JP2004127534A - Display device - Google Patents

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JP2004127534A
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Tomoki Nakamura
中村 智樹
Shigemi Hirasawa
平澤 重實
Yoshiyuki Kaneko
金子 好之
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Hitachi Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve luminance by increasing the amount of electrons for exciting a phosphor of each unit pixel. <P>SOLUTION: Negative electrode selection electrodes CSG for hitting electrons from a plurality of negative electrodes (negative electrode wiring CL and electron sources K) against the phosphors of unit pixels are formed, between a positive electrode AE provided for a front panel PN2 and control electrodes (a strip electrode element) MRG provided for a back panel PN1, in parallel with an extension direction of the strip electrode element. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二枚の基板間に形成される真空中への電子放出を利用した表示装置に係り、特に、電子源を有する陰極配線および電子源からの電子の引き出し量(放出量)を制御する制御電極を安定かつ高精度に設置して高品質の画像表示を可能とした表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
高輝度、高精細に優れたディスプレイデバイスとして従来からカラー陰極線管が広く用いられている。しかし、近年の情報処理装置やテレビ放送の高画質化に伴い、高輝度、高精細の特性をもつと共に軽量、省スペースの平板状ディスプレイ(パネルディスプレイ)の要求が高まっている。
【0003】
その典型例として液晶表示装置、プラズマ表示装置などが実用化されている。また、特に、高輝度化が可能なものとして、電子源から真空への電子放出を利用した表示装置(FED、電子放出型表示装置、または電界放出型表示装置と呼ばれる)や、低消費電力を特徴とする有機ELディスプレイなど、種々の型式のパネル型表示装置が実用化される傾向にある。
【0004】
このようなパネル型の表示装置のうち、電界放出型表示装置には、C.A.Spindtらにより発案された電子放出構造をもつもの、メタル−インシュレータ−メタル(MIM)型の電子放出構造をもつもの、量子論的トンネル効果による電子放出現象を利用する電子放出構造(表面伝導型電子源とも呼ばれる)をもつもの、さらにはダイアモンド膜やグラファイト膜、カーボンナノチューブによる電子放出現象を利用するもの、等が知られている。
【0005】
電界放出型の表示装置は、内面に電界放出型の電子源を有する陰極配線と制御電極とを形成した背面基板と、この背面基板と対向する内面に陽極と蛍光体を形成した前面基板を有し、両者の内周縁に封止枠を介挿して貼り合わせ、その内部を真空にして構成される。また、背面基板と前面基板との間の間隔を所定値に保持するために、当該背面パネルと前面パネルの間に間隔保持部材を設けているものもある。この種の表示装置を開示したものとしては、例えば「特許文献1」を挙げることができる。
【0006】
【特許文献1】
特開平11−144652号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
図13は電界放出型の表示装置の概略構成を模式的に説明する展開斜視図である。なお、図13を用いて説明する構成のうち、平行する多数の帯状電極素子MRGで構成する制御電極に関する技術は出願人が検討段階で考えた構成であり、公知技術ではない。図13において、この表示装置は背面パネルPN1と前面パネルPN2、および両パネルの間に真空空間を形成するための封止枠MFLを一体化して構成される。背面パネルPN1を構成する背面基板SUB1はガラスあるいはアルミナ等を好適とする絶縁基板の上に電子源をもつ複数本の陰極配線CLと複数本の帯状電極素子MRGを有する。帯状電極素子MRGの一端から制御電極引き出し線MRG−Tが封止枠MFLの外側に引き出されている。陰極配線CLは背面基板SUB1上の一方向(y方向)に延在し、この一方向に交差する他方向(x方向)に多数本並設される。
【0008】
陰極配線CLは銀などを含む導電ペーストの印刷等でパターニングされ、その上に電子源が形成される。ここでは、電子源の典型例としてカーボンナノチューブCNTを用いるものとして説明するが、他の電子源でもよいことは言うまでもない。なお、カラー画素の各1つの色画素(単位画素)を構成する赤(R)、緑(G)、青(B)の3つ毎にグループ化するのが好適である。陰極配線CLの一方または両方の端部は陰極配線引出し線CL−Tとして封止枠MFLの外側に引き出されている。
【0009】
図14は図13に示した表示装置の表示動作を説明する模式図である。なお、図14では、説明のために全面パネルPN2を背面パネルPN1に対して90度回転して示してある。背面パネルPN1と対向設置される前面パネルPN2の内面には遮光膜(ブラックマトリクス)BMで区画された3色の蛍光体PHS(赤:R,緑:G,青:B)が設けられ、その上を覆って陽極AEが形成されている。なお、陽極AEを3色の蛍光体PHSおよびブラックマトリクスBMの下層(前面基板SUB2側)に形成することもできる。制御電極である帯状電極素子MRGには、陰極配線の電子源に対応した位置に1または複数の電子通過孔EHLが形成されている。選択された帯状電極素子MRG−Sと陰極配線CLの間の電位で陰極Kから放出された電子は、陰極配線CLと帯状電極素子MRGとの間の電位差で陰極配線CLに有する電子源からの電子の放出量(オン・オフを含む)が制御され、当該帯状電極素子MRG−Sの電子通過孔EHLを通過し、矢印で示したように前面パネルPN2側に指向され、対応する色の蛍光体に射突し、これを励起して所定の色で発光させる。
【0010】
制御電極である帯状電極素子MRGは別部品として製作され、電子源を有する陰極配線CLと非接触でその上方(z方向:前面パネルPN2を構成する前面基板SUB2側)に所定の間隔をもって近接し配置される。この帯状電極素子MRGは表示領域の外側に設けた固定部で封止枠MFLあるいはガラス材などの絶縁体からなる押さえ部材(図示せず)等によって背面基板SUB1に固定される。
【0011】
封止枠MFLで封止された内部は真空引され、例えば10−5〜10−7Torrの真空に排気される。電子源は、カーボンナノチューブCNTの他、ダイアモンドライクカーボン(DLC)、その他の電界放出カソード物質あるいは電界放出形状で構成される。帯状電極素子MRGで構成した制御電極は陰極配線CLを形成した背面基板SUB1に、当該陰極配線CLに対して表示領域の全域にわたって所定の間隔をもって設置される。
【0012】
帯状電極素子MRGは背面基板SUB1上に陰極配線CLを形成した後に設置される。帯状電極素子MRGは、例えばアルミニウム系あるいは鉄系などの薄板をフォトリソグラフィー技法を用いたエッチング加工で多数の帯状電極素子MRGの薄板に1または複数の電子通過孔EHLを有するように形成される。例えば、0.05mm程度の薄板のエッチング加工で成形され、表示領域ARに形成された電子通過孔の形成領域の外側で図示しない押さえ部材により、あるいは封止枠MFLにより固定される。その後、前面パネルPN2を載置し、背面パネルPN1および封止枠MFLと共にフリットガラス等で固定し、図13に示した排気孔EXCから真空引きして封止枠MFLで囲まれた表示領域ARの内部を真空状態とする。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の表示装置では、1本の陰極配線と1本の帯状電極素子の交差部に1単位画素を形成しているため、1単位画素当たりの有効陰極面積は画面サイズ、解像度、帯状電極素子の電子通過孔径で規定され、またこの種の表示装置の構造から、陰極と帯状電極素子の間、あるいは陰極と陽極の間に印加される電圧に制限があるため、1単位画素の蛍光体を励起する電子の量(1単位画素分の電流)が制限される。そのため、十分な輝度を得ることが困難であり、これが解決すべき課題の一つとなっていた。
【0014】
本発明の目的は、上記の課題を解決し、1単位画素の蛍光体(単位蛍光体)を励起する電子の量を大幅に増大させて十分な輝度を有する画像表示を可能とした表示装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、前面パネルに有する陽極と背面パネルに有する制御電極(帯状電極素子)の間に、当該帯状電極素子の延在方向と並行に1単位画素の蛍光体(単位蛍光体)に対して複数の陰極からの電子を射突させるための陰極選択電極を設けた。
【0016】
すなわち、本発明の表示装置は、複数の単位蛍光体を所定の繰り返しで配列した蛍光面および陽極とを内面に形成した前面基板と、一方向に延在し他方向に並設され、かつ電子源を有する複数の陰極配線で構成した多数の陰極と、少なくとも表示領域内で陰極と非接触で交差し、かつ上記他方向に延在し上記一方向に並設されて陰極からの電子を前面基板側に通過させる電子通過孔を有する互いに独立した複数の帯状電極素子を内面に有して前面基板と所定の間隔をもって対向させた背面基板と、表示領域を周回して前面基板と背面基板の間に介挿され、上記所定の間隙を保持するための封止枠とを一体化し、当該封止枠で封止された内部を真空に保った表示装置を構成する。
【0017】
そして、上記前面基板に有する単位蛍光体の1つを複数の前記陰極から発生する電子で励起するための陰極選択電極を設けた。この陰極選択電極は、帯状電極素子の延在方向と平行な方向に延在し、帯状電極素子の延在方向と交差する方向に並設された多数の電極で構成した。また、上記陰極選択電極を帯状電極素子と陽極との間に配置する。
【0018】
上記した本発明の各構成により、1単位画素当たりの電流量を格段に増大させることで単位蛍光体の励起エネルギーを十分に確保することができ、明るく高精細な画像表示を得ることができ、また陰極配線に有する電子源の電子放出能のばらつきによる表示むらが軽減される。
【0019】
なお、本発明は、上記の構成および後述する実施例の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明による表示装置の第1実施例を模式的に説明するための背面基板PN1の要部斜視図である。図1中、参照符号SUB1は背面基板、CLは陰極配線、Kは電子源、MRGは制御電極を構成する帯状電極素子、EHLは電子通過孔である。そして、参照符号CSGは陰極選択電極を示す。図1に示されたように、陰極配線CLはy方向に延在し、x方向に多数並設されている。帯状電極素子MRGはx方向に延在し、y方向に多数並設されている。これらの帯状電極素子MRGの陰極配線CLとの交差部に電子通過孔EHLが形成されており、電子通過孔EHLの直下の陰極配線CLには電子源Kが配置されている。なお、図1では電子通過孔EHLを1個として示してあるが、複数個とするのが好適である。
【0021】
本実施例の制御電極を構成する帯状電極素子MRGは鉄系ステンレス材、あるいは鉄材の薄板で形成され、その板厚は、例えば0.025mm〜0.150mm程度である。この薄板をフォトリソグラフィー法等で加工して平行する多数の帯状電極素子MRGが形成される。その端部は後述する封止材MFLあるいは別の固定部材で背面基板SUB1に張架して固定される。
【0022】
そして、帯状電極素子MRGの上方(図示しない前面パネル側:z方向)には、当該帯状電極素子MRGの延在方向と並行に配置された多数の陰極選択電極CSGが設けられている。本実施例における陰極選択電極CSGは、断面が矩形の棒状体であるが、これに限るものではなく、後述するような多様な形状を持つものを採用できる。
【0023】
図2は図1における陰極選択電極の他の構成例を模式的に説明する要部平面図である。また、図3は図1における陰極選択電極のさらに他の構成例を模式的に説明する要部平面図である。図2に示した陰極選択電極CSGは帯状電極であり、制御電極である並設された帯状電極素子MRGの間に配置される。この陰極選択電極CSGは図1に示したものと同様に、その長手方向に一様な形状を有する平板でもよいが、図2に示したように、帯状電極素子MRGの電子通過孔EHLに臨む部分に凹部ALCを形成することで、当該陰極選択電極CSGの他の部分の幅を広くして背面基板への装架時の張力印加に対する機械的な強度を向上させることができる。また、図示したように帯状電極素子MRGの電子通過孔を包囲することで、電子通過孔EHLを通過する電子に対して絞り効果を与え、電子の拡散を抑制することができる。
【0024】
図3に示した陰極選択電極CSGは、制御電極である並設された帯状電極素子MRGの間に配置される点では図2と同様であるが、この陰極選択電極CSGは線状であるため、背面基板への装架時の張力印加に対する機械的な強度をさらに向上させることができる。そして、この形状の陰極選択電極CSGは製造も容易である。なお、図2に示したような平板形状の陰極選択電極CSGに、前記したような凹部を形成することに代えて、帯状電極素子MRGの電子通過孔EHLに臨む部分に凸部を形成することもできる。
【0025】
また、この陰極選択電極CSGは長手方向のサイズが幅に対して大幅に大きいために、特に画面サイズの大型化に伴って外部からの振動等で位置変動が生じる恐れがある。そして、それぞれは電気的に絶縁されている必要があるので、例えば陰極選択電極CSGの並設方向を横断して絶縁体の細条等で押圧したり、当該絶縁体の細条等で編み込んで防振構造とするのが望ましい。
【0026】
図4は本発明の第1実施例にかかる表示装置の構成と動作の説明図である。図中、参照符号PN2は前面パネルであり、内面に遮光膜(ブラックマトリクス)BMで区画された3色の単位蛍光体R,G,Bで1単位(1カラー画素の蛍光体)PHSが形成され、その上層に陽極AEが形成されている。図4では、説明のために前面パネルPN2を背面パネルPN1に対して90度回転して示してある。背面パネルPN1の構成は図1で説明したとおりである。本実施例では、前面パネルPN2に有する単位蛍光体の1個に対して背面パネルPN1に有する1本の陰極配線CLに有する3個の電子源K1,K2,K3が対応する。すなわち、カラー1画素を構成する単位画素の蛍光体を3個の電子源K1,K2,K3から取り出された電子Eで励起するようにした。
【0027】
図4には、3色の単位蛍光体R,G,Bのうちの、単位蛍光体Gを励起する状態を示す。ここでは、3個の電子源K1,K2,K3のそれぞれの直上に単位蛍光体R,G,Bが位置している。帯状電極素子MRGの前面パネルPN2側近傍に設けた陰極選択電極CSGに集束電圧を印加し、3個の電子源K1,K2,K3からの電子を一個の単位蛍光体(ここではG)に集中させる。図4では、帯状電極素子MRG1,MRG2,MRG3に同時選択してオン電圧(+電位)が印加され、他の帯状電極素子はオフとなっている。同様に、陰極選択電極CSG2とCSG3にオン電圧(+電位)が印加され、端部の陰極選択電極CSG1とCSG4はオフとなっている。
【0028】
したがって、電子源K2からの電子は陰極選択電極CSG2とCSG3の間を通って単位蛍光体Gに直進し、電子源K1,K3からの電子は陰極選択電極CSG1とCSG2、CSG3とCSG4の間を通過する時に、それぞれ電子源K2から出射する中央の電子の方向に曲げられる。その結果、3個の電子源K1,K2,K3からの電子Eは一個の単位蛍光体Gを励起し、所定の色で発光させる。
【0029】
図5は本発明の第1実施例にかかる表示装置の動作を説明するための帯状電極素子と陰極選択電極に印加される駆動パルスのタイミング図であり、3本の陰極配線(3ライン分の陰極配線)CLを同時駆動する場合を示す。図中、参照符号SCPは選択パルス、DATAは表示信号、ARは表示領域を示す。帯状電極素子MRGと陰極配線CLの交点に前記した電子源K1,K2,K3が存在し、各電子源K1,K2,K3は蛍光体PHS(R,G,B)に正対する。走査は帯状電極素子MRGを選択することにより行われ、例えば、選択された帯状電極素子MRG1,MRG2,MRG3(図4参照)に対して陰極配線CLに表示信号DATAが一斉に入力され、電子源K1,K2,K3から電子が取り出される。
【0030】
蛍光面側における総ライン数をN、フレーム周波数をFとすると、1ライン(1陰極配線)分の選択時間は1/N・Fとなる。これは、一般的なこの種の表示装置の駆動と同様である。3ライン分を同時駆動する場合、蛍光面側の選択ラインに正対する帯状電極素子MRG(図4におけるMRG2)が本来の選択ラインとなり、ここに選択パルス(ゲートパルス)SCPが印加される。3ライン同時駆動であるため、図中上下のラインにも選択パルス(ゲートパルス)SCPが印加される。
【0031】
したがって、帯状電極素子MRGには、▲1▼選択ラインが直ぐ上のラインのとき、▲2▼選択ラインになったとき、▲3▼選択ラインが直ぐ下のラインのとき、の3ライン分選択時間の間、ゲートパルスSCPが印加される必要がある。また、選択は3ライン同時であるが、選択パルスは1ライン毎にシフトされる。
【0032】
また、3ライン同時選択の場合、選択ラインの上下のラインから放出される電子を選択ライン側に曲げる必要がある。このため、陰極選択電極CSGには▲1▼選択ラインの上になったとき、▲2▼選択ラインの下になったとき、の2ライン分の選択時間の間、選択パルスSCPが印加される。また、選択は2ライン同時であるが、この選択パルスは1ライン毎にシフトされる。
【0033】
本実施例により、単位蛍光体を励起する電子量を大幅に増大させることで蛍光体の輝度を向上でき、明るい表示を得ることが可能となる。また、複数の電子源K1,K2,K3の電子放出能に差があってもこれを平均化でき、個々の電子源の電子放出の差に起因する表示むらの発生を抑制し、高品質の画像表示を得ることができる。
【0034】
図6は本発明の第2実施例にかかる表示装置の構成と動作の説明図である。本実施例では、前面パネルPN2に有する単位蛍光体の1個に対して背面パネルPN1に有する1本の陰極配線CLに有する4個の電子源K1,K2,K3,K4が対応する。すなわち、カラー1画素を構成する単位画素の蛍光体を4個の電子源K1,K2,K3,K4から取り出された電子Eで励起するようにした。
【0035】
ここでは、4個の電子源K1,K2,K3,K4のそれぞれが隣接する位置の上に単位蛍光体R,G,Bが位置している。帯状電極素子MRGの前面パネルPN2側近傍に設けた陰極選択電極CSGに集束電圧を印加し、4個の電子源K1,K2,K3,K4からの電子を1個の単位蛍光体Gに集中させる。図6では、帯状電極素子MRG1,MRG2,MRG3,MRG4を同時選択してオン電圧(+電位)が印加され、他の帯状電極素子はオフとなっている。同様に、陰極選択電極CSG2、CSG3およびCSG4にオン電圧(+電位)が印加され、端部の陰極選択電極CSG1とCSG5はオフとなっている。
【0036】
したがって、電子源K1からの電子は陰極選択電極CSG1とCSG2の間を通って単位蛍光体Gに達し、同様に電子源K2からの電子は陰極選択電極CSG2とCSG3の間を通って、電子源K3からの電子は陰極選択電極CSG3とCSG4の間を通って、電子源K4からの電子は陰極選択電極CSG4とCSG5の間を通って、それぞれ単位蛍光体Gに達する。各電子源からの電子は陰極選択電極の間を通過する時に、それぞれ単位蛍光体Gに集束する方向に曲げられる。その結果、4個の電子源K1,K2,K3,K4からの電子Eは1個の単位蛍光体Gを励起し、所定の色で発光させる。
