JP2656851B2 - 画像表示装置 - Google Patents
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- JP2656851B2 JP2656851B2 JP2255054A JP25505490A JP2656851B2 JP 2656851 B2 JP2656851 B2 JP 2656851B2 JP 2255054 A JP2255054 A JP 2255054A JP 25505490 A JP25505490 A JP 25505490A JP 2656851 B2 JP2656851 B2 JP 2656851B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J3/00—Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J3/02—Electron guns
- H01J3/021—Electron guns using a field emission, photo emission, or secondary emission electron source
- H01J3/022—Electron guns using a field emission, photo emission, or secondary emission electron source with microengineered cathode, e.g. Spindt-type
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J31/00—Cathode ray tubes; Electron beam tubes
- H01J31/08—Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
- H01J31/10—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes
- H01J31/12—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes with luminescent screen
- H01J31/123—Flat display tubes
- H01J31/125—Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection
- H01J31/127—Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection using large area or array sources, i.e. essentially a source for each pixel group
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- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
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、電界放出形電子源を利用した画像表
示装置に関する。
装置に関し、特に、電界放出形電子源を利用した画像表
示装置に関する。
第９図及び第10図は、電界放出素子を利用した従来の
画像表示装置であり、本出願が特願平２−78453号で提
案したものである。第９図、第10図において、第１基板
である絶縁性のガラス基板101上には、Ｘ方向に沿って
連続した帯状のアノード電極102が設けられている。こ
のアノード電極102は、Ｘ方向と直交するＹ方向に所定
間隔をおいて互いに平行となるように複数本が設けられ
ている。
画像表示装置であり、本出願が特願平２−78453号で提
案したものである。第９図、第10図において、第１基板
である絶縁性のガラス基板101上には、Ｘ方向に沿って
連続した帯状のアノード電極102が設けられている。こ
のアノード電極102は、Ｘ方向と直交するＹ方向に所定
間隔をおいて互いに平行となるように複数本が設けられ
ている。
ガラス基板101の上には、前記アノード電極102を覆っ
て絶縁層103が形成されている。この絶縁層103は、Si
O2,SiN,SiO2とAl2O3の混合物等、種々の物質で構成しう
る。この絶縁層103には、前記アノード電極102に対応し
た位置に所定間隔でスルーホール104が形成されてお
り、絶縁層103の各スルーホール104の部分にはドット状
に蛍光体層105が設けられている。即ち、各蛍光体層105
はスルーホール104を介してアノード電極102と電気的に
接続され、これによって各蛍光体層105が表示画面を構
成する蛍光ドットとなっている。
て絶縁層103が形成されている。この絶縁層103は、Si
O2,SiN,SiO2とAl2O3の混合物等、種々の物質で構成しう
る。この絶縁層103には、前記アノード電極102に対応し
た位置に所定間隔でスルーホール104が形成されてお
り、絶縁層103の各スルーホール104の部分にはドット状
に蛍光体層105が設けられている。即ち、各蛍光体層105
はスルーホール104を介してアノード電極102と電気的に
