JPH0969332A - Field emission type of display element - Google Patents
Field emission type of display elementInfo
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- JPH0969332A JPH0969332A JP24512495A JP24512495A JPH0969332A JP H0969332 A JPH0969332 A JP H0969332A JP 24512495 A JP24512495 A JP 24512495A JP 24512495 A JP24512495 A JP 24512495A JP H0969332 A JPH0969332 A JP H0969332A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、表示素子、特に、
電子源として電界放出アレイを採用した電界放出型表示
素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a display device, particularly
The present invention relates to a field emission display device that employs a field emission array as an electron source.
【０００２】[0002]
【従来の技術】金属または半導体表面の印加電界を１０
9 ［V/m ］程度にすると、トンネル効果により電子が障
壁を通過して常温でも真空中に電子放出が行われる。こ
の現象は電界放出（Field Emission）現象と呼ばれ、古
くから知られている現象であるが、このような原理を利
用して電子を放出するカソードを電界放出カソード（Fi
eld Emission Cathode）と呼んでいる。近年、半導体微
細加工技術を駆使して、ミクロンサイズの前記電界放出
カソードの作成が可能となり、この電界放出カソードを
基板上に多数形成することにより、面放出型の電界放出
アレイを作成することが可能となっている。このような
電界放出アレイを電子源として使用した電界放出型表示
素子（Field Emission Display ; FED）が開発されてい
る。2. Description of the Related Art The applied electric field on the surface of a metal or semiconductor is reduced to 10
At about 9 [V / m 2], electrons pass through the barrier due to the tunnel effect and are emitted in a vacuum even at room temperature. This phenomenon is called a field emission phenomenon and is a phenomenon that has been known for a long time. The cathode that emits electrons using such a principle is called a field emission cathode (Fi
eld Emission Cathode). In recent years, it has become possible to make micron-sized field emission cathodes by making full use of semiconductor microfabrication technology. By forming a large number of field emission cathodes on a substrate, it is possible to make a surface emission type field emission array. It is possible. A field emission display (FED) using such a field emission array as an electron source has been developed.
【０００３】図６は、このような電界放出型表示素子
（FED ）の一例の断面図である。図示するように、この
表示素子は、所定間隔をもって対向配置されたアノード
基板１００とカソード基板１０３とから構成されてい
る。そして、アノード基板１００には、例えば導電性酸
化インジウム（ITO ）により形成された透明のアノード
電極１０１が設けられているとともに、このアノード電
極１０１の上には、蛍光体１０２がストライプ状に形成
されている。この蛍光体１０２の各ストライプ１０２−
１、１０２−４・・・は、３原色のうちの例えば赤色
（Ｒ）の蛍光体からなり、ストライプ１０２−２、１０
２−５・・・は例えば緑色（Ｇ）の蛍光体からなり、さ
らに、ストライプ１０２−３、１０２−６・・・は例え
ば青色（Ｂ）の蛍光体からなっている。このように、蛍
光体１０２の各ストライプ１０２−１、１０２−２、１
０２−３・・・は２つおきに同じ色の蛍光体とされてい
る。FIG. 6 is a sectional view of an example of such a field emission display element (FED). As shown in the figure, this display element is composed of an anode substrate 100 and a cathode substrate 103 which are arranged to face each other with a predetermined interval. The anode substrate 100 is provided with a transparent anode electrode 101 formed of, for example, conductive indium oxide (ITO), and phosphors 102 are formed in stripes on the anode electrode 101. ing. Each stripe 102 of this phosphor 102-
1, 102-4, ... Are made of, for example, a red (R) phosphor among the three primary colors, and stripes 102-2, 10-4.
2-5 ... Are made of, for example, a green (G) phosphor, and the stripes 102-3, 102-6 ... Are made of, for example, a blue (B) phosphor. Thus, each stripe 102-1, 102-2, 1 of the phosphor 102 is
Every other number 02-3 ... Is a phosphor of the same color.
【０００４】一方、カソード基板１０３の上には、スパ
ッタ等によりストライプ状に形成されたカソード電極１
０４と、その上に複数形成された円錐状のエミッタコー
ン１０５と、このエミッタコーン１０５の先端近傍に形
成されたゲート電極１０６とから構成されるスピント
（Spindt）型と呼ばれる電界放出アレイ１０７が複数個
形成されている。図８に、カソード基板１０３の平面図
を示し、これらの各構成要素が配列されている様子を示
す。On the other hand, on the cathode substrate 103, the cathode electrodes 1 formed in a stripe shape by sputtering or the like.
04, a plurality of conical emitter cones 105 formed thereon, and a gate electrode 106 formed in the vicinity of the tip of the emitter cone 105, a plurality of field emission arrays 107 called Spindt type. Individually formed. FIG. 8 shows a plan view of the cathode substrate 103 and shows how these respective constituent elements are arranged.
【０００５】図８に示すように、カソード基板１０３上
に複数のカソードストライプ１０４−１、１０４−２、
１０４−３・・・からなるカソード電極１０４が形成さ
れている。また、ゲート電極１０６もストライプ状に形
成されており、各ゲートストライプ１０６−１、１０６
−２、１０６−３・・・は前記カソードストライプ１０
４−１、１０４−２・・・に直交するように配置されて
いる。そして、各カソードストライプ１０４−１、１０
４−２、１０４−３・・・と各ゲートストライプ１０６
−１、１０６−２、１０６−３・・・との交差部には、
前述した電界放出アレイ１０７がマトリックス状に配列
されている。As shown in FIG. 8, a plurality of cathode stripes 104-1, 104-2, and
A cathode electrode 104 composed of 104-3 ... Is formed. The gate electrode 106 is also formed in a stripe shape, and each of the gate stripes 106-1 and 106 is
2, 106-3, ... Are the cathode stripes 10.
Are arranged so as to be orthogonal to 4-1, 104-2, .... Then, each cathode stripe 104-1, 10
4-2, 104-3 ... and each gate stripe 106
-1, 106-2, 106-3 ...