【0037】
本実施例により、単位蛍光体を励起する電子量をさらに大幅に増大させることで蛍光体の輝度を向上でき、明るい表示を得ることが可能となる。また、複数の電子源K1,K2,K3,K4の電子放出能に差があってもこれを平均化でき、個々の電子源の電子放出の差に起因する表示むらの発生を抑制し、高品質の画像表示を得ることができる。
【0038】
なお、図6では、帯状電極素子MRG1,MRG2,MRG3,MRG4にオン電圧(+電位)が印加され、他の帯状電極素子はオフとなっている。同様に、陰極選択電極CSG2、CSG3およびCSG4にオン電圧(+電位)が印加され、端部の陰極選択電極CSG1とCSG5はオフとしているが、帯状電極素子MRGを4以上同時選択する場合は、電極構造によっては、制御電極を構成する帯状電極素子に印加するオン電圧レベルを複数必要とすることがある。すなわち、多くの電子源からの電子を単一の画素(1個の蛍光体)に集束させるためには、遠い電子源からの電子ほど大きく曲げる必要がある。また、同時駆動する陰極配線の本数が同じであれば、陽極が陰極配線に近いほど大きく曲げる必要がある。よって、電圧レベルを複数個必要とする構造としては、4ライン以上同時駆動する構造、陽極と陰極選択電極間距離が大きい構造とした場合である。また、実用上は、奇数ライン同時駆動の場合は5ライン以上、偶数ライン同時駆動の場合は4ライン以上、の場合で電圧を複数レベル持つことになる。このような場合、必要なオン電圧レベルの数をn、同時選択される帯状電極素子の数をn1とすると、n/(n・1/2)なる整数の個数が必要となる。
【0039】
例えば、実施例6において、帯状電極素子MRG1,MRG2,MRG3,MRG4と陰極選択電極CSG2、CSG3およびCSG4を次のように駆動することもできる。すなわち、帯状電極素子MRG1,MRG2,MRG3,MRG4にはオン電圧を印加する点は同様であるが、陰極選択電極CSG2とCSG4にレベル1のオン電圧を印加し、陰極選択電極CSG3にはレベル2のオン電圧を印加する。このとき、レベル1の陰極選択電極電圧をV1、レベル2の陰極選択電極電圧をV2、非選択の陰極選択電極電圧をV0(通常は0V)、とすると、V2≧V1>V0である必要がある。これは、選択された単位画素(単位蛍光体)から遠い位置にある帯状電極素子に対応する陰極ほど、大きく電子ビームを曲げる必要があるためで、同様の関係は電圧レベル数が増えた場合でも成立する。また、上記した電圧レベルを増やす必要がある場合、レベル数を増やす代わりに陰極選択電極の数を増やすことでも同様の駆動が可能である。
【0040】
陰極選択電極の選択方式としては、選択される帯状電極素子に対して、非選択の帯状電極素子の電圧を下げる方式でも可能である。この場合は、選択された帯状電極素子の最近傍の非選択の帯状電極素子(例えば、図6の陰極選択電極CSG1とCSG5)の電圧のみを下げればよい。前記したように、各陰極に対する単位蛍光体の位置は、同時選択される帯状電極素子の数が奇数の場合は陰極に正対する位置となるが、同時選択される帯状電極素子の数が偶数の場合は陰極に対して単位蛍光体配列方向に半ピッチずれた位置となる。
【0041】
本実施例により、単位蛍光体を励起する電子量をさらに大幅に増大させることで蛍光体の輝度を向上でき、明るい表示を得ることが可能となる。また、複数の電子源K1,K2,K3,K4の電子放出能に差があってもこれを平均化でき、個々の電子源の電子放出の差に起因する表示むらの発生を抑制し、高品質の画像表示を得ることができる。
【0042】
図7と図8は本発明の第3実施例にかかる表示装置の構成と動作の説明図である。本実施例では、陰極選択電極と帯状電極素子の間に各陰極から取り出される電子を収束させるための収束電極FCGを設けたものである。図7は図4で説明した3本の帯状電極素子MRGを同時選択し、陰極配線CL上の3個の電子源K1,K2,K3から取り出された電子を単一の単位蛍光体の励起に用いる場合を示す。また図8は図6で説明した4本の帯状電極素子MRGを同時選択し、陰極配線CL上の4個の電子源K1,K2,K3,K4から取り出された電子を単一の単位蛍光体の励起に用いる場合を示す。
【0043】
図7および図8に示した収束電極FCGは帯状電極素子MRGと同様の電極構造でよいが、収束作用を有するものであれば他の構造としてもよい。図7に示したように、陰極選択電極CSGの前段で帯状電極素子MRGから取り出された電子を収束する。
【0044】
本実施例によれば、電子源Kから取り出された電子を有効に単位蛍光体R,G,Bからなる蛍光体PHSの励起に用いることができ、また電子が陰極選択電極CSGに当たって迷走電子となり、これが不要な電子として蛍光体を励起することによるコントラスト低下を回避することができる。
【0045】
図9は本発明の第4実施例にかかる表示装置の構成と動作の説明図である。本実施例は、前記した各実施例における陰極選択電極の機能を制御電極を構成する帯状電極素子に印加する電圧レベルで実現するものである。したがって、本実施例では電極構造としての陰極選択電極を有しない。図9において、この場合の駆動は図5での説明と基本的には同じであるが、ここでは、帯状電極素子MRGには、▲1▼選択ラインがすぐ上のラインのとき、▲2▼選択ラインになったとき(このとき、上下のラインの電子を選択ライン側に曲げる必要があるので、選択パルスSCPのパルス幅は大きくなる)、▲3▼選択ラインがすぐ下のラインのとき、のライン分選択時間の間、選択パルスパルスを印加する。また、この選択は3ライン同時であるが、選択パルスは1ライン毎にシフトさせる。
【0046】
図10は本発明の表示装置を構成する前面パネルに有する蛍光体配列の一例を示すために前面パネルの一部を破断して背面パネルを見た模式平面図である。図10は図1および図6で説明した構成の表示装置に対応する。前面パネルSUB2の表示領域ARの内面には、3色の単位蛍光体R,G,Bが当該蛍光体R,G,Bを1グループとして水平方向(x方向)に配置されている。この各蛍光体には、背面パネルSUB1側から出射した電子を引き寄せるための陽極(図示せず)が形成されている。背面基板の3辺には先に説明した陰極配線引き出し線CL−Tや帯状電極素子の引き出し線MRG−T、および陰極選択電極引き出し線CSG−Tなどが形成されている。陰極選択電極CSGは帯状電極素子と絶縁して設置するため、絶縁材INSを介して背面基板SUB1に固定される。なお、図7で説明した収束電極を備えた場合は、背面基板SUB1の上記3辺以外の他の辺に引き出し線を形成すればよい。
【0047】
図11は本発明による表示装置の全体構成の模式的説明図であり、本発明の第1および第2実施例に相当する。同図(a)は展開斜視図、同図(b)は同図(a)のA−A’線に沿った断面図を示す。なお、同図(b)では陰極配線や電子源その他の構成は図示を省略してある。図11に示したように、本発明による表示装置は、背面基板SUB1の内面に陰極配線CL、帯状電極素子MRG、陰極選択電極CSGを設置した背面パネルPN1と、前面基板SUB2の内面にR,G,Bの単位蛍光体を配列した蛍光面および陽極を設けた前面パネルPN1とを封止枠MFLで一体化して構成される。前記した各図と同一参照符号は同一機能部分に対応する。封止枠MFLを介して封止された背面パネルPN1と前面パネルPN2の対抗する内部は真空に保たれる。
【0048】
図12は本発明による表示装置を用いた電子機器の一例としてのテレビ受像機の外観図である。このテレビ受像機の表示部DSPはスタンド部STDで支持され、表示部DSPには前記した本発明の実施例にかかる画像表示装置が実装される。表示部DSPの奥行きは極めて薄く、設置スペースは少なくてよい。
【0049】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、前面パネルに有する陽極と背面パネルに有する制御電極の間に陰極選択電極を設け、当該帯状電極素子の延在方向と並行に1単位画素の蛍光体に対して複数の陰極からの電子を射突させることにより、蛍光体を励起する電子の量を大幅に増大させて十分な輝度を有する画像表示を可能とすると共に、陰極配線に有する電子源の電子放出能のばらつきによる表示むらが解消され、高品質の表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による表示装置の第1実施例を模式的に説明するために背面基板の要部斜視図である。
【図2】図1における陰極選択電極の他の構成例を模式的に説明する要部平面図である。
【図3】図1における陰極選択電極のさらに他の構成例を模式的に説明する要部平面図である。
【図4】本発明の第1実施例にかかる表示装置の構成と動作の説明図である。
【図5】本発明の第1実施例にかかる表示装置の動作を説明するための帯状電極素子と陰極選択電極に印加される駆動パルスのタイミング図である。
【図6】本発明の第2実施例にかかる表示装置の構成と動作の説明図である。
【図7】本発明の第3実施例にかかる表示装置の構成と動作の説明図である。
【図8】本発明の第3実施例にかかる表示装置の他の構成と動作の説明図である。
【図9】本発明の第4実施例にかかる表示装置の構成と動作の説明図である。
【図10】本発明の表示装置を構成する前面パネルに有する蛍光体配列の一例を示すために前面パネルの一部を破断して背面パネルを見た模式平面図である。
【図11】本発明による表示装置の全体構成の模式的説明図である。
【図12】本発明による表示装置を用いた電子機器の一例としてのテレビ受像機の外観図である。
【図13】電界放出型の表示装置の概略構成を模式的に説明する展開斜視図である。
【図14】図13に示した表示装置の表示動作を説明する模式図である。
【符号の説明】
