JPH06111737A - Image display element - Google Patents
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- JPH06111737A JPH06111737A JP26169992A JP26169992A JPH06111737A JP H06111737 A JPH06111737 A JP H06111737A JP 26169992 A JP26169992 A JP 26169992A JP 26169992 A JP26169992 A JP 26169992A JP H06111737 A JPH06111737 A JP H06111737A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電子線を用いた画像表
示素子、特に微小電子源を用いた画像表示素子に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display device using an electron beam, and more particularly to an image display device using a minute electron source.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、電子を励起源とした画像表示素子
としては、陰極線管（ＣＲＴ）、蛍光表示管（ＶＦＤ）
等が広く実用化されているが、その他に微小電子源アレ
イを用いたものが開発されている。微小電子源は、エミ
ッタ近傍に設置したゲート電極に電圧を印加することに
より、強力な電界がかかり、トンネル効果によって電子
が放出されるものである。2. Description of the Related Art Conventionally, cathode ray tubes (CRTs) and fluorescent display tubes (VFDs) have been used as image display devices using electrons as excitation sources.
Etc. have been widely put into practical use, but others using a micro electron source array have been developed. The micro electron source is a device in which a strong electric field is applied by applying a voltage to a gate electrode installed near the emitter, and electrons are emitted by a tunnel effect.
【０００３】微小電子源を複数個平面状に設置し、対向
させたアノード電極に蛍光体を塗布しておけば、放出さ
れた電子が蛍光体を照射し、発光が得られる。エミッタ
およびゲート電極を、いわゆるＸ−Ｙマトリックス状に
配列することにより、各画素に対応する部位における電
子の放出の有無を制御でき、任意所望の画像表示を行な
うことができる。If a plurality of minute electron sources are installed in a plane and the anode electrodes facing each other are coated with a phosphor, the emitted electrons irradiate the phosphor and emit light. By arranging the emitters and the gate electrodes in a so-called XY matrix, it is possible to control the presence or absence of the emission of electrons in the part corresponding to each pixel, and it is possible to display any desired image.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電子の
射出角は垂直方向のみではなく、拡がり分布をもってい
る。そのため、電子射出部と発光体を対向させただけの
画像表示素子においては、電子の一部が他の画素に対応
する部分の蛍光体に対しても照射され、その結果、発光
にぼけが生じる。特に、カラー画像素子においては、別
の色の蛍光体に電子が衝突するため、変色を生じ、正し
い発色が得られない。However, the emission angle of electrons has a spread distribution not only in the vertical direction. Therefore, in the image display device in which the electron emitting portion and the light emitting body are simply opposed to each other, a part of the electrons is also radiated to the phosphor of the portion corresponding to another pixel, resulting in blurring of light emission. . In particular, in a color image element, electrons collide with phosphors of another color, causing discoloration, and correct color development cannot be obtained.
【０００５】本発明は、このような発光のぼけや変色を
解消した画像表示素子を提供することを課題とするもの
である。An object of the present invention is to provide an image display device which eliminates such blurring of emission and discoloration.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたもので、電子を射出させる電子射
出部と、前記電子射出部に対向して設けられ、かつ電子
を受けることにより発光する発光層とを、平面状に配列
し、各画素間に設けた、電子の拡がりを抑制する電極を
具備することを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an electron emitting portion for emitting electrons, and an electron emitting portion provided opposite to the electron emitting portion and receiving electrons. And a light-emitting layer that emits light in a plane, and an electrode that suppresses the spread of electrons is provided between each pixel.
【０００７】本発明の画像表示素子は、図１に示される
ように、電子射出部１と、発光部２と、拡がり抑制電極
３よりなっている。電子射出部１は、図４に示されるよ
うに、基板１１、エミッタ配線１２、エミッタ１３、絶
縁体層１４、ゲート電極（配線を兼ねている）１５より
なる微小電子源となっている。As shown in FIG. 1, the image display device of the present invention comprises an electron emitting portion 1, a light emitting portion 2 and a spread suppressing electrode 3. As shown in FIG. 4, the electron emitting portion 1 is a minute electron source including a substrate 11, an emitter wiring 12, an emitter 13, an insulator layer 14, and a gate electrode (also serves as wiring) 15.
【０００８】試作した電子射出部１としては、微小電子
源を採用するのが良く、それは、図４に示すようにエミ
ッタ１３がコーン型であるが、これに限定されるもので
はなく、砲弾型、ディスク型、平面型、あるいは図５に
示す薄膜型でもよい。A fine electron source is preferably used as the prototyped electron injection unit 1. The emitter 13 has a cone type as shown in FIG. 4, but is not limited to this, and a shell type. It may be a disk type, a flat type, or a thin film type shown in FIG.
【０００９】再び図１にもどって、発光部２は、基板２
１、アノード（透明電極）２２、蛍光体２３よりなって
いる。拡がり抑制電極３は、電子射出部１と同一基板上
の絶縁体層の上に設けてあるが、ゲート電極１５やアノ
ード２２と絶縁されていれば、電子射出部１と同一基板
に設けられていなくても同様の効果が期待できる。拡が
り抑制電極３の形状としては、例えば図２に示すストラ
イプ状と図３に示す井桁状があるが、画素を囲む構造で
あればよく、これらの形状に限定されるものではない。Returning to FIG. 1, the light emitting portion 2 is composed of the substrate 2
1, an anode (transparent electrode) 22, and a phosphor 23. The spread suppressing electrode 3 is provided on the insulator layer on the same substrate as the electron emitting portion 1, but is provided on the same substrate as the electron emitting portion 1 as long as it is insulated from the gate electrode 15 and the anode 22. Even without it, the same effect can be expected. The shape of the spread suppressing electrode 3 includes, for example, the stripe shape shown in FIG. 2 and the cross shape shown in FIG. 3, but it is not limited to these shapes as long as it is a structure surrounding the pixel.
【００１０】拡がり抑制電極３の効果を、計算機シミュ
レーションの結果を用いて説明する。ここでは、差分法
を用いて電位分布を求めた後、電子の軌跡を求めてい
る。The effect of the spread suppressing electrode 3 will be described using the results of computer simulation. Here, the trajectory of the electrons is obtained after obtaining the potential distribution using the difference method.
【００１１】図８は、拡がり抑制電極がない場合の電子
の軌跡である。画素の端に近い部分の電子射出部１から
射出された電子のうち外向きの電子４は、隣の画素（発
光部２）に到達してしまう。この電子４が、ぼけや変色
の原因である。FIG. 8 is a trajectory of electrons when there is no spread suppressing electrode. Of the electrons emitted from the electron emitting portion 1 near the edge of the pixel, the outward electrons 4 reach the adjacent pixel (light emitting portion 2). The electrons 4 cause blurring and discoloration.
【００１２】そこで、拡がり抑制電極３を設けた場合の
電位分布を図６に、電子の軌跡を図７に示す。図６から
わかるように、拡がり抑制電極３にかけた負の電位によ
ってポテンシャルの壁が形成され、その電界５によっ
て、図７のように電子４’の軌跡は内側に曲げられる。
この計算結果から、拡がり抑制電極３の効果が説明でき
る。Therefore, FIG. 6 shows the potential distribution when the spread suppressing electrode 3 is provided, and FIG. 7 shows the trajectory of electrons. As can be seen from FIG. 6, the potential wall is formed by the negative potential applied to the spread suppressing electrode 3, and the electric field 5 thereof causes the trajectory of the electron 4 ′ to bend inward as shown in FIG. 7.
From this calculation result, the effect of the spread suppressing electrode 3 can be explained.
【００１３】[0013]
【作用】本発明の構成を採った場合、隣の画素に向かっ
ていた電子の軌跡は、拡がり抑制電極による電界によっ
て内側に曲げられ、本来の画素に到達する。そのため、
素子のぼけや変色を抑制するという作用がある。When the configuration of the present invention is adopted, the locus of electrons which is heading to the adjacent pixel is bent inward by the electric field generated by the spread suppressing electrode and reaches the original pixel. for that reason,
It has the effect of suppressing blurring and discoloration of the element.
