JP2654571B2 - 電子放出素子及びそれを用いた電子放出装置並びに発光装置 - Google Patents
電子放出素子及びそれを用いた電子放出装置並びに発光装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子放出素子及びそれを用いた電子放出装
置ならびに発光装置に関するもので、特に電子放出素子
から放出される電子ビームの形状制御並びに一次元
（線）又は二次元（面）状の電子放出を行う電子放出装
置並びに発光装置に関する。
置ならびに発光装置に関するもので、特に電子放出素子
から放出される電子ビームの形状制御並びに一次元
（線）又は二次元（面）状の電子放出を行う電子放出装
置並びに発光装置に関する。
［従来の技術］ 従来、簡単な構造で電子の放出が得られる素子とし
て、例えば、エム・アイ・エリンソン（M.I.Elinson）
等によって発表された冷陰極素子が知られている。［ラ
ジオ・エンジニアリング・エレクトロン・フィジィック
ス（Radio Eng.Electron.Phys.）第10巻,1290〜1296頁,
1965年］ これは、基板上に形成された小面積の薄膜に、膜面に
平行に電流を流すことにより、電子放出が生ずる現象を
利用するもので、一般には表面伝導形放出素子と呼ばれ
ている。
て、例えば、エム・アイ・エリンソン（M.I.Elinson）
等によって発表された冷陰極素子が知られている。［ラ
ジオ・エンジニアリング・エレクトロン・フィジィック
ス（Radio Eng.Electron.Phys.）第10巻,1290〜1296頁,
1965年］ これは、基板上に形成された小面積の薄膜に、膜面に
平行に電流を流すことにより、電子放出が生ずる現象を
利用するもので、一般には表面伝導形放出素子と呼ばれ
ている。
この表面伝導形放出素子としては、前記エリンソン等
により開発されたSnO2（Sb）薄膜を用いたものの他、Au
薄膜によるもの［ジー・ディットマー“スイン ソリッ
ド フィルムス”（G.Dittmer:“Thin Solid Films"）,
9巻,317頁，（1972年）］、ITO薄膜によるもの［エム・
ハートウェル・アンド・シー・ジー・フォンスタッド
“アイ・イー・イー・イー・トランス・イー・ディー・
コンフ”（M.Hartwell and C.G.Fonstad:“IEEE Trans.
ED Conf."）519頁，（1975年）］、カーボン薄膜による
もの［荒木久他：“真空",第26巻，第１号,22頁，（198
3年）］などが報告されている。
により開発されたSnO2（Sb）薄膜を用いたものの他、Au
薄膜によるもの［ジー・ディットマー“スイン ソリッ
ド フィルムス”（G.Dittmer:“Thin Solid Films"）,
9巻,317頁，（1972年）］、ITO薄膜によるもの［エム・
ハートウェル・アンド・シー・ジー・フォンスタッド
“アイ・イー・イー・イー・トランス・イー・ディー・
コンフ”（M.Hartwell and C.G.Fonstad:“IEEE Trans.
ED Conf."）519頁，（1975年）］、カーボン薄膜による
もの［荒木久他：“真空",第26巻，第１号,22頁，（198
3年）］などが報告されている。
これらの表面伝導形放出素子の典型的な素子構成を第
11図に示す。同第11図において、１および２は電気的接
続を得る為の電極、３は電子放出材料で形成される薄
膜、４は基板、５は電子放出部を示す。
11図に示す。同第11図において、１および２は電気的接
続を得る為の電極、３は電子放出材料で形成される薄
膜、４は基板、５は電子放出部を示す。
従来、これらの表面伝導形放出素子に於ては、電子放
出を行なう前にあらかじめフォーミングと呼ばれる通電
処理によって電子放出部５を形成する。即ち、前記電極
１と電極２の間に電圧を印加する事により、薄膜３に通
電し、これにより発生するジュール熱で薄膜３を局所的
に破壊，変形もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状
態にした電子放出部５を形成することにより電子放出機
能を得ている。
出を行なう前にあらかじめフォーミングと呼ばれる通電
処理によって電子放出部５を形成する。即ち、前記電極
１と電極２の間に電圧を印加する事により、薄膜３に通
電し、これにより発生するジュール熱で薄膜３を局所的
に破壊，変形もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状
態にした電子放出部５を形成することにより電子放出機
能を得ている。
第11図において６は、上記表面伝導形放出素子から放
出される電子ビームの広がる面積を目視で測定できるよ
うに、透明基板の電子ビームの照射面に蛍光体を塗布し
た蛍光体基板、７は放出された電子ビームにより発光し
た発光部である。