接続され、これによって各蛍光体層105が表示画面を構
成する蛍光ドットとなっている。
前記絶縁層103の上面には、各蛍光体層105の隣に電界
放射エミッタ106がそれぞれ設けられている。各電界放
射エミッタ106は櫛歯状にエッチング形成された櫛歯部1
07を有している。そして、複数の電界放射エミッタ106
がＹ方向に沿って共通接続され、複数本の電界放射エミ
ッタアレイ108が形成されている。即ち、これら電界放
射エミッタアレイ108は、Ｘ方向について所定の間隔を
おいて互いに平行に複数列設けられ、全体として電界放
射エミッタ群109を構成している。また、前記絶縁層103
の上面には、前記各電界放射エミッタ106と各蛍光体層1
05との間にそれぞれゲート電極110が設けられている。
各ゲート電極110はＹ方向に沿って共通接続されてい
る。
放射エミッタ106がそれぞれ設けられている。各電界放
射エミッタ106は櫛歯状にエッチング形成された櫛歯部1
07を有している。そして、複数の電界放射エミッタ106
がＹ方向に沿って共通接続され、複数本の電界放射エミ
ッタアレイ108が形成されている。即ち、これら電界放
射エミッタアレイ108は、Ｘ方向について所定の間隔を
おいて互いに平行に複数列設けられ、全体として電界放
射エミッタ群109を構成している。また、前記絶縁層103
の上面には、前記各電界放射エミッタ106と各蛍光体層1
05との間にそれぞれゲート電極110が設けられている。
各ゲート電極110はＹ方向に沿って共通接続されてい
る。
前記ガラス基板101の上面には側面板111と背面板112
からなる蓋状の容器部113が封着固定されており、その
内部は高真空状態に排気されて、全体として箱型の真空
が外囲器114が構成されている。尚、背面板112の内面に
は、電界放射エミッタ106からの電子の軌跡を背面板112
方向へ曲げるために、正電位が印加されるベタ状の背面
電極115が被着されている。
からなる蓋状の容器部113が封着固定されており、その
内部は高真空状態に排気されて、全体として箱型の真空
が外囲器114が構成されている。尚、背面板112の内面に
は、電界放射エミッタ106からの電子の軌跡を背面板112
方向へ曲げるために、正電位が印加されるベタ状の背面
電極115が被着されている。
電界放出素子を利用した前記従来の画像表示装置によ
れば、ゲート電極110、蛍光体層105を同一平面上に形成
しているため、これらの各電極間の距離は、露光エッチ
ングのリソグラフィ工程の精度等によって定まり、高密
度な画像表装置の製造は困難であった。
れば、ゲート電極110、蛍光体層105を同一平面上に形成
しているため、これらの各電極間の距離は、露光エッチ
ングのリソグラフィ工程の精度等によって定まり、高密
度な画像表装置の製造は困難であった。
本発明の画像表示装置は、第１基板に形成された複数
の凹部と、 上部水平端面が矩形状の歯を有する櫛歯状に形成さ
れ、前記凹部のなかにそれぞれ垂設されている複数のエ
ミッタと、 前記第１基板の表面上の前記各エミッタの周辺部に形
成されたゲートと、 前記第１基板とともに真空容器を形成する第２基板
と、 前記第２基板上の前記エミッタと対向する位置に積層
されたアノード及び蛍光体とを備えている。
の凹部と、 上部水平端面が矩形状の歯を有する櫛歯状に形成さ
れ、前記凹部のなかにそれぞれ垂設されている複数のエ
ミッタと、 前記第１基板の表面上の前記各エミッタの周辺部に形
成されたゲートと、 前記第１基板とともに真空容器を形成する第２基板
と、 前記第２基板上の前記エミッタと対向する位置に積層
されたアノード及び蛍光体とを備えている。
正電圧が印加されたゲートに対応するエミッタからは
電子が放出される。該エミッタに対向して設けられ、正
電圧が印加されたアノードにこの電子が射突する。これ
によって該アノードの蛍光体が発光し、画像表示がなさ
れる。
電子が放出される。該エミッタに対向して設けられ、正
電圧が印加されたアノードにこの電子が射突する。これ
によって該アノードの蛍光体が発光し、画像表示がなさ
れる。
本発明の第１実施例を第１図〜第６図によって説明す
る。
る。
第１図に示すように、本実施例の画像表示装置１は、
所定間隔をおいて互いに平行な第１基板２と第２基板３
を有している。そして図示はしないが、前記両基板2,3
の外周縁の間には側面板が封着固定されており、箱形の
真空容器が構成されている。
所定間隔をおいて互いに平行な第１基板２と第２基板３
を有している。そして図示はしないが、前記両基板2,3
の外周縁の間には側面板が封着固定されており、箱形の
真空容器が構成されている。
そして第１基板２の内面には、電子放出部４が形成さ
れている。本実施例の電子放出部４は、Ｘ方向に並んだ
複数組のゲート５及びエミッタ６を共通接続して成る電
子放出列７を多数列有し、これらを所定間隔でＹ方向に
並設したものである。詳細は後述するが、ゲート５及び
エミッタ６の前記各組において、略コ字形パターンのゲ
ート５に囲まれた第１基板２の表面には凹部が形成され
ており、この凹部のなかに上部水平端面が矩形状の歯を
有する櫛歯部のエミッタ６が垂設されている。
れている。本実施例の電子放出部４は、Ｘ方向に並んだ
複数組のゲート５及びエミッタ６を共通接続して成る電
子放出列７を多数列有し、これらを所定間隔でＹ方向に
並設したものである。詳細は後述するが、ゲート５及び
エミッタ６の前記各組において、略コ字形パターンのゲ
ート５に囲まれた第１基板２の表面には凹部が形成され
ており、この凹部のなかに上部水平端面が矩形状の歯を
有する櫛歯部のエミッタ６が垂設されている。
そして、前記第１基板２の電子放出部４と対向する前
記第２基板３の内面には、発光表示部８が設けられてい
る。本実施例の発光表示部８は、Ｙ方向と平行な帯状の
アノード９に蛍光体10を被着したものを、所定間隔をお
いてＸ方向に複数本並設した構成となっている。
記第２基板３の内面には、発光表示部８が設けられてい
る。本実施例の発光表示部８は、Ｙ方向と平行な帯状の
アノード９に蛍光体10を被着したものを、所定間隔をお
いてＸ方向に複数本並設した構成となっている。
次に、第１基板２に形成された電子放出部４の詳細な
構造及びその製法を、第２図〜第６図の工程図を用いて
説明する。なお、説明及び図示の便宜上、ここでは一組
のゲート５及びエミッタ６を説明する。
構造及びその製法を、第２図〜第６図の工程図を用いて
説明する。なお、説明及び図示の便宜上、ここでは一組
のゲート５及びエミッタ６を説明する。
まず、第２図に示すように、SiO2等の絶縁性の基板２
にAlやＷ等のゲート用金属層11を被着する。
にAlやＷ等のゲート用金属層11を被着する。
次に、第３図（ａ），（ｂ）に示すように、前記ゲー
ト用金属層11の上に所定パターンのレジスト12を形成
し、RIE法等によりエッチングしてコ字形のゲート５を
形成する。
ト用金属層11の上に所定パターンのレジスト12を形成
し、RIE法等によりエッチングしてコ字形のゲート５を
形成する。
次に、第４図に示すように、ゲート５によって覆われ
ていない基板２の上面をウエットエッチングによってエ
ッチングし、凹部13を形成する。
ていない基板２の上面をウエットエッチングによってエ
ッチングし、凹部13を形成する。
次に、第５図（ａ），（ｂ）に示すように、Mo,W,Al
等の金属、またはTi,Al等の金属をベースとして、その
上にLaB6等の化合物半導体を被着してエミッタ層14を形
成する。
等の金属、またはTi,Al等の金属をベースとして、その
上にLaB6等の化合物半導体を被着してエミッタ層14を形
成する。
そして第６図に示すように、不要なエミッタ層14を除
去し、コ字形のゲート５に囲まれた矩形状のエミッタ６
と、これにつながるリード部15とを残す。
去し、コ字形のゲート５に囲まれた矩形状のエミッタ６
と、これにつながるリード部15とを残す。
このような構成の画像表示装置１において、ゲート５
に正電圧を印加すると、このゲート５に囲まれたエミッ
タ６から電子が放出される。第１図において、このエミ
ッタ６に対向して第２基板３上に設けられたアノード９
に適当なタイミングで正電圧を付与すれば、前記電子は
該アノード９な射突する。これによって蛍光体10は励起
発光し、所望の画像表示がなされる。
に正電圧を印加すると、このゲート５に囲まれたエミッ
タ６から電子が放出される。第１図において、このエミ
ッタ６に対向して第２基板３上に設けられたアノード９
に適当なタイミングで正電圧を付与すれば、前記電子は
該アノード９な射突する。これによって蛍光体10は励起
発光し、所望の画像表示がなされる。
本実施例によれば、第１基板２におけるエミッタ６と
ゲート５の間隔はエミッタ６の厚みによって決まるが、
凹部13内に形成されるエミッタ６の厚さはエミッタ６を
構成する金属等の膜形成時間で制御でき、その設定はき
わめて精密に行うことができる。このため同一面上にエ
ミッタとゲートを並べる従来構造に比べ、凹部13を用い
た本実施例の立体的な構造及び製法によれば、両電極5,
6の間隔を高い精度で微小に設定することが可能にな
る。従って、駆動電圧が低くなり、電子放出部の高密度
化が図れる。
ゲート５の間隔はエミッタ６の厚みによって決まるが、
凹部13内に形成されるエミッタ６の厚さはエミッタ６を
構成する金属等の膜形成時間で制御でき、その設定はき
わめて精密に行うことができる。このため同一面上にエ
ミッタとゲートを並べる従来構造に比べ、凹部13を用い
た本実施例の立体的な構造及び製法によれば、両電極5,
6の間隔を高い精度で微小に設定することが可能にな
る。従って、駆動電圧が低くなり、電子放出部の高密度
化が図れる。
前記実施例では、発光表示部としてのアノード９は帯
状であったが、アノードを第２基板３の内面全面にベタ
状に形成し、１種又はRGB3種の蛍光体を塗り分けると共
にエミッタとゲートを第１基板２上に絶縁層を介してマ
トリクス状に配設し、エミッタとゲートのマトリクス駆
動によってアノードの所望の部分を選択して発光させる
ようにしてもよい。
状であったが、アノードを第２基板３の内面全面にベタ
状に形成し、１種又はRGB3種の蛍光体を塗り分けると共
にエミッタとゲートを第１基板２上に絶縁層を介してマ
トリクス状に配設し、エミッタとゲートのマトリクス駆
動によってアノードの所望の部分を選択して発光させる
ようにしてもよい。
次に、このようなマトリクス状のゲートとエミッタを
有する本考案の第２実施例を、第７図及び第８図によっ
て説明する。
有する本考案の第２実施例を、第７図及び第８図によっ
て説明する。
絶縁性の第１基板20の上にはITOやAl等によって帯状
