WO2003085692A1

WO2003085692A1 - Dispositif d'affichage a cathode froide et procede de production dudit dispositif d'affichage a cathode froide

Info

Publication number: WO2003085692A1
Application number: PCT/JP2003/003754
Authority: WO
Inventors: Shuhei Nakata; Kunihiko Nisimura
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2002-04-11
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2003-10-16
Also published as: US20040232823A1; JPWO2003085692A1; CN1557011A; US7064479B2

Description

明細書

冷陰極表示装置及び冷陰極表示装置の製造方法

技術分野

本発明は冷陰極表示装置に関し、特に、厚みが薄く表示面積が広い冷陰極表示装置に関する。

背景技術

冷陰極表示装置は、少なくとも一方が透明な一対の基板を対向配置させたことにより形成される空間内で、電子放出部から放出された電子を蛍光体に衝突させて所望のパターンを表示させる表示装置である。図 1 3に従来技術の冷陰極表示装置の構造を示す。

背面基板 1 0 1と前面基板 1 0 2は、スぺ一サ 1 0 3を介して対向配置され外囲器を形成している。この外囲器内は真空に排気される。背面基板 1 0 1，前面基板 1 0 2とスぺ一サ 1 0 3とは、ガラスフリヅト 1 0 4で固着され、また、冷陰極表示装置の性質上、少なくとも表示面となる前面基板 1 0 2の一部が透明であることが必要である。前面基板 1 0 2上の内側には、所定のパターンを表示できるように発光部が形成されており、この発光部は、陽極となる透明電極 1 0 8、その上に蛍光体 1 0 9が積層される構造となっている（以下、この部分を「ァノ —ド」ともいう。）。

一方、背面基板 1 0 1上の内側には、アノードに対応して電子放出部が形成されており、この電子放出部は、陰極となる基板電極 1 0 5、その上に冷陰極材料 1 0 6が積層される構造となっている（以下、この部分を「力ソード」ともいう。）。ここで、電子放出部は、従来フィラメントが使用されていたが、最近では印刷法で形成できる力一ボンナノチューブを含む導電層が電界放出型冷陰極材料として使用されるようになっている。その理由は、カーボンナノチューブを含む導電層を電子源として使用する方が、フィラメントを使用するより高輝度、長寿命であり、また導電層は印刷法で形成することが可能なため安価で製造可能であるからである。また、カーボンナノチューブを含む導電層を電界放出型冷陰極材料に使用することについては、特開 2 0 0 1—.1 5 5 6 6 6に詳しい。

次に、アノードと力ソードとの間には、電子を制御するための引出電極 1 0 7 が設けられており、この引出電極 1 0 7は、力ソードから放出された電子が通過するための開口部がカソ一ドと交差する位置に多数設けられている。この引出電極 1 0 7は、引出電極 1 0 7の一部を曲げて作られた脚部を背面基板 1 0 1上にガラスフリットで固着して、背面基板 1 0 1上に固定される構造である。この引出電極 1 0 7には外部から電位を供給する必要がある。そのため、引出電極 1 0 7は、一部がガラスフリヅト 1 0 4を貫通して外部に突出している銅配線電極 1 1 0と外囲器内で接続されている。また、基板電極 1 0 5や透明電極 1 0 8も同様に外部から電位を供給する必要があるため、銅配線電極とそれそれ接続されている。なお、図 1 3では、引出電極 1 0 7と銅配線電極 1 1 0との接続のみ示している。

次に、冷陰極表示装置の動作原理について説明する。基本的には三極電子管に類似しており、 1 0— ³〜 1 0— ⁵ P a程度の真空に保たれた外囲器内で力ソードである基板電極 1 0 5に電位を印加することにより冷陰極材料 1 0 6から電子が放出される。その放出された電子は、引出電極 1 0 7により制御されるとともに、アノードである透明電極 1 0 8とカソ一ドである基板電極 1 0 5との電位差により加速される。加速された電子は、アノードである蛍光体 1 0 9に達し、蛍光体を励起する。この励起された蛍光体は、定常状態に戻る際に発光する。この発光を利用して、冷陰極表示装置は所望の表示を行う。

従来の冷陰極表示装置は、単純な三極電子管でありアノード、引出電極とカソ —ドから構成されていた。この場合、以下のような問題点があった。

従来の冷陰極表示装置の引出電極構造は、引出電圧と引出効率が主眼に、引出電極の孔径、板厚、力ソードとの間隔を最適化する設計がなされていた。しかし、引出電極の孔径、板厚、力ソードとの間隔を最適化しても、力ソードから放出された電子（以下、「電子ビーム」ともいう。）のアノード面上でのサイズを十分小さくすることができなかった。そのため、電子ビームがアノード面上に届くまでの距離を短くして、電子ビームのアノード面上でのサイズ（以下、「電子ビーム径」ともいう。）をアノードの蛍光体のサイズより小さくしていた。つまり、アノードと引出電極との間隔を狭くしなければならなかった。

' アノードと引出電極との間隔を狭くしなければならないため、アノードと引出電極間に印加できる電圧は限られた値となり、高電圧を印加できなかった。ァノ ―ドに高電圧を印加できないことは、蛍光体での発光効率を十分高めることができないことであり、十分な輝度の冷陰極表示装置が得られない問題があった。

また、アノードと引出電極との間隔を狭くしなければならないため、力ソードとアノードとの間隔も狭くなる。そのため、冷陰極表示装置全体の構成として力ソードの電子放出部のサイズとアノードの蛍光体のサイズがほぼ 1 ： 1になるような構成にする必要があった。その結果、電流値の調整を行うため引出電極の電圧を変動させることにより、引出電極近傍の収束力が変動して電子ビーム径が変動するような場合、その電子ビーム径の変動がダイレクトにアノードの蛍光体の発光に影響を与えるので、画素間の輝度がばらつく問題があった。

また、アノードと引出電極との間隔を狭くしなければならないため、組み立て精度が要求される。そのため、組み立て精度が悪いと、電子ビームの位置がずれ、隣の蛍光体を発光させる多色打ちが発生し、色純度の劣化を引き起こす問題があつ。

さらに、力ソード面から電子が局在して放出される問題があった。この原因は以下の通りである。通常の冷陰極電子源の場合、ェミッション特性は突起状の形状をしたカソ一ド表面上の電界強度とカソード表面の仕事関数により決定されるしかし、電界強度は突起の形状に非常に敏感に依存するため、力ソード表面上の仕事関数を何らかの方法でそろえたとしても、カソ一ドの表面を m以下の精度で平坦化することは技術的に困難である。そのため、力ソード表面の突起に高さ方向のばらつきが出ることは避けられず、力ソードの電子放出量はカソ一ド表面の電界に強く依存することになる。従って、力ソード表面の突起形状の微妙な違いにより、電子を放出しやすい部分と放出しにくい部分が生じ、電子を放出しやすい部分で一旦電子放出が始まると表面電界の増加に伴って指数関数的に電流値が増える。その結果、電子放出領域は力ソード表面上で局在し、点灯する画素は発光点がドット状に点在する画素となり、画質を劣化させる問題があった。

