JPH02297845A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH02297845A
JPH02297845A JP11740789A JP11740789A JPH02297845A JP H02297845 A JPH02297845 A JP H02297845A JP 11740789 A JP11740789 A JP 11740789A JP 11740789 A JP11740789 A JP 11740789A JP H02297845 A JPH02297845 A JP H02297845A
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electron
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Haruto Ono
治人 小野
Hidetoshi Suzuki
英俊 鱸
Tetsuya Kaneko
哲也 金子
Ichiro Nomura
一郎 野村
Toshihiko Takeda
俊彦 武田
Yoshikazu Sakano
坂野 嘉和
Yoshimi Uda
宇田 芳巳
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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、電子源を用いた画像形成装置に関するもので
ある。
[従来の技術] 従来、平板形画像形成装置は通常、IEEE Tran
saction on Electron Devic
e vol ED−2’0. No1l。
Nov、 1973に記載されるデジディスプレイ方式
、TV学会誌vo140. No1O,1986に記載
されるMDS(Matrix Drive and D
eflection System)方式。
Japan Display 1986に記載されてい
るHAVD(Horizontal Address 
Vertical deflection)方式、 S
ID International Symposiu
m Digest ofTechnical Pape
rs、 1986に記載されているプラズマ電子源方式
、 Japan Display 1986に記載され
ている5pindt方式、特開昭56−30241に記
載されているコイル状ヒータカソード方式等のように、
電子源と蛍光体が存するフェースプレートとの間に、1
枚以上の電極を配し、かかる電極に引出、変調、収束、
偏向等の機能を持たせている。第7図は、典型的な従来
例を示すMDS方式のディスプレイの斜視図である。同
第7図より分る通り、これらの方式においては、電子放
出部から発生した電子をフェースプレート方向に引き出
す為の、電子放出部に最も近接している電極(以後第1
電極と呼ぶ)は、第1電極の外部からの影響が電子放出
部に及ばないように外部電位を遮断するように開口の小
さな電極で構成されている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記従来例では、第1電極の外部からの
影響が、電子放出部に及ばないようにする場合において
、次のような欠点があった。
(1)第1電極の開口を小さくする必要が生ずる為、電
子放出部にて発生した電子のうち、一部の電子しか利用
できず、フェースプレート上での輝度が低下する。
(2)電子源部が存する基板(以後電子源基板と呼ぶ)
上、電子放出部近傍で引き回された配線の電位に起因す
る力により、電子ビームが本来の軌道からズしてしまう
(3)このズレな防止する為には第1電極電圧(これを
VEXTとする)を高(する必要が生じ、これにより第
1電極部の絶縁不良の可能性が増大し、装置の信頼性が
低下する。これは、装置に高解像度が要求される場合に
は特に顕著となる。
この高解像度が要求される装置においては、各画素に対
応する電子放出部の寸法は小さくなり、数は増大する。
しかしながら、電子源を動作するのに必要な、電子源基
板上の配線又は電極は、装置としての消費電力を抑え、
多数の電子源への印加電圧のばらつきを抑える為に、可
能な限り幅広(又は厚(して抵抗を小さくする必要があ
る。この為、電子放出部近傍における電子源基板上の配
線の引き回しに起因する、フェースプレート法線方向(
これをY方向とする)に垂直な方向(これをX方向とす
る)への力によって、電子軌道がX方向に逸脱するとい
う問題が、電子源サイズを小さくすればする程顕著にな
ってくる。この問題を解決するには、X方向への力に比
して、Y方向への力を増大させる、つまりVEXTを太
き(する必要を生じる訳である。
そこで、この発明においては、以上の様な従来の問題点
を解消させ、電子源から発生した電子を有効に利用しフ
ェースプレート上での輝度を向上させると共に、電子放
出部近傍におけるX方向(フェースプレート法線方向に
垂直な方向)への電子ビームのズレを抑制し、低い第1
電極電圧で動作する信頼性の高い画像形成装置を提供す
ることを目的とする。
[課題を解決するための手段及び作用]この目的を達成
するために、この発明は次のような構成としている。即
ち、この発明に係る画像形成装置は、第1電極の電子通
過孔を通して、外部電位の影響が電子放出部近傍にまで
及ぶ様にし、これによって、電子がY方向に受ける力の
原因となるY方向の電場の大きさEYが、電子源基板上
の配線の電位によるX方向の力の原因となるX方向電場
の大きさExよりも大きくとる構成とすることにより、
電子放出部から発生した電子を有効に利用すると共に、
電子軌道のX方向へのズレを小さく抑えられるようにし
たものである。
これらを実現する為の画像形成装置の構成例は、次の如
(なる。即ち、電子放出部と第1電極との間の距離なd
o、第1電極の電子通過孔の最大開口径を!、第1電極
とターゲット電極との間の距離をd M T r高電位
側配線と低電位側配線との間の距離をWS、ターゲット
電位をVア、第1電極電位なVEXア、電子放出素子配
線間電位差(即ち、高電位側電極電位と低電位側電極電
位との電位差)をVrとした時、 を満たす構成としたものである。
[実施例] この発明の実施例を、図面に沿って詳細に説明する。
東」1糺1 この発明の第1の実施例を第1図、第2図及び第3図に
沿って説明する。第1図(a)は、本発明の実施例で用
いる画像形成装置を示す基本構成図である。本構成に当
たって電子源としては、特願昭62−174837等で
技術開示されている表面伝導形電子放出素子を使用した
。第1図において、1はガラス基板、2は高電位側電圧
供給用配線、2aは表面伝導形電子放出素子の高電位側
電極、3は低電位側電圧供給用配線、3aは表面伝導形
電子放出素子の低電位側電極、4は電子放出部、5は電
子通過孔、6は第1電極である変調電極、7はガラス体
、8は透明電極、9は蛍光体、lOはフェースプレート
、11は蛍光体の輝点である。
第1図(b)は第1図(a)のA−A断面図で、12は
絶縁体であり、第1図(c)は第1図(a)のB−B断
面図である。本実施例では、電子放出部4近傍において
、高電位側電圧供給用配線2から低電位側電圧供給用配
線3へ向かう(X方向)電場E工よりも、加速電位にあ
るフェースプレートlOから電子放出部4へ向かう電場
ETを大きくし、電子放出部4より発生した電子がX方
向ヘズレることを抑える為、第1図(a) (c)にお
ける各部の位置関係を次の通りとした。即ち、電子通過
孔5の長さ!l = 3007zm 、幅w = 18
0pm 、配線2.3の厚さh = 1100p 、配
線2.3の上端と、変調電極6の下端との距離g = 
50pm、配線2.3間の距離W、= 420 J’f
ll+変調電極6の厚さt = 50p、m、変調電極
6の電位= tOV 、低電位側電圧供給用配線3の電
位=OV、高電位側電圧供給用配線2の電位=14V、
電子放出部4からフェースプレートlO迄の距離を10
mm、フェースプレート10の電位を10kVとした。
この場合 ds&1=100+50=1501tml、 1.2−
11=360[pmlとなる故 を満たす。
第2図は、本構成における、電子放出部近傍の等電位線
の計算結果を示している。本計算では電子放出部4の電
位を7■とし、等電位線は、O〜20V迄を2■刻ミニ
、20V以上100v以下をIOV刻みに描いている。
同第2図より分る如く、電子放出部4の近傍において配
線2.3の電位を起因する電場Exに比し、フェースプ
レートlOの電位に起因する電場Eアが支配的となり、
等電位線は電子放出部4にほぼ平行となっていることが
分る。
次に本発明の画像形成装置による実験結果を述べる。
(1)第1電極6を取り除いた系におけるフェースプレ
ートに到達する電流を11、本発明の構成系におけるフ
ェースプレートに到達する電流をI2とした時1./1
. >0.9を得た。即ち、本発明の画像形成装置にお
いては、電子発生部4から発生した電子のうち、90%
以上を利用できるという結果が得られた。
(2)第3図は、フェースプレート上における電子ビー
ムによる輝点と、電子源基板1上の電子放出部4との位
置関係を示している。同第3図においの指標として採用
した場合、本発明の画像形成装置での実験においては、
ΔX=0.06を得た。この結果と比較する為、第1電
極6の開口5の長さA = 1100p 、 w = 
80pmとし、フェースプレート10の電位の影響が、
電子放出部4近傍まで及ばない様にした系において同様
の実験をしたところΔX:0.61を得た。これら2つ
の実験結果から、本発明の画像形成装置においては、配
線2,3による電子ビームのX方向へのズレが、極力抑
えられているという結果が得られた。次に本発明の画像
形成装置における電子源及び配線の製造方法の一例を、
第4図(a)〜(f)に基づいて説明する。
先ず、ガラス基板1上に真空堆積法により絶縁層12と
してSiO2を3000人堆積する(第4図(a))。
次・に、ホトリソエツチングプロセスにて不要部のSi
O□を取り除く(第4図(b))。それから、真空堆積
法により電極2a、 3a用の金属膜としてNiを15
00人堆積する(第4図(C))。その後、ホトリソエ
ツチングプロセスにて電極2a、 3aを形成する(第
4図(d))。さらに、印刷法によりAgペーストをパ
ターリングし、焼成して配線2,3を形成する(第4図
(e))。最後に有機パラジウム化合物の溶解液を塗布
・焼成後、通常のフォーミング処理を実施し、電子放出
部4を形成した(第4図(f))。
第1図において、電子源として表面伝導形電子放出素子
を用いたが、一般には電子を放出する電子源であれば、
いかなる種類・形状のものでもよい。又、本実施例では
配線2,3を直線としたがこれに限る必要はない。配線
の厚さり、第1電極の厚さt、第1電極と配線との距離
g、第1電極の電子通過孔5の長さβ1幅Wの値につい
ても、電子放出部4近傍での等電位線がほぼ平行となり
、X方向へのズレが系の許容範囲におさまる条件下で、
任意に変えることができる。又、本実施例では電子放出
部4近傍の電場EYの形成に、フェースプレー1−IO
の加速電位を用いたが、外部電界としてはこれに限る訳
ではない。更に、本実施例では第1電極の開口形状を長
方形としたが、これに限る訳ではな(、正方形、多角形
9円形。
楕円形においても同様の効果が得られた。
支施■ユ この発明の第2の実施例を、第5図に沿って説明する。
第2実施例では、電子を放出する電子源として熱電子放
出電子源を使用した。第5図(a)は、熱電子放出電子
源が形成された電子源基板を示している。第5図(b)
は第5図(a)のD−D断面図を示している。同第5図
(b)において配線2゜3の厚さh = 30gm、配
線2.3の上端から第1電極6の下端までの距離g=5
0μm、配線2.3間の距離Ws= 420 t’m+
第1電極の厚さt = 50gm。
第1電極の電子通過孔5の長さβ= 400pm、幅W
=180pmとした。電子放出部4は、厚さ1.Opm
 、幅15pm、長さ300pmで作成し、低電位側電
圧供給用配線3と高電位側電圧供給用配線2との間の、
電子源駆動電圧は約1.7V、第1電極電圧= IOV
 。
電子放出部4からフェースプレートlO迄の距離を10
mn+、フェースプレートlOの電位を1OkVとして
、第1図と同様の実験を行った。
この場合 dsv= 30+50  = 80bml、  1.2
”j’  = 480[pmlとなる故 を満たす。
次に実験結果を述べる。
(1)第1電極6を取り除いた系におけるフェースプレ
ートに到達する電流をり2本発明の構成系におけるフェ
ースプレートに到達する電流を■2とした時1./I、
> 0.95を得た。即ち、本発明の画像形成装置にお
いては、電子放出部4から発生した電子のうち、95%
以上を利用できるという結果が得られた。
(2)第1実施例の説明で述べたX方向へのズレ指標Δ
Xは、実験結果よりΔX = 0.02となり、配線2
.3に起因するX方向への電子ビームのズレが抑えられ
ているという結果が得られた。
次に、本実施例の画像形成装置における電子源及び配線
の製造方法の一例を、第6図(a)〜(e)に基づいて
説明する。第6図は、第5図(a)のC−C断面図を示
している。先ずガラス基板上に、真空堆積法によりCu
を7pm堆積させる(第6図(a))。次に、真空堆積
法によりTaを1.0μm堆積させる(第6図(b))
。それから、ホトリソエツチングプロセスによりTa層
を加工し、電子放出部4を形成する(第6図(C))。
その後、印刷法によりAgペーストをバターニングし、
焼成して配線2.3を形成する(第6図(d))。最後
にCuを選択的にエツチングさせTa電子放出部4の中
空構造を作成する。
[発明の効果] 以上説明したように、第1電極の開口を通して、外部電
界の影響が電子放出部近傍にまで及ぶようにすることに
より次の効果がある。
(1)電子放出部にて発生した電子を有効に利用でき、
フェースプレート上での輝度が向上する。
(2)電子源基板上で、電子放出部近傍において引き回
された配線電位に起因する力による電子ビームのズレな
許容値以内に押えられる。
(3)第1電極電圧を低(することができ、第1電極部
の絶縁不良に起因する装置の信頼性低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示す斜視図及びその断面
図、第2図は本発明の電子放出部近傍の等電位線の一例
を示す側面図、第3図は電子ビームによる蛍光体の輝点
と電子放出部の位置関係を表わした図、第4図は本発明
の第1実施例の電子源基板部の製造方法の一例を示す工
程図、第5図は本発明の第2実施例を示す斜視図及びそ
の断面図、第6図は本発明の第2実施例の、電子源基板
部の製造方法の一例を示す工程図、第7図は従来例を示
す構成図である。 1・・・ガラス基板 2.2b・・・高電位側電圧用配線 2a・・・高電位側電極

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも電子放出素子と、該電子放出素子から
    放出される電子ビームの通過と遮断を制御する為の電子
    通過孔を有した第1電極、及び電子ビームの照射により
    画像を形成する為のターゲットを具備した系において、
    前記第1電極に対して前記ターゲット側に設けた電極の
    電位(外部電位)の影響が、電子放出部近傍に及ぶよう
    な開口面積を有する第1電極の電子通過孔を特徴とする
    画像形成装置。
  2. (2)前記外部電位として、ターゲットの電位を用い、
    電子放出部と第1電極との間の距離をd_S_M、第1
    電極の電子通過孔の最大開口径をl、第1電極とターゲ
    ット電極との間の距離をd_M_T、高電位側配線と低
    電位側配線との間の距離をW_S、ターゲット電位をV
    _T、第1電極電位をV_E_X_T、電子放出素子配
    線間電位差(即ち、高電位側電極電位と低電位側電極電
    位との電位差)をV_fとした時、 {・(V_T−V_E_X_T)/(d_M_T)>1
    0・(Vf/W_S)かつ ・d_S_M<1.2・l} を満たすことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置
  3. (3)前記変調電極の電子通過孔の形状が、長方形、正
    方形、多角形、円形、又は楕円形をしていることを特徴
    とする請求項1又は請求項2記載の画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1164618A4 (en) * 1999-03-17 2003-01-29 Matsushita Electric Industrial Co Ltd ELECTRONIC EMITTING DEVICE AND DISPLAY USING THIS DEVICE

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5037344A (ja) * 1973-08-06 1975-04-08

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