JP2888589B2

JP2888589B2 - 画像表示装置

Info

Publication number: JP2888589B2
Application number: JP7845490A
Authority: JP
Inventors: 茂生伊藤; 行雄小川; 照男渡辺; 辰雄山浦
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 1990-03-27
Filing date: 1990-03-27
Publication date: 1999-05-10
Anticipated expiration: 2014-05-10
Also published as: JPH03276542A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、映像・グラフィック等を表示する画像表示
装置に関し、特に、電界電子放出型電子源を利用した画
像表示装置に関する。

〔従来の技術〕

第４図に、電界電子放出材料を電子源に利用した従来
の表示装置の概略斜視図を示す（特開昭61−221783号参
照）。

第４図において、絶縁体基板26上には、列52の方向に
沿って複数の導電膜24が設けられ、該導電膜24上には円
錐形電界放出エミッタ22および絶縁層28が設けられてい
る。この絶縁層28上で、且つ行54の方向に沿って複数の
グリッド30が設けられている。このグリッド30の円錐形
電界放射エミッタ22に対面する位置には孔が設けられて
いる。

一方、透明基板36には、前記絶縁体基板26と対向する
面に、透明導電膜38,蛍光体層34がそれぞれベタ状に積
層被着されている。そして絶縁体基板26及び透明基板36
は、図示しない側面部材とともに、真空外囲器を構成し
ている。

以上の如く構成された表示装置の動作は以下の通りで
ある。

前記透明導電膜38には常時正の電位が印加されてい
る。表示信号に応答して、各列52及び各行54の導電膜24
とグリッド30間に、所定の電位差を付与する。該電位差
が付与されたグリッド30と前記円錐形電界放射エミッタ
22の間に適当な電界が形成され、円錐形状の先端部より
電子が放出される。該電子は、グリッド30の孔から放出
され、対面する蛍光体層34に射突し、該蛍光体層34は発
光する。

以上の動作により、表示信号に応じた画像が表示され
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記表示装置は、線状フィラメントを使用していない
ため、該フィラメントの振動による表示のちらつきは生
じず又、長い該フィラメントを用いた場合の電位傾斜に
よる輝度ムラが生じないという効果がある。

しかしながら前記円錐形電界放射エミッタ22の底面直
径は数μｍ程であり、微細加工技術により作成する必要
があるが、広い面積にわたり多数の円錐形電界放射エミ
ッタ22を均一に作成することは困難であり、このため駆
動する際に表示輝度にムラが生じるという問題点があっ
た。また、円錐形電界放射エミッタ22の先端を円錐形に
する工程、絶縁層28やグリッド30を形成する工程が煩雑
であり、生産性が悪いという問題点があった。

さらに全体の構造が複雑であり、又、電子放出材と蛍
光体層が対面する構造なので、蛍光体からの放出ガスに
より、電子放出材が劣化し、電子放出能力が低下してし
まうという問題もあった。

本発明は、構造が簡単で、良好な表示を得ることが可
能な表示装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕本発明の画像表示装置は、対向する第１基板（前面基
板101）及び第２基板（背面基板109）と、側面部材（側
面板113）とによって構成される箱形の真空外囲器と、
前記真空外囲器内において前記第１基板上で第１方向に
延在するとともに、前記第１方向と直交する第２方向に
並設され、その上部に蛍光体（103）が被着されてなる
複数の第１帯状電極（アノード電極102）と、前記真空
外囲器内において前記第１基板上の一側部に前記第１帯
状電極と平行に設けられ、その上面が前記蛍光体の上面
よりも上方に位置する絶縁基板（104）と、前記第１帯
状電極に向けて電子が放出されるように、前記絶縁基板
の上面において前記第１方向に並設された複数の電界電
子放出素子（100）と、前記真空外囲器内において前記
第２基板上に設けられ、前記第１帯状電極に対向するよ
うに、前記第１方向に延在するとともに前記第２方向に
並設され、前記電界電子放出素子から放出された電子を
前記第１帯状電極に向けて押し下げる負電界を発生させ
るように選択的に負電圧が印加される複数の第２帯状電
極（背面電極110）とを備えたことを特徴としている。

