JPH02257544A - 電子線発生装置及び該電子線発生装置を用いた画像形成装置 - Google Patents
電子線発生装置及び該電子線発生装置を用いた画像形成装置Info
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- JPH02257544A JPH02257544A JP1076610A JP7661089A JPH02257544A JP H02257544 A JPH02257544 A JP H02257544A JP 1076610 A JP1076610 A JP 1076610A JP 7661089 A JP7661089 A JP 7661089A JP H02257544 A JPH02257544 A JP H02257544A
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- H01J2201/30—Cold cathodes
- H01J2201/312—Cold cathodes having an electric field perpendicular to the surface thereof
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- Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
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。
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、MIM型電子放出素子を多数配列したマルチ
電子線発生装置及び該マルチ電子線発生装置を用いた画
像形成装置(例えば平板形CRT)に関する。
電子線発生装置及び該マルチ電子線発生装置を用いた画
像形成装置(例えば平板形CRT)に関する。
[従来の技術]
従来、平板状デイスプレィ装置としては、種々のタイプ
のものが提案されているが、その代表的なものとしては
ルミネッセンス方式、プラズマ方式、及び液晶方式等を
用いた平板状デイスプレィ装置がある。
のものが提案されているが、その代表的なものとしては
ルミネッセンス方式、プラズマ方式、及び液晶方式等を
用いた平板状デイスプレィ装置がある。
しかし、上記方式を例えば、カラーテレビジョン等の様
な高速走査で画素密度の高い画像の要求されるデイスプ
レィ装置に用いようとした場合には、その発光効率に限
度があり又、大画面用としても実用的ではない。この為
テレビジョン用等には従来、真空中で電子源より放出さ
れた電子を、高電圧で加速して蛍光体に衝突発光させて
、画像を再現させる電子線加速型の平板状デイスプレィ
装置が有力候補の一つとなっている。
な高速走査で画素密度の高い画像の要求されるデイスプ
レィ装置に用いようとした場合には、その発光効率に限
度があり又、大画面用としても実用的ではない。この為
テレビジョン用等には従来、真空中で電子源より放出さ
れた電子を、高電圧で加速して蛍光体に衝突発光させて
、画像を再現させる電子線加速型の平板状デイスプレィ
装置が有力候補の一つとなっている。
この電子線加速型の平板状デイスプレィ装置に於ては、
例えば、画素に電子源が一対一で対応しているマルチ電
子源構造とすることが考えられており、この場合の電子
線源としては例えば、MIM型電子放出素子が知られて
いる。
例えば、画素に電子源が一対一で対応しているマルチ電
子源構造とすることが考えられており、この場合の電子
線源としては例えば、MIM型電子放出素子が知られて
いる。
第13図はMIM型電子放出素子の一般的な構成を示す
模式図である。
模式図である。
MIM型電子放出素子は、同図に示すように、金属Ml
上に薄い絶縁層1を介して薄い金属M2が積層形成され
た構造を有している。そして、金属M2の仕事関数φm
より大きな電圧Vを金属Ml及びM2に印加することに
よって、絶縁層をトンネルした電子のうち真空準位より
大きなエネルギーを有するものが金属M2表面から放出
される。
上に薄い絶縁層1を介して薄い金属M2が積層形成され
た構造を有している。そして、金属M2の仕事関数φm
より大きな電圧Vを金属Ml及びM2に印加することに
よって、絶縁層をトンネルした電子のうち真空準位より
大きなエネルギーを有するものが金属M2表面から放出
される。
第14図は、従来のMIM型電子放出素子の概略的断面
図である。同図に示すように、電子放出部Wでは、金属
M2が薄く形成されている。
図である。同図に示すように、電子放出部Wでは、金属
M2が薄く形成されている。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、これらのMIM型電子放出素子を画像形
成装置に応用する場合、一般には、基板上に多数の素子
(以下MIM型電子放出素子を素子と略す)を配列形成
し、各素子間を薄膜もしくは厚膜の電極で電気的に配線
し、マルチ電子ビーム源として用いていたが、配線抵抗
で生じる電圧降下の為に、各素子毎に印加される電圧が
ばらついてしまうという現象が生じる。その結果、各放
出素子から放出される電子ビームの電流量にばらつきが
生じ、形成される画像に濃度むらが起きるという問題が
発生していた。
成装置に応用する場合、一般には、基板上に多数の素子
(以下MIM型電子放出素子を素子と略す)を配列形成
し、各素子間を薄膜もしくは厚膜の電極で電気的に配線
し、マルチ電子ビーム源として用いていたが、配線抵抗
で生じる電圧降下の為に、各素子毎に印加される電圧が
ばらついてしまうという現象が生じる。その結果、各放
出素子から放出される電子ビームの電流量にばらつきが
