JPH07161315A - ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アノード電極がスイッチングされるタイプの
ディスプレイ装置において、アノード電極の絶縁破壊電
圧を上げることができる構成のディスプレイ装置を提供
すること。 【構成】 アノード基板１の一面にアノード電極を構成
する例えば導電性酸化インジウムよりなるストライプ状
の透明電極２が形成されており、このストライプ状の透
明電極２上にそれぞれＲ，Ｇ，Ｂの蛍光体３が塗布され
ている。さらに、透明電極２の間のアノード基板１には
凹部４がそれぞれ形成されている。これにより、透明電
極２−１と透明電極２−２との間の絶縁破壊電圧が飛躍
的に向上し、アノード電圧を高くできるため、十分な輝
度を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスプレイ装置の改
良に関するものであり、特に電界放出カソードを電子源
とするディスプレイ装置に適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】金属または半導体表面の印加電界を１０
⁹ ［Ｖ／ｍ］程度にするとトンネル効果により、電子が
障壁を通過して常温でも真空中に電子放出が行われる。
これを電界放出（Field Emission）と云い、このような
原理で電子を放出するカソードを電界放出カソード（Fi
eld Emission Cathode）と呼んでいる。近年、半導体微
細加工技術を駆使して、ミクロンサイズの電界放出カソ
ードからなる面放出型の電界放出カソードを作製するこ
とが可能となっており、電界放出カソードはディスプレ
イ装置、ＣＲＴ、電子顕微鏡や電子ビーム装置の電子源
として適用することが提案されている。

【０００３】図４に、適用例の一例であるディスプレイ
装置を示す。このディスプレイ装置（以下、ＦＥＤと記
す）は、電界放出カソード（以下、ＦＥＣと記す）が形
成されたカソード基板１０３と、アノード電極が形成さ
れたアノード基板１００とが対向配置されるように構成
されている。このカソード基板１０３に形成されたＦＥ
Ｃは、スパッタ等により形成されたカソード電極１０４
と、その上に複数形成された円錐状のエミッタコーン１
０５と、このエミッタコーン１０５の先端近傍に形成さ
れたゲート電極１０６とから構成されたスピント（Spin
dt）型ＦＥＣとされている。一方、カソード基板１０３
に対向配置されたアノード基板１００には、アノード電
極を構成する、例えば導電性酸化インジウム（ＩＴＯ）
からなる透明電極１０１が形成されていると共に、この
透明電極１０１の上に蛍光体１０２が塗布されている。

【０００４】上記透明電極１０１−１，１０１−２，１
０１−３・・・はストライプ状とされていると共に、透
明電極１０１−１，１０１−４，１０１−７・・・には
赤色（Ｒ）の蛍光体１０２が塗布されており、透明電極
１０１−２，１０１−５，１０１−８・・・には緑色
（Ｇ）の蛍光体１０２が塗布されており、透明電極１０
１−３，１０１−６・・・には青色（Ｂ）の蛍光体１０
２が塗布されている。このように、透明電極１０１−１
・・・１０１−８・・・には２つ置きに同じ色の蛍光体
１０２が塗布されている。このＲ，Ｇ，Ｂの蛍光体が設
けられている３本の透明電極１０１を１グループとし
て、このグループに共通に電子を供給するように、上記
ＦＥＣが分割されて設けられている。このため、カソー
ド電極１０４は、透明電極１０１に平行な上記グループ
の幅を有するストライプ状のカソード電極１０４−１，
１０４−２，１０４−３・・・とされており、それぞれ
のカソード電極１０４−１，１０４−２，１０４−３・
・・には、エミッタコーン１０５とゲート電極１０６と
が形成されている。

【０００５】このエミッタコーン１０５間のピッチは１
０ミクロン以下とすることが出来、このようなエミッタ
コーン１０５を、数万ないし数１０万個を１枚のカソー
ド基板１０３上に設けることが出来る。このＦＥＣにお
いては、ゲート・カソード間の距離をサブミクロンとす
ることが出来るため、ゲート・カソード間に僅か数１０
ボルトの電圧Ｖ_GEを印加することによりエミッタコーン
１０５から電子を放出することが出来る。このようにし
て、エミッタコーン１０５から放出された電子は、ゲー
ト電極１０６上に離隔して配置されたアノード基板１０
０に設けられた透明電極１０１により捕集されるように
なる。この透明電極１０１には、正電圧Ｖ_A が印加され
ている。

