DE69816570T2

DE69816570T2 - Treiberschaltung für eine Anzeige mit mehreren Elektronenquellen

Info

Publication number: DE69816570T2
Application number: DE69816570T
Authority: DE
Inventors: Eiji Ohta-ku Yamaguchi; Hidetoshi Ohta-ku Suzuki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-12-03
Filing date: 1998-12-02
Publication date: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2018-12-03
Also published as: EP0921516A1; US6236167B1; EP0921516B1; JPH11224075A; KR19990062728A; CN1226050A; CN1124582C; KR100356243B1; DE69816570D1; JP3025249B2

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf das Ansteuern von Elementen, insbesondere auf das Ansteuern von elektronenemittierenden Elementen und das Ansteuern von Elementen, deren Ansprechhäufigkeit höher ist als die Überschwingfrequenz einer beaufschlagenden Spannung.
Beschreibung des Standes der Technik
Zwei Arten von Elementen, nämlich Glühkathodenelemente und Kaltkathodenelemente, sind als Elektronenemissionselemente bekannt. Beispiele von Kaltkathodenelementen sind Elektronenemissionselemente des Feldemissionstyps (nachstehend abgekürzt mit "FE"), des Metall/Isolator/Metalltyps (nachstehend abgekürzt mit "MIM") und des oberflächenleitenden Typs.
Bekannte Beispiele des FE-Typs sind beschrieben in W. P. Dyke und W. W. Dolan, "Field emission", Advance in Electron Physics 8, 89 (1956) und in C. A. Spindt "Physical Properties of thin-film field emission cathodes mit molybdenum cones", J. Appl. Phys., 47, 5248 (1976).
Ein bekanntes Beispiel vom MIM-Typ ist beschrieben in C. A. Mead, "Operation of tunnel emission devices", J. Appl. Phys., 32, 646 (1961).
Ein Beispiel des oberflächenleitenden Elektronenemissionselements ist beschrieben von M. I. Elinson, Radio. Eng. Electron Phys., 10, 1290, (1965). Es gibt auch andere Beispiele, wie später zu berichten ist.
Das Elektronenemissionselement mit Oberflächenleitfähigkeit verwendet ein Phänomen, bei dem eine Elektronenemission in einem kleinen Bereich eines Dünnfilms erzeugt wird, der auf einem Substrat gebildet ist, durch Stromfluß parallel zur Filmoberfläche. Verschiedene Beispiele dieses oberflächenleitenden Elektronenemissionselements sind berichtet worden. Eines bezieht sich auf einen Dünnfilm aus SnO₂ nach Elinson, der zuvor erwähnt wurde. Andere Beispiele verwenden einen Dünnfilm aus Au [G. Dittmer: "Thin Solid Films", 9, 317 (1972)], einen Dünnfilm aus In₂O₃/SnO₂ (M. Hartwell and C. G. Fonstad: "IEEE Trans. E. D. Conf.", 519 (1975); und ein Dünnfilm aus Kohlenstoff (Hisashi Araki, et al. "Vacuum", Band 26, Nr. 1, S. 22 (1983).
16 ist eine Aufsicht auf das Element gemäß M. Hartwell et al., wie zuvor beschrieben. Dieser Elementaufbau ist typisch für diese oberflächenleitenden Elektronenemissionselemente. Wie in 16 gezeigt, bedeutet Bezugszeichen 3001 ein Substrat. Bezugszeichen 3004 bedeutet einen elektrisch leitenden Dünnfilm, der Metalloxyd enthält, das durch Aufschleudern in einer flachen Gestalt gebildet ist und den Buchstaben "H" in der dargestellten Form bildet. Der leitende Film 3004 wird einem Elektrifizierungsprozeß unterzogen, der als "Elektrifizierungsformierung" bezeichnet wird und unten beschrieben ist, wodurch ein Elektronenemissionsabschnitt 3005 gebildet wird. Der Freiraum L in 17 wird eingestellt auf 0,5–1 mm, und der Abstand W auf 0,1 mm. Zur Vereinfachung der Darstellung ist der elektronenemittierende Abschnitt 3005 in einer rechteckigen Form in der Mitte des leitenden Films 3004 gezeigt. Jedoch ist dies lediglich eine schematische Ansicht, und die tatsächliche Position und Gestalt des Elektronenemissionsabschnitts werden hier nicht getreu wiedergegeben.
In den oben erwähnten herkömmlichen oberflächenleitenden Elektronenemissionselementen, insbesondere das Element nach Hