JPH03187138A - Image display device - Google Patents

Image display device

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JPH03187138A
JPH03187138A JP32755689A JP32755689A JPH03187138A JP H03187138 A JPH03187138 A JP H03187138A JP 32755689 A JP32755689 A JP 32755689A JP 32755689 A JP32755689 A JP 32755689A JP H03187138 A JPH03187138 A JP H03187138A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron
cathode
gate electrode
cathode tip
transparent conductive
Prior art date
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Pending
Application number
JP32755689A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuro Mita
見田 充郎
Mutsuhiro Sekido
関戸 睦弘
Yasuhiro Ishii
康博 石井
Naoji Hayashi
林 直司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP32755689A priority Critical patent/JPH03187138A/en
Publication of JPH03187138A publication Critical patent/JPH03187138A/en
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  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve an image quality, and to achieve the long-life of an image display device by irradiating the radiation electron flow emitted from the point of a cathode, on a phosphor layer on a transparent conductive film, in such a way that an electron is amplified, through the electron multiplier plate provided between a gate electrode and the transparent conductive film. CONSTITUTION:Pass holes 30 are regularly arranged between a gate electrode 25 and a transparent conductive film 28 as an anode, while an electron multiplier plate 31 is formed out of a material having a characteristic as a secondary electron multiplier. The radiation electron flow emitted from a cathode point 26 is irradiated on a phosphor layer 29 on the transparent conductive film 28, by amplifying electron. The irradiation current required for each cathode point 26 to obtain necessary display luminance is reduced thereby, and the electron flow that runs into the gate electrode 25 can be reduced, whereby the degree of damage given to the cathode point 26 due to the bombardment of gas ions can be reduced. The working life can be expected to be longer, and an image of good quality can thus be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冷陰極から放出された放射電子流を蛍光体に
照射し、この蛍光体からの光により画像を表示する画像
表示装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an image display device that irradiates a phosphor with a stream of radiated electrons emitted from a cold cathode and displays an image using the light from the phosphor. It is.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第2図は、アイイーイーイー トランザクションズ オ
ブ エレクトロン デバイシズ (IEEETrans
actions of Electron Devic
es、 36 [1] (1989−1)、 C,A、
5pindt、  ”Field−Enitter A
rraysApplied to Vacuun Fl
uorescent Display” P、225−
227 )に記載された従来の画像表示装置を示す構成
図である。
Figure 2 shows IEEE Transactions of Electron Devices.
actions of Electron Device
es, 36 [1] (1989-1), C,A,
5pindt, “Field-Enitter A
rraysApplied to Vacuun Fl
uorescent Display” P, 225-
227) is a configuration diagram showing a conventional image display device described in Japanese Patent No. 227).

第2図に示される従来の装置においては、酸化M2で覆
われたSt基板1上にベース電極(陰極)3が形成され
、その上に絶縁膜4を介してゲート電f#!5が形成さ
れている。そして、ゲート電極5には数十から数百例の
電極孔6が形成されており、電極孔6内には円錐突起状
に形成された陰極尖端(図示せず)が形成されている。
In the conventional device shown in FIG. 2, a base electrode (cathode) 3 is formed on a St substrate 1 covered with oxide M2, and a gate electrode f#! 5 is formed. Several tens to hundreds of electrode holes 6 are formed in the gate electrode 5, and a cathode tip (not shown) formed in the shape of a conical projection is formed in the electrode hole 6.

一方、スペーサ7を挟んで基板1に対向して配置された
透明な前面基板8は、基板1に対向する開の面上にIT
O算よりなる透明導電膜(陽極)を有し、その上に蛍光
色の異なる3種の蛍光体層10が形成されている。
On the other hand, a transparent front substrate 8 placed opposite to the substrate 1 with a spacer 7 in between has an IT
The device has a transparent conductive film (anode) made of a transparent conductive film (anode), and three types of phosphor layers 10 having different fluorescent colors are formed thereon.

ここで第3図は、ジャーナル オブ アプライド フィ
ジックス(Journal of Applied P
l+ysics47  [12]  (1976−12
)(米)、 へ咄rican  In5tituteo
f  Physics、  C,八、5pindt、 
 ”Physical  propertiesof 
thin−filtm field 0IliSSiO
n CathOdeS withnolybdcnun
+ cones”、 P、5248−5263)に記載
の画像表示装置の陰極尖端部分を示す断面図である。そ
して、ここに示される陰極尖端は第2図では詳細が示さ
れていない符号6部分に適用できるものである。第3図
に示されるように、かかる装置においては、St基板1
1上に、SiO□よりなる絶縁膜12が形成され、さら
に絶縁膜12の空洞部12aの中央に円錐突起状の陰極
尖端13が形成されている。また、絶縁[12上には陰
極尖端13の先端部分を囲う電極孔14aを有するゲー
ト電極14が備えられている。
Here, Figure 3 is from the Journal of Applied Physics.
l+ysics47 [12] (1976-12
) (US), Helican In5tituteo
f Physics, C, 8, 5pindt,
”Physical properties of
thin-filtm field 0IliSSiO
n CathOdeS withnolybdcnun
2 is a cross-sectional view showing the cathode tip portion of the image display device described in ``Cones'', P, 5248-5263).The cathode tip shown here is indicated by the reference numeral 6, the details of which are not shown in FIG. As shown in FIG. 3, in such an apparatus, the St substrate 1
1, an insulating film 12 made of SiO□ is formed, and a cathode tip 13 in the shape of a conical projection is formed in the center of a cavity 12a of the insulating film 12. Furthermore, a gate electrode 14 having an electrode hole 14a surrounding the tip portion of the cathode tip 13 is provided on the insulator [12].

そして、陰極尖端13から電子を放出させるために10
7V/am程度の強電界を印加して、陰極尖f4A13
から電子流を放出させ、この放射電子流を透明導電膜(
第2図の符号9)で加速し集合させ蛍光体層(第2図の
符号10)に照射して画像を表示している。
Then, in order to emit electrons from the cathode tip 13, 10
Applying a strong electric field of about 7V/am, the cathode tip f4A13
emit an electron current from the transparent conductive film (
The light is accelerated and aggregated by reference numeral 9 in FIG. 2 and irradiated onto the phosphor layer (reference numeral 10 in FIG. 2) to display an image.

一方、第4図は、プロシーデインダス オブザ ニスア
イデー(Proceedings of the SI
D、 29/3. (1988)、 J、R,Hans
ell、 ”The Achievetgent of
color in the 12−in、 chann
el−nultiplier CRT”P、201−2
05 )に記載の電子増倍機能板を組み込んだ平面形C
RTを示す外観斜視図、第5図は第4図の要部を拡大し
て示す概略断面図ある。このCRTでは、電子銃21か
ら放出された電子ビームは、第一次偏向電極22、反転
・収束レンズ23、第二次偏向電極24により折り返さ
れ平面形の偏向制御を受けた後、電子増倍機能板25に
入射して電子増倍された電子流は、第5図に示されるよ
うに、加速型f!26により加速、収束されながら引き
出され、三原色選択のための偏向電極27により偏向さ
れ、前面基板28上のR(赤)、G(緑)、B(青)の
蛍光体29に照射される。
On the other hand, Figure 4 shows the Procedures of the SI
D, 29/3. (1988), Hans, J.R.
ell, “The Achievement of
color in the 12-in, channel
el-multiplier CRT"P, 201-2
Planar type C incorporating the electron multiplier function board described in 05)
FIG. 5 is an external perspective view showing the RT, and FIG. 5 is a schematic sectional view showing an enlarged main part of FIG. 4. In this CRT, an electron beam emitted from an electron gun 21 is reflected by a primary deflection electrode 22, an inversion/convergence lens 23, and a secondary deflection electrode 24, and after being subjected to planar deflection control, the electron beam is multiplied. The electron flow incident on the function board 25 and multiplied by the electrons is an accelerated type f!, as shown in FIG. The light is extracted while being accelerated and converged by the light beam 26, deflected by the deflection electrode 27 for selecting the three primary colors, and irradiated onto the R (red), G (green), and B (blue) phosphors 29 on the front substrate 28.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、第2図及び第3図に示される従来例にお
いては、陰極尖端から電子を放出させるために107V
/c+n程度の強電界を必要とするので、極めて尖鋭な
先端部分を持つtta極尖端が必要であった。このため
、残留ガスイオンの衝撃による損傷が陰極尖端の狭い面
積(尖鋭な先端部分)に集中することとなり、陰極尖端
の動作寿命が短かくなるという問題があった。
However, in the conventional example shown in FIG. 2 and FIG.
Since a strong electric field on the order of /c+n is required, an extremely sharp tta tip is required. For this reason, damage caused by the impact of residual gas ions concentrates on a narrow area (sharp tip portion) of the cathode tip, resulting in a problem that the operational life of the cathode tip is shortened.

また、第4図及び第5図に示される従来例においては、
通常のCRTよりは表示装置の体積が大幅に低減されて
いるものの、液晶、EL、又はプラズマ表示装置に比べ
て薄形にはできない問題があった。
Furthermore, in the conventional example shown in FIGS. 4 and 5,
Although the volume of the display device is significantly reduced compared to a normal CRT, there is a problem that it cannot be made thinner than a liquid crystal, EL, or plasma display device.

さらに、1本の電子銃からの電子ビームを三原色選択の
ために個々に収束、偏向させる必要があり、このために
装置の11造が複雑になる問題があった。さらにまた、
偏向電極は比較的大きな容量(15nF)を持ち、偏向
電圧70V、スイッチング時間2〜3μsの条件でスイ
ッチングするために0.5A程度の過大なピーク電流を
要するので、比較的大きな電力の駆動回路を必要とする
問題があった。
Furthermore, it is necessary to individually converge and deflect the electron beam from one electron gun in order to select the three primary colors, which poses the problem of complicating the structure of the apparatus. Furthermore,
The deflection electrode has a relatively large capacitance (15 nF), and an excessive peak current of about 0.5 A is required for switching under the conditions of a deflection voltage of 70 V and a switching time of 2 to 3 μs, so a relatively large power drive circuit is required. There was a problem that required it.

