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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|---|---|---|---|
| JP30058692A JP3240710B2 (en) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | Field emission display device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06131996A true JPH06131996A (en) | 1994-05-13 |
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Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3240710B2 (en) |
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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