JPH06131996A - Field emission type display device - Google Patents
Field emission type display deviceInfo
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- JPH06131996A JPH06131996A JP30058692A JP30058692A JPH06131996A JP H06131996 A JPH06131996 A JP H06131996A JP 30058692 A JP30058692 A JP 30058692A JP 30058692 A JP30058692 A JP 30058692A JP H06131996 A JPH06131996 A JP H06131996A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、導電性のカソードライ
ン上に形成された円錐形状のカソード素子から電子を放
出させて、対向配置された蛍光面に当てることにより、
蛍光面を発光させるようにした電界放出型ディスプレイ
装置に関する。INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention allows electrons to be emitted from a conical cathode element formed on a conductive cathode line and applied to a fluorescent surface arranged opposite to each other.
The present invention relates to a field emission display device having a fluorescent screen that emits light.
【0002】[0002]
【従来の技術】近時、電子放出源としては、熱陰極型電
子放出素子が多く用いられてきたが、熱電極を利用した
電子放出は、加熱によるエネルギーロスが大きく、この
熱陰極型電子放出素子を用いたディスプレイ装置におい
ては、予備加熱が必要であるなどの欠点があった。2. Description of the Related Art Recently, a hot cathode type electron emitting device has been widely used as an electron emitting source, but the electron loss using a hot electrode causes a large energy loss due to heating, and this hot cathode type electron emitting device is used. The display device using the element has drawbacks such as the need for preheating.
【0003】上記欠点を解決するものとして、冷陰極型
の電子放出素子がある。この冷陰極型電子放出素子は、
従来から数多く提案されており、その中で、局部的に高
電界を発生させ、電界放出により、電子の放出を行う電
界放出型の電子放出素子が提案されている。As a means for solving the above-mentioned drawbacks, there is a cold cathode type electron-emitting device. This cold cathode electron-emitting device is
Many proposals have been made in the past, and among them, a field emission type electron-emitting device has been proposed in which a high electric field is locally generated and electrons are emitted by field emission.
【0004】従来の上記電界放出型の電子放出素子を用
いたディスプレイ装置、即ち電界放出型ディスプレイ装
置は、図11に示すように、電子放出部101と発光部
102を有する。電子放出部101は、1枚のガラス基
板103上に形成された導電性のカソードライン104
上に、それぞれ円錐形状を有する多数のカソード素子1
05がマトリクス状に配列・形成され、これら個々のカ
ソード素子105を囲むように絶縁層106が形成さ
れ、更にこの絶縁層106上に、カソード素子1105
と対応する箇所に電子引出し用の開口107aを有する
ゲート電極107が形成されて構成されている。As shown in FIG. 11, a conventional display device using the above-mentioned field emission type electron emitting device, that is, a field emission type display device, has an electron emitting portion 101 and a light emitting portion 102. The electron emitting portion 101 includes a conductive cathode line 104 formed on a glass substrate 103.
On top, a number of cathode elements 1 each having a conical shape
05 are arranged and formed in a matrix, an insulating layer 106 is formed so as to surround each of the cathode elements 105, and the cathode elements 1105 are formed on the insulating layer 106.
A gate electrode 107 having an opening 107a for drawing out electrons is formed at a position corresponding to.
【0005】発光部102は、1枚の透明ガラス基板1
08の内面に、ストライプ状のカーボン膜109と積層
膜110とがそれぞれ内面の一方向に向かって互い違い
に形成されて構成された蛍光面を有する。積層膜110
は、透明ガラス基板108の内面上に形成された透明電
極111とこの透明電極111上に形成された蛍光体層
112とから構成されている。The light emitting section 102 is a single transparent glass substrate 1.
On the inner surface of 08, there are fluorescent screens formed by alternately forming stripe-shaped carbon films 109 and laminated films 110 in one direction of the inner surface. Laminated film 110
Is composed of a transparent electrode 111 formed on the inner surface of the transparent glass substrate 108 and a phosphor layer 112 formed on the transparent electrode 111.
【0006】そして、電子放射部101と発光部102
とがそれぞれ対向するように配されて電界放出型ディス
プレイ装置が構成される。なお、上記電子放出面と蛍光
面間の間隙は、真空に保持されている。Then, the electron emitting portion 101 and the light emitting portion 102
And are arranged so as to face each other to form a field emission display device. The gap between the electron emission surface and the fluorescent surface is held in vacuum.
【0007】この電界放出型ディスプレイ装置は、図示
するように、カソード素子105を横方向にm個、縦方
向にn個、マトリクス状に配列させたものを1画素と
し、1行に関して例えばM個の画素を等ピッチに配し、
更に縦方向に例えばN個の行を等ピッチに配して、上記
画素をマトリクス状に配列させて構成される。そして、
例えば行単位に共通のカソードライン104を配線し、
列単位に共通のゲート電極107を配線することによ
り、各行と各列との交点に関する画素をそれぞれ独立に
輝度変調させるようにしたものである。In this field emission display device, as shown in the drawing, m cathode elements 105 are arranged in a matrix in a horizontal direction and n cathode elements 105 are arranged in a matrix in one matrix, and one pixel has, for example, M cells. Arrange the pixels of at equal pitch,
Further, for example, N rows are arranged at equal pitches in the vertical direction, and the pixels are arranged in a matrix. And
For example, the common cathode line 104 is wired for each row,
By wiring a common gate electrode 107 for each column, the pixels at the intersections of each row and each column are independently modulated in brightness.
【0008】このディスプレイ装置の動作時において
は、水平走査に関する画像信号に応じて各行のカソード
ライン104に印加される電圧が変化し、水平走査周波
数に応じて各列のゲート電極に固定電位が印加される。
即ち、ゲート電極107に印加される固定電位は、画素
を選択する一種の選択信号の役割を果たし、画像信号に
応じた電位が印加されているカソードライン104にお
けるM個の画素中、固定電位が供給されたゲート電極1
07に関する列の画素が選択され、選択された画素の各
カソード素子105から蛍光面に電子が放出され、その
画素に対応する部分が発光することになる。During operation of this display device, the voltage applied to the cathode line 104 of each row changes according to the image signal related to horizontal scanning, and a fixed potential is applied to the gate electrode of each column according to the horizontal scanning frequency. To be done.
That is, the fixed potential applied to the gate electrode 107 serves as a kind of selection signal for selecting a pixel, and the fixed potential among the M pixels in the cathode line 104 to which the potential according to the image signal is applied is the fixed potential. The supplied gate electrode 1
Pixels in the column related to 07 are selected, electrons are emitted from the cathode elements 105 of the selected pixels to the phosphor screen, and the portion corresponding to that pixel emits light.
【0009】そして、画像信号に応じて連続的に行及び
列を順次選択することによって、透明ガラス基板に画像
信号に応じた画像が表示されることになる。Then, by successively selecting rows and columns in accordance with the image signal, an image corresponding to the image signal is displayed on the transparent glass substrate.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電界放出型ディスプレイ装置においては、その製造
ばらつきにより、カソード素子105の寸法精度にばら
つきが生じ、それにともなって、カソード素子の電子放
出特性がばらつくため、そのばらつきに応じてディスプ
レイ装置間でゲート電極107に印加する電圧値を変え
なければならない。However, in the above-mentioned conventional field emission display device, due to manufacturing variations, the dimensional accuracy of the cathode element 105 varies, and the electron emission characteristics of the cathode element also vary accordingly. Therefore, it is necessary to change the voltage value applied to the gate electrode 107 between the display devices according to the variation.
【0011】一般に、上記電界放出型ディスプレイ装置
においては、その回路構成の簡略化のためには、カット
オフ時のドライブ電圧、即ちゲート電極に印加する電位
とカソードラインに印加する電位との差を一定にするこ
とが望ましい。Generally, in the field emission display device, in order to simplify the circuit configuration, the drive voltage at the cutoff, that is, the difference between the potential applied to the gate electrode and the potential applied to the cathode line is set. It is desirable to keep it constant.
【0012】上記従来のディスプレイ装置においては、
上記ばらつきにより、上記ドライブ電圧を一定にするこ
とができず、そのため、ゲート電極に電圧を供給するた
めの回路構成が複雑になり、電界放出型ディスプレイ装
置の製造コストがどうしても高くなってしまうという不
都合が生じていた。In the above conventional display device,
Due to the above variation, the drive voltage cannot be made constant, which complicates the circuit configuration for supplying the voltage to the gate electrode and inevitably increases the manufacturing cost of the field emission display device. Was occurring.
【0013】また、通常のCRTと同様に、この電界放
出型ディスプレイ装置においても、外部からブライトネ
ス(輝度)の調節を行いたいという使用者からの要請が
あり、従来の電界放出型ディスプレイ装置では、その要
請に対応できないという問題があった。Further, as in the case of a normal CRT, there is a user's request to adjust the brightness (luminance) from the outside also in this field emission display device, and in the conventional field emission display device, There was a problem that we could not meet the request.
【0014】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、カットオフ電圧の調節
を簡単な回路構成で行うことができ、製造コストの低廉
化を図ることができると共に、外部からブライトネス調
節を行うことができる電界放出型ディスプレイ装置を提
供することにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to adjust the cutoff voltage with a simple circuit configuration and to reduce the manufacturing cost. Another object of the present invention is to provide a field emission display device capable of adjusting brightness from the outside.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明は、基板3上に形
成された導電性のカソードライン4上に、それぞれ円錐
形を有する多数のカソード素子5がマトリクス状に配列
・形成され、個々の上記カソード素子5を囲むように絶
縁層6が形成され、この絶縁層6上に、上記カソード素
子5と対応する箇所に電子引出し用の開口部7aを有す
るゲート電極7が形成されてなる電子放出部1と、透明
基板10の内面に、アノード電圧が印加される透明電極
13と蛍光体層14とからなる蛍光面が形成された発光
部2とを有し、上記電子放射部1と上記発光部2とがそ
れぞれ対向するように配されてなる電界放出型ディスプ
レイ装置において、上記カソード素子5と対応する箇所
に開口部9aを有する制御電極9を、ゲート電極7より
も蛍光面側に、絶縁層8を介して形成して構成する。According to the present invention, a large number of conical cathode elements 5 are arranged and formed in a matrix on a conductive cathode line 4 formed on a substrate 3 to form individual cathode elements. An insulating layer 6 is formed so as to surround the cathode element 5, and a gate electrode 7 having an opening 7a for drawing out an electron is formed on the insulating layer 6 at a position corresponding to the cathode element 5. And a light emitting section 2 having a fluorescent surface formed of a transparent electrode 13 to which an anode voltage is applied and a fluorescent layer 14 formed on the inner surface of the transparent substrate 10, and the electron emitting section 1 and the light emitting section. In the field emission display device in which the parts 2 are arranged so as to face each other, the control electrode 9 having an opening 9a at a position corresponding to the cathode element 5 is isolated from the gate electrode 7 on the phosphor screen side. Constructed by forming through the layer 8.
【0016】この場合、上記制御電極9の開口部9aの
大きさを、ゲート電極7の開口部7aより大にするよう
にしてもよいし、この制御電極9の開口部9aを非点開
口にするようにしてもよい。また、制御電極9の開口部
9aを、ゲート電極7の開口部7aと同心円状に形成す
るようにしてもよい。In this case, the opening 9a of the control electrode 9 may be larger than the opening 7a of the gate electrode 7, or the opening 9a of the control electrode 9 may be an astigmatic opening. You may do it. Further, the opening 9a of the control electrode 9 may be formed concentrically with the opening 7a of the gate electrode 7.
【0017】[0017]
【作用】本発明に係る電界放出型ディスプレイ装置にお
いて、カットオフ電圧の調節を行う場合、まず、カソー
ドライン4にブラックレベルに相当する電圧を印加し、
ゲート電極7に固定電圧を印加する。この固定電圧は、
カソード素子5の製造ばらつき等を勘案して、カソード
素子5の先端から電子が放出されるだいたいの電圧に設
定しておく。この場合、ゲート電極7に固定電圧を印加
することから、カットオフ時におけるドライブ電圧、即
ちゲート電極に印加する電位とカソードラインに印加す
る電位との差を一定にすることができ、ゲート電極7に
電圧を供給するための回路構成が非常に簡単になる。In the field emission display device according to the present invention, when the cutoff voltage is adjusted, first, the voltage corresponding to the black level is applied to the cathode line 4,
A fixed voltage is applied to the gate electrode 7. This fixed voltage is
The voltage is set to about the voltage at which electrons are emitted from the tip of the cathode element 5 in consideration of manufacturing variations of the cathode element 5. In this case, since the fixed voltage is applied to the gate electrode 7, the drive voltage at the time of cutoff, that is, the difference between the potential applied to the gate electrode and the potential applied to the cathode line can be made constant. The circuit configuration for supplying a voltage to the circuit becomes very simple.
【0018】その後、制御電極9に印加する電圧を調整
して、そのディスプレイ装置におけるカットオフ電圧を
求める。即ち、制御電極9に印加する電圧のレベルを徐
々に上げることによって、カソード素子5の先端部分の
電界強度が強くなり、カソード素子5の先端から電子が
放出し始めるようになるため、このときの電圧をカット
オフ電圧とする。この制御電極9に印加する電圧の供給
系は、回路上、透明電極13に印加するアノード電圧、
ゲート電極7に印加する電圧及びカソードライン4に印
加する電圧の電圧供給系とは独立にすることができるた
め、その調整回路は、非常に簡単なもので済む。After that, the voltage applied to the control electrode 9 is adjusted to obtain the cutoff voltage in the display device. That is, by gradually increasing the level of the voltage applied to the control electrode 9, the electric field strength at the tip portion of the cathode element 5 becomes strong, and electrons start to be emitted from the tip of the cathode element 5. The voltage is the cutoff voltage. The supply system of the voltage applied to the control electrode 9 includes an anode voltage applied to the transparent electrode 13 on the circuit.
Since the voltage supply system for the voltage applied to the gate electrode 7 and the voltage applied to the cathode line 4 can be made independent, the adjusting circuit can be very simple.
【0019】また、この制御電極9に印加する電圧を調
節する調節手段を例えば調節つまみとしてディスプレイ
装置の外部に設置することにより、外部からブライトネ
ス調節を行いたいという使用者の要請に対応させること
ができる。Further, by installing an adjusting means for adjusting the voltage applied to the control electrode 9 outside the display device, for example, as an adjusting knob, it is possible to meet the user's request to adjust the brightness from the outside. it can.
【0020】[0020]
【実施例】以下、本発明に係る電界放出型ディスプレイ
装置の実施例(以下、単に実施例に係るディスプレイ装
置と記す)を図1〜図11を参照しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the field emission display device according to the present invention (hereinafter, simply referred to as a display device according to the embodiment) will be described below with reference to FIGS.
【0021】この実施例に係るディスプレイ装置は、図
1に示すように、電子放出部1と発光部2を有する。The display device according to this embodiment has an electron emitting portion 1 and a light emitting portion 2 as shown in FIG.
【0022】電子放出部1は、1枚のガラス基板3上に
形成された導電性のカソードライン4上に、それぞれ円
錐形状を有する多数のカソード素子5がマトリクス状に
配列・形成されており、更に、図2に示すように、これ
ら個々のカソード素子5を囲むように絶縁層6が形成さ
れ、この絶縁層6上に、カソード素子5と対応する箇所
に、電子引出し用の円形の開口7aを有するゲート電極
7が形成されて構成されている。そして、この実施例に
おいては、図示するように、このゲート電極7上に、絶
縁層8を介して第2の電極9が形成されている。上記絶
縁層8及び第2の電極9には、ゲート電極7に形成され
た開口7aと同じ大きさの開口8a及び9aが同心円状
に形成されている。In the electron emitting portion 1, a large number of cathode elements 5 each having a conical shape are arranged and formed in a matrix on a conductive cathode line 4 formed on one glass substrate 3. Further, as shown in FIG. 2, an insulating layer 6 is formed so as to surround these individual cathode elements 5, and a circular opening 7a for extracting electrons is formed on the insulating layer 6 at a position corresponding to the cathode element 5. The gate electrode 7 having the is formed. In this embodiment, as shown in the drawing, the second electrode 9 is formed on the gate electrode 7 with the insulating layer 8 interposed therebetween. The insulating layer 8 and the second electrode 9 are concentrically formed with openings 8a and 9a having the same size as the opening 7a formed in the gate electrode 7.
【0023】一方、発光部2は、1枚の透明ガラス基板
10の内面に、ストライプ状のカーボン膜11と積層膜
12とがそれぞれ内面の一方向に向かって互い違いに形
成されて構成された蛍光面を有する。積層膜12は、透
明ガラス基板10の内面上に形成された透明電極13と
この透明電極13上に形成された蛍光体層(蛍光体スト
ライプ)14とから構成されている。On the other hand, the light-emitting portion 2 has a structure in which the stripe-shaped carbon films 11 and the laminated films 12 are alternately formed on the inner surface of one transparent glass substrate 10 in one direction of the inner surface. Has a face. The laminated film 12 is composed of a transparent electrode 13 formed on the inner surface of the transparent glass substrate 10 and a phosphor layer (phosphor stripe) 14 formed on the transparent electrode 13.