そこで、本発明は、上記した従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、動作
寿命が長く、構成が小さく且つ簡易であり、画質が良く
、信頼性の高い画像表示装置を提供することにある。
Therefore, the present invention has been made to solve the problems of the prior art described above, and its objectives are to provide a system with a long operating life, a small and simple configuration, good image quality, and high reliability. An object of the present invention is to provide an image display device.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明に係る画像表示装置は、絶縁基板と、上記絶縁基
板上に備えられた陰極と、上記陰極上に、尖鋭な先端部
分を持つ突起状に形成された#極尖輛と、上記陰極尖端
を囲う電極孔を有するように形成されたゲート電極と、
上記絶縁基板に対して所定間隔をあけて対向配置される
透明基板と、上記透明基板の上記陰極尖端に対向する側
の面上に備えられた陽極と、上記陽極上に備えられ、上
記陰極尖端から上記陽極に放出される放射電子流を受け
て発光する蛍光体層とを有する画像表示装置において、
上記ゲート電極と上記陽極との間に、電子増幅機能を持
つ内面を有する通孔により上記陰極尖端からの放射電子
流を電子増幅する電子場@機能板を備えたことによって
構成される。
An image display device according to the present invention includes an insulating substrate, a cathode provided on the insulating substrate, a #polar tip formed on the cathode in the shape of a protrusion having a sharp tip, and the cathode tip. a gate electrode formed to have an electrode hole surrounding the
a transparent substrate disposed opposite to the insulating substrate at a predetermined interval; an anode provided on a surface of the transparent substrate opposite to the cathode tip; and an anode provided on the anode and provided with the cathode tip. an image display device comprising: a phosphor layer that emits light in response to a radiant electron flow emitted from the anode to the anode;
An electron field@function plate is provided between the gate electrode and the anode to amplify the emitted electron flow from the cathode tip by means of a through hole having an inner surface having an electron amplification function.

〔作 用〕[For production]

本発明においては、ゲート電極と陽極との間に電子増倍
機能板を備え、陰極尖端から放出された放射電子流を電
子増幅して陽極上の蛍光体層に照射している。このよう
にすることにより、必要な表示輝度を得るために個々の
陰極尖端に要求される放射電流を低くできるので、ゲー
ト電極に流入する電子流を減少させることができ、さら
に、ガスイオンの衝突による陰極尖端の損傷の程度を軽
減できる。
In the present invention, an electron multiplier plate is provided between the gate electrode and the anode to amplify the electron flow emitted from the cathode tip and irradiate the phosphor layer on the anode. In this way, the emission current required by each cathode tip to obtain the required display brightness can be lowered, thereby reducing the electron flow flowing into the gate electrode and further reducing the gas ion collisions. This can reduce the degree of damage to the cathode tip caused by

〔実施例〕〔Example〕

以下に本発明を図示の実施例に基づいて説”JJする。 The present invention will be explained below based on the illustrated embodiments.

第1図は本発明に係る画像表示装置の一実施例を示す梢
或図、第6図(a)、(b)は本実施例の電子増倍機能
板31の通孔配置の例を示す平面図、第7図は本実施例
の電子増倍機能板31を示す断面図である。
FIG. 1 is a top view showing one embodiment of the image display device according to the present invention, and FIGS. 6(a) and (b) show an example of the hole arrangement of the electron multiplier function board 31 of the present embodiment. The plan view and FIG. 7 are cross-sectional views showing the electron multiplier function board 31 of this embodiment.

第1図に示されるように、本実旋削においては、背面基
板であるSL基板21上に備えられた厚さ0.5〜1.
0am程度の絶縁膜22の上面に、厚さ0.5μm程度
のストライプ状のベース電極(陰11i)23が備えら
れ、その上に、厚さ0.5〜1.5μm程度の絶縁膜2
4、厚さ0.2〜1゜0μm程度のMoよりなるストラ
イプ状のゲート電極25が順に備えられている。また、
絶縁膜24とゲート電極25には、それぞれ直径1.5
〜3.0μm程度の空洞部24aとゲート電極孔25a
とが数個〜数百個設けられている。さらに、ベース電極
23上にあるそれぞれの空洞部24a(電極孔25a〉
内に、先端部分の曲線半径を0゜05〜0,2μm程度
としたMoよりなる陰極尖端26を1個配置している。
As shown in FIG. 1, in actual turning, the thickness of the SL substrate 21, which is the back substrate, is 0.5 to 1.5 mm.
A striped base electrode (negative 11i) 23 with a thickness of about 0.5 μm is provided on the upper surface of the insulating film 22 with a thickness of about 0 am, and an insulating film 2 with a thickness of about 0.5 to 1.5 μm is provided on the base electrode (negative 11i) 23 with a thickness of about 0.5 μm.
4. Striped gate electrodes 25 made of Mo and having a thickness of about 0.2 to 1.0 μm are sequentially provided. Also,
The insulating film 24 and the gate electrode 25 each have a diameter of 1.5 mm.
~3.0 μm cavity portion 24a and gate electrode hole 25a
There are several to hundreds of . Furthermore, each cavity 24a (electrode hole 25a) on the base electrode 23
Inside, one cathode tip 26 made of Mo is disposed with a curved radius of about 0.05 to 0.2 μm at the tip.

一方、St基板21に対向して透明ガラス製の前面基板
27が配置されており、この前面基板27の陰極尖端2
6測の面に陽極としての透明導電膜28が備えられてい
る。さらに、透明導電膜28上には蛍光によりR(赤)
、G(緑)、B(青)色の光を出す蛍光体層2つがスト
ライプ状に備えられている。
On the other hand, a front substrate 27 made of transparent glass is arranged opposite to the St substrate 21, and the cathode tip 2 of this front substrate 27 is disposed opposite to the St substrate 21.
A transparent conductive film 28 as an anode is provided on each of the six sides. Furthermore, R (red) is displayed on the transparent conductive film 28 by fluorescence.
Two phosphor layers that emit light of colors , G (green), and B (blue) are provided in a striped pattern.

そして、本実施例においては、ゲート電@25と透明導
電膜28との間に、例えば、第6図(a)又は同図(b
)に示されるような規則的な配列を有する通孔30が配
置され、この通孔30により陰極尖端26からの放射電
子流を電子増幅する電子増倍機能板31を備えている。
In this embodiment, for example, there is a connection between the gate electrode @ 25 and the transparent conductive film 28 in FIG. 6(a) or FIG.
) are arranged in a regular array through holes 30 as shown in FIG.

この電子増倍機能板31は、例えばM g O、CS 
20等の二次電子増倍特性を有する材質よりなる。また
、その通孔30内を通る電子流に対して加速電界を形成
させるための入力側電極32と出力側を極33が設けら
れている。
This electron multiplier function board 31 is made of, for example, MgO, CS
It is made of a material having secondary electron multiplication characteristics such as 20. Further, an input side electrode 32 and an output side pole 33 are provided for forming an accelerating electric field for the electron flow passing through the through hole 30.

本実施例では、第6図(a)に示されるように、1つの
通孔30に1画素(ここでいう画素は、1つの電極孔内
にある陰極尖端により表示される範囲をいう)を対応さ
せることができ、また、第6図(b)に示されるように
、複数の通孔30を1画素に対応させ、画素毎の増倍利
得を平均化して、画素間の輝度ばらつきを小さくするこ
ともできる。
In this embodiment, as shown in FIG. 6(a), one pixel (here, pixel refers to the range displayed by the cathode tip located within one electrode hole) is provided in one through hole 30. In addition, as shown in FIG. 6(b), a plurality of through holes 30 can be made to correspond to one pixel, and the multiplication gain for each pixel can be averaged to reduce luminance variations between pixels. You can also.

ここで、通孔30の長さ(電子増倍機能板31の厚さ方
向の長さ)を通孔30の等価的な直径の数倍〜数十倍に
設定することにより数十〜数百倍の増倍利得を実現でき
る。
Here, by setting the length of the through hole 30 (the length in the thickness direction of the electron multiplier function board 31) to several times to several tens of times the equivalent diameter of the through hole 30, the length can be set to several tens to several hundreds. A double multiplication gain can be achieved.

画像を表示する場合には、陰極尖端26から電子を放出
させるためにゲート電極25により陰極尖#i26に電
界を印加して電子流を放出させる。
When displaying an image, an electric field is applied to the cathode tip #i26 by the gate electrode 25 to cause electron flow to be emitted from the cathode tip #i26.

すると、この放射電子流は入力側電極32と出力側電極
33により電位勾配が形成される電子増倍機能板31の
通孔30に入射される。ここで入射された電子流は電子
増倍機能を持っ通孔30の内面に当たって増倍され、ま
た、透明導電膜28で蛍光体29の方向に加速し集合さ
れ、蛍光体29に照射される。蛍光体29は電子流の照
射により励起され、所定の色の光を透明電極膜28と前
面基板27を通して出力し、画像を表示する。
Then, this radiated electron flow is incident on the through hole 30 of the electron multiplier function board 31 where a potential gradient is formed by the input side electrode 32 and the output side electrode 33. The electron flow incident here has an electron multiplication function and is multiplied by hitting the inner surface of the through hole 30, and is also accelerated and collected in the direction of the phosphor 29 by the transparent conductive film 28, and is irradiated onto the phosphor 29. The phosphor 29 is excited by the electron flow and outputs light of a predetermined color through the transparent electrode film 28 and the front substrate 27 to display an image.

以上説明したように、本実施例においては、ゲート電極
25と透明導電g!28との間に、電子増倍機能板31
を備え、陰極尖端26から放出された放射電子流を電子
増幅して透明導電膜28上の蛍光体層29に照射してい
る。このようにすることにより、必要な表示輝度を得る
ために個々の陰極尖f@26に要求される放射電流を数
十分の−から数百骨の−まで大幅に減少させることがで
きるため、ゲート電極に流入する電子流を減少させるこ
とができる。よって、ゲート電流の低減によりゲート電
圧制御のための駆動回路(図示せず)の負担を軽減させ
ることができる。また、ゲート電流を低減することによ
り、ゲート電極に流れる電流による電圧降下は小さなり
、この電圧降下による輝度むらを小さくできるので、画
質を向上させることができる。
As explained above, in this embodiment, the gate electrode 25 and the transparent conductive g! 28, an electron multiplier function board 31
The radiant electron current emitted from the cathode tip 26 is amplified and irradiated onto the phosphor layer 29 on the transparent conductive film 28 . By doing so, the radiation current required for each cathode tip f@26 to obtain the necessary display brightness can be significantly reduced from several tens of minutes to several hundred bones. The flow of electrons flowing into the gate electrode can be reduced. Therefore, by reducing the gate current, it is possible to reduce the burden on a drive circuit (not shown) for gate voltage control. Furthermore, by reducing the gate current, the voltage drop caused by the current flowing through the gate electrode can be reduced, and the brightness unevenness caused by this voltage drop can be reduced, so that image quality can be improved.

