JP2006093053A - Image display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、画像表示装置に係り、特に、輝度の向上が改善可能な構造を有する画像表示装置に関する。 The present invention relates to an image display device, and more particularly to an image display device having a structure capable of improving the improvement in luminance.
近年、次世代の画像表示装置として、多数の電子放出素子を画像表示面と対向配置させた平面型の画像表示装置の開発が進められている。電子放出素子には様々な種類があるが、いずれも基本的には電界による電子放出を利用したもので、これらの電子放出素子を用いた画像表示装置は、一般に、フィールド・エミッション・ディスプレイ(以下、FEDと称する)と呼ばれている。このようなFEDの内、表面伝導型電子放出素子を用いた画像表示装置は、表面伝導型電子放出ディスプレイ(以下、SEDと称する)とも呼ばれているが、SEDも含む総称としてFEDという用語を用いる。 In recent years, as a next-generation image display device, a flat-type image display device in which a large number of electron-emitting devices are arranged to face an image display surface has been developed. There are various types of electron-emitting devices, and all of them basically use electron emission by an electric field, and image display devices using these electron-emitting devices are generally field emission displays (hereinafter referred to as field emission displays). , Referred to as FED). Among such FEDs, an image display device using a surface conduction electron-emitting device is also called a surface conduction electron-emitting display (hereinafter referred to as SED), but the term FED is used as a general term including SED. Use.
FEDは、一般に、所定の隙間を置いて対向配置された前面基板及び背面基板を有している。これらの基板は、矩形枠状の側壁を介してそれぞれの周縁部同士を互いに接合され、真空外囲器を構成している。真空外囲器の内部は、真空度が10−4Pa程度以下の高真空に維持されている。また、背面基板及び前面基板に加わる大気圧荷重を支えるために、これらの基板の間には複数の支持部材が配設されている。 In general, the FED has a front substrate and a rear substrate that are opposed to each other with a predetermined gap. These substrates are joined to each other at their peripheral parts via a rectangular frame-shaped side wall to constitute a vacuum envelope. The inside of the vacuum envelope is maintained at a high vacuum with a degree of vacuum of about 10 −4 Pa or less. Further, in order to support an atmospheric pressure load applied to the back substrate and the front substrate, a plurality of support members are disposed between these substrates.
前面基板の内面には、赤、青、緑にそれぞれ発光する蛍光体層を含む蛍光面が形成されている。また、実用的な表示特性を得るために、蛍光面上にメタルバック層と呼ばれるアルミ薄膜が形成されている。さらに、真空外囲器の内部に残留したガス及び各基板から放出されたガス(例えば水素、メタン、酸素、二酸化炭素、水蒸気など)を吸着するために、ゲッタ層と呼ばれるガス吸着特性を持ったBa(バリウム)、V(バナジウム)、Ti(チタン)、Ta(タンタル)などの金属薄膜がメタルバック層上に蒸着されている。 On the inner surface of the front substrate, a phosphor screen including phosphor layers that respectively emit red, blue, and green is formed. In order to obtain practical display characteristics, an aluminum thin film called a metal back layer is formed on the phosphor screen. Furthermore, in order to adsorb the gas remaining inside the vacuum envelope and the gas released from each substrate (for example, hydrogen, methane, oxygen, carbon dioxide, water vapor, etc.), it has a gas adsorption characteristic called getter layer. A metal thin film such as Ba (barium), V (vanadium), Ti (titanium), and Ta (tantalum) is deposited on the metal back layer.
背面基板の内面には、蛍光体を励起して発光させるための電子を放出する多数の電子放出素子が設けられている。また、多数の走査線及び信号線がマトリックス状に形成され、各電子放出素子に接続されている。 A large number of electron-emitting devices that emit electrons for exciting the phosphor to emit light are provided on the inner surface of the rear substrate. A large number of scanning lines and signal lines are formed in a matrix and connected to each electron-emitting device.