発明の開示

本発明は、上記のような問題点を解決し、アノードを引出電極より十分離して耐電圧を確保することができ、電子ビーム径を蛍光体のサイズょり十分小さくすることができ、画素の発光点がド、ソト状に点在するのを緩和し画質の劣化を抑えることができる冷陰極表示装置の構造及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る冷陰極表示装置は、真空に排気された空間を有する対向配置された第 1、第 2基板であって表示面となる第 2基板の少なくとも表示面部分が透過性を有する一対の基板と、第 2基板上の空間側の所定の位置に配置され、陽極及ぴ陽極上に配置される蛍光体とを有する発光部と、第 1基板上の空間側の発光部に対向する位置に配置され、所定の電位が印加されると電子を放出する電子放出部と、電子放出部と発光部との間に設けられ、電子放出部から放出された電子を制御する引出電極と、発光部と引出電極との間に設けられ、電子放出部から放出された電子を通過させるための窓を有するフォーカス電極とを備えている。

本発明に係る冷陰極表示装置によれば、アノードを引出電極より十分離して耐電圧を確保することができ、電子ビーム径を蛍光体のサイズより十分小さくすることができ、画素の発光点がドット状に点在するのを緩和し画質の劣化を抑えることができる。

この発明の目的、特徴、局面、及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態 1の冷陰極表示装置を示した斜視図である。

図 2は、本発明の実施の形態 1の前面基板及びァノ一ドを示した斜視図である c 図 3は、本発明の実施の形態 1の背面基板及び力ソードを示した平面図である c 図 4は、本発明の実施の形態 1の引出電極を示した平面図である。

図 5は、本発明の実施の形態 1のフォーカス電極を示した平面図である。

図 6は、本発明の実施の形態 1の電子ビームの軌道を示した断面図である。

図 7は、本発明の実施の形態 1の電子ビームの軌道を示した断面図である。

図 8は、本発明の実施の形態 1の引出電極とカソードとの間の電位差と電子ビ

—ム径の関係を示した図である。

図 9は、フォーカス電極のない冷陰極表示装置の引出電極とカソ一ドとの間の電位差と電子ビーム径の関係を示した図である。図 1 0は、本発明の実施の形態 2のフォーカス電極の形状を示した斜視図である

図 1 1は、本発明の実施の形態 3の背面基板上の構成を示した斜視図である。図 1 2は、本発明の実施の形態 3の力ソード近傍の構造の製造プロセスを示したプロセス図である。

図 1 3は、従来の冷陰極表示装置を示した平面図である。

図 1 4は、本発明の実施の形態 5の電界強度比と短辺の長さ Z板厚との関係を示した図である。

図 1 5は、本発明の実施の形態 6の電子ビーム径と、フォーカス電極とカソ一ド電極との間隔の関係を示した図である。

図 1 6は、本発明の実施の形態 6の電子ビーム径と、蛍光体との関係を示した模式図である。

図 1 7は、本発明の実施の形態 7の冷陰極表示装置の断面図である。

図 1 8は、本発明の実施の形態 8の力ソードの位置に対する電子ビーム発散角との関係を示した図である。

図 1 9は、本発明の実施の形態 9の中央部の電界ノ周辺部の電界とァスぺクト比との関係を示した図である。

発明を実施するための最良の形態

1 . 実施の形態 1

図 1に実施の形態 1の冷陰極表示装置の斜視図を示す。まず、本実施の形態の前面基板 1の構造は、従来の冷陰極表示装置の前面基板の構造と同様であり、前面基板 1上にアノード 2を所定の表示パターンに合わせて設けている。本実施の形態ではストライプ状にアノード 2が形成されている。図 2に前面基板 1及びァノード 2の拡大図を示す。ここで、アノード 2は、前面基板 1上に陽極である透明電極が形成され、その上に蛍光体を積層した構造である。

一方、本実施の形態の背面基板 9の構造は、背面基板 9上にアノード 2と対応する位置に力ソード 7が形成され、背面基板 9上の力ソード 7に隣接する位置に衝立 8が形成されている。本実施の形態ではストライプ状にカソ一ド 7のラインと衝立 8のラインが形成され、力ソード 7のラインは 1 0 0〃m幅で 2 0 0 j m ビツチで配置されている。図 3に背面基板 9上の力ソード 7及び衝立 8の平面図を示す。ここで、力ソード 7は、背面基板 9上に陰極である電極がストライプ状に形成され、さらにその上に冷陰極材料が積層された構造である。衝立 8は、ガラスフリットをスクリーン印刷法やプラスト法などを用いてストライプ状に形成している。

さらに、ストライプ状に形成された引出電極 5が、力ソード 7のストライプと直交する位置で、且つカソード 7が形成されている背面基板 9上に設けられている。この引出電極 5には電子通過窓 6が設けられ、この電子通過窓 6が力ソード 7上に位置するように、引出電極 5が配置されている。また、引出電極 5は、衝立 8にガラスフリットで固着支持されている。図 4に引出電極 5を拡大した平面図を示す。図 4では 3本の引出電極 5が示されている。なお、一本の引出電極 5 には画素の対応する位置に複数の電子通過窓 6が設けられており、 1画素には 1 0個程度の電子通過窓 6が設けられている。この窓は長辺が 1 0 0 z m、短辺が 2 0 mであり 6 0 z mピヅチ毎に設けられている。また、引出電極の電子通過窓 6近傍に設けられた丸孔は、引出電極 5と衝立 8とをガラスフリッ卜で固着支持するための孔である。

次に、本実施の形態の背面基板 9の構造は、さらにフォーカス電極 3を備える。この 1枚の金属の板状体で形成されているフォーカス電極 3は、引出電極 5及び力ソード 7が形成されている背面基板 9上に設けられている。また、フォーカス電極 3には電子通過窓 4が設けられ、この電子通過窓 4がカソード 7及び引出電極の電子通過窓 6上に位置するように、フォーカス電極 3は配置されている。このフォーカス電極 3は、引出電極 5と絶縁物を介して一定の距離を有して固着支持されている。図 5にフォーカス電極を拡大した平面図を示す。なお、フォ一力ス電極 3は、背面基板とほほ同じ大きさの 1枚の電極で形成されており、電子通過窓 4は、長辺が 5 0 0〃mで短辺が 1 0 0〃mで、 1画素に 1窓が対応するよう格子状に存在する。また、フォーカス電極 3の板厚は 1 0 0〃mである。

本実施の形態の冷陰極表示装置の構造は、上記の前面基板の構造を有する前面基板 1と上記の背面基板の構造を有する背面基板 9とをアノード 2とカゾード 7 が対向するように配置し、一定の間隔を保つようにスぺーサを介して外周を固着支持した構造である。なお、必要に応じて内部にも前面基板 1と背面基板 9との距離を一定に保っためのスぺ一サを用いる場合がある。冷陰極表示装置を駆動するためには、フォーカス電極 3や引出電極 5等の電極は、外部より電位が供給されなければならない。そのため、これらの電極は、必要に応じて外部の電極と接続しているが、図 1ではこれらの電極と外部の電極との接続部分は図示していない ο

ここで、上記の窓の寸法や板厚等のパラメ一夕は例示であり、個々の冷陰極表示装置の仕様によって適宜設計可能な数値である。また、本実施の形態では、ァノード 2に配置された蛍光体及びカソ一ド 7は、ストライプ状に形成されたいるが、これは例示であり、マトリックス状に形成されても良い。

次に、本実施の形態のフォーカス電極の動作について説明する。図 6に図 1の A— A断面及び B— B断面での力ソード Ίから放出された電子の軌道（以下、

「電子ビームの軌道」ともいう。）を示す。ここで、カソ一ドアから放出されている矢印は電子の流れを示し、斜線は電子の広がりを表している。また、カソード 7のラインに対して直交する方向を X方向、カゾード 7のラインに対して平行な方向を Y方向、カゾード 7からアノード 2への方向を Z方向とする。

まず、 X方向の A— A断面の電子ビームの軌道について説明する（図 6

( a ) ) 。カゾード 7から Z方向に放出された電子（電子ビーム）は、引出電極 5に引っ張られる。しかし、 X方向の引出電極の電子通過窓 6は長辺側であり、引出電極 5は電子ビームの軌道から離れた位置に存在する。そのため、電子ビームの軌道は、 X方向にはあまり力を受けずに引出電極の電子通過窓 6を通過する c 引出電極 5を通過した電子は、引出電極 5とフォーカス電極 3との電位差によつて緩やかに加速される。また、フォーカス電極 3により X方向にも力を受けるため、電子ビームの軌道は広がることになる。しかし、引出電極 5とフォーカス電極 3との距離を短くすることで、電子ビームの軌道の広がりを抑え電子がフォ —カス電極 3に衝突することを防いでいる。また、 X方向のフォーカス電極 3の電子通過窓 4は短辺側であり、電子ビームの軌道の近傍にフォーカス電極 3が存在する。このフォーカス電極 3の近傍ではアノード 2からの電界の影響を受けるため、電子ビームの軌道は収束するような方向に力を受ける。従って、 X方向の A— A断面の電子ビームの軌道は、フォーカス電極 3により緩やかに収束されァノード面上でフォーカスされることになる。

次に、 Y方向の B— B断面の電子ビームの軌道について説明する（図 6 ( b ) ) 。力ソード 7から Z方向に放出された電子（電子ビーム）は、引出電極 5に引っ張られる。しかし、 Y方向の引出電極の電子通過窓 6は短辺側であり、引出電極 5が電子ビームの軌道の近傍に存在する。そのため、電子ビームの軌道は Y方向に力を受け、引出電極 5に近いほど引っ張られる。図 6 ( b ) に Y方向の B— B断面の電子ビームの軌道が引出電極 5通過後に広がるようすを示す。

引出電極 5を通過した電子は、引出電極 5とフォーカス電極 3との電位差によつて緩やかに加速される。また、フォーカス電極 3により Y方向にも力を受けるため、電子ビームの軌道は広がることになる。さらに、 Y方向のフォーカス電極の電子通過窓 4は長辺側であり、電子ビームの軌道の近傍にはフォーカス電極 3 が存在しない。そのため、アノード 2からの電界の影響により生じるフォーカス電極 3の近傍での電子ビームの軌道を収束させるような力は、ほとんど受けない c 従って、 Y方向の B— B断面の電子ビームの軌道は、収束を受けず緩やかにァノ ―ド面上に広がってフォーカスされることになる。

図 6 ( b ) では、 1画素中の 1つの引出電極の電子通過窓 4からの電子ビームの軌道を示した。しかし、 1画素中には複数の引出電極の電子通過窓 4が存在するため 1画素分では図 6 ( c ) のような電子ビームの軌道となる。その結果、本実施の形態のようにフォーカス電極 3を追加すると、電子ビームの軌道は X方向に収束し、 Y方向に広がる軌道となる。なお、図 6では、引出電極 5 ( - 1 0 V) と力ソード 7 ( - 9 0 V) との間には 8 0 V、引出電極 5とフォーカス電極 3との間には 2 0 0 Vの電位差が印加されている場合の電子ビームの軌道を示した。

次に、図 7に引出電極 5 ( - 1 0 V) と力ソード 7 ( - 3 0 V ) との間に 2 0 V、引出電極 5とフォーカス電極 3との間には 2 0 0 Vの電位差を印加した場合の電子ビームの軌道を示す。ここで、力ソード 7から放出されている矢印は電子の流れを示し、斜線は電子の広がりを表している。図 7 ( a ) は X方向の A— A 断面の電子ビームの軌道を示す図であり、この場合の電子ビームの軌道は、図 6 (a) と同様フォーカス電極 3により緩やかに収束されアノード面上にフォ一力スされることになる。図 7 (b) は 1つの引出電極の電子通過窓 4からの Y方向の B— B断面の電子ビームの軌道、図 7 (c) は 1画素分の Y方向の B— B断面の電子ビームの軌道を示す図であり、この場合、引出電極 5と力ソード 7との間の電位差が小さいため、 Y方向に働く力が弱く電子ビームの軌道は広がらずにァノード面上にフォーカスされることになる。

上記のように引出電極 5とカソ一ド Ίとの間の電位差を変化させた場合のァノ —ド面上の電子ビーム径の変化を図 8に示した。図 8では、引出電極 5の電圧を - 1 0 Vに固定してカソ一ド Ίの電圧（E k) のみを変化させている。図 8から、力ソード 7の電圧（Ek) を変化させても X方向の電子ビーム径はほとんど変化しないことがわかる。一方、 Y方向の電子ビ一ム径は力ソード 7の電圧（Ek) を減少させると電子ビーム径が増加することがわかる。つまり、 X方向の電子ビ —ム径は引出電極 5とカソード 7との間の電位差の変化に影響を受けず、 Y方向の電子ビーム径は引出電極 5とカソ一ド 7との間の電位差の増加にともない増加する。ここで、引出電極 5 (- 1 0 V) と力ソード 7 (E k = - 90 V) との間の電位差が 80Vのとき、 X方向の電子ビーム径は 2 に絞られ、 Y方向の電子ビ一ム径は 400 mに広がる。

一方、図 9に、フォーカス電極 3のない場合の引出電極 5と力ソード 7との間の電位差とアノード面上の電子ビーム径の変化を示す。図 9でも、引出電極 5の電圧を— 1 0Vに固定して力ソード 7の電圧（Ek) を変化させている。図 9では、力ソード 7の電圧（Ek) がー 1 00Vのとき最も小さい電子ビ一ム径となり、この点が上記の構造をレンズ系とみた場合のジャストフォーカスとなる。しかし、カソ一ド 7の電圧 (E k) が— 1 00 Vからずれると、ジャストフオーカスからずれ過収束又は未収束の状態となりアノード面上の電子ビーム径は急激に変化する。従って、フォーカス電極 3のない場合、電子ビ一ム径は引出電極 5と力ソード 7との間の電位差に大きく影響を受けることになる。なお、フォ一カス電極 3のない場合、電子ビーム径に X方向、 Y方向の異方性はない。

上記により、冷陰極表示装置にフォーカス電極 3を加えることにより、ァノード面上の電子ビーム径を蛍光体のサイズより小さく制御することが可能となる。また、引出電極 5とカソ一ド Ίとの間の電位差に無関係に電子ビーム径を制御することも可能となる。そのため、アノード 2と引出電極 5との距離を制限して電子ビーム径を制御する必要がなく、アノード 2と引出電極 5との耐電圧を十分確保できる距離にすることが可能である。

また、アノードと引出電極との間隔を広くできるため、力ソードとアノードとの間隔も広くなる。そのため、冷陰極表示装置全体の構成として力ソードの電子放出部のサイズとアノードの蛍光体のサイズがほぼ 1 ： 1になるような構成にする必要がない。つまり、電流値の調整を行うため引出電極の電圧を変動させることにより引出電極近傍の収束力が変動して電子ビーム径が変動するような場合でも、その電子ビーム径の変動がダイレクトにアノードの蛍光体の発光に影響を与えるのを和らげ、画素間の輝度がばらつく問題を緩和する。

