JP2005043675A - Cathode ray tube, display device using it and image display method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子源として電界放出冷陰極を用いた陰極線管、それを用いた表示装置、及び画像表示方法に関する。 The present invention relates to a cathode ray tube using a field emission cold cathode as an electron source, a display device using the same, and an image display method.
従来から、陰極線管の電子源としては、主に、熱電子放出現象を利用した熱陰極が用いられている。一方、近年においては、陰極線管の電子源として、電界放出冷陰極を用いた陰極線管が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, a hot cathode utilizing a thermionic emission phenomenon has been mainly used as an electron source of a cathode ray tube. On the other hand, in recent years, a cathode ray tube using a field emission cold cathode has been proposed as an electron source of the cathode ray tube (see, for example, Patent Document 1).
これは、電界放出冷陰極には熱陰極よりも高い電流密度を有するという特長があり、高性能の陰極線管を実現できる可能性があるからである。また、熱陰極を使用した陰極線管では、ヒーターからの熱の影響で、電子銃の電極間距離が経時変化することにより、エミッション電流量が経時変化するという品質課題がある。これに対し、電界放出冷陰極を使用した陰極線管では、ヒーターを有さないため、このような品質課題を原理的に起こさないという利点があるからである。 This is because the field emission cold cathode has a feature that it has a higher current density than the hot cathode, and there is a possibility that a high performance cathode ray tube can be realized. Further, a cathode ray tube using a hot cathode has a quality problem that the amount of emission current changes with time due to the change in the distance between the electrodes of the electron gun due to the influence of heat from the heater. On the other hand, a cathode ray tube using a field emission cold cathode does not have a heater, and therefore has an advantage of not causing such a quality problem in principle.
代表的な電界放出冷陰極について図9を用いて説明する。図9は、従来からの電界放出冷陰極の構成を示す部分断面図である。図9に示すように、電界放出冷陰極28は、シリコン等で形成された半導体基板21上に、電子を放出する円錐状の複数のエミッタ24と、絶縁層23とを設け、更に、絶縁層23の上に引き出し電極22を設けることによって構成されている。また、絶縁層23には、複数のエミッタ24をそれぞれ露出させるため、複数の貫通孔23aが形成されている。引き出し電極22には、絶縁層23の複数の貫通孔23aに整合するように複数の貫通孔22aが形成されている。なお、図9の例では、説明のため、エミッタ24、絶縁層23の貫通孔23a、引き出し電極22の貫通孔22aはそれぞれ一つのみを図示している。
A typical field emission cold cathode will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a partial sectional view showing the configuration of a conventional field emission cold cathode. As shown in FIG. 9, the field emission
また、陰極線管には、図9に示す電界放出冷陰極が、R、G、Bのそれぞれに対応するように3個備えられている。このため、R、G、Bのそれぞれに対応する3本の電子ビームが出射されることになる。 Further, the cathode ray tube is provided with three field emission cold cathodes shown in FIG. 9 so as to correspond to R, G, and B, respectively. For this reason, three electron beams corresponding to each of R, G, and B are emitted.
