JP2005093100A - Flat-plate image display device - Google Patents

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JP2005093100A JP2003320946A JP2003320946A JP2005093100A JP 2005093100 A JP2005093100 A JP 2005093100A JP 2003320946 A JP2003320946 A JP 2003320946A JP 2003320946 A JP2003320946 A JP 2003320946A JP 2005093100 A JP2005093100 A JP 2005093100A
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Tomoki Nakamura
智樹 中村
Tomio Yaguchi
富雄 矢口
Noriharu Matsudate
法治 松舘
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify a production process in a flat-plate image display device having an electron beam source of an IPG(In-Plane-Gate) structure, and to improve its yield ratio and to significantly lower the manufacturing cost. <P>SOLUTION: In a manufacturing process of each component electrode, a cathode K up to a first control electrode G1 are made on a back-face substrate SUB1 through a printing process, a plate-like second control electrode structure G2' is made with a top-part insulating layer IS2 on the first control electrode G1 and a second control electrode G2 as separate components, and a negative electrode K up to the first control electrode G1 are jointed for installation on the back-face substrate 1 produced. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電界により電子を放出する電子源(陰極)を有する電子線源と、この電子線源から放出される電子線で励起される蛍光面とを有する平板型画像表示装置に係り、特に電子線を蛍光面に集束させて高精細の画像表示を可能とする平板型画像表示装置に関するものである。   The present invention relates to a flat-panel image display apparatus having an electron beam source having an electron source (cathode) that emits electrons by an electric field, and a phosphor screen excited by an electron beam emitted from the electron beam source. The present invention relates to a flat-panel image display device that enables high-definition image display by focusing an electron beam on a fluorescent screen.

近年、低電界で電子を放出する電子源にダイヤモンドや炭素ナノチューブ(カーボンナノチューブとも言う)などを用いた電界放出型の平板型画像表示装置が開発されている。以下では、電子源を陰極とも称する。この種の陰極は、従来の金属材料を主材料として用いた電界放出型の陰極と比較して極めて低い電界で十分な電子放出が得られる。そして、このような電子放出材料を陰極に用いた平板型画像表示装置は、例えば「特許文献1」及び「特許文献2」に示されている。   2. Description of the Related Art In recent years, field emission type flat panel image display devices using diamond, carbon nanotubes (also referred to as carbon nanotubes) or the like as electron sources that emit electrons in a low electric field have been developed. Hereinafter, the electron source is also referred to as a cathode. This type of cathode can obtain sufficient electron emission at a very low electric field as compared with a field emission type cathode using a conventional metal material as a main material. A flat-panel image display device using such an electron emitting material as a cathode is disclosed in, for example, “Patent Document 1” and “Patent Document 2”.

これらの特許文献1及び特許文献2に記載の平板型画像表示装置は、第1の基板である背面基板の主面の同一面に陰極と制御電極とからなる電子線源を形成した所謂面配置構造(インプレーンゲート(In−Plane−Gate)、以下IPGと称する)とした背面パネルと、第2の基板である前面基板の主面に蛍光体を塗布した蛍光面を有する前面パネルとの各主面を対向させ、封止枠で周囲を封止し、封止内部を真空とした一種の陰極線管である。   The flat-panel image display devices described in Patent Document 1 and Patent Document 2 are so-called plane arrangements in which an electron beam source including a cathode and a control electrode is formed on the same main surface of a rear substrate as a first substrate. Each of a back panel having a structure (In-Plane Gate (hereinafter referred to as IPG)) and a front panel having a phosphor surface in which a main surface of a front substrate as a second substrate is coated with a phosphor. This is a kind of cathode ray tube in which the main surfaces are opposed, the periphery is sealed with a sealing frame, and the inside of the sealing is evacuated.

IPG構造の電子線源を有する平板型画像表示装置では、電子線源からの電子線で効率よく蛍光体を励起するために集束電極を設けることが有効である。IPG構造の背面基板に集束電極を設ける場合、制御電極に給電する制御電極配線(制御電極ラインとも言う)に加えて集束電極配線(集束電極ラインとも言う)を設ける必要がある。   In a flat-panel image display apparatus having an electron beam source with an IPG structure, it is effective to provide a focusing electrode in order to excite the phosphor efficiently with an electron beam from the electron beam source. When a focusing electrode is provided on a back substrate having an IPG structure, it is necessary to provide a focusing electrode wiring (also referred to as a focusing electrode line) in addition to a control electrode wiring (also referred to as a control electrode line) that supplies power to the control electrode.

