JP2008191616A - Display device - Google Patents

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JP2008191616A
JP2008191616A JP2007028832A JP2007028832A JP2008191616A JP 2008191616 A JP2008191616 A JP 2008191616A JP 2007028832 A JP2007028832 A JP 2007028832A JP 2007028832 A JP2007028832 A JP 2007028832A JP 2008191616 A JP2008191616 A JP 2008191616A
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panel
display device
display panel
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JP2007028832A
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Japanese (ja)
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Toshiya Nishio
俊哉 西尾
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Epson Imaging Devices Corp
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Epson Imaging Devices Corp
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  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device which has a lighter display screen and can be made thin and compact. <P>SOLUTION: The display device 1 is constituted by stacking first and second display panels one over the other, wherein the second display panel is formed of a field emission display (CNT-FED) panel 4 that uses carbon nanotubes 7A, and the first display panel is formed of a liquid crystal display panel 2 and disposed on a display surface side of the second display panel. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は2枚の表示装置を積層して表示を行う表示装置に関し、特に、一方の表示パネ
ルにフィールド・エミッション・ディスプレイ(Field Emission Display)を用いた表示
装置に関するものである。
The present invention relates to a display device that performs display by stacking two display devices, and more particularly to a display device that uses a field emission display for one display panel.

表示画面の立体感及び現実感を向上させる目的で2枚の表示パネルを重ねて配置して表
示を行う表示装置がある。このような表示装置は特許文献でも紹介されている(例えば、
下記特許文献1参照)。
2. Description of the Related Art There is a display device that performs display by arranging two display panels in an overlapped manner for the purpose of improving the stereoscopic effect and realism of a display screen. Such display devices are also introduced in patent literature (for example,
See Patent Document 1 below).

図2は下記特許文献に係る弾球遊技機に用いられる表示装置を示す断面図である。
下記特許文献1に開示された弾球遊技機に用いられる表示装置20は、2つのLCD(
Liquid Crystal Display)21、22からなり、このLCD21、22は、図2に示すよ
うに、それぞれ、周知の薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)型のカラー
LCDであり、間隔を開けて前側のLCD21、と後側のLCD22とが平行に配置され
ている。該LCD21、22は、周知のものであり、例えば、後面側から偏光フィルム2
6、ガラス基板27、薄膜トランジスタからなる駆動部28、配向膜29、スペーサとな
る粒子が分散された液晶30、配向膜29、ITOからなる共通電極31、保護膜32、
カラーフィルタ33、ガラス基板27、偏光フィルム26が積層された状態で配置された
ものである。また、後側LCD22の背面には、面状発光体からなるバックライト34が
取り付けられている。
特開平6−339575号公報(段落[0012]、図2)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a display device used in a ball game machine according to the following patent document.
A display device 20 used in a ball game machine disclosed in Patent Document 1 below includes two LCDs (
As shown in FIG. 2, each of the LCDs 21 and 22 is a known thin film transistor (TFT) type color LCD, as shown in FIG. And the rear LCD 22 are arranged in parallel. The LCDs 21 and 22 are well-known, for example, the polarizing film 2 from the rear side.
6, a glass substrate 27, a driving unit 28 made of a thin film transistor, an alignment film 29, a liquid crystal 30 in which particles serving as spacers are dispersed, an alignment film 29, a common electrode 31 made of ITO, a protective film 32,
The color filter 33, the glass substrate 27, and the polarizing film 26 are arranged in a laminated state. Further, a backlight 34 made of a planar light emitter is attached to the back surface of the rear LCD 22.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-339575 (paragraph [0012], FIG. 2)

ところで、液晶表示パネル(LCD)は一般にその光透過率が極めて低く、例えば10
%以下になっている。上記の表示装置20では、このような光透過率の極めて低いLCD
21、22が上下に2枚積層されるので、その光透過率が更に低下し、例えば1%以下に
なる。このため、これらの液晶パネル21、22を照明するバックライト34にはより高
い輝度を発する光源が必要となる。
By the way, a liquid crystal display panel (LCD) generally has a very low light transmittance.
% Or less. In the display device 20 described above, such an LCD having a very low light transmittance is used.
Since two sheets 21 and 22 are stacked one above the other, the light transmittance is further reduced, for example, 1% or less. Therefore, a light source that emits higher luminance is required for the backlight 34 that illuminates the liquid crystal panels 21 and 22.