The above-mentioned field emission array 107 is arranged in a matrix.
【０００６】そして、このカソード基板１０３に所定間
隔をもってアノード基板１００が対向配置される。この
とき、該アノード基板１００に設けられている前記蛍光
体１０２の各ストライプ１０２−１、１０２−２、１０
２−３・・・が、各カソードストライプ１０４−１、１
０４−２、１０４−３・・・とそれぞれ重なり合うよう
になされ、例えば、赤色（Ｒ）の蛍光体ストライプ１０
２−１がカソードストライプ１０４−１の上方に、緑色
（Ｇ）の蛍光体ストライプ１０２−２がカソードストラ
イプ１０４−２の上方に、また、青色（Ｂ）の蛍光体ス
トライプ１０２−３がカソードストライプ１０４−３の
上方に、というように配置される。Then, the anode substrate 100 is opposed to the cathode substrate 103 with a predetermined gap. At this time, the stripes 102-1, 102-2, 10 of the phosphor 102 provided on the anode substrate 100 are formed.
2-3 ... is each cathode stripe 104-1, 1
04-2, 104-3 ... Are overlapped with each other, for example, a red (R) phosphor stripe 10
2-1 is above the cathode stripe 104-1, green (G) phosphor stripe 102-2 is above the cathode stripe 104-2, and blue (B) phosphor stripe 102-3 is the cathode stripe. It is arranged above 104-3, and so on.
【０００７】なお、以上の説明においては、蛍光体１０
２はストライプ状に形成されているものとして説明した
が、蛍光体１０２は、前記各電界放出アレイ１０７の上
部にドット状に形成して配置してもよい。この場合に
は、ストライプ状に設けた場合と比較して、各発光ドッ
トの大きさを制限することができるという特徴を有して
いる。In the above description, the phosphor 10 is used.
Although 2 is described as being formed in a stripe shape, the phosphor 102 may be formed and arranged in a dot shape on each field emission array 107. In this case, the size of each light emitting dot can be limited as compared with the case of providing the stripe shape.
【０００８】さて、前記エミッタコーン１０５間のピッ
チは１０μｍ以下の寸法で作成することができ、このよ
うなエミッタコーン１０５が数万〜数１０万個、１枚の
カソード基板上１０３上に設けられている。そして、こ
の電界放出アレイ１０７においては、ゲート・エミッタ
コーン間の距離をサブミクロン単位とすることができる
ため、ゲート・エミッタコーン間に僅か数１０ボルトの
電圧ＶGEを印加することによりエミッタコーン１０５か
ら電子を電界放出することができるものである。そし
て、アノード電極１０１に正電圧ＶA を印加しておくこ
とにより、該エミッタコーン１０５から電界放出された
電子をアノード電極１０１により捕集し、該アノード電
極に付着された蛍光体が発光表示されるものである。The pitch between the emitter cones 105 can be made to be 10 μm or less, and tens of thousands to hundreds of thousands of such emitter cones 105 are provided on one cathode substrate 103. ing. Further, in this field emission array 107, since the distance between the gate and the emitter cone can be set to the submicron unit, the emitter cone 105 can be applied by applying a voltage V GE of only several tens of volts between the gate and the emitter cone. The electron can be field-emitted. Then, by applying a positive voltage V A to the anode electrode 101, the electrons field-emitted from the emitter cone 105 are collected by the anode electrode 101, and the fluorescent substance attached to the anode electrode is luminescently displayed. It is something.
【０００９】そこで、まず、カソードストライプ１０４
−１を選択し、ゲート電極１０６にＲの色に対応する画
像信号を供給する。これにより、該カソードストライプ
１０４−１上の電界放出アレイ１０７からそれぞれの画
像信号に対応した量の電子が放出され、それらの上に配
置されている蛍光体ストライプ１０２−１のＲ色の蛍光
体が発光される。次に、カソードストライプ１０４−２
を選択し、ゲート電極１０６にＧの色に対応する画像信
号を印加して、カソードストライプ１０４−２上の電界
放出アレイ１０７から電子を放出させて蛍光体ストライ
プ１０２−２によりＧの色の画像を発光表示させ、続い
て、カソードストライプ１０４−３を選択し、ゲート電
極１０６にＢの色の画像信号を供給することにより、蛍
光体ストライプ１０２−３によりＢの色の画像を発光表
示させる。以下、同様にして、カソードストライプ１０
４−４、１０４−５・・・の順に順次駆動し、３原色カ
ラーの画像が発光表示される。Therefore, first, the cathode stripe 104
-1 is selected and the image signal corresponding to the color R is supplied to the gate electrode 106. As a result, the field emission array 107 on the cathode stripe 104-1 emits electrons in an amount corresponding to each image signal, and the R-color phosphor of the phosphor stripe 102-1 arranged above them. Is emitted. Next, cathode stripe 104-2
Image signal corresponding to the G color is applied to the gate electrode 106 to cause electrons to be emitted from the field emission array 107 on the cathode stripe 104-2 to cause the fluorescent stripe 102-2 to emit a G color image. Then, the cathode stripe 104-3 is selected, and the B color image signal is supplied to the gate electrode 106, so that the phosphor stripe 102-3 causes the B color image to be emitted and displayed. Hereinafter, similarly, the cathode stripe 10
.. are sequentially driven in the order of 4-4, 104-5 ,.
【００１０】また、前記図６に示した表示素子は、アノ
ード基板１００に形成されているアノード電極１０１が
単一の電極として形成され、各色の蛍光体ストライプに
対向して配置されたカソードストライプを順次選択して
駆動することにより、カラー画像を表示するタイプのも
のであるが、他の方法によっても、カラー画像を表示す
ることができるものである。このような表示素子の構成
例を図７に示す。Further, in the display device shown in FIG. 6, the anode electrode 101 formed on the anode substrate 100 is formed as a single electrode, and a cathode stripe arranged facing the phosphor stripe of each color. Although it is a type that displays a color image by sequentially selecting and driving it, it is also possible to display a color image by other methods. An example of the structure of such a display element is shown in FIG.