このようなFEDでは、蛍光体層及びメタルバック層を含む画像表示面にはアノード電圧が印加され、電子放出素子から放出された電子ビームがアノード電圧により加速されて蛍光面に衝突することにより、蛍光体が発光する。これにより、画像表示面に画像が表示される。この場合、アノード電圧は、最低でも数kV、できれば10kV以上にすることが望まれる。 In such an FED, an anode voltage is applied to the image display surface including the phosphor layer and the metal back layer, and the electron beam emitted from the electron-emitting device is accelerated by the anode voltage and collides with the phosphor screen. The phosphor emits light. Thereby, an image is displayed on the image display surface. In this case, the anode voltage is desired to be at least several kV, preferably 10 kV or more.
このようなFEDでは、前面基板と背面基板との隙間を1〜2mm程度に設定することができ、現在のテレビやコンピュータのディスプレイとして使用されている陰極線管(CRT)と比較して、大幅な軽量化、薄型化を達成することができる。 In such an FED, the gap between the front substrate and the rear substrate can be set to about 1 to 2 mm, which is significantly larger than that of a cathode ray tube (CRT) used as a display of a current television or computer. Weight reduction and thickness reduction can be achieved.
具体的な従来の画像表示装置としては、例えば特許文献1の段落[0015]及び図1に示すように、フェースプレートの内面に赤、緑、青に夫々発光する蛍光体層が例えばストライプ状あるいはドット状に形成され、さらに前記蛍光体層間のフェースプレート内面に黒色着色層が形成されている構成のものが知られている。
しかしながら、従来の画像表示装置によれば、蛍光体層間のフェースプレート内面に、放電の必要空間を維持するとともに、放電及び蛍光体層の各画素の区分けを行うために黒色着色層が形成されているので、十分な輝度が得られないという問題があった。
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、従来と比べ輝度を向上しえる画像表示装置を提供することにある。
However, according to the conventional image display device, a black colored layer is formed on the inner surface of the face plate between the phosphor layers in order to maintain a necessary discharge space and to separate the discharge and each pixel of the phosphor layer. Therefore, there is a problem that sufficient luminance cannot be obtained.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an image display device capable of improving the luminance as compared with the prior art.
この発明の第1の様態による画像表示装置は、蛍光体層及び該蛍光体層より厚みの薄い遮光層を含む蛍光面と、この蛍光面の蛍光体層に重ねて設けられたメタルバック層と、を有する前面基板と、前記前面基板に対向して配置されているとともに、前記蛍光体面に向けて電子を放出する電子放出素子が配置された背面基板と、を備え、前記蛍光体層と蛍光体層間に、輝度を向上させるための手段が施されていることを特徴とする。 An image display device according to a first aspect of the present invention includes a phosphor layer and a phosphor screen including a light-shielding layer having a thickness smaller than that of the phosphor layer, and a metal back layer provided on the phosphor layer of the phosphor layer. , And a rear substrate disposed opposite to the front substrate and disposed with an electron-emitting device that emits electrons toward the phosphor surface. Means for improving luminance is provided between body layers.
この発明に係る前記画像表示装置によれば、前記蛍光体層と蛍光体層間に、輝度を向上させるための手段を施すことにより、従来の装置と比べ輝度を向上させることができる。 According to the image display device of the present invention, the luminance can be improved as compared with the conventional device by providing means for improving the luminance between the phosphor layer and the phosphor layer.
この発明によれば、従来と比べて輝度を向上しえる画像表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image display device capable of improving the luminance as compared with the prior art.
以下、この発明の一実施の形態に係る画像表示装置について図面を参照して説明する。なお、ここでは、この発明に係る画像表示装置として、表面伝導型の電子放出素子を備えたFEDを例にとって説明する。 An image display apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, as an image display device according to the present invention, an FED including a surface conduction electron-emitting device will be described as an example.
