏离ΔS1、ΔS2(状态A)，在图13B中示出产生与该偏离ΔS1、ΔS2相反方向上的偏离ΔY1、ΔY2的电子发射元件的模式(状态B)。在图13A中，箭头A1表示从最接近隔离物3的电子发射元件90a发射的电子的轨道，箭头A2表示从第二接近隔离物3的电子发射元件90b发射的电子的轨道。电子发射元件90a、90b都是元件电极间隙的纵向方向和列方向布线平行的元件。箭头A1、A2的始点是电子的发射点，而终点是电子的到达点。从电子发射元件90a发射的电子的到达点朝着隔离物3产生ΔS1的偏离。从电子发射元件90b发射的电子的到达点朝着隔离物3产生ΔS2的偏离。这些偏离ΔS1、ΔS2都是由于存在隔离物3而引起的偏离。
另一方面，在图13B中，箭头B1表示从与元件电极间隙的纵向方向和列方向布线形成的角度为θ1的电子发射元件91a发射的电子的轨道。箭头B2表示从与元件电极间隙的纵向方向和列方向布线形成的角度为θ2(＜θ1)的电子发射元件91b发射的电子的轨道。此时电子发射元件91a的倾斜(角度θ1)及电子发射元件91b的倾斜(角度θ2)是与图10B所示的电子发射元件8a的倾斜(角度θ)相同方向的倾斜。箭头B1、B2的始点是电子的发射点，而终点是电子的到达点。
从电子发射元件91a发射的电子的到达点与隔离物无关，偏离ΔY1。此偏离ΔY1是与由于存在隔离物而产生的偏离ΔS1方向相反的偏离。并且，从电子发射元件91b发射的电子的到达点与隔离物无关，偏离ΔY2。此ΔY2是与由于存在隔离物而产生的偏离ΔS2方向相反的偏离。因此。通过采用图13B所示的结构，可以对由于存在隔离物而产生的偏离ΔS1、ΔS2以偏离ΔY1、ΔY2进行补偿。就是说，在图13B所示的结构中，在设置以虚线表示的隔离物3时，从与该隔离物3最接近的电子发射元件91a发射的电子，可以到达规定的照射位置。同样，从与该隔离物3第二接近的电子发射元件91b发射的电子，也可以到达规定的照射位置。这样，利用本实施方式的显示屏，即使是由于隔离物引起的电子束的偏离到达与隔离物最接近的第1电子发射元件及第二接近的第2电子发射元件时，通过相应于与隔离物的距离(隔离物的影响度)对从电子发射元件发射的电子的发射方向进行分阶段设定，可对电子束的轨道进行校正，可以实现无偏离的图像显示。
这样，在本发明中，在隔离物对第一接近元件、第二接近元件之类的隔离物附近的元件产生影响时，把它们一并作为“与隔离物邻接的元件”来考虑，都适用本发明。
(实施方式5)
下面对本发明的实施方式5的显示屏进行说明。本实施方式的显示屏是对从与隔离物的邻接的电子发射元件发射的电子的到达点朝着隔离物偏离ΔS时，除了具有角度θ之外，通过使初速矢量的大小改变，与ΔS一起对在X方向上的位移量ΔX进行补偿，其基本结构与上述的实施方式1相同。
在图14A中示出偏离ΔS(状态A)，在图14B中示意地示出产生与该偏离ΔS相反方向上的偏离ΔY的电子发射元件(状态B)。在图14A中，箭头A表示从与隔离物3的邻接的电子发射元件8发射的电子的轨道。箭头A的始点是电子的发射点，而终点是电子的到达点。从与隔离物3邻接的电子发射元件8发射的电子的到达点朝着隔离物3产生ΔS的偏离。此偏离ΔS也是由于存在隔离物3而引起的偏离。并且，在状态A，除了偏离ΔS之外，存在在X方向上的位移量ΔX。
另一方面，在图14B中，箭头B表示从与元件电极间隙的纵向方向和列方向布线形成的角度为θ的电子发射元件92发射的电子的轨道。此时电子发射元件92的倾斜(角度θ)是与图10B所示的电子发射元件8a的倾斜(角度θ)相同方向的倾斜。箭头B的始点是电子的发射点，而终点是电子的到达点。另外，箭头B的长度与图14A中示出的箭头A相比变长，这表示从电子发射元件92发射的电子的初速矢量的大小，比图14A所示的电子发射元件8的大。
从电子发射元件92发射的电子的到达点与隔离物无关，偏离ΔY。此ΔY是与由于存在隔离物而产生的偏离ΔS方向相反的偏离。因此。通过采用图14B所示的结构，可以对由于存在隔离物而产生的偏离ΔS1以偏离ΔY进行补偿。另外，为了增大初速矢量的大小，将施加于电子发射元件92的电压加大到比施加到图14A所示的电子发射元件8上的电压大。结果就可以补偿X方向上的位移量ΔX。这样，通过采用图14B所示的结构，可以对由于存在隔离物而产生的偏离ΔS及ΔX进行补偿。就是说，在图14B所示的结构中，在设置以虚线表示的这样的隔离物3时，从与此隔离物3邻接的电子发射元件92发射的电子，到达规定的照射位置。这样，利用本实施方式的显示屏，通过相应于与隔离物的距离(隔离物的影响度)对从电子发射元件发射的电子的发射方向进行设定，可以与由于隔离物引起的电子束的ΔS一起对在X方向上的位移量ΔX进行补偿，可以实现无偏离的图像显示。