【００１１】図７において、図６と同一の構成要素には
同一の番号を付して、その説明は省略する。この図７に
示した表示素子は、アノード電極１０１がストライプ状
に形成されている点で、図６に示したものと相違してい
る。そして、各アノードストライプ１０１−１、１０１
−２、１０２−３・・・には、それぞれ、Ｒ，Ｇ，Ｂに
対応した蛍光体１０２−１、１０２−２、１０２−３・
・・が付着されており、同色の蛍光体１０２が付着され
ているアノードストライプは、相互に接続されて、各色
に共通のアノード配線１１０−１〜３に接続されてい
る。例えば、Ｒ色の蛍光体が付着されたアノードストラ
イプ１０１−１、１０１−４・・・は、アノード電極ラ
イン１１０−１に接続され、Ｇ色の蛍光体が付着された
アノードストライプ１０１−２、１０１ー５・・・はア
ノード電極ライン１１０−２に接続され、Ｂ色の蛍光体
が付着されたアノードストライプ１０１−３、１０１−
６・・・はアノード電極ライン１１０−３に接続されて
いる。In FIG. 7, the same components as those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The display element shown in FIG. 7 is different from that shown in FIG. 6 in that the anode electrode 101 is formed in a stripe shape. Then, the anode stripes 101-1 and 101
-, 102-3, ..., Phosphors 102-1, 102-2, 102-3 ... Corresponding to R, G, B, respectively.
.. are attached, and the anode stripes to which the phosphors 102 of the same color are attached are connected to each other and to the anode wirings 110-1 to 110-3 common to the respective colors. For example, the anode stripes 101-1, 101-4, ... To which the R color phosphor is attached are connected to the anode electrode line 110-1, and the anode stripe 101-2 to which the G color phosphor is attached, Are connected to the anode electrode line 110-2, and the anode stripes 101-3 and 101- to which the phosphor of B color is attached.
6 are connected to the anode electrode line 110-3.
【００１２】また、図示するように、カソードストライ
プ１０４−１、１０４−２・・・は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３本
のアノードストライプ１０１−１〜１０１−３、１０１
−４〜１０１−５・・・毎に対応して設けられている。
そして、例えば、カソードストライプ１０４−１が選択
駆動されているときに、アノード電極ライン１１０−１
を駆動しゲート電極にＲ色の画像データを印加してＲ色
の画像を表示させる。次いで、アノード電極ライン１１
０−２を駆動しゲート電極にＧ色の画像データを供給し
てＧ色の画像を表示させ、さらに、アノード電極ライン
１１０−３を駆動してＢ色の画像を表示させるというよ
うに、アノード電極を順次走査することによって、カラ
ー画像を表示するものである。なお、このタイプの表示
素子においても、電界放出アレイはマトリックス状に配
置されている。Further, as shown in the figure, the cathode stripes 104-1, 104-2, ... Are three anode stripes 101-1 to 101-3, 101 of R, G and B.
-4 to 101-5 ...
Then, for example, when the cathode stripe 104-1 is selectively driven, the anode electrode line 110-1
Is driven to apply R color image data to the gate electrode to display an R color image. Then, the anode electrode line 11
0-2 is driven to supply G color image data to the gate electrode to display a G color image, and further, the anode electrode line 110-3 is driven to display a B color image. A color image is displayed by sequentially scanning the electrodes. Also in this type of display element, the field emission arrays are arranged in a matrix.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】前述したＦＥＤは、高
輝度でちらつきがない平面型ディスプレイであるが、デ
ィスプレイ装置においては、常に、より高精細度のもの
とすることが求められている。また、前述したアノード
電極が単一の電極として形成されたタイプのものは、ア
ノード電極の走査をしていないために、アノード電圧を
高くすることができ、輝度を上げることができるという
特徴を有するものであるが、エミッタコーン１０５から
放出された電子はある拡がりをもって放出されるため
に、隣接している蛍光体が漏れ発光をすることがあり、
色がにじむという欠点を有している。Although the above-mentioned FED is a flat display having high brightness and no flicker, the display device is always required to have higher definition. Further, the above-mentioned type in which the anode electrode is formed as a single electrode is characterized in that the anode voltage can be increased and the brightness can be increased because the anode electrode is not scanned. However, since the electrons emitted from the emitter cone 105 are emitted with a certain spread, the adjacent phosphor may leak and emit light.
It has the drawback of bleeding in color.
【００１４】さらに、前述したアノードストライプを駆
動するタイプのものは、アノード電極の走査を行って、
比較的高電圧であるアノード電圧をスイッチングしてい
るものであるから、アノード電極において絶縁破壊が生
じる恐れがあり、あまり高いアノード電圧を使用するこ
とができない。したがって、発光輝度を十分に上げるこ
とができないという問題点があった。さらにまた、蛍光
体はその発光色により発光輝度に差があるという問題点
を有しており、高品質のフルカラー表示を行う為には、
各３原色の輝度を調整することが必須要件となる。Further, the above-mentioned type of driving the anode stripe scans the anode electrode,
Since the anode voltage, which is a relatively high voltage, is being switched, dielectric breakdown may occur at the anode electrode, and a too high anode voltage cannot be used. Therefore, there is a problem that the emission brightness cannot be sufficiently increased. Furthermore, the phosphor has a problem that there is a difference in emission brightness depending on its emission color, and in order to perform high-quality full-color display,
Adjusting the brightness of each of the three primary colors is an essential requirement.