【０００６】また、透明電極１０１にはＲ，Ｇ，Ｂの蛍
光体１０２が設けられているため、透明電極１０１に捕
集される電子により励起されてＲ，Ｇ，Ｂの蛍光体１０
２が発光される。このため、フルカラーの画像を透明電
極１０１からなるアノード電極上に得ることができ、こ
の画像は透明のアノード基板１００を介して観察するこ
とができるようにされる。この場合、ストライプ状のカ
ソード電極１０４−１，１０４−２，１０４−３・・・
と直交するようにゲート電極１０６は、ストライプ状に
複数本形成されて順次走査されているが、例えばゲート
電極１０６が選択されている場合において、カソード電
極１０４−１が選択され、さらに透明電極１０１−１，
１０１−２，１０１−３が順次選択されている。すなわ
ち、カソード電極１０４−１上に形成されたエミッタコ
ーン１０５から放出された電子により、透明電極１０１
−１が選択されている時は、Ｒの蛍光体が発光されるよ
うにされ、透明電極１０１−２が選択されている時は、
Ｇの蛍光体が発光されるようにされ、透明電極１０１−
３が選択されている時は、Ｂの蛍光体が発光されるよう
になされている。

【０００７】このように、図４に示すフルカラーのディ
スプレイ装置においてはアノード電極である透明電極１
０１を選択するタイプとされている。フルカラーのディ
スプレイ装置は、他にアノード電極を走査することに替
えて、カソード電極をＲ，Ｇ，Ｂの蛍光体に対応して設
けるタイプもあり、このディスプレイ装置を図５に示
す。このディスプレイ装置においては、アノード基板１
００に形成されているアノード電極である透明電極１０
１は分割されておらずベタに形成されており、この透明
電極１０１上にＲ，Ｇ，Ｂの蛍光体がストライプ状に形
成されている。一方、ＦＥＣが形成されているカソード
基板１０３上には、アノード基板１００に塗布されてい
る蛍光体１０２のＲ，Ｇ，Ｂに対応するようストライプ
状のカソード電極１１０−１，１１０−２，１１０−３
・・・が形成されており、このカソード電極１１０−
１，１１０−２，１１０−３・・・には、それぞれエミ
ッタコーン１０５と、このエミッタコーン１０５の先端
近傍にゲート電極１０６とが形成されている。

【０００８】ゲート電極１０６を順次走査し、これに同
期してカソード電極１１０−１，１１０−２，１１０−
３・・・は、透明電極１０１に塗布されているＲ，Ｇ，
Ｂの３本の蛍光体１０２に対応する３本のカソード電極
１１０を１グループとするカソード電極１１０−１，１
１０−２，１１０−３、カソード電極１１０−４，１１
０−５，１１０−６、・・・が同時に選択されるため、
選択されたグループのカソード電極１１０に対応する
Ｒ，Ｇ，Ｂの蛍光体１０２が選択発光されるようになさ
れる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記の２つのタイプの
ディスプレイ装置において、図５に示すディスプレイ装
置においては、エミッタコーンから放出される電子は、
通常ある広がりを持って放出されることから、隣接して
いる蛍光体が漏れ発光する恐れがあり、このため色がぼ
ける欠点を有している。また、アノード基板に形成され
たＲ，Ｇ，Ｂの蛍光体に精度よく位置合わせしてカソー
ド電極を配置する必要があり、高度の製作精度が要求さ
れる。さらに、多数のカソード電極をそれぞれドライブ
しているため、多数のドライバを必要としている。しか
しながら、アノード電極は走査していないため、アノー
ド電圧を高くすることができ、輝度を上げることはでき
る。

【００１０】また、図４に示すディスプレイ装置におい
ては、アノード電極を構成している透明電極１０１−
１，１０１−２，１０１−３・・・には、図６に示すよ
うにアノード電極ライン１０７−Ｒ，１０７−Ｇ，１０
７−Ｂが、それぞれ接続されており、これらのアノード
電極ライン１０７−Ｒ，１０７−Ｇ，１０７−Ｂは順次
走査されている。すなわち、アノード電極ライン１０７
−Ｒが選択された時、透明電極１０１−１，１０１−４
・・・にアノード電圧が印加され、アノード電極ライン
１０７−Ｇが選択された時、透明電極１０１−２，１０
１−５・・・にアノード電圧が印加され、アノード電極
ライン１０７−Ｂが選択された時、透明電極１０１−
３，１０１−６・・・にアノード電圧が印加されて、
Ｒ，Ｇ，Ｂの蛍光体が順次発光されるようになされてい
る。この場合、選択されていないアノード電極ラインは
例えばアース電位とされている。

