JP2003059434A - Emission display device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin emission display device superior in color reproducibility while using a low electric field electron emitting material. SOLUTION: This emission display device is provided with a cathode electrode 102 having an electron source 103 using a material for emitting an electron by a low electric field, an anode electrode 101 having a phosphor for emitting the light by the electron emitted from the electron source 103, and a control electrode 104 for controlling the electric field generated between the anode electrode 101 and the cathode electrode 102.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、発光表示装置に係
り、特に、比較的低い電界で電子を放出する材料を電子
源に用いた発光表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting display device, and more particularly to a light emitting display device using a material that emits electrons in a relatively low electric field as an electron source.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、微小な電子源を多数並べ、放出さ
れた電子で蛍光体を励起して表示を行う発光表示装置の
開発が盛んになっている。このような発光表示装置はブ
ラウン管と同等の応答速度と明るさが期待できるうえ
に、液晶を用いる表示装置と同等の薄型化と軽量化が期
待できる。2. Description of the Related Art In recent years, a large number of minute electron sources are arranged, and a light emitting display device that excites a phosphor by the emitted electrons to display an image is actively developed. Such a light-emitting display device can be expected to have a response speed and brightness equivalent to those of a cathode ray tube, and can also be expected to be thin and lightweight equivalent to a display device using a liquid crystal.

【０００３】従来用いられてきた発光表示装置について
説明する。図８に、従来の発光表示装置の一例を示す。
陰極パネル８１０は、高融点金属を先端半径０．１μｍ
以下にまで尖らせたエミッタ８１１と、このエミッタ先
端近傍に電界をかけて電子を引き出すためのゲート電極
８１２と、エミッタ８１１とゲート電極８１２を電気的
に絶縁させるための絶縁層８１３、エミッタ８１１に電
子を供給するカソード電極８１４、そして基板８１５か
ら成る。また、陽極パネル８２０は薄い金属膜８２１、
蛍光層８２２そして透明基板８２３から成る。ゲート電
極８１２に電圧をかけるとエミッタ８１１の先端に電界
集中が生じて電子が引き出される。引き出された電子は
金属膜８２１に掛かる電圧によって加速され、蛍光層８
２２を励起して発光させる。A conventionally used light emitting display device will be described. FIG. 8 shows an example of a conventional light emitting display device.
The cathode panel 810 is made of a refractory metal with a tip radius of 0.1 μm.
The emitter 811, which is sharpened to the following, a gate electrode 812 for drawing an electron by applying an electric field near the tip of the emitter, an insulating layer 813 for electrically insulating the emitter 811 and the gate electrode 812, and an emitter 811 are formed. It is composed of a cathode electrode 814 for supplying electrons and a substrate 815. In addition, the anode panel 820 has a thin metal film 821,
It comprises a fluorescent layer 822 and a transparent substrate 823. When voltage is applied to the gate electrode 812, electric field concentration occurs at the tip of the emitter 811 and electrons are extracted. The extracted electrons are accelerated by the voltage applied to the metal film 821, and the fluorescent layer 8
22 is excited to emit light.

【０００４】エミッタ８１１の先端とゲート電極８１２
の間の距離はおよそ１μｍ以下であるが、エミッタ８１
１に使われる高融点金属から電子を引き出すためにはエ
ミッタ８１１の先端に大きな電界集中を生じさせなけれ
ばならず、ゲート電極８１２に大きな電圧を掛ける必要
がある。例えば、「発光型ディスプレイ１」(共立出版
刊、２００１年)の１８９頁、図４.９（ａ）によればゲ
ート電圧として少なくとも５０Ｖ以上必要である。The tip of the emitter 811 and the gate electrode 812
The distance between the emitter 81 and the emitter 81 is about 1 μm or less.
In order to extract electrons from the refractory metal used for No. 1, a large electric field concentration must be generated at the tip of the emitter 811, and a large voltage needs to be applied to the gate electrode 812. For example, according to page 189 of “Light-Emitting Display 1” (published by Kyoritsu Shuppan, 2001), FIG. 4.9 (a), a gate voltage of at least 50 V or higher is required.

【０００５】ゲート電圧は低いほうが駆動しやすいの
で、より低い電界で電子を放出する材料、例えばカーボ
ンナノチューブを電子源に用いた例もある。その場合、
高融点金属を用いた図８のエミッタ８１１の場合とは異
なり平坦な構造であっても、ゲート電極に電圧を掛ける
ことにより電子を引き出すことが出来る。例えば、「Pr
oceedings of The Seventh International Display Wor
kshops （IDW '00）」の１１７７頁に記載されている報
告では、ゲート電極に２５Ｖ以上掛けることでエミッタ
から電子が放出され始め、１００Ｖで１４ｍＡ／ｃｍ²
のエミッション電流密度が得られている。Since a lower gate voltage facilitates driving, there is an example in which a material that emits electrons in a lower electric field, such as a carbon nanotube, is used as an electron source. In that case,
Unlike the case of the emitter 811 of FIG. 8 which uses a refractory metal, even if the structure is flat, electrons can be extracted by applying a voltage to the gate electrode. For example, "Pr
oceedings of The Seventh International Display Wor
kshops (IDW '00) ”, page 1177, reports that electrons start to be emitted from the emitter by applying 25 V or more to the gate electrode, and 14 mA / cm ^{2 at} 100 V.
The emission current density of is obtained.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】電子源にカーボンナノ
チューブ、微細カーボンファイバ、ダイヤモンド等の炭
素系材料又は窒化硼素を用いることにより、高融点金属
を用いる場合とは異なり、鋭利な突起を形成することな
く比較的低いゲート電圧で電子を引き出すことが可能に
なり、駆動が容易な発光表示装置を得ることができる。By using carbon nanotubes, fine carbon fibers, carbonaceous materials such as diamond, or boron nitride as an electron source, sharp protrusions are formed unlike the case of using a refractory metal. Therefore, it is possible to extract electrons with a relatively low gate voltage, and a light-emitting display device that can be easily driven can be obtained.

【０００７】しかしながら、電子源にカーボンナノチュ
ーブ、微細カーボンファイバ、ダイヤモンド等の炭素系
材料又は窒化硼素を用いてゲート電極により電子を引き
出す方法では、アノード電圧が制約を受けやすい。すな
わち、電子を引き出す際にはゲート電極と電子源の間に
生じる電界よりも、アノード電極とゲート電極の間に生
じる電界を低くしなければ、ゲート電極によって電子源
から電子を引き出すことが出来ない。そのためには、ア
ノード電極の電圧を低く抑えるか、アノード電極とゲー
ト電極の間の距離を十分に大きくする必要がある。However, in the method of extracting electrons by the gate electrode by using carbon nanotubes, fine carbon fibers, carbonaceous materials such as diamond or boron nitride as the electron source, the anode voltage is easily restricted. That is, when the electron is extracted, the electric field generated between the anode electrode and the gate electrode must be lower than the electric field generated between the gate electrode and the electron source, and the electron cannot be extracted from the electron source by the gate electrode. . For that purpose, it is necessary to suppress the voltage of the anode electrode to a low value or to sufficiently increase the distance between the anode electrode and the gate electrode.

【０００８】「Proceedings of The Seventh Internati
onal Display Workshops （IDW '00）」の１１７７頁に
記載されている報告では、アノード電圧を７００Ｖと低
く抑えてある。このように低いアノード電圧では、(Zn
_0.2,Cd_0.8)S：Ag,Cl+In₂O₃…赤、ZnO：Zn…緑、ZnS：[Z
n]+In₂O₃…青、などの色純度が悪い低エネルギー用の蛍
光体しか用いることができない。このため、色再現性の
良い発光表示装置を提供することができないという課題
を有していた。[Proceedings of The Seventh Internati
In the report described on page 1177 of "onal Display Workshops (IDW '00)", the anode voltage is suppressed to as low as 700V. At such low anode voltage, (Zn
_0.2 , Cd _0.8 ) S: Ag, Cl + In ₂ O ₃ … Red, ZnO: Zn… Green, ZnS: [Z
Only low energy phosphors with poor color purity such as [n] + In ₂ O ₃ ... Blue can be used. Therefore, there is a problem in that it is not possible to provide a light emitting display device having good color reproducibility.

【０００９】アノード電極とゲート電極の間の距離を十
分大きくすれば、Y₂O₂S：Eu³⁺…赤、ZnS：Au,Cu,Al…
緑、ZnS：Ag…青、などの色純度の良い高エネルギー用
の蛍光体を用いることができる。しかし、この場合はア
ノード電極とゲート電極の間の距離が大きいために発光
表示装置が厚くなるという課題を有していた。If the distance between the anode electrode and the gate electrode is made sufficiently large, Y ₂ O ₂ S: Eu ^{3 +} ... Red, ZnS: Au, Cu, Al ...
It is possible to use phosphors for high energy, such as green, ZnS: Ag ... Blue, which have good color purity. However, in this case, since the distance between the anode electrode and the gate electrode is large, there is a problem that the light emitting display device becomes thick.

【００１０】本発明の目的は、上記の従来技術の持つ課
題を解決し、発光表示装置を厚くすること無く、色再現
性のよい発光表示装置を提供することにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a light emitting display device having good color reproducibility without increasing the thickness of the light emitting display device.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の発光表示装置は、電子源と、電子源に電子
を供給するカソード電極と、電子源から放出される電子
の量を調節する制御電極と、電子源から放出された電子
を加速させるアノード電極と、電子源から放出された電
子により励起されて発光する蛍光体とを有し、かつ、ア
ノード電極の電位をＶa、蛍光体を発光させるときの制
御電極の電位およびカソード電極の電位をそれぞれＶco
n、Ｖkonとし、アノード電極とカソード電極の間の距離
およびアノード電極と制御電極の間の距離をそれぞれＤ
ak、Ｄacとした場合に、（Ｖcon−Ｖkon）の値が（Ｖa
−Ｖkon）×（Ｄak−Ｄac）／Ｄakの値よりも小さく
し、アノード電極によって電子源から引き出される電子
の量を制御電極で適切に抑制することができるようにし
た。これにより、アノード電極に大きな電圧を掛けるこ
とができるとともに、アノード電極とカソード電極の間
の距離を小さくすることができる。In order to achieve the above-mentioned object, a light emitting display device of the present invention comprises an electron source, a cathode electrode for supplying electrons to the electron source, and an amount of electrons emitted from the electron source. It has a control electrode for adjusting, an anode electrode for accelerating the electrons emitted from the electron source, and a phosphor that is excited by the electrons emitted from the electron source to emit light, and the potential of the anode electrode is Va and fluorescence. The potential of the control electrode and the potential of the cathode electrode when the body emits light are respectively set to Vco
n and Vkon, and the distance between the anode electrode and the cathode electrode and the distance between the anode electrode and the control electrode are respectively D
When ak and Dac are used, the value of (Vcon-Vkon) is (Va
The value is made smaller than the value of −Vkon) × (Dak−Dac) / Dak so that the amount of electrons extracted from the electron source by the anode electrode can be appropriately suppressed by the control electrode. This makes it possible to apply a large voltage to the anode electrode and reduce the distance between the anode electrode and the cathode electrode.

