專利名稱：冷陰極顯示裝置及冷陰極顯示裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冷陰極顯示裝置，特別涉及厚度薄而顯示面積大的冷陰極顯示裝置。
背景技術(shù)：
冷陰極顯示裝置，是一種在通過(guò)將至少一個(gè)是透明的一對(duì)基板對(duì)置而形成的空間中，使從電子發(fā)射部發(fā)射的電子與熒光體碰撞而顯示所需圖案的顯示裝置。圖13中示出現(xiàn)有技術(shù)的冷陰極顯示裝置的結(jié)構(gòu)。
背基板101和前基板102，中間夾著隔板103對(duì)置而形成外殼。此外殼內(nèi)部經(jīng)排氣而形成真空。背基板101、前基板102和隔板103，利用玻璃焊料104固定，并且在冷陰極顯示裝置的性質(zhì)方面，至少作為顯示面的前基板102的一部分必須是透明的。在前基板102上的內(nèi)側(cè)形成發(fā)光部以便可以顯示規(guī)定的圖案，此發(fā)光部的結(jié)構(gòu)包括作為陽(yáng)極的透明電極108和淀積于其上的熒光體109(以下也將此部分稱為“陽(yáng)極”)。
另一方面，在背基板101上的內(nèi)側(cè)與陽(yáng)極對(duì)應(yīng)形成電子發(fā)射部，此電子發(fā)射部的結(jié)構(gòu)包括作為陰極的基板電極105和淀積于其上的冷陰極材料106(以下也將此部分稱為“陰極”)。此處，電子發(fā)射部使用的是現(xiàn)有的燈絲，但最近開始使用可以借助印刷法形成的包含碳納米管的導(dǎo)電層作為電場(chǎng)發(fā)射型冷陰極材料。其理由是使用包含碳納米管的導(dǎo)電層作電子源，與使用燈絲相比，其亮度高壽命長(zhǎng)，并且由于導(dǎo)電層可以利用印刷法形成而可以降低制造成本。另外，關(guān)于使用包含碳納米管的導(dǎo)電層的電場(chǎng)發(fā)射型冷陰極材料，在日本專利特開2001-155666中有詳細(xì)描述。
其次，在陽(yáng)極和陰極之間，設(shè)置有用來(lái)控制電子的引出電極107，在此引出電極107與陰極相交叉的位置上設(shè)置有多個(gè)開口部供陰極發(fā)射的電子通過(guò)。此引出電極107的結(jié)構(gòu)為其一部分彎曲所形成的腳部由玻璃焊料固定而固定于背基板101上。此引出電極107必須從外部向其供給電位。因此，引出電極107在外殼內(nèi)與銅布線電極110，此銅布線電極110的一部分穿過(guò)玻璃焊料104突出到外殼的外部。另外，由于基板電極105與透明電極108也必須從外部供給電位，所以也都分別與銅布線電極相連接。此外，在圖13中，只示出引出電極107和銅布線電極110的連接。
其次，對(duì)冷陰極顯示裝置的動(dòng)作原理予以說(shuō)明?；旧吓c三極電子管類似，在保持10-3～10-5Pa的真空的外殼內(nèi)，通過(guò)對(duì)基板電極105施加電位使電子從冷陰極材料106發(fā)射出來(lái)。該發(fā)射電子，在受到引出電極107控制的同時(shí)，由作為陽(yáng)極的透明電極108和作為陰極的基板電極105的電位差加速。受到加速的電子，在到達(dá)作為陽(yáng)極的熒光體109時(shí)使熒光體激發(fā)。該被激發(fā)的熒光體在返回到常態(tài)發(fā)光。利用該發(fā)光，冷陰極顯示裝置進(jìn)行所要求的顯示。
現(xiàn)有的冷陰極顯示裝置，是單純的三極電子管，即由陽(yáng)極、引出電極和陰極構(gòu)成。此時(shí)，存在以下的問(wèn)題。
現(xiàn)有的冷陰極顯示裝置的引出電極的結(jié)構(gòu)，是著眼于引出電壓和引出效率對(duì)引出電極的孔徑、板厚、和陰極的間隔進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的?？墒牵词故菍?duì)引出電極的孔徑、板厚、和陰極的間隔進(jìn)行優(yōu)化，從陰極射出的電子(下面也稱其為“電子束”)在陽(yáng)極面上的尺寸也不可能足夠小。因此，縮短電子束到達(dá)陽(yáng)極面上的經(jīng)過(guò)距離就可以使電子束在熒光體上的尺寸(下面也稱其為“電子束直徑”)與熒光體的尺寸相比很小。就是說(shuō)，陽(yáng)極和引出電極之間的間隔必須很短。
由于陽(yáng)極和引出電極之間的間隔必須很短，在陽(yáng)極和引出電極之間可施加的電壓的值受到限制，不能施加高電壓。在陽(yáng)極上不能施加高電壓就是不能使熒光體的發(fā)光效率足夠高，具有不能得到足夠亮度的冷陰極顯示裝置的問(wèn)題。
另外，由于陽(yáng)極和引出電極之間的間隔必須很短，陰極和陽(yáng)極之間的間隔也變短。因此，作為整個(gè)冷陰極顯示裝置的結(jié)構(gòu)，必須作成為陰極的電子發(fā)射部的尺寸和陽(yáng)極的熒光體的尺寸大致為1∶1的結(jié)構(gòu)。其結(jié)果，在通過(guò)改變引出電極的電壓來(lái)調(diào)整電流值而使引出電極附近的會(huì)聚力改變并從而使電子束直徑改變時(shí)，因?yàn)樵撾娮邮睆降母淖冎苯佑绊戧?yáng)極的熒光體的發(fā)光，所以會(huì)產(chǎn)生像素間的亮度差異。
另外，由于陽(yáng)極和引出電極之間的間隔必須很短，就要求組裝的精度高。因此，如果組裝的精度差，電子束的位置會(huì)偏離而發(fā)生使相鄰的熒光體發(fā)光的混合色發(fā)射的現(xiàn)象，引起色純度惡化的問(wèn)題。
此外，存在的另一個(gè)問(wèn)題是陰極表面的電子發(fā)射局部化。其原因如下。在通常的冷陰極電子源的場(chǎng)合，其發(fā)射特性是由帶有凸起的形狀的陰極表面電場(chǎng)強(qiáng)度和陰極表面的功函數(shù)決定的?？墒牵捎陔妶?chǎng)強(qiáng)度對(duì)突起的形狀非常敏感，所以即使是以某種方式使陰極表面的功函數(shù)一致，但在技術(shù)上要想使陰極表面在μm以下的精度平坦化是困難的。因此，陰極表面的突起在高度方向的散差是不可避免的，陰極的電子發(fā)射量與陰極表面的電場(chǎng)有很強(qiáng)的依賴關(guān)系。所以，由于陰極表面的突起形狀的微小差異會(huì)產(chǎn)生容易發(fā)射電子的部分和難以發(fā)射電子的部分，并且在容易發(fā)射電子的部分上，一旦開始電子發(fā)射，則隨著表面電場(chǎng)的增加電流值成指數(shù)函數(shù)形狀增加。其結(jié)果，電子發(fā)射區(qū)域在陰極表面上會(huì)出現(xiàn)局部化，發(fā)亮的像素成為發(fā)光點(diǎn)以點(diǎn)狀散布的像素而引起畫質(zhì)的劣化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以解決上述問(wèn)題，使陽(yáng)極與引出電極充分分開而確保擊穿電壓，使電子束直徑的尺寸與熒光體的尺寸相比足夠小，緩和像素的發(fā)光點(diǎn)以點(diǎn)狀散布的情況而抑制畫質(zhì)劣化的冷陰極顯示裝置的結(jié)構(gòu)及其制造方法。