【００１１】このため、透明電極１０１に印加できるア
ノード電圧は透明電極１０１間の絶縁破壊電圧により決
定されることになる。図７に透明電極１０１−１と透明
電極１０１−２の部分だけを取り出して示しているが、
この透明電極１０１−１と透明電極１０１−２間の距離
を、例えば５０ミクロンとすると、このように微少な距
離における場合の絶縁破壊電圧は、透明電極１０１間の
空間的な距離で決まる絶縁破壊電圧（電極間絶縁破壊電
圧）よりも、透明電極１０１が形成されているアノード
基板１００の表面の沿面距離（図６参照）１０８で決ま
る絶縁破壊電圧（沿面絶縁破壊電圧）により支配される
ようになる。この沿面距離１０８で決まる絶縁破壊電圧
は、アノード基板１００の材料によっても異なる電圧と
なるが、アノード基板１００をパイレックスガラスとす
ると、５０ミクロンの電極間距離において、約１００〜
３００ボルトとなる。

【００１２】このように、図４に示すタイプのディスプ
レイ装置においては、アノード電極に印加できるアノー
ド電圧を高くすることが困難であり、輝度を上げること
ができないと共に、アノード電極を構成している透明電
極１０１間の距離を小さくすると、よりアノード電圧を
低くしなければならないため、画素ピッチを小さくでき
ないという問題点があった。さらに、カソード電極１１
０を選択しているパルス信号の幅を、さらに３分割して
Ｒ，Ｇ，Ｂの蛍光体が形成されている３本の透明電極１
０１を選択するパルス信号としているため、デューティ
ファクターが小さくなり、輝度がより低下するという問
題点もあった。そこで、本発明はアノード電極がスイッ
チングされるタイプのディスプレイ装置において、アノ
ード電極の絶縁破壊電圧を高くすることができる構成の
ディスプレイ装置を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明はストライプ状の透明電極間に露出している
アノード基板の部分に、溝を設けるようにしたものであ
る。

【００１４】

【作用】本発明によれば、アノード電極の絶縁破壊電圧
を飛躍的に向上することができるため、アノード電圧を
高く設定することができ、輝度を上げることができるよ
うになる。また、アノード電圧を下げることなく画素ピ
ッチを小さくすることができるようになる。また、モノ
クロのディスプレイ装置とすると、超微細とすることが
できると共に、輝度を十分上げることができるようにな
る。

【００１５】

【実施例】本発明のディスプレイ装置におけるアノード
基板の構成を図１に示す。この図に示すように、アノー
ド基板１の一面にアノード電極を構成する、例えば導電
性酸化インジウム（ＩＴＯ）よりなるストライプ状の透
明電極２が形成されており、このストライプ状の透明電
極２上にそれぞれＲ，Ｇ，Ｂの蛍光体３が塗布されてい
る。さらに、透明電極２の間のアノード基板１には凹部
４がそれぞれ形成されている。この凹部４が形成されて
いる部分を拡大して図２に示す。この図に示すように、
透明電極２−１と透明電極２−２の間の沿面５の距離は
凹部４により、従来より長くされている。これにより、
透明電極２−１と透明電極２−２との間の絶縁破壊電圧
を、凹部４の深さにもよるが数倍以上と、飛躍的に向上
することができるようになる。

【００１６】このように構成したアノード基板１を、図
４に示すディスプレイ装置のアノード基板として用いる
ようにして、フルカラーのディスプレイ装置を構成する
ようにする。このディスプレイ装置によれば、アノード
電圧を高く設定することができるため、十分な輝度を得
ることができるようなる。また、凹部４によりアノード
電極間の距離を等価的に長くすることができるため、画
素ピッチを微細にすることができるようになる。

【００１７】次に、前記アノード基板１の製造工程を図
３に示す。まず、（ａ）に示すようにガラス等からなる
アノード基板１上にアノード電極を構成する例えばＩＴ
Ｏからなる透明電極２をスパッタ等により形成し、さら
にその上にフォトレジスト層６を（ｂ）に示すように形
成する。そして、フォトレジスト層６をパターニングし
て（ｃ）に示すように複数のＩＴＯ露出部７をフォトレ
ジスト層６に設ける。この結果フォトレジスト層６はス
トライプ状とされる。次に、露出されたＩＴＯのエッチ
ングを行うことにより、（ｄ）に示すように透明電極２
に溝部８を形成し、アノード基板１の表面を溝部８の底
部に露出させる。この結果、透明電極２はストライプ状
とされる。