図9に示す電界放出冷陰極28において、引き出し電極22の電位をエミッタ24の電位よりも高くすれば、エミッタ24の先端部に強電界が発生し、この強電界の作用によりエミッタ24の表面から電子が放出され、エミッション動作が行われる。
In the field emission
このときのエミッション電流の電流量は、エミッタ24と引き出し電極22との電位差に依存する。エミッション電流の制御は、特許文献1に記載されているように、エミッタ24の電位を一定に保持した状態で、引き出し電極22の電位を変化させることによって行われている。つまり、陰極線管に電界放出冷陰極を使用する場合は、R、G、Bそれぞれの電界放出冷陰極のエミッタ24に供給する電位を一定にし、一方、R、G、Bそれぞれの電界放出冷陰極の引き出し電極22の電位を変調させることになる。
The amount of emission current at this time depends on the potential difference between the
図10は、図9に示す電界放出冷陰極28を用いた陰極線管の一部分の概略構成を示す断面図である。図10に示すように、電界放出冷陰極28の電子放出側(スクリーン側)、即ちエミッタから放出される電子の進行方向側(図中上側)には、貫通孔27aを有する制御電極27が、貫通孔27aの開口と絶縁層23の貫通孔23aの開口とが整合するように配置されている。制御電極27は、引き出し電極22における電界放出冷陰極28の電子放出側において引き出し電極22に最も近い電極である。
FIG. 10 is a sectional view showing a schematic configuration of a part of a cathode ray tube using the field emission
また、図10に示すように、制御電極27及びエミッタ24それぞれには一定の電圧を供給する直流電源26が接続されている。このため、制御電極27の電位及びエミッタ24の電位は一定に保持されている。一方、引き出し電極22には変調電源25が接続されており、引き出し電極22の電位は変調可能となっている。
Further, as shown in FIG. 10, a
このように、図10に示す陰極線管によれば、エミッタ24の電位を一定に保持した状態で、引き出し電極22の電位を変調させることができるので、エミッション電流の電流量の制御が可能となる。
As described above, according to the cathode ray tube shown in FIG. 10, since the potential of the
また、熱陰極を使用した陰極線管では、ヒーターの熱によって電子銃の電極間距離が経時変化するため、電極間の距離は少なくとも70μm以上確保しているのが一般的である。これに対して、電界放出冷陰極を使用した陰極線管では、ヒーターがないため、電極間の距離の経時変化を考慮する必要がなく、電極間の距離を70μm以下にできる。 Further, in a cathode ray tube using a hot cathode, the distance between the electrodes of the electron gun changes with time due to the heat of the heater, so that the distance between the electrodes is generally at least 70 μm or more. On the other hand, in a cathode ray tube using a field emission cold cathode, since there is no heater, it is not necessary to consider the change with time of the distance between the electrodes, and the distance between the electrodes can be 70 μm or less.
更に、電極間の距離の短縮は、半導体プロセスの微細加工技術を利用することで実現可能と考えられる。このため、電界放出冷陰極を使用して陰極線管を構成すれば、電子銃の三極部の長さを短くして、電子銃の全長の短縮化を図ることができると考えられる。 Furthermore, it is considered that the distance between the electrodes can be shortened by using a microfabrication technique of a semiconductor process. For this reason, if a cathode ray tube is formed using a field emission cold cathode, it is considered that the length of the triode of the electron gun can be shortened and the total length of the electron gun can be shortened.
図11は、図9に示す電界放出冷陰極28を用いた陰極線管の他の例における一部分の概略構成を示す断面図である。図11の例では、図10の例と異なり、制御電極27に変調電源25が接続されており、制御電極27への電位供給が高周波で変調させながら行われる。
しかしながら、図10及び図11に示す構成によってエミッション電流の電流量を制御する場合においては、変調周波数が高くなるにつれて、引き出し電極22の電位応答は変調周波数に対応できなくなるという問題がある。
However, when the amount of emission current is controlled by the configuration shown in FIGS. 10 and 11, there is a problem that the potential response of the
この引き出し電極22の電位変調に影響を及ぼす支配的な要因は、引き出し電極22とエミッタ24との間、及び引き出し電極22と制御電極27との間の2ヶ所における静電容量成分である。
The dominant factors affecting the potential modulation of the
つまり、変調周波数が高くなるにつれ、引き出し電極22と制御電極27又はエミッタ24との間で発生する静電容量による影響は顕著となり、引き出し電極22の電位応答は変調周波数に対応できなくなるのである。
That is, as the modulation frequency increases, the influence of the capacitance generated between the
更に、電極間の距離を短くした場合、特に、半導体プロセスの微細加工技術を利用したミクロンオーダー加工によって引き出し電極22と制御電極27とが形成され、これらの間の距離がミクロンオーダーで設定されている場合は、引き出し電極22の電位変調に影響を及ぼす静電容量成分は大きくなり、上記問題は更に顕著となる。
Further, when the distance between the electrodes is shortened, the
このため、従来の電界放出冷陰極を用いた場合、陰極線管における電子銃の全長の短縮化は困難である。また、陰極線管の高解像度化が進むにつれて、変調周波数は高くなるため、上記問題は、陰極線管の高解像度化の妨げにもなっている。 For this reason, when a conventional field emission cold cathode is used, it is difficult to shorten the total length of the electron gun in the cathode ray tube. Further, since the modulation frequency increases as the resolution of the cathode ray tube increases, the above problem also prevents the resolution of the cathode ray tube from increasing.