【００１５】そこで、本発明は高精細度、高輝度、か
つ、漏れ発光がない高品質の画像を表示することができ
る表示素子を提供することを目的としている。Therefore, an object of the present invention is to provide a display device capable of displaying a high-definition, high-luminance, high-quality image without leakage light emission.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の電界放出型表示素子は、カソード基板と、
前記カソード基板上に形成され、隣接する電界放出アレ
イのゲート電極によりその周囲が取り囲まれるように千
鳥状に配列された複数個の電界放出アレイと、前記カソ
ード基板に所定間隔をもって対向配置されているアノー
ド基板と、該アノード基板上に形成されたアノード電極
と、該アノード電極上に前記各電界放出アレイにそれぞ
れ対向するように形成された３原色のうちのいずれかの
色を発光する蛍光体とを有するものである。そして、前
記電界放出アレイは、隣接する電界放出アレイが同時に
駆動されることがないように順次選択駆動されるもので
ある。さらに、前記電界放出アレイは、選択駆動されな
いタイミングにおいては、そのゲート電極がカソード電
位と等しい電位とされるものである。In order to achieve the above object, a field emission display device of the present invention comprises a cathode substrate,
A plurality of field emission arrays, which are formed on the cathode substrate and are arranged in a zigzag pattern so as to be surrounded by the gate electrodes of adjacent field emission arrays, are arranged to face the cathode substrate at a predetermined interval. An anode substrate, an anode electrode formed on the anode substrate, and a phosphor that emits any one of the three primary colors formed on the anode electrode so as to face each of the field emission arrays. Is to have. The field emission arrays are sequentially and selectively driven so that adjacent field emission arrays are not simultaneously driven. Further, in the field emission array, the gate electrode thereof has a potential equal to the cathode potential at the timing when it is not selectively driven.
【００１７】さらに、前記アノード電極は単一の電極と
されており、かつ、前記順次選択駆動される電界放出ア
レイに対応する蛍光体の発光色に応じて該アノード電極
に印加されるアノード電位が変更されるものである。ま
た、前記アノード電極は複数の部分に分割して形成され
ており、該各部分にはそれぞれ異なるアノード電圧が印
加されているものである。Further, the anode electrode is a single electrode, and the anode potential applied to the anode electrode is set in accordance with the emission color of the phosphor corresponding to the field emission array that is sequentially and selectively driven. It is subject to change. Further, the anode electrode is formed by being divided into a plurality of parts, and different anode voltages are applied to the respective parts.
【００１８】電界放出アレイが隣接する電界放出アレイ
のゲート電極によりその周囲が取り囲まれるように千鳥
状に配列されているので、電界放出アレイの密度および
蛍光体ドット密度を高くすることができ、高精細度の表
示素子とすることができる。また、電界放出アレイを、
隣接する電界放出アレイが同時に駆動されることがない
ように順次選択駆動し、かつ、駆動されていないタイミ
ングにおいては電界放出アレイのゲート電極にカソード
電極と等しい電位を印加するようになされているので、
選択された電界放出アレイからの電子が非選択のゲート
電極の電位のレンズ作用により集束され、電界放出アレ
イから放出される電子の軌道の広がりを狭くすることが
できる。さらに、蛍光体の発光色に応じて、アノード電
圧を変更させていることにより、発光色による発光輝度
のばらつきをなくすことができる。Since the field emission arrays are arranged in a zigzag pattern so that the periphery thereof is surrounded by the gate electrodes of the adjacent field emission arrays, it is possible to increase the density of the field emission array and the phosphor dot density. It can be used as a display device with high definition. In addition, the field emission array
Since the adjacent field emission arrays are sequentially driven so as not to be driven at the same time, and a potential equal to that of the cathode electrode is applied to the gate electrode of the field emission array at a timing when they are not driven. ,
The electrons from the selected field emission array are focused by the lens action of the potential of the non-selected gate electrode, and the orbital spread of the electrons emitted from the field emission array can be narrowed. Furthermore, since the anode voltage is changed according to the emission color of the phosphor, it is possible to eliminate variations in emission brightness depending on the emission color.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】図１に本発明のＦＥＤの一実施形
態におけるカソード基板１０３の平面図を示し、カソー
ド電極１０４、ゲート電極１０６および電界放出アレイ
１０７の配置されている様子を示す。この図において、
１０４はカソード電極であり、複数個のカソードストラ
イプ１０４−１、１０４−２、１０４−３・・・から構
成されている。また、１０６はゲート電極であり、これ
も複数個のゲートストライプ１０６−１、１０６−２、
１０６−３・・・からなっており、前記カソードストラ
イプに直交するように配列されている。そして、１０７
は、前述したように、カソードストライプの上に形成さ
れたエミッタコーンとゲート電極１０６とから構成され
る電界放出アレイである。FIG. 1 is a plan view of a cathode substrate 103 in one embodiment of the FED of the present invention, showing how cathode electrodes 104, gate electrodes 106, and field emission arrays 107 are arranged. In this figure,
A cathode electrode 104 is composed of a plurality of cathode stripes 104-1, 104-2, 104-3, .... Reference numeral 106 denotes a gate electrode, which also has a plurality of gate stripes 106-1, 106-2,
106-3 ... and are arranged so as to be orthogonal to the cathode stripes. And 107
Is a field emission array composed of the emitter cone formed on the cathode stripe and the gate electrode 106 as described above.
【００２０】本発明のＦＥＤには、図示するように、ゲ
ート電極１０６の各ゲートストライプにおける電界放出
アレイ１０７が形成されていない部分の幅が狭くされ、
かつ、隣接するゲートストライプにおいて電界放出アレ
イ１０７が形成されている位置が相互にずらされてお
り、当該電界放出アレイ１０７の周囲が隣接するゲート
ストライプにより取り囲まれるように、各電界放出アレ
イ１０７が千鳥状に配列されている点で、前述した従来
技術のＦＥＤと相違している。In the FED of the present invention, as shown in the drawing, the width of each gate stripe of the gate electrode 106 where the field emission array 107 is not formed is narrowed,
In addition, the positions where the field emission arrays 107 are formed in the adjacent gate stripes are shifted from each other, and each field emission array 107 is staggered so that the periphery of the field emission array 107 is surrounded by the adjacent gate stripes. The arrangement is different from the above-described conventional FED.