PN1・・・・背面パネル、PN2・・・・前面パネル、SUB1・・・・背面基板、SUB2・・・・前面基板、CL・・・・陰極配線、CL−T・・・・陰極配線引出し線、MRG・・・・制御電極を構成する帯状電極素子、MRG−T・・・・制御電極引出し線、MFL・・・・封止枠、CSG・・・・陰極選択電極、FCG・・・・収束電極。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a display device that utilizes electron emission into a vacuum formed between two substrates, and in particular, controls a cathode wiring having an electron source and an extraction amount (emission amount) of electrons from the electron source. The present invention relates to a display device capable of displaying a high-quality image by stably and accurately installing a control electrode to be controlled.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A color cathode ray tube has been widely used as a display device excellent in high brightness and high definition. However, with the recent increase in image quality of information processing devices and television broadcasts, demands for flat displays (panel displays) having characteristics of high brightness and high definition, light weight, and space saving are increasing.
[0003]
As typical examples, liquid crystal display devices, plasma display devices, and the like have been put to practical use. In particular, a display device using electron emission from an electron source into a vacuum (referred to as an FED, an electron emission display device, or a field emission display device) or a device with low power consumption can be used as a device capable of increasing luminance. There is a tendency that various types of panel-type display devices, such as a characteristic organic EL display, are put to practical use.
[0004]
Among such panel type display devices, field emission type display devices include C.I. A. Those having an electron emission structure proposed by Spindt et al., Those having a metal-insulator-metal (MIM) -type electron emission structure, and those having an electron emission structure utilizing an electron emission phenomenon by a quantum theory tunnel effect (surface conduction electron Are also known, such as a diamond film, a graphite film, and an electron emission phenomenon using carbon nanotubes.
[0005]
The field emission type display device has a back substrate on which a cathode wiring having a field emission type electron source and a control electrode are formed on the inner surface, and a front substrate on which an anode and a phosphor are formed on the inner surface facing the back substrate. Then, they are bonded to each other by inserting a sealing frame into the inner peripheral edges thereof, and the inside thereof is evacuated. In some cases, a spacing member is provided between the back panel and the front panel in order to keep the spacing between the back substrate and the front substrate at a predetermined value. As a display device of this type, for example, "Patent Document 1" can be cited.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-11-144652
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 13 is a developed perspective view schematically illustrating a schematic configuration of a field emission type display device. Note that among the configurations described with reference to FIG. 13, the technology related to the control electrode composed of a number of parallel strip-shaped electrode elements MRG is a configuration considered by the applicant at the examination stage and is not a known technology. In FIG. 13, this display device is configured by integrating a back panel PN1 and a front panel PN2, and a sealing frame MFL for forming a vacuum space between both panels. The back substrate SUB1 constituting the back panel PN1 has a plurality of cathode wirings CL having electron sources and a plurality of strip-shaped electrode elements MRG on an insulating substrate made of glass or alumina or the like. A control electrode lead line MRG-T is drawn out of the sealing frame MFL from one end of the strip electrode element MRG. The cathode lines CL extend in one direction (y-direction) on the rear substrate SUB1, and are arranged in large numbers in the other direction (x-direction) intersecting the one direction.
[0008]
The cathode wiring CL is patterned by printing a conductive paste containing silver or the like, and an electron source is formed thereon. Here, the description will be given on the assumption that the carbon nanotube CNT is used as a typical example of the electron source. However, it goes without saying that another electron source may be used. It is preferable that the color pixels are grouped into three groups of red (R), green (G), and blue (B) which constitute each color pixel (unit pixel). One or both ends of the cathode wiring CL are drawn out of the sealing frame MFL as a cathode wiring lead line CL-T.