さらに、陰極尖@26の電界の低減は、残留ガスイオン
による衝撃エネルギの低減を意味し、また、陰極尖f@
26の曲率半径の拡大を可能とするものであるから、ガ
スイオンの衝突による陰極尖@26の損傷の程度を軽減
でき、装置の動作寿命を長くすることができる。
Furthermore, a reduction in the electric field at the cathode tip @26 means a reduction in the impact energy due to residual gas ions, and also a reduction in the electric field at the cathode tip f@26.
Since the radius of curvature of the cathode tip 26 can be expanded, the degree of damage to the cathode tip @26 due to gas ion collisions can be reduced, and the operating life of the device can be extended.

また、本実施例によれば、第5図に示したように、電子
増倍機能板31に直接対向して蛍光体層29面が設定さ
れており、第4図及び第5図の従来例のようにRGB選
択制御のための偏向amを必要とせず、inの簡素化、
薄型化を図ることができる。
Further, according to this embodiment, as shown in FIG. 5, the surface of the phosphor layer 29 is set directly facing the electron multiplier function plate 31, and the conventional example shown in FIGS. No need for deflection am for RGB selection control, simplification of in,
The thickness can be reduced.

尚、第8図は電子増倍機能板の他の例を示す断面図であ
る。この電子増倍機能板では、例えば、8102等の絶
縁性薄板61に電子の通孔が配列され、この通孔の内面
に例えばMgO1C820等の二次電子増倍特性を有す
る半絶縁性皮膜62が設けられ、さらに電子流に対する
加速電界形成のための@極63.64が設けられている
。この実施例においても、第1図と同様に効率的な電子
増倍を行うことができる。
Incidentally, FIG. 8 is a sectional view showing another example of the electron multiplier function board. In this electron multiplier function board, electron holes are arranged in an insulating thin plate 61 such as 8102, and a semi-insulating film 62 having secondary electron multiplier properties such as MgO1C820 is formed on the inner surface of the hole. Further, @poles 63, 64 are provided for forming an accelerating electric field for the electron flow. In this embodiment as well, efficient electron multiplication can be performed as in FIG. 1.

第9図は本発明の他の実施例を示す構成国、第10図は
本実施例の電子流Eの説明図である。尚、図においては
、第1図の実施例に対応する構成部分について同一の符
号を付して説明する。
FIG. 9 is a diagram illustrating the constituent countries of another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an explanatory diagram of the electron flow E of this embodiment. In the drawings, the same reference numerals are given to the components corresponding to the embodiment shown in FIG.

本実施例においては、背面基板であるSt基板21上に
備えられた厚さ0.5〜1.0μm程度の絶縁膜22の
上面に、厚さ0.5μm程度のストライプ状のベース電
極(陰極)23が備えられ、その上に、厚さ0.5〜1
.5μm程度の絶縁膜24、厚さ0.2〜1.O)tm
程度のMoよりなるストライプ状のゲートTh極25が
順に備えられている。また、絶縁FyA24とゲート電
極25には、それぞれ直径1.5〜3.Oczm程度の
空洞部24aとゲート電極孔25aとが数個〜数百個設
けられている。さらに、ベース電極23上にあるそれぞ
れの空洞部24a(電極孔25a)内に、先端部分の曲
線半径を0.05〜0.2μm程度としたMoよりなる
陰極尖端26を複数個配置している。
In this embodiment, a striped base electrode (cathode ) 23 with a thickness of 0.5 to 1
.. Insulating film 24 of about 5 μm, thickness 0.2 to 1. O)tm
Striped gate Th electrodes 25 made of Mo are sequentially provided. Further, the insulating FyA 24 and the gate electrode 25 each have a diameter of 1.5 to 3. Several to hundreds of cavity portions 24a and gate electrode holes 25a each having a size of approximately Oczm are provided. Further, in each cavity 24a (electrode hole 25a) on the base electrode 23, a plurality of cathode tips 26 made of Mo and having a curved radius of about 0.05 to 0.2 μm at the tip are arranged. .

一方、Si基板21に対向して透明ガラス製の前面基板
27が配置されており、この前面基板27の陰極尖端2
6011の面に陽極としての透明導電膜28が備えられ
ている。さらに、透明導電膜28上には蛍光によりR(
赤)、G(緑)、B(青)色の光を出す蛍光体層29が
ストライプ状に備えられている。
On the other hand, a front substrate 27 made of transparent glass is arranged opposite to the Si substrate 21, and the cathode tip 2 of this front substrate 27 is disposed opposite to the Si substrate 21.
A transparent conductive film 28 as an anode is provided on the surface 6011. Furthermore, R(
A phosphor layer 29 that emits light of red (red), G (green), and B (blue) colors is provided in a striped pattern.

