JP2000285834A

JP2000285834A - 平面ディスプレイ

Info

Publication number: JP2000285834A
Application number: JP8992799A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Tatsuta; 和典龍田; Hideki Suhara; 秀樹須原; Kazuhiko Kasano; 和彦笠野
Original assignee: Ise Electronics Corp
Current assignee: Noritake Itron Corp
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】より大きな表示領域の平面ディスプレイを容
易に作製できるようにする。【解決手段】リブ１０４ではさまれた領域に、ダイヤ
モンド薄膜からなる電子放出部１０５が形成されてい
る。このダイヤモンド薄膜は、少なくとも一部がダイヤ
モンドとなっている炭素膜である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、２次元平面に配
置した電子源から放出した電子を、蛍光体に衝突させて
発光させる平面ディスプレイに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＦＥＤ（Field Emission Display）は、
２次元マトリクス状に配置した電子源から放出された電
子を、対向電極に形成された蛍光体からなる発光部に衝
突させて発光させるフラットパネル（平面）ディスプレ
イである。このＦＥＤは、サブミクロン〜ミクロンサイ
ズの微小真空管，すなわち，電界放出型冷陰極電子源を
用いた真空マイクロデバイスの一種である。基本構成
は、従来の真空管と同じ３極管であるが、熱陰極を用い
ず、陰極（エミッタ）に高電界を集中して量子力学的な
トンネル効果により電子を引き出すようにしている（冷
陰極）。

【０００３】この引き出した電子を、陽極／陰極間の電
圧で加速し、陽極に形成した蛍光体膜に衝突・励起させ
て発光させる。陰極線による蛍光体の励起発光という点
では、ブラウン管と同じ原理である。図３の断面図に、
一般的なＦＥＤの構成を示す。このＦＥＤは、真空排気
された前面ガラス基板３０１と基板３０２との間に、蛍
光体などからなる発光部３０３が形成されてる。また、
前面ガラス基板３０１の内部表面には、ＩＴＯなどの透
明導電材料からなる陽極３０４が形成され、その上に発
光部３０３が形成されている。

【０００４】また、これと対向配置する基板３０２上に
は、陰極３０５が形成され、この上に、先端が尖った形
状（スピント型）のミクロンサイズ（１〜２μｍ）のエ
ミッタ３０６が絶縁層３０７に区画されて形成されてい
る。そして、絶縁層３０７上には、エミッタ３０６から
電子を引き出すためのゲート電極３０８が形成され、こ
れらで、微小な電子放出部を構成している。そして、そ
の電子放出部は、例えば、赤・青・緑で構成する１つの
画素に対して、約２００個程度集積するようにしてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＦＥＤでは、表示領域全域にわたって、多数の微細なエ
ミッタを均一に形成しなくてはならないため、非常に作
製し難いという問題があった。例えば、対角長が１０イ
ンチ程度のディスプレイの場合、その画素数は８００×
６００程度になる。従って、従来のＦＥＤでは、その表
示領域全域にわたって、２００×８００×６００＝９６
００００００個もの微細なエミッタを均一に形成しなく
てはならない。そして、ディスプレイが大きくなればな
るほど、この数を増やさなくてはならず、従来のスピン
ト型のエミッタを用いたＦＥＤは、大画面化が困難であ
るという問題があった。

【０００６】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、より大きな表示領域の平
面ディスプレイを容易に作製できるようにすることを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の平面ディスプ
レイは、少なくとも一部が透光性を有する表示面および
その表示面に対向配置する基板を有して内部が真空排気
された外囲器と、基板上に所定の間隔で配置された複数
のリブと、基板上のリブに挾まれた領域それぞれに配置
されて所定の電位が印加される電子放出部と、リブ上に
配置されて電子放出部から電子を引き出すための電子透
過孔を有する金属のシートからなる電子引き出し電極
と、表示面の内側に形成された蛍光体からなる発光部と
から構成し、電子放出部は、少なくとも一部がダイヤモ
ンドとなっている炭素膜から構成するようにした。この
ように構成したので、電子放出部と電子引き出し電極と
の間に電位を印加すると、電子放出部を構成しているダ
イヤモンドの部分より電子が引き出される。

