DE10114353A1 - Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp und ein die Kaltkathode verwendender Elektronenstrahler - Google Patents
Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp und ein die Kaltkathode verwendender ElektronenstrahlerInfo
- Publication number
- DE10114353A1 DE10114353A1 DE10114353A DE10114353A DE10114353A1 DE 10114353 A1 DE10114353 A1 DE 10114353A1 DE 10114353 A DE10114353 A DE 10114353A DE 10114353 A DE10114353 A DE 10114353A DE 10114353 A1 DE10114353 A1 DE 10114353A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrode
- cold cathode
- electron
- emitter
- field emission
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J3/00—Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J3/02—Electron guns
- H01J3/021—Electron guns using a field emission, photo emission, or secondary emission electron source
- H01J3/022—Electron guns using a field emission, photo emission, or secondary emission electron source with microengineered cathode, e.g. Spindt-type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
- H01J1/304—Field-emissive cathodes
- H01J1/3042—Field-emissive cathodes microengineered, e.g. Spindt-type
- H01J1/3044—Point emitters
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp und einen Elektronenstrahler, welcher sich der Kathode bedient, welche in der Lage ist, einen Elektronenemissionsfehler infolge von Verunreinigungen usw. zu verhindern, durch Emittieren des Elektrons mit dem Feld, wobei die vorliegende Erfindung eine schmelzbare Metallschicht umfaßt, welche zwischen einer Basiselektrode und jedem Emitterchip ausgebildet ist, eine Fokussierelektrode, welche am oberen Abschnitt einer Gate-Elektrode ausgebildet ist, wobei zwischen diesen eine Isolierschicht angeordnet ist, und eine Steuerelektrode, welche am oberen Abschnitt einer Fokussierelektrode ausgebildet ist, wobei zwischen diesen eine Isolierschicht angeordnet ist, wobei demzufolge die vorliegende Erfindung imstande ist, die Leistung zum Erwärmen der Kathode zu verringern, Daten und ein Bild unverzüglich auf einem Bildschirm anzuzeigen, eine Konstruktion einer Elektronenlinse usw., welche einen Elektronenstrahl fokussiert, zu vereinfachen und die Präzision beim Zusammenbau des Elektronenstrahlers zu verbessern.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp
(Kathodenkonstruktion vom Spindt-Typ) und einen die
Kathode aufweisenden Elektronenstrahler, insbesondere
eine Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp und
einen Elektronenstrahler, welcher die Kaltkathode
verwendet, welche in der Lage ist, einen
Elektronenemissionsfehler aufgrund von Verunreinigungen
usw., welche in den Kathodenteil eingedrungen sind, zu
verhindern.
Fig. 1 veranschaulicht eine Konstruktion einer
herkömmlichen CRT (Kathodenstrahlröhre) gemäß dem Stand
der Technik.
Wie in Fig. 1 zu ersehen ist, umfaßt die herkömmliche CRT
(Kathodenstrahlröhre) einen Glasbehälter 1, einen
Elektronenstrahler 2, einen Elektronenstrahl 3, eine
Ablenkspule 4 und einen Leuchtschirm 5 und wird nunmehr
näher beschrieben.
Erstens ist der Elektronenstrahler 2 am Ende des
Vakuumglasbehälters 1 angeordnet, der erzeugte
Elektronenstrahl 3 vom Elektronenstrahler 2 wird durch
die Ablenkspule 4, welche ein Magnetfeld erzeugt,
abgelenkt, und der Elektronenstrahl wird zum Leuchtschirm
5 hin emittiert, wobei der Leuchtschirm 5 durch Erregung
infolge des Aufpralls des Elektronenstrahles 3 Strahlung
abgibt.
Und wenn die beschriebene CRT (Kathodenstrahlröhre)
tatsächlich verwendet wird, kann durch Steuern der
Quantität des Elektronenstrahls gemäß einem
Eingangsbildsignal ein bestimmtes Bild angezeigt werden,
wobei der Elektronenstrahl 3 zweidimensional abgelenkt
wird und auf dem Leuchtschirm 5 abgetastet wird.
Fig. 2 zeigt eine Konstruktion einer Kathode, welche bei
einem Elektronenstrahler einer CRT gemäß dem Stand der
Technik verwendet wird.
Wie in Fig. 2 zu ersehen ist, umfaßt diese einen
Nickelzylinder 6, einen Emitter 7, ein Heizaggregat 8 und
eine Steatitscheibe 9. Sie wird nun beschrieben.
Erstens ist der Emitter 7 am vorderen Ende des
Nickelzylinders 6 angebracht, wobei hier häufig eine mit
Ba, Ca, Sr usw. konstruierte Oxidkathode verwendet wird.
Des weiteren kann auch eine Kathode von hoher
elektrischer Stromdichte, welche durch Imprägnieren eines
Emitters in einem porösen Wolfram hergestellt wird,
verwendet werden.
Des weiteren ist das Heizaggregat 8 innerhalb des
Nickelzylinders 6 angeordnet, der Elektronenstrahl wird
vom Emitter 7 zum Vakuum hin emittiert. Die Kathode ist
auf der Steatitscheibe 9 angebracht, um die Montage des
Elektronenstrahlers zu erleichtern.
Fig. 3 veranschaulicht einen Abschnitt des
Elektronenstrahlers, welcher bei der CRT gemäß Stand der
Technik verwendet wird.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, umfaßt diese eine erste
Steuerelektrode 10, eine zweite Steuerelektrode 11, eine
dritte Steuerelektrode 12, eine vierte Steuerelektrode
13, eine Freifokussier-Elektronenlinse 14, eine
Hauptelektronenlinse 15 und eine Überkreuzung eines
Elektronenstrahls 16, wobei sie nunmehr beschrieben wird.
