JP2992894B2 - Image display device - Google Patents
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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、表面伝導形電子放出素子を電子源として用
いる画像表示装置に関し、特に、変調電極を有した画像
表示装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an image display device using a surface conduction electron-emitting device as an electron source, and more particularly to an image display device having a modulation electrode.
［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・フィジィッス
（Radio Eng.Electron.Phys.）第10巻,1290〜1296頁,19
65年］。[Prior art] Conventionally, as a device capable of emitting electrons with a simple structure, for example, MIElinson
Are known [Radio Engineering Electron Phys., Vol. 10, 1290-1296, 19
65 years].
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。This utilizes the phenomenon that electron emission occurs when a current flows through a thin film having a small area formed on a substrate in parallel with the film surface, and is generally called a surface conduction electron-emitting device. .
この表面伝導形電子放出素子としては、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・ディトマー：“スイン・
ソリド・フィルムス”（G.Dittmer:“Thin Solid Film
s"）,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:“IEE
E 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，（1983年）］等が報告されている。Examples of the surface conduction electron-emitting device include a device using an SnO 2 (Sb) thin film developed by Elinson et al., And a device using an Au thin film [G.
G. Dittmer: “Thin Solid Film
s "), Vol. 9, p. 317, (1972)], using ITO thin film [M. Hartwell and C. G. Fonstad:" I.E.E.E.Trans.E.E. "
Dee Conf ”(M. Hartwell and CGFonstad:“ IEE
E Trans.ED Conf. ") P. 519, (1975)], using a carbon thin film [Hisashi Araki et al .:" Vacuum ", Vol. 26, No. 1, 22,
P., (1983)].
これらの表面伝導形電子放出素子は、 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、 等の利点があり、今後広く応用される可能性をもってい
る。These surface conduction electron-emitting devices are: 1) obtain high electron emission efficiency; 2) are easy to manufacture because of their simple structure; 3) can form and form a large number of devices on the same substrate; ) It has the advantages of fast response speed, etc., and has the potential to be widely applied in the future.
また、かかる表面伝導形電子放出素子を面状に展開し
た複数の素子から成る電子源と、この電子源からの電子
ビームの照射を各々受ける蛍光体ターゲットとを、各々
相対向させた薄形の画像表示装置の構成図を第４図に示
す。図中、13は絶縁性基板、14は素子配線電極、15は素
子電極、16は電子放出部である。In addition, an electron source composed of a plurality of such surface conduction electron-emitting devices developed in a plane and a phosphor target each receiving irradiation of an electron beam from the electron source are formed in a thin shape in which they are opposed to each other. FIG. 4 shows a configuration diagram of the image display device. In the figure, 13 is an insulating substrate, 14 is a device wiring electrode, 15 is a device electrode, and 16 is an electron emitting portion.
かかる画像表示装置は、表面伝導形電子放出素子の両
電極間に電圧を印加することで電子を放出させ、これら
電子流を情報信号に応じて変調する円形あるいは長方形
等の電子通過孔５を有する変調電極６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、ガラス板7,透明電極8,蛍光体９の三層構造からなる
フェースプレート10の蛍光体９に衝突させ、また、素子
配線電極14と変調電極６でXYマトリックス駆動を行うこ
とにより画像表示を行うものである。Such an image display device has a circular or rectangular electron passage hole 5 for emitting electrons by applying a voltage between both electrodes of a surface conduction electron-emitting device and modulating these electron flows according to an information signal. Electrons are taken out by applying a voltage to the modulation electrode 6, the taken out electrons are accelerated, and collide with the phosphor 9 of the face plate 10 having a three-layer structure of the glass plate 7, the transparent electrode 8, and the phosphor 9. The image display is performed by performing XY matrix driving between the element wiring electrode 14 and the modulation electrode 6.
また、これら電子線ディスプレイは、通常１×10-7〜
１×10-5Torrの真空状態で駆動させるため、一般に、系
全体を真空封止することにより作製される。In addition, these electron beam displays are usually 1 × 10 −7 to
In order to drive in a vacuum state of 1 × 10 −5 Torr, it is generally manufactured by vacuum-sealing the entire system.