また、「特許文献3」には、スピント(Spint)構造の電子源と制御電極とからなる電子線源を有し、この電子線源の上に各画素領域を囲むような隔壁状の集束電極を設けた構成が示され、さらに、この集束電極と隣接する画素の制御電極ラインと接続した平板型画像表示装置が開示されている。
特開2000−268706号公報 特開2002−25478号広報 特開2000−3664号広報
In addition, “Patent Document 3” has an electron beam source composed of an electron source having a Spint structure and a control electrode, and a partition-like focusing electrode surrounding each pixel region on the electron beam source. Further, a flat panel image display device connected to the focusing electrode and a control electrode line of a pixel adjacent to the focusing electrode is disclosed.
JP 2000-268706 A JP 2002-25478 PR JP 2000-3664 PR

前述した背景技術において、この種のIPG方式の平板型画像表示装置では、背面基板上に積層配置する各種の電極が厚膜印刷法による製造プロセスにより積層させて形成することが通常行われている。厚膜印刷法による平板型画像表示装置の形成では、印刷プロセスと焼成プロセスとを交互に複数回繰り返して行う必要があり、陰極(カソード)が比較的下側の層に存在するため、通常の印刷プロセスでは、カソードは制御電極と集束電極との間に介在させる絶縁層および集束電極の印刷/焼成プロセスに先立って印刷/焼成プロセスが既に終了されていることが必要である。   In the above-described background art, in this type of IPG type flat-panel image display device, various electrodes that are stacked on the back substrate are usually formed by being stacked by a manufacturing process using a thick film printing method. . In the formation of a flat-panel image display device by the thick film printing method, it is necessary to repeatedly perform a printing process and a baking process a plurality of times alternately, and a cathode (cathode) exists in a relatively lower layer. In the printing process, it is necessary that the printing / firing process has already been completed prior to the insulating layer interposed between the control electrode and the focusing electrode and the printing / firing process of the focusing electrode.

しかしながら、電子源であるカソードは、カーボンナノチューブ(CNT)が含有されて形成されているので、加熱プロセスに対して耐熱性が極めて弱く、電子放出特性を劣化させてしまう。また、このような加熱プロセスを避けるためには、陰極から集束電極までの印刷プロセス及び焼成プロセスが終了した段階で、CNTペーストを印刷することが望ましい。しかし、このプロセスでは、集束電極までを積層形成した後に、より低い部位に短絡などの発生を避け、また、高さ(厚さ)方向にも安定した厚膜印刷塗布が必要となるため、技術的に困難性が伴うという課題があった。   However, since the cathode, which is an electron source, is formed by containing carbon nanotubes (CNT), the heat resistance against the heating process is extremely weak and the electron emission characteristics are deteriorated. In order to avoid such a heating process, it is desirable to print the CNT paste at the stage where the printing process from the cathode to the focusing electrode and the baking process are completed. However, in this process, after the layers up to the focusing electrode are formed, it is necessary to avoid the occurrence of a short circuit at a lower part and to apply stable thick film printing in the height (thickness) direction. There was a problem that it was difficult.

また、印刷プロセスでは、印刷塗布による液ダレの影響により、制御電極と集束電極との間に存在する絶縁層の厚さ及び集束電極の開口径の厚さなどの設計自由度が低くなり、集束電極の電気的特性を十分に発揮できないという課題があった。   Also, in the printing process, due to the influence of liquid dripping due to printing application, the design flexibility such as the thickness of the insulating layer and the opening diameter of the focusing electrode between the control electrode and the focusing electrode is reduced, and the focusing is reduced. There was a problem that the electrical characteristics of the electrode could not be fully exhibited.

背景技術の課題は、各構成電極の製作課程において、印刷プロセスにより、制御電極からカソード層までを製作し、制御電極と集束電極との間の絶縁層及び集束電極は板状の別部品として製作し、両者を接合させることで背景技術の課題を解決できる。   The problem of the background art is that in the production process of each constituent electrode, the control electrode to the cathode layer are manufactured by a printing process, and the insulating layer and the focusing electrode between the control electrode and the focusing electrode are manufactured as separate plate-like parts. However, the problem of the background art can be solved by joining the two.

本発明は、上記構成において、陰極を真空中に直接電子を放出する電子放出材料で構成し、当該電子放出材料として炭素を主成分とする炭素ナノチューブ,微細炭素ファイバ,ダイヤモンド,ダイヤモンドライク炭素の何れかとすることができる。   According to the present invention, in the above configuration, the cathode is made of an electron emission material that directly emits electrons in a vacuum, and the electron emission material is any one of carbon nanotubes mainly composed of carbon, fine carbon fiber, diamond, and diamond-like carbon. It can be.

なお、本発明は、上記各構成及び後述する実施の形態に記載される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。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described configurations and the configurations described in the embodiments described later, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention. .

請求項1に係る発明によると、背面基板上に形成された陰極及び第1の制御電極に対して、上面に第2の制御電極を形成した板状の上部絶縁層を設置することにより、製作プロセスを簡易化させることができるので、歩留まりを向上させ、その結果、製作コストを大幅に低減させることができるなどの極めて優れた効果が得られる。   According to the first aspect of the present invention, a plate-like upper insulating layer having a second control electrode formed on the upper surface is installed on the upper surface of the cathode and the first control electrode formed on the back substrate. Since the process can be simplified, it is possible to obtain extremely excellent effects such as an improvement in yield and, as a result, production costs can be greatly reduced.