また、アノードと引出電極との間隔を広くできるため、組み立て精度の要求が緩和される。そのため、組み立て精度が悪いことにより、電子ビームの位置がずれ、隣の蛍光体を発光させる多色打ちが生じ、色純度を劣化させる問題を緩和できる。

さらに、電子放出領域が力ソード表面上で局在し、点灯する画素がドット状の発光点の点在する画素となり、画質を劣化させる問題は、冷陰極表示装置にフォ —カス電極 3を加えることにより緩和される。つまり、局在する電子放出領域から電子が放出されると、電子ビームの軌道がフォーカス電極 3により Y方向に広げられる。この電子ビームの軌道を広げることによりアノード面上で、別の局在する電子放出領域から放出された電子ビームの軌道と互いに重複し合いアノード面上の蛍光体を発光させる。そのため、点灯する画素内でドット状に発光するのを均一化し、画質の劣化問題を緩和させることかできる。

本実施の形態に係る冷陰極表示装置は、真空に排気された空間を有する対向配置された前面基板 1、背面基板 9であって表示面となる前面基板 1の少なくとも表示面部分が透過性を有する一対の基板と、背面基板 9上の空間側の所定の位置に配置され、陽極及び陽極上に配置される蛍光体とを有するアノード 2と、背面基板 9上の空間側のアノード 2に対向する位置に配置され、所定の電位が印加されると電子を放出する力ソード 7と、カゾード 7とアノード 2との間に設けられ、カリード 7から放出された電子を制御する引出電極 5と、アノード 2と引出電極 5との間に設けられ、カソード 7から放出された電子を通過させるための電子通過窓 4を有するフォーカス電極 3とを備えている。本実施の形態に係る冷陰極表示装置によれば、アノード 2を引出電極 5より十分離して耐電圧を確保することができ、電子ビーム径を蛍光体のサイズより十分小さくすることができ、画素の発光点がドット状に点在するのを緩和し画質の劣化を抑えることができる。

本実施の形態に係る冷陰極表示装置は、フォ一カス電極 3が板状体よりなり、電子通過窓 4は板状体に細長格子状に形成されている。本実施の形態に係る冷陰極表示装置によれば、アノード 2を引出電極 5より十分離して耐電圧を確保ことができ、電子ビ一ム径を蛍光体のサイズより十分小さくことができ、画素の発光点がドット状に点在するのを緩和し画質の劣化を抑えることができる。

2 . 実施の形態 2

図 1 0に本実施の形態のフォーカス電極 3の形状の斜視図を示す。実施の形態 1では、フォーカス電極 3の形状は、図 1や図 5に示すような背面基板 9とほぼ同じ大きさの 1枚の電極に電子通過窓 4が格子状に設けられている形状であった c この電子通過窓 4は、画素に対応して設けられている。

しかし、実施の形態 1のフォーカス電極 3の形状では、電子通過窓 4が画素に対応して設けられているため、電子通過窓 4をカソ一ド 7及び引出電極の電子通過窓 6に位置合わせする必要があった。この位置合わせは、電子通過窓 4が長辺 5 0 0 m、短辺 1 0 0 と小さいため、高い位置合わせ精度が要求される。仮にフォーカス電極 3の位置合わせにずれが生じると、十分な電子ビームがァノ一ド 2側に届かなくなり蛍光体の発光が低下し、画質を劣化させる。

そこで、本実施の形態のフォーカス電極 3は、電子通過窓 4をストライプ状にした形状である。つまり、フォーカス電極 3を平行離間配置した多数の金属の線状体により構成し、カソ一ド 7のラインに直交する方向には電極が存在しないフォ一カス電極 3の形状である。このようなストライプ状のフォーカス電極 3とすることで、力ソード 7のライン方向には高い精度の位置合わせが必要でなくなり、製造が容易になる。

なお、本実施の形態のフォーカス電極 3の形状であっても、実施の形態 1のフォ一カス電極 3と同様、本実施の形態のフォーカス電極 3はカソ一ド 7のラインに直交する方向（X方向）には電子ビーム径を絞る働きを有し、力ソード 7のラインの方向（Y方向）には電子ビーム径を広げる働きを有する。

本実施の形態に係る冷陰極表示装置は、フォーカス電極 3が多数の線状体よりなり、電子通過窓 4は線状体を平行離間配置することによりストライプ状に形成されている。本実施の形態に係る冷陰極表示装置によれば、さらにフォーカス電極 3の電子通過窓 4と引出電極 5の電子通過窓 6等との位置合わせ精度が緩和される。

3 . 実施の形態 3

図 1 1に実施の形態 3の背面基板上の構成を示した斜視図を示す。図 1 1に示す冷陰極表示装置の構造は、フォ一カス電極 3及び引出電極 5が印刷法を用いて背面基板 9上に形成されている。

図 1 2に実施の形態 3の力ソード近傍の構造の製造プロセスを示す。まず、背面基板 9を洗浄後（図 1 2 ( a ) ) 、背面基板 9上に力ソード電極となる電極を蒸着により形成し（図 1 2 ( b ) ) 、その上に力一ボンナノチューブ等を含む冷陰極材料を印刷で塗布し乾燥 ·研磨してカソード 7を形成する（図 1 2 ( c ) ) c さらに、背面基板 9上の全面に絶縁膜を塗布し（図 1 2 ( d ) ) 、その絶縁膜上に、力ソード 7のラインと直交する引出電極 5を印刷で形成する（図 1 2 ( e ) ) 。なお、印刷で形成された引出電極 5にも電子を通過させるための窓が設けられている。その後、力ソード 7が形成されていない部分の引出電極 5上に、ガラスペーストを印刷 ·乾燥 ·研磨してカソ一ドアのラインに平行な衝立 8を形成し（図 1 2 (： f ) ) 、その衝立 8上にフォーカス電極 3を印刷で形成する（図 1 2 ( g ) ) o

このように印刷法を用いてフォーカス電極 3及び引出電極 5を形成した場合、精度良くフォーカス電極 3及び引出電極 5を形成することが可能であり、フォーカス電極 3及び引出電極 5の組み立てるプロセスも不要になる利点がある。このような本実施の形態の製造方法で作製されたフォーカス電極 3であっても、実施の形態 1と同様、本実施の形態のフォーカス電極 3はカソ一ドアのラインに直交する方向（X方向）には電子ビーム径を絞る働きを有し、力ソード 7のラインの方向（Y方向）には電子ビーム径を広げる働きを有する。

本実施の形態に係る冷陰極表示装置の製造方法は、引出電極 5が背面基板 9上に印刷法により形成される工程と、フォーカス電極 3が背面基板 9上に印刷法により形成される工程を備える。本実施の形態に係る冷陰極表示装置の製造方法によれば、さらに精度良く引出電極 5及びフォーカス電極 3を形成することが可能であり、引出電極 5及びフォーカス電極 3の組み立てるプロセスも不要になる。また、本実施の形態に係る冷陰極表示装置の製造方法は、フォーカス電極 3が背面基板 9上に印刷法により形成される工程が、背面基板 9上に衝立 8を形成し、さらに衝立 8上にフォーカス電極 3を印刷法で形成する。本実施の形態に係る冷陰極表示装置の製造方法によれば、精度良く引出電極 5及びフォーカス電極 3を形成することが可能であり、引出電極 5及びフォーカス電極 3の組み立てるプロセスも不要になる。