【００１４】[0014]
【実施例】図面に基づいて、発明の一実施例を説明す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
【００１５】まず、図２のストライプ型電極を用いた素
子の作製例を図９（ａ）〜（ｈ）に示す。ガラス基板１
１上にエミッタ配線用導電膜として金属ニッケル層 0.3
μｍを蒸着し、リソグラフィとエッチング法により、幅
１mm、間隔0.2mm のストライプ状のエミッタ配線１２に
加工する（図９（ａ）参照）。First, FIGS. 9A to 9H show an example of manufacturing an element using the stripe type electrode of FIG. Glass substrate 1
On top of this, a metallic nickel layer 0.3 is used as a conductive film for emitter wiring.
μm is vapor-deposited and is processed into a stripe-shaped emitter wiring 12 having a width of 1 mm and a spacing of 0.2 mm by lithography and etching (see FIG. 9A).
【００１６】次に、絶縁層１４としてSiO2１μｍを化学
的気相体積法により形成し、続いてゲート電極１５とし
て金属モリブデン層 0.2μｍを蒸着する（図９（ｂ）参
照）。それから、リソグラフィとドライエッチング法に
より、ゲート電極１５となる金属モリブデン層のうち将
来画素になる部分に、直径１μｍの穴を多数形成し、さ
らに湿式エッチング法で穴下部の絶縁層を除去する（図
９（ｃ）参照）。Next, 1 μm of SiO 2 is formed as the insulating layer 14 by the chemical vapor deposition method, and then 0.2 μm of a metal molybdenum layer is vapor-deposited as the gate electrode 15 (see FIG. 9B). Then, by lithography and dry etching, a large number of holes with a diameter of 1 μm are formed in portions of the metal molybdenum layer that will become the gate electrode 15 that will become pixels in the future, and the insulating layer below the holes is removed by wet etching (FIG. 9 (c)).
【００１７】この状態で基板回転をしながら、アルミニ
ウムを斜めから蒸着することによって、ゲート電極１５
の上にのみ 0.1μｍ厚の剥離層１６を形成する。さらに
金属モリブデンを垂直に２μｍ蒸着して、モリブデン製
のコーン型エミッタ１３を形成する（図９（ｄ）参
照）。このとき、剥離層１６上に被剥離層１７が形成さ
れる。In this state, while rotating the substrate, aluminum is obliquely vapor-deposited to form the gate electrode 15.
A peeling layer 16 having a thickness of 0.1 μm is formed only on the top surface. Further, metal molybdenum is vertically vapor-deposited by 2 μm to form a cone type emitter 13 made of molybdenum (see FIG. 9D). At this time, the layer to be peeled 17 is formed on the peeling layer 16.
【００１８】次に、アルミニウム１μｍ（エッチング停
止層１８）を再び蒸着した後、リソグラフィと湿式エッ
チング法により、ゲート電極１５をモリブデン層，アル
ミニウム層とともに画素幅0.3mm 間隔0.16mmのストライ
プ状に加工する（図９（ｅ）参照）。Next, aluminum 1 μm (etching stop layer 18) is vapor-deposited again, and then the gate electrode 15 is processed together with the molybdenum layer and the aluminum layer into a stripe shape with a pixel width of 0.3 mm and a pitch of 0.16 mm by lithography. (See FIG. 9 (e)).
【００１９】その後、タングステン層３１を厚さ20μｍ
蒸着し（図９（ｆ）参照）、リソグラフィとドライエッ
チング法にて、幅 0.1mmの拡がり防止電極３を形成す
る。このとき、画素部分のエッチングは、以前設けたア
ルミニウム層（エッチング停止層１８）で止まる（図９
（ｇ）参照）。その後、剥離層１６までを除去し、電子
射出部１と拡がり防止電極３が完成する（図９（ｈ）参
照）。After that, a tungsten layer 31 having a thickness of 20 μm is formed.
After vapor deposition (see FIG. 9F), the spread prevention electrode 3 having a width of 0.1 mm is formed by lithography and dry etching. At this time, the etching of the pixel portion is stopped by the aluminum layer (etching stop layer 18) previously provided (FIG. 9).
(See (g)). Then, the peeling layer 16 is removed, and the electron emitting portion 1 and the spread prevention electrode 3 are completed (see FIG. 9H).