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述のような表面伝導形電子放出素子
を用いる構成においては、本発明者等が電子放出の確認
実験を行った際次のような問題点があった。すなわち、
放出された電子がフェースプレート10上の蛍光体９に照
射された場合、第５図（ａ）に示すように、その輝点11
が電子放出部３の鉛直上方から一定の距離Ｌ（印加電圧
に依存する）だけ素子電極の高電位側にずれていること
を発見した。また、素子の二極間に印加する電圧（Vf）
の向きを逆転させると、逆方向に距離Ｌだけずれること
も確認した。[Problem to be Solved by the Invention] However, in the configuration using the surface conduction electron-emitting device as described above, the present inventors have the following problems when conducting an experiment for confirming electron emission. . That is,
When the emitted electrons irradiate the phosphor 9 on the face plate 10, as shown in FIG.
Is shifted to the high potential side of the device electrode by a certain distance L (depending on the applied voltage) from vertically above the electron-emitting portion 3. The voltage (V f ) applied between the two electrodes of the device
It was also confirmed that when the direction was reversed, the distance was shifted by the distance L in the reverse direction.
この現象の原理については、十分に解明されているわ
けではないが、本発明者らは次の２つの原因を考えてい
る。Although the principle of this phenomenon has not been sufficiently elucidated, the present inventors consider the following two causes.
第１に表面伝導形電子放出素子上の空間の電位分布
が、例えば、同第５図（ｂ）に示す形になっており、放
出された電子が空間を飛翔する間に、ｙ方向だけでなく
ｘ方向にも加速される作用が考えられる。同図で等電位
を表わす線が表面伝導形電子放出素子の放出部３に集中
しているのは、フォーミング処理によりこの部分が特に
高抵抗化されており、電極15a,15b間に印加する電圧Vf
の大部分がここにかかると考えられるからである。First, the potential distribution in the space above the surface conduction electron-emitting device is, for example, as shown in FIG. 5 (b), and while the emitted electrons fly through the space, only in the y-direction. In addition, the effect of being accelerated in the x direction can be considered. In the figure, the line representing the equipotential is concentrated on the emission portion 3 of the surface conduction electron-emitting device because the portion has a particularly high resistance due to the forming process, and the voltage applied between the electrodes 15a and 15b is high. V f
Is likely to be here.
第２に、表面伝導形電子放出素子からは、ｘ方向に初
速度を持つ電子線が放出されていることが考えられる。
かかる素子からの電子放出が、どのようなメカニズムに
よって生じているかは、現在のところ十分に解明されて
いるわけではないが、領域３には印加電圧（Vf）により
ｘ軸と平行な強い電界が発生しているはずであり、空間
に飛び出してきた電子が、ｘ方向の速度成分を持ってい
ることは十分考えられる。Second, it is considered that an electron beam having an initial velocity in the x direction is emitted from the surface conduction electron-emitting device.
Although the mechanism by which the electron emission from such a device is generated is not fully understood at present, a strong electric field parallel to the x-axis is applied to the region 3 by the applied voltage (V f ). Should have occurred, and it is fully conceivable that the electrons that jumped out into space have velocity components in the x direction.
いずれの理由にせよ、表面伝導形電子放出素子から放
出された電子は、電子放出部３のごく近傍において、ｘ
方向の速度成分を持っていることは実験から明らかであ
る。For any reason, the electrons emitted from the surface-conduction electron-emitting device are located near the electron-emitting portion 3 at x
It is clear from experiments that it has a velocity component in the direction.
このため、蛍光体上の輝点の大きさや位置がｘ方向に
ついてばらついたり、輝点の形状が非対称になったりす
る不都合が生じていた。For this reason, the size and position of the bright spot on the phosphor vary in the x direction, and the shape of the bright spot becomes asymmetric.
すなわち、本発明の目的とするところは、表面伝導形
電子放出素子の有する自らの放出素子の偏向特性を補償
すべく手段を設けた画像表示装置を提供することにあ
る。That is, an object of the present invention is to provide an image display device provided with a means for compensating the deflection characteristics of its own electron-emitting device of a surface conduction electron-emitting device.
