JPH0547354A - 発光素子 - Google Patents
発光素子Info
- Publication number
- JPH0547354A JPH0547354A JP23117991A JP23117991A JPH0547354A JP H0547354 A JPH0547354 A JP H0547354A JP 23117991 A JP23117991 A JP 23117991A JP 23117991 A JP23117991 A JP 23117991A JP H0547354 A JPH0547354 A JP H0547354A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- anode
- control electrode
- light emitting
- substrate
- field emission
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- Granted
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- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 漏れ発光が少く、高輝度のカラー表示が行な
える電界放出素子を用いた発光素子を提供する。 【構成】 真空外囲器を構成するカソード基板２とアノ
ード基板９は対面している。カソード基板２の内面に
は、電界放出素子３が設けられている。アノード基板２
の内面には、蛍光体ｒ，ｇ，ｂを有する画素Ｒ，Ｇ，Ｂ
からなるアノード１２が形成されている。両基板２，９
の間には制御電極１５が設けられている。制御電極１５
には、各画素に対応した大きさの開口部１６が、各画素
Ｒ，Ｇ，Ｂごとに形成されている。電界放出素子３から
放出された電子は、制御電極の開口部１６で収束されて
各画素に達する。
える電界放出素子を用いた発光素子を提供する。 【構成】 真空外囲器を構成するカソード基板２とアノ
ード基板９は対面している。カソード基板２の内面に
は、電界放出素子３が設けられている。アノード基板２
の内面には、蛍光体ｒ，ｇ，ｂを有する画素Ｒ，Ｇ，Ｂ
からなるアノード１２が形成されている。両基板２，９
の間には制御電極１５が設けられている。制御電極１５
には、各画素に対応した大きさの開口部１６が、各画素
Ｒ，Ｇ，Ｂごとに形成されている。電界放出素子３から
放出された電子は、制御電極の開口部１６で収束されて
各画素に達する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、グラフィック蛍光表示
管・大形表示装置の発光セル等の表示素子や光源に係わ
り、特に電界放出素子を使用した発光素子に関するもの
である。
管・大形表示装置の発光セル等の表示素子や光源に係わ
り、特に電界放出素子を使用した発光素子に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図６は、電界放出素子を用いた従来の発
光素子の一例である。カソード基板１００上には、電界
放出素子１０１が設けられている。即ち、カソード電極
１０２と、絶縁層１０３と、ゲート電極１０４がカソー
ド基板１００上に積層されている。そして、前記絶縁層
１０３とゲート電極１０４にはエッチングによってホー
ルと開口部が形成され、絶縁層１０３のホール内の前記
カソード電極１０２上にはコーン形状のエミッタ１０５
が形成されている。カソード基板１００と対面するアノ
ード基板１０６には、ＩＴＯからなるアノード電極１０
７が設けられ、アノード電極１０７には蛍光体１０８が
被着されてアノード１０９が形成されている。
光素子の一例である。カソード基板１００上には、電界
放出素子１０１が設けられている。即ち、カソード電極
１０２と、絶縁層１０３と、ゲート電極１０４がカソー
ド基板１００上に積層されている。そして、前記絶縁層
１０３とゲート電極１０４にはエッチングによってホー
ルと開口部が形成され、絶縁層１０３のホール内の前記
カソード電極１０２上にはコーン形状のエミッタ１０５
が形成されている。カソード基板１００と対面するアノ
ード基板１０６には、ＩＴＯからなるアノード電極１０
７が設けられ、アノード電極１０７には蛍光体１０８が
被着されてアノード１０９が形成されている。
【０００３】アノード１０９には所定の電圧が与えら
れ、カソード側ではカソード電極１０２が走査されると
ともにゲート電極１０４に選択信号が与えられて所望の
位置にある電界放出素子１０１が選択される。これによ
って、選択された電界放出素子１０１と対向する位置に
あるアノード１０９の蛍光体１０８が選択的に発光表示
される。
れ、カソード側ではカソード電極１０２が走査されると
ともにゲート電極１０４に選択信号が与えられて所望の
位置にある電界放出素子１０１が選択される。これによ
って、選択された電界放出素子１０１と対向する位置に