[0009]
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a display operation of the display device shown in FIG. Note that, in FIG. 14, the entire panel PN2 is shown rotated by 90 degrees with respect to the rear panel PN1 for explanation. On the inner surface of the front panel PN2 opposed to the rear panel PN1, three color phosphors PHS (red: R, green: G, blue: B) partitioned by a light shielding film (black matrix) BM are provided. An anode AE is formed over the top. Note that the anode AE can also be formed below the three-color phosphor PHS and the black matrix BM (on the front substrate SUB2 side). One or a plurality of electron passage holes EHL are formed in the strip-shaped electrode element MRG as the control electrode at a position corresponding to the electron source of the cathode wiring. Electrons emitted from the cathode K at a potential between the selected strip electrode element MRG-S and the cathode wiring CL are generated from an electron source having the cathode wiring CL due to a potential difference between the cathode wiring CL and the strip electrode element MRG. The amount of emitted electrons (including on / off) is controlled, passes through the electron passage hole EHL of the strip-shaped electrode element MRG-S, is directed to the front panel PN2 side as indicated by the arrow, and the fluorescent light of the corresponding color It strikes the body and excites it to emit light in a predetermined color.
[0010]
The strip-shaped electrode element MRG, which is a control electrode, is manufactured as a separate component, and comes in contact with the cathode wiring CL having an electron source without a contact therewith (z direction: the front substrate SUB2 side constituting the front panel PN2) at a predetermined interval. Be placed. The band-shaped electrode element MRG is fixed to the rear substrate SUB1 by a fixing member provided outside the display area by a holding member (not shown) made of an insulating material such as a sealing frame MFL or a glass material.
[0011]
The inside sealed by the sealing frame MFL is evacuated, and -5 -10 -7 It is evacuated to Torr vacuum. The electron source is made of carbon nanotubes CNT, diamond-like carbon (DLC), other field emission cathode materials or field emission shapes. The control electrode composed of the strip-shaped electrode element MRG is provided on the rear substrate SUB1 on which the cathode wiring CL is formed, at a predetermined interval from the cathode wiring CL over the entire display area.
[0012]
The strip-shaped electrode element MRG is provided after the cathode wiring CL is formed on the rear substrate SUB1. The strip-shaped electrode elements MRG are formed by etching a thin plate made of, for example, aluminum or iron based on a photolithography technique so as to have one or a plurality of electron passing holes EHL in the thin plates of many strip-shaped electrode elements MRG. For example, it is formed by etching a thin plate having a thickness of about 0.05 mm, and is fixed by a pressing member (not shown) or a sealing frame MFL outside a region where an electron passage hole is formed in the display region AR. After that, the front panel PN2 is placed, fixed together with the back panel PN1 and the sealing frame MFL with frit glass or the like, and the display area AR surrounded by the sealing frame MFL is evacuated from the exhaust hole EXC shown in FIG. Is evacuated.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above display device, since one unit pixel is formed at the intersection of one cathode wiring and one strip electrode element, the effective cathode area per unit pixel is the screen size, the resolution, and the strip electrode. Since the voltage applied between the cathode and the strip-shaped electrode element or between the cathode and the anode is limited due to the electron passage hole diameter of the element and the structure of this type of display device, the phosphor of one unit pixel The amount of electrons that excite (current for one unit pixel) is limited. Therefore, it is difficult to obtain sufficient luminance, and this has been one of the problems to be solved.
[0014]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a display device which solves the above-mentioned problem and which can greatly increase the amount of electrons for exciting a phosphor (unit phosphor) of one unit pixel to display an image having sufficient luminance. To provide.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a method in which a phosphor of one unit pixel is provided between an anode provided on a front panel and a control electrode (a band electrode element) provided on a rear panel in parallel with the extending direction of the band electrode element. A cathode selection electrode for projecting electrons from a plurality of cathodes to the unit phosphor was provided.
[0016]
In other words, the display device of the present invention includes a front substrate on which an inner surface is formed with a phosphor screen and an anode on which a plurality of unit phosphors are arranged in a predetermined repetition, and which is provided in one direction and juxtaposed in the other direction. A large number of cathodes constituted by a plurality of cathode wirings having a light source, and intersect at least in a non-contact manner with the cathodes in the display area, and extend in the other direction and are arranged in parallel in the one direction so that the electrons from the cathodes face the front. A back substrate having a plurality of independent strip-shaped electrode elements having electron passing holes on the substrate side and having an inner surface facing each other and facing the front substrate at a predetermined interval, and a front substrate and a rear substrate which circumnavigate a display area. A display device which is interposed therebetween and is integrated with a sealing frame for holding the above-mentioned predetermined gap, and the inside of which is sealed by the sealing frame is kept at a vacuum.
[0017]
Then, a cathode selection electrode for exciting one of the unit phosphors on the front substrate with electrons generated from the plurality of cathodes was provided. This cathode selection electrode was constituted by a number of electrodes extending in a direction parallel to the extending direction of the strip-shaped electrode element and juxtaposed in a direction intersecting the extending direction of the strip-shaped electrode element. Further, the cathode selection electrode is disposed between the strip electrode element and the anode.
[0018]
According to the above-described configurations of the present invention, it is possible to sufficiently secure the excitation energy of the unit phosphor by significantly increasing the amount of current per unit pixel, and to obtain a bright and high-definition image display. Further, display unevenness due to variation in the electron emission ability of the electron source included in the cathode wiring is reduced.
[0019]
It should be noted that the present invention is not limited to the above configuration and the configuration of the embodiment described later, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the technical idea of the present invention.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view of a main part of a rear substrate PN1 for schematically explaining a first embodiment of a display device according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral SUB1 denotes a rear substrate, CL denotes a cathode wiring, K denotes an electron source, MRG denotes a strip-shaped electrode element constituting a control electrode, and EHL denotes an electron passage hole. Reference symbol CSG indicates a cathode selection electrode. As shown in FIG. 1, a large number of cathode lines CL extend in the y direction and are arranged side by side in the x direction. The strip-shaped electrode elements MRG extend in the x direction and are arranged in a large number in the y direction. Electron passing holes EHL are formed at the intersections of these strip-shaped electrode elements MRG with the cathode wires CL, and the electron source K is arranged on the cathode wires CL immediately below the electron passing holes EHL. Although FIG. 1 shows only one electron passage hole EHL, it is preferable to use a plurality of electron passage holes EHL.
[0021]
The strip-shaped electrode element MRG constituting the control electrode of the present embodiment is formed of an iron-based stainless steel material or a thin plate of an iron material, and the thickness thereof is, for example, about 0.025 mm to 0.150 mm. This thin plate is processed by photolithography or the like to form a number of parallel strip-shaped electrode elements MRG. The end is stretched and fixed to the back substrate SUB1 with a sealing material MFL or another fixing member described later.
[0022]
Above the strip-shaped electrode element MRG (on the front panel side (not shown): z-direction), a number of cathode selection electrodes CSG arranged in parallel with the extending direction of the strip-shaped electrode element MRG are provided. The cathode selection electrode CSG in this embodiment is a rod-shaped body having a rectangular cross section, but is not limited to this, and may have various shapes as described later.
[0023]
FIG. 2 is a main part plan view schematically illustrating another example of the configuration of the cathode selection electrode in FIG. FIG. 3 is a plan view of a principal part schematically illustrating still another configuration example of the cathode selection electrode in FIG. The cathode selection electrode CSG shown in FIG. 2 is a strip-shaped electrode, and is arranged between the strip-shaped electrode elements MRG which are arranged side by side as control electrodes. This cathode selection electrode CSG may be a flat plate having a uniform shape in the longitudinal direction, as shown in FIG. 1, but as shown in FIG. 2, it faces the electron passage hole EHL of the strip electrode element MRG. By forming the concave portion ALC in the portion, the width of the other portion of the cathode selection electrode CSG can be increased, and the mechanical strength against tension application during mounting on the rear substrate can be improved. In addition, by surrounding the electron passing holes of the strip electrode element MRG as shown in the drawing, a throttle effect is given to the electrons passing through the electron passing holes EHL, and the diffusion of the electrons can be suppressed.
[0024]
The cathode selection electrode CSG shown in FIG. 3 is similar to that of FIG. 2 in that it is arranged between the strip-shaped electrode elements MRG arranged in parallel as the control electrode. However, since the cathode selection electrode CSG is linear, In addition, the mechanical strength against the application of tension during mounting on the rear substrate can be further improved. And the cathode selection electrode CSG of this shape is easy to manufacture. It should be noted that instead of forming the above-described concave portion on the flat-plate-shaped cathode selection electrode CSG as shown in FIG. 2, a convex portion is formed on a portion facing the electron passage hole EHL of the strip electrode element MRG. You can also.