【0024】そして、電子放射部1と発光部2とがそれ
ぞれ対向するように配されて本実施例に係るディスプレ
イ装置が構成される。なお、上記電子放出面と蛍光面間
の間隙は、真空に保持されている。Then, the electron emitting portion 1 and the light emitting portion 2 are arranged so as to face each other, and the display device according to the present embodiment is constructed. The gap between the electron emission surface and the fluorescent surface is held in vacuum.
【0025】また、このディスプレイ装置は、図示する
ように、カソード素子5を横方向にm個、縦方向にn
個、マトリクス状に配列させたものを1画素とし、1行
に関して例えばM個の画素を等ピッチに配し、更に縦方
向に例えばN個の行を等ピッチに配して、上記画素をマ
トリクス状に配列させて構成される。そして、例えば行
単位に共通のカソードライン4を配線し、列単位に共通
のゲート電極7を配線することにより、各行と各列との
交点に関する画素をそれぞれ独立に輝度変調させるよう
にしたものである。As shown in the figure, this display device has m cathode elements 5 in the horizontal direction and n in the vertical direction.
The pixels arranged in a matrix form are defined as one pixel, and for example, M pixels are arranged at an equal pitch for one row, and further, N rows are arranged at an equal pitch in the vertical direction, and the pixels are arranged in a matrix. It is arranged in a shape. Then, for example, by wiring the common cathode line 4 in units of rows and the common gate electrode 7 in units of columns, the pixels at the intersections of each row and each column can be independently brightness-modulated. is there.
【0026】このディスプレイ装置の動作時において
は、水平走査に関する画像信号に応じて各行のカソード
ライン4に印加される電圧が変化し、水平走査周波数に
応じて各列のゲート電極7に固定電位が印加される。即
ち、ゲート電極7に印加される固定電位は、画素を選択
する一種の選択信号の役割を果たし、画像信号に応じた
電位が印加されているカソードライン4におけるM個の
画素中、固定電位が供給されたゲート電極7に関する列
の画素が選択され、選択された画素の各カソード素子5
から蛍光面に電子が放出され、その画素に対応する部分
が発光することになる。During the operation of this display device, the voltage applied to the cathode line 4 of each row changes according to the image signal related to horizontal scanning, and the fixed potential is applied to the gate electrode 7 of each column according to the horizontal scanning frequency. Is applied. That is, the fixed potential applied to the gate electrode 7 serves as a kind of selection signal for selecting a pixel, and the fixed potential among the M pixels in the cathode line 4 to which the potential according to the image signal is applied is The pixels in the column related to the supplied gate electrode 7 are selected, and each cathode element 5 of the selected pixel is selected.
From this, electrons are emitted to the phosphor screen, and the portion corresponding to that pixel emits light.
【0027】そして、画像信号に応じて連続的に行及び
列を順次選択することによって、透明ガラス基板10に
画像信号に応じた画像が表示されることになる。Then, by successively selecting rows and columns in accordance with the image signal, an image corresponding to the image signal is displayed on the transparent glass substrate 10.
【0028】ここで、本実施例に係る第2の電極9は、
全画素上に連続形成するようにしてもよいし、ストライ
プ(ライン)状に形成するようにしてもよい。ライン状
に形成する場合、カソードライン4に沿って形成するよ
うにしてもよいし、ゲート電極7に沿って形成するよう
にしてもよい。図1の例は、第2の電極9をゲート電極
7に沿って形成した例を示す。Here, the second electrode 9 according to this embodiment is
It may be formed continuously on all pixels, or may be formed in a stripe (line) shape. When formed in a line shape, it may be formed along the cathode line 4 or may be formed along the gate electrode 7. The example of FIG. 1 shows an example in which the second electrode 9 is formed along the gate electrode 7.
【0029】次に、上記本実施例に係るディスプレイ装
置において、カットオフ電圧の調節を行う場合について
説明する。Next, the case where the cutoff voltage is adjusted in the display device according to the present embodiment will be described.
【0030】まず、透明電極にアノード電位(例えば2
00〜500Vの範囲で決定される固定電位)を印加
し、カソードライン4にブラックレベルに相当する電圧
(例えば50V)を印加し、ゲート電極7に固定電圧
(例えば50〜100Vの範囲で決定される固定電位)
を印加する。この固定電圧は、カソード素子5の製造ば
らつき等を勘案して、カソード素子5の先端から電子が
放出されるだいたいの電圧に設定しておく。この場合、
ゲート電極7に固定電圧を印加することから、カットオ
フ時におけるドライブ電圧、即ちゲート電極に印加する
電位とカソードラインに印加する電位との差を一定にす
ることができ、ゲート電極7に電圧を供給するための回
路構成が非常に簡単になる。First, an anode potential (for example, 2
A fixed potential determined in the range of 0 to 500V is applied, a voltage corresponding to a black level (for example, 50V) is applied to the cathode line 4, and a fixed voltage (determined in the range of 50 to 100V) is applied to the gate electrode 7. Fixed potential)
Is applied. This fixed voltage is set to a voltage at which electrons are emitted from the tip of the cathode element 5 in consideration of manufacturing variations of the cathode element 5. in this case,
Since the fixed voltage is applied to the gate electrode 7, the drive voltage at the cutoff, that is, the difference between the potential applied to the gate electrode and the potential applied to the cathode line can be made constant, and the voltage is applied to the gate electrode 7. The circuit configuration for supplying is greatly simplified.
