JPH05299040A - 表示装置 - Google Patents

表示装置

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JPH05299040A
JPH05299040A JP4104179A JP10417992A JPH05299040A JP H05299040 A JPH05299040 A JP H05299040A JP 4104179 A JP4104179 A JP 4104179A JP 10417992 A JP10417992 A JP 10417992A JP H05299040 A JPH05299040 A JP H05299040A
Authority
JP
Japan
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electrons
photoelectric material
light
display device
photoelectric
Prior art date
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Pending
Application number
JP4104179A
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English (en)
Inventor
Takao Toda
隆夫 任田
Hiroyuki Kado
博行 加道
Michio Okajima
道生 岡嶋
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電場発光素子と外部光電効果を利用した冷陰
極を採用することにより、低消費電力で構成が単純な大
面積、薄型、軽量のブラウン管(CRT)を提供する。 【構成】 可視あるいは紫外光を発する電場発光素子
2、3、4、5、6と、その電場発光素子から放出され
た光を受けて電子を放出する光電材料からなる網材7、
光電材料から放出された電子を加速する手段、および加
速された電子を受けて可視光を放出する蛍光面10から
構成される表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は表示装置に関し、とりわ
け外部光電効果を有する光電材料からなる冷陰極を用い
た薄型、軽量のブラウン管(CRT)を提供するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】表示装置の中でCRTは、その画質とコ
ストの点で他の表示装置に対して圧倒的な優位性を有し
ている。しかし重量や奥行きが大きいといった欠点も有
しており薄型軽量の表示装置の開発が盛んにおこなわれ
ている。薄型CRTとしては、複数本のフィラメント熱
陰極、その前方に電子をビーム状に成形するための格子
電極、電子ビーム強度を変化させるための変調電極、電
子ビームを上下、左右に偏向するための垂直および水平
偏向電極、蛍光面などから構成され、多くの電子ビーム
(例えば数千本)を用いるものが既に開発されている。
つまり各々の電子ビームで蛍光面の限られた領域を発光
させ、それらをつなぎ合わせて1つの大きな画面を構成
するものである(特開昭61−10839号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の薄型C
RTは多数のフィラメント熱陰極を用いるため消費電力
が大きくなること、あるいは電子ビームを偏向するため
の電極が必要であり、構成が複雑になるといった問題点
がある。
【0004】本発明は、電場発光素子と外部光電効果を
利用した冷陰極を採用することにより、低消費電力で構
成が単純な大面積、薄型、軽量のブラウン管(CRT)
を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】可視あるいは紫外光を発
する電場発光素子、前記電場発光素子から放出された光
を受けて電子を放出する光電材料、前記光電材料から放
出された電子を加速する手段、および加速された電子を
受けて可視光を放出する蛍光面とを備えた表示装置を構
成する。
【0006】
【作用】上記の表示装置においては、外部光電効果を有
する光電材料からなる冷陰極から放出された電子を、数
kVから数十kVに加速し蛍光体に照射し発光させるも
のである。また、冷陰極から放出される電子の数は、冷
陰極に照射する光の強度に比例するため、電場発光素子
の発光出力を制御することにより蛍光面の輝度を制御で
きる。したがって、熱陰極のように常時加熱する必要が
なく、蛍光面を発光させるときのみ電場発光素子を発光
させればよく低消費電力駆動が可能となる。
【0007】
【実施例】
(実施例1)図1に本発明の表示装置の1実施例を説明
するための装置構成を示す。ガラス基板1上にスパッタ
リング法により厚さ100nmのPt薄膜を堆積させ、フォト
リソ技術により複数本のストライプ状の第1電極2を形
成した。その上に、酸素を10%含むアルゴン雰囲気中、
450℃の基板温度でSrTiO3をrfスパッタリングするこ
とにより、厚さ500nmの第1絶縁体層3を形成した。第
1絶縁体層3の上には、電子ビーム蒸着法により基板温
度200℃で、1モル%のMnを含む厚さ400nmの硫化亜鉛
(ZnS:Mn)薄膜からなる発光体層4を形成した。
【0008】発光体層4の上に、アルゴン雰囲気中でBa
Ta2O6をrfスパッタリングすることにより、厚さ300nm
の第2絶縁体層5を形成した。最後に厚さ200nmのIT
Oからなる複数本のストライプ状の第2電極6を第1電
極とは直交する方向に形成することにより電場発光素子
を完成した。電場発光素子の上には、ナトリウム、カリ
ウム、アンチモン、セシウムの合金の光電材料線からな
る網材7を第1電極に沿って配置した。この網材7は第
2電極6と電気的に接続されている。
【0009】他のガラス基板8の上には、電場発光素子
の各発光部からの発光が、隣接した発光部に対応した光
電材料に照射されるのを防ぐため、電場発光素子の電極
と同じピッチで高さ2mmの絶縁性の障壁9を形成し、そ
の内部には赤色蛍光体(Y2O2S:Eu)10、緑色蛍光体
(ZnS:Cu,Al)11、および青色蛍光体(ZnS:Ag,Al)1
2を周期的に配列させ、さらに蛍光体の上には厚さ150n
mのAl薄膜陽極13を設けた。このガラス基板8はフェ
ースプレートとなる。
【0010】ガラス基板1上の第1電極2と第2電極6
が重なった部分、つまり電場発光素子の発光部とガラス
基板8の上の蛍光体が設けられた部分が1対1に対向す
るように、2つの基板の周辺部を接着し内部を真空に保
持した。障壁9は基板面積が大きくなったとき、ガラス
基板1と8が大気圧により変形、破壊するのを防ぐ役割
も果たすものである。
【0011】この状態でAl薄膜陽極13に10kVの電圧を
印加しておき、マトリックス状の第1電極2と第2電極
6とを用いて、通常の電場発光素子と同様交流パルス電
圧を印加することにより線順次駆動を行い、第1電極2
と第2電極6との交点の発光体層4からなる発光部を順
次発光させた。発光部からの585nmの波長の光は網材7
に照射され、網材7からは外部光電効果より電子が放出
された。この電子は加速され蛍光体10、11、12に
照射され、赤色、緑色、青色の蛍光体を明るく発光させ
た。電場発光素子の発光部とその発光強度を制御するこ
とにより文字や映像を高輝度でカラー表示することがで
きた。また光電材料と蛍光面との間に、光電材料から電
子を引き出すための網状のグリッド電極を設け、光電材
料線からなる網材7に対して数百Vの電圧をグリッド電
極に印加することにより蛍光体をより均一に発光させる
ことができた。
【0012】(実施例2)図2に本発明の表示装置の1
実施例を説明するための装置構成を示す。金属基板14
上にガラス粉末を塗布し、焼き付けることにより表面平
滑性の優れた絶縁体層15を形成した後、スパッタリン
グ法により厚さ100nmのPt薄膜を堆積させ、フォトリソ
技術により複数本のストライプ状の第1電極2を形成し
た。その上に、酸素を10%含むアルゴン雰囲気中、450
℃の基板温度でSrTiO3をrfスパッタリングすることに
より、厚さ500nmの第1絶縁体層3を形成した。第1絶
縁体層3の上には、電子ビーム蒸着法により基板温度17
0℃で、2モル%のGdF3を含む厚さ400nmのフッ化亜
鉛(ZnF2:Gd)薄膜からなる発光体層16を形成
した。
【0013】発光体層16の上に、アルゴン雰囲気中で
BaTa2O6をrfスパッタリングすることにより、厚さ300
nmの第2絶縁体層5を形成した。最後に厚さ200nmのI
TOからなる複数本のストライプ状の第2電極6を第1
電極とは直交する方向に形成することにより電場発光素
子を完成した。さらに電場発光素子の上に厚さ300nmのB
aTa2O6薄膜からなる第3絶縁体層17を形成した後、ア
ンチモンとセシウムの合金からなる半透明の光電薄膜1
8を形成した。
【0014】他のガラス基板8の上には、電場発光素子
の電極と同じピッチで高さ2mmの障壁9を形成し、その
内部には赤色蛍光体(Y2O2S:Eu)10、緑色蛍光体(Zn
S:Cu,Al)11、および青色蛍光体(ZnS:Ag,Al)12を
周期的に配列させ、さらに蛍光体の上には厚さ150nmのA
l薄膜陽極13を設けた。このガラス基板はフェースプ
レートとなる。
【0015】ガラス基板1上の第1電極2と第2電極6
が重なった部分、つまり電場発光素子の発光部とガラス
基板8の上の蛍光体が設けられた部分が1対1に対向す
るように、2つの基板の周辺部を障壁9を介して接着し
内部を真空に保持した。
【0016】この状態で光電薄膜18を接地電位とし、
Al薄膜陽極13に10kVの電圧を印加しておき、マトリッ
クス状の第1電極2と第2電極6とを用いて、通常の電
場発光素子と同様交流パルス電圧を印加することにより
線順次駆動を行い、第1電極2と第2電極6との交点の
発光体層4からなる発光部を順次発光させた。発光部か
らの312nmの波長の光は光電薄膜18に照射され、光電
薄膜18からは外部光電効果より電子が放出された。こ
の電子は加速され蛍光体10、11、12に照射され、
赤色、緑色、青色の蛍光体を明るく発光させた。電場発
光素子の発光部とその発光強度を制御することにより文
字や映像を高輝度でカラー表示することができた。この
ような紫外線を発する電場発光素子を用い、紫外線に対
して高い感度を有する光電材料、あるいは可視光を遮断
し紫光光を透過する光学フィルターと光電材料とを組み
合わせて用いることにより、外光や蛍光体の発光からの
迷光が光電材料に照射されるのを防ぐことができ、コン
トラストの優れた文字や映像を表示できた。
【0017】前記実施例においては電場発光素子の発光
体層としてZnSおよびZnF2を用いた場合について
説明したが、これらに限られるものではなく、ZnS
e、CdS、CaS、SrS、MgS、GaAsなどの
IIIーV属化合物、ダイアモンドなどのIVーIV属化合物、あ
るいはこれらの混合体からなる発光体母材を用いても同
様の効果を得ることができた。また光電材料に関して
も、実施例に示した材料以外のアルカリ金属やアルカリ
土類金属を含む材料など、外部光電効果を示す材料であ
れば有効に用いることができた。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、紫外光あるいは可視光
発光の電場発光素子と外部光電効果を有する光電材料を
用いた冷陰極を採用することにより、表示面(蛍光面)
には現在のCRTで用いられている高効率の蛍光体材料
を使用することができ、高輝度のカラー表示が可能で消
費電力が低く、構成が単純な大面積、薄型、軽量の表示
装置を提供することができる。
【0019】また、マトリックス状に配置された複数個
の微小な発光部を有する電場発光素子を用い、電場発光
素子の各発光部と蛍光面の発光部を1対1に対応付ける
ことにより、電子ビームを偏向するための電極群を用い
ずに蛍光面の任意の場所を任意の強度で発光させること
ができ、極めて単純な構成でカラー表示装置が形成され
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における表示装置の構成を説
明するための概略図
【図2】本発明の他の実施例における表示装置の構成を
説明するための概略図
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 第1電極 3 第1絶縁体層 4、16 発光体層 5 第2絶縁体層 6 第2電極 7 網材 8 ガラス基板 9 障壁 10、11、12 蛍光体 13 Al薄膜陽極 14 金属基板 15 絶縁体層 17 第3絶縁体層 18 光電薄膜

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】可視あるいは紫外光を発する電場発光素
    子、前記電場発光素子から放出された光を受けて電子を
    放出する光電材料、前記光電材料から放出された電子を
    加速する手段、および加速された電子を受けて可視光を
    放出する蛍光面を有することを特徴とする表示装置。
  2. 【請求項2】電場発光素子がZnS、ZnSe、Cd
    S、CaS、SrS、MgS,ZnF2、IIIーV属化合
    物、ダイアモンド、あるいはこれらの混合体からなる発
    光体母材を含むことを特徴とする請求項1に記載の表示
    装置。
  3. 【請求項3】光電材料がアルカリ金属、アルカリ土類金
    属を含むことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  4. 【請求項4】光電材料と蛍光面との間に、光電材料から
    電子を引き出すためのグリッド電極を設けたことを特徴
    とする請求項1に記載の表示装置。
  5. 【請求項5】蛍光面の電子が照射される側に、前記電子
    が透過する厚さの金属薄膜を設けたことを特徴とする請
    求項1に記載の表示装置。
  6. 【請求項6】絶縁性基板上に形成され、可視あるいは紫
    外光を発するマトリックス状に配置された複数個の発光
    部を有する電場発光素子、前記電場発光素子の前記絶縁
    性基板とは反対側に形成され、前記電場発光素子から放
    出された光を受けて電子を放出する光電材料、前記光電
    材料から放出された電子を加速する手段、および加速さ
    れた電子を受けて可視光を放出する蛍光面からなり、光
    電材料と蛍光面との間の空間は真空であることを特徴と
    する表示装置。
  7. 【請求項7】光電材料が透明あるいは半透明な薄膜から
    なることを特徴とする請求項6に記載の表示装置。
  8. 【請求項8】電場発光素子の各発光部からの発光が、隣
    接した発光部に対応した光電材料に照射されるのを防ぐ
    ための障壁が発光部間に形成されていることを特徴とす
    る請求項1あるいは6に記載の表示装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6181307B1 (en) 1998-01-21 2001-01-30 International Business Machines Corporation Photo-cathode electron source having an extractor grid

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6181307B1 (en) 1998-01-21 2001-01-30 International Business Machines Corporation Photo-cathode electron source having an extractor grid
KR100316506B1 (ko) * 1998-01-21 2002-01-16 포만 제프리 엘 추출기그리드를갖춘광-음극전자소스

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