［課題を解決するための手段及び作用］ 本発明の特徴とするところは、高電位側と低電位側の
両電極の一方の電極（Ａ）を中心として、該一方の電極
（Ａ）の両側に電子放出部を有し、該電子放出部を挟ん
で他方の電極（Ｂ）を各々有した対称形の表面伝導形電
子放出素子を基板上に設け、該対称形表面伝導形電子放
出素子の、少なくとも中央の電極（Ａ）及びその両側の
電子放出部の上方に開口部を有した第１の変調電極、及
び中央の電極（Ａ）の上方に第２の変調電極を各々並行
配置し、さらにその上方に電子の照射により画像を表示
するターゲットを設け、かつ、前記第１の変調電極の電
位V1と前記第２の変調電極の電位V2の関係がV1＜V2であ
る構成としている画像表示装置にある。[Means and Actions for Solving the Problems] A feature of the present invention is that one electrode (A) of both the high potential side electrode and the low potential side electrode is centered, and both sides of the one electrode (A). A symmetric surface-conduction electron-emitting device having an electron-emitting portion and having the other electrode (B) sandwiching the electron-emitting portion on a substrate; A first modulation electrode having an opening above at least the central electrode (A) and the electron-emitting portions on both sides thereof, and a second modulation electrode being arranged in parallel above the central electrode (A), further provided targets for displaying an image by electron irradiation thereabove, and said first relationship potential V 2 of the potentials V 1 and the second modulation electrode of the modulation electrode is V 1 <V 2 configuration In the image display device.
以下、本発明の構成及び作用について詳述する。 Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in detail.
先ず、第６図に示すような変調電極のない構造の画像
表示装置を考える。第６図中、電子放出部３は、中央の
高電位側電極15aを挟んで対称に２ケ所設けられてお
り、その外側にやはり対称に低電位電極15bを設け（い
わゆる本発明に係る対称形表面伝導形電子放出素子）、
電極間に電圧を印加すると、２ケ所の電子放出部から放
出された電子がフェースプレート10上で重なり合い、あ
たかも一つの輝点を形成するような構造となっている。
この構造によれば、輝点形状はｘ方向について対称とな
り、また輝点の大きさも高電位側電極幅、言い換えれば
二つの電子放出部間隔で制御でき、輝点中心も高電位側
電極15aの鉛直上方の位置となり従来技術の欠点を解消
する。First, consider an image display device having a structure without a modulation electrode as shown in FIG. In FIG. 6, two electron emitting portions 3 are provided symmetrically with respect to the central high potential side electrode 15a, and a low potential electrode 15b is also provided symmetrically outside thereof (a so-called symmetric type according to the present invention). Surface conduction electron-emitting device),
When a voltage is applied between the electrodes, the electrons emitted from the two electron-emitting portions overlap on the face plate 10 to form a single luminescent spot.
According to this structure, the shape of the bright spot is symmetric with respect to the x direction, and the size of the bright spot can be controlled by the high-potential-side electrode width, in other words, the interval between two electron-emitting portions. It is located vertically above and eliminates the disadvantages of the prior art.
しかしながら、上述の構造に変調電極を設けた構造と
した場合、放出された電子が電子放出部近傍でｘ方向の
速度成分を持っていることが再び問題となる。However, in the case where the above-described structure is provided with a modulation electrode, the problem that the emitted electrons have a velocity component in the x direction near the electron emission portion again becomes a problem.
かかる変調電極は、第４図に示した従来例のように、
電子放出部とフェースプレートとの間に置かれ、円形あ
るいは長方形等の電子通過孔を有し、当該変調電極に印
加する電圧を変化させることにより、電子通過孔を通る
電子の量を制御している。Such a modulation electrode, as in the conventional example shown in FIG.
It is placed between the electron-emitting portion and the face plate and has a circular or rectangular electron passage hole, and by changing the voltage applied to the modulation electrode, controls the amount of electrons passing through the electron passage hole. I have.
ここで、第６図に示す装置に変調電極を設けた場合
の、ｘ方向断面図を第７図に示す。Here, FIG. 7 shows a cross-sectional view in the x direction when a modulation electrode is provided in the device shown in FIG.