【００２１】このカソード電極１０４とゲート電極１０
６とが設けられているカソード基板の上には、前述した
図６の従来技術の場合と同様に、アノード電極が単一電
極により形成されたアノード基板が対向配置されてお
り、該アノード電極の上には蛍光体が付着されている。
そして、このカソードストライプ１０４−１、１０４−
２・・・の上方には、前述したようにアノード電極１０
１状に形成された３原色のいずれかの発光色を有する蛍
光体が対向配置されている。なお、この蛍光体の形状
は、前述したようにストライプ状のものであってもよい
し、あるいは、ドット状の蛍光体としてもよい。The cathode electrode 104 and the gate electrode 10
On the cathode substrate on which 6 and 6 are provided, an anode substrate having an anode electrode formed of a single electrode is arranged to face each other, as in the case of the prior art of FIG. 6 described above. A phosphor is attached on the top.
Then, the cathode stripes 104-1, 104-
Above the anode 2 is the anode electrode 10 as described above.
Phosphors having any one of the three primary colors formed in one shape are arranged to face each other. The shape of the phosphor may be a stripe shape as described above, or may be a dot shape phosphor.
【００２２】このように構成されているので、図５に示
した従来技術の場合と比較して、カソード基板１０３上
に形成される電界放出アレイ１０７の密度を高くするこ
とができ、ひいては、それに対応する発光ドットの密度
を高くすることができる。したがって、より高精細度の
表示素子を実現することが可能となる。With such a configuration, the density of the field emission array 107 formed on the cathode substrate 103 can be increased as compared with the case of the conventional technique shown in FIG. The density of the corresponding luminous dots can be increased. Therefore, it is possible to realize a display device with higher definition.
【００２３】図２に、このように構成された本発明のＦ
ＥＤのカソードストライプおよびゲート電極に印加する
駆動信号の一例を示す。この図において、（ａ）は、図
１に示したカソード基板１０３の平面図であり、Ｃ1 、
Ｃ2 、Ｃ3 ・・・は各カソードストライプ、Ｇ1 、Ｇ
2 、Ｇ3 ・・・は各ゲートストライプである。また、各
電界放出アレイ１０７には、それらに対応して図示しな
いアノード電極１０１上に設けられている蛍光体１０２
の色がＲ，Ｇ，Ｂで示してある。図２の（ｂ）は各カソ
ードストライプＣ1 、Ｃ2 、Ｃ3 ・・・に順次印加され
る選択駆動信号および各ゲートストライプＧ1 、Ｇ2 、
Ｇ3 ・・・に印加される画像データの様子を示す図であ
る。FIG. 2 shows the F of the present invention thus constructed.
An example of a drive signal applied to the cathode stripe and the gate electrode of the ED is shown. In this figure, (a) is a plan view of the cathode substrate 103 shown in FIG. 1, C 1,
C 2 , C 3 ... Are cathode stripes, G 1 , G
2 , G 3 ... Are gate stripes. In addition, in each of the field emission arrays 107, the phosphors 102 provided on the anode electrode 101 (not shown) correspondingly thereto.
Are indicated by R, G and B. FIG. 2B shows a selection drive signal sequentially applied to each cathode stripe C 1 , C 2 , C 3, ... And each gate stripe G 1 , G 2 ,
It is a diagram showing a state of image data to be applied to G 3 · · ·.
【００２４】図２の（ｂ）に示すように、まず、時刻ｔ
０〜ｔ１の期間に、カソードストライプＣ1 に選択駆動
信号が印加される。このとき、ゲートストライプＧ1 に
は、Ｒ色の画像信号が供給され、カソードストライプＣ
1 とゲートストライプＧ1 との交差部に位置する電界放
出アレイ１０７から該Ｒ色の画像信号に応じた量の電子
が放出され、その上方に位置するＲ色の蛍光体がそれに
応じた輝度で発光表示される。同時に、ゲートストライ
プＧ3 、Ｇ5 、Ｇ7 ・・・にも、対応するＲ色の画像信
号が供給され、それぞれに対応するＲ色の蛍光体が発光
される。このとき、ゲートストライプＧ2 、Ｇ4 、Ｇ6
・・・には画像信号が印加されず、これらのゲートスト
ライプは、カソード電極１０４と同電位、例えば０
［Ｖ］になされている。As shown in FIG. 2B, first, time t
The selection drive signal is applied to the cathode stripe C 1 during the period from 0 to t1. At this time, the R color image signal is supplied to the gate stripe G 1 and the cathode stripe C
The amount of electrons corresponding to the R color image signal is emitted from the field emission array 107 located at the intersection of 1 and the gate stripe G 1, and the R color phosphor located above it has a brightness corresponding to that. It is displayed as a light emission. At the same time, the gate stripes G 3 , G 5 , G 7, ... Are supplied with corresponding R color image signals, and the corresponding R color phosphors are emitted. At this time, the gate stripes G 2 , G 4 , G 6
An image signal is not applied to ... And these gate stripes have the same potential as the cathode electrode 104, for example, 0.
It is set to [V].
【００２５】次いで、時刻ｔ１になると、カソードスト
ライプＣ2 が選択駆動される。このとき、ゲートストラ
イプＧ1 、Ｇ3 、Ｇ5 ・・・はカソード電極１０４と同
電位、例えば０［Ｖ］とされ、ゲートストライプＧ2 、
Ｇ4 ・・・にはＧ色の画像信号が供給される。したがっ
て、カソードストライプＣ2 とゲートストライプＧ2，
Ｇ4 ・・・の交差部に位置する電界放出アレイ１０７か
ら当該Ｇ色の画像信号に応じた量の電子が放出され、対
応するＧ色の蛍光体が発光表示される。以下、時刻ｔ２
〜ｔ３にはカソードストライプＣ3 の上のＢ色の蛍光体
が発光され、時刻ｔ３〜ｔ４にはＣ4 の上のＲ色の蛍光
体が発光される。このようにして、カラー画像が表示さ
れる。Next, at time t1, the cathode stripe C 2 is selectively driven. At this time, the gate stripes G 1 , G 3 , G 5, ... Are set to the same potential as the cathode electrode 104, for example, 0 [V], and the gate stripes G 2 , G 3 ,
An image signal of G color is supplied to G 4 ... Therefore, the cathode stripe C 2 and the gate stripe G 2 ,
The amount of electrons corresponding to the G color image signal is emitted from the field emission array 107 located at the intersection of G 4 ..., and the corresponding G color phosphor is luminescently displayed. Below, time t2
The phosphor of B color on the cathode stripe C 3 is emitted from to t3, and the phosphor of R color on C 4 is emitted from time t3 to t4. In this way, a color image is displayed.
【００２６】上述した例においては、各カソードストラ
イプＣ1 、Ｃ2 、Ｃ3 ・・・を順次１本ずつ走査するこ
とによりカラー画像を表示しているが、複数個のカソー
ドストライプを同時に選択駆動して走査することにより
カラー画像を表示することも可能である。このような走
査方法の一例を図３に示す。図３において、（ａ）は前
述した図２の（ａ）と同様のカソード基板１０３の平面
図であり、（ｂ）は、カソードストライプＣ1 、Ｃ2 、
Ｃ3 ・・・に印加される選択駆動信号およびゲートスト
ライプＧ1 、Ｇ2 、Ｇ3 ・・・に印加される画像データ
の様子を示す図である。In the above-described example, a color image is displayed by sequentially scanning each cathode stripe C 1 , C 2 , C 3, ... One by one, but a plurality of cathode stripes are selectively driven simultaneously. It is also possible to display a color image by scanning. An example of such a scanning method is shown in FIG. 3A is a plan view of the cathode substrate 103 similar to that of FIG. 2A described above, and FIG. 3B is a plan view of the cathode stripes C 1 , C 2 ,
C 3 is a diagram showing a state of image data applied to the selected drive signal and a gate stripe G 1, G 2, G 3 ··· is applied to ....
【００２７】この図に示したものにおいては、時刻ｔ０
〜ｔ２の期間に、カソードストライプＣ１とＣ２とが同
時に選択駆動されている。そして、その期間ｔ０〜ｔ２
を２等分し、前半の期間ｔ０〜ｔ１においてゲートスト
ライプＧ1 、Ｇ3 、Ｇ5 ・・・にＲ色の画像信号が印加
され、それぞれ、対応するＲ色の蛍光体が前述したよう
に発光される。次に、その後半の期間ｔ１〜ｔ２にゲー
トストライプＧ2 、Ｇ4 ・・・にＧ色の画像信号が印加
され、対応するＧ色の蛍光体が発光される。時刻ｔ２に
なると、カソードストライプＣ3 とＣ4 とが同時に選択
駆動され、時刻ｔ２〜ｔ３の期間に奇数番号のゲートス
トライプにＢ色の画像信号が印加され、時刻ｔ３〜ｔ４
の期間に偶数番号のゲートストライプにＲ色の画像信号
が印加される。以下、同様にして、カラー画像が発光表
示されるものである。In the case shown in this figure, time t0
During the period from to t2, the cathode stripes C1 and C2 are selectively driven at the same time. Then, the period t0 to t2
Image signal of R color is applied to the gate stripes G 1 , G 3 , G 5, ... In the first half period t0 to t1, and the corresponding R color phosphors are respectively applied as described above. The light is emitted. Next, in the latter half of the period t1 to t2, a G color image signal is applied to the gate stripes G 2 , G 4, ..., And the corresponding G color phosphor emits light. At time t2, the cathode stripes C 3 and C 4 are selected simultaneously driven, the image signals of the B color gate stripes odd number is applied to a period of time t2 to t3, time t3~t4
During the period, the R color image signal is applied to the even-numbered gate stripes. Hereinafter, similarly, a color image is displayed by light emission.
【００２８】前述した図２および図３のいずれの方法に
よっても、奇数番号の付されたゲートストライプＧ1 、
Ｇ3 、Ｇ5 ・・・に画像信号が供給されているときに
は、偶数番号の付されたゲートストライプＧ2 、Ｇ4 ・
・・はカソード電極１０４と同電位の０［Ｖ］になされ
ており、逆に、偶数番号の付されたゲートストライプＧ
2 、Ｇ4 ・・・に画像信号が供給されているときには、
奇数番号の付されたゲートストライプＧ1 、Ｇ3 、Ｇ5
・・・にはカソード電位と同電位の０［Ｖ］が印加され
ている。このために、発光表示されている電界放出アレ
イの周囲に隣接しているゲート電極には０［Ｖ］が印加
されていることとなる。これにより、当該電界放出アレ
イから放出される電子流は集束され、漏れ発光がなくな
って、色のにじみが防止され、かつ、対応する蛍光体に
到達する電子の量が多くなり、発光輝度が高くなってい
る。2 and 3, the odd-numbered gate stripes G 1 ,
When an image signal is supplied to G 3 , G 5, ..., Even numbered gate stripes G 2 , G 4 ,.
.. is set to 0 [V] having the same potential as the cathode electrode 104, and conversely, gate stripes G with even numbers
2 , when an image signal is supplied to G 4, ...
Odd numbered gate stripes G 1 , G 3 , G 5
0 [V] having the same potential as the cathode potential is applied to. Therefore, 0 [V] is applied to the gate electrode adjacent to the periphery of the field emission array that is emitting and displaying. As a result, the electron flow emitted from the field emission array is focused, leakage emission is eliminated, color bleeding is prevented, and the amount of electrons reaching the corresponding phosphor is increased, resulting in high emission brightness. Has become.
【００２９】このことを、図４を参照して説明する。図
４は電界放出アレイから放出された電子の軌跡分布のシ
ミュレーション結果の一例を示す図であり、（ａ）はＯ
Ｎされているゲート電極１０６とそれに隣接するゲート
電極１０６の電位が全て同じ電位とされている場合の電
子軌道を示し、（ｂ）はＯＮされているゲート電極１０
６の両側に隣接しているゲート電極１０６の電位が０
［Ｖ］にされている場合の電子軌道を示す図である。な
お、アノード電極１０１の電位はいずれの図においても
全て同電位とされている。この図から明らかなように、
（ｂ）の場合には、（ａ）の場合と比較して、放出され
た電子の広がり幅が狭められており、隣接するアノード
電極１０１に到達する電子が少なくなっている。したが
って、漏れ発光を少なくすることができるとともに、対
応する蛍光体に多くの電子を到達させることができ、蛍
光体の発光輝度を高くすることができる。This will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing an example of the simulation result of the trajectory distribution of the electrons emitted from the field emission array.