【0031】その後、第2の電極9に印加する電圧(例
えば100〜200Vの範囲の電圧)を調整して、その
ディスプレイ装置におけるカットオフ電圧を求める。即
ち、図3に示すように、第2の電極9に印加する電圧の
レベルを徐々に上げることによって、カソード素子5の
先端部分の電界強度が強くなり(図の等電位線参照)、
カソード素子5の先端から電子eが放出し始めるように
なるため、このときの電圧をカットオフ電圧とする。こ
の第2の電極9に印加する電圧の供給系は、回路上、透
明電極13に印加するアノード電圧、ゲート電極7に印
加する電圧及びカソードライン4に印加する電圧の電圧
供給系とは独立にすることができるため、その調整回路
は、非常に簡単なもので済む。After that, the voltage applied to the second electrode 9 (for example, the voltage in the range of 100 to 200 V) is adjusted to obtain the cutoff voltage in the display device. That is, as shown in FIG. 3, by gradually increasing the level of the voltage applied to the second electrode 9, the electric field strength at the tip portion of the cathode element 5 becomes stronger (see equipotential lines in the figure).
Since the electrons e start to be emitted from the tip of the cathode element 5, the voltage at this time is taken as the cutoff voltage. The voltage supply system for the voltage applied to the second electrode 9 is independent of the voltage supply system for the anode voltage applied to the transparent electrode 13, the voltage applied to the gate electrode 7 and the voltage applied to the cathode line 4 in the circuit. Therefore, the adjustment circuit can be very simple.
【0032】なお、カソードライン4に供給される電圧
が画像信号の供給にともなって、マイナス方向(即ち、
0V方向)に振れた場合、そのマイナスに振れた分に相
当する電子eがカソード素子5の先端から放出されるこ
とになる。従って、カソードライン4に供給される信号
がマイナス方向に振れるほど蛍光面から発光する光の量
が増加し、輝度が高くなる。It should be noted that the voltage supplied to the cathode line 4 is in the negative direction (ie, as the image signal is supplied).
When it is swung in the 0 V direction, electrons e corresponding to the negative swing are emitted from the tip of the cathode element 5. Therefore, as the signal supplied to the cathode line 4 swings in the negative direction, the amount of light emitted from the phosphor screen increases and the brightness increases.
【0033】また、この第2の電極9に印加する電圧を
高くするほど、カソード素子5の先端における電界強度
が高くなって、電子eの放出量が多くなるため、発光輝
度が高くなる。従って、調節する調節手段を例えば調節
つまみとしてディスプレイ装置の外部に設置することに
より、外部からブライトネス調節を行いたいという使用
者の要請に対応させることができる。Further, as the voltage applied to the second electrode 9 is increased, the electric field strength at the tip of the cathode element 5 is increased and the amount of the emitted electrons e is increased, so that the emission brightness is increased. Therefore, by installing the adjusting means for adjusting, for example, as an adjusting knob on the outside of the display device, it is possible to meet the user's request to perform the brightness adjustment from the outside.
【0034】上記実施例でのカットオフ電圧の調整は、
ゲート電極7に固定電位を供給し、その後、第2の電極
9に印加する電圧を調整してカットオフ電圧を求めるよ
うにしたが、その他、通常の電界放出型ディスプレイ装
置に、本実施例に係る第2の電極9を絶縁層8を介して
形成し、ゲート電極7に供給される電圧及び第2の電極
9に供給される電圧を調整して、カットオフ電圧を求め
るようにしてもよい。The adjustment of the cutoff voltage in the above embodiment is as follows.
A fixed potential is supplied to the gate electrode 7 and then the voltage applied to the second electrode 9 is adjusted to obtain the cut-off voltage. The second electrode 9 may be formed via the insulating layer 8 and the cutoff voltage may be obtained by adjusting the voltage supplied to the gate electrode 7 and the voltage supplied to the second electrode 9. .
【0035】また、第2の電極9をライン単位に独立に
配線し、カットオフ電圧をライン毎に求めるようにして
もよい。この場合、カソード素子5の製造ばらつきによ
るライン毎のカットオフ電圧のばらつきを吸収すること
ができる。Alternatively, the second electrode 9 may be independently wired for each line, and the cutoff voltage may be obtained for each line. In this case, it is possible to absorb variations in the cutoff voltage for each line due to variations in manufacturing the cathode element 5.
【0036】次に、上記実施例に係るカソード素子5の
形成方法を図4及び図5の製造工程図に基づいて説明す
る。Next, a method of forming the cathode element 5 according to the above embodiment will be described with reference to the manufacturing process diagrams of FIGS.
【0037】まず、図4Aに示すように、ガラス基板3
上に導電性のカソードライン4を形成する。その後、カ
ソードライン4を含む全面に例えばSiO2等からなる
絶縁層6を形成し、この絶縁層6上に電子ビーム蒸着等
によって、薄膜のMo層7(後にゲート電極となる)を
形成する。その後、全面に上記絶縁層6とエッチング特
性の異なる絶縁層8を形成する。この場合、例えば上記
絶縁層6がSiO2膜であれば、例えばSiON(又は
SixOy)膜を形成する。そして、この絶縁層8上全
面に例えば電子ビーム蒸着等によって、薄膜のMo層9
(後に第2の電極となる)を形成する。First, as shown in FIG. 4A, the glass substrate 3
A conductive cathode line 4 is formed on top. After that, an insulating layer 6 made of, for example, SiO 2 is formed on the entire surface including the cathode line 4, and a thin Mo layer 7 (which will be a gate electrode later) is formed on the insulating layer 6 by electron beam evaporation or the like. After that, an insulating layer 8 having etching characteristics different from those of the insulating layer 6 is formed on the entire surface. In this case, if the insulating layer 6 is a SiO 2 film, for example, a SiON (or SixOy) film is formed. Then, a thin Mo layer 9 is formed on the entire surface of the insulating layer 8 by, for example, electron beam evaporation.
(To be the second electrode later) is formed.
