JP2005317535A - 電子放出素子 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は組立工程で発生する第１基板と第２基板の整列位置外れ、又は熱工程の途中で発生する第１基板と第２基板の収縮/膨脹誤差などによる各画素別放出電子のランディング特性低下を軽減でき、輝度と色再現力の均一度を向上させられる電子放出素子を提供することにある。
【解決手段】 開示された電子放出素子は所定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、第１基板上に互いに短絡されないように形成される第１電極及び第２電極と、第１基板上に形成される電子放出部と、第２基板上に形成されるアノード電極と、アノード電極の一方の面に所定のパターンに形成される蛍光層と、第１基板と第２基板の間に設置される補正電極を含み、補正電極は電子放出部の一方の側に配置される多数の櫛の歯部を有する第１サブ電極と、電子放出部の反対側に配置される多数の櫛の歯部を有する第２サブ電極を含む。
【選択図】 図５

Description

表示装置に用いる電子放出素子、特に、組立工程で発生する第１基板と第２基板との整列位置外れ、又は、熱工程の途中で発生する第１基板と第２基板との収縮/膨脹誤差などによる各画素別放出電子のランディング特性低下を軽減できる電子放出素子に関する。

一般に電子放出素子は第１基板側から放出された電子を第２基板に形成された蛍光層に衝突発光させて所定の発光、又は映像を実現する平板素子であり、熱陰極を利用する方式と冷陰極を利用する方式とに分類できる。

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（ＦＥＡ）型、表面電導エミッション（ＳＣＥ）型、金属-絶縁層-金属（ＭＩＭ）型、金属-絶縁層-半導体（ＭＩＳ）型などが知られている。

ＭＩＭ型及びＭＩＳ型電子放出素子は各々金属/絶縁層/金属（ＭＩＭ）、又は金属/絶縁層/半導体（ＭＩＳ）の構造からなる電子放出部を形成し、絶縁層を間に置いて位置する二つの金属、又は金属と半導体との間に電圧を印加する時、高い電子電位を有する金属、又は半導体から低い電子電位を有する金属側に電子が移動して加速されながら放出される原理を利用する。

ＳＣＥ型電子放出素子は一つの基板の上に互いに対向して配置された第１電極と第２電極との間に導電薄膜を提供し、この導電薄膜に微細亀裂を形成することによって電子放出部を形成していて、両電極に電圧を印加して導電薄膜の表面から電流が流れる時、電子放出部から電子が放出される原理を利用する。

そしてＦＥＡ型電子放出素子は仕事関数が低いか縦横比が大きい物質を電子源として使用する場合、真空の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たものであって、モリブデン（Ｍｏ）、又はシリコン（Ｓｉ）などを主材質とする先端がとがっているチップ構造物や、カーボンナノチューブ、黒鉛、ダイアモンド状カーボンのようなカーボン系物質を電子源に適用した例が開発されている。

以上のように構成される従来型電子放出素子において、第１基板と第２基板とを組立てる工程で組立位置を正確に一致させられない場合には、電子放出部と蛍光層との整列位置が外れるようになる。

ＦＥＡ型電子放出素子を例にすれば、図１８及び図１９に示すように、カソード電極３とゲート電極６とが形成された第１基板２に対して蛍光層８が形成された第２基板４が定位置から一方に偏って組立てられれば、第１基板２のカソード電極３に形成された電子放出部６の位置と第２基板４の蛍光層８の位置とが互いに外れるようになり、電子放出部６に対して蛍光層８が一方に偏って位置するようになる。この場合には電子放出部６から放出された電子が対応する蛍光層８に到達できなくて黒色層や隣接する他色の蛍光層８に衝突し、輝度の低下や色再現力の低下が発生する。

また、図２０に示したように、第１基板２に対して第２基板４が所定の角度に回転した状態で組立てられれば、電子放出部６の位置と蛍光層８の位置とが部分的に不一致になり、色再現力及び輝度の均一度が低下する。

そして図２１に示したように、第１基板２と第２基板４との収縮/膨脹量が互いに異なる場合にも電子放出部６の位置と蛍光層８の位置とが部分的に不一致になり、色再現力及び輝度の均一度が低下する。

本発明は前記問題点を解消するためのものであって、本発明の目的は組立工程で発生する第１基板と第２基板との整列位置外れ又は熱工程の途中で発生する第１基板と第２基板との収縮/膨脹誤差などによる各画素別放出電子のランディング特性低下を軽減できて、輝度及び色再現力の均一度を向上させられる電子放出素子を提供することにある。

上記の目的を達成するために本発明の電子放出素子は、所定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、第１基板上に互いに短絡しないように形成される第１電極及び第２電極と、第１基板上に形成される電子放出部と、第２基板上に形成されるアノード電極と、アノード電極の一つの面に所定のパターンに形成される蛍光層と、第１基板と第２基板との間に設置される補正電極と、を備え、補正電極は電子放出部の一方の側に配置される複数の櫛の歯部を有する第１サブ電極と、電子放出部の反対側に配置される複数の櫛の歯部を有する第２サブ電極と、を備える。

前記蛍光層はストライプパターンを形成して、第１サブ電極の櫛の歯部と第２サブ電極の櫛の歯部とが蛍光層の長さ方向と同一な方向に沿って形成される。

前記第１サブ電極と第２サブ電極とは各自の櫛の歯部の一側端でこの櫛の歯部を電気的に連結する各自の電圧印加部を備え、第１サブ電極及び第２サブ電極の電圧印加部は互いに反対方向に位置しながら蛍光層の長さ方向に垂直方向に沿って形成される。

前記補正電極は前記第１サブ電極及び第２サブ電極に印加する電圧を必要に応じて同一に、又は互いに異なって印加し、前記電子放出部から放出された電子ビームの収束及び移動方向（軌跡）を調整することができるように構成する。

本発明によれば、組立工程で発生する第１基板と第２基板との整列位置外れ、又は熱工程の途中で発生する第１基板と第２基板との収縮/膨脹誤差などによる各画素別放出電子のランディング特性低下を、補正電極の第１サブ電極と第２サブ電極との間に適切な電界を形成することによって軽減でき、輝度及び色再現力の均一度を向上させられる電子放出素子を提供する。

次に、本発明による電子放出素子の好ましい実施例を、図面を参照して詳細に説明する。

図１及び図２を参照すれば、本実施例の電子放出素子は所定の間隔をおいて対向配置される第１基板２０及び第２基板２２と、第１基板２０上に第１絶縁層２５を間に置いて配置される第１電極２４及び第２電極２６と、第１電極２４上に形成される電子放出部２８と、第２基板２２上に形成されるアノード電極３０と、アノード電極３０の一つの面に所定のパターンを形成する蛍光層３２と、第１基板２０と第２基板２２との間に設置される補正電極４０と、を含んで構成される。このような電子放出素子を使用して映像を実現する使用方法としては、例えば、ＴＶの水平走査線と本素子の第２電極線の１本を対応させ、時間を追って順次に第２電極線の１本づつ（以下、スキャンラインという）に関連する全画素の信号を印加し、この時、各画素の指定には本素子の第１電極線を１本づつ関連づける。この関連付けは、通常は一度に行われるが、その所要時間を水平走査周期、又は線走査周期という。そして、ＴＶ１フレームの全水平走査線の信号印加が完了すれば、そのフレームの走査が終了したものとし、その所要時間をフレーム周期とする。

前記補正電極４０は電子放出部２８から放出される電子ビームの収束性能を高める役割を果たす。この補正電極４０は、櫛形に形成された第１および第２のサブ電極４２，４６を、各々の櫛の歯部４４、４８が互い違いに噛み合わされたように、例えば両手の指を組み合わせたように、対向配置させたものであって、第２電極２６上に第２絶縁層５０を間に置いて、蒸着又は印刷などの方法で一体に形成する構造も可能で、複数の櫛の歯部４４、４８が所定の間隔で形成された金属板からなるグリッドプレート（格子形状の板）に構成し、第１基板２０と第２基板２２との間に設置することも可能である。第２絶縁層５０には電子放出部２８に対応する位置にビーム通過孔５１を形成する。

カソード電極である第１電極２４とゲート電極である第２電極２６とはストライプパターンに形成して、互いに直交する方向に配列する。第２電極２６及び第１絶縁層２５には、電子放出部２８を第１電極２４上に形成するための空間であり、電界放出のための空間でもある電子放出孔（ビーム通過孔５１）を第１絶縁層２５、第２電極２６および第２絶縁層５０に各々形成する。電子放出部２８は第１電極２４と第２電極２６とが交差する領域ごとに前記電子放出孔の内側で第１電極２４の上に形成される。

