JPH04137331A - 電子線発生装置とその製造方法及び画像形成装置 - Google Patents
電子線発生装置とその製造方法及び画像形成装置Info
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- JPH04137331A JPH04137331A JP2256814A JP25681490A JPH04137331A JP H04137331 A JPH04137331 A JP H04137331A JP 2256814 A JP2256814 A JP 2256814A JP 25681490 A JP25681490 A JP 25681490A JP H04137331 A JPH04137331 A JP H04137331A
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- electron beam
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
- H01J2201/30—Cold cathodes
- H01J2201/316—Cold cathodes having an electric field parallel to the surface thereof, e.g. thin film cathodes
- H01J2201/3165—Surface conduction emission type cathodes
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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、電子放出素子を用いた電子線発生装置及び該
装置を用いた画像表示装置に関し、特に複数の素子を高
密度に配置した電子線発生装置及び画像表示装置に関す
る。
装置を用いた画像表示装置に関し、特に複数の素子を高
密度に配置した電子線発生装置及び画像表示装置に関す
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。
例えばエム・アイ・エリンソン(M。
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・フィジイッス(Radi。
が知られている[ラジオ・エンジニアリング・エレクト
ロン・フィジイッス(Radi。
Eng、Electron、Phys、)第10巻、1
290〜1296頁、1965年]。
290〜1296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電子放出素子と呼ば
れている。
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電子放出素子と呼ば
れている。
この表面伝導形電子放出素子としては、前記工リンソン
等により開発された5n02 (Sb)薄膜を用いた
ものの他、Au薄膜によるもの[ジー・ディトマー“ス
イン・ソリド・フィルムス”(G、D i ttmer
: “Th1n 5olidFi 1ms” )、
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・デイ−・コン7” (M、Hartwe 11an
d C,G、Fonstad: ”IEEETra
ns、ED Conf、 )519頁(1975年
)]、カーボン薄膜によるものC荒木久他:“真空”、
第26巻、第1号、22頁。
等により開発された5n02 (Sb)薄膜を用いた
ものの他、Au薄膜によるもの[ジー・ディトマー“ス
イン・ソリド・フィルムス”(G、D i ttmer
: “Th1n 5olidFi 1ms” )、
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・デイ−・コン7” (M、Hartwe 11an
d C,G、Fonstad: ”IEEETra
ns、ED Conf、 )519頁(1975年
)]、カーボン薄膜によるものC荒木久他:“真空”、
第26巻、第1号、22頁。
(1983年)]等が報告されている。
また、我々は鋭意検討した結果、新型表面伝導形電子放
出素子を技術開示した。
出素子を技術開示した。
本発明で使用できる表面伝導形電子放出素子は、上記以
外にもその電子放出部が金属微粒子分散によって形成さ
れているものであっても良い。
外にもその電子放出部が金属微粒子分散によって形成さ
れているものであっても良い。
一般に表面伝導形電子放出素子とは、前記電極間距離が
0.01μm−100μm、前記電子放出素子のシート
抵抗が103Ω/口〜109Ω/口のものをいう。
0.01μm−100μm、前記電子放出素子のシート
抵抗が103Ω/口〜109Ω/口のものをいう。
また上記以外にも薄膜熱カソードやMIM形放出素子等
有望な電子放出素子が多数報告されている。
有望な電子放出素子が多数報告されている。
これらは、成膜技術やホトリソグラフィー技術の急速な
進歩に伴い基板上に多数の素子を形成することが可能と
なりつつあり、マルチ電子線源として、蛍光表示管、平
板型CRT等の各種画像形成装置への応用が期待される
ところである。
進歩に伴い基板上に多数の素子を形成することが可能と
なりつつあり、マルチ電子線源として、蛍光表示管、平
板型CRT等の各種画像形成装置への応用が期待される
ところである。
これらの素子を画像表示装置に応用した場合、一般には
、基板上に多数の素子を配列し、各素子間を薄膜もしく
は厚膜の電極で電気的に配線し、マルチ電子線源として
用いている。
、基板上に多数の素子を配列し、各素子間を薄膜もしく
