JP2006093055A - Image display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、偏平な平面パネル構造の真空外囲器を有し、背面基板に設けた電子放出素子から電子を放出させて前面基板に設けた蛍光体層を励起発光させることによりカラー画像を表示する画像表示装置に関する。 The present invention has a flat envelope having a flat panel structure, and emits electrons from an electron-emitting device provided on a back substrate to display a color image by exciting and emitting a phosphor layer provided on the front substrate. The present invention relates to an image display device.
近年、偏平な平面パネル構造の真空外囲器を有する表示装置として、フィールドエミッションディスプレイ(FED)や、プラズマディスプレイ(PDP)等が知られている。また、FEDの一種として、表面伝導型の電子放出素子を備えた表示装置(以下、SEDと称する)の開発が進められている。 In recent years, field emission displays (FEDs), plasma displays (PDPs), and the like are known as display devices having a vacuum envelope with a flat flat panel structure. In addition, as a kind of FED, a display device (hereinafter referred to as SED) including a surface conduction electron-emitting device has been developed.
SEDは、所定の隙間を置いて対向配置された前面基板および背面基板を有する。これらの基板は、矩形枠状の側壁を介して周縁部を互いに接合され、内部を真空にされて偏平な平面パネル構造の真空外囲器を構成している。 The SED has a front substrate and a rear substrate that are opposed to each other with a predetermined gap. These substrates are joined to each other at peripheral edges via rectangular frame-shaped side walls, and the inside is evacuated to form a flat envelope having a flat panel structure.
前面基板の内面には3色の蛍光体層が形成され、背面基板の内面には、蛍光体層を励起発光させる電子の放出源として、画素毎に対応する多数の電子放出素子が整列配置されている。また、背面基板の内面上には、電子放出素子を駆動するための多数本の配線がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器の外部に引き出されている。 A phosphor layer of three colors is formed on the inner surface of the front substrate, and on the inner surface of the rear substrate, a large number of electron-emitting devices corresponding to each pixel are arranged as an electron emission source for exciting and emitting the phosphor layer. ing. A large number of wires for driving the electron-emitting devices are provided in a matrix on the inner surface of the rear substrate, and the end portions are drawn out of the vacuum envelope.
前面基板と背面基板の間には板状のグリッドが配設されている。このグリッドには、電子放出素子に対して整列した位置関係で多数のビーム通過孔が形成されているとともに、前面基板および背面基板の内面に当接することで基板間の隙間を維持するための複数の柱状のスペーサが設けられている。 A plate-like grid is disposed between the front substrate and the rear substrate. In this grid, a plurality of beam passage holes are formed in a positional relationship aligned with the electron-emitting devices, and a plurality of holes for maintaining a gap between the substrates by contacting the inner surfaces of the front substrate and the rear substrate. Columnar spacers are provided.
このSEDを動作させる場合、基板間に10[kV]程度の高電圧を与え、配線に接続した駆動回路を介して各電子放出素子に選択的に駆動電圧を印加する。これにより、各電子放出素子から選択的に電子ビームが放出され、これら電子ビームが、グリッドの対応するビーム通過孔を通って対応する蛍光体層に照射され、蛍光体層が励起発光されてカラー画像が表示されるようになっている。 When operating this SED, a high voltage of about 10 [kV] is applied between the substrates, and a drive voltage is selectively applied to each electron-emitting device via a drive circuit connected to the wiring. Thereby, an electron beam is selectively emitted from each electron-emitting device, and these electron beams are irradiated to the corresponding phosphor layer through the corresponding beam passage hole of the grid, and the phosphor layer is excited and emitted. An image is displayed.
具体的な従来の画像表示装置としては、例えば特許文献1のように、装置の真空外囲器を構成したとき、2枚のプレート間のギャップを保つための複数のスペーサを備えた板状のグリッドを設けた構造のものが知られている。
ところで、従来の画像表示装置においては、電子放出素子から放出された電子は板状のグリッドに形成されたビーム通過孔を通過して蛍光体層に照射されるが、電子放出効率が数%と低く、蛍光面で十分な輝度が得られないという問題があった。 By the way, in the conventional image display device, electrons emitted from the electron-emitting devices pass through the beam passage holes formed in the plate-like grid and are irradiated to the phosphor layer, but the electron emission efficiency is several percent. There was a problem that it was low and sufficient luminance could not be obtained on the phosphor screen.