【００１８】そして、前記パターニングされたフォトレ
ジスト層６を、そのままマスクとして用いて、バッファ
ードフッ酸（ＢＨＦ）液中に浸漬することにより、露出
された溝部８内のアノード基板１の表面をエッチングし
て、（ｅ）に示すように透明電極２間に凹部４を形成す
る。この凹部４の深さは、アノード基板１の厚さ及び透
明電極２間の間隔に応じて決定されるが、例えば１．０
ｔの厚さのアノード基板１において、透明電極２の間隔
を略２０ミクロンとした場合は、数ミクロン〜数１０ミ
クロンの範囲が好ましい。なお、反応性イオンエッチン
グ（ＲＩＥ）によりアノード基板１をエッチングするよ
うにしてもよく、この場合、前記フォトレジスト層６と
は異なるレジスト層を形成してマスクとしても良い。

【００１９】次に、フォトレジスト層６を剥離して、
（ｆ）に示す透明電極２間に凹部４の形成されたアノー
ド基板１を得る。そして、スラリー法によりＲ，Ｇ，Ｂ
の蛍光体でパターニングすることにより、図１に示すフ
ルカラーのアノード基板１を得るようにする。このアノ
ード基板１は、電界放出カソードの形成されたカソード
基板と共に真空容器内に封入されてディスプレイ装置と
される。なお、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの蛍光体３を、ストライ
プ状の透明電極２上にドット状に形成し、このドット状
の蛍光体３の間に絶縁性の突起物を形成するようにして
もよい。このようにすると、アノード，カソード両基板
の板厚を薄くすることができるようになる。また、カラ
ーディスプレイ装置に替えて、モノクロのディスプレイ
装置のアノード基板の透明電極間に凹部を設けるように
すると、超微細のアノード電極パターンとできると共
に、その輝度も十分上げることができるようになる。

【００２０】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、ア
ノード電極の絶縁破壊電圧を飛躍的に向上することがで
き、アノード電圧を高く設定することができる。このた
め、輝度を十分上げることができるようになる。また、
アノード電圧を下げることなく画素ピッチを小さくする
ことができるようになる。また、モノクロのディスプレ
イ装置とすると、超微細とすることができると共に、輝
度を十分上げることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のディスプレイ装置のアノード基板を示
す図である。

【図２】本発明のディスプレイ装置のアノード基板の一
部を拡大して示す図である。

【図３】本発明のディスプレイ装置のアノード基板の製
造方法を示す図である。

【図４】従来のディスプレイ装置の該略図である。

【図５】従来のディスプレイ装置の他の該略図である。

【図６】従来のディスプレイ装置のアノード基板の構成
を示す図である。

【図７】従来のディスプレイ装置のアノード基板の一部
を拡大して示す図である。

【符号の説明】

１，１００ アノード基板 ２，２−１，２−２，２−３，２−４，２−５，２−
６，１０１，１０１−１，１０１−２，１０１−３，１
０１−４，１０１−５，１０１−６，１０１−７，１０
１−８ 透明電極 ３，１０２ 蛍光体 ４ 凹部 ５，１０８ 沿面 ６ フォトレジスト層 ７ ＩＴＯ露出部 ８ 溝部 １０３ カソード基板 １０４，１０４−１，１０４−２，１０４−３，１１０
カソード電極 １０５ エミッタコーン １０６ ゲート電極 １０７−Ｒ，１０７−Ｇ，１０７−Ｂ アノード電極ラ
イン

フロントページの続き (72)発明者 向後 克俊 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 (72)発明者 石川 和良 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一面に形成された複数のストライプ状の透
   明電極と、この複数の透明電極に順次塗布されたＲ，
   Ｇ，Ｂの蛍光体とを備えるアノード基板において、 上記透明電極間の上記アノード基板の部分に、凹部が形
   成されていることを特徴とするディスプレイ装置。
2. 【請求項２】上記Ｒの蛍光体が塗布された第１の透明電
   極と、上記Ｇの蛍光体が塗布された第２の透明電極と、
   上記Ｂの蛍光体が塗布された第３の透明電極とが順次選
   択走査されてアノード電圧が印加されることを特徴とす
   る請求項１記載のディスプレイ装置。
3. 【請求項３】上記アノード基板に対向して配置され、上
   記Ｒ，Ｇ，Ｂの蛍光体がそれぞれ塗布された３本の透明
   電極を１グループとして、このグループごとに電子を供
   給する電界放出カソードが複数形成されているカソード
   基板を、さらに備えることを特徴とする請求項１あるい
   は２記載のディスプレイ装置。