そして、本実施例においては、ゲート電極25と透明導
電1i28との間に、ランダムな大きさで且つランダム
な形状の小室を連通させて構成された複数の通孔30を
ランダムな位置に配置し、この通孔により陰極尖端26
からの放射電子流を電子増幅する電子増倍機能板31を
備えている。この電子増倍機能板31は、例えばMgO
1Cs20等の二次電子増倍特性を有する材質よりなり
、例えば、二次電子増倍機能を有する薄板に発泡性の材
料を混合し焼成するといった公知の方法により製作され
る。また、その通孔30内を通る電子流に対して加速電
界を形成させるための入力側電極32と出力側型@33
が設けられている6本実施例では、通孔30の開口面積
は、ゲート電極孔25a内の複数個の電子流を集合させ
るように設定される。ここで、通孔の長さ(電子増倍機
能板31の厚さ方向の長さ)を通孔30の等価的な直径
の数倍〜数十倍に設定することにより数十〜数百倍の増
倍利得を実現できる。
In this embodiment, a plurality of through holes 30, which are formed by communicating small chambers of random size and random shape, are arranged at random positions between the gate electrode 25 and the transparent conductor 1i28. , this hole allows the cathode tip 26 to
It is equipped with an electron multiplier function board 31 that amplifies the emitted electron flow from the radiated electron flow. This electron multiplier function board 31 is made of, for example, MgO
It is made of a material having a secondary electron multiplication property such as 1Cs20, and is manufactured by a known method such as mixing a foaming material with a thin plate having a secondary electron multiplication property and firing the mixture. In addition, an input side electrode 32 and an output side type @33 are used to form an accelerating electric field for the electron flow passing through the through hole 30.
In this embodiment, the opening area of the through hole 30 is set so as to collect a plurality of electron flows in the gate electrode hole 25a. Here, by setting the length of the through hole (the length in the thickness direction of the electron multiplier function board 31) to several times to several tens of times the equivalent diameter of the through hole 30, the length can be several tens to several hundred times larger. It is possible to achieve a multiplication gain of

画像を表示する場合には、陰極尖端26から電子を放出
させるためにゲート電極25により陰極尖端26に電界
を印加して電子流を放出させる。
When displaying an image, an electric field is applied to the cathode tip 26 by the gate electrode 25 to cause electron flow to be emitted from the cathode tip 26 in order to cause the cathode tip 26 to emit electrons.

すると、この放射電子流は入力側電極32と出力側型t
if133により電位勾配が形成される電子増倍機能板
31の通孔30に入射される。ここで入射された電子流
はランダムな大きさでランダムな形状を持つ電子増倍機
能を持つ通孔30の内面に当たって増倍され、また、透
明導電膜28で蛍光体29の方向に加速し集合され、蛍
光体29に照射される。蛍光体29は電子流の照射によ
り励起され、所定の色の光を透明型+[[28と前面基
板27を通して出力し、画像を表示する。
Then, this radiation electron flow flows between the input side electrode 32 and the output side type t.
The light enters the through hole 30 of the electron multiplier function board 31 where a potential gradient is formed by if133. The incident electron flow here is multiplied by hitting the inner surface of the through hole 30, which has a random size and random shape and has an electron multiplication function, and is also accelerated in the direction of the phosphor 29 by the transparent conductive film 28 and aggregated. and irradiates the phosphor 29. The phosphor 29 is excited by the electron flow and outputs light of a predetermined color through the transparent type 28 and the front substrate 27 to display an image.

以上説明したように、本実施例においては、ゲート電極
25と透明導電膜28との間に、ランダムな大きさで且
つランダムな形状の小室を連通させて構成された複数の
通孔30をランダムな位置に配置して構成された電子増
倍機能板31を備え、陰極尖端26から放出された放射
電子流を電子増幅して透明導電v428上の蛍光体層2
9に照射している。このようにすることにより、必要な
表示輝度を得るために個々の陰極尖端26に要求される
放射電流を数十分の−から数百分の−まで大幅に減少さ
せることができるため、ゲート電極に流入する電子流を
減少させることができる。よって、ゲート電流の低減に
よりゲート電圧制御のための駆動回路(図示せず)の負
担を軽減させることができる。また、ゲート電流を低減
することにより、ゲート電極に流れる電流による電圧降
下は小さなり、この電圧降下による輝度むらを小さくで
きるので、画質を向上させることができる。
As explained above, in this embodiment, a plurality of through holes 30, which are formed by communicating small chambers of random size and random shape, are randomly formed between the gate electrode 25 and the transparent conductive film 28. The phosphor layer 2 on the transparent conductive v428 is equipped with an electron multiplier plate 31 configured to be arranged at a position that amplifies the emitted electron flow emitted from the cathode tip 26.
9 is irradiated. By doing so, the radiation current required for each cathode tip 26 to obtain the necessary display brightness can be significantly reduced from tens of minutes to hundreds of minutes, so that the gate electrode The flow of electrons flowing into the substrate can be reduced. Therefore, by reducing the gate current, it is possible to reduce the burden on a drive circuit (not shown) for gate voltage control. Furthermore, by reducing the gate current, the voltage drop caused by the current flowing through the gate electrode can be reduced, and the brightness unevenness caused by this voltage drop can be reduced, so that image quality can be improved.