出される電子ビームの広がる面積を目視で測定できるよ
うに、透明基板の電子ビームの照射面に蛍光体を塗布し
た蛍光体基板、７は放出された電子ビームにより発光し
た発光部である。
従来の表面伝導形放出素子の放射特性は、表面伝導形
放出素子から数mm程度離れた空間上に蛍光体基板６を配
置して数百Ｖから数千Ｖの電圧を印加し、前記電極１と
電極２の間に駆動電圧を印加した場合、蛍光体基板６上
に発光する発光部７が第11図のごとく、三ヶ月形をなす
ものとなっている。この放射特性は、従来の表面伝導形
電子放出素子の固有の特性である。
放出素子から数mm程度離れた空間上に蛍光体基板６を配
置して数百Ｖから数千Ｖの電圧を印加し、前記電極１と
電極２の間に駆動電圧を印加した場合、蛍光体基板６上
に発光する発光部７が第11図のごとく、三ヶ月形をなす
ものとなっている。この放射特性は、従来の表面伝導形
電子放出素子の固有の特性である。
さらに、表面伝導形電子放出素子をライン状にマルチ
に配置した場合、第12図のごとく、三ヶ月形の発光部７
がライン状にならんだ、非常に変形されたライン電子源
を構成することになる。
に配置した場合、第12図のごとく、三ヶ月形の発光部７
がライン状にならんだ、非常に変形されたライン電子源
を構成することになる。
［発明が解決しようとする課題］ 上述のように、従来の表面伝導形放出素子は、放出さ
れた電子ビームが三ヶ月状に広がりながら飛翔するた
め、次のような欠点がある。
れた電子ビームが三ヶ月状に広がりながら飛翔するた
め、次のような欠点がある。
（１）表面伝導形放出素子から放出された電子ビームを
任意の形状に絞るには、非常に複雑な電子光学系を必要
とする。
任意の形状に絞るには、非常に複雑な電子光学系を必要
とする。
（２）表面伝導形放出素子を複数個、ライン状に規則正
しくマルチに配置した場合、ライン状に均一な電子放出
を得られない。
しくマルチに配置した場合、ライン状に均一な電子放出
を得られない。
以上のような問題点があるため、従来の表面伝導形放
出素子は、素子構造が簡単でかつ、２つ以上の複数の素
子をライン状に配置することが容易であるにもかかわら
ず、産業上積極的に応用されるには至っていないのが現
状である。
出素子は、素子構造が簡単でかつ、２つ以上の複数の素
子をライン状に配置することが容易であるにもかかわら
ず、産業上積極的に応用されるには至っていないのが現
状である。
本発明は、上記のような従来の欠点を除去するために
なされたもので、簡単に電子ビームの形状を制御できる
ようにすると共に、きれいに揃ったライン状の電子放出
が得られるようにすることを目的とする。
なされたもので、簡単に電子ビームの形状を制御できる
ようにすると共に、きれいに揃ったライン状の電子放出
が得られるようにすることを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために成された本発明の構成は、
以下の通りである。
以下の通りである。
すなわち、本発明の第一では、一対の凹・凸形状の電
極がその凹・凸部分において相対向し、該電極間の凹形
状の領域に、通電処理又は微粒子の分散付設によって形
成された凹形状の電子放出部を有することを特徴とする
電子放出素子としているものである。
極がその凹・凸部分において相対向し、該電極間の凹形
状の領域に、通電処理又は微粒子の分散付設によって形
成された凹形状の電子放出部を有することを特徴とする
電子放出素子としているものである。
また、本発明の第二では、上記本発明第一の電子放出
素子が、少なくとも一列、直線的に配列されていること
を特徴とする電子放出素子としているものである。
素子が、少なくとも一列、直線的に配列されていること
を特徴とする電子放出素子としているものである。
さらに、本発明の第三では、上記本発明第二の電子放
出素子と、該電子放出装置から放出された電子ビームの
照射により発光する蛍光体基板とを組み合わせたことを
特徴とする発光装置としているものである。
出素子と、該電子放出装置から放出された電子ビームの
照射により発光する蛍光体基板とを組み合わせたことを
特徴とする発光装置としているものである。
本発明の電子放出素子を、本発明の一実施例を示す第
１図で更に説明すると、本発明は、凸形状の電極１と凹
形状の電極２を、その凸部及び凹部において対向するよ
うにし、両電極間に挟まれた凹形状の領域に、凹形状の
電子放出部５を形成したものである。
１図で更に説明すると、本発明は、凸形状の電極１と凹
形状の電極２を、その凸部及び凹部において対向するよ
うにし、両電極間に挟まれた凹形状の領域に、凹形状の
電子放出部５を形成したものである。
本発明において、一対の電極1,2は、希望する電子ビ
ームの形状に合わせて、いずれを正極としても、また負
極としてもよいが、整った電子ビームの形状を得る上で
は、凸形の電極１を正極とし、凹形の電極２を負極とす