この種のバックライトの光源は、通常、冷陰極蛍光管或いは発光ダイオードなどが使用
されている。より高い輝度を得るためには、冷陰極蛍光管或いは発光ダイオードなどの本
数又は個数を多くしなければならない。そこで、例えば冷陰極蛍光管を使用してその本数
を多くすると、それに比例して消費電力が多くなり発熱量も増大し他の部品へ悪影響を及
ぼすことがある。例えば、光学シートがこの熱の影響を受けて、光学シートを構成する個
々のシート材が熱変形し、これらのシート材にシワ及び撓み等を生じさせて表示画像が見
難くなることなどに現れる。また、冷陰極蛍光管は所定の太さ(例えば外径2〜8mm)
及び長さを有する管状体で形成されているので、バックライト内に組み込む際には相当の
収容スペースが必要となり、表示装置の薄型化、小型・軽量化に限界がある。更に、冷陰
極蛍光管或いは発光ダイオードを用いたバックライトは、光源が線状或いは点状光源とな
るため均一な輝度を得ることが難しく輝度ムラが生じ易い。このため、通常、発光面上に
拡散シート、レンズシート等からなる光学シートが複数枚積層されて、これらの光学シー
トによって輝度ムラの軽減が図られている。このため、光学シートの配設が必須となって
薄型化が更に制限される。
As a light source of this type of backlight, a cold cathode fluorescent tube or a light emitting diode is usually used. In order to obtain higher luminance, the number or number of cold cathode fluorescent tubes or light emitting diodes must be increased. Therefore, for example, if the number of cold-cathode fluorescent tubes is increased and the number thereof is increased, the power consumption increases proportionally and the amount of heat generation increases, which may adversely affect other components. For example, the optical sheet is affected by this heat, and the individual sheet materials constituting the optical sheet are thermally deformed, causing wrinkles and deflections in these sheet materials, which makes it difficult to view the display image. . The cold cathode fluorescent tube has a predetermined thickness (for example, an outer diameter of 2 to 8 mm).
In addition, since it is formed of a tubular body having a length, a considerable storage space is required when it is incorporated in the backlight, and there is a limit to the reduction in thickness, size, and weight of the display device. Furthermore, in a backlight using a cold cathode fluorescent tube or a light emitting diode, the light source is a linear or point light source, so that it is difficult to obtain uniform luminance and uneven luminance tends to occur. For this reason, usually, a plurality of optical sheets composed of a diffusion sheet, a lens sheet, and the like are laminated on the light emitting surface, and brightness unevenness is reduced by these optical sheets. For this reason, arrangement | positioning of an optical sheet becomes essential and thickness reduction is further restrict | limited.

近年、この種の立体映像表示装置は、ゲーム機器に代表されるように様々な機器に使用
され、その使用範囲が更に拡大される傾向にある。その一方で、この種の表示装置製造メ
ーカに対しては、各種の仕様要求、例えば、薄型・小型、軽量化及び高輝度・低消費電力
化並びに長寿命・メンテナンスフリー化などの要求がなされている。ところが、これまで
の冷陰極蛍光管や発光ダイオードなどを用いたバックライト及び2枚の液晶パネルを使用
した表示装置ではこれらの要求を満たすことができない。
In recent years, this type of stereoscopic image display device has been used in various devices as represented by game devices, and the range of use thereof tends to be further expanded. On the other hand, various kinds of specifications are required for display device manufacturers of this type, for example, thin / small, light weight, high brightness / low power consumption, long life / maintenance free. Yes. However, conventional backlights using cold cathode fluorescent tubes, light emitting diodes, and the like and display devices using two liquid crystal panels cannot meet these requirements.

そこで本発明は、このような従来技術が抱える課題を解決するためになされたもので、
本発明の目的は、表示画面を明るくし且つ薄型・小型化を可能にした表示装置を提供する
ことにある。
Therefore, the present invention was made in order to solve such problems of the prior art,
An object of the present invention is to provide a display device in which a display screen is brightened and can be reduced in thickness and size.

上記目的を達成するために、本発明の表示装置は、第1、第2表示パネルを重ねて配置
してなる表示装置であって、前記第2表示パネルはカーボンナノチューブを用いたフィー
ルド・エミッション・ディスプレイ(CNT−FED)パネルで形成され、前記第1表示
パネルは液晶表示パネルで形成されるとともに前記第2表示パネルの表示面側に配設され
ていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a display device of the present invention is a display device in which a first display panel and a second display panel are overlapped, and the second display panel is a field emission using carbon nanotubes. The display panel is formed of a display (CNT-FED) panel, and the first display panel is formed of a liquid crystal display panel and is disposed on the display surface side of the second display panel.