また本発明によれば、前記電界電子放出素子は、前記
第１帯状電極（アノード電極102）に対面するように形
成され、櫛歯部（106）を有する電界放出エミッタ（10
5）と、前記櫛歯部に対面するゲート電極（107）と、前
記ゲート電極を挟んで前記電界放出エミッタと反対側に
設けられた制御電極（108）とを備えてなり、前記電界
放出エミッタ、ゲート電極および制御電極は薄膜構成さ
れていてもよい。

〔作用〕

第１基板の電界電子放出素子から放出された電子は、
第１基板と第２基板の間で第２方向に沿って進む。そし
て該電子は、選択された第１帯状電極と第２帯状電極の
間で第１帯状電極側に向い、該第１帯状電極に射突して
当該部分の蛍光体を発光させる。

〔実施例〕

第１図及び第２図は、それぞれ本発明に係る画像表示
装置の斜視図及び断面図である。又、第３図（ａ）及び
同図（ｂ）は、その電界電子放出素子のそれぞれ拡大正
面図及び側面図である。

第１図及び第２図において、101は、ガラスより成る
透明な第１基板としての前面基板である。この前面基板
101上には、第１帯状電極として、ITO等の透明導電材料
より成るアノード電極102が被着されている。このアノ
ード電極102は行方向（Ｈ）に延在する帯状の電極であ
り、各々は所定間隔をおいて列方向（Ｖ）に沿って互い
に平行に並設されている。各アノード電極102上には、Z
nO:Zn等の蛍光体103が被着形成されている。蛍光体103
は帯状に連続して被着されていてもよいし、１画素の大
きさのドット状に被着されていてもよい。

前面基板101の一側部には、石英ガラス等の絶縁基板1
04が被着されており、前記蛍光体103の上面よりも上方
に位置する該絶縁基板104の上面には、電界電子放出素
子100が設けられている。この電界電子放出素子100は、
電界により電子を放出する電界放出エミッタ105と、ゲ
ート電極107と、制御電極108とを有している。まず、絶
縁基板104上には、複数の電界放射エミッタ105が所定間
隔をおいて被着形成されており、各電界放射エミッタ10
5は櫛歯状にエッチング形成された櫛歯部106をそれぞれ
有している。この櫛歯部106の反対部分は各個別に行駆
動電極（図示せず）に接続されている。櫛歯部106の対
面位置にはゲート電極107が設けられている。各ゲート
電極107は電気的に互いに接続されている。ゲート電極1
07を挟んで前記電界放射エミッタ105と反対側には、電
子ビームの集束・加速を行なう制御電極108が設けられ
ている。

このように、電界放射エミッタ105とゲート電極107と
制御電極108は電界電子放出素子100を形成しており、各
電界電子放出素子100は、各列の画素に電子を供給する
ようになっている。

第３図に電界電子放出素子100の詳細な構造及び寸法
の一例を示す。電界放射エミッタ105の材料としては、
W,Zr,Ti,TiC,ZrC,LaB₆，ZrSi₂，CdSi₂，SnO₂,ITO等の種
々の材料を使用できる。また、ゲート電極107及び制御
電極108の材料としては、Ni,Au,Al等の材料が使用でき
る。

一方、第２基板とての背面基板109の下面側、即ち前
記前面基板101と対向する面には、前記アノード電極102
と同一ピッチで第２帯状電極として背面電極110が設け
られている。そして、前面基板101と背面基板109は、側
面部材である側面板111〜113とともに箱形の真空外囲器
を構成している。

以上の如く構成された画像表示装置の動作は以下の通
りである。

表示信号に応答して各電界放射エミッタ105に選択的
に行駆動信号が印加されると、電界放射エミッタ105と
ゲート電極107の間で生じる電界により、電界放射エミ
ッタ105の櫛歯部106の先端から電子が放出される。例え
ば、電界放射エミッタ105とゲート電極107の間の電圧
は、選択駆動時約250V、非選択時約200Vである。そし
て、ゲート電極107を通った電子ビームは、制御電極108
により集束・加速されて前記アノード電極102の方向へ
進む。