前記電子放出部２８は電界が印加されると電子を放出する物質、たとえばカーボン系物質、又はナノメートルサイズ物質などで作る。電子放出部２８として使用することが好ましい物質にはカーボンナノチューブ、黒鉛、黒鉛ナノファイバー、ダイアモンド、ダイアモンド状カーボン、Ｃ_６０、シリコンナノワイヤーの中のいずれか一つ、又はこれらの組み合わせ物質があり、電子放出部２８の製造法としてはスクリーン印刷、直接成長、化学気相蒸着、又はスパッタリングなどを適用できる。

その他、電子放出部２８としてコーン型、ウエッジ型、薄膜フィルムエッジ型など多様な形状の電子放出部を適用することも可能である。

前記では第１基板２０に第１電極２４を形成して絶縁層２５を間に置き第２電極２６を形成するものとして説明したが、本発明はこれに限定されず、第１基板にゲート電極である第２電極を形成して第２電極の上に絶縁層を間に置いてカソード電極である第１電極を形成することも可能である。この時補正電極は第２絶縁層を間に置いて第１電極の上に形成される。

そして、第１基板２０に対向する第２基板２２の一つの面には各色蛍光層３２と黒色層３３とが形成され、蛍光層３２及び黒色層３３の上にはアルミニウムのような金属膜からなるアノード電極３０が形成される。蛍光層３２は各々ストライプパターンに形成されて、図１に示すように、第１電極２４に沿った方向に赤色蛍光層３２Ｒ、緑色蛍光層３２Ｇ、青色蛍光層３２Ｂを所定の間隔をおいて順次に交互に配置して構成される。蛍光層３２は各々ドットパターンに形成して配列してもよいが、ストライプの方が作りやすい。

アノード電極３０は、外部から電子ビーム加速に必要な高電圧を印加され、蛍光層３２から放射された可視光のうち、第１基板２０に向かって放射された可視光を第２基板２２側に反射させ、画面の輝度を高める役割を果たす。一方、アノード電極は金属膜ではないＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などのような透明導電膜で作ることができる。この場合、アノード電極は第２基板と蛍光層又は黒色層との間に位置し、所定のパターンに区分された複数個の小パターンで構成してもよい。

前記のように構成される第１基板２０と第２基板２２とは第２電極２６と蛍光層３２とが直交するように対向した状態で所定の間隔をおいてシーリング物質（密封材）によって接合され、その間に形成された内部空間を排気させ真空状態を維持する。

また、第１基板２０と第２基板２２との間隔を一定に維持させるためにスペーサ３８を第１基板２０と第２基板２２との間に所定の間隔で配列し設置する。前記スペーサ３８は黒色層が位置する非発光領域に対応して設置することが好ましい。

前述した電子放出素子は第１電極２４、第２電極２６、補正電極４０及びアノード電極３０に所定の電圧を供給して駆動するが、このように各電極に電圧が印加されると、第２電極２６と第１電極２４との電圧差によって電子放出部２８周囲に電界が形成され電子放出部２８から電子が放出されて、放出された電子はアノード電極３０に印加された電圧に引かれ第２基板２２側に向きながら補正電極４０に印加された電圧によって収束され、アノード電極３０に印加された高電圧に引かれ当該画素の蛍光層３２に衝突して発光させる。

そして、本発明による電子放出素子の他の実施例は図３及び図４に示すように、所定の間隔をおいて対向配置された第１基板２０及び第２基板２２と、第１基板２０の上に所定の間隔をおいて互いに対向して形成される第１電極７２及び第２電極７４と、第１電極７２及び第２電極７４に第１導電膜７３及び第２導電膜７５を通して電気的に連結されて形成される電子放出部７８と、第２基板２２上に形成されるアノード電極３０と、アノード電極３０の一方の面に所定のパターンに形成される蛍光層３２と、第１基板２０と第２基板２２との間に設置された補正電極４０と、を含む。

前記第１電極７２及び第２電極７４は第１基板２０の同一平面上に形成される。

第１電極７２及び第２電極７４には各々表面の一部を覆いながら互いに近接するように第１導電膜７３及び第２導電膜７５を形成し、電子放出部７８は互いに近接して形成された第１導電膜７３と第２導電膜７５との間に両導電膜７３、７５と電気的に連結されて形成される。したがって、電子放出部７８は第１導電膜７３及び第２導電膜７５を通じて第１電極７２及び第２電極７４に電気的に連結される。