生じ、形成される画像に濃度むらが起きるという問題が
発生していた。
第15図及び第16図はこの問題をより詳しく説明する
為の図で、両図とも(a)は電子放出素子と配線抵抗及
び電源を含む等価回路図であり、(b)は各電子放出素
子の正極と負極の電位を示す図、また(c)は各素子の
正負極間に印加される電圧を示す図である。第15図(
a)は、並列接続されたN個の電子放出素子DI、〜D
、と電源VEとを接続した回路を示すもので、電源の正
極と素子り、の正極を、また電源の負極と素子DNの負
極を接続したものである。また、各素子を並列に結ぶ共
通配線は、図に示すように隣接する素子間でrの抵抗成
分を有するものとする。(画像形成装置では、電子ビー
ムのターゲットとなる画素は、通常、等ピッチで配列さ
れている。従って、電子放出素子も空間的に等間隔をも
って配列されており、これらを結ぶ配線は幅や膜厚が製
造上ばらつかない限り、素子間で等しい抵抗値を有する
。) また、全ての電子放出素子り、〜D0は、はぼ等しい抵
抗値Rdを各々有するものとする。
為の図で、両図とも(a)は電子放出素子と配線抵抗及
び電源を含む等価回路図であり、(b)は各電子放出素
子の正極と負極の電位を示す図、また(c)は各素子の
正負極間に印加される電圧を示す図である。第15図(
a)は、並列接続されたN個の電子放出素子DI、〜D
、と電源VEとを接続した回路を示すもので、電源の正
極と素子り、の正極を、また電源の負極と素子DNの負
極を接続したものである。また、各素子を並列に結ぶ共
通配線は、図に示すように隣接する素子間でrの抵抗成
分を有するものとする。(画像形成装置では、電子ビー
ムのターゲットとなる画素は、通常、等ピッチで配列さ
れている。従って、電子放出素子も空間的に等間隔をも
って配列されており、これらを結ぶ配線は幅や膜厚が製
造上ばらつかない限り、素子間で等しい抵抗値を有する
。) また、全ての電子放出素子り、〜D0は、はぼ等しい抵
抗値Rdを各々有するものとする。
前記第15図(a)の回路図に於て、各素子の正極及び
負極の電位を示したのが同図 (b)である。図の横軸
は、D、〜D、の素子番号を示し、縦軸は電位を示す。
負極の電位を示したのが同図 (b)である。図の横軸
は、D、〜D、の素子番号を示し、縦軸は電位を示す。
・印は各素子の正極電位を、■印は負極電位を表わして
おり、電位分布の傾向を見易くする為、便宜的に・印(
■印)を実線で結んでいる。
おり、電位分布の傾向を見易くする為、便宜的に・印(
■印)を実線で結んでいる。
本図から明らかなように、配線抵抗rによる電圧降下は
一様に起こるわけではなく、正極側の場合は素子D1に
近い程急峻であり、逆に負極側では素子DNに近い程急
峻になっている。これは、正極側では、D、に近い程配
線抵抗rを流れる電流が太き(、また、負極側では、逆
にDHに近い程大きな電流が流れる為である。
一様に起こるわけではなく、正極側の場合は素子D1に
近い程急峻であり、逆に負極側では素子DNに近い程急
峻になっている。これは、正極側では、D、に近い程配
線抵抗rを流れる電流が太き(、また、負極側では、逆
にDHに近い程大きな電流が流れる為である。
これから、各素子の正負極間に印加される電圧をプロッ
トしたのが同図 (C)である。図の横軸はり、−D、
の素子番号を、横軸は印加電圧を各々示し、同図 (b
)と同様、傾向を見易くする為に便宜的に■を実線で結
んでいる。
トしたのが同図 (C)である。図の横軸はり、−D、
の素子番号を、横軸は印加電圧を各々示し、同図 (b
)と同様、傾向を見易くする為に便宜的に■を実線で結
んでいる。
本図から明らかなように、同図 (a)のような回路の
場合には、両端の素子(D、及びり、)に近い程大きな
電圧が印加され、中央部付近の素子では印加電圧が小さ
くなる。従って、各電子放出素子から放出される電子ビ
ームは、両端の素子程ビーム電流が大きくなり、画像形
成装置に応用した場合極めて不都合であった。(例えば
、両端に近い部分の画像は濃度が濃く、中央部付近の濃
度は淡(なってしまう。) 一方、第16図に示すのは、並列接続された素子列の片
側(本図では素子Dt側)に、電源の正負極を接続した
場合である。この様な回路の場合には、同図 (b)に
示すように、正極側、負極側ともDIに近い程配線抵抗
rによる電圧降下が太き(なる。
場合には、両端の素子(D、及びり、)に近い程大きな
電圧が印加され、中央部付近の素子では印加電圧が小さ
くなる。従って、各電子放出素子から放出される電子ビ
ームは、両端の素子程ビーム電流が大きくなり、画像形
成装置に応用した場合極めて不都合であった。(例えば
、両端に近い部分の画像は濃度が濃く、中央部付近の濃
度は淡(なってしまう。) 一方、第16図に示すのは、並列接続された素子列の片
側(本図では素子Dt側)に、電源の正負極を接続した
場合である。この様な回路の場合には、同図 (b)に
示すように、正極側、負極側ともDIに近い程配線抵抗
rによる電圧降下が太き(なる。
従って、各素子に印加される電圧は、同図(c)に示す
ように、Dlに近い程大きなものとなり、画像形成装置
として応用するには極めて不都合であった。
ように、Dlに近い程大きなものとなり、画像形成装置
として応用するには極めて不都合であった。
以上、二つの例で示したような素子毎の印加電圧のばら
つきの程度は、並列接続される素子の総数N、素子抵抗
Rdと配線抵抗rの比(= Rd/r) 、あるいは電
源の接続位置により異なるが、一般には、Nが大きい程
、Rd/rが小さい程ばらつきは顕著となり、また前記
第15図よりも第16図の接続方法のほうが、素子に印
加される電圧のばらつきが大きい。
つきの程度は、並列接続される素子の総数N、素子抵抗
Rdと配線抵抗rの比(= Rd/r) 、あるいは電