本発明の目的は、上記問題を解消し、電子銃の短縮化を達成し得、且つ、高周波駆動を実現して高解像度化を図り得る陰極線管、表示装置及び画像表示方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a cathode ray tube, a display device, and an image display method capable of solving the above problems, achieving a shortening of an electron gun, and realizing a high resolution by realizing a high frequency drive. is there.
上記目的を達成するために本発明にかかる陰極線管は、エミッタと引き出し電極とを備えた電界放出冷陰極を有する陰極線管であって、前記引き出し電極には、前記引き出し電極の電位を一定に保持する電源が接続され、前記エミッタには、前記エミッタの電位を変調させる変調電源が接続されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a cathode ray tube according to the present invention is a cathode ray tube having a field emission cold cathode provided with an emitter and an extraction electrode, and the extraction electrode holds the potential of the extraction electrode constant. A power supply is connected to the emitter, and a modulation power supply for modulating the potential of the emitter is connected to the emitter.
また、上記目的を達成するために本発明にかかる表示装置は、上記本発明にかかる陰極線管と、偏向ヨークとを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a display device according to the present invention includes the cathode ray tube according to the present invention and a deflection yoke.
また、上記目的を達成するために本発明にかかる画像表示方法は、エミッタと引き出し電極とを備えた電界放出冷陰極を有する表示装置を用いた画像表示方法であって、前記引き出し電極の電位を一定に保持した状態で、前記エミッタの電位を変調させることによって、前記電界放出冷陰極から放出されるエミッション電流の電流量を制御して、画像を表示することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an image display method according to the present invention is an image display method using a display device having a field emission cold cathode provided with an emitter and an extraction electrode, and the potential of the extraction electrode is set. An image is displayed by controlling the amount of emission current emitted from the field emission cold cathode by modulating the potential of the emitter while maintaining a constant state.
本発明にかかる陰極線管、表示装置及び画像表示方法によれば、電子銃の短縮化を達成し得、且つ、高周波駆動を実現して陰極線管の高解像度化を図り得ることができる。また、引き出し電極に対して電界放出冷陰極の電子放出側に位置し、且つ、引き出し電極に最も近い電極と、引き出し電極との電位差によって形成される電子光学レンズ系における作用が、エミッション電流の変化によって変化するのを抑制できる。 According to the cathode ray tube, display device, and image display method of the present invention, the electron gun can be shortened, and high-frequency driving can be realized to increase the resolution of the cathode ray tube. The action of the electron optical lens system, which is formed by the potential difference between the lead electrode and the electrode closest to the lead electrode, which is located on the electron emission side of the field emission cold cathode with respect to the lead electrode, changes the emission current. It can suppress changing with.
上記本発明にかかる陰極線管及び表示装置によれば、引き出し電極の電位を一定に保持できるため、エミッション動作の際にエミッタの電位変調に影響を及ぼす静電容量成分は、引き出し電極とエミッタとの間の静電容量成分のみとなり、周波数応答に影響を及ぼす静電容量成分を小さくできる。このため、高周波駆動を実現でき、陰極線管の高解像度化に対応できる。また、周波数特性を劣化させることなく、電子銃の三極部の長さを短くして電子銃の全長を短縮化できる。 According to the cathode ray tube and the display device according to the present invention, since the potential of the extraction electrode can be kept constant, the electrostatic capacitance component that affects the potential modulation of the emitter during the emission operation is caused between the extraction electrode and the emitter. Only the capacitance component in between is obtained, and the capacitance component affecting the frequency response can be reduced. For this reason, high frequency driving can be realized and it is possible to cope with higher resolution of the cathode ray tube. Further, the overall length of the electron gun can be shortened by reducing the length of the triode portion of the electron gun without degrading the frequency characteristics.
上記本発明にかかる陰極線管においては、前記電界放出冷陰極の電子放出側に制御電極が配置されており、前記制御電極には、前記制御電極の電位を一定に保持する電源が接続されている態様とするのが好ましい。また、上記本発明にかかる陰極線管においては、前記電界放出冷陰極の電子放出側に制御電極が配置されており、前記制御電極には、前記制御電極の電位を変調させる変調電源が接続されている態様とするのも好ましい。更に、上記本発明にかかる陰極線管においては、R、G、Bにそれぞれに対応する複数の電界放出冷陰極を有し、前記各電界放出冷陰極を構成する前記引き出し電極それぞれが、互いに、電気的に結合されている態様とするのも好ましい。 In the cathode ray tube according to the present invention, a control electrode is disposed on the electron emission side of the field emission cold cathode, and a power source for holding the potential of the control electrode constant is connected to the control electrode. An embodiment is preferred. In the cathode ray tube according to the present invention, a control electrode is disposed on the electron emission side of the field emission cold cathode, and a modulation power source for modulating the potential of the control electrode is connected to the control electrode. It is also preferable to adopt an embodiment. Furthermore, the cathode ray tube according to the present invention has a plurality of field emission cold cathodes corresponding to R, G, and B, respectively, and the extraction electrodes constituting the field emission cold cathodes are electrically connected to each other. It is also preferable to have a mode in which they are bonded together.