第１電極７２及び第２電極７４に各々電圧を印加すれば、第１導電膜７３及び第２導電膜７５を通って小面積の薄膜で形成された電子放出部７８の表面と並行に電流を流しながら表面-電導型電子放出が行われる。第１電極７２と第２電極７４との間の間隔は大凡数十ｎｍ乃至数百μｍ程度の範囲で設定する。

第１電極７２及び第２電極７４は導電性を有する多様な材料が使用可能であり、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）などの金属及びその合金、又は導電性金属酸化物からなる印刷導体あるいはＩＴＯなどの透明電極などが全部使用可能である。

第１導電膜７３及び第２導電膜７５はニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）などの導電性材料を利用した微粒子薄膜で形成する。

電子放出部７８は黒鉛型炭素又は炭素同素体などで形成することが好ましい。具体的には前記一実施例と同様に、カーボンナノチューブ、黒鉛、黒鉛ナノファイバー、ダイアモンド、ダイアモンド状カーボン、Ｃ_６０、シリコンナノワイヤーのうちのいずれか一つ、又はこれらの組み合わせ物質からなることができる。

前記一実施例及び他の実施例で説明していない具体的な構成や製造方法は、一般的な電界放出アレイ型、表面電導エミッション型の多様な構成を適用して実施することが可能である。そして、本発明による電子放出素子は、これらの電子放出素子だけではなく、それ以外の多様な電子放出素子への適用が可能である。

次に、前記のように構成された本発明による電子放出素子の一実施例及び他の実施例に共通的に適用できる本発明による補正電極４０の構成と多様な駆動例を説明する。

前記補正電極４０は図５及び図６に示すように、第１サブ電極４２の櫛の歯部４４と第２サブ電極４６の櫛の歯部４８とが電子放出部２８を間に置いて両側に配置されるように設置する。

例えば、ストライプパターンに形成される第１電極２４の間に第１サブ電極４２の櫛の歯部４４と第２サブ電極４６の櫛の歯部４８とを各々交互に配置して設置する。つまり、隣接する第１電極２４の間の空間一つに第１サブ電極４２の櫛の歯部４４と第２サブ電極４６の櫛の歯部４８とが各々一つずつ２つが所定の間隔をおいて互いに異なる第１電極２４と近接して位置するように配置して設置する。

前記補正電極４０において、第１サブ電極４２の櫛の歯部４４と第２サブ電極４６の櫛の歯部４８とは各々ストライプパターンに形成される蛍光層３２の長さ方向と同一な方向に長く形成される。

第１サブ電極４２の櫛の歯部４４相互間、及び第２サブ電極４６の櫛の歯部４８相互間では各々反対方向に位置する一対の電圧印加部（櫛歯の取付け部）４３、４７によって互いに電気的に連結される。電圧印加部４３、４７は蛍光層３２の長さ方向に垂直で長く形成され、第１電極２４の両端に位置するように設置される。第１サブ電極４２及び第２サブ電極４６は互いに短絡しないように設置する。

補正電極４０は第１サブ電極４２及び第２サブ電極４６に印加する電圧を必要に応じて同一にしたり又は互いに異ならせたりして印加し、電子放出部２８から放出された電子ビームの収束及び移動方向（軌跡）を調整することができるように構成する。つまり、第１サブ電極４２及び第２サブ電極４６に差別的に電圧を印加して電子ビームの収束方向及び移動方向を調整できるように構成する。

前記のように構成される本発明による補正電極４０は図７及び図８に示したように、第１基板２０及び第２基板２２の組立過程で整列位置が外れ、蛍光層３２の位置が電子放出部２８の一方の側に偏って位置すれば、図９及び図１０に示したように第１サブ電極４２及び第２サブ電極４６に互いに異なる電圧を印加して駆動する。

前記蛍光層３２が第１サブ電極４２側に水平移動して電子放出部２８の右側に偏った状態で位置した場合には、図９に示したように、前記第１サブ電極４２の電圧印加部４３を通して各櫛の歯部４４に相対的に高い電圧（Ｖ_Ｈ）を印加し、第２サブ電極４６の電圧印加部４７を通して相対的に低い電圧（Ｖ_Ｌ）を印加し、電子放出部２８から放出された電子が第２サブ電極４６の櫛の歯部４８による斥力と第１サブ電極４２の櫛の歯部４４による引力とによって相対的に高い電圧（Ｖ_Ｈ）が印加される第１サブ電極４２側に偏りながら第２基板２２の蛍光層３２側に進行して対応する蛍光層３２に衝突するように駆動する。