源の接続位置により異なるが、一般には、Nが大きい程
、Rd/rが小さい程ばらつきは顕著となり、また前記
第15図よりも第16図の接続方法のほうが、素子に印
加される電圧のばらつきが大きい。
例えば、第15図の接続法で素子抵抗Rd=lkΩ、r
=lOmΩの場合、N = 100であれば、印加電圧
の最も大きな素子と最も小さな素子を比較すると、V
wax:V 、、11= 102:100程度テアルが
、N = 1000テあれば、V、、x:V、、n=4
72:100と、ばらつきの割合は太き(なる。
=lOmΩの場合、N = 100であれば、印加電圧
の最も大きな素子と最も小さな素子を比較すると、V
wax:V 、、11= 102:100程度テアルが
、N = 1000テあれば、V、、x:V、、n=4
72:100と、ばらつきの割合は太き(なる。
また、N = 1000.Rd = 1 kΩ、r=1
mΩの場合には、Vaax:Vml。= 127:10
0程度テアルカ、r = 10mΩの場合には、V□、
:V、1. =472:100程度というようにばらつ
きの程度は太き(なる。
mΩの場合には、Vaax:Vml。= 127:10
0程度テアルカ、r = 10mΩの場合には、V□、
:V、1. =472:100程度というようにばらつ
きの程度は太き(なる。
以上説明したように、特性の等しい電子放出素子を複数
個並列に接続した場合には、配線抵抗により生ずる電圧
降下の為、各素子に実効的に印加される電圧は素子毎に
ばらついてしまい、電子ビームの放出量が不均一となり
、画像形成装置として応用する場合に不都合であった。
個並列に接続した場合には、配線抵抗により生ずる電圧
降下の為、各素子に実効的に印加される電圧は素子毎に
ばらついてしまい、電子ビームの放出量が不均一となり
、画像形成装置として応用する場合に不都合であった。
特に、画素数の多い(すなわちNの大きい)大容量表示
装置を実現しようとする場合には、上記ばらつきの割合
は顕著となり、画像の濃度むらが大きな問題となってい
た。
装置を実現しようとする場合には、上記ばらつきの割合
は顕著となり、画像の濃度むらが大きな問題となってい
た。
[課題を解決するための手段及び作用]本発明によれば
複数のMIM型電子放出素子を並列に配線して、マルチ
電子ブーム源を形成する際、素子毎に駆動電圧がばらつ
くことを予め考慮し、素子の電子放出特性を適宜変えて
配列形成してお(ことにより、どの素子からも等しい電
子ビーム量が得られるようにしたものである。
複数のMIM型電子放出素子を並列に配線して、マルチ
電子ブーム源を形成する際、素子毎に駆動電圧がばらつ
くことを予め考慮し、素子の電子放出特性を適宜変えて
配列形成してお(ことにより、どの素子からも等しい電
子ビーム量が得られるようにしたものである。
かかる電子放出特性を変える第1の方法として、電子放
出部の面積を素子ごとに適宜変えて形成することを考案
した。
出部の面積を素子ごとに適宜変えて形成することを考案
した。
また、これとは別に第2の方法として、各MIM型電子
放出素子の上側金属電極の厚さを適宜変えることを考案
した。
放出素子の上側金属電極の厚さを適宜変えることを考案
した。
また第3の方法として、電子放出部に用いる材料を適宜
変えることを考案した。
変えることを考案した。
上記、第1〜第3の方法は、独立に用いてもよいし、場
合によっては、組み合わせることも可能である。
合によっては、組み合わせることも可能である。
前記方法により実現される電子放出特性の異なる素子を
、本発明では以下に述べるように配列して、電気的に並
列に電圧を印加する。
、本発明では以下に述べるように配列して、電気的に並
列に電圧を印加する。
すなわち、並列接続した素子列に、前記第15図の様な
方法で給電する場合には、列の両端の素子に比べ、中央
の素子の方が印加される電圧が小さくなるので、比較的
小さな印加電圧でも必要なビーム電流が得られる素子を
中央に配置する。
方法で給電する場合には、列の両端の素子に比べ、中央
の素子の方が印加される電圧が小さくなるので、比較的
小さな印加電圧でも必要なビーム電流が得られる素子を
中央に配置する。
また、前記第16図の様な方法で給電する場合には、給
電側から遠い素子程印加される電圧が小さくなるので、
比較的小さな印加電圧でも必要なビーム電流が得られる
素子を給電側から遠い位置に配置する。
電側から遠い素子程印加される電圧が小さくなるので、
比較的小さな印加電圧でも必要なビーム電流が得られる
素子を給電側から遠い位置に配置する。
以上の方法により、並列接続された多数のMIM型電子
放出素子から放出される電子ビーム量を、ばらつきのな
い均一なものとすることを可能にしたものである。
放出素子から放出される電子ビーム量を、ばらつきのな
い均一なものとすることを可能にしたものである。
[実施例]
以下に、実施例を用いて本発明を具体的に詳述する。
衷1111
第1図〜第4図は、本発明の第1の実施例を説明するも
のであり、先ず第1図は、本発明適用の電子線発生装置
の一部を示す斜視図である。
のであり、先ず第1図は、本発明適用の電子線発生装置
の一部を示す斜視図である。
本図に於て、・1は絶縁性基板(例えば、ガラス板)で
、その上に複数のMIM型電子放出素子と導電路2a、
2b(電気配線)が形成されている。
、その上に複数のMIM型電子放出素子と導電路2a、
2b(電気配線)が形成されている。
かかる導電路2a、 2bは、例えばAu、 Cu、
AI、 Ni、 Ag等の金属より成り、2aは素子の
上側金属電極に正電圧を印加するためのもので、一方、
2bは素子の下側金属電極に負電圧を印加するためのも
のである。
AI、 Ni、 Ag等の金属より成り、2aは素子の
上側金属電極に正電圧を印加するためのもので、一方、
