JPH04359848A - 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、屋外、屋内等で多人数
によってカラー画像を観察する場合の大画面表示に用い
られて好適な表示装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】例えば屋外で大観衆によって観察される
大画面表示装置として各１個又は複数の絵素を構成する
多数の陰極線管（ＣＲＴ）型表示素子を水平及び垂直方
向に配列してなるものがある。

【０００３】この場合の各表示素子は、一般にそれぞれ
熱電子放出型の電子ビーム発生手段、即ち、通電によっ
て加熱するフィラメントを有するＣＲＴ構成が採られる
。従って、この表示素子を多数個配列してなる大画面表
示装置全体の消費電力は極めて大であり、更に全体の発
熱量も大となる。

【０００４】そして、この発熱によって表示素子自体に
破損を来すことがないように冷却のための送風手段等の
大型の冷却手段が必要となり、これにより消費電力のよ
り増大化を招いている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、大画面表示
を低消費電力をもって行うことができるようにする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、例えば図２Ａ
、Ｂ、Ｃに示すように、それぞれ赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの各
単色発光螢光体領域１を有し、単一絵素を構成する平面
型発光素子２、又は図３に示すように赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂ
の各単色発光螢光体領域１を組とする螢光体トリオを１
組以上有する平面型発光素子２を、図１にその一例の略
線的正面図を示すように、縦及び横、即ち垂直及び水平
方向にそれぞれ複数個づつ配列して全体としてカラー画
面４３を構成する。

【０００７】各発光素子２には、図４にその要部を一部
切欠して示したように、それぞれ光透過性の前面パネル
３を有する平面型真空容器４内に上述した赤Ｒ、緑Ｇ、
青Ｂの発光螢光体領域１若しくはその一組以上のトリオ
よりなる螢光面５を有し、その螢光面５に対向してこれ
の励起発光を行う電子ビームを発射する電界放出型カソ
ードＫを配置した構成とする。

【０００８】

【作用】上述の本発明構成によって各平面型発光素子に
於いて電界放出型カソードＫからの電子ビームによって
螢光面５即ちＲ、Ｇ及びＢの発光螢光体領域１を発光さ
せて各色Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれか１つ或いはＲ、Ｇ、Ｂの
トリオの発光を行わしめ、これら発光素子２の集合によ
るカラー画面４３に於いて、目的とする画像に応じた発
光素子２の選択的発光及び輝度変調によってカラー画像
表示を行う。

【０００９】

【実施例】本発明は、図１にその正面図を示すように、
複数の平面型発光素子２が水平及び垂直各方向に配列さ
れた構成を採り、各平面型発光素子２は図２、図３で示
すように、それぞれ単色発光螢光体領域１による螢光面
５を有する構成とするか、或いは複数の１組以上のＲ、
Ｇ、Ｂ螢光体トリオが塗り分けられて成る螢光面５を有
する構成による平面型発光素子として構成するものであ
るが、いずれの場合に於いても、各平面型発光素子２は
、それぞれフィラメントによる熱電子放出型態様を採る
ものではなく、冷陰極の電界放出型カソード構成をとる
。

【００１０】この平面型発光素子２は、例えば図４にそ
の要部の一部を切欠いた斜視図を示し、図５に略線的断
面図を示すように、光透過性の前面パネル３に対向して
背面パネル６が設けられて、この背面パネル６と前面パ
ネル３との間に偏平真空空間を形成する平面型真空容器
４を構成する。

【００１１】前面パネル３の内面には、予め図２に示す
ように、各色の赤、緑及び青の各単色の螢光体Ｒ、Ｇ、
Ｂのいづれか１つ、或いはこれら各１を組とする１以上
の螢光体トリオが塗り分けられた螢光面５が塗布されて
成る。この螢光面５の表面には通常のように例えばＡｌ
蒸着膜によりメタルバック層が施される。

【００１２】又、平面型真空容器４内に、螢光面５と対
向して、例えばガラス基板、セラミック基板等の絶縁基
板８上に形成した電界放出型カソードＫを有する電極構
体７を配置する。

【００１３】この電極構体７は、例えば、図４に示すよ
うに、垂直方向に延びるストライプ状のカソード電極９
と、これの上にＳｉＯ、ＳｉＮ等の絶縁層１０を介して
カソード電極９の延長方向と直交する即ち例えば水平方
向に延びるストライプ状に形成されたゲート電極１１が
積層されて成り、カソード電極９とゲート電極１１の交
叉部に開孔１２が設けられて、この開孔１２内に電界放
出型例えば、円錐状のドット状の電界放出型カソードＫ
が形成された構成がとられる。

【００１４】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程度の電界で、トンネル効果によって電子放出がなさ
れる仕事関数の小さい材料によって構成される。

【００１５】一方、図５に示すように、背面パネル６か
ら例えば螢光面５及び電極構体７の各電極への電圧印加
の給電用の端子ピン１３を導出する。

【００１６】この端子ピン１３の導出を行う場合の絶縁
性の問題を回避するために、真空容器４内に図示しない
が、例えば螢光面５への高圧の陽極電圧印加を行う昇圧
回路を封入することも出来る。

【００１７】次に、このカソードＫ及びゲート電極１１
等を含むカソード構体７の構成を、その理解を容易にす
るために図６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。