つまり、蛍光層３２の垂直面に近接して櫛の歯部４４が位置する第１サブ電極４２には相対的に高い電圧（Ｖ_Ｈ）を印加し、蛍光層３２の垂直面から遠く、櫛の歯部４８が位置する第２サブ電極４６には相対的に低い電圧（Ｖ_Ｌ）を印加して非対称電界を形成する。

前記第１サブ電極４２及び第２サブ電極４６に印加する電圧は図９に示すように各画素別に順次に印加するパルス方式も可能であり、図１０に示すように継続的に印加する線形（連続）方式も可能である。

また、図１１に示すように、第１基板２０及び第２基板２２が組立てられる過程で第１基板２０に対して第２基板２２が所定の角度で反時計方向に回転した状態に組立てられ、蛍光層３２が電子放出部２８に対して所定の角度反時計方向に回転した状態に位置する場合には、図１２に示すように、スキャンライン（現在、動作させようとしている走査線）である第２電極２６のｎ−１番目にデータ信号が印加される時に第１サブ電極４２には相対的に低い電圧（Ｖ_Ｌ）を印加し、第２サブ電極４６には相対的に高い電圧（Ｖ_Ｈ）を印加する。

前記のように第１サブ電極４２及び第２サブ電極４６に互いに異なる電圧を印加することによって、電子放出部２８から放出された電子は第１サブ電極４２の櫛の歯部４４による斥力と第２サブ電極４６の櫛の歯部４８による引力とによって相対的に高い電圧（Ｖ_Ｈ）が印加される第２サブ電極４６側に偏りながら第２基板２２の蛍光層３２側に進行して対応する蛍光層３２に衝突するように駆動する。

そして、図１２に示すように、スキャンラインである第２電極２６のｎ番目にデータ信号が印加される時には第１サブ電極４２と第２サブ電極４６とに同一な電圧（Ｖ_Ｍ）を印加し、電子放出部２８から放出された電子が正常な軌跡に沿って第２基板２２の蛍光層３２側に進行して対応する蛍光層３２に衝突するように駆動する。

また、図１２に示すように、スキャンラインである第２電極２６のｎ＋１番目にデータ信号が印加される時には第２サブ電極４６に相対的に低い電圧（Ｖ_Ｌ）を印加し、第１サブ電極４２には相対的に高い電圧（Ｖ_Ｈ）を印加する。このように第１サブ電極４２及び第２サブ電極４６に互いに異なる電圧を印加することによって、電子放出部２８から放出された電子は第２サブ電極４６の櫛の歯部４８による斥力と第１サブ電極４２の櫛の歯部４４による引力とによって相対的に高い電圧（Ｖ_Ｈ）が印加される第１サブ電極４２側に偏りながら第２基板２２の蛍光層３２側に進行して対応する蛍光層３２に衝突するように駆動する。

前記のようにスキャンラインにデータ信号が印加されることによって蛍光層３２が電子放出部２８に対して所定の角度に回転し、外れた程度に対応して第１サブ電極４２及び第２サブ電極４６に印加する電圧を調整することによって、蛍光層３２と電子放出部２８との間の位置外れに対する補正を行うことができる。

前記では三つのスキャンラインに関してだけ説明したが、さらに多数のスキャンラインにおいても同じ方法で各々第１サブ電極４２に印加される電圧と第２サブ電極４６とに印加される電圧の大きさを多様に変化させることによって、蛍光層３２と電子放出部２８との間の整列位置が外れた程度に対応して補正を行うことが可能である。

また、前記とは違って、図１３に示したように、第１サブ電極４２及び第２サブ電極４６に印加される電圧の大きさを線形（連続的）に変化させて印加することによって蛍光層３２と電子放出部２８との間の整列位置を補正することも可能である。

そして本発明による電子放出素子において、補正電極４０の第１サブ電極４２及び第２サブ電極４６に印加される電圧を各画素別に異なるように設定し印加するように構成すれば、第１基板２０と第２基板２２との収縮/膨脹量の差によって発生する図２０の様に現れる電子放出部２８と蛍光層３２との間の整列位置外れに対しても補正を行うことが可能である。

つまり、第２電極２６に印加する信号に対応して第１サブ電極４２と第２サブ電極４６とに印加する電圧を調整すると共に、第１電極２４に印加する信号に対応しても第１サブ電極４２と第２サブ電極４６とに印加する電圧を調整して印加することによって、第１基板２０と第２基板２２との収縮/膨脹量の差によって発生する電子放出部２８と蛍光層３２との間の整列位置外れも補正することが可能である。