本図（ａ）に示すように、通常、フェースプレート10
には電子の加速電圧（Va）として、数KV以上の電圧が印
加されており、変調電圧６には映像信号に応じて電子の
通過量を制御するための変調電圧（VG）20が印加され
る。そこで、電子の通過量を増やす場合には変調電圧
（VG）20を正で大きくすれば良いが、その際、電子通過
近傍の等電位面は、第７図（ｂ）に示すように上に凸の
形状となる。Normally, as shown in FIG.
Is applied with a voltage of several KV or more as an electron acceleration voltage (Va), and a modulation voltage (V G ) 20 for controlling the amount of passing electrons in accordance with a video signal is applied to the modulation voltage 6. Is done. Therefore, in order to increase the amount of passing electrons, the modulation voltage (V G ) 20 should be increased to a positive value. At this time, the equipotential surface near the passing of the electrons becomes higher as shown in FIG. 7 (b). A convex shape.
この場合、前述したように、放出された電子はｘ方向
の速度成分Vxを持つものが主要であると考えられる。In this case, as described above, it is considered that the emitted electrons mainly have the velocity component Vx in the x direction.
加速電圧（Va）からの電界は、ｘ方向に力を及ぼさな
いため、電子はｘ方向には等速度Vxで進み、変調電極６
の電子通過孔５に達すると考えられる。Field from the accelerating voltage (Va), since that does not adversely force in the x direction, the electron moves at a constant speed V x in the x-direction, a modulation electrode 6
Is considered to reach the electron passage hole 5.
ここで、電子通過孔５の周辺部では、等電位面の湾曲
化により、電子は第８図に示すように、通過孔の中心か
ら外側へ向かう力Ｆを電界から受けることとなる。力Ｆ
のｘ方向成分をFxとすると、電子は加速度Fx/m（ｍは電
子の質量）でｘ方向の速度を増すことになる。Here, in the peripheral portion of the electron passage hole 5, due to the bending of the equipotential surface, the electrons receive a force F directed outward from the center of the passage hole from the electric field as shown in FIG. Force F
When the x-direction component and F x, electrons acceleration Fx / m (m is the electron mass) thereby increasing the x-direction velocity at.
従って、表面伝導形電子放出素子において放出された
電子は、その電子放出特性から、電子放出面と平行な方
向、つまりｘ方向の速度成分を持つため従来構造の変調
電極では、変調電極開口に垂直に入射しない電子が多
く、そのような電子は、ｘ方向の速度を増してフェース
プレートを目指すこととなる。仮に、変調電圧（VG）を
正で大きくした場合、等電位面の湾曲が強くなるから、
力Ｆのｘ方向成分が増すことと、力Ｆ自体も大きくな
り、ベクトルも水平方向に近づく。よって、力Ｆのｘ方
向成分Fxはさらに大きくなる。Therefore, the electrons emitted from the surface conduction electron-emitting device have a velocity component in the direction parallel to the electron emission surface, that is, in the x direction, from the electron emission characteristics. Many electrons do not enter the faceplate, and such electrons increase their speed in the x direction and aim at the face plate. If the modulation voltage (V G ) is increased positively, the equipotential surface will be more curved.
When the component in the x direction of the force F increases, the force F itself also increases, and the vector approaches the horizontal direction. Thus, x-direction component F x of the force F further increases.
これをフェースプレート10上の輝点11と関係づけて考
えてみると、輝点の明るさを増すため、電極密度を高め
るという目的で変調電極６に正電圧を与え、電子通過量
を増やそうとすると、変調電極６の電子通過孔５の電子
通過量は増えるが、同時に電子はｘ方向に発散作用を受
け、広がりつつフェースプレート10に達し、電流密度は
逆に低くなってしまうことが起こりうる。あるいは、輝
点の大きさが不要に大きくなったり、輝点の周辺部のみ
明るくなる等の問題が起こる。Considering this in connection with the bright spot 11 on the face plate 10, in order to increase the brightness of the bright spot, a positive voltage is applied to the modulation electrode 6 for the purpose of increasing the electrode density, and an attempt is made to increase the amount of passing electrons. Then, the amount of electrons passing through the electron passage holes 5 of the modulation electrode 6 increases, but at the same time, the electrons are diverged in the x direction, reach the face plate 10 while spreading, and the current density may decrease on the contrary. . Alternatively, problems such as the size of the bright spot becoming unnecessarily large and the brightness of the peripheral portion of the bright spot becoming brighter occur.