上記発明によれば、本発明の表示装置の裏面側に位置する第2表示パネルとして、カー
ボンナノチューブを用いたフィールド・エミッション・ディスプレイ(CNT−FED)
パネルを使用したので、従来技術のように、光源(バックライト)から照射された光が光
透過率の低い液晶表示パネルを2度通過することによる大幅な輝度低下を抑えることがで
きる。すなわち、光源と第2表示パネルとがCNT−FEDパネルによって一体形成され
ており、このCNT−FEDパネルから照射される光は既に所定の表示信号が反映された
映像として出力しているので、このCNT−FEDパネルから照射された光は第1表示パ
ネルを通過するのみであるので、輝度低下を大幅に抑えることができる。具体的には、液
晶表示パネルの光透過率が10%であれば、光源からの光を従来にくらべて1/10にす
ることができる。また、このカーボンナノチューブは、触媒金属層上に単位面積当たり極
めて高い密度、例えば、針状先端部の直径を数nm〜数十nm程度に形成できるので、こ
れらの先端部から極めて効率よく多くの電子を放出させることができる。しかも、この電
子放出は、印加する電圧を低くしても放出量が減少することがなく、消費電力も極めて少
なくて済む。更に、このカーボンナノチューブ自体は極めて強靭のものであることから、
磨耗が殆どなく長寿命のものとなる。したがって、この表示装置は、従来技術のものに比
べて、極めて薄型及び小型化が可能となり、また、高輝度及び低消費電力、長寿命でメン
テナンスフリー化が実現できる。
According to the above invention, a field emission display (CNT-FED) using carbon nanotubes as the second display panel located on the back side of the display device of the present invention.
Since the panel is used, as in the prior art, it is possible to suppress a significant decrease in luminance due to the light irradiated from the light source (backlight) passing through the liquid crystal display panel having a low light transmittance twice. That is, the light source and the second display panel are integrally formed by the CNT-FED panel, and the light emitted from the CNT-FED panel has already been output as an image reflecting a predetermined display signal. Since the light emitted from the CNT-FED panel only passes through the first display panel, a reduction in luminance can be significantly suppressed. Specifically, if the light transmittance of the liquid crystal display panel is 10%, the light from the light source can be reduced to 1/10 compared to the conventional case. In addition, since the carbon nanotube can be formed on the catalytic metal layer with a very high density per unit area, for example, the diameter of the needle-like tip portion is about several nanometers to several tens of nanometers, Electrons can be emitted. Moreover, this electron emission does not decrease the amount of emission even when the applied voltage is lowered, and the power consumption is very small. Furthermore, since the carbon nanotube itself is extremely tough,
There is almost no wear and it has a long life. Therefore, this display device can be made thinner and smaller than those of the prior art, and can be made maintenance-free with high brightness, low power consumption and long life.

加えて、上述のように2つの表示パネルを用いて表示を行うので、この2つの表示パネ
ルに1つの表示画像を表示すれば、立体的な表示を行うことが可能である。また、この2
つの表示パネルに2つのことなる表示画像を表示すれば、一度に表示できる情報量を飛躍
的に多くすることができるようになる。
In addition, since display is performed using two display panels as described above, if one display image is displayed on the two display panels, a three-dimensional display can be performed. This 2
If two different display images are displayed on one display panel, the amount of information that can be displayed at one time can be dramatically increased.

また、係る態様の表示装置によれば、前記CNT−FEDパネルは、
表面に積層されたカソード電極と、該カソード電極上に格子状に形成された絶縁層及び
ゲート電極と、該絶縁層及びゲート電極で囲まれた領域に形成された前記カーボンナノチ
ューブと、からなるカソード基板と、
前記カーボンナノチューブが配設された領域に対向する領域に形成されたアノード電極
と、該アノード電極上に設けられた複数色の蛍光体層と、からなるアノード基板と、
を有し、前記カソード基板及びアノード基板間には真空雰囲気が形成されていると好まし
い。
Moreover, according to the display device of this aspect, the CNT-FED panel is
A cathode comprising a cathode electrode laminated on the surface, an insulating layer and a gate electrode formed in a lattice shape on the cathode electrode, and the carbon nanotube formed in a region surrounded by the insulating layer and the gate electrode A substrate,
An anode substrate formed of an anode electrode formed in a region facing the region where the carbon nanotubes are disposed, and a plurality of color phosphor layers provided on the anode electrode;
It is preferable that a vacuum atmosphere is formed between the cathode substrate and the anode substrate.

また、係る態様の表示装置によれば、前記カーボンナノチューブは前記カソード電極上
に触媒金属層が積層されて該触媒金属層上に形成され、前記蛍光体層は赤、緑及び青を発
色する電子線励起型蛍光体で形成されていると好ましい。
According to the display device of this aspect, the carbon nanotube is formed on the catalyst metal layer by laminating a catalyst metal layer on the cathode electrode, and the phosphor layer is an electron that develops red, green, and blue. It is preferable that it is formed of a line excitation type phosphor.

また、係る態様の表示装置によれば、前記表示パネルとFEDパネルとの間には、モア
レ対策シートが配設されていると好ましい。
According to the display device of this aspect, it is preferable that a moire countermeasure sheet is disposed between the display panel and the FED panel.

上記態様によれば、モアレ対策シートを配設することで、第1、第2表示パネル間に生
じるモアレを好適に除去することができる。
According to the above aspect, it is possible to suitably remove moire generated between the first and second display panels by disposing the moire countermeasure sheet.