は厚膜の電極で電気的に配線し、マルチ電子線源として
用いている。
これら電子線デイスプレィ装置は、基本的に次のような
構造からなる。
構造からなる。
第5図及び第6図は従来デイスプレィ装置の概要を示す
ものである。第5図中、1は基板、12は支持体、8は
配線電極、4は電子放出部、10は電子通過孔、5は変
調電極、−1lはガラス板、13は画像形成部材で、例
えば蛍光体、レジスト材等電子が衝突することにより発
光、変色。
ものである。第5図中、1は基板、12は支持体、8は
配線電極、4は電子放出部、10は電子通過孔、5は変
調電極、−1lはガラス板、13は画像形成部材で、例
えば蛍光体、レジスト材等電子が衝突することにより発
光、変色。
帯電、変質等する部材から成る。11.13はフェース
プレート、15は蛍光体の輝点である。
プレート、15は蛍光体の輝点である。
電子放出部4は薄膜技術により形成され、基板(ガラス
)1とは接触することがない中空構造を成すものである
。配線電極8は電子放出部材と同一の材料を用いて形成
しても、別材料を用いても良(、一般に融点が高く電気
抵抗の小さいものが用いられる。支持体12は絶縁体材
料もしくは導電体材料で形成されている。
)1とは接触することがない中空構造を成すものである
。配線電極8は電子放出部材と同一の材料を用いて形成
しても、別材料を用いても良(、一般に融点が高く電気
抵抗の小さいものが用いられる。支持体12は絶縁体材
料もしくは導電体材料で形成されている。
これら電子線デイスプレィ装置は、配線電極8に電圧を
印加せしぬ中空構造をなす電子放出部より電子を放出さ
せ、これら電子流を情報信号に応じて変調する変調電極
5に電圧を印加することにより電子を取り出し、取り出
した電子を加速させ蛍光体13に衝突させるものである
。また、配線電極8と変調電極5でXYマトリックスを
形成せしめ、画像形成部材たる蛍光体13上に画像表示
を行うものである。
印加せしぬ中空構造をなす電子放出部より電子を放出さ
せ、これら電子流を情報信号に応じて変調する変調電極
5に電圧を印加することにより電子を取り出し、取り出
した電子を加速させ蛍光体13に衝突させるものである
。また、配線電極8と変調電極5でXYマトリックスを
形成せしめ、画像形成部材たる蛍光体13上に画像表示
を行うものである。
また、第6図において、91は基板、92は変調電極、
93は熱電子線源(電子放出素子)94は、上偏向電極
、95は下偏向電極、96は透明電極と蛍光体(画像形
成部材)を設けたフェースプレートであって、基板91
上に変調電極92.電子放出素子93及び画像形成部材
を順次配置した構成を有する電子線デイスプレィ装置で
ある。かかる装置においては、同図波線円内に示す如(
、変調電極92と電子放出素子93とは、間に空間を有
して配置されている。また、熱電子線源93は、タング
ステン線に電子放射物質を被覆したもので、外径は約3
5μm、動作温度は700〜850℃で熱電子を放出す
る。
93は熱電子線源(電子放出素子)94は、上偏向電極
、95は下偏向電極、96は透明電極と蛍光体(画像形
成部材)を設けたフェースプレートであって、基板91
上に変調電極92.電子放出素子93及び画像形成部材
を順次配置した構成を有する電子線デイスプレィ装置で
ある。かかる装置においては、同図波線円内に示す如(
、変調電極92と電子放出素子93とは、間に空間を有
して配置されている。また、熱電子線源93は、タング
ステン線に電子放射物質を被覆したもので、外径は約3
5μm、動作温度は700〜850℃で熱電子を放出す
る。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、上記従来例の原理に基づき、複数配置さ
れた点状あるいは線状電子放出素子を用いて前記電子放
出素子と複数の変調電極との間でXYマトリクスを構成
する画像表示装置では、以下の問題点があった。
れた点状あるいは線状電子放出素子を用いて前記電子放
出素子と複数の変調電極との間でXYマトリクスを構成
する画像表示装置では、以下の問題点があった。
■、変調電極が電子放出素子の電子放出方向上方に配置
されるため、上記電極と電子放出素子との位置合せが難
しく、大画面かつ高精細な画像表示装置が作製し難い。
されるため、上記電極と電子放出素子との位置合せが難
しく、大画面かつ高精細な画像表示装置が作製し難い。
■、変調電極が電子放出部との間に空間を介して配置さ
れるため、変調電極と放出部との距離を全て一定に揃え
ることが難しく、大画面で高精細な画像表示装置が作製
し難い。
れるため、変調電極と放出部との距離を全て一定に揃え
ることが難しく、大画面で高精細な画像表示装置が作製
し難い。
■、大画面、高精細な画像表示装置を作製しようとする
と、表示画像の輝度むらが顕著となる。
と、表示画像の輝度むらが顕著となる。
すなわち、本発明の目的とするところは、上述した製造
上の問題点を解決し、複数の電子放出素子と変調電極と
の位置合わせを容易にし、更に、チャージアップ等に起
因するクロストーク等を防止し得る電子線発生装置及び
それを用いた高密度高精細を可能ならしめる画像表示装
置を提供することにある。
上の問題点を解決し、複数の電子放出素子と変調電極と
の位置合わせを容易にし、更に、チャージアップ等に起
因するクロストーク等を防止し得る電子線発生装置及び
それを用いた高密度高精細を可能ならしめる画像表示装
置を提供することにある。
[課題を解決するための手段]
本発明者等は、従来の画像表示装置における先述した作
製上の問題点である変調電極と電子放出素子の電子放出
部とのアライメントの困難性と、大画面で高精細の画像
表示装置を作製した際の該装置の表示むらの発生との関