そこで、本発明の特徴でもある別個の変調電極が必要
となるわけである。すなわち、第１〜３図に示すよう
に、従来のものに相当する第１の変調電極6aと、これと
は別個に第２の変調電極6bを、前述対称形表面伝導形電
子放出素子の中央の電極（Ａ）（第１図では、15a、第
２図中（ａ）では15a,（ｂ）では15b、第３図では15bが
該当）上方に、各々並行配置した構造とする。Therefore, a separate modulation electrode, which is a feature of the present invention, is required. That is, as shown in FIGS. 1 to 3, a first modulation electrode 6a corresponding to the conventional one and a second modulation electrode 6b separately from the first modulation electrode 6a are provided at the center of the symmetric surface conduction electron-emitting device. 1 (15a in FIG. 1, 15a in FIG. 2 (a), 15b in FIG. 2 (b), and 15b in FIG. 3).
ここで、第１の変調電極6aと第２の変調電極6bには各
々独立した変調電圧V1及びV2が印加され、かかる変調電
圧V1とV2の関係をV1＜V2とすることにより、第１の変調
電極6a外縁部から中央部に向かう電界を電子通過孔に形
成し、変調電圧による電子ビームの発散作用を防ぐもの
である。Here, each separate modulation voltages V 1 and V 2 is applied to the first modulation electrode 6a and the second modulation electrode 6b, the relationship between such a modulation voltage V 1 and V 2 and V 1 <V 2 Thus, an electric field from the outer edge of the first modulation electrode 6a toward the center is formed in the electron passage hole, and the divergence of the electron beam due to the modulation voltage is prevented.
以上の構成及び作用により、変調の際、特に変調電圧
が高い場合に顕著となる電子ビームの広がり、及び電流
密度の低下という問題が解決でき、適正な変調特性を得
ることができ、フェースプレート上の蛍光体の輝点の広
がりが改善できるという効果がある。According to the above configuration and operation, the problem of the spread of the electron beam and the reduction of the current density, which are conspicuous at the time of modulation, particularly when the modulation voltage is high, can be solved, and appropriate modulation characteristics can be obtained. This has the effect that the spread of the luminescent spot of the phosphor can be improved.
［実施例］ 以下、実施例，比較例を用いて本発明を具体的に詳述
する。[Examples] Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples.
実施例１ 第１図に本発明の第１の実施例をよく表わす斜視図を
示す。同図において１はガラス基板、15は表面伝導形電
子放出素子の電極を示し、15aは高電位側電極、15bは低
電位側電極である。また、３は電子放出部、４は変調電
極を電子放出部から一定の距離に支持する絶縁支持体、
6aが第１の変調電極、6bが第２変調電極であり、6aの変
調電圧V1と6bの変調電圧V2の間にはV1＜V2なる関係があ
る。尚、５は6aに設けた電子通過孔である。また、ター
ゲットとなるフェースプレート10は、ガラス板7,透明電
極8,蛍光体９にて構成され、11は蛍光体の輝点である。Embodiment 1 FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a glass substrate, 15 is an electrode of a surface conduction electron-emitting device, 15a is a high potential side electrode, and 15b is a low potential side electrode. 3 is an electron-emitting portion, 4 is an insulating support for supporting the modulation electrode at a fixed distance from the electron-emitting portion,
6a is a first modulation electrode, 6b is a second modulation electrode, relationship comprising V 1 <V 2 between 6a of the modulation voltage V 1 and 6b of the modulation voltage V 2. Reference numeral 5 denotes an electron passage hole provided in 6a. Further, a face plate 10 serving as a target is composed of a glass plate 7, a transparent electrode 8, and a phosphor 9, and 11 is a bright point of the phosphor.