2bは素子の下側金属電極に負電圧を印加するためのも
のである。
また、3は素子の下側金属電極、4は中間絶縁層、5は
上側金属電極である。
上側金属電極である。
上側金属電極5の一部に設けられた円形領域6は、従来
技術の項で説明したように金属の厚さを薄くしてあり、
この部分が電子放出部となる。
技術の項で説明したように金属の厚さを薄くしてあり、
この部分が電子放出部となる。
第1図には、MIM型電子放出素子が4素子のみ示され
ているが、本発明はより多数の素子列に対しても有効で
、本実施例も実際には、図示外のし方向に約200素子
が形成されている。
ているが、本発明はより多数の素子列に対しても有効で
、本実施例も実際には、図示外のし方向に約200素子
が形成されている。
さらに、本実施例の場合、素子列を駆動する際には前記
第15図のように、正電圧と負電圧を各々素子列の相対
する端から供給するものとする。
第15図のように、正電圧と負電圧を各々素子列の相対
する端から供給するものとする。
また、本発明の特徴とする電圧降下による電子ビーム放
出量のばらつきへの対応策としては、電子放出部6の面
積を素子毎に適宜変えることで、電子放出特性を調整し
ている。
出量のばらつきへの対応策としては、電子放出部6の面
積を素子毎に適宜変えることで、電子放出特性を調整し
ている。
このことを説明する為に、前記第1図に示す素子列の中
心(各電子放出部6の中心)を通り、基板1と垂直な面
における断面図を第2図に示す。
心(各電子放出部6の中心)を通り、基板1と垂直な面
における断面図を第2図に示す。
本図に於て、下部金属電極3及び中間絶縁層4の形状は
、どの素子も等しく形成されているが、上部金属電極5
の薄肉部分(厚さ一定)、すなわち電子放出部6の面積
は、素子毎に異なる大きさを成している。つまり、本実
施例では、電子放出部6が円形である為、断面図に現わ
れるd+、da、dsd4は、各素子の電子放出部の直
径を表わし、素子毎に適宜異なる大きさを有している。
、どの素子も等しく形成されているが、上部金属電極5
の薄肉部分(厚さ一定)、すなわち電子放出部6の面積
は、素子毎に異なる大きさを成している。つまり、本実
施例では、電子放出部6が円形である為、断面図に現わ
れるd+、da、dsd4は、各素子の電子放出部の直
径を表わし、素子毎に適宜異なる大きさを有している。
(尚、MIM型電子放出素子の電子放出部は円形でな(
てもよく、むろん本発明の適用は、他の形に対しても可
能である。) 次に、本発明の詳細な説明する為、電子放出部6の面積
が異なる場合の電子放出特性の相違を第3図に例示する
。図中、横軸は電子放出素子に印加する電圧で、縦軸は
素子から出力されるビーム電流を示す。例えば、電子放
出部の面積がSlの素子と82の素子(但し、Sl>
S2とする)に、電圧を印加していくと、図に示すよう
に、電子放出特性は異なったものとなる。
てもよく、むろん本発明の適用は、他の形に対しても可
能である。) 次に、本発明の詳細な説明する為、電子放出部6の面積
が異なる場合の電子放出特性の相違を第3図に例示する
。図中、横軸は電子放出素子に印加する電圧で、縦軸は
素子から出力されるビーム電流を示す。例えば、電子放
出部の面積がSlの素子と82の素子(但し、Sl>
S2とする)に、電圧を印加していくと、図に示すよう
に、電子放出特性は異なったものとなる。
従って、電圧がv1シか印加されないことが想定される
場所には、予め放出部面積がSlの素子を形成し、同時
に、電圧がv2だけ印加されることが想定される場所に
は、放出部面積が82の素子を形成すれば、これらの素
子からは等しい大きさのビーム電流が得られることにな
る。
場所には、予め放出部面積がSlの素子を形成し、同時
に、電圧がv2だけ印加されることが想定される場所に
は、放出部面積が82の素子を形成すれば、これらの素
子からは等しい大きさのビーム電流が得られることにな
る。
そこで、前記第1図の素子列に於ては、第4図のグラフ
に示すように、各素子の電子放出部面積を変えておくこ
とにより、どの素子からも等しいビーム電流を得ること
ができる0図中、横軸は前記第15図(c)と同様各番
号に対応する素子を表わし、また、縦軸−は各素子の電
子放出部の面積を表わしている。
に示すように、各素子の電子放出部面積を変えておくこ
とにより、どの素子からも等しいビーム電流を得ること
ができる0図中、横軸は前記第15図(c)と同様各番
号に対応する素子を表わし、また、縦軸−は各素子の電
子放出部の面積を表わしている。
本実施例に於ては、素子印加電圧は第15図 (c)に
示したように、両端の素子に比べて中央の素子の方が小
さくなることから、これを補正する為に第4図に示した
ように、両端の素子に比べて中央の素子の方が電子放出
部の面積を広く設けである。
示したように、両端の素子に比べて中央の素子の方が小
さくなることから、これを補正する為に第4図に示した
ように、両端の素子に比べて中央の素子の方が電子放出
部の面積を広く設けである。
一方、第16図のような給電方法で駆動される場合には
、第5図に示すように、電源側に近い素子(0,側)は
ど電子放出部面積を小さくすれば、各素子から等しいビ
ーム電流を得ることができる。
、第5図に示すように、電源側に近い素子(0,側)は
ど電子放出部面積を小さくすれば、各素子から等しいビ
ーム電流を得ることができる。
衷五u糺1
次に第2の実施例として、上部金属電極5の凹部(電子
放出部6)の厚さを適宜変えることにより、素子毎に電
子放出特性を調整し出力ビーム電流を均一化した例を挙
げる。
放出部6)の厚さを適宜変えることにより、素子毎に電
子放出特性を調整し出力ビーム電流を均一化した例を挙
げる。
第6図〜第8図は、本実施例を説明する為の図である。
