JPH02309541A - 蛍光表示装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、スイッチング素子を具備するアクティブマト
リクス型の蛍光表示装置あるいは偏速電子線蛍光表示装
置の構造に関する。

［従来の技術］ 従来の蛍光表示装置は、メイヤー（Ｒ，ＭＥＹＥＲ）ら
が報告している、第５図に示すような単純マトリクス型
の構造であった。すなわち従来の蛍光表示装置は、平板
の第一ガラス基板５０１上にストライプ状のカソード電
極５０２を形成し、その上に絶縁層５０３を挟んでカソ
ード電極と直交するストライブ状のグリッド電極５０４
を形成し、真空層５０５を挟んで対向する平板の第ニガ
ラス基板５０６表面にアノード電極５０７を形成し、ア
ノード電極の表面に発光層５０８を形成していた、カソ
ード電極とグリッド電極との交点がひとつの画素であり
、画素部においてカソード電極上に突起体５０２′が、
グリッド電極上に空孔５０９がそれぞれ対向して複数個
形成されている。

この蛍光表示装置の表示動作は次のようである。

すなわち、カソード電極に対しアノード電極に正の高電
圧を印加した状態で、選択された一本のカソード電極と
選択された一本のグリッド電極との間に電圧を印加する
と、カソード電極の突起体とグリッド電極の空孔との間
に高電界がかかり、カソード電極より電子が放出される
。この電子はグリッド電極の空孔を通過して、真空層中
でアノード電極電位に加速されながらアノード電極に走
行する。アノード電極に到達した電子は、その表面にあ
る発光体にエネルギーを与え発光体を励起する。一方、
電子により励起された部分の発光体は電子の持つエネル
ギーに依存して発光し、これが一画素の表示となる。つ
ぎに別のカソード電極とグリッド電極の交点を選択し、
同様の過程によって一画素を表示する。このような操作
を繰り返し、画面全体を表示するのである。従来の蛍光
表示装置は、このように単純マトリクス型の構造であり
、マルチプレックス駆動によって表示が実現されていた
。

［発明が解決しようとする課題］ しかし前述の従来技術においては、つぎに述べるような
いくつかの問題点がある。すなわち、（１）マルチプレ
ックス駆動の場合、選択された画素が発光するのは画素
の選択期間中のみであり、単位時間に書き換える回数を
一定とすると、画素数が増えるに従い一画素の選択時間
が短くなり、従って発光のデユーティ比が小さくなる。

この結果、発光輝度が低下して、コントラストが低下し
たり、また解像度を上げられないなど画質低下を引き起
こす。

（２）画素と信号線が共通であるため、信号線に大きな
信号が印加された場合、選択されていない画素が表示し
てしまう、いわゆるクロストークが発生する。

などである。

そこで本発明はこのような問題点を解決するためのもの
で、その目的とするところは、解像度が上げられクロス
トーク等のが発生しない画質に優れた蛍光表示装置を提
供するところにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の蛍光表示装置は、（１）平面基板上に形成され
た第一電極と、絶縁層を挟んで前記第一電極上に形成さ
れた第二電極と、真空層を挟んで対向平面基板上に形成
された第三電極と、前記第三基板上に形成された発光層
とを少なくも構成要素とする蛍光表示装置において、前
記第一電極もしくは前記第二電極もしくは前記第三電極
のうち少なくもひとつめ電極をマトリクス状に分離し配
列した複数の画素電極と、前記画素電極にそれぞれ接続
される複数のスイッチング素子と、前記スイッチング素
子を駆動するマトリクス状に形成された複数の信号線を
少なくも具備することを特徴とする。（２）前記スイッ
チング素子が薄膜トランジスタであることを特徴とする
。

［実施例］ 本発明を実施例に従いさらに詳述する。

第１図は本発明の蛍光表示装置の部分的な概略斜視図で
ある。平板の第一ガラス基板１０１上の全面にカソード
電極１０２を形成し、その表面に絶縁層１０３を形成す
る。絶縁層１０３の表面には、薄膜トランジスタ（以下
ＴＰＴという）１０４、グリッド電極１０５、ＴＰＴの
ゲート電極１０６およびソース電極１０７が形成されて
いる。

また第一ガラス基板に対向して透明な第ニガラス基板１
０８が配置され、その表面全体にアノード電極１０９お
よび発光層１１０が積層されている。

第一ガラス基板と第ニガラス基板との空間は真空に保た
れている。グリッド電極は各画素毎に分離され、縦横に
マトリクス状に配列している。ＴＰＴは各画素毎に形成
され、直交して配線された一本のゲート電極および一本
のソース電極と、対応する画素のグリッド電極に接続さ
れている。各グリッド電極には空孔が開けられ、また各
空孔下の絶縁層にはカソード電極まで達して縦穴が開け
られ、縦穴内部のカソード電極上に突起カソード電極１
０２′が形成されている。

第２図は本発明の蛍光表示装置のうち、マトリクス配列
された画素の電気的等価回路図である。

各画素に対応するグリッド電極２０４およびＴＦＴ２０
３が縦横のマトリクス状に配列され、複数のゲート電極
２０２が横方向に、また複数のソース電極２０１が縦方
向に配線されている。一本のゲート電極には横一列に複
数の画素が、一本のソース電極には縦一列に複数の画素
がそれぞれ接続されている。

画面全体への表示は、ゲート電極方向を走査線方向とし
て、つぎのような表示動作で行う。すなわち選択された
走査線の書き込み期間において、選択すべき一本のゲー
ト電極にパルス状の選択信号を与え、これにつながるＴ
ＰＴを導通状態にして画素を選択する。そしてそれぞれ
のソース電極に表示データ信号を導入して、導通状態の
ＴＰＴを通して選択された各画素にデータを書き込む。

書き込み期間終了後は保持期間として、選択されていた
ゲート電極に非選択信号を与え、導通状態であったＴＦ
Ｔを非導通として各画素に書き込まれたデータを保持す
る０次の走査線への書き込みは、引続き隣のゲート電極
を書き込み期間として選択し、前述と同様の書き込み動
作をおこなう。

−このような動作を各走査線に対して順次繰り返し、最
上段のゲート電極につながる全画素から最下段のゲート
電極につながる全画素まで順次書き込み行い、引き続き
最上段に戻って同様の動作を行い全面の表示を実現する
。

第３図は本発明の蛍光表示装置のひとつの画素における
電気的等価回路図である。グリッド電極３０２は突起グ
リッド電極３０１とアノード電極３０３の中間の、突起
カソード電極に近接した位置に配置され、かつこれらの
電極は真空中に置かれている。電気的に突起カソード電
極は接地され、アノード電極はアノード電位源３０８に
よりカソード電位に対し正の高電位に固定されている。

ＴＦＴのドレイン電極３０７はグリッド電極に接続され
、ソース電極３０６は表示データ信号源３０９に接続さ
れ、ＴＰＴのゲート電極３０５は表示同期信号源３１０
に接続されている。

この等価回路で一画素光りの表示動作を説明する。ＴＰ
Ｔはｎチャネルトランジスタとする０選択期間において
表示すべき画素につながるＴＰＴのゲート電極に、表示
同期信号によって、ソース電極あるいはドレイン電極の
電位よりも正の電位を加え、ＴＰＴのチャネルを導通状
態にして画素を書き込み状態にする。このとき、同一の
ゲート電極につながる他の画素も全て選択される。この
書き込み状態でソース電極に表示データ信号を印加する
と、表示データ信号は各ＴＰＴのチャネル部を伝搬して
、各グリッド電極に達し、グリッド電極・カソード電極
間あるいはグリッド電極・アノード電極間の寄生容量を
充電し、グリッド電極は表示データ電位となる。このと
きグリッド電極はカソード電極に対し正の電位であり、
グリッド電極とカソード電極の間の電界によってカソー
ド電極より電子が引き出される。引き出された電子はグ
リッド電極の空孔を通過して、アノード電位によって加
速されてアノード電極に向かい、最後にアノード電極上
の発光体に衝突する０発光体は電子のもつエネルギーを
吸収して発光する。画素への書き込みは選択期間後に終
了となり、その後は非選択期間となる。非選択期間にお
いては、ゲート電極の電位はソース電極電位あるいはド
レイン電極電位よりも低くなり、ＴＰＴのチャネルは非
導通となる。しかし非選択期間においても、グリッド電
極は前述の寄生容量に蓄積している電荷によって一定電
位に保持されるため、電子はアノード電極に流れ続け、
発光が継続する。この発光は寄生容量の電荷の放電がな
ければ新しいデータが書き込まれるまで持続する。非選
択期間中はソース電極に他画素のデータ信号が導入され
ているが、ＴＦＴは非導通状態であるため、グリッド電
極の電位がソース電極の電位に干渉されることはなくク
ロストークは発生しない。

第４図は第１図に示した本発明の蛍光表示装置の部分的
な概略断面図である。転移点が６００°Ｃ以上の第一ガ
ラス基板４０１上にモリブデン（ＭＯ）あるいはタング
ステン（Ｗ）などの高融点金属より成るカソード電極４
０２を形成し、その表面にシリコン酸化膜（Ｓｉ０２）
より成る絶縁層４０３を形成する。絶縁層上にはポリシ
リコン（ｐ−３ｉ）より成るＴＦＴ４０４、ニッケル（
Ｎｉ）金属などより成るグリッド電極４０５およびソー
ス電極４０７などが形成されている。ＴＰＴｉチャネル
部がノンドープのｐ　−Ｓ　ｉ薄膜であり、ソースおよ
びドレイン部がリン（Ｐ）ドープのｎ型ｐ−８ｉ薄膜で
あり、ゲート絶縁膜４１１が５ｉ０２薄膜であり、ゲー
ト電極４０６がクロム（Ｏｒ　）金属であるｎ型ＭＯＳ
トランジスタである。

層間絶縁膜４１２は５ｉ０２薄膜を用いた。グリッド電
極にはいくつかの空孔が開けられ、空孔下の絶縁層に縦
穴が開けられて、露出したカソード電極の表面にＮｉよ
り成る突起カソード電極４０２′が形成されている。突
起カソード電極とグリッド電極との最短距離は約１ミク
ロンである。なおＴＦＴの製造は通常の半導体薄膜プロ
セスを用いる。

第ニガラス基板４０８は第一ガラス基板４０１に平行に
対向して配置され、その表面に工ＴＯより成る透明なア
ノード電極４０９、および蛍光体材料より成る発光層４
１０が積層されている。第一ガラス基板と第ニガラス基
板との空間はスペーサによって５０ミクロン程度に均一
に保持され、絶縁層中の縦穴内部の空間を含めて真空に
保たれている。

製造された本発明の蛍光表示装置は表示部の大きさが対
角１０インチ、画素数は６４０Ｘ４８０、表示色はグリ
ーンであったが、画面全体にわたって発光輝度が均一で
ありクロストークは発生していない。

本発明においては、スイッチング素子としてｐ−５ｉＴ
ＦＴを使用したが、本発明にはこれにとられれず、アモ
ルファスシリコン（ａ−３ｉ）ＴＰＴや単結晶シリコン
’（ｃ−３ｉ））ランジスタのほかＭＩＭ等の二端子ス
イッチング素子なども適用できる。

［発明の効果］ 本発明の蛍光表示装置は次に列記する格別なる発明の効
果を有する。すなわち、 （１）表示データ信号の大きさに関わらずクロストーク
が発生しない。

（２）スタティック駆動のため、走査線数が増やせ、解
像度を向上できる。

（３）非選択期間中も発光が継続するため、コントラス
トの高い良質な表示が実現される。

などである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の蛍光表示装置の部分的な概略斜視図で
ある。 第２図は本発明の蛍光表示装置のうち、マトリクス配列
された画素の電気的等価回路図である。 第３図は本発明の蛍光表示装置のひとつの画素における
電気的等価回路図である。 第４図は第１図に示した本発明の蛍光表示装置の部分的
な概略断面図である。 第５図は従来の蛍光表示装置の概略図である。 １０１．４０１．５０１第一ガラス基板。１０２．４０
２．５０２カソード電極、１０２’、３０１．４０２′
突起カソード電極、１０３．４０３．５０３絶縁層。１
０４．２０３．４０４薄膜トランジスタ。１０５．２０
４．３０２．４０５．５０４グリッド電極、１０６．２
０２．３０５．４０６ゲート電極、１０７．２０１．３
０６．４０７ソース電極。１０８．４０８．５０６第ニ
ガラス基板、１０９．３０３．４０９．５０７アノード
電極。１１０．４１０．５０８発光層、３０７ドレイン
電極、３０８アノ一ド電位源。３０９表示データ信号源
、３１０表示同期信号源。４１１ゲート絶縁膜、４１２
層間絶縁膜。 以上 出願人　　セイコーエプソン株式会社 代理人　　弁理士　鈴木喜三部（化１名）１２目 ＄４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 　（１）平面基板上に形成された第一電極と、絶縁層を
   挟んで前記第一電極上に形成された第二電極と、真空層
   を挟んで対向平面基板上に形成された第三電極と、前記
   第三基板上に形成された発光層とを少なくも構成要素と
   する蛍光表示装置において、前記第一電極もしくは前記
   第二電極もしくは前記第三電極のうち少なくもひとつの
   電極をマトリクス状に分離し配列した複数の画素電極と
   、前記画素電極にそれぞれ接続される複数のスイッチン
   グ素子と、前記スイッチング素子を駆動するマトリクス
   状に形成された複数の信号線を少なくも具備することを
   特徴とする蛍光表示装置。
2. 　（２）前記スイッチング素子が薄膜トランジスタであ
   ることを特徴とする請求項１に記載の蛍光表示装置。