JP2006128083A - Field emission type image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電界放出型電子源を利用した電界放出型画像表示装置(FED:Field Emission Display)に関する。 The present invention relates to a field emission display (FED) using a field emission electron source.
従来、カラーテレビやパソコン等のディスプレイ(画像表示装置)としては、陰極線管(CRT:Cathode Ray Tube)が主流であったが、近年、画像表示装置に小型、軽量、薄型化が求められるようになり、それに応じて、様々な薄型の画像表示装置の開発、製品化が進められている。 Conventionally, cathode ray tubes (CRTs) have been mainstream as displays (image display devices) for color televisions and personal computers, but in recent years, image display devices are required to be smaller, lighter, and thinner. Accordingly, various thin image display devices are being developed and commercialized.
以上のような状況下において、最近、様々な薄型の画像表示装置の研究開発がなされており、その中でも、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイの開発が盛んである。液晶ディスプレイは、携帯型パソコン、携帯型テレビ、ビデオカメラ及びカーナビゲーション等の様々な製品に応用されており、プラズマディスプレイは、20インチないし40インチ級の大型ディスプレイ等の製品に応用されている。しかし、液晶ディスプレイは、視野角が狭く、応答性能が遅いという問題点を抱えており、プラズマディスプレイは、高輝度を得にくく、消費電力が大きい等の問題点を抱えている。 Under the circumstances as described above, research and development of various thin image display devices have been recently made, and among them, development of liquid crystal displays and plasma displays is active. The liquid crystal display is applied to various products such as a portable personal computer, a portable television, a video camera, and a car navigation system, and the plasma display is applied to a product such as a large display of 20 to 40 inches. However, the liquid crystal display has a problem that the viewing angle is narrow and the response performance is slow, and the plasma display has a problem that it is difficult to obtain high luminance and the power consumption is large.
そこで、これらの問題を解消する薄型の画像表示装置として、常温で真空中に電子が放出される電界放出(Field Emission)という現象を利用した画像表示装置(以下「電界放出型画像表示装置」という)が注目されている。この電界放出型画像表示装置は、自発光タイプであるため、広い視野角及び高輝度を得ることが可能であり、また、基本原理(電子ビームを用いて蛍光体を発光させること)は従来の陰極線管と同様であるため、自然で色再現性の高い画像を表示することができる。 Therefore, as a thin image display device that solves these problems, an image display device using a phenomenon called field emission in which electrons are emitted in a vacuum at room temperature (hereinafter referred to as “field emission image display device”). ) Is attracting attention. Since this field emission type image display device is a self-luminous type, it is possible to obtain a wide viewing angle and high luminance, and the basic principle (to make a phosphor emit light using an electron beam) is the conventional one. Since it is similar to a cathode ray tube, it is possible to display a natural and highly color reproducible image.
従来、この種の電界放出型画像表示装置としては、以下のような構成のものが知られている(例えば、特許文献1参照)。図7に、従来技術における電界放出型画像表示装置の構成を模式的に示す。 Conventionally, as this type of field emission image display device, one having the following configuration is known (for example, see Patent Document 1). FIG. 7 schematically shows a configuration of a field emission image display device in the prior art.
図7に示すように、従来の電界放出型画像表示装置200は、真空容器内に配置された電界放出型電子源201と、電界放出型電子源201と対向して前記真空容器内に配置された蛍光体スクリーン202とを備えている。電界放出型電子源201は、カソード基板101と、カソード基板101上に薄膜状に形成されたカソード電極102と、カソード電極102上に形成された円錐状のエミッタ105と、同じくカソード電極102上にエミッタ105を囲むように形成された第1の絶縁層103と、第1の絶縁層103上に形成されたゲート電極104とにより構成されている。一方、蛍光体スクリーン202は、アノード基板106と、アノード基板106上に薄膜状に形成されたアノード電極107と、アノード電極107上に第1の絶縁層103と対向して形成された第2の絶縁層108と、第2の絶縁層108上に形成された遮蔽電極109と、アノード電極107上の遮蔽電極109及び第2の絶縁層108の開口部(凹所)に形成された蛍光体層110とにより構成されている。尚、図7においては、簡単のために、1つの表示画素に対応する構成のみを示している。また、図7においては、エミッタの数が1個の場合の構成を示しているが、通常は1画素当たり数百個程度の複数のエミッタからなるエミッタアレイとして構成される。ここで、遮蔽電極109は、エミッタアレイから放出される電子の軌道の広がりを抑制する収束機能を有している。
As shown in FIG. 7, a conventional field emission type
以上のような構成を有する電界放出型画像表示装置200においては、ゲート電極104、アノード電極107、遮蔽電極109に所定の電圧(ゲート電圧、アノード電圧、遮蔽電圧)を印加することにより、エミッタ105から一定の広がり角をもって放出された電子が、アノード基板106の方向へ加速されながら遮蔽電極109によって収束されて、蛍光体層110に衝突する。これにより、蛍光体層110が発光して、画像が表示される。
In the field emission
上記のような構成を有する電界放出型画像表示装置を、1×104 cd/m2 以上の高輝度特性が要求されるような用途に用いる場合には、アノード電圧を5kV以上に設定する必要がある。 When the field emission image display device having the above-described configuration is used for an application requiring high luminance characteristics of 1 × 10 4 cd / m 2 or more, it is necessary to set the anode voltage to 5 kV or more. There is.
