JPH04355034A - 平面型カラー表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー画像装置を行う
ことが出来るようにした平面型カラー表示装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】平面型表示装置、即ちパネル型表示装置
として種々のものが提案されているが、明るい画像表示
を行うものに於ては、一般に螢光面に電子ビームを衝撃
して発光させる陰極線管型構成がとられる。

【０００３】ところが、このような陰極線管型構成に於
て、特にカラー表示を行う場合、その螢光面に於ては、
赤、緑及び青の各色の螢光体パターンを塗り分ける必要
があり、又、所定の色の信号によって変調した各色に対
応する電子ビームを、対応する各色の螢光体パターンに
ランディングさせる必要があることから、その高解像化
に制約がある。

【０００４】例えば特開平１−１７３５５５号公開公報
には、２次電子増倍型のパネル型陰極線管の提案がなさ
れているが、この場合に於ても、複数の熱電子放出型の
カソード即ち、フィラメントが螢光面に対向して設けら
れ、これより発生させた熱電子及びこれによる２次電子
を螢光面に向わしめて、この電子ビームを映像信号に応
じて各色の螢光面を励起発光させるものであり、この場
合に於ても大画面化に伴ってフィラメントは多数の絵素
即ち、螢光面を形成する多数の赤、緑及び青の螢光体ト
リオに対して共通に設けるという構成がとられる。

【０００５】したがって、特に大画面化に伴って、その
フィラメントの配置組立が煩雑となると共に、このフィ
ラメントが比較的長くなることから、より外震等により
フィラメントの振動が問題となり、これによって画質の
低下を来たす。

【０００６】又、フィラメントの架設支持部からの熱放
散によって温度分布に一様性を欠き、熱電子の放出むら
による明るさにむらが発生する等の問題が生じて来る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は特に大画面カ
ラー表示を行う場合に於て、安定してその表示を行うこ
とが出来るようにすると共に、高解像化、更に製造組立
の簡易化をはかる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１にその一
例の全体的構成の略線的斜視図を示し、図２にその要部
の一部切欠略線的斜視図を示すように、白色発光螢光面
１に対向して、電界放出型カソードＫが配置して成る平
面型白色発光装置本体２と、その画像表示面即ち、本体
２の前面パネルに対接ないしは対向して平面型カラーシ
ャッタ３を設けてなる。

【０００９】

【作用】上述の本発明装置のカラー表示は、表示装置本
体２に於ては、白色発光による画像映出を行うが、この
場合、赤、緑及び青の各映像を時分割的に表示する。即
ち例えば１画面を６０Ｈｚとすると、その３倍の１８０
Ｈｚを各赤、緑及び青の各画像による映像信号をもって
電子ビームの変調を行って表示装置本体１の螢光面１で
白色画像による光学像を時分割的に発光させる。

【００１０】そして、この赤、緑及び青に対応する時分
割と同期して装置本体１の前方に配置したカラーシャッ
タ３の切換えを行って上述した時分割表示に同期して赤
、緑、青の光を切換え透過させる。このようにして各色
の透過光学像をもって全体としてこれらの合成によって
カラー表示を行う。

【００１１】

【実施例】図面を参照して本発明による平面型カラー表
示装置の一実施例を詳細に説明する。

【００１２】本発明に於ては、図２に示すように白色発
光螢光面１を有し、これに対向して電界放出型カソード
Ｋが配列されてなる平面型白色発光表示装置本体２と、
その螢光面１の配置側の前面に対接ないしは対向して配
置された平面型カラーシャッタ３とによって構成する。

【００１３】平面型カラーシャッタ３は、例えば図３に
その分解斜視図を示すように、赤、緑、青の各色の光を
選択的に切換え透過することが出来るようにした周知の
平面型カラーシャッタを用い得る。

【００１４】即ち、例えば第１、第２及び第３のポララ
イザー即ち偏光板Ｐ１　Ｐ２　Ｐ３　と、これら間に配
置され、電圧印加によって偏光面を９０°回転させる効
果を有する第１及び第２の液晶シャッターいわゆるπ−
セルＣ１　及びＣ２　が積層配置された構成がとられる
。

【００１５】例えば第１の偏光板Ｐ１　は第１の方向例
えば垂直方向の直線偏光に関しては赤の光のみを透過し
、第１の方向と直交する第２の方向に関しては全色光を
透過し、第の偏光板Ｐ２　は第１の方向の偏光は全色光
を透過し、第２の方向に関する偏光は緑の光のみを透過
し、第３の偏光板Ｐ３　は第１の方向の偏光は青の光の
みを透過し第２の方向の偏光は全色光を透過する構成と
する。

【００１６】この場合、第１及び第２の液晶シャッタＣ
１　及びＣ２　を共にオン、つまり、電界印加による偏
光面の９０°回転を行わない状態では、緑の色光のみを
透過させることができ、第１のシャッタＣ１　をオン、
第２のシャッタＣ２　をオフとするとき赤の色光のみを
透過することができ、第１のシャッタＣ１　をオフ、第
２のシャッタＣ２　をオンとするとき青の色光のみを透
過し、両シャッタＣ１　及びＣ２　をオフとするとき全
色光、つまり白色を透過することができる。

【００１７】表示装置本体２は、図２に示すように光透
過性の前面パネル４と背面パネル５とが、図示しないが
両パネル４及び５間を所定の間隔に保持するスペーサー
例えば絶縁ビーズ例えば直径０．２ｍｍのガラス球体を
介して対向され、その周縁部がガラスフリット等によっ
て気密的に封着され、パネル４及び５間に偏平空間を形
成する。そして、この空間内は高真空度に排気される。

【００１８】前面パネル４の内面には、予め白色発光螢
光体が全面的に塗布されて成る白色発光螢光面１が形成
され、その表面に通常の陰極線管に於けるように、Ａｌ
蒸着膜等のメタルバック層６が被着されて成る。

【００１９】一方、背面パネル５の内面には例えば帯状
に垂直方向に伸びる多数のカソード電極７が平行配列さ
れて被着形成される。そして、これらカソード電極７上
にＳｉＯ，ＳｉＮ等の絶縁膜８が被覆され、これの上に
カソード電極７の延長方向と略々直交する例えば水平方
向に延長する帯状のゲート電極９が平行配列されて成る
。

【００２０】そして各カソード電極７と、ゲート電極９
との互いの交叉部に、開孔１０が穿設され、これら開孔
１０内に於て、カソード電極７上にそれぞれ例えば円錐
状の電界放出型カソードＫが被着形成される。

【００２１】この電界放出型カソードＫは、Ｍｏ，Ｗ，
Ｃｒ等の電界の印加例えば、１０６　〜１０７　Ｖ／ｃ
ｍ程度の電界印加によって、トンネル効果によって電子
放出がなされる仕事関数が小さい材料によって構成され
る。

【００２２】次に、このカソードＫ及びゲート電極等を
含むカソード構体の構成を、その理解を容易にするため
に図４に示す製造工程図を参照してその一例の製法と共
に説明する。

【００２３】先ず、図２で説明したように、背面パネル
５の内面に、一方向例えば垂直走査線方向に沿ってカソ
ード電極７を形成する。

【００２４】このカソード電極７は、例えば４２６合金
、Ｃｒ等の金属層を全面的に蒸着、スパッタ等によって
形成して後、これをフォトリソグラフィーによる選択的
エッチングによって所定のパターンに、即ち上述した帯
状の平行パターンに形成する。