另外，实际上，通过对角度θ及施加电压进行适当的设计，可以将电子束的到达点校正到所要求的位置。本实施方式，在高精细化或ΔS大的场合特别有效。
(实施方式6)
下面对本发明的实施方式6的显示屏进行说明。本实施方式的显示屏是在从最接近圆柱状的隔离物3的第1电子发射元件发射的电子的到达点朝着隔离物偏离ΔS1，从第二接近隔离物3的第2电子发射元件发射的电子的到达点朝着隔离物偏离ΔS2(＜ΔS1)时，对两个偏离ΔS1、ΔS2进行补偿，其基本结构与上述的实施方式1相同。
在图15A中示出偏离ΔS1、ΔS2(状态A)，在图15B中示意地示出产生与该偏离ΔS1、ΔS2相反方向上的偏离ΔY1、ΔY2的电子发射元件(状态B)。在图15A中，箭头A1表示从最接近隔离物3的电子发射元件90a发射的电子的轨道，箭头A2表示从第二接近隔离物3的电子发射元件90b发射的电子的轨道。电子发射元件90a、90b都是元件电极间隙的纵向方向与列方向布线平行的元件。箭头A1、A2的始点是电子的发射点，而终点是电子的到达点。从电子发射元件90a发射的电子的到达点朝着隔离物3产生ΔS1的偏离。从电子发射元件90b发射的电子的到达点朝着隔离物3产生ΔS2的偏离。这些偏离ΔS1、ΔS2都是由于存在隔离物3而引起的偏离。
另一方面，在图15B中，箭头B1表示从与元件电极间隙的纵向方向和列方向布线形成的角度为θ1的电子发射元件91a发射的电子的轨道。箭头B2表示从与元件电极间隙的纵向方向和列方向布线形成的角度为θ2(＜θ1)的电子发射元件91b发射的电子的轨道。此时的电子发射元件91a的倾斜(角度θ1)及电子发射元件91b的倾斜(角度θ2)是与图10B所示的电子发射元件8a的倾斜(角度θ)相同方向的倾斜。箭头B1、B2的始点是电子的发射点，而终点是电子的到达点。
从电子发射元件91a发射的电子的到达点与隔离物无关，偏离ΔY1。此偏离ΔY1是与由于存在隔离物而产生的偏离ΔS1方向相反的偏离。并且，从电子发射元件91b发射的电子的到达点与隔离物无关，偏离ΔY2。此ΔY2是与由于存在隔离物而产生的偏离ΔS2方向相反的偏离。因此。通过采用图15B所示的结构，可以对由于存在隔离物而产生的偏离ΔS1、ΔS2以偏离ΔY1、ΔY2进行补偿。就是说，在图15B所示的结构中，在设置以虚线表示的圆柱状的隔离物3时，从与此隔离物3最接近的电子发射元件91a发射的电子，可以到达规定的照射位置。同样，从与该隔离物3第二接近的电子发射元件91b发射的电子，也可以到达规定的照射位置。这样，利用本实施方式的显示屏，即使隔离物的形状是圆柱状，通过相应于与隔离物的距离(隔离物的影响度)对从电子发射元件发射的电子的发射方向进行分阶段设定，可对由于隔离物引起的电子束的偏离进行校正，可以实现无偏离的图像显示。
另外，在图15A及图15B示出的示例中，使用的是圆柱状的隔离物3，但即使使用其他形状的隔离物，只要把设定角度θ以对由于隔离物引起的偏离ΔS进行补偿，也可以进行同样的电子束的偏离的校正。
另外，ΔS1及ΔS2是朝着隔离物3的偏离，但也可以是相反地朝离开隔离物3的方向的偏离。此时，电子发射元件91a、91b的元件电极的倾斜的方向为与如图10B所示的场合相反的方向。
此外，夹着隔离物3对置配置的两个电子发射元件91a及两个电子发射元件91b，其各自的元件电极的倾斜方向为互相相反的方向，其倾斜的大小(角度θ1、θ2)不同，但并不限定于这种结构。根据设计，角度θ1及角度θ2也可以考虑相同。
如同在以上的各实施方式中所说明的，在本发明的图像显示装置中，通过对一对元件电极间的间隙的纵向方向进行控制，对从电子发射元件发射的电子的初速矢量，具体说，对从电子发射元件发射的电子的发射方向，优选是对发射速度，相应于与隔离物的距离(隔离物的影响度)进行设定。通过这样地设定，可以补偿由隔离物导致的电子束的不规则的偏离。其结果，不需要高精度地设置隔离物及进行设计变更就可以使电子束到达所要求的位置，可以按照设计实现电子束轨道。