以下、本発明の実施の形態にかかる陰極線管、それを用いた表示装置及び画像表示方法について、図1〜図7を参照しながら説明する。最初に、本実施の形態にかかる陰極線管について図1を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態にかかる陰極線管の一部分の概略構成を示す断面図である。 Hereinafter, a cathode ray tube according to an embodiment of the present invention, a display device using the same, and an image display method will be described with reference to FIGS. First, the cathode ray tube according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a part of a cathode ray tube according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施の形態にかかる陰極線管は電界放出冷陰極8を有している。本実施の形態においては、電界放出冷陰極8は、半導体基板1と、半導体基板1の上に設けられた円錐状のエミッタ4と、絶縁層3と、引き出し電極2とを有している。なお、図1の例では、エミッタ4は一つしか示されていないが、実際は、一つの半導体基板1には複数のエミッタ4が配置されている。また、本実施の形態にかかる陰極線管は、後述の図4〜図7に示すように、R、G、Bのそれぞれに対応する三つの電界放出冷陰極8を備えている。
As shown in FIG. 1, the cathode ray tube according to the present embodiment has a field emission cold cathode 8. In the present embodiment, the field emission cold cathode 8 includes a semiconductor substrate 1, a conical emitter 4 provided on the semiconductor substrate 1, an insulating
絶縁層3は、半導体基板1の上に形成されており、複数のエミッタ4を外部に露出させる貫通孔3aを有している。また、引き出し電極2は、絶縁層3の上に形成されており、絶縁層3の貫通孔3aと整合する貫通孔2aを有している。
The insulating
電界放出冷陰極8において、引き出し電極2の電位をエミッタ4の電位よりも高くすれば、エミッタ4の先端部に強電界が発生し、この強電界の作用によりエミッタ4の表面から電子が放出され、エミッション動作が行われる。
In the field emission cold cathode 8, if the potential of the
このエミッション動作を行うため、図1に示す陰極線管においては、エミッタ4及び引き出し電極2における電界放出冷陰極8の電子放出側(図中上側)に制御電極7が配置され、制御電極7及び引き出し電極2それぞれには、一定電圧を供給する直流電源6が接続されている。また、エミッタ4には、供給電圧の変調が可能な変調電源5が接続されている。なお、制御電極7には貫通孔7aが形成されており、制御電極7は、貫通孔7aの開口と絶縁層3の貫通孔3aの開口とが整合するように配置されている。
In order to perform this emission operation, in the cathode ray tube shown in FIG. 1, the
また、この構成により、エミッタ4から放出されるエミッション電流の電流量の制御は、制御電極7及び引き出し電極2それぞれに直流電源6によって一定電圧を供給して、制御電極7の電位及び引き出し電極2の電位を一定に保持した状態で、変調電源5によってエミッタ4の電位を変調させることにより行われる。
Also, with this configuration, the current amount of the emission current emitted from the emitter 4 is controlled by supplying a constant voltage to the
このように、本実施の形態にかかる陰極線管においては、従来技術において図10に示した陰極線管と異なり、引き出し電極2の電位を一定に保持した状態で、エミッタ4の電位を変調させることによって、エミッション電流の電流量を制御している。
Thus, in the cathode ray tube according to the present embodiment, unlike the cathode ray tube shown in FIG. 10 in the prior art, by modulating the potential of the emitter 4 while keeping the potential of the
このため、本実施の形態にかかる陰極線管によれば、エミッタ4の電位変調に影響を及ぼす静電容量成分は、引き出し電極2とエミッタ4との間の静電容量成分のみとなる。つまり、図10に示した従来例においては、引き出し電極22と、引き出し電極22における電界放出冷陰極8の電子放出側において引き出し電極22に最も近い電極(制御電極27)と間の静電容量と、引き出し電極22とエミッタ24との間の静電容量といった二つの静電容量成分が、周波数応答に影響を及ぼしていたのに対し、本実施の形態においては周波数応答に影響を及ぼす静電容量成分は一つである。このことから、本実施の形態は、図10に示した従来例に比べて高周波駆動に対して有利となり、本実施の形態によれば陰極線管の高解像度化を容易に図ることができる。
For this reason, according to the cathode ray tube according to the present embodiment, the capacitance component affecting the potential modulation of the emitter 4 is only the capacitance component between the