連性に着目し、鋭意研究の結果以下のことを解明した。
製上の問題点である変調電極と電子放出素子の電子放出
部とのアライメントの困難性と、大画面で高精細の画像
表示装置を作製した際の該装置の表示むらの発生との関
連性に着目し、鋭意研究の結果以下のことを解明した。
先ず、変調電極の電子ビーム通過孔と電子放出素子の電
子放出部との若干の位置ずれが画像形成部材に達する電
子ビームの飛翔に大きな影響を与え、結果として画像形
成部材面での輝度むらを生じてしまう。更には、個々の
、変調電極と電子放出素子の電子放出部間の距離の相違
が画像形成部材に達する電子ビームの飛翔に大きな影響
を与え、結果として画像形成部材面での輝度むらを生じ
てしまう。以上の事を知見し、後述する構成を有する本
発明に至った。
子放出部との若干の位置ずれが画像形成部材に達する電
子ビームの飛翔に大きな影響を与え、結果として画像形
成部材面での輝度むらを生じてしまう。更には、個々の
、変調電極と電子放出素子の電子放出部間の距離の相違
が画像形成部材に達する電子ビームの飛翔に大きな影響
を与え、結果として画像形成部材面での輝度むらを生じ
てしまう。以上の事を知見し、後述する構成を有する本
発明に至った。
すなわち、本発明の特徴とするところは、第1に、電子
放出素子と該電子放出素子から放出される電子線を変調
する変調電極を有し、該変調電極が該電子放出素子と同
一面又は非電子放出面側に絶縁層を介して配置されてお
り、かつ、該変調電極の熱伝導率が電子放出素子及び絶
縁層のそれより大きいことを特徴とする電子線発生装置
、第2に、前記絶縁性基板のバルク厚さが、0.1〜2
00μmであることを特徴とする前記第1に記載の電子
線発生装置、 第3に、前記電子放出素子の電子線放出方向での厚さが
、0.1〜200μmであることを特徴とする前記第1
又は第2に記載の電子線発生装置、 第4に、前記第1〜第3いずれかに記載の電子線発生装
置の電子放出側に、少なくとも、電子が衝突して画像を
形成する画像形成部材を設けたことを特徴とする画像表
示装置、 としている点にある。
放出素子と該電子放出素子から放出される電子線を変調
する変調電極を有し、該変調電極が該電子放出素子と同
一面又は非電子放出面側に絶縁層を介して配置されてお
り、かつ、該変調電極の熱伝導率が電子放出素子及び絶
縁層のそれより大きいことを特徴とする電子線発生装置
、第2に、前記絶縁性基板のバルク厚さが、0.1〜2
00μmであることを特徴とする前記第1に記載の電子
線発生装置、 第3に、前記電子放出素子の電子線放出方向での厚さが
、0.1〜200μmであることを特徴とする前記第1
又は第2に記載の電子線発生装置、 第4に、前記第1〜第3いずれかに記載の電子線発生装
置の電子放出側に、少なくとも、電子が衝突して画像を
形成する画像形成部材を設けたことを特徴とする画像表
示装置、 としている点にある。
以下、本発明の構成要素及び作用について詳細に説明す
る。
る。
本発明の主たる第1の特徴は、電子源である電子放出素
子と該電子放出素子から放出される電子ビームを変調す
る変調電極とが、同一の基板に保持され、すなわち電子
放出素子の非放出面側に絶縁層を介して、あるいは同一
面上に変調電極が形成された構成にある。
子と該電子放出素子から放出される電子ビームを変調す
る変調電極とが、同一の基板に保持され、すなわち電子
放出素子の非放出面側に絶縁層を介して、あるいは同一
面上に変調電極が形成された構成にある。
本発明における電子放出素子は、従来より画像表示装置
の電子源として用いられているものであれば、熱陰極、
冷陰極のいずれであっても良いが、熱陰極の場合は基板
への熱拡散により電子放出効率が低下するので好ましく
は冷陰極である方がよい。さらには、冷陰極の中でも表
面伝導形電子放出素子と呼ばれる電子放出素子を用いた
方が、本発明の電子線発生装置及び画像表示装置にあっ
ては、 1)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、4)応答速度
が速い、 5)輝度コントラストが優れている、 等の利点を有するので特に好ましい。前記利点の中でも
とりわけ5)に関しては、表面伝導形電子放出素子が薄
膜素子であることに大きく起因している。即ち、本発明
に係る変調電極は、電子放出素子の電子放出側と反対側
面に、あるいは、放出素子と同一面上に配置されるため
、電子放出素子の厚さ(電子ビームの放出方向での厚さ
)が極端に厚すぎると変調電極と電子放出素子の電子放
出面との距離が離れすぎて、放出される電子ビームの充
分な変調ができな(なる為、輝度コントラストが悪(な
る等の新たな問題点を生じてしまう。従って、本発明に
用いられる電子放出素子は、その厚さが100人〜20
0tLmであることが好ましく、優れた輝度コントラス
トを得る為に特に好ましくは100人〜10μmである
ことが望ましい。ここで表面伝導形電子放出素子とは、
例えば、エム・アイ・エリンソン(M、I。
の電子源として用いられているものであれば、熱陰極、
冷陰極のいずれであっても良いが、熱陰極の場合は基板
への熱拡散により電子放出効率が低下するので好ましく
は冷陰極である方がよい。さらには、冷陰極の中でも表
面伝導形電子放出素子と呼ばれる電子放出素子を用いた
方が、本発明の電子線発生装置及び画像表示装置にあっ
ては、 1)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、4)応答速度
が速い、 5)輝度コントラストが優れている、 等の利点を有するので特に好ましい。前記利点の中でも
とりわけ5)に関しては、表面伝導形電子放出素子が薄
膜素子であることに大きく起因している。即ち、本発明
に係る変調電極は、電子放出素子の電子放出側と反対側