4 . 実施の形態 4

本実施の形態に係る冷陰極表示装置は、フォーカス電極の窓に関する発明である。実施の形態 1で用いて図 1に基づいて説明をする。前面基板 1上にアノード 2がストライプ状に形成されている。図 1では、 Υ方向にアノード 2が形成されている。一方、背面基板 9上には、アノード 2と対応する位置にカゾード 7が形成され、背面基板 9上のカソ一ド Ίに隣接する位置に衝立 8が形成されている。図 1では、力ソード 7及び衝立 8も Υ方向にストライプ状に形成されている。例えば、カソード 7のラインは 1 0 0 / m幅で 2 0 0 z mピッチで配置されている _c さらに、ストライプ状に形成された引出電極 5が、カソ一ドアのストライプと直交する位置で、且つカソ一ド 7が形成されている背面基板 9上に設けられている。この引出電極 5には電子通過窓 6が設けられ、この電子通過窓 6が力ソード 7上に位置するように、引出電極 5が配置されている。また、引出電極 5は、衝立 8にガラスフリットで固着支持されている。電子通過窓 6は、画素の対応する位置に複数設けられており、例えば、 1画素には 1 0個程度の電子通過窓 6が設けられている。この電子通過窓 6窓は、 X方向に長辺、 Y方向に短辺が位置するように設けられ、例えば、長辺が 1 0 0〃m、短辺が 2 0 z mである。

次に、フォーカス電極 3が、引出電極 5及び力ソード 7が形成されている背面基板 9上に設けられている。フォーカス電極 3にも、電子通過窓 4が設けられている。図 1では、矩形の電子通過窓 4が図示されているが、非円形の電子通過窓 4でも良い。この電子通過窓 4は、力ソード 7及び引出電極 5の電子通過窓 6上に、電子通過窓 4の長辺が、アノード 2の長辺（Y方向）と平行に位置するように配置されている。引出電極 5の電子通過窓 6の長辺（X方向）に対して、電子通過窓 4の長辺は直交している。

引出電極 5の電子通過窓 6が、 1つのフォーカス電極 3の電子通過窓 4に対して複数設けられている構成であるため、 1つの電子通過窓 6を通過した電子と他の電子通過窓 6を通過した電子とが電子通過窓 4を通過する際に重なる。そのため、電子通過窓 6を通過する電子のバラツキを電子通過窓 4を通過する際に平均化することができ、均一な分布の電子がァノード 2に供給することができる。また、電子通過窓 6の長辺方向を X方向に、電子通過窓 4の長辺方向を Y方向にすることで、電子の X方向への収束を電子通過窓 4を通過する際に制御している。引出電極 5と力ソード 7間の電圧を制御して、電子の電流値を変化させて冷陰極表示装置の階調表現を行う場合、上述のような構成であれば、引出電極 5の電圧の変化で電子の X方向への収束には影響を受けない。そのため、アノード 2 に電子が到達する際に、 X方向に電子が広がりすぎ他の画素を発光させる問題は生じない。

本実施の形態に係る冷陰極表示装置は、フォーカス電極 3が、非円形又は矩形の複数の電子通過窓 4を有し、電子通過窓 4の長軸又は長辺が、アノード 2に形成された蛍光体の長辺と平行で、弓 I出電極 5に形成された非円形又は矩形の電子通過窓 6の長軸又は長辺と直交し、 1つの電子通過窓 4に対して、複数の電子通過窓 6が設けられている。本実施の形態に係る冷陰極表示装置によれば、分布に偏りがない電子をアノード 2に供給することができる。また、冷陰極表示装置の階調表現を行う際に、電子の収束に影響を与えない。

5 . 実施の形態 5

本実施の形態は、フォーカス電極 3の窓と板厚との関係を数値限定するものである。本実施の形態の構造は、実施の形態 1に示されたものとほぼ同じ構造であり、図 1に示されている。背面基板 9の構造は、背面基板 9上にアノード 2と対応する位置に力ソード 7が形成され、背面基板 9上の力ソード 7に隣接する位置に衝立 8が形成されている。本実施の形態ではストライプ状に力ソード 7のラインと衝立 8のラインが形成され、力ソード 7のラインは 1 0 0 m幅で 2 0 0〃 mピッチで配置されている。図 3に、背面基板 9上の力ソード 7及び衝立 8の平面図を示す。ここで、力ソード 7は、背面基板 9上に陰極である電極がストライプ状に形成きれ、さらにその上に冷陰極材料が積層された構造である。衝立 8は、ガラスフリヅトをスクリーン印刷法やブラスト法などを用いてストライプ状に形成している。

一方、アノードは R G Bの蛍光体がストライプ上に形成されている構造となつており、 R G Bの 1組がピッチ 0 . 6 mmで形成されている。また、コントラスト改善のためにブラックストライプを各蛍光体の間に形成している。ここで、蛍光体の幅は、 1 0 0 i mであり、発光効率の改善と電気的な導通を目的としてァノード 2上に、アルミバックが形成されている。また、アノード 2と力ソード 7 との距離は、約 9 mmであり、この間に 9 k Vの電圧が印加されている。

さらに、ストライプ状に形成された引出電極 5が、力ソード 7のストライプと直交する位置で、且つカソードアが形成されている背面基板 9上に設けられている。この引出電極 5には電子通過窓 6が設けられ、この電子通過窓 6が力ソード 7上に位置するように、引出電極 5が配置されている。また、引出電極 5は、衝立 8にガラスフリットで固着支持されている。なお、一本の引出電極 5には画素の対応する位置に複数の電子通過窓 6が設けられており、 1画素には 1 0個程度の引出電極の電子通過窓 6が設けられている。この窓は長辺が 1 0 0 / m、短辺が 2 0 / mであり 6 0 mピッチ毎に設けられている。ここで、電子放出部であるカソ一ド 7の幅は 1 0 0 /z mとしている。

次に、フォーカス電極 3が、引出電極 5及び力ソード 7が形成されている背面基板 9上に設けられている。フォーカス電極 3にも、電子通過窓 4が設けられている。図 1 4に、アノード 2に印加される電圧により力ソード 7上に誘起される電界強度比と電子通過窓 4の短辺の長さ/フォーカス電極の板厚との関係を示している。アノード 2に印加される電圧によりカソ一ド 7上に誘起される電界強度比は、本実施の形態において電界強度比と、電子通過窓 4の短辺の長さ/フォーカス電極の板厚は、本実施の形態において短辺の長さ/板厚という。図 1 4に示されるように、短辺の長さ Z板厚の比が 2を超えると電界強度比が非常に大きくなることがわかる。電界強度比が大きくなることは、アノード 2に印加される電圧の影響が、カゾード 7に対して大きくなることであり、相対的に引出電極 5の電子に対する影響が小さくなることである。つまり、アノード 2に印加された電圧により、引出電極 5による電子の制御性が悪化することである。

そこで、本実施の形態では、図 1 4に示した電界強度比に対する短辺の長さ/ 板厚の関係を利用し、短辺の長さ Z板厚の比を 2より小さくする。つまり、フォ —カス電極 3の電子通過窓 4の短辺の長さを、フォーカス電極 3の板厚の 2倍より短い値にすることである。なお、本実施の形態では、電子通過窓 4は矩形として取り扱つたが、電子通過窓 4は非円形でも良く、その場合、短辺の長さ Z板厚は、短軸の孔径 /板厚と読み替える。