【００１２】また、本発明は、上記構成において、カソ
ード電極および制御電極が互いに複数の交点を持つ複数
のラインからなり、カソード電極および制御電極の交点
に電子源が配設され、かつ、蛍光体を発光させないとき
の制御電極およびカソード電極の電位をそれぞれＶcof
f、Ｖkoffとした場合に、Ｖcoff、Ｖkoffのそれぞれ
が、ＶconとＶkonとの平均値であることを特徴とする。According to the present invention, in the above structure, the cathode electrode and the control electrode are composed of a plurality of lines having a plurality of intersections with each other, the electron source is arranged at the intersection of the cathode electrode and the control electrode, and the phosphor is formed. The potentials of the control electrode and cathode electrode when not emitting
When f and Vkoff are set, each of Vcoff and Vkoff is an average value of Vcon and Vkon.

【００１３】また、本発明は、上記構成において、電子
源が、カーボンナノチューブ、微細カーボンファイバ、
ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボン、窒化硼素
および炭素含有窒化硼素のうち少なくとも１つの電子放
出材料を主成分として構成されていることを特徴とす
る。Further, in the present invention according to the present invention, the electron source is a carbon nanotube, a fine carbon fiber,
It is characterized in that at least one electron-emitting material among diamond, diamond-like carbon, boron nitride, and carbon-containing boron nitride is contained as a main component.

【００１４】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面を参照して詳述する。なお、図中における同一の記
号は、同一物又は類似物を表示するものとする。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below.
The details will be described with reference to the drawings. The same symbols in the drawings indicate the same or similar items.

【００１５】図１は、本発明による発光表示装置の基本
的構成と動作原理を説明する図であり、図２は、本発明
に用いる電子源の電子放出特性の一例を説明するための
図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the basic configuration and operation principle of the light emitting display device according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining an example of electron emission characteristics of an electron source used in the present invention. is there.

【００１６】図２は、電子源に電子放出材料としてカー
ボンナノチューブを用いた例において、カーボンナノチ
ューブに掛かる平均電界とカーボンナノチューブから放
出される電流密度の関係の一例を示す。ここで、平均電
界とは二極間の電位差を距離で割ったものとする。図２
から、３Ｖ／μｍの平均電界があれば、５００ｃｄ／ｍ
²程度の輝度を得るのに必要なおよそ１０ｍＡ／ｃｍ²の
電流密度が得られることが分かる。FIG. 2 shows an example of the relationship between the average electric field applied to the carbon nanotubes and the current density emitted from the carbon nanotubes in the example in which carbon nanotubes are used as the electron emitting material in the electron source. Here, the average electric field is the potential difference between the two poles divided by the distance. Figure 2
Therefore, if there is an average electric field of 3 V / μm, 500 cd / m
^It can be seen that a current density of about 10 mA / cm ² required to obtain a brightness of about ² can be obtained.

【００１７】図１（ａ）において、アノード電極１０１
とカソード電極１０２を１ｍｍ離れた位置に配置し、カ
ソード電極１０２上にカーボンナノチューブを含む炭素
系材料または窒化硼素からなる群から選択された材料を
含む電子源１０３を配設し、カソード電極の電位を０
Ｖ、アノード電極１０１の電位を高エネルギー蛍光体が
使用可能な６ｋＶに設定すると、アノード電極１０１と
カソード電極１０２の間に掛かる電界により電子源１０
３から電子が引き出される。In FIG. 1A, the anode electrode 101
The cathode electrode 102 and the cathode electrode 102 are arranged at a distance of 1 mm, and the electron source 103 containing a carbon-based material containing carbon nanotubes or a material selected from the group consisting of boron nitride is arranged on the cathode electrode 102. 0
V and the potential of the anode electrode 101 are set to 6 kV, which allows the high-energy phosphor to be used, the electron source 10 is generated by the electric field applied between the anode electrode 101 and the cathode electrode 102.
An electron is extracted from 3.