ることが好ましい。ここで、正極とは、正の電位が印加
される電極をいい、負極とは負の電位が印加される電極
をいう。
ームの形状に合わせて、いずれを正極としても、また負
極としてもよいが、整った電子ビームの形状を得る上で
は、凸形の電極１を正極とし、凹形の電極２を負極とす
ることが好ましい。ここで、正極とは、正の電位が印加
される電極をいい、負極とは負の電位が印加される電極
をいう。
特に、凸形の電極１を正極とし、凹形の電極２を負極
とした本電子放出素子は、整った形状の電子ビームが得
やすいことから、当該素子を直線的に一列に並べて、一
次元状の電子放出をなす電子放出装置を構成するのに適
している。また、当該素子を複数列並べることにより、
対象領域全体に均一な電子ビームの照射が可能な、二次
元状の電子放出を行う電子放出装置を得ることができ
る。
とした本電子放出素子は、整った形状の電子ビームが得
やすいことから、当該素子を直線的に一列に並べて、一
次元状の電子放出をなす電子放出装置を構成するのに適
している。また、当該素子を複数列並べることにより、
対象領域全体に均一な電子ビームの照射が可能な、二次
元状の電子放出を行う電子放出装置を得ることができ
る。
また、上記本発明の電子放出装置と、第11図に示した
ような蛍光体基板６とを組み合わせることにより、一次
元あるいは二次元状の発光部を形成する発光装置を得る
ことができる。
ような蛍光体基板６とを組み合わせることにより、一次
元あるいは二次元状の発光部を形成する発光装置を得る
ことができる。
更に本発明について説明すると、本発明の電子放出素
子は、従来と同様に基板４上に形成されるもので、この
基板４としては、例えばガラス、石英等の絶対材料が用
いられる。
子は、従来と同様に基板４上に形成されるもので、この
基板４としては、例えばガラス、石英等の絶対材料が用
いられる。
電極1,2は、例えば真空蒸着プロセスとフォトリソプ
ロセス等の通常よく用いられる方法で形成することがで
きる。この電極1,2の材料は、一般的な導電材料で、例
えばNi,Al,Cu,Au,Pt,Ag等の金属や、SnO3,ITO等の金属
酸化物等を用いることができる。
ロセス等の通常よく用いられる方法で形成することがで
きる。この電極1,2の材料は、一般的な導電材料で、例
えばNi,Al,Cu,Au,Pt,Ag等の金属や、SnO3,ITO等の金属
酸化物等を用いることができる。
電極1,2間における電子放出部５の形成は、従来と同
様に、例えばIn2O3,SuO2,PbO等の金属酸化物、Ag,Pt,A
l,Cu,Au等の金属、カーボン、その他各種半導体等の電
子放出材料を用いた真空蒸着等によって薄膜３を成膜
し、これにフォーミング処理を施すことで行うことがで
きる（第１図参照）。
様に、例えばIn2O3,SuO2,PbO等の金属酸化物、Ag,Pt,A
l,Cu,Au等の金属、カーボン、その他各種半導体等の電
子放出材料を用いた真空蒸着等によって薄膜３を成膜
し、これにフォーミング処理を施すことで行うことがで
きる（第１図参照）。
また、電子放出部５の他の形成方法としては、上記電
子放出材料の微粒子８を分散媒に分散させた分散液を、
例えばデッピングやスピンコート等で基板４に塗布した
後焼成することによって行うことが挙げられる（第５図
参照）。この場合の分散媒としては、微粒子８を変質さ
せることなく分散させ得るものであればよく、例えば酢
酸ブチル、アルコール類、メチルエチルケトン、シクロ
ヘキサン及びこれらの混合物等が用いられる。また微粒
子８は、数十Å〜数μｍの粒径のものが好ましい。
子放出材料の微粒子８を分散媒に分散させた分散液を、
例えばデッピングやスピンコート等で基板４に塗布した
後焼成することによって行うことが挙げられる（第５図
参照）。この場合の分散媒としては、微粒子８を変質さ
せることなく分散させ得るものであればよく、例えば酢
酸ブチル、アルコール類、メチルエチルケトン、シクロ
ヘキサン及びこれらの混合物等が用いられる。また微粒
子８は、数十Å〜数μｍの粒径のものが好ましい。
［作 用］ 電極1,2を凸形と凹形にすることによって、電界状態
に変化をもたらすことができ、これに応じて電子ビーム
の形状を変化させることができる。
に変化をもたらすことができ、これに応じて電子ビーム
の形状を変化させることができる。
上記作用は、電子放出部５が“くの字状”もしくは
“三日月状”などの凹形状を有する本発明において顕著
な効果をもたらす。すなわち、凸形の電極１を正極と
し、凹形の電極２を負極とすれば、三日月形の放射特性
が電極1,2のもたらす電界状態によって是正され、特に
電子放出部５自体が“三日月状”などの凹形状である場
合においてその是正効果が大きく、電子ビームの形状は
整った形状となり、当該電子放射素子を直線的に一列に
並べたときに、均一に連なった電子放出状態が得やすく
なるものである。
“三日月状”などの凹形状を有する本発明において顕著
な効果をもたらす。すなわち、凸形の電極１を正極と
し、凹形の電極２を負極とすれば、三日月形の放射特性
が電極1,2のもたらす電界状態によって是正され、特に
電子放出部５自体が“三日月状”などの凹形状である場
合においてその是正効果が大きく、電子ビームの形状は
整った形状となり、当該電子放射素子を直線的に一列に
並べたときに、均一に連なった電子放出状態が得やすく
なるものである。
［実施例］ 実施例１ 第１図は、本実施例に係る電子放出素子の平面図、第
２図はその電子ビームの放射特性を示す説明図である。
第１図に於いて、４は絶縁性を有する基板、３は電子放
射材料で形成された薄膜、１及び２は電気的接続を得る
ための電極、５は電子放出部で、第２図において６は電
子ビームの放射特性を測定するための蛍光体基板、７は
発光部である。
２図はその電子ビームの放射特性を示す説明図である。
第１図に於いて、４は絶縁性を有する基板、３は電子放
射材料で形成された薄膜、１及び２は電気的接続を得る
ための電極、５は電子放出部で、第２図において６は電
子ビームの放射特性を測定するための蛍光体基板、７は
発光部である。
本実施例の電子放出素子を次のようにした作製した。
絶縁性の基板４に石英基板を用い、洗浄された基板４
上に、電子放出材料にAuを用いて膜厚1000Åの薄膜３を
成膜し、次いでフォトリソグラフィー技術により、電子
放出部５が形成される幅ｌ＝0.1mmのネック部を有する
電子放出材料の薄膜３とした。
上に、電子放出材料にAuを用いて膜厚1000Åの薄膜３を
成膜し、次いでフォトリソグラフィー技術により、電子
放出部５が形成される幅ｌ＝0.1mmのネック部を有する
電子放出材料の薄膜３とした。
次いで、前記薄膜３に形成される電子放出部５と電気
的接続を得る電極1,2を、Niを用いたマスク蒸着によ
り、1500Åの膜厚で形成した。電極１を先端の角度θ１
が120゜の凸形とし、電極２を先端の角度θ２が240゜の
凹形として、電極間隔ｗ＝0.05mmになるよう形成した。
的接続を得る電極1,2を、Niを用いたマスク蒸着によ
り、1500Åの膜厚で形成した。電極１を先端の角度θ１
が120゜の凸形とし、電極２を先端の角度θ２が240゜の
凹形として、電極間隔ｗ＝0.05mmになるよう形成した。
前記電極１に正の電圧、電極２に負の電圧が加わるよ
うに、電極１と電極２の間に20Vの電圧を印加すること
により、薄膜３に通電し、これにより発生するジュール
熱で薄膜３を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、
電気的に高抵抗な状態にした電子放出部５を形成した。
上記のごとく形成された電子放出部５は、電極1,2の形
状に沿った形に形成された。
うに、電極１と電極２の間に20Vの電圧を印加すること
により、薄膜３に通電し、これにより発生するジュール
熱で薄膜３を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、
電気的に高抵抗な状態にした電子放出部５を形成した。
上記のごとく形成された電子放出部５は、電極1,2の形
状に沿った形に形成された。
次に、透明基板に、青板ガラスを用い、これを洗浄し
た後、透明電極ITO（In2O3:SnO2＝95:5）を蒸着により1
000Åの厚さで形成し、更に電子により発光する蛍光体
を塗布して蛍光体基板６を形成した。
た後、透明電極ITO（In2O3:SnO2＝95:5）を蒸着により1
000Åの厚さで形成し、更に電子により発光する蛍光体
を塗布して蛍光体基板６を形成した。
上記のごとく形成された電子放出素子と蛍光体基板６
を用い、当該素子に駆動電圧14Vを印加し、蛍光体基板
６を上記素子から約5mmの空間上に配置して、放出され
た電子ビームの放射領域、即ち発光部７を測定したとこ
ろ、第２図に示すように、従来の表面伝導形放出素子で
は得ることの出来ない幅Ｗ＝約0.5mm、長さＬ＝約1.0mm
の長円形の発光部７を得ることが出来た。
を用い、当該素子に駆動電圧14Vを印加し、蛍光体基板
６を上記素子から約5mmの空間上に配置して、放出され
た電子ビームの放射領域、即ち発光部７を測定したとこ
ろ、第２図に示すように、従来の表面伝導形放出素子で
は得ることの出来ない幅Ｗ＝約0.5mm、長さＬ＝約1.0mm
の長円形の発光部７を得ることが出来た。
第３図は、上記電子放出素子を用い、ライン状に規則
正しくマルチに配置した電子放出装置の部分平面図、第
４図は、この電子放出装置による電子ビーム放出で蛍光
体基板６上にマルチに発光した発光部７を示した説明図
である。
正しくマルチに配置した電子放出装置の部分平面図、第
４図は、この電子放出装置による電子ビーム放出で蛍光
体基板６上にマルチに発光した発光部７を示した説明図
である。
第３図に示す電子放出装置に於いて、電極１は凸形
で、正の電圧を印加する個別電極とし、電極２は凹形
で、負の電圧を印加する共通電極とした。上記１素子に
よる発光部７のＬが約1mmであるため、各素子間隔を0.8
mmとし、電子ビームが重なり合うように、６素子を、電
子放出部５が直線的になるよう配置し、各素子ごとにフ
ォーミングを行った。
で、正の電圧を印加する個別電極とし、電極２は凹形
で、負の電圧を印加する共通電極とした。上記１素子に
よる発光部７のＬが約1mmであるため、各素子間隔を0.8
mmとし、電子ビームが重なり合うように、６素子を、電
子放出部５が直線的になるよう配置し、各素子ごとにフ
ォーミングを行った。
上記のごとく配置、形成した６素子を、各々前述した
１素子の駆動と同じ駆動条件で駆動して電子放出させ、
蛍光体基板６を発光させたところ、第４図のごとく、発
光部７は、目視では各素子の発光領域の識別が不可能
な、Ｗが約0.5mmでＬが約5.0mmのライン状の発光を得る
ことができた。
１素子の駆動と同じ駆動条件で駆動して電子放出させ、
蛍光体基板６を発光させたところ、第４図のごとく、発
光部７は、目視では各素子の発光領域の識別が不可能
な、Ｗが約0.5mmでＬが約5.0mmのライン状の発光を得る
ことができた。
さらに、上記電子放出装置による電子放出安定性は、
１素子で±16％のゆらぎがあるのに対して、６素子のラ
イン状電子源となることにより±12％と電子放出のゆら
ぎが改善された。
１素子で±16％のゆらぎがあるのに対して、６素子のラ
イン状電子源となることにより±12％と電子放出のゆら
ぎが改善された。
実施例２ 第５図は、本実施例に係る電子放出素子と蛍光体基板
６の斜視図で、本実施例では、絶縁性の基板４に石英板
を用い、電極1,2を、膜厚1000ÅのNiをEB蒸着により成
膜することで形成した。電極１を先端のＲが0.3mmの凸
形に、電極２を電極１との間隔２μｍの凹形に、各々フ
ォトリソグラフィー技術により形成した。次いで、電極
1,2の間へ、電子放出材料となる微粒子８として１次粒
径80〜200ÅのSnO2を用いた分散液（SnO2:1g、溶剤:MEK
/シクロヘキサン＝3/1のもの1000ccとブチラール＝1g）
をスピンコート法により塗布し、250℃で加熱処理し、
電子放出部５を形成した。
６の斜視図で、本実施例では、絶縁性の基板４に石英板
を用い、電極1,2を、膜厚1000ÅのNiをEB蒸着により成
膜することで形成した。電極１を先端のＲが0.3mmの凸
形に、電極２を電極１との間隔２μｍの凹形に、各々フ
ォトリソグラフィー技術により形成した。次いで、電極
1,2の間へ、電子放出材料となる微粒子８として１次粒
径80〜200ÅのSnO2を用いた分散液（SnO2:1g、溶剤:MEK
/シクロヘキサン＝3/1のもの1000ccとブチラール＝1g）
をスピンコート法により塗布し、250℃で加熱処理し、
電子放出部５を形成した。
上記のごとく形成された電子放出素子の電極1,2の間
に、電極１が正電圧、電極２が負電圧となるよう、駆動
電圧13Vを印加し、実施例１で用いたのと同様の蛍光体
基板６を上記素子から約3mmの空間上に配置して、放出
された電子ビームの放射領域、即ち発光部７を測定した
ところ、第５図に示すように、幅Ｗ＝約0.5mm、長さＬ
＝約0.8mmの長円形の発光部７を得ることができた。
に、電極１が正電圧、電極２が負電圧となるよう、駆動
電圧13Vを印加し、実施例１で用いたのと同様の蛍光体
基板６を上記素子から約3mmの空間上に配置して、放出
された電子ビームの放射領域、即ち発光部７を測定した
ところ、第５図に示すように、幅Ｗ＝約0.5mm、長さＬ
＝約0.8mmの長円形の発光部７を得ることができた。
上記１素子の発光部７のＬが約2mmであるため、素子
間隔を1.6mmとして電子ビームが重なり合うようにし、
凸形の電極１を個別電極とし、凹形の電極２を共通電極
として、６素子を、電子放出部５が直線的になるよう配
置した（第６図）。
間隔を1.6mmとして電子ビームが重なり合うようにし、
凸形の電極１を個別電極とし、凹形の電極２を共通電極
として、６素子を、電子放出部５が直線的になるよう配
置した（第６図）。
上記のごとく配置、形成した６素子を、１素子と同じ
駆動条件で電子放出させ、蛍光体基板６を発光させたと
ころ、第７図のごとく、発光部７は、目視では各素子の
発光領域の識別が不可能な、Ｗが約1mmでＬが約10mmの
ライン状となった。
駆動条件で電子放出させ、蛍光体基板６を発光させたと
ころ、第７図のごとく、発光部７は、目視では各素子の
発光領域の識別が不可能な、Ｗが約1mmでＬが約10mmの
ライン状となった。
実施例３ 第８図は、本実施例に係る電子放出素子の平面図、第
９図はその電子ビームの放射特性を示す説明図である。
９図はその電子ビームの放射特性を示す説明図である。
本実施例に係る電子放出素子は、電極１を先端がφ0.
3mmの凸形に、電極２を電極１との間隔２μｍの凹形に
形成し、電子放出部５を円状部分のみとした点以外は実
施例２と同様とした。
3mmの凸形に、電極２を電極１との間隔２μｍの凹形に
形成し、電子放出部５を円状部分のみとした点以外は実
施例２と同様とした。
上記のごとく形成された、電子放出素子の電極1,2の
間に、電極１が正電圧、電極２が負電圧となるように駆
動電圧14Vを印加し、実施例１と同様の蛍光体基板６を
上記素子から約3mmの空間上に配置して、放出された電
子ビームの放射領域、即ち発光部７を測定したところ、
第９図に示すように、長径φ＝約0.3mmの円形の発光部
７を得ることができ、電子ビームを収束する効果が得ら
れた。
間に、電極１が正電圧、電極２が負電圧となるように駆
動電圧14Vを印加し、実施例１と同様の蛍光体基板６を
上記素子から約3mmの空間上に配置して、放出された電
子ビームの放射領域、即ち発光部７を測定したところ、
第９図に示すように、長径φ＝約0.3mmの円形の発光部
７を得ることができ、電子ビームを収束する効果が得ら
れた。
上記素子も、実施例1,2と同様に、ライン状の電子源
を構成することができ、ライン状の均一なマルチの電子
放出を得ることができる。
を構成することができ、ライン状の均一なマルチの電子
放出を得ることができる。
実施例４ 第10図は、本実施例に係る電子放出素子と蛍光体基板
６の斜視図で、同図に於いて、４は絶縁性を有する基
板、９は段差形成層、５は電子放出部、１および２は電
気的接続を得るための電極、８は電子放出材料となる微
粒子である。
６の斜視図で、同図に於いて、４は絶縁性を有する基
板、９は段差形成層、５は電子放出部、１および２は電
気的接続を得るための電極、８は電子放出材料となる微
粒子である。
本実施例に係る電子放出素子は絶縁性の基板４として
石英板を用い、洗浄された基板４上に、段差形成層９と
して、SiO2の液体コーティング材（東京応化工業社製OC
D）を用いて膜厚3000ÅのSiO2層を塗布、乾燥プロセス
により形成し（他の段差形成層として、MgO,TiO2,Ta
2O5,Al2O3等の絶縁材料の積層物もしくはこれらの混合
物がある。）、次いで、フォトリソグラフィー技術によ
り、電子放出部５の段差部の先端のＲが0.3mmの凹形に
なるよう形成した。
石英板を用い、洗浄された基板４上に、段差形成層９と
して、SiO2の液体コーティング材（東京応化工業社製OC
D）を用いて膜厚3000ÅのSiO2層を塗布、乾燥プロセス
により形成し（他の段差形成層として、MgO,TiO2,Ta
2O5,Al2O3等の絶縁材料の積層物もしくはこれらの混合
物がある。）、次いで、フォトリソグラフィー技術によ
り、電子放出部５の段差部の先端のＲが0.3mmの凹形に
なるよう形成した。
次いで、前記電子放出部５と電気的接続を得る電極1,
2として、Niを用いて、マスク蒸着により膜厚500Åで幅
ｗが0.3mmになるよう形成した。この時、電子放出部５
には、成膜時のステップカバーレージを悪くすることに
より、Niが堆積しないようにした。電極1,2の間の電子
放出部５となる段差部側端面に、前述の実施例２と同様
にして、電子放出材料となる微粒子８を形成した。
2として、Niを用いて、マスク蒸着により膜厚500Åで幅
ｗが0.3mmになるよう形成した。この時、電子放出部５
には、成膜時のステップカバーレージを悪くすることに
より、Niが堆積しないようにした。電極1,2の間の電子
放出部５となる段差部側端面に、前述の実施例２と同様
にして、電子放出材料となる微粒子８を形成した。
上記のごとく形成された、電子放出素子の電極1,2の
間に、電極２が負電圧、電極１が正電圧となるように駆
動電圧15Vを印加し、実施例１と同様の蛍光体基板６を
上記素子から約3mmの空間上に配置して、放出された電
子ビームの放射領域、即ち発光部７を測定したところ、
第10図に示すように、幅Ｗ＝約1.1mm、長さＬ＝約1.9mm
の長円形の発光部７を得ることができた。
間に、電極２が負電圧、電極１が正電圧となるように駆
動電圧15Vを印加し、実施例１と同様の蛍光体基板６を
上記素子から約3mmの空間上に配置して、放出された電
子ビームの放射領域、即ち発光部７を測定したところ、
第10図に示すように、幅Ｗ＝約1.1mm、長さＬ＝約1.9mm
の長円形の発光部７を得ることができた。
上記素子も、前述の実施例と同様に、ライン状の電子
源を構成することができ、ライン状に均一なマルチの電
子放出を得ることができる。
源を構成することができ、ライン状に均一なマルチの電
子放出を得ることができる。
また、電子放出部５の形状に関しても、前述の実施例
が基板１上の電極間隔内であったものが、本実施例で
は、段差部上下端の電極間隔内に変っただけであり、本
実施例でも種々の電極1,2の形状を同様に得ることがで
きる。従って、本実施例においても、前述実施例と同様
に、電子ビームの形状を任意の形に制御することができ
る。
が基板１上の電極間隔内であったものが、本実施例で
は、段差部上下端の電極間隔内に変っただけであり、本
実施例でも種々の電極1,2の形状を同様に得ることがで
きる。従って、本実施例においても、前述実施例と同様
に、電子ビームの形状を任意の形に制御することができ
る。
［発明の効果］ 本発明によれば、一対の凹・凸形状の電極をその凹・
凸部分において相対向させ、電極間の凹形状の領域に、
通電処理又は微粒子の分散付設によって凹形状の電子放
出部を形成したことにより、次の効果が得られる。
凸部分において相対向させ、電極間の凹形状の領域に、
通電処理又は微粒子の分散付設によって凹形状の電子放
出部を形成したことにより、次の効果が得られる。
（１）複雑な電子光学系を用いることなく、電子ビーム
の三日月状の広がりを楕円形あるいは長円形等の好まし
い形状に整形することができる。
の三日月状の広がりを楕円形あるいは長円形等の好まし
い形状に整形することができる。
（２）上記素子の電子放出部を直線的に配置することに
より、ライン状に均一な電子放出を得ることができるマ
ルチ電子放出装置を得ることができる。
より、ライン状に均一な電子放出を得ることができるマ
ルチ電子放出装置を得ることができる。
（３）上記電子放出装置と、それから放出される電子ビ
ームの照射により発光する蛍光体基板とを組み合わせる
ことにより、任意の形状に制御された発光部を得ること
ができる発光装置を得ることができる。
ームの照射により発光する蛍光体基板とを組み合わせる
ことにより、任意の形状に制御された発光部を得ること
ができる発光装置を得ることができる。
第１図は実施例１に係る表面伝導形放出素子の平面図、
第２図はその電子ビームの放射特性を示す説明図、第３
図は第１図の素子を用いた電子放出装置の部分平面図、
第４図はその電子ビームの放射特性を示す説明図、第５
図は実施例２に係る表面伝導形放出素子と蛍光体基板の
斜視図、第６図は第５図の素子を用いた電子放出装置の
部分平面図、第７図はその電子ビームの放射特性を示す
説明図、第８図は実施例３に係る表面伝導形放出素子の
平面図、第９図はその電子ビームの放射特性を示す説明
図、第10図は実施例４に係る表面伝導形放出素子と蛍光
体基板の斜視図、第11図及び第12図は従来技術の説明図
である。 1,2……電極、３……薄膜 ４……基板、５……電子放出部 ６……蛍光体基板、７……発光部 ８……微粒子、９……段差形成層
第２図はその電子ビームの放射特性を示す説明図、第３
図は第１図の素子を用いた電子放出装置の部分平面図、
第４図はその電子ビームの放射特性を示す説明図、第５
図は実施例２に係る表面伝導形放出素子と蛍光体基板の
斜視図、第６図は第５図の素子を用いた電子放出装置の
部分平面図、第７図はその電子ビームの放射特性を示す
説明図、第８図は実施例３に係る表面伝導形放出素子の
平面図、第９図はその電子ビームの放射特性を示す説明
図、第10図は実施例４に係る表面伝導形放出素子と蛍光
体基板の斜視図、第11図及び第12図は従来技術の説明図
である。 1,2……電極、３……薄膜 ４……基板、５……電子放出部 ６……蛍光体基板、７……発光部 ８……微粒子、９……段差形成層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 俊彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 金子 哲也 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 吉岡 征四郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 鱸 英俊 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−40860（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−311532（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−167456（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭46−20944（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭45−23846（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (6)
- 【請求項１】一対の凹・凸形状の電極がその凹・凸部分
において相対向し、該電極間の凹形状の領域に、通電処
理又は微粒子の分散付設によって形成された凹形状の電
子放出部を有することを特徴とする電子放出素子。 - 【請求項２】凸形の電極が正極、凹形の電極が負極であ
ることを特徴とする請求項１の電子放出素子。 - 【請求項３】一対の電極が同一平面上で相対向している
ことを特徴とする請求項１又は２の電子放出素子。 - 【請求項４】一対の電極が段差部を挟んで相対向してい
ることを特徴とする請求項１又は２の電子放出素子。 - 【請求項５】請求項１〜４のいずれかの電子放出素子
が、少なくとも一列、直線的に配列されていることを特
徴とする電子放出装置。 - 【請求項６】請求項５の電子放出装置と、該電子放出装
置から放出された電子ビームの照射により発光する蛍光
体基板とを組み合わせたことを特徴とする発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14156588A JP2654571B2 (ja) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | 電子放出素子及びそれを用いた電子放出装置並びに発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14156588A JP2654571B2 (ja) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | 電子放出素子及びそれを用いた電子放出装置並びに発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01311533A JPH01311533A (ja) | 1989-12-15 |
| JP2654571B2 true JP2654571B2 (ja) | 1997-09-17 |
Family
ID=15294932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14156588A Expired - Fee Related JP2654571B2 (ja) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | 電子放出素子及びそれを用いた電子放出装置並びに発光装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2654571B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7276462B2 (en) | 2004-08-25 | 2007-10-02 | Ngk Insulators, Ltd. | Dielectric composition and dielectric film element |
| US7511409B2 (en) | 2004-08-25 | 2009-03-31 | Ngk Insulators, Ltd. | Dielectric film element and composition |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6005334A (en) * | 1996-04-30 | 1999-12-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron-emitting apparatus having a periodical electron-emitting region |
| JP2000311587A (ja) | 1999-02-26 | 2000-11-07 | Canon Inc | 電子放出装置及び画像形成装置 |
| US7088049B2 (en) | 2000-12-22 | 2006-08-08 | Ngk Insulators, Ltd. | Electron-emitting device and field emission display using the same |
| US6936972B2 (en) | 2000-12-22 | 2005-08-30 | Ngk Insulators, Ltd. | Electron-emitting element and field emission display using the same |
| JP3848237B2 (ja) * | 2001-12-20 | 2006-11-22 | 日本碍子株式会社 | 電子放出素子及びそれを用いたフィールドエミッションディスプレイ |
| EP1480245A1 (en) | 2002-02-26 | 2004-11-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Electron emitting device, method for driving electron emitting device, display, and method for driving display |
| US6897620B1 (en) | 2002-06-24 | 2005-05-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Electron emitter, drive circuit of electron emitter and method of driving electron emitter |
| US7067970B2 (en) | 2002-09-30 | 2006-06-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Light emitting device |
| US7129642B2 (en) | 2002-11-29 | 2006-10-31 | Ngk Insulators, Ltd. | Electron emitting method of electron emitter |
| US6975074B2 (en) | 2002-11-29 | 2005-12-13 | Ngk Insulators, Ltd. | Electron emitter comprising emitter section made of dielectric material |
| JP2004228065A (ja) | 2002-11-29 | 2004-08-12 | Ngk Insulators Ltd | 電子パルス放出装置 |
| US7187114B2 (en) | 2002-11-29 | 2007-03-06 | Ngk Insulators, Ltd. | Electron emitter comprising emitter section made of dielectric material |
| JP3867065B2 (ja) | 2002-11-29 | 2007-01-10 | 日本碍子株式会社 | 電子放出素子及び発光素子 |
| US7176609B2 (en) | 2003-10-03 | 2007-02-13 | Ngk Insulators, Ltd. | High emission low voltage electron emitter |
| US7379037B2 (en) | 2003-03-26 | 2008-05-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Display apparatus, method of driving display apparatus, electron emitter, method of driving electron emitter, apparatus for driving electron emitter, electron emission apparatus, and method of driving electron emission apparatus |
| US7474060B2 (en) | 2003-08-22 | 2009-01-06 | Ngk Insulators, Ltd. | Light source |
| JP2005116232A (ja) | 2003-10-03 | 2005-04-28 | Ngk Insulators Ltd | 電子放出素子及びその製造方法 |
| US7336026B2 (en) | 2003-10-03 | 2008-02-26 | Ngk Insulators, Ltd. | High efficiency dielectric electron emitter |
| US7719201B2 (en) | 2003-10-03 | 2010-05-18 | Ngk Insulators, Ltd. | Microdevice, microdevice array, amplifying circuit, memory device, analog switch, and current control unit |
| US7816847B2 (en) | 2004-07-15 | 2010-10-19 | Ngk Insulators, Ltd. | Dielectric electron emitter comprising a polycrystalline substance |
| JP2006054161A (ja) | 2004-07-15 | 2006-02-23 | Ngk Insulators Ltd | 誘電体デバイス |
| JP4662140B2 (ja) | 2004-07-15 | 2011-03-30 | 日本碍子株式会社 | 電子放出素子 |
| US7495378B2 (en) | 2004-07-15 | 2009-02-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Dielectric device |
| US7482739B2 (en) | 2004-07-15 | 2009-01-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Electron emitter comprised of dielectric material mixed with metal |
| JP4678832B2 (ja) | 2004-07-27 | 2011-04-27 | 日本碍子株式会社 | 光源 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5140860A (ja) * | 1974-10-04 | 1976-04-06 | Ise Electronics Corp | Reiinkyokukeikohyojikan |
| JPS56167456U (ja) * | 1980-05-16 | 1981-12-11 |
-
1988
- 1988-06-10 JP JP14156588A patent/JP2654571B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7276462B2 (en) | 2004-08-25 | 2007-10-02 | Ngk Insulators, Ltd. | Dielectric composition and dielectric film element |
| US7511409B2 (en) | 2004-08-25 | 2009-03-31 | Ngk Insulators, Ltd. | Dielectric film element and composition |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01311533A (ja) | 1989-12-15 |
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