JPH01100842A - 電子線画像表示装置および電子線画像表示装置の偏向方法 - Google Patents

電子線画像表示装置および電子線画像表示装置の偏向方法

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JPH01100842A
JPH01100842A JP62254557A JP25455787A JPH01100842A JP H01100842 A JPH01100842 A JP H01100842A JP 62254557 A JP62254557 A JP 62254557A JP 25455787 A JP25455787 A JP 25455787A JP H01100842 A JPH01100842 A JP H01100842A
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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] 本発明は電子線発生装置及びこれを用いた電子線画像表
示装置に関し、特に表面伝導層放出素子もしくはこれと
類似の電子放出素子を電子ビーム源として用いる薄形の
電子線発生装置又は電子線画像表示装置に関するもので
ある。
[従来の技術] 近年、情報機器や家庭用TV受像機の分野で、ti形で
視認性の良い画像表示装置が求められている。従来、薄
形の画像表示装置としては、たとえば液晶表示装置やE
L表示装置、プラズマデイスプレィパネルなどが開発さ
れているが、これらには、視野角、カラー化、輝度等の
点に問題があり、市場の要求する性情を十分に満足して
いるとは言えない状況である。
ところで、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CM、 1
. 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 フィジックス(Radi。
Eng、 Electron、 Phys、)第1O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、鍔面に平
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、一般には表面伝導型放出素子と呼ばれて
いる。
この表面伝導型放出素子としては、前記エリンソン等に
より開発されたSnO□(sb)薄1模を用いたもの、
 Aug膜によるもの〔ジー・ディトマー“スイン ソ
リド フィルムス″(G、 Dittmer:  ”丁
hinSolid Fi1ms″)、9巻、317頁、
 (1972年)]、ITO薄膜によるもの[エム ハ
ートウェル アント シー ジー )オンスタッド“ア
イ イーイー イー トランス” イー デイ−コンク
(M、  llarLwell  and  C,G、
  Fonstad:   “   IEEETran
s、 ED Conf、 ” ) 519頁、 (19
75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、 (1983年)]とが報
告されている。
これらの表面伝導層放出素子は。
l)高い電子放出効率が得られる 2)構造が簡単であるため、製造が容易である3)同一
基板上に多数の素子を配列形成できる等の利点を有する
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、表面伝導層放出素子を、平板形表示装置
の蛍光体励起用として表示画素と同じ数たけ設けた場合
には、素子数が膨大な数となり。
製造歩留りが低下し、コストの増大をまねく結果となる
。かといって、単一の素子を用いて、全画面を走査した
場合には、従来CRTと同様、薄形化を実現することは
不可能である。
そこで、折中案として、素子1個あたり数画素〜数十画
素を割り当てれば、素子の製造歩留りと装置の薄形化の
両方を高いレベルでバランスさせる!バか可能となる。
その場合、電子線を走査する為には、従来は各素子毎に
偏光器を付設する方法が通常行われていたが、従来の偏
光器は、例えば第4図に示す様に、電極形状が複雑であ
る為、微細化やマルチ化が困難であった。なお、図中、
点線で囲まれた41は表面伝導層放出素子の1素子、同
様に点線で囲まれた42は1個の偏向器、43は蛍光体
の1画素。
44はガラス板を示す。
本発明は、上記の従来例の欠点を改善し、電子線発生源
として表面伝導層放出素子を用い、該素子の二極間に印
加する電圧を変化させる事により、電子線の軌道を制御
する事から、素子に偏向器を付設する必要がなくなり、
表示装置の構造を極めて簡素化する事を目的とするもの
である。
[問題点を解決するための手段]及び[作用]即ち、本
発明の第一の発明は、電極間に電子線発生源を有する表
面伝導層放出素子と、放出された電子ビームの軌道を可
変する手段とを有する電子線発生装置であって、前記放
出された電子ビームの軌道を可変する手段が前記電極間
に印加する電圧を変えることからなることを特徴とする
電子線発生装置である。
また、第二の発明は、電子線発生装置と電子線の照射に
より発光する蛍光板とを有する電子線画像表示装置であ
って、前記電子線発生装置が電極間に電子線発生源を有
する表面伝導形放出素子と、放出された電子ビームの軌
道を可変する手段とを有する電子線発生装置であり、か
つ前記放出された電子ビームの軌道を可変する手段が、
前記電極間に印加する電圧を変えることであり、さらに
放出される電子ビームの軌道を制御することにより、蛍
光板に画像を描画することを特徴とする電子線画像表示
装置である。
本発明を完成するに先立ち、本発明者らは、表面伝導形
放出素子に於ては、二極間に印加する電圧と′;し子線
の軌道の間に、第5図に示すような関係かある事を実験
的に確認した。
第5図(a)、(b)に於て1と2は各々表面伝導形放
出票子に電圧を印加するために設けられた電極で、3は
、例えば金属や金属酸化物を材料とする薄膜(なお、薄
膜3の材料によっては、電極l。
2と同様の材料を用いてもよい)、4は前記薄膜3に従
来公知のフォーミングと呼ばれる処理を行なって形成し
た電子放出部、5は基板である。
また、51は素子から放出した電子線を捕集する為のコ
レクタ電極とし、電子線が当たった箇所を記録する為に
、表面には有機レジストが塗布されている。
本発明者らか行なった実験によれば、同第5図(a)に
示すように、コレクタ電極51に一定電圧Vaを印加し
、素子の電極lと2の間に電圧V「(Va >Vf >
O)を印加したところ、レジストの露光点52は、電子
放出部4の法線上(破線)よりも、電極2の側にずれた
位置にあった。しかも、電圧Vaの一定のもとに、電圧
Vfを変化させたところ、電圧vfを大きくするほど、
変位量ΔXIが大きくなることが判った。また、同第5
図(b)に示すように、電極lと2の間に印加する電圧
の極性を反転したところ、露光点52は電極l偶に移り
、第5図(a)の場合と同様、Vfを大きくするほど、
変位量Δx2が大きくなった。
本発明は、上述した実験結果にもとづいてなされたもの
である。尚、印加電圧Vfによる変位量ΔXの程度は、
表面伝導形放出素子の形状や大きさ、薄膜3に用いられ
る材料、素子とコレクタ電極との距離、コレクタ電極の
印加電圧Va等により変わるが、本発明は、どの様な場
合に於ても適用する事が可能である。
[実施例] 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明をさらに詳細
に説明する。
実施例1 第1図は本発明に係わる電子線画像表示装置の一実施例
を示す部分説明図であり、電子線画像表示型こを構成す
る多数の表示ユニットのうちの1つを示すものである0
図中、1〜4は前記第5図と同様で1表面伝導形放出素
子の各部位を示している。5及び11は板状のガラス部
材でなり1画像表示装置のバックプレート5及びフェー
スプレートllを構成している。前記バックプレート5
.フェースプレート【1及び図示外の側板により真空容
器が形成され、内部はl X IV”torrQ後の真
空度′保たれている。ターゲット部材14のフェースプ
レート11の内面には透明電極(図示せず)をはさんで
、蛍光体12.13がモザイク状に塗り分けられて設け
ら、れている。
前記透明電極には、高電圧電源7により、たとえばVC
= 1OkVの加速電圧が印加される。
本実施例の画像表示装置に於ては、表面伝導形放出素子
の電極に印加する電圧極性を適時反転することを特徴と
しているが、図中、Tri、 Tr2゜Tr3.Tr4
で示されるのは、そのためのスイッチング素子のトラン
ジスタである。トランジスタTri及7Tr2は、表面
伝導形放出素子の電極lに印加する電圧を制御し、また
トランジスタTr3及びTr4は電極2に印加する電圧
を制御する。各トランジスタのスイッチングのON又は
OFFは、ベース端子81−84を介して外部から制御
することが可能である。
本装置に於ては、 (+)表面伝導形放出素子より放出された電子ビームが
、第1図■で示す軌道を飛翔し、蛍光体12が発光する
(ii)表面伝導形放出素子より放出された電子ビーム
が、第1図■で示す軌道を飛翔し、蛍光体I3が発光す
る。
(ii)表面伝導形放出素子が駆動されず、電子ビーム
がOFFとなり、発光しない。
という3つの動作状態が存在する。
これらのうち、どの動作状態をとるかは第1表に示すよ
うに、トランジスタTri〜Tr4の動作により決定さ
れる。
第  1  表 (注)・−0:)−ランジスタON X:トランジスタOFF たとえば、トランジスタTrl及びTr4がONL/、
Tr2及びTr3がOFF L/た場合には、第1図中
の電極lニvE[vl、電極2 ニO[Vl ;I!l
]加すt’L、先述の第5図(b)の説明から明らかな
ように、電子ビームは■の軌道を飛翔する。(動作状態
(i)) また、トランジスタTr2及びTr3がONL/、 T
ri及びTr4がOFF L/た場合には、電極l、電
極2に印加される電圧が逆転するため、電子ビームは電
極2側に偏向され、電子ビームは■の軌道を飛翔する。
(動作状態(i)) また、トランジスタTr2及びTr4がONL/、Tr
i及びTr3がOFF L/た場合には、電極lと電極
2にはともに0[vlが印加されるため、電子放出は起
こらない。(動作状態(ii)) 従って、適当な信号をベース端子B1−84に印加する
ことにより、蛍光体12もしくは13のうち1つを選択
的に点灯することも可能であるし、また状態(百)と 
(ii)を、毎秒60回程度、交互に鰻り返せば視覚効
果上、両画素とも点灯している様に表示することもでき
る。
本発明者等が実際に製作した画像表示装置に於ては、前
記第1図に示した表示ユニットを200×200個、真
空容器内に並設した。各ユニットを独立に駆動すること
により、200 x40G画素の表示か可能で1文字あ
るいは図形の表示に非常に好適である。
しかも、 100[ft−L1以上の輝度を有しながら
、装置の厚さは3cm程度と薄形である。
この様に、第1図に示した実施例1によれば、極めて簡
単な構造で、高輝度な表示を得ることができる。したか
って、たとえば文字や図形を扱う情報機器端末を、安価
に提供することが可能となる。
実施例2 また、本発明の電子線発生装置のユニットとしては、第
2図に示す形態も可能である。本装置に於ては、表面伝
導形放出素子に印加する電圧として、第2表に示す4種
の組み合わせを用いる事により、■〜■のうちの所望の
軌道を選ぶ事が可能である。
第  2  表 (注)−Vl>V2>V3>V4>0 本実施例の場合、印加電圧の極性を反転させる必要がな
い為、駆動回路が小規模ですむ利点がある。また、印加
電圧を連続して変えれば、電子放出部4から放出された
電子を引きだす電極24を通ってターゲット上に連続し
た線を描画する事も可能である。
さらに、本発明の画像表示装置では第2図に示すように
、D/A変換器23及びメモリ22を設けてもよい、こ
の際メモリ22内には、電子線を■〜Oの各軌道に飛翔
させる為に、電極lに印加すべき電圧があらかじめ記憶
されており、このデータは外部からアドレスを指定する
事により、D/A変換器23に出力されるように設定し
である。
また、D/A変換器23は、メモリ22の出力する数値
データにもとづき、電圧を発生するように設定されてい
る。
実施例3 また、本発明の表示袋このユニットとしては。
第3図に示ず形5Bも可能である0本装置の場合。
第3表に示す4種類の組み合わせにより、蛍光体32〜
35の中の所望の1画素を発光させる事が可能である。
第  3  表 (注)・・・ Vl>V2>0 また・本実施例の場合、表面伝導形放出素子と蛍光体の
間には、板状電極31か保持されている。
該板状電極31には、電子ビームを透過させる為の穴3
6〜39か設けられている。
該板状電極31には、電圧Va(透明電極14bの印加
電圧)よりも低い電圧を印加するか、適当な電圧を選ぶ
事により次の様な効果を得る事が可能である。
(イ)レンズ効果により、蛍光体面で電子ビームが絞ら
れる為、発光スポットがシャープになる。
(ロ)偏向感度か大きくなる。即ち、板状電極31を設
けない場合に比べて、より小さな電圧(Vl、 V2)
で電子線の偏向が可能となる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、電子線発生源に
偏向器を付設する事なく電子線の偏向が可能である為、
極めて簡単な構造で表示装置を得る事ができる。
その結果、従来のCRTと同様に高輝度でありながら、
厚さがその数分の1ですむ表示装置を安価に提供できる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係わる電子線画像表示装置の一実施例
を示す部分説明図、第2図は電子線発生装置の一実施例
を示す部分説明図、第3図は表示装置の他の実施例を示
す部分説明図、第4図は従来の電子線画像表示装置の説
明図および第5図(a) 、 (b)は表面伝導形放出
素子の構成を示す説明図である。 1.2.24−・・電極   3・・・薄膜4・・・電
子放出部    5・・・バックプレート5′・・・基
板      7・・・高電圧電源11・・・フェース
プレート 12.1:l、:12〜35,4:l・・・蛍光体14
・・・ターゲット部材  14a・・・ターゲット14
b・・・透明電極 Trl、 Tr2. Tr3. Tr4・・・トランジ
スタロ1.82. B:l、 [14−・・ベース端子
22・・・メモリ      23−D/A変換器31
・・・板状電極     36〜39・・・穴代理人 
 渡  辺  徳  廣 Nへ             1人 第2図 第3図 第4図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電極間に電子線発生源を有する表面伝導形放出素
    子と、放出された電子ビームの軌道を可変する手段とを
    有する電子線発生装置であって、前記放出された電子ビ
    ームの軌道を可変する手段が前記電極間に印加する電圧
    を変えることからなることを特徴とする電子線発生装置
  2. (2)前記放出された電子ビームの軌道を可変する手段
    が前記電極間に印加する電圧の極性を変えることである
    特許請求の範囲第1項記載の電子線発生装置。
  3. (3)前記電極間に印加する電圧の極性を変えることに
    より、放出される電子ビームの軌道が、電子放出部の法
    線に対し反転する特許請求の範囲第2項記載の電子線発
    生装置。
  4. (4)前記電極間に印加する電圧を大きくすることによ
    り、放出される電子ビームの軌道の電子放出部の法線に
    対するずれが大きくなる特許請求の範囲第1項記載の電
    子線発生装置。
  5. (5)前記電子線発生装置が、メモリ装置及びD/A変
    換器を有している特許請求の範囲第1項記載の電子線発
    生装置。
  6. (6)電子線発生装置と電子線の照射により発光する蛍
    光板とを有する電子線画像表示装置であって、前記電子
    線発生装置が電極間に電子線発生源を有する表面伝導形
    放出素子と、放出された電子ビームの軌道を可変する手
    段とを有する電子線発生装置であり、かつ前記放出され
    た電子ビームの軌道を可変する手段が、前記電極間に印
    加する電圧を変えることであり、さらに放出される電子
    ビームの軌道を制御することにより、蛍光板に画像を描
    画することを特徴とする電子線画像表示装置。
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