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、電子倍増材料からなる部材を電子放出素子からの電子が通過する通路に配置することにより、電子放出素子からの電子の量を増やし、もって蛍光面の輝度を向上しえる画像表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to dispose an electron from an electron-emitting device by arranging a member made of an electron multiplying material in a passage through which electrons from the electron-emitting device pass. An object of the present invention is to provide an image display apparatus which can increase the brightness of the phosphor screen by increasing the amount of light.
この発明の第1の様態による画像表示装置は、複数の蛍光体層及び遮光層を含む蛍光面と、この蛍光面に重ねて設けられたメタルバック層とを有する前面基板と、前記前面基板に対向して配置された、前記複数の蛍光体層に対応した複数の電子放出素子を有する背面基板と、前記前面基板と前記背面基板の間に配置され、前記電子放出素子に対して整列した位置関係で多数のビーム通過孔が形成された板状のグリッドと、前記前面基板と前記グリッド間、前記背面基板と前記グリッド間に配置されて両基板とグリッド間の隙間を維持する複数の柱状のスペーサとを具備する画像表示装置であり、電子倍増材料からなる部材が前記電子放出素子からの電子が蛍光体層に達するまでの通路に少なくとも形成されていることを特徴とする。 An image display device according to a first aspect of the present invention includes a front substrate having a phosphor screen including a plurality of phosphor layers and a light-shielding layer, a metal back layer provided on the phosphor screen, and the front substrate. A rear substrate having a plurality of electron-emitting devices corresponding to the plurality of phosphor layers arranged opposite to each other, and a position arranged between the front substrate and the rear substrate and aligned with the electron-emitting devices A plate-like grid in which a large number of beam passage holes are formed, and a plurality of columnar shapes arranged between the front substrate and the grid and between the back substrate and the grid to maintain a gap between the two substrates and the grid. An image display device comprising a spacer, wherein a member made of an electron multiplying material is formed at least in a passage until electrons from the electron-emitting device reach a phosphor layer.
この発明に係る画像表示装置によれば、電子倍増材料からなる部材を電子放出素子からの電子が蛍光体層に達するまでの通路に少なくとも形成することにより、電子放出素子からの電子の量を従来と比べて増やし、もって蛍光面の輝度を増やすことができる。 According to the image display device of the present invention, the amount of electrons from the electron-emitting device is conventionally increased by forming at least a member made of an electron multiplying material in a passage until electrons from the electron-emitting device reach the phosphor layer. As a result, the brightness of the phosphor screen can be increased.
この発明によれば、電子放出素子からの電子の量を増やし、もって蛍光面の輝度を向上しえる画像表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image display apparatus capable of increasing the amount of electrons from the electron-emitting device and thereby improving the luminance of the phosphor screen.
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について詳細に説明する。始めに、本発明の実施の形態に係る表示装置の一例として、SEDについて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, an SED will be described as an example of a display device according to an embodiment of the present invention.