【００１８】先ず、図４で説明したように、絶縁基板８
に、一方向例えば垂直走査線方向に沿ってカソード電極
９を形成する。

【００１９】このカソード電極９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。

【００２０】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９を形成する。

【００２１】次に図６Ａに示すように、このパターン化
されたカソード電極９上を覆ってＳｉＯ２　，Ｓｉ３　
Ｎ４　等の絶縁層１０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１１を構成する金属層２１、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。

【００２２】図６Ｂ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２１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４に示したカソー
ド電極９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１１を形成すると共に、このゲート電極１
１のカソード電極９と交叉する部分に、例えば、それぞ
れ複数個の小孔２１ｈを穿設する。

【００２３】次にこれら小孔２１ｈを通じて、ゲート電
極１１即ち金属層２１に対してエッチング性を示さず、
絶縁層１０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２１ｈの開口幅より大な
る開口幅を有する開孔２２を絶縁層１０の全厚さに亘る
深さをもって形成する。

【００２４】このようにして図４に示すように、カソー
ド電極９とゲート電極１１の交叉部に開孔２２と小孔２
１ｈによる開孔１２を形成する。

【００２５】次に図４Ｃに示すように、ゲート電極１１
上に例えばＮｉ等よりなる金属層２３を斜め蒸着により
被着する。この斜め蒸着は、絶縁基板８を、その面内に
於て回転させながら行って、小孔２１ｈ上の周囲に円錐
面上の内周形状を有する円孔２４が生じるように形成す
る。

【００２６】又、この場合、金属層２３の蒸着は、小孔
２１ｈ内を通じて開孔２２内には被着されることがない
ような角度に選定される。

【００２７】そして、この円孔２４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２４内を
通じて開孔２２内のカソード電極９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２４上の周囲で
金属層２３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２４が塞がる状態となる
ことによって、各開孔２２内に於て、カソード電極９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。

【００２８】その後、図６Ｄに示すよう、図６Ｃに於け
る金属層２３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、ストライプ状のカソード電極９上
の開孔１２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。

【００２９】そして、その周囲には絶縁層１０が存在し
、これによってカソード電極９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２１ｈによる電
子ビーム透過孔が穿設されたゲート電極１１が配置され
たカソード構体が構成される。

【００３０】このようにしてカソード電極９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１１が形成されてなるカソード構体７が、螢
光面５に対向して配置されるようにする。

【００３１】このような構成による発光素子２に於ては
、螢光面５即ちそのメタルバック層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９とゲート電極１１との間に例えば順次その交叉部
の電界放出型カソードＫから電子を放出し得る電圧例え
ばゲート電極１１に、カソード電極９側を負とする１０
０Ｖ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螢光面５に向わしめる。

【００３２】そしてこのような構成による平面型発光素
子２を図１で説明したように水平及び垂直方向にそれぞ
れ複数個配列して、カラー画面４３を構成し、これら発
光素子２を順次的に或いは同時的に発光させることによ
って、目的とするカラー表示を行う。

【００３３】尚、図示した例に於ては、螢光面５に対向
してカソードＫを有するカソード９とゲート電極１１に
よるカソード構体７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７と螢光面５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。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、それぞれ１個、或いは
複数個の絵素を形成する平面型発光素子２を配列してカ
ラー画面を形成するものであるが、その平面型発光素子
２として特に冷陰極即ち、電界放出型カソードＫによっ
て発光励起を行う構成としたので、熱電子放出型カソー
ドを用いる部分に比して格段に消費電力の低減化をはか
ることができる。

【００３５】又、少なくともカソードにおけるフィラメ
ントの加熱に基づく発熱を回避出来ることによってその
分の発熱を回避出来、これによって大画面化即ち、多数
の発光素子２を配列した場合に於いても、全体の発熱量
を小とすることが出来、冷却手段を設けることの回避、
或いは縮小化をはかることが出来、これによる消費電力
の低減化をはかることが出来る。

【００３６】又、各絵素発光素子２が平面型構成となし
得ることから、このカラー表示装置全体としての奥行の
減少化、これに伴う軽量化をはかることが出来るなど、
実用上大きな利益を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による表示装置の一例の略線的正面図で
ある。

【図２】平面型発光素子の正面図である。

【図３】平面型発光素子の他の例の正面図である。

【図４】平面型発光素子の要部の一部切欠略線的斜視図
である。

【図５】平面型発光素子の一例の略線的断面図である。

【図６】陰極構体の製造方法の一例の工程図である。

【符号の説明】

１　　発光螢光体領域 ２　　平面型発光素子 ３　　前面パネル ４　　平面型真空容器 ６　　背面パネル ７　　電極構体 Ｋ　　カソード ９　　カソード電極 １１　　ゲート電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　それぞれ赤、緑、青の単色発光螢光体
   領域を有し、単一絵素を構成する平面型発光素子、又は
   赤、緑、青の各単色発光螢光体領域を組とする絵素トリ
   オを１以上有してなる平面型発光素子が、複数個づつ縦
   、横に配列されて、全体としてカラー画面が構成され、
   上記各発光素子は、夫々光透過性前面パネルを有する平
   面型真空容器内に上記赤、緑、青の各発光螢光体領域に
   対向してその励起発光を行う電子ビームを放出する電界
   放出型カソードが設けられてなることを特徴とする表示
   装置。