そして、本発明による電子放出素子の一実施例は図１４及び図１５に示すように、補正電極４０を設置する過程で電子放出部２８と補正電極４０との間に位置外れが発生する場合にも適用が可能である。

つまり、図１５に示すように、補正電極４０が電子放出部２８に対して所定の角度に反時計方向で回転した状態で設置された場合にも前記図１２及び図１３と同じ方法で第１サブ電極４２及び第２サブ電極４６に各々所定の電圧を印加して電子放出部２８から放出される電子ビームの収束方向と進行方向とに対する補正を行うことができる。

また、図１８に示したように、補正電極４０が電子放出部２８に対して右側に水平移動して一方の側に偏って設置された場合（前記第１サブ電極４２の櫛の歯部４４は電子放出部２８から相対的に遠く位置し、第２サブ電極４６の櫛の歯部４８は電子放出部２８に相対的に近接して位置する場合）においても、図１６及び図１７に示すように、第１サブ電極４２には相対的に低い電圧（Ｖ_Ｌ）を印加し、第２サブ電極４６には相対的に高い電圧（Ｖ_Ｈ）を印加することによって電子放出部２８から放出される電子の収束方向と進行方向とを補正することが可能である。

前記で補正電極４０の第１サブ電極４２及び第２サブ電極４６に電圧を印加する場合、個別スキャンラインに対して選択的に電圧を印加することも可能である。しかし、この場合には補正電極４０の駆動電圧によるＩＣ（集積回路）の負担が発生することもあるので、図９、図１２、図１６に示すように、１-フレームに対して周期を有するように電圧を印加することが好ましい。

本発明による電子放出素子によれば、組立工程で第１基板と第２基板との間の整列位置外れ（ミスアラインメント）が発生する場合でも、従来のように駆動映像の入力信号を補正して印加する必要がなく、製品の組立完了段階で調整過程によりハードウェアー的に輝度及び色再現力の均一度を向上させることが可能である。

つまり、従来は整列位置外れが発生する場合に、これを補正するために駆動映像の入力信号を補正して印加していたので、フレームバッファーなどのメモリが追加的に必要であり、また短時間であるが映像補償過程での信号遅延が発生する。しかし、本発明によれば、追加的なメモリを必要としないで、同じ時間で整列位置外れに対する補正を行うことができる。

したがって、本発明による電子放出素子によれば、スキャンラインの周期に同期して補正電極４０の第１サブ電極４２と第２サブ電極４６との間に適切な非対称電界を形成することによって電子放出部から放出された電子の蛍光層へのランディング（着陸位置ずれ）特性を簡単に補正して向上させることが可能であり、輝度及び色再現力の均一度を向上させることができる。

前記では本発明による電子放出素子の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明及び添付した図面の範囲内で多様に変形させて実施することが可能であり、これらも本発明の範囲に属する。

本発明による電子放出素子の一実施例を示す部分拡大斜視図である。 本発明による電子放出素子の一実施例を示す部分拡大断面図である。 本発明による電子放出素子の他の実施例を示す部分拡大断面図である。 本発明による電子放出素子の他の実施例において電子放出部の構成を示す部分拡大平面図である。 本発明による電子放出素子の一実施例において電子放出部と蛍光層とが定位置に整列された状態を模式的に示す平面図である。 図４において電子放出部と蛍光層とが定位置に整列された状態を模式的に示す部分拡大断面図である。 本発明による電子放出素子の一実施例において電子放出部に対して蛍光層が一方の側に偏って整列された状態を模式的に示す平面図である。 図７において電子放出部に対して蛍光層が一方の側に偏って整列された状態を模式的に示す部分拡大断面図である。 図７において第１サブ電極及び第２サブ電極に印加する電圧のパターンを示す制御信号グラフである。 図７において第１サブ電極及び第２サブ電極に印加する電圧の他のパターンを示す制御信号グラフである。 本発明による電子放出素子の一実施例において電子放出部に対して蛍光層が所定の角度に回転して整列された状態を模式的に示す平面図である。 図１１において第１サブ電極及び第２サブ電極に印加する電圧のパターンを示す制御信号グラフである。 図１１において第１サブ電極及び第２サブ電極に印加する電圧の他のパターンを示す制御信号グラフである。 本発明による電子放出素子の一実施例において電子放出部に対して補正電極が所定の角度に回転して整列された状態を模式的に示す平面図である。 本発明による電子放出素子の一実施例において電子放出部に対して補正電極が一方の側に偏って整列された状態を模式的に示す平面図である。 図１５において第１サブ電極及び第２サブ電極に印加する電圧のパターンを示す制御信号グラフである。 図１５において第１サブ電極及び第２サブ電極に印加する電圧の他のパターンを示す制御信号グラフである。 従来ＦＥＡ型電子放出素子において電子放出部に対して蛍光層が一方の側に偏って整列された状態を模式的に示す断面図である。 図１８において電子放出部に対して蛍光層が一方の側に偏って整列された状態を模式的に示す部分拡大断面図である。 従来ＦＥＡ型電子放出素子において電子放出部に対して蛍光層が所定の角度に回転し整列された状態を模式的に示す平面図である。 従来ＦＥＡ型電子放出素子において第１基板と第２基板との収縮/膨張率が違い、電子放出部と蛍光層とが不一致になった状態を模式的に示す平面図である。