面に、あるいは、放出素子と同一面上に配置されるため
、電子放出素子の厚さ(電子ビームの放出方向での厚さ
)が極端に厚すぎると変調電極と電子放出素子の電子放
出面との距離が離れすぎて、放出される電子ビームの充
分な変調ができな(なる為、輝度コントラストが悪(な
る等の新たな問題点を生じてしまう。従って、本発明に
用いられる電子放出素子は、その厚さが100人〜20
0tLmであることが好ましく、優れた輝度コントラス
トを得る為に特に好ましくは100人〜10μmである
ことが望ましい。ここで表面伝導形電子放出素子とは、
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[ラ
ジオ・エンジニアリング・エレクトロン・フィジイッス
(Radio Eng、 Electron、P
hys、)第10巻 1290〜1296頁、1965
年]であり、これは基板面上に設けられた小面積の薄膜
(電子放出部)を挟持した電極(素子電極)間に電圧を
印加して、該膜面に平行に電流を流すことにより、電子
放已が生じる素子である。かかる素子については、エリ
ンソン等により開発されたSnO□ (sb)薄膜を用
いたものの他、Au薄膜によるもの[ジー・ディトマー
: “スイン・ソリッド・フィルムス°゛(G、Dit
tmer: “Th1n 5olidF i l m
s”)、9巻、317頁、(1972年)] I
TO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・デイ−・コンフ(M、Hartwe
l 1 andC,G、Fonstad: “I
EEETrans、ED Conf、” )519
頁。
ジオ・エンジニアリング・エレクトロン・フィジイッス
(Radio Eng、 Electron、P
hys、)第10巻 1290〜1296頁、1965
年]であり、これは基板面上に設けられた小面積の薄膜
(電子放出部)を挟持した電極(素子電極)間に電圧を
印加して、該膜面に平行に電流を流すことにより、電子
放已が生じる素子である。かかる素子については、エリ
ンソン等により開発されたSnO□ (sb)薄膜を用
いたものの他、Au薄膜によるもの[ジー・ディトマー
: “スイン・ソリッド・フィルムス°゛(G、Dit
tmer: “Th1n 5olidF i l m
s”)、9巻、317頁、(1972年)] I
TO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・デイ−・コンフ(M、Hartwe
l 1 andC,G、Fonstad: “I
EEETrans、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。
: “真空”、第26巻、第1号、22頁。
(1983年)]等が報告されている。
本発明で使用できる表面伝導形電子放出素子としては、
上記以外にも後述する様にその電子放出部が金属微粒子
分散によって形成されているものであっても良い。ここ
で述べられる表面伝導形電子放出素子とは、一般に0.
01μm〜1100tLの電極間隔を有し、該電極間に
シート抵抗103〜】09Ω/口の薄膜を有する素子を
さす。
上記以外にも後述する様にその電子放出部が金属微粒子
分散によって形成されているものであっても良い。ここ
で述べられる表面伝導形電子放出素子とは、一般に0.
01μm〜1100tLの電極間隔を有し、該電極間に
シート抵抗103〜】09Ω/口の薄膜を有する素子を
さす。
更に、本発明に係る変調電極とは、情報信号に応じて電
圧を印加することにより、電子放出素子から放出される
電子ビームのON10 F F制御をする為の電極であ
り、導電性材料であればいかなる材料から形成されてい
ても良い。
圧を印加することにより、電子放出素子から放出される
電子ビームのON10 F F制御をする為の電極であ
り、導電性材料であればいかなる材料から形成されてい
ても良い。
更に、本発明に係る絶縁層とは、電子放出素子と変調電
極の両方を保持する為の基体であって、絶縁性材料であ
ればいかなる材料から形成されていても良い。
極の両方を保持する為の基体であって、絶縁性材料であ
ればいかなる材料から形成されていても良い。
尚、かかる絶縁層は、変調電極と電子放出素子の電子放
出面との距離が、全ての電子放出素子に対して等しくな
る様に、その厚さが均一に形成されていることが望まし
い。
出面との距離が、全ての電子放出素子に対して等しくな
る様に、その厚さが均一に形成されていることが望まし
い。
以上述べたように、電子放出素子と変調電極が基板を媒
体として一体に形成されることで、アライメント精度の
向上を図ることができ、従来例に観るような問題点を解
消できる。
体として一体に形成されることで、アライメント精度の
向上を図ることができ、従来例に観るような問題点を解
消できる。
すなわち、本発明の技術思想は、変調電極と電子放出素
子とを絶縁性基板を媒介として一体に形成し、かつ、か
かる変調電極に素子駆動により生じる熱の発散作用を持
たせる点にある。
子とを絶縁性基板を媒介として一体に形成し、かつ、か
かる変調電極に素子駆動により生じる熱の発散作用を持
たせる点にある。
ここで、上記一体形成は薄膜製造技術を用いることによ
り可能となり、また、効率の良い発散作用を得るために
は、変調電極材が10W/m−に以上の熱伝導率を有す
る導電性材料であることが望ましい。
り可能となり、また、効率の良い発散作用を得るために
は、変調電極材が10W/m−に以上の熱伝導率を有す
る導電性材料であることが望ましい。
また、絶縁性基板のバルク厚さが0.1〜200LLm
の範囲であれば放熱作用への寄与率が高くなり、さらに
加えて電子放出素子の電子線放出方向での厚さが、0.