【0038】次に、図4Bに示すように、PMMA(Po
ly-Methyl-Methacrylate)等の電子線レジスト膜21を
例えばスピンコート法を用いて塗布する。その後、露光
・現像処理を施して、電子線レジスト膜21に開口21
aを形成する。その後、開口21下の積層膜(Mo層9
−絶縁層8−Mo層7)をそれぞれ反応ガスを変えなが
らドライエッチングして下層の絶縁層6まで達する開口
22(9a,8a,7a)を形成する。Next, as shown in FIG. 4B, PMMA (Po
An electron beam resist film 21 such as ly-Methyl-Methacrylate) is applied by, for example, a spin coating method. After that, an exposure / development process is performed to form an opening 21 in the electron beam resist film 21.
a is formed. After that, the laminated film under the opening 21 (Mo layer 9
-Insulating layer 8-Mo layer 7) is dry-etched while changing the reaction gas to form openings 22 (9a, 8a, 7a) reaching the lower insulating layer 6.
【0039】次に、図4Cに示すように、開口22から
露出する絶縁層6を等方性エッチング、例えばフッ化水
素酸溶液等の湿式エッチングにて除去して絶縁層6に開
口23を形成する。Next, as shown in FIG. 4C, the insulating layer 6 exposed from the opening 22 is removed by isotropic etching, for example, wet etching using a hydrofluoric acid solution or the like to form an opening 23 in the insulating layer 6. To do.
【0040】次に、図5Aに示すように、回転軸Xを中
心としてガラス基板3を回転させながら、一定の傾斜角
θにてAlを蒸着させる。このとき、上層のMo層9上
にAl層24が蒸着される。このとき、Mo層9の開口
内縁にもAl層24が蒸着されるため、この蒸着量を制
御することにより、Mo層9の開口9aの径を任意に小
さくすることができる。なお、傾斜角θは、本例では、
θ=20〜30°とした。Next, as shown in FIG. 5A, Al is vapor-deposited at a constant inclination angle θ while rotating the glass substrate 3 about the rotation axis X. At this time, the Al layer 24 is vapor-deposited on the upper Mo layer 9. At this time, since the Al layer 24 is vapor-deposited also on the inner edge of the opening of the Mo layer 9, the diameter of the opening 9a of the Mo layer 9 can be arbitrarily reduced by controlling the vapor deposition amount. The inclination angle θ is, in this example,
θ = 20 to 30 °.
【0041】次に、図5Bに示すように、回転軸Xを中
心としてガラス基板3を回転させながら、ガラス基板3
に対して垂直にMoを電子ビーム蒸着等によって蒸着す
る。このとき、Moは、Al層24上及び下層のカソー
ドライン4上だけでなく、Al層24の側面にも堆積さ
れるため、Mo層9における開口9aの径は、Mo層2
5の堆積に伴って徐々に小さくなる。この開口9aの径
の減少に従って、カソードライン4上に堆積されるMo
層25の蒸着範囲も小さくなっていくため、カソードラ
イン4上には、ほぼ円錐形状のカソード素子5が形成さ
れる。Next, as shown in FIG. 5B, while rotating the glass substrate 3 about the rotation axis X, the glass substrate 3 is rotated.
Mo is vapor-deposited perpendicularly with respect to the substrate by electron beam vapor deposition. At this time, Mo is deposited not only on the Al layer 24 and on the cathode line 4 of the lower layer, but also on the side surface of the Al layer 24. Therefore, the diameter of the opening 9a in the Mo layer 9 is equal to that of the Mo layer 2
It gradually becomes smaller with the accumulation of No. 5. As the diameter of the opening 9a decreases, Mo deposited on the cathode line 4
Since the vapor deposition range of the layer 25 also becomes smaller, a substantially conical cathode element 5 is formed on the cathode line 4.
【0042】次に、図2に示すように、上記Al層24
を例えばNaOH水溶液による湿式エッチングにて除去
することにより、Al層24の上面及びAl層24の側
面に形成されていたMo層25がAl層24と共に除去
され(リフトオフ)、図示するように、絶縁層6で囲ま
れた円錐形状のカソード素子5と、この絶縁層5上に順
次積層されたMo層からなるゲート電極7及び第2の電
極9を得る。Next, as shown in FIG. 2, the Al layer 24 is formed.
Of the Mo layer 25 formed on the upper surface of the Al layer 24 and the side surface of the Al layer 24 together with the Al layer 24 (lift-off), and the insulating layer is removed as shown in the figure. The conical cathode element 5 surrounded by the layer 6, and the gate electrode 7 and the second electrode 9 composed of the Mo layer sequentially laminated on the insulating layer 5 are obtained.
【0043】そして、発光部2を位置決め対向させて真
空引きすることにより、本実施例に係るディスプレイ装
置が完成する。Then, the light emitting section 2 is positioned and opposed to each other and vacuumed to complete the display device according to the present embodiment.
【0044】次に、この実施例に係るディスプレイ装置
のいくつかの変形例を図6〜図11に基づいて説明す
る。Next, some modifications of the display device according to this embodiment will be described with reference to FIGS.
【0045】図6及び図7に示すディスプレイ装置は、
第1の変形例を示すもので、上記実施例に係るディスプ
レイ装置とほぼ同じ構成を有するが、第2の電極9に形
成する開口9aを矩形状とした点で異なる。図示の例で
は、第2の電極9の開口9aの形状をほぼ正方形状と
し、その辺の長さをゲート電極7の開口7aの径よりも
大にした例を示す。The display device shown in FIG. 6 and FIG.
The first modification shows the same configuration as the display device according to the above-described embodiment, except that the opening 9a formed in the second electrode 9 is rectangular. In the illustrated example, the opening 9a of the second electrode 9 has a substantially square shape, and the length of its side is larger than the diameter of the opening 7a of the gate electrode 7.
【0046】この第1の変形例によれば、上記実施例の
場合と同様に、カットオフ電圧の調節を簡単な回路構成
で行うことができ、製造コストの低廉化を図ることがで
きると共に、外部からブライトネス調節を行うことがで
きる。According to the first modification, the cutoff voltage can be adjusted with a simple circuit configuration, as in the case of the above embodiment, and the manufacturing cost can be reduced. Brightness can be adjusted externally.