另外，在本发明中所说的一对元件电极间的间隙的纵向方向指连结间隙的两端的直线的方向。因此，在例如一对元件电极是图17所示的形状时，一对元件电极的间隙的纵向方向是图中线A-A′的延伸方向。在上述其它附图中也是一样，81a、81b表示元件电极，82表示电子发射部。
另外，在上述各实施方式中，说明了与隔离物接近的全部电子发射元件和不接近的全部电子发射元件的间隙的纵向方向相互不同的情况。但是，本发明并不仅限于此，在与隔离物接近的电子发射元件中只有一部分电子发射元件，和与隔离物不接近的电子发射元件的间隙的纵向方向不同的情况，也包含在本发明中。这样的情况可用于例如由于在隔离物表面上局部具有电极等理由而在隔离物表面上局部地电位分布不同的显示装置中。
另外，在各实施方式中说明的结构仅仅是示例，在不脱离本发明的思想及范围的情况下可以有适当的变更。例如，在实施方式1～4及实施方式6中是只对从电子发射元件发射的电子的发射方向进行控制，但也可以如实施方式5那样，除了对发射方向进行控制之外，还对发射的电子的行方向的初速进行控制。具体言之，也可以将从与隔离物邻接的电子发射元件(受到隔离物的影响的电子发射元件)发射的电子的行方向的初速设定为与从其它的电子发射元件发射的电子的行方向的初速不同。由此，可以对Y方向(列方向)上的偏离ΔS和X方向(行方向)上的偏离ΔX一起进行校正。特别是，在元件电极的倾斜(角度θ)加大时，由于ΔX大，为得到更好的图像显示，控制初速是重要的。
利用本发明，因为不需要高精度地设置隔离物及进行设计变更就可以对由于隔离物引起的电子束的不规则偏离进行补偿，与过去相比，可以提供低成本高画质的图像显示装置。
另外，根据本发明的从电子发射元件发射的电子的发射方向及发射速度之类的参数，例如，通过由显示屏的形状决定的静电场计算及简单的电子束模拟，可以比较简单地求出。在本发明中，由于通过控制与隔离物本身没有关系的独立的参数，可以进行电子束轨道的设计，采用同一结构的隔离物，可以与各种图像显示装置形态相对应，例如，即使是在为高精细化而改变像素间距，或为高亮度化而提高加速电压这样的改变装置形态的规格时，只要对元件电极形状或驱动方法进行少许改变即可。这样，在本发明中，由于具有可以以同一隔离物部件对应多个产品的效果，所以，可以显著提高生产性并大幅度削减成本。

Claims (7)

1.一种图像显示装置，包括：
具有多个电子发射元件的电子源，该电子发射元件具有隔着直线形状的间隙相对置的一对元件电极、和位于该一对元件电极之间的电子发射部；
与上述电子源相对置的电极；以及
在上述电子源和上述电极之间，与上述多个电子发射元件内的一部分电子发射元件相邻接的隔离物，
其特征在于：
与上述隔离物邻接的上述电子发射元件的一对元件电极间的间隙的纵向方向，和不与上述隔离物邻接的上述电子发射元件的一对元件电极间的间隙的纵向方向相互不同。
2.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于：上述电子源具有多个行布线和多个列布线，上述多个电子发射元件的每一个都是上述一对元件电极的一个与上述多个行布线的一个相连接，而上述一对元件电极的另一个与多个列布线的一个相连接，且上述隔离物位于上述行布线上。
3.如权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于：与上述隔离物邻接的上述电子发射元件与上述隔离物所在的布线电连接。
4.如权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于：与上述隔离物邻接的上述电子发射元件的一对元件电极间的间隙的纵向方向相对于上述列布线的纵向方向具有倾斜。
5.如权利要求4所述的图像显示装置，其特征在于：上述隔离物和与上述隔离物邻接的电子发射元件的距离越小的电子发射元件，上述倾斜就越大。
6.如权利要求4所述的图像显示装置，其特征在于：上述间隙位于与上述隔离物邻接的上述电子发射元件的上述一对的元件电极的另一个和上述隔离物之间，在上述列布线上施加比上述行布线高的电位。
7.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于：上述隔离物是板状。
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