また、請求項2及び請求項3に係る発明によると、陰極を真空中に直接電子を放出する電子放出材料として炭素を主成分とするカーボンナノチューブ,微細炭素ファイバ,ダイヤモンド,ダイヤモンドライクカーボンの何れかを用いることにより、製作プロセスにおける余分な加熱プロセスが不要となるので、陰極の電子放出特性の劣化を防止することができるという極めて優れた効果が得られる。   Further, according to the inventions according to claim 2 and claim 3, any one of carbon nanotubes mainly composed of carbon, fine carbon fibers, diamond, and diamond-like carbon as an electron emission material that emits electrons directly into a vacuum in a cathode. By using, there is no need for an extra heating process in the manufacturing process, so that it is possible to obtain an extremely excellent effect that the deterioration of the electron emission characteristics of the cathode can be prevented.

以下、本発明の実施例を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

図1は、本発明による平板型画像表示装置の一実施例による構成を説明する要部断面図である。図1において、参照符号SUB1は背面基板、G1は第1の制御電極、G1Lは第1の制御電極G1に給電する第1の制御電極ライン、IS1は下部絶縁層、Kは電子源である陰極(カソード)、KLは陰極ライン(カソードライン)、IS2は板状の上部絶縁層、G2は第2の制御電極(集束電極)、APは第2の制御電極に楕円形状に形成された電子通過用開口、IS2Hは上部絶縁層IS2に楕円形状に形成された電子通過用開口、G2´は一体型の第2の制御電極構体、SUB2は前面基板、BMはブラックマトリクス、ADEは陽極、PHSは蛍光体である。なお、参照符号P1は背面基板SUB1に平行な第1の平面を、P2は同第2の平面をそれぞれ示す。   FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part for explaining the configuration of an embodiment of a flat image display device according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral SUB1 is a back substrate, G1 is a first control electrode, G1L is a first control electrode line for supplying power to the first control electrode G1, IS1 is a lower insulating layer, and K is a cathode that is an electron source. (Cathode), KL is a cathode line (cathode line), IS2 is a plate-like upper insulating layer, G2 is a second control electrode (focusing electrode), AP is an ellipse formed on the second control electrode. IS2H is an electron passage opening formed in an elliptical shape in the upper insulating layer IS2, G2 ′ is an integrated second control electrode structure, SUB2 is a front substrate, BM is a black matrix, ADE is an anode, and PHS is It is a phosphor. Reference numeral P1 indicates a first plane parallel to the back substrate SUB1, and P2 indicates the second plane.

本実施例の平面型画像表示装置は、ガラスまたはセラミックス材などを好適とする背面基板SUB1の主面上の上記第1の平面P1には第1の方向(y方向)に延在し、第1の方向と交差する第2の方向(x方向)に並設された複数の陰極ラインKLを有している。陰極ラインKL上には、各画素(カラー表示の場合はカラー副画素)となる位置に電子源すなわち陰極Kが形成されている。また、上記第1の平面P1上で上記陰極ラインKLの少なくとも上記陰極Kの部分を挟んで第1の制御電極G1が当該陰極ラインKLと同一面上に平行に並設されている。第1の制御電極G1は、背面基板SUB1の上記第1の平面P1の下層側に下部絶縁層IS1を介して形成される第1の制御電極ラインG1Lに下部絶縁層IS1を貫通して電気的に接続されている。   The flat image display apparatus according to the present embodiment extends in the first direction (y direction) on the first plane P1 on the main surface of the back substrate SUB1 preferably made of glass or ceramic material. 1 has a plurality of cathode lines KL arranged in parallel in a second direction (x direction) intersecting with the first direction. On the cathode line KL, an electron source, that is, a cathode K is formed at a position corresponding to each pixel (color subpixel in the case of color display). In addition, the first control electrode G1 is arranged in parallel on the same plane as the cathode line KL, with at least the cathode K portion of the cathode line KL being sandwiched on the first plane P1. The first control electrode G1 is electrically connected to the first control electrode line G1L formed through the lower insulating layer IS1 on the lower side of the first plane P1 of the back substrate SUB1 through the lower insulating layer IS1. It is connected to the.

また、第1の制御電極G1の上層に位置して第1の平面P1と平行な第2の平面P2には第2の制御電極G2が設置されている。第2の制御電極G2は、第1の平面P1との間に形成された上部絶縁層IS2で第1の制御電極G1と絶縁されている。さらに、第2の制御電極G2は、上記した各画素と対応する部分に電子Eを通過させる開口APを有して第1の制御電極G1の上方を覆って形成されている。この開口APは、上記第1の平面P1に形成されている陰極Kと第1の制御電極G1の当該陰極Kに隣接した一部を露呈するごとき大きさを有している。なお、上部絶縁層IS2は、第1の平面P1に形成されている陰極K及び第1の制御電極G1の当該陰極Kに隣接した一部に対応する部分を除いて形成されている。   In addition, the second control electrode G2 is disposed on the second plane P2 that is located above the first control electrode G1 and is parallel to the first plane P1. The second control electrode G2 is insulated from the first control electrode G1 by an upper insulating layer IS2 formed between the first control plane G1. Further, the second control electrode G2 is formed so as to cover the upper side of the first control electrode G1 with an opening AP through which the electron E passes in a portion corresponding to each pixel described above. The opening AP has a size such that the cathode K formed on the first plane P1 and a part of the first control electrode G1 adjacent to the cathode K are exposed. The upper insulating layer IS2 is formed except for the cathode K formed on the first plane P1 and a portion corresponding to a part of the first control electrode G1 adjacent to the cathode K.