【００２５】或いはカーボン塗膜をスクリーン印刷法等
によって所定のパターンに印刷することによってカソー
ド電極７を形成する。

【００２６】次に図４Ａに示すように、このパターン化
されたカソード電極７上を覆ってＳｉＯ２　，Ｓｉ３　
Ｎ４　等の絶縁層８を全面的にスパッタその他、周知の
技術によって被着し、更にこれの上に最終的にゲート電
極９を構成する金属層１１、例えば高融点金属の例えば
Ｍｏ，Ｗ等を蒸着、スパッター等によって形成する。

【００２７】図４Ｂに示すように、図示しないが、フォ
トレジスト等によるレジストパターンを形成して、これ
をマスクに金属層１１に対して異方性エッチング即ち、
金属層１１の面方向に垂直の方向（厚さ方向）にエッチ
ング性を示す例えばＲＩＥ（反応性イオンエッチング）
を行って所定のパターンに、即ち、図２に示したカソー
ド電極７の延長方向と直交する水平方向に延長する帯状
のゲート電極９を形成すると共に、このゲート電極９の
カソード電極７と交叉する部分に、例えば、それぞれ複
数個の小孔１１ｈを穿設する。

【００２８】次にこれら小孔１１ｈを通じて、ゲート電
極９即ち金属層１１に対してエッチング性を示さず、絶
縁層８に対して等方性のエッチング性を示す例えば化学
的エッチングを行って小孔１１ｈの開口幅より大なる開
口幅を有する開孔１２を絶縁層８の全厚さに亘る深さを
もって形成する。

【００２９】このようにして図２に示すように、カソー
ド電極７とゲート電極９の交叉部に開孔１２と小孔１１
ｈによる開孔１０を形成する。

【００３０】次に図４Ｃに示すように、ゲート電極９上
に例えばＮｉ等よりなる金属層１３を斜め蒸着により被
着する。この斜め蒸着は、背面パネル５を、その面内に
於て回転させながら行って、小孔１１ｈ上の周囲に円錐
面上の内周形状を有する円孔１４が生じるように形成す
る。

【００３１】又、この場合、金属層１３の蒸着は、小孔
１１ｈ内を通じて開孔部１２内には被着されることがな
いような角度に選定される。

【００３２】そして、この円孔１４を通じて電界放出型
カソード材即ちＷ，Ｍｏ等の高融点且つ、低仕事関数を
有する金属を、蒸着、スパッタ等によって円孔１４内を
通じて開口部１２内のカソード電極７上に、このカソー
ド電極面に対し、垂直に蒸着する。この場合、その蒸着
は垂直に行っても、そのカソード材は円孔１４上の周囲
で金属層１３の斜面に続くような斜面が形成されること
から、或る厚さに達すると、円孔１４が塞がる状態とな
ることによって、各開孔１２内に於て、カソード電極７
上にそれぞれ断面三角形状の円錐状をなすドット状のカ
ソードＫが形成される。

【００３３】その後、図４Ｄに示すよう、図４Ｃに於け
る金属層１３及びこれの上に形成されたカソード材を排
除することによって、帯状、即ちストライプ状のカソー
ド電極７上の開孔１０内にそれぞれ円錐状即ち断面三角
形状のドット状にカソードＫが形成される。

【００３４】そして、その周囲には絶縁層８が存在し、
これによってカソード電極７と電気的に絶縁されて各カ
ソードＫに対向するように上述の小孔１１ｈによる電子
ビーム透過孔が穿設されたゲート電極９が配置されたカ
ソード構体が構成される。

【００３５】このようにしてカソード電極７上に電界放
出型カソードＫが形成され、更に、これの上を横切って
ゲート電極９が形成されてなるカソード構体が、白色螢
光面１に対向して配置されるようにする。

【００３６】このような構成による表示装置本体２に於
ては、螢光面１即ちメタルバック層６にカソードに対し
正の高圧の陽極電圧を与えると共に、例えばそのカソー
ド電極７とゲート電極９との間に例えば順次その交叉部
の電界放出型カソードから電子を放出し得る電圧例えば
ゲート電極９に、カソード電極７に対して１００Ｖの電
圧を、順次かつ表示内容に応じて変調してカソードＫか
らの電子ビームを白色螢光面１に向わしめる。