[0025]
In addition, since the size of the cathode selection electrode CSG in the longitudinal direction is significantly larger than the width, there is a possibility that the position may fluctuate due to external vibration or the like, particularly as the screen size increases. Since each of them needs to be electrically insulated, for example, they are pressed with an insulator strip or the like across the juxtaposed direction of the cathode selection electrodes CSG, or woven with the insulator strip or the like. It is desirable to use an anti-vibration structure.
[0026]
FIG. 4 is an explanatory diagram of the configuration and operation of the display device according to the first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral PN2 denotes a front panel, and one unit (phosphor of one color pixel) PHS is formed on the inner surface by unit phosphors R, G, and B of three colors partitioned by a light shielding film (black matrix) BM. The anode AE is formed thereon. FIG. 4 shows front panel PN2 rotated by 90 degrees with respect to rear panel PN1 for the sake of explanation. The configuration of the back panel PN1 is as described in FIG. In this embodiment, three electron sources K1, K2, and K3 included in one cathode line CL included in the rear panel PN1 correspond to one unit phosphor included in the front panel PN2. That is, the phosphor of a unit pixel constituting one color pixel is excited by the electrons E extracted from the three electron sources K1, K2, and K3.
[0027]
FIG. 4 shows a state in which the unit phosphor G among the three color unit phosphors R, G, and B is excited. Here, the unit phosphors R, G, and B are located immediately above each of the three electron sources K1, K2, and K3. A focusing voltage is applied to a cathode selection electrode CSG provided near the front panel PN2 side of the strip-shaped electrode element MRG, and electrons from three electron sources K1, K2, and K3 are concentrated on one unit phosphor (here, G). Let it. In FIG. 4, an on-voltage (+ potential) is simultaneously selected and applied to the strip electrode elements MRG1, MRG2, and MRG3, and the other strip electrode elements are off. Similarly, an on-voltage (+ potential) is applied to the cathode selection electrodes CSG2 and CSG3, and the cathode selection electrodes CSG1 and CSG4 at the ends are off.
[0028]
Therefore, electrons from the electron source K2 pass straight between the cathode selection electrodes CSG2 and CSG3 to the unit phosphor G, and electrons from the electron sources K1 and K3 pass between the cathode selection electrodes CSG1 and CSG2 and between the CSG3 and CSG4. When they pass, they are bent in the direction of the central electrons emitted from the electron source K2. As a result, the electrons E from the three electron sources K1, K2, and K3 excite one unit phosphor G to emit light in a predetermined color.
[0029]
FIG. 5 is a timing chart of driving pulses applied to the strip electrode element and the cathode selection electrode for explaining the operation of the display device according to the first embodiment of the present invention. The case where the (cathode wiring) CL is driven simultaneously is shown. In the figure, reference numeral SCP indicates a selection pulse, DATA indicates a display signal, and AR indicates a display area. The electron sources K1, K2, and K3 described above are present at intersections between the strip-shaped electrode elements MRG and the cathode lines CL, and the electron sources K1, K2, and K3 face the phosphors PHS (R, G, and B). The scanning is performed by selecting the strip-shaped electrode element MRG. For example, the display signal DATA is simultaneously input to the cathode wiring CL for the selected strip-shaped electrode element MRG1, MRG2, MRG3 (see FIG. 4), and the electron source Electrons are extracted from K1, K2, and K3.
[0030]
Assuming that the total number of lines on the phosphor screen side is N and the frame frequency is F, the selection time for one line (one cathode wiring) is 1 / N · F. This is similar to the driving of a general display device of this type. When driving three lines at the same time, the strip-shaped electrode element MRG (MRG2 in FIG. 4) facing the selected line on the phosphor screen side becomes the original selected line, and a selection pulse (gate pulse) SCP is applied thereto. Since three lines are driven simultaneously, the selection pulse (gate pulse) SCP is applied to the upper and lower lines in the figure.
[0031]
Therefore, the band-shaped electrode element MRG has three selections: (1) when the selected line is the line immediately above, (2) when it is the selected line, and (3) when the selected line is the line immediately below. During time, a gate pulse SCP needs to be applied. The selection is performed simultaneously for three lines, but the selection pulse is shifted for each line.
[0032]
In the case of simultaneous selection of three lines, it is necessary to bend electrons emitted from lines above and below the selected line toward the selected line. For this reason, the selection pulse SCP is applied to the cathode selection electrode CSG during the selection time of (1) above the selection line and (2) below the selection line for a selection time of two lines. . The selection is performed simultaneously for two lines, but this selection pulse is shifted for each line.
[0033]
According to this embodiment, the brightness of the phosphor can be improved by greatly increasing the amount of electrons that excite the unit phosphor, and a bright display can be obtained. Further, even if there is a difference between the electron emission capabilities of the plurality of electron sources K1, K2, and K3, this can be averaged, and the occurrence of display unevenness due to the difference in electron emission between the individual electron sources can be suppressed. An image display can be obtained.
[0034]
FIG. 6 is an explanatory diagram of the configuration and operation of the display device according to the second embodiment of the present invention. In this embodiment, four electron sources K1, K2, K3, and K4 included in one cathode line CL included in the rear panel PN1 correspond to one unit phosphor included in the front panel PN2. That is, the phosphor of the unit pixel constituting one color pixel is excited by the electrons E extracted from the four electron sources K1, K2, K3, and K4.
[0035]
Here, the unit phosphors R, G, and B are located on positions where the four electron sources K1, K2, K3, and K4 are adjacent to each other. A focusing voltage is applied to a cathode selection electrode CSG provided near the front panel PN2 side of the strip-shaped electrode element MRG, and electrons from the four electron sources K1, K2, K3, and K4 are concentrated on one unit phosphor G. . In FIG. 6, the on-state electrode (MRG1, MRG2, MRG3, MRG4) is simultaneously selected and an on-voltage (+ potential) is applied, and the other on-off electrode elements are off. Similarly, an on-voltage (+ potential) is applied to the cathode selection electrodes CSG2, CSG3, and CSG4, and the cathode selection electrodes CSG1 and CSG5 at the ends are off.
[0036]
Therefore, the electrons from the electron source K1 pass between the cathode selection electrodes CSG1 and CSG2 to reach the unit phosphor G, and similarly, the electrons from the electron source K2 pass between the cathode selection electrodes CSG2 and CSG3, and The electrons from K3 pass between the cathode selection electrodes CSG3 and CSG4, and the electrons from the electron source K4 pass between the cathode selection electrodes CSG4 and CSG5 to reach the unit phosphor G, respectively. When electrons from each electron source pass between the cathode selection electrodes, they are bent in a direction to be focused on the unit phosphor G, respectively. As a result, the electrons E from the four electron sources K1, K2, K3, and K4 excite one unit phosphor G to emit light in a predetermined color.
[0037]
According to the present embodiment, the luminance of the phosphor can be improved by further increasing the amount of electrons for exciting the unit phosphor, and a bright display can be obtained. Further, even if there is a difference between the electron emission capacities of the plurality of electron sources K1, K2, K3, and K4, this can be averaged, and the occurrence of display unevenness due to the difference in electron emission between the individual electron sources can be suppressed. A quality image display can be obtained.
[0038]
In FIG. 6, an ON voltage (+ potential) is applied to the strip electrode elements MRG1, MRG2, MRG3, and MRG4, and the other strip electrode elements are OFF. Similarly, the ON voltage (+ potential) is applied to the cathode selection electrodes CSG2, CSG3 and CSG4, and the cathode selection electrodes CSG1 and CSG5 at the ends are turned off. Depending on the electrode structure, a plurality of on-voltage levels to be applied to the strip-shaped electrode elements constituting the control electrode may be required. That is, in order to focus electrons from many electron sources on a single pixel (one phosphor), it is necessary to bend the electrons from a farther electron source. Further, if the number of simultaneously driven cathode wirings is the same, it is necessary to bend the anode wiring closer to the cathode wiring. Therefore, a structure requiring a plurality of voltage levels includes a structure in which four or more lines are simultaneously driven and a structure in which the distance between the anode and the cathode selection electrode is large. Further, in practice, when the odd-numbered lines are simultaneously driven, five or more lines are used. When the even-numbered lines are simultaneously driven, four or more lines are used. In such a case, assuming that the required number of ON voltage levels is n and the number of simultaneously selected strip-shaped electrode elements is n1, an integer number of n / (n · 1/2) is required.