また、陰極Kを有する陰極ラインKLと第1の制御電極ラインG1Lとの交差部に画素毎の電子線源が形成される。陰極ラインKLは背面基板SUB1の周辺の少なくとも一辺に引き出し線を有し、また、第1の制御電極G1に接続した第1の制御電極ラインG1Lは背面基板SUB1の周辺の少なくとも他の一辺に引き出し線を有し、これらの引き出し線を介して映像信号電圧,制御電圧がそれぞれ供給される。また、第2の制御電極G2は、所謂集束電極を構成し、後述する前面基板の表示領域外に設けた図示しない引き出し線から集束電圧が供給される。   Further, an electron beam source for each pixel is formed at the intersection of the cathode line KL having the cathode K and the first control electrode line G1L. The cathode line KL has a lead line on at least one side around the back substrate SUB1, and the first control electrode line G1L connected to the first control electrode G1 leads to at least another side around the back substrate SUB1. The video signal voltage and the control voltage are respectively supplied through these lead lines. The second control electrode G2 constitutes a so-called focusing electrode, and a focusing voltage is supplied from a lead line (not shown) provided outside the display area of the front substrate described later.

一方、背面基板SUB1に対してz方向に図示しない封止枠体により所定の間隔を有して前面基板SUB2が貼り合わされている。この前面基板SUB2は、透光性のガラス板からなり、その内面にブラックマトリクスBMで区画された蛍光体PHS及び陽極ADEが形成され、背面基板SUB1と前面基板SUB2との間は所定間隔に保持されてその内部が真空封止されて構成されている。   On the other hand, the front substrate SUB2 is bonded to the rear substrate SUB1 with a predetermined interval in the z direction by a sealing frame (not shown). The front substrate SUB2 is made of a translucent glass plate, and a phosphor PHS and an anode ADE partitioned by a black matrix BM are formed on the inner surface, and the back substrate SUB1 and the front substrate SUB2 are held at a predetermined interval. Thus, the inside is vacuum sealed.

このように構成される平板型画像表示装置は、以下に説明するプロセスにより作製される。まず、背面基板SUB1上に銀ペーストを好適とする導電性ペースト(以下、銀ペーストと称する)を用いたスクリーン印刷法により制御電極ラインG1Lを形成する。次にこの制御電極ラインG1Lが形成された背面基板SUB2上に誘電体ペーストを用いたスクリーン印刷法により下部絶縁層IS1を画像表示させる領域に相当する領域全面に形成する。   The flat-panel image display device configured as described above is manufactured by the process described below. First, the control electrode line G1L is formed on the rear substrate SUB1 by a screen printing method using a conductive paste (hereinafter referred to as a silver paste) suitable for a silver paste. Next, the lower insulating layer IS1 is formed on the entire surface of the rear substrate SUB2 on which the control electrode line G1L is formed, by a screen printing method using a dielectric paste, corresponding to a region where an image is displayed.

このようにして形成された平坦な下部絶縁層IS1上に制御電極ラインG1Lと電気的に接続されるように銀ペーストを用いたスクリーン印刷法により第1の制御電極G1を形成する。これらを加熱焼成した後、下部絶縁層IS1上の第1の制御電極G1に挟まれた領域に銀ペーストを用いたスクリーン印刷法により陰極ラインKLを形成し、さらにこの陰極ラインKL上に約1μm以下の大きさに粉砕したカーボンナノチューブを重量比で約10%含む銀ペーストを用いたスクリーン印刷法により陰極Kを形成し、加熱焼成することにより固化させる。この際、第1の制御電極G1の膜厚を約10μmとし、陰極ラインKL及び陰極Kの膜厚を各々約5μmとすることにより、図1に示したように第1の制御電極G1及び陰極Kの表面がほぼ同一平面の形状となる。   The first control electrode G1 is formed on the flat lower insulating layer IS1 thus formed by screen printing using silver paste so as to be electrically connected to the control electrode line G1L. After these are fired, a cathode line KL is formed by a screen printing method using a silver paste in a region sandwiched between the first control electrodes G1 on the lower insulating layer IS1, and further about 1 μm is formed on the cathode line KL. A cathode K is formed by a screen printing method using a silver paste containing about 10% by weight of carbon nanotubes pulverized to the following size, and solidified by heating and firing. At this time, by setting the film thickness of the first control electrode G1 to about 10 μm and the film thickness of the cathode line KL and the cathode K to about 5 μm, respectively, the first control electrode G1 and the cathode as shown in FIG. The surface of K is substantially coplanar.

一方、前述した各種の電極が形成された背面基板SUB1上に設置される上部絶縁層IS2及びこの上部絶縁層IS2の上面に形成される第2の制御電極G2は、以下に説明するプロセスにより作製される。まず、この上部絶縁層IS2は、例えばガラスまたはセラミック材などからなる絶縁性基板を母体とし、この絶縁性基板には陰極ラインKL上に形成される各陰極Kとそれぞれ対向する部位に陰極Kから放出される電子Eを前面基板SUB2の内面方向に通過させる電子通過孔としての複数個の楕円状の開口IS2Hが穿設されている。これらの開口IS2Hは、絶縁性基板の成形加工時における同時開孔成形法または絶縁性基板の成形後におけるレーザー照射による加工法などにより穿設されて形成されている。   On the other hand, the upper insulating layer IS2 installed on the back substrate SUB1 on which the various electrodes described above are formed and the second control electrode G2 formed on the upper surface of the upper insulating layer IS2 are manufactured by the process described below. Is done. First, the upper insulating layer IS2 is based on an insulating substrate made of, for example, glass or ceramic material, and the insulating substrate is formed from the cathode K at a portion facing each cathode K formed on the cathode line KL. A plurality of elliptical openings IS2H are formed as electron passage holes for allowing the emitted electrons E to pass toward the inner surface of the front substrate SUB2. These openings IS2H are formed by drilling by a simultaneous opening forming method at the time of forming the insulating substrate or a processing method by laser irradiation after forming the insulating substrate.

また、この絶縁性基板に穿設された各開口IS2Hを除く上面(前面基板側)には、各開口IS2H内を通過した電子Eを集束制御させる第2の制御電極G2が図2に陽極側から見た要部平面図で示すように全面にわたって形成されている。これによって絶縁性基板に形成された各開口IS2Hと同軸上に連通する各開口APを有する一体型で板状の第2の制御電極構体G2´が作製されることになる。この第2の制御電極G2は、例えばニッケルなどの導電性金属材料を蒸着またはスパッタリング法などにより数10μm程度の厚さで被着形成されている。なお、この第2の制御電極G2は、各開口IS2Hが形成された絶縁性基板の上面に導電性ペーストを用いたスクリーン印刷法により塗布形成し、加熱焼成させて形成しても良い。この第2の制御電極G2は、直流電圧を供給する単一の電極であるため、電極作製時にはパターニングが不要である。   Further, on the upper surface (front substrate side) excluding the openings IS2H formed in the insulating substrate, a second control electrode G2 for focusing and controlling the electrons E passing through the openings IS2H is shown on the anode side in FIG. As shown in the plan view of the main part viewed from above, it is formed over the entire surface. As a result, an integrated plate-like second control electrode assembly G2 ′ having each opening AP coaxially communicating with each opening IS2H formed in the insulating substrate is produced. The second control electrode G2 is formed by depositing a conductive metal material such as nickel with a thickness of about several tens of μm by vapor deposition or sputtering. The second control electrode G2 may be formed by coating and heating and baking on the upper surface of the insulating substrate in which each opening IS2H is formed by a screen printing method using a conductive paste. Since the second control electrode G2 is a single electrode that supplies a DC voltage, patterning is not necessary when the electrode is manufactured.

また、図2に示すように第2の制御電極G2には、対向配置される陽極ADEとの間隔を所定寸法に維持するための導電性スペーサISPが接続される。第2の制御電極G2と導電性スペーサISPとの間には低抵抗値の電気的なコンタクトが必要となる。したがって第2の制御電極G2の表面における導電性スペーサISPの固定には金属または金属成分を含む材料が用いられる。この低抵抗値の固定材により第2の制御電極G2が複数の部材に分割される場合でも導電性スペーサISPの固定により、各第2の制御電極G2間の電気的なコンタクトが維持されることになる。これによって第2の制御電極G2の形成母体となる絶縁性基板は、図2に示すように長手方向の寸法制度が低下しない程度の大きさのものを複数個組み合わせて使用することが可能となる。   As shown in FIG. 2, the second control electrode G2 is connected to a conductive spacer ISP for maintaining a predetermined distance from the opposed anode ADE. An electrical contact with a low resistance value is required between the second control electrode G2 and the conductive spacer ISP. Therefore, a metal or a material containing a metal component is used for fixing the conductive spacer ISP on the surface of the second control electrode G2. Even when the second control electrode G2 is divided into a plurality of members by this low resistance fixing material, the electrical contact between the second control electrodes G2 is maintained by fixing the conductive spacer ISP. become. As a result, the insulating substrate that forms the second control electrode G2 can be used in combination with a plurality of substrates having such a size that the dimensional system in the longitudinal direction does not deteriorate as shown in FIG. .

このようにして作製された一体型の第2の制御電極構体G2´は、陰極ラインKLから第1の制御電極G1までを作製した背面基板SUB1上に、第2の制御電極G2の電極表面を上方(前面基板SUB2側)に向けてその各開口APと各陰極Kとを同軸上に一致させて対向配置させ、各電極が形成された背面基板SUB1上に組み合わせ、例えば無機接着材などにより固定させて設置される。なお、上部絶縁層IS2の上面に形成される第2の制御電極G2は、対向配置される前面基板SUB2の表示領域外に設けた図示しない引き出し線に接続されて集束電圧が供給される構造となっている。   The integrated second control electrode assembly G2 ′ thus manufactured has the electrode surface of the second control electrode G2 on the back substrate SUB1 on which the cathode line KL to the first control electrode G1 are manufactured. The openings AP and the cathodes K are coaxially arranged facing each other upward (front substrate SUB2 side), and are combined on the back substrate SUB1 on which each electrode is formed, and fixed by, for example, an inorganic adhesive. Installed. The second control electrode G2 formed on the upper surface of the upper insulating layer IS2 is connected to a lead line (not shown) provided outside the display area of the front substrate SUB2 arranged to be opposed to the focusing voltage. It has become.

一方、背面基板SUB1に対してz方向には図示しない封止枠体により所定に間隔を有して前面基板SUB2が貼り合わされている。この前面基板SUB2は、透光性ガラス板を好適とし、その内面にブラックマトリクスBMで区画された蛍光体PHSと陽極ADEとを有し、背面基板SUB1と前面基板SUB2との間は真空封止されている。   On the other hand, the front substrate SUB2 is bonded to the rear substrate SUB1 at a predetermined interval by a sealing frame (not shown) in the z direction. The front substrate SUB2 is preferably a translucent glass plate, and has a phosphor PHS and an anode ADE partitioned by a black matrix BM on the inner surface, and a vacuum seal is provided between the rear substrate SUB1 and the front substrate SUB2. Has been.

本実施例の構造において、陰極ラインKLに映像信号電圧を供給し、第1の制御電極G1に走査信号電圧を供給することにより、両者の交差部に形成されている電子線源から上記映像信号電圧の大きさに応じた電子Eが取り出される。取り出された電子Eは第2の制御電極G2に供給されている集束電圧(直流電圧)で集束作用を受け、前面基板SUB2に形成された陽極(アノード電極)ADEに供給されている高電圧で当該前面基板SUB2に指向されて蛍光体PHSを励起させ、所定の波長で発光させる。特にIPG構造とした電子線源を用いた場合の電子線の利用効率が向上し、高輝度の画像表示を得ることができる。   In the structure of the present embodiment, the video signal voltage is supplied to the cathode line KL and the scanning signal voltage is supplied to the first control electrode G1, whereby the video signal is generated from the electron beam source formed at the intersection of the two. Electrons E corresponding to the magnitude of the voltage are taken out. The extracted electrons E are focused by the focusing voltage (DC voltage) supplied to the second control electrode G2, and are supplied with the high voltage supplied to the anode (anode electrode) ADE formed on the front substrate SUB2. Directed to the front substrate SUB2, the phosphor PHS is excited to emit light at a predetermined wavelength. In particular, when an electron beam source having an IPG structure is used, the use efficiency of the electron beam is improved, and a high-luminance image display can be obtained.

このIPG方式では、オフ時には第2の制御電極G2と陽極電極ADEとによる陰極Kへの電界の浸透を、第1の制御電極G1に供給される走査信号電圧によりカットオフする。また、オン時には第1の制御電極G1と陰極Kとを等電位とすることにより、第1の制御電極G1の電位による影響を完全に取り除くことが可能となるので、パルス幅変調及び時分割変調を行うと、各画素間の発光特性のバラツキの影響の少ない駆動を行うことができる。   In this IPG system, the penetration of the electric field into the cathode K by the second control electrode G2 and the anode electrode ADE is cut off by the scanning signal voltage supplied to the first control electrode G1 when it is off. In addition, by setting the first control electrode G1 and the cathode K to the same potential at the on time, it is possible to completely eliminate the influence of the potential of the first control electrode G1, so that pulse width modulation and time-division modulation are performed. By performing the above, it is possible to perform driving with less influence of variations in light emission characteristics between the pixels.