また、従来技術において述べたように、静電容量成分が周波数応答に与える影響は、電極間の距離が短い場合、即ち半導体プロセスの微細加工技術を利用したミクロンオーダー加工によって引き出し電極22と制御電極27とが形成され、これらの間の距離がミクロンオーダーで設定されている場合に顕著に現れる。
Further, as described in the prior art, the influence of the capacitance component on the frequency response is that when the distance between the electrodes is short, that is, the
これに対し、本実施の形態によれば、図10に示した従来例に比べて静電容量の大きさを低減できるため、引き出し電極2と制御電極7との間の距離がミクロンオーダーで設定されている場合であっても、引き出し電極2の電位応答が変調周波数に対応できなくなるのを抑制できる。よって、本実施の形態によれば、電子銃の三極部の長さを短くして電子銃の全長を短縮しても、周波数特性を劣化させない陰極線管を実現することができる。
On the other hand, according to the present embodiment, the capacitance can be reduced as compared with the conventional example shown in FIG. 10, and therefore the distance between the
ここで、図2を用いて、本実施の形態にかかる陰極線管の周波数特性と図10に示す従来例の陰極線管の周波数特性とを比較する。図2は、電位変調させる電極における周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。また、図2は、本発明を用いれば、従来例に比べて、電位変調させる電極の周波数特性を改善できることを定量的に説明している。 Here, the frequency characteristics of the cathode ray tube according to the present embodiment and the frequency characteristics of the cathode ray tube of the conventional example shown in FIG. 10 are compared using FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating a simulation result of frequency characteristics of an electrode to be potential-modulated. Further, FIG. 2 quantitatively explains that the frequency characteristics of the electrode to be potential-modulated can be improved by using the present invention as compared with the conventional example.
図2におけるシミュレーション結果は、引き出し電極2とエミッタ4との間に存在する絶縁層3の厚みを1μmに設定し、引き出し電極2と、それに対して電界放出冷陰極8の電子放出側にある制御電極7との間の距離も1μmに設定して得られている。
The simulation results in FIG. 2 show that the thickness of the insulating
図2から分るように、本実施の形態にかかる陰極線管によれば、図10に示す従来例の陰極線管に比べて略2倍の周波数特性を実現することができる。また、この本実施の形態にかかる陰極線管による周波数特性の改善効果は、引き出し電極2と制御電極7との間の距離が狭くなるほど、従来例に比べて顕著となる。
As can be seen from FIG. 2, according to the cathode ray tube according to the present embodiment, it is possible to realize a frequency characteristic approximately twice that of the conventional cathode ray tube shown in FIG. Further, the effect of improving the frequency characteristics by the cathode ray tube according to the present embodiment becomes more conspicuous as compared with the conventional example as the distance between the
また、本実施の形態は、周波数特性の改善の他にも、電子銃によって形成される電子光学系においても、従来例に比べて有利な特長を有している。つまり、従来例によれば、引き出し電極22の電位を変化させると、引き出し電極22と制御電極27との電位差によって形成される電子光学レンズ系における作用がエミッション電流の電流量に応じて変化してしまう。
In addition to the improvement of the frequency characteristics, the present embodiment has advantageous features over the conventional example in the electron optical system formed by the electron gun. That is, according to the conventional example, when the potential of the
これに対して、本実施の形態によれば、制御電極7の電位と引き出し電極2の電位とは一定に保持される。このため、引き出し電極2と制御電極7との電位差によって形成される電子光学レンズ系における作用は、エミッション電流の電流量に依存しないことになる。よって、エミッション電流の電流量が変化しても、電子銃によって形成される電子光学レンズ系の作用を一定に保持することができる。このことは、本実施の形態によれば、エミッション電流量の依存性を考慮しなくても良い電子光学レンズ設計を実施できることを意味する。