以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態
は、本発明の技術思想を具体化するための表示装置を例示するものであって、本発明をこ
の表示装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の
実施形態のものも等しく適応し得るものである。
Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a display device for embodying the technical idea of the present invention, and is not intended to specify the present invention for this display device. Other embodiments within the scope are equally applicable.

図1は本発明の一実施形態に係る表示装置を2枚の第1、第2表示パネルに分解して示
した縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a display device according to an embodiment of the present invention in an exploded manner into two first and second display panels.

この表示装置1は、2枚の第1、第2表示パネル(2、4)と、両表示パネルに介在さ
せるモアレ対策シート15とを備えている。第1表示パネルは公知の液晶パネル(LCD
)2で形成され、第2表示パネルはカーボンナノチューブを用いたフィールド・エミッシ
ョン・ディスプレイ(Carbon Nanotube―Field Emission Display、以下、「CNT−F
ED」という)パネル4で形成されている。
The display device 1 includes two first and second display panels (2, 4) and a moire countermeasure sheet 15 interposed between both display panels. The first display panel is a known liquid crystal panel (LCD)
2), and the second display panel is a carbon nanotube-based field emission display (hereinafter referred to as “CNT-F”).
ED ”).

液晶パネル2は、複数本のソース線、ゲート線及び薄膜トランジスタ(TFT)が設け
られたTFTアレイ基板2aと、共通電極及びカラーフィルタが設けられたカラーフィル
タ基板2bとを備え、TFTアレイ基板2aとカラーフィルタ基板2bとを間にシール枠
を介在して貼り合わせた構成を有している。
The liquid crystal panel 2 includes a TFT array substrate 2a provided with a plurality of source lines, gate lines, and thin film transistors (TFTs), and a color filter substrate 2b provided with a common electrode and a color filter. The color filter substrate 2b is bonded to each other with a seal frame interposed therebetween.

TFTアレイ基板2aは、光透過性及び電気絶縁性を有する基材、例えばガラス基板で
形成されている。この基板の表面には、複数本のソース線及びゲート線が所定の間隔をあ
けてマトリクス状に配線されて、それぞれのソース線及びゲート線が交差した領域にTF
Tが設けられている。また、それぞれのソース線及びゲート線で囲まれた領域は個々の画
素が形成された領域となっている。
The TFT array substrate 2a is formed of a base material having optical transparency and electrical insulation, for example, a glass substrate. On the surface of the substrate, a plurality of source lines and gate lines are wired in a matrix at predetermined intervals, and TF is formed in a region where each source line and gate line intersect.
T is provided. A region surrounded by each source line and gate line is a region where individual pixels are formed.

一方、カラーフィルタ基板2bは、TFTアレイ基板2aと同様に光透過性及び電気絶
縁性を有する基材、例えばガラス基板で形成されている。このカラーフィルタ基板2bの
表面には、TFTアレイ基板2aの各画素に対応した領域がブラックマトリクス(図示省
略)で個々に区画されている。また、この区画された領域のそれぞれには赤(R)、緑(
G)及び青(B)からなるカラーフィルタ4R、4G、4Bが設けられている。さらにま
た、このカラーフィルタ基板2bには透明導電材からなる共通電極が形成されている。な
お、共通電極を形成する透明導電材には、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)が使用さ
れている。
On the other hand, the color filter substrate 2b is formed of a base material having optical transparency and electrical insulation, for example, a glass substrate, like the TFT array substrate 2a. On the surface of the color filter substrate 2b, regions corresponding to the respective pixels of the TFT array substrate 2a are individually partitioned by a black matrix (not shown). Each of the divided areas has red (R), green (
Color filters 4R, 4G, and 4B made of G) and blue (B) are provided. Furthermore, a common electrode made of a transparent conductive material is formed on the color filter substrate 2b. For example, ITO (Indium Tin Oxide) is used as the transparent conductive material forming the common electrode.

液晶パネル2の組み立ては、先ず、TFTアレイ基板2a上の画素領域とカラーフィル
タ基板2b上のカラーフィルタ4R、4G、4Bとがそれぞれ対向するように両基板2a
、2bの表面を対向させ、この両基板2a、2b間にシール枠(図示省略)を介在させて
貼り合わせることで空の液晶パネルを形成する。次いで、この空の液晶パネルの両基板2
a、2b及びシール枠で囲まれた空間内に液晶が封入される。そして、各基板2a、2b
それぞれの外側の面に偏光板3a、3bが設けられて組み立てが終了する。
In assembling the liquid crystal panel 2, first, the two substrates 2a are arranged so that the pixel region on the TFT array substrate 2a and the color filters 4R, 4G, 4B on the color filter substrate 2b face each other.
An empty liquid crystal panel is formed by bonding the surfaces of the substrates 2a and 2b with a seal frame (not shown) interposed therebetween. Next, both substrates 2 of this empty liquid crystal panel
Liquid crystals are sealed in a space surrounded by a and 2b and the seal frame. And each board | substrate 2a, 2b
Polarizing plates 3a and 3b are provided on the respective outer surfaces, and the assembly is completed.