図1ないし図3に示すように、SED1は、それぞれ矩形状のガラス板からなる前面基板2および背面基板3を備え、これらの基板は約1.0〜2.0mmの隙間をおいて対向配置されている。そして、前面基板2および背面基板3は、ガラスからなる矩形枠状の側壁4を介して周縁部同士が接合され、内部が真空の扁平な平面パネル構造の真空外囲器5を構成している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the SED 1 includes a
前面基板2の内面には画像表示面として機能する蛍光体6が形成されている。この蛍光体6は、赤、青、緑の蛍光体層(R、G、B)7、および遮光層8を並べて構成され、前記蛍光体層7はストライプ状あるいはドット状に形成されている。また、蛍光体6上には、アルミニウム等からなるメタルバック層9が形成されている。更に、真空外囲器の内部に残留したガス及び書く基板から放出されたガス(例えば、水素、メタン、酸素、二酸化炭素、水蒸気等)を吸着するために、ゲッタ層(図示せず)と呼ばれるガス吸着特性を持ったBa(バリウム),V(バナジウム),Ti(チタン),Ta(タンタル)等の金属薄膜がメタルバック層上に蒸着される。
A
背面基板3の内面には、蛍光体6の蛍光体層7を励起発光させるための電子を放出する電子放出源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の表面伝導型の電子放出素子10が設けられている。これらの電子放出素子10は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列されている。各電子放出素子10は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の素子電極等で構成されている。また、背面基板3の内面上には、各電子放出素子10に駆動電圧を与えるための多数本の配線11がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器5の外部に引き出されている。
On the inner surface of the
接合部材として機能する側壁4は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材12により、前面基板2の周縁部および背面基板3の周縁部に封着され、これらの基板同士を接合している。
The
図2ないし図4に示すように、SED1は、前面基板2と背面基板3の間に配設されたスペーサ構造体13を備えている。ここで、スペーサ構造体13は、矩形状の金属板からなるグリッド14と、グリッドの両面に一体的に立設された多数の柱状のスペーサ15(15a,15b)から構成されている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the SED 1 includes a
グリッド14は、前面基板2の内面と対向した第1表面14aおよび背面基板3の内面と対向した第2表面14bを有し、これらの基板と平行に配置されている。そして、グリッド14には、エッチング等により多数の電子ビーム通過孔16が形成されている。電子ビーム通過孔16は、それぞれ電子放出素子10と対向して配列され、電子放出素子10から放出された電子ビームを通過させる。
The
本実施の形態において、前記電子ビーム通過孔16には、電子増倍材料からなる部材17が埋め込まれている。この部材17としては、例えばBaTiO3,TiO2−ZnO,MgO,NaCl,BaO,Al2O3,SiO2,Cu,Fe,Pt,Si,Ge等が挙げられる。なお、この部材は、図2、図3に示すように埋め込む場合に限らず、後述するようにフィルム又はシート状にしてグリッドの片面あるいは前面基板側に形成してもよい。
In the present embodiment, a
グリッド14の第1表面14a上には、隣接する電子ビーム通過孔16間に位置して第1スペーサ15aが一体的に立設されている。第1スペーサ15aの延出端は、メタルバック9、および蛍光体6の遮光層11を介して前面基板2の内面に当接している。また、グリッド14の第2表面14b上には、隣接する電子ビーム通過孔16間に位置して第2スペーサ15bが一体的に立設されている。第2スペーサ15bの延出端は、背面基板3の内面上に設けられた配線11上に当接している。
On the
上記のように構成されたスペーサ構造体13は、前面基板2および背面基板3間に配設され、第1および第2スペーサ15a、15bを前面基板2および背面基板3の内面にそれぞれ当接せしめることにより、これらの基板に作用する大気圧荷重を支持し、基板間の間隔を所定値に維持している。
The
また、SED1は、グリッド14および前面基板2のメタルバック層9に電圧を印加する図示しない電圧供給部を備え、例えば、グリッド14に12kV、メタルバック層9に10kVの電圧が印加される。また、グリッド14に電圧を印加することにより、すでに知られた原理(例えば、特開平5−182632)によって電子増倍材料からなる部材17に電子を増倍させる機能を持たせることができる。
The SED 1 includes a voltage supply unit (not shown) that applies a voltage to the
そして、上記SED1において、画像を表示する場合、配線18を介して電子放出素子10の素子電極間に電圧を与え、任意の電子放出素子10の電子放出部から電子ビームを放出するとともに、蛍光体6およびメタルバック層9にアノード電圧を印加する。電子放出部から放出された電子ビームは、アノード電圧により加速され、グリッド14の電子ビーム通過孔16中に埋め込まれた部材17を通った後、蛍光体6に衝突する。これにより、電子の量は、部材17を通過した後いっそう増倍され、蛍光体6の蛍光体層7が励起されて発光し、従来と比べて高い輝度の画像を表示する。
In the SED 1, when displaying an image, a voltage is applied between the element electrodes of the electron-
上記構造のSED1を製造する場合、予め、蛍光体6およびメタルバック層9の設けられた前面基板2と、電子放出素子10および配線18が設けられているとともに側壁4が接合された背面基板3とを用意しておく。また、グリッド14に多数のスペーサ15a、15bを設けたスペーサ構体13を用意しておく。
When the SED 1 having the above structure is manufactured, the
そして、スペーサ構体13を背面基板3上に位置決め配置する。この状態で、前面基板2、背面基板3、およびスペーサ構体13を図示しない真空チャンバ内に配置し、真空チャンバ内を真空排気した後、側壁4を介して前面基板2を背面基板3に接合する。これにより、スペーサ構体13を備えたSED1が製造される。
Then, the
本発明において、電子倍増材料からなる部材の配置は、上述した図2及び図3のように、ビーム通過孔に埋め込む場合に限らず、例えば下記のような構成で配置することもできる。
1)図5に示すように、板状のグリッドの片面(上面)に電子増倍材料からなる部材をシート状に形成し、該部材の4つのコーナー部をかしめ工具(図示せず)でグリッド14にかしめた構成。
In the present invention, the arrangement of the member made of the electron multiplying material is not limited to the case of being embedded in the beam passage hole as shown in FIG. 2 and FIG.