本發(fā)明的冷陰極顯示裝置包括具有經(jīng)排氣成為真空的空間的對(duì)置的第一、第二基板，作為顯示面的上述第二基板的至少顯示面部分具有透射性；配置于上述第二基板上的上述空間側(cè)的預(yù)定位置上，且具有陽(yáng)極及配置于上述陽(yáng)極上的熒光體的發(fā)光部；配置于與上述第一基板上的上述空間側(cè)的與上述發(fā)光部對(duì)置的位置上，且在施加預(yù)定的電位時(shí)發(fā)射電子的電子發(fā)射部設(shè)置于上述電子發(fā)射部和上述發(fā)光部之間，控制從上述電子發(fā)射部發(fā)射的電子的引出電極；以及設(shè)置于上述發(fā)光部和上述引出電極之間，具有用來(lái)使從上述電子發(fā)射部發(fā)射的電子通過(guò)的窗口的聚焦電極。
根據(jù)本發(fā)明的冷陰極顯示裝置，可以使陽(yáng)極與引出電極充分分開而確保擊穿電壓，使電子束直徑的尺寸與熒光體的尺寸相比足夠小，緩和像素的發(fā)光點(diǎn)以點(diǎn)狀散布的情況而抑制畫質(zhì)劣化。
本發(fā)明的目的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，從以下的詳細(xì)說(shuō)明和附圖會(huì)更加清楚地看到。


圖1為示出本發(fā)明的實(shí)施方案1的冷陰極顯示裝置的斜視圖。
圖2為示出本發(fā)明的實(shí)施方案1的前基板及陽(yáng)極的斜視圖。
圖3為示出本發(fā)明的實(shí)施方案1的背基板及陰極的平面圖。
圖4為示出本發(fā)明的實(shí)施方案1的引出電極的平面圖。
圖5為示出本發(fā)明的實(shí)施方案1的聚焦電極的平面圖。
圖6為示出本發(fā)明的實(shí)施方案1的電子束的軌跡的剖面圖。
圖7為示出本發(fā)明的實(shí)施方案1的電子束的軌跡的剖面圖。
圖8為示出本發(fā)明的實(shí)施方案1的引出電極和陰極之間的電位差和電子束直徑的關(guān)系的示圖。
圖9為示出不具有聚焦電極的冷陰極顯示裝置的引出電極和陰極之間的電位差和電子束直徑的關(guān)系的示圖。
圖10為示出本發(fā)明的實(shí)施方案2的聚焦電極的形狀的斜視圖。
圖11為示出本發(fā)明的實(shí)施方案3的背基板上的結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖12為示出本發(fā)明的實(shí)施方案3的陰極附近的結(jié)構(gòu)的制造過(guò)程的加工過(guò)程圖。
圖13為示出現(xiàn)有的冷陰極顯示裝置的平面圖。
圖14為示出本發(fā)明的實(shí)施方案5的電場(chǎng)強(qiáng)度比和短邊的長(zhǎng)度/板厚的關(guān)系的示圖。
圖15為示出本發(fā)明的實(shí)施方案6的電子束直徑與聚焦電極和陰極之間的間隔的關(guān)系的示圖。
圖16為示出本發(fā)明的實(shí)施方案6的電子束直徑與熒光體的關(guān)系的示圖。
圖17為示出本發(fā)明的實(shí)施方案7的冷陰極顯示裝置的剖面圖。
圖18為示出本發(fā)明的實(shí)施方案8的陰極的位置與電子束發(fā)散角之間的關(guān)系的示圖。
圖19為示出本發(fā)明的實(shí)施方案9的中央部的電場(chǎng)/周邊部的電場(chǎng)與寬高比(aspect ratio)的關(guān)系的示圖。
具體實(shí)施例方式
1.實(shí)施方案1圖1為示出本發(fā)明的實(shí)施方案1的冷陰極顯示裝置的斜視圖。首先，本實(shí)施方案的前基板1的結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有的冷陰極顯示裝置的前基板的結(jié)構(gòu)相同，在前基板1上陽(yáng)極2是按照規(guī)定的顯示圖案設(shè)置的。在本實(shí)施方案中，形成的陽(yáng)極2是帶條狀。在圖2中示出前基板1及陽(yáng)極2的擴(kuò)大圖。此處，陽(yáng)極2是在前基板1上形成作為陽(yáng)極的透明電極并在其上淀積熒光體的結(jié)構(gòu)。
另一方面，本實(shí)施方案的背基板9的結(jié)構(gòu)是，在背基板9上的與陽(yáng)極2相對(duì)應(yīng)的位置上形成陰極7，在與背基板9上的陰極7相連接的位置上形成隔條8，陰極7的行的寬度為100μm，其配置間距為200μm。圖3示出背基板上的陰極7及隔條8的平面圖。此處，陰極7，是在背基板9上形成帶條狀的作為陰極(負(fù)電極)的電極并在其上淀積冷陰極材料的結(jié)構(gòu)。隔條8是利用絲網(wǎng)印刷法及噴射法等用玻璃焊料形成為帶條狀。
此外，在陰極7和帶條正交的位置，且在形成陰極7的背基板9上形成帶條狀的引出電極5。在此引出電極5上設(shè)置有電子通過(guò)窗口6，并且引出電極5的配置使此電子通過(guò)窗口6位于陰極7之上。另外，引出電極5，由玻璃焊料固定支撐于隔條8上。圖4示為出引出電極5的擴(kuò)大平面圖。在圖4中，示出三根引出電極5。此外，在一根引出電極5上在與像素相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置多個(gè)電子通過(guò)窗口6，對(duì)一個(gè)像素設(shè)置大約10個(gè)電子通過(guò)窗口6。此窗口的長(zhǎng)邊為100μm，短邊為20μm，以每隔60μm的間距配置。另外，在引出電極的電子通過(guò)窗口6附近設(shè)置的圓孔是用來(lái)以玻璃焊料固定支撐引出電極5和隔條8的孔。
其次，本實(shí)施方案的背基板9的結(jié)構(gòu)還具備聚焦電極3。該由一片金屬板狀體形成的聚焦電極3，設(shè)置于形成引出電極5及陰極7的背基板9之上。另外，在聚焦電極3中設(shè)置電子通過(guò)窗口4，聚焦電極3的配置方式使得此電子通過(guò)窗口4位于陰極7及引出電極的電子通過(guò)窗口6之上。此聚焦電極3，夾著絕緣物和引出電極5保持一定距離而被固定支撐。圖5為示出聚焦電極的擴(kuò)大平面圖。此外，聚焦電極3，是由與背基板大致相同大小的一片電極形成的，電子通過(guò)窗口4的長(zhǎng)邊為500μm，短邊為100μm，一個(gè)窗口對(duì)應(yīng)一個(gè)像素成格子狀存在。另外，聚焦電極3的板厚為100μm。
本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置的結(jié)構(gòu)是，具有上述的前基板的結(jié)構(gòu)的前基板1和具有上述的背基板的結(jié)構(gòu)背基板9配置成，使陽(yáng)極2和陰極7互相對(duì)置并且?jiàn)A著隔板固定支撐外周以保持一定的間隔的結(jié)構(gòu)。另外，有時(shí)在需要時(shí)也在內(nèi)部采用使前基板1和背基板9保持一定距離用的隔板。為驅(qū)動(dòng)冷陰極顯示裝置，必須從外部向聚焦電極3及引出電極5等電極供給電位。因此，這些電極要根據(jù)需要與外部的電極相連接，但在圖1中這些電極和外部的電極的連接部分未圖示。
此處，上述的窗口的尺寸及板厚等參數(shù)是例示，這些數(shù)值是可以按照各個(gè)冷陰極顯示裝置的規(guī)格進(jìn)行適宜的設(shè)計(jì)的。另外，在本實(shí)施方案中，配置于陽(yáng)極2上的熒光體及陰極7形成為帶條狀，但這只不過(guò)是例示，也可以形成為矩陣狀。
下面對(duì)本實(shí)施方案的聚焦電極的動(dòng)作予以說(shuō)明。圖6示出從圖1的A-A剖面及B-B剖面中的陰極7發(fā)射的電子的軌跡(下面也稱其為“電子束軌跡”)。此處，從陰極7發(fā)出的箭頭表示電子流，斜線表示電子的發(fā)散度。另外，將與陰極7的行正交的方向、與陰極7的行平行的方向和從陰極7到陽(yáng)極2的方向分別設(shè)定為X方向、Y方向和Z方向。