符号の説明

２ 第１基板
３ カソード電極
４ 第２基板
６ 電子放出部
８ 蛍光層
２０ 第１基板
２２ 第２基板
２４ 第１電極
２５ 第１絶縁層
２６ 第２電極
２８ 電子放出部
３０ アノード電極
３２ 蛍光層
３２Ｒ 赤色蛍光層
３２Ｇ 緑色蛍光層
３２Ｂ 青色蛍光層
３３ 黒色層
３８ スペーサ
４０ 補正電極
４２ 第１サブ電極
４３、４７ 電圧印加部
４４、４８ 櫛の歯部
４６ 第２サブ電極
５０ 第２絶縁層
５１ ビーム通過孔
７２ 第１電極
７３ 第１導電膜
７４ 第２電極
７５ 第２導電膜
７８ 電子放出部

Claims (20)

1. 所定の間隔をおいて対向配置された第１基板及び第２基板と、
   前記第１基板上に互いに短絡しないように形成された第１電極及び第２電極と、
   前記第１基板上に形成された電子放出部と、
   前記第２基板上に形成されたアノード電極と、
   前記アノード電極の一方の面に所定のパターンに形成された蛍光層と、
   前記第１基板と第２基板との間に設置された補正電極と、
   を備え、
   前記補正電極は、前記電子放出部の一方の側に配置され複数の櫛の歯部を有する第１サブ電極と、電子放出部の反対側に配置され複数の櫛の歯部を有する第２サブ電極と、を備えることを特徴とする電子放出素子。
2. 前記蛍光層がストライプパターンに形成され、前記第１サブ電極の櫛の歯部と第２サブ電極の櫛の歯部とが蛍光層の長さ方向と同一な方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子放出素子。
3. 前記第１サブ電極と第２サブ電極とは各々の櫛の歯部の一方の端でこの櫛の歯部を電気的に連結する各々の電圧印加部を備え、第１サブ電極及び第２サブ電極の電圧印加部は互いに反対方向に位置しながら前記蛍光層の長さ方向に垂直方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電子放出素子。
4. 前記第１サブ電極及び第２サブ電極には電圧を差別して印加することを特徴とする請求項１に記載の電子放出素子。
5. 前記第１サブ電極と第２サブ電極とに印加する電圧は電子放出部と蛍光層との間の位置外れに対応して互いに相対的である電圧差を有するように設定することを特徴とする請求項４に記載の電子放出素子。
6. 前記第１サブ電極と第２サブ電極とに印加する電圧は線走査とフレーム走査との周期に同期し差別して印加することを特徴とする請求項４に記載の電子放出素子。
7. 前記第１サブ電極と第２サブ電極とに印加する電圧はそれぞれの画素に対して互いに異ならせて設定し印加することを特徴とする請求項４に記載の電子放出素子。
8. 前記第１サブ電極と第２サブ電極とに印加する電圧は電子放出部と補正電極との間の位置外れに対応して互いに相対的な電圧差を有するように設定することを特徴とする請求項４に記載の電子放出素子。
9. 前記補正電極は絶縁層を間に置いて第１電極、又は第２電極上に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子放出素子。
10. 前記電子放出部はグラファイト、ダイアモンド、ダイアモンド状カーボン、カーボンナノチューブ、Ｃ_６０の中から選択して単独で又は２種以上を組み合わせて形成することを特徴とする請求項１に記載の電子放出素子。
11. 前記第１電極は前記第１基板上に所定の間隔で形成され、
    前記第２電極は絶縁層を間に置いて前記第１電極上に交差するパターンに形成され、
    前記電子放出部は前記第２電極と交差する部分の第１電極上に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の電子放出素子。
12. 前記第１電極と第２電極とは第１基板上に所定の間隔をおいて互いに対向して形成され、