On the other hand, according to the present embodiment, the potential of the
なお、上述の実施の形態においては、引き出し電極2における電界放出冷陰極8の電子放出側に位置する制御電極7の電位を一定に保持する例について説明している。但し、本発明においてはこの例に限定されず、図3に示すように、エミッタ4への電位供給と同様に、制御電極7にも変調電源5を接続して、制御電極7への電位供給も高周波で変調させながら行うことができる。また、この態様においても、制御電極に変調電源が接続された図11に示した従来例に対して周波数特性の改善において優れている。なお、図3は、本発明の実施の形態にかかる陰極線管の他の例における一部分の概略構成を示す断面図である。
In the above-described embodiment, an example in which the potential of the
次に、本実施の形態にかかる陰極線管の電子源の構成について図4〜図7を用いて説明する。図4は、本発明の実施の形態にかかる陰極線管の電子源の一例を示す斜視図である。図5は、本発明の実施の形態にかかる陰極線管の電子源の他の例を示す斜視図であり、図5(a)と図5(b)とでは電界放出冷陰極を構成する半導体基板の態様が異なっている。図6も、本発明の実施の形態にかかる陰極線管の電子源の他の例を示す斜視図であり、図6(a)と図6(b)とでは電界放出冷陰極を構成する半導体基板の態様が異なっている。図7は、本発明の実施の形態にかかる陰極線管の電子源の他の例を示す断面図であり、図7(a)と図7(b)とでは、配線構造が異なっている。 Next, the configuration of the electron source of the cathode ray tube according to this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a perspective view showing an example of the electron source of the cathode ray tube according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view showing another example of the electron source of the cathode ray tube according to the embodiment of the present invention. In FIGS. 5A and 5B, the semiconductor substrate constituting the field emission cold cathode is shown. The aspects are different. FIG. 6 is also a perspective view showing another example of the electron source of the cathode ray tube according to the embodiment of the present invention. In FIGS. 6A and 6B, the semiconductor substrate constituting the field emission cold cathode is shown. The aspects are different. FIG. 7 is a cross-sectional view showing another example of the electron source of the cathode ray tube according to the embodiment of the present invention, and the wiring structure is different between FIG. 7 (a) and FIG. 7 (b).
図4〜図7に示すように、本実施の形態にかかる陰極線管の電子源は、R、G、Bのそれぞれに対応する三つの電界放出冷陰極8a〜8cを備えている。各図に示す例は、R、G、Bに対応する電界放出冷陰極8a〜8cそれぞれの引き出し電極2の電位を共通電位に保持する配線構造がそれぞれ異なっている。
As shown in FIGS. 4 to 7, the electron source of the cathode ray tube according to the present embodiment includes three field
図4に示す例においては、電界放出冷陰極8a、8b及び8cは、共通の半導体基板1を有している。半導体基板1は、セラミックパッケージ12の上に配置されている。電界放出冷陰極8a、8b及び8cは、共通の半導体基板1上に、各電界放出冷陰極に対応するエミッタ4a、4b及び4cと、絶縁層(図示せず)とを形成し、更に各電界放出冷陰極に対応する各絶縁層の上に引き出し電極2a、2b及び2cを形成することによって構成されている。
In the example shown in FIG. 4, the field
また、各引き出し電極2a、2b及び2cは、半導体基板1に設けられた配線パターン13によって、半導体基板1に設けられたコンタクトパッド9に接続され、電気的に結合している。更に、コンタクトパッド9は、ボンディングワイヤー11を介して、セラミックパッケージ12に設けられたコンタクトパッド10に接続されている。
The
このように、図4に示す例では、共通の半導体基板1に設けられた配線パターン13によって、引き出し電極2a、2b及び2cは電気的に結合され、これらの電位は共通電位に保持されている。
As described above, in the example shown in FIG. 4, the
図5(a)に示す例は、電界放出冷陰極8a、8b及び8cが、それぞれ別々の半導体基板1a、1b及び1cを有している点で、図4に示す例と異なっている。このため、各半導体基板1a、1b及び1cには、それぞれコンタクトパッド9a、9b及び9cが設けられている。