【0047】次に、図8及び図9に示すディスプレイ装
置は、第2の変形例を示すもので、上記実施例に係るデ
ィスプレイ装置とほぼ同じ構成を有するが、第2の電極
9に形成する開口9aを楕円状とした点で異なる。図示
の例では、蛍光面のストライプの方向を長軸とする楕円
形状であり、その長軸の長さは、ゲート電極7の開口7
aの径のほぼ2倍とされ、短軸の長さは、ゲート電極7
の開口7aの径とほぼ同等とされている。Next, the display device shown in FIGS. 8 and 9 shows a second modified example, which has almost the same structure as the display device according to the above-mentioned embodiment, but is formed on the second electrode 9. The difference is that the opening 9a is elliptical. In the illustrated example, the fluorescent surface has an elliptical shape whose major axis is the direction of the stripe, and the major axis has a length of the opening 7 of the gate electrode 7.
The diameter of the a is approximately twice the diameter of a and the length of the short axis is
The diameter is substantially equal to the diameter of the opening 7a.
【0048】この第2の変形例によれば、第2の電極9
の非点開口9aがつくりだす電界によって、電子ビーム
が蛍光体層14のストライプ方向と垂直な方向へ拡がる
のを抑えることができ、電子ビームが隣の色の蛍光体層
14を発光させて色純度を劣化させるという不都合がな
くなる。その結果、カソード素子5の形成密度を高めて
も、上記色純度の問題がなくなるため、カソード素子5
の高密度化を図ることができ、発光効率の向上を図るこ
とができる。また、走査線の切れ目を隠すことが可能と
なる。According to this second modification, the second electrode 9
It is possible to prevent the electron beam from spreading in the direction perpendicular to the stripe direction of the phosphor layer 14 due to the electric field created by the astigmatic opening 9a, and the electron beam causes the phosphor layer 14 of the adjacent color to emit light, thereby achieving color purity. There is no inconvenience of deteriorating. As a result, even if the formation density of the cathode elements 5 is increased, the problem of the color purity is eliminated, so that the cathode elements 5
The density can be increased, and the luminous efficiency can be improved. In addition, it becomes possible to hide the break of the scanning line.
【0049】また、電子ビームの蛍光体ストライプ方向
と垂直な方向への拡がりを抑えることができるため、カ
ーボン層11への電子ビームの照射を少なくすることが
でき、カーボン層11への電荷のチャージアップを抑制
することができ、ディスプレイ装置自体の信頼性を図る
ことができる。Further, since the spread of the electron beam in the direction perpendicular to the phosphor stripe direction can be suppressed, the irradiation of the electron beam on the carbon layer 11 can be reduced, and the carbon layer 11 can be charged with electric charges. Up can be suppressed, and the reliability of the display device itself can be improved.
【0050】上記第2の変形例においては、第2の電極
9の開口9aの形状を楕円状としたが、その他、図10
に示すように、長方形状としても同じ効果を得ることが
できる。図示の例では、蛍光面のストライプの方向を長
辺とする長方形状であり、その長辺の長さは、ゲート電
極7の開口7aの径のほぼ3倍とされ、短辺の長さは、
ゲート電極7の開口7aの径とほぼ同等とされている。In the second modification, the opening 9a of the second electrode 9 has an elliptical shape.
The same effect can be obtained by using a rectangular shape as shown in FIG. In the illustrated example, the fluorescent surface has a rectangular shape having long sides in the stripe direction, the length of the long side is approximately three times the diameter of the opening 7a of the gate electrode 7, and the length of the short side is ,
The diameter is substantially equal to the diameter of the opening 7a of the gate electrode 7.
【0051】また、上記図8〜図10で示す例では、上
記第2の電極9における非点開口9aを、ゲート電極7
の開口7a1つに対して1つ設けた例を示したが、その
他、図11に示すように、第2の電極9の開口9aを、
蛍光体層14のストライプ方向に沿った1列のゲート電
極7の開口7aの並びに対してスリット状に形成しても
同じ効果を得ることができる。In the examples shown in FIGS. 8 to 10, the astigmatic opening 9a in the second electrode 9 is formed in the gate electrode 7
Although an example in which one opening 7a is provided for each opening 7a, the opening 9a of the second electrode 9 is provided as shown in FIG.
The same effect can be obtained by forming the openings 7a of the gate electrodes 7 in a row along the stripe direction of the phosphor layer 14 in a slit shape.
【0052】[0052]
【発明の効果】上述のように、本発明に係る電界放出型
ディスプレイ装置によれば、カソード素子と対応する箇
所に開口部を有する制御電極を、ゲート電極よりも蛍光
面側に、絶縁層を介して形成するようにしたので、カッ
トオフ電圧の調節を簡単な回路構成で行うことができ、
製造コストの低廉化を図ることができると共に、外部か
らブライトネス調節を行うことができる。As described above, according to the field emission display device of the present invention, the control electrode having the opening portion at the location corresponding to the cathode element is provided with the insulating layer on the phosphor screen side of the gate electrode. Since it is formed through, it is possible to adjust the cutoff voltage with a simple circuit configuration,
The manufacturing cost can be reduced, and the brightness can be adjusted from the outside.
【図1】本発明に係る電界放出型ディスプレイ装置の実
施例(以下、単に実施例に係るディスプレイ装置と記
す)の要部を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a main part of an embodiment of a field emission display device according to the present invention (hereinafter, simply referred to as a display device according to the embodiment).
【図2】本実施例に係るディスプレイ装置の要部を示す
断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of the display device according to the present embodiment.
【図3】本実施例に係る第2の電極への電圧印加による
電子の放出を等電位線と共に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing emission of electrons by applying a voltage to a second electrode according to the present embodiment together with equipotential lines.