あるアノード１０９の蛍光体１０８が選択的に発光表示
される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の発光素
子には、次のような問題点があった。まず、カソードと
アノードが近接しているため、アノード１０９に高電圧
を加えると放電が発生してしまう。このため、一般にア
ノード電圧は１ｋＶ以下としなければならず、高輝度の
表示を行なうことができなかった。
子には、次のような問題点があった。まず、カソードと
アノードが近接しているため、アノード１０９に高電圧
を加えると放電が発生してしまう。このため、一般にア
ノード電圧は１ｋＶ以下としなければならず、高輝度の
表示を行なうことができなかった。
【０００５】次に、カラー表示を行なうには、低電圧で
も発光効率の高い蛍光体である硫化物系蛍光体を用いざ
るを得ない。ところがこの蛍光体は一定値以上のエネル
ギーを有する励起電子の射突によって分解し、エミッタ
を汚染してエミッションを低下させるという問題点があ
った。
も発光効率の高い蛍光体である硫化物系蛍光体を用いざ
るを得ない。ところがこの蛍光体は一定値以上のエネル
ギーを有する励起電子の射突によって分解し、エミッタ
を汚染してエミッションを低下させるという問題点があ
った。
【０００６】次に、カソードとアノードは直接向きあっ
ていたので、アノード電極が共通の場合、発光させたい
画素のとなりの画素に電子が射突していわゆる漏れ発光
を起こしやすく、クロストーク特性がよくないという問
題点があった。
ていたので、アノード電極が共通の場合、発光させたい
画素のとなりの画素に電子が射突していわゆる漏れ発光
を起こしやすく、クロストーク特性がよくないという問
題点があった。
【０００７】本発明は、漏れ発光の少い高輝度のカラー
表示を実現できる電界放出素子を用いた発光素子を提供
することを目的としている。
表示を実現できる電界放出素子を用いた発光素子を提供
することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の発光素子は、カ
ソード基板と、エミッタとゲートを備え前記カソード基
板に設けられた電界放出素子と、前記電界放出素子に対
面して設けられた制御電極と、前記制御電極を挟んで前
記カソード基板と対面するアノード基板と、前記アノー
ド基板に設けられた蛍光体を有するアノードとを備えた
発光素子において、前記制御電極には前記アノードを構
成する各画素に対応して開口部が形成されていることを
特徴としている。
ソード基板と、エミッタとゲートを備え前記カソード基
板に設けられた電界放出素子と、前記電界放出素子に対
面して設けられた制御電極と、前記制御電極を挟んで前
記カソード基板と対面するアノード基板と、前記アノー
ド基板に設けられた蛍光体を有するアノードとを備えた
発光素子において、前記制御電極には前記アノードを構
成する各画素に対応して開口部が形成されていることを
特徴としている。
【０００９】また、本発明によれば、前記アノードの画
素に対応する前記制御電極の開口部を金属メッシュで構
成してもよい。
素に対応する前記制御電極の開口部を金属メッシュで構
成してもよい。
【００１０】
【作用】カソード基板上の選択された電界放出素子から
は電子が放出される。この電子は制御電極の開口部で収
束され、該開口部に対応するアノード基板上のアノード
の画素のみに射突する。
は電子が放出される。この電子は制御電極の開口部で収
束され、該開口部に対応するアノード基板上のアノード
の画素のみに射突する。
【００１１】
【実施例】図１は第１実施例の発光素子１を示してい
る。ガラス板からなるカソード基板２には電界放出素子
３の帯状のカソード電極４がフォトリソグラフィの手法
で設けられている。その表面には絶縁層５が設けられ、
さらにゲード電極６がカソード電極４に対し直交する方
向に設けられている。前記カソード電極４上の絶縁層５
及びゲート電極６にはフォトリソグラフィ法でエッチン
グしてホール７が形成され、該ホール７内にはコーン形
状のエミッタ８が配設されている。エミッタ８は、一画
素に対して複数個（図示の第１実施例では２個）が設け
られている。
る。ガラス板からなるカソード基板２には電界放出素子
３の帯状のカソード電極４がフォトリソグラフィの手法
で設けられている。その表面には絶縁層５が設けられ、
さらにゲード電極６がカソード電極４に対し直交する方
向に設けられている。前記カソード電極４上の絶縁層５
及びゲート電極６にはフォトリソグラフィ法でエッチン
グしてホール７が形成され、該ホール７内にはコーン形
状のエミッタ８が配設されている。エミッタ８は、一画
素に対して複数個（図示の第１実施例では２個）が設け
られている。
【００１２】前記カソード基板２の上方には、これと平
行にアノード基板９が設けられており、両基板２，９は
図示しない側面板とともに箱形の真空外囲器を構成して
いる。
行にアノード基板９が設けられており、両基板２，９は
図示しない側面板とともに箱形の真空外囲器を構成して
いる。
【００１３】ガラス板等の透光性を有するアノード基板
９の内面には、ＩＴＯ等のような透光性のあるアノード
電極１０が形成されている。アノード電極１０上には、
赤・緑・青の各色に発光する蛍光体ｒ，ｇ，ｂが被着さ
れて３個一組の画素Ｒ，Ｇ，Ｂが形成され、さらにアル
ミニウムからなるメタルバック１１が施されており、発
光表示単位であるアノード１１が構成されている。
９の内面には、ＩＴＯ等のような透光性のあるアノード
電極１０が形成されている。アノード電極１０上には、
赤・緑・青の各色に発光する蛍光体ｒ，ｇ，ｂが被着さ
れて３個一組の画素Ｒ，Ｇ，Ｂが形成され、さらにアル
ミニウムからなるメタルバック１１が施されており、発
光表示単位であるアノード１１が構成されている。
【００１４】前記電界放出素子３と前記アノード１２の
間には、制御電極１５が配設されている。この制御電極
１５は金属板からなり、前記アノード１２の一画素につ
いて一個づつ開口部１６を有している。この制御電極１
５は、前記カソード基板２の内面に台座１７を介して立
設された支柱材１８と、前記アノード基板９の内面に台
座１９を介して立設された支柱材２０とによって台座２
１，２１を介して両基板２，９間にはさまれて固定され
ている。
間には、制御電極１５が配設されている。この制御電極
１５は金属板からなり、前記アノード１２の一画素につ
いて一個づつ開口部１６を有している。この制御電極１
５は、前記カソード基板２の内面に台座１７を介して立
設された支柱材１８と、前記アノード基板９の内面に台
座１９を介して立設された支柱材２０とによって台座２
１，２１を介して両基板２，９間にはさまれて固定され
ている。
【００１５】次に、以上の構成における作用を説明す
る。アノード１２には例えば２ｋＶ以上のアノード電圧
が印加される。電界放出素子３においては、カソード電
極４に０又はマイナスのカソード電圧が印加されるとと
もに、カソード電圧の印加にタイミングを合せてゲート
電極６には６０〜１００Ｖのゲート電圧が印加される。
即ち、カソード電極４とゲート電極６のマトリクス駆動
によって電子放出を制御し、アノード１２における画素
選択を行なう。
る。アノード１２には例えば２ｋＶ以上のアノード電圧
が印加される。電界放出素子３においては、カソード電
極４に０又はマイナスのカソード電圧が印加されるとと
もに、カソード電圧の印加にタイミングを合せてゲート
電極６には６０〜１００Ｖのゲート電圧が印加される。
即ち、カソード電極４とゲート電極６のマトリクス駆動
によって電子放出を制御し、アノード１２における画素
選択を行なう。
【００１６】前記制御電極１５には、アノード１２とカ
ソード電極４の中間の電圧、例えば１ｋＶの制御電圧を
印加する。これによって、前記電界放出素子３のエミッ
タ８から放出された電子は、制御電極１５の開口部１６
を通過して収束され、通過した開口部１６が相対してい
る画素Ｒ，Ｇ，Ｂに射突してこれを発光させる。
ソード電極４の中間の電圧、例えば１ｋＶの制御電圧を
印加する。これによって、前記電界放出素子３のエミッ
タ８から放出された電子は、制御電極１５の開口部１６
を通過して収束され、通過した開口部１６が相対してい
る画素Ｒ，Ｇ，Ｂに射突してこれを発光させる。
【００１７】図２は第２実施例の発光素子３０を示して
いる。この発光素子３０は、ひとつの画素の大きさが前
記第１実施例よりも大きく、例えば屋外用の大型表示装
置を構成する発光セルに用いられる。
いる。この発光素子３０は、ひとつの画素の大きさが前
記第１実施例よりも大きく、例えば屋外用の大型表示装
置を構成する発光セルに用いられる。
【００１８】アノード基板３２上のアノード電極３３に
は蛍光体３４とメタルバック３５が設けられて大面積の
画素であるアノード３１が形成されている。
は蛍光体３４とメタルバック３５が設けられて大面積の
画素であるアノード３１が形成されている。
【００１９】アノード基板３２の画素と、後述するカソ
ード基板３６の電界放出素子３７との間には、制御電極
３８が設けられている。図示はしないが、該制御電極３
８の配設構造は第１実施例と同じである。制御電極３８
は金属製であり、アノード基板３２の画素と対面する開
口部は金属メッシュ３９とされている。
ード基板３６の電界放出素子３７との間には、制御電極
３８が設けられている。図示はしないが、該制御電極３
８の配設構造は第１実施例と同じである。制御電極３８
は金属製であり、アノード基板３２の画素と対面する開
口部は金属メッシュ３９とされている。
【００２０】前記制御電極３８の下方のカソード基板３
６上には、複数の電界放出素子３７が形成されている。
即ち、カソード基板３６上にはカソード電極４０が形成
され、その上には絶縁層４１とゲート電極４２が積層さ
れている。絶縁層４１とゲート電極４２にはそれぞれホ
ール４３が形成されており、ホール４３内のカソード電
極４０上にはコーン形状のエミッタ４４が形成されてい
る。
６上には、複数の電界放出素子３７が形成されている。