【００３７】このようにして、表示装置本体２によって
時分割的に各色に対応する発光パターンの白色映像を得
ると共に、この時分割表示に同期してカラーシャッタ３
を切換えて、各色に対応する光をとり出す。つまり順次
赤、緑及び青の光学像をとり出すものであり、このよう
にして全体としてカラー画像表示を行う。

【００３８】尚、図示した例に於ては、螢光面に対向し
てカソードＫを有するカソード７とゲート電極９による
カソード構体のみが配置された構造とした場合であるが
、このカソード構体と螢光面との間に、更に、加速電極
、変調電極、偏向電極等を配置してこの変調電極に順次
各色の映像信号を印加して各カソードＫから放出された
電子ビームを変調させるとか、更に、１つのカソードＫ
を、或る螢光面１の所定の領域に亘って偏向走査する等
の構成とすることもできる。

【００３９】又、カラーシャッタ３としては、上述の液
晶シャッタ使用によるものに、限られるものではなくＰ
ＬＺＴ等の電気光学素子を用いた構成とすることもでき
る。

【００４０】又、上述した例に於ては、カソード電極７
とゲート電極９との交叉部に一つの開孔１０を穿設して
、一つの電界放出型カソードＫを配置するようにした場
合であるが、ある場合はこの交叉部に複数個の開孔１０
と、これに対応して複数個のカソードＫを配置した構成
をとることが出来る等、上述した例に限らず、種々の変
型、変更を行うことができる。

【００４１】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、表示装
置本体２としては、白色発光型の表示装置構成としたこ
とによって、従来に於けるように、これ自体によってカ
ラー表示を行う場合に比して、その各光の螢光体の塗り
分け、更にその螢光体に対して所定の色に対応する電子
ビームをランディングさせるための手段、その他、これ
に伴う複雑な構成が回避されることによって、その組立
製造の簡易化がはかられる。又、これと同時に、高解像
度化の制約が改善される。

【００４２】更に、カラーシャッタ３によって各色を取
り出すので、いわゆる黒レベルにすぐれた表示を行うこ
とができる。

【００４３】又、表示装置本体２として通常の陰極線管
構造をとる場合には、全体としてその奥行が大となり、
全体の大型化が余儀なくされるが、上述した本発明構成
によれば、平面型構成をとったことによって全体を充分
に薄型に構成することが出来る。

【００４４】更に又、本発明に於ては、陰極線管型構造
とするにもかかわらず、そのカソードとして特に電界放
出型カソード即ち、冷陰極構成としたことによって従来
に於けるようなフィラメントを配置することに伴う諸問
題即ちフィラメントの震動による映像のゆがみ、更にフ
ィラメントの支持部からの熱放出による温度分布むら、
したがってこれによる明るさのむらを回避出来、画質に
すぐれた大画面表示を行うことが出来る等、多くの実用
上の利益をもたらすことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による表示装置の一例の斜視図である。

【図２】本発明装置の一例の要部の一部切欠斜視図であ
る。

【図３】本発明装置の平面型カラーシャッタの分解斜視
図である。

【図４】本発明装置の電界放出型カソード構体の製造方
法の一例の工程図である。

【符号の説明】

１　　白色発光螢光面 ２　　表示装置本体 ３　　平面型カラーシャッタ ４　　前面パネル ５　　背面パネル ７　　カソード電極 ９　　ゲート電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　白色発光螢光面に対向して電界放出型
   カソードが配列されてなる平面型白色発光表示装置本体
   と、その画像表示面に対接ないしは対向して設けられ、
   透過光を赤、緑及び青に切り換える平面型カラーシャッ
   タとを有してなることを特徴とする平面型カラー表示装
   置。