JP2007234317A - 平面型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】平面型画像表示装置の蛍光面の混色を防止して高輝度化と長寿命化を図る。
【解決手段】蛍光面を備えた前面基板２と、電子源１０をマトリクス状に備えた背面基板１とを支持枠３を介して対向配置し、両基板１，２と支持枠３とを気密封着した平面型画像表示装置で、前記電子源１０の前記前面基板２に対向する表面形状を三角形状とした。
【選択図】 図４

Description

本発明は、前面基板と背面基板の間に形成される真空中への電子放出を利用した平面型の画像表示装置に関する。

高輝度、高精細に優れたディスプレイデバイスとして、従来からカラー陰極線管が広く用いられている。しかし、近年の情報処理装置やテレビ放送の高画質化に伴い、高輝度、高精細の特性をもつと共に軽量、省スペースの平面型画像表示装置（フラット・パネル・ディスプレイ、ＦＰＤ）の要求が高まっている。

その典型例として液晶表示装置、プラズマ表示装置などが実用化されている。又、特に、高輝度化が可能なものとして、電子源から真空への電子放出を利用した自発光型表示装置、例えば電子放出型平面型画像表示装置、又は電界放出型平面型画像表示装置と呼ばれるものや、低消費電力を特徴とする有機ＥＬディスプレイなど、種々の平面型画像表示装置の実用化も図られている。

平面型画像表示装置の中、自発光型のフラット・パネル・ディスプレイでは、電子源をマトリクス状に配置した構成が知られており、その一つとして、微少で集積可能な冷陰極を利用する前述した電子放出型平面型画像表示装置も知られている。

又、自発光型のフラット・パネル・ディスプレイでは、その冷陰極に、スピント型、表面伝導型、カーボンナノチューブ型、金属―絶縁体―金属を積層したＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）型、金属―絶縁体―半導体を積層したＭＩＳ（Metal-Insulator-Semiconductor）型、あるいは金属―絶縁体―半導体−金属型等の薄膜型電子源などが用いられる。

電子放出型ＦＰＤは、上記のような電子源を備えた背面基板と、蛍光体層とこの蛍光体層に電子源から放出される電子を射突させるための加速電圧を形成する陽極を備えた前面基板とを対向させ、両基板の対向する内部空間を所定の真空状態に封止する封止枠となる支持枠とで構成される表示パネルが知られている。この表示パネルに駆動回路を組み合わせて動作させる。

電子放出型の平面型画像表示装置では、第１の方向に延在して第１の方向と交差する第２の方向に並設された多数の第１配線（例えば、カソード配線、画像信号配線）と、この第１配線を覆って形成された絶縁膜と、この絶縁膜上で前記第２の方向に延在して前記第１の方向に並設された多数の第２配線（例えば、ゲート配線、走査信号配線）と、前記第１配線と前記第２配線との交叉部近傍に設けられた多数の電子源とを有する背面基板を備え、この背面基板は絶縁材からなる基板を有し、この基板上に前記配線が形成されている。

この構成で前記走査信号配線には走査信号が順次印加される。又、この基板上には走査信号配線と画像信号配線を前記電子源とそれぞれ接続する接続配線が設けられ、電子源に電流が供給される。この背面基板は、複数色の蛍光体層と陽極とを備えた前面基板と対向している。前面基板は、ガラスを好適とする光透過性の材料で形成される。そして、両基板の間に封止枠となる支持枠を介挿して封止し、当該背面基板と前面基板及び支持枠で形成される内部空間を真空にして構成される。

電子源は第１配線と第２配線の交差部近傍に位置し、第１電極と第２電極との間の電位差で電子源からの電子の放出量（放出のオン・オフを含む）を制御する。放出された電子は、前面基板に位置する陽極に印加される高電圧で加速されて前面基板に有する蛍光体層に射突する。蛍光体は電子により励起することで当該蛍光体層の発光特性に応じた色光で発色する。蛍光体層の形状は一般的には矩形形状であり、特殊な形状としては菱形が特許文献１に開示されている。

個々の電子源は対応する蛍光体層と対になって単位画素を構成する。通常は、赤（R）、緑（G）、青（B）の３色の単位画素で一つの画素（カラー画素、ピクセル）が構成される。なお、カラー画素の場合、単位画素は副画素（サブピクセル）とも呼ばれる。この電子源の配置に関しては、垂直型の電子源を持つ表示装置で、行方向に並列に、且つ、列方向で隣り合うもの同士が半分ずれて配置された構成が特許文献２に開示されている。