6B shows electron trajectories in the case where the potentials of the gate electrode 106 being turned on and the gate electrode 106 adjacent thereto are all set to the same potential, and (b) shows the gate electrode 10 turned on.
The potential of the gate electrodes 106 adjacent to both sides of 6 is 0
It is a figure which shows the electron orbit when it is set to [V]. Note that the potentials of the anode electrodes 101 are all set to the same potential in any of the drawings. As you can see from this figure,
In the case of (b), the spread width of the emitted electrons is narrowed and the number of electrons reaching the adjacent anode electrode 101 is smaller than that in the case of (a). Therefore, it is possible to reduce the leakage light emission, allow many electrons to reach the corresponding phosphor, and increase the emission brightness of the phosphor.
【００３０】また、一般に、蛍光体の発光輝度はその発
光色に応じて異なっているものであるが、各発光色に応
じて、アノード電極に印加するアノード電圧を変更する
ことにより、全ての発光色を同一の輝度で発光させるこ
とが可能となる。すなわち、前述した図２の駆動方法を
採用した場合には、Ｒ色の蛍光体が発光される時刻ｔ０
〜ｔ１の期間においてはアノード電極１０１に所定の発
光輝度が得られるアノード電圧ＶARを印加し、Ｇ色の蛍
光体が発光される時刻ｔ１〜ｔ２の期間にはＧ色の蛍光
体がＲ色の蛍光体と同じ輝度で発光するようなアノード
電圧ＶAGを印加し、さらに、時刻ｔ２〜ｔ３にはＢ色の
蛍光体がＲ色およびＧ色の蛍光体と同じ輝度で発光する
ようなアノード電圧ＶABを印加する。このように、順次
駆動されるカソードストライプＣ1 、Ｃ2 、Ｃ3 ・・・
に対応して発光される蛍光体の特性に応じてアノード電
圧を変更することにより、発光色による発光輝度の差を
なくすことが可能となる。In general, the emission brightness of the phosphor differs depending on the emission color, but by changing the anode voltage applied to the anode electrode according to each emission color, all the emission light is emitted. It is possible to make colors emit light with the same brightness. That is, when the driving method of FIG. 2 described above is adopted, the time t0 at which the phosphor of R color is emitted.
During the period from t1 to t1, the anode voltage V AR that gives a predetermined light emission luminance is applied to the anode electrode 101, and during the period from time t1 to t2 when the G color phosphor emits light, the G color phosphor emits the R color. The anode voltage V AG that emits light with the same brightness as that of the above-described phosphor is applied, and further, at times t2 to t3, the anode that emits the B-color phosphor with the same brightness as the R-color and G-color phosphors. The voltage V AB is applied. In this way, the cathode stripes C 1 , C 2 , C 3, ...
By changing the anode voltage in accordance with the characteristics of the phosphor that emits light, it is possible to eliminate the difference in emission brightness depending on the emission color.
【００３１】なお、上述した実施形態においては、アノ
ード電極１０１を単一の電極として形成し、その上にス
トライプ状あるいはドット状に蛍光体を付着している
が、アノード電極１０１を図７に示した従来例のように
ストライプ状に形成し、その各ストライプの上に対応す
る色の蛍光体を形成してもよい。この場合には、各色に
対応するアノードストライプに接続されたアノード電極
ライン１１０−１〜１１０−３に各色ごとに異なるアノ
ード電圧を印加しておくことにより、発光色による発光
輝度の差をなくすことができる。In the above-described embodiment, the anode electrode 101 is formed as a single electrode, and the phosphors are attached in stripes or dots on the anode electrode 101. The anode electrode 101 is shown in FIG. Further, as in the conventional example, it may be formed in a stripe shape, and a phosphor of a corresponding color may be formed on each stripe. In this case, by applying different anode voltages for the respective colors to the anode electrode lines 110-1 to 110-3 connected to the anode stripes corresponding to the respective colors, it is possible to eliminate the difference in the emission brightness depending on the emission colors. You can
【００３２】さらに、図１に示した実施形態において
は、電界放出アレイ１０７が円形形状とされており、ゲ
ート電極１０６の電界放出アレイを取り囲む領域の形状
も円形となされているが、必ずしもこれに限られること
はなく、図５に示すような多角形の形状とすることもで
きる。一つの電界放出アレイの周囲を他の電界放出アレ
イを形成するゲート電極により取り囲むようになされて
いればよいのである。Further, in the embodiment shown in FIG. 1, the field emission array 107 has a circular shape, and the region surrounding the field emission array of the gate electrode 106 also has a circular shape, but this is not always the case. The shape is not limited, and may be a polygonal shape as shown in FIG. It suffices that the circumference of one field emission array is surrounded by the gate electrode forming another field emission array.
【００３３】[0033]
【発明の効果】本発明の電界放出型表示素子は以上のよ
うに構成されているので、電界放出アレイを高密度に配
置することが可能となり、より高精細度の電界放出型表
示素子を提供することができる。また、電界放出アレイ
から放出される電子の軌道を集束することができるの
で、漏れ発光を防止し、色のにじみが少ないものとする
ことができ、かつ、発光輝度の高いものとすることがで
きる。さらに、発光色に応じてアノード電圧を変更する
ことにより、発光色による輝度のばらつきをなくすこと
ができ、より高品質の電界放出型表示素子を提供するこ
とができる。Since the field emission display device of the present invention is constructed as described above, it becomes possible to arrange the field emission array at a high density, and to provide a field emission display device with higher definition. can do. Further, since the orbits of the electrons emitted from the field emission array can be focused, leakage light emission can be prevented, color bleeding can be reduced, and emission luminance can be increased. . Furthermore, by changing the anode voltage according to the emission color, it is possible to eliminate the variation in the brightness due to the emission color, and it is possible to provide a higher quality field emission display element.