【０００８】以上の構成において、電子引き出し電極
は、所定の間隔の複数のストライプに形成し、リブ形成
方向と垂直な方向に配置してもよい。このように構成す
ると、電子引き出し電極と電子放出部との交差する領域
で、１つのドットが構成できる。また、発光部は、赤に
発光する蛍光体からなるストライプと緑に発光する蛍光
体からなるストライプと青に発光する蛍光体からなるス
トライプとを交互に配置して構成してもよい。ディスプ
レイの表示をカラー化できる。また、基板リブが形成さ
れている領域以外の部分を切削加工して作製するように
してもよい。また、リブは、絶縁層を厚膜印刷により形
成してもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図１は、この発明の実施の形態にお
ける平面ディスプレイ（ＦＥＤ）の基本的な構成を示す
断面図である。そして、図１（ａ）は図２（ａ）の平面
図のＡＡ’断面、図１（ｂ）は図２（ａ）のＢＢ’断
面、図１（ｃ）は図２（ａ）のＣＣ’断面である。この
平面ディスプレイの構成に関して説明すると、まず、基
板１０１上に、リブ１０４が所定間隔で配置されてい
る。このリブ１０４の高さは、例えば５〜１００μｍの
範囲とすればよい。

【００１０】このリブ１０４の削成に関して簡単に説明
すると、例えば、基板１０１の表面をストライプ状に所
定間隔で研削することで、リブ１０４形成部分を残すよ
うにすればよい。その研削は、例えば、サンドブラスト
法を用いればよい。また、基板１０１上に、厚膜印刷法
によりリブ１０４を形成するようにしてもよい。このと
き、印刷ペーストとして、低融点ガラス材料を用いるよ
うにすればよい。

【００１１】また、リブ１０４で挾まれた領域には、陰
極配線層１０２がストライプ状に形成され、その上に、
少なくとも一部がダイヤモンドとなっている炭素膜から
なる電子放出部１０５が形成されており、ダイヤモンド
ライクカーボンともいわれている。この電子放出部１０
５は、例えば、メタンと水素とを原料ガスとした化学気
相成長法により形成可能である。また、スパッタリング
法により形成することも可能である。

【００１２】また、リブ１０４上には、電子引き出し電
極１０６が形成されている。この電子引き出し電極１０
６は、図２（ｂ）の平面図に示すように、陰極配線層１
０２と直行するストライプ状に分割され、おのおののス
トライプはメッシュ状に構成されている。そのメッシュ
状の電子引き出し電極１０６は、例えば金属シートをエ
ッチング加工すれば形成できる。そのメッシュの穴径
は、例えば、２０〜１００μｍとすればよい。このメッ
シュ加工されたストライプ状の電子引き出し電極１０６
と陰極配線層１０２との交差する領域が、１つの表示ド
ットを構成することになる。

【００１３】また、透明な前面ガラス基板１０７が基板
１０１に対向配置している。この前面ガラス基板１０７
と基板１０１とは、所定の距離離れて配置している。ま
た、この前面ガラス基板１０７と基板１０１との間は、
真空排気されている。そして、前面ガラス基板１０７の
内側に、蛍光体からなる発光部１１０が形成され、その
表面にはアルミニウム膜を蒸着することで形成されたメ
タルバック膜１１１が形成されている。

【００１４】その発光部１１０を構成する蛍光体として
は、ＣＲＴなどに用いられる、４〜１０ｋｅＶと高いエ
ネルギーで加速した電子を衝突させることで発光する蛍
光体を用いるようにすればよい。なお、発光部１１０を
構成する蛍光体に、蛍光表示管などで用いられる、１０
〜１５０ｅＶと低いエネルギーで加速した電子で発光す
る蛍光体を用いるようにしてもよい。この場合、メタル
バック膜１１１を形成せずに、発光部１１０と前面ガラ
ス基板１０７との間に透光性を有する透明電極を配置
し、この透明電極により発光部１１０に電位を印加する
構成とする。

【００１５】以上に説明した構成において、メタルバッ
ク膜１１１に４〜１０ｋＶの正の電位が印加され、ま
た、電子引き出し電極１０６に＋数十〜＋数百Ｖの電位
が印加された状態で、陰極配線層１０２に−数百〜−数
十Ｖの電位を印加することで、電子引き出し電極１０６
と陰極配線層１０２の交差する領域の電子放出部１０５
から電子が放出される。そして、その放出された電子
が、電子放出部１０５に対向する位置の発光部１１０に
到達することにより、発光部１１０のその部分が発光す
ることになる。そして、複数の陰極配線層１０２と複数
の電子引き出し電極１０６でマトリクスが構成され、平
面ディスプレイを構成するようにしている。また、発光
部１１０を、赤緑青のストライプ状の蛍光体から構成す
れば、カラー表示が可能な平面ディスプレイとすること
ができる。

【００１６】そして、以上に示したように、この実施の
形態では、電子放出部１０５をダイヤモンド薄膜から構
成するようにしたので、従来のスピント型のエミッタ構
造に比較して、より多くの電子を放出できるようにな
る。また、この実施の形態によれば、スピント型のエミ
ッタ構造のような構造体を作成する必要がなく、ダイヤ
モンド薄膜を１層形成すれば、電子放出部１０５を構成
できる。従って、この実施の形態によれば、構造が簡単
なため安価に製造できるようになり、また、平面ディス
プレイを大型化しやすくなる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明では、少
なくとも一部が透光性を有する表示面およびその表示面
に対向配置する基板を有して内部が真空排気された外囲
器と、基板上に所定の間隔で配置された複数のリブと、
基板上のリブに挾まれた領域それぞれに配置されて所定
の電位が印加される電子放出部と、リブ上に配置されて
電子放出部から電子を引き出すための電子透過孔を有す
る金属のシートからなる電子引き出し電極と、表示面の
内側に形成された蛍光体からなる発光部とから構成し、
電子放出部は、少なくとも一部がダイヤモンドとなって
いる炭素膜から構成するようにした。

【００１８】このように構成したので、電子放出部と電
子引き出し電極との間に電位を印加すると、電子放出部
を構成しているダイヤモンドの部分より電子が引き出さ
れる。この結果、スピント型のエミッタ構造に比較し
て、より多くの電子を放出できるようになり、また、構
造が簡単なため安価に製造でき、平面ディスプレイを大
型化しやすくなる。また、基板側リブおよび前面リブを
用いて基板と表示面との間隔を保ち、また、基板側リブ
により電子放出部と電子引き出し電極を離間するように
しているので、表示面全域にわたってそれらの間隔をよ
り安定して精度よく保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態における平面ディスプ
レイ（ＦＥＤ）の基本的な構成を示す断面図である。

【図２】この発明の実施の形態における平面ディスプ
レイの基本的な構成を示す平面図である。

【図３】従来よりある一般的なＦＥＤの構成を示す断
面図である。

【符号の説明】

１０１…基板、１０２…陰極配線層、１０４…リブ、１
０５…電子放出部、１０６…電子引き出し電極、１０７
…前面ガラス基板、１１０…発光部、１１１…メタルバ
ック膜。

フロントページの続き (72)発明者笠野和彦三重県伊勢市上野町字和田700番地伊勢電子工業株式会社内Ｆターム(参考） 5C012 AA05 BB07 5C031 DD09 DD17 5C036 EE01 EE03 EE14 EF01 EF06 EF09 EG12 EG15 EH11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一部が透光性を有する表示面
およびその表示面に対向配置する基板を有して内部が真
空排気された外囲器と、前記基板上に所定の間隔で配置された複数のリブと、前記基板上の前記リブに挾まれた領域それぞれに配置さ
れて所定の電位が印加される電子放出部と、前記リブ上に配置されて前記電子放出部から電子を引き
出すための電子透過孔を有する金属のシートからなる電
子引き出し電極と、前記表示面の内側に形成された蛍光体からなる発光部と
から構成され、前記電子放出部は、少なくとも一部がダイヤモンドとな
っている炭素膜から構成されていることを特徴とする平
面ディスプレイ。
【請求項２】請求項１記載の平面ディスプレイにおい
て、前記電子引き出し電極は、所定の間隔の複数のストライ
プに形成され、前記リブ形成方向と垂直な方向に配置さ
れていることを特徴とする平面ディスプレイ。
【請求項３】請求項１または２記載の平面ディスプレ
イにおいて、前記発光部は、赤に発光する蛍光体からなるストライプ
と緑に発光する蛍光体からなるストライプと青に発光す
る蛍光体からなるストライプとが交互に配置されて構成
されたことを特徴とする平面ディスプレイ。
【請求項４】請求項１から３のうちいずれか１項に記
載の平面ディスプレイにおいて、前記基板前記リブが形成されている領域以外の部分が切
削加工して作製されたことを特徴とする平面ディスプレ
イ。
【請求項５】請求項１から３のうちいずれか１項に記
載の平面ディスプレイにおいて、前記リブは、絶縁層を厚膜印刷により形成されたことを
特徴とする平面ディスプレイ。