【００１８】ただし、このときアノード電極１０１とカ
ソード電極１０２の間の平均電界は６Ｖ／μｍとなり、
図２から分かるように、電子源１０３から過剰な電子が
引き出され、蛍光体や電子源の寿命を短くする原因とな
る。アノード電極１０１とカソード電極１０２の間の距
離を大きくすることで、電子源１０３に掛かる平均電界
を小さくできるが、それでは装置の大型化につながる。However, at this time, the average electric field between the anode electrode 101 and the cathode electrode 102 is 6 V / μm,
As can be seen from FIG. 2, excess electrons are extracted from the electron source 103, which causes the lifetime of the phosphor and the electron source to be shortened. By increasing the distance between the anode electrode 101 and the cathode electrode 102, the average electric field applied to the electron source 103 can be reduced, but this leads to an increase in the size of the device.

【００１９】そこで、図１（ｂ）に示すように、アノー
ド電極１０１とカソード電極１０２の間に制御電極１０
４を挿入し、制御電極１０４の電位を適切に設定するこ
とにより、電子源１０３からの過剰な電子放出を抑制す
ることができる。例えば、アノード電極１０１と制御電
極１０４の間の距離が９５０μｍの場合は、制御電極の
電位を１５０Ｖとすることで、電子源１０３に掛かる平
均電界を３Ｖ／μｍとすることができ、適正な電流密度
を得ることができる。Therefore, as shown in FIG. 1B, the control electrode 10 is provided between the anode electrode 101 and the cathode electrode 102.
4 is inserted and the potential of the control electrode 104 is appropriately set, it is possible to suppress excessive electron emission from the electron source 103. For example, when the distance between the anode electrode 101 and the control electrode 104 is 950 μm, the average electric field applied to the electron source 103 can be set to 3 V / μm by setting the potential of the control electrode to 150 V, and an appropriate current can be obtained. The density can be obtained.

【００２０】一般には、（Ｖcon−Ｖkon）の値を（Ｖa
−Ｖkon）×（Ｄak−Ｄac）／Ｄakの値よりも小さくす
ることで、アノード電極１０１によって電子源１０３か
ら引き出される電子の量を制御電極１０４で適切に抑制
することができる。ただし、Ｖaはアノード電極の電位
を、Ｖconは蛍光体を発光させるときの制御電極の電
位、Ｖkonは蛍光体を発光させるときのカソード電極の
電位、Ｄakはアノード電極とカソード電極の間の距離
を、Ｄacはアノード電極と制御電極の間の距離を表す。Generally, the value of (Vcon-Vkon) is changed to (Va
By making it smaller than the value of −Vkon) × (Dak−Dac) / Dak, the amount of electrons extracted from the electron source 103 by the anode electrode 101 can be appropriately suppressed by the control electrode 104. Where Va is the anode electrode potential, Vcon is the control electrode potential when the phosphor emits light, Vkon is the cathode electrode potential when the phosphor emits light, and Dak is the distance between the anode electrode and the cathode electrode. , Dac represents the distance between the anode electrode and the control electrode.

【００２１】カソード電極および制御電極が複数のライ
ンに分割され、カソード電極のラインと制御電極のライ
ンが複数の点で交差し、その交差部分に電子源が配設さ
れている場合、任意の場所の電子源からの電子放出を行
わせないためには、制御電極およびカソード電極の電位
をそれぞれＶcoff、Ｖkoffとした場合に、ＶcoffとＶko
ffのそれぞれがＶconとＶkonとの平均値とすることで可
能となる。If the cathode electrode and the control electrode are divided into a plurality of lines, and the cathode electrode line and the control electrode line intersect at a plurality of points, and the electron source is arranged at the intersecting portions, any location is possible. In order to prevent electrons from being emitted from the electron source, Vcoff and Vko are set when the potentials of the control electrode and the cathode electrode are set to Vcoff and Vkoff, respectively.
This is possible by setting each of ff to the average value of Vcon and Vkon.

【００２２】図３は、本発明による発光表示装置の一画
素の具体的構成例とその部分拡大図を示した図である。
図３において、陽極パネル３１０は、少なくともガラス
基板３１１、蛍光層３１２、アノード３１３からなって
いる。蛍光層はカラー表示を行うために赤(Ｒ)、緑
(Ｇ)、青(Ｂ)の三色の領域に分けられており、その間は
ブラックマトリクスで仕切られている。FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration example of one pixel of the light emitting display device according to the present invention and a partially enlarged view thereof.
In FIG. 3, the anode panel 310 includes at least a glass substrate 311, a fluorescent layer 312, and an anode 313. Fluorescent layer is red (R), green for color display
It is divided into three areas of (G) and blue (B), and a black matrix separates the areas.

【００２３】陰極パネル３２０は、基板３０１上にカソ
ードライン３０２と制御ライン３０４とを、絶縁層３０
３を介して直交して設けている。カソードライン３０２
は画素の三色の領域に共通に設けられているのに対し
て、制御ライン３０４は各色に対応して備えられてい
る。この画素の表示すべき色に対応して、それぞれの制
御ライン３０４に印加する電位を制御することで色が選
択される。制御ライン３０４には複数の開口部３０５が
設けられており、拡大図に示される通り、開口部３０５
内には電子源３０６が備えられている。The cathode panel 320 has the cathode line 302 and the control line 304 on the substrate 301 and the insulating layer 30.
It is provided orthogonally through 3. Cathode line 302
Are provided in common for the three color regions of the pixel, while the control line 304 is provided for each color. A color is selected by controlling the potential applied to each control line 304 corresponding to the color to be displayed by this pixel. The control line 304 is provided with a plurality of openings 305, and as shown in the enlarged view, the openings 305 are provided.
An electron source 306 is provided inside.

【００２４】次に、図３で説明した画素構成を含めた発
光表示装置の部分構成について説明する。Next, a partial configuration of the light emitting display device including the pixel configuration described in FIG. 3 will be described.

【００２５】図４は、発光表示装置の陽極パネル３１０
と陰極パネル３２０の配置関係について示した図であ
る。図４において、陽極パネル３１０と陰極パネル３２
０は、両者の距離が略一定になるように複数の絶縁性の
スペーサ４０１を介して接合され、陽極パネル３１０と
陰極パネル３２０の間は真空に保たれている。陰極パネ
ル３２０には複数のカソードライン３０２と複数の制御
ライン３０４が絶縁層３０３を介して直交して配置され
ている。FIG. 4 shows an anode panel 310 of a light emitting display device.
FIG. 6 is a diagram showing an arrangement relationship between a cathode panel 320 and a cathode panel 320. In FIG. 4, an anode panel 310 and a cathode panel 32
0 is bonded via a plurality of insulating spacers 401 so that the distance between them is substantially constant, and a vacuum is maintained between the anode panel 310 and the cathode panel 320. In the cathode panel 320, a plurality of cathode lines 302 and a plurality of control lines 304 are arranged orthogonal to each other with an insulating layer 303 interposed therebetween.

【００２６】また、制御ライン３０４には複数の開口部
３０５が配置され、図３の拡大図で説明した通り、開口
部３０５内には電子源３０６が設けられ、制御ライン３
０４に電圧を印加することで電子源３０６から放出され
る電子量を制御する。放出された電子は、アノード３１
３に掛かっている電位によって加速されて蛍光層３１２
を励起する。図４には図示していないが、蛍光層３１２
は、図３で説明した通り、カラー表示を行うために複数
の赤(Ｒ)、緑(Ｇ)、青(Ｂ)の領域に分けられており、そ
の間はブラックマトリクスで仕切られている。A plurality of openings 305 are arranged in the control line 304, and an electron source 306 is provided in the opening 305 as described in the enlarged view of FIG.
By applying a voltage to 04, the amount of electrons emitted from the electron source 306 is controlled. The emitted electrons are transferred to the anode 31.
The fluorescent layer 312 is accelerated by the potential applied to
Excite. Although not shown in FIG. 4, the fluorescent layer 312
3 is divided into a plurality of red (R), green (G), and blue (B) regions for color display, as described with reference to FIG. 3, and a black matrix is provided between the regions.

【００２７】次に、図３および図４で示した本発明によ
る発光表示装置の作製方法について説明する。ガラスの
基板３０１上に銀ペーストを幅１２００μｍ、ピッチ１
２７０μｍで印刷し、大気中において５５０℃で２０分
間焼成し、カソードライン３０２を形成した。この後、
５μｍ以下の長さに粉砕したカーボンナノチューブを重
量比で約１０％含むペーストをカソードライン３０２上
の電子放出させる所定の位置に印刷し、大気中において
５３０℃で１５分間焼成して、厚さ約３０μｍの電子源
３０６を形成した。Next, a method of manufacturing the light emitting display device according to the present invention shown in FIGS. 3 and 4 will be described. Silver paste on glass substrate 301, width 1200 μm, pitch 1
It was printed at 270 μm and baked in air at 550 ° C. for 20 minutes to form the cathode line 302. After this,
A paste containing about 10% by weight of carbon nanotubes crushed to a length of 5 μm or less is printed at a predetermined position on the cathode line 302 where electrons are emitted, and baked at 530 ° C. for 15 minutes in the atmosphere to have a thickness of about 5 μm. A 30 μm electron source 306 was formed.

【００２８】次に、電子源３０６が配設されている領域
以外のカソードライン３０２上の所定の領域に絶縁性ペ
ーストを印刷し、これを５１０℃で２０分間焼成して、
厚さ約５０μｍの絶縁層３０３を形成した。形成した絶
縁層３０３の上にカソードライン３０２と直交する方向
に銀ペーストを幅４００μｍ、ピッチ４２３μｍで印刷
し、大気中において４９０℃で１５分間焼成し、制御ラ
イン３０４を形成した。Next, an insulating paste is printed on a predetermined region on the cathode line 302 other than the region where the electron source 306 is arranged, and the paste is baked at 510 ° C. for 20 minutes,
An insulating layer 303 having a thickness of about 50 μm was formed. A silver paste was printed on the formed insulating layer 303 in a direction orthogonal to the cathode line 302 with a width of 400 μm and a pitch of 423 μm, and baked in the air at 490 ° C. for 15 minutes to form a control line 304.

【００２９】以上の方法により陰極パネル３２０を作製
した。陽極パネル３１０はガラス基板３１１上に、ブラ
ウン管と同様の製造工程によりブラックマトリクス(図
示せず)、蛍光層３１２、アノード３１３を形成して作
製する。A cathode panel 320 was produced by the above method. The anode panel 310 is manufactured by forming a black matrix (not shown), a fluorescent layer 312, and an anode 313 on a glass substrate 311 by the same manufacturing process as that of a cathode ray tube.

【００３０】図５は、本発明による発光表示装置の断面
構造の概略を示す。電子放出を行う電子源と蛍光層の間
の距離が略一定になるように、スペーサ４０１を介して
陽極パネル３１０と陰極パネル３２０を適切な位置に合
わせたうえで接合し、陰極パネル３２０の背面に主にバ
リウムからなるゲッタ５０１を取り付ける。表示部全体
を真空排気するために陽極パネル３１０と側面パネル５
０２と背面パネル５０３を低融点ガラスで封着し、背面
パネル５０３にあらかじめ取り付けてある排気管５０４
から油拡散ポンプを用いて約２００℃に加熱しながら１
００μＰａ程度まで排気した後、排気管５０４を封じ切
る。その後、ゲッタ５０１を加熱して背面パネル５０３
内にバリウムゲッタ膜を形成する。以上の工程により発
光表示装置を作製できる。FIG. 5 schematically shows a sectional structure of the light emitting display device according to the present invention. The anode panel 310 and the cathode panel 320 are aligned at appropriate positions via the spacers 401 and joined together so that the distance between the electron source that emits electrons and the fluorescent layer is substantially constant, and the back surface of the cathode panel 320 is joined. A getter 501 mainly made of barium is attached to the. The anode panel 310 and the side panel 5 are used to evacuate the entire display unit.
02 and the rear panel 503 are sealed with a low melting point glass, and the exhaust pipe 504 is attached to the rear panel 503 in advance.
1 While heating to about 200 ° C using an oil diffusion pump 1
After exhausting to about 00 μPa, the exhaust pipe 504 is closed. After that, the getter 501 is heated to heat the back panel 503.
A barium getter film is formed inside. Through the above steps, a light emitting display device can be manufactured.

【００３１】図６は、カソードライン３０２、制御ライ
ン３０４、電子源３０６を回路として表し、その駆動方
法を模式的に示した図である。カソードライン３０２に
は走査信号６０１が加えられ。順次選択されていく。そ
の間、制御ラインに輝度信号６０２が加えられ、その信
号に応じて電子源３０６からの電子放出量が制御され
る。FIG. 6 is a diagram schematically showing the cathode line 302, the control line 304, and the electron source 306 as a circuit, and the driving method thereof. A scan signal 601 is applied to the cathode line 302. It is selected sequentially. Meanwhile, the brightness signal 602 is applied to the control line, and the electron emission amount from the electron source 306 is controlled according to the signal.

【００３２】図７は、図６で示した回路において、カソ
ードラインと制御ラインにどのように信号が加えられた
ときに電子が放出されるかということを具体的に示した
図である。FIG. 7 is a diagram specifically showing how electrons are emitted when a signal is applied to the cathode line and the control line in the circuit shown in FIG.

【００３３】図７の一番上の矩形波は、輝度信号として
制御ラインに加えられる電位Ｖｃであり、二番目の矩形
波は走査信号としてカソードラインに加えられる電位Ｖ
ｋである。ここで、輝度信号は電位Ｖcoffを基準として
プラス側にＶconの電位が加わった時がｏｎ状態であ
る。すなわち、図７の場合、ｔ１〜ｔ２の間とｔ５〜ｔ
６の間がｏｎとなっている。また、走査信号は電位Ｖko
ffを基準としてマイナス側にＶkonの電位が加わった時
がｏｎ状態である。すなわち、図７の場合、ｔ１〜ｔ３
の間とｔ７〜ｔ９の間がｏｎとなっている。The uppermost rectangular wave in FIG. 7 is the potential Vc applied to the control line as a luminance signal, and the second rectangular wave is the potential Vc applied to the cathode line as a scanning signal.
k. Here, the luminance signal is in the on state when the potential of Vcon is applied to the plus side with reference to the potential Vcoff. That is, in the case of FIG. 7, between t1 and t2 and between t5 and t5.
Between 6 is on. Further, the scanning signal is the potential Vko
The on state is when the potential of Vkon is applied to the negative side with reference to ff. That is, in the case of FIG. 7, t1 to t3
And between t7 and t9 are on.

【００３４】図７の三番目の矩形波は、制御ラインとカ
ソードライン間の電位差Ｖｃ−Ｖｋを表している。ここ
で、電位０を基準としてＶonに達しているときがｏｎ状
態である。すなわち、図７の場合、ｔ１〜ｔ２の間がＶ
ｃ−ＶｋがＶonに達し、電子源から電子が放出されて蛍
光層を励起する状態となる。ここで、Ｖonは蛍光層を励
起するための適正な電流密度が得られる電位差であり、
Ｖthは電子源から電子が放出され始める電位差である。
図２で示した例で説明するならば、Ｖonは３Ｖ／μｍの
平均電界を生じさせる電位差であり、Ｖthは２Ｖ/μｍ
の平均電界を生じさせる電位差である。The third rectangular wave in FIG. 7 represents the potential difference Vc-Vk between the control line and the cathode line. Here, when it reaches Von with reference to the potential 0, it is an on state. That is, in the case of FIG. 7, V is between t1 and t2.
When c-Vk reaches Von, electrons are emitted from the electron source to excite the fluorescent layer. Here, Von is a potential difference at which an appropriate current density for exciting the fluorescent layer is obtained,
Vth is a potential difference at which electrons start to be emitted from the electron source.
In the example shown in FIG. 2, Von is a potential difference that produces an average electric field of 3 V / μm, and Vth is 2 V / μm.
Is a potential difference that produces an average electric field of.

【００３５】蛍光層を励起したくない場合は、Ｖcoff−
Ｖkoff、Ｖcon−Ｖkoff、Ｖcoff−ＶkonのいずれもＶth
よりも小さい電位差にすればよく、ＶcoffとＶkoffのそ
れぞれがＶconとＶkonの平均値にすれば良い。例えば、
電子源のエミッション特性が図２の通りであり、アノー
ド電極−カソード電極間距離Ｄakとアノード電極−制御
電極間距離Ｄacの差が２０μｍである場合、Ｖon（＝Ｖ
con−Ｖkon）は６０Ｖであり、Ｖthは４０Ｖである。こ
こでＶcon＝３０Ｖ、Ｖkon＝−３０Ｖとすると、Ｖcoff
とＶkoffをＶconとＶkonの平均値、すなわち０Ｖに設定
することでＶcoff−Ｖkoff、Ｖcon−Ｖkoff、Ｖcoff−
ＶkonのいずれもＶthよりも小さい電位差となる。When it is not desired to excite the fluorescent layer, Vcoff-
All of Vkoff, Vcon-Vkoff, and Vcoff-Vkon are Vth
The potential difference may be smaller than that, and Vcoff and Vkoff may be average values of Vcon and Vkon. For example,
When the emission characteristics of the electron source are as shown in FIG. 2 and the difference between the anode electrode-cathode electrode distance Dak and the anode electrode-control electrode distance Dac is 20 μm, Von (= V
con-Vkon) is 60V and Vth is 40V. If Vcon = 30V and Vkon = -30V, then Vcoff
And Vkoff are set to the average value of Vcon and Vkon, that is, 0 V, Vcoff-Vkoff, Vcon-Vkoff, Vcoff-
Any of Vkon has a potential difference smaller than Vth.

【００３６】以上、本発明によれば、上述の実施例で用
いたカーボンナノチューブに限らず、微細カーボンファ
イバ、ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボン、窒
化硼素および炭素含有窒化硼素などの、低電界において
電子を放出する材料、あるいはそれらの電子放出材料の
うち少なくとも１つを、電子源として用いても、電子源
として発光表示装置を厚くすること無く、色再現性のよ
い発光表示装置を提供することができる。As described above, according to the present invention, the electron emission is not limited to the carbon nanotubes used in the above-mentioned embodiments, but also in a low electric field such as fine carbon fibers, diamond, diamond-like carbon, boron nitride and carbon-containing boron nitride. It is possible to provide a light-emitting display device with good color reproducibility without thickening the light-emitting display device as an electron source, even if at least one of these materials or an electron-emitting material thereof is used as an electron source.

【００３７】[0037]

【発明の効果】本発明によれば、カーボンナノチューブ
等の数Ｖ／μｍの低電界において電子を放出する電子源
材料を用いると共に、アノード−電子源間の電界により
放出される電子を制御電極に印加する電位により遮断す
る駆動方法を用いることにより、色再現性がよく、薄型
化が可能な発光表示装置を提供することができる。According to the present invention, an electron source material that emits electrons in a low electric field of several V / μm, such as carbon nanotubes, is used, and electrons emitted by the electric field between the anode and the electron source are used as control electrodes. By using a driving method of cutting off by an applied potential, it is possible to provide a light emitting display device which has good color reproducibility and can be thinned.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明による発光表示装置の動作原理を説明す
るための図。FIG. 1 is a diagram for explaining the operation principle of a light emitting display device according to the present invention.

【図２】本発明に用いる電子源の電子放出特性の一例を
説明するための図。FIG. 2 is a diagram for explaining an example of electron emission characteristics of an electron source used in the present invention.

【図３】本発明による実施例の画素構成の概略を説明す
るための図。FIG. 3 is a diagram for explaining an outline of a pixel configuration of an example according to the present invention.

【図４】本発明による実施例の部分構成の概略を説明す
るための図。FIG. 4 is a diagram for explaining an outline of a partial configuration of an embodiment according to the present invention.

【図５】本発明による実施例の断面構成の概略を説明す
るための図。FIG. 5 is a diagram for explaining an outline of a sectional configuration of an example according to the present invention.

【図６】本発明による実施例の電子放出素子を回路とし
て説明するための図。FIG. 6 is a diagram for explaining an electron-emitting device of an embodiment according to the present invention as a circuit.

【図７】本発明による実施例の駆動信号の一例を説明す
るための図。FIG. 7 is a diagram for explaining an example of a drive signal according to an embodiment of the present invention.