[0039]
For example, in the sixth embodiment, the strip-shaped electrode elements MRG1, MRG2, MRG3, MRG4 and the cathode selection electrodes CSG2, CSG3 and CSG4 can be driven as follows. That is, although the on-voltage is applied to the strip electrode elements MRG1, MRG2, MRG3, and MRG4, the on-voltage of level 1 is applied to the cathode selection electrodes CSG2 and CSG4, and the level 2 is applied to the cathode selection electrode CSG3. Is applied. At this time, assuming that the level 1 cathode selection electrode voltage is V1, the level 2 cathode selection electrode voltage is V2, and the unselected cathode selection electrode voltage is V0 (normally 0V), it is necessary that V2 ≧ V1> V0. is there. This is because the more the cathode corresponding to the strip-shaped electrode element located farther from the selected unit pixel (unit phosphor), the larger it is necessary to bend the electron beam, and the same relationship is obtained even when the number of voltage levels increases. To establish. When it is necessary to increase the above-mentioned voltage level, the same driving can be performed by increasing the number of cathode selection electrodes instead of increasing the number of levels.
[0040]
As a method of selecting the cathode selection electrode, a method of lowering the voltage of a non-selected strip electrode element with respect to the selected strip electrode element is also possible. In this case, only the voltage of the non-selected strip-shaped electrode elements (for example, the cathode selection electrodes CSG1 and CSG5 in FIG. 6) closest to the selected strip-shaped electrode element need be reduced. As described above, the position of the unit phosphor with respect to each cathode is a position directly facing the cathode when the number of simultaneously selected strip electrode elements is odd, but the number of simultaneously selected strip electrode elements is even. In this case, the position is shifted from the cathode by a half pitch in the unit phosphor array direction.
[0041]
According to the present embodiment, the luminance of the phosphor can be improved by further increasing the amount of electrons for exciting the unit phosphor, and a bright display can be obtained. Further, even if there is a difference between the electron emission capacities of the plurality of electron sources K1, K2, K3, and K4, the difference can be averaged. A quality image display can be obtained.
[0042]
FIGS. 7 and 8 are explanatory diagrams of the configuration and operation of the display device according to the third embodiment of the present invention. In the present embodiment, a converging electrode FCG for converging electrons extracted from each cathode is provided between the cathode selection electrode and the strip electrode element. FIG. 7 shows the simultaneous selection of the three strip-shaped electrode elements MRG described with reference to FIG. The case where it is used is shown. FIG. 8 shows the simultaneous selection of the four strip-shaped electrode elements MRG described in FIG. 6, and the extraction of the electrons extracted from the four electron sources K1, K2, K3, and K4 on the cathode wiring CL into a single unit phosphor. The case where it is used for the excitation of is shown.
[0043]
The focusing electrode FCG shown in FIGS. 7 and 8 may have the same electrode structure as the strip electrode element MRG, but may have another structure as long as it has a focusing action. As shown in FIG. 7, the electrons extracted from the strip-shaped electrode element MRG are focused before the cathode selection electrode CSG.
[0044]
According to the present embodiment, the electrons extracted from the electron source K can be effectively used to excite the phosphor PHS composed of the unit phosphors R, G, and B, and the electrons strike the cathode selection electrode CSG and become stray electrons. This can avoid a decrease in contrast caused by exciting the phosphor as unnecessary electrons.
[0045]
FIG. 9 is an explanatory diagram of the configuration and operation of the display device according to the fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the function of the cathode selection electrode in each of the above-described embodiments is realized by the voltage level applied to the strip electrode element constituting the control electrode. Therefore, this embodiment does not have a cathode selection electrode as an electrode structure. In FIG. 9, the driving in this case is basically the same as the description in FIG. 5, but here, (1) when the selected line is the line immediately above, (2) When the selected line is reached (at this time, since the electrons in the upper and lower lines need to be bent to the selected line side, the pulse width of the selection pulse SCP becomes large), (3) When the selected line is the line immediately below, A selection pulse pulse is applied during the selection time for the number of lines. This selection is performed simultaneously for three lines, but the selection pulse is shifted for each line.
[0046]
FIG. 10 is a schematic plan view in which a part of the front panel is cut away and the rear panel is viewed to show an example of a phosphor array included in the front panel constituting the display device of the present invention. FIG. 10 corresponds to the display device having the configuration described with reference to FIGS. On the inner surface of the display area AR of the front panel SUB2, unit phosphors R, G, B of three colors are arranged in a horizontal direction (x direction) with the phosphors R, G, B as one group. Each phosphor is provided with an anode (not shown) for attracting electrons emitted from the rear panel SUB1 side. On the three sides of the back substrate, the above-described cathode wiring lead line CL-T, the lead line MRG-T of the strip electrode element, and the cathode selection electrode lead line CSG-T are formed. The cathode selection electrode CSG is fixed to the back substrate SUB1 via the insulating material INS to be installed insulated from the strip electrode element. When the focusing electrode described with reference to FIG. 7 is provided, a lead line may be formed on the other side of the back substrate SUB1 other than the three sides.
[0047]
FIG. 11 is a schematic explanatory view of the entire configuration of the display device according to the present invention, and corresponds to the first and second embodiments of the present invention. 2A is an exploded perspective view, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. It should be noted that the cathode wiring, the electron source, and other components are not shown in FIG. As shown in FIG. 11, the display device according to the present invention includes a rear panel PN1 having a cathode wiring CL, a strip electrode element MRG, and a cathode selection electrode CSG installed on the inner surface of a rear substrate SUB1, and R, A fluorescent screen on which G and B unit phosphors are arranged and a front panel PN1 provided with an anode are integrated with a sealing frame MFL. The same reference numerals as those in the above-described drawings correspond to the same functional portions. Opposing interiors of the back panel PN1 and the front panel PN2 sealed via the sealing frame MFL are kept in a vacuum.
[0048]
FIG. 12 is an external view of a television receiver as an example of an electronic device using the display device according to the present invention. The display section DSP of this television receiver is supported by a stand section STD, and the image display device according to the above-described embodiment of the present invention is mounted on the display section DSP. The depth of the display unit DSP is extremely thin, and the installation space may be small.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the cathode selection electrode is provided between the anode provided on the front panel and the control electrode provided on the back panel, and the phosphor of one unit pixel is provided in parallel with the extending direction of the strip electrode element. By projecting electrons from a plurality of cathodes, the amount of electrons that excite the phosphor is greatly increased, enabling image display with sufficient brightness, and the electron source having cathode wiring. The display unevenness due to the variation in the electron emission ability is eliminated, and a high-quality display device can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a main part of a rear substrate for schematically explaining a first embodiment of a display device according to the present invention.
FIG. 2 is a main part plan view schematically illustrating another configuration example of the cathode selection electrode in FIG.
FIG. 3 is a main part plan view schematically illustrating still another configuration example of the cathode selection electrode in FIG. 1;
FIG. 4 is an explanatory diagram of a configuration and an operation of the display device according to the first example of the present invention.
FIG. 5 is a timing chart of driving pulses applied to the strip electrode element and the cathode selection electrode for explaining the operation of the display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a configuration and an operation of a display device according to a second example of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a configuration and an operation of a display device according to a third example of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram of another configuration and operation of the display device according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a configuration and an operation of a display device according to a fourth example of the present invention.
FIG. 10 is a schematic plan view in which a part of the front panel is cut away and a rear panel is viewed to show an example of a phosphor array included in the front panel constituting the display device of the present invention.
FIG. 11 is a schematic explanatory view of the entire configuration of a display device according to the present invention.
FIG. 12 is an external view of a television receiver as an example of an electronic apparatus using the display device according to the present invention.
FIG. 13 is a developed perspective view schematically illustrating a schematic configuration of a field emission display device.
14 is a schematic diagram illustrating a display operation of the display device shown in FIG.
[Explanation of symbols]
PN1: rear panel, PN2: front panel, SUB1: rear substrate, SUB2: front substrate, CL: cathode wiring, CL-T: cathode wiring extraction Line, MRG ... Strip electrode element constituting control electrode, MRG-T ... Control electrode lead wire, MFL ... Sealing frame, CSG ... Cathode selection electrode, FCG ... -Focusing electrode.

Claims (17)

複数の単位蛍光体を所定の繰り返しで配列した蛍光面および陽極とを内面に形成した前面基板と、
一方向に延在し他方向に並設され、かつ電子源を有する複数の陰極配線で構成した多数の陰極と、少なくとも表示領域内で前記陰極と非接触で交差し、かつ前記他方向に延在し前記一方向に並設されて前記陰極からの電子を前記前面基板側に通過させる電子通過孔を有する互いに独立した複数の帯状電極素子を内面に有して前記前面基板と所定の間隔をもって対向させた背面基板と、
前記表示領域を周回して前記前面基板と前記背面基板の間に介挿され、前記所定の間隙を保持するための封止枠を有する表示装置であって、
前記前面基板に有する前記単位蛍光体の1つを複数の前記陰極から発生する電子で励起するための陰極選択電極を具備したことを特徴とする表示装置。
A front substrate formed on the inner surface with a phosphor screen and an anode in which a plurality of unit phosphors are arranged in a predetermined repetition,
A large number of cathodes extending in one direction and juxtaposed in the other direction and configured by a plurality of cathode wirings having an electron source, intersecting the cathode in a non-contact manner at least in a display area, and extending in the other direction. A plurality of independent strip-shaped electrode elements having electron passing holes which are arranged side by side in the one direction and allow electrons from the cathode to pass to the front substrate side on the inner surface, and have a predetermined interval with the front substrate. An opposing back substrate,
A display device having a sealing frame that is interposed between the front substrate and the rear substrate around the display region and that holds the predetermined gap,
A display device comprising: a cathode selection electrode for exciting one of the unit phosphors on the front substrate with electrons generated from the plurality of cathodes.
前記陰極選択電極は、前記帯状電極素子の延在方向と平行な方向に延在し、前記帯状電極素子の延在方向と交差する方向に並設された多数の電極で構成したことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。The cathode selection electrode extends in a direction parallel to an extending direction of the strip-shaped electrode element, and includes a plurality of electrodes arranged in parallel in a direction crossing the extending direction of the strip-shaped electrode element. The display device according to claim 1. 前記陰極選択電極は板状電極であることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。The display device according to claim 2, wherein the cathode selection electrode is a plate-like electrode. 前記陰極選択電極は線状電極であることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。The display device according to claim 2, wherein the cathode selection electrode is a linear electrode. 前記陰極選択電極は前記陽極よりも前記陰極側に近く配置されていることを特徴とする請求項2〜4の何れかに記載の表示装置。The display device according to claim 2, wherein the cathode selection electrode is disposed closer to the cathode than the anode. 前記単位蛍光体の1つを励起する電子を発生するために選択される陰極の数が奇数であり、前記前面基板に有する単位蛍光体が前記奇数の陰極の中央の陰極に対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の表示装置。The number of cathodes selected to generate electrons for exciting one of the unit phosphors is odd, and the unit phosphor on the front substrate is disposed at a position facing the center cathode of the odd number of cathodes. The display device according to claim 1, wherein: 前記単位蛍光体の1つを励起する電子を発生するために選択される陰極の数が偶数であり、前記前面基板に有する単位蛍光体が前記陰極の間に対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の表示装置。The number of cathodes selected to generate electrons for exciting one of the unit phosphors is even, and the unit phosphors on the front substrate are arranged at positions facing each other between the cathodes. The display device according to claim 1, wherein: 前記一方向において、陰極の数が前記単位蛍光体の数より多いことを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の表示装置。The display device according to claim 1, wherein the number of cathodes in the one direction is larger than the number of unit phosphors. 前記一方向において、陰極の数が前記陰極選択電極の数より多いことを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の表示装置。The display device according to claim 1, wherein the number of cathodes in the one direction is larger than the number of the cathode selection electrodes. 前記陰極を選択した複数の陰極選択電極の隣接する陰極選択電極間の電位差が当該選択した複数の陰極選択電極の端部側で大であることを特徴とする請求項8または9に記載の表示装置。10. The display according to claim 8, wherein a potential difference between adjacent ones of the plurality of cathode selection electrodes from which the plurality of cathodes are selected is large at an end side of the selected plurality of cathode selection electrodes. apparatus. 複数の単位蛍光体を所定の繰り返しで配列した蛍光面および陽極とを内面に形成した前面基板と、
一方向に延在し他方向に並設され、かつ電子源を有する複数の陰極配線で構成した多数の陰極を内面に有し、少なくとも表示領域内で前記陰極と非接触で交差し、かつ前記他方向に延在し前記一方向に並設されて前記陰極からの電子を前記前面基板側に通過させる電子通過孔を有する互いに独立した複数の帯状電極素子を有して前記前面基板と所定の間隔をもって対向させた背面基板と、
前記表示領域を周回して前記前面基板と前記背面基板の間に介挿され、前記所定の間隙を保持するための封止枠を有する表示装置であって、
前記帯状電極素子と前記陽極との間で、前記帯状電極素子の間に前記他方向に延在して配置され、前記前面基板に有する前記単位蛍光体の1つを複数の前記陰極から発生する電子で励起するための陰極選択電極を具備したことを特徴とする表示装置。
A front substrate formed on the inner surface with a phosphor screen and an anode in which a plurality of unit phosphors are arranged in a predetermined repetition,
A plurality of cathodes extending in one direction and juxtaposed in the other direction and having a plurality of cathode wirings having an electron source are provided on the inner surface, intersect with the cathodes in a non-contact manner at least in a display area, and The front substrate has a plurality of independent band-shaped electrode elements having electron passing holes that extend in the other direction and are arranged in parallel in the one direction and allow electrons from the cathode to pass to the front substrate side. A back substrate opposed to at an interval,
A display device having a sealing frame that is interposed between the front substrate and the rear substrate around the display region and that holds the predetermined gap,
Between the strip-shaped electrode element and the anode, the strip-shaped electrode element is disposed so as to extend in the other direction, and generates one of the unit phosphors on the front substrate from the plurality of the cathodes. A display device comprising a cathode selection electrode for exciting with electrons.
前記陰極選択電極は、前記帯状電極素子の延在方向と平行な方向に延在し、前記陰極配線の延在方向と交差する方向に並設された多数の電極で構成したことを特徴とする請求項11に記載の表示装置。The cathode selection electrode extends in a direction parallel to an extending direction of the strip-shaped electrode element, and includes a plurality of electrodes arranged in parallel in a direction intersecting the extending direction of the cathode wiring. The display device according to claim 11. 前記陰極選択電極は板状電極であることを特徴とする請求項12に記載の表示装置。The display device according to claim 12, wherein the cathode selection electrode is a plate-like electrode. 前記陰極選択電極は線状電極であることを特徴とする請求項12に記載の表示装置。The display device according to claim 12, wherein the cathode selection electrode is a linear electrode. 前記陰極選択電極は前記陽極よりも前記陰極側に近く配置されていることを特徴とする請求項12〜14の何れかに記載の表示装置。15. The display device according to claim 12, wherein the cathode selection electrode is arranged closer to the cathode than the anode. 前記単位蛍光体の1つを励起する電子を発生するために選択される陰極の数が奇数であり、前記前面基板に有する単位蛍光体が前記奇数の陰極の中央の陰極に対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項11〜15の何れかに記載の表示装置。The number of cathodes selected to generate electrons for exciting one of the unit phosphors is odd, and the unit phosphor on the front substrate is disposed at a position facing the center cathode of the odd number of cathodes. The display device according to any one of claims 11 to 15, wherein: 前記単位蛍光体の1つを励起する電子を発生するために選択される陰極の数が偶数であり、前記前面基板に有する単位蛍光体が前記陰極の間に対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項11〜15の何れかに記載の表示装置。The number of cathodes selected to generate electrons for exciting one of the unit phosphors is even, and the unit phosphors on the front substrate are arranged at positions facing each other between the cathodes. The display device according to claim 11, wherein:
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