JPH1092347A - Plane type image display device - Google Patents

Plane type image display device

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Publication number
JPH1092347A
JPH1092347A JP24378496A JP24378496A JPH1092347A JP H1092347 A JPH1092347 A JP H1092347A JP 24378496 A JP24378496 A JP 24378496A JP 24378496 A JP24378496 A JP 24378496A JP H1092347 A JPH1092347 A JP H1092347A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cold cathode
film
gate electrode
cold
cathode
Prior art date
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Pending
Application number
JP24378496A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Taketoshi Suzuki
健聡 鈴木
Masayuki Nakamoto
正幸 中本
Katsuyoshi Fukuda
勝義 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP24378496A priority Critical patent/JPH1092347A/en
Publication of JPH1092347A publication Critical patent/JPH1092347A/en
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  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide such a plane type image display device with field emission cold cathodes as being capable of selecting fluorescences without high voltage switching. SOLUTION: Plural cold cathodes 10 are arranged in rows and columns. Gate electrodes 11 (11a, 11b) consisting of sets of two electrodes divided and insulated in rows are arranged to encircle the cold cathodes 10 in the same column. The cold cathodes 10 are formed with a spindt or transfer molding method, e.g. The gate electrodes 11 are arranged perpendicular to the arrangement of a red fluorescence 12a, a green fluorescence 12b and a blue fluorescence 12c formed via an anode on the surface of a glass face plate, not explaned here.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電界放出型冷陰極
を用いた平面型画像表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flat panel display using a field emission type cold cathode.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、電界放出型冷陰極から電子を放出
させアノード電極に塗布した蛍光体に衝突させて発光さ
せる平面型画像表示装置(FED:Field Emission Dis
play)の開発が進められている。FEDは、液晶パネル
を用いた表示装置と異なり、自発光型で発光効率が高い
ため消費電力が小さい,視野角が広い,応答速度が速
い,動作温度範囲が広い等の特徴を有する。そのため、
FEDは次世代のフラットパネルディスプレイとして注
目されている。
2. Description of the Related Art At present, a flat image display device (FED: Field Emission Discharge) that emits electrons from a field emission type cold cathode and collides with a phosphor coated on an anode electrode to emit light.
play) is under development. Unlike a display device using a liquid crystal panel, the FED has features such as low power consumption, a wide viewing angle, a fast response speed, and a wide operating temperature range because of its self-luminous type and high luminous efficiency. for that reason,
FEDs are receiving attention as next-generation flat panel displays.

【0003】図6に、従来のFEDの断面図を示す。6
0はガラスプレート、61はカソード電極、62は冷陰
極、63は絶縁層、64はゲート電極、65a,65
b,65cはそれぞれ赤,緑,青の蛍光体、66a,6
6b,66cはアノード電極、67はガラスフェイスプ
レートである。
FIG. 6 is a sectional view of a conventional FED. 6
0 is a glass plate, 61 is a cathode electrode, 62 is a cold cathode, 63 is an insulating layer, 64 is a gate electrode, 65a, 65
b and 65c are red, green and blue phosphors, respectively 66a and 6c
6b and 66c are anode electrodes, and 67 is a glass face plate.

【0004】ゲート電極64に電圧を印加し、画像デー
タに応じた電圧を印加することで階調を実現する。電子
をそれぞれの蛍光体に選択的に衝突させてカラー表示を
行うために、陽極スイッチングと呼ぶ方法を用いてい
る。この陽極スイッチングは、蛍光体65(65a,6
5b,65c)が塗布されたアノード電極66(66
a,66b,66c)に順番に数100〜数kVの電圧
を印加して行う。
A gray scale is realized by applying a voltage to the gate electrode 64 and applying a voltage corresponding to image data. In order to perform color display by selectively causing electrons to collide with the respective phosphors, a method called anode switching is used. This anode switching is performed for the phosphor 65 (65a, 6a).
5b, 65c) is coated on the anode electrode 66 (66
a, 66b, 66c) in order by applying a voltage of several hundreds to several kV.

【0005】しかしながら、この種のFEDにあって
は、次のような問題があった。すなわち、カラー表示の
ために陽極スイッチングを行う必要があり、パワートラ
ンジスタなどのスイッチング素子を用い、数100〜数
kVの高電圧を切り換えて順番にアノード電極66に印
加しなければならない。このため、スイッチング素子を
含む駆動回路の負担が大きいという問題があった。
However, this type of FED has the following problems. That is, it is necessary to perform anode switching for color display, and it is necessary to use a switching element such as a power transistor to switch a high voltage of several hundreds to several kV and apply it to the anode electrode 66 in order. For this reason, there is a problem that the load on the drive circuit including the switching element is large.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
のFEDは、カラー表示を行うために高電圧のスイッチ
ングにより蛍光体の選択を行う必要があり、駆動回路に
かかる負担が大きいという問題点があった。
As described above, in the conventional FED, it is necessary to select a phosphor by high-voltage switching in order to perform color display, and the load on the drive circuit is large. was there.