【図８】従来例における動作原理を説明するための図。FIG. 8 is a diagram for explaining an operation principle in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０１…アノード電極、１０２…カソード電極、１０３
…電子源、１０４…制御電極、３０１…基板、３０２…
カソードライン、３０３、８１３…絶縁層、３０４…制
御ライン、３０５…開口部、３０６…電子源、３１０、
８２０…陽極パネル、３１１…ガラス基板、３１２、８
２２…蛍光層、３１３…アノード、３２０、８１０…陰
極パネル、４０１…スペーサ、５０１…ゲッタ、５０２
…側面パネル、５０３…背面パネル、５０４…排気管、
６０１…走査信号、６０２…輝度信号、８１１…エミッ
タ、８１２…ゲート電極、８１４…カソード電極、８１
５…基板、８２１…金属膜、８２３…透明基板。101 ... Anode electrode, 102 ... Cathode electrode, 103
... electron source, 104 ... control electrode, 301 ... substrate, 302 ...
Cathode line, 303, 813 ... Insulating layer, 304 ... Control line, 305 ... Opening part, 306 ... Electron source, 310,
820 ... Anode panel, 311 ... Glass substrate, 312, 8
22 ... Fluorescent layer, 313 ... Anode, 320, 810 ... Cathode panel, 401 ... Spacer, 501 ... Getter, 502
... side panel, 503 ... rear panel, 504 ... exhaust pipe,
601 ... Scan signal, 602 ... Luminance signal, 811 ... Emitter, 812 ... Gate electrode, 814 ... Cathode electrode, 81
5 ... Substrate, 821 ... Metal film, 823 ... Transparent substrate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡井 誠 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所ディスプレイグループ内 (72)発明者 佐々木 進 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所ディスプレイグループ内 Ｆターム(参考） 5C031 DD17 5C036 EE01 EF01 EF06 EF09 EG12 EG15 EG24 EH21 EH23 5C041 AB19    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Makoto Okai             Hitachi, Ltd. 3300 Hayano, Mobara-shi, Chiba             Factory Display Group (72) Inventor Susumu Sasaki             Hitachi, Ltd. 3300 Hayano, Mobara-shi, Chiba             Factory Display Group F-term (reference) 5C031 DD17                 5C036 EE01 EF01 EF06 EF09 EG12                       EG15 EG24 EH21 EH23                 5C041 AB19

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】電子源と、前記電子源に電子を供給するカ
ソード電極と、前記電子源から放出される電子の量を調
節する制御電極と、前記電子源から放出された電子を加
速させるアノード電極と、前記電子源から放出された電
子により励起されて発光する蛍光体とを有し、かつ、前
記アノード電極の電位をＶa、前記蛍光体を発光させる
ときの前記制御電極の電位および前記カソード電極の電
位をそれぞれＶcon、Ｖkonとし、前記アノード電極と前
記カソード電極の間の距離および前記アノード電極と前
記制御電極の間の距離をそれぞれＤak、Ｄacとした場合
に、（Ｖcon−Ｖkon）の値が（Ｖa−Ｖkon）×（Ｄak−
Ｄac）／Ｄakの値よりも小さいことを特徴とする発光表
示装置。1. An electron source, a cathode electrode for supplying electrons to the electron source, a control electrode for adjusting the amount of electrons emitted from the electron source, and an anode for accelerating the electrons emitted from the electron source. An electrode, and a phosphor that emits light when excited by electrons emitted from the electron source, and the potential of the anode electrode is Va, the potential of the control electrode when the phosphor emits light, and the cathode When the electrode potentials are Vcon and Vkon, and the distance between the anode electrode and the cathode electrode and the distance between the anode electrode and the control electrode are Dak and Dac, respectively, the value of (Vcon-Vkon) Is (Va-Vkon) x (Dak-
A light emitting display device characterized by being smaller than the value of Dac) / Dak. 【請求項２】前記カソード電極および前記制御電極が互
いに複数の交点を持つ複数のラインからなり、前記カソ
ード電極および前記制御電極の交点に前記電子源が配設
され、前記蛍光体を発光させないときの前記制御電極お
よび前記カソード電極の電位のそれぞれが、ＶconとＶk
onとの平均値であることを特徴とする請求項１に記載の
発光表示装置。2. When the cathode electrode and the control electrode are composed of a plurality of lines having a plurality of intersections with each other, and the electron source is arranged at the intersection of the cathode electrode and the control electrode, and the phosphor is not made to emit light. Of the potentials of the control electrode and the cathode electrode of Vcon and Vk, respectively.
The light emitting display device according to claim 1, wherein the light emitting display device has an average value of "on". 【請求項３】前記電子源が、カーボンナノチューブ、微
細カーボンファイバ、ダイヤモンド、ダイヤモンドライ
クカーボン、窒化硼素および炭素含有窒化硼素のうち少
なくとも１つの電子放出材料を主成分として構成されて
いることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光表示
装置。3. The electron source is mainly composed of at least one electron emitting material selected from carbon nanotubes, fine carbon fibers, diamond, diamond-like carbon, boron nitride and carbon-containing boron nitride. The light emitting display device according to claim 1 or 2. 【請求項４】前記制御電極が、前記カソード電極と前記
アノード電極との間に設けられてなることを特徴とする
請求項１又は２に記載の発光表示装置。4. The light emitting display device according to claim 1, wherein the control electrode is provided between the cathode electrode and the anode electrode.