1) As shown in FIG. 5, a member made of an electron multiplier material is formed in a sheet shape on one side (upper surface) of a plate-like grid, and the four corners of the member are gridded with a caulking tool (not shown). 14 configuration.
2)図6に示すように、内面基板の内側に蛍光面を介してメタルバック層、ゲッタ層を順次積層し、メタルバック層とゲッタ層間に電子増倍材料からなる部材をシート状に形成する構成。
3)図7に示すように、電子増倍材料からなる複数のシート状部材を各ビーム通過孔毎に夫々塞ぐように形成した構成。
4)、通常、ゲッタ層は複数の層から形成されているので、例えば図8のようにこれらの層のうち1つの層を電子増倍材料からなる複数のシート状部材とする構成。このように、前記シート状部材をゲッタ層の一構成要素として用いた、電磁遮蔽効果を有する他、ゲッタ層の密着性を向上できるという利点を有する。
2) As shown in FIG. 6, a metal back layer and a getter layer are sequentially stacked inside the inner substrate via a phosphor screen, and a member made of an electron multiplier material is formed in a sheet shape between the metal back layer and the getter layer. Constitution.
3) As shown in FIG. 7, a configuration in which a plurality of sheet-like members made of an electron multiplying material are formed so as to be closed for each beam passage hole.
4) Usually, since the getter layer is formed of a plurality of layers, for example, as shown in FIG. 8, one of these layers is a plurality of sheet-like members made of an electron multiplier material. As described above, the sheet-like member is used as a component of the getter layer, and has an electromagnetic shielding effect and has an advantage that the adhesion of the getter layer can be improved.
次に、本発明の具体的な実施例について図面を参照して説明する。
(実施例1)
図1〜図4を参照する。この実施例1に係るSEDは、図2、図3に示すように、板状のグリッド14に多数のビーム通過孔16を、多数の電子放出素子10に対して整列した位置関係で開口し、各ビーム通過孔16に電子増倍材料(BaTiO3)からなる部材17を埋め込んだ状態になっている。ここで、部材17はペースト状の状態でビーム通過孔16に埋め込んだ後、乾燥することにより形成する。
Next, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Example 1
Please refer to FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the SED according to the first embodiment opens a large number of beam passage holes 16 in a plate-
実施例1に係るSEDによれば、上下のスペーサ15a,15bを支持する板状のグリッド14に開口された多数のビーム通過孔16に電子倍増材料からなる部材17を埋め込んだ構成となっているため、背面基板3の内面に配置された電子放出素子から放出される電子がビーム通過孔16の部材17を通過した後、電子の量を従来と比べて増やすことができ、蛍光体6による輝度を上げることができる。
The SED according to the first embodiment has a configuration in which a
(実施例2)
図5を参照する。この実施例2に係るSEDは、図5に示すように、板状のグリッド14の片面(上面)に電子増倍材料(BaTiO3)からなるシート状部材27を形成し、該部材27の4つのコーナー部をかしめ工具(図示せず)でグリッド14にかしめた構成になっていることを特徴とする。なお、シート状部材を除いた他の構成要素は図1〜図4の説明で述べた通りである。
実施例2に係るSEDによれば、実施例1と同様な効果を得る他、簡単な工程で輝度向上を達成することができる。なお、実施例2では、シート状部材27をかしめ工具を使わずにスポット溶接によりグリッドに固定することもできる。
(Example 2)
Please refer to FIG. In the SED according to the second embodiment, as shown in FIG. 5, a sheet-
According to the SED according to the second embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained, and the luminance can be improved by a simple process. In Example 2, the sheet-
(実施例3)
図6を参照する。この実施例3に係るSEDは、図6に示すように、メタルバック層9上にTiからなるゲッタ層28を形成し、メタルバック層9とゲッタ層28間にBaTiO3からなるシート状部材27を形成した構成になっていることを特徴とする。なお、シート状部材27を除いた他の構成要素は図1〜図4の説明で述べた通りである。
実施例3に係るSEDによれば、実施例1と同様な効果が得られる。
(Example 3)
Please refer to FIG. In the SED according to the third embodiment, as shown in FIG. 6, a
According to the SED according to the third embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained.