首先，對(duì)X方向的A-A剖面的電子束的軌跡予以說(shuō)明(圖6(a))。從陰極7向Z方向發(fā)射的電子(電子束)，受到引出電極5的吸引。不過(guò)，X方向的引出電極的電子通過(guò)窗口6是長(zhǎng)邊側(cè)，引出電極5處于與電子束的軌跡分開的位置。因此，電子束的軌跡，在X方向上不大受力的作用而通過(guò)引出電極的電子通過(guò)窗口6。
通過(guò)引出電極5的電子，由于引出電極5和聚焦電極3之間的電位差而緩慢加速。并且，由于聚焦電極3使得在X方向上也受到力的作用，電子束的軌跡發(fā)散。但是，由于引出電極5和聚焦電極3的距離短，可抑制電子束的軌跡的發(fā)散而防止電子與聚焦電極3碰撞。另外，由于X方向的聚焦電極3的電子通過(guò)窗口4是短邊側(cè)，聚焦電極3處于電子束的軌跡的附近。由于在此聚焦電極3的附近受到陽(yáng)極2的電場(chǎng)的影響，電子束的軌跡受到在會(huì)聚方向上的力的作用。所以，X方向的A-A剖面的電子束的軌跡由于聚焦電極3而緩慢會(huì)聚，聚焦于陽(yáng)極面上。
其次，對(duì)Y方向的B-B剖面的電子束的軌跡予以說(shuō)明(圖6(b))。從陰極7向Z方向發(fā)射的電子(電子束)，受到引出電極5的吸引。不過(guò)，Y方向的引出電極的電子通過(guò)窗口6是短邊側(cè)，引出電極5處于與電子束的軌跡附近的位置。因此，電子束的軌跡，在Y方向受力的作用吸引而接近引出電極。圖6(b)示出Y方向的B-B剖面的電子束的軌跡在通過(guò)引出電極5以后發(fā)散的情形。
通過(guò)引出電極5的電子，由于引出電極5和聚焦電極3之間的電位差而緩慢加速。并且，由于聚焦電極3使得在Y方向上也受到力的作用，電子束的軌跡發(fā)散。另外，由于Y方向的聚焦電極3的電子通過(guò)窗口4是長(zhǎng)邊側(cè)，聚焦電極3不處于電子束的軌跡的附近。因此，電子束的軌跡幾乎不會(huì)受到在此聚焦電極3的附近由于陽(yáng)極2的電場(chǎng)的影響而產(chǎn)生的在會(huì)聚方向上的力的作用。所以，Y方向的B-B剖面的電子束的軌跡不會(huì)聚，而緩慢地發(fā)散聚焦于陽(yáng)極面上。
在圖6(b)中，示出的是從一個(gè)像素的一個(gè)引出電極的電子通過(guò)窗口4發(fā)出的電子束的軌跡。不過(guò)，由于在一個(gè)像素中存在多個(gè)引出電極的電子通過(guò)窗口4，所以在一個(gè)像素范圍內(nèi)存在的是如圖6(c)所示的電子束的軌跡。其結(jié)果，如果像本實(shí)施方案這樣增加一個(gè)聚焦電極3，電子束的軌跡會(huì)變成在X方向上會(huì)聚，在Y方向上發(fā)散的軌跡。此處，在圖6中，示出的是在引出電極5(-10V)和陰極7(-90V)之間施加80V，在引出電極5和聚焦電極3之間施加200V電位差時(shí)的電子束的軌跡。
下面，在圖7中示出的是在引出電極5(-10V)和陰極7(-30V)之間施加20V，在引出電極5和聚焦電極3之間施加200V電位差時(shí)的電子束的軌跡。此處，從陰極7發(fā)出的箭頭表示電子流，斜線表示電子的發(fā)散度。圖7(a)為示出X方向的A-A剖面的電子束的軌跡的示圖，此時(shí)的電子束的軌跡，與圖6(a)一樣，由聚焦電極3緩慢會(huì)聚而聚集于陽(yáng)極面上。圖7(b)為示出從一個(gè)引出電極的電子通過(guò)窗口4發(fā)出的Y方向的B-B剖面的電子束的軌跡的示圖，此時(shí)，由于引出電極5和陰極7之間的電位差小，在Y方向上作用的力弱，電子束的軌跡不會(huì)發(fā)散而聚焦于陽(yáng)極面上。
如上所述，圖8示出在使引出電極5和陰極7之間的電位差變化時(shí)的陽(yáng)極面上的電子束直徑的變化。在圖8中，是使引出電極5的電壓固定為-10V而只使陰極7的電壓(Ek)改變。從圖8可知，即使使陰極7的電壓(Ek)改變，X方向上的電子束的直徑也幾乎不改變。另一方面，可以看到，Y方向上的電子束的直徑在使陰極7的電壓(Ek)減小時(shí)電子束的直徑增加。就是說(shuō)，X方向的電子束的直徑不受引出電極5和陰極7之間的電位差的變化的影響，Y方向的電子束的直徑不隨引出電極5和陰極7之間的電位差的增加而增加。此處，在引出電極5(-10V)和陰極7(Ek＝-90V)之間的電位差是80V時(shí)，X方向的電子束的直徑縮小為20μm，而Y方向上的電子束的直徑發(fā)散成400μm。
另一方面，圖9示出在不具有聚焦電極3時(shí)的引出電極5和陰極7之間的電位差和陽(yáng)極面上的電子束直徑的關(guān)系。在圖9中也是使引出電極5的電壓固定為-10V而只使陰極7的電壓(Ek)改變。在圖9中，在陰極7的電壓(Ek)為-100V時(shí)，電子束的直徑最小，該點(diǎn)是將上述結(jié)構(gòu)看作是透鏡系時(shí)的最佳聚焦。不過(guò)，如果陰極7的電壓(Ek)從-100V偏離，就從最佳聚焦偏離而變?yōu)檫^(guò)會(huì)聚或未會(huì)聚的狀態(tài)，陽(yáng)極面上的電子束的直徑將急劇變化。因此，在不具有聚焦電極3時(shí)電子束的直徑受到引出電極5和陰極7之間的電位差很大的影響，此外，在沒(méi)有聚焦電極3時(shí)，電子束的直徑?jīng)]有X方向、Y方向的各向異性。
如上所述，通過(guò)在冷陰極顯示裝置中增加聚焦電極3，可以將陽(yáng)極面上的電子束的直徑控制為比熒光體的尺寸小。另外，可以將電子束的直徑控制為與引出電極5和陰極7之間的電位差沒(méi)有關(guān)系。因此，不需要限制陽(yáng)極2和引出電極5的距離來(lái)控制電子束的直徑，就可以得到充分確保陽(yáng)極2和引出電極5之間的擊穿電壓的距離。
另外，由于陽(yáng)極和引出電極之間的間隔可以加寬，陰極和陽(yáng)極之間的間隔也可以加寬。因此，作為冷陰極顯示裝置的整體結(jié)構(gòu)，不需要作成陰極的電子發(fā)射部的尺寸和陽(yáng)極的熒光體的尺寸大致為1∶1的結(jié)構(gòu)。就是說(shuō)，即使是在為調(diào)整電流值而改變引出電極的電壓以便改變引出電極附近的會(huì)聚力的情況下，也可以緩和該電子束的直徑的變化對(duì)陽(yáng)極的熒光體的發(fā)光的直接影響，并且可以緩和像素之間的亮度的散差的問(wèn)題。
另外，由于陽(yáng)極和引出電極之間的間隔可以加寬，對(duì)組裝的精度的要求緩和。因此，由于組裝的精度差，使電子束的位置偏離而發(fā)生使相鄰的熒光體發(fā)光的混合色發(fā)射的現(xiàn)象，引起色純度惡化的問(wèn)題也可以緩和。
此外，電子發(fā)射區(qū)域在陰極表面上出現(xiàn)局部化，發(fā)亮的像素成為發(fā)光點(diǎn)以點(diǎn)狀散布的像素而引起畫質(zhì)的劣化的問(wèn)題也可以因?yàn)樵诶潢帢O顯示裝置上增加聚焦電極3而緩和。就是說(shuō)，如果從局部化電子發(fā)射區(qū)域有電子發(fā)射，電子束的軌跡會(huì)受到聚焦電極3在Y方向上的發(fā)散。通過(guò)使此電子束的軌跡發(fā)散，在陽(yáng)極面上，可以使其與從另一個(gè)局部化的電子發(fā)射區(qū)域發(fā)射的電子束的軌跡相互重疊而使陽(yáng)極面上的熒光體發(fā)光。因此，可以使發(fā)亮的像素內(nèi)的點(diǎn)狀發(fā)光均勻化而使畫質(zhì)劣化的問(wèn)題緩和。
本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置包括具有經(jīng)排氣成為真空的空間的對(duì)置的前基板1、背基板9，作為顯示面的前基板1的至少顯示面部分具有透射性；配置于背基板9上的空間側(cè)的預(yù)定位置，具有陽(yáng)極及配置于陽(yáng)極上的熒光體的陽(yáng)極2；配置于與背基板9上的空間側(cè)的陽(yáng)極2對(duì)置的位置上，在施加預(yù)定的電位時(shí)發(fā)射電子的陰極7；設(shè)置于陰極7和陽(yáng)極2之間，控制從陰極7發(fā)射的電子的引出電極5；設(shè)置于陽(yáng)極2和引出電極5之間，具有用來(lái)使從陰極7發(fā)射的電子通過(guò)的電子通過(guò)窗口4的聚焦電極3。根據(jù)本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置，可以使陽(yáng)極2與引出電極5充分分開而確保擊穿電壓，使電子束直徑的尺寸充分小，緩和像素的發(fā)光點(diǎn)以點(diǎn)狀散布的情況而抑制畫質(zhì)劣化。
本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置的聚焦電極3是由板狀體構(gòu)成，電子通過(guò)窗口4是在板狀體上形成的細(xì)長(zhǎng)格子狀。根據(jù)本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置，可以使陽(yáng)極2與引出電極5充分分開而確保擊穿電壓，使電子束直徑的尺寸充分小，緩和像素的發(fā)光點(diǎn)以點(diǎn)狀散布的情況而抑制畫質(zhì)劣化。
2.實(shí)施方案2圖10為示出本實(shí)施方案的聚焦電極3的形狀的斜視圖。在實(shí)施方案1中，聚焦電極3的形狀是在如圖1至圖5所示的與背基板9尺寸大致相同的一片電極上以格子狀設(shè)置電子通過(guò)窗口4的形狀。此電子通過(guò)窗口4，是與像素相對(duì)應(yīng)設(shè)置的。
不過(guò)，在實(shí)施方案1的聚焦電極3的形狀中，由于電子通過(guò)窗口4是與像素相對(duì)應(yīng)地設(shè)置，所以必須使電子通過(guò)窗口4與陰極7及引出電極的電子通過(guò)窗口6對(duì)準(zhǔn)。該位置對(duì)準(zhǔn)，由于電子通過(guò)窗口4小，其長(zhǎng)邊為500μm，短邊為100μm，就要求位置對(duì)準(zhǔn)精度很高。假如聚焦電極3的位置對(duì)準(zhǔn)產(chǎn)生偏離，就不能有足夠的電子到達(dá)陽(yáng)極2一側(cè)，熒光體的發(fā)光降低，造成畫質(zhì)劣化。
于是，本實(shí)施方案的聚焦電極3是，電子通過(guò)窗口4作成為條帶狀。就是說(shuō)，聚焦電極3是由平行分開配置的多根金屬的線狀體構(gòu)成的，是在與陰極7的行的正交的方向上無(wú)電極存在的聚焦電極3的形狀。通過(guò)制作這種條帶狀的聚焦電極3，在陰極7的行的方向上就不需要高精度的位置對(duì)準(zhǔn)，制造容易。
另外，即使是本實(shí)施方案的聚焦電極3的形狀，也與實(shí)施方案1的聚焦電極3一樣，本實(shí)施方案的聚焦電極3，具有與在陰極7的行的正交方向(X方向)上使電子束的直徑收縮的作用和在陰極7的行的方向(Y方向)上使電子束的直徑發(fā)散的作用。
本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置的聚焦電極3是由多根線狀體構(gòu)成的，電子通過(guò)窗口4是通過(guò)將線狀體平行分開配置而形成的條帶狀。根據(jù)本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置，可進(jìn)一步緩和聚焦電極3的電子通過(guò)窗口4和引出電極5的電子通過(guò)窗口6等的位置對(duì)準(zhǔn)精度。
3.實(shí)施方案3圖11為示出實(shí)施方案3的背基板上的結(jié)構(gòu)的斜視圖。圖11示出的冷陰極顯示裝置的結(jié)構(gòu)是利用印刷法在背基板9上形成聚焦電極3及引出電極5。
圖12示出實(shí)施方案3的陰極附近的結(jié)構(gòu)的制造過(guò)程。首先，在將背基板9清洗后(圖12(a))，在背基板9上通過(guò)蒸發(fā)淀積形成作為陰極的電極(圖12(b))，在其上通過(guò)印刷涂布包含碳納米管等的冷陰極材料并經(jīng)過(guò)干燥研磨而形成陰極7(圖12(c))。此外，在背基板9上的整個(gè)面上涂布絕緣膜(圖12(d))，在該絕緣膜上通過(guò)印刷形成與陰極7的行正交的引出電極5(圖12(e))。另外，在通過(guò)印刷形成的引出電極5上也設(shè)置用于使電子通過(guò)的窗口。其后，正在未形成陰極7的部分的引出電極5上，對(duì)玻璃糊進(jìn)行印刷、干燥和研磨而形成與陰極7的行平行的隔條8(圖12(f))，在該隔條8上通過(guò)印刷形成聚焦電極3(圖12(g))。
這樣，在采用印刷法形成聚焦電極3及引出電極5時(shí)，具有可以形成精度高的聚焦電極3及引出電極5，并且不需要組裝聚焦電極3及引出電極5的過(guò)程的優(yōu)點(diǎn)。即使是利用本實(shí)施方案的這種制造方法制作的聚焦電極3，也與實(shí)施方案1的聚焦電極3一樣，本實(shí)施方案的聚焦電極3，具有在與陰極7的行的正交方向(X方向)上使電子束的直徑收縮的作用和在陰極7的行的方向(Y方向)上使電子束的直徑發(fā)散的作用。
本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置的制造方法，包括利用印刷法在背基板9上形成引出電極5的工序和利用印刷法在背基板9上形成聚焦電極3的工序。根據(jù)本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置在制造方法，可精度更高地形成引出電極5及聚焦電極3，不需要引出電極5及聚焦電極3的組裝過(guò)程。
另外，在本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置的制造方法中，通過(guò)印刷法在背基板9上形成聚焦電極3的工序，還包括在背基板9上形成隔條8以及再在隔條8上形成聚焦電極3。根據(jù)本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置，可以高精度地形成引出電極5及聚焦電極3，也不需要引出電極5及聚焦電極3的組裝過(guò)程。
4.實(shí)施方案4本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置是涉及聚焦電極的窗口的發(fā)明。下面根據(jù)實(shí)施方案1中也使用的圖1進(jìn)行說(shuō)明。在前基板1上形成條帶狀的陽(yáng)極2。在圖1中，在Y方向上形成陽(yáng)極2。另一方面，在背基板9上，在與陽(yáng)極2相對(duì)應(yīng)的位置上形成陰極7，并且在與背基板9上的陰極7相鄰的位置形成隔條8。在圖1中，陰極7及隔條8也是在Y方向上形成條帶狀。比如，陰極7的行是以100μm寬200μm間距進(jìn)行配置的。
此外，形成為條帶狀的引出電極5，是設(shè)置在和陰極7的條帶正交并且是形成陰極7的背基板9上。在此引出電極5上設(shè)置有電子通過(guò)窗口6，并且引出電極5的配置為使此電子通過(guò)窗口6位于陰極7之上。另外，引出電極5，由玻璃焊料固定支撐于隔條8上。在與像素相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置多個(gè)電子通過(guò)窗口6，比如，對(duì)一個(gè)像素設(shè)置大約10個(gè)電子通過(guò)窗口6。此電子通過(guò)窗口6的窗口的X方向的長(zhǎng)邊為100μm，短邊為20μm。
其次，在形成引出電極5及陰極7的背基板9上設(shè)置聚焦電極3。在聚焦電極3上也設(shè)置電子通過(guò)窗口4。在圖1中，示出的是矩形的電子通過(guò)窗口4，但非圓形的電子通過(guò)窗口4也可以。此電子通過(guò)窗口4，是在陰極7及引出電極5的電子通過(guò)窗口6之上，配置成為電子通過(guò)窗口4的長(zhǎng)邊與陽(yáng)極2的長(zhǎng)邊(Y方向)平行。相對(duì)引出電極5的電子通過(guò)窗口6的長(zhǎng)邊(X方向)，電子通過(guò)窗口4的長(zhǎng)邊正交。
由于結(jié)構(gòu)是，對(duì)于一個(gè)聚焦電極3的電子通過(guò)窗口4設(shè)置多個(gè)引出電極5的電子通過(guò)窗口6，所以當(dāng)通過(guò)一個(gè)電子通過(guò)窗口6的電子和通過(guò)另一個(gè)電子通過(guò)窗口6的電子通過(guò)電子通過(guò)窗口4時(shí)會(huì)重合。因此，可以使通過(guò)電子通過(guò)窗口6的電子的散差在通過(guò)電子通過(guò)窗口4時(shí)均勻化，可以向陽(yáng)極2提供分布均勻的電子。
另外，通過(guò)使電子通過(guò)窗口6的長(zhǎng)邊方向在X方向上，而電子通過(guò)窗口4的長(zhǎng)邊方向在Y方向上，電子向X方向的會(huì)聚在通過(guò)電子通過(guò)窗口4時(shí)受到控制。在控制引出電極5和陰極7之間的電壓，使電子的電流值改變來(lái)使冷陰極顯示裝置進(jìn)行灰度表現(xiàn)時(shí)，如果是上述的結(jié)構(gòu)，則引出電極5的電壓的改變將不會(huì)使電子在X方向上的會(huì)聚受到影響。因此，在電子到達(dá)陽(yáng)極2時(shí)，在X方向上電子不會(huì)過(guò)于發(fā)散，不會(huì)產(chǎn)生使其他像素發(fā)光的問(wèn)題。
本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置，具有多個(gè)非圓形或矩形的電子通過(guò)窗口4，多個(gè)電子通過(guò)窗口6相對(duì)一個(gè)電子通過(guò)窗口4的設(shè)置是使電子通過(guò)窗口4的長(zhǎng)軸或長(zhǎng)邊與在陽(yáng)極2上形成的熒光體的長(zhǎng)邊平行，與在引出電極5上形成的非圓形或矩形的電子通過(guò)窗口6的長(zhǎng)軸或長(zhǎng)邊正交。根據(jù)本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置，可以供給在分布上不存在不均勻的電子。并且，在冷陰極顯示裝置矩形灰度顯示時(shí)，對(duì)電子的會(huì)聚無(wú)影響。
5.實(shí)施方案5本實(shí)施方案的聚焦電極3的窗口和板厚的關(guān)系在數(shù)值上有限制。
本實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)，與實(shí)施方案1所示的是大致相同的結(jié)構(gòu)。背基板9的結(jié)構(gòu)是，在背基板9上在與陽(yáng)極2相對(duì)應(yīng)的位置形成陰極7，在與背基板9上的陰極7相鄰的位置形成隔條8。在本實(shí)施方案中，形成的是條帶狀的陰極7的行和隔條8的行。陰極7的行以100μm的寬度和200μm的間距配置。圖3為示出背基板9上的陰極7和隔條8的平面圖。在此，陰極7是，在背基板9上作為陰極的電極形成條帶狀，并且在其上淀積冷陰極材料的結(jié)構(gòu)。隔條8是利用絲網(wǎng)印刷法及噴射法等把玻璃焊料形成為帶條狀。
另一方面，陽(yáng)極是由RGB熒光體在條帶上形成的結(jié)構(gòu)，以一組RGB的間距是0.6mm形成。另外，為改善對(duì)比度，在各個(gè)熒光體之間形成黑帶。此處，熒光體的寬度為100μm，在陽(yáng)極2之上形成鋁背襯以改善發(fā)光效率和電導(dǎo)通。另外，陽(yáng)極2和陰極7的距離約為9mm，其間施加9kV的電壓。
此外，形成為條帶狀的引出電極5，是在與陰極7的條帶正交的位置，且在形成陰極7的背基板9上形成。在此引出電極5上設(shè)置電子通過(guò)窗口6，引出電極5的配置使此電子通過(guò)窗口6位于陰極7之上。另外，在一根引出電極5上的與像素相對(duì)應(yīng)的位置上，設(shè)置有多個(gè)電子通過(guò)窗口6，對(duì)一個(gè)像素設(shè)置大約10個(gè)電子通過(guò)窗口6。此窗口的長(zhǎng)邊為100μm，短邊為20μm，以每隔60μm的間距配置。此處，作為電子發(fā)射部的陰極7的寬度為100μm。
其次，在形成引出電極5及陰極7的背基板9上還設(shè)置有聚焦電極3。在聚焦電極3中也設(shè)置有電子通過(guò)窗口4。在圖14中示出由于施加于陽(yáng)極2上的電壓在陰極7上感應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度比和短邊的長(zhǎng)度/聚焦電極的板厚的關(guān)系。在本實(shí)施方案中，由于施加于陽(yáng)極2上的電壓在陰極7上感應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與施加于陽(yáng)極2上的電壓之比稱為電場(chǎng)強(qiáng)度比，電子通過(guò)窗口4的短邊的長(zhǎng)度/聚焦電極的板厚稱為短邊的長(zhǎng)度/板厚。如圖14所示，可知如果短邊的長(zhǎng)度/板厚比大于2，則電場(chǎng)強(qiáng)度比變得非常大。電場(chǎng)強(qiáng)度比變大將使施加于陽(yáng)極2的電壓對(duì)陰極7的影響變大，相對(duì)地對(duì)引出電極5的電子的影響變小。就是說(shuō)，由于施加到陽(yáng)極2上的電壓，使引出電極5對(duì)電子的控制性惡化。
于是，在本實(shí)施方案中，利用圖14所示的電場(chǎng)強(qiáng)度比與短邊的長(zhǎng)度/板厚的關(guān)系，使短邊的長(zhǎng)度/板厚比小于2。就是說(shuō)，使聚焦電極3的電子通過(guò)窗口4的短邊的長(zhǎng)度成為比聚焦電極3的板厚的2倍小的值。另外，在本實(shí)施方案中，電子通過(guò)窗口4作為矩形對(duì)待的，但電子通過(guò)窗口4也可以是非圓形，在該時(shí)候，短邊的長(zhǎng)度/板厚以短軸的孔徑/板厚代替。
本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置，電子通過(guò)窗口4的短軸或短邊的長(zhǎng)度比聚焦電極3的板厚的2倍小。根據(jù)本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置，施加于陽(yáng)極2上的電壓的影響對(duì)陰極7不變大，因此不會(huì)使引出電極5對(duì)電子的控制性惡化。
6.實(shí)施方案6本實(shí)施方案的聚焦電極3和陰極7的位置關(guān)系在數(shù)值上有限制。本實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)，也與實(shí)施方案1所示的是大致相同的結(jié)構(gòu)，示于圖1。背基板9的結(jié)構(gòu)是在背基板9上在與陽(yáng)極2相對(duì)應(yīng)的位置形成陰極7，在與背基板9上的陰極7相鄰的位置形成隔條8。此處，陰極7是在背基板9上作為陰極的電極形成條帶狀，且在其上是淀積冷陰極材料的結(jié)構(gòu)。隔條8，是利用絲網(wǎng)印刷法及噴射法等用玻璃焊料形成帶條狀。
另一方面，陽(yáng)極2是由RGB的熒光體在條帶上形成的結(jié)構(gòu)，以一組RGB的間距是0.6mm形成。另外，為改善對(duì)比度，在各個(gè)熒光體之間形成黑帶。此處，熒光體的寬度為100μm，在陽(yáng)極2之上形成鋁背襯以改善發(fā)光效率和電導(dǎo)通。另外，陽(yáng)極2和陰極7的距離約為9mm，其間施加9kV的電壓。
此外，形成為條帶狀的引出電極5，是在與陰極7的條帶正交的位置且在形成陰極7的背基板9上形成。在此引出電極5上設(shè)置電子通過(guò)窗口6，引出電極5的配置使此電子通過(guò)窗口6位于陰極7之上。其次，聚焦電極3，設(shè)置于形成引出電極5及陰極7的背基板9上。在聚焦電極3上也設(shè)置電子通過(guò)窗口4。圖15示出陽(yáng)極2上的電子束直徑與聚焦電極3和陰極7之間的間隔的關(guān)系。此處所謂的聚焦電極3和陰極7之間的間隔指的是聚焦電極3和陰極7之間的最短距離。就是說(shuō)，從聚焦電極3的下表面到陰極7的上表面的距離是聚焦電極3和陰極7之間的間隔。
此處，圖16示出電子束直徑與熒光體的關(guān)系的示意圖。在RGB的熒光體20之間形成黑帶21。各熒光體20及黑帶21的寬度為100μm。在圖16中，電子束的分布22是正態(tài)分布。作為冷陰極顯示裝置，為了獲得顯示品質(zhì)高的影像，必須防止規(guī)定的熒光體以外的熒光體不會(huì)受到電子束的分布22的激發(fā)。此處所謂的電子束的分布22與電子束的直徑大致相同，以下稱其為電子束的直徑。為了不使規(guī)定的熒光體以外的熒光體受到激發(fā)，必須將最短電子束的直徑限定為相鄰的黑帶21的1/2的區(qū)域?yàn)橹?。就是說(shuō)，在圖16中，必須使電子束的直徑為200μm或更小。其結(jié)果，從圖15可知，聚焦電極3和陰極7的間隔必須是200μm或更大。
上述的關(guān)系示出由于聚焦電極3和陰極7的間隔形成靜電透鏡。所以，可以認(rèn)為從陰極7發(fā)射的電子由聚焦電極3使其成像與陽(yáng)極2上。由此，如果將聚焦電極3和陰極7的間隔以d表示、陽(yáng)極2和陰極7的間隔以D表示、電子發(fā)射部的寬度以w表示、熒光體的RGB之間的間距(在本實(shí)施方案中為0.2mm)以W表示、陽(yáng)極電壓分別以Va(kV)表示，進(jìn)行模型化，則F×w×((D-d)/d)×(9/Va)1/2＜W的關(guān)系成立。在本實(shí)施方案中，由于d＝200μm、D＝9000μm、w＝100μm、W＝200μm和Va＝9kV，所以F＜1/22。因此，聚焦電極3和陰極7之間的間隔d的確定應(yīng)使(D/d-1)×w×(9/Va)1/2/W＜22的關(guān)系成立。此處，所謂的陽(yáng)極2和陰極7的間隔指的是陽(yáng)極2和陰極7之間的最短距離。就是說(shuō)，從陽(yáng)極2的下表面到陰極7的上表面的距離是陽(yáng)極2和陰極7之間的間隔。
本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置，在聚焦電極3和陰極7的間隔d、陰極7和陽(yáng)極2的間隔D、陰極7的寬度w、熒光體的間距W及陽(yáng)極電壓Va的關(guān)系中，滿足(D/d-1)×w×(9/Va)1/2/W＜22的關(guān)系。根據(jù)本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置，由于不會(huì)使電子發(fā)射到其他熒光體上而發(fā)光，所以可獲得顯示品質(zhì)高的冷陰極顯示裝置。
7.實(shí)施方案7在實(shí)施方案7中，確定聚焦電極3和引出電極5的間隔和電子通過(guò)窗口4的間隔之間的關(guān)系。此處，所謂的聚焦電極3和引出電極5的間隔指的是聚焦電極3和引出電極5之間的最短距離。就是說(shuō)，從聚焦電極3的下表面到引出電極5的上表面的距離是聚焦電極3和引出電極5之間的間隔。圖17為實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置的剖面圖。特別是，冷陰極顯示裝置的聚焦電極3及引出電極5的附近的擴(kuò)大圖。在圖17中，在基板上形成陰極7，在陰極7之間形成隔條8。在此隔條8上設(shè)置引出電極5，并且在與引出電極5分開距離dFG的位置設(shè)置聚焦電極3。此處，在陰極7之上形成引出電極5的電子通過(guò)窗口6和聚焦電極3的電子通過(guò)窗口4，以使從陰極7發(fā)射的電子到達(dá)陽(yáng)極(未圖示)。在圖17中，示出從陰極7發(fā)射的第一電子軌跡10和被聚焦電極3散射的電子的第二電子軌跡31。另外，在圖17中，示出的是將在聚焦電極3上形成的矩陣狀形狀的電子通過(guò)窗口4的間隔設(shè)為WG，將聚焦電極3和引出電極5之間的間隔設(shè)定為dFG。
從引出電極5引出的電子，向聚焦電極3運(yùn)動(dòng)。不過(guò)，從陰極7剛剛發(fā)射的電子的發(fā)散角非常大。因此，從陰極7發(fā)射的電子，有時(shí)不是通過(guò)陰極7的正上方的電子通過(guò)窗口4，而是如圖17所示的第一電子軌跡30，從與發(fā)射電子的陰極7相鄰的電子通過(guò)窗口4發(fā)射到陽(yáng)極2。另外，如圖17所示，從陰極7發(fā)射的電子，有時(shí)會(huì)受到聚焦電極3的散射而通過(guò)第二電子軌跡31發(fā)射到陽(yáng)極。無(wú)論是哪一種情況，因?yàn)闀?huì)使規(guī)定的像素以外的像素發(fā)光，都會(huì)成為冷陰極顯示裝置的顯示品質(zhì)降低的原因。
在本實(shí)施方案中，如上所述，為了消除通過(guò)與發(fā)射電子的陰極7相鄰的電子通過(guò)窗口4的電子，調(diào)整電子通過(guò)窗口4的間隔WG和聚焦電極3和引出電極5的間隔dFG的關(guān)系。就是設(shè)定當(dāng)從陰極7發(fā)射的具有初始能量的電子，在正上方的電子通過(guò)窗口4以外，通過(guò)電子通過(guò)窗口4的間隔WG的部分和引出電極5之間的區(qū)域時(shí)，被聚焦電極3和引出電極5吸引的條件。設(shè)定該條件，就可以將引起規(guī)定的像素以外的像素發(fā)光而使冷陰極顯示裝置的顯示品質(zhì)降低的電子去除。此處，下面的討論是以陰極7的電位作為基準(zhǔn)值。
在電子通過(guò)電子通過(guò)窗口4的間隔WG部分之前，被聚焦電極3或引出電極5吸引的條件，在設(shè)定聚焦電極3的電壓為VF，引出電極電壓為VG時(shí)，WG＜初始能量/abs(VF-VG)×dFG。其中，abs(VF-VG)表示(VF-VG)的絕對(duì)值。另外，如果要使從電子發(fā)射材料發(fā)射的電子不與引出電極碰撞，初始能量等于聚焦電極3的電壓VF。因此，電子被聚焦電極3及引出電極5吸引的條件表示為WG＞VF/abs(VF-VG)×dFG。
比如，在聚焦電極3的電壓VF為200V、引出電極5的電壓VG為450V、電子通過(guò)窗口4的間隔WG為200μm、聚焦電極3和引出電極5的間隔dFG為100μm時(shí)，因?yàn)樯鲜降挠疫厼?00/250×100μm＝80μm，左邊為200μm，可滿足上述的條件。另外，在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中也抑制了從相鄰的電子通過(guò)窗口4的電子發(fā)射。在從引出電極5射出電子時(shí)，初始能量為450V，上式的右邊為400/250×100μm＝160μm，由于左邊為200μm，上述的條件滿足。所以是可抑制從相鄰的電子通過(guò)窗口4的電子發(fā)射的結(jié)構(gòu)。
此外，為改善電子束在屏幕上的聚焦性能，有時(shí)將電子通過(guò)窗口4的短邊的長(zhǎng)度作成為比熒光體的寬度小。此時(shí)，存在電子容易與聚焦電極3發(fā)生碰撞，被聚焦電極3散射的電子從相鄰的電子通過(guò)窗口4發(fā)射到陽(yáng)極的問(wèn)題。比如，電子通過(guò)窗口4的短邊為60μm，聚焦電極3的電壓VF為200V，陽(yáng)極表面上的像素的子像素間距為0.2μm，熒光體的寬度為0.1mm，引出電極5的電壓VG為450V，電子通過(guò)窗口4的間隔WG為140μm，聚焦電極3和引出電極5的間隔為100μm時(shí)，上式的右邊為200/250×150μm＝120μm，左邊為200μm，可滿足上述的條件。另外，在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中也抑制了從相鄰的電子通過(guò)窗口4的電子發(fā)射。
本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置，在相鄰的電子通過(guò)窗口4的間隔WG，與在聚焦電極3和引出電極5的間隔dFG、以陰極7的電壓為基準(zhǔn)值時(shí)的聚焦電極3的電壓VF及引出電極5的電壓VG的關(guān)系中，滿足WG＞VF/abs(VP-VG)×dFG的關(guān)系。根據(jù)本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置，可以將引起規(guī)定的像素以外的像素發(fā)光而使冷陰極顯示裝置的顯示品質(zhì)降低的電子去除。
8.實(shí)施方案8本實(shí)施方案，為降低從引出電極5引出的電子的發(fā)散度，對(duì)電子通過(guò)窗口6的長(zhǎng)邊和作為電子發(fā)射部的陰極7的寬度在數(shù)值上有限制。本實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)，與實(shí)施方案1所示的是大致相同的結(jié)構(gòu)，示于圖1。形成為條帶狀的引出電極5，設(shè)置在形成陰極7的背基板9上，與陰極7的條帶正交。在此引出電極5上設(shè)置電子通過(guò)窗口6，引出電極5的配置使此電子通過(guò)窗口6位于陰極7之上。另外，引出電極5，由玻璃焊料固定支撐于隔條8上。此外，在一根引出電極5上在與像素相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置多個(gè)電子通過(guò)窗口6，對(duì)一個(gè)像素設(shè)置大約10個(gè)電子通過(guò)窗口6。另外，電子通過(guò)窗口6，在陰極7和引出電極5交叉的部分(與一個(gè)像素相對(duì)應(yīng))在陰極7的方向(Y方向)上配置一列。此窗口的長(zhǎng)邊為60μm，短邊為10μm，以每隔20μm的間距配置。
其次，設(shè)定引出電極5和陰極7的間隔為10μm。此處所謂的引出電極5和陰極7之間的間隔指的是引出電極5和陰極7之間的最短距離。就是說(shuō)，從引出電極5的下表面到陰極7的上表面的距離是引出電極5和陰極7之間的間隔。圖18示出在陰極的位置超過(guò)20μm時(shí)通過(guò)電子通過(guò)窗口6時(shí)電子的發(fā)散角急劇增大。在圖18中，將電子通過(guò)電子通過(guò)窗口6時(shí)的發(fā)散度以電子束發(fā)散角(rad)表示。從圖18可知，當(dāng)陰極的寬度為40μm時(shí)，電子束的發(fā)射角足夠小。
于是，如果從電子通過(guò)窗口6的長(zhǎng)邊60μm及引出電極5和陰極7的間隔10μm出發(fā)導(dǎo)出陰極7的寬度的關(guān)系式，則可得出電子通過(guò)窗口6的長(zhǎng)邊(L)-引出電極5和陰極7間隔(G)×2＝(L-2G)。在圖18中，在設(shè)定引出電極5和陰極7的間隔(G)為10μm時(shí)，在使G的值改變時(shí)，同樣可導(dǎo)出和陰極7的寬度關(guān)系式(L-2G)。由此，通過(guò)將陰極7的寬度設(shè)定為電子通過(guò)窗口6的長(zhǎng)邊(L)-引出電極5和陰極7的間隔(G)×2，可以得到通過(guò)電子通過(guò)窗口6時(shí)的電子的發(fā)射角小的冷陰極顯示裝置。
本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置，其引出電極5，在一個(gè)像素內(nèi)具有多個(gè)非圓形或矩形的電子通過(guò)窗口6，而電子通過(guò)窗口6是在陰極7和引出電極5的交叉部分上在陰極7的方向上配置成為一列。根據(jù)本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置，與設(shè)置多列的電子通過(guò)窗口6的場(chǎng)合相比，可獲得電子通過(guò)窗口6的開口率增大和電子通過(guò)效率提高的效果。
另外，本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置，陰極7的寬度是從引出電極5的電子通過(guò)窗口6的長(zhǎng)軸減去引出電極5和陰極7的間隔的2倍的長(zhǎng)度。根據(jù)本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置，可以獲得通過(guò)電子通過(guò)窗口6時(shí)的電子的發(fā)散度小，在陽(yáng)極2上的聚集特性不會(huì)劣化，顯示品質(zhì)高的冷陰極顯示裝置。
9.實(shí)施方案9本實(shí)施方案，是對(duì)引出電極5的電子通過(guò)窗口6的大小有限制的發(fā)明。本實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)，與實(shí)施方案1所示的是大致相同的結(jié)構(gòu)，示于圖1。形成為條帶狀的引出電極5，設(shè)置在形成陰極7的背基板9上，與陰極7的條帶正交。在此引出電極5上設(shè)置電子通過(guò)窗口6，引出電極5的配置使此電子通過(guò)窗口6位于陰極7之上。另外，引出電極5，由玻璃焊料固定支撐于隔條8上。此外，在一根引出電極5上在與像素相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置多個(gè)電子通過(guò)窗口6，對(duì)一個(gè)像素設(shè)置大約10個(gè)電子通過(guò)窗口6。此窗口的長(zhǎng)邊為100μm，短邊為20μm，以每隔60μm的間距設(shè)置。此處，作為電子發(fā)射部的陰極7的寬度是100μm。
在本實(shí)施方案中，在引出電極5和陰極7的間隔改變的同時(shí)求出陰極7上的電場(chǎng)分布。陰極7上的電場(chǎng)分布，在引出電極5的開口部的周邊部最強(qiáng)，向著引出電極5的開口部的中央部逐漸減弱。在圖19中示出開口部的中央部的電場(chǎng)強(qiáng)度和周邊部的電場(chǎng)強(qiáng)度的比與引出電極5和陰極7的間隔和電子通過(guò)窗口6的短邊長(zhǎng)度的比(下面將此比稱為寬高比)的關(guān)系的示圖。
如圖19所示，如果寬高比等于或大于0.5，中央部和周邊部的電場(chǎng)強(qiáng)度比等于或大于0.9，陰極7上的電場(chǎng)強(qiáng)度在一定程度上是一致的。就是說(shuō)，是可以進(jìn)行良好的電子發(fā)射的冷陰極顯示裝置。
本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置，引出電極引出電極5具有多個(gè)非圓形或矩形的電子通過(guò)窗口6，電子通過(guò)窗口6的長(zhǎng)軸或長(zhǎng)邊與陰極7的長(zhǎng)度方向正交，電子通過(guò)窗口6短軸或短邊等于或大于陰極7和引出電極5的間隔的1/2。根據(jù)本實(shí)施方案的冷陰極顯示裝置，可以獲得在陰極7上的電場(chǎng)強(qiáng)度均勻化，可以進(jìn)行良好的電子發(fā)射的冷陰極顯示裝置。
上面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，上述的說(shuō)明，在所有的方面都是示例，本發(fā)明并不限定于此?？梢岳斫?，在不脫離本發(fā)明的范圍的前提下，可以做出未例示的各種變形例。
權(quán)利要求
1.一種冷陰極顯示裝置，包括具有經(jīng)排氣成為真空的空間的對(duì)置的第一、第二基板(9，1)，作為顯示面的上述第二基板(1)的至少顯示面部分具有透射性；配置于上述第二基板(1)上的上述空間側(cè)的預(yù)定位置上，且具有陽(yáng)極及配置于上述陽(yáng)極上的熒光體的發(fā)光部(2)；配置于與上述第一基板(9)上的上述空間側(cè)的與上述發(fā)光部(2)對(duì)置的位置上，且在施加預(yù)定的電位時(shí)發(fā)射電子的電子發(fā)射部(7)設(shè)置于上述電子發(fā)射部(7)和上述發(fā)光部(2)之間，控制從上述電子發(fā)射部(7)發(fā)射的電子的引出電極(5)；以及設(shè)置于上述發(fā)光部(2)和上述引出電極(5)之間，具有用來(lái)使從上述電子發(fā)射部(7)發(fā)射的電子通過(guò)的窗口(4)的聚焦電極(3)。
2.如權(quán)利要求1所述的冷陰極顯示裝置，其特征在于，上述聚焦電極(3)由板狀體構(gòu)成，上述窗口(4)在上述板狀體上形成為細(xì)長(zhǎng)格子狀。
3.如權(quán)利要求1所述的冷陰極顯示裝置，其特征在于，上述聚焦電極(3)由多個(gè)線狀體構(gòu)成，上述窗口(4)通過(guò)將上述線狀體平行分開配置而形成為條帶狀。
4.一種冷陰極顯示裝置的制造方法，是如權(quán)利要求1所述的冷陰極顯示裝置的制造方法，包括(a)在上述第一基板(9)的上述電子發(fā)射部(7)上利用印刷法形成上述引出電極(5)的工序；以及(b)在上述第一基板(9)上利用印刷法形成上述聚焦電極(3)的工序。
5.如權(quán)利要求4所述的冷陰極顯示裝置的制造方法，其特征在于，上述(b)工序是，在上述第一基板(9)上形成隔條(8)，并且還在上述隔條(8)上利用印刷法形成上述聚焦電極(3)。
6.如權(quán)利要求1所述的冷陰極顯示裝置，其特征在于，上述聚焦電極(3)具有多個(gè)非圓形或矩形的上述窗口(4)；上述窗口(4)的長(zhǎng)軸或長(zhǎng)邊，與在上述發(fā)光部上形成的上述熒光體的長(zhǎng)邊平行，與在上述引出電極(5)上形成的非圓形或矩形的上述通過(guò)窗口(6)的長(zhǎng)軸或長(zhǎng)邊正交；并且對(duì)于一個(gè)上述窗口(4)設(shè)置有多個(gè)上述通過(guò)窗口(6)。
7.如權(quán)利要求6所述的冷陰極顯示裝置，其特征在于，上述窗口(4)的短軸或短邊的長(zhǎng)度比上述聚焦電極(3)的板厚的2倍短。
8.如權(quán)利要求1所述的冷陰極顯示裝置，其特征在于，在上述聚焦電極(3)和上述電子發(fā)射部(7)的間距d、上述電子發(fā)射部(7)和上述陽(yáng)極的間距D、上述電子發(fā)射部(7)的寬度w、熒光體的間距W以及陽(yáng)極電壓Va的關(guān)系中，滿足(D/d-1)×w×(9/Va)1/2/W＜22。
9.如權(quán)利要求1所述的冷陰極顯示裝置，其特征在于，在相鄰的上述窗口(4)的間隔WG，上述聚焦電極(3)和上述引出電極(5)的間隔dFG、以上述電子發(fā)射部(7)的電壓作為基準(zhǔn)時(shí)的上述聚焦電極(3)的電壓VF及引出電極(5)的電壓VG的關(guān)系中，滿足WG＞VF/abs(VP-VG)×dFG。
10.如權(quán)利要求1所述的冷陰極顯示裝置，其特征在于上述引出電極(5)在一個(gè)像素內(nèi)具有多個(gè)非圓形或矩形的通過(guò)窗口(6)；在上述電子發(fā)射部(7)和上述引出電極(5)的交叉部分上，上述通過(guò)窗口(6)在上述電子發(fā)射部(7)的方向上配置成一列。
11.如權(quán)利要求1所述的冷陰極顯示裝置，其特征在于，上述電子發(fā)射部(7)的寬度是從上述引出電極(5)的通過(guò)窗口(6)的長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度減去上述引出電極(5)和上述電子發(fā)射部(7)的間隔的2倍的長(zhǎng)度而得到的長(zhǎng)度。
12.如權(quán)利要求1所述的冷陰極顯示裝置，其特征在于，上述引出電極(5)具有多個(gè)非圓形或矩形的通過(guò)窗口(6)；上述通過(guò)窗口(6)的長(zhǎng)軸或長(zhǎng)邊，與上述電子發(fā)射部(7)的長(zhǎng)度方向正交，上述通過(guò)窗口(6)的短軸或短邊等于或大于上述電子發(fā)射部(7)和上述引出電極(5)的間隔的1/2。
全文摘要
本發(fā)明涉及冷陰極顯示裝置，特別是目的在于提供一種在厚度薄而顯示面積大的冷陰極顯示裝置中，使陽(yáng)極與引出電極充分分開而確保擊穿電壓，使電子束直徑的尺寸充分小的冷陰極顯示裝置的結(jié)構(gòu)及其制造方法。為達(dá)到上述目的，在現(xiàn)有的冷陰極顯示裝置中增加聚焦電極(3)。此聚焦電極(3)，配置成為與背面基板(9)夾著引出電極(5)及陰極(7)。在聚焦電極(3)之上設(shè)置有電子通過(guò)窗口(4)，此電子通過(guò)窗口(4)，通過(guò)聚焦電極(3)的配置使其位于陰極(7)及通過(guò)窗口(6)之上。另外，聚焦電極(3)，與引出電極(5)之間夾著絕緣物保持一定的距離被固定支撐。
文檔編號(hào)H01J9/14GK1557011SQ03801120
公開日2004年12月22日 申請(qǐng)日期2003年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月11日
發(fā)明者中田修平, 彥, 西村邦彥 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社