1〜200μmの範囲であればより好ましい放熱作用を
得ることができる。尚、素子等の幅方向の寸法について
は、その集積化に応じて適宜好ましい寸法とするのが良
い。
の範囲であれば放熱作用への寄与率が高くなり、さらに
加えて電子放出素子の電子線放出方向での厚さが、0.
1〜200μmの範囲であればより好ましい放熱作用を
得ることができる。尚、素子等の幅方向の寸法について
は、その集積化に応じて適宜好ましい寸法とするのが良
い。
第2に、上述のような構成を成した電子線発生装置の電
子放出側に、少な(とも、電子が衝突して画像を形成す
る画像形成部材を設けた画像表示装置を特徴とするもの
である。
子放出側に、少な(とも、電子が衝突して画像を形成す
る画像形成部材を設けた画像表示装置を特徴とするもの
である。
かかる装置にあっては、長時間の駆動においても画像の
輝度、コントラスト等の劣化のない優れた画像表示を得
ることが可能となる。
輝度、コントラスト等の劣化のない優れた画像表示を得
ることが可能となる。
[作 用]
本発明においては、従来別体として設けていた変調電極
を、絶縁性基板を媒介として電子源と一体(電子源の下
方あるいは同一面上)に設けた構造とすることで、電子
源と変調電極のアライメントが容易になる。すなわち、
従来の別体置き変調電極では、電子源から一定の間隔を
取ってかかる変調電極を設けているため、その若干のず
れが、画像形成部に達する電子ビームの飛翔に大きな影
響を与えていた。
を、絶縁性基板を媒介として電子源と一体(電子源の下
方あるいは同一面上)に設けた構造とすることで、電子
源と変調電極のアライメントが容易になる。すなわち、
従来の別体置き変調電極では、電子源から一定の間隔を
取ってかかる変調電極を設けているため、その若干のず
れが、画像形成部に達する電子ビームの飛翔に大きな影
響を与えていた。
まさしくこの問題を解消できる作用が、本発明に用いら
れる変調電極にはある。
れる変調電極にはある。
また、本発明の特徴であるところの例えば10W/m−
に以上の熱伝導率を有する導電性材料から成る変調電極
とすることで、電子放出部で発生した熱を変調電極を介
してただちに放熱させ、放出部の温度上昇を極めて小さ
(抑えることを可能としている。
に以上の熱伝導率を有する導電性材料から成る変調電極
とすることで、電子放出部で発生した熱を変調電極を介
してただちに放熱させ、放出部の温度上昇を極めて小さ
(抑えることを可能としている。
さらに、放熱効果を変調電極に具備させるため、変調電
極は極力放出部に近接させることが望ましく、これは変
調電圧の低減にも有効に作用することになる。
極は極力放出部に近接させることが望ましく、これは変
調電圧の低減にも有効に作用することになる。
次に、本発明の電子線発生装置を用いた画像表示装置の
一態様例を第7図を基に述べる。
一態様例を第7図を基に述べる。
第7図は表示パネルの構造を示しており、図中、47は
ガラス製の真空容器で、その一部である41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4
1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(画
像形成部材)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。また、
前記透明電極は、加速電圧を印加する為に端子を通じて
、真空容器外と電気的に接続されている。
ガラス製の真空容器で、その一部である41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4
1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(画
像形成部材)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。また、
前記透明電極は、加速電圧を印加する為に端子を通じて
、真空容器外と電気的に接続されている。
また、前記真空容器47の底面には、本発明の電子線発
生装置が固定されている。1はガラス基板(絶縁性基体
)で、その上面には電子放出素子がN個×ρ列にわたり
配列形成されている。該電子放出素子群は、列毎に電気
的に並列接続されており、各列の正極側配線44(負極
側配線45)は、端子D p +〜D −1! (端子
D−,〜D、ni+)によって真空容器外と電気的に接
続されている。
生装置が固定されている。1はガラス基板(絶縁性基体
)で、その上面には電子放出素子がN個×ρ列にわたり
配列形成されている。該電子放出素子群は、列毎に電気
的に並列接続されており、各列の正極側配線44(負極
側配線45)は、端子D p +〜D −1! (端子
D−,〜D、ni+)によって真空容器外と電気的に接
続されている。
また、尊基板1を介して、基板1の裏面にはグリッド電
極(変調電極)5が設けられている。かかるグリッド電
極(変調電極)5は、前記素子列と直交してN本設けら
れており、また、各グリッド電極(変調電極)5は、端
子46 (G、〜G、)によって真空容器外と電気的に
接続されている。
極(変調電極)5が設けられている。かかるグリッド電
極(変調電極)5は、前記素子列と直交してN本設けら
れており、また、各グリッド電極(変調電極)5は、端