このように構成された平面型画像表示装置は、背面基板SUB1の上面に第1の制御電極ラインG1Lから下部絶縁層IS1,陰極ラインKL,陰極K及び第1の制御電極G1までを印刷プロセスにより順次積層させて作製しておき、一方、板状の上部絶縁層IS2と第2の制御電極G2とを蒸着及び印刷プロセス等により別部品として第2の制御電極構体G2´として作製し、背面基板SUB1上に接合させて設置することにより、第2の制御電極構体G2´が独立した別プロセスの部品として形成されるので、陰極Kに対して余分な加熱プロセスが加わることがなくなり、耐熱性の低いカーボンナノチューブを主成分とする陰極Kの劣化がなくなり、電子放出特性の保持が容易となる。また、陰極Kの加熱プロセスが避けられるので、第2の制御電極G2に形成後に行われる陰極ラインKL及び陰極Kの印刷塗布プロセスが不要となる。   The flat-type image display device configured as described above is formed by printing a process from the first control electrode line G1L to the lower insulating layer IS1, the cathode line KL, the cathode K, and the first control electrode G1 on the upper surface of the back substrate SUB1. On the other hand, the plate-like upper insulating layer IS2 and the second control electrode G2 are produced as separate parts by a vapor deposition and printing process or the like as the second control electrode assembly G2 ′, and the back substrate is prepared. Since the second control electrode assembly G2 ′ is formed as an independent part of the separate process by being bonded on the SUB1, an extra heating process is not added to the cathode K, and the heat resistance is improved. The cathode K mainly composed of low carbon nanotubes is not deteriorated, and the electron emission characteristics can be easily maintained. Further, since the heating process of the cathode K can be avoided, the printing application process of the cathode line KL and the cathode K performed after the formation on the second control electrode G2 becomes unnecessary.

また、第1の制御電極G1と第2の制御電極G2との間に介在する上部絶縁層IS2及び第2の制御電極G2の厚さの自由度が印刷プロセスに比較して高くなるので、陰極Kから放出された電子Eの集束性及び駆動性の両立が容易となる。さらに、第1の制御電極G1と第2の制御電極G2との間に存在する上部絶縁層IS2及び第2の制御電極G2の開口APの口径の厚さ等を適宜設定できる設計自由度が高くなるので、第2の制御電極G2の集束特性を十分に発揮することができる。   In addition, since the degree of freedom of the thickness of the upper insulating layer IS2 and the second control electrode G2 interposed between the first control electrode G1 and the second control electrode G2 is higher than that in the printing process, the cathode It becomes easy to achieve both convergence and driveability of the electrons E emitted from K. In addition, the degree of freedom in design that can appropriately set the thickness of the opening AP of the upper insulating layer IS2 and the second control electrode G2 existing between the first control electrode G1 and the second control electrode G2 is high. Therefore, the focusing characteristic of the second control electrode G2 can be sufficiently exhibited.

図3は、本発明による平板型画像表示装置の他の実施例による構成を説明する要部断面図であり、前述した図1と同一部分には同一符号を示し、その説明は省略する。図3において、図1と異なる点は、第2の制御電極G2´を構成する上部絶縁層IS2がその電子通過開口IS2Hの開口形状が深さ方向で同一寸法で形成されている。また、この上部絶縁層IS2に形成される第2の制御電極G2´が各電子通過開口IS2Hの内壁面の一部に延在して回り込んで形成されている。この第2の制御電極G2´は、第2の制御電極G2´に形成時に各電子通過開口IS2H内をマスクして導電性金属材料を蒸着またはスパッタリング法などにより被着形成される。このように構成される平板型画像表示装置においても前述の効果と全く同様の効果が得られるとともに、第2の制御電極G2による集束特性をさらに向上させることができる。   FIG. 3 is a cross-sectional view of an essential part for explaining the configuration of another embodiment of the flat image display apparatus according to the present invention. The same parts as those in FIG. 3 is different from FIG. 1 in that the upper insulating layer IS2 constituting the second control electrode G2 ′ is formed so that the opening shape of the electron passage opening IS2H has the same dimension in the depth direction. Further, the second control electrode G2 ′ formed on the upper insulating layer IS2 is formed to extend around a part of the inner wall surface of each electron passage opening IS2H. When the second control electrode G2 ′ is formed on the second control electrode G2 ′, the inside of each electron passage opening IS2H is masked to form a conductive metal material by vapor deposition or sputtering. In the flat panel image display device configured as described above, the same effect as described above can be obtained, and the focusing characteristic by the second control electrode G2 can be further improved.

なお、前述した実施例においては、上部絶縁層IS2の各電子通過開口IS2H及びこの電子通過開口IS2Hに同軸上に連通する第2の制御電極G2の各電子通過口APの形状を楕円形状に形成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、円形状,長円形状,矩形状または開口の面方向で互いに形状が異なる異形状に形成しても前述と全く同様の効果が得られる。   In the embodiment described above, each electron passage opening IS2H of the upper insulating layer IS2 and each electron passage opening AP of the second control electrode G2 coaxially communicating with the electron passage opening IS2H are formed in an elliptical shape. However, the present invention is not limited to this, and even if it is formed in a circular shape, an oval shape, a rectangular shape, or different shapes that are different from each other in the surface direction of the opening, it is exactly the same as described above. An effect is obtained.

また、前述した各実施例においては、平板型画像表示装置としてフィールドエミッションパネルに適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、フィールドエミッションパネルを用いたディスプレイや受像機などに適用しても前述と全く同様の効果が得られることは勿論である。   In each of the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to a field emission panel as a flat image display device has been described. However, the present invention is not limited to this, and a display or a receiver using the field emission panel is used. Needless to say, the same effects as described above can be obtained even when applied to the above.