即ち、カソード基板３６上にはカソード電極４０が形成
され、その上には絶縁層４１とゲート電極４２が積層さ
れている。絶縁層４１とゲート電極４２にはそれぞれホ
ール４３が形成されており、ホール４３内のカソード電
極４０上にはコーン形状のエミッタ４４が形成されてい
る。
【００２１】この電界放出素子３７はスピント型で、電
子ビームの拡がり角は約３０°である。従って、電界放
出素子３７の配設面積は、前記制御電極３８の金属メッ
シュ３９の面積よりも小さくてよい。例えば、電界放出
素子３７の配設領域の径をｘとし、ゲート電極４２と制
御電極３８の間隔をＬとすれば、制御電極３８の金属メ
ッシュ３９の径はｘ＋２Ｌｔａｎ１５°である。
子ビームの拡がり角は約３０°である。従って、電界放
出素子３７の配設面積は、前記制御電極３８の金属メッ
シュ３９の面積よりも小さくてよい。例えば、電界放出
素子３７の配設領域の径をｘとし、ゲート電極４２と制
御電極３８の間隔をＬとすれば、制御電極３８の金属メ
ッシュ３９の径はｘ＋２Ｌｔａｎ１５°である。
【００２２】本実施例の駆動条件は第１実施例とほぼ同
じであるが、次に本実施例の作用効果についてさらに具
体的に説明する。本実施例の構造において、開口率８０
％以上の金属メッシュを前記制御電極３８の開口部に用
いた制御電極（Ｍｅｓｈ Ｇｒｉｄ）と、１０ｍｍ角の
孔を有する制御電極（Ｎｏ Ｇｒｉｄ）とをカソード側
から４ｍｍの位置に固定して特性比較を行なった。図３
は、グリッド電圧に対するアノード電流の変化を見たも
のである。１０ｍｍ角の孔を有する制御電極ではほとん
ど変化しておらず、画素の大きい発光素子においては実
質上グリッドがないのと同じである。これに対し、金属
メッシュの開口部を有する制御電極（メッシュグリッ
ド）では、グリッド電圧に応じてアノード電流が増大し
ており、カソードからの電子がメッシュグリッドで収束
されてアノードへ達していることがわかる。
じであるが、次に本実施例の作用効果についてさらに具
体的に説明する。本実施例の構造において、開口率８０
％以上の金属メッシュを前記制御電極３８の開口部に用
いた制御電極（Ｍｅｓｈ Ｇｒｉｄ）と、１０ｍｍ角の
孔を有する制御電極（Ｎｏ Ｇｒｉｄ）とをカソード側
から４ｍｍの位置に固定して特性比較を行なった。図３
は、グリッド電圧に対するアノード電流の変化を見たも
のである。１０ｍｍ角の孔を有する制御電極ではほとん
ど変化しておらず、画素の大きい発光素子においては実
質上グリッドがないのと同じである。これに対し、金属
メッシュの開口部を有する制御電極（メッシュグリッ
ド）では、グリッド電圧に応じてアノード電流が増大し
ており、カソードからの電子がメッシュグリッドで収束
されてアノードへ達していることがわかる。
【００２３】図４は、グリッド電圧に対する発光領域
（Ｓｐｏｔ Ａｒｅａ）の面積の変化を示す。この図に
よれば、メッシュグリッドの拡散効果が有効に働くこと
がわかる。
（Ｓｐｏｔ Ａｒｅａ）の面積の変化を示す。この図に
よれば、メッシュグリッドの拡散効果が有効に働くこと
がわかる。
【００２４】図５は、メッシュグリッドを用いた場合
の、アノード電圧に対するアノード電流の変化を示して
いる。この図から、２ｋＶ以上のアノード電圧に対して
ほぼ安定したアノード電流が得られることが判る。また
これは、メッシュグリッドがアノード電圧のスクリーン
グリッドとして有効に働き、放電を防止していることも
表わしている。
の、アノード電圧に対するアノード電流の変化を示して
いる。この図から、２ｋＶ以上のアノード電圧に対して
ほぼ安定したアノード電流が得られることが判る。また
これは、メッシュグリッドがアノード電圧のスクリーン
グリッドとして有効に働き、放電を防止していることも
表わしている。
【００２５】
【発明の効果】本発明の発光素子によれば、電界放出素
子とアノードの間に制御電極を設け、この制御電極には
アノードの画素に対応した開口部を形成してある。従っ
て本発明によれば次のような効果が得られる。
子とアノードの間に制御電極を設け、この制御電極には
アノードの画素に対応した開口部を形成してある。従っ
て本発明によれば次のような効果が得られる。
【００２６】（１）アノードに高電圧が印加できるため
に高電圧励起発光用蛍光体を用いることができるので、
硫化物蛍光体による問題点を解消することができる。 （２）フルカラーで高輝度タイプの発光素子が形成でき
る。 （３）制御電極を設けたので、電子を収束、拡散するこ
とができ、選択すべき画素のみを均一に発光させること
が可能である。 （４）ＣＲＴに比べて、より薄く、低消費電力、高品
質、低歪、耐振動性の良いフラットディスプレイが可能
となる。
に高電圧励起発光用蛍光体を用いることができるので、
硫化物蛍光体による問題点を解消することができる。 （２）フルカラーで高輝度タイプの発光素子が形成でき
る。 （３）制御電極を設けたので、電子を収束、拡散するこ
とができ、選択すべき画素のみを均一に発光させること
が可能である。 （４）ＣＲＴに比べて、より薄く、低消費電力、高品