CNT−FEDパネル4は、カソード電極6が設けられたカソード基板5と、アノード
電極13が設けられたアノード基板12とを備え、これらの基板5、12を間にシール枠
を介在させて貼り合わせた構成を有している。
The CNT-FED panel 4 includes a cathode substrate 5 provided with a cathode electrode 6 and an anode substrate 12 provided with an anode electrode 13, and these substrates 5 and 12 are bonded together with a seal frame interposed therebetween. It has a configuration.

カソード基板5は、電気絶縁性を有する基材、例えば、ガラス、石英、アルミナ又はシ
リコン等で形成されている。このカソード基板5は、その表面の中央部が表示領域となっ
ており、この表示領域にはカソード電極6が形成されているとともに、このカソード電極
6の表面には複数個の電子放出素子7Aが形成された触媒電極層7が形成されている。
The cathode substrate 5 is formed of a base material having electrical insulation, such as glass, quartz, alumina, or silicon. The cathode substrate 5 has a display area at the center of the surface, and a cathode electrode 6 is formed in the display area, and a plurality of electron-emitting devices 7A are formed on the surface of the cathode electrode 6. The formed catalyst electrode layer 7 is formed.

これらの電子放出素子7Aを有する触媒電極層7は、カソード基板5上にカソード電極
6が形成された後、絶縁層8及びゲート電極9が所定の間隔をあけてマトリクス状に配列
されて、これらのゲート電極9により囲まれた箇所に形成されている。具体的には、絶縁
層8の上に積層されたゲート電極9によって囲まれたゲートホール10の底面に形成され
ている。
The catalyst electrode layer 7 having these electron-emitting devices 7A is formed by forming the cathode electrode 6 on the cathode substrate 5 and then arranging the insulating layer 8 and the gate electrode 9 in a matrix at a predetermined interval. It is formed at a location surrounded by the gate electrode 9. Specifically, it is formed on the bottom surface of the gate hole 10 surrounded by the gate electrode 9 stacked on the insulating layer 8.

カソード電極6は、例えば、クロム、チタニウム、アルミニウム又はタングステンから
なり、カソード基板5上に所定の間隔を空けてストライプ状に、あるいは、表示領域全体
に亘って形成されている。
The cathode electrode 6 is made of, for example, chromium, titanium, aluminum, or tungsten, and is formed on the cathode substrate 5 in a striped manner at a predetermined interval or over the entire display region.

ゲート電極9は、カソード電極6がストライプ状に形成されている場合にはカソード電
極6に交差(直交)するように、カソード電極6が表示領域全体に形成されている場合に
は、1画素領域を囲むように所定の間隔を空けてマトリクス状に形成されている。そして
、絶縁層8はゲート電極9の下部に配設されている。これらのカソード電極7、絶縁層8
及びゲート電極9は、先ず、カソード基板5上にカソード電極6が形成され、その上に絶
縁層8、ゲート電極9が設けられて、マスク等を利用してゲートホール10を形成する等
の一般的な半導体製造法で形成されている。
When the cathode electrode 6 is formed in the entire display area so that it intersects (orthogonally) the cathode electrode 6 when the cathode electrode 6 is formed in a stripe shape, the gate electrode 9 is one pixel region. It is formed in a matrix form with a predetermined interval so as to surround. The insulating layer 8 is disposed below the gate electrode 9. These cathode electrode 7 and insulating layer 8
First, the cathode electrode 6 is formed on the cathode substrate 5, the insulating layer 8 and the gate electrode 9 are provided on the cathode substrate 5, and the gate hole 10 is formed using a mask or the like. Formed by a typical semiconductor manufacturing method.