本実施の形態に係る冷陰極表示装置は、電子通過窓 4の短軸又は短辺の長さが、フォーカス電極 3の板厚の 2倍より短い。本実施の形態に係る冷陰極表示装置によれば、アノード 2に印加される電圧の影響が、力ソード 7に対して大きくなることはなく、引出電極 5による電子の制御性を悪化させない。

6 . 実施の形態 6

本実施の形態は、フォーカス電極 3とカソード 7の位置関係を数値限定するものである。本実施の形態の構造も、実施の形態 1に示されるものとほぼ同じ構造であり、図 1に示されている。背面基板 9の構造は、背面基板 9上にアノード 2 と対応する位置に力ソード 7が形成され、背面基板 9上の力ソード 7に隣接する位置に衝立 8が形成されている。ここで、カゾード 7は、背面基板 9上に陰極である電極がストライプ状に形成され、さらにその上に冷陰極材料が積層された構造である。衝立 8は、ガラスフリットをスクリーン印刷法やプラスト法などを用いてストライプ状に形成している。

一方、アノード 2は R G Bの蛍光体がストライプ上に形成されている構造となつており、 R G Bの 1組がピッチ 0 . 6 mmで形成されている。また、コントラスト改善のためにブラックストライプを各蛍光体の間に形成している。ここで、蛍光体の幅は、 1 0 0 z mであり、発光効率の改善と電気的な導通を目的としてアノード 2上に、アルミバックが形成されている。また、アノード 2と力ソード 7との距離は約 9 mmであり、この間に 9 k Vの電圧が印加されている。

さらに、ストライプ状に形成された引出電極 5が、カゾード 7のストライプと直交する位置で、且つカソードアが形成されている背面基板 9上に設けられている。この引出電極 5には電子通過窓 6が設けられ、この電子通過窓 6が力ソード電極 7上に位置するように、引出電極 5が配置されている。次に、フォーカス電極 3が、引出電極 5及びカソ一ド 7が形成されている背面基板 9上に設けられている。フォーカス電極 3にも、電子通過窓 4が設けられている。図 1 5は、フォ —カス電極 3とカソ一ド 7との間隔に対するアノード 2上の電子ビ一ム径の関係を示している。ここで、フォーカス電極 3と力ソード 7との間隔とは、フォー力ス電極 3と力ソード 7との最短距離を表す。つまり、フォーカス電極 3の下面からカソ一ドアの上面までの距離が、フォーカス電極 3とカソード 7との間隔である。

ここで、図 1 6に、電子ビーム径と蛍光体との関係を示した模式図を示す。 R G Bの蛍光体 2 0の間に、ブラヅクストライプ 2 1が形成されている。各蛍光体 2 0及びブラックストライプ 2 1の幅は。 1 0 である。図 1 6において、電子ビームの分布 2 2は、正規分布で示されている。冷陰極表示装置として表示品位の高い映像を得るためには、電子ビームの分布 2 2が所定の蛍光体以外の蛍光体を励起しないようにする必要がある。ここで、電子ビームの分布 2 2とは、ほぼ電子ビーム径と同じであり、以下電子ビ一ム径という。所定の蛍光体以外の蛍光体を励起しないためには、最大の電子ビーム径を、隣接するブラックストライブ 2 1の 1 Z 2の領域までにとどめる必要がある。つまり、図 1 6では、電子ビ一ム径を 2 0 0〃m以下にしなければならない。その結果、図 1 5よりフォーカス電極 3と力ソード 7との間隔を、 2 0 0 m以上にしなければならないことがわかる。

上記の関係は、フォーカス電極 3と力ソード 7との間隔により、静電的なレンズが形成されていることを示している。従って、力ソード 7から放出された電子をフォーカス電極 3によりアノード 2上に結像させることが考えることができる c このことから、フォーカス電極 3と力ソード 7との間隔を d、アノード 2とカソ —ド 7との間隔を D、電子放出部の幅を w、蛍光体の RGB間のピッチ（本実施の形態では 0. 2mm) を W、アノード電圧を Va (kV) としてモデル化すると、 Fxwx ( (D-d) /d) X ( 9/Va) ^1/2 <Wの関係が成立する。本実施の形態では、 d = 200〃m、 D = 9000 m、 w= 100 zm、 W= 20 0 m、 Va = 9 kVであるため、 Fく 1/22となる。従って、（D/d— 1 ) xwx ( 9/Va) ^1/2/W< 22の関係が成立するように、フォーカス電極 3と力ソード 7との間隔 dを決定しなければならない。ここで、アノード 2と力ソード 7との間隔とは、アノード 2と力ソード 7との最短距離を表す。つまり、アノード 2の下面から力ソード 7の上面までの距離が、アノード 2と力ソード 7 との間隔である。

本実施の形態に係る冷陰極表示装置は、フォーカス電極 3と力ソード 7との間隔 dが力ソード 7とアノード 2との間隔 D、力ソード 7の幅 w、蛍光体のピッチ W及びアノード電圧 Vaとの関係において、（D/d— 1) xwx (9/Va) ¹ ^/2/W< 22の関係を満たしている。本実施の形態に係る冷陰極表示装置によれば、他の蛍光体に電子を放出して発光させることがないため、表示品位の高い冷陰極表示装置を得ることができる。

7. 実施の形態 7

実施の形態 11は、フォーカス電極 3と引出電極 5との間隔と電子通過窓 4の間隔と関係について求めた。ここで、フォーカス電極 3と引出電極 5との間隔とは、フォーカス電極 3と引出電極 5との最短距離を表す。つまり、フォーカス電極 3の下面から引出電極 5の上面までの距離が、フォーカス電極 3と引出電極 5 との間隔である。図 17は、本実施の形態に係る冷陰極表示装置の断面図である c 特に、冷陰極表示装置のフォーカス電極 3及び引出電極 5の近傍を拡大した図である。図 17において、基板上に力ソード 7が形成され、カソ一ドア間には衝立 8が形成されている。この衝立 8上には、引出電極 5が設けられ、さらに引出電極 5から距離 d F G離れた位置にフォーカス電極 3が設けられている。ここで、力ソード 7から放出された電子がアノード（図示せず）に到達できるように、力ソ一ド 7上には引出電極 5の電子通過窓 6及びフォーカス電極 3の電子通過窓 4 が形成されている。図 17には、カゾード 7から放出された第 1電子軌道 30と、フォーカス電極 3により散乱された電子の第 2電子軌道 3 1を示している。また、図 1 Ίにおいて、フォーカス電極 3に格子状の形状をした電子通過窓 4の間隔を WGとし、フォーカス電極 3と引出電極 5との間隔を dFGとして示している。引出電極 5より引き出された電子は、フォーカス電極 3に向かって運動する。しかし、力ソード 7から放出された段階の電子は、非常に発散角が大きい。そのため、カゾード 7から放出された電子は、力ソード 7の真上の電子通過窓 4を通過せずに、図 1 7に示したような第 1電子軌道 30を通りり、電子を放出した力ソ一ド 7に隣接する電子通過窓 4よりアノードへ放出される場合がある。また、図 1 7に示されているように、力ソード 7から放出された電子は、フォーカス電極 3により散乱されて第 2電子軌道 3 1を通り、アノードへ放出される場合がある。いずれの場合も、所定の画素以外を発光させることになるため、冷陰極表示装置の表示品位を低下させる原因となる。