本実施例では、ガラス基板１上に薄膜プロセスによ
り、幅15μｍの高電位側素子電極15a、その両側に低電
位側素子電極15b、及び両電極15a,15bに挟まれるように
して幅２μｍずつ電子放出部３を形成した。さらに、低
電位側変調電極6aを、SiO2等の絶縁性支持体４を介し、
電子放出部３及び素子電極15a,15bと絶縁し、10μｍ上
方に厚さ１μｍで形成した。電子通過孔５は、変調電極
材と絶縁性材料をエッチングにより加工し開口形成し
た。尚、ｘ軸方向の開口幅は40μｍとした。そして、さ
らに、低電位側変調電極6aの上に導通を避ける目的でSi
O2等の絶縁材２μｍ積み、その上に、当該中心が高電位
側素子電極15aの中心の鉛直上方にくるように、中空構
造にて高電位側変調電極6bを形成した。高電位側変調電
極6bの厚さとｘ方向の幅は、それぞれ３μm,10μｍとし
た。In this embodiment, a 15 μm-wide high-potential-side device electrode 15a, a low-potential-side device electrode 15b on both sides thereof, and a 2 μm-wide electron beam are sandwiched between both electrodes 15a and 15b by a thin film process on the glass substrate 1. The discharge part 3 was formed. Further, the low-potential-side modulation electrode 6a is connected via an insulating support 4 such as SiO 2 ,
It was insulated from the electron emitting portion 3 and the device electrodes 15a and 15b, and was formed with a thickness of 1 μm above 10 μm. The electron passage hole 5 was formed by processing a modulation electrode material and an insulating material by etching. The opening width in the x-axis direction was 40 μm. Further, for the purpose of avoiding conduction on the low potential side modulation electrode 6a,
A high-potential-side modulation electrode 6b was formed in a hollow structure so that an insulating material such as O 2 was stacked at 2 μm, and the center was vertically above the center of the high-potential-side element electrode 15a. The thickness of the high potential side modulation electrode 6b and the width in the x direction were 3 μm and 10 μm, respectively.
かかる構成において、高電位側変調電極6bに印加する
変調電圧をV2、低電位側変調電極6aに印加する変調電圧
をV1とする時、V1,V2は映像信号に伴いそれぞれ交流的
に値が変化するが、常にV2＝V1＋Ｃ（Ｃは正の定電圧）
の関係を満たすように電圧を与えることにより、第２図
（ａ）に示すように、電子通過孔５の近傍で電子は内側
への収束作用を受けることとなり、発散することが抑止
される。In this configuration, the modulation voltage V 2 applied to the high-potential modulation electrode 6b, when the modulation voltage applied to the low potential side modulation electrodes 6a and V 1, V 1, V 2 are each AC with the video signal , But always V 2 = V 1 + C (C is a positive constant voltage)
By applying a voltage so as to satisfy the following relationship, as shown in FIG. 2A, electrons are subjected to an inward convergence action in the vicinity of the electron passage hole 5, and divergence is suppressed.
本実施例では、上記関係式の定数Ｃの電圧を10Vと
し、電子放出部３とフェースプレート10との距離を4mm
に設定し、加速電圧（Va）として4KV印加したところ、
ｘ軸方向の輝点の広がりは、30％程度減と大きく改善さ
れた。In this embodiment, the voltage of the constant C in the above relational expression is set to 10 V, and the distance between the electron-emitting portion 3 and the face plate 10 is set to 4 mm.
And applied 4KV as acceleration voltage (Va),
The spread of the bright spots in the x-axis direction was greatly improved, being reduced by about 30%.