さらに、陰極尖r!1A26の電界の低減は、残留ガス
イオンによる衝撃エネルギの低減を意味し、また、陰極
尖tIM26の曲率半径の拡大を可能とするものである
から、ガスイオンの衝突による陰極尖端26の損傷の程
度を軽減でき、装置の動作寿命を長くすることができる
Furthermore, the cathode tip r! Reducing the electric field of 1A26 means reducing the impact energy caused by residual gas ions, and also makes it possible to expand the radius of curvature of the cathode tip tIM26, so the degree of damage to the cathode tip 26 due to gas ion collisions can be reduced. The operating life of the device can be extended.

また、ランダムな大きさで且つランダムな形状の小室を
連通させて構成された複数の通孔30をランダムな位置
に配置した電子増倍機能板31の製造は発泡性の材料を
混合し焼成するといった簡単な方法によるのであり、製
造コストが通孔を規則的に配列したものより低いので、
装置の価格を低く抑えることができる。
In addition, the electron multiplier function board 31, which has a plurality of through holes 30 arranged at random positions, which are formed by communicating small chambers of random size and random shape, is manufactured by mixing foaming materials and firing them. This is a simple method, and the manufacturing cost is lower than that of a regular arrangement of through holes.
The price of the device can be kept low.

さらにまた、1個の通孔が1個の画素(ここでいう画素
は、1つの電極孔内にある陰極尖端により表示される範
囲をいう)に対応するのではなく、複数個の通孔30を
1画素に対応させることができるので、電子増倍機能板
31による画素毎の増倍利得が平均化され、画素間の輝
度ばらつきの小さい良好な画質を得ることができる。
Furthermore, one through hole does not correspond to one pixel (here, pixel refers to the area displayed by the cathode tip located within one electrode hole), but rather multiple through holes 30. can be made to correspond to one pixel, the multiplication gain of each pixel by the electron multiplier function board 31 is averaged, and it is possible to obtain good image quality with small luminance variations between pixels.

また、本実施例によれば、第5図に示したように、電子
増倍機能板31に直接対向して蛍光体層29面が設定さ
れており、第4図及び第5図の従来例のようにRGB選
択制御のための偏向機構を必要とせず、構造の簡素化、
薄型化を図ることができる。
Further, according to this embodiment, as shown in FIG. 5, the surface of the phosphor layer 29 is set directly facing the electron multiplier function plate 31, and the conventional example shown in FIGS. It does not require a deflection mechanism for RGB selection control, simplifying the structure,
The thickness can be reduced.

尚、第11図は第9図の実施例に適用される電子増倍機
能板の他の例を示す断面図である。この電子増倍機能板
41では、例えば、MgO,Cs2O等の二次電子増倍
特性を有する半絶縁性薄板に電子の通孔がランダムに配
列し、通孔内を通る電子流に対して加速電界を与える、
電極42.43が電子増倍機能板41の両開に設けられ
ている。
Incidentally, FIG. 11 is a sectional view showing another example of the electron multiplier function board applied to the embodiment of FIG. 9. In this electron multiplier function board 41, electron holes are randomly arranged in a semi-insulating thin plate having secondary electron multiplication properties such as MgO, Cs2O, etc., and the electron flow passing through the holes is accelerated. give an electric field,
Electrodes 42 and 43 are provided on both sides of the electron multiplier plate 41.

また、第12図は第9図の実施例に適用される電子増倍
機能板のさらに他の例を示す断面図である。
Moreover, FIG. 12 is a sectional view showing still another example of the electron multiplier function board applied to the embodiment of FIG. 9.

この電子増倍機能板では、例えば、SiO2等の絶縁性
薄板51に電子の通孔がランダムに配列され、この通孔
の内面に例えばMgO1C820等の二次電子増倍特性
を有する半絶縁性成fi52が設けられ、さらに電子流
に対する加速電界形成のための電極53.54が設けら
れている。第11図及び第12図のいずれの実施例にお
いても、第9図と同様に効率的な電子増倍を行うことが
できる。
In this electron multiplier function board, electron holes are randomly arranged in an insulating thin plate 51 made of, for example, SiO2, and a semi-insulating material having secondary electron multiplier properties, such as MgO1C820, is formed on the inner surface of the hole. fi 52 is provided, and electrodes 53 and 54 for forming an accelerating electric field for electron flow are also provided. In both the embodiments shown in FIG. 11 and FIG. 12, efficient electron multiplication can be performed in the same manner as in FIG. 9.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明においては、電子増倍機能
板を備え、陰極尖端から放出された放射電子流を電子増
幅して透明導電膜上の蛍光体層に照射するようにし、個
々の陰極尖端に要求される放射電流を大幅に減少させて
ゲート電極に流入する電子流を減少させたので、ゲート
電圧制御のための駆動回路の負担を軽減でき、装置の信
頼性を向上させることができる。また、ゲート電流を低
減することにより、ゲート電極に流れる電流による電圧
降下は小さなり、この電圧降下による輝度むらを小さく
できるので、画質を向上させることができる。
As explained above, in the present invention, an electron multiplier plate is provided to amplify the radiation electron flow emitted from the cathode tip and irradiate it to the phosphor layer on the transparent conductive film. The radiation current required at the tip is significantly reduced, and the electron flow flowing into the gate electrode is reduced, which reduces the burden on the drive circuit for gate voltage control and improves the reliability of the device. . Furthermore, by reducing the gate current, the voltage drop caused by the current flowing through the gate electrode can be reduced, and the brightness unevenness caused by this voltage drop can be reduced, so that image quality can be improved.