本発明による平板型画像表示装置の一実施例による構成を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the structure by one Example of the flat type image display apparatus by this invention. 図1に示す第2の制御電極の上方から見た平面図である。It is the top view seen from the 2nd control electrode shown in FIG. 本発明による平板型画像表示装置の他の実施例による構成を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the structure by the other Example of the flat type image display apparatus by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

SUB1・・・背面基板、K・・・電子源である陰極(カソード)、KL・・・陰極Kに給電する陰極ライン(カソードライン)、IS1・・・下部絶縁層、G1・・・第1の制御電極、G2・・・第2の制御電極(集束電極)、AP・・・第2の制御電極に設けた電子通過用開口、G1L・・・第1の制御電極G1に給電する第1の制御電極ライン、IS2・・・上部絶縁層、IS2H・・・上部絶縁層IS2に設けた電子通過用開口、G2´・・・一体型の第2の制御電極構体、SUB2・・・前面基板、BM・・・ブラックマトリクス、ADE・・・陽極、PHS・・・蛍光体、P1・・・背面基板SUB1に平行な第1の平面、P2・・・第2の制御電極G2に平行な第2の平面。
SUB1... Back substrate, K... Cathode (electron source), KL... Cathode line supplying power to cathode K (cathode line), IS1... Lower insulating layer, G1. Control electrode, G2... Second control electrode (focusing electrode), AP... Electron passing opening provided in the second control electrode, G1L... First feeding power to the first control electrode G1. Control electrode line, IS2... Upper insulating layer, IS2H... Electron passage opening provided in upper insulating layer IS2, G2 ′... Integrated second control electrode assembly, SUB2. BM ... black matrix, ADE ... anode, PHS ... phosphor, P1 ... first plane parallel to the back substrate SUB1, P2 ... first parallel to the second control electrode G2. 2 planes.

Claims (3)

主面に少なくとも陰極を有する背面基板と、主面に陽極及び蛍光体を有する前面基板と、前記背面基板と前記前面基板との主面同士の対向面中央部に形成される表示領域の周辺部を貼り合わせ、当該貼り合わせ間隙の内部を真空封止する封止枠とからなる平板型画像表示装置であって、
前記背面基板に主面と平行な第1の平面には、前記陰極を有して第1の方向に延在し当該第1の方向と交差する第2の方向に並設されて形成された複数の陰極ラインと、前記背面基板の主面、かつ前記第1の平面の下層に下部絶縁層を介して形成された第1の制御電極ラインを有し、前記第1の制御電極ラインに前記下部絶縁層を貫通して電気的に接続され、かつ少なくとも前記表示領域内で前記陰極ラインに隣接して前記陰極からの電子の取り出し量を制御する第1の制御電極とからなる電子線源と、前記第1の平面と平行かつ前記前面基板側に位置する第2の平面に形成され、かつ前記電子線源に対応した部分に開口を有して前記電子線源から取り出された電子線を前記前面基板方向に集束する第2の制御電極とを備え、前記第2の制御電極は前記第1の制御電極との間に板状の上部絶縁層を介して形成され、前記背面基板上に設置されることを特徴とする平板型画像表示装置。
A peripheral portion of a display area formed at a central portion of a back surface having at least a cathode on the main surface, a front substrate having an anode and a phosphor on the main surface, and the main surfaces of the back substrate and the front substrate. A flat panel image display device comprising a sealing frame for vacuum-sealing the inside of the bonding gap,
A first plane parallel to the main surface of the back substrate is formed to have the cathode and extend in the first direction and juxtaposed in the second direction intersecting the first direction. A plurality of cathode lines; and a first control electrode line formed on a main surface of the rear substrate and a lower layer of the first plane via a lower insulating layer, and the first control electrode line includes the first control electrode line An electron beam source comprising a first control electrode which is electrically connected through the lower insulating layer and which controls the amount of electrons extracted from the cathode adjacent to the cathode line in at least the display region; An electron beam formed on a second plane parallel to the first plane and located on the front substrate side and having an opening in a portion corresponding to the electron beam source, and taken out from the electron beam source; A second control electrode for focusing in the direction of the front substrate, and the second control A plate-like formed through the upper insulating layer, flat panel display device, characterized in that installed in the rear substrate between said electrode first control electrode.
前記陰極が真空中に直接電子を放出する電子放出材料を有し、前記電子放出材料がカーボンを主成分とすることを特徴とする請求項1に記載の平板型画像表示装置。   2. The flat panel display according to claim 1, wherein the cathode has an electron emitting material that directly emits electrons in a vacuum, and the electron emitting material contains carbon as a main component. 前記電子放出材料の主成分がカーボンナノチューブ,微細炭素ファイバ,ダイヤモンド,ダイヤモンドライクカーボンの何れかであることを特徴とする請求項2に記載の平板型画像表示装置。
3. The flat panel display according to claim 2, wherein the main component of the electron emission material is any one of carbon nanotubes, fine carbon fibers, diamond, and diamond-like carbon.
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