まず、FEDの全体図について図1及び図2を参照して説明する。
図1及び図2に示すように、FEDは、1〜2mmの隙間を置いて対向配置された前面基板11及び背面基板12を備えている。これら前面基板11及び背面基板12は、絶縁基板としてそれぞれ板厚が1〜3mm程度の矩形状のガラス板を用いて構成されている。これらの前面基板11及び背面基板12は、矩形枠状の側壁13を介して周縁部同士が接合され、内部が10−4Pa程度の高真空に維持された扁平な矩形状の真空外囲器10を構成している。
First, an overall view of the FED will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the FED includes a
真空外囲器10は、その内部に設けられ、前面基板11及び背面基板12に加わる大気圧荷重を支えるための複数のスペーサ14を備えている。このスペーサ14としては、板状あるいは柱状等の形状を採用可能である。
The
前面基板11の内面には、蛍光面15が形成されている。この蛍光面15は、赤、緑、青に夫々発光する蛍光体層16と、マトリック状に配置された光吸収層(遮光層)17とを備えている。前記蛍光面15上には、アノード電極として機能するメタルバック層20、図示しないゲッタ層が形成されている。前記蛍光体層16は、例えばドット上に形成されている。メタルバック層20は、アルミニウム合金膜等で形成されている。ゲッタ層は、ガス吸着特性を持った金属膜(例えばチタン膜)によって形成され、真空外囲器10の内部に残留したガス及び各基板から放出されたガス(例えば水素、メタン、酸素、二酸化炭素、水蒸気など)を吸着する。前記蛍光体層16と蛍光体層16間の遮光層上には、後で詳述するように輝度を向上させるための手段が施されている。
A
背面基板12は、その内面に表面伝導型の電子放出素子18を備えている。この電子放出素子18は、蛍光面15の蛍光体層16を励起する電子源として機能する。即ち、複数の電子放出素子18は、背面基板12上において、画素毎に対応して複数列及び複数行に配列され、夫々蛍光体層16に向けて電子ビームを放出する。各電子放出素子18は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の素子電極等で構成されている。また、電子放出素子18に電位を供給するための多数本の配線21は、背面基板12の内面にマトリック状に設けられ、その端部は真空外囲器10の外部に引出されている。
The
このようなFEDでは、画像を表示する動作時においては、蛍光面15及びメタルバック層20を含む画像表示面にアノード電圧を印加する。そして、電子放出素子18から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光面15へ衝突させる。これにより、蛍光面15の蛍光体層16が励起され、それぞれ対応する色に発光する。このようにして、画像表示面にカラー画像が表示される。
In such an FED, an anode voltage is applied to an image display surface including the
次に、この発明の要旨である「輝度を向上させるための手段」について、図3〜図5を参照して説明する。なお、図1及び図2と同部材は同符番を付して説明する。
1)前記手段が、蛍光体層と蛍光体層間の前面基板上に、遮光層を介して配置された白い抵抗材層である場合。
図3に示すように、前面基板11上の遮光層17上には、白い抵抗材層31が形成されている。ここで、白い抵抗材層31としては、例えばTiO2とフリットとを混合したものが挙げられる。前記抵抗材層31は、蛍光体層16と蛍光体層16間の前面基板11上に遮光層17を形成した後、遮光層17上に形成される。前記抵抗材層31は、遮光層17の最低限の厚さを確保した上でできるだけ厚くすることが好ましい。こうした抵抗材層31の配置により、従来と比べて輝度を向上することができる。
前記抵抗材層31は、図4に示すように凹状に形成することが好ましい。凹状の抵抗材層31は、2回露光あるいはハーフトーン露光により形成することができる。こうした形状の抵抗材層31の存在により、輝度向上の他に、沿面距離を伸ばして放電に対する耐圧を向上できるという利点を有する。
Next, “means for improving luminance” which is the gist of the present invention will be described with reference to FIGS. The same members as those in FIGS. 1 and 2 are described with the same reference numerals.
1) When the means is a white resistive material layer disposed on the front substrate between the phosphor layer and the phosphor layer via a light shielding layer.
As shown in FIG. 3, a white
The
2)前記手段が、蛍光体層の周囲の側壁に配置された光反射膜である場合。
前記光反射膜の材料としては、例えばAlが挙げられるが、光を反射させる材料であれば、これに限定されない。前記光反射膜は、蛍光体層や遮光層を形成した前面基板を回転させながら、基板主面に対して斜めから光反射膜材料を蛍光体層の側壁に蒸着することにより形成することができる。光反射膜の配置により、従来と比べて輝度を向上することができる。
2) When the means is a light reflecting film disposed on the side wall around the phosphor layer.