(実施例4)
この実施例4に係るSEDは、図8に概略的に示すように、ゲッタ層28をBa層28aとTi層28bの2層から構成し、BaTiO3からなるシート状部材27をBa層28aとシート状部材27間に形成した構成になっていることを特徴とする。なお、ゲッタ層やシート状部材を除いた他の構成要素は図1〜図4の説明で述べた通りである。
実施例3に係るSEDによれば、実施例1と同様な効果が得られる他、ゲッタ層の密着性を向上できる。なお、シート状部材の配置は図8の場合に限らず、適宜変えても同様な効果を有する。
Example 4
In the SED according to the fourth embodiment, as schematically shown in FIG. 8, the
According to the SED according to the third embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained and the adhesion of the getter layer can be improved. The arrangement of the sheet-like members is not limited to that shown in FIG.
なお、上述した発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 Note that the above-described invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the spirit of the invention in the stage of implementation. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
1…SED、2…前面基板、3…面基板、4…側壁、5…真空外囲器、6…蛍光体、7…蛍光体層、8…光吸収層(遮光層)、9…メタルバック層、11,18…配線、12…封着材、13…スペーサ構造体、14…グリッド、15,15a,15b…スペーサ、16…電子ビーム通過孔、17,27…電子倍増材料からなる部材、28…ゲッタ層。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... SED, 2 ... Front substrate, 3 ... Surface substrate, 4 ... Side wall, 5 ... Vacuum envelope, 6 ... Phosphor, 7 ... Phosphor layer, 8 ... Light absorption layer (light shielding layer), 9 ... Metal back Layer, 11, 18 ... wiring, 12 ... sealing material, 13 ... spacer structure, 14 ... grid, 15, 15a, 15b ... spacer, 16 ... electron beam passage hole, 17, 27 ... member made of electron multiplying material, 28: Getter layer.
Claims (6)
前記前面基板に対向して配置された、前記複数の蛍光体層に対応した複数の電子放出素子を有する背面基板と、
前記前面基板と前記背面基板の間に配置され、前記電子放出素子に対して整列した位置関係で多数のビーム通過孔が形成された板状のグリッドと、
前記前面基板と前記グリッド間、前記背面基板と前記グリッド間に配置されて両基板とグリッド間の隙間を維持する複数の柱状のスペーサとを具備する画像表示装置であり、
電子倍増材料からなる部材が前記電子放出素子からの電子が蛍光体層に達するまでの通路に少なくとも形成されていることを特徴とする画像表示装置。 A front substrate having a phosphor screen including a plurality of phosphor layers and a light shielding layer, and a metal back layer provided on the phosphor screen;
A rear substrate having a plurality of electron-emitting devices corresponding to the plurality of phosphor layers, disposed opposite to the front substrate;
A plate-like grid disposed between the front substrate and the rear substrate and having a plurality of beam passage holes formed in a positional relationship aligned with the electron-emitting devices;
An image display device comprising a plurality of columnar spacers arranged between the front substrate and the grid, between the rear substrate and the grid and maintaining a gap between the two substrates and the grid,
An image display device characterized in that a member made of an electron multiplying material is formed at least in a passage until electrons from the electron-emitting device reach the phosphor layer.
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