The example shown in FIG. 5A is different from the example shown in FIG. 4 in that the field
また、電界放出冷陰極8a、8b及び8cそれぞれの引き出し電極2a、2b及び2cは、各半導体基板1a、1b及び1cに設けられた配線パターン13a、13b及び13cを介して、各コンタクトパッド9a、9b及び9cに接続されている。更に、コンタクトパッド9a、9b及び9cは、それぞれボンディングワイヤー11a、11b及び11cを介して、セラミックパッケージ12に設けられたコンタクトパッド10に接続されている。
Further, the
このように、図5(a)に示す例では、図4に示す例と異なり、電界放出冷陰極毎にコンタクトパッド9a〜9cが設けられ、このコンタクトパッド9a〜9cの全てをボンディングワイヤー11a〜11cによってコンタクトパッド10に接続することによって、引き出し電極2a、2b及び2cは電気的に結合され、これらの電位は共通電位に保持されている。
Thus, in the example shown in FIG. 5A, unlike the example shown in FIG. 4, the
また、図5(b)に示すように、図5(a)に示す電界放出冷陰極毎の半導体基板1a〜1cの代わりに、図4の例と同様に共通の半導体基板1を用いることもできる。
Further, as shown in FIG. 5B, a common semiconductor substrate 1 may be used instead of the
図6(a)に示す例は、セラミックパッケージ12に、各電界放出冷陰極に対応するコンタクトパッド10a〜10cが設けられており、この点において図5(a)に示す例と異なっている。図6(a)に示す例においては、各半導体基板1a〜1cに設けられたコンタクトパッド9a〜9cそれぞれは、対応するコンタクトパッド10a〜10cに、ボンディングワイヤー11a、11b又は11cを介して接続されている。また、コンタクトパッド10aと10bとは、セラミックパッケージ12に設けられた配線パターン14aによって接続されており、コンタクトパッド10bと10cとは、セラミックパッケージ12に設けられた配線パターン14bによって接続されている。
The example shown in FIG. 6A differs from the example shown in FIG. 5A in that the
このように、図6(a)に示す例では、図5(a)に示す例と異なり、セラミックパッケージ12に、電界放出冷陰極8a、8b及び8cそれぞれに対応するコンタクトパッド10a、10b及び10cが設けられており、これらを互いに接続することによって、引き出し電極2a、2b及び2cは電気的に結合され、これの電位は共通電位に保持されている。
Thus, in the example shown in FIG. 6A, unlike the example shown in FIG. 5A, the
また、図6(b)に示すように、図6(a)に示す電界放出冷陰極毎の半導体基板1a〜1cの代わりに、図4及び図5(b)の例と同様に共通の半導体基板1を用いることもできる。
Further, as shown in FIG. 6B, a common semiconductor is used in the same manner as in the examples of FIGS. 4 and 5B instead of the
図7(a)及び(b)においては、図4〜図5と異なり、陰極線管の電子源は断面図によって示されている。図7(a)及び(b)において、18は、陰極線管を構成するガラスチューブのネックを示している。
7A and 7B, unlike FIGS. 4 to 5, the electron source of the cathode ray tube is shown by a cross-sectional view. 7A and 7B,
図7(a)に示す例は、セラミックパッケージ12を厚み方向に貫通するピン状の端子15a〜15cが配置され、セラミックパッケージ12に、引き出し電極(図示せず)の電位を共通にするための配線パターンが設けられていない点で、図6(a)に示す例と異なっている。
In the example shown in FIG. 7A, pin-
図7(a)に示す例においては、各電界放出冷陰極8a〜8cの引き出し電極(図示せず)は、セラミックパッケージ12に設けられた配線パターンと、それに電気的に接続されたボンディングワイヤー11a、11b及び11cとを介して、対応する端子15a、15b及び15cに接続されている。また、端子15a、15b及び15cは、三叉構造を有する引き回し配線16によって電気的に接続されている。引き回し配線16は、ネック18に設けられた複数のステムピン17の一つに接続されている。
In the example shown in FIG. 7A, lead electrodes (not shown) of the field
このように、図7(a)に示す例では、セラミックパッケージの外部において、各電界放出冷陰極8a〜8cの引き出し電極は電気的に結合されており、これによって、各引き出し電極の電位は共通電位に保持されている。また、図7(a)において示した三叉構造を有する引き回し配線16の代わりに、図7(b)に示すように、三本の引き出し配線16a、16b及び16cを用いて、端子15a〜15cをステムピン16の一つに接続する構造としても良い。
As described above, in the example shown in FIG. 7A, the extraction electrodes of the field
次に、本実施の形態にかかる表示装置の構成及び画像表示方法について図8を用いて説明する。図8は、本実施の形態にかかる表示装置の構成を概略的に示す断面図である。 Next, the configuration of the display device and the image display method according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the display device according to the present embodiment.