Erstens sind die erste Steuerelektrode 10 und die zweite
Steuerelektrode 11 zum Steuern des Elektronenstrahls an
der Vorderseite des Emitters 7, welcher auf der Kathode
angebracht ist, angebracht.
Des weiteren sind die dritte Steuerelektrode 12 und die
vierte Steuerelektrode 13 angeordnet, um die
Hauptelektronenlinse 15 zum Umformen des
Elektronenstrahls 3 zu einem genauen Punktstrahl auf dem
Leuchtschirm 5 zu bilden.
Des weiteren wird die Freifokussier-Elektronenlinse 14
des Elektronenstrahls 3 durch die zweite Steuerelektrode
11 und die dritte Steuerelektrode 12 gebildet.
Die Richtungsabhängigkeit der von der Kathode emittierten
Elektronenstrahldichte, das heißt, der elektrischen
Stromdichte j(θ), welche von einer normalen Linie auf eine
θ-Richtung der Stromdichte j(A/m2 Steradiant) in
vertikaler Richtung zum Leuchtschirm emittiert wird, kann
als nachstehende Gleichung 1 beschrieben werden.
j(θ) = j cosθ
Dabei beschreibt j die Stromdichte in vertikaler Richtung zum
Leuchtschirm.
Des weiteren wird das emittierte Elektron mit einer
bestimmten statistischen
Ausgangsgeschwindigkeitsverteilung, wobei die "Verteilung
der Markenzelle" um die Geschwindigkeitsverteilung von
Gasmolekülen an eine Temperatur angepaßt werden kann,
welche einer Temperatur der Kathode entspricht.
Wie oben beschrieben wird, werden, um das von jedem Punkt
der Kathode emittierte Elektron auf einen Punkt des
Leuchtschirmes zu fokussieren, verschiedene
Konstruktionen für eine Steuerelektrode zum Bilden der
Hauptelektronenlinse 15 und für eine Steuerelektrode zum
Lenken des Elektronenstrahls zur Hauptelektronenlinse
vorgesehen.
Fig. 4 veranschaulicht eine Kaltkathodenkonstruktion vom
Feldemissionstyp gemäß dem Stand der Technik.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, umfaßt diese ein Substratglas
101, eine Basiselektrode 102, eine Isolierschicht 103,
eine Gate-Elektrode 104, einen Emitterchip 105 und einen
Elektronenstrahl 106, eine Leistung 107. Sie kann wie
folgt beschrieben werden.
Erstens ist der Emitterchip 105, welcher mit einem
überaus kleinen elektrischen Leiter (beispielsweise
Molybdän) von konischer Gestalt konstruiert ist, auf der
Basiselektrode 102 ausgebildet, welche auf dem
Substratglas 101 ausgebildet ist.
Die Gate-Elektrode 104, welche mit einem elektrischen
Leiter (beispielsweise mit Nickel) konstruiert ist, ist
am vorderen Ende des Emitterchips 105 ausgebildet,
derart, daß sie den Emitterchip 105 umgibt.
Und die Isolierschicht 103 (beispielsweise SiO2) ist
zwischen der Basiselektrode 102 und der Elektrode 104
angeordnet, um diese zu isolieren.
Wie oben beschrieben wird, tritt, wenn von der Leistung
107 eine bestimmte Spannung Vg zwischen der
Basiselektrode 102 und der Gate-Elektrode 104 angelegt
wird, ein sehr starkes Feld am vorderen Ende des
Emitterchips 105 auf, und das Elektron (der
Elektronenstrahl 106) wird vom vorderen Ende des
Emitterchips 105 emittiert.
Wenn das Elektron vom vorderen Ende des Emitterchips 105
emittiert wird, ist der Elektronenstrahlstrom von
ungefähr 350 µA je 1 Punkt auf dem Leuchtschirm
erforderlich, wobei es unmöglich ist, den erforderlichen
Elektronenstrahlstrom auf dem Leuchtschirm mit dem einen
Emitterchip 105 zu erhalten.
Demzufolge wird, um den erforderlichen
Elektronenstrahlstrom zu erhalten, die Kathode durch
Ausbilden der Mehrzahl von Emitterchips 105 auf der
zweidimensionalen Ebene konstruiert.
Fig. 5 veranschaulicht einen Abschnitt einer
Kathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp, umfassend die
Mehrzahl von Emitterchips gemäß dem Stand der Technik,
wobei hier eine Bezugszahl 51 Verunreinigungen
bezeichnet.
Wie aus Fig. 5 hervorgeht, befinden sich, wenn die
Verunreinigungen, welche Leitfähigkeit besitzen, aus
einem bestimmten Grund am Emitterchip 105 festhaften, die
Basiselektrode 102 und die Gate-Elektrode 104 in
Kurzschlußzuständen.
Wenn sich die Basiselektrode 102 und die Gate-Elektrode
104 in den Kurzschlußzuständen befinden, fließt zu diesem
Zeitpunkt ein Hochstrom zwischen der Basiselektrode 102
und der Gate-Elektrode 104 durch den Emitterchip 105 und
die Verunreinigungen 51. Demzufolge kann die Spannung
nicht zwischen dem Emitterchip 105 und der Gate-Elektrode
104 angelegt werden, weshalb das Elektron nicht vom
anderen Emitterchip 105 emittiert wird.
Beim Stand der Technik kommt es zum Problem der Zunahme
der Anzahl von Teilen bei der Konstruktion der
Steuerelektrode.