先ず、第6図にMIM型電子放出素子の断面図を示すが
、本実施例に於ては、複数の素子を配列する際、下側金
属電極3や中間絶縁層4の面積、厚さ、及び電子放出部
6の面積を等しくし、かつ、上側金属電極5の電子放出
部6の厚さtのみを適宜変えるものである。
、本実施例に於ては、複数の素子を配列する際、下側金
属電極3や中間絶縁層4の面積、厚さ、及び電子放出部
6の面積を等しくし、かつ、上側金属電極5の電子放出
部6の厚さtのみを適宜変えるものである。
そこで、tを変えた場合の電子放出特性の違いを第7図
に例示する。1 + < 1 *とした時、素子印加電
圧の増加に伴い、はぼ等しい電圧で電子放出が開始され
たが、その後さらに電圧を増加させると厚さt、の素子
の方がt2の素子に比べて出力ビーム電流は大幅に増加
した。
に例示する。1 + < 1 *とした時、素子印加電
圧の増加に伴い、はぼ等しい電圧で電子放出が開始され
たが、その後さらに電圧を増加させると厚さt、の素子
の方がt2の素子に比べて出力ビーム電流は大幅に増加
した。
従って、前記第1実施例から類推されるように、素子印
加電圧のばらつきにあわせて予め適当な厚さtの素子を
配列することにより、出力ビーム電流の大きさを揃える
ことが可能となる。
加電圧のばらつきにあわせて予め適当な厚さtの素子を
配列することにより、出力ビーム電流の大きさを揃える
ことが可能となる。
第8図及び第9図に示すのは、各々前記第15図と第1
6図の給電方法を行なう場合に、厚さtの異なる素子の
配列パターンを示した図であり、図中、横軸は素子番号
を、縦軸は厚さtを表わしている。
6図の給電方法を行なう場合に、厚さtの異なる素子の
配列パターンを示した図であり、図中、横軸は素子番号
を、縦軸は厚さtを表わしている。
尚、本実施形態の場合、厚さtをあまり大きくすると十
分な出力ビーム電流が得られな(なり、逆にあまり小さ
くすると、耐久性が不十分になる為、一般に、100人
≦t≦500人の範囲で選択するのが望ましい。
分な出力ビーム電流が得られな(なり、逆にあまり小さ
くすると、耐久性が不十分になる為、一般に、100人
≦t≦500人の範囲で選択するのが望ましい。
また、N個の素子各々全ての厚さtを変えなくとも、数
個〜数lO個を1グループとして、グループ毎に変える
ことによっても、ある程度ばらつきは低減でき、さらに
製造工程の簡単化という利点がある。
個〜数lO個を1グループとして、グループ毎に変える
ことによっても、ある程度ばらつきは低減でき、さらに
製造工程の簡単化という利点がある。
衷1d九旦
次に、本発明の第3の実施例について説明する。
本実施例では、前記第1.第2実施例と異なり、各素子
の形状や大きさは同一で、上側金属電極5に適宜異なっ
た金属材料を用いることにより電子放出特性を変えるも
のである。
の形状や大きさは同一で、上側金属電極5に適宜異なっ
た金属材料を用いることにより電子放出特性を変えるも
のである。
この場合用いられる材料は、例えば、Au、 Ag。
Cu、 W 、AI、Ni、Ta、Cu等の金属、Mo
/Th、 W/Th、 Ta/Th等の合金、あるいは
金属のホウ化物、もしくは炭化物、もしくは酸化物等も
含まれる。
/Th、 W/Th、 Ta/Th等の合金、あるいは
金属のホウ化物、もしくは炭化物、もしくは酸化物等も
含まれる。
本実施形態においては、素子列の中で上側金属電極5と
して、印加電圧の小さな素子には仕事関数の小さな材料
を用い、印加電圧の大きな素子には比較的仕事関数の大
きな材料を用いる。このように、上側金属電極5に用い
る材料を適宜、選択して変える事により、各素子から放
出される出力ビーム電流のばらつきを低減することが可
能である。
して、印加電圧の小さな素子には仕事関数の小さな材料
を用い、印加電圧の大きな素子には比較的仕事関数の大
きな材料を用いる。このように、上側金属電極5に用い
る材料を適宜、選択して変える事により、各素子から放
出される出力ビーム電流のばらつきを低減することが可
能である。
以上、本発明の実施例を3形態説明したが、本発明の基
本思想は、並列接続された複数のMIM型電子放出素子
いおいて、配線抵抗で生ずる電圧降下に起因した素子印
加電圧のばらつきに応じて、予め素子の電子放出特性を
適宜、調整することにより、各素子から放出される電子
ビームを均一にする点にある。従って、この基本思想に
沿うものであれば、上記以外の方法であってもよいし、
また上記の3つの方法を組み合わせて行ってもよい。
本思想は、並列接続された複数のMIM型電子放出素子
いおいて、配線抵抗で生ずる電圧降下に起因した素子印
加電圧のばらつきに応じて、予め素子の電子放出特性を
適宜、調整することにより、各素子から放出される電子
ビームを均一にする点にある。従って、この基本思想に
沿うものであれば、上記以外の方法であってもよいし、
また上記の3つの方法を組み合わせて行ってもよい。
次に第1θ図〜第12図において、本発明を適用した平
板型画像形成装置の一実施形態を説明する。
板型画像形成装置の一実施形態を説明する。
第1O図は、表示パネルの構造を示す為の一部切欠きの
斜視図、第11図は、パネルを駆動するブロック回路を
示す図、第12図は、パネル各部の駆動タイミングを示
すタイムチャートである。
斜視図、第11図は、パネルを駆動するブロック回路を
示す図、第12図は、パネル各部の駆動タイミングを示
すタイムチャートである。
以下、本装置の動作を順を追って説明する。
第1O図は表示パネルの構造を示しており、図中、VC
はガラス製の真空容器で、その一部であるFPは表示面
側のフェースプレートを示している。
はガラス製の真空容器で、その一部であるFPは表示面
側のフェースプレートを示している。
フェースプレートFPの内面には、例えばITOを材料
とする透明電極が形成され、さらにその内側には、赤、