図8に示すように、表示装置は、陰極線管100と、コンバーゼンスヨーク108と、偏向ヨーク109と、偏向ヨーク用電源装置110と、電子銃用電源装置111とを備えている。陰極線管100は、上述した本実施の形態にかかる陰極線管であって、チューブ106の内部に、電子銃102、磁気シールド104、及びシャドウマスク105を配置して構成されている。103は蛍光面を示している。
As shown in FIG. 8, the display device includes a
このような構成により、本実施の形態にかかる表示装置においても、従来からの陰極線管を備えた表示装置と同様に、電子銃102から出射された電子ビームが、偏向ヨーク109によって画面上を走査され、シャドウマスクを通過した電子ビームが蛍光面103に衝突することによって発光が生じ、画像が表示される。
With such a configuration, in the display device according to the present embodiment, the electron beam emitted from the electron gun 102 is scanned on the screen by the
但し、本実施の形態にかかる表示装置においては、電子銃102には、図4〜図7を用いて説明した電子源と同様の電子源101が備えられている。また、電子源101には、図1で示した電界放出冷陰極8が用いられている。よって、本実施の形態にかかる表示装置においては、引き出し電極の電位を一定に保持した状態で、エミッタの電位を変調させて、電界放出冷陰極から放出されるエミッション電流の電流量を制御しながら、画像表示が行われる。このため、本実施の形態にかかる表示装置によれば、解像度の高い画像を表示することができる。
However, in the display device according to the present embodiment, the electron gun 102 includes the
なお、電子銃用電源装置111は、ステムピン107を介して、陰極線管100のネック部に封入された電子銃102の各電極(図示せず)に電位を供給している。偏向ヨーク用電源装置110は、偏向ヨーク109を駆動するのに用いられる。なお、図示していないが、本実施の形態にかかる表示装置には、コンバーゼンスヨーク107を駆動するための電源装置等も備えられている。
The electron gun
本発明にかかる陰極線管、表示装置及び画像表示方法によれば、高周波駆動を実現した高解像度等の陰極線管等として広く利用することができる。 The cathode ray tube, the display device, and the image display method according to the present invention can be widely used as a high-resolution cathode ray tube or the like that realizes high-frequency driving.
1 半導体基板
2 引き出し電極
2a 引き出し電極の貫通孔
3 絶縁層
3a 絶縁層の貫通孔
4 エミッタ
5 変調電源
6 直流電源
7 制御電極
7a 制御電極の貫通孔
8 電界放出冷陰極
9、9a〜9c 半導体基板に設けられたコンタクトパッド
10、10a〜10c セラミックパッケージに設けられたコンタクトパッド
11、11a〜11c ボンディングワイヤー
12 セラミックパッケージ
13、13a〜13c 半導体基板に設けられた配線パターン
14、14a〜14c セラミックパッケージに設けられた配線パターン
15a〜15c 端子
16 引き回し配線
17 ステムピン
18 ネック
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記引き出し電極には、前記引き出し電極の電位を一定に保持する電源が接続され、前記エミッタには、前記エミッタの電位を変調させる変調電源が接続されていることを特徴とする陰極線管。 A cathode ray tube having a field emission cold cathode with an emitter and an extraction electrode,
A cathode ray tube, wherein a power source for holding the potential of the extraction electrode constant is connected to the extraction electrode, and a modulation power source for modulating the potential of the emitter is connected to the emitter.
前記引き出し電極の電位を一定に保持した状態で、前記エミッタの電位を変調させることによって、前記電界放出冷陰極から放出されるエミッション電流の電流量を制御して、画像を表示することを特徴とする画像表示方法。 An image display method using a display device having a field emission cold cathode provided with an emitter and an extraction electrode,
An image is displayed by controlling the amount of emission current emitted from the field emission cold cathode by modulating the potential of the emitter while keeping the potential of the extraction electrode constant. Image display method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003277823A JP2005043675A (en) | 2003-07-22 | 2003-07-22 | Cathode ray tube, display device using it and image display method |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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- 2003-07-22 JP JP2003277823A patent/JP2005043675A/en not_active Withdrawn
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