Des weiteren wird bei der Konstruktion der Kathode gemäß
dem Stand der Technik, da das Elektron durch ein
Erwärmverfahren emittiert wird, wenngleich ein Hauptstrom
eines Fernsehapparats auf EIN geschaltet wurde, ein Bild
mit einer guten Bildqualität erst dann auf der CRT des
Fernsehapparats angezeigt, wenn die Temperatur von Ba die
Elektronenemissionstemperatur erreicht.
Des weiteren beträgt bei der CRT, welche für den
herkömmlichen Fernsehapparat verwendet wird, der
erforderliche Elektronenstrahlstrom ungefähr 350 µA je
einem Punkt auf dem Leuchtschirm, allerdings beträgt die
zum Erwärmen der Kathode erforderliche Leistung ungefähr
2 W, womit die Elektronenemissionseffizienz demzufolge
gering ist.
Wenn des weiteren beim Stand der Technik Ba über einen
langen Zeitraum hinweg als Elektronenemissionsmaterial
verwendet wird, verdampft dieses langsam dadurch, daß es
erhitzt wird, wodurch sich die
Elektronenemissionseffizienz langsam verschlechtert.
Des weiteren sind beim Stand der Technik, da das
Elektron, welches von der Kathodenoberfläche von jedem
Punkt zu jeder Region ausgestrahlt wird und die
Ausgangsgeschwindigkeit unregelmäßig ist, unzählige
Steuerelektroden erforderlich, um den genauen
Elektronenstrahlpunkt auf dem Leuchtschirm zu erhalten.
Des weiteren ist es beim Stand der Technik, wenn das
Elektron vom vorderen Ende des Emitterchips 105 emittiert
wird, da der Elektronenstrahlstrom von ungefähr 350 µA je
Punkt auf dem Leuchtschirm erforderlich ist, unmöglich,
mit dem einen Emitterchip 105 den erforderlichen
Elektronenstrahlstrom auf dem Leuchtschirm zu erhalten.
Des weiteren strömt beim Stand der Technik, wenn sich die
Basiselektrode 102 und die Gate-Elektrode 104 in den
Kurzschlußzuständen befinden, zu diesem Zeitpunkt ein
Hochstrom zwischen der Basiselektrode 102 und der Gate-
Elektrode 104 durch den Emitterchip 105 und die
Verunreinigungen 51. Demzufolge wird die Spannung nicht
zwischen dem Emitterchip 105 und der Gate-Elektrode 104
angelegt, weshalb das Elektron nicht von dem anderen
Emitterchip 105 emittiert wird.
Demnach ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
eine Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp,
welche in der Lage ist, einen Elektronenemissionsfehler
aufgrund von Verunreinigungen usw. zu verhindern, durch
Konstruieren einer Kaltkathodenkonstruktion vom
Feldemissionstyp, welche Elektronen durch das Feld
emittiert, ohne sich einer Konstruktion zu bedienen,
welche Elektronen durch Erwärmen emittiert, vorzusehen.
Die andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
darin, eine Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp
vorzusehen, welche in der Lage ist, ihre Lebensdauer
semipermanent zu verlängern, die
Elektronenemissionseffizienz zu verbessern, die
Leistungsaufnahme zu verringern und ihre Konstruktion zu
vereinfachen.
Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, einen Elektronenstrahler vorzusehen,
welcher sich der Kaltkathodenkonstruktion vom
Feldemissionstyp gemäß der vorliegenden Erfindung
bedient.
Um die Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu erreichen,
umfaßt die Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp
gemäß der vorliegenden Erfindung, welche eine Mehrzahl
von Emitterchips, welche auf einer Basiselektrode
ausgebildet sind, eine Gate-Elektrode, welche auf einer
Umfangsfläche jedes der Emitterchips ausgebildet ist,
eine Isolierschicht, welche zwischen der Basiselektrode
und der Gate-Elektrode angeordnet ist, um diese zu
isolieren, wobei eine bestimmte Gleichspannung, welche
zwischen der Basiselektrode und der Gate-Elektrode
angelegt wird, aufweist, eine schmelzbare Metallschicht,
welche zwischen der Basiselektrode und jedem Emitterchip
ausgebildet ist.
Bei der Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp ist
eine Fokussierelektrode am oberen Abschnitt der Gate-
Elektrode angebracht, wobei zwischen diesen eine
Isolierschicht angeordnet ist.
Bei der Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp ist
die Fokussierelektrode am oberen Abschnitt der Gate-
Elektrode angebracht, wobei zwischen diesen die
Isolierschicht angeordnet ist, und eine Steuerelektrode
ist am oberen Abschnitt der Fokussierelektrode
angebracht, wobei zwischen diesen eine Isolierschicht
angeordnet ist.
Des weiteren umfaßt die Kaltkathodenkonstruktion vom
Feldemissionstyp, welche die Mehrzahl von Emitterchips,
welche auf der Basiselektrode in einem bestimmten Abstand
angeordnet sind, die Gate-Elektrode, welche auf einer
Umfangsfläche jedes Emitterchips ausgebildet ist, die
Isolierschicht zwischen der Basiselektrode und der Gate-
Elektrode aufweist, Gate-Elektroden, welche auf einer
Umfangsfläche jedes Emitterchips ausgebildet sind,
Hauptelektroden, welche auf der äußeren Umfangsfläche,
welche die Gate-Elektroden umgibt, angebracht sind, und
schmelzbare Metallschichten, welche zwischen den
Hauptelektroden und den Gate-Elektroden ausgebildet sind.