実施例２ 第３図に、本発明の第２の実施例を示す。Embodiment 2 FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
同図においては、第１の実施例の素子駆動電圧Vf18の
正負が逆転している。従って、第２図（ｂ）に示すよう
に、第１の実施例と逆に、電子は相対する２ケ所の電子
放出部３からそれぞれ中心軸から見て外側のｘ方向速度
成分を持って飛び出す。このため、本実施例では電子通
過孔５に到達した時の電子のｘ方向広がりは実施例１よ
り大きくなると考えられるため、かかる電子通過孔５の
幅は、第１の実施例より広げる必要がある。また、電子
を内側に向ける力Ｆも大きくする必要があるため、V2＝
V1＋Ｃの関係式において、Ｃの電圧を大きくしなければ
ならない。ここで、他の仕様を実施例１と同じとした
時、本実施例では、電子通過孔５のｘ方向幅は60μｍ、
定電圧Ｃの値は20Vが適当であった。In the figure, the polarity of the element drive voltage V f18 of the first embodiment is reversed. Therefore, as shown in FIG. 2 (b), contrary to the first embodiment, the electrons fly out of the two opposing electron emitting portions 3 with the velocity component in the x direction outside as viewed from the central axis. . For this reason, in the present embodiment, it is considered that the spread of the electrons in the x-direction upon reaching the electron passage hole 5 is larger than that of the first embodiment, and the width of the electron passage hole 5 needs to be wider than that of the first embodiment. is there. Further, since it is necessary to increase the force F for directing electrons inward, V 2 =
In the relational expression of V 1 + C, the voltage of C must be increased. Here, when other specifications are the same as those in the first embodiment, in this embodiment, the width of the electron passage hole 5 in the x direction is 60 μm,
The value of the constant voltage C was suitably 20V.
本実施例においては、フェースプレート10上の蛍光体
９の輝点11の大きさを絞るという点では、電子通過孔５
の幅と定電圧Ｃの値を適正とすることで、ほぼ実施例１
と同等の効果があり、また、もともと電子が外向きに飛
び出し、低電位側変調電極6aとの距離が近いこともあっ
て、電子をカットオフする際に有利である。In this embodiment, in order to reduce the size of the bright spot 11 of the phosphor 9 on the face plate 10, the
Of the first embodiment by setting the width of
The same effect as described above is obtained, and it is advantageous when the electrons are cut off because the electrons originally fly outward and the distance to the low potential side modulation electrode 6a is short.
比較例 第９図に、本比較例の構成図を示すが、これは前述実
施例１の構成から第２の変調電極6bを取り除いた構成と
なっている。Comparative Example FIG. 9 shows a configuration diagram of this comparative example, which has a configuration in which the second modulation electrode 6b is removed from the configuration of the first embodiment.
かかる装置において、加速電圧（Va）として3KV印加
し、変調電圧（VG）を変化させ、ｘ方向の輝点の大きさ
を測定した。それによると、変調電圧０ボルトで500μ
ｍであった輝点の幅は、変調電圧＋30ボルトで1000μｍ
に増大した。また、輝点ｘ方向周縁部で特に輝度が高く
なることも観測された。In this apparatus, 3 KV was applied as an acceleration voltage (Va), the modulation voltage (V G ) was changed, and the size of the bright spot in the x direction was measured. According to it, 500μ at modulation voltage 0V
The width of the bright spot, which was m, is 1000 μm at the modulation voltage +30 volts.
Has increased. In addition, it was also observed that the luminance was particularly high at the periphery of the bright point x direction.
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の構成である第1,第２の
変調電極を用いることにより、軸対称形の表面伝導形電
子放出素子を電子源とする電子線ディスプレイ装置にお
いては、変調の際、特に変調電圧が高い場合顕著となる
電子ビームの広がり及び電流密度の低下という問題が解
決でき、適正な変調特性を得ることができ、フェースプ
レート上の蛍光体の輝点の広がりが改善できるという効
果がある。[Effects of the Invention] As described above, by using the first and second modulation electrodes of the present invention, an electron beam display device using an axially symmetric surface conduction electron-emitting device as an electron source is provided. In the modulation, the problem of the spread of the electron beam and the reduction of the current density, which become conspicuous especially when the modulation voltage is high, can be solved, the proper modulation characteristics can be obtained, and the bright spot of the phosphor on the face plate can be obtained. There is an effect that the spread can be improved.
第１図は、本発明の第１の実施例の構成を示す斜視図で
ある。 第２図（ａ）は、第１の実施例の電子放出部断面図であ
る。 第２図（ｂ）は、第２の実施例の電子放出部断面図であ
る。 第３図は、本発明の第２の実施例の構成を示す斜視図で
ある。 第４図は、表面伝導形電子放出素子を電子源とする従来
の電子線ディスプレイ装置を示す図である。 第５図（ａ）は、１素子の表面伝導形電子放出素子の放
出特性を示す斜視図である。 第５図（ｂ）は、第５図（ａ）の断面図である。 第６図は、１素子軸対称形表面伝導形電子放出素子の放
出特性を示す斜視図である。 第７図（ａ）（ｂ）は、従来の変調電極と軸対称形表面
伝導形電子放出素子を構成要素とする装置の断面図であ
る。 第８図は、変調電極近傍で電子が受ける力を示す断面図
である。 第９図は、実施例１の構成から第２の変調電極を取り除
いた構成を示す図である。 1,13……ガラス基板、3,16……電子放出部 ４……変調電極支持体、５……電子通過孔 ６……変調電極、6a……第１の変調電極 6b……第２の変調電極、７……ガラス板 ８……透明電極、９……蛍光体 10……フェースプレート、11……蛍光体の輝点 14……素子配線電極、15……素子電極 15a……高電位側電極、15b……低電位側電極 17……加速電圧、18……素子駆動電圧 20……変調電圧FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the first embodiment of the present invention. FIG. 2A is a cross-sectional view of the electron-emitting portion of the first embodiment. FIG. 2B is a cross-sectional view of the electron-emitting portion of the second embodiment. FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a view showing a conventional electron beam display device using a surface conduction electron-emitting device as an electron source. FIG. 5 (a) is a perspective view showing the emission characteristics of one surface conduction electron-emitting device. FIG. 5 (b) is a cross-sectional view of FIG. 5 (a). FIG. 6 is a perspective view showing emission characteristics of a one-element axially symmetric surface conduction electron-emitting device. FIGS. 7 (a) and 7 (b) are cross-sectional views of a conventional device including a modulation electrode and an axially symmetric surface conduction electron-emitting device. FIG. 8 is a cross-sectional view showing a force applied to electrons near the modulation electrode. FIG. 9 is a diagram showing a configuration in which the second modulation electrode is removed from the configuration of the first embodiment. 1,13: Glass substrate, 3,16: Electron emission section 4: Modulation electrode support 5, 5: Electron passage hole 6: Modulation electrode, 6a: First modulation electrode 6b: Second Modulation electrode, 7: Glass plate 8: Transparent electrode, 9: Phosphor 10: Face plate, 11: Bright spot of phosphor 14: Device wiring electrode, 15: Device electrode 15a: High potential Side electrode, 15b Low-potential side electrode 17 Acceleration voltage, 18 Device drive voltage 20 Modulation voltage
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 一郎 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 (56)参考文献 特許2704731（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 1/30,29/04,29/52 H01J 31/12 - 31/15 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Ichiro Nomura 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (56) References Patent 27074731 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int) .Cl. 6 , DB name) H01J 1 / 30,29 / 04,29 / 52 H01J 31/12-31/15
Claims (1)
（Ａ）を中心として、該一方の電極（Ａ）の両側に電子
放出部を有し、該電子放出部を挟んで他方の電極（Ｂ）
を各々有した対称形の表面伝導形電子放出素子を基板上
に設け、該対称形表面伝導形電子放出素子の、少なくと
も中央の電極（Ａ）及びその両側の電子放出部の上方に
開口部を有した第１の変調電極、及び中央の電極（Ａ）
の上方に第２の変調電極を各々並行配置し、さらにその
上方に電子の照射により画像を表示するターゲットを設
け、かつ、前記第１の変調電極の電位V1と前記第２の変
調電極の電位V2の関係がV1＜V2である構成を特徴とする
画像表示装置。An electron emission portion is provided on both sides of one electrode (A) with one electrode (A) as the center of both electrodes on the high potential side and the low potential side, and the electron emission portion is sandwiched therebetween. The other electrode (B)
Are provided on a substrate, and an opening is formed above at least the central electrode (A) and the electron-emitting portions on both sides of the central electrode (A) of the symmetric surface-conduction electron-emitting device. A first modulation electrode and a central electrode (A)
Are arranged in parallel above each other, and a target for displaying an image by irradiating electrons is further provided thereon, and the potential V1 of the first modulation electrode and the potential V1 of the second modulation electrode the image display device related potential V 2 to said structure is a V 1 <V 2.
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