さらに、陰極尖端の電界の低減は、残留ガスイオンによ
る衝撃エネルギの低減を意味し、また、陰極尖端の曲率
半径の拡大を可能とするものであるから、ガスイオンの
衝突による陰極尖端の損傷の程度を軽減でき、装置の動
作寿命を−長くすることができる。
Furthermore, reducing the electric field at the cathode tip means reducing the impact energy caused by residual gas ions, and also makes it possible to expand the radius of curvature of the cathode tip, which reduces damage to the cathode tip due to gas ion collisions. The operating life of the device can be extended.

また、電子増倍機能板に直接対向して蛍光体層面が設定
されており、RGB選択制御のための偏向機構を必要と
せず、構造の簡素化、薄型化を図ることかできる。
Further, since the phosphor layer surface is set directly opposite the electron multiplier function plate, there is no need for a deflection mechanism for RGB selection control, and the structure can be simplified and made thinner.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る画像表示装置の一実施例を示す構
成図、 第2図は従来の画像表示装置の一例を示す構成図、 第3図は従来の画像表示装置の陰極尖端部分を示す断面
図、 第4図は従来の電子増倍機能板を組み込んだ平面形CR
Tを示す外観斜視図、 第5図は第4図の要部を拡大して示す概略断面図、 第6図(a)、(b)は第1図の電子増倍機能板の通孔
配置の例を示す平面図、 第7図は第1図の電子増倍機能板を示す断面図、第8図
は第1図の実施例に適用される電子増倍機能板の他の例
を示す断面図、 第9図は本発明の他の実施例を示す構成図、第10図は
第9図の実施例における電子流の説明図、 第11図及び第12図は第9図の実施例における電子増
倍機能板の他の例を示す断面図である。 21・・・St基板 22・・・絶縁膜 23・・・ベース電極(陰極) 24・・・絶縁膜 24a・・・空洞部 25・・・ゲート電極 25a・・・ゲート電極孔 26・・・陰極尖端 27・・・前面基板 28・・・透明導電膜 29・・・蛍光体層 30・・・通孔 31・・・電子増倍機能板 32・・・入力1lII電極 33・・・出力1111電極
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an image display device according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an example of a conventional image display device, and FIG. 3 is a block diagram showing an example of a conventional image display device. The cross-sectional view shown in Figure 4 is a planar CR incorporating a conventional electron multiplier function board.
Figure 5 is an enlarged schematic sectional view of the main part of Figure 4. Figures 6 (a) and (b) are the hole arrangement of the electron multiplier plate in Figure 1. 7 is a cross-sectional view showing the electron multiplier function board of FIG. 1, and FIG. 8 is a plan view showing an example of the electron multiplier function board of FIG. 1. 9 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, FIG. 10 is an explanatory diagram of electron flow in the embodiment of FIG. 9, and FIGS. 11 and 12 are the embodiment of FIG. 9. FIG. 3 is a sectional view showing another example of the electron multiplier function board in FIG. 21... St substrate 22... Insulating film 23... Base electrode (cathode) 24... Insulating film 24a... Cavity part 25... Gate electrode 25a... Gate electrode hole 26... Cathode tip 27...front substrate 28...transparent conductive film 29...phosphor layer 30...through hole 31...electron multiplier function plate 32...input 1lII electrode 33...output 1111 electrode

Claims (1)

【特許請求の範囲】 絶縁基板と、 上記絶縁基板上に備えられた陰極と、 上記陰極上に、尖鋭な先端部分を持つ突起状に形成され
た陰極尖端と、 上記陰極尖端を囲う電極孔を有するように形成されたゲ
ート電極と、 上記絶縁基板に対して所定間隔をあけて対向配置される
透明基板と、 上記透明基板の上記陰極尖端に対向する側の面上に備え
られた陽極と、 上記陽極上に備えられ、上記陰極尖端から上記陽極に放
出される放射電子流を受けて発光する蛍光体層とを有す
る画像表示装置において、 上記ゲート電極と上記陽極との間に、電子増幅機能を持
つ内面を有する通孔により上記陰極尖端からの放射電子
流を電子増幅する電子増倍機能板を備えたことを特徴と
する画像表示装置。
[Scope of Claims] An insulating substrate, a cathode provided on the insulating substrate, a cathode tip formed on the cathode in the shape of a protrusion having a sharp tip, and an electrode hole surrounding the cathode tip. a gate electrode formed to have a transparent substrate facing the insulating substrate at a predetermined distance; an anode provided on a surface of the transparent substrate facing the cathode tip; In an image display device comprising a phosphor layer provided on the anode and emitting light in response to a radiant electron flow emitted from the cathode tip to the anode, an electron amplification function is provided between the gate electrode and the anode. 1. An image display device comprising: an electron multiplier plate that amplifies the emitted electron flow from the cathode tip by means of a through hole having an inner surface having a diameter of 1.
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