【0007】本発明の目的は、陽極スイッチング等の高
電圧のスイッチングを要することなく、冷陰極からの電
子を所望の蛍光体に衝突させることができ、駆動回路の
負担を軽減し得る平面型画像表示装置を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a flat-type image display device that can collide electrons from a cold cathode with a desired phosphor without requiring high-voltage switching such as anode switching, thereby reducing the load on a driving circuit. A display device is provided.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(構成)本発明の平面型画像表示装置は、上記課題を解
決するために以下のように構成されている。 (1) 本発明の平面型画像表示装置は、基板上に行方
向及び列方向に2次元配置された複数個の冷陰極と、こ
れらの冷陰極に対し同一列の冷陰極を囲むように連続し
て形成され、且つ行方向に分割して形成され、対応する
冷陰極から電子を引き出すと共に行方向に偏向させるゲ
ート電極と、前記冷陰極に対向して離間配置され、該対
向表面にカラー表示のための複数種の蛍光体を行方向に
配列してなるアノード電極とを具備してなることを特徴
とする。 (2) 複数の電極からなるゲート電極のそれぞれの電
極に印加する電圧値を制御することで前記カソード電極
から放出される電子の方向を制御して所望の前記蛍光体
に衝突させる。 (3) 前記ゲート電極は、2本1組で構成され、前記
冷陰極からの電子を1次元方向に偏向可能となってい
る。 (4) 前記ゲート電極は、3本1組で構成され、前記
冷陰極からの電子を2次元方向に偏向可能となってい
る。 (5) 前記冷陰極は、カソード電極上に抵抗バラスト
層を介して形成されている。
(Configuration) The flat-panel image display device of the present invention is configured as follows in order to solve the above problems. (1) A flat-panel image display device according to the present invention includes a plurality of cold cathodes two-dimensionally arranged in a row direction and a column direction on a substrate, and the cold cathodes are continuously arranged so as to surround the same column of the cold cathodes. And a gate electrode formed to be divided in the row direction to extract electrons from the corresponding cold cathode and deflect in the row direction, and to be spaced apart from the cold cathode, and to have a color display on the facing surface. And an anode electrode in which a plurality of types of phosphors are arranged in the row direction. (2) The direction of electrons emitted from the cathode electrode is controlled by controlling a voltage value applied to each of the gate electrodes including a plurality of electrodes, so that the electrons collide with the desired phosphor. (3) The gate electrode is configured as a pair of two, and is capable of deflecting electrons from the cold cathode in a one-dimensional direction. (4) The gate electrode is constituted by a set of three, and can deflect electrons from the cold cathode in a two-dimensional direction. (5) The cold cathode is formed on the cathode electrode via a resistance ballast layer.

【0009】(作用)本発明の平面型画像表示装置は、
冷陰極から放出された電子が衝突する蛍光体の選択を、
高電圧のスイッチングではなく、ゲート電極への印加電
圧を制御することによって行う。すなわち、複数個に分
割されたゲート電極の印加電圧をそれぞれ制御し、電子
を偏向させることによって蛍光体の選択を行う。ここ
で、ゲート電極への印加電圧は0〜100Vで十分であ
り、アノード電極への印加電圧より格段に低い物であ
る。従って、高電圧のスイッチングが不要となるので、
駆動回路にかかる負担が少なくなる。
(Function) The flat-panel image display device of the present invention comprises:
The choice of the phosphor that the electrons emitted from the cold cathode collide with,
This is performed by controlling the voltage applied to the gate electrode, not by switching at a high voltage. That is, the applied voltage to each of the plurality of divided gate electrodes is controlled, and electrons are deflected to select a phosphor. Here, the voltage applied to the gate electrode is sufficient from 0 to 100 V, which is much lower than the voltage applied to the anode electrode. Therefore, high voltage switching is not required,
The load on the drive circuit is reduced.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面
を参照して説明する。 (第1実施形態)図1は本発明の第1実施形態に係わる
平面型画像表示装置の一部の構成を示す平面図である。
行方向及び列方向に冷陰極10が複数個配置されてい
る。同一列の冷陰極10を囲むように、行方向に分割し
て絶縁された2本の電極からなるゲート電極11(11
a,11b)が、各々の冷陰極列に対応してそれぞれ配
置されている。冷陰極10は例えば、spindt法あ
るいは転写モールド法によって形成される。ゲート電極
11は、後述するガラスフェイスプレート表面のアノー
ド電極を介して形成された赤色蛍光体12a,緑色蛍光
体12b,青色蛍光体12cの配列方向(行方向)に対
して直交する方向(列方向)に配列されている。赤,
緑,青の蛍光体12を1組として1画素が構成される。
なお、実際には画素が行方向及び列方向に配置される
が、ここでは1画素分の蛍光体12のみを図示してい
る。また、、図示されていないが、ゲート電極11と直
交する方向に後述するカソード電極が複数本配置されて
いる。なお、1行の冷陰極に1本のカソード電極が形成
されていても良いし、複数行の冷陰極に対して1本のカ
ソード電極が形成されていても良い。また、図では1画
素当たり数個の冷陰極10が形成されているが、実際に
は1画素当たり数千〜数万個の冷陰極10が形成され
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a plan view showing a partial configuration of a flat panel display according to a first embodiment of the present invention.
A plurality of cold cathodes 10 are arranged in a row direction and a column direction. A gate electrode 11 (11) composed of two insulated electrodes divided in the row direction so as to surround the cold cathodes 10 in the same column.
a, 11b) are arranged corresponding to the respective cold cathode rows. The cold cathode 10 is formed by, for example, a spindt method or a transfer molding method. The gate electrode 11 is arranged in a direction (column direction) orthogonal to the arrangement direction (row direction) of the red phosphors 12a, green phosphors 12b, and blue phosphors 12c formed via an anode electrode on the surface of the glass face plate described later. ). Red,
One pixel is constituted by a set of the green and blue phosphors 12.
Although pixels are actually arranged in the row direction and the column direction, only the phosphor 12 for one pixel is shown here. Although not shown, a plurality of cathode electrodes described later are arranged in a direction perpendicular to the gate electrode 11. Note that one cathode electrode may be formed on one row of cold cathodes, or one cathode electrode may be formed on a plurality of rows of cold cathodes. Although several cold cathodes 10 are formed per pixel in the figure, thousands to tens of thousands of cold cathodes 10 are actually formed per pixel.