【００２０】発光部２は、ガラス基板２１上に透明電極
アノード２２を付けた後、画素に対応する部位に蛍光体
をスクリーン印刷で形成した。試作したものは単色であ
るが、蛍光体を多色にすればカラー表示になる。単色表
示の場合には、蛍光体を全面に塗布してもよい。In the light emitting portion 2, after the transparent electrode anode 22 was attached on the glass substrate 21, a phosphor was formed by screen printing on the portion corresponding to the pixel. The prototype is monochromatic, but if the phosphors are multicolored, color display is possible. In the case of monochromatic display, the phosphor may be applied to the entire surface.
【００２１】電子射出部１と発光部２を対向させて間隔
50μｍで固定し、真空封止することにより、素子が完成
する。The electron emitting portion 1 and the light emitting portion 2 are opposed to each other and are spaced from each other.
The device is completed by fixing at 50 μm and vacuum sealing.
【００２２】基板１１は、表面が絶縁性であればよいの
であり、ガラスの他にSiなども使用できる。エミッタ配
線１２は、元素記号でNi、Al、Cu、Co、Cr、Mo、Ｗ、A
u、Ag、Pt等の金属の他、ＩＴＯなどでもよい。エミッ
タ１３は、高融点の導電体が望ましく、モリブデン以外
に、Ｗ、LaB6なども使用できる。絶縁層には、SiO2以外
に SiNx ，Al2O3 等も使用できる。エッチング停止層１
８には、Al以外にCrも使用できる。ゲート電極１５や拡
がり防止電極３には、Co、Mo、Ｗ等の金属が使用でき
る。エミッタ配線、ゲート電極、拡がり抑制電極は蒸着
以外にスパッタあるいはＣＶＤ法でもよい。絶縁層は、
ＣＶＤ法以外に蒸着、スパッタでもよい。The substrate 11 need only have an insulating surface, and Si or the like can be used in addition to glass. The emitter wiring 12 is represented by element symbols Ni, Al, Cu, Co, Cr, Mo, W, A.
In addition to metals such as u, Ag and Pt, ITO may be used. The emitter 13 is preferably a conductor having a high melting point, and W, LaB 6 or the like can be used in addition to molybdenum. In addition to SiO 2 , SiN x , Al 2 O 3, etc. can be used for the insulating layer. Etch stop layer 1
In addition to Al, Cr can be used for 8. Metals such as Co, Mo and W can be used for the gate electrode 15 and the spread prevention electrode 3. The emitter wiring, the gate electrode, and the spread suppressing electrode may be formed by sputtering or CVD instead of vapor deposition. The insulating layer is
Other than the CVD method, vapor deposition or sputtering may be used.
【００２３】このようにして作製した素子を用いて画像
の表示を行なった。ゲート電圧を基準として、アノード
電圧140V、エミッタ電圧−140Vとし、拡がり抑制電圧を
−140Vにしたところ、拡がり抑制電極を持たない従来の
素子に比較して、横方向のぼけを 1/5に低減できた。An image was displayed using the element thus manufactured. When the anode voltage is 140V and the emitter voltage is -140V and the spread suppression voltage is -140V based on the gate voltage, the lateral blur is reduced to 1/5 of that of the conventional device that does not have the spread suppression electrode. did it.
【００２４】ところで、３色の画素をいわゆる三色旗型
にした場合、横方向に比較して縦方向の精細度は必要で
はなく、また、上下のストライプに同じ色をあてはめれ
ば上下方向のぶれは変色を起こさない。従って、ストラ
イプ状の（一次元の）拡がり防止電極でもぼけや変色を
抑制できる。ただし、本発明は、画素ごとに拡がり抑制
電極を具備することが趣旨であり、ストライプ状に限定
するものではない。By the way, when the three-color pixels are of a so-called three-color flag type, it is not necessary to have a fineness in the vertical direction as compared with the horizontal direction, and if the same colors are applied to the upper and lower stripes, the vertical direction becomes higher. Blur does not cause discoloration. Therefore, blurring and discoloration can be suppressed even with a stripe-shaped (one-dimensional) spread prevention electrode. However, the present invention is intended to have a spread suppressing electrode for each pixel, and is not limited to the stripe shape.
【００２５】[0025]
【発明の効果】本発明の画像表示装置は、電子の拡がり
を抑制する電極を具備しているため、画像のぼけや変色
を改善できるという効果がある。Since the image display device of the present invention is provided with the electrodes for suppressing the spread of electrons, it has the effect of improving the blurring and discoloration of the image.