ここで、アノード電極102及び背面電極110の非選択状
態では、アノード電極102及び背面電極110の全電極に＋
50Vの電圧が印加されている。この状態では、電界電子
放出素子100からの電子ビームは、蛍光体103と背面電極
110の略中央部分を、電界電子放出素子100とは反対の側
にある側面板112の方向へ向けて進む。

アノード電極102及び背面電極110の選択状態では、背
面電極110の選択した１つを−50Vにし、又、これに対応
するアノード電極102の１つを＋55Vに変化させる。この
時、電子ビームは、選択した背面電極110の負電界によ
り押下げられるとともに、アノード電極102の正電界に
より引張られるため、第２図に示すように選択したアノ
ード電極102に電子ビームが射突し、蛍光体103が発光す
る。

従って、アノード電極102と背面電極110を、電界放射
エミッタ105の駆動に同期して順次選択駆動することに
より、表示信号に応じた表示がなされる。

〔発明の効果〕

１）本発明によれば、電界電子放出素子は平面形の電界
電子放出アレイで良いため、構造が簡単であり、薄膜エ
ッチング技術により生産性良く製造できる。また、電界
電子放出素子と蛍光体が対面する構造ではないので、蛍
光体からの放出ガスや分解飛散による電界電子放出素子
の劣化や損傷を生じにくい。

２）また、電界電子放出素子の基板自体も小さくて済む
ため作業が容易であり、基板がSi,ガラスのどちらでも
良いことから、様々な電界電子放出素子の作製法が利用
できる。

３）電界電子放出素子の基板は表示管内に固定される
為、基板としての気密性、強度、熱膨張、封着性等に対
する考慮が必要ない。

４）十分な真空容器である表示管の外囲器内である為、
電界電子放出素子の安定駆動ができる。

５）ビーム幅が細く、電流密度が高い為、ビームガイド
電極や、偏向選択電極構造が簡単になり、薄型化が望め
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は同実
施例の断面図、第３図（ａ）は同実施例における電界電
子放出素子の拡大正面図、同図（ｂ）は同じく拡大側面
図、第４図は電界電子放出材料を電子源とした従来の表
示装置の概略斜視図である。 100…電界電子放出素子、101…第１基板としての前面基
板、102…第１帯状電極としてのアノード電極、103…蛍
光体、105…電界放射エミッタ、106…櫛歯部、107…ゲ
ート電極、108…制御電極、109…第２基板としての背面
基板、110…第２帯状電極としての背面電極、111,112,1
13…側面部材としての側面板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山浦辰雄千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式会社内 (56)参考文献特開昭57−9038（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−226863（ＪＰ，Ａ) 特表昭61−502151（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01J 31/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】対向する第１基板及び第２基板と、側面部
材とによって構成される箱形の真空外囲器と、前記真空外囲器内において前記第１基板上で第１方向に
延在するとともに、前記第１方向と直交する第２方向に
並設され、その上部に蛍光体が被着されてなる複数の第
１帯状電極と、前記真空外囲器内において前記第１基板上の一側部に前
記第１帯状電極と平行に設けられ、その上面が前記蛍光
体の上面よりも上方に位置する絶縁基板と、前記第１帯状電極に向けて電子が放出されるように、前
記絶縁基板の上面において前記第１方向に並設された複
数の電界電子放出素子と、前記真空外囲器内において前記第２基板上に設けられ、
前記第１帯状電極に対向するように、前記第１方向に延
在するとともに前記第２方向に並設され、前記電界電子
放出素子から放出された電子を前記第１帯状電極に向け
て押し下げる負電界を発生させるように選択的に負電圧
が印加される複数の第２帯状電極とを備えたことを特徴
とする画像表示装置。
【請求項２】前記電界電子放出素子は、前記第１帯状電
極に対面するように形成され、櫛歯部を有する電界放射
エミッタと、前記櫛歯部に対面するゲート電極と、前記
ゲート電極を挟んで前記電界放射エミッタと反対側に設
けられた制御電極とを備えてなり、前記電界放射エミッ
タ、ゲート電極および制御電極は薄膜構成されているこ
とを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。