緑、青の蛍光体がモザイク状に塗り分けられ、CRTの
分野では公知のメタルバック処理が施されている。(透
明電極、蛍光体、メタルバックは図示せず。)また、前
記透明電極は、加速電圧を印加する為に端子EVを通じ
て、真空容器外と電気的に接続されている。
とする透明電極が形成され、さらにその内側には、赤、
緑、青の蛍光体がモザイク状に塗り分けられ、CRTの
分野では公知のメタルバック処理が施されている。(透
明電極、蛍光体、メタルバックは図示せず。)また、前
記透明電極は、加速電圧を印加する為に端子EVを通じ
て、真空容器外と電気的に接続されている。
また、Sは前記真空容器VCの底面に固定されたガラス
基板で、その上面には本発明のMIM型電子放出素子が
N個×p列にわたり配列形成されている。該電子放出群
は、列毎に電気的に並列接続されており、各列の正極側
配線(負極側配線)は、端子Dp+−DpR(端子Dm
l−Dm#)によって真空容器外と電気的に接続されて
いる。すなわち、本装置では、前述第15図の給電方法
による素子列が2列にわたり基板S上に形成されている
。(1列あたりの素子数はN個である。)また、各放出
素子の電子放出部は、言うまでもな(前記実施例に示し
たように、適宜電子放連特性を調整しである。
基板で、その上面には本発明のMIM型電子放出素子が
N個×p列にわたり配列形成されている。該電子放出群
は、列毎に電気的に並列接続されており、各列の正極側
配線(負極側配線)は、端子Dp+−DpR(端子Dm
l−Dm#)によって真空容器外と電気的に接続されて
いる。すなわち、本装置では、前述第15図の給電方法
による素子列が2列にわたり基板S上に形成されている
。(1列あたりの素子数はN個である。)また、各放出
素子の電子放出部は、言うまでもな(前記実施例に示し
たように、適宜電子放連特性を調整しである。
また、基板SとフェースプレートFPの中間には、スト
ライブ状のグリッド電極GRが設けられている、グリッ
ド電極GRは、前記素子列と直交してN本設けられてお
り、各電極には、電子ビームな透過する為の空孔Ghが
設けられている。空孔Ghは、第1O図に示すように各
電子放出素子に対応して1個づつ設けてもよいし、ある
いは微小な孔をメツシュ状に多数設けてもよい。
ライブ状のグリッド電極GRが設けられている、グリッ
ド電極GRは、前記素子列と直交してN本設けられてお
り、各電極には、電子ビームな透過する為の空孔Ghが
設けられている。空孔Ghは、第1O図に示すように各
電子放出素子に対応して1個づつ設けてもよいし、ある
いは微小な孔をメツシュ状に多数設けてもよい。
各グリッド電極は端子G、〜G、によって、真空容器外
と電気的に接続されている。
と電気的に接続されている。
本表示パネルでは、4個の電子放出素子列と、N個のグ
リッド電極列により、XYマトリクスが構成されている
。電子放出列を一列づつ順次駆動(走査)するのと同期
してグリッド電極列に画像1942分の変調信号を同時
に印加することにより、各電子ビームの蛍光体への照射
を制御し、画像を1ラインづつ表示してい(ものである
。
リッド電極列により、XYマトリクスが構成されている
。電子放出列を一列づつ順次駆動(走査)するのと同期
してグリッド電極列に画像1942分の変調信号を同時
に印加することにより、各電子ビームの蛍光体への照射
を制御し、画像を1ラインづつ表示してい(ものである
。
第11図に示すのは、前記第1θ図の表示パネルを駆動
する為の電気回路をブロックとして示したもので、図中
7は第1O図で示した表示パネル、8は素子列駆動回路
、9は変調グリッド駆動回路、 10は高電圧電源であ
る。表示パネル7の電極端子EVは、高電圧電源lOか
らl0KV程度の加速電圧を供給される。また、電子放
出素子列の負極側配線端子(Dml−DIIIIりは、
グランドレベル(0■)に接地され、正極側の配線端子
(Dp+〜Dpβ)は素子列駆動回路8と接続されてい
る。また、グリッド電極は、端子GI−GNを通じて変
調グリッド駆動回路9と接続されている。
する為の電気回路をブロックとして示したもので、図中
7は第1O図で示した表示パネル、8は素子列駆動回路
、9は変調グリッド駆動回路、 10は高電圧電源であ
る。表示パネル7の電極端子EVは、高電圧電源lOか
らl0KV程度の加速電圧を供給される。また、電子放
出素子列の負極側配線端子(Dml−DIIIIりは、
グランドレベル(0■)に接地され、正極側の配線端子
(Dp+〜Dpβ)は素子列駆動回路8と接続されてい
る。また、グリッド電極は、端子GI−GNを通じて変
調グリッド駆動回路9と接続されている。
素子列駆動回路8及び、変調グリッド駆動回路9からは
、第12図の駆動タイムチャートに示すタイミングで信
号電圧が出力される。第12図中 (a)〜(d)は、
素子列駆動回路8から表示パネル7のDp+、DI)i
、Op8.及びDpi)端子に印加される信号を示すが
、図から分かる通り、Dp+、Dpi、Dpa、・・・
(Dp4〜Dp(il−1)は図中路) Dpi’ (
7)順に、順次、振幅V。
、第12図の駆動タイムチャートに示すタイミングで信
号電圧が出力される。第12図中 (a)〜(d)は、
素子列駆動回路8から表示パネル7のDp+、DI)i
、Op8.及びDpi)端子に印加される信号を示すが
、図から分かる通り、Dp+、Dpi、Dpa、・・・
(Dp4〜Dp(il−1)は図中路) Dpi’ (
7)順に、順次、振幅V。
[V]の駆動パルスが印加される。これと同期して変調
グリッド駆動回路9からは、端子G、〜GHに対し同図
(e)に示すタイミングで変調信号(V、(ON)ま
たはV。(OFF))が印加される。各端子に対してV
。
グリッド駆動回路9からは、端子G、〜GHに対し同図
