JP2012109027A - 電子線ディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】電子放出素子１０が、対応する画素７の電子線５の照射面における電流密度が不均一な電子線５を照射する電子線ディスプレイにおける輝度むらを、画面の明るさを維持したまま改善できるようにする。
【解決手段】前記電子放出素子１０から前記対応する画素７へ電子線５を照射した時に電流密度が最も高くなるべき前記電子線５の照射面の位置に対応して、光を取り出すために各画素７毎に設けられた透光性の開口部８を覆って、該開口部８の面積の１０％から２８％の面積で光透過抑制部１２を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子線ディスプレイ、特に発光部を有するフェースプレートの構成に関する。

従来、特許文献１に示されるように、カラーフィルターの印刷において、印刷版の開口サイズと、印刷回数を制御することにより、画素全体に分布するカラーフィルターの厚みの分布を制御する方法が知られている。

また、特許文献２に示されるように、画素の内部に遮蔽領域を設けることでブラックマトリックスの占有率を高め、コントラストを向上させる技術も知られている。

特開平５−１８８２１４ 特開２００９−２５２４４０

ところで、電子線ディスプレイの場合、通常、画素へ照射される電子線の電流密度が均一ではなく、しかも電子線の照射位置にずれを生じやすいことに起因する輝度むらを生じる問題がある。

特許文献１に示されるようなカラーフィルターの分布制御は、液晶ディスプレイのように、発光が画素内で均一になるものに対し、画素内輝度を均一化するには有効である。

しかしながら、電子線ディスプレイの場合、通常、画素へ照射される電子線の電流密度が均一ではなく、しかもその照射位置にずれを生じることが輝度むらの原因となっている。このため、特許文献１の技術を応用して、仮に画素全体に分布する蛍光体の厚み分布を制御したとしても、輝度むらを大きく改善することができない。

また、特許文献２は、コントラストの向上に関するもので、輝度むら防止に関するものではなく、これをそのまま輝度むら防止に転用することができるものではない。また、特許文献２では、蛍光体の発光により生じた光を取り出すための開口部の３０％以上の大きさの遮蔽領域を設けており、画面が暗くなってしまうという問題もある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、電子線ディスプレイにおける輝度むらを、画面の明るさを維持したまま改善できるようにすることを目的とする。

上記目的のために、本発明は、それぞれ電子線の照射により発光する蛍光体を有する複数の画素及び前記蛍光体の発光による光を取り出すために各画素毎に設けられた透光性の開口部を有するフェースプレートと、前記各画素に対応して設けられ、それぞれ対応する画素に電子線を照射する複数の電子放出素子を有するリアプレートとを備え、しかも前記電子放出素子が、前記対応する画素の電子線の照射面における電流密度が不均一な電子線を照射する電子線ディスプレイにおいて、
前記電子放出素子から前記対応する画素へ電子線を照射した時に電流密度が最も高くなるべき前記電子線の照射面の位置に対応する前記開口部の位置を覆って、前記開口部の面積の１０％から２８％の面積で光透過抑制部が設けられていることを特徴とする電子線ディスプレイを提供するものである。

本発明によれば、電子線の照射位置がずれた時に最も輝度変化に影響を与える、電子線の電流密度が最も高い領域を中心にした領域に光透過抑制部がもうけられる。そして、これによって、電流密度に分布を有する電子線の照射位置が多少ずれても、大きな輝度むらを生じることが防止される。また、本発明における光透過抑制部は、開口部の面積の１０％から２８％の面積であることから、各画素の輝度を大きく損なうことが無く、明るい画面を維持することができる。

本発明の電子線ディスプレイの部分的模式図である。 発光の典型的な分布を示す図である。 発光位置ばらつきの説明図である。 発光分布とＹ方向に積分した発光プロファイルの関係を示す図である。 実施例２、比較例１の説明図である。 Ｘ，Ｙ方向に幅を持つ光透過抑制部の模式図である。 透過率を有する光透過抑制部の模式図である。 透過率を有した場合の光透過抑制部寸法の許容ばらつきの拡大例である。 第３の実施形態の好適範囲の説明図である。 実施例６の透過率を示す図である。 実施例６の説明図である。 透過率分布を有する光透過抑制部の説明図である。 光透過抑制部の最適な形態についての説明図である。 発光ピークと光透過抑制部の位置関係とばらつきに関する説明図である。 光透過抑制部の第二の実施形態についての説明図である。 光透過抑制部の第三の実施形態についての説明図である。 光透過抑制部の第四の実施形態についての説明図である。

本発明の電子線ディスプレイは、複数の画素を有し、各画素に電子源を設けた電界放出型電子線ディスプレイ（ＦＥＤ）、表面伝導型電子放出ディスプレイ（ＳＥＤ）、陰極線ディスプレイ（ＣＲＴ）などを包含している。特に、ＦＥＤや、ＳＥＤは、電子ビームを所望の箇所に照射する（電子ビームを収束する）ことが容易であるという点から、本発明を適用するのに好ましい形態である。なお、ＦＥＤに用いられている電子放出源としては、スピント型、ＭＩＭ型、カーボンナノチューブ型、弾道電子面放出（ＢＳＤ）型などが挙げられる。

本発明の実施の形態について、一般的な電子源を用いて作成された電子線ディスプレイを例に挙げて説明する。

図１（ａ）は、本発明に係る電子線ディスプレイのフェースプレート１が発光している様子を表す模式的な平面図である。また、図１（ｂ）は本発明に係る電子線ディスプレイにおけるフェースプレート１の断面で、電子ビーム５軌道をも示している。図１において、１はフェースプレート、２は蛍光体、３は黒色部材、４はメタルバック、５は電子ビーム、６は主発光領域、７は画素、８は開口部、９はリアプレート、１０は電子放出素子、１１はＹ方向画素ピッチ、１２は光透過抑制部、１４は基板である。

なお、図中、フェースプレート１の平面において、画素７の短辺方向（順次色が入れ替わって並ぶ方向）をＸ方向，画素７の長辺方向（同一色が並ぶ方向）をＹ方向としたＸＹ座標をフェースプレート面内に設ける。また、電子放出素子１０が設けられたリアプレート９とのギャップ方向（フェースプレート１とリアプレート９の対向方向）をＺ方向とする。

基板１４には、電子ビーム５（電子線）５が照射されることで発光する蛍光体２と、黒色部材３と、メタルバック４が設けられている。基板１４の材料としては、蛍光体２の発光を透過して観察するため、透明の絶縁性基板が好適に用いられ、ソーダライムガラスなどの板ガラスが好適に用いられている。その他に、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）の分野で用いられる高ひずみ点ガラスなども好適に用いられる。

蛍光体２は、電子ビーム５の照射により発光して画像を形成する材料であり、複数の蛍光体２が開口部８を覆う形で敷き詰められている。開口部８は、蛍光体２の発光による光を取り出すために各画素７毎に設けられた透光性の窓部分である。蛍光体２としては、ＣＲＴで用いられるＰ２２蛍光体２をはじめとする電子線励起で発光する粉状の蛍光体２が好適に用いられる。また、材料としては同様のものではあるが、基板１４に直接成膜をおこなって作成する薄膜蛍光体２も好適に用いられる。また、蛍光体２はスクリーン印刷法、フォトリソグラフィー法、インクジェット法、蒸着法などで形成される。

黒色部材３はブラックマトリックス、ブラックストライプなどとも呼ばれ、発光色の混色を防いだり、外光を吸収し、明所コントラストを上げたりする目的で用いられる。黒色部材３には、複数の開口部８が形成されている。黒色部材３としては、カーボンブラック、黒色顔料および低融点がガラスフリットを含有したペースト、ＣｏおよびＭｎ系の薄膜が用いられる。また、黒色部材３は、スクリーン印刷法、スパッタリング法、フォトリソグラフィー法などで形成される。

混色を防止するためには、黒色部材３の占有率を大きくする、すなわち開口率を小さくすることが必要である。ただし、単に開口率を小さくすると、画素７毎のビームの位置のばらつきに由来する発光位置のばらつきがあるため、黒色部材３によるビーム欠けが生じ、画素７毎の輝度が異なってくる。

メタルバック４は、リアプレート９からの電子を加速するための加速電圧を印加するために設けられている。更に、蛍光体２からの発光のうち、リアプレート９の方向に出た光を基板１４側に反射させるために設けられている。メタルバック４は、加速された電子ビーム５のエネルギー損失を極力小さくしつつ、光の反射率を向上する必要があるため、薄膜状の金属が好適に用いられる。メタルバック４としては、アルミニウムが特に好適に用いられる。また、メタルバック４としては、ＣＲＴで公知のフィルミング法、転写法などを用いて形成される。

本発明の特徴である光透過抑制部１２は、任意の画素７間の輝度ばらつきを低減させる目的で用いられる。光透過抑制部１２は、開口部内に形成されている。光透過抑制部１２は、黒色部材３と同様、カーボンブラック、黒色顔料および低融点がガラスフリットを含有したペースト、ＣｏおよびＭｎ系の薄膜等が用いられる。また、光透過抑制部１２は、スクリーン印刷法、スパッタリング法、フォトリソグラフィー法、インクジェット法などで形成される。光透過抑制部１２は、黒色部材３と同時プロセスで作成する場合もある。特に、光透過抑制部１２を透過率がない領域として設定する場合、その光の透過率をおよそ５％以下となるように、厚みや、組成の工夫を行う。

フェースプレート１と対向して配置されたリアプレート９上には電子放出素子（電子源）１０が設けられている。

ここで図２を用いて、発光プロファイル１３について説明する。

電子放出素子１０から放出された、電流密度が不均一な電子ビーム５は、図１（ｂ）のようにリアプレート９より飛翔し、フェースプレート１上の蛍光体２に照射され、図２（ａ）に示すように、電子ビーム５の電流密度分布に対応した発光分布が発生する。これを発光プロファイル１３とする。電子線ディスプレイにおいて、電子ビーム５の電流密度分布は、一般的にガウシアン分布に近い形状となる。図２（ｂ）に示すように、発光プロファイル１３のうち一番発光が大きい位置を発光ピーク１７と呼ぶ。また、主発光領域６とは発光プロファイル１３の発光ピーク１７の強度を１に規格化した場合の、発光プロファイル１３の強度が１／２となる等高線で囲まれた領域を示す。一般的に、発光プロファイル１３は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、主発光領域６の外側になだらかな強度変化の裾を有している。

後述するように発光プロファイル１３が分かれば、それに応じて、最適な光透過抑制部１２を決定できる。そのため、発光プロファイル１３の形状を取得する必要がある。一般的には、基板１４側からＣＣＤカメラ等で計測することで発光プロファイル１３を取得出来る。但し、発光プロファイル１３が基板１４側から観察しにくい場合がある。その際には、次に示すような手法で発光プロファイル１３を取得することができる。

手法（１）
開口部８が大きい、もしくは黒色部材３乃至光透過抑制部１２がないフェースプレート１を用いて発光プロファイル１３を測定する。具体的な測定には二次元輝度計とマクロレンズの併用により、ＸＹステージで移動させながら発光プロファイル１３を撮像する。撮像ピッチは、発光プロファイル１３の概形が判別可能な程度の分解能が必要で主発光領域６の１／５程度以下のサイズでの分解能を要する。撮像した輝度値を各ドットの発光量とする。加速電圧などを可変して発光プロファイル１３を特定することができる。

手法（２）
電子放出素子１０の形状、リアプレート９の形状、加速電圧などから電界計算、電子軌道計算を用いて、電子ビーム５の予測プロファイルを導出する。次に、蛍光体飽和特性を考慮し、発光プロファイル１３を算出する。そして、各、電子放出素子１０、リアプレート９の形状のばらつきから、電子ビーム５の位置ばらつきを見積り、発光プロファイル１３の位置ばらつきを算出する。

電子ビーム５による発光プロファイル１３の位置は、電子放出素子１０の作成プロセスのばらつきや、フェースプレート１やリアプレート９のプロセス上の伸縮ばらつきの影響等を受けて、ある範囲でばらつきを持つ。この発光位置ばらつきについて図３を用いて説明する。図３（ａ）は発光ピーク１７が理想的な位置に来た場合の発光プロファイル１３と開口部８の位置関係を示す図である。図３（ｂ）はその際の発光プロファイル１３の断面図である。図３（ｃ）は別のある画素７で理想的な位置から発光位置ばらつき１６だけずれた場合の発光プロファイル１３の断面図である。図３（ｄ）は発光位置が最もずれた場合の発光プロファイル１３の断面図である。図３はいずれもＸ方向を例にとって説明してある。発光位置ばらつき１６は、発光ピーク１７を基準に求める。発光位置の最大ばらつき２９は、図３（ｄ）のように最も発光位置がずれたときの発光位置ばらつき１６とする。また、発光位置の最大ばらつき２９は、ばらつきの標準偏差を取り２σや、３σなどとする場合もある。

この発光ピーク１７の位置は発光強度を最大にする目的で、一般的に開口部８の中央になるように設計される。但し、発光プロファイル１３が左右非対称である場合は、開口部８の中央から、ＸＹ方向に一定量ずれた位置が最適となる場合もある。この発光位置ばらつき１６の量は、混色を防止する観点から、Ｙ方向画素ピッチ１１及びＸ方向画素ピッチ２１（図１参照）に対して十分小さく、前述の主発光領域６が開口部８の中に収まることが望ましい。およその目安として、発光位置の最大ばらつき２９の量は主発光領域６の大きさの３割以下であることが望ましい。発光位置ばらつき１６により、発光プロファイル１３の裾の部分の遮光量が画素７によって異なるため、画素７毎の輝度差、つまり輝度ばらつきが発生する。一般に、輝度ばらつきの許容限界は輝度差２％程度とされ、検知限界は１％程度であることが知られている。本発明はこの発光位置ばらつき１６によって発生する輝度ばらつきを低減し、許容限界以下にする方法を提示する。

積分した発光プロファイル１５について図４を用いて説明する。まず、図４（ａ）のように開口部８や、光透過抑制部１２がない場合の発光プロファイル１３において、Ｘ＝ｘの直線に沿った発光プロファイル１３の変化曲線を取り出す〔図４（ｂ）〕。この変化曲線を積分することで、発光プロファイル１３のＹ方向断面の積分値１９が、Ｘ座標ごとに決まる〔図４（ｃ）〕。これが、Ｙ方向に積分した発光プロファイル１５となる。以下の説明では、Ｙ方向に積分した発光プロファイル１５をＸ座標の関数を用いて、ＬＹ（ｘ）と表す。また、ＬＹ′（ｘ）はＸ＝ｘにおける傾きを示す。すなわち、ＬＹ（ｘ）のｘでの微分値を示す。また、ＬＹ′′（ｘ）は曲率を示す。すなわちＬＹ′（ｘ）のｘでの微分値を示す。

前記のように、電子ビーム５による発光プロファイル１３の位置は、電子放出素子１０の作成プロセスのばらつきや、フェースプレート１やリアプレート９のプロセス上の伸縮ばらつきの影響等を受けて、ある範囲でばらつきを持つ。例えば、フェースプレート１とリアプレート９の熱履歴が同じ場合、中央の画素７において電流密度の最も高い箇所が画素７の中央に来るように設計すれば、周辺部の画素７においても、電流密度の最も高い箇所が画素７の中央に来やすい。しかし、リアプレート９の熱履歴に対してフェースプレート１の熱履歴が大きい場合、仮に両者の大きさが同じだとすると、リアプレート９よりフェースプレート１が小さくなってしまうことが生じる。このため、パネルの中央部の画素７において、電子ビーム５の電流密度が最も高い箇所が画素７の中央に来るように設計しても、パネルの周辺部の画素７では、電子ビーム５の電流密度が最も高い照射位置が画素７の端部へ片寄ることになる。

上記のような位置ずれは、上記熱履歴による場合、パネルの中央部で位置合わせをした場合、パネルの中央部から周辺部へ行くに従って大きくなる。つまり、原因にもよるが、ずれはランダムに生じるのではなく、通常一定の領域ごとの特性を持って生じることが多い。このため、本発明による光透過抑制部１２の形成は次のようにして行うことが好ましい。すなわち、電子放出素子１０を、リアプレート９への設置位置に応じて複数のグループに分け、電子放出素子が属するグループ毎に、対応する画素へ電子線を照射した時に電流密度が最も高くなるべき電子線の照射面の位置を定めて行うことが好ましい。

次に、光透過抑制部１２の第一の実施形態について図１３を用いて説明する。図１３中、図１、図４、図５と同じ符号のものは説明を省略する。２５は積分した発光プロファイル１５のうち、Ｘ方向の発光位置の最大ばらつき２９により開口部８の外へ出る発光、２６は開口部８の内側へ入る発光を示す。２７はＸ方向の発光位置の最大ばらつき２９により光透過抑制部１２から出る発光、２８は光透過抑制部１２に入る発光を示す。図１３（ａ）は光透過抑制部１２をもつフェースプレート１の光透過抑制部１２と、黒色部材３の断面図である。図１３（ｂ）はＹ方向に積分した発光プロファイル１５の発光ピーク１７が、開口部８の中心に来た場合を示した図である。図１３（ｃ）はＸ方向の発光位置の最大ばらつき２９だけ、Ｙ方向に積分した発光プロファイル１５が右にシフトした場合の図である。

まず、光透過抑制部１２が無い場合を考える。右方向にＸ方向の発光位置の最大ばらつき２９に対応した積分した発光プロファイル１５のずれがあると、図１３（ｃ）のように、発光ピーク１７も右にずれる。これにより開口部８の外へ出る発光２５と、開口部８の内へ入る発光２６が発生する。この差分が開口部８内の発光の変化量となる。発光プロファイル１３が発光量最大の位置からずれる場合は、この発光の変化量は常に減少する。

これに対し、光透過抑制部１２がある場合には、光透過抑制部１２から出る発光２７と光透過抑制部１２に入る発光２８が発生する。この差分は、発光プロファイル１３が発光量最大の位置からずれる場合は、開口内の発光の変化量を常に増加させる。つまり、開口部８で遮られる発光と光透過抑制部１２で遮られる発光量を相殺させることができ、輝度ばらつきを抑えられる。

光透過抑制部１２は、開口部８の面積の１０％から２８％の面積であることが必要である。光透過抑制部１２の面積が開口部８の面積の１０％未満では輝度のバラツキ抑制が不十分になり、２８％を超えると画面が暗くなる。

また、光透過抑制部１２の位置は、以下の関係を満たすことが好ましい。まず、光透過抑制部１２が、全画素７の発光ピーク１７の平均位置を覆う必要がある。発光ピーク１７と光透過抑制部１２の位置関係の模式図を図１４に示す。図１４（ａ）は発光ピーク１７を覆って光透過抑制部１２がある場合、図１４（ｂ）は発光ピーク１７を覆わずに、光透過抑制部１２がある場合を示す。図中、図１及び図４、図５と同じ符号は説明を省略する。光透過抑制部１２が発光ピーク１７を覆っている場合、積分した発光プロファイル１５が発光位置ばらつき１６だけいずれの方向にずれても、光透過抑制部１２から開口部８に入る発光総量は増加する。つまり、開口部８で遮られて減少する発光と相殺させることができる。

しかし、光透過抑制部１２が発光ピーク１７を覆っていない場合、発光位置ばらつき１６だけＸ軸方向マイナス側にずれた場合は光透過抑制部１２に遮られている発光は減少する。つまり、開口部８で遮られて減少する発光と相殺させることができない。光透過抑制部１２は、発光ピーク１７が発光位置の最大ばらつき２９の範囲でずれた場合でも、常に発光ピーク１７は光透過抑制部１２で覆われている。

同様の理由で、開口部８の大きさは、発光位置の最大ばらつき２９より大きいこと、１つの発光ピーク１７に対して１つの光透過抑制部１２が対応していることが必要である。これらを満たさないと、急激な輝度変化が生じ、輝度ばらつきが増加してしまう。光透過抑制部１２の大きさは、画素内発光を大きく取り出す観点から発光位置ばらつき１６の量の１２０〜２００％程度のサイズが好ましい。ここで、画素内発光は、開口部８内の発光で、光透過抑制部１２で遮られた分を除いた発光総量である。

次に第二の実施形態について説明を行う。ここでは、第一の実施形態に対して、より詳細に光透過抑制部１２を規定している。本実施形態では、光透過抑制部１２は透過率がない特性を有する。透過率がないとは、前述のように透過率５％以下であることを示す。図１５は光透過抑制部１２の第二の実施形態の説明図である。図１５（ａ）は黒色部材３と光透過抑制部１２のＸ方向の断面図である。図１５（ｂ）は発光プロファイル１３をＹ方向に積分した発光プロファイル１５である。図１５（ｃ）は発光位置の最大ばらつき２９だけずれた場合のＹ方向に積分した発光プロファイル１５を示す。図中の符号は、図１３と同様なので説明を省略する。

以下に、発光量の変化を示す式を示す。式（１−ａ）は発光２５、式（１−ｂ）は発光２６、式（１−ｃ）は発光２７、式（１−ｄ）は発光２８、式（１−ｅ）はそれらの和である。開口部８の両端におけるＸ座標をａ、ｄとし、光透過抑制部１２の両端のＸ座標をｂ、ｃとし、ｄ＜ｃ＜ｂ＜ａとする。また、全画素における発光プロファイルのＸ方向の最大ばらつきをΔｘ、前記光透過抑制部で遮られた部分を除く開口部８内の発光総量を画素内発光量とする。ここで、開口部８の端部とは、黒色部材３の開口部８の端において開口部８内の最大透過率の５０％の透過率の位置を指す。また、光透過抑制部１２の端部とは、光透過抑制部１２の端において、開口部８内の最大透過率をＴ１，光透過抑制部の最低透過率をＴ２とすると、０．８×Ｔ１＋０．２×Ｔ２の透過率の位置を指す。

光透過抑制部１２がない場合は｛ＬＹ（ｄ）−ＬＹ（ａ）｝Δｘの発光の変化が生じる。この値は第一実施形態で説明したように、ゼロにすることができない。しかし、光透過抑制部１２を設けると、｛ＬＹ（ｂ）−ＬＹ（ｃ）｝Δｘが｛ＬＹ（ｄ）−ＬＹ（ａ）｝Δｘとは逆符号の発光変化を生じさせることができる。すなわちＬＹ（ａ）＋ＬＹ（ｃ）とＬＹ（ｂ）＋ＬＹ（ｄ）がほぼ等しくすることができる。この際の“ほぼ等しい”とは、おおよそ、許容限界に近い値になっていることが望ましい。つまり、ＬＹ（ａ）＋ＬＹ（ｃ）とＬＹ（ｂ）＋ＬＹ（ｄ）との差の絶対値が、画素内発光量をΔｘで割った値の０．０２倍以下になっていることが好ましい。また、前述の０次近似が成り立つ為には、発光位置の最大ばらつき２９のΔｘが積分した発光プロファイル１５の変化量に対して十分小さい場合にのみ適用され、およそ積分した発光プロファイル１５の半値幅の２割以下の場合に適用される。

上記の関係がＸ方向だけでなくＹ方向にも成り立っている場合、Ｘ方向のばらつきに対してのみではなく、Ｙ方向のばらつきに対しても、輝度ばらつきを低下させることができるので好適である。つまり、光透過抑制部１２の透過率が５％以下とする。光透過抑制部１２が無い状態での発光プロファイル１３について、任意のＹ座標値をｙとし、Ｙ＝ｙの直線に沿った前記発光プロファイル１３の変化曲線の積分値をＹ座標の関数ＬＸ（ｙ）で表す。開口部８の両端におけるＹ座標をｅ、ｈとし、光透過抑制部１２の両端におけるＹ座標をｆ、ｇとし、全画素における発光プロファイル１３のＹ方向の最大ばらつきをΔｙとする。そして、ｈ＜ｇ＜ｆ＜ｅであるとき、ＬＸ（ｅ）＋ＬＸ（ｆ）とＬＸ（ｇ）＋ＬＸ（ｈ）との差の絶対値が、画素内発光量を前記Δｙで割った値の０．０２倍以下になっていることが好ましい。

発光プロファイル１３が発光ピーク１７に対して左右の対称性が良い場合は、以下の関係となる。以下に示す式を用いて説明する。数２は、図１３に記載の変化する発光量を定量的に示している。開口部８の端のＸ座標を±ａとして、光透過抑制部１２の端のＸ座標を±ｂとする。

Ｘ方向の開口部８内へ入る発光２６は、式で表現すると、１次近似に相当する台形の面積計算より式（２−ａ）のように記述できる。ＬＹ（−ｘ）＝−ＬＹ（ｘ）として、式変形を施すと式（２−ｂ）、式（２−ｃ）のような記述ができる。同様に、式（２−ｄ）は、開口部８外へ出る発光２５、式（２−ｅ）は光透過抑制部１２から出る発光２７、式（２−ｆ）は光透過抑制部１２に入る発光２８となる。これらの合計が変化量と成る為、Δｘだけ右に動いた場合の発光の変化量（合計）は式（２−ｇ）のように記載できる。これを、輝度ばらつきの許容限界以下である、画素内発光の２％以下とするためには、式（２−ｈ）のように記載することができる。さらに、これを変形すると式（２−ｉ）のようになる。

式（２−ｉ）から分かるように、最適な光透過抑制部１２の配置位置は、黒色部材３と光透過抑制部１２のそれぞれの端部での積分した発光プロファイル１５の傾きがほぼ同じになるように配置することが好ましい。

すなわち、前記開口部８の両端におけるＸ座標を±ａとし、前記光透過抑制部１２の両端におけるＸ座標を±ｂとすると、−ａ＜−ｂ＜ｂ＜ａとなる。そして、関数ＬＹ（ｘ）におけるｘ＝ａ、ｘ＝ｂでの傾きをＬＹ′（ａ）、ＬＹ′（ｂ）、とし、全画素における発光プロファイル１３のＸ方向の最大ばらつきをΔｘ、光透過抑制部１２で遮られた部分を除く開口部８内の発光総量を画素内発光量とする。この時、｜ＬＹ′（ｂ）−ＬＹ′（ａ）｜＜（０．０２×画素内発光量）／（Δｘ）²を満たすことが好ましい。

上記の関係がＸ方向だけでなくＹ方向にも成り立っている場合、Ｘ方向のばらつきに対してのみではなく、Ｙ方向のばらつきに対しても、輝度ばらつきを低下させることができるので好適である。つまり、Ｙ＝ｙの直線に沿った発光プロファイル１３の変化曲線の積分値をＹ座標の関数ＬＸ（ｙ）で表し、開口部８の両端におけるＹ座標を±ｅとし、光透過抑制部１２の両端におけるＹ座標を±ｆとすると、−ｅ＜−ｆ＜ｆ＜ｅとなる。そして、関数ＬＸ（ｙ）におけるｙ＝ｅ、ｙ＝ｆでの傾きをＬＸ′（ｅ）、ＬＸ′（ｆ）とし、全画素における発光プロファイル１３のＹ方向の最大ばらつきをΔｙ、光透過抑制部１２で遮られた部分を除く開口部８内の発光総量を画素内発光量とする。この時、｜ＬＸ′（ｆ）−ＬＹ′（ｅ）｜＜（０．０２×画素内発光量）／（Δｙ）²を満たすことが好ましい。

画素７内発光の発光プロファイル１３からの概算方法としては、開口部８端の座標ａ、光透過抑制部１２端の座標ｂとして、ＬＹ（ｘ）をａからｂの範囲で積分して、左右に同等の領域があることを考慮して２倍にすることで得られる。また、１次近似として、下記式（３−ａ），（３−ｂ）のようにして計算することも可能である。なお、対称性が良いとは、任意のｘにおける｜ＬＹ（−ｘ）−ＬＹ（ｘ）｜／ＬＹ（ｘ）が１０％以下の場合を言う。

ＸＹ両方向に対して光透過抑制部１２があることが好ましい。その例を図６に示す。

次に第三の実施形態について説明を行う。

第二の実施形態とは光透過抑制部１２に光透過率を有する点が異なる。この場合の模式図を図７に示す。図７（ａ）は、Ｚ方向からみた、画素７に対する光透過抑制部１８を示す図である。この図で示す光透過抑制部１８は透過率Ｔを有する。図７（ｂ）は、ｄ−ｄ′間の透過率を示す。本実施形態において、光透過抑制部１８の透過率はほぼ一定である。ここで、透過率がほぼ一定とは、光透過抑制部１８の透過率の変動が±５％以内であることを言う。この場合の良好な点として、第二実施形態である透過率が無い場合に比べ、輝度（画素内発光）を大きく出来る点が挙げられる。

発光プロファイル１３と光透過抑制部１８の関係を以下に示す。これを、図１６と、数４を用いて説明する。図１６中、図１５と同じ符号のものは説明を省略する。図１６中、１９は光透過抑制部の内側の発光であり、３３は光透過抑制部１８から出射する発光のうちの減少する成分、３４は光透過抑制部１８から出射する発光のうちの増加する成分である。光透過抑制部１８が透過率Ｔをもつ場合、Ｘ方向の発光位置の最大ばらつき２９により、光透過抑制部１８から開口部８に出る発光２７は光透過抑制部１８から出る前に透過率Ｔ分だけ発光に寄与する。これが光透過抑制部１８から出射する発光のうちの減少する成分３３である。また、Ｘ方向の発光位置の最大ばらつきに２９より、開口部８から光透過抑制部１８に入る発光２８は、光透過抑制部１８に入った後も、透過率Ｔ倍となり光透過抑制部の内側の発光１９分だけ取り出され、発光に寄与する。これが、光透過抑制部１８から出射する発光のうちの増加する成分３４である。そのため、数４のように表すことができる。

つまり、ＬＹ（ａ）＋ＬＹ（ｃ）（１−Ｔ）とＬＹ（ｂ）×（１−Ｔ）＋ＬＹ（ｄ）がほぼ等しいとき、式（４−ｅ）の式の括弧内はほぼ０に成り、好適な組み合わせとなる。具体的には、ＬＹ（ａ）＋ＬＹ（ｃ）×（１−Ｔ）とＬＹ（ｂ）×（１−Ｔ）＋ＬＹ（ｄ）との差の絶対値が、画素内発光量をΔｘで割った値の０．０２倍以下になっていることが好ましい。

上記の関係がＸ方向だけでなくＹ方向にも成り立っている場合、Ｘ方向のばらつきに対してのみではなく、Ｙ方向のばらつきに対しても、輝度ばらつきを低下させることができるので好適である。つまり、光透過抑制部が無い状態での発光プロファイル１３について、任意のＹ座標値をｙとし、Ｙ＝ｙの直線に沿った発光プロファイル１３の変化曲線の積分値をＹ座標の関数ＬＸ（ｙ）で表す。開口部８の両端におけるＹ座標をｅ、ｈとし、前記光透過抑制部の両端におけるＹ座標をｆ、ｇとし、ｈ＜ｇ＜ｆ＜ｅであるとする。この時、ＬＸ（ｅ）＋ＬＸ（ｇ）×（１−Ｔ）とＬＸ（ｆ）×（１−Ｔ）＋ＬＸ（ｈ）との差の絶対値が、画素内発光量を前記Δｙで割った値の０．０２倍以下になっていることが好ましい。

また、発光プロファイル１３が発光ピーク１７に対して対称性が良い場合には、光透過抑制部１８に透過率がない場合と同様の計算により、次の場合が好適な範囲となる。発光プロファイル１３について、任意のＸ座標値をｘとし、Ｘ＝ｘの直線に沿った発光プロファイル１３の変化曲線の積分値をＸ座標の関数ＬＹ（ｘ）で表す。開口部８の中心のＸ座標を０、開口部８の両端におけるＸ座標をｐと−ｐ、光透過制御部材１８のＸ方向長さをｖとし、前記関数ＬＹ（ｘ）におけるｘ＝ｐでの傾きをＬＹ′（ｐ）、ｘ＝ｖ／２での傾きをＬＹ′（ｖ／２）とする。この時、光透過抑制部１８が、｜ＬＹ′（ｐ）−｛１−Ｔ｝×ＬＹ′（ｖ／２）｜＜画素内発光量／（Δｘ）²×０．０２となるＴとｖの関係を満たすものであることが好ましい。このようなｖとＴをもつ光透過抑制部１８を持つことが、画素７毎輝度ばらつきが許容限界である２％以下の範囲となる。

上記の関係はＸ方向だけでなくＹ方向にもいえる。つまり、発光プロファイル１３について、任意のＹ座標値をｙとし、Ｙ＝ｙの直線に沿った発光プロファイル１３の変化曲線の積分値をＹ座標の関数ＬＸ（ｙ）で表す。開口部８の中心のＹ座標を０、開口部８の両端におけるＹ座標をｑと−ｑ、光透過制御部材１８のＹ方向長さをｗとし、関数ＬＸ（ｙ）におけるｙ＝ｑでの傾きをＬＹ′（ｑ）、ｘ＝ｗ／２での傾きをＬＸ′（ｗ／２）とする。更に、全画素における発光プロファイル１３のＹ方向の最大ばらつきをΔｙ、光透過抑制部１８で遮られた部分を除く開口部８内の発光総量を画素内発光量とする。この時、光透過抑制部１８が、｜ＬＸ′（ｑ）−｛１−Ｔ｝×ＬＸ′（ｗ／２）｜＜画素内発光量／（Δｙ）²×０．０２となるＴとｗの関係を満たすものであることが好ましい。

更に光透過抑制部１８の位置のばらつきに対して、安定して輝度ばらつき２％を下回るためには、｜ＬＹ′（ｐ）−｛１−Ｔ｝×ＬＹ′（ｖ０）｜がｖ０に対して安定していればよい。すなわち｜ＬＹ′（ｐ）−｛１−Ｔ｝×ＬＹ′（ｖ０）｜をｖ０で微分して０であり、微分を行うと、ＬＹ′′（ｖ０）＝０（すなわちＬＹの曲率が０）となる。この場合（極値となるため）、安定していることとなる。なお、ｖ０は光透過制御部材１８のＸ方向長さｖの全画素の平均値である。ＬＹの曲率の好適範囲について、図９で説明する。横軸に光透過抑制部１８の端の座標ｖ、左縦軸は透過率を最適にした場合の輝度ばらつきを示す。右は、その際の光透過抑制部１８の端の座標における発光プロファイルＬＹの曲率をとってある。曲率としては、−０．０８〜０．１３の範囲で輝度ばらつきを許容限以下とすることができる。透過率Ｔとしては、上記の曲率となるｖを用いて、｜ＬＹ′（ａ）−｛１−Ｔ｝×ＬＹ′（ｖ０）｜＜（画素内発光）／（Δｘ）²×０．０１を満たした５％〜９５％の範囲の値が好ましい。

光透過制御部材のＸ方向長さｖの全画素の平均値をｖ０、ＬＹ（ｘ）最大値が１になるように規格化した発光プロファイルの変化曲線をＬＹ１（ｘ）で表す。また、該ＬＹ１（ｘ）を積分した発光プロファイルの変化曲線の曲率をＬＹ′′１（ｘ）とした時、前記光透過制御部材が−０．０８＜ＬＹ′′１（ｖ０）・（Δｘ）²＜０．１３となるｖ０を有することが好ましい。そして、｜ＬＹ′（ｐ）−｛１―Ｔ｝×ＬＹ′（ｖ０）｜＜画素内発光量／（Δｘ）²×０．０１を満たすことが好ましい。上記の関係はＸ方向だけでなくＹ方向にもいえる。つまり、光透過制御部材のＹ方向長さｗの全画素の平均値をｗ０、ＬＸ（ｙ）の最大値が１になるように規格化した発光プロファイルの変化曲線をＬＸ１（ｙ）で表す。また、該ＬＸ１（ｙ）を積分した発光プロファイルの変化曲線をの曲率をＬＸ′′１（ｙ）とした時、前記光透過制御部材が、−０．０８＜ＬＸ′′１（ｗ０）・（Δｙ）²＜０．１３となるｗ０を有することが好ましい。そして、｜ＬＸ′（ｑ）−｛１―Ｔ｝×ＬＸ′（ｗ０）｜＜画素内発光量／（Δｙ）²×０．０１を満たすことが好ましい。

ここで、第二実施形態と第三実施形態における光透過抑制部１２及び１８の寸法許容ばらつき幅の比較例を図８に示す。図８は横軸に光透過抑制部１２及び１８の端の座標ｂ、縦軸に、各画素の平均輝度に対する輝度差を規格化した値である輝度ばらつきを示す。図中、黒点は第二実施形態である透過率が０％の場合であり、白点は第三実施形態である透過率が４０％の場合の図である。ＬＹ′′（ｂ０）＝０を満たすｂ０は２８μｍとなる。また、発光プロファイル１３は半値幅が５６μｍの正規分布で発光位置の最大ばらつき２９が１５μｍとした。このように、透過率がある光透過抑制部１８がある場合、最適なｂ０を選ぶことで、光透過抑制部１８寸法の許容ばらつき幅を拡大することができる。

次に第四の実施形態について説明を行う。第三の実施形態と異なる点は、光透過抑制部２０の透過率が分布を持っている点である。透過率分布は、光透過抑制部２０中央に向かって透過率が低くなることが好ましい。この例を図１２に示す。図１２（ａ）は、Ｚ方向からみた、画素７に設けられた透過率をもつ光透過抑制部２０の模式図である。図１２（ｂ）は、ｄ−ｄ′間の透過率を示す。本形態では、第三の実施形態以上に光透過抑制部２０の幅の許容幅を拡大することが出来る。

光透過抑制部２０の作用について、図１７を用いて説明する。図１７（ａ）の光透過抑制部１８及び光透過抑制部２０の周辺の透過率〔図７（ｂ）及び図１２（ｂ）の一部〕である。図中、点線は光透過抑制部１８、実線は光透過抑制部２０の場合である。図１７（ｂ）は発光位置ばらつき１６がある場合の発光プロファイル１３である。発光プロファイル１３は、発光ピーク１７に対して左右対称であり、ばらつき０である場合は、発光ピーク１７と光透過抑制部１８及び２０の中心位置が一致しているとする。

表１は光透過抑制部１８及び２０と発光位置ばらつき１６の組み合わせの各場合の発光量の差異を示している。光透過抑制部１８が発光位置ばらつき０である場合の発光量をａとする。このとき、発光位置ばらつき１６がΔｘだけずれた場合はｂだけ発光量が減少する。次に、光透過抑制部２０が発光位置ばらつき０である場合の発光量をｃとする。発光位置ばらつき１６Δｘだけずれた場合、発光ピーク１７は透過率が高い方に移動することになり、透過率一定の場合より＋ｄだけ変化量が小さくなる。そのため、輝度ばらつきは、光透過抑制部が透過率一定であるより透過率分布がある方が、広範囲で小さくすることができる。

本形態では、特にＬＹ（ａ）＋ＬＹ（ｃ）（１−Ｔ）とＬＹ（ｂ）×（１−Ｔ）＋ＬＹ（ｄ）がほぼ等しいことを満たした上で、光透過抑制部２０の端の位置での、（発光輝度の傾き／発光輝度）と、（透過率の傾き／透過率）が等しい場合、より効果的に輝度ばらつきを低減できる。具体的に、数５を用いて説明する。

透過率分布が有る場合には、前述のように光透過抑制部２０に位置する発光プロファイル１３も画素内発光に寄与する。この場合、前記式（２−ｅ）を変形して、式（５−ａ）のように書ける。Δｘ²の項が、透過率分布の影響項となる。式（５−ｂ）に、光透過抑制部２０端の座標ｂの場合を示す。こちらは、発光位置ばらつき１６がΔｘだけ動いた場合に、開口部８内の画素内発光が減少する成分となる。式（５−ｃ）は、ＬＹ（ａ）＋ＬＹ（ｃ）（１−Ｔ）とＬＹ（ｂ）×（１−Ｔ）＋ＬＹ（ｄ）がほぼ等しいことを満たしている場合の、開口部８内の発光の合計を示す。式（５−ａ）、（５−ｂ）の第一項は消えて、第二項の差のみ残る。解釈を簡単にするため、式（５−ｄ）のように、光透過抑制部２０の端部の透過率の絶対値、透過率の傾きは両端でそれぞれ等しいとする。式（５−ｃ）に式（５−ｄ）の制約を加えたものが式（５−ｅ）となる。これがΔｘ²の項となる。すなわち、Δｘの変化が大きくなればなるほど、誤差が大きくなる。すなわち、この項を小さくすることで、発光位置ばらつき１６であるΔｘが大きくなる場合に安定的に、輝度差を低減できる。Δｘが一定以上増えない場合は、光透過抑制部２０の端の座標のばらつきに対し、許容限界を満たす許容範囲が広がる。式（５−ｅ）を０として式を変形すると、式（５−ｆ）となる。これは、ＬＹ，｜ＬＹ′｜について、ｂとｃの平均値を採用するとして、ＬＹ（ｃ）＝ＬＹ（ｂ）、ＬＹ′（ｃ）＝−ＬＹ′（ｂ）とすると、式（５−ｇ）と書ける。

すなわち、光透過抑制部２０の端の位置での、（発光強度の傾き／発光強度）と、（透過率の傾き／透過率）がほぼ等しくなる場合に式（５−ｃ）が小さくなる。また、面内方向の光透過率分布の傾きがＸ方向に単調増加とすることで、開口部端で傾きの絶対値が一番高くなるため、開口部８内の透過率分布の影響は小さく、開口部８の端部の影響だけ考えればよい。なお、ここで言う、（発光強度の傾き／発光強度）と、（透過率の傾き／透過率）がほぼ等しいとは、式（５−ｅ）の括弧内の項が発光位置ばらつき１６であるΔｘより十分小さい場合をさす。なお、１画素に発光ピーク１７が複数ある場合は、全ての発光ピーク１７を覆う１つの光透過抑制部１２を設けるか、より好ましくは各発光ピーク１７に対してそれぞれ光透過抑制部１２を設ける。

以下、具体的な実施例を挙げて、本発明を詳しく説明する。

＜実施例１＞
本実施例では、図１に示される光透過抑制部１２を具備した電子線ディスプレイを製造した。まず、本発明の特徴を示すフェースプレート１の作製方法について説明する。

［工程１：基板前処理］
ソーダライムガラスの基板を、アニール処理を行うとともに、洗浄した。

［工程２：黒色部材の形成］
黒色部材３となる黒色ペーストを厚さ５μｍとなるよう前面に塗布した。黒色ペーストとして感光剤を混合したカーボンブラックを用いた。塗布後、図１（ａ）に示すようなサブピクセルあたりの複数の開口部８を有するような形状になるように露光をおこない、現像して所望のパターンを得た。なお、Ｘ方向の画素のピッチ２１が２１０μｍ、Ｙ方向の画素ピッチ１１が６３０ｕｍとした。まず、発光プロファイル１３を取得するため、開口部８のサイズは、Ｘ方向１５０μｍ、Ｙ方向５００μｍとした。開口部８は１電子線ディスプレイあたり、Ｘ方向に５７６０個、Ｙ方向あたり１０８０個配置した。その後４５０度で焼成をおこなった。

［工程３：蛍光体の形成］
次に、ＲＧＢの蛍光体２をスクリーン印刷法により形成した。使用した蛍光体２は、化成オプト社製のＰ２２蛍光体であり、赤：Ｐ２２ＲＥ３（Ｙ₂Ｏ₂Ｓ）、緑：Ｐ２２ＧＮ４（ＺｎＳ：Ｃｕ、Ａｌ）、青：Ｐ２２Ｂ２（ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ）を用いた。それぞれの蛍光体２の平均粒径は１μｍであり、平均膜厚が４μｍになるように形成した。その後４５０℃で焼成を行った。

［工程４：メタルバックの形成］
次に、ＣＲＴの分野で公知であるフィルミング法を用いてメタルバック４を作成した。樹脂中間膜を形成した後、真空蒸着法によりアルミニウムを厚さ１００ｎｍで形成した。その後、４５０℃で焼成を行い、樹脂中間膜を除去した。

［工程５：真空容器の形成］
以上の工程を経てフェースプレート１を作成し、リアプレート９と組み合わせて真空容器を形成し、電子線ディスプレイとして動作を確認した。なおリアプレート９及び電子放出素子１０の作成方法については説明を省略する。

電子放出素子１０と配線（図不示）との距離はいずれの方向でも左右ほぼ等しくした。また、フェースプレート１とリアプレート９の距離は２ｍｍとした。作成した画像表示パネルを素子駆動電圧１６Ｖ，加速電圧１０ｋＶで駆動した際の電子ビームによる主発光領域６は図１（ａ）に示す状態となった。

［工程６：発光プロファイルと輝度ピーク位置ずれ量の確認］
この電子線ディスプレイを駆動させて、発光画像を二次元輝度計（コニカミノルタＣＡ２０００）で撮像することにより、積分した発光プロファイル１５と、発光位置ばらつき１６を取得した。この際、発光プロファイル１３は全画素の画素位置に対する発光プロファイルの平均プロファイルを、代表的な発光プロファイルとして算出した。発光プロファイル１３はほぼ正規分布形状となり、半値幅が５６μｍとなった。また、全発光プロファイルの、中心値のＸ方向の発光位置ばらつきΔｘは、Ｘ方向に最大１５μｍとなり、１５／５６＝２６％となり、３割以下のばらつきを満たす、電子線ディスプレイの実用に耐えうる発光ばらつきとなった。

［工程７：開口部寸法の決定］
次に、混色の防止を考慮して開口部８の寸法を決定した。Ｘ方向１００μｍ、Ｙ方向２５０μｍとした。開口部８のみを配置して、光透過抑制部１２を配置しない場合のパネルは約６００ｃｄ／ｍ²となった。

［工程８：光透過抑制部の寸法の決定］
発光位置のばらつきΔｘがＸ方向１５ｕｍであり、開口部８サイズが１００ｕｍ（片側５０μｍ）より、光透過抑制部１２を中心対称に±１５ｕｍ、±２０ｕｍに端をもつ光透過抑制部１２を作成した。

［工程９：光透過抑制部を伴う電子線ディスプレイの形成］
工程７〜９で決定した開口部８及び光透過抑制部１２の寸法を元に、上記の工程１〜５を再度実施することで本実施例の電子線ディスプレイを作成した。つまり、開口部８は工程７で決定したＸ方向１００μｍ、Ｙ方向２５０μｍとし、光透過抑制部１２は工程８で決定した寸法とした。また、光透過抑制部１２の材料は工程２に記載の黒色部材３と同一の材料を用いた。

以上のように製造された図１に示す電子源ディスプレイの画素間の輝度ばらつきは、光透過抑制部１２が±１５ｕｍの場合、最大１．５％、±２０μｍの場合、最大４．４％となった。結果を表２に示す。

また、光透過抑制部１２の面積を開口部８の面積の１０％、１８％、２８％としたところ、いずれも場合も輝度むらは認識されず、明るい画面が得られた。

＜比較例１＞
実施例１と同様に作成した電子線ディスプレイを作成した。但し、光透過抑制部１２は配置していない。この場合、画素間の輝度ばらつきは、最大４．６％となった。また、発光ピークを覆わない形として、光透過抑制部１６の端の座標が開口部中心に対して、０μｍと３０μｍに両端を持つように配置して作成した。この場合、画素間の輝度ばらつきは最大２８％となった。結果を表２に示す。

また、光透過抑制部１２の面積を開口部８の面積の５％と３０％とした他は実施例１と同様の電子源ディスプレイとしたところ、いずれの場合も輝度むらが認識され、３０％の面積とした電子源ディスプレイでは実施例の電子源ディスプレイに比して画面の暗くなった。

＜実施例２＞
以下に実施例１と異なる工程のみを示す。

［工程５］
電子放出素子１０と配線との距離を変更し、非対称なビームを形成した。

［工程６］
このように作製した電子線ディスプレイの発光プロファイルを撮影すると、発光プロファイルは非対称となり、Ｘ方向の半値幅は平均５６μｍ、画素に対する発光中心のＸ座標は−１０μｍとなった。図５に発光プロファイルを示す。測定の結果、中心位置のＸ方向の発光位置ばらつきΔｘはＸ方向に最大１５μｍであった。１５／５６＝２６％となり３割以下のばらつきを満たす、電子線ディスプレイの実用に耐えうる発光ばらつきとなった。

［工程７］
混色を考慮して開口部８は１００μｍとした。開口部８のみを配置して、光透過抑制部１２を配置しない場合のパネルは約６００ｃｄ／ｍ²であった。

［工程８］
ここで光透過抑制部１２について、ＬＹ（ａ）＋ＬＹ（ｃ）とＬＹ（ｂ）＋ＬＹ（ｄ）がほぼ等しくなるように光透過抑制部１２の端の座標を決定した。開口端が図５の±５０μｍの位置になることより、ａ＝５０，ｄ＝−５０となる。その際のＬＹ（ａ）とＬＹ（ｄ）を図５から読み取りそれに対応したｂとｃの座標を決定できる。

代表的に（ｃ＝−２８．５，ｂ＝２０）としたものと、（ｃ＝−２３．５，ｂ＝１０）としたものの２種類を作製して評価をした。この際のＬＹ（ａ）＋ＬＹ（ｃ）とＬＹ（ｂ）＋ＬＹ（ｄ）の差は０．０６（ｃｄ／ｍ）以下となった。

本例の画素内発光とΔｘの値から、〔ＬＹ（ａ）＋ＬＹ（ｃ）〕−〔ＬＹ（ｂ）＋ＬＹ（ｄ）〕の好適な範囲は約０．０６６７（ｃｄ／ｍ）以下となり、３種類とも表２に示すようにほぼ等しい範囲となった。

［工程９］
工程７〜９で決定した開口部８及び光透過抑制部１２の寸法を元に、工程１〜５を再度実施することで本実施例の電子線ディスプレイを作成した。このようにして作製したディスプレイについて任意の画素の間の輝度差を測定した。この際の任意の画素間の輝度ばらつきは、それぞれ、最大４．６％、２．９％となった。

＜比較例２＞
実施例２の場合で光透過抑制部１２を配置しない場合の任意の画素間の輝度ばらつきは、６．４％となった。また、もうひとつの比較例として、（ｃ＝−２５，ｂ＝−１５）の光透過抑制部１２を有する電子線ディスプレイを作成した。この際のＬＹ（ａ）＋ＬＹ（ｃ）とＬＹ（ｂ）＋ＬＹ（ｄ）の差は０．１７３［ｃｄ／ｍ］となり、任意の画素間の輝度ばらつきは最大７．２％となった。

実施例２及び比較例２の結果を表３に示す。

＜実施例３＞
以下に実施例１と異なる工程のみを示す。

［工程８］
光透過抑制部１２端部の座標は開口中心を０として、±１５μｍの場所とした。この際の開口部８端部におけるＸ方向に積分した発光プロファイル１５の傾きと、光透過抑制部１２の端部におけるＸ方向に積分した発光プロファイル１５の傾きとの差は２６００（ｃｄ／ｍ²）となった。本測定における０．０２×画素内発光／（Δｘ）²は、約４４００（ｃｄ／ｍ²）となり、それを十分下回る値となった。このようにして作成した電子線ディスプレイの任意の画素の輝度ばらつきの最大値は１．９％となった。

＜比較例３＞
実施例１の工程１〜５を実施することで電子線ディスプレイを作成した。但しこの際、工程２は、黒色部材３を形成するのと同時に、光透過抑制部１２の端の座標が開口中心から１９μｍ、４９μｍの光透過抑制部１８を形成した。この際の開口部８端部におけるＸ方向に積分した発光プロファイル１５の傾きと、光透過抑制部１２の端部におけるＸ方向に積分した発光プロファイル１５の傾きとの差は４８００（ｃｄ／ｍ²）となった。開口寸法は実施例１と同手順で決定したＸ方向１００μｍ、Ｙ方向２５０μｍとした。以上のように作成した電子線ディスプレイの画素毎の輝度ばらつきはの最大値は３．８％であった。また、同様の作成方法にて光透過抑制部１２がない場合のディスプレイを作成したところ、輝度ばらつきの最大値は４％であった。

実施例３、比較例３の結果を表４に示す。

＜実施例４＞
以下に実施例２と異なる工程のみを示す。本実施例では、図７に示すように、光透過抑制部１２に透過率を与えた。図７に示す透過率分布を有する光透過抑制部１２を符号１８で示す。

［工程８］
本実施例では、図７に示すように光透過抑制部１８は透過率を有する。光透過抑制部１８は、第三の実施形態である図１６及び数４に基づいて、ＬＹ（ａ）＋ＬＹ（ｃ）（１−Ｔ）とＬＹ（ｂ）＋ＬＹ（ｄ）（１−Ｔ）とがほぼ等しくなるように配置した。

開口部８の中心を０とすると、ａ＝５０、ｄ＝−５０である。透過率Ｔとして２０％と４０％とし、図５の発光プロファイルに対して、（Ｔ＝２０％，ｃ＝−２８．５，ｂ＝２０）の組合せと、（Ｔ＝４０％，ｃ＝−２７，ｂ＝２０）の組み合わせと決定した。なお、座標の単位はμｍである。

［工程９］
光透過抑制部１８は、開口部８と別工程で作成した。光透過抑制部１８は、スパッタリング法で成膜して、厚みで透過率を調整し、フォトプロセスでパターンを形成した。

本発明の電子線ディスプレイの任意の画素間の輝度ばらつきの最大値と輝度値（画素内発光）を、実施例２の値と共に表５に示す。輝度ばらつきは５％程度と、光透過抑制部１６がない場合の６．４％をいずれも下回る。一方、輝度値は実施例２の場合が１５５ｃｄ／ｍ²であるのに対し、本実施例は２２４．３〜２９８．２ｃｄ／ｍ²であった。

＜実施例５＞
以下に実施例４と異なる工程のみを示す。

［工程８］
積分した発光プロファイル１５より、光透過抑制部１８の端部の平均座標ｖ０が左端−３０μｍ、右端３０μｍの時、曲率ＬＹ’’（ｖ０）が０となった。また、ＬＹ’（ｖ０）は、０．０２２となった。またＬＹ’（ａ）は実施例１と同様０．０１３となった。光透過抑制部１８の透過率Ｔは、｜ＬＹ’（ａ）−｛１―Ｔ｝ＬＹ’（ｂ）｜＝０が最適であるため、Ｔ＝１−ＬＹ’（ａ）／ＬＹ’（ｂ）＝４１％とした。

こうして作成した電子線ディスプレイにおいて、面内輝度ばらつきは０．３１％となった。また、面内輝度ばらつきが２％以下となる光透過抑制部１８の端のＸ座標（すなわちｂの座標）の許容公差は±１３μｍとなった。実施例１の場合の面内輝度ばらつきが２％以下となる光透過抑制部１８の端のＸ座標（すなわちｂの座標）の許容公差は±４μｍであり、本実施例において光透過抑制部１８の端のＸ座標の許容公差が拡大された。

＜実施例６＞
以下に実施例４と異なる工程のみを示す。本実施例では、図１２に示すように、光透過抑制部１２に透過率分布を与えた。図１２に示す透過率分布を有する光透過抑制部１２を符号２０で示す。

［工程８］
ここで光透過抑制部２０について、ＬＹ（ａ）＋ＬＹ（ｃ）（１−Ｔ）とＬＹ（ｂ）＋ＬＹ（ｄ）（１−Ｔ）がほぼ等しくなるように光透過抑制部２０の端の座標を選び、透過率の最低値が７４％のものを作成した。この際のｃ，ｂの座標が（ｃ＝−２４μｍ，ｂ＝２４μｍ）となる。この際に、光透過抑制部２０の端の座標において（発光強度の傾き／発光強度）と、（透過率の傾き／透過率）とがほぼ等しくなるようにした。また、中心が最低透過率となる二次曲線形状とし、光透過抑制部２０の端の透過率を９２％とし、中央の透過率を７４％とした。この際のＸ方向の透過率分布を図１０に示す。

［工程９］
光透過抑制部２０の形成工程のみ、開口と別工程にて実施した。インクジェット法で成膜して、厚み分布で透過率分布を調整し、フォトプロセスにより、寸法を規定した。こうして出来上がった電子線ディスプレイにおいて、図１１（ａ）のように、輝度ばらつき１％を下回り１％を下回る光透過抑制部２０の許容ばらつき幅は３５μｍとなった。

＜比較例６＞
実施例６と同様に作成し、光透過抑制部２０の透過率を７４％で固定し均一に作成した。こうして出来上がった電子線ディスプレイにおいて、図１１（ｂ）のように、輝度ばらつき１％を下回り１％を下回る光透過抑制部２０の許容ばらつき幅は２９μｍとなった。

１：フェースプレート、２：蛍光体、３：黒色部材、４：メタルバック、５：電子ビーム、６：主発光領域、７：画素、８：開口部、９：リアプレート、１０：電子放出素子、１１：Ｙ方向画素ピッチ、１２：光透過抑制部、１３：発光プロファイル、１４：基板、１５：積分した発光プロファイル、１６：発光位置ばらつき、１７：発光ピーク、１８：図７の透過率を有する光透過抑制部、１９：光透過抑制部の内側の発光、２０：図１２の透過率分布を有する光透過抑制部、２１：Ｘ方向画素ピッチ、２５：開口外へ出る発光、２６：開口内へ入る発光、２７：光透過抑制部から出る発光、２８：光透過抑制部に入る発光、２９：発光位置の最大ばらつき、３２：画素内発光、３３：透過率のある光透過抑制部から減る発光、３４：透過率のある光透過抑制部内で増える発光

Claims (13)

1. それぞれ電子線の照射により発光する蛍光体を有する複数の画素及び前記蛍光体の発光による光を取り出すために各画素毎に設けられた透光性の開口部を有するフェースプレートと、前記各画素に対応して設けられ、それぞれ対応する画素に電子線を照射する複数の電子放出素子を有するリアプレートとを備え、しかも前記電子放出素子が、前記対応する画素の電子線の照射面における電流密度が不均一な電子線を照射する電子線ディスプレイにおいて、
   前記電子放出素子から前記対応する画素へ電子線を照射した時に電流密度が最も高くなるべき前記電子線の照射面の位置に対応する前記開口部の位置を覆って、前記開口部の面積の１０％から２８％の面積で光透過抑制部が設けられていることを特徴とする電子線ディスプレイ。
2. 前記電子放出素子が、前記リアプレートへの設置位置に応じて複数のグループに分けられており、前記電子放出素子が属するグループ毎に、対応する画素へ電子線を照射した時に電流密度が最も高くなるべき前記電子線の照射面の位置が定められていることを特徴とする請求項１に記載の電子線ディスプレイ。
3. 前記光透過抑制部の透過率が５％以下の場合において、
   フェースプレート面内にＸＹ座標を設け、前記光透過抑制部が無い状態での発光プロファイルについて、任意のＸ座標値をｘとし、Ｘ＝ｘの直線に沿った前記発光プロファイルの変化曲線の積分値をＸ座標の関数ＬＹ（ｘ）で表し、前記開口部の両端におけるＸ座標をａ、ｄとし、前記光透過抑制部の両端におけるＸ座標をｂ、ｃとし、ｄ＜ｃ＜ｂ＜ａであるとき、ＬＹ（ａ）＋ＬＹ（ｃ）とＬＹ（ｂ）＋ＬＹ（ｄ）との差の絶対値が、全画素における発光プロファイルのＸ方向の最大ばらつきをΔｘ、前記光透過抑制部で遮られた部分を除く前記開口部内の発光総量を画素内発光量とした時に、該画素内発光量を前記Δｘで割った値の０．０２倍以下になっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子線ディスプレイ。
4. 前記光透過抑制部の透過率が５％以下の場合において、
   フェースプレート面内にＸＹ座標を設け、前記光透過抑制部が無い状態での発光プロファイルについて、任意のＹ座標値をｙとし、Ｙ＝ｙの直線に沿った前記発光プロファイルの変化曲線の積分値をＹ座標の関数ＬＸ（ｙ）で表し、前記開口部の両端におけるＹ座標をｅ、ｈとし、前記光透過抑制部の両端におけるＹ座標をｆ、ｇとし、ｈ＜ｇ＜ｆ＜ｅであるとき、ＬＸ（ｅ）＋ＬＸ（ｆ）とＬＸ（ｇ）＋ＬＸ（ｈ）との差の絶対値が、全画素における発光プロファイルのＹ方向の最大ばらつきをΔｙ、前記光透過抑制部で遮られた部分を除く前記開口部内の発光総量を画素内発光量とした時に、該画素内発光量を前記Δｙで割った値の０．０２倍以下になっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子線ディスプレイ。
5. 前記光透過抑制部の透過率が５％以下の場合において、
   フェースプレート面内にＸＹ座標を設け、前記光透過抑制部が無い状態での発光プロファイルについて、任意のＸ座標値をｘとし、Ｘ＝ｘの直線に沿った前記発光プロファイルの変化曲線の積分値をＸ座標の関数ＬＹ（ｘ）で表し、前記開口部の両端におけるＸ座標を±ａとし、前記光透過抑制部の両端におけるＸ座標を±ｂとし、−ａ＜−ｂ＜ｂ＜ａであるとき、関数ＬＹ（ｘ）におけるｘ＝ａ、ｘ＝ｂでの傾きをＬＹ′（ａ）、ＬＹ′（ｂ）、とし、全画素における発光プロファイルのＸ方向の最大ばらつきをΔｘ、前記光透過抑制部で遮られた部分を除く前記開口部内の発光総量を画素内発光量とした時に、
   ｜ＬＹ′（ｂ）−ＬＹ′（ａ）｜＜（０．０２×画素内発光量）／（Δｘ）²
   を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子線ディスプレイ。
6. 前記光透過抑制部の透過率が５％以下の場合において、
   フェースプレート面内にＸＹ座標を設け、前記光透過抑制部が無い状態での発光プロファイルについて、任意のＹ座標値をｙとし、Ｙ＝ｙの直線に沿った前記発光プロファイルの変化曲線の積分値をＹ座標の関数ＬＸ（ｙ）で表し、前記開口部の両端におけるＹ座標を±ｅとし、前記光透過抑制部の両端におけるＹ座標を±ｆとし、−ｅ＜−ｆ＜ｆ＜ｅであるとき、関数ＬＸ（ｙ）におけるｙ＝ｅ、ｙ＝ｆでの傾きをＬＸ′（ｅ）、ＬＸ′（ｆ）とし、全画素における発光プロファイルのＹ方向の最大ばらつきをΔｙ、前記光透過抑制部で遮られた部分を除く前記開口部内の発光総量を画素内発光量とした時に、
   ｜ＬＸ′（ｆ）−ＬＹ′（ｅ）｜＜（０．０２×画素内発光量）／（Δｘ）²
   を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子線ディスプレイ。
7. 前記光透過抑制部が透過率Ｔを有する場合において、
   フェースプレート面内にＸＹ座標を設け、前記光透過抑制部が無い状態での発光プロファイルについて、任意のＸ座標値をｘとし、Ｘ＝ｘの直線に沿った前記発光プロファイルの変化曲線の積分値をＸ座標の関数ＬＹ（ｘ）で表し、前記開口部の両端におけるＸ座標をａ、ｄとし、前記光透過抑制部の両端におけるＸ座標をｂ、ｃとし、ｄ＜ｃ＜ｂ＜ａであるとき、ＬＹ（ａ）＋ＬＹ（ｃ）×（１−Ｔ）とＬＹ（ｂ）×（１−Ｔ）＋ＬＹ（ｄ）との差の絶対値が、全画素における発光プロファイルのＸ方向の最大ばらつきをΔｘ、前記光透過抑制部で遮られた部分を除く前記開口部内の発光総量を画素内発光量とした時に、該画素内発光量を前記Δｘで割った値の０．０２倍以下になっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子線ディスプレイ。
8. 前記光透過抑制部が５％を越える透過率Ｔを有する場合において、
   フェースプレート面内にＸＹ座標を設け、前記光透過抑制部が無い状態での発光プロファイルについて、任意のＹ座標値をｙとし、Ｙ＝ｙの直線に沿った前記発光プロファイルの変化曲線の積分値をＹ座標の関数ＬＸ（ｙ）で表し、前記開口部の両端におけるＹ座標をｅ、ｈとし、前記光透過抑制部の両端におけるＹ座標をｆ、ｇとし、ｈ＜ｇ＜ｆ＜ｅであるとき、ＬＸ（ｅ）＋ＬＸ（ｇ）×（１−Ｔ）とＬＸ（ｆ）×（１−Ｔ）＋ＬＸ（ｈ）との差の絶対値が、全画素における発光プロファイルのＹ方向の最大ばらつきをΔｙ、前記光透過抑制部で遮られた部分を除く前記開口部内の発光総量を画素内発光量とした時に、該画素内発光量を前記Δｙで割った値の０．０２倍以下になっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子線ディスプレイ。
9. 前記光透過抑制部が透過率Ｔを有する場合において、
   フェースプレート面内にＸＹ座標を設け、前記光透過抑制部が無い状態での発光プロファイルについて、任意のＸ座標値をｘとし、Ｘ＝ｘの直線に沿った前記発光プロファイルの変化曲線の積分値をＸ座標の関数ＬＹ（ｘ）で表し、前記開口部の中心のＸ座標を０、前記開口部の両端におけるＸ座標をｐと−ｐ、前記光透過制御部材のＸ方向長さをｖとし、前記関数ＬＹ（ｘ）におけるｘ＝ｐでの傾きをＬＹ′（ｐ）、ｘ＝ｖ／２での傾きをＬＹ′（ｖ／２）とし、全画素における発光プロファイルのＸ方向の最大ばらつきをΔｘ、前記光透過抑制部で遮られた部分を除く前記開口部内の発光総量を画素内発光量とした時に、前記光透過抑制部が、
   ｜ＬＹ′（ｐ）−｛１−Ｔ｝×ＬＹ′（ｖ／２）｜＜画素内発光量／（Δｘ）²×０．０２
   となるＴとｖの関係を満たすものであることを特徴とする電子線ディスプレイ。
10. 前記光透過抑制部が透過率Ｔを有する場合において、
    フェースプレート面内にＸＹ座標を設け、前記光透過抑制部が無い状態での発光プロファイルについて、任意のＹ座標値をｙとし、Ｙ＝ｙの直線に沿った前記発光プロファイルの変化曲線の積分値をＹ座標の関数ＬＸ（ｙ）で表し、前記開口部の中心のＹ座標を０、前記開口部の両端におけるＹ座標をｑと−ｑ、前記光透過制御部材のＹ方向長さをｗとし、前記関数ＬＸ（ｙ）におけるｙ＝ｑでの傾きをＬＹ′（ｑ）、ｘ＝ｗ／２での傾きをＬＸ′（ｗ／２）とし、全画素における発光プロファイルのＹ方向の最大ばらつきをΔｙ、前記光透過抑制部で遮られた部分を除く前記開口部内の発光総量を画素内発光量とした時に、前記光透過抑制部が、
    ｜ＬＸ′（ｑ）−｛１−Ｔ｝×ＬＸ′（ｗ／２）｜＜画素内発光量／（Δｙ）²×０．０２
    となるＴとｗの関係を満たすものであることを特徴とする電子線ディスプレイ。
11. 前記光透過制御部材のＸ方向長さｖの全画素の平均値をｖ０、前記ＬＹ（ｘ）の最大値が１になるように規格化した発光プロファイルの変化曲線をＬＹ１（ｘ）で表し、該ＬＹ１（ｘ）を積分した発光プロファイルの変化曲線をの曲率をＬＹ′′１（ｘ）とした時、前記光透過制御部材が、
    −０．０８＜ＬＹ′′１（ｖ０）・（Δｘ）²＜０．１３
    となるｖ０を有し、
    ｜ＬＹ′（ｐ）−｛１−Ｔ｝×ＬＹ′（ｖ０）｜＜画素内発光量／（Δｘ²）×０．０１
    を満たすことを特徴とする請求項９に記載の電子線ディスプレイ。
12. 前記光透過制御部材のＹ方向長さｗの全画素の平均値をｗ０、前記ＬＸ（ｙ）の最大値が１になるように規格化した発光プロファイルの変化曲線をＬＸ１（ｙ）で表し、該ＬＸ１（ｙ）を積分した発光プロファイルの変化曲線をの曲率をＬＸ′′１（ｙ）とした時、前記光透過制御部材が、
    −０．０８＜ＬＸ′′１（ｗ０）・（Δｘ）²＜０．１３
    となるｗ０を有し、
    ｜ＬＸ′（ｑ）−｛１−Ｔ｝×ＬＸ′（ｗ０）｜＜画素内発光量／（Δｘ）²×０．０１
    を満たすことを特徴とする請求項１０に記載の電子線ディスプレイ。
13. 請求項１又は２に記載の電子線ディスプレイであって、前記光透過抑制部が分布を有する光透過率を有し、該光透過率は、前記光透過抑制部の端部が一番高く、しかも前記光透過抑制部の面内方向の光透過率分布の傾きは単調増加となっていることを特徴とする電子線ディスプレイ。

Images