前述したような平面型画像表示装置では、一般的に背面基板と前面基板間の前記支持枠で囲繞された表示領域内に複数の間隔保持部材（以下スペーサと言う）が配置固定され、前記両基板間の間隔を前記支持枠と協働して所定間隔に保持している。このスペーサは、一般にはガラスやセラミックスなどの絶縁材で形成した板状体からなり、通常、複数の画素ごとに画素の動作を妨げない位置に設置される。

又、封止枠となる支持枠は背面基板と前面基板との内周縁にフリットガラスなどの封着部材で固着され、この固着部が気密封着されている。両基板と支持枠とで形成される表示領域内部の真空度は、例えば１０^-5〜１０^-7Ｔｏｒｒである。

支持枠と基板との封止領域には、背面基板に形成された第１配線や第２配線が貫通し、これら第１及び第２配線の先端部には第１配線引出端子や第２配線引出端子を有する。

特開平１１−３１７１８３号公報 特開２００１−３１２９５８号公報 特開２００３−１９７１３５号公報 特開２００４−３６３０７５号公報

特許文献３に開示されたような構成の平面型画像表示装置では、前面基板の蛍光体層に、背面基板側に配置された電子源から発射された電子ビームを加速して射突させ、励起することで当該蛍光体層の発光特性に応じた色光で発色する。
ところが、前記特許文献３に開示されたような構成の平面型画像表示装置では、前記電子源からの電子の一部が広がり、対向する所望の蛍光体層とこれに隣接する異色発光の蛍光体層を同時に励起して混色を発生させる問題があった。
この混色の発生は、表示装置の色純度の低下及び輝度低下を招き、表示品位を損なう問題があった。

本発明の目的は、混色の発生を防止し、色純度の確保と高輝度化を可能とし、表示品位の優れた信頼性の高い長寿命の平面型画像表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明では、平面型の複数の電子源を備えた背面基板と、複数の開口を有するブラックマトリクス膜を備えた前面基板とを対向配置したカラー表示が可能な平面型画像表示装置で、前記電子源の重心位置を隣接する異色発光用電子源の重心位置と異色配列方向で異なる配置構成とした。
これらの構成とした平面型画像表示装置に、画像信号駆動回路、走査信号駆動回路、その他の周辺回路を組み込んで自発光平面表示装置を構成する。

混色の発生を防止し、色純度の確保と高輝度化を可能とし、表示品位の優れた信頼性の高い長寿命の平面型画像表示装置を得ることが出来る。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１乃至図５は本発明の平面型画像表示装置の一実施例を説明するための図で、図１（ａ）は前面基板側から見た模式平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の模式側面図、図２は図１（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った模式平面図、図３は本発明の平面型画像表示装置の画素を構成する電子源の一例を説明する模式図で、図３（a）は平面図、図３（b）は図３（a）のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図、図４は電子源と開口の相対関係を示す模式平面図、図５は図２のＢ−Ｂ線に沿った背面基板の模式断面図とその背面基板と対応する部分の前面基板の模式断面図である。

これら図１乃至図５において、参照符号１は背面基板、２は前面基板で、これら両基板１、２は厚さ数ｍｍ、例えば１〜１０ｍｍ程度のガラス板から構成され、両基板共に略矩形状を呈し、所定の間隔を隔てて積層されている。
３は枠状を呈する支持枠で、この支持枠３は例えばフリットガラスの燒結体或いはガラス板等から構成され、単体で若しくは複数部材の組み合わせで略矩形状とされ、前記両基板１、２間に介挿されている。
この支持枠３は、前記両基板１、２間の周縁部に介挿され、両端面を両基板１、２と気密接合されている。この支持枠３の厚さは数ｍｍ〜数十ｍｍ、その高さは両基板１、２間の前記間隔に略等しい寸法に設定されている。
４は排気管で、この排気管４は前記背面基板１に固着されている。
５は封着部材で、この封着部材５は例えばフリットガラスから構成され、前記支持枠３と両基板１、２間を接合して気密封着している。

前記支持枠３と両基板１、２及び封着部材５で囲まれた空間の表示領域６は前記排気管４を介して排気され例えば１０^-5〜１０^-7Ｔｏｒｒの真空度を保持している。又、前記排気管４は前述のように前記背面基板１の外表面に取り付けられ、この背面基板１を貫通して穿設された貫通孔７に連通しており、排気完了後前記排気管４は封止される。

参照符号８は映像信号配線で、この映像信号配線８は前記背面基板１の内面に一方向（Ｙ方向）に延在し他方向（Ｘ方向）に並設されている。この映像信号配線８は表示領域６から支持枠3と背面基板１との接合領域を気密に貫通し、背面基板１の端部まで延在し、その先端部を映像信号配線引出端子８１としている。

参照符号９は走査信号配線で、この走査信号配線９は前記映像信号配線８上でこれと交差する前記他方向（Ｘ方向）に延在し前記一方向（Ｙ方向）に並設されている。この走査信号配線９は表示領域６から支持枠3と背面基板１との接合領域を気密に貫通し、背面基板１の端部まで延在し、その先端部を走査信号配線引出端子９１としている。

参照符号１０は平面型の電子源で、その詳細は後述するが、この電子源１０は前面基板２と対向する表面形状が略三角形状を呈して前記走査信号配線９と映像信号配線８の各交差部近傍に設けられている。又、この電子源１０は前記走査信号配線９及び前記映像信号配線８と接続配線１１、１１Ａでそれぞれ接続されている。又、前記映像信号配線８と、電子源１０及び前記走査信号配線９間には層間絶縁膜ＩＮＳが配置されている。

ここで、前記映像信号配線８は例えばＡｌ（アルミニウム）膜、走査信号配線９は例えばＣｒ／Ａｌ／Ｃｒ膜、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒ膜等が用いられる。又、前記配線引出端子８１、９１は電極の両端に設けられているが、何れか一端のみに設けても良い。

次に、参照符号１２はスペーサで、このスペーサ１２はセラミックス材等の絶縁材料から構成されており、一般には抵抗値の偏在が少なく、かつ長方形の薄板形状に整形された絶縁性基体と、この絶縁性基体の表面を覆い、かつ抵抗値の偏在の少ない被膜層から構成されている。
このスペーサ１２は１０⁸〜１０⁹Ω・ｃｍ程度の抵抗値を有し、全体として抵抗値の偏在の少ない構成となっている。
このスペーサ１２は前記支持枠３と略平行で走査信号配線９上に１本おきに直立配置され、接着部材１３で両基板１、２と接着固定している。
このスペーサ１２の基板との接着固定は一端側のみでも良く、更にその配置は通常、複数の画素毎に画素の動作を妨げない位置に設置される。

このスペーサ１２の寸法は基板寸法、支持枠３の高さ、基板素材、スペーサの配置間隔、スペーサ素材等により設定されるが、一般的には高さは前述した支持枠３と略同一寸法、厚さは数十μｍ〜数ｍｍ以下、長さは２０ｍｍ乃至１０００ｍｍ程度、好ましくは８０ｍｍ乃至１２０ｍｍ程度が実用的な値となる。

このスペーサ１２の一端側が固定された前面基板２の内面には、赤色、緑色、青色用の蛍光体層１５が遮光用のＢＭ（ブラックマトリクス）膜１６で区画されて配置され、これらを覆うように金属薄膜からなるメタルバック（陽極電極）１７が例えば蒸着方法で設けられて蛍光面を形成している。
このメタルバック１７は前面基板２と反対側、つまり背面基板１側への発光を前面基板２側へ向け反射させ、発光の取り出し効率を上げる為の光反射膜であると共に蛍光体粒子の表面の帯電を防ぐ機能も合わせ持っている。
又、このメタルバック１７は面電極として示してあるが、走査信号配線９と交差して画素列ごとに分割されたストライプ状電極とすることもできる。

前記蛍光体としては、例えば赤色用としてＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕを、又、緑色用としてＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｔｂ、更に、青色用としてＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ等を用いることができる。この蛍光体層１５は蛍光体粒子の平均粒径は例えば４μｍ〜９μｍ、膜厚は例えば１０μｍ〜２０μｍ程度となっている。
この蛍光面構成を図４で更に詳細に説明すると、前面基板２の内面にブラックマトリクス膜１６が複数の開口１６１を備えて被着形成されている。
このブラックマトリクス膜１６の開口１６１は、前記映像信号配線８の延在方向（垂直方向）に長辺、前記走査信号配線９の延在方向（水平方向）に短辺を持つ略矩形状に形成されており、この矩形状を呈する青蛍光体用開口１６１Ｂ、緑蛍光体用開口１６１Ｇ及び赤蛍光体用開口１６１Ｒが前記走査信号配線９の延在方向に重心位置を揃えている。又、開口の配置範囲ＷＢは前記走査信号配線９の延在方向の隣接相互では開口１６の長辺長ＢＭＬＨと同一範囲内に順次配置されている。
このブラックマトリクス膜１６の開口１６１を塞ぎ、かつ背面の一部まで延在して緑蛍光体層、青蛍光体層及び赤蛍光体層がそれぞれ前記所定の開口に配置されている。
この開口１６１に対向して背面基板１側に配置された電子源１０は、前記対向する表面形状が前記映像信号配線８の延在方向に頂点と底辺を持つ略三角形状である。三角形の頂点の向きが前記走査信号配線９の延在方向で隣接する電子源相互で異なる配置としている。しかも、電子源１０の×印で示す重心位置も前記走査信号配線９の延在方向（水平方向）の隣接する電子源相互で垂直方向で異なっている。電子源の配置範囲ＷＥは前記走査信号配線９の延在方向の隣接する電子源相互では電子源１０の三角形の高さＥＥＬＨと同一範囲内となっている。
ここで、前記重心は平面図形の重心位置で規定される。なお、参照符号ＥＥＩＷは電子源の水平方向の最小幅、ＥＥＡＷは電子源の水平方向の最大幅である。
この電子源１０の三角形状と配置位置と、前記開口１６１との組み合わせで蛍光面上に照射される電子ビームのスポットＳＰは略台形となり、隣接する異色の蛍光体層を合わせて照射することは防止できる。これにより、該蛍光体層１５が所定の色光で発光し、他画素の蛍光体の発光色と合成されて所定の色のカラー画素を構成する。
ここで、前記電子源１０の表面形状としては、三角形に代えて例えば開口１６１と相似形状の略台形とすることも可能である。

次に、本実施例の電子源１０としては図３にその詳細を示す。
この種の電子源の製造工程を、図３を基に概要を説明する。
図３に示す本実施例の電子源１０は、先ず、背面基板ＳＵＢ１上に下部電極ＤＥＤ（前記の映像信号配線８）、保護絶縁層ＩＮＳ１、絶縁層ＩＮＳ２を形成する。次に、層間膜ＩＮＳ３と、上部電極ＡＥＤへの給電線となる上部バス電極（前記走査信号配線９）とを、例えばスパッタリング方法等で成膜する。下部電極や上部電極にはアルミニウムを用いることができるが、後述する他の金属も用いることができる。

層間膜ＩＮＳ３としては、例えばシリコン酸化物やシリコン窒化膜、シリコンなどを用いることができる。この層間膜ＩＮＳ３は、陽極酸化で形成する保護絶縁層ＩＮＳ１にピンホールがあった場合、その欠陥を埋め、下部電極ＤＥＤと走査信号電極となる上部バス電極（金属膜下層ＭＤＬと金属膜上層ＭＡＬの間に金属膜中間層ＭＭＬとしてＣｕを挟んだ３層の積層膜）間の絶縁を保つ役割を果たす。

なお、上部バス電極は、上記の３層積層膜は限らず、それ以上とすることもできる。例えば、金属膜下層ＭＤＬ、金属膜上層ＭＡＬとしてＡｌやクロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）などの耐酸化性の高い金属材料、またはそれらを含む合金やそれらの積層膜を用いることができる。この他に、金属膜下層ＭＤＬとしてＡｌ合金とＣｒ、Ｗ、Ｍｏなどの積層膜を用い、金属膜上層ＭＡＬとしてＣｒ、Ｗ、ＭｏなどとＡｌ合金の積層膜を用いて、金属膜中間層ＭＭＬのＣｕに接する膜を高融点金属とした５層膜を用いることで、画像表示装置の製造プロセスにおける加熱工程の際に、高融点金属がバリア膜となってＡｌとＣｕの合金化を抑制できるので、低抵抗化に特に有効である。

Ａｌ−Ｎｄ合金のみ用いる場合の、当該Ａｌ−Ｎｄ合金の膜厚は、金属膜下層ＭＤＬより金属膜上層ＭＡＬを厚くし、金属膜中間層ＭＭＬのＣｕは配線抵抗を低減するため、できるだけ厚くしておく。なお、金属膜中間層ＭＭＬのＣｕはスパッタ以外に電気めっきなどにより形成することも可能である。

高融点金属を用いる上記５層膜の場合は、Ｃｕと同様に、特に燐酸、酢酸、硝酸の混合水溶液でのウェットエッチングが可能なＭｏでＣｕを挟んだ積層膜を金属膜中間層ＭＭＬとして用いるのが特に有効である。

続いて、レジストのパターニングとエッチング加工により金属膜上層ＭＡＬを、下部電極ＤＥＤと交差するストライプ形状に加工する。このエッチング加工では、例えば燐酸、酢酸の混合水溶液でのウェットエッチングを用いる。エッチング液に硝酸を加えないこと
によりＣｕをエッチングせずにＡｌ−Ｎｄ合金のみを選択的にエッチングすることが可能となる。

Ｍｏを用いた５層膜の場合も、エッチング液に硝酸を加えないことによりＭｏとＣｕをエッチングせずに、Ａｌ−Ｎｄ合金のみのみ選択的にエッチング加工することが可能である。ここでは、金属膜上層ＭＡＬを１画素あたり１本形成したが、２本形成することも可能である。

続いて、同じレジスト膜をそのまま用いるか、金属膜上層ＭＡＬのＡｌ−Ｎｄ合金をマスクとして金属膜中間層ＭＭＬのＣｕを例えば燐酸、酢酸、硝酸の混合水溶液でウェットエッチングする。燐酸、酢酸、硝酸の混合水溶液のエッチング液中でのＣｕのエッチング速度はＡｌ−Ｎｄ合金に比べて十分に速いため、金属膜中間層ＭＭＬのＣｕのみを選択的にエッチングすることが可能である。Ｍｏを用いた５層膜の場合もＭｏとＣｕのエッチング速度はＡｌ−Ｎｄ合金に比べて十分に速くＭｏとＣｕの３層の積層膜のみを選択的にエッチングすることが可能である。Ｃｕのエッチングにはその他過硫酸アンモニウム水溶液や過硫酸ナトリウム水溶液も有効である。

続いて、レジストのパターニングとエッチング加工により金属膜下層ＭＤＬを下部電極ＤＥＤと交差するストライプ形状に加工する。このエッチング加工は燐酸、酢酸の混合水溶液でのウェットエッチングで行う。その際、印刷するレジスト膜を金属膜上層ＭＡＬのストライプ電極とは平行な方向に位置をずらすことにより、金属膜下層ＭＤＬの片側ＥＧ１は金属膜上層ＭＡＬより張り出させて、後の工程で上部電極ＡＥＤとの接続を確保するコンタクト部とし、金属膜下層ＭＤＬの反対側ＥＧ２では金属膜上層ＭＡＬと金属膜中間層ＭＬをマスクとしてオーバーエッチング加工がなされ、金属膜中間層ＭＭＬに庇を形成する如く後退した部分が形成される。

この金属膜中間層ＭＭＬの庇により、後の工程で成膜される上部電極ＡＥＤが分離される。この際、金属膜上層ＭＡＬは金属膜下層ＭＤＬの膜厚より厚くしてあるので、金属膜下層ＭＤＬのエッチングが終了しても、金属膜上層ＭＡＬは金属膜中間層ＭＭＬのＣｕ上に残すことができる。これによりＣｕの表面を保護することが可能となるので、Ｃｕを用いても耐酸化性があり、かつ上部電極ＡＥＤを自己整合的に分離し、かつ給電を行う走査信号配線となる上部バス電極を形成することができる。また、ＣｕをＭｏで挟んだ５層膜の金属膜中間層ＭＭＬとした場合には、金属膜上層ＭＡＬのＡｌ合金が薄くても、ＭｏがＣｕの酸化を抑制してくれるので、金属膜上層ＭＡＬを金属膜下層ＭＤＬの膜厚より厚くする必要は必ずしもない。

続いて、層間膜ＩＮＳ３を加工して電子放出部を開口する。電子放出部は画素内の１本の下部電極ＤＥＤと、下部電極ＤＥＤと交差する２本の上部バス電極に挟まれた空間の交差部の一部に形成する。このエッチング加工は、例えばＣＦ₄やＳＦ₆を主成分とするエッチングガスを用いたドライエッチングによって行うことができる。

最後に、上部電極ＡＥＤの成膜を行う。この成膜にはスパッタ法を用いる。上部電極ＡＥＤとしては、アルミニウムでも良く、あるいはＩｒ、Ｐｔ、Ａｕの積層膜を用いることもできる。この時、上部電極ＡＥＤは、電子放出部を挟む２本の上部バス電極の一方（図３（ｃ）の右側）では、金属膜中間層ＭＭＬと金属膜上層ＭＡＬの庇構造による金属膜下層ＭＤＬの後退部（ＥＧ２）により切断され素子分離される。そして、他方（図３（ｃ）の左側）では、上部バス電極とは金属膜下層ＭＤＬのコンタクト部（ＥＧ１）により断線を起こさずに成膜接続されて、電子放出部への給電が可能とされる構造となる。

このような積層構造を持つ電子源１０は、この実施例では前面基板２側の開口１６１に対向する表面形状が略三角形状を呈している。
この略三角形状の電子源１０は図３（ａ）で示すように、例えば緑色蛍光体層用電子源１０Ｇと隣接する赤色蛍光体層用電子源１０Ｒとは三角形の向きが逆方向の配置となっている。勿論、前記赤色蛍光体層用電子源１０Ｒと隣接する青色蛍光体層用電子源１０Ｂも三角形の向きは逆方向の配置となっている。換言すると異色発光用電子源の向きは互いに逆方向配置となっている。
一方、同色発光では、図２にその一例を示すように単位の映像信号配線８上では同一方向を向いた配列となっている。
又、三角形の向きは隣接相互で逆方向の配置となっているが、電子源の配置範囲ＷＥは前記走査信号配線９の延在方向の隣接相互では電子源１０の三角形の高さＥＥＬＨと同一範囲内になっている。

図６及び図７は本発明の平面型画像表示装置の他の実施例を説明するための図で、図６は前面基板側から見た模式平面図、図７は電子源と開口の相対関係を示す模式平面図で、前述の図１（ａ）、図４にそれぞれ対応し、かつ前述した各図と同じ部分には同一記号を付してある。
図６及び図７に示す実施例２は、開口１６１の形状を一端に最大幅ＢＭＡＷを、又、他端に最小幅ＢＭＩＷを有する略台形形状とし、この台形の向きと前記電子源１０の三角形の向きとを一致させる構成とし、更に電子源１０と開口１６１との重心位置を同軸とした構成としている。その他は前述の実施例１と同一である。
図６に示す実施例２の蛍光面構成と、実施例１の図２に示す電子源配列とを組み合わせることにより、図７に示す電子源と開口の相対関係が得られる。

又、電子源の三角形の向きは隣接相互で逆方向の配置となっているが、電子源の配置範囲ＷＥは前記走査信号配線９の延在方向の隣接相互では電子源１０の三角形の高さＥＥＬＨと同一範囲内になっている。これは開口１６１の配置範囲ＷＢも台形の高さＢＭＬＨと同一範囲内になっている。
この実施例２の構成は、実施例１に比較して混色を更に減少できる。

図８乃至図１１は本発明の平面型画像表示装置の更に他の実施例を説明するための図で、図８は前面基板側から見た模式平面図、図９は図８の前面基板を取り除いた図２に対応する模式平面図、図１０は本発明の平面型画像表示装置の画素を構成する電子源の他の例を説明する模式図で、図１０（a）は平面図、図１０（b）は図１０（a）のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図１０（ｃ）は図１０（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図、図１１は電子源と開口の相対関係を示す模式平面図で、前述した各図と同じ部分には同一記号を付してある。
図８乃至図１１に示す実施例３は、電子源１０の配置範囲ＷＥ及び開口１６１の配置範囲ＷＢが、それぞれ電子源１０の三角形の高さＥＥＬＨ及び開口１６１の台形の高さＢＭＬＨより大きな範囲に存在している。
一方、電子源と開口の重心が同軸関係に有り、重心から最大幅までの寸法が、最小幅までの寸法に比べて小さい値に設定されている。

この実施例３の構成は、実施例１、２に比較して混色を増加させる事無く実装密度を上げることができる。

図１２は本発明の平面型画像表示装置の更に他の実施例を説明する模式平面図で、前述した各図と同じ部分には同一記号を付してある。
図１２（ａ）〜（ｃ）は開口１６１の形状を示し、開口１６１の縦方向の中央長ＢＭＣＨが端部長ＢＭＳＨに比べて大となる構成が共通している。又、ＢＭＡＷは最大幅を示し、ＢＭＣＨ＞ＢＭＡＷの関係を備えている。
図１２（ａ）は略多角形状、図１２（ｂ）は略楕円形状、図１２（ｃ）は円弧と直線の組み合わせ形状を呈している。
この構成の開口１６１を持つ蛍光面では、中央長ＢＭＣＨ方向が前記映像信号配線８の延在方向に一致する構成となっている。

この実施例４の構成は、蛍光体層１５の形状を開口１６１の形状に一致させ易い特徴を備えている。

図１３は本発明の平面型画像表示装置の更に他の実施例を説明する模式平面図で、前述した各図と同じ部分には同一記号を付してある。
図１３は開口１６１の形状を示し、この開口１６１はそれぞれ台形部１６１Ｘと矩形部１６１Ｙの組み合わせ結合構造とし、最小幅ＢＭＩＷを矩形部１６１Ｙに、又、最大幅ＢＭＡＷを台形部１６１Ｘに夫々配置した構成である。重心は台形部１６１Ｘ内にある。
この台形と矩形の組み合わせ結合構造の開口１６１を、この開口１６１の最大幅ＢＭＡＷ方向が隣接相互で逆転する配置で前記走査信号配線９の延在方向に配列した構成を図１３に示している。

この実施例５の構成では、前記走査信号配線９の延在方向の配列間隔Ｐを小さくすることができ、又、台形部１６１Ｘを備えたことによる蛍光体層の所望形状の確保及び混色裕度の向上が図れる。

図１４は本発明の平面型画像表示装置の更に他の実施例を説明する模式平面図で、前述した各図と同じ部分には同一記号を付してある。
図１４（ａ）〜（ｄ）は、開口１６１の更に他の形状を示し、何れも最大幅ＢＭＡＷ、最小幅ＢＭＩＷを備えた構成である。
又、点線で示す矩形形状は、前述した実施例１の開口１６１を示し、一点鎖線で示すこの矩形形状の開口１６１の重心位置に対し、上記図１４（ａ）〜（ｄ）で実線で示す開口１６１の重心位置を異なる配置とした構成を合わせて示したものである。

この実施例６の構成では、実施例４、５と略同様な特徴を備えている。

図１５は、本発明の構成を適用した平面型画像表示装置の等価回路例の説明図である。図１５中に破線で示した領域は表示領域６であり、この表示領域６にｎ本の映像信号配線８とｍ本の走査信号配線９が互いに交差して配置されてｎ×ｍのマトリクスが形成されている。マトリクスの各交差部は副画素を構成し、図中の３つの単位画素（あるいは、副画素）"Ｒ"，"Ｇ"，"Ｂ"の１グループでカラー１画素を構成する。なお、電子源の構成は図示を省いた。映像信号配線（カソード配線）８は、映像信号配線引出端子８１で映像信号駆動回路ＤＤＲに接続され、走査信号配線（ゲート配線）９は走査信号配線引出端子９１で走査信号駆動回路ＳＤＲに接続されている。映像信号駆動回路ＤＤＲには外部信号源から映像信号ＮＳが入力され、走査信号駆動回路ＳＤＲには同様に走査信号ＳＳが入力される。

これにより、順次選択される走査信号配線９に交差する映像信号配線８に映像信号を供給することで、二次元のフルカラー画像を表示することができる。

本発明の平面型画像表示装置の一実施例を説明するための図で、図１（ａ）は前 面基板側から見た模式平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の模式側面図である。 図１（ｂ）のＡ―Ａ線に沿った模式平面図である。 本発明の平面型画像表示装置の電子源の一例を説明する図である。 電子源と開口の相対関係を示す模式平面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿った背面基板の模式断面図とその背面基板と対応する部分の 前面基板の模式断面図である。 本発明の平面型画像表示装置の他の実施例を説明するための模式平面図である。 電子源と開口の相対関係を示す模式平面図である。 本発明の平面型画像表示装置の更に他の実施例を説明するための模式平面図である。 図８の前面基板を前面基板を取り除いた図２に対応する模式平面図である。 本発明の平面型画像表示装置の画素を構成する電子源の他の例を説明する模式図である。 電子源と開口の相対関係を示す模式平面図である。 本発明の平面型画像表示装置の更に他の実施例を説明する模式平面図である。 本発明の平面型画像表示装置の更に他の実施例を説明する模式平面図である。 本発明の平面型画像表示装置の更に他の実施例を説明する模式平面図である。 本発明の構成を適用した平面型画像表示装置の等価回路例の説明図である。

符号の説明

１・・・背面基板、２・・・前面基板、３・・・支持枠、４・・・排気管、５・・・封着部材、６・・・表示領域、７・・・貫通孔、８・・・画像信号配線、８１・・・画像信号配線引出端子、９・・・走査信号配線、９１・・・走査信号配線引出端子 １０・・・電子源、１１，１１Ａ・・・接続配線、１２・・・スペーサ、１３・・・接着部材、１５・・・蛍光体層、１６・・・ＢＭ膜、１６１・・・開口、１７・・・メタルバック（陽極電極）、ＳＵＢ１・・・背面基板、ＩＮＳ・・・絶縁膜（層間絶縁膜）、ＳＰ・・・ビームスポット。

Claims (18)

1. 第１の方向に延在してこの第１の方向と交差する第２の方向に並設された複数の第１配線と、
   前記第２の方向に延在して前記第１の方向に並設された複数の第２配線と、
   前記第１配線と第２配線間に介挿された絶縁膜と、
   前記第１配線と前記第２配線に接続した複数の電子源とを有する背面基板と、
   この背面基板と所定の間隔を隔てて対向配置された前面基板を備え、
   この前面基板は前記背面基板と対向する面に複数の開口を有するブラックマトリクス膜と、
   前記開口を覆う蛍光膜と、この蛍光膜を覆うメタルバック層を有し、
   前記背面基板と前記前面基板との間に介挿され、画像表示領域を囲繞して配置された支持枠とを具備する平面型画像表示装置であって、
   前記電子源はこの電子源の上部と下部で異なる幅を有することを特徴とする平面型画像表示装置。
2. 前記電子源の前記開口に対向する面の重心位置が、隣接する電子源相互で異なることを特徴とする請求項１に記載の平面型画像表示装置。
3. 前記開口の前記第２の方向の最大幅が、同方向の最小幅より前記重心位置に近いことを特徴とする請求項１又は２に記載の平面型画像表示装置。
4. 前記開口は前記第２の方向に沿った幅が、異なる部位を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の平面型画像表示装置。
5. 前記開口面の重心位置が、前記第２の方向で隣接する開口相互で異なること特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の平面型画像表示装置。
6. 前記開口の前記第２の方向に沿った最大幅が、同方向の最小幅より前記重心位置に近いことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の平面型画像表示装置。
7. 前記電子源の前記開口に対向する面の重心位置が、対向する前記開口の重心位置と略同軸であることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の平面型画像表示装置。
8. 前記開口及び電子源は、それぞれの重心から前記最大幅方向が同一方向であることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の平面型画像表示装置。
9. 前記電子源は、前記開口に対向する面が略三角形状であることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の平面型画像表示装置。
10. 前記開口は、略台形形状であることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の平面型画像表示装置。
11. 前記開口は、台形と矩形の組み合わせ形状であることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の平面型画像表示装置。
12. 前記電子源が、下部電極と上部電極及びこれら下部電極と上部電極との間に挟持される電子加速層を有し、前記下部電極と上部電極間に電圧を印加することで前記上部電極より電子を放出する薄膜型電子源アレイであることを特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記載の平面型画像表示装置。
13. 前記電子源が、電子放出部を有する導電性膜を備えた電子放出素子であることを特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記載の平面型画像表示装置。
14. 前記電子源が、少なくともカーボンナノチューブからなることを特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記載の平面型画像表示装置。
15. 垂直方向に延在して水平方向に並設された複数の第１配線と、
    前記水平方向に延在して前記垂直方向に並設された複数の第２配線と、
    前記第１配線と第２配線間に介挿された絶縁膜と、
    前記第１配線と前記第２配線との交叉部近傍に設けられ前記第１配線と前記第２配線に接続した複数の電子源とを有する背面基板と、
    複数の開口を有するブラックマトリクス膜と、
    前記開口を覆う蛍光膜を備える前面基板と、
    前記背面基板と前記前面基板との間で表示領域を囲繞して介挿され、前記所定の間隔を保持する支持枠とを具備する平面型画像表示装置であって、
    前記ブラックマトリクス膜の前記開口は、水平方向の中央部における垂直方向の長さが、前記水平方向の両端部における前記垂直方向の長さより大であることを特徴とする平面型画像表示装置。
16. 前記開口は略多角形であることを特徴とする請求項１５に記載の平面型画像表示装置。
17. 前記開口は略楕円形であることを特徴とする請求項１５に記載の平面型画像表示装置。
18. 前記開口は円弧と直線との組み合わせ形状であることを特徴とする請求項１５に記載の平面型画像表示装置。
    
    

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