のエミッタ配線21が所定間隔をおいて並設されている。
これらのエミッタ配線21の上には、ポリSiにP,B等をド
ープさせた抵抗層22と絶縁層23が積層され、絶縁層23に
形成された凹部24内にはエミッタ25が設けられて前記エ
ミッタ配線21に接続されている。そして、絶縁層23の上
面にはゲート26が設けられているが、これらゲート26は
前記エミッタ配線21と直交する方向に延設されたゲート
配線27に接続されている。
のエミッタ配線21が所定間隔をおいて並設されている。
これらのエミッタ配線21の上には、ポリSiにP,B等をド
ープさせた抵抗層22と絶縁層23が積層され、絶縁層23に
形成された凹部24内にはエミッタ25が設けられて前記エ
ミッタ配線21に接続されている。そして、絶縁層23の上
面にはゲート26が設けられているが、これらゲート26は
前記エミッタ配線21と直交する方向に延設されたゲート
配線27に接続されている。
このような構成を得るには、まず、第１基板20上にエ
ミッタ配線21を形成し、その上に全面にわたって抵抗層
22（105〜106Ωcm）を形成する。その上に減圧CVD法等
によってSiO2等の絶縁層23を全面にわたって形成した
後、前述した第１実施例と同様の製造工程によって前記
抵抗層22上に絶縁層のスルーホールを介してエミッタ25
を形成すればよい。
ミッタ配線21を形成し、その上に全面にわたって抵抗層
22（105〜106Ωcm）を形成する。その上に減圧CVD法等
によってSiO2等の絶縁層23を全面にわたって形成した
後、前述した第１実施例と同様の製造工程によって前記
抵抗層22上に絶縁層のスルーホールを介してエミッタ25
を形成すればよい。
本実施例は、第１基板20のゲート26とエミッタ25がマ
トリクス構成となるので、第１基板20と対向する図示し
ない第２基板の内面には全面ベタのアノード電極上に、
モノカラーの場合は１種、フルカラーの場合は適当なパ
ターンでRGB3種の蛍光体を塗り分ければよい。
トリクス構成となるので、第１基板20と対向する図示し
ない第２基板の内面には全面ベタのアノード電極上に、
モノカラーの場合は１種、フルカラーの場合は適当なパ
ターンでRGB3種の蛍光体を塗り分ければよい。
本発明によれば、エミッタの基板の凹部内に形成して
いるので、エミッタとゲートの距離はエミッタの厚みに
よって決まる。このため、エミッタの膜形成時間を調整
することによって、両電極間の距離はサブミクロンのオ
ーダで容易に制御でき、高い精度できわめて微小に間隔
を設定できる。従って、低電圧駆動ができ、表示密度が
高い画像表示装置を実現できる。
いるので、エミッタとゲートの距離はエミッタの厚みに
よって決まる。このため、エミッタの膜形成時間を調整
することによって、両電極間の距離はサブミクロンのオ
ーダで容易に制御でき、高い精度できわめて微小に間隔
を設定できる。従って、低電圧駆動ができ、表示密度が
高い画像表示装置を実現できる。
さらに、本発明においてはエミッタの上部水平端面が
矩形状の歯を有する櫛歯状に形成されている。このた
め、平板状のエミッタよりも電界強度が大きくなり、こ
の点からも本発明の装置は駆動電圧を低くすることがで
きる。また、先端を三角形状にしたエミッタに比べて寿
命が長くなる。
矩形状の歯を有する櫛歯状に形成されている。このた
め、平板状のエミッタよりも電界強度が大きくなり、こ
の点からも本発明の装置は駆動電圧を低くすることがで
きる。また、先端を三角形状にしたエミッタに比べて寿
命が長くなる。
第１図は本発明の第１実施例における主要構成部分の分
解斜視図、第２図、第３図（ａ）、第３図（ｂ）、第４
図、第５図（ａ）、第５図（ｂ）及び第６図は、それぞ
れ同実施例における電子放出部の製造工程を示す図、第
７図は本考案の第２実施例における要部の断面図、第８
図は同実施例における要部の部分斜視図、第９図は従来
の画像表示装置の要部平面図、第10図は同画像表示装置
の断面図である。 １……画像表示装置、2,20……第１基板、 ３……第２基板、5,26……ゲート、 6,25……エミッタ、９……アノード、 10……蛍光体、13、24……凹部。
解斜視図、第２図、第３図（ａ）、第３図（ｂ）、第４
図、第５図（ａ）、第５図（ｂ）及び第６図は、それぞ
れ同実施例における電子放出部の製造工程を示す図、第
７図は本考案の第２実施例における要部の断面図、第８
図は同実施例における要部の部分斜視図、第９図は従来
の画像表示装置の要部平面図、第10図は同画像表示装置
の断面図である。 １……画像表示装置、2,20……第１基板、 ３……第２基板、5,26……ゲート、 6,25……エミッタ、９……アノード、 10……蛍光体、13、24……凹部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 照男 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株 式会社内 (72)発明者 中田 久士 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株 式会社内 (72)発明者 西村 則雄 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株 式会社内 審査官 田村 爾 (56)参考文献 特開 平２−46636（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−50648（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−79161（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】第１基板に形成された複数の凹部と、 上部水平端面が矩形状の歯を有する櫛歯状に形成され、