Examples of the material of the light reflecting film include Al, but the material is not limited to this as long as the material reflects light. The light reflecting film can be formed by vapor-depositing a light reflecting film material on the side wall of the phosphor layer obliquely with respect to the main surface of the substrate while rotating the front substrate on which the phosphor layer or the light shielding layer is formed. . With the arrangement of the light reflecting film, the luminance can be improved as compared with the conventional case.
3)前記手段が、蛍光体層と蛍光体層間の前面基板上に前記遮光層を介して配置された白い抵抗材層、及び蛍光体層の側壁に配置された光反射膜である場合。
図5に示すように、蛍光体層16の側壁には光反射膜32が形成され、前面基板11上の遮光層17上には白い抵抗材層31が形成されている。ここで、光反射膜32や抵抗材層31の材質、形成方法は上述した材質、形成方法と同様である。ここで、抵抗材層31は、蛍光体層16の側壁に光反射膜32を形成した後に形成される。前記抵抗材層31及び光反射膜32の配置により、従来と比べて輝度を向上することができる。
3) When the means is a white resistance material layer disposed on the front substrate between the phosphor layer and the phosphor layer via the light shielding layer, and a light reflecting film disposed on the side wall of the phosphor layer.
As shown in FIG. 5, a
次に、上述したような構成のFEDに適用可能な前面基板側の構造についてより詳細に説明する。
(第1実施形態)
即ち、第1実施形態に係るFEDでは、図3に示すように、前面基板(ガラス基板)11上に黒色顔料からなる厚み5ミクロンメートルの遮光層17がフォトリソ法によりドット状に形成されている。前記遮光層17と遮光層17との間には、赤(R),緑(G),青(B)の3色の厚み10ミクロンメートルの蛍光体層16が夫々隣り合うようにドット状に形成されている。前記蛍光体層16上には、アルミニウム(Al)合金製のメタルバック層20が形成されている。前記メタルバック層20上には、図示しないがTi等の材料からなるゲッタ層が形成されている。前記蛍光体層16と隣接する蛍光体層16間の前面基板11上には、遮光層17を介して厚み5ミクロンメートルの白い抵抗材層31が形成されている。ここで、抵抗材層31は、TiO2とフリットとを混合した抵抗材層からなる。
Next, the structure on the front substrate side that can be applied to the FED configured as described above will be described in more detail.
(First embodiment)
That is, in the FED according to the first embodiment, as shown in FIG. 3, a
上述した各部材は、次のようにして形成される。
まず、前面基板11上に黒色顔料からなる遮光層17をフォトリソ法によりドット状に形成する。次に、前記遮光層17上に抵抗材層31をフォトリソ法により形成する。つづいて、前記遮光層17と遮光層17との間に、R,G,Bの3色の蛍光体層16をフォトリソ法により夫々隣り合うようにドット状に形成する。こうして、蛍光面を形成する。つづいて、蛍光面の上にメタルバック層20、ゲッタ層(図示せず)を順次形成する。
Each member mentioned above is formed as follows.
First, the
第1実施形態によれば、蛍光体層16と隣接する蛍光体層16間の前面基板11上に、遮光層17を介して白い抵抗材層31を形成した構成になっているため、従来の遮光層のみの構造の場合と比べ、輝度を著しく向上することができる。
According to the first embodiment, since the white
なお、第1実施形態では、メタルバック層の材料としてAl合金を用いたが、これに限らず、例えばニッケル(Ni)、クロム(Cr)の何れかの材料を用いることが可能である。また、ゲッタ層の材質も、Tiの他、例えばタンタル、ストロンチウムの何れかのゲッタ材料、あるいはこれらのゲッタ材料を複数積層したもの、又はこれらのゲッタ材料の合金状態による層の何れかを用いることが可能である。更に、抵抗材層の材料もTiO2とフリットとを混合した材料に限らない
。
In the first embodiment, an Al alloy is used as the material for the metal back layer. However, the present invention is not limited to this. For example, any material of nickel (Ni) or chromium (Cr) can be used. In addition to Ti, the material of the getter layer is, for example, any one of tantalum and strontium getter materials, a laminate of these getter materials, or a layer based on the alloy state of these getter materials. Is possible. Further, the material of the resistance material layer is not limited to a material in which TiO 2 and frit are mixed.