【００２６】[0026]
【図１】本発明の画像表示素子の一実施例を示す説明図
である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of an image display device of the present invention.
【図２】本発明の拡がり抑制電極の一例を示す斜視図で
ある。FIG. 2 is a perspective view showing an example of a spread suppressing electrode of the present invention.
【図３】本発明の拡がり抑制電極の他の例を示す斜視図
である。FIG. 3 is a perspective view showing another example of the spread suppressing electrode of the present invention.
【図４】電子射出部の一例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of an electron emitting unit.
【図５】電子射出部の他の例を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing another example of an electron emitting unit.
【図６】計算機シミュレーションで求めた、拡がり抑制
電極ありの場合の電位分布を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a potential distribution obtained by a computer simulation in the case where there is a spread suppressing electrode.
【図７】計算機シミュレーションで求めた、拡がり抑制
電極ありの場合の電子軌跡を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing electron trajectories in the case where there is a spread suppressing electrode, which is obtained by computer simulation.
【図８】計算機シミュレーションで求めた、従来の拡が
り電極なしの場合の電子軌跡を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing electron trajectories obtained by computer simulation without a conventional spreading electrode.
【図９】本発明画像表示素子の製造プロセスの一例を工
程順に示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of a manufacturing process of the image display element of the present invention in process order.
１ …電子射出部 ２ …発光部 ３ …拡がり抑制電極 ４ …電子 ５ …電界 １１ …基板 １２ …エミッタ配線 １３ …エミッタ １４ …絶縁体 １５ …ゲート電極 １６ …剥離層 １７ …被剥離層 １８ …エッチング停止層 ２１ …基板 ２２ …アノード電極 ２３ …蛍光体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electron emission part 2 ... Light emission part 3 ... Spreading suppression electrode 4 ... Electron 5 ... Electric field 11 ... Substrate 12 ... Emitter wiring 13 ... Emitter 14 ... Insulator 15 ... Gate electrode 16 ... Exfoliation layer 17 ... Exfoliation layer 18 ... Etching Stop layer 21 ... Substrate 22 ... Anode electrode 23 ... Phosphor
Claims (4)
射出部に対向して設けられ、かつ電子を受けることによ
り発光する発光層とを、平面状に配列し、各画素間に設
けた、電子の拡がりを抑制する電極を具備することを特
徴とする画像表示素子。1. An electron emitting portion for emitting electrons and a light emitting layer provided facing the electron emitting portion and emitting light by receiving electrons are arranged in a plane and provided between pixels. An image display device comprising an electrode for suppressing the spread of electrons.
とを特徴とする請求項１記載の画像表示素子。2. The image display device according to claim 1, wherein the electron emitting portion is a large number of minute electron sources.
上に設置されてなることを特徴とする請求項１または２
記載の画像表示素子。3. The spread suppressing electrode is installed on the same substrate as the micro electron source.
The image display device described.
れてなることを特徴とする請求項１，２または３記載の
画像表示素子。4. The image display device according to claim 1, wherein the spread prevention electrode is formed in a stripe shape.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26169992A JPH06111737A (en) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | Image display element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26169992A JPH06111737A (en) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | Image display element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06111737A true JPH06111737A (en) | 1994-04-22 |
Family
ID=17365489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26169992A Pending JPH06111737A (en) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | Image display element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06111737A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0688041U (en) * | 1993-05-28 | 1994-12-22 | 双葉電子工業株式会社 | Electron emitting device and image display device using the electron emitting device |
| US5734223A (en) * | 1994-11-29 | 1998-03-31 | Nec Corporation | Field emission cold cathode having micro electrodes of different electron emission characteristics |
| JP2006019282A (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Samsung Sdi Co Ltd | Electron emission element and its manufacturing method |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP26169992A patent/JPH06111737A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0688041U (en) * | 1993-05-28 | 1994-12-22 | 双葉電子工業株式会社 | Electron emitting device and image display device using the electron emitting device |
| US5734223A (en) * | 1994-11-29 | 1998-03-31 | Nec Corporation | Field emission cold cathode having micro electrodes of different electron emission characteristics |
| JP2006019282A (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Samsung Sdi Co Ltd | Electron emission element and its manufacturing method |
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