しかし、上記構成の電界放出型画像表示装置の場合、アノード電圧が1kV以下の領域では遮蔽電極の電位を最適に設定することができるが、アノード電圧が5kV以上の高電圧領域では、遮蔽電極とアノード電極との間の耐圧を安全に維持することができないために、遮蔽電極の電位を最適に設定することが困難となる。そして、遮蔽電極の電位が最適に設定されない場合には、遮蔽電極の収束性能が低下するために、本来の発光画素に隣接する画素までも発光させてしまう画素間クロストークが発生し、これが解像度の劣化要因となる。 However, in the case of the field emission image display device having the above configuration, the potential of the shielding electrode can be optimally set in the region where the anode voltage is 1 kV or less, but in the high voltage region where the anode voltage is 5 kV or more, Since the withstand voltage between the anode electrode and the anode electrode cannot be maintained safely, it is difficult to optimally set the potential of the shielding electrode. If the potential of the shielding electrode is not optimally set, the convergence performance of the shielding electrode is deteriorated, so that crosstalk between pixels that causes light to be emitted even to pixels adjacent to the original light emitting pixel occurs. It becomes a deterioration factor.
そこで、かかる問題点に鑑み、アノード電圧を高くすることなく高輝度化を図ることのできる電界放出型画像表示装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。図8に、この電界放出型画像表示装置の蛍光体スクリーン側の構成を模式的に示す。 In view of such problems, there has been proposed a field emission image display device that can achieve high luminance without increasing the anode voltage (see, for example, Patent Document 2). FIG. 8 schematically shows a configuration on the phosphor screen side of the field emission image display device.
図8に示すように、この電界放出型画像表示装置の蛍光体スクリーン219は、透明基板220と、透明基板220の一方の面に形成され、複数の開口部226を備えるブラックマトリックス層221と、少なくともブラックマトリックス層221の開口部226内に形成された蛍光体層227R、227G、227Bと、ブラックマトリックス層221上の所定の位置に形成され、無機導電性材料からなる複数の障壁225と、障壁225とブラックマトリックス層221との間に設けられ、無機導電性材料からなる中間層224とにより構成されている。そして、障壁225の壁面は、透明基板220の面に対して45度〜80度のテーパー角を有するテーパー状に形成されている。尚、中間層224は、下引き層222と導電層223とからなっている。
As shown in FIG. 8, the
図8に示す電界放出型画像表示装置の構成によれば、障壁225の壁面がテーパー状に形成されていることにより、蛍光体スクリーン219の各画素に対応する蛍光体層227R、227G、227Bの有効表面積を大幅に増加させることができるので、発光輝度を向上させることができる。その結果、アノード電圧を高くすることなく高輝度化を図ることのできる電界放出型画像表示装置を実現することが可能となる。
ところで、電界放出型電子源から放出された電子が蛍光体層に衝突する際、当該電子は十分な励起エネルギーを有しているために、蛍光体層から可視帯域波長の光が励起され、この励起光が隣接する画素へ到達すると、迷光成分となって、画素間クロストークを発生させる要因となる。 By the way, when electrons emitted from the field emission electron source collide with the phosphor layer, since the electrons have sufficient excitation energy, light of visible band wavelength is excited from the phosphor layer. When the excitation light reaches an adjacent pixel, it becomes a stray light component and causes inter-pixel crosstalk.
しかし、図8に示す構成の電界放出型画像表示装置の場合には、光吸収作用を有するブラックマトリックス層221が平面的な構造であるために、主に透明基板220から進入してくる外光に対しての光吸収作用しか発揮できず、蛍光体層227R、227G、227Bからの励起光に起因して発生する画素間クロストークを防止するには至っていない。
However, in the case of the field emission type image display device having the configuration shown in FIG. 8, the
本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、アノード電圧を高くすることなく高輝度化を図ることができると共に、蛍光体層からの励起光に起因する画素間クロストークの発生を抑えて高解像度化を図ることのできる電界放出型画像表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems in the prior art, and can achieve high luminance without increasing the anode voltage, and can also achieve cross-pixel crossing caused by excitation light from the phosphor layer. An object of the present invention is to provide a field emission type image display device capable of increasing the resolution by suppressing the occurrence of talk.
前記目的を達成するため、本発明に係る電界放出型画像表示装置の第1の構成は、真空容器内に配置された電界放出型電子源と、前記電界放出型電子源と対向して前記真空容器内に配置され、かつ、前記電界放出型電子源との対向面に複数の凹所を有すると共に、前記凹所内に蛍光体層が形成された蛍光体スクリーンとを備え、前記電界放出型電子源から放出される電子の衝突によって前記蛍光体層を発光させて、画像を表示する電界放出型画像表示装置であって、前記凹所の内壁面が前記凹所の底面側から開口面側に向かってテーパー状に広がっていると共に、隣接する前記凹所が、発光波長の光に対して光吸収機能(ブラック効果)を有する材料からなるリブ構造体によって仕切られており、かつ、前記凹所の前記底面と前記内壁面のほぼ全面にわたって前記蛍光体層が形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first configuration of a field emission image display device according to the present invention includes a field emission electron source disposed in a vacuum container, and the vacuum facing the field emission electron source. A phosphor screen disposed in a container and having a plurality of recesses on a surface facing the field emission electron source and having a phosphor layer formed in the recess, and the field emission electrons A field emission type image display device that displays an image by causing the phosphor layer to emit light by collision of electrons emitted from a source, wherein the inner wall surface of the recess is from the bottom surface side of the recess to the opening surface side. And the adjacent recesses are partitioned by a rib structure made of a material having a light absorption function (black effect) with respect to light of the emission wavelength, and the recesses The bottom surface and the inner wall surface of Wherein the phosphor layer is formed over the entire surface.
前記本発明の電界放出型画像表示装置の第1の構成においては、前記蛍光体スクリーンの前記電界放出型電子源側近傍に配置され、前記凹所の開口サイズに対応した開口を有する電子ビーム遮蔽板をさらに備えているのが好ましい。この好ましい例によれば、電子ビーム遮蔽板に、引き出し電圧(ゲート電圧)とアノード電圧の中間の(正)電圧を印加することにより、電界放出型電子源から放出された電子はレンズ作用を受けることなく直進し、当該電子ビーム遮蔽板の空間フィルタ作用によって機械的に周辺電子のみが遮蔽(ブロック)される。その結果、隣接画素への電子ビームの入射を防止することができるので、画素間クロストークの発生を抑えて高解像度化を図ることができる。また、この場合には、前記電子ビーム遮蔽板の少なくとも一方の表面に、ガス吸着作用を有するゲッタ膜が形成されているのが好ましい。この好ましい例によれば、蛍光体層への電子の衝突などによって生成されるガス放出成分を効率良く吸収することができるので、電界放出型画像表示装置内の真空度を良好に維持することができる。その結果、電界放出型電子源を構成するエミッタが放電破壊によって動作不能の状態に陥ってしまうことを防止することができるので、当該電界放出型電子源の長寿命化、ひいては電界放出型画像表示装置の長寿命化を図ることができる。 In the first configuration of the field emission image display device according to the present invention, the electron beam shield having an opening corresponding to the opening size of the recess is disposed in the vicinity of the field emission electron source side of the phosphor screen. It is preferable to further comprise a plate. According to this preferable example, by applying a positive voltage between the extraction voltage (gate voltage) and the anode voltage to the electron beam shielding plate, electrons emitted from the field emission electron source are subjected to a lens action. It goes straight without being blocked, and only the surrounding electrons are mechanically blocked (blocked) by the spatial filter action of the electron beam shielding plate. As a result, since an electron beam can be prevented from being incident on adjacent pixels, the occurrence of crosstalk between pixels can be suppressed and high resolution can be achieved. In this case, it is preferable that a getter film having a gas adsorption action is formed on at least one surface of the electron beam shielding plate. According to this preferred example, the gas emission component generated by the collision of electrons with the phosphor layer can be efficiently absorbed, so that the degree of vacuum in the field emission image display device can be maintained well. it can. As a result, it is possible to prevent the emitter constituting the field emission electron source from becoming inoperable due to the discharge breakdown, thereby extending the life of the field emission electron source, and consequently the field emission image display. The lifetime of the apparatus can be extended.
前記本発明の電界放出型画像表示装置の第1の構成においては、前記蛍光体スクリーンの前記電界放出型電子源側の面に当接して配置され、前記凹所の開口サイズに対応した開口を有する電子ビーム遮蔽板をさらに備えているのが好ましい。また、この場合には、前記電子ビーム遮蔽板の前記電界放出型電子源側の表面に、ガス吸着作用を有するゲッタ膜が形成されているのが好ましい。 In the first configuration of the field emission image display device of the present invention, an opening corresponding to the opening size of the recess is disposed in contact with the surface of the phosphor screen on the field emission electron source side. It is preferable to further include an electron beam shielding plate. In this case, it is preferable that a getter film having a gas adsorption action is formed on the surface of the electron beam shielding plate on the field emission electron source side.
前記本発明の電界放出型画像表示装置の第1の構成においては、複数の前記凹所がマトリックス状又はライン状に配置されているのが好ましい。 In the first configuration of the field emission image display device of the present invention, it is preferable that the plurality of recesses are arranged in a matrix or a line.
また、本発明に係る電界放出型画像表示装置の第2の構成は、真空容器内に配置された電界放出型電子源と、前記電界放出型電子源と対向して前記真空容器内に配置され、かつ、前記電界放出型電子源との対向面に複数の凹所を有すると共に、前記凹所内に蛍光体層が形成された蛍光体スクリーンとを備え、前記電界放出型電子源から放出される電子の衝突によって前記蛍光体層を発光させて、画像を表示する電界放出型画像表示装置であって、前記凹所の内壁面が前記凹所の底面側から開口面側に向かってテーパー状に広がっていると共に、前記凹所の前記底面と前記内壁面のほぼ全面にわたって前記蛍光体層が形成されており、前記蛍光体スクリーンの前記電界放出型電子源側近傍に配置され、前記凹所の開口サイズに対応した開口を有する電子ビーム遮蔽板をさらに備え、かつ、前記電子ビーム遮蔽板の少なくとも一方の表面に、ガス吸着作用を有するゲッタ膜が形成されていることを特徴とする。 A second configuration of the field emission image display device according to the present invention is a field emission electron source disposed in a vacuum vessel, and is disposed in the vacuum vessel so as to face the field emission electron source. And a phosphor screen having a plurality of recesses on a surface facing the field emission electron source and having a phosphor layer formed in the recess, and is emitted from the field emission electron source. A field emission type image display device for displaying an image by causing the phosphor layer to emit light by collision of electrons, wherein an inner wall surface of the recess is tapered from a bottom surface side of the recess toward an opening surface side. The phosphor layer is formed over substantially the entire bottom surface and inner wall surface of the recess, and is disposed in the vicinity of the field emission electron source side of the phosphor screen. Has an opening corresponding to the opening size Further comprising an electron beam shielding plate that, and, on at least one surface of said electron beam shielding plate, characterized in that the getter film is formed having a gas adsorption.
また、本発明に係る電界放出型画像表示装置の第3の構成は、真空容器内に配置された電界放出型電子源と、前記電界放出型電子源と対向して前記真空容器内に配置され、かつ、前記電界放出型電子源との対向面に複数の凹所を有すると共に、前記凹所内に蛍光体層が形成された蛍光体スクリーンとを備え、前記電界放出型電子源から放出される電子の衝突によって前記蛍光体層を発光させて、画像を表示する電界放出型画像表示装置であって、前記凹所の内壁面が前記凹所の底面側から開口面側に向かってテーパー状に広がっていると共に、前記凹所の前記底面と前記内壁面のほぼ全面にわたって前記蛍光体層が形成されており、前記蛍光体スクリーンの前記電界放出型電子源側の面に当接して配置され、前記凹所の開口サイズに対応した開口を有する電子ビーム遮蔽板をさらに備え、かつ、前記電子ビーム遮蔽板の前記電界放出型電子源側の表面に、ガス吸着作用を有するゲッタ膜が形成されていることを特徴とする。 A third configuration of the field emission image display device according to the present invention is a field emission electron source disposed in a vacuum container, and is disposed in the vacuum container so as to face the field emission electron source. And a phosphor screen having a plurality of recesses on a surface facing the field emission electron source and having a phosphor layer formed in the recess, and is emitted from the field emission electron source. A field emission type image display device for displaying an image by causing the phosphor layer to emit light by collision of electrons, wherein an inner wall surface of the recess is tapered from a bottom surface side of the recess toward an opening surface side. The phosphor layer is formed over substantially the entire bottom surface and the inner wall surface of the recess, and is disposed in contact with the surface of the phosphor screen on the field emission electron source side. Corresponding to the opening size of the recess Further comprising an electron beam shielding plate having a mouth, and, in the field emission electron source side of the surface of the electron beam shielding plate, wherein the getter film having a gas adsorption action is formed.
本発明によれば、蛍光体スクリーンの各画素に対応する蛍光体層の有効表面積を大幅に増加させることができるので、発光輝度を向上させることができる。その結果、アノード電圧を高くすることなく高輝度化を図ることのできる電界放出型画像表示装置を実現することが可能となる。また、蛍光体層が形成される凹所の内壁面が前記凹所の底面側から開口面側に向かってテーパー状に広がっていることにより、凹所内の内壁面上の蛍光体層に入射して反射した電子ビーム(反射成分)を、同一の凹所内の蛍光体層に再入射させることができるので、これによっても発光輝度の向上を図ることができる。さらに、隣接する凹所が、発光波長の光に対して光吸収機能(ブラック効果)を有する材料からなるリブ構造体によって仕切られていることにより、蛍光体層からの励起光に起因する画素間クロストークの発生を抑えて高解像度化を図ることができる。 According to the present invention, since the effective surface area of the phosphor layer corresponding to each pixel of the phosphor screen can be greatly increased, the light emission luminance can be improved. As a result, it is possible to realize a field emission image display device that can achieve high luminance without increasing the anode voltage. In addition, the inner wall surface of the recess in which the phosphor layer is formed is tapered from the bottom surface side to the opening surface side of the recess so that it enters the phosphor layer on the inner wall surface in the recess. The reflected electron beam (reflective component) can be re-incident on the phosphor layer in the same recess, so that the emission luminance can be improved. Furthermore, adjacent recesses are partitioned by a rib structure made of a material having a light absorption function (black effect) with respect to light of the emission wavelength, so that between pixels caused by excitation light from the phosphor layer It is possible to increase the resolution by suppressing the occurrence of crosstalk.
以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically using embodiments.
図1は本発明の一実施の形態における電界放出型画像表示装置の構成を模式的に示す断面図、図2は当該電界放出型画像表示装置の、蛍光体層を形成する凹所の形状を示す斜視図、図3は当該凹所の形状を示す正面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a field emission image display device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows the shape of a recess for forming a phosphor layer in the field emission image display device. FIG. 3 is a front view showing the shape of the recess.
図1に示すように、本実施の形態の電界放出型画像表示装置1は、真空容器(図示せず)内に配置された電界放出型電子源2と、電界放出型電子源2と対向して前記真空容器内に配置された蛍光体スクリーン3とを備えている。
As shown in FIG. 1, a field emission
電界放出型電子源2は、ガラス等からなるカソード基板4と、カソード基板4上に薄膜状に形成された金属膜等からなるカソード電極5と、カソード電極5上に形成された複数の陰極部6と、同じくカソード電極5上に陰極部6を囲むように形成された酸化シリコン等の絶縁膜からなる絶縁層7と、絶縁層7上に形成されたNb金属やポリシリコン膜等からなるゲート電極8とにより構成されている。ここで、陰極部6はマトリックス状に配置されており、各陰極部6は、1画素当たり数百個程度の、モリブデン等の高融点金属やシリコン等の半導体からなる複数の円錐状のエミッタからなるエミッタアレイとして構成されている。また、ゲート電極8は、各エミッタの先端から電子が放出されるように各エミッタに電圧を印加するための引き出し電極として機能する。
The field
蛍光体スクリーン3は、ガラス等からなるアノード基板9と、アノード基板9上に薄膜状に形成された金属膜等からなるアノード電極10と、アノード電極10上に各陰極部6と対向して形成された複数の凹所11と、凹所11内に形成された蛍光体層12とにより構成されている。すなわち、蛍光体層12が形成された各凹所11は1つの表示画素に対応しており、凹所11は、陰極部6と同様にマトリックス状に配置されている(図2、図3参照)。尚、隣接する凹所11は、リブ構造体(個々の凹所11の内壁面を形成する)13によって仕切られている。
The phosphor screen 3 is formed by facing an
上記のような構成を有する電界放出型画像表示装置1においては、ゲート電極8、アノード電極10に所定の電圧(ゲート電圧、アノード電圧)を印加することにより、電界放出型電子源2の各陰極部6から放出された電子が蛍光体スクリーン3の方向へ加速されて対応する蛍光体層12に衝突し、これにより、蛍光体層12が発光して画像が表示される。
In the field emission
図1〜図3に示すように、蛍光体層12が形成される凹所11は、対をなす陰極部6と凹所11のそれぞれの中心を結ぶ直線に垂直な断面が矩形状で、かつ、その内壁面が底面側から開口面側に向かってテーパー状に広がった、いわゆる四角錐台状に形成されている。そして、凹所11の底面と内壁面のほぼ全面にわたって蛍光体層12が形成されている。蛍光体層12の形成領域をこのような構成とすることにより、蛍光体スクリーン3の各画素に対応する蛍光体層12の有効表面積を30〜40%程度と大幅に増加させることができるので、従来に比して発光輝度を向上させることができる。その結果、アノード電極10に印加されるアノード電圧を高くすることなく高輝度化を図ることのできる電界放出型画像表示装置1を実現することが可能となる。また、このように、蛍光体層12が形成される凹所11の内壁面が底面側から開口面側に向かってテーパー状に広がっていることにより、凹所11内の内壁面上の蛍光体層12に入射して反射した電子ビーム(反射成分)を、同一の凹所11内の蛍光体層12に再入射させることができるので、これによっても発光輝度の向上を図ることができる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
凹所11の内壁面のテーパー角αは、60度<α<90度の範囲にあるのが望ましい。蛍光体層12は、凹所11の底面とテーパー状の内壁面に形成されるので、蛍光体スクリーン3の各画素に対応する蛍光体層12の有効表面積を大きくするためには、テーパー角αを大きくするのが望ましい。一方、テーパー角αを大きくすると、形成プロセスの技術的困難さが増すという問題が発生する。プラズマディスプレイパネル(PDP)のリブ形成に用いられるサンドブラスト加工法を用いれば、テーパー角αが60度以上の加工が可能である。
The taper angle α of the inner wall surface of the
ところで、電界放出型電子源2の陰極部6から放出された電子が蛍光体層12に衝突する際、当該電子は十分な励起エネルギーを有しているために、蛍光体層12から可視帯域波長の光が励起される。そして、この励起光が隣接する画素へ到達すると、迷光成分となって、画素間クロストークを発生させる要因となる。このクロストークの発生を防止するために、隣接する凹所11を仕切るリブ構造体13は、可視帯域波長(発光波長)の光に対して光吸収機能(ブラック効果)を有する材料によって構成されている。光吸収機能(ブラック効果)を有する材料としては、例えば、CRTの蛍光体スクリーンで一般に用いられる、ブラックマトリックスレジスト等が適している。このように、個々の凹所11の内壁面を形成するリブ構造体13を、可視帯域波長(発光波長)の光に対して光吸収機能を有する材料を用いて構成することにより、蛍光体層12からの励起光に起因する画素間クロストークの発生を抑えて高解像度化を図ることができる。
By the way, when electrons emitted from the cathode portion 6 of the field
蛍光体スクリーン3の電界放出型電子源2側近傍には、凹所11の開口面の大きさ(開口サイズ)に対応した開口14aを有する電子ビーム遮蔽板14を配置するのが望ましい。この望ましい構成によれば、電子ビーム遮蔽板14に、引き出し電圧(ゲート電圧)とアノード電圧の中間の(正)電圧を印加することにより、電界放出型電子源2から放出された電子はレンズ作用を受けることなく直進し、当該電子ビーム遮蔽板14の空間フィルタ作用によって機械的に周辺電子のみが遮蔽(ブロック)される。その結果、隣接画素への電子ビームの入射を防止することができるので、画素間クロストークの発生を抑えてさらなる高解像度化を図ることができる。
In the vicinity of the field
以上のように、本実施の形態の構成によれば、高輝度化と高解像度化とを同時に図ることのできる電界放出型画像表示装置1を実現することが可能となる。
As described above, according to the configuration of the present embodiment, it is possible to realize the field emission type
また、電界放出型電子源2の陰極部6から放出された電子が蛍光体層12に衝突すると、電界放出型画像表示装置1の内部にガス成分が放出されて真空度が低下し、最悪の場合には、陰極部6を構成するエミッタが放電破壊によって動作不能の状態に陥ってしまう。この真空度の低下を防止するためには、蛍光体スクリーン3の近傍に配置された電子ビーム遮蔽板14の少なくとも一方の表面に、ガス吸着作用を有するゲッタ膜17を形成するのが望ましい。ゲッタ膜17のゲッタ効果は、ガス成分によって大きく異なるため、ゲッタ膜17の材料としては最適な材料を選択することが重要である。ゲッタ膜17の材料としては、例えば、Ba化合物材料、Ti化合物材料等を用いることができる。このように、蛍光体スクリーン3の近傍に配置された電子ビーム遮蔽板14の表面にガス吸着作用を有するゲッタ膜17を形成することにより、蛍光体層12への電子の衝突などによって生成されるガス放出成分を効率良く吸収することができるので、電界放出型画像表示装置1内の真空度を良好に維持することができる。その結果、電界放出型電子源2の陰極部6を構成するエミッタが放電破壊によって動作不能の状態に陥ってしまうことを防止することができるので、当該電界放出型電子源2の長寿命化、ひいては電界放出型画像表示装置1の長寿命化を図ることができる。
Further, when electrons emitted from the cathode portion 6 of the field emission
ここで、蛍光体スクリーン3の製造方法について、図4を参照しながら説明する。 Here, a method of manufacturing the phosphor screen 3 will be described with reference to FIG.
まず、図4(a)に示すように、ガラスからなるアノード基板9上に、透明性導電膜として、例えば、ITO薄膜を蒸着法等によって成膜し、選択的にエッチング除去を行って、アノード電極10を形成する。
First, as shown in FIG. 4A, on the
次に、図4(b)に示すように、アノード電極10が形成されたアノード基板9上に、可視帯域波長(発光波長)の光に対して光吸収機能を有する材料を含有するシート状の誘電体材料15を、貼り合わせるプロセスによって所望の膜厚(100μm)で成膜する。次に、厚膜レジストを用いたフォトリソグラフィにより、次工程のエッチングマスクとなるマスクパターン16を形成する。
Next, as shown in FIG. 4B, on the
次に、図4(c)に示すように、サンドブラスト法を用いて、最適なプロセス条件により、エッチング加工を行った後、マスクパターン16を除去する。これにより、テーパー状の内壁面を有する凹所11が形成される。
Next, as shown in FIG. 4C, after the etching process is performed under the optimum process conditions using the sandblast method, the
最後に、図4(d)に示すように、スクリーン印刷法を用いて、R(赤)、G(緑)、B(青)に発光する三種類の蛍光体を順次凹所11の底面と内壁面のほぼ全面にわたって印刷することにより、蛍光体層12を形成する。
Finally, as shown in FIG. 4 (d), three types of phosphors that emit light in R (red), G (green), and B (blue) are sequentially formed on the bottom surface of the
尚、本実施の形態においては、凹所11を四角錐台状に形成しているが、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、例えば、円錐台状、多角錐台状等であってもよい。
In this embodiment, the
また、本実施の形態においては、各画素に対応させて、蛍光体層12が形成される凹所11をマトリックス状に配置しているが、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、図5に示すように、ライン状に配置したものであってもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態においては、電子ビーム遮蔽板14を蛍光体スクリーン3から離間させて配置しているが、図6に示すように、電子ビーム遮蔽板14は蛍光体スクリーン3に当接させた状態で配置してもよい。そして、この場合には、電子ビーム遮蔽板14の電界放出型電子源2側の表面にガス吸着作用を有するゲッタ膜17が形成される。
In the present embodiment, the electron
1 電界放出型画像表示装置(FED)
2 電界放出型電子源
3 蛍光体スクリーン
4 カソード基板
5 カソード電極
6 陰極部
7 絶縁層
8 ゲート電極
9 アノード基板
10 アノード電極
11 凹所
12 蛍光体層
13 リブ構造体
14 電子ビーム遮蔽板
14a 開口
17 ゲッタ膜
1 Field Emission Image Display (FED)
2 Field Emission Electron Source 3 Phosphor Screen 4
Claims (8)
前記電界放出型電子源と対向して前記真空容器内に配置され、かつ、前記電界放出型電子源との対向面に複数の凹所を有すると共に、前記凹所内に蛍光体層が形成された蛍光体スクリーンとを備え、
前記電界放出型電子源から放出される電子の衝突によって前記蛍光体層を発光させて、画像を表示する電界放出型画像表示装置であって、
前記凹所の内壁面が前記凹所の底面側から開口面側に向かってテーパー状に広がっていると共に、隣接する前記凹所が、発光波長の光に対して光吸収機能を有する材料からなるリブ構造体によって仕切られており、かつ、
前記凹所の前記底面と前記内壁面のほぼ全面にわたって前記蛍光体層が形成されていることを特徴とする電界放出型画像表示装置。 A field emission electron source disposed in a vacuum vessel;
The field emission type electron source is disposed in the vacuum container so as to face the field emission type electron source, and has a plurality of recesses on a surface facing the field emission type electron source, and a phosphor layer is formed in the recess. A phosphor screen,
A field emission image display device that displays an image by causing the phosphor layer to emit light by collision of electrons emitted from the field emission electron source,
The inner wall surface of the recess extends in a tapered shape from the bottom surface side to the opening surface side of the recess, and the adjacent recess is made of a material having a light absorption function with respect to light of the emission wavelength. Partitioned by a rib structure, and
The field emission image display device, wherein the phosphor layer is formed over substantially the entire bottom surface and inner wall surface of the recess.
前記電界放出型電子源と対向して前記真空容器内に配置され、かつ、前記電界放出型電子源との対向面に複数の凹所を有すると共に、前記凹所内に蛍光体層が形成された蛍光体スクリーンとを備え、
前記電界放出型電子源から放出される電子の衝突によって前記蛍光体層を発光させて、画像を表示する電界放出型画像表示装置であって、
前記凹所の内壁面が前記凹所の底面側から開口面側に向かってテーパー状に広がっていると共に、前記凹所の前記底面と前記内壁面のほぼ全面にわたって前記蛍光体層が形成されており、
前記蛍光体スクリーンの前記電界放出型電子源側近傍に配置され、前記凹所の開口サイズに対応した開口を有する電子ビーム遮蔽板をさらに備え、かつ、前記電子ビーム遮蔽板の少なくとも一方の表面に、ガス吸着作用を有するゲッタ膜が形成されていることを特徴とする電界放出型画像表示装置。 A field emission electron source disposed in a vacuum vessel;
The field emission type electron source is disposed in the vacuum container so as to face the field emission type electron source, and has a plurality of recesses on a surface facing the field emission type electron source, and a phosphor layer is formed in the recess. A phosphor screen,
A field emission image display device that displays an image by causing the phosphor layer to emit light by collision of electrons emitted from the field emission electron source,
The inner wall surface of the recess is tapered from the bottom surface side to the opening surface side of the recess, and the phosphor layer is formed over substantially the entire bottom surface of the recess and the inner wall surface. And
An electron beam shielding plate disposed near the field emission electron source side of the phosphor screen and having an opening corresponding to the opening size of the recess, and at least one surface of the electron beam shielding plate A field emission image display device, wherein a getter film having a gas adsorption action is formed.
前記電界放出型電子源と対向して前記真空容器内に配置され、かつ、前記電界放出型電子源との対向面に複数の凹所を有すると共に、前記凹所内に蛍光体層が形成された蛍光体スクリーンとを備え、
前記電界放出型電子源から放出される電子の衝突によって前記蛍光体層を発光させて、画像を表示する電界放出型画像表示装置であって、
前記凹所の内壁面が前記凹所の底面側から開口面側に向かってテーパー状に広がっていると共に、前記凹所の前記底面と前記内壁面のほぼ全面にわたって前記蛍光体層が形成されており、
前記蛍光体スクリーンの前記電界放出型電子源側の面に当接して配置され、前記凹所の開口サイズに対応した開口を有する電子ビーム遮蔽板をさらに備え、かつ、前記電子ビーム遮蔽板の前記電界放出型電子源側の表面に、ガス吸着作用を有するゲッタ膜が形成されていることを特徴とする電界放出型画像表示装置。 A field emission electron source disposed in a vacuum vessel;
The field emission type electron source is disposed in the vacuum container so as to face the field emission type electron source, and has a plurality of recesses on a surface facing the field emission type electron source, and a phosphor layer is formed in the recess. A phosphor screen,
A field emission image display device that displays an image by causing the phosphor layer to emit light by collision of electrons emitted from the field emission electron source,
The inner wall surface of the recess is tapered from the bottom surface side to the opening surface side of the recess, and the phosphor layer is formed over substantially the entire bottom surface of the recess and the inner wall surface. And
An electron beam shielding plate disposed in contact with a surface of the phosphor screen on the field emission electron source side and having an opening corresponding to the opening size of the recess, and the electron beam shielding plate A field emission image display device, characterized in that a getter film having a gas adsorption action is formed on the surface of the field emission electron source side.
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WO2008081482A1 (en) * | 2006-12-29 | 2008-07-10 | Selex Sistemi Integrati S.P.A. | High frequency, cold cathode, triode-type, field-emitter vacuum tube and process for manufacturing the same |
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WO2008081482A1 (en) * | 2006-12-29 | 2008-07-10 | Selex Sistemi Integrati S.P.A. | High frequency, cold cathode, triode-type, field-emitter vacuum tube and process for manufacturing the same |
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