電子放出素子7Aは複数本のカーボンナノチューブで形成されている。このカーボンナ
ノチューブ7Aは、カソード電極6上に積層された触媒金属層7上の垂直方向に成長形成
されている。この触媒金属層7には、例えばコバルト、ニッケル、鉄、イットリウム又は
これらの合金が使用される。また、このカーボンナノチューブ7Aは、例えば、化学気相
蒸着(Chemical Vapor Deposition、以下、「CVD」という)法を用いて形成される。
このCVD法は、例えばアセチレンなどの炭素を含むガスと上記触媒金属とを高温状態で
化学反応させてカーボンナノチューブを成長させるものである。なお、このCVD方法は
、公知であるので詳細な説明は省略する。この方法で形成されたカーボンナノチューブ7
Aは、触媒金属層7上に単位面積当たり極めて高い密度で成長させることができる。そし
て、その先端部は例えば針状をなし、この針状先端部はカーボンナノチューブの長さ部分
に比べて極めて小さい直径、例えば数nm〜数十nm程度に形成できる。
The electron-emitting device 7A is formed of a plurality of carbon nanotubes. The carbon nanotubes 7A are grown and formed in the vertical direction on the catalytic metal layer 7 stacked on the cathode electrode 6. For the catalytic metal layer 7, for example, cobalt, nickel, iron, yttrium, or an alloy thereof is used. The carbon nanotubes 7A are formed by using, for example, a chemical vapor deposition (hereinafter referred to as “CVD”) method.
In this CVD method, for example, a carbon nanotube such as acetylene and a catalytic metal are chemically reacted at a high temperature to grow carbon nanotubes. Since this CVD method is known, a detailed description is omitted. Carbon nanotubes 7 formed by this method
A can be grown on the catalytic metal layer 7 at a very high density per unit area. For example, the tip portion has a needle shape, and the needle tip portion can be formed to have an extremely small diameter, for example, about several nm to several tens of nm, compared with the length of the carbon nanotube.

一方、アノード基板12は、光透過性及び電気絶縁性を有する基材、例えばガラス基板
で形成されている。このアノード基板12の表面には、カソード基板5の各画素に対応す
るようにブラックマトリクスで区画されて、この区画された領域にそれぞれ透明導電材か
らなるアノード電極13が配設され、これらのアノード電極13上には蛍光体、詳しくは
赤(R)、緑(G)及び青(B)を発色する電子線励起型蛍光体14R、14G、14B
が設けられている。なお、アノード電極13を構成する透明導電材はITOなどの透明な
導電物質で形成されている。
On the other hand, the anode substrate 12 is formed of a base material having optical transparency and electrical insulation, for example, a glass substrate. The surface of the anode substrate 12 is partitioned by a black matrix so as to correspond to each pixel of the cathode substrate 5, and anode electrodes 13 made of a transparent conductive material are respectively disposed in the partitioned regions. On the electrode 13, phosphors, specifically, electron beam excitation phosphors 14R, 14G, and 14B that develop red (R), green (G), and blue (B) colors.
Is provided. The transparent conductive material constituting the anode electrode 13 is formed of a transparent conductive material such as ITO.

CNT−FEDパネル4の組み立ては、先ず、カソード基板5に形成されたカーボンナ
ノチューブ7Aがアノード基板12のカラーフィルタ14R、14G、14Bと対向する
ように、両基板5、12の表面を対向させ、間にシール枠11が介在されて両基板5、1
2が貼り合わされ、内部に空間Sが形成される。次いで、この空間S内部が真空雰囲気と
なるように真空密封されることにより組み立てが完了する。この構成のCNT−FEDパ
ネルの空間Sの厚さは、例えば100μm〜700μm程度に形成できる。
The assembly of the CNT-FED panel 4 is as follows. First, the surfaces of both the substrates 5 and 12 are opposed so that the carbon nanotubes 7A formed on the cathode substrate 5 are opposed to the color filters 14R, 14G and 14B of the anode substrate 12. A seal frame 11 is interposed between the two substrates 5, 1
2 are bonded together to form a space S therein. Then, the assembly is completed by vacuum-sealing the space S so as to be in a vacuum atmosphere. The thickness of the space S of the CNT-FED panel having this configuration can be formed to about 100 μm to 700 μm, for example.

次に、このCNT−FEDパネルの動作を説明する。
このCNT−FEDパネル4のカソード電極6、ゲート電極9及びアノード電極13に
は、不図示のカソード電極制御回路、ゲート電極制御回路及びアノード電極制御回路がそ
れぞれ接続されて、所定の電圧及び信号が加えられるようになっている。すなわち、カソ
ード電極6には、カソード電極制御回路から負電圧、ゲート電極9にはゲート電極制御回
路から正電圧、アノード電極13にはアノード電極制御回路からゲート電極9よりもさら
に高い正電圧がそれぞれ印加されている。
Next, the operation of this CNT-FED panel will be described.
A cathode electrode control circuit, a gate electrode control circuit, and an anode electrode control circuit (not shown) are connected to the cathode electrode 6, the gate electrode 9 and the anode electrode 13 of the CNT-FED panel 4, respectively. It has come to be added. That is, the cathode electrode 6 has a negative voltage from the cathode electrode control circuit, the gate electrode 9 has a positive voltage from the gate electrode control circuit, and the anode electrode 13 has a higher positive voltage than the gate electrode 9 from the anode electrode control circuit. Applied.