【図１】本発明の電界放出型表示素子における電界放出
アレイの配列の一実施形態を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an array of field emission arrays in a field emission display device of the present invention.
【図２】本発明の電界放出型表示素子の駆動信号の一例
を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a drive signal of the field emission display element of the present invention.
【図３】本発明の電界放出型表示素子の駆動信号の他の
例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing another example of drive signals of the field emission display element of the present invention.
【図４】電界放出アレイから放出される電子の軌道を示
す図である。FIG. 4 is a diagram showing trajectories of electrons emitted from a field emission array.
【図５】本発明の電界放出型表示素子における電界放出
アレイの配列の他の実施形態を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the arrangement of the field emission array in the field emission display device of the present invention.
【図６】従来の電界放出型表示素子の一例の構成を示す
図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an example of a conventional field emission display element.
【図７】従来の電界放出型表示素子の他の例の構成を示
す図である。FIG. 7 is a diagram showing the configuration of another example of the conventional field emission display element.
【図８】従来の電界放出型表示素子における電界放出ア
レイの配列を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an arrangement of field emission arrays in a conventional field emission display device.
１００ アノード基板 １０１ アノード電極 １０１−１〜６ アノードストライプ １０２ １０２−１〜６ 蛍光体 １０３ カソード基板 １０４ カソード電極 １０４−１〜６ カソードストライプ １０５ コーン状エミッタ １０６ ゲート電極 １０６−１〜６ ゲートストライプ １０７ 電界放出アレイ １１０−１〜３ アノード電極ライン 100 Anode Substrate 101 Anode Electrodes 101-1 to 6 Anode Stripes 102 102-1 to 6 Fluorescent Materials 103 Cathode Substrate 104 Cathode Electrodes 104-1 to 6 Cathode Stripes 105 Cone-shaped Emitters 106 Gate Electrodes 106-1 to 6 Gate Stripes 107 Electric Field Emission array 110-1 to 3 Anode electrode line
Claims (5)
イのゲート電極によりその周囲が互いに取り囲まれるよ
うに千鳥状に配列された複数個の電界放出アレイと、 前記カソード基板に所定間隔をもって対向配置されてい
るアノード基板と、 該アノード基板上に形成されたアノード電極と、 該アノード電極上に前記各電界放出アレイにそれぞれ対
向するように形成された３原色のうちのいずれかの色を
発光する蛍光体と、 を有することを特徴とする電界放出型表示素子。1. A cathode substrate, a plurality of field emission arrays formed on the cathode substrate and arranged in a zigzag pattern so that the periphery thereof is surrounded by gate electrodes of adjacent field emission arrays. An anode substrate arranged to face the substrate at a predetermined interval, an anode electrode formed on the anode substrate, and one of three primary colors formed on the anode electrode so as to face each field emission array. A field emission display device, comprising: a phosphor that emits any color.
出アレイが同時に駆動されることがないように順次選択
駆動されることを特徴とする請求項１記載の電界放出型
表示素子。2. The field emission display device according to claim 1, wherein the field emission array is sequentially and selectively driven so that adjacent field emission arrays are not simultaneously driven.
いタイミングにおいては、そのゲート電極がカソードの
電位と等しい電位とされることを特徴とする請求項１あ
るいは２のいずれかに記載の電界放出型表示素子。3. The field emission array according to claim 1, wherein the gate electrode of the field emission array has a potential equal to that of the cathode at a timing when the field emission array is not selectively driven. Display element.
ており、かつ、前記順次選択駆動される電界放出アレイ
に対応する前記蛍光体の発光色に応じて、該アノード電
極に印加されるアノード電圧が選択ラインに同期して変
更されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
載の電界放出型表示素子。4. The anode electrode is a single electrode, and the anode is applied to the anode electrode according to the emission color of the phosphors corresponding to the field emission array that is selectively driven in sequence. The field emission display device according to claim 1, wherein the voltage is changed in synchronization with the selection line.
て形成されており、該各部分にはそれぞれ異なるアノー
ド電圧が印加されていることを特徴とする請求項１〜３
のいずれかに記載の電界放出型表示素子。5. The anode electrode is formed by being divided into a plurality of portions, and different anode voltages are applied to the respective portions.
The field emission display device according to any one of 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24512495A JP3149743B2 (en) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | Field emission display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24512495A JP3149743B2 (en) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | Field emission display device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0969332A true JPH0969332A (en) | 1997-03-11 |
| JP3149743B2 JP3149743B2 (en) | 2001-03-26 |
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ID=17128987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24512495A Expired - Fee Related JP3149743B2 (en) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | Field emission display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3149743B2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010017492A (en) * | 1999-08-12 | 2001-03-05 | 이형도 | Magnetic Matrix Display Device |
| KR100322606B1 (en) * | 1999-06-14 | 2002-03-18 | 구자홍 | Display Device with Electrode formed Micro-hole |
| KR20050077960A (en) * | 2004-01-30 | 2005-08-04 | 삼성에스디아이 주식회사 | Field emission display device |
| KR100625466B1 (en) * | 2000-06-15 | 2006-09-20 | 엘지전자 주식회사 | Field Emission Display |
| KR100839409B1 (en) * | 2002-03-27 | 2008-06-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | Field emission display device |
-
1995
- 1995-08-31 JP JP24512495A patent/JP3149743B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100322606B1 (en) * | 1999-06-14 | 2002-03-18 | 구자홍 | Display Device with Electrode formed Micro-hole |
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| KR100625466B1 (en) * | 2000-06-15 | 2006-09-20 | 엘지전자 주식회사 | Field Emission Display |
| KR100839409B1 (en) * | 2002-03-27 | 2008-06-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | Field emission display device |
| KR20050077960A (en) * | 2004-01-30 | 2005-08-04 | 삼성에스디아이 주식회사 | Field emission display device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3149743B2 (en) | 2001-03-26 |
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