質、低歪、耐振動性の良いフラットディスプレイが可能
となる。
【図１】第１実施例の断面図である。
【図２】第２実施例の断面図である。
【図３】第２実施例の作用効果を示す実験結果のグラフ
である。
である。
【図４】第２実施例の作用効果を示す実験結果のグラフ
である。
である。
【図５】第２実施例の作用効果を示す実験結果のグラフ
である。
である。
【図６】従来の発光素子の分解斜視図である。
１，３０ 発光素子 ２，３６ カソード基板 ３，３７ 電界放出素子 ６，４２ ゲート電極 ８，４４ エミッタ ９，３２ アノード基板 １２，３１ アノード １５，３８ 制御電極 １６ 開口部 ３９ 開口部としての金属メッシュ ｒ，ｇ，ｂ，３４ 蛍光体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山浦 辰雄 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 (72)発明者 中田 久士 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 (72)発明者 大津 和佳 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 (72)発明者 谷口 昌照 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 カソード基板と、エミッタとゲートを備
え前記カソード基板に設けられた電界放出素子と、前記
電界放出素子に対面して設けられた制御電極と、前記制
御電極を挟んで前記カソード基板と対面するアノード基
板と、前記アノード基板に設けられた蛍光体を有するア
ノードとを備えた発光素子において、前記制御電極には
前記アノードを構成する各画素に対応して開口部が形成
されていることを特徴とする発光素子。 - 【請求項２】 前記アノードの画素に対応する前記制御
電極の開口部が金属メッシュで構成されている請求項１
記載の発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23117991A JP3211271B2 (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23117991A JP3211271B2 (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0547354A true JPH0547354A (ja) | 1993-02-26 |
| JP3211271B2 JP3211271B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=16919560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23117991A Expired - Lifetime JP3211271B2 (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3211271B2 (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0621150U (ja) * | 1992-04-28 | 1994-03-18 | 双葉電子工業株式会社 | 蛍光発光管 |
| KR20010004013A (ko) * | 1999-06-28 | 2001-01-15 | 김영환 | 전자 차단막을 구비한 전계 방출 표시 소자 |
| JP2003017004A (ja) * | 2001-07-02 | 2003-01-17 | Noritake Itron Corp | 光源管の電極構造 |
| JP2004228084A (ja) * | 2003-01-21 | 2004-08-12 | Samsung Sdi Co Ltd | 電界放出素子 |
| KR100451801B1 (ko) * | 2002-03-25 | 2004-10-08 | 엘지.필립스디스플레이(주) | 전계방출 표시소자 |
| US7045948B2 (en) | 2002-12-31 | 2006-05-16 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Field emission device with mesh grid |
| KR100616617B1 (ko) * | 2004-09-03 | 2006-08-28 | 삼성전기주식회사 | 전계 방출형 냉음극장치의 제조 방법 |
| US7282851B2 (en) | 2002-07-08 | 2007-10-16 | Hitachi Displays, Ltd. | Display device |
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