(e)に示すタイミングで変調信号(V、(ON)ま
たはV。(OFF))が印加される。各端子に対してV
。
(ON)、 V、(OFF)レベルのどちらが印加され
るかは、表示画像のパターンにより決まるものである。
るかは、表示画像のパターンにより決まるものである。
例えばN=200 、 fl=200のパネルに於て、
本発明を適用する以前には、全面発光させた場合、画面
の中心部と両端部に於て20%近い輝度むらが観測され
たが、本発明を適用した結果、同一の表示条件のもとで
、輝度むらを従来の’/20以下に低減でき表示画像の
品位を著しく向上させることができた。
本発明を適用する以前には、全面発光させた場合、画面
の中心部と両端部に於て20%近い輝度むらが観測され
たが、本発明を適用した結果、同一の表示条件のもとで
、輝度むらを従来の’/20以下に低減でき表示画像の
品位を著しく向上させることができた。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明では、複数のMIM型電子
放出素子を並列接続してマルチビーム用の電子線発生装
置を形成する際、配線部の抵抗で生ずる電圧降下に起因
した素子印加電圧のば、らっきに応じて、予め素子の電
子放出特性を適宜調整することにより、各素子から放出
される電子ビームを均一化することが可能となった。
放出素子を並列接続してマルチビーム用の電子線発生装
置を形成する際、配線部の抵抗で生ずる電圧降下に起因
した素子印加電圧のば、らっきに応じて、予め素子の電
子放出特性を適宜調整することにより、各素子から放出
される電子ビームを均一化することが可能となった。
これにより、例えば、平板形CRTを実現する際、従来
問題となっていた画像の輝度むらを解消することが可能
となり、薄形で大面積の大容量表示装置の実用性能を大
幅に向上することができた。
問題となっていた画像の輝度むらを解消することが可能
となり、薄形で大面積の大容量表示装置の実用性能を大
幅に向上することができた。
本発明の適用は、実施例で示したような平板形画像形成
装置以外に、MIM型電子放出素子を多数個並列接続し
た電子源部を有する画像形成装置の殆どに適用可能で、
電子ビーム描画装置や画像記録装置の分野にも極めて有
効なものである。
装置以外に、MIM型電子放出素子を多数個並列接続し
た電子源部を有する画像形成装置の殆どに適用可能で、
電子ビーム描画装置や画像記録装置の分野にも極めて有
効なものである。
第1図は、本発明の第1の実施例である電子線発生装置
の一部斜視図、 第2図は、本発明の第1の実施例である電子線発生装置
の一部断面図、 第3図は、放出部面積の異なるMIM型電子放出素子の
出力特性を示すグラフ、 第4図、第5図は、並列接続したN個の素子の電子放出
部面積を示すグラフ、 第6図は、本発明の第2の実施例を説明する為のMIM
型電子放出素子の断面図、 第7図は、電子放出部の上側金属の厚さが異なる素子の
出力特性を示すグラフ、 第8図、第9図は、並列接続したN個の素子の上側金属
の厚さを示すグラフ、 第10図は、本発明適用の画像形成装置の一部切欠斜視
図、 第11図は、本発明適用の画像形成装置の駆動ブロック
回路図、 第12図は、本発明適用の画像形成装置の各部の動作タ
イミングを示す駆動タイムチャート、第13図、第14
図は、 MIM型電子放出素子を説明する為の断面図、 第15図、第16図は、複数のMIM型電子放出素子を
並列接続する際従来生じていた問題を説明する為の図で
ある。 1−絶縁性基板 2a、 2b−導電路 3−下側金属電極 4−中間絶縁層 5−上側金属電極 6−電子放出部 7−表示パネル 8−素子列駆動回路 9−変調グリッド駆動回路 l〇−高電圧電源
の一部斜視図、 第2図は、本発明の第1の実施例である電子線発生装置
の一部断面図、 第3図は、放出部面積の異なるMIM型電子放出素子の
出力特性を示すグラフ、 第4図、第5図は、並列接続したN個の素子の電子放出
部面積を示すグラフ、 第6図は、本発明の第2の実施例を説明する為のMIM
型電子放出素子の断面図、 第7図は、電子放出部の上側金属の厚さが異なる素子の
出力特性を示すグラフ、 第8図、第9図は、並列接続したN個の素子の上側金属
の厚さを示すグラフ、 第10図は、本発明適用の画像形成装置の一部切欠斜視
図、 第11図は、本発明適用の画像形成装置の駆動ブロック
回路図、 第12図は、本発明適用の画像形成装置の各部の動作タ
イミングを示す駆動タイムチャート、第13図、第14
図は、 MIM型電子放出素子を説明する為の断面図、 第15図、第16図は、複数のMIM型電子放出素子を
並列接続する際従来生じていた問題を説明する為の図で
ある。 1−絶縁性基板 2a、 2b−導電路 3−下側金属電極 4−中間絶縁層 5−上側金属電極 6−電子放出部 7−表示パネル 8−素子列駆動回路 9−変調グリッド駆動回路 l〇−高電圧電源
Claims (11)
- (1)複数のMIM型電子放出素子を電気的に並列に接
続した電子線発生源において、配線部の抵抗で生ずる電
圧降下に起因した素子印加電圧のばらつきを予め考慮し
、各素子の印加電圧に対する出力ビーム電流特性を適宜
異なるよう調整し、配列したMIM型電子放出素子を特
徴とする電子線発生装置。 - (2)前記印加電圧に対する出力ビーム電流特性を調整
する手段が、前記MIM型電子放出素子の電子放出部の
面積を適宜変えることを特徴とする請求項1記載の電子
線発生装置。 - (3)前記印加電圧に対する出力ビーム電流特性を調整
する手段が、前記MIM型電子放出素子の電子放出部で
ある上側金属電極の厚さを適宜変えることを特徴とする
請求項1記載の電子線発生装置。 - (4)前記印加電圧に対する出力ビーム電流特性を調整
する手段が、前記MIM型電子放出素子の電子放出部で