(第2実施形態)
第2実施形態は、図示しないが、輝度を向上させるための手段としてのAlからなる光反射膜を、前記蛍光体層の側壁に形成した構成となっている。前記光反射膜は、基板主面に対して斜めから光反射膜材料(Al)を蛍光体層の側壁に蒸着させることにより形成することができる。
第2実施形態によれば、蛍光体層の側壁に光反射膜を配置した構成にすることにより、従来と比べて輝度を向上することができる。なお、光反射膜材料はAlに限らず、他の材料を用いてもよい。
(Second Embodiment)
Although not shown, the second embodiment has a configuration in which a light reflecting film made of Al as means for improving luminance is formed on the side wall of the phosphor layer. The light reflecting film can be formed by vapor-depositing a light reflecting film material (Al) on the side wall of the phosphor layer obliquely with respect to the main surface of the substrate.
According to the second embodiment, the luminance can be improved as compared with the conventional case by adopting the configuration in which the light reflecting film is arranged on the side wall of the phosphor layer. The light reflecting film material is not limited to Al, and other materials may be used.
(第3実施形態)
第3実施形態に係るFEDは、図4に示すように、図3の場合と比べ、前記抵抗材層31を凹状に形成したことを特徴とする。凹状の抵抗材層31は、2種類の露光用マスクを順次用いて2回露光することにより形成できるが、ハーフトーン露光で形成してもよい。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 4, the FED according to the third embodiment is characterized in that the
第3実施形態によれば、抵抗材層31の配置により従来と比べて輝度を向上することができる他、抵抗材層31が凹状になっているので、沿面距離を伸ばして放電に対する耐圧を向上できるという利点を有する。
According to the third embodiment, the arrangement of the
(第4実施形態)
第4実施形態に係るFEDは、図5に示すように、蛍光体層16の側壁にAlからなる光反射膜32を形成するとともに、蛍光体層16と蛍光体層16間の前面基板11上に遮光層21を介して白い抵抗材層31を形成した構成となっている。
(Fourth embodiment)
As shown in FIG. 5, the FED according to the fourth embodiment forms a
第4実施形態によれば、蛍光体層16の側壁の光反射膜32及び蛍光体層16間の領域の白い抵抗材層31により、従来と比べて輝度を向上することができる。
According to the fourth embodiment, the brightness can be improved compared to the conventional case by the
以上説明したように、上記実施形態によれば、蛍光体層間の領域の白い抵抗材層や蛍光体層側壁の光反射膜の少なくとも何れか一方の存在により輝度の向上をなし得る画像表示装置を提供できる。また、抵抗材層を凹状に形成することにより、沿面距離を向上して放電に対する耐圧向上をなしえる画像表示装置を提供できる。 As described above, according to the above-described embodiment, the image display device capable of improving the luminance by the presence of at least one of the white resistive material layer in the region between the phosphor layers and the light reflecting film on the side wall of the phosphor layer. Can be provided. Further, by forming the resistance material layer in a concave shape, it is possible to provide an image display device capable of improving the creepage distance and improving the breakdown voltage against discharge.
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the components without departing from the gist of the invention in the stage of implementation. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
10…真空外囲器、11…前面基板、12…背面基板、15…蛍光面、16…蛍光体層、17…光吸収層(遮光層)、18…電子放出素子、20…メタルバック層、21…配線、31…白い抵抗材層、32…光反射膜。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記前面基板に対向して配置されているとともに、前記蛍光体面に向けて電子を放出する電子放出素子が配置された背面基板と、を備え、
前記蛍光体層と蛍光体層間に、輝度を向上させるための手段が施されていることを特徴とする画像表示装置。 A front substrate having a phosphor layer and a phosphor screen including a light-shielding layer thinner than the phosphor layer, and a metal back layer provided on the phosphor layer of the phosphor surface;
A rear substrate disposed opposite to the front substrate and disposed with an electron-emitting device that emits electrons toward the phosphor surface;
Means for improving luminance is applied between the phosphor layer and the phosphor layer.
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