本実施の形態では、上記のように電子を放出した力ソード 7に隣接する電子通過窓 4を通過する電子を除去するために、電子通過窓 4の間隔 WGと、フォー力ス電極 3と引出電極 5との間隔 dFGとの関係を調整する。つまり、力ソード 7 から放出された初期エネルギーの電子が、真上にある電子通過窓 4を外れて、電子通過窓 4の間隔 WGの部分と引出電極 5との間の領域を通過する際に、フォーカス電極 3乃至引出電極 5に吸着されるような条件を設定する。このような条件にすれば、所定の画素以外を発光させ、冷陰極表示装置の表示品位を低下させる電子を除去できる。ここで、以下の検討は力ソード 7の電位を基準値としている _c 電子通過窓 4の間隔 WGの部分を通過するまでに、フォーカス電極 3乃至引出電極 5に吸着されるための条件は、フォーカス電極 3の電圧を VF、引出電極の電圧を VGとすると、 WG>初期エネルギー Zab s (VF-VG) x d F Gとなる。ここで、 ab s (VF-VG) は（VF— VG) の絶対値であることを表している。また、電子放出材料から放出された電子が引出電極に衝突しないとするならば、初期エネルギーはフォーカス電極 3の電圧 VFとなる。従って、フォ一カス電極 3乃至引出電極 5に吸着されるための条件は、 WG>VF/ab s (VF-VG) xdFGとなる。

例えば、フォーカス電極 3の電圧 VFが 2 0 0 V、引出電極 5の電圧 VGが 4 5 0V、電子通過窓 4の間隔 WGが 200〃m、フォーカス電極 3と引出電極 5 の間隔 dFGが 1 00〃mの場合、上式の右辺は 2 00/2 5 0 x 100 ju = 80 mとなり、左辺は 2 ◦ 0 mであるため、上記の条件を満足している。また、実際の試験においても隣接する電子通過窓 4から、電子の放出が抑制されている。引出電極 5から電子が放出された場合、初期エネルギーは 450Vとなり、上式の右辺は 400/25 0 x 1 00

1 6 0 mとなり、左辺は 2 00 mであるため、上記の条件を満足している。従って、隣接する電子通過窓 4から、電子の放出が抑制される構造である。

さらに、電子ビームのスクリーン上でのフォーカス性能を改善するために、電子通過窓 4の短辺の長さを蛍光体の幅より小さくすることがある。この場合、電子がフォーカス電極 3に衝突しやすく、フォーカス電極 3で散乱された電子が隣接する電子通過窓 4からアノードに放出される問題がある。例えば、電子通過窓 4の短辺が 6 0 /m、フォーカス電極 3の電圧 VFが 2 0 0 V、アノード面上の画素のサブピクセルピッチが 0. 2mm、蛍光体の幅が 0. 1mmで、引出電極 5の電圧 VGが 450 V、電子通過窓 4の間隔 WGが 140〃m、フォーカス電極 3と引出電極 5の間隔が 1 0 0 /mの場合、上式の右辺は、 2 00/2 50 X 1 5 0 / m= 1 20〃mとなり、左辺は 200 mであるため、上記の条件を満足している。また、実際の試験においても隣接する電子通過窓 4から、電子の放出が抑制されている。

本実施の形態に係る冷陰極表示装置は、隣接する電子通過窓 4の間隔 W Gが、フォーカス電極 3と引出電極 5との間隔 dF G、カソ一ドアの電圧を基準とした時のフォーカス電極 3の電圧 VF及び引出電極 5の電圧 VGとの関係において、 WG>VF/ab s (VP-VG) X d F Gの関係を満たしている。本実施の形態に係る冷陰極表示装置によれば、所定の画素以外を発光させ、冷陰極表示装置の表示品位を低下させる電子を除去できる。

8. 実施の形態 8

本実施の形態は、引出電極 5から引き出された電子の発散力を低減するために、電子通過窓 6の長辺と電子放出部であるカソ一ド 7の幅を数値限定するものである。本実施の形態の構造は、実施の形態 1に示されるものとほぼ同じ構造であり、図 1に示されている。ストライプ状に形成された引出電極 5が、カゾード 7のストライプと直交する位置で、且つ力ソード 7が形成されている背面基板 9上に設けられている。この引出電極 5には電子通過窓 6が設けられ、この電子通過窓 6 が力ソード 7上に位置するように、引出電極 5が配置されている。また、引出電極 5は、衝立 8にガラスフリットで固着支持されている。なお、一本の引出電極 5には画素の対応する位置に複数の引出電極の電子通過窓 6が設けられており、 1画素には 1 0個程度の引出電極の電子通過窓 6が設けられている。また、電子通過窓 6は、力ソード 7と引出電極 5とが交差する部分（ 1画素に対応する）に、カゾード 7の方向（Y方向）に 1列に配置されている。この窓は長辺が 6 0〃m、短辺が 1◦ mであり 2 0 ピッチ毎に設けられている。

次に、引出電極 5とカソ一ドアとの間隔は 1 0〃mに設定している。ここで、引出電極 5とカソ一ド Ίとの間隔とは、引出電極 5とカソ一ド Ίとの最短距離を表す。つまり、引出電極 5の下面からカゾード 7の上面までの距離が、引出電極 5とカソ一ド 7との間隔である。図 1 8に、カソ一ドアの位置に対する電子通過窓 6を通過時の電子の広がりを示している。ここで、力ソード 7の位置とは、力ソード 7の幅（X方向）の中心からの距離を表している。つまり、力ソード 7の位置の値が大きければ大きいほど、カゾード 7の端部に位置する。図 1 8では、カソードアの位置が 2 0 mを越えると急激に電子通過窓 6を通過時の電子の広がりが大きくなる。図 1 8では、電子通過窓 6を通過時の電子の広がりを電子ビ' —ム発散角（r a d ) で表している。図 1 8から、電子ビーム発散角が十分低いカソ一ド 7の幅は 4 0 / mであることがわかる。

そこで、電子通過窓 6の長辺 6 0 m及び、引出電極 5と力ソード 7との間隔 1 0 mから、力ソード 7の幅との関係式を導くと、電子通過窓 6の長辺（L ) 一引出電極 5と力ソ一ド 7と間隔（G ) X 2となる（L— 2 G ) 。図 1 8は、引出電極 5と力ソード 7と間隔（G ) を 1 0〃mに設定した場合であるが、 Gの値を変化させながら同様に、力ソード 7の幅との関係式を導くと L— 2 Gとなる。以上のことから、力ソード 7の幅を電子通過窓 6の長辺（L ) —引出電極 5と力ソード 7と間隔（G ) X 2とすることで、電子通過窓 6を通過時の電子の広がりが小さい冷陰極表示装置を得ることができる。本実施の形態に係る冷陰極表示装置は、引出電極 5が、一画素内に非円形又は矩形の複数の電子通過窓 6を有し、電子通過窓 6は、力ソード 7と引出電極 5とが交差する部分に、力ソード 7の方向に 1列に配置されている。本実施の形態に係る冷陰極表示装置によれば、複数列の電子通過窓 6を設ける場合に比べて、電子通過窓 6の開口率を大きくでき電子の通過効率が上がる効果がある。