【0011】また、図2に本実施形態の平面型画像表示
装置の断面図を示す。ガラスプレート20上に行方向に
延びる複数本のカソード電極21が形成されている。カ
ソード電極21上に抵抗バラスト層22を介して複数個
の冷陰極10が形成されている。それぞれの冷陰極10
を囲むよう、抵抗バラスト層22上に絶縁層23が形成
されている。絶縁層23上にゲート電極11(11a〜
h)が形成されている。
FIG. 2 is a sectional view of the flat panel display according to the present embodiment. A plurality of cathode electrodes 21 extending in the row direction are formed on a glass plate 20. A plurality of cold cathodes 10 are formed on a cathode electrode 21 via a resistance ballast layer 22. Each cold cathode 10
The insulating layer 23 is formed on the resistance ballast layer 22 so as to surround On the insulating layer 23, the gate electrode 11 (11a-
h) is formed.

【0012】上記構造と対向してガラスフェイスプレー
ト24が離間配置されている。ガラスフェイスプレート
24の冷陰極13に対向する表面にアノード電極25が
形成されている。アノード電極25の表面にそれぞれ
赤,緑,青の蛍光体12(12a,12b,12c)が
形成されている。
A glass face plate 24 is spaced apart from the above structure. An anode electrode 25 is formed on a surface of the glass face plate 24 facing the cold cathode 13. Red, green, and blue phosphors 12 (12a, 12b, 12c) are formed on the surface of the anode electrode 25, respectively.

【0013】なお、抵抗バラスト層22は、ゲート電極
11と冷陰極10との短絡を防ぐ役目を果たす。製造時
のバラツキで冷陰極10の形状がそれぞれ異なる場合が
あるため、ゲート電極11との間隔が短い冷陰極10か
ら大量の電流が流れることによって、ゲート電極11と
冷陰極10との間に短絡が生じる可能性がある。しか
し、抵抗バラスト層22を冷陰極10とカソード電極2
1との間に挿入することでカソード電極21から冷陰極
10に流れる電流を制限し、短絡を抑えることができる
ゲート電極11のライン幅3μm,膜厚0.5μm,電
極の間隔を0.5μmとし、冷陰極10の基底部の直径
を2.6μm、1画素のサイズを100μm×100μ
mとして2インチのフルカラーディスプレイを作製し
た。ゲート電極11に駆動回路を接続し、冷陰極10を
囲む2本1組のゲート電極11を40〜200Vの範囲
で変化させることによって、赤,緑,青の蛍光体12に
電子を偏向させた。
The resistance ballast layer 22 serves to prevent a short circuit between the gate electrode 11 and the cold cathode 10. Since the shape of the cold cathode 10 may differ from each other due to manufacturing variations, a large amount of current flows from the cold cathode 10 having a short distance from the gate electrode 11, causing a short circuit between the gate electrode 11 and the cold cathode 10. May occur. However, the resistance ballast layer 22 is formed between the cold cathode 10 and the cathode electrode 2.
1, the current flowing from the cathode electrode 21 to the cold cathode 10 is limited, and short circuit can be suppressed. The line width of the gate electrode 11 is 3 μm, the film thickness is 0.5 μm, and the interval between the electrodes is 0.5 μm. The diameter of the base of the cold cathode 10 is 2.6 μm, and the size of one pixel is 100 μm × 100 μ.
A 2-inch full-color display was prepared as m. By connecting a drive circuit to the gate electrode 11 and changing the pair of gate electrodes 11 surrounding the cold cathode 10 in the range of 40 to 200 V, electrons were deflected to the red, green, and blue phosphors 12. .

【0014】上記構造によってゲート電極11と蛍光体
12の配列方向とが直交しているので、ゲート電極11
a〜hに印加する電圧値をそれぞれ制御して電子を偏向
させることによって所望の蛍光体12に冷陰極10から
放出された電子を衝突させることができる。例えば、ゲ
ート電極11aに20V、11bに100V、11cに
30V、11dに80V、11eに50V、11fに6
0V,11gに60V、11hに50Vの電圧を印加さ
せると、電子ビームを蛍光体12cに集中させて衝突さ
せることができる。
Since the arrangement direction of the gate electrode 11 and the phosphor 12 is orthogonal to each other due to the above structure, the gate electrode 11
Electrons emitted from the cold cathode 10 can collide with desired phosphors 12 by controlling the voltage values applied to a to h to deflect the electrons. For example, 20V for the gate electrode 11a, 100V for 11b, 30V for 11c, 80V for 11d, 50V for 11e, and 6 for 11f.
When a voltage of 60 V is applied to 0 V and 11 g, and a voltage of 50 V is applied to 11 h, the electron beam can be focused and collided with the phosphor 12 c.

【0015】駆動について説明する。行方向に配列する
画素の内1ライン分(1行分)に対応するカソード電極
21とアノード電極25との間に500Vの電圧を印加
する。画像データに応じて画素に対応したゲート電極1
1とカソード電極21との間にそれぞれ0〜100Vの
電圧を印加する。そして、冷陰極10から放出される電
子量を制御すると同時に、画素の所望の蛍光体12aに
電子を衝突させる。また、画素の他の蛍光体12b,1
2cに対して同様に電子を順次衝突させて発光させる。
この時、画素の直下のみにある冷陰極10から電子を放
出させるのではなく、隣接する冷陰極10から電子を放
出させてもよく、その場合輝度がより明るくなる。そし
て、上記駆動を同一ライン上の各画素に対して順次行
い、同一ライン上の画素を全て発光させる。そして、順
次別のライン上の画素に対して上記駆動を行い、全ての
画素を発光させ画像を表示する。上記駆動を行ったとこ
ろ、発光輝度に優れると共に、良好な画像を得ることが
できた。
The driving will be described. A voltage of 500 V is applied between the cathode electrode 21 and the anode electrode 25 corresponding to one line (one line) of the pixels arranged in the row direction. Gate electrode 1 corresponding to a pixel according to image data
A voltage of 0 to 100 V is applied between the first electrode 1 and the cathode electrode 21. Then, at the same time as controlling the amount of electrons emitted from the cold cathode 10, the electrons collide with the desired phosphor 12a of the pixel. Also, the other phosphors 12b, 1 of the pixel
Similarly, electrons sequentially collide with 2c to emit light.
At this time, instead of emitting electrons from the cold cathode 10 just below the pixel, electrons may be emitted from the adjacent cold cathode 10, and in that case, the brightness becomes higher. Then, the above driving is sequentially performed on each pixel on the same line, and all the pixels on the same line emit light. Then, the above-described driving is sequentially performed on the pixels on another line, and all the pixels emit light to display an image. As a result of the above-mentioned driving, excellent emission luminance was obtained and a good image was obtained.

【0016】なお、同一ラインの全ての画素に同時に電
子を衝突させて1ライン上の画素を発光させ、順次別の
ラインの画素を発光させることによって画像を表示させ
ても良い。
Note that an image may be displayed by causing electrons on one line to emit light by colliding electrons with all the pixels on the same line at the same time and causing pixels on another line to emit light sequentially.

【0017】なお冷陰極10は、通常モリブデン(M
o)を用いて形成されるが、1%のケイ化バリウム(B
aSi2 )を含むケイ化モリブデン(MoSi2 )を用
いることも可能である。通常用いられるMoは、仕事関
数が4.2eVと高く電子放出に必要な電界が高い。そ
のため、電界を高くするために冷陰極をアレイ配置する
と、電界分布の不均一性が生じ易くしばしば電流の不安
定性がみられ、極端な場合には渦電流が発生し冷陰極が
破壊されることがあった。また、MoをSiOやSiO
2 上に形成した場合、MoはSiO及びSiO2 との密
着性が低く、Moがはがれゲート電極と接触してショー
トするなどの問題が有った。
The cold cathode 10 is usually made of molybdenum (M
o), but with 1% barium silicide (B
It is also possible to use molybdenum silicide (MoSi 2 ) containing aSi 2 ). Mo, which is usually used, has a high work function of 4.2 eV and a high electric field required for electron emission. Therefore, when cold cathodes are arranged in an array to increase the electric field, non-uniformity of the electric field distribution tends to occur and current instability is often seen, and in extreme cases, eddy current is generated and the cold cathode is destroyed was there. In addition, Mo is replaced with SiO or SiO.
In the case where Mo is formed on Mo, Mo has low adhesion to SiO and SiO 2, and has problems such as Mo peeling off and contacting with the gate electrode to cause a short circuit.

【0018】そこで、仕事関数は比較的高い(4.5e
V)がSi,SiO2 と密着力の高いMoSi2 と、加
工性、安定性は比較的低いが仕事関数が低い(2.2e
V)BaSi2 との合金を冷陰極として用いる。BaS
2 のMoSi2 に対する組成比率を0.1〜10%の
範囲の材料で形成することによって、SiO,SiO2
との密着力が高く、且つ仕事関数が2.2eVと低くな
ることが発明者らによって見いだされた。この材料で冷
陰極を構成すると、電子は主に仕事関数の低いBaSi
2 から放出され、MoSi2 によってSiO,SiO2
との密着力が高くなる。
Therefore, the work function is relatively high (4.5e).
V) MoSi 2 having high adhesion to Si and SiO 2 ; workability and stability are relatively low but work function is low (2.2e)
V) An alloy with BaSi 2 is used as a cold cathode. BaS
By forming the composition ratio of i 2 to MoSi 2 from a material in the range of 0.1 to 10%, SiO, SiO 2
It has been found by the present inventors that the adhesion to the metal is high and the work function is as low as 2.2 eV. When a cold cathode is made of this material, electrons are mainly converted into BaSi having a low work function.
2 and released by MoSi 2 to SiO, SiO 2
Adhesive strength increases.

【0019】BaSi2 の組成比が10%以上の場合、
仕事関数は低いが冷陰極表面が酸化(Baの酸化)ある
いはガス吸着等によって変質しやすく、冷陰極からの放
出電流が不安定となり、極端な場合には電子が放出され
なくなる。また、BaSi2の組成比が0.1%以下の
場合には、仕事関数がMoSi2 単体と同様に高くな
り、放出電流が低くなる傾向がある。
When the composition ratio of BaSi 2 is 10% or more,
Although the work function is low, the surface of the cold cathode is liable to be deteriorated by oxidation (oxidation of Ba) or gas adsorption, and the emission current from the cold cathode becomes unstable. In an extreme case, electrons are not emitted. When the composition ratio of BaSi 2 is 0.1% or less, the work function tends to be high similarly to MoSi 2 alone, and the emission current tends to be low.

【0020】この材料を冷陰極に用いると、基板との密
着力が向上し、低電界で均一性の高い放出電流を得るこ
とができる。1μAの放出電流を得る場合、従来ゲート
に印加する電圧は約100V必要であったのが、本実施
形態では約10Vと低電圧で得られ、さらに放出電流の
均一性,安定性が向上する。
When this material is used for a cold cathode, the adhesion to the substrate is improved, and a uniform emission current with a low electric field can be obtained. In the case of obtaining an emission current of 1 μA, about 100 V is conventionally required to be applied to the gate, but in the present embodiment, a voltage as low as about 10 V can be obtained, and the uniformity and stability of the emission current are further improved.

【0021】この材料を用いた冷陰極の製造についてs
pindt法と転写モールド法について説明する。先
ず、spindt法による冷陰極の製造について説明す
る。図3の(a)に示すように、基板31上に二酸化珪
素(SiO2 )等を熱酸化もしくはCVD法で約1μm
堆積して絶縁膜32を形成し、さらにゲート電極となる
シリコン(Si)膜33、及びアルミニウム(Al)膜
34を例えばスパッタ法でそれぞれ300,100nm
積層する。
Production of cold cathode using this material
The pindt method and the transfer molding method will be described. First, the production of a cold cathode by the spindt method will be described. As shown in FIG. 3 (a), about 1μm on the substrate 31 such as silicon dioxide (SiO 2) by thermal oxidation or CVD method
The insulating film 32 is formed by deposition, and a silicon (Si) film 33 and an aluminum (Al) film 34 serving as a gate electrode are formed by sputtering, for example, at 300 and 100 nm, respectively.
Laminate.

【0022】次いで、図3の(b)に示すように、レジ
スト(不図示)をマスクとして、選択エッチングによっ
てAl膜34、Si膜33,絶縁膜32に直径約1.5
μm程度のピンホール35を形成する。
Then, as shown in FIG. 3B, the Al film 34, the Si film 33, and the insulating film 32 are selectively etched by a selective etching method using a resist (not shown) as a mask.
A pinhole 35 of about μm is formed.

【0023】次いで、図3の(c)に示すように、1%
のBaSi2 を含むMoSi2 からなるメタル膜36を
真空スパッタリングなどにより形成する。その際、基板
31を回転させ、メタル膜36を基板31に対して垂直
方向からスパッタ蒸着する。すると、ピンホール上部の
直径がメタル膜36の堆積と共に塞がっていき、ピンホ
ール内にメタル膜36が円錐状に堆積される。
Next, as shown in FIG.
The metal film 36 made of MoSi 2 containing BaSi 2 is formed by vacuum sputtering or the like. At this time, the substrate 31 is rotated, and the metal film 36 is sputter-deposited from the direction perpendicular to the substrate 31. Then, the diameter of the upper part of the pinhole is closed with the deposition of the metal film 36, and the metal film 36 is deposited in a conical shape in the pinhole.

【0024】そして、図3の(d)に示すように、Al
膜34を除去すると同時に、Al膜34上のメタル膜3
6を除去する。以上でspindt法によって円錘状の
冷陰極と絶縁層とゲート電極が形成される。
Then, as shown in FIG.
At the same time as removing the film 34, the metal film 3 on the Al film 34 is removed.
6 is removed. Thus, the conical cold cathode, the insulating layer, and the gate electrode are formed by the spindt method.

【0025】次に転写モールド法による冷陰極の形成に
ついて説明する。図4の(a)に示すように、約0.5
mmの厚さのシリコン(100)基板41上に保護膜と
してSiO2 膜42を熱酸化法により約100nm形成
する。レジストなどをマスクとしてフッ化アンモニウム
等でSiO2 膜42を選択的にエッチングしてSiO2
膜42に四角形のホールを形成する。そして、さらに残
ったSiO2 膜42をマスクとして水酸化カリウム水溶
液でSi基板41に対して異方性エッチングを行い、3
μmサイズの四角錘状の溝43を形成する。
Next, the formation of the cold cathode by the transfer molding method will be described. As shown in FIG.
An SiO 2 film 42 is formed as a protective film on a silicon (100) substrate 41 having a thickness of 1 mm to a thickness of about 100 nm by a thermal oxidation method. Resist such a SiO 2 film 42 with ammonium fluoride selectively etched as a mask SiO 2
A square hole is formed in the film 42. Further, the Si substrate 41 is anisotropically etched with an aqueous solution of potassium hydroxide using the remaining SiO 2 film 42 as a mask,
A square pyramid-shaped groove 43 having a size of μm is formed.

【0026】次いで、図4の(b)に示すように、Si
2 膜42を全て除去した後、熱酸化処理を行い厚さ
0.5μmのSiO2 膜44を全面に形成する。この熱
酸化処理により四角錘状の溝の先端部はさらに鋭くな
る。SiO2 膜44は冷陰極とゲート間の絶縁膜として
構成される。
Next, as shown in FIG.
After removing the entire O 2 film 42, a thermal oxidation process is performed to form a 0.5 μm thick SiO 2 film 44 on the entire surface. By this thermal oxidation treatment, the tip of the quadrangular pyramid-shaped groove is further sharpened. The SiO 2 film 44 is configured as an insulating film between the cold cathode and the gate.

【0027】次いで、図4の(c)に示すように、真空
スパッタリングなどにより1%のBaSi2 を含むMo
Si2 からなるメタル膜45(後の冷陰極)を3μm形
成し、その上にタンタルを0.3μm堆積し、接着層4
6を形成する。
Next, as shown in FIG. 4C, Mo containing 1% of BaSi 2 is formed by vacuum sputtering or the like.
A metal film 45 (later cold cathode) made of Si 2 is formed in a thickness of 3 μm, and tantalum is deposited thereon in a thickness of 0.3 μm.
6 is formed.

【0028】次いで、図4の(d)に示すように、厚さ
0.5mmのガラス基板47を接着層46の表面に静電
接着によって接着した後、Si基板41を水酸化カリウ
ム水溶液等のエッチングにより全て除去する。Si基板
41をエッチングすることによって、ピラミッド型のS
iO2 膜44及びメタル膜45が形成される。
Next, as shown in FIG. 4D, a glass substrate 47 having a thickness of 0.5 mm is adhered to the surface of the adhesive layer 46 by electrostatic adhesion. All are removed by etching. By etching the Si substrate 41, a pyramid-shaped S
An iO 2 film 44 and a metal film 45 are formed.

【0029】次いで、図4の(e)に示すように、ゲー
ト電極となるAl膜48を例えばスパッタ法で300n
m形成する。次いで、図4の(f)に示すように、レジ
スト49を全面に塗布し、レジスト49をCDEによっ
てAl膜48の先端が露出するまでエッチングする。
Next, as shown in FIG. 4E, the Al film 48 serving as a gate electrode is formed by sputtering, for example, for 300 n.
m. Next, as shown in FIG. 4F, a resist 49 is applied to the entire surface, and the resist 49 is etched by CDE until the tip of the Al film 48 is exposed.

【0030】そして、図4の(g)に示すように、レジ
スト49をマスクとしてエッチングによってAl膜48
の先端部を開口した後、SiO2 膜44をエッチングし
てメタル膜45の先端を露出させ、四角錘状の冷陰極が
形成される。そして、レジスト49を除去する。
Then, as shown in FIG. 4G, the Al film 48 is etched by using the resist 49 as a mask.
Then, the SiO 2 film 44 is etched to expose the tip of the metal film 45 to form a pyramidal cold cathode. Then, the resist 49 is removed.

【0031】本実施形態の平面型画像表示装置は、2本
に分割されたゲート電極の印加電圧をそれぞれ制御して
冷陰極から放出された電子を偏向させて、電子を所望の
蛍光体に衝突させて発光させることができる。また、冷
陰極を1%のBaSi2 を含むMoSi2 で構成するこ
とによって、低電圧で冷陰極から電子を放出させること
ができる。
In the flat-panel image display device of this embodiment, the voltage applied to the two divided gate electrodes is controlled to deflect the electrons emitted from the cold cathode, and the electrons collide with the desired phosphor. To emit light. Further, when the cold cathode is made of MoSi 2 containing 1% of BaSi 2 , electrons can be emitted from the cold cathode at a low voltage.

【0032】本実施形態の平面型画像表示装置は、冷陰
極から放出された電子が衝突する蛍光体の選択を、蛍光
体が塗布されたアノード電極への印加電圧(数100V
以上)のスイッチングで行うのではなく、1列の冷陰極
に沿って配置され、2本に分割されたゲート電極への印
加電圧(0〜100V)をそれぞれ制御して行うので、
電圧のスイッチングは格段に低くなり駆動回路への負担
が低減される。
In the flat-panel image display device of the present embodiment, the selection of the phosphor with which the electrons emitted from the cold cathode collide is determined by the applied voltage (several hundred volts) to the anode electrode coated with the phosphor.
The above-mentioned switching is not performed, but is performed by controlling the applied voltage (0 to 100 V) to the gate electrode divided into two and arranged along one row of the cold cathodes.
Voltage switching is significantly reduced, and the load on the drive circuit is reduced.

【0033】(第2実施形態)図5は本発明の第2実施
形態に係わる冷陰極部の構成を示す斜視図である。絶縁
基板51上にカソード電極52,抵抗層53が積層され
ている。抵抗層53の一部にホールが形成され、このホ
ール中に円錐上の冷陰極54が形成されている。抵抗層
53上にゲート電極55(55a,55b,55c)が
形成されている。ゲート電極55は、冷陰極54が形成
されているホールを囲むように3分割されて形成されて
いる。
(Second Embodiment) FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of a cold cathode section according to a second embodiment of the present invention. On an insulating substrate 51, a cathode electrode 52 and a resistance layer 53 are laminated. A hole is formed in a part of the resistance layer 53, and a conical cold cathode 54 is formed in the hole. The gate electrode 55 (55a, 55b, 55c) is formed on the resistance layer 53. The gate electrode 55 is divided into three so as to surround the hole in which the cold cathode 54 is formed.

【0034】ゲート電極55は、ライン幅は3μm、膜
厚0.5μm、電極の間隔は0.5μmの寸法で形成さ
れている。また、冷陰極53の基底部の直径は2.6μ
mで、絶縁基板51として厚さ1mmのガラスプレート
を用いた。
The gate electrode 55 has a line width of 3 μm, a film thickness of 0.5 μm, and an electrode interval of 0.5 μm. The diameter of the base of the cold cathode 53 is 2.6 μm.
m, a glass plate having a thickness of 1 mm was used as the insulating substrate 51.

【0035】3個の電極55に印加する電圧を20〜1
00Vの範囲で変化させることによって、電子ビームが
2次元平面内を偏向することが確認された。本実施形態
の平面型画像表示装置は、3本に分割されたゲート電極
の電圧値をそれぞれ制御することによって、冷陰極から
の放出電子を任意の2次元方向に偏向させることが可能
となる。
The voltage applied to the three electrodes 55 is 20 to 1
It was confirmed that the electron beam was deflected in a two-dimensional plane by changing it in the range of 00V. The flat-panel image display device according to the present embodiment can deflect electrons emitted from the cold cathode in an arbitrary two-dimensional direction by controlling the voltage values of the three divided gate electrodes.

【0036】本発明は上記実施形態に限定されるもので
はない。例えば、アノード電極は蛍光体の色毎に独立に
形成されているが共通でも良い。また、カソード電極は
ガラスプレート以外の任意の絶縁性の基板上に形成する
ことが可能で、導電性材料上に絶縁層を介して形成する
ことも可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the anode electrode is formed independently for each color of the phosphor, but may be common. Further, the cathode electrode can be formed on any insulating substrate other than the glass plate, and can be formed on a conductive material via an insulating layer.

【0037】ケイ化物に含まれる0.1〜10%含まれ
る物質は、BaSi2 以外にもSrSi2 等のケイ化I
Ia属元素が適用可能である。カソード電極に印加する
電圧を変化させることによって階調を表現しても良い。
The substance contained in the silicide in an amount of 0.1 to 10% includes silicide I such as SrSi 2 in addition to BaSi 2.
Group Ia elements are applicable. The gradation may be expressed by changing the voltage applied to the cathode electrode.

【0038】蛍光体の色は、カラー表示を行えれば赤,
緑,青以外の色の蛍光体を用いることも可能である。そ
の他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して
実施することが可能である。
The color of the phosphor is red if color display is possible,
It is also possible to use phosphors of colors other than green and blue. In addition, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように本発明の平面型画像
表示装置は、それぞれ絶縁された複数本のゲート電極の
電圧値を制御することで、冷陰極から放出された電子を
偏向させて所望の蛍光体に到達させているので駆動回路
にかかる負担が少ない。
As described above, according to the flat-panel image display device of the present invention, by controlling the voltage values of a plurality of insulated gate electrodes, electrons emitted from the cold cathode are deflected and controlled. The load on the drive circuit is small.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1実施形態に係わる平面型画像表示装置の構
成を示す平面図。
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a flat panel display according to a first embodiment.

【図2】図1の断面図。FIG. 2 is a sectional view of FIG.

【図3】第1実施形態に係わるspindt法による冷
陰極の形成を示す工程断面図。
FIG. 3 is a process sectional view showing the formation of the cold cathode by the spindt method according to the first embodiment.

【図4】第1実施形態に係わる転写モールド法による冷
陰極の形成を示す工程断面図。
FIG. 4 is a process sectional view showing the formation of the cold cathode by the transfer molding method according to the first embodiment.

【図5】第2実施形態に係わる平面型画像表示装置の冷
陰極部の構成を示す斜視図。
FIG. 5 is a perspective view illustrating a configuration of a cold cathode unit of the flat panel display according to the second embodiment.

【図6】従来の平面型画像表示装置を示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a conventional flat panel display.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…冷陰極 11…ゲート電極 12…蛍光体 20…ガラスプレート 21…カソード電極 22…抵抗バラスト層 23…絶縁層 24…ガラスフェイスプレート 25…アノード電極 31…基板 32…絶縁膜 33…シリコン膜 34…アルミ膜 35…ピンホール 36…メタル膜 41…シリコン(100)基板 42…SiO2 膜 43…溝 44…SiO2 膜 45…メタル膜 46…接着層 47…ガラス基板 48…アルミ膜 49…レジスト 51…基板 52…アノード電極 53…絶縁層 54…冷陰極 55…ゲート電極DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Cold cathode 11 ... Gate electrode 12 ... Phosphor 20 ... Glass plate 21 ... Cathode electrode 22 ... Resistance ballast layer 23 ... Insulating layer 24 ... Glass face plate 25 ... Anode electrode 31 ... Substrate 32 ... Insulating film 33 ... Silicon film 34 ... Aluminum film 35 ... Pin hole 36 ... Metal film 41 ... Silicon (100) substrate 42 ... SiO 2 film 43 ... Groove 44 ... SiO 2 film 45 ... Metal film 46 ... Adhesive layer 47 ... Glass substrate 48 ... Aluminum film 49 ... Resist Reference numeral 51: substrate 52: anode electrode 53: insulating layer 54: cold cathode 55: gate electrode

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上に行方向及び列方向に2次元配置さ
れた複数個の冷陰極と、これらの冷陰極に対し同一列の
冷陰極を囲むように連続して形成され、且つ行方向に分
割して形成され、対応する冷陰極から電子を引き出すと
共に行方向に偏向させるゲート電極と、前記冷陰極に対
向して離間配置され、該対向表面にカラー表示のための
複数種の蛍光体を行方向に配列してなるアノード電極と
を具備してなることを特徴とする平面型画像表示装置。
1. A plurality of cold cathodes two-dimensionally arranged in a row direction and a column direction on a substrate, and these cold cathodes are formed continuously so as to surround the same column of cold cathodes, and are formed in a row direction. A gate electrode for extracting electrons from the corresponding cold cathode and deflecting it in the row direction, and a plurality of phosphors for color display on the facing surface, which are spaced apart from the cold cathode. And an anode electrode arranged in the row direction.
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