    前記第１電極及び第２電極の表面の一部を覆いながら互いに近接するように第１導電膜及び第２導電膜が形成され、
    前記電子放出部が、互いに近接して形成された前記第１導電膜と第２導電膜との間に、形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の電子放出素子。
13. 第１基板と第２基板との間に、複数の櫛の歯部が所定のパターンに配列されて形成される第１サブ電極と第２サブ電極とが対向して位置する補正電極を、第１サブ電極の櫛の歯部及び第２サブ電極の櫛の歯部が電子放出部を間に置いて両側に各々一つずつ配置されるように設置し、第１基板及び第２基板の組立過程で、整列位置が外れて蛍光層又は補正電極の位置が電子放出部の一方の側に偏って位置すれば、前記第１サブ電極及び第２サブ電極に互いに異なる電圧を印加して電子放出部から放出された電子の軌道を補正することを特徴とする電子放出素子の駆動方法。
14. 前記第１サブ電極及び第２サブ電極には各画素別に順次に電圧を印加するパルス方式、又は継続的に電圧を印加する線形方式の中から選択して電圧を印加することを特徴とする請求項１３に記載の電子放出素子の駆動方法。
15. 前記蛍光層が水平移動して電子放出部の一方の側に偏った状態で位置する場合は、前記第１サブ電極及び第２サブ電極の中で蛍光層が偏った第１方向に位置する場合には、相対的に高い電圧を前記第１サブ電極に印加し、前記第２サブ電極には、相対的に低い電圧を印加することを特徴とする請求項１４に記載の電子放出素子の駆動方法。
16. 前記蛍光層が電子放出部に対してスキャンラインのｎ番目を中心に所定の角度反時計方向に回転した状態で位置する場合には、スキャンラインのｎ−１番目にデータ信号が印加される時に前記第１サブ電極に相対的に低い電圧を印加して前記第２サブ電極に相対的に高い電圧を印加し、スキャンラインのｎ番目にデータ信号が印加される時には前記第１サブ電極と第２サブ電極とに同一な電圧を印加し、スキャンラインのｎ＋１番目にデータ信号が印加される時には前記第２サブ電極に相対的に低い電圧を印加して前記第１サブ電極に相対的に高い電圧を印加することを特徴とする請求項１４に記載の電子放出素子の駆動方法。
17. 前記補正電極が電子放出部に対してスキャンラインのｎ番目を中心に所定の角度反時計方向に回転した状態で位置する場合には、スキャンラインのｎ−１番目にデータ信号が印加される時に前記第１サブ電極に相対的に低い電圧を印加して前記第２サブ電極に相対的に高い電圧を印加し、スキャンラインのｎ番目にデータ信号が印加される時には前記第１サブ電極と第２サブ電極とに同一な電圧を印加し、スキャンラインのｎ＋１番目にデータ信号が印加される時には前記第２サブ電極に相対的に低い電圧を印加して前記第１サブ電極に相対的に高い電圧を印加することを特徴とする請求項１４に記載の電子放出素子の駆動方法。
18. 前記補正電極が電子放出部に対して一方の側に偏って設置される場合には、前記第１サブ電極及び第２サブ電極の中で電子放出部から相対的に遠くに位置する一つのサブ電極には、相対的に低い電圧を印加し、他の一つのサブ電極には、相対的に高い電圧を印加することを特徴とする請求項１４に記載の電子放出素子の駆動方法。
19. 前記ゲート電極に印加する信号に対応して第１サブ電極と第２サブ電極とに印加する電圧を調整すると共に、カソード電極に印加する信号に対応しても第１サブ電極と第２サブ電極とに印加する電圧を調整して、第１基板と第２基板との収縮/膨脹量の差によって発生する電子放出部と蛍光層との間の整列位置外れを補正することを特徴とする請求項１３に記載の電子放出素子の駆動方法。
20. 前記第１サブ電極及び第２サブ電極には１フレームに対して周期を有するように電圧を印加することを特徴とする請求項１３に記載の電子放出素子の駆動方法。

Images