前記凹部のなかにそれぞれ垂設されている複数のエミッ
タと、 前記第１基板の表面上の前記各エミッタの周辺部に形成
されたゲートと、 前記第１基板とともに真空容器を形成する第２基板と、 前記第２基板上の前記エミッタと対向する位置に積層さ
れたアノード及び蛍光体とを備える画像表示装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2255054A JP2656851B2 (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | 画像表示装置 |
| DE4132151A DE4132151C2 (de) | 1990-09-27 | 1991-09-26 | Bildanzeigegerät |
| US07/766,071 US5256936A (en) | 1990-09-27 | 1991-09-27 | Image display device |
| FR9111897A FR2667428B1 (fr) | 1990-09-27 | 1991-09-27 | Dispositif d'affichage d'image. |
| GB9120769A GB2260022B (en) | 1990-09-27 | 1991-09-30 | Image display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2255054A JP2656851B2 (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | 画像表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04137343A JPH04137343A (ja) | 1992-05-12 |
| JP2656851B2 true JP2656851B2 (ja) | 1997-09-24 |
Family
ID=17273509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2255054A Expired - Fee Related JP2656851B2 (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | 画像表示装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5256936A (ja) |
| JP (1) | JP2656851B2 (ja) |
| DE (1) | DE4132151C2 (ja) |
| FR (1) | FR2667428B1 (ja) |
| GB (1) | GB2260022B (ja) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE39633E1 (en) | 1987-07-15 | 2007-05-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Display device with electron-emitting device with electron-emitting region insulated from electrodes |
| USRE40566E1 (en) | 1987-07-15 | 2008-11-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Flat panel display including electron emitting device |
| USRE40062E1 (en) | 1987-07-15 | 2008-02-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Display device with electron-emitting device with electron-emitting region insulated from electrodes |
| JP2613669B2 (ja) * | 1990-09-27 | 1997-05-28 | 工業技術院長 | 電界放出素子及びその製造方法 |
| JP2719239B2 (ja) * | 1991-02-08 | 1998-02-25 | 工業技術院長 | 電界放出素子 |
| JP2616617B2 (ja) * | 1991-10-03 | 1997-06-04 | 双葉電子工業株式会社 | 平形蛍光表示装置 |
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