また、本実施の形態に係る冷陰極表示装置は、力ソード 7の幅は、引出電極 5 の電子通過窓 6の長軸の長さから、引出電極 5と力ソード 7との間隔の 2倍の長さを減算した長さになる。本実施の形態に係る冷陰極表示装置によれば、電子通過窓 6を通過時の電子の広がりが小さく、アノード 2でのフォーカス特性を劣化さず、表示品位の高い冷陰極表示装置を得ることができる。

9 . 実施の形態 9

本実施の形態は、引出電極 5の電子通過窓 6の大きさ限定する発明である。本実施の形態の構造は、実施の形態 1に示されるものとほぼ同じ構造であり、図 1 に示されている。ストライプ状に形成された引出電極 5が、カゾード 7のストラィプと直交する位置で、且つカソ一ド 7が形成されている背面基板 9上に設けられている。この引出電極 5には電子通過窓 6が設けられ、この電子通過窓 6が力ソード 7上に位置するように、引出電極 5が配置されている。また、引出電極 5 は、衝立 8にガラスフリットで固着支持されている。なお、一本の引出電極 5には画素の対応する位置に複数の引出電極の電子通過窓 6が設けられており、 1画素には 1 0個程度の引出電極の電子通過窓 6が設けられている。この窓は長辺が 1 0 0 z m、短辺が 2 0〃mであり 6 0〃mピッチ毎に設けられている。ここで、電子放出部であるカソ一ドアの幅は 1 0 0〃mである。

本実施の形態では、引出電極 5とカゾード 7との間隔を変化させながら、カソ —ド 7上の電界分布を求めた。力ソード 7上の電界分布は、引出電極 5の開口部の周辺部が最も強く、引出電極 5の開口部の中央に向かって次第に弱くなる分布を持っている。図 1 9に、開口部の中央部の電界強度と周辺部の電界強度の比と、引出電極 5と力ソード 7との間隔と電子通過窓 6の短辺の長さとの比（以下、この比をアスペクト比という）の関係を示している。

図 1 9に示されるように、アスペクト比が 0 . 5以上になると中央部と周辺部の電界強度の比が 0 . 9以上となり、力ソード 7上の電界強度がある程度そろう c つまり、良好な電子放出が可能な冷陰極表示装置となる。

本実施の形態に係る冷陰極表示装置は、引出電極 5が、非円形又は矩形の複数の電子通過窓 6を有し、電子通過窓 6の長軸又は長辺が、力ソード 7の長手方向と直交し、電子通過窓 6の短軸又は短辺が、力ソード 7と引出電極 5との間隔の 1 Z 2以上である。本実施の形態に係る冷陰極表示装置によれば、力ソード 7上の電界強度が均一化され、良好な電子放出が可能な冷陰極表示装置を得ることができる。

この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

Claims

請求の範囲

1. 真空に排気された空間を有する対向配置された第 1、第 2基板（9, 1) であって表示面となる前記第 2基板（1) の少なくとも表示面部分が透過性を有する一対の基板と、

前記第 2基板（1) 上の前記空間側の所定の位置に配置され、陽極及び前記陽極上に配置される蛍光体とを有する発光部（2) と、

前記第 1基板（9) 上の前記空間側の前記発光部（2) に対向する位置に配置され、所定の電位が印加されると電子を放出する電子放出部（7) と、

前記電子放出部（7) と前記発光部（2) との間に設けられ、前記電子放出部 (7) から放出された電子を制御する引出電極（5) と、

前記発光部（2) と前記引出電極（5), との間に設けられ、前記電子放出部 (7) から放出された電子を通過させるための窓（4) を有するフォーカス電極 (3) と、を備えた冷陰極表示装置。

2. 請求項 1に記載の冷陰極表示装置であって、

前記フォーカス電極（3) は板状体よりなり、前記窓（4) は前記板状体に細長格子状に形成されていることを特徴とする、冷陰極表示装置。

3. 請求項 1に記載の冷陰極表示装置であって、

前記フォーカス電極（3) は多数の線状体よりなり、前記窓（4) は前記線状体を平行離間配置することによりストライプ状に形成されていることを特徴とする、冷陰極表示装置。

4. 請求項 1に記載の冷陰極表示装置の製造方法であって、

(a) 前記引出電極 (5) が前記第 1基板（9) の前記電子放出部（7) 上に印刷法により形成される工程、

(b) 前記フォーカス電極（3) が前記第 1基板（9) 上に印刷法により形成される工程、を備える冷陰極表示装置の製造方法。

5. 請求項 4に記載の冷陰極表示装置の製造方法であって、

前記（b) 工程は、前記第 1基板 (9) 上に衝立（8) を形成し、さらに前記衝立（8) 上に前記フォーカス電極（3) を印刷法で形成することを特徴とする、冷陰極表示装置の製造方法。

6. 請求項 1に記載の冷陰極表示装置であって、

前記フォーカス電極（3) は、非円形又は矩形の複数の前記窓（4) を有し、前記窓（4) の長軸又は長辺は、前記発光部（2) に形成された前記蛍光体の長辺と平行で、前記引出電極（5) に形成された非円形又は矩形の通過窓（6) の長軸又は長辺と直交し、

1つの前記窓（4) に対して、複数の前記通過窓（6) が設けられていることを特徴とする、

7. 請求項 6に記載の冷陰極表示装置であって、

前記窓（4) の短軸又は短辺の長さは、前記フォーカス電極（3) の板厚の 2 倍より短いことを特徴とする、

8. 請求項 1に記載の冷陰極表示装置であって、

前記フォーカス電極（3) と前記電子放出部（7) との間隔 dは、前記電子放出部（7) と前記陽極との間隔 D、前記電子放出部（7) の幅 w、蛍光体のピッチ W及び陽極電圧 V aとの関係において、（D/d— 1) xwx (9/Va) ^1/2 /W< 22の関係を満たしていることを特徴とする、

9. 請求項 1に記載の冷陰極表示装置であって、

隣接する前記窓（4) の間隔 WGは、前記フォーカス電極（3) と前記引出電極（5) との間隔 dFG、前記電子放出部（7) の電圧を基準とした時の前記フォ一カス電極（3) の電圧 VF及び引出電極（5) の電圧 VGとの関係において、 WG>VF/ab s (VP— VG) x d F Gの関係を満たしていることを特徴とする、

10. 請求項 1に記載の冷陰極表示装置であって、

前記引出電極（5) は、一画素内に非円形又は矩形の複数の通過窓（6) を有し、

前記通過窓（6) は、前記電子放出部（7) と前記引出電極（5) とが交差する部分に、前記電子放出部（7) の方向に 1列に配置されていることを特徴とする、

冷陰極表示装置。

11. 請求項 1に記載の冷陰極表示装置であって、

前記電子放出部（7) の幅は、前記引出電極（5) の通過窓（6) の長軸の長さから、前記引出電極（5) と前記電子放出部（7) との間隔の 2倍の長さを減算した長さになることを特徴とする、

12. 請求項 1に記載の冷陰極表示装置であって、

前記引出電極 (5) は、非円形又は矩形の複数の通過窓（6) を有し、前記通過窓（6) の長軸又は長辺は、前記電子放出部（7) の長手方向と直交し、

前記通過窓（6) の短軸又は短辺は、前記電子放出部（7) と前記引出電極 (5) との間隔の 1/2以上であることを特徴とする、