この状態において、画像の表示を行う場合は、例えば、カソード電極6にカソード電極
制御回路から走査信号を入力し、ゲート電極9にゲート電極制御回路からビデオ信号を入
力する。或いは、カソード電極6にカソード電極制御回路からビデオ信号を入力し、ゲー
ト電極9にゲート電極制御回路から走査信号を入力する。これにより、カソード電極6と
ゲート電極9との間に電圧が印加され、これによってカーボンナノチューブ7Aの先端部
に電界が集中し、量子トンネル効果によって電子がエネルギー障壁を突き抜けて真空中へ
放出される。こうして放出された電子はアノード電極12に引き付けられてアノード基板
12側に移動し、アノード基板13の蛍光体14R、14G、14Bに衝突する。その結
果、それぞれの蛍光体14R、14G、14Bが電子の衝突により励起されて発光するた
め、この発光位置を画素単位で制御することにより、CNT−FEDパネル4上に所望の
画像を表示することができる。
In this state, when displaying an image, for example, a scanning signal is input to the cathode electrode 6 from the cathode electrode control circuit, and a video signal is input to the gate electrode 9 from the gate electrode control circuit. Alternatively, a video signal is input to the cathode electrode 6 from the cathode electrode control circuit, and a scanning signal is input to the gate electrode 9 from the gate electrode control circuit. As a result, a voltage is applied between the cathode electrode 6 and the gate electrode 9, whereby an electric field is concentrated on the tip of the carbon nanotube 7 A, and electrons are released through the energy barrier by the quantum tunnel effect into the vacuum. . The emitted electrons are attracted to the anode electrode 12 and moved to the anode substrate 12 side, and collide with the phosphors 14R, 14G, and 14B of the anode substrate 13. As a result, each of the phosphors 14R, 14G, and 14B emits light when excited by the collision of electrons, so that a desired image can be displayed on the CNT-FED panel 4 by controlling the light emission position in units of pixels. Can do.

表示装置1は、上記の液晶パネル2とCNT−FEDパネル4とを使用し、これらのパ
ネル2、4間にモアレ対策シート15を介在させて積層することによって形成される。こ
の積層構造は、例えば透明接着剤などを使用して結合される。ただし、両パネル2、4を
積層する際には、液晶パネル2のカラーフィルタ4R、4G、4B及びCNT−FEDパ
ネル4の蛍光体14R、14G、14Bが表示面からみて一直線上に配設されるようにし
、さらに一直線上に配設されるカラーフィルタ4R、4G、4B及び蛍光体14R、14
G、14Bが同色となるように積層する。
The display device 1 is formed by using the liquid crystal panel 2 and the CNT-FED panel 4 and laminating these panels 2 and 4 with a moire countermeasure sheet 15 interposed therebetween. The laminated structure is bonded using, for example, a transparent adhesive. However, when the panels 2 and 4 are stacked, the color filters 4R, 4G, and 4B of the liquid crystal panel 2 and the phosphors 14R, 14G, and 14B of the CNT-FED panel 4 are arranged in a straight line as viewed from the display surface. In addition, the color filters 4R, 4G, and 4B and the phosphors 14R and 14 are arranged on a straight line.
Laminate so that G and 14B have the same color.

上述した構成を備える表示装置1は、カーボンナノチューブ7Aを電界放出電子源とし
たCNT−FEDパネル4を使用しているので、このカーボンナノチューブ7Aが有する
特性を有効に利用することができる。すなわち、このカーボンナノチューブ7Aは触媒金
属層7上に単位面積当たり極めて高い密度で配置でき、さらにカーボンナノチューブ7A
の針状先端部の直径は数nm〜数十nm程度であるので、これらの先端部から効率よく多
くの電子を放出させることができる。しかも、この電子の放出は、印加する電圧を低くし
ても放出量が減少することがなく、消費電力も極めて少なくて済む。更に、カーボンナノ
チューブ7A自体は極めて強靭なものであることから、磨耗が殆どなく長寿命のものとな
る。したがって、この表示装置は、従来技術のものに比べて、極めて薄型及び小型化が可
能となり、また、高輝度及び低消費電力、長寿命でメンテナンスフリー化が実現できる。
Since the display device 1 having the above-described configuration uses the CNT-FED panel 4 using the carbon nanotubes 7A as field emission electron sources, the characteristics of the carbon nanotubes 7A can be effectively used. That is, the carbon nanotubes 7A can be arranged on the catalytic metal layer 7 with a very high density per unit area.
Since the diameter of the needle-shaped tip portion is about several nanometers to several tens of nanometers, many electrons can be efficiently emitted from these tip portions. Moreover, the electron emission does not decrease even when the applied voltage is lowered, and the power consumption is very small. Further, since the carbon nanotube 7A itself is extremely tough, it has almost no wear and has a long life. Therefore, this display device can be made thinner and smaller than those of the prior art, and can be made maintenance-free with high brightness, low power consumption and long life.