Bei der Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp
wird eine bestimmte Spannung zwischen der Basiselektrode
und der Hauptelektrode angelegt.
Des weiteren umfaßt beim Elektronenstrahler, welcher sich
der Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp
bedient, welche einen Kathodenteil, eine
Hauptelektronenlinse, eine erste und eine zweite
Fokussierelektrode aufweist, der Kathodenteil eine
Mehrzahl von Emitterchips, welche auf der Basiselektrode
in einem bestimmten Abstand ausgebildet sind, eine Gate-
Elektrode, welche auf einer Umfangsfläche jedes
Emitterchips ausgebildet ist, eine schmelzbare
Metallschicht, welche zwischen der Basiselektrode und
jedem Emitterchip ausgebildet ist, eine
Fokussierelektrode, welche auf dem oberen Abschnitt der
Gate-Elektrode durch die Isolierschicht ausgebildet ist,
und eine erste und eine zweite Fokussierelektrode, welche
auf der Vorderseite der Steuerelektrode ausgebildet sind.
Beim Elektronenstrahler, welcher sich der
Kaltkathodenstruktur vom Feldemissionstyp bedient, sind
die Basiselektrode und die Gate-Elektrode in bezug
zueinander durch die Isolierschicht isoliert.
Beim Elektronenstrahler, welcher sich der
Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp bedient,
wird der Elektronenstrahl, welcher von der Mehrzahl von
Emitterchips emittiert wird, auf der
Hauptelektronenlinse, welche durch die erste und die
zweite Fokussierelektrode gebildet wird, fokussiert, ohne
eine Überkreuzung zu bilden.
Fig. 1 beschreibt eine Konstruktion einer herkömmlichen
CRT (Kathodenstrahlröhre) gemäß dem Stand der
Technik.
Fig. 2 beschreibt eine Konstruktion einer für einen
Elektronenstrahler verwendeten Kathode der CRT
gemäß dem Stand der Technik.
Fig. 3 beschreibt eine Teilkonstruktion eines
Elektronenstrahlers, welcher für die CRT gemäß
dem Stand der Technik verwendet wird.
Fig. 4 beschreibt eine Kathodenkonstruktion vom
Feldemissionstyp gemäß dem Stand der Technik.
Fig. 5 beschreibt einen Abschnitt einer
Kathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp,
umfassend eine Mehrzahl von Emitterchips gemäß
dem Stand der Technik.
Fig. 6 beschreibt eine Kaltkathodenkonstruktion vom
Feldemissionstyp gemäß der vorliegenden
Erfindung.
Fig. 7A beschreibt einen Abschnitt einer
Kaltkathodenkonstruktion gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7B ist eine Draufsicht, welche eine
Kaltkathodenkonstruktion gemäß der anderen
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
beschreibt.
Fig. 8 beschreibt eine Kaltkathodenkonstruktion gemäß
der anderen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
Fig. 9A ist eine Draufsicht, welche eine
Kaltkathodenkonstruktion gemäß der anderen
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
darstellt.
Fig. 9B ist eine Querschnittsansicht, welche eine
Kaltkathodenkonstruktion gemäß der anderen
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
darstellt.
Fig. 10 beschreibt eine Teilkonstruktion eines
Elektronenstrahlers, welcher sich der
Kaltkathode aus Fig. 9A-9B bedient.
Fig. 6 beschreibt eine Kaltkathodenkonstruktion
(Kathodenkonstruktion vom Spindt-Typ) gemäß der
vorliegenden Erfindung, wobei diese des weiteren eine
schmelzbare Metallschicht 61 umfaßt.
In der Folge werden Teile, welche den in Fig. 4 und 5
dargestellten entsprechen, mit denselben Bezugszahlen
bezeichnet, und Fig. 6-10 werden nunmehr ausführlich
beschrieben.
Wie in Fig. 6-10 dargestellt wird, ist zwischen dem
Emitterchip 105 und der Basiselektrode 104 eine
schmelzbare Metallschicht 61 ausgebildet.
Des weiteren ist die vorliegende Erfindung nicht auf das
schmelzbare Metall beschränkt, sondern es ist auch
möglich, einen Werkstoff zu verwenden, welcher mittels
Hochstrom geschmolzen wird, beispielsweise einen
Halbleiterwerkstoff.
Wenn beispielsweise der Emitterchip 105A und die Gate-
Elektrode 104 durch die leitenden Verunreinigungen 51,
welche am Emitterchip 105A anhaften, kurzgeschlossen
werden und ein Hochstrom zwischen der Basiselektrode 102
und der Gate-Elektrode 104 durch den Emitterchip 105A und
die Verunreinigung 51 strömt, kann sich zwischen dem
Emitterchip 105 und der Gate-Elektrode 104 aufgrund der
Verdampfung der schmelzbaren Metallschicht 61 ein
Zwischenraum auftun.
Dementsprechend kann, wenngleich der Emitterchip 105A und
die Gate-Elektrode 104 durch die Verunreinigung 51
kurzgeschlossen werden, da sich der Abstand zwischen dem
Emitterchip 105 und der Gate-Elektrode 104 unverzüglich
auftut, eine bestimmte Spannung zwischen dem anderen
Emitterchip 105 und der Gate-Elektrode 104 angelegt
werden.
Fig. 7A und 7B beschreiben Kaltkathodenkonstruktionen
gemäß den verschiedenen Ausführungsformen, wobei Fig. 7A
eine Querschnittsansicht einer Kaltkathodenkonstruktion
und Fig. 7B eine Draufsicht auf eine
Kaltkathodenkonstruktion ist. Dabei beschreibt das
Bezugszeichen 71 die Hauptelektrode und das Bezugszeichen
72 die schmelzbare Metallschicht.
Wie in Fig. 7A und 7B dargestellt wird, ist jede
getrennte Gate-Elektrode 104 auf jedem Emitterchip 105
ausgebildet, wobei jede Gate-Elektrode 104 durch die
schmelzbare Metallschicht 72 mit der Hauptelektrode 71 in
Kontakt steht.
Des weiteren sind bei der Kaltkathodenkonstruktion die
vier Emitterchips 105, die Gate-Elektrode 104, welche die
vier Emitterchips umgibt, und die Hauptelektrode 71,
welche die vier Emitterchips 105 und die Gate-Elektrode
104 einschließt, ausgebildet.
Des weiteren können die Emitterchips und die Gate-
Elektroden in jener Stückzahl ausgebildet werden, welche
mit der umgebenden Hauptelektrode 71 in Kontakt zu stehen
vermag.
Beispielsweise bei der Kaltkathodenkonstruktion aus Fig.
6, wenn durch die Verunreinigung 51 der Kurzschlußzustand
zwischen dem Emitterchip 105A und der Gate-Elektrode 104
eintritt, strömt der Hochstrom vom Emitterchip 105A zum
Zwischenraum zwischen der Basiselektrode 102 und der
Hauptelektrode über die Gate-Elektrode 104, die
schmelzbare Metallschicht 72, welche der Gate-Elektrode
104 entspricht, verdampft, wobei sich infolgedessen der
Zwischenraum zwischen dem Emitterchip 105A und der Gate-
Elektrode auftut.
Demzufolge ist es möglich, die normale Spannung zwischen
dem anderen Emitterchip 105 und der Gate-Elektrode
anzulegen.
Und wenn die oben beschriebene Kaltkathode für eine CRT
(Kathodenstrahlröhre) verwendet wird, ist es möglich,
einen genauen Elektronenstrahlpunkt auf dem Leuchtschirm
zu erhalten und ein Bild oder Zeichen mit hoher
Bildqualität durch Steuern der Richtung des Elektrons
anzuzeigen, welches von jedem Emitterchip 105 der
Kaltkathode mit einer Steuerelektrode und einer
Fokussierelektrode emittiert wird.
Fig. 8 beschreibt eine Kaltkathodenkonstruktion gemäß der
anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die
Bezugszahl 81 beschreibt die Fokussierelektrode.
Wie in Fig. 8 dargestellt wird, ist die
Fokussierelektrode 81 auf jedem Emitterchip 105 durch die
Isolierschicht 103 auf der Gate-Elektrode 104 angebracht,
um den Elektrodenstrahl 106, welcher vom Emitterchip 105
emittiert wird, zu fokussieren.
Bei der Ausführungsform wird die schmelzbare
Metallschicht 72 wie in Fig. 6 zwischen dem Emitterchip
105 und der Basiselektrode 102 angeordnet.
Fig. 9A und 9B beschreiben die Kaltkathodenkonstruktion
gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, wobei Fig. 9A eine Draufsicht ist, welche eine
Kaltkathodenkonstruktion veranschaulicht, und Fig. 9B
eine Querschnittsansicht ist, welche eine
Kaltkathodenkonstruktion veranschaulicht. Dabei
bezeichnet die Bezugszahl 91 die Steuerelektrode.
Wie in Fig. 9A und 9B dargestellt wird, ist die Mehrzahl
von Emitterchips 105 auf der zweidimensionalen Ebene
angeordnet und die Fokussierelektrode 81 wie in Fig. 8
angebracht, und die Steuerelektrode 91 ist auf dem oberen
Abschnitt der Fokussierelektrode 81 ausgebildet, wobei
die Isolierschicht 103 zwischen diesen angeordnet ist.
Wie in Fig. 10 dargestellt wird, dient die
Steuerelektrode 91 dazu, zu verhindern, daß die
Elektronenemissionscharakteristik des Emitterchips 105
durch das Feld der anderen Elektrode beeinflußt wird.
Fig. 10 beschreibt eine Teilkonstruktion eines
Elektronenstrahlers, welcher sich der Kaltkathode aus
Fig. 9A-9B bedient.
Wie in Fig. 10 dargestellt wird, sind in einem
Kathodenteil 1001, welcher der Kaltkathodenkonstruktion
aus Fig. 9 entspricht, eine erste Fokussierelektrode 1002
und eine zweite Fokussierelektrode 1003 zum Bilden einer
Hauptelektronenlinse 1004 an der Vorderseite der
Steuerelektrode 91 in einem bestimmten Abstand angeordnet
(ausgebildet).
Und der Elektronenstrahl 106 vom Kathodenteil 1001 wird
fokussiert, um den genauen Elektronenstrahl durch den
Fokussiervorgang der Hauptelektronenlinse 1004 auf den
Leuchtschirm zu bekommen.
Des weiteren ist die Freifokussier-Elektronenlinse 1005
zwischen der Steuerelektrode 91 und der ersten
Fokussierelektrode 1002 ausgebildet, um einen
Einfallswinkel des Einfallens des Elektronenstrahls auf
der Hauptelektronenlinse 1004 kleiner zu machen und den
Brennpunkt des Elektronenstrahlpunkts auf dem
Leuchtschirm kleiner zu machen.
Des weiteren kann bei der vorliegenden Erfindung die
Hauptelektronenlinse 1004 zum Kontaktieren des
Elektronenstrahls, ohne eine Überkreuzung (siehe
Bezugszahl 16 aus Fig. 3) des Elektronenstrahls an der
Vorderseite der Kaltkathode zu bilden, ausgebildet
werden.
Unterdessen kann beim Elektronenstrahler, welcher sich
der Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp gemäß
der vorliegenden Erfindung bedient, da der Kathodenteil
mittels Photolithographietechnik hergestellt werden kann,
die Position von drei Kathodenteilen (jede Kathode für
RGB (rot, grün, blau)), welche für die vorliegende Farb-
CRT (Kathodenstrahlröhre) verwendet werden, überaus genau
bestimmt werden, wobei demzufolge ein
Fertigungsverfahren, beispielsweise eine
Reinheitseinstellung, eine Konvergenzeinstellung usw.,
reduziert werden kann.
Des weiteren sind verglichen mit der im Stand der Technik
bekannten Konstruktion aus Fig. 3 die erste
Steuerelektrode 10 und die zweite Steuerelektrode 11 bei
der Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp gemäß
der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich, was somit
die gesamte Konstruktion vereinfacht.
Wie oben beschrieben wird, vermag die vorliegende
Erfindung, da die Elektronenemission bei der vorliegenden
Erfindung nicht durch Erwärmen mittels Heizgeräts sondern
durch das Feld erfolgt, die Leistung zum Erwärmen der
Kaltkathode zu reduzieren und Daten und Bilder
unverzüglich auf einem Schirm anzuzeigen. Infolgedessen
ist es möglich, die Standbyzeit zum Anzeigen des Bildes
zu verringern.
Des weiteren kann die vorliegende Erfindung beim
Ausbilden der Kaltkathodenkonstruktion mit einer guten
Elektronenemissionscharakteristik die Konstruktion der
Elektronenlinse usw., welche den Elektronenstrahl
fokussiert, vereinfachen und den genauen
Elektronenstrahlpunkt auf dem Leuchtschirm erhalten.
Des weiteren können, wenn die vorliegende Erfindung an
die Farb-CRT angepaßt ist, da die Kaltkathode gemäß der
vorliegenden Erfindung auf demselben Substrat zum selben
Zeitpunkt mit der Photolithographietechnik ausgebildet
werden kann, drei Kaltkathoden, welche eine überaus
präzise Position aufweisen, ausgebildet werden, und die
Zusammenbaupräzision des Elektronenstrahlers kann
verbessert werden.
Claims (9)
1. Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp,
welche eine Mehrzahl von Emitterchips auf einer
Basiselektrode mit einem bestimmten Abstand und eine
Gate-Elektrode, welche auf einer Umfangsfläche jedes
Emitterchips ausgebildet ist, aufweist, wobei die
Basiselektrode und die Gate-Elektrode mit einer
Isolierschicht isoliert sind und eine bestimmte
Gleichspannung zwischen der Basiselektrode und den
Gate-Elektroden angelegt wird, umfassend:
eine schmelzbare Metallschicht, welche zwischen der
Basiselektrode und jedem Emitterchip ausgebildet
ist.
2. Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp nach
Anspruch 1, wobei eine Fokussierelektrode am oberen
Abschnitt der Gate-Elektrode ausgebildet ist, wobei
zwischen diesen eine Isolierschicht angeordnet ist,
und wobei eine Steuerelektrode am oberen Abschnitt
der Fokussierelektrode ausgebildet ist, wobei
zwischen diesen eine Isolierschicht angeordnet ist.
3. Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp nach
Anspruch 1, wobei eine Fokussierelektrode am oberen
Abschnitt der Gate-Elektrode ausgebildet ist, wobei
zwischen diesen eine Isolierschicht angeordnet ist.
4. Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp,
welche eine Mehrzahl von Emitterchips auf einer
Basiselektrode mit einem bestimmten Abstand und eine
getrennt auf einer Umfangsfläche jedes Emitterchips
ausgebildete Gate-Elektrode aufweist, und wobei die
Basiselektrode und die Gate-Elektrode mit einer
Isolierschicht isoliert sind, umfassend:
Gate-Elektroden, welche getrennt auf einer Umfangsfläche jedes Emitterchips ausgebildet sind;
Hauptelektroden, welche auf der äußeren Umfangsfläche, welche die Gate-Elektroden umgibt, angebracht sind; und
schmelzbare Metallschichten, welche zwischen den Hauptelektroden und den Gate-Elektroden ausgebildet sind.
Gate-Elektroden, welche getrennt auf einer Umfangsfläche jedes Emitterchips ausgebildet sind;
Hauptelektroden, welche auf der äußeren Umfangsfläche, welche die Gate-Elektroden umgibt, angebracht sind; und
schmelzbare Metallschichten, welche zwischen den Hauptelektroden und den Gate-Elektroden ausgebildet sind.
5. Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp nach
Anspruch 4, wobei eine bestimmte Spannung zwischen
der Basiselektrode und der Hauptelektrode angelegt
wird.
6. Elektronenstrahler, welcher sich einer
Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp
bedient, welche einen Kathodenteil, eine
Hauptelektronenlinse, eine erste und eine zweite
Fokussierelektrode aufweist, wobei der Kathodenteil
umfaßt:
eine Mehrzahl von Emitterchips, welche auf einer Basiselektrode mit einem bestimmten Abstand ausgebildet sind;
eine Gate-Elektrode, welche auf einer Umfangsfläche jedes Emitterchips ausgebildet ist;
eine schmelzbare Metallschicht, welche zwischen der Basiselektrode und jedem Emitterchip ausgebildet ist;
eine Fokussierelektrode, welche am oberen Abschnitt der Gate-Elektrode ausgebildet ist, wobei zwischen diesen eine Isolierschicht angeordnet ist;
eine Steuerelektrode, welche am oberen Abschnitt der Fokussierelektrode ausgebildet ist, wobei zwischen diesen eine Isolierschicht angeordnet ist; und
eine erste und eine zweite Fokussierelektrode, welche an der Vorderseite der Steuerelektrode ausgebildet sind.
eine Mehrzahl von Emitterchips, welche auf einer Basiselektrode mit einem bestimmten Abstand ausgebildet sind;
eine Gate-Elektrode, welche auf einer Umfangsfläche jedes Emitterchips ausgebildet ist;
eine schmelzbare Metallschicht, welche zwischen der Basiselektrode und jedem Emitterchip ausgebildet ist;
eine Fokussierelektrode, welche am oberen Abschnitt der Gate-Elektrode ausgebildet ist, wobei zwischen diesen eine Isolierschicht angeordnet ist;
eine Steuerelektrode, welche am oberen Abschnitt der Fokussierelektrode ausgebildet ist, wobei zwischen diesen eine Isolierschicht angeordnet ist; und
eine erste und eine zweite Fokussierelektrode, welche an der Vorderseite der Steuerelektrode ausgebildet sind.
7. Elektronenstrahler, welcher sich der
Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp
bedient, nach Anspruch 6, wobei die Basiselektrode
und die Gate-Elektrode durch die Isolierschicht
isoliert sind.
8. Elektronenstrahler, welcher sich der
Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp
bedient, nach Anspruch 6, wobei die
Elektronenstrahlen, welche von der Mehrzahl von
Emitterchips emittiert werden, auf eine
Hauptelektronenlinse, welche durch die erste und die
zweite Fokussierelektrode gebildet wird, fokussiert
werden, ohne eine Überkreuzung zu bilden.
9. Elektronenstrahler, welcher sich der
Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp
bedient, nach Anspruch 6, wobei der Kathodenteil
entsprechend der jeweiligen R-, G-, B-Farbe getrennt
ausgebildet ist.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000084731A JP2001266735A (ja) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | 電界放出型冷陰極構造及びこの陰極を備えた電子銃 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10114353A1 true DE10114353A1 (de) | 2002-01-10 |
Family
ID=18601174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE10114353A Withdrawn DE10114353A1 (de) | 2000-03-22 | 2001-03-22 | Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp und ein die Kaltkathode verwendender Elektronenstrahler |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6680564B2 (de) |
| JP (1) | JP2001266735A (de) |
| KR (1) | KR20010092674A (de) |
| CN (1) | CN1314691A (de) |
| DE (1) | DE10114353A1 (de) |
| GB (1) | GB2362503B (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1437754A2 (de) * | 2003-01-13 | 2004-07-14 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Elektronisches Bauteil |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6465941B1 (en) * | 1998-12-07 | 2002-10-15 | Sony Corporation | Cold cathode field emission device and display |
| EP1359600A3 (de) * | 2002-04-25 | 2007-12-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Hochauflösende Kathodenstrahlröhre mit Elektronenkanone mit kalter Kathode |
| JP4219724B2 (ja) * | 2003-04-08 | 2009-02-04 | 三菱電機株式会社 | 冷陰極発光素子の製造方法 |
| CN100405523C (zh) * | 2004-04-23 | 2008-07-23 | 清华大学 | 场发射显示器 |
| KR20060000751A (ko) * | 2004-06-29 | 2006-01-06 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전자방출소자 및 이를 이용한 전자방출 표시장치 |
| KR20070012134A (ko) * | 2005-07-22 | 2007-01-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | 집속 전극을 갖는 전자방출소자 및 그 제조방법 |
| CN100573778C (zh) * | 2006-07-07 | 2009-12-23 | 清华大学 | 场发射阴极及其制造方法 |
| US8084929B2 (en) * | 2009-04-29 | 2011-12-27 | Atti International Services Company, Inc. | Multiple device shaping uniform distribution of current density in electro-static focusing systems |
| CN104584179B (zh) * | 2012-08-16 | 2017-10-13 | 纳欧克斯影像有限公司 | 图像捕捉装置 |
| TW202232543A (zh) * | 2020-09-30 | 2022-08-16 | 美商Ｎｃｘ公司 | 場發射陰極裝置及形成場發射陰極裝置之方法 |
| CN112701021A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-23 | 国家纳米科学中心 | 一种调控冷阴极电子源侧向发射的结构及方法 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4163918A (en) * | 1977-12-27 | 1979-08-07 | Joe Shelton | Electron beam forming device |
| NL8901075A (nl) * | 1989-04-28 | 1990-11-16 | Philips Nv | Inrichting ten behoeve van elektronengeneratie en weergeefinrichting. |
| JPH04284324A (ja) * | 1991-03-13 | 1992-10-08 | Seiko Epson Corp | 電界電子放出装置 |
| CA2112180C (en) | 1992-12-28 | 1999-06-01 | Yoshikazu Banno | Electron source and manufacture method of same, and image forming device and manufacture method of same |
| KR960009127B1 (en) * | 1993-01-06 | 1996-07-13 | Samsung Display Devices Co Ltd | Silicon field emission emitter and the manufacturing method |
| JP2653008B2 (ja) * | 1993-01-25 | 1997-09-10 | 日本電気株式会社 | 冷陰極素子およびその製造方法 |
| US5543680A (en) * | 1993-10-20 | 1996-08-06 | Nec Corporation | Field emission type cathode structure for cathode-ray tube |
| JPH08106848A (ja) * | 1994-10-04 | 1996-04-23 | Mitsubishi Electric Corp | 電子源およびそれを用いた陰極線管 |
| JPH08111167A (ja) * | 1994-10-06 | 1996-04-30 | Sony Corp | 粒子放出装置、電界放出型装置及びこれらの製造方法 |
| US5763987A (en) * | 1995-05-30 | 1998-06-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Field emission type electron source and method of making same |
| US5578900A (en) * | 1995-11-01 | 1996-11-26 | Industrial Technology Research Institute | Built in ion pump for field emission display |
| US5633561A (en) | 1996-03-28 | 1997-05-27 | Motorola | Conductor array for a flat panel display |
| JP2871579B2 (ja) * | 1996-03-28 | 1999-03-17 | 日本電気株式会社 | 発光装置およびこれに用いる冷陰極 |
| JP2917898B2 (ja) * | 1996-03-29 | 1999-07-12 | 日本電気株式会社 | 電界放出冷陰極素子およびその使用方法 |
| JP2907113B2 (ja) * | 1996-05-08 | 1999-06-21 | 日本電気株式会社 | 電子ビーム装置 |
| JP2939943B2 (ja) * | 1996-11-01 | 1999-08-25 | 日本電気株式会社 | 冷陰極電子銃およびこれを備えたマイクロ波管装置 |
| JP3127844B2 (ja) * | 1996-11-22 | 2001-01-29 | 日本電気株式会社 | 電界放出型冷陰極 |
| US6283812B1 (en) * | 1999-01-25 | 2001-09-04 | Agere Systems Guardian Corp. | Process for fabricating article comprising aligned truncated carbon nanotubes |
| JP2000323011A (ja) * | 1999-05-10 | 2000-11-24 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 電界放出型電子源 |
-
2000
- 2000-03-22 JP JP2000084731A patent/JP2001266735A/ja active Pending
-
2001
- 2001-02-26 KR KR1020010009679A patent/KR20010092674A/ko not_active Application Discontinuation
- 2001-03-21 US US09/812,692 patent/US6680564B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-03-21 GB GB0107108A patent/GB2362503B/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-03-22 CN CN01109195A patent/CN1314691A/zh active Pending
- 2001-03-22 DE DE10114353A patent/DE10114353A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1437754A2 (de) * | 2003-01-13 | 2004-07-14 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Elektronisches Bauteil |
| EP1437754A3 (de) * | 2003-01-13 | 2005-07-06 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Elektronisches Bauteil |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20010092674A (ko) | 2001-10-26 |
| GB2362503B (en) | 2002-11-06 |
| US20010024082A1 (en) | 2001-09-27 |
| US6680564B2 (en) | 2004-01-20 |
| JP2001266735A (ja) | 2001-09-28 |
| CN1314691A (zh) | 2001-09-26 |
| GB2362503A (en) | 2001-11-21 |
| GB0107108D0 (en) | 2001-05-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69009307T3 (de) | Anzeigevorrichtung mit flachem Bildschirm. | |
| US5534749A (en) | Field-emission display with black insulating layer between transparent electrode and conductive layer | |
| DE69333555T2 (de) | Flache Feldemissionskathode anwendende flache Anzeigevorrichtung mit Triodenstruktur | |
| DE69838232T2 (de) | Elektronenemissionsvorrichtung mit segmentierter Anode und Bildanzeigevorrichtung | |
| DE2826273A1 (de) | Kathodenstrahlroehre mit kaltkathode | |
| DE60011166T2 (de) | Elektronenemittierendes Element und Bildausgabevorrichtung | |
| DE69835013T2 (de) | Herstellung einer elektronenemittierenden vorrichtung mit leiterähnlicher emitterelektrode | |
| DE69730195T2 (de) | Bilderzeugungsgerät | |
| JP2002505502A (ja) | 温度差に適応するスペーサシステムを備えたフラットパネルディスプレイの設計及び製造 | |
| DE69910979T2 (de) | Grossflächige feldemissions-bildwiedergabeanordnung und verfahren zur herstellung | |
| DE10114353A1 (de) | Kaltkathodenkonstruktion vom Feldemissionstyp und ein die Kaltkathode verwendender Elektronenstrahler | |
| DE1966798A1 (de) | Vorrichtung zur verbesserten darstellung einer bildwiedergabe, insbesondere zur stereoskopischen darstellung | |
| DE2928702C2 (de) | ||
| DE2824820A1 (de) | Elektronenstrahlsystem mit verteilter elektrostatischer linse | |
| DE19728679A1 (de) | Kathode für die Elektronenkanone einer Kathodenstrahlröhre | |
| DE755240C (de) | Anordnung fuer den Empfang von Fernsehsendungen mit einer Braunschen Roehre | |
| DE2612285A1 (de) | Elektronengeraet | |
| US8450917B2 (en) | High-definition cathode ray tube and electron gun | |
| JP5151667B2 (ja) | マトリックス型冷陰極電子源装置 | |
| DE19741381A1 (de) | Elektronenkanone für Farbkathodenstrahlröhre | |
| DE2946211C2 (de) | ||
| DD232374A5 (de) | Elektronenstrahlroehre | |
| DE1101494B (de) | Mehrstrahl-Bildroehre mit Fokusmaske und einem Mosaikschirm | |
| DE4235306C2 (de) | Kathodenstrahlröhre mit kombinierter dynamischer Fokussierungs-Korrektur und dynamischer Astigmatismus-Korrektur | |
| DD202479A5 (de) | Kathodenstrahlroehre |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8130 | Withdrawal |