子46 (G、〜G、)によって真空容器外と電気的に
接続されている。
本表示パネルでは、β個の電子放出素子列(線電子放出
素子)と、N個のグリッド電極(変調電極)列により、
XYマトリクスが構成されている。上記電子放出素子列
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(変調電極)に情報信号に応じて画像1ライン分の
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
いくものである。
素子)と、N個のグリッド電極(変調電極)列により、
XYマトリクスが構成されている。上記電子放出素子列
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(変調電極)に情報信号に応じて画像1ライン分の
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
いくものである。
以上述べた画像表示装置は、先述した本発明の電子線発
生装置の有する利点に起因して、とりわけ高解像性、輝
度むらがなく、高輝度の高コントラストの表示画像が得
られる画像表示装置となる。
生装置の有する利点に起因して、とりわけ高解像性、輝
度むらがなく、高輝度の高コントラストの表示画像が得
られる画像表示装置となる。
[実施例]
以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
去」1例」2
第1図は、本発明の第1の実施形態を示す電子線発生装
置の部分断面図である。
置の部分断面図である。
同図において、1は絶縁性シリコン基板、2はS i
Oz薄膜から成る絶縁層、3は表面伝導形電子放出素子
の素子電極、4は電子放出部、5は変調電極である。同
図中の5が本発明の特徴とするところであり、かかる変
調電極5がシリコン基板裏面まで露出しており、変調電
極の配線を兼ねている。また、素子電極3と変調電極5
とは絶縁層2によって電気的に絶縁されている。
Oz薄膜から成る絶縁層、3は表面伝導形電子放出素子
の素子電極、4は電子放出部、5は変調電極である。同
図中の5が本発明の特徴とするところであり、かかる変
調電極5がシリコン基板裏面まで露出しており、変調電
極の配線を兼ねている。また、素子電極3と変調電極5
とは絶縁層2によって電気的に絶縁されている。
次に、本実施例装置の製造方法を、第2図を用いて略述
する。
する。
■、先ず、充分洗浄、乾燥した絶縁性シリコン基板1上
に、RFスパッタ法を用いて絶縁層2としてのSiO2
薄膜を5μm、基板温度250℃において蒸着した。
に、RFスパッタ法を用いて絶縁層2としてのSiO2
薄膜を5μm、基板温度250℃において蒸着した。
01次に、上記■で得られたシリコン基板1裏面に、通
常のフォトリングラフィ技術を用いてレジストを形成し
た後、真空蒸着によりCr/ N i / Cr薄膜(
保護マスク)6を形成した。
常のフォトリングラフィ技術を用いてレジストを形成し
た後、真空蒸着によりCr/ N i / Cr薄膜(
保護マスク)6を形成した。
00次に、加熱したKOH液中に上記シリコン基板を入
れ、シリコン基板裏面の一部をエツチング除去し、Cr
/ N i / Cr薄膜6をマスクとして穴7を開
けた。このとき、シリコンとSi O2とのエツチング
レートの違いによって、シリコンはS I 02部まで
エツチングされた。
れ、シリコン基板裏面の一部をエツチング除去し、Cr
/ N i / Cr薄膜6をマスクとして穴7を開
けた。このとき、シリコンとSi O2とのエツチング
レートの違いによって、シリコンはS I 02部まで
エツチングされた。
00次に、上記シリコン基板表面上に、フォトリソグラ
フィ技術を用いて素子電極3を形成した。用いた材料は
Ni(厚さ約1000人)であり、素子電極3の間のギ
ャップは約2μmである。
フィ技術を用いて素子電極3を形成した。用いた材料は
Ni(厚さ約1000人)であり、素子電極3の間のギ
ャップは約2μmである。
06次に、上記素子電極間及び電極上に有機パラジウム
(奥野製薬工業製ccp4230cs)を塗布、焼成し
、電子放出部4を形成した。
(奥野製薬工業製ccp4230cs)を塗布、焼成し
、電子放出部4を形成した。
■1次に、シリコン基板裏面のCr / N i /
Cr薄膜6を除去した後、裏面から基板全面に印刷によ
り厚さ約600tLmのCr薄膜を形成して変調電極5
とし、電子線発生装置を完成した。
Cr薄膜6を除去した後、裏面から基板全面に印刷によ
り厚さ約600tLmのCr薄膜を形成して変調電極5
とし、電子線発生装置を完成した。
以上により得られた電子線発生装置をI×10〜’T
o r rの真空環境下において、第3図に示す測定系
を用いて放出電流を測定した。尚、この時の引き出し電
圧はIKV、素子電圧は14V、引き出し電極は素子電
極の上方5mmに配置した。
o r rの真空環境下において、第3図に示す測定系
を用いて放出電流を測定した。尚、この時の引き出し電
圧はIKV、素子電圧は14V、引き出し電極は素子電
極の上方5mmに配置した。
本実施例における1素子あたりの放出電流値及び放熱部
位の存在しない場合(比較例)における電流値の結果を
以下の表1に示す。
位の存在しない場合(比較例)における電流値の結果を
以下の表1に示す。
表 1
第4図は、本発明の第2の実施例であるところの、本発
明に係る素子を用いた画像表示装置である。
明に係る素子を用いた画像表示装置である。
本実施例で作製した画像表示装置は、先ずガラス基板1
上にCr / N i / Cr薄膜を用いて変調電極
5を形成し、次に基板全面に5iOz絶縁層2を形成し
た上で、表面伝導形電子放出素子を並べた素子列を変調
電極5と直交する形で形成し、最後に放熱作用を兼ねる
変調電極配線を形成して電子線発生装置を得た。尚、素
子列はY方向に25素子、X方向に25ラインとし、計
625素子から成る電子源とした。
上にCr / N i / Cr薄膜を用いて変調電極
5を形成し、次に基板全面に5iOz絶縁層2を形成し
た上で、表面伝導形電子放出素子を並べた素子列を変調
電極5と直交する形で形成し、最後に放熱作用を兼ねる
変調電極配線を形成して電子線発生装置を得た。尚、素
子列はY方向に25素子、X方向に25ラインとし、計
625素子から成る電子源とした。
そして、かかる電子線発生装置の上方5mmの位置に、
ガラス基板11上に蛍光体13が塗布されたフェースプ
レートを設けた。該画像表示装置をlXl0−’Tor
rの真空環境下において、素子配線電極8と変調電極5
でXYマトリクスを形成した。
ガラス基板11上に蛍光体13が塗布されたフェースプ
レートを設けた。該画像表示装置をlXl0−’Tor
rの真空環境下において、素子配線電極8と変調電極5
でXYマトリクスを形成した。
上記画像表示装置の各素子列に順次+14Vの電圧を印
加し、各電子放出部4から電子を放出させ、変調電極5
に適当な電圧を印加することにより、電子放出素子から
電子を引き出し、蛍光体13に電子を衝突させた。尚、
蛍光体13を設けた画像形成部材には、500〜100
OOVの電圧を印加した。
加し、各電子放出部4から電子を放出させ、変調電極5
に適当な電圧を印加することにより、電子放出素子から
電子を引き出し、蛍光体13に電子を衝突させた。尚、
蛍光体13を設けた画像形成部材には、500〜100
OOVの電圧を印加した。
本実施例において画像形成部材上に受光素子を設は明る
さを測定したところ、30時間経過後も目立った低下は
なかった。
さを測定したところ、30時間経過後も目立った低下は
なかった。
1五五ユ
第7図は本発明の他の実施例として画像表示装置を示す
斜視図である。5は変調電極、3は素子電極、4は電子
放出部、8は配線電極、41はフェースプレートである
。
斜視図である。5は変調電極、3は素子電極、4は電子
放出部、8は配線電極、41はフェースプレートである
。
電子放出素子をライン状に2mmピッチで複数配列し、
かつ複数の変調電極2を該ライン状電子放出素子に直交
し配列し、配線電極8であるCuを厚さ2μmに積層し
た以外は実施例1と全(同様の方法にて基板1である青
板ガラス(市川特殊ガラス社製)上に電子線発生装置を
形成した。
かつ複数の変調電極2を該ライン状電子放出素子に直交
し配列し、配線電極8であるCuを厚さ2μmに積層し
た以外は実施例1と全(同様の方法にて基板1である青
板ガラス(市川特殊ガラス社製)上に電子線発生装置を
形成した。
次に画像形成部材である蛍光体を有するフェースプレー
ト41を基板1から5mm (=β)離して設け、画像
表示装置を作製した。
ト41を基板1から5mm (=β)離して設け、画像
表示装置を作製した。
蛍光体面に1.5KVの電圧を印加し、一対の配線電極
8に14Vの電圧パルスを印加しライン状に並べた複数
の電子放出素子から電子を放出させた。と同時に情報信
号として変調電極群に電圧を印加することにより電子ビ
ームをON10 F F制御した。
8に14Vの電圧パルスを印加しライン状に並べた複数
の電子放出素子から電子を放出させた。と同時に情報信
号として変調電極群に電圧を印加することにより電子ビ
ームをON10 F F制御した。
更にこの隣りの配線電極に電圧パルスを印加し前述の一
ライン表示を行なった。これを順次行い一画面の画像を
形成した。つまり配線電極を走査電極として走査電極と
変調電極でXYマトリクスを形成し画像表示が可能であ
った。
ライン表示を行なった。これを順次行い一画面の画像を
形成した。つまり配線電極を走査電極として走査電極と
変調電極でXYマトリクスを形成し画像表示が可能であ
った。
[発明の効果]
以上述べた本発明の電子線発生装置は、変調電極と電子
放出素子との位置合せが容易である為、その作製が簡単
である上、従来にくらべて充分な電子放出量が得られ、
駆動時の意図せぬ電子放出量の変動や複数の電子ビーム
間での変調むらか著しく改善された。
放出素子との位置合せが容易である為、その作製が簡単
である上、従来にくらべて充分な電子放出量が得られ、
駆動時の意図せぬ電子放出量の変動や複数の電子ビーム
間での変調むらか著しく改善された。
又、本発明の電子線発生装置を用いた画像表示装置にお
いては、表示画像のコントラストに優れており、高輝度
でかつ輝度むらの少ない画像表示装置であった。
いては、表示画像のコントラストに優れており、高輝度
でかつ輝度むらの少ない画像表示装置であった。
さらに、絶縁性基板を媒体として、電子放出素子と変調
電極を一体に形成せしめ、かつ、変調電極を放熱部材と
して用いる本発明の電子線発生装置及びこれを用いた画
像表示装置によれば、以下のような効果がある。
電極を一体に形成せしめ、かつ、変調電極を放熱部材と
して用いる本発明の電子線発生装置及びこれを用いた画
像表示装置によれば、以下のような効果がある。
(1)、基板温度上昇がかなり抑制できるため、素子特
性が劣化しない。
性が劣化しない。
(2)、駆動等による外的制御がいらないため、素子に
とって最適な駆動方法がとれる。
とって最適な駆動方法がとれる。
(3)、放熱板等を設ける必要がなく、構成が単純であ
る。
る。
(4)、変調電極が放熱手段を兼ねるため、高密度配置
が可能となる。
が可能となる。
第1図は、本発明の電子線発生装置の一例を示す部分断
面図である。 第2図は、第1図に示す電子線発生装置の製造工程を示
す図である。 第3図は、特性評価装置の概略図である。 第4図は、実施例2で示した画像表示装置の部分斜視図
である。 第5図及び第6図は、従来の電子放出素子を用いた画像
表示装置の概略図である。 第7図は、本発明の電子線発生装置を用いた画像表示装
置の一例を示す構成図である。 1・・・絶縁性基板 2・・・絶縁層3・・・
素子電極 4・・・電子放出部5.9・・・
変調電極 6・・・保護マスク7・・・穴(変調
電極形成部) 0・・・電子通過孔 1 2・・・支持体 1 4・・・フェースプレート 1 1・・・フェースプレート 4 6・・・変調電極端子 4 1・・・基板 9 3・・・熱電子源 9 8・・・配線電極 1・・・ガラス板 3・・・蛍光体 5・・・蛍光体の輝点 4・・・配線端子 7・・・真空容器 2・・・変調電極 4・・・上偏向電極
面図である。 第2図は、第1図に示す電子線発生装置の製造工程を示
す図である。 第3図は、特性評価装置の概略図である。 第4図は、実施例2で示した画像表示装置の部分斜視図
である。 第5図及び第6図は、従来の電子放出素子を用いた画像
表示装置の概略図である。 第7図は、本発明の電子線発生装置を用いた画像表示装
置の一例を示す構成図である。 1・・・絶縁性基板 2・・・絶縁層3・・・
素子電極 4・・・電子放出部5.9・・・
変調電極 6・・・保護マスク7・・・穴(変調
電極形成部) 0・・・電子通過孔 1 2・・・支持体 1 4・・・フェースプレート 1 1・・・フェースプレート 4 6・・・変調電極端子 4 1・・・基板 9 3・・・熱電子源 9 8・・・配線電極 1・・・ガラス板 3・・・蛍光体 5・・・蛍光体の輝点 4・・・配線端子 7・・・真空容器 2・・・変調電極 4・・・上偏向電極
Claims (4)
- (1)電子放出素子と該電子放出素子から放出される電
子線を変調する変調電極を有し、該変調電極が該電子放
出素子と同一面又は非電子放出面側に絶縁層を介して配
置されており、かつ、該変調電極の熱伝導率が電子放出
素子及び絶縁層のそれより大きいことを特徴とする電子
線発生装置。 - (2)前記絶縁性基板のバルク厚さが、0.1〜200
μmであることを特徴とする請求項1記載の電子線発生
装置。 - (3)前記電子放出素子の電子線放出方向での厚さが、
0.1〜200μmであることを特徴とする請求項1又
は2記載の電子線発生装置。 - (4)請求項1〜3いずれかに記載の電子線発生装置の
電子放出側に、少なくとも、電子が衝突して画像を形成
する画像形成部材を設けたことを特徴とする画像表示装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25681490A JP2976136B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 電子線発生装置とその製造方法及び画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25681490A JP2976136B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 電子線発生装置とその製造方法及び画像形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04137331A true JPH04137331A (ja) | 1992-05-12 |
| JP2976136B2 JP2976136B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=17297807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25681490A Expired - Fee Related JP2976136B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 電子線発生装置とその製造方法及び画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2976136B2 (ja) |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP25681490A patent/JP2976136B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2976136B2 (ja) | 1999-11-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |