JPH10508975A - 多電極構造を有する電子蛍光ディスプレイ装置およびその製造方法 - Google Patents

多電極構造を有する電子蛍光ディスプレイ装置およびその製造方法

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JPH10508975A JP8510370A JP51037096A JPH10508975A JP H10508975 A JPH10508975 A JP H10508975A JP 8510370 A JP8510370 A JP 8510370A JP 51037096 A JP51037096 A JP 51037096A JP H10508975 A JPH10508975 A JP H10508975A
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Abstract

(57)【要約】 一つのスペーサ構造が格子電極のセットに強固に接合された構成を備える陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 多電極構造を有する電子蛍光ディスプレイ装置およびその製造方法 発明の背景 本発明は、一般的にフラットパネル電子蛍光ディスプレイ装置に関し、特に、 大画面の単一フルカラーで壁掛けタイプのディスプレイに特に有用である単純化 された多電極構造および革新的な製造方法を有する改良されたフラットマトリク ス陰極線ルミネセンス装置に関する。 多くのフラットパネルディスプレイ技術、例えば、LCD,PDP,EL,L ED,VFD,フラットCRTの研究者等は、フルカラーの壁掛けテレビの開発 に取り組んできた。LCD技術を用いて、数インチから10〔25.4cm〕イ ンチを少し超える画面のカラーテレビが製造されてきた。そのようなLCD使用 のテレビは、基板上に多数の薄膜トランジスタを搭載し、高価なものである。こ れらのLCDディスプレイを製造することが困難でかつ複雑であるために、LC Dディスプレイの画面サイズを増大することは、手に負えそうもない仕事であり 、大変高価なものである。 LCDディスプレイは、色フィルタと偏向子をもつ背面照明構造をとっている。 前面端の光シャッタを制御するために、薄膜トランジスタ搭載の基板は、バック ライト源からの低部分の光を伝送して、ディスプレイの輝度を制限する。これら が困難であるために、LCD技術に基づく大画面(25インチ〔63.5cm〕 対角線のものを越える)のディスプレイの研究は、主に、投影ディスプレイを対 象としてきた。 プラズマ表示板(PDP)を使用するフルカラーディスプレイは、放電電池の 組立が困難であるために、40インチ〔101.6cm〕の画面サイズに制限さ れる。大画面フルカラーPDPディスプレイにおいての主要な問題は、燐光,低 輝度,複雑なIC駆動の電気回路構成,そして製品寿命が短いという低効率があ げられる。LEDおよびELディスプレイの研究者は、青い光を発光するための 費用効率を考えた蛍光材料の開発を進めてきた。マルチカラーディスプレイはV FD技術を使用して開発されてきたが、そのような装置はより小さなディスプレ イ画面のサイズに制限されている。さらに、青緑光を発生させるために酸化亜鉛 のような照明材料の使用を除いて、他の色の蛍光体の輝度,照明効率,および製 品寿命は、VFDの低作動電圧幅では許容不可能である。これらのディスプレイ 技術の上述した短所から、これら既存のフラットパネル ディスプレイ技術を用いてきた大画面フラットフルカラー壁掛けディスプレイは 、完全に満足がいくものではないことは明白である。 ブラウン管(CRT)は、入手可能なコストのおかげで消費者のテレビ装置の ようなディスプレイ用に幅広く使用されてきた。これらの管は、1つの電子銃か らの電子線を走査することで作動する。この従来の構造では、必然的に、装置の 寸法の奥行きが深くなり、小型画面サイズに制限される。このように、これらの CRT装置は、かさばるものであり、そしてディスプレイの画面サイズが40イ ンチ〔101.6cm〕を超える場合の製造が困難になる。多くの応用において 、ディスプレイのかさばりがかなり減少されるフラットディスプレイ装置を使用 することは好ましいことである。例えば、イース等に譲渡された米国特許第3, 935,500号において、モノリシックスタックを含むフラットマトリクスC RT装置が提案されており、そこでは電子ビームが形成され、そしてそれを通し て前記電子ビームが面板にコーティングされている蛍光体上に選択的に投影され る。前記スタック構造は多数の孔を含み、前記孔を電子ビームが通過し、X−Y 偏向電極のセットが同時に全ての電子ビームを制御するために使用される。イー ス等により定義されている前記偏向制御構造は、網状タイプのCRT構造として 一 般的に知られている。網状タイプのフラットCRT構造は形が単純なものである が、これらの構造は、特に大画面ディスプレイ装置の場合、製造コストがかかる 。 現在使用されている他の従来のフラットパネル装置は、日本特許公報第62− 150638号および第62−52846号がそれぞれ対応する米国特許第4, 955,581号に記載されているようなジャンボトロンおよびフラットビジョ ンを含む。ジャンボトロンおよびフラットビジョンディスプレイで使用されてい る構造は、上述したフラットマトリクスCRTに多少類似している。ジャンボト ロンの陽極はそれぞれ20画素以下であるので、ジャンボトロン構造を使用した 高蛍光点密度タイプのディスプレイ装置をもつ高解像度のディスプレイ装置を製 造することは困難である。 浅い奥行き(〜4.0インチ〔10.16cm〕)をもつフラットビジョンは 、多数の電子ビーム源を含んでおり、前記電子ビームは、シートのような層に配 置された一連の多電極により焦点を合わせられ、方向付けされる。電荷は、適切 な蛍光点を打つために、前記電子ビームを静電気的に偏向させるか、もしくは方 向付けるために使用される。そのようなフラットCRT装置は、高画質を提供す るために、正確に多数の格子電極を並べる必要がある。複雑な駆動回路構成は、 走査およびデータ変調用に、電子ビーム通路を制御す る必要がある。 フラットマトリクスCRT,ジャンボトロンおよびフラットビジョン構造は、 上述したイース等により記載されたフラットCRT装置の仕組みに多少類似して いる。これらの構造は、1つのパネル内に個々に制御された多数の小型電子銃を 含んでいるだけで、前記銃は、ディスプレイのX−Yアドレス指定および輝度、 もしくはそのどちらかを制御するための格子電極が備わっている。上述したCR T装置において、使用されている制御格子電極は、網状もしくは孔のあいたシー ト構造形状のどちらかである。これらの網状もしくはシート構造は、典型的には 、導電板に孔をエッチングすることによるフォトエッチングを使用して組立られ ている。電子銃の陰極からの電子ビームは、陽極上の蛍光体材料に達するように 、網状もしくはシート構造にあるこれらの孔を通って通過する。上述したように 、広範囲の網状もしくはシート構造は、これらのディスプレイ装置を製造する過 程での取扱いが困難である。電子ビームが網状もしくはシート構造にある孔を通 過しなければならないので、陰極から発生する多数の電子は前記孔を通過して進 まないが、格子電流になり、前記構造の固体部分に失われ、電子のわずかな部分 だけが前記孔を通過して逃れ、陽極板上の蛍光体材料に達する。この理由で、上 述した装置の透過係数は非常 に低いものであり、前記係数は、孔の領域と制御電極格子の網状構造の領域との 割合として定義される。 ゲ シチャオ等による米国特許第5,170,100号に記載されているよう に、従来のディスプレイ装置での低透過係数の問題を避けるために、個々に制御 された電子銃を使用する代わりに、電子蛍光装置(EFD)が提案されており、 そこでは全陽極で画素の輝度を走査および制御するために、2以上の長い格子電 極のセットが使用されており、そこでは電子を遮断する格子電極の領域は、従来 の装置の網状構造の領域よりもかなり狭いものである。 上述されたCRT搭載の装置は、別の短所をもつ。ジャンボトロンの場合、そ れぞれの電子銃は20画素の全てを走査するために使用される。上記で参照した イース等の特許において、孔を通過するそれぞれの電子線はまた、多数の画素を アドレス指定し、そして照明するために使用される。フラットパネルの場合には 、複雑な回路構成が14インチ〔35.56cm〕ディスプレイ装置用に多数の 電子線を駆動するのに必要とされる。特定の画素での照明が望まれた場合、ある 程度の電圧が、孔の内面上にあるX−Y偏向電極に印加され、そのような画素で 陽極に衝突するように、孔を通過する電子ビームに電子を惹起させる。しかしな がら、電気ノイズおよび他の環境要因は、イース等の装 置,ジャンボトロン,およびフラットビジョンでの電子ビームが、期待の方向か らはずれる原因になる。その上、ある一定の電子は、必然的に陽極領域にある電 子ビーム通路およびランド部から離れていき、前記陽極領域とは、アドレス指定 される画素とは異なるものである。このことにより、アドレス指定される画素に 近接した画素が、漏話を引き起こす発光になり、ディスプレイの性能がおちる。 当業者に既知であるように、陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置の内室 は、高真空状態にしなければならないので、陰極により放出される電子は、空気 分子により妨げられず、自由に陽極上の蛍光要素に達する。このため、陰極,陽 極,および制御電極を含むハウジングは、ハウジング内の室が高真空の状態にな るとき、大気圧に耐性であるくらい十分な強度をもたなければならない。ディス プレイ装置が、大画面ディスプレイのような広い表面領域をもつ場合、ハウジン グ上の大気により加えられる力は、室が超高真空状態(<10-7トル)になると き、特に多大なものとなる。このため、従来のフラット陰極線ルミネセンスディ スプレイ装置は、頑丈なハウジングを作るために厚い面板および背板を用いてき た。そのような厚い板によりハウジングがかさばることで、装置は重く,高価に なり、そして製造が困難なものとなる。 電子蛍光タイプのフラットパネルディスプレイにおいて、スペーサ壁蓄電効果 が除去されることは重要なことである。陰極とディスプレイ表面との間には高い 電圧差がある。電子放出表面とディスプレイ表面との間の電気的破壊は避けられ なければならない。多数の取り組みがなされてきたが、その結果は特にフラット ディスプレイタイプにはあまり満足のいくものではなく、そこでは正面の光発光 面と背陰極との間の間隔は小さく保持されなければならない。前記壁蓄電効果が 電子通路の方向付けをする多数の電極を使用して制御されることが可能であって も、そのような目的で多数の電極を組み立てることは、電子が通過するように、 多数の電極の層とそれぞれの電極構成部分の配列との間の間隔を正確に制御する 必要がある。それ故に、上述した困難がない改良されたフラット陰極線ルミネセ ンス視覚ディスプレイ装置を提供することは望ましいことである。 発明の要約 本発明は、陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置において単純化された多 電極構造を搭載することにより、制御格子電極の2つのセットを通してマトリク スアドレス指定が達成され、そして好ましくは1つのみのスペーサ構造が前記ス ペーサー構造上に設けられ た制御電極の1つのセットを必要とする観察結果に基づくものである。 好適な実施例において背板に支柱を使用することにより、フラットディスプレ イ装置の強固な支持のみでなく、軽量装置の組み立てが可能となる。最も重要な ことは、単純化された多電極構造により、従来のCRTの鮮明で明快な色と同等 の画質を持つ費用効率が良い大画面フラットパネルディスプレイの製造が実現さ れることである。 本発明の一つの特徴は、装置を観察方向から見るとき、画像を表示するための 複数のピクセル点を持つ陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置に関するもの である。前記装置は室を規定するハウジングを含み、前記ハウジングは面板およ び背板を持つ。前記装置はまた、面板の上か近傍にある陽極と,電子に応答して 発光し前記陽極の上または近接して設けられている発光手段と,前記室内で前記 面板と背板間に設けられている少なくとも1つの陰極と,前記陽極と陰極の間に 設けられた長い格子電極の少なくとも第1および第2のセットであり、前記観察 方向からみたときに、各セットの電極は前記発光手段と重なっておりそして格子 電極は互いに他のセットと点状に重なっており、前記重なり点でピクセル点を規 定するものである格子電極と,前記陰極に電子の雲を形成するように電子を惹起 させる手段と,そして前記陽極,陰極,および2以上の格子電極のセットに電圧 を印加する手段で、前記陰極より放出された電子を画像を表示するために前記ピ クセル点で前記陽極の上または近傍にある発光手段に移動させる電圧を印加する 手段を含む。さらに、前記装置は、2つの制御格子電極のセットに固定された集 積されたスペーサ構造(例えば、一片コア多電極構造)を含む。 好適な実施例において、前記装置はまた、面板およびスペーサ構造との間に支 柱を含み、装置に強固な機械的支持を提供するため、前記ハウジングはハウジン グが真空になっても崩壊しない。本発明の好適な実施例において、スペーサ構造 は、電子通路が複数のピクセル点をそれぞれアドレスするような孔を規定し、そ して格子電極の1つのセットは電子が孔を通って収束できるように孔の表面上に 設けられる。スペーサ構造は高温性接着剤によりしっかりと接着された個々の層 を含む。好適な実施例において、スペーサ構造は、電子通路が発光手段の方へ向 けられるようにする支持手段および制御手段を含む。さらに、制御手段は、漏話 をなくすために薄い仕切りもしくは分離壁を含み、そして支持手段は電荷を減少 させるための適切な抵抗率幅をもつ部材で作られている。 本発明の別の特徴は、装置を観察方向から見るとき 画像を表示するための複数のピクセル点をもつ陰極線ルミネセンス視覚ディスプ レイ装置を製造するための方法に関する。前記方法は以下のステップを含む。 (a)スペーサ板を製造することであり、前記スペーサ板は陽極および1以上の 陰極との間に電子通路用の孔を規定し、そこでは予め定められた数の1以上のピ クセル点が1つの孔に一致し空間的に重なり、前記製造方法は、1つの格子電極 のセットとして作用するために前記スペーサ板上に導電フィルムを設けることを 含む。 (b)格子電極の追加的なセットとして作用するように、前記スペーサ板上にメ ッシュ構造と分離スペーサを揃え取り付けることで、分離スペーサは2つの格子 電極のセットを分離し、そしてそれぞれの格子電極のセットにある電極は、観察 方向から見るとき、前記ピクセル点と重なる交差点で他のセットにおいて格子電 極と重なり,前記スペーサ板,メッシュ構造,そして分離スペーサは完全に強固 なスペーサ構造を形成する。 (c)ピクセル点をスペーサ構造に規定する発光手段を持つ面板に揃え取り付け ることで、ピクセル点が交差点と一直線になる。 (d)背板をスペーサ構造に取付け、そして陰極フィラメントを背板に接続する 。 本発明のさらなる別の特徴は、前記装置が面板およ び背板を持ち、室を規定するハウジングを含み、観察方向から見るとき、画像を 表示するための複数のピクセル点と,陽極板にある前記面板の上または近傍に設 けられた陽極と,電子に応答して発光し、そして前記陽極の上または近接して設 けられている発光手段と,前記室内で前記面板と背板間にあり陰極板に設けられ ている複数の陰極と、第1および第2の格子板にそれぞれある前記陽極板と陰極 板の間に設けられた長い格子電極の少なくとも第1および第2のセットであり、 前記第1の格子板は前記第2の格子板よりも前記陰極板に接近しており、観察方 向から見たときに、各セットの電極は前記発光手段と重なっており、そして格子 電極は互いに他のセットと点状に重なっており、前記重なり点は、ピクセル点を 規定するものである格子電極をもつ陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置に 関してである。さらに前記装置は前記陰極に電子を惹起させる手段と,前記陽極 ,陰極,および2以上の格子電極のセットに電圧を印加する手段で、前記陰極よ り放出された電子に画像を表示させるために前記陽極の上か近接するピクセル点 で発光手段の方向に移動させる電圧を印加する手段と,そしてハウジングが室が 真空になるとき崩壊しなように、前記面板と背板に機械的支持を提供するために 前記板を接続するスペーサ手段であり、前記スペーサ手段は前記陽極および陰極 間にある電子通路用に孔を規定するスペーサ板を含み、前記陰極が設置され電圧 が前記陽極に印加され、陰極および格子電極は、前記スペーサ板の有効領域を規 定する前記スペーサの領域上に分布された孔を通って電子が流れるようにするス ペーサ手段を含む。前記少なくとも1つの陰極により放出され、前記陽極に進む 電子は前記格子電極および前記スペーサ板によってのみ妨害され、前記スペーサ 板は前記スペーサ板の有効領域の80%以下の前記通過電子の通路を塞ぐもので ある。さらに、前記陰極板は前記陽極板から40mm以下の位置である。 大画面ディスプレイに関して、たるみ量を減少させ容易に組み立てるために、 陰極が短い部分に分解されることは望ましい。陰極線ルミネセンス視覚ディスプ レイ装置の一つの共通した問題は、陰極にあるフィラメントの両端が中間点より も低温であり、そのために、中間点と比較してほとんど電子を放出しないことで ある。長い陰極がより短いフィラメント部分に分解されるとき、フィラメントの 終端で非均等に電子を放出する上記の問題はさらにひどくなる。フィラメントの グループが、効率良く電子を発生させるために互いに平行に陰極板を形成するよ うに配列されるので、観察方向から見たときそれぞれのフィラメント部分の端部 が異なるフィラメント部分に近接しそして重なる方法で、 フィラメントの端部を配列することでこの問題は緩和される。フィラメント配列 のピッチのために、放出電子の非均一性は、観察方向から見ると分かる。この問 題はまた、電子の放出をより均一にフィラメントから観察方向へと分布するため の電子流形成手段を使用することで、緩和することが可能である。本発明は、フ ィラメントの背後にある陽極板上に電極のセットを配置することによって、輝度 の均一性を高めるために、より一定の前方向へと電子が進むように、フィラメン トの背後に直接電界プロファイルを発生させるという観察結果に基づいている。 このように、陽極もしくは背板上にある前記セットの電子流形成電極の間隔と、 電子形成電極に対して平行であるフィラメント配置のピッチとの間には直接の関 係がある。 本発明の別の特徴は、本発明の実施例においてスペーサ構造と前記構造を使用 するディスプレイ装置を組み立てる方法に関する。ディスプレイ装置において共 通して使用されるスペーサ構造は、電子通路を制御するために印加された高圧の 短絡を防ぐために、絶縁部材で作られる。大画面で高解像度のフラットパネルデ ィスプレイ装置の製造における主要な問題の一つは、陽極,陰極,そして制御格 子電極が互いに近づいたときの蓄電効果である。一つのアプローチは、電荷を減 少させるために、高抵抗部材を絶縁部材の上にコーテ ィングすることである。黒鉛コーティングは、従来の陰極線ルミネセンス視覚デ ィスプレイにおいて使用されてきたが、陽極,陰極,そして制御格子電極に近接 しているため、黒鉛コーティングは、装置が作動している間に画質に影響を及ぼ す残留電界が生じ、望ましいものではない。さらに、コーティングは、ディスプ レイ装置の製造行程における追加的製造方法であり、製品コストを上昇させる。 前記方法は、蛍光点を含む室を規定するための薄い仕切り壁により分離された開 口配列を含む金属形成層の二層をもつスペーサ構造,および制御格子電極および 高圧陽極板との間の間隔を規定するための絶縁支持層の形成を含む。前記金属形 成層は、前記制御格子電極の仕切りを形成するために、薄い仕切りの内壁上に設 けられた導電層をもつ絶縁部材でコーティングされている。それから、前記二層 は前記スペーサ構造を形成するために、高温性接着剤で接合される。このタイプ のスペーサ構造を使用することでの主な利点は、ガラスまたはセラミック部材と 同じ程度の金属形成上で正確なパターン規定と比較して、蓄電をなくすために適 切な量の抵抗率を持ち、機械的な強度を高めるために金属形成の剛性をもつ部材 を選択する際の融通性を含むことである。 本発明のさらなる別の特徴は、装置を観察方向から見るとき画像を表示するた めの複数のピクセル点を持 つ陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置に関してである。前記装置は、面板 と背板を持つ室を規定するハウジング,前記面板の上か近接する陽極,電子に応 答して発光し、前記陽極の上か近接する発光手段,そして前記室内で前記面板と 背板間に設けられた少なくとも1つの陰極を含む。前記装置は、前記陽極と少な くとも1つの陰極間に設けられた長い格子電極の少なくとも第1および第2のセ ットと,前記観察方向から見たときに、各セットの電極は前記発光手段と重なっ ており、格子電極は互いに他のセットと点状に重なっており、前記重なり点はピ クセル点を規定するものである格子電極と,少なくとも1つの陰極に電子を惹起 させるための手段と,そして前記陽極,少なくとも1つの陰極,そして2以上の 格子電極のセットに電圧を印加する手段で、前記少なくとも1つの陰極より放出 された電子を、画像を表示するための前記陽極の上または近傍にあるピクセル点 で前記発光手段の方向に移動させる電圧を印加する手段を含む。さらに、前記装 置は、前記少なくとも第1および第2の格子電極のセットに固定されたスペーサ 構造を含み、前記構造は網状のメッシュ構造体で孔と孔の表面を含み、ここにお いて、前記第1の格子電極のセットは前記陽極に前記第2のセットよりも近接し て設けられ、そしてここにおいて前記格子電極の第2のセットは前記網状のメッ シュ構造体の孔の表面を実質的に覆う導電材料の層を含む。 本発明の別の特徴は、陰極線ルミネセンスディスプレイ装置で、前記装置を観 察方向から見るときに画像を表示するための複数のピクセル点を持つ装置の製造 方法に関してであり、少なくとも1つのスペーサ板を製作する方法で、前記少な くとも1つのスペーサ板は陽極と1以上の陰極間で電子の通過のための孔を規定 し、ここにおいて、1以上のピクセル点の予め定められた数が1つの孔と一致し 空間的に重なり、前記製造ステップは導電フィルムを前記スペーサ板に格子電極 のセットとして働くように配置するステップを含み、格子電極アレイを前記少な くとも1つのスペーサ板に揃えつけ、格子電極の追加的セットとして動作させる ことにより、観察方向から見たときに、各格子電極の前記電極が前記ピクセル点 と交差する点において他方の格子電極と重なり、ピクセル点を前記少なくとも1 つのスペーサ板に規定する発光手段を持つ面板を揃えつけることにより、前記ピ クセル点が前記交差点に揃い、そして背板を前記少なくとも1つのスペーサ板に つけ、そして陰極フィラメントを背板に取り付けることである。前記配置ステッ プは、前記少なくとも1つのスペーサ板の第1の側と感光高分子材料の第1の層 を持つ前記少なくとも1つのスペーサ板にある孔の表 面をコーティングし、前記第1の層を紫外線に十分に曝し、前記第1の層上に画 像レジストの第2の層を提供し、前記少なくとも1つのスペーサ板の第1の側を 覆いながら、前記少なくとも1つのスペーサ板にある孔に隣接する領域を覆わず に、第2の層を放射線に曝し、第2のレジスト層の曝された部分を広げ、そして きのこ形の残りの層を形成するために前記第2の層の前記曝された部分の下で前 記第2の層の曝された部分と前記第1の層の曝された部分をエッチングするステ ップを含む。さらに、前記配置ステップは、導電層でのエッチング手段の結果と して曝された前記少なくとも1つのスペーサ板の表面をコーティングし、前記残 りの層を取り除くステップを含む。 本発明のさらなる別の特徴は、装置を観察方向から見るとき、画像を表示する ための複数のピクセル点をもつ陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置に関す る。前記装置は、面板と背板を持ち、室を規定するハウジングと,前記面板の上 か近傍にある陽極と,電子に応じて発光し、前記陽極の上か近接している発光手 段と,そして面板と背板の間の室にある複数の陰極を含む。さらに、前記装置は 、前記陽極と陰極の間に設けられた長い格子電極の少なくとも第1および第2の セットであり、前記観察方向から見たとき、各電極のセットは発光手段と重なっ ており、そして格子電極は 互いに他のセットと点状に重なっており、前記重なり点はピクセル点を規定する ものである格子電極と,前記陰極に電子を持続的に惹起させる手段と,そして全 ての前記陰極を囲む複数のメッシュ電極で、それぞれのメッシュ電極は1つの対 応する陰極を囲むメッシュ電極を含む。さらに、前記装置は、陽極,メッシュ電 極,および2以上の格子電極のセットに時間的に変化する電圧を印加する手段を 含み、前記陰極により放出された電子を、画像を表示するための陽極の上か近傍 のピクセル点で発光手段の方向に移動させる。 本発明のさらなる別の特徴は、装置を観察方向から見るときに、画像を表示す るための複数のピクセル点を持つ陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置に関 する。前記装置は、面板と背板を持ち、室を規定するハウジングと,前記面板の 上か近傍の陽極と,電子に応じて発光し、前記陽極の上か近傍にある発光手段と ,そして面板および背板間の室にある複数の陰極を含む。さらに、前記装置は、 前記陽極と陰極との間に設けられた長い格子電極の少なくとも第1および第2の セットであり、観察方向から見るとき、各セットの電極は前記発光手段と重なっ ており、そして格子電極は互いに少なくとも他のセットと点状に重なっており、 前記重なり点はピクセル点を規定するものである格子電極と,前記陰極に電子を 惹起させる手段を含む。さらに、 前記方法は、前記陽極,メッシュ電極,および2以上の格子電極のセットに時間 的に変化する電圧を印加し、前記陰極により放出される電子を画像を表示させる 前記陽極の上か近傍にあるピクセル点で発光手段の方向へ移動させるステップと ,前記陽極と陰極との間に設けられた電子の通過用の長い孔のスペーサ板規定ア レイを含む少なくとも1つのスペーサ構造であり、ここにおいて、同じ色の光を 発光する予め定められた数の1以上のピクセル点は、1つの孔に一致しそして空 間的に重なり、前記スペーサ板は2つの近接した孔の間にある支持壁を持ち、前 記孔は制限されていない電子通路用の区切りを全く含まない。前記第1の格子電 極のセットは、長い孔のアレイを横切り一致する方向に格子電極のアレイと、観 察方向から見たとき、孔を通ってそのようなアレイでピクセル点の行と重なるそ れぞれの格子電極と、前記孔のアレイにあるそれぞれの孔を通って一度に一つの ピクセル点の方向へのみ電子が向けられる前記第1の格子電極のセットに電圧を 印加する前記電圧印加手段を含む。 本発明のもう一つの特徴は、装置を観察方向から見たとき、画像を表示するた めの複数のピクセル点をもつ陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置を搭載し た、画像を表示するための方法に関するものである。前記装置は、面板の上か近 傍に設けられた陽極と,電 子に応答して発光し、前記陽極の上か近接にある発光手段と,前記面板と背板の 間にある複数の陰極と,前記陽極と陰極の間にある少なくとも第1および第2の 長い格子電極のセットであり、観察方向から見たときに、各セットの電極は前記 発光手段と重なっておりそして格子電極は少なくとも他のセットと点状に重なっ ており、前記重なり点はピクセル点を規定するものである格子電極を含む。前記 装置はまた、全ての陰極を囲む複数のメッシュ電極を含んでおり、それぞれのメ ッシュ電極は対応する陰極を囲んでいる。前記方法は、前記陰極に持続して電子 を放出させ、時間的に変化する電圧を前記陽極,メッシュ電極,そして2以上の 格子電極のセットに印加する手段と,前記陰極により放出された電子に画像を表 示するための前記陽極の上か近接している前記ピクセル点で前記発光手段を移動 させる手段と,走査信号を第1の格子電極のセットに印加する前記印加手段と, そして輝度情報信号を前記第2の格子電極のセットに印加する手段を含む。 本発明の別の特徴は、観察方向から見たときに、画像を表示するための複数の ピクセル点を持つ陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置に関してであり、前 記装置は、面板と背板をもち、そこに室を規定するハウジングと,前記面板の上 か近傍にある陽極と,電子に応答して発光し、前記陽極の上か近接してある発光 手段と,前記室内で前記面板と背板との間に設けられている少なくとも1つの陰 極と,そして、前記陽極と前記少なくとも1つの陰極との間にある少なくとも第 1および第2の長い格子電極のセットであり、観察方向から見たときに、各セッ トの電極は前記発光手段と重なっておりそして格子電極は少なくとも互いに他の セットと点状に重なっており、前記重なり点はピクセル点を規定するものである 格子電極を含む。前記装置はさらに、前記少なくとも1つの陰極に電子を放出さ せる手段と,電圧を前記陽極,少なくとも1つの陰極,そして2以上の格子電極 のセットに印加する手段で、前記少なくとも1つの陰極より放出された電子を画 像を表示するための前記ピクセル点の前記陽極の上か近接してある前記発光手段 の方向に移動させる電圧を印加する手段を含む。前記装置はさらに、前記陽極に か,もしくはその近くにメッシュ構造を含み、前記メッシュ構造は前記ピクセル 点に合うパターンをもつ。前記メッシュ構造は、ピクセル点間の漏話を減少させ るために、近接したピクセル点から少なくとも1つのピクセル点に向けられる電 子を遮蔽する。 本発明のさらなる特徴は、観察方向から見たときに、画像を表示するための複 数のピクセル点を持つ陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置を製造する方法 に関してであり、前記装置は、前記少なくとも1つのス ペーサ板は、陽極および1以上の陰極の間に電子が通過するための孔をもつ少な くとも1つのスペーサ板のセットで、ここにおいて、予め定められた数の1以上 のピクセル点は1つの孔に対応し空間的に重なる前記スペーサ板の製造ステップ であり、1つの格子電極のセットとして働くように、導電フィルムを少なくとも 1つのスペーサ板に設置することを含む前記製造ステップと,追加的な格子電極 のセットとして働くように格子電極のアレイを少なくともスペーサ板上に揃えて 取り付けることで、観察方向から見たときに、それぞれの格子電極のセットにあ る電極が、前記ピクセル点と重なる交差点で他のセットにある格子電極と重なる スペーサ板を揃え取り付けるステップを含む。 前記方法はさらに、少なくとも1つのスペーサ板に対してピクセル点を規定する 発光手段をもつ面板を揃え取り付けることで、前記ピクセル点が前記交差点と並 ぶ面板を揃え取り付けることと,背板を少なくとも1つのスペーサ板に取り付け 、そして陰極フィラメントを前記背板に取り付けることを含む。前記製造ステッ プは、孔のパターンをもつ基盤層と、ミクロ研磨噴射加工と化学的にエッチング した前記基盤層を提供することを含む。 図面の簡単な説明 図1Aは、本発明の好適な実施例を説明するものであり、陰極線ルミネセンス 視覚ディスプレイ装置部分の断面図である。 図1Bは、図1Aの装置の正面図であるが、図1Aの電流源は示されていない 。 図2Aは、図1Aの装置にあるスペーサ板と前記装置の輝度を調整するために 使用される格子電極部分の断面図である。 図2Bは、図2Aに示されているスペーサ板の部分の正面図である。 図3Aは、本発明の代替実施例を説明するためのもので、前記陰極線ルミネセ ンス視覚ディスプレイ装置部分の断面図である。 図3Bは、図3Aにある前記装置300の部分の断面図である。 図3Cは、1ピクセルにおける前記ピクセル点の配列の略図である。 図3Dは、1ピクセルにおけるピクセル点の別の配列の略図である。 図4は、本発明を説明するもので、図1Aおよび3Aの前記装置部分の断面図 である。図5Aは、二層のスペーサ構造を使用した電子蛍光ディスプレイ(EF D)装置にある単純化された電極構造の好適な実施 例を説明するもので、陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置部分の断面図で ある。 図5Bは、電子蛍光ディスプレイ(EFD)装置にある単純化された電極構造 の代替実施例を説明するもので、陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置部分 の断面図である。 図6は、図5Aの一片コア多電極スペーサの好適な実施例の部分の断面図であ り、そこではスペーサは二層のスペーサ板を含む。 図7は、大型の面板の機械的な強度を高めるために、支柱アレイの使用を説明 した大画面EFDディスプレイの略図である。 図8Aは、前記支柱を説明したもので、線8A−8Aで切断され示された図7 の陰極板の断面図である。 図8Bは、支柱とフィラメントの位置に対して電子流形成電極のセットを説明 するもので、線8B−8Bで切断され示された図7の陰極板の断面図である。 図9Aは、EFD装置において、電子の雲を形成する電子の広がりを説明する もので、陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置におけるフィラメントと格子 電極配置の略図である。 図9Bは、図9Aにおける装置のディスプレイの輝度のグラフである。 図10Aは、フィラメントからの放出電子上にある 電子流形成電極の効果を説明するもので、陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ 装置にあるフィラメント,格子電極配列および電子流形成電極の略図である。 図10Bは、図10Aにある装置のディスプレイの輝度のグラフである。 図11は、本発明を説明するためのもので、EFD装置の製造工程を説明した フローチャートである。 図12は、本発明を説明するためのもので、図5Aの装置の切り取られた斜視 図である。 図13は、本発明の好適な実施例を説明するもので、図5Aのディスプレイ装 置部分の部分的な断面および部分的な略図である。 図14は、本発明の好適な実施例を説明するもので、図5Aおよび13の装置 を制御するうように印加された電圧のタイミング図である。 図15は、図5A,5B,および図6のスペーサ構造上にコラム電極を組み立 てるための加工方法を示す流れを示す図である。 図16は、図5A,5B,および図6のスペーサ構造上にコラム電極を組み立 てるための好適な方法を説明する流れを示す図である。 図17は、本発明の好適な実施例を説明するもので、図16の方法を使用して 組み立てられるスペーサ構造とコラム電極の部分の断面図である。 図18Aは、陰極フィラメントおよび走査電極と関連してピクセル要素の配置 を説明するもので、12個の蛍光体帯の略図であり、そこでは、分離壁をもつス ペーサ構造が用いられている。 図18Bは、本発明の好適な実施例を説明するもので、12個の蛍光体帯,陰 極フィラメント,および走査電極の略図であり、そこでは、分離壁を持たないス ペーサ構造が用いられている。 図19Aは、図18Aの線19A−19Aで切断され示された図18Aの構造 の単純化された断面図であり、ウォッシュボード効果を説明するために、略図的 に電子軌道を示している。 図19Bは、電子軌道およびウォッシュボード効果の減少を説明するためのも ので、図18Bの線19B−19Bで切断され示された図18Bの構造の単純化 された断面図である。 図20は、本発明を説明するもので、食い違い状に配置された複数の蛍光体帯 の略図である。 図21は、本発明を説明するもので、面板,面板上の陽極,そして3個の蛍光 体帯部分の断面図であり、漏話を減少させるために蛍光体帯に合う孔をもつメッ シュ構造の断面図である。 図22A〜22Eは、化学的機械加工のみが施された場合の問題を説明するた めのもので、化学的機械加 工後の基盤の断面図である。 図23は、化学的機械加工後に行われるミクロ研磨噴射加工および化学的研磨 を経た後の基盤の断面図である。記載を簡潔にするために、方法における同一の 構成要素は、本出願の異なる図において同じ番号により確認される。 好適な実施形態の詳細な説明 以下の記述は、親出願の出願番号第08/070,343号の図1A〜4と同 じものである図1A〜4を参照して、前記親出願の第08/070,343号か ら大部分合体された記述である。 