ある上側金属電極の材料を適宜変えることを特徴とする
請求項1記載の電子線発生装置。 - (5)電気的に複数並列接続されたMIM型電子放出素
子の列の一端から正電圧を、他の一端から負電圧を印加
し得るよう給電手段が設けられ、かつ、MIM型電子放
出素子の電子放出部の面積が列の両端に位置する素子よ
りも、列の中央に位置する素子の方が大きくなっている
ことを特徴とする請求項2記載の電子線発生装置。 - (6)電気的に複数並列接続されたMIM型電子放出素
子の列の一端に素子を駆動する為の正電圧と負電圧を給
電する手段が設けられ、かつ、MIM型電子放出素子の
電子放出部の面積が前記給電手段が設けられた一端に近
い素子よりも、遠い素子の方が大きくなっていることを
特徴とする請求項2記載の電子線発生装置。 - (7)電気的に複数並列接続されたMIM型電子放出素
子の列の一端から正電圧を、他の一端から負電圧を印加
し得るよう給電手段が設けられ、かつ、MIM型電子放
出素子の電子放出部となる上側金属電極の厚さが列の両
端に位置する素子よりも、列の中央に位置する素子の方
が小さくなっていることを特徴とする請求項3記載の電
子線発生装置。 - (8)電気的に複数並列接続されたMIM型電子放出素
子の列の一端に素子を駆動する為の正電圧と負電圧を給
電する手段が設けられ、かつ、MIM型電子放出素子の
電子放出部となる上側金属電極の厚さが前記給電手段が
設けられた一端に近い素子よりも、遠い素子の方が小さ
くなっていることを特徴とする請求項3記載の電子線発
生装置。 - (9)電気的に複数並列接続されたMIM型電子放出素
子の列の一端から正電圧を、他の一端から負電圧を印加
し得るよう給電手段が設けられ、かつ、MIM型電子放
出素子の電子放出部となる上側金属電極に用いる材料は
、列の両端に位置する素子よりも、列の中央に位置する
素子の方が仕事関数の小さな材料から成ることを特徴と
する請求項4記載の電子線発生装置。 - (10)電気的に複数並列接続されたMIM型電子放出
素子の列の一端に素子を駆動する為の正電圧と負電圧を
給電する手段が設けられ、かつ、MIM型電子放出素子
の電子放出部となる上側金属電極に用いる材料は、前記
給電手段が設けられた一端に近い素子よりも、遠い素子
の方が仕事関数の小さな材料から成ることを特徴とする
請求項4記載の電子線発生装置。 - (11)電子源として請求項1記載の電子線発生装置を
有し、かつ、各電子放出部から放出される電子線(電子
ビーム)を変調する為の変調手段と、電子ビームの照射
により画像を形成するターゲットとを具備したことを特
徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7661089A JP2789210B2 (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | 電子線発生装置及び該電子線発生装置を用いた画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7661089A JP2789210B2 (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | 電子線発生装置及び該電子線発生装置を用いた画像形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02257544A true JPH02257544A (ja) | 1990-10-18 |
| JP2789210B2 JP2789210B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=13610109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7661089A Expired - Fee Related JP2789210B2 (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | 電子線発生装置及び該電子線発生装置を用いた画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2789210B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6289757U (ja) * | 1985-11-25 | 1987-06-09 | ||
| JPS63105437A (ja) * | 1986-10-22 | 1988-05-10 | Canon Inc | 画像形成装置 |
| JPS63141234A (ja) * | 1986-12-02 | 1988-06-13 | Canon Inc | 電子放出素子 |
-
1989
- 1989-03-30 JP JP7661089A patent/JP2789210B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6289757U (ja) * | 1985-11-25 | 1987-06-09 | ||
| JPS63105437A (ja) * | 1986-10-22 | 1988-05-10 | Canon Inc | 画像形成装置 |
| JPS63141234A (ja) * | 1986-12-02 | 1988-06-13 | Canon Inc | 電子放出素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2789210B2 (ja) | 1998-08-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |