CN1741235A - 显示面板和用该显示面板的发光单元、及图像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明是提供一种显示面板，其构成为：在各显示像素的收纳空间中分别配置多个发光单元；该发光单元具备：真空密封管、附荧光体阳极部、以及线状阴极部。该线状阴极部具备：导电性导线、多个电场集中辅助用凹凸部、与碳系膜；该碳系膜，具备多个作为电场电子发射部的尖锐的微细部分。

Description

显示面板和用该显示面板的发光单元、及图像显示装置

技术领域

本发明是涉及构成图像单位的显示像素呈矩阵配置的显示面板、及该显示面板所用的发光单位、以及图像显示装置。

背景技术

例如，将构成图像单位的显示像素以液晶构成，而将该液晶显示像素以矩阵配置的液晶显示装置具备：液晶显示面板、与对此液晶显示面板进行照明的背光装置。如此的液晶显示装置，由薄型、轻量、低耗电量的观点考量，而广泛地使用液晶电视、可携式信息终端机、个人计算机、电子记事本、相机一体型VTR等电子设备(参照日本特开2003-84715号公报)。

然而，如此的液晶显示装置中，为了液晶显示面板背面的照明，背光源的耗电量即占了液晶显示装置的耗电量的大半。将如此的液晶显示装置设置屋外作为大型的液晶电视时，由其背光装置而增加耗电量。而且，彩色显示中所需的高价滤色器也需要多个。

另一方面，设置屋外的大型液晶电视等，作为不使用液晶及背光装置的显示面板型的显示装置，例如，有将发光二极管作为显示像素而呈矩阵配置的显示装置，但由较液晶的显示品质差，且即使未使用背光装置、发光二极管的耗电量也极大，且又因发热等使其操作处理成为不便，而有许多问题。

发明内容

鉴于上述事实，本发明人等为提供一种不使用液晶或发光二极管等，而对设置屋外的大型用途特别有用的显示面板，持续努力研究。

本发明的目的，是提供一种不使用公知的液晶或发光二极管的新型显示面板、使用其中的发光单元、及图像显示装置。

本发明的提供一种显示面板，是配置有多个显示像素的显示面板，其特征在于，具备：分别对应所述显示像素而形成的收纳空间、及分别排列配置在所述各收纳空间中的多个发光单元；各发光单元分别具备：真空密封管、和在该真空密封管内部相互对向配置的附萤光体阳极部及线状阴极部；所述线状阴极部具备：导电性导线，配置在该附萤光体阳极部的正下方并呈线状延伸；多个的电场集中辅助用凹凸部，形成该导电性导线的外周面；以及，碳系膜，具备多个在所述电场集中辅助用凹凸部上作为电场电子发射部形成的尖锐的微细部分；各显示像素，利用配置在所述收纳空间的多个发光单元进行发光显示。

本发明的显示面板，提供一种新型的图像显示装置，其是与使用液晶的显示面板不同，是将构成各像素的发光单元作为电场电子发射型萤光管而动作，其耗电力极小，且也为以高品质、高亮度进行发光，而且，不使用液晶、不需背光状装置，从而能达成低耗电化，而且，由于不需要滤色器，故能减少零件件数而降低制造成本。

而本发明的显示面板，由于不使用发光二极管等发光组件，故构成各像素的发光单元能低耗电量化，又因不仅显示品质优异还不会发热，因此可达成低耗电量化，故操作处理便利，并且由于不使用零件单价高的发光二极管，因此能提供更廉价的图像显示装置。

尤其要提出的是，发光单元构成中的线状阴极部，具有下述构成：导电性导线；多个电场集中辅助用凹凸部，形成在该导电性导线的外周面；以及，碳系膜，具备多个在所述电场集中辅助用凹凸部上作为电场电子发射部形成的尖锐的微细部分。不是单纯地在导电性导线的外周面形成碳系膜，而是，先形成电场集中辅助凹凸部，由该电场集中辅助凹凸部的外周面形成碳系膜，再由电场集中辅助凹凸部以引起更强电场集中的状态下，进一步借助碳系膜的微细的多个针状或者壁状的尖锐部，引起更强的电场集中，引出大量的电子。因此，不需要如以往那样的用于将电子由碳系膜引出的栅电极，相应地使得所谓阳极及阴极的2极构成能简单、廉价、且低电力即能高亮度发光的点。而此事实，可使发光单元的价格缩减或降低，而设置多个显示像素的显示面板，能有用地大幅提升产业上的可利用性，且对产业的发展有极大的贡献。

而且，上述的「线状」并无限定为直线状，还可以是螺旋线状、波纹线状等曲线状、对直线状与曲线进行混合的形状、以及其他形状等。而且，也不限于中空或实心；再者，其截面形状，也无特别限定，不限圆形，也可为椭圆形、矩形或其它形状。上述的「电场集中辅助用凹凸部」，并无限定其尺寸，例如，可以是从由突起或沟槽所形成的肉眼可见尺寸的电场集中辅助用凹凸部，至基于表面粗糙度的微观尺寸的电场集中辅助用凹凸部的范围的尺寸。再者，该凹凸部的凹凸方向，可为导电性导线的圆周方向，也可为长边方向，但以长边方向特别有效。将凹凸部沿导电性导线的长边方向形成的方法，例如，可利用对导电性导线进行拉伸加工而成。或者，作为微细的凹凸，也可利用对导电性导线的外周面进行研磨，选择表面粗度以nm级等形成条状的凹凸部。作为微观为细小尖锐部，碳膜含有由具备例如管状、壁状、其它形状的碳纳米材料所构成的膜。上述所谓「尖锐」的解释如下，即：只要为具有电子发射特性的，即使带有一些圆角也属尖锐。

根据本发明，可提供一种新型的显示面板，其能以低耗电量、高亮度、低发热构成，进行图像显示。

附图说明

图1是表示数据线驱动电路与扫描线驱动电路与本发明实施方式的显示面板的方框图。

图2是将图1所示的显示面板的局部扩大显示的立体图。

图3是将图2所示的显示像素扩大显示的立体图。

图4是配置图3的显示像素的发光单元的截面图。

图5是图4的发光单元的截面图。

图6是对应图4的图，是在发光单元固定高压变压器的发光单元的截面图。

图中：1-数据线驱动电路，2-扫描线驱动电路，3-显示面板，4-显示像素，4a、4b、4c-发光单元，5-收纳空间，6-真空密封管，7、8-平面面板，9、10、11、12-侧面面板，13-附萤光体阳极，13a-萤光体层，13b-阳极层，13c-端子，14-线状阴极，14a-导电性导线，14b-电场集中辅助用凹凸部，14c-碳系膜，15-高压调谐器，d1、d2、d3-数据线，s1、s2、s3-扫描线。

具体实施方式

以下，参照附加的图详细说明本发明的实施方式相关的显示面板。

参照图1说明本实施方式相关的显示面板。图1，是显示关数据线驱动电路与扫描线驱动电路的本发明实施方式的显示面板的方框图。1表示数据线驱动电路、2表示扫描线驱动电路、3表示显示面板。以数据线驱动电路1、扫描线驱动电路2、及显示面板3来构成图像显示装置。液晶电视等中，除图像显示装置以外也设置以有电子调谐器为代表的多个电子电路，但本说明书中将其说明省略。

数据线驱动电路1中，被给予有关图像的RGB的各色信息(数据)。而数据线驱动电路1，对应于所给予的信息，选择驱动数据线d1、d2、d3。扫描线驱动电路2，对应定时控制信号，按顺序对s1、s2、s3...输出扫描线信号。而且，数据线驱动电路1及扫描线驱动电路2，仅是一例，丝毫不限定本发明。

显示面板3，以纵横矩阵配置显示像素4，各显示像素4，依据来自数据线驱动电路1的驱动信号、与来自扫描线驱动电路2的驱动信号被选择驱动，而发出R(红)色、G(绿)色、B(蓝)色的光。而且，显示面板3的按照上述驱动信号而进行发光的动作是已公知内容，故省略其详细说明。而且，显示像素4的个数，也因应用途及目的而适当加以决定，并不限图标的例。

参照图2，说明显示像素4的构成。图2，是将显示面板3的一部份扩大显示的立体图。显示像素4，是由多个发光单元4a、4b、4c所构成。显示面板3，具备矩阵状的可收纳显示像素4的收纳空间5。各收纳空间5，分别形成可收纳3个发光单元4a、4b、4c的凹部形状。此凹部形状，由俯视方向看为正方形或长方形。图2中，表示显示像素4的收纳空间5中未收纳4a、4b、4c的状态及收纳有4a、4b、4c的状态。

如图2所示，显示面板3，具备矩阵状的可收纳显示像素4的收纳空间5。此处所谓的矩阵状，意指配置成纵横的状态。但是，收纳空间5的配置形状，可依用途及目的而有各种选择。收纳空间5，含有例如锯齿状或其它的配置形态。1个显示像素4是由多个(实施方式为3个)发光单元4a、4b、4c所构成。发光单元4a、4b、4c，只要为至少2色用的发光单元即可，发光单元4a、4b、4c的发光色的种类可适当地加以决定。

各发光单元4a、4b、4c，是收纳空间5中以相互邻接的状态被收纳。而发光单元4a、4b、4c收纳空间5内不一定邻接收纳。发光单元4a、4b、4c在收纳空间5内也可相互稍微隔开。显示面板3的上面以涂装为黑色等为佳。而显示面板3的上面，也可涂装成其它颜色。显示面板3的上面不涂装颜色也可。显示面板3的上面，可考虑观看显示面板3侧的视觉或感觉等，而决定着色或不着色。各收纳空间5的尺寸，例如为长12cm、宽12cm、深2cm；各发光单元4a、4b、4c的尺寸，为长12cm、宽4cm、高2cm。此等尺寸，可依设置屋外的大型电视等的尺寸、及显示像素的个数等加以决定。发光单元4a、4b、4c，分别为R(红)色用发光单元4a、G(绿)色用发光单元4b、及B(蓝)色用发光单元4c。

参照图3至图5，说明发光单元4a、4b、4c的构成。图3是发光单元4a、4b、4c的立体图，图4是图3的A-A线的截面图，图5是图4的B-B线的截面图。各发光单元4a、4b、4c的萤光体种类，按照R色发光用、G色发光用、B色发光用而相异。各发光单元4a、4b、4c的其它构成则为相同。发光单元4a、4b、4c，具备长12cm、宽4cm、高2cm的长方体形状的真空密封管。将真空密封管的内部作成真空的技术由可使用公知的真空技术以达成，故本说明书省略其详细说明。而且，省略真空密封时的封合部分等的图标，为理解的方便将真空密封管6的外形以长方形表示。

真空密封管6，是由上下一对平面面板7、8及4个侧面面板9、10、11、12所包围构成。真空密封管6的内部，一方的平面面板7的内面设置附萤光体阳极13，另一方的平面面板8的内面设置线状阴极部14。

附萤光体阳极13，为至少以下2层构造所构成：以均一厚度涂布平面面板7内的萤光体层13a、与由蒸镀该萤光体层13a上的铝等构成的阳极层13b。萤光体层13a，因电子碰撞而被激发，分别发出R色、G色、B色的光。R、G、B用的各萤光体，可使用CRT(CATHODE RAY TUBE)用所用的公知荧光体。而且，W1是表示设置在侧面面板部10、12的内面、且与附萤光体阳极部13的阳极层13b形成电连接的电极引出内部导线。13c是表示将附萤光体阳极部13的阳极层13b朝外部引出的端子，该端子连接内部导线W1并从发光单元4a、4b、4c下端突出。

线状阴极部14，是对附萤光体阳极部13相隔既定间隙而对向配置。附萤光体阳极部13与线状阴极部14的对向间隙D，如图4所示优选设定成，以能使由线状阴极部14侧以放射角度θ呈放射状发射的电子，碰撞附萤光体阳极部13的整体或大致整体。线状阴极部14，具备：由镍等构成的导电性导线14a、形成该导电性导线14a外周面的多个电场集中辅助用的凹凸部14b、及碳系膜14c，该碳系膜14c是具备多个该电场集中辅助用凹凸部14b上作为电场电子发射部而形成的尖锐的微细部分。凹凸部14b，是含以螺旋切削加工等形成的可见尺寸的凹凸、或将导电性导线33进行拉伸加工而形成的微观尺寸的凹凸。实施方式中，凹凸部14b的凹凸方向是导电性导线14外周面螺旋的方向，但也可为导电性导线14的圆周方向、长边方向。这种情况下，以将凹凸方向整齐排列，对电子发射特性的稳定化有好处。凹凸部14b的尺寸、形状、及个数等并无特别限定。碳系膜14c，是碳纳米管或碳纳米壁，但当然也可为其它材料的碳系膜14c。导电性导线，只要具备导电性即可，并不限定为镍。

在线状阴极部14的凹凸部14b表面形成碳系膜14c的方法，并无特别限定，例如，可利用网版印刷、涂布、CVD(化学蒸镀法)、电沉积法等简单、廉价的公知技术来形成，而碳纳米管的形状，例如，是外径1～数10nm、长1～数nm的管状，由此管的形状，而具有其前端容易集中电场、容易发射电子的特性。

具备以上构成的发光单元4a、4b、4c，若附萤光体阳极部13与线状阴极部14间施加直流电压，则由电场集中辅助用凹凸部14b的作用，电场容易集中，而且由于该凹凸部14b上存在有作为电场电子发射部的碳膜14c的尖锐形状部分，因此与该电场电子发射部上设置为平坦的面的场合相比，更能集中强电场，而基于量子信道效果，电子会穿破能量壁垒而朝真空中发射。发射的电子，被附萤光体阳极部13吸引而碰撞附萤光体层14a，由此，萤光体被激发而分别发出R色、G色、B光。而且，发光单元，由于电场集中强，故不需设置电子引出用栅电极，而能大量发射电子、以高亮度进行发光。因此，此发光单元不仅构造简单且薄型化、小型化，而且更对低耗电量化有极大的贡献。

另外，上述实施方式虽将发光色作成为RGB三色，但也可根据目的，例如设置此3色中的2色的发光单元，或也可组合其它颜色的发光单元。

具备以上构成的显示面板3，可利用RGB三色显示文字、图形等。

而且，如图6所示，在发光单元4a、4b、4c的侧面面板内面设置：与附萤光体阳极部13的阳极层13b形成电连接的电极引出内部导线W1、外部导线W2，及与线状阴极部14的导电性导线14a形成电连接的电极引出内部导线W3。将这些导线W2、W3，分别连接到固定在真空密封管3背面的高压调谐器15的电源端子，经由该导线，可在附萤光体阳极部13与线状阴极部14间施加直流高电压。

Claims (5)

1.一种显示面板，是配置有多个显示像素的显示面板，其特征在于，

具备：分别对应所述显示像素而形成的收纳空间、及分别排列配置在所述各收纳空间中的多个发光单元；

各发光单元分别具备：真空密封管、和在该真空密封管内部相互对向配置的附萤光体阳极部及线状阴极部；

所述线状阴极部具备：导电性导线，配置在该附萤光体阳极部的正下方并呈线状延伸；多个电场集中辅助用凹凸部，形成在该导电性导线的外周面；以及，碳系膜，具备多个在所述电场集中辅助用凹凸部上作为电场电子发射部形成的尖锐的微细部分；

各显示像素，利用配置在所述收纳空间的多个发光单元进行发光显示。

2.如权利要求1所述的显示面板，其中，所述收纳空间是由凹部构成。

3.一种发光单元，其用于如权利要求1或者2所述的显示面板。

4.如权利要求3所述的发光单元，其特征是，具备在附萤光体阳极部与线状阴极部之间施加直流电压的高压调谐器。

5.一种图像显示装置，具备：数据线驱动电路，输入与影像相关的RGB的各色信息(数据)、且根据接收的数据，对数据线进行选择驱动；扫描线驱动电路，应答定时控制信号，对多个扫描线按顺序选择扫描线；显示面板，使来自数据线驱动电路的多条数据线及来自扫描线驱动电路的多条扫描线呈矩阵状交叉，在各交叉点具备显示像素；

而且，所述显示像素，通过数据线驱动电路与扫描线驱动电路，被选择驱动，并发出R(红)色、G(绿)色、B(蓝)色的光，其特征是：

所述显示面板，具备：个别对应所述显示像素而形成的收纳空间、及分别排列配置在所述各收纳空间中的多个发光单元；

各发光单元分别具备：真空密封管、和在该真空密封管内部相互对向配置的附萤光体阳极部及线状阴极部；

所述线状阴极部具备：导电性导线，配置在该附萤光体阳极部的正下方并呈线状延伸；多个电场集中辅助用凹凸部，形成在该导电性导线的外周面；以及，碳系膜，具备多个在所述电场集中辅助用凹凸部上作为电场电子发射部形成的尖锐的微细部分；

各显示像素，利用配置在所述收纳空间的多个发光单元进行发光显示。

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