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されることなく種々
変更できるものである。例えば、液晶パネル2とCNT−FEDパネル4とを積層固定す
ることなく、所定の間隔を空けて配置するようにしてもよい。ただし、その際においても
液晶パネル2のカラーフィルタ4R、4G、4B及びCNT−FEDパネル4の蛍光体1
4R、14G、14Bが一直線上に同色配置されるように固定するものとする。
As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention can be variously changed without being limited to this. For example, the liquid crystal panel 2 and the CNT-FED panel 4 may be arranged at a predetermined interval without being laminated and fixed. However, even in this case, the color filters 4R, 4G, 4B of the liquid crystal panel 2 and the phosphor 1 of the CNT-FED panel 4 are used.
4R, 14G, and 14B shall be fixed so as to be arranged in the same color on a straight line.

この表示装置は、コンピュータ端末用や産業用、医学用、放送用などの幅広い分野にお
けるディスプレイ装置として有用となる。
This display device is useful as a display device in a wide range of fields such as computer terminals, industrial use, medical use, and broadcast use.

図1は実施例に係る表示装置を分解して示した縦断面図である。FIG. 1 is an exploded vertical sectional view of a display device according to an embodiment. 図2は従来技術の表示装置の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional display device.

符号の説明Explanation of symbols

1…表示装置 2…液晶パネル(第1表示パネル) 3a、3b…偏光板 4…CNT−
FEDパネル(第2表示パネル) 4R、4G、4B…カラーフィルタ 5…カソード基
板 6…カソード電極 7…触媒金属層 7A…カーボンナノチューブ(電子放出素子)
8…絶縁層 10…ゲートホール 11…シール枠 12…アノード基板 13…アノ
ード電極 14R、14G、14B…蛍光体 15…モアレ対策シート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Display apparatus 2 ... Liquid crystal panel (1st display panel) 3a, 3b ... Polarizing plate 4 ... CNT-
FED panel (second display panel) 4R, 4G, 4B ... color filter 5 ... cathode substrate 6 ... cathode electrode 7 ... catalytic metal layer 7A ... carbon nanotube (electron emitting device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 ... Insulating layer 10 ... Gate hole 11 ... Sealing frame 12 ... Anode substrate 13 ... Anode electrode 14R, 14G, 14B ... Phosphor 15 ... Moire countermeasure sheet

Claims (4)

第1、第2表示パネルを重ねて配置してなる表示装置であって、前記第2表示パネルは
カーボンナノチューブを用いたフィールド・エミッション・ディスプレイ(CNT−FE
D)パネルで形成され、前記第1表示パネルは液晶表示パネルで形成されるとともに前記
第2表示パネルの表示面側に配設されていることを特徴とする表示装置。
A display device in which a first display panel and a second display panel are stacked, wherein the second display panel is a field emission display (CNT-FE) using carbon nanotubes.
D) A display device formed by a panel, wherein the first display panel is formed by a liquid crystal display panel and is disposed on the display surface side of the second display panel.
前記CNT−FEDパネルは、
表面に積層されたカソード電極と、該カソード電極上に格子状に形成された絶縁層及び
ゲート電極と、該絶縁層及びゲート電極で囲まれた領域に形成された前記カーボンナノチ
ューブと、からなるカソード基板と、
前記カーボンナノチューブが配設された領域に対向する領域に形成されたアノード電極
と、該アノード電極上に設けられた複数色の蛍光体層と、からなるアノード基板と、
を有し、前記カソード基板及びアノード基板間には真空雰囲気が形成されていることを特
徴とする請求項1に記載の表示装置。
The CNT-FED panel is
A cathode comprising a cathode electrode laminated on the surface, an insulating layer and a gate electrode formed in a lattice shape on the cathode electrode, and the carbon nanotube formed in a region surrounded by the insulating layer and the gate electrode A substrate,
An anode substrate formed of an anode electrode formed in a region facing the region where the carbon nanotubes are disposed, and a plurality of color phosphor layers provided on the anode electrode;
The display device according to claim 1, wherein a vacuum atmosphere is formed between the cathode substrate and the anode substrate.
前記カーボンナノチューブは前記カソード電極上に触媒金属層が積層されて該触媒金属
層上に形成され、前記蛍光体層は赤、緑及び青を発色する電子線励起型蛍光体で形成され
ていることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
The carbon nanotube is formed on a catalytic metal layer formed by laminating a catalytic metal layer on the cathode electrode, and the phosphor layer is formed of an electron beam excited phosphor that emits red, green, and blue. The display device according to claim 2.
前記表示パネルとFEDパネルとの間には、モアレ対策シートが配設されていることを
特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の表示装置。
The display device according to claim 1, wherein a moire prevention sheet is disposed between the display panel and the FED panel.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014238442A (en) * 2013-06-06 2014-12-18 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブアメリカPanasonic Intellectual Property Corporation of America Imaging display device

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