図1Aは、本発明の好適な実施例を説明するもので、フラットパネル陰極線ル ミネセンス視覚ディスプレイ装置100部分の断面図であり、そして装置100 に電力を供給する電源150の断面図である。図1Bは、図1Aの観察方向に沿 った図1Aの装置100の正面図である。ここに記述された前記装置および全て の装置の外観は、多くの例において決定的な要因となるので、以後、「観察方向 」は、通常視聴者がディスプレイを見るときの場合と同様に、図1Aおよび1B の装置の正面からディスプレイ装置を見る方向のことをいうが、そのような方向 は多くの他の図では示されていない。この意味で、前記のような観察方向から見 ると き、装置の2つの構成部分が重なるかもしくは重ならないならば、そのような構 成部分は、「重なり」もしくは「非重なり」として以下に参照される。装置10 0は、陰極101,3つの格子電極のセット102,103,104,陽極10 5,そしてスペーサ106,107,および108を含む。これらの電極および 部分は、面板109,背板110,そして横板もしくは壁110’により囲まれ た室内で密封されており、ここでは、面板,背板,そして横板は、室を取り囲ん でフラット真空装置用のハウジング部分を形成するために取り付けられている。 面板,横板,そして背板により囲まれた装置100の室は真空状態のため、陰極 で発生した電子は下記に記述される方法で陽極の方向へ自由に移動する。 陰極101は、実質的に平行であり、直熱型の酸化物コーティングされたフィ ラメントのグループを形成する。格子電極102,103,そして104の3つ のセットのそれぞれは、実質的に平行な薄い金属ワイヤを含む。図1Aの好適な 実施例において、G1として以下参照される格子電極102の第1のセットと背 板110との間には、フィラメント101と並んで設けられている実質的に平行 な長いスペーサ部材111があり、それは好ましくはフィラメント101に対し て平行である。金属ワイヤG1は、装置のあらゆる動 きにより起こる振動の振幅を減らすために、スペーサ111に取り付けられる。 格子電極102(G1)の第1のセットと電極103(G2)の第2のセットと の間には、網状のスペーサ構造106があり、前記構造はそこにメッシュを規定 し、それにより陰極と陽極との間にある電子通路が複数のピクセル点のアドレス するのを可能にする。格子電極103(G2)の第2のセットと格子電極104 (G3)の第3のセットとの間には、好ましくは構造106と同様な構造である 別のスペーサ構造107がある。これらの2つのスペーサ構造は、前記3つの格 子電極を分離する。前記格子電極の3つのセットのワイヤは、振動を減らすため に、これらの2つのスペーサ構造に取り付けられる。 面板109の内面109a上に、三原色の低圧陰極線ルミネセンス蛍光点11 2を持つ透明な導電フィルムの層を含む陽極105があり、コントラストを高め るために、前記蛍光点との間に背絶縁層113がある。陽極105と電極104 (G3)の第3のセットとの間には、孔をもつスペーサ板108があり、ここに おいて、前記孔は前記蛍光点および陽極と重なり合う。つまり、スペーサ板10 8にあるそれぞれの孔は、1ピクセルを形成する少数の予め定められた数のピク セル点のグループに一致し、前記ピクセルと実質的に同じ大きさと形を持ち、対 応するピクセルの位置に合う ように板108に設けられているので、陰極からの電子は前記孔を通って前記ピ クセル内にある対応する蛍光点の部分に達するが、前記ピクセルを囲む絶縁層1 13には達しない。電極G3のワイヤは、スペーサ板108とスペーサ構造10 7との間に取り付けられ位置されている。 以下にさらに詳細に記述されるように、背板110の内面と長いスペーサ部材 106の表面は、ディスプレイの輝度の均一性を高めるために、それぞれ陰影を 減少させる電極114,115を持つ。背板110の外面はプリント回路基盤1 16に取り付けられており、陰極,陽極,そして格子電極の3つのセットの入出 力導線が前記基盤116にはんだづけされている。陰極101は、陰極フィラメ ントを熱するために、電源150に接続されている(接続は図1Aに図示せず) 。電源150以外に、装置100の駆動電子装置は、図を簡略化するために省略 されている。 電源150が陰極101に電流を印加するとき、陰極フィラメントは電子を放 出するために熱せられる。陰極はまた、加熱以外の方法、例えば冷陰極放出のよ うな方法により電子を放出させることも可能である。これは多数のCRTタイプ の装置とは大変異なっており、ここにおいて、電子ビームが電子の雲ではなく発 生させられる。これらの電子は陽極の方へ引き寄せら れ、陰極に対して陽極に高い正の電圧が印加される。電子通路が陽極方向へ進む とき、格子電極の3つのセットに印加される電圧により前記電子通路は変調され るため、電子が、色画像を表示するためにアドレスされ走査された適切なピクセ ルにある蛍光点にそれぞれ達する。 上述したように、従来のCRT装置における電気的ノイズや漂遊電子はしばし ば、アドレスされた前記ピクセルに近接するピクセルに発光を引き起こすため、 漏話や前記CRT装置の性能を低下させる。漏話は、図2A,2Bにより詳細に 示されているスペーサ板108により減少される。図2Aは、スペーサ板200 の断面図であり、図2Bは、図2Aにある方向2Bからのスペーサ板200の正 面図であり、ここにおいて、図2Aの電子は図2Bの図を簡略化するために省略 される。前記スペーサ板200は、好ましくは感光性のガラスセラミック部材で 作られており、例えば、本発明の好適な実施例において、板200は、微量の銀 とセリウムを加えることにより感光性を持たせたカリウムとアルミニウムを含む リチウムシリケートガラスマトリクスで作られている。板200にある孔201 は、フォトエッチングにより形成される。孔201は表面を傾斜させているので 、前面200aにある前記孔の末端202は、前記板の後面200bにある孔の 末端 よりも大きいものである。前面200aにある孔201の末端202は、対応す る蛍光体もしくはピクセル点と実質的に同じ大きさのものであり、前記孔201 の位置は、末端202が実質的に対応するピクセル点と重なり合うものである。 孔201は、対応するピクセル点の形に合うように、実質的に長方形の形をして いる。 後面200bにある孔201の末端には、孔201の長い側面に実質的に平行 である多数の格子ワイヤ203(図1Aの電極104の第3のセットにあるワイ ヤ)がある。1以上のワイヤ203はそれぞれの孔に並べられており、例えば、 1以上のワイヤが、3つのワイヤが1つの孔と重なっている図1Aに示されてい る場合の孔と重なるならば、前記同じ孔と重なる前記ワイヤが電極を形成するた めに電気的に接続される。1以上の格子ワイヤにより形成されたそのような電極 は、電極の電圧を制御することにより、そのような孔に対応するピクセル点の輝 度を制御するために使用される。図2Bに示されているように、それぞれのピク セル250は、3つの近接した孔201に対応し、前記孔201は、赤,青,そ して緑の蛍光点をそれぞれ1つずつ持つ3つの蛍光体ピクセル点に対応する。板 200にある孔201の配置は、装置の1つのピクセルに対応する1つの大きな 孔250に見られ、板20 0は、それぞれの孔250が前記孔を3つのより小さな孔201に分けるための 2つの分離壁を持ち、それぞれのより小さな孔は、ピクセルの赤,青,もしくは 緑の蛍光点に合い,重なり,そして一致する。 分離壁204は、同じピクセルの隣接する蛍光点の間の漏話を減少させるかな くすため、装置の色純度がかなり改善される。図2Aに示されているように、分 離壁204は、表示画像上にある分離壁により生じる暗い影を最小限に抑えるた めに、表面200aに面するくさびの薄い末端をもつ、V字形である。図2A, 1Aを参照すると、陰極101から発生する電子は、スペーサ板200の後面2 00bにある孔の末端を通って孔201に入り、前記孔の末端202に出てくる 。前記孔の末端202が対応する蛍光体およびピクセル点と重なり合うので、前 記電子はそのような点に衝突し、それによりアドレスされた適切な点が画像を表 示するための発光体になる。 図1Aのディスプレイ装置の全てのスペーサ配置は、図1Aおよび図2Aを参 照して、これから記述される。図1Aを参照すると、スペーサ構造106および 107はそれぞれ、網状構造を含んでおり、前記構造には、実質的に平行なバー の第2のアレイに固定されている実質的に平行な第1のアレイが実際含まれてお り、ここでは、バーの2つのセットは互いに実質的に垂直で あり、第1のセットにある近接したバーの対と第2のセットにある近接したバー の別の対との間にメッシュを規定する。好ましくは、それぞれのメッシュは、多 数のピクセルを囲む大きな領域をもっているので、陰極と陽極との間を通って前 記ピクセルに向かう電子は、前記メッシュを通過し、ここにおいて、前記バーは 発生した電子をほとんど妨げない。 前記2つのスペーサ構造106,107およびスペーサ板108(図2Aでは 200)は、面板109と背板110に強堅な支持を提供する方法で積み重ねら れている。図1Aに示されているように、スペーサ板108(図2Aの板200 と同じ)の壁250a(図1Aには番号を付けず)は、ラインに沿ったスペーサ 部材111と同様に構造107内にあるバーと構造106内にある別のバーと並 べられており、前記ラインは実質的に面板および背板に対して直角であり、ここ では面板および背板は実質的に平行である。そのような方法で、スペーサ板10 8,構造106,107,およびスペーサ部材111の前記並べられた部分は、 互いに,そして面板,背板と近接していることで、面板および背板に垂直なライ ンに沿って面板と背板の支持を形成する。明らかに、構造106,107,板1 08,そして部材111は面板と背板に垂直であるラインに沿って並べられてい ない他の部分を含んでおり、 前記面板と背板は互いに平行である必要がなく、また、前記およびそのような可 能性のある全ての構造は本発明の範囲内である。面板と背板に前記のような強固 な支持を持つ装置100の画面領域が非常に大きいのに対して、前記面板と背板 は比較的薄いガラスで作られている。面板と背板は比較的薄いものであるにもか かわらず、上述された前記スペーサ配置は、真空状態のとき、ディスプレイ用の 大画面のハウジングを支持するのに十分な機械的に強固なハウジング構造を提供 する。 前記装置の望ましくない陰影をなくすために、近接したピクセル間の画面部分 に対応するスペーサ板108,構造106,107,そして部材111の部分を 通して、強固な支持が提供される。スペーサ板200(108)の前面200a にあるくさび204の厚みは、近接したピクセル点間の分離よりも小さいかもし くは等しいものである。容易な製造方法で超大画面テレビを製造するために、ス ペーサ板108およびスペーサ構造106と107は、より小さな板と構造から 製造されており、より大きな板もしくは構造を製造する際に、前記より小さな板 および構造が使用されており、それは、より大きな板もしくは構造を形成するた めに、1つの平面アレイで互いに近接する同じ平面に前記より小さな板もしくは 構造を置くことによってな されている。 図3Aは、本発明の代替実施例を説明するもので、陰極線ルミネセンス視覚デ ィスプレイ装置300の部分の断面図である。図3Bは、図3Aの装置300の 部分の平面図である。図3Aに示されているように、陰極301,3つの格子電 極のセット302,303,304,そして陽極305は、図3Aにある面板3 09と背板310の間にある室内で囲まれている。装置300はまた、図1Aの スペーサ板108に類似した構造のスペーサ板308と、図1Aの構造106, 107に類似した構造のスペーサ構造306,307を含む。装置300はまた 、図1Aの部材111に類似したスペーサ部材311を含み、ここにおいて、図 1Aと同じ方法で、前記面板と背板に強固な支持を提供するために、前記部材3 11は陰極301と並べて位置され、スペーサ構造306,307とスペーサ板 308に接続される。装置300は図1Aの装置100とは異なるもので、その 相違点とは、前記スペーサ板308が、装置100では第3の格子電極のセット と前記陽極との間に位置されていたのに対し、前記第2の格子電極303(G2 )のセットと前記第3の格子電極304(G3)との間に位置されている点と; その代わりに、前記スペーサ構造307が前記第3の格子電極のセットと前記陽 極との間に位置されている 点である。このように、第1,第2,そして第3の格子電極のセットがそれぞれ 前記面板309と前記背板310の平面の間にある第1,第2,そして第3の平 面に位置されるならば、前記スペーサ板108,308は、前記陽極の平面と第 3の平面の間か第3と第2の平面の間に位置される。好ましくは前記面板と背板 は実質的に互いに平行である。装置300はまた、図1Aの装置100とは異な るもので、その相違点とは、装置300では、第1および第3の電極のセット3 02,304は実質的に互いに平行であるが、第2のセットの電極303と陰極 301には実質的に垂直である点である。しかしながら、図1Aの装置100に おいて、第1および第2の格子電極のセット103,102は実質的に互いに平 行であるが、第3の格子電極のセット104と陰極101には実質的に垂直であ る。 図3Aに示されているように、構造307にある前記スペーサバーは、好まし くはスペーサ板308にあるピクセル間に設けられた前記先細の分割部材と実質 的に同じ角度で先を細くされ、そこに並べられ、そして図3Aに示されている幅 をもつため、前記スペーサ板308にある孔(図2Aの壁250aと同様なもの )の間にあるこれらのスペーサバーと前記壁308aは、そこを通過可能な電子 の数を最大限にし、そして前記スペーサ配列により生じる暗い領域を最小限にお さえ るために、本質的に平滑な先細表面を形成する。装置100にあるように、スペ ーサ板308,スペーサ構造306,307,そしてスペーサ部材311はすべ て、前記面板と背板の間の室が真空状態にされるとき、前記面板と背板に強固な 機械的な支持を提供するために、互いに近接しそして前記面板と背板に近接して おり、前記面板と背板に直角なラインに沿った少なくとも1つの部分を持つ。 図3Cは、4つのピクセル350の略図であり、前記ピクセルはそれぞれ3つ のピクセル点351およびこれらのピクセルの走査や輝度を制御するためのそれ ぞれの制御格子電極を含む。図2Aに示されているように、それぞれのピクセル 点に対応するそれぞれの孔201と重なる3つのワイヤを持たない代わりに、グ ループG2’,G2'',そしてG2''' は、孔と重なり合うピクセル点の輝度を 制御するために、それぞれのピクセル点351(図2Aのそれぞれの孔201に 対応する)と電気的に接続され重なった5つのワイヤを含む。図3Cに示されて いるように、それぞれのピクセルの上半分は線G131のような走査線の1つの グループにアドレスされ、そして下半分は走査線G132によってアドレスされ る。前記ピクセル350の上半分と下半分の両方が、前記2つのワイヤのグルー プG131,G132に同じ電圧を加えることによっ て同時に走査されるが、前記ピクセルの前記2つの半分は、別々にアドレスされ 、そして分解力を高めるために2つの異なるピクセルとして本質的に取り扱われ る。 図3Dは、本発明の代替実施例を説明する4つのピクセル350’の断面図で あり、前記ピクセルはそれぞれ、4つのピクセル点352と、これらのピクセル 352の輝度を走査し制御するための制御格子ラインを含んでいる。図3Dに示 されているように、前記4つのピクセル350’のそれぞれは、赤,青,そして 2つの緑のピクセル点352を含む。このような場合、前記ピクセルを走査する ための電極のグループにより、前記ピクセルが望ましく正確な照明を提供するよ うに、4つの全てのピクセル点が走査される。図3Dの仕組みを使用した場合、 図1A,2A,もしくは3Aにあるスペーサ板108,200,308にあるそ れぞれの孔は、2つの実質的に垂直な分離壁によってより小さな4つの孔に分け られ、前記孔は、図3Dにあるそれぞれのピクセル350’の4つのピクセル点 352の1つと揃い重なる。明らかに、前記ピクセルにおける他のピクセル点の 配列が使用され、そして1つのピクセルに対応するそれぞれのより大きな孔25 0を、前記ピクセル点の配列に合うより小さな孔に分ける分割壁の他の配置が使 用され、そしてそれは本発明の範 囲内である。 図1A,3Aに示されているように、スペーサ部材111,311は、構造1 06,107,そして306,307にそれぞれあるバーよりも厚いものである 。スペーサ構造106,107,306,307により生じる陰影を減らすため に、これらの構造のバーに接近した前記格子電極は、バーからより離れた間隔よ りより近い間隔で離れて位置される。同じ理由で、より高い電圧が、前記バーか ら離れた前記格子電極に印加されるよりも、前記バーにより近い前記格子電極に 印加される。この両方の特徴により、前記陰極から発生するかなりの割合の電子 が、前記バーにより近いピクセル点の部分に突き当たることで、前記電子を阻止 する際のバーの効力に寄与する。 上述された前記スペーサ手段に関して、前記面板と背板は、約1mm以下の厚 みであるガラス板で作られている。前記3つのセットのそれぞれにある格子電極 は、約5ミクロン以上の断面寸法をもつ金メッキされたタングテンワイヤで作ら れている。図2Aの前記孔201は約0.2mm以上の寸法を持つ。多色蛍光体 が図3C,3Dに図示されているが、モノクロ蛍光体もまたモノクロディスプレ イ用に使用され、そして本発明の範囲内であることと理解されたい。 表示画像の鮮明度および分解度は前記3つの格子電 極のセットと陰極フィラメントの相対方向に依存している。以下に記述する4つ の配列は容認可能な分解度および収束度に達するものである。 1.前記陰極フィラメントは、前記第1および前記第2の格子電極のセットG 1,G2に対して水平方向に実質的に平行に位置されている。前記第1および第 2の格子電極のセットG1,G2は、ライン走査用に使用される。前記第3の格 子電極のセットG3は、第1および第2のセットに対して実質的に垂直であり、 走査される前記ピクセル点の輝度を調整するために使用される。 2.前記陰極フィラメントは、前記第1および前記第3の格子電極のセットG 1,G3に対して水平方向に実質的に平行に位置されており、前記第1および第 3の格子電極のセットG1,G3は、ライン走査用に使用される。前記第2の格 子電極のセットG2は、第1および第3のセットに対して垂直であり、走査され る前記ピクセル点の輝度を調整するために使用される。 3.前記陰極フィラメントは、前記第1および前記第2の格子電極のセットG 1,G2に対して実質的に鉛直で実質的に垂直に位置されており、前記第1およ び第2の格子電極のセットは、ライン走査用に使用される。前記第3の格子電極 のセットG3は、第1および第2のセットに対して実質的に垂直であり、前記ピ クセル点の輝度を調整するために使用される。 4.前記陰極フィラメントは、前記第1および前記第3の格子電極のセットに 対して実質的に鉛直で実質的に垂直に位置されており、前記第1および第3の格 子電極のセットは、ライン走査用に使用される。前記第2の格子電極のセットG 2は、第1および第3のセットG1,G3に対して実質的に直角であり、前記ピ クセル点の輝度を調整するために使用される。 前記陰極フィラメントは、好ましくは、たるみを減らすために垂直に位置され る。ライン走査用に第1および第3の格子電極のグループとピクセル点の調整用 に第2の格子電極のセットを使用する第2および第4の電極配列は、低い変調電 圧,小電流,そして単純な駆動回路という利点を持つ。 図1A,3Aの装置100,300は、3つではなく2つの格子電極のセット だけを使用して、例えば、第3の格子電極104,304をそれぞれ取り除いて 、簡潔化される場合もある。このような場合、高分解度および収束特性を維持す るために、第1の格子電極のセット103,302は、前記陰極フィラメントに 対して平行であり、以下の方法で調整される。 1.前記陰極フィラメントは前記第1の格子電極のセットに対して水平方向に 実質的に平行に位置させら れ、ここでは、前記第1の格子電極のセットG1は、ライン走査用に使用される 。前記第2の格子電極102,303のセットは、第1の格子電極のセットに実 質的に垂直であり、ここでは前記第1の格子電極は前記ピクセル点の輝度を調整 するために使用される。 2.前記陰極フィラメントは前記第1の格子電極のセットに対して平行な位置 に垂直方向に位置させられ、ここでは、前記第1の格子電極のセットG1は、輝 度を調整するために使用される。前記第2の格子電極のセットG2は、第1のセ ットに実質的に垂直であり、ライン走査用に使用される。 上述した実施例において、異なるスペーサ配列は、前記面板および背板に囲ま れる室が真空状態にされるとき、前記板に機械的な支持を提供するために使用さ れる。前記スペーサは陰極から放出される電子の障害物になる場合もあり、また 、陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイに望ましくない暗い領域を生じさせる。 そのような暗い領域を減少させるかなくすために、前記陰極フィラメントを囲む 磁界は蛍光点部分に多数の電子が突き当たるように変更され、前記蛍光点は、ス ペーサ要素から離れたピクセル点部分よりも前記スペーサ要素に接近したもので ある。 図4は、前記陰極フィラメントを囲む3つの全ての磁界の1つの仕組みを説明 したもので、図1A,3A の装置100,300の背部分の断面図である。図4において、401は陰極フ ィラメントである。背板402の内面は、2つのグループ403および404に 分けられた導電層を持つ。前記電極のグループ403は直接前記フィラメントと 面しており、それ故に、前記陰極フィラメントと重なり、ここにおいて、電極4 03に印加される電圧は、前記陰極フィラメント401に印加されるものと同じ ものである。電極404は陰極401とは重ならない。適切な電圧が電極404 に印加されると、それらには陰極フィラメント401および電極403と比較す ると高い電圧がかかるので、前記フィラメント401から放出される電子を引き 寄せやすく、より多くの電子がスペーサ部材405により接近した場所で前記陽 極上の蛍光点に突き当たるようになる。好適な実施例において、電極の両グルー プ403,404は、前記陰極フィラメント401に実質的に平行であり、また 、前記陰極フィラメントにも平行であるスペーサバー106,107,306, 307にスペーサ部材405があることで生じる陰影を効果的に減少させる。 スペーサ部材405の両側にある追加的電極406のセットもまた、陰極フィ ラメント401と比較するとより高い電圧がかかるので、前記陰極フィラメント から放出される電子をさらに引きつけ、そして前記ス ペーサ部材により生じる陰影を減少させるために、スペーサ部材405により接 近する方向に電子が移動する。 電極407,408を含む前記第1の電極のセットはまた、より多くの電子が 前記スペーサ部材405により接近して移動するような間隔に離されて位置され る。このことは、前記格子ワイヤ408が、前記スペーサ部材から離れた位置に ある格子ワイヤ407よりも前記スペーサ部材により接近した位置でより接近し た間隔をもつことにより達成される。図4に示されているように、これは前記格 子電極を位置決めすることで説明されるので、前記電極408は電極407より もより接近している。 スペーサ部材406により生じる陰影を減少させるさらなる別の技術は、格子 電極408が格子電極407よりも高い電圧がかかるように電圧を印加すること である。前記格子電極に関する最後に記述される方法はまた、スペーサバーによ り生じる陰影を減少させるためのものであり、前記スペーサバーは、前記バーに 平行である格子電極が、前記スペーサバーから離れた位置よりも前記スペーサバ ーに接近した位置のより接近した間隔をもち、そして前記スペーサバーから離れ た格子電極に印加された電圧よりも前記スペーサバーにより接近した格子電極に より高い電圧を印加させる ことによって、もしくはそのどちらかによって、前記陰極フィラメント401を 横切る。 上の記述は、本質的には、米国特許出願番号第08/070,343号から取 られたものである。 一片コア多電極および本出願に特有の製造方法に関する記述は、図5Aから以 下に記述される。前記単純化された電極構造の主要な特徴は以下のものを含む。 (1)孤立した室内には1つのスペーサ構造のみであり、それにより装置組立中 の複雑な配列が減少される。 (2)前記スペーサ構造は、壁蓄電効果をなくすために、陽極板と接触している 。 (3)薄い分離壁は、三原色間の漏話をなくすために、電子が3つの蛍光点の方 へ向かうように電子を分離するために使用されることで、ディスプレイ装置の色 純度を高める。 (4)薄い伝導フィルムは、陽極が高圧に維持されているときでも電極の低作動 電圧幅を提供するために、薄いスペーサ壁の内面上に直接設けられている。 (5)電子流形成電極は、フィラメントからの均一の電子放出を提供するために 、陰極の近くに形成されており、それにより輝度の均一性が高まる。 (6)多電極が自己位置合わせ特徴の方法で組み立てられるので、大量生産を容 易にするために、1つのス ペーサのみの構造が使用され、それにより、装置の組立中の複雑な位置合わせ手 順が減少される。 (7)位置合わせ登録マークや補強の両方として機能する支柱のアレイをもつ背 板を使用することにより、広域の薄いガラス板が大きな大気圧差に耐えることが 可能となる。上述の特徴が同じ装置において有利に使用されるが、前記特徴のそ れぞれが別々にあらゆる他の特徴を使用することも可能である。EFD装置にお いて多電極構造設計でなされたこれら全ての改良により、現在入手可能な費用効 率の良い製造方法を使用して、大画面EFDディスプレイ装置(40インチ〔1 01.6cm〕より大きいもの)の製造が可能となる。 図5Aを参照すると、陰極線ルミネセンス装置の好適な実施例が図示されてい る。図5Aは一片コア多電極構造502、すなわち、完全なもしくは単一のスペ ーサ構造502を有する装置500の断面図である。前記実施例は、ハウジング を形成する面板504,背板506,そしてオプションの側壁(図示せず)を含 んでおり、室508内で1以上の陰極512と2つの格子電極のセットG1とG 2を囲んでおり、前記電極G2は、好ましくは、支持部の内壁上およびスペーサ 構造の分離部分上に設けられるか、またそのどちらかに設けられている。すなわ ち、スペーサ構造502はそこに孔を持っており、ここでは前記孔の内面に設け られている。これらの電極と構成部分は、フラット真空装置を形成するために、 装置の周辺もしくは側壁で、室508内に密封されている。前記板の周辺により 囲まれている装置の前記室は真空であるために、前記陰極で放出された電子は、 以下に記述される方法で前記陽極の方向へ自由に移動する。 図5Aに示されているように、スペーサ構造502は、強固にそして確実に、 前記2つの格子電極のセットG1とG2に接続されている(例えば取付けられて いる)。構造502は、格子電極のセットG1と格子電極のセットG2との間に 、支持壁502a,分離壁502b,そして分離スペーサ502cを含む。1以 上の陰極フィラメント512のそれぞれは、室508に電子を発生させる。それ から、適切な電圧が格子電極G1,G2に印加され、陽極516の上部に設置さ れた蛍光層514上にある適切な蛍光点の方向へ電子が向けられる。図5Aに示 されている仕組みにおいて、以下に記述され電圧を印加された図6にあり、適切 な厚みの層1を持つ高い分解力を得るために、前記格子電極のセットG1に印加 された電圧は走査用に使用され、格子電極G2に印加された電圧は電子収束用に 使用される。このように、G2,G1に印加された適切な電圧と、好ましくは、 1.0〜30mm幅の層1の適切な厚みを持っており、孔の内面にコーティング し ている電極G2(例えば、前記孔の表面にコーティングしている長方形の輪状G 2)を通り、構造502にある前記孔を通る電子通路により、そこを通る電子通 路が前記重なりピクセル点上に収束する。そのような収束効果は、図5Aに示さ れている。それ故に、前記電極G2はまた、好ましくは、約0.2〜30mmの 間の厚み(すなわち、前記陽極に垂直な寸法)をもつ。長方形以外に、構造50 2にある前記孔と電極G2はまた、楕円,環状,正方形,六角形,八角形,また は他の多角形であり、その形は、効率の良い収束メカニズムを得るためのサイズ や印加される電圧によるものである。G2に印加される電圧はまた、3つの色、 赤,緑,そして青の輝度を制御するために使用される。図5Aに示されている例 において、蛍光層上の緑のピクセル点514が発光する場合、支持部および分離 壁上の格子電極G2に印加される電圧は、電子の雲からの電子が2つの分離壁間 で蛍光点514aの方向へ収束されるものである。 図5Bは、図5Aとはわずかに異なる単純化された電極構造を用いた装置の代 替実施例を説明したもので、陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置もしくは EFD部分の断面図である。図5Bの装置500’は、図5Aの装置500とは 異なり、その相違点とは、装置500’の分離壁502b’が、図5Aの装置5 0 0の分離壁502のような正方形もしくは長方形の断面ではなく、先が細いもし くはくさび形の断面を持っている点である。前記先が細くされた分離壁は、図6 の層と類似した2つの層の対応する先が細くされた分離部分を取り付けることに より形成される。装置500の部分的に切り取られた斜視図が図12に示されて いる。 図6を参照すると図5Aに示されている好適な実施例のスペーサ構造の前記ス ペーサ板部分は2つの層を含んでいる。前記頂部の層(層1)は金属シートまた は箔の基盤522の形状で、そこにはフォトマスクでの化学エッチング,スタン プおよび電鋳を含む種々の方法で形成された仕切りにより分離された孔が設けら れている。前記金属基盤522は絶縁材料の層524で種々の塗装工程、制限的 な意味でなく、例えば浸漬被覆または蒸着被覆により覆われる。前記と異なり, 層1をガラスまたはセラミックで作ることができるが、その場合は絶縁材料で被 覆する必要はなくなる。前記スペーサ構造の支持の形(層2)はガラスまたはセ ラミックで製造され、その開口のアレイは制限的な意味でなく、例えばサンドブ ラスト,超音波加工および化学エッチングを含む多数の処理技術で製造される。 前記支持構造(層2)に用いられる前記ガラスまたはセラミック材料としては、 電荷の付着効果を減少させる ために前記適当な体積抵抗値をもつものが選択される。このようにして、高い抵 抗被覆をもつ絶縁材料が使用される高価な被覆工程は完全に不要となる。前記2 つの層は例えば接着剤により,付着されるか強固に接合されており、前記スペー サ板を形成しており、前記スペーサ板は前記多電極スペーサ構造502の1つの 一部を形成している。図5A,図6に示されているように、層1は層2の厚い部 分に対応する厚み部分を持ち、その対応するV溝部は図5Aの前記スペーサ構造 の支持壁502aを形成するように結合されているが、一方層1の薄い分離部分 は前記スペーサ構造の分離壁502bを形成する。格子電極G2は層1の前記孔 の内側表面に置かれた電気的導電性の層である。 前記陰極512は、実質的に平行な直熱の酸化物被覆のフィラメントで、前記 背板に設けられた短いセグメントに配列されており、前記背板は支柱支軸のアレ イと導電フィルムのパターンをもっている。再度述べるが、前記陰極を製造する ために用いられる他の技術も本発明の範囲に含まれる。前記装置500がより小 さい(例えば4インチ〔10.16cm〕)の場合においては、前記面板および 背板の支持は両端を除いて全く不要である。しかしながら、もっと大きい装置の 場合例えば41インチ〔104.14cm〕またはそれ以上の場合は、前記大型 装置が高い真空度に排気さ れるときには前記背板の上に支柱支軸または支柱530のアレイが補強のために 用いられる。好適な実施例では、これらの支柱はスペーサ構造に付けられるが、 前記スペーサ構造またはスペーサ板の有効面積(後述)の30%だけをカバーす る。前記背板上の導電フィルムで特定の電極パターン,例えば長い帯532の形 状に形成されたものは前記陰極フィラメント512に平行に配置されたものは、 前記フィラメントから放出され観察方向に、前記陰極から陽極に移動する電子の 経路を形成し均一性を増加するために用いられ、そしてこれから電子流形成電極 と呼ぶ。 前記フィラメントは多数の短い要素として設けられ、特に大画面ディスプレイ 装置において、作動中の振動とたるみを最小限度にする。図5Aは、前記フィラ メント,前記背電極,そして前記背板上の支柱のアレイのうちの1つの支柱の配 列を示している。電子流形成電極の配列は、図8B,10Aにより詳細に示され ており後述する。 図5Aに示されている好適な実施例では、一片コア多電極構造のみを使用する ことにより、手間のかかる合わせの作業とEFD装置の組立工程におけるスペー サ構造配列ステップを不要にしている。前記スペーサ構造上の電極G2は、箔の 蒸着または前記適当な金属の選択されたメッキにより配置される。堅い絶縁金属 形上への前記格子電極の配置は、前記大型装置の移動に原因する振動の振幅を留 め具の利用なしで減少させる。格子電極G1の前記第1のセットと前記スペーサ 板上の前記電極G2の第2のセットの間に分離スペーサがあり、前記分離スペー サは、前記スペーサ構造502のスペーサ板部分の第1層に直接形成できる。分 離スペーサ502cは、高温度接着剤中で制御された寸法ガラス球を混合して形 成される。そのような製造技術を使用することにより、大画面ディスプレイ用の G1,G2間の分離空間の精密な制御を可能にしている。 前記G1の格子電極は、例えば化学エッチング、電鋳および、微細ピッチスク リーン印刷によってパターン化される。前記装置を通る電子の通過の制御を促進 するためには、2つのセットの格子電極G1およびG2の間の一定距離を正確に 規定する必要がある。本発明の好適な実施例では、前記G1およびG2電極間の 正確な一定距離の確保は、高温性接着剤の混合物を前記G1格子電極のメッシュ に適用し、そして得られた前記G1格子電極組立を前記スペーサ構造に接触させ 硬化させ1つのコアの多電極スペーサ502を形成することによりなされる。前 記1つのコアの多電極構造の形成により、前記多数のスペーサの使用と前記電子 蛍光表示装置の組立工程における多岐にわたる精密な 位置合わせ工程を不要にする。容易ではない組立工程のいくつかが省けることか ら、大画面ディスプレイのコストに良い影響をあたえる製造が許容される。 前記面板の内面上には、低電圧三原色(R,B,G)陰極線ルミネセンス蛍光 点をもつ導電フィルムの層および各色ピクセルのコントラストを増大するための ブラックマトリクス層が含まれている。前記陽極と前記陰極の間には電子の経路 を制御するための一片のコア多電極構造体502が設けられている。前記スペー サ構造は孔のアレイをもち、前記孔は前記蛍光材料の点と陽極に重なり合わされ ている。前記配列は、前記スペーサ構造中の各孔は、ひとつのピクセルを形成す る予め定められた小さい数のピクセル点に対応し、そして前記各孔は、その対応 するピクセルの位置が合い、同様な大きさと形状をもっているので、前記陰極か らの電子は前記対応するピクセル中の任意の部分に到達することができ、前記ピ クセルを取り囲む前記ブラックマトリクス分離層には到達しないようになってい る。このようにして、図5Aに示されているように、支持壁502a間のピクセ ル点514a,514bおよび,514cをもつピクセルに適合する。分離壁5 02bは、観察方向540から見たときに、構造502中の孔をより小さい孔に 分け各々は対応するピクセル点に合致または重なるように分離する。 前記制御格子電極G2は金属の形層1の上の絶縁被覆に直接に配置される。好 ましくは、図6に示されている絶縁支持層2は薄い壁で分離された多数の仕切り 部屋をもち,前記壁は形状発生過程と空気荒らしの技術を組み合わせて用いた高 抵抗材料から作られている。このようにして、感光性ガラスセラミックの使用に よって課された全体の大きさの制限は完全に除去され、これにより大画面ディス プレイ装置の製造が可能となる。 前記背板506の内側表面には格子電極G1を固定し大画面ディスプレイ装置 を強固にするための支柱530のアレイおよび前記ディスプレイの輝度の均一性 を改善するための電子流形成電極532を持っている。大画面ディスプレイ装置 の周縁はプリント基板(図示せず)に付けられており、そのプリント基板に前記 陰極、陽極および2セットの格子電極の入出力線が電流源と駆動電子回路(図示 せず)に接続されている。図7,図8Aおよび図8Bの断面図は前記背板上の前 記柱530をよりはっきりと図示している。 前記電流源が前記陰極に電流を供給すると、前記フィラメントは加熱され電子 を放出する。このことは、前記フィラメントによって電子ビームが形成されない という点で、多岐にわたるCRT型のディスプレイの装置とは大変異なっている 。CRT型のディスプレイ の装置では電子はビームを形成する焦点合わせをされるかまたは小さい孔を通過 し、そしてそれから前記ビームは偏向電極手段により偏向させられる。 図9Aを参照すると、前記陰極フィラメント512は前記陰極面Cに存在し、 そして電子に飛び込まれる前記陽極表面は陽極面Aに存在し、そして前記格子電 極G2よりも前記陰極平面に近接している格子電極G1のセットは格子平面Gに 存在する。好ましい実施例においては、3平面A,G,Cは実質に平行である。 図9Aに示されているように、一度フィラメント512から放出された電子は、 電子の相互の反発力のために全ての方向で外に広がる傾向がある。そのため、C RT型の装置では、前記陽極に、多かれ少なかれ垂直な方向の狭いビームに焦点 合わせまたは稠密化する試みがなされている。これとは、対照的に、本発明によ る陰極線ルミネセンス装置では、前記陰極フィラメント,前記格子電極の2つの セットおよび陽極に適当な電圧が印加されて前記陽極方向への移動を惹起させら れる前に、電子は平面Aに垂直でない横方向も含めてあらゆる方向に広がる。こ れらの電子の経路は図9Aに線550で示されている。簡単のために、前記スペ ーサ構造502は図9Aから省略されている。図5A,9Aに示されているよう に、前記陰極フィラメント512から前記陽極516への電子の経路は、前記2 つ のセットの格子電極とスペーサ構造502によってのみ制限される。そのような 障害を除けば、電子は室508で、特に前記背板506と平面Gとの間で自由に 広がることができる。電子が平面Gに近接すると前記格子電極と陽極の電圧の影 響により電子は経路550で示されるように陽極の方への加速を惹起する。好適 な実施例において、前記陰極フィラメントの平面Cと最も近接している格子平面 G間の距離は前記陰極平面Cと前記陽極平面Aの距離の少なくとも5%またはそ れ以上である。特にここでは、電子流形成電極が図10Aに示されている前記電 子の横方向の広がりを助けるように使用され、これにより前記フィラメントから 放出された電子が、電子が均一な輝度のディスプレイを完成するために陽極方向 に向かって加速される前に、横方向に面Aに平行または僅かな角度をもって十分 に広がる。図9Aに示されているように、もし2つの隣接する陰極フィラメント がある距離だけ離れていると、前記陽極と蛍光体の部分554で、観察方向線5 40から見たときに、2つのフィラメントの中間の領域はより少ない数の電子を 受けることになり、その結果複数の領域552,図9Aに示されている観察方向 線540から見たときに、2つのフィラメントに重なっている領域に比較して小 さい強度の光を発生する。図9Bは、図9Aに示されているディスプレイの部分 の輝 度を図示したもので、図9Aにある前記装置部分の輝度が示されている。このよ うに、図9A,図9Bに示されているように、前記ディスプレイの輝度は、前記 陰極フィラメントと直接重なる位置552で最大値B1に、2つの隣接するフィ ラメントの中間のスペースと重なる位置554で最小値B2となるであろう。そ れにもかかわらず、CRT装置と比較して、図9A,図9Bに示されているEF D装置の利点は、CRT型の装置では発生させられた電子の僅かな部分であるの に対して、フィラメント512により発生させられた電子の大部分が、光を発生 するために前記陽極と蛍光の方向に向けられる。かくして、あるCRT型の装置 で、狭い横断面の電子ビームを作るために、フィラメントによって発生させられ た電子は小さい孔があるスペーサの中を通過させられる。このようにして、前記 フィラメントによって発生させられた電子の大部分は失われ、単に小さい割合の 部分だけが孔を通過する。しかしながらこの出願の発明では、前記スペーサ構造 の孔の大きさは陰極から陽極まで通過することを許される電子の百分率を増大さ せるために最大にされている。好適な実施例で、前記スペーサ構造または板で電 子の阻止は前記スペーサ板の有効面積の80%以下である。すなわち、換言すれ ば、前記装置の透過係数は20%より多い。ここにおいて、前記スペーサ板の有 効領域とは、孔が分布させられている領域で、前記陰極、陽極および格子電極に 全範囲のアドレスと走査の電圧が印加されたときに、前記孔を介して電子が前記 陰極から陽極に通過することができる孔の領域として定義される。換言すれば、 もしディスプレイ装置で、スペーサ中に陰極または格子電極または孔で電子の通 過を許容するものを欠いた領域があると、そのような領域は前記スペーサ板の有 効領域の部分とはされない。他の言い方をすれば、前記スペーサ構造または板の 有効領域は、透過孔が分布している領域で前記陰極のフィラメントから放出され た電子の雲からの電子が、適当な電圧が前記陽極、陰極および格子電極に印加さ れたとき、チャンネルされる領域として定義される。 さらに陰極によって発生された電子の側面の広がりための障害を減少させるた めに柱530の数は最小限度にされる。前述したように4インチ〔10.16c m〕より少いスクリーンの装置は柱を必要としない。より大きい装置のためには 、100mmあたり1本の割合で柱が必要とされるので、41インチ〔104. 14cm〕のスクリーンでは、室508の内側が高い真空で大気の圧力に対抗す るために柱が必要となる。 図9A,図9Bに図示されているように、隣接する陰極フィラメント512は 相当な距離、離れており、前記隣接するフィラメントの間のスペースに対応する 前記陽極の領域は、他の領域よりもより少ない光を発生することにより、前記デ ィスプレイの輝度の不均一性を惹起する。これは陰極フィラメントの前記密度を 増大させることによって救済されることができる。しかしながら、フィラメント 密度を増大させることは、前記装置に必要な電流を増大してその結果全体の電力 消費を増加させるという好ましくない効果につながる。また輝度均等性は電力消 費の増大なしで、図10A,図10Bに示されている構造の電子流形成電極によ り改善される。図10Aは、図9Aに示されたものと同様なEFD構造を示して おり、相違する点は、前記背板電極が導電フィルムで前記陰極フィラメントに平 行な長い帯のアレイパターンを形成しているだけである。 図10Aは装置500の部分の断面図であって、前記スペーサ構造は作図を簡 単にするために省略されており、ここにおいて前記背板電極は前記陰極フィラメ ント512に平行なアレイを形成する平行な長い帯の層の形態をしている。図1 0Aに示されているように、電子流形成電極562,566は他の電子流形成電 極564よりは幅広であり、各隣接する幅広の電極562,566は狭い電極5 64により分離されており、この関係の逆も成立する。図10Aに示されている ように前記陰極フィラメント512は主要な電極562と重なっている。電極5 66は隣接するフィラメント 512の中間のスペースと重なっている。各フィラメント512は例えばグルー プ570(前記主要な電極562でフィラメントに重なるもの、主要な電極の次 の2つの狭い電極564と前記2つの電極566で2つの電極564に直に隣接 するものを含む)のような電子流形成電極のグループに対応し、そこに電圧が印 加されて、前記対応する陰極フィラメントからの電子の前記陽極への移動に影響 を与える。図10Aに示されているように、電圧V0は観察方向540から見た ときに対応するフィラメントに直接重なる前記主要電子流形成電極562に印加 され、そのような電極を前記グループの主要電極と規定する。電圧V1,V2は、 図10Aに示されているように、前記主要電極にそれぞれ直に隣接している前記 2つの対の電極564,566に印加される。好適な実施例では、V2はV1より 高い電圧にあり、それはV0より高い電圧である。このようにして、前記フィラ メント512から放出された電子は、横方向または平面Aに平行または僅かな角 度をもつ方向に引きつけられ、平面Gと前記背板間の室508の部分の電子の雲 の横方向の広がりを増大させる。これは前記2個の隣接するフィラメント512 の間の中程に存在する電子の密度を増大させる効果があり、それ故に2つの隣接 するフィラメント間の中間にある空間に重なり合う前記陽極の554’の部分 に飛び込む電子の密度に効果がある。これ故に、これは前記ディスプレイの輝度 の均一性を増加させる効果がある。これは図10Aに、図9Aの経路550と比 較して電子経路550’のより均一な空間配分として図示されている。図10B は図10Aの前記ディスプレイの輝度の前記陽極平面Aに沿ったグラフである。 図10Bに示されているように、前記フィラメントに直接重なる前記陽極の55 2’部分の輝度は、前記2つの隣接するフィラメントの間の中間の空間に重なる 部分554’の部分より僅かに大きい。 前記陽極に向けて移動する時の電子の経路は、前記2つのセットの格子電極G 1およびG2に印加される電圧によって変調され、前記適切なピクセルにおける 各蛍光点に到達する電子は色の像を表示するためにアドレスまたは走査される。 先に論じられたように、従来のCRTシステムでの電気的雑音およびはぐれた 電子は、アドレスされたピクセルに対して接近したピクセルにしばしば発光を引 き起こし、漏話の原因となり、ディスプレイ装置の動作の特性の低下を招いてい た。スペーサ板は漏話を最小限度にするために使われる。このスペーサ板はコー ニング社のホトホーム(Corning Fotoform)ガラスのような、感光性ガラスセラ ミックから製造されるのが好ましい。しかしながら、感光性ガラスセラミックを 使用すると、大画面ディスプレイについて大きさの選択と材料の利用可能性につ いての限定に遭遇する。1つのコアの多電極構造を使用した好適な実施例におい ては、図15(図6の層1)の基板704中の全ての孔の内表面に、ルミネセン ス手段の上の前記正しいピクセル点に前記電子を突入させる焦点合わせのための 動作範囲で低い電圧を提供するために、薄い導電フィルムG2を蒸着するか電着 することにより,前記スペーサ構造を陽極板に接触させることにより,前記高い 電圧陽極板と制御格子電極間の距離を増大させることにより漏話を極小にするこ とができる。 前述した一片コア多電極スペーサ構造502または502’では、前記面板と 背板は、厚さが3mm以下の大きいガラス板で作られる。前記大面積スペーサ板 はおよそ0.05から5mmの範囲の孔のアレイをもつが、好ましくは0.1か ら0.2mmの範囲が良く、高剛性の材料をフォトリソグラフィと吹きつけ研磨 およびまたは超音波の機械加工技術を用いて形成する。前記電極G2もまた、そ れ故に、前記スペーサ板の孔のアレイと同様に陽極平面に平行な形状である。格 子電極G2は前記分離壁の内表面に、例えばアルミニウム,ニッケル,およびタ ングステンの様な導電材料を前記格子電極パターンを規定するために選択蒸着の 技術で付着することにより形成する。一片コア多電極構 造組立体は、特に設計された合わせ治具と工具を用いて個々の副組立を高精度で 組み立てることにより形成される。 大画面のEFDフラットテレビジョンは以下の副組立から構成される。(1) 陽極プレート副組立(2)陰極プレート副組立(3)G1−G2のコア副組立。 陽極板はインジウム錫酸化物であるITOのような導電フィルムをもつ前記背板 から形成される。黒いガラスの粉末が蛍光体を囲む選ばれた領域にコントラスト を改善するために適用される。それから、三原色、赤,緑,および青の蛍光体の 点がガラス板に適用される。このようにして、前記陽極板は最終組立の用意が整 う。前記陽極板の合わせの制御は、精密なフォトリソグラフィ過程を用いて黒い ガラス粉末と蛍光体の点のパターンを規定することより完成される。前記陰極プ レートは柱のアレイをもつITOでコーティイングされたガラスの基盤から作ら れる。電子流形成電極はITOのフィルムをパターン化することにより作られる 。電子流形成電極の形成のあと、ガラス粉末が、装置の密封のためにフィラメン ト支持マウントと前記板の周辺の選択された領域に施される。この時点で、ゲッ タ材料が引き続くフラッシュのためにゲッタスロットに配置される。最後に、前 記陰極を完成させるために、前記フィラメントがフィラメント支持体、例えば前 記背 板の上でその周辺に設けられた支持体(図示せず)に取り付けられる。前記G1 −G2のコア電極構造体は、2つの要素、すなわち前記スペーサ板およびG1格 子電極から形成されている。前記スペーサ板はガラスセラミック材料から、様々 な微細加工技術または金属の形に壁面電荷を減少させる特有の異なる抵抗特性を 備える絶縁材料を塗布することにより製造される。そのような材料は、前記金属 の形に種々の被覆技術、例えば蒸着,浸漬被覆等により適用される。 最終の組立工程の流れで、前記大画面EFD装置の密封の際の高い温度期間中 に種々の組立間に発生するずれを防止するために様々な合わせ治具が使用される 。最初に、前記陽極板が合わせ治具に乗せられそこで前記G1−G2のコア副組 立が適切に合わせられる。最後に、前記陰極副組立もまた、前記コア副組立に正 確に合わせられる。そのような組立工程は好適な実施例では、すべての副組立が 合わせ板の助けをかりて、最終組立に先立って適当な位置合わせをされるという 事実により簡単にされることは明らかである。 本発明による一片コア多電極構造体は、ほとんどの大画面製造技術において遭 遇する問題なしで大画面EFDの装置を製作することができることがわかる。ま た前記一片多電極構造体の設計は、ガラスの粉末領域を越えた金属導電体の形成 が可能であることがわかる。 これは、前記電極が、個々の走査電極の複雑なはんだ付けの処置なしで外部のド ライブ回路に直接接触することができることを意味する。 図5Aおよび図6を参照すると、層1および2の全体の厚さは好ましくは、1 −30mmおよび厚さの範囲にあり、前記分離スペーサ502cの厚さは0.1 −5mm程度であるから、前記構造502の厚さはおよそ1から30mmの範囲 となる。図9Aを参照すると、前記好適な実施例では、前記陰極平面Cおよび2 つの格子平面のうちより近い方との距離は0.5−20mmの程度である。面板 と背板の厚みが0.5−10mmの範囲でそして陰極平面Cと背板電極との距離 が0.3−5mm程度の場合においては、前記装置500の全体の厚さは4から 40mmの程度となる。図10AでV0とV2の電圧差は0−500ボルト程度で 好ましくは0から80ボルト程度である。隣合う前記陰極フィラメントの間の分 離は好ましくは1−132mm程度である。陰極平面Cおよび陽極平面Aの間の 距離は4−35mmの範囲である。前記陽極は1−20kVの間の電圧で操作さ れ、好ましくは1−12kVで動作させられる。前記陰極の動作電圧は好ましく は100V以下で、前記格子電極G1,G2の動作電圧は200V以下で典型的 には50−100Vの代表的な範囲である。前記ピクセル点514a〜514c はそれぞれ好ましくは約0.3mmより少い幅である。前記支持壁502aの典 型的な幅は0.1−0.3mmで、前記分離壁502bは典型的にはおよそ0. 06−0.12mmの厚みをもち、前記対の分離壁502bと分離壁502bと 隣接する支持壁502aの孔は0.1mm程度である。支持壁502aと図5B に示される斜面の壁は好ましくは3度の勾配を持っている。それぞれ0.15お よび0.08mm幅をもつブラックマトリクスをもつピクセルの全体の幅は1. 3mmまたはそれ以下である。図6に示されている層2は体積抵抗108〜101 4 ohms−cmの範囲の材料で製造されることが好ましい。図6の層1の場合 は、ガラスの粉混合物、ポリイミドおよびシロキソネから選択された誘電材料の 1つにより被覆されている。 装置500,500’の前記組立工程が図11を参照して詳細になされる。最 初に、図6の層1の内部の金属フレーム形成するために金属の箔に孔のパターン がエッチングされる。図6の層1を作るため、先に得られた構造体を絶縁層で覆 う。ここでは、金属箔とか形の替わりにガラスまたはセラミック材料の層が使用 され、当然ではあるが被覆の工程は省かれる。電気的に導電性の材料の薄いかま たは厚いフィルムが格子電極G2のセットを作るため前記層1の構造の孔の表面 の適当なまたは選択された部分に付着される。材料層 中に孔のパターンが形成され、それから図6の層2を作るための高い抵抗材料が コートされる。層の1および2は例えば接着剤を用いて確実に結合または付着さ れ、図6に示されているようにそれらの支持部分が合わせられる。そのようなま たは他の過程が図11に図示されており、ここでは前記スペーサ板を製造する過 程がブロック600に図示されている。前記格子電極G1のセットは、図11の ブロック602に示されているようにして製造される。金属の箔の上への熱可塑 性のプラスチックのラミネートにより行われる。それから前記箔が支持板に付着 され、パターンが格子電極G1のセットを作るために被覆および箔を通ってエッ チングされる。前記スペーサ構造は、図11のブロック604のステップを参照 して組立てられる。最初に、ガラス球のような充填材料をふくむ高温性接着剤混 合物の糊がスペーサ板に適用される。そして、前記格子電極G1のセットは、前 記支持板の助けをかりて、前記スペーサ板の頂上の上にある高温性接着剤混合物 上で熱可塑性の被覆を介して接合される。前記接着剤混合物は、前記電極G1を 前記スペーサ板にしっかりと付けた後に硬化させられる。前記格子電極G1のセ ットのための支持板は当業者に知られている方法、例えば高い温度で熱可塑性プ ラスチックを灰化することによって除去される。前記陽極と陰極板は前述した( ブ ロック606,608)によって形成される。層1および2に形成された孔の前 記パターンは前記陽極板上の前記ピクセル点の大きさに適合するように形成され 、そして前記パターンが格子電極G1を作るために金属の箔にエッチングされ、 電極G1の密度は前記陽極電極上の蛍光点に適合する。前記格子電極G1が前記 スペーサ板に付けられるとき、観察方向から見たときに、2つのセットの格子電 極G1,G2間の交差点が前記陽極板の上のピクセル点に重なるように位置合わ せされている。前記ブロック600,602および604のステップで得られた 一片集積スペーサ構造は、それから前記陽極と陰極板に組立られるのであるが、 これは、前記陽極板上の前記ピクセル点とスペーサ構造の1つを位置合わせし、 そして前記格子電極およびピクセル点と共に、フィラメント支持体(図示せず) に設けられた前記陰極フィラメントを合わせることによりなされる。前記面板お よび背板(陽極と陰極板)は、ハウジングまたは室508を形成するために、任 意の横壁と互いに接合されそれから、前記陰極線ルミネセンス装置を形成するた めに排気(ブロック610)される。 図13は、本発明の好適な実施例を説明するもので、図5Aの装置部分の部分 的な断面図および部分的な略図である。図13は、陰極線ルミネセンス装置の特 別 な利点をもつ構造を図示している。480行のピクセル点をもつディスプレイ装 置において、制御回路が、ピクセル点のそれぞれの行のアドレス指定および走査 を個々に制御するようにされているならば、そのような回路は必然的に複雑で費 用がかかるものとなる。図13の前記ディスプレイ装置の設計は、前記制御回路 を非常に単純化したものである。2つの陰極のみが図13に示されているが、こ れは前記装置500の部分のみであり、図13の前記構造は、480行のピクセ ル点をアドレスするために、電子を放出するための合計24個の陰極フィラメン ト512を組み入れるように、横方向に繰り返されている。図13に示されてい るように、前記陰極フィラメント512のそれぞれは、集合的にG0として付け られている対応するメッシュ電極をもつ。概して、総数がN個の陰極フィラメン トが用いられた場合、総数がN個のメッシュ電極G0があり、前記電極は、それ ぞれの陰極フィラメントに対応し、そして囲んでいる。このように、前記陰極フ ィラメントがC(1)からC(N)へと番号を付けられるならば、前記メッシュ 電極もまた、対応するように、G0(1)からG0(N)と番号を付けられる。 24個の要素が用いられるならば、Nは24となる。2つの陰極フィラメントC (j),C(j+1)のみが図13に示されており、ここにおいて、2つの陰極 フィラメントをもつ前記装置500の2つの部分が示されているので、jは、1 から23の範囲である。 好適な実施例において、前記陰極フィラメント512は、装置500がオンに なると、持続的に電子を放出するが、これらの電子は、前記陰極フィラメントと それらに対応し取り囲むメッシュ電極の相対的な電圧に応じて、ある時間にのみ 、これらの陰極フィラメントのまわりにある前記メッシュ電極を通過することが できる。メッシュ電極が、前記電極が囲む前記陰極フィラメントと比較してより 負である電圧であるならば、そのようなフィラメントから放出された前記電子は 、前記メッシュ電極を通過することができず、そして前記フィラメントの周辺内 にとどまる。 前記陰極フィラメント512のそれぞれは、20行のピクセル点のどれか1つ に向かう電子を放出する。上述したように、それぞれの格子電極G1は、ディス プレイ装置を図5Aにおける観察方向540から見たときに、1つのピクセル点 の行と特別に重なる。それ故に、480行のピクセル点を走査しアドレスするた めに、480個の格子電極G1が用いられる。それぞれの陰極フィラメントは2 0行のピクセル点を走査しアドレスする目的で、電子を発光するために使用され る。それ故に、それぞれの陰極フィラメント,それに対応し取り囲むメッシュ電 極,そして対応する20個 の格子電極G1のセットは、対応する20行のピクセル点を走査しアドレスする ために使用される。図13に示されているように、iが1から20の範囲である 前記陰極C(j),それに対応するメッシュ電極G0(j),そして前記20個 の格子電極G1(j)(i)は、20行のピクセル点のアドレス指定および走査 を制御するために使用され、前記ピクセル点は、図5Aに示されている観察方向 540から見たときに、前記格子電極G1(j)(i)に空間的に重なる。 480行のピクセル点をアドレスするための前記制御回路を単純化するために 、前記24セットのそれぞれに空間的に対応する格子電極は、図13に示されて いるように、20本の走査線の1つに電気的に接続されている。すなわち、24 個全ての格子電極G1(1)(i),G2(2)(i)...,G1(24)( i)は、i番目の走査線と電気的に接続されており、ここにおいて、iは1から 20の範囲である。前記走査もしくはアドレスされた電圧が図14に図示されて いる。 図14において、480行の全てのピクセル点を走査もしくはアドレスするた めの完全なサイクルは、24サブサイクルに分けられる。前記それぞれのサブサ イクル中、電圧は、前記陰極フィラメントおよびそれに対応するメッシュ電極に 印加されるので、前記24個の陰極フィラメントの1つのみから放出される電子 は、ピクセル点の1行をアドレスするための前記蛍光面に達するように、対応す るメッシュ電極を突き抜けることができる。例えば、前記陰極フィラメントの全 てが接地されているかもしくは僅かに正電圧であるならば、前記メッシュ電極の 1つを除く全てのものもまた、接地されているかもしくは負電位であり、前記一 つの例外は、正電圧Vボルトであるので、Vボルトで前記メッシュ電極により囲 まれている前記フィラメントのみにより放出される電子は、前記蛍光面に達する ように通過することが可能となる。 このように、第1サブサイクル中、前記第1の陰極フィラメントC(1)を囲 む前記メッシュ電極は、Vボルトであり、そして前記残りの23個のメッシュ電 極は、接地されているかもしくは僅かに負電圧であるため、C(1)からのみ放 出された電子は前記蛍光面に達するように通過することができる。前記第1のサ ブサイクル中、20個の走査パルスVG11からVG120のタイムシーケンスは、図 13の20本の走査線1から20に、t1からt20の時間で連続して加えられ、 それにより、ピクセル点の行1から20を連続して走査もしくはアドレスするた めに、前記サブサイクル中に前記陰極フィラメントC(1)から電子が放出され る。これらの行は、観察方向540から見たときに、格子電極G1(1)(1) からG(1)(20)と重 なる。図14に示されるように、次のサブサイクル中、前記陰極フィラメントC (2)を囲む前記メッシュ電極は、接地もしくは僅かな負電圧の前記残りの23 個のメッシュ電極とともに、Vボルトであり、そのため、C(2)からのみ放出 される電子は前記蛍光面に達するように通過することができる。前記第2のサブ サイクル中、20個の走査パルスVG11からVG120のタイムシーケンスは、図1 3の20本の走査線1から20に、t1からt20の時間で連続して加えることに より、ピクセル点の行21から40を連続して走査もしくはアドレスするために 、前記サブサイル中、前記陰極フィラメントC(2)から電子が放出される。こ れらの行は、観察方向540から見たときに、格子電極G1(2)(1)からG (2)(20)と重なる。それから、この過程は、前記残りの22グループの陰 極フィラメントC(j),メッシュ電極G(j),そして格子電極G1(j)( i)のセットに繰り返され、ここではjは3から24,iは1から20の範囲で ある。 図13の構造は、前記メッシュ電極が使用されない場合よりも、前記観察方向 540に垂直な方向に横方向にかなり幅広く広がる電子を惹起するように前記メ ッシュ構造G0が形づくられている点が非常に利点であり、その結果として、そ れぞれの陰極フィラメントから放出される電子は、他の場合よりも、かなり多数 のピクセル点の行をアドレスするために使用されることが可能となる。図13の 実施例において、それぞれの陰極フィラメントは20行のピクセル点をアドレス するための電子を放出するために使用されるため、24個の陰極フィラメントの みが総数480行のピクセル点をアドレスするのに必要とされることから、前記 制御回路が非常に単純化される。前記背板上および前記長いバースペーサもしく は支柱530上にある前記電子流形成電極532はまた、より広くディスプレイ 領域を覆うように、前記陰極フィラメントにより発生される電子を横方向に分布 することが重要であり、それは、前記蛍光面の方向へ向けられる電子の均一性を 高め、そしてフィラメントの数が少数のみでいいように前記フィラメントのピッ チを増加させる。前記陰極フィラメントは、好ましくは、電子を発生させるよう に特別なピッチに配置されたアルカリ性の酸化物をコーティングされたタングス テンワイヤである。 上述された構造は、前記格子電極G1の板と前記陰極フィラメント間を適切に 分離することに使用され、それにより、電子が前記蛍光面の前記ピクセル点の方 向へ向かう前に、電子が横方向に広がるための時間が得られる。上記の制御され た駆動の仕組みでは、2つの集積回路のみが必要とされる。上述された構造は次 の利点を持つ。 1.フラット大画面での電子の均一な分布, 2.前記装置の大画面を覆うための電子の広がり, 3.前記陰極構造で使用されるフィラメントの総数の削減, 4.フィラメントの削減の結果による低電力消費, 5.大量生産の容易さ,そして、 6.単純で低コストの集積走査回路。 コラム電極の製造 従来のマイクロエレクトロニクス製造において、フォトリソグラフィ工程が使 用されている。しかしながら、そのような工程は、通常、従来のフォトレジスト 工程が適用される場合の平面にのみ適切なものである。低欠陥数でフォトレジス トパターンを定めることは、3次元構造をもつ電極構造には困難なことであった 。 上記の困難さは、前記格子電極の高い収率を得る製品,特に、20インチ〔5 0.8cm〕の寸法以上をもつ基盤領域には非常に重要なことである、二重のフ ォトレジストリフトオフ工程により解決される。前記 製法のシーケンスは、図5Aのスペーサ構造502上にコラム電極G2を製造す るための流れの図を示している図15に明示されている。図15に示されている ように、基盤704は感光性の高分子材料(例えば、ポリジメチルグルタリミド ,もしくは「PMGI」)でコーティングされており、前記材料は、感光性を下 げ、そして紫外線(UV)に十分に曝したアルカリ性の可溶性を高めるために、 光分解の分離を受ける。この文脈において、十分にUVに曝すということは、前 記コーティングを、240から260ナノメートルの範囲にある波長のような短 い波長をもつUV光に曝すという意味である。前記コーティングは、コーティン グの全厚みが光分解されるまで、UV光に十分に曝される。この十分に曝すこと の利点は、前記高分子コーティングの光分解に、より広い製造範囲を提供するこ とである。逆に、ほとんどの画像レジストは広い露出許容範囲を持っておらず、 そして厚みの均一性は高い収率を得るフォトレジスト工程には非常に重要なこと である。 前記表面でUVで光分解された高分子コーティングで、画像レジストは十分な 厚み制御で構成要素に適用される。この厚み制御は、前記画像レジストの曝しが 上手く制御されなければならないので、高い収率を持つコラム電極パターンの工 程には重要なことである。 前記光分解された高分子コーティングは、アルカリ性の現像液で画像レジストよ りも速いエッチング率をもつ。上部の画像レジストがアルカリ性の現像液で現像 されるとき、きのこ形の二層のレジストプロファイルが生じる。この特別なプロ ファイルで、前記レジストは、前記二層のレジストが完全には覆われないので、 薄いフィルムが設置された後、容易に取り除かれる。非平面構成要素用に前記二 層のリフトオフ製法を使用するコラム電極の製造方法は、次の利点を持つ。 ・有機溶媒が前記リフトオフ製法で使用され、それにより、下にある基盤に有 害である浸透性のある化学物質の使用を避けられること。 ・導電コラム電極として使用される金属を幅広く選択できること。 ・きのこ形の二層のレジストプロファイルの構造が、レジストの容易なリフト オフを提供すること。 ・画像レジスト内に小さな孔があってもそれに耐性であるから比較的高い収率 のレジスト工程になること。 ・レジストの欠陥は損傷した基盤よりも修復しやすいこと。 前記コラム電極G2が、完全なスペーサ構造502を形成するために上述した 方法で設けられた後、分離壁部分502bのみが図15に示されており、前記底 面704aは、図5A,5B,そして11に参照し上述されたように、前記分離 スペーサ502cおよび前記第1の格子電極G1のセットを支持するために使用 される。替わりに、前記電極G1,G2と組み合わせた上述した混成の強固な一 片スペーサ構造は、分離スペーサ502cでガラス玉を使用せずに達成される。 これは、代替二層リフトオフレジスト製法であり、図16に図示されている。 図16の工程は図15のものと類似したものであるが、図15の製法では、基 盤層704の底側704aが支持表面に載っていないので、それは、UVに曝さ れたり,画像レジストにコーティングされたり,もしくはスパッタリング加工の 金属にコーティングされているPMGIによりコーティングされていない。図1 6の製法では、前記底面704aは画像レジストによりコーティングされ、曝さ れ、そして現像されている。図15と比較すると図16の工程の最終効果は、前 記底面704aの近くの側面上にある小さな領域704bが、スパッタリング加 工中、金属によりコーティングされていないことである。 これは、マスク710がわずかに表面704aよりも大きいことから、領域70 4bがフォトリソグラフィ製法において曝されず、それ故にスパッタリング加工 中被覆されているためである。 図16の前記製法から製造された前記スペーサ構造502’は、前記電極G1 ,G2を組み合わせた改良されたスペーサ構造を形成するために、図17に示さ れているように使用される。絶縁層は、図16の製法から製造された前記スペー サ構造502’の表面704a上に最初設置される。そして、前記支持構造と共 に前記G1電極は、前記絶縁層に取り付けられる。前記コラム電極G2は前記表 面704aの全体に延びていないが、領域704bの幅と同じ幅の寸法の隙間に より分離されるので、2つの格子電極G1,G2のセット間で電気的短絡が起こ る回数が減り、製造過程がかなり強固なものとなる。前記基盤材料704の表面 が電気的に絶縁であるならば、追加の絶縁層が製造コストをさらに下げるために 実際省略される。 スペーサ部材を使用した陰極線ルミネセンスディスプレイ装置における共通の 問題は、「ウォッシュボード」効果として知られており、ここでは、前記スペー サの部材が電子通路に突き当たることにより、ウォッシュボードの視覚効果を与 え、ディスプレイ内に明暗な領域を交互に生じさせることになる。言うまでもな く、そのような効果は望ましくないものである。本発明の別の特徴は、そのよう な「ウォッシュボード」効果が減少された陰極線ルミネセンスディスプレイ装置 に関してである。 図18Aは、「ウォッシュボード」効果を引き起こすスペーサ構造を図示して いる。12個の長方形のブロック752は、赤,緑,青の光をそれぞれ発光する R,G,Bと付された長い蛍光帯である。それぞれの長い蛍光帯は、多数のピク セル点を包む。図18Aに示されているように、1つのフィラメント512が、 前記蛍光帯752にあるそれぞれに前記ピクセル点の全てをアドレスするための 電子を放出するために使用される。分離壁754をもつスペーサ構造は、「ウォ ッシュボード」効果としても知られる交互に明暗になる長い領域を生じさせる。 そのような効果は図19Aにさらに明確に図示されており、それは図18Aの線 19A−19Aに沿った断面図である。 図19Aに示されているように、前記フィラメント512が、電子が帯752 上の蛍光点に向かう前に、横方向に広がりを持つ電子軌道760に沿って電子を 放出する間、前記分離壁754の効果により、前記蛍光帯の領域が他の領域より も薄暗くなる。かくして、図19Aに示されているように、前記領域752aは 、前記分離壁の一つの影になるが領域752bはそうはならない。結果として、 前記長い領域752bは長い領域752aと比較して強い強度な光を放出する。 図13,図18B,図19Bに図示されている構造は、そのような「ウォッシ ュボード」効果を減らすた めの本発明の特徴を示している。図13に示されているように、20行のピクセ ル点と前記20行をアドレスするための電子を放出するために使用される前記陰 極フィラメントとの間の電子軌道は、全く分離壁には突き当たらないため、前述 の「ウォッシュボード」効果は実質的になくなる。図18Bに示されているよう に、前記長い蛍光帯752と前記帯をアドレスするための電子を放出するために 使用される前記陰極フィラメント512との間には全く分離壁がない。そのよう な装置において、電子の通路762は図19Bに図示されており、前記図は、図 18Bの線19B−19Bに沿った図18Bにある装置の断面図である。図19 Bにおいて示されているように、フィラメント512と蛍光帯752の間の電子 通路に突き当たる分離壁がないため、上述した「ウォッシュボード」効果は減ら される。そのような目的で、前記スペーサ構造にある孔は、好ましくは長いもの であり、そして前記孔のそれぞれは、観察方向から見たときに、対応する蛍光帯 752と重なる。前記孔の領域が帯752の縁と重なるので、これらの孔は図1 8Bにおいて簡潔に770の番号が付けられている。 図20は、本発明の代替実施例を説明する陰極線ルミネセンスディスプレイ部 分の略図である。図18A,18Bに示されている構造と異なり、前記蛍光帯7 5 2は、揃えられる必要はないが、図20に示されているように食い違い配列に調 整される。そのような場合、上述した装置は、図20に図示されている方法で前 記蛍光帯をアドレスするためになお使用される。図20に示されているように、 前記格子電極G1’,G1''は、多数の蛍光帯の上もしくは下半分をアドレスす るために使用される。図20はまた、前記ピクセル点のサイズが前記格子電極G 1を選択することにより選ばれるため、G1電極のピッチが小さくなればなるほ ど、前記ピクセル点のサイズが小さくなり、そして解像度が高くなる設計を図示 している。 図21は、本発明の好適な実施例の別の特徴を説明するもので、図5Aの装置 500部分の断面図である。前記陰極フィラメントから発生する電子が蛍光面5 14に衝突するとき、前記電子のうちのいくつかはバウンドし、電子が向かうは ずではなかった別の蛍光面に達することもある。これは望ましくない漏話を引き 起こす。図21に示されているように、メッシュ構造782は、ブラックマトリ クス部材784の頂部に設けられた導電性もしくは非導電性部材のどちらかで作 られており、前記部材784は、異なる色の隣設する蛍光帯からそれぞれの蛍光 帯を分離するため、図21に示されている3つの蛍光帯514a,514b,5 14cから跳ね返る少なくともいくつかの電子は、前記 メッシュ構造782に突き当たり、そして電子が進む予定ではなかった近接の蛍 光帯に衝突せずに、高電圧の陽極により跳ね返され、前記帯に再び引きつけられ る。それにより、漏話は減少させられる。前記メッシュ構造782は、G2電極 を形成する方法と同じ方法で、金属で作られ、そして化学エッチングおよび誘電 体コーティング,もしくはそのどちらかによって形成されることが可能である。 スペーサ構造502の厚みは、好ましくは、そこに小さな孔をもつ0.2から 0.6mmの範囲である。構造502を製造するための工程には、フォトエッチ ングされたもしくは化学的に加工された金属部分のような従来の工程に特有の制 限があり、それにより、金属基盤に小さな孔を製造することが困難になる。これ は、前記化学エッチング工程と表面にあるレジストパターンの縁で下から切り取 った部分の特質のためである。全ての寸法,許容範囲,そして構造は、エッチン グされる基盤と同様に材料そのものの厚みの機能であり、僅かな範囲で、工程変 化が可能である。 一般的に、基盤Dの平面にある孔の寸法は金属の厚みTよりもかなり小さいも のにはできない。0.13mmを越える金属の厚みの典型的な指標では、最小寸 法(d)は、金属の厚みの少なくとも110%でなければならない。これは、ワ ンステップの化学エッチン グ技術を使用する化学的加工の本質的な特性のためである。 エッチング液は横方向および垂直方向に前記材料を化学的に分解する。例えば 、図22Aにおいて、前記材料が片側からエッチングされる場合、鋭利な縁80 2をもつ曲線の表面が形成される。図22Bに示されているように、前記金属が 両側からエッチングされる場合、鋭利な縁804を持つ斜面が製造される。この 斜面は金属の厚みの約20パーセントである。他の可能な縁の構造もまた示され ている(図22C,22D,22Eを参照)。前記金属基盤におけるこれら全て の縁の構造は、化学的に加工された金属部分に鋭利な縁および点もしくはそのど ちらかを生じさせる。これらの鋭利な縁および点は、これらの小さな孔が高電磁 界下での電子通路に使用されるとき、ディスプレイ装置の特性に有害である。 G2コラム電極を支持するために使用される前記金属基盤におけるこれらの縁 の構造は、追加的加工手段を化学的に加工された基盤へと組み合わせることによ り除去される。これらの追加的加工手段とは、ミクロ研磨の噴射加工および化学 研磨を含む。適切な範囲で化学的に加工された部分にミクロ研磨の噴射加工を行 うことにより、前記鋭利な縁および点の前記材料は、前記研磨粉末の衝突により 損害をうけるかもしくは変 形される。前記損害をうけるかもしくは変形した材料は、ほとんどの化学エッチ ング液に対して均一なエッチング特質をもつ。この点で、前記ミクロ研磨の噴射 加工後の化学研磨は、前記基盤から大量の材料を取り除くことなく、縁の構造を なくす。図23は、ミクロ研磨の噴射加工および化学研磨後の前記金属基盤のま っすぐな縁の構造を示している。 前記噴射加工ステップによって生じる金属表面を研磨損害を与えずもしくは変 形させずに、前記材料は、化学研磨ステップにおける化学エッチング液に対して 高い好ましいエッチング特性を示す。このように、ミクロ研磨の噴射加工のステ ップではなく化学研磨のみにより前記鋭利な縁と点をなくすことは、大量の材料 を取り除く必要がある。それ故に、前記金属基盤の前記スロットおよびライン寸 法は、長い時間、化学研磨に曝した後、かなり変化する。 本発明は、範囲および実施例を参照して記述されてきたが、付加された請求に のみ制限され、本発明の範囲からはずれることなく、異なる変化および変更がさ らになされることを理解されたい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01J 29/87 H01J 29/87 31/12 31/12 B 31/20 31/20 G (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,MW,SD,SZ,UG), AM,AT,AU,BB,BG,BR,BY,CA,C H,CN,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB ,GE,HU,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LK,LR,LT,LU,LV,MD,MG,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TT, UA,UG,US,UZ,VN (72)発明者 シュ、イ アメリカ合衆国、95014、カリフォルニア 州 クパーチノ、#1、パーク サークル イースト 10193 (72)発明者 リアング、チャールズ エス. アメリカ合衆国、95135、カリフォルニア 州 サン ホセ、リトルワース ウェイ 4166

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.観察方向から見たときに像を表示するための複数のピクセル点をもつ陰極 線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置において: 面板と背板をもち内部に室を規定するハウジングと; 前記面板の表面または近傍に設けられた陽極と; 電子に応答して発光し前記陽極の表面または近接して設けられている発光手段 と; 前記室内で前記面板と背板間に設けられている少なくも一つの陰極と; 前記陽極および陰極の間に設けられた長い格子電極の少なくとも第1および第 2のセットであり,前記観察方向から見たときに,各セットの電極は前記発光手 段と重なっておりそして格子電極は互いに他のセットと点状にかさなっており, 前記重なり点がピクセル点を規定するものである格子電極と; 前記陰極に電子を惹起させるための手段と; 前記陽極、陰極および2以上の格子電極のセットに電圧を印加する手段で、前 記陰極より放出された電子を像を表示するために前記ピクセル点の前記陽極の表 面または近傍にある前記発光手段の方向に移動させる電圧を印加する手段と;お よび 少なくとも一つの一体構成のスペーサ構造で、少な くとも前記第1および第2の格子電極のセットに固定されており,前記構造は前 記面板および背板に接続し、前記室が排気されたときに前記室が潰れないように するスペーサ構造とを含む、陰極ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 2.請求項1記載の装置において、前記少なくとも一つのスペーサ構造は、前 記陽極および陰極の間に電子の通過のための孔をもつスペーサ板をもち,ここに おいて、1以上のピクセル点の予め定めた数は一つの孔に対応し空間的に重なり 、前記スペーサ板は任意の2つの隣合う孔間に支持壁と少なくともひとつの孔内 に前記孔をより小さい孔に分割するための分離壁をもち,前記分離壁は前記支持 壁よりも薄くこれにより漏話を減少させるものである陰極線ルミネセンス視覚デ ィスプレイ装置。 3.請求項2の装置は、前記スペーサ板は網状のメッシュ構造であり、前記網 状のメッシュ構造は孔と孔の表面をもち,そこにおいて前記格子電極の第1のセ ットは前記第2のセットよりも近く前記陽極に設けられており、そしてここにお いて、前記第2のセットの格子電極は前記孔の全表面を実質的にカバーする電気 的に導電性の層を含み、前記電圧印加手段は、前記孔 の表面の層に前記孔を通過する電子が選択されたピクセルの点に収束されるよう な電圧を印加するものである陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 4.請求項2記載の装置において、前記少なくとも一つの構造は、前記少なく とも一つの構造を形成するために付着された第1および第2の個々の層をもち、 前記第1の層は前記面板より前記背板により近く、前記第2の層は前記背板より 前記面板に近く; 前記第1の層は支持部分と分離部分をもち、前記第2の層は支持部分であって 、前記第1の層の前記支持部分に対応してそして付着されており、前記スペーサ 板の隣接する任意のふたつの孔の間の前記支持壁を形成し、前記第1の層の前記 分離部分は前記少なくとも一つの孔の内の前記分離壁を形成し少なくとも一つの 孔をより小さい孔に分割するものである陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装 置。 5.請求項4記載の装置において、前記第1の層は金属基盤と誘電体材料のコ ーテイングを含み、そして前記第2の層は約10の8乗オームより大きい電気抵 抗の絶縁電気抵抗をもつ材料を含む陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 6.請求項5記載の装置において、前記誘電体物質のコーテイングはガラスの 粉混合物、ポリイミド、またはシロキソネ高分子を含むものである陰極線ルミネ センス視覚ディスプレイ装置。 7.請求項4記載の装置において、前記第1および第2の層全体の厚さは1か ら30mmの範囲にある陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 8.請求項4記載の装置において、前記格子電極の第2のセットは前記第1の 層の支持部分と分離部分に電気的導伝材料の薄いフィルムを含み、前記少なくと も一つのスペーサ構造はさらに分離スペーサであり、前記第1の格子電極と前記 第1の層間で付着されているものを含み、前記分離スペーサはガラス玉と高温性 接着材を含む陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 9.請求項4記載の装置において、前記第2の格子電極のセットは、前記第1 の層の支持および分離部分の上に導電材料の薄いフィルムを含み、前記少なくと も一つのスペーサ構造はさらに前記第1の格子電極の第1のセットと前記第1の 層に接続されかつ分離する絶縁分離コーディング層をさらに含むものである陰極 線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 10.請求項1記載の装置において、前記第1または第2の格子電極のセット は導電材料の薄いフィルムで前記第1の層の前記支持および分離部分に設けられ たものを含む陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 11.請求項1記載の装置において、前記構造は1から30mmの範囲の厚さ をもつものであり、陽極と陰極間の距離は2〜30mmの範囲である陰極線ルミ ネセンス視覚ディスプレイ装置。 12.請求項11記載の装置において、前記電圧印加手段は、前記陽極の電圧 が1kVから20kVの範囲であり、前記少なくともひとつ陰極の電圧がおよそ 100Vより少なくそして前記2つのセットの格子電極の電圧は200Vより少 なくなるように電圧を印加するものである陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ 装置。 13.請求項2記載の装置は、前記背板表面または前記背板に近接して設けら れた電子流形成電極を含み、前記電極は陰極から放出された電子を制御して、分 布 を均一にして輝度均等性を改良するものである陰極線ルミネセンス視覚ディスプ レイ装置。 14.請求項13記載の装置において、前記装置が複数の陰極を空間的な配列 でフィラメントの形式で含むものにおいて、前記電子流形成電極は導電材料の層 を前記フィラメントの空間的な配列に対応する設計パターンを含む陰極線ルミネ センス視覚ディスプレイ装置。 15.陰極線ルミネセンスディスプレイ装置であって、前記装置を観察方向か ら見たときに像を表示するための複数のピクセル点をもつ装置で: 面板と背板をもち内部に室を規定するハウジングと; 前記面板の表面または近傍に設けられた陽極と; 電子に応答して発光し前記陽極の表面または近接して設けられている発光手段 と; 前記室内で前記面板と背板間に設けられている少なくも一つの陰極と; 前記陽極および陰極の間に設けられた長い格子電極の少なくとも第1および第 2のセットであり,前記観察方向から見たときに,各セットの電極は前記発光手 段と重なっておりそして格子電極は互いに他のセットと点状に重なっており,前 記重なり点がピクセル点を 規定するものである格子電極と; 前記陰極に電子を惹起させるための手段と; 前記陽極、陰極および2以上の格子電極のセットに電圧を印加する手段で、前 記陰極より放出された電子を像を表示するための前記ピクセル点の前記陽極の表 面または近傍にある前記発光手段の方向に移動させる電圧を印加する手段と;お よび 前記少なくとも第1および第2の格子電極のセットに固定された少なくとも一 つのスペーサ構造で、前記少なくとも一つのスペーサ構造は網状のメッシュ構造 体で孔と孔表面を含み、ここにおいて、前記第1の格子電極のセットは前記陽極 に前記第2のセットよりも近接して設けられ、そしてここにおいて前記格子電極 の第2のセットは前記網状のメッシュ構造の孔の表面を実質的に覆う導電材料の 層を含むスペーサ構造を含む陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 16.陰極線ルミネセンスディスプレイ装置で、前記装置を観察方向から見た ときに像を表示するための複数のピクセル点をもつ装置の製造方法であって: 少なくとも一つのスペーサ板を製作するステップで、前記少なくとも一つのス ペーサ板は陽極と一以上の陰極間で電子の通過のための孔を規定し、ここにおい て、一以上のピクセル点の予め定められた数が一つの孔と 空間的に重なり、前記製造工程は導電フィルムを前記少なくとも一つのスペーサ 板に格子電極のセットとして働くように配置する工程を含む少なくとも一つのス ペーサ板を製作するステップと; 格子電極アレイと分離スペーサを少なくとも前記一つのスペーサ板に揃えてつ け、格子電極の追加のセットとして動作させることにより、前記分離スペーサが 前記格子電極の2つのセットを分離し、そして観察方向からみたときに、各格子 電極の前記電極が前記ピクセル点と重なる点において他方の電極と交差し、そし て前記スペーサ板、格子電極および前記分離スペーサが少なくとも一つの集積さ れた剛性のスペーサ構成である揃えのステップと; 少なくとも一つのスペーサ構造のピクセル点を規定する発光手段をもつ面板を 揃えて取り付けるステップで、前記ピクセル点が前記交差点に揃うようにするス ペーサ構造に面板を合わせて取り付けるステップと; 背板を少なくとも一つのスペーサ構造につけて陰極フィラメントを前記背板に つけるステップとを含む陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置の製造方法。 17.前記少なくとも一つのスペーサ板は、任意の隣接する孔の間に支持壁を もちそして少なくとも一つの孔の中に前記孔をより小さい孔に分離するための一 以上の分離壁をもつ請求項16記載の方法において:支持部分および分離部分を もつ第1のスペーサ層と、少なくとも一つのスペーサ板の隣接する2つの孔の間 に支持壁を形成するために前記第1の層の前記支持部分に対応する前記支持部分 に対応して取り付けられる支持部分をもつ第2の層を提供するステップで、前記 第1の層の前記分離部分は前記少なくとも一つの孔をより小さい孔に分離するた めのものであるステップと;および 少なくとも一つのスペーサ板を形成するために前記第1および第2の層を強固 に結合するステップとを含む陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置の製造方 法。 18.請求項16記載の方法における前記格子電極および分離スペーサを揃え て付けるステップは: 導電材料の箔の上へ熱可塑性の被覆をラミネートするステップと; 格子電極を形成するために前記箔をエッチングして構造を被覆するステップと ; 前記の分離スペーサを少なくとも一つのスペーサ板に揃えて付け、前記格子電 極を被覆構造を前記分離スペーサに揃えて付けるステップと; 前記被覆を除去するステップと、を含む陰極線ルミ ネセンス視覚ディスプレイ装置の製造方法。 19.請求項18記載の方法において、前記格子電極および分離スペーサを揃 えて付けるステップは、予め定められた寸法の微粒子を包含する高温性接着剤の 糊のパターン化を含むものである陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置の製 造方法。 20.請求項19記載の方法において、前記格子電極および分離スペーサを揃 えて付けるステップは、ガラス玉を包含する高温性接着剤の糊のパターン化を含 むものである陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置の製造方法。 21.請求項18記載の方法において、前記格子電極および分離スペーサを揃 えて付けるステップは、絶縁する層のパターン化を含むものである陰極線ルミネ センス視覚ディスプレイ装置の製造方法。 22.観察方向から見たときに像を表示するための複数のピクセル点をもつ陰 極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置において: 面板と背板をもち内部に室を規定するハウジングと; 前記面板の表面または近傍に設けられた陽極と; 電子に応答して発光し前記陽極の表面または近接して設けられている発光手段 と; 陰極の平面内で前記面板と背板間の前記室内に設けられている複数の陰極と; 前記陽極および陰極平面間でそれぞれの第1および第2の格子平面に設けられ た長い格子電極の少なくとも第1および第2のセットであり,前記第1の格子平 面は少なくとも一つの陰極に前記第2の格子平面より近接しており、前記観察方 向から見たときに,各セットの電極は前記発光手段と重なっており、そして格子 電極は互いに他のセットと点状に重なっており,前記重なり点がピクセル点を規 定するものである格子電極と; 前記陰極に電子を惹起させるための手段と; 前記陽極、陰極および2以上の格子電極のセットに電圧を印加する手段で、前 記陰極より放出された電子を像を表示するための前記ピクセル点の前記陽極の表 面または近傍にある前記発光手段の方向に移動させる電圧を印加する手段と; スペーサ手段は前記面板および背板をそれらの板に機械的な支持を与えるため に接続することにより、前記室が排気されたときに潰れないようにし、前記スペ ーサ手段は前記陽極と陰極間で電子を通過させる孔を規定する少なくとも一つの スペーサ板をもち、前記陰 極は局在させられておりそして前記電圧は前記陽極に印加され、陰極と格子電極 は前記陰極から放出された電子が、前記少なくとも一つのスペーサ板が規定する 前記スペーサ板の有効領域に分布されている孔によりチャンネル分けされるよう にしたスペーサ手段と; ここにおいて前記少なくとも一つの陰極から放出され前記陽極に進む電子は、 格子電極と前記少なくともひとつのスペーサ板によってのみ妨害され、前記少な くともひとつの前記電子の通過を阻止するスペーサ板は前記少なくともひとつの スペーサ板の有効領域の80%以下を専有するものであり、前記陰極面は前記陽 極面より30mm以内にあることを特徴とする陰極線ルミネセンス視覚ディスプ レイ装置。 23.請求項22記載の装置において、前記スペーサ板と背板に接続され前記 背板を大気圧に対して支える長い部材をさらに含み、前記支柱は前記陰極面に対 して約直角であり、前記スペーサ板の有効領域の30%以下を覆うものである陰 極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 24.請求項20記載の装置において、前記スペーサ手段はさらに分離スペー サを含み、前記分離スペーサは、前記スペーサ板ともに厚みが30mmを越えな い少なくともひとつのスペーサ構造を形成するものである陰極線ルミネセンス視 覚ディスプレイ装置。 25.請求項20記載の装置において、前記電圧印加手段は、前記陽極電圧に 1kVから20kVの範囲で、前記陰極電圧にはおよそ100V以下で、そして 前記2つのセットの格子電極の電圧は200V以下であるように印加する電圧印 加手段である陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 26.請求項20記載の装置において、前記スペーサ板は前記孔の間のスペー サ壁を規定し、前記装置はさらに前記背板とスペーサ壁の表面または近接して電 子流形成手段を含み輝度の均一性を改良するために、前記陰極から放出された電 子を均一に分布させるようにしたことを特徴とする陰極線ルミネセンス視覚ディ スプレイ装置。 27.請求項20記載の装置において、前記複数の陰極は平行アレイ状に配列 された長いフィラメントを含み、ここにおいて、電子流形成電極は、前記フィラ メントのアレイに平行な導電材料の平行な長い帯のアレイを形成する層を含むも のである陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 28.請求項27記載の装置において、前記導電材料の長い平行な帯のアレイ は前記背板の表面に設けられている陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 29.請求項27記載の装置において、前記長い帯状のアレイはそれぞれが一 つのフィラメントに対応する帯の複数のグループを含み、各グループは、観察方 向から見たときに前記対応するフィラメントに重なる主要な帯、またはアレイ中 の他の帯よりは前記対応する帯に近接して設けられている主要な帯と前記主要な 帯の両側に設けられた少なくとも2つの追加的な側方の帯を含み、前記装置はさ らに、前記帯のグループに横帯の電圧が他の主要な帯の電圧よりも高くなるよう に電圧を印加する手段を含む陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 30.観察方向から見たときに、像を表示するための複数のピクセル点をもつ 陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置の製造方法において: 少なくともひとつのスペーサ板の製造ステップで、前記少なくともひとつのスペ ーサ板は陽極と1以上の陰極間に電子の経路を規定する孔をもち、そこにおいて 予め定められた数の1以上のピクセル点が前記孔に空間的に対応し、前記製造ス テップは、セットの格子電 極として働く前記少なくともひとつのスペーサ板に導電フィルムを置くステップ を含むスペーサ板の製造ステップと; 格子電極のアレイを付加的な格子電極として働く少なくともひとつのスペーサ 板に揃えて付けるステップで、観察方向から見たときに、各格子電極のセットの 電極が他のセットの格子電極と前記ピクセル点で重なるようにする格子電極のア レイを揃えて付けるステップと; 面板を揃えて接続するステップで、前記面板の少なくともひとつのスペーサ板 についてピクセル点を規定する発光手段をもち、前記ピクセル点は前記交差点と 合わされているようにする面板を揃えて接続するステップと; 背板を前記少なくともひとつのスペーサ板に接続しそして前記背板に陰極フィ ラメントを接続するステップと; ここにおいて前記置くステップは: 少なくともひとつのスペーサ板の一つの側面と孔の表面に感光性重合体の第1 の層を塗布するステップと; 前記第1の層を深い紫外線の輻射に曝すステップと; 前記第1の層の上に像のレジストの第2の層を提供するステップと; 前記少なくともひとつのスペーサ板の第1の側をマ スクしそして前記スペーサ板の前記孔に隣接する領域をマスクしないで前記第2 の層を露出するステップと; 前記第2のレジスト層の露出部分を現像するステップと; きのこ形の残りの層を形成するために、前記第2の層の露出された部分と前記 第2の層の露出された部分の下の前記第1の層の部分をエッチングして除去する ステップと; 導電材料層の被覆ステップ後の曝された前記少なくとも一つのスペーサ板の表 面を被覆するステップと;および 前記残りの層を除去するステップとを含む置くステップよりなる陰極線ルミネ センス視覚ディスプレイの製造方法。 31.観察方向から見たときに像を表示するための複数のピクセル点をもつ陰 極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置において: 内部に室を規定し面板と背板をもつハウジングと; 前記面板の表面または近接して設けられている陽極と; 電子に応答して光を発する前記陽極の表面または近接して設けられている発光 手段と; 前記室内で前記面板と背板間に設けられた複数の陰 極と; 前記陽極と陰極間に設けられた少なくとも第1および第2のセットの長い格子 電極で、前記各セット中の電極は、そして前記格子電極は、相互に観察方向から 見たときに、前記発光手段と重なり、ここにおいて前記重なり合いの点はピクセ ル点を規定するてものである、少なくとも第1および第2のセットの長い格子電 極と; 前記陰極に連続的な電子放出惹起させる手段と; メッシュ電極で、全ての陰極を囲み、各々のメッシュ電極は対応する陰極を囲 む複数のメッシュ電極と; 前記陽極,メッシュ電極および2以上の格子電極に時間的に変化する電圧を印 加して、像を表示するために前記陽極の表面または近接して設けられているピク セル点にある発光手段に前記陰極からの電子の移動を惹起する電圧印加手段とを 含む陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 32.請求項31記載の装置において、前記装置はピクセル点のMN行を照射 するためにN個の陰極とN個のメッシュ電極をもち、なおM,Nは1より大きい 正の整数で、前記第1の格子電極のセットはN個の格子電極のアレイを含み、各 アレイはM個の格子電極をもつものにおいて、i番目のアレイ中の前記M格子電 極はi番目のセットピクセル点とi番目の陰極中のM行に重なり、ここにおいて iは1からNであり; ここにおいて、前記電圧印加手段は一つの前記陰極から放出された電子は一時 にピクセル点の一つの行に向けられるような電圧を印加するものである、陰極線 ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 33.請求項32記載の装置において、前記第1のセットの格子電極のNアレ イのj番目の格子電極は電気的に接続され、ここにおいてjは1からMである、 陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 34.請求項32の装置は、前記メッシュ電極が曲げられた横断面をもつもの である陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 35.請求項34の装置は、メッシュ電極が環状または楕円の横断面の形状で ある陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 36.請求項34記載の装置において、スペーサ壁および電子流形成電極をさ らに含む陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 37.請求項31記載の装置において、前記格子電極の最初のセットは、前記 陰極から0.5から20mmの範囲離れた平面に存在するものである陰極線ルミ ネセンス視覚ディスプレイ装置。 38.観察方向から見たときに像を表示するための複数のピクセル点をもつ、 陰極線ルミネセンス視覚のディスプレイ装置において: 面板と背板をもち室を規定するハウジングと; 前記面板の表面または近傍 に設けられた陽極と; 前記陽極の表面または近傍に設けられ電子に応答して光を発する発光手段と; 前記面板および背板間の前記室内に設けられた複数の陰極と; 前記陽極および陰極の間で、長い格子電極の第1および第2セットであり、前 記各セット中の前記電極は前記発光手段と他のセットで観察方向から見たときに 重なり,ここにおいて,その重なり点はピクセル点を規定するものである第1お よび第2セットの長い格子電極と; 前記陰極に電子放出を惹起させるための手段; 像を表示するために前記陰極から放出された電子を前記発光手段方向へ移動さ せ前記陽極表面または近傍 に設けられている前記ピクセル点に移動させるように前記陽極、メッシュ電極お よび2セット以上の格子電極に時間的に変化する電圧を印加する手段と;および 陽極および陰極の間に電子の通過のための長い孔のアレイを規定するスペーサ 板を含む少なくとも一つのスペーサ構造で、ここにおいて、予め定められた数の ひとつ以上のピクセル点は、対応しかつ空間的に重なる孔に同じ色を発光し、前 記スペーサ板の2つの隣合う孔の間に支持壁をもち,前記孔は電子を無制限に通 過させるために仕切りを含まないものであるスペーサ構造と; ここにおいて、長い孔のアレイに対応し横切る方向に、前記格子電極の第1の セットは格子電極のアレイを含み,各格子電極は観察方向から見たときに前記孔 を介してピクセル点の行と重なり、前記電圧印加手段は一時に孔のアレイ中の各 孔を介して一つのピクセル点の方向にのみに電子を指向させるように前記第1の 格子電極のセットに電圧を印加するものである極線ルミネセンス視覚ディスプレ イ装置。 39.請求項38記載の装置において、観察方向から見たときに、前記長い孔 の少なくともひとつが、同色の光を発光するために2以上のピクセル点に重なっ ている陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 40.請求項38記載の装置において、観察方向から見たときに、前記長い孔 の少なくとも一つが、同色の光を発光するために2〜100個の間の数のピクセ ル点に重なっている陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 41.請求項38記載の装置において、前記長い孔の少なくとも1つは、0. 5mmの長さである陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 42.請求項41記載の装置において、前記長い孔の少なくとも一つは、0. 5から132mmの範囲にある陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 43.請求項38記載の装置において、前記スペーサ板の前記長い孔の表面に 電子流形成電極をさらに含む陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 44.陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイの装置を用いて像を表示する方法 であって,前記装置は面板の表面または近接した陽極をもち前記装置を観察方向 から見たときに像を表示するための複数のピクセル点と; 電子に応答して光を発する発光手段で、前記陽極表 面か近接して設けられている面板および背板の間の複数の陰極をもつ発光手段と ; 前記面板と背板間に設けられた複数の陰極と; 前記陽極と陰極の間に設けられた少なくとも一つの第1および第2のセットの 長い格子電極で、前記各セットの前記電極は、観察方向から見たときに他のセッ トと点で前記発光手段と格子電極に重なるものであり、ここにおいて、重なる点 はピクセル点を規定する長い格子電極と; 複数のメッシュ電極で全ての陰極を囲み、各メッシュ電極は対応する陰極を取 り囲むものであるメッシュ電極とを含む方法において、前記方法は以下のステッ プを含み: 前記陰極に持続して電子を惹起させるステップと; 前記陽極、メッシュ電極、および2セット以上の格子電極に時間的に変化する 電圧を印加し、前記陰極で電子を発生させ、像を表示するために前記陽極の表面 または近傍にあるピクセル点の発光手段に指向させ、前記電圧印加ステップは前 記第1のセットの格子電極に走査信号を、前記第2のセットの格子電極に輝度情 報信号を印加するものである電圧印加ステップとを含む陰極線ルミネセンス視覚 ディスプレイの装置を用いて像を表示する方法。 45.請求項44記載の方法において: 前記装置は、ピクセル点のMN行を照明するために、Nの陰極およびNの対応 するメッシュ電極を含み、ただしMおよびNは一以上の正の整数であり、前記第 1の格子電極のセットはNアレイの格子電極のセットを含み、各アレイはMの格 子電極を含み、ここにおいて、前記i番目のアレイ中の前記M格子電極は、観察 方向から見たときに、前記i番目のピクセル点のセットにあるM行のピクセル点 と前記i番目の陰極と前記i番目のメッシュ電極と重なり、ただしiは1〜Nの 数であり; ここにおいて、前記電圧印加ステップは一つの陰極から放出された電子は一時 にピクセル点の一行に指向されるような電圧を印加する陰極線ルミネセンス視覚 ディスプレイ装置を用いて像を表示する方法。 46.請求項45記載の方法において、第1のセットの格子電極のNのアレイ のj番目、ただしjは1〜M、の格子電極は電気的に結合されており、前記電圧 印加ステップは前記装置が1番目からM番目のサイクルにアドレスされ、ここに おいて、前記j番目、jは1からM、のサイクル中に、前記印加ステップは前記 第1のセットのi番目の格子電極に印加される走査信号を発生させ,N個のメッ シュ電極へ各サイクルのN サイクル中にN信号のタイムシーケンスを送ることであり、その結果、i番目の サブサイクル期間に、前記電圧印加ステップは、前記i番目のメッシュ電極に、 前記i番目の陰極により発生させられた電子がj番目の格子電極に指向させ前記 i番目のアレイ中のj行の格子電極を発光させる電圧を印加する陰極線ルミネセ ンス視覚ディスプレイ装置を用いて像を表示する方法。 47.観察方向から見たときに像を表示するための複数のピクセル点をもつ、 陰極線ルミネセンス視覚のディスプレイ装置において: 面板と背板をもち室を規定するハウジングと; 前記面板の表面または近傍に設けられた陽極と; 前記陽極の表面または近接して設けられ電子に応答して光を発する発光手段と ; 前記面板と背板との間の前記室内に設けられた少なくともひとつの陰極と; 前記陽極と少なくとも一つの陰極間に設けられた少なくとも第1および第2の セットの長い格子電極で、前記各セット中の電極は、そして前記格子電極は、相 互に観察方向から見たときに、前記発光手段と重なり、ここにおいて前記重なり 合いの点はピクセル点を規定するものである、少なくとも第1および第2のセッ トの長い格子電極と; 前記陰極に連続的な電子放出を惹起させる手段と; 前記陽極,少なくとも一つの陰極および2以上の格子電極に電圧を印加する手 段であって、前記陰極から放出された電子を像を表示するために前記陽極表面ま たは近接して設けられている前記ピクセル点の発光手段に指向させる電圧印加手 段と; 前記陽極表面または近接して設けられたメッシュ構造であって、前記メッシュ 構造はピクセル点間の漏話を減少させるために少なくとも一つのピクセル点に指 向する電子を隣接するピクセル点から遮蔽する前記ピクセル点に整合するパター ンをもつものである陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイ装置。 48.観察方向から見たときに像を表示すための複数のピクセルの点をもつ、 陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイの装置の製造方法で: 陽極および一以上の陰極の間で電子の通過のための孔を規定する少なくとも一 つのスペーサ板を製作するステップであり、そこにおいて、予め定められた数の ひとつ以上のピクセル点は前記一つの孔に対応し、前記製造ステップは前記少な くとも一つのスペーサ板に導電性のフィルムを付着するステップを含むステップ と; 格子ワイヤのアレイを少なくとも一つのスペーサ板 上に格子電極の追加のセットとして働くために合わせて付着させ、前記格子電極 の各々のセット中の電極が観察方向から見たときに他のセット中の格子電極と重 なるようにするものである合わせ付着ステップと; 発光手段をもち少なくともひとつのスペーサ板におけるピクセル点を規定する面 板を前記ピクセル点が交差点で一致するように合わせて接続するステップと; 背板を少なくとも一つのスペーサ板に結合し前記背板に陰極フィラメントを接 続するステップで: 孔のパターンをもつ基盤層の提供ステップと; 前記基盤層のミクロ摩擦の噴射加工および化学エッチングステップとを含む背 板とスペーサ板の接続ステップを含む陰極線ルミネセンス視覚ディスプレイの装 置の製造方法。 49.請求項48記載の方法において、前記ミクロ研磨の噴射加工または化学 エッチングは孔の表面が実質的に平面になるように行われる陰極線ルミネセンス 視覚ディスプレイの製造方法。
JP8510370A 1994-09-15 1995-09-15 多電極構造を有する電子蛍光ディスプレイ装置およびその製造方法 Ceased JPH10508975A (ja)

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