【図4】本実施例に係るカソード素子の形成方法を示す
製造工程図である(その1)。FIG. 4 is a manufacturing process diagram (1) showing the method for forming the cathode element according to the present embodiment.
【図5】本実施例に係るカソード素子の形成方法を示す
製造工程図である(その2)。FIG. 5 is a manufacturing process diagram showing the method of forming the cathode element according to the present embodiment (No. 2).
【図6】本実施例の第1の変形例に係るディスプレイ装
置の要部を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a main part of a display device according to a first modification of the present embodiment.
【図7】本実施例の第1の変形例に係るディスプレイ装
置の要部を示すもので、同図Aは断面図、同図Bは平面
図である。FIG. 7 shows a main part of a display device according to a first modified example of the present embodiment, FIG. 7A is a sectional view, and FIG. 7B is a plan view.
【図8】本実施例の第2の変形例に係るディスプレイ装
置の要部を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a main part of a display device according to a second modification of the present embodiment.
【図9】本実施例の第2の変形例に係るディスプレイ装
置の要部を示すもので、同図Aは断面図、同図Bは平面
図である。9A and 9B show a main part of a display device according to a second modified example of the present embodiment, where FIG. 9A is a sectional view and FIG. 9B is a plan view.
【図10】本実施例の第2の変形例に係るディスプレイ
装置の他の構成を示すもので、同図Aは断面図、同図B
は平面図である。FIG. 10 shows another configuration of the display device according to the second modification of the present embodiment, where FIG. 10A is a sectional view and FIG.
Is a plan view.
【図11】本実施例の第2の変形例に係るディスプレイ
装置の他の構成を示すもので、同図Aは断面図、同図B
は平面図である。FIG. 11 shows another configuration of the display device according to the second modification of the present embodiment, where FIG. 11A is a sectional view and FIG.
Is a plan view.
【図12】従来例に係るディスプレイ装置の要部を示す
斜視図である。FIG. 12 is a perspective view showing a main part of a display device according to a conventional example.
1 電子放射部 2 発光部 3 ガラス基板 4 カソードライン 5 カソード素子 6,8 絶縁層 7 ゲート電極 7a ゲート電極の開口 9 第2の電極 9a 第2の電極の開口 10 透明ガラス基板 11 カーボン膜 12 積層膜 13 透明電極 14 蛍光体層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electron emission part 2 Light emission part 3 Glass substrate 4 Cathode line 5 Cathode element 6,8 Insulating layer 7 Gate electrode 7a Gate electrode opening 9 Second electrode 9a Second electrode opening 10 Transparent glass substrate 11 Carbon film 12 Laminate Membrane 13 Transparent electrode 14 Phosphor layer
Claims (4)
イン上に、それぞれ円錐形を有する多数のカソード素子
がマトリクス状に配列・形成され、個々の上記カソード
素子を囲むように絶縁層が形成され、この絶縁層上に、
上記カソード素子と対応する箇所に電子引出し用の開口
部を有するゲート電極が形成されてなる電子放出部と、 透明基板の内面に、アノード電位が印加される透明電極
と蛍光体層とからなる蛍光面が形成された発光部とを有
し、 上記電子放射部と上記発光部とがそれぞれ対向するよう
に配されてなる電界放出型ディスプレイ装置において、 上記カソード素子と対応する箇所に開口部を有する制御
電極が、上記ゲート電極よりも上記蛍光面側に、絶縁層
を介して形成されていることを特徴とする電界放出型デ
ィスプレイ装置。1. A large number of conical cathode elements are arranged and formed in a matrix on a conductive cathode line formed on a substrate, and an insulating layer is formed so as to surround each of the cathode elements. On this insulating layer,
An electron-emitting portion having a gate electrode having an opening for electron extraction formed at a position corresponding to the cathode element, and a fluorescent material including a transparent electrode to which an anode potential is applied and a phosphor layer on the inner surface of the transparent substrate. A field emission display device having a light emitting portion having a surface formed thereon, and the electron emitting portion and the light emitting portion being arranged to face each other, and having an opening portion at a position corresponding to the cathode element. A field emission display device, wherein a control electrode is formed on the phosphor screen side of the gate electrode with an insulating layer interposed therebetween.
ゲート電極の開口部より大であることを特徴とする請求
項1記載の電界放出型ディスプレイ装置。2. The field emission display device according to claim 1, wherein the size of the opening of the control electrode is larger than the size of the opening of the gate electrode.
ことを特徴とする請求項1又は2記載の電界放出型ディ
スプレイ装置。3. The field emission display device according to claim 1, wherein the opening of the control electrode is an astigmatic opening.
極の開口部と同心円状に形成されていることを特徴とす
る請求項1又は2記載の電界放出型ディスプレイ装置。4. The field emission display device according to claim 1, wherein the opening of the control electrode is formed concentrically with the opening of the gate electrode.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30058692A JP3240710B2 (en) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | Field emission display device |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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Publication Number | Publication Date |
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JPH06131996A true JPH06131996A (en) | 1994-05-13 |
JP3240710B2 JP3240710B2 (en) | 2001-12-25 |
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JP30058692A Expired - Fee Related JP3240710B2 (en) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | Field emission display device |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101009975B1 (en) * | 2003-12-17 | 2011-01-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | Field emission display device with grid electrode |
EP2529206A1 (en) * | 2010-01-29 | 2012-12-05 | Hewlett Packard Development Company, L.P. | Sensing devices |
-
1992
- 1992-10-14 JP JP30058692A patent/JP3240710B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101009975B1 (en) * | 2003-12-17 | 2011-01-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | Field emission display device with grid electrode |
EP2529206A1 (en) * | 2010-01-29 | 2012-12-05 | Hewlett Packard Development Company, L.P. | Sensing devices |
EP2529206A4 (en) * | 2010-01-29 | 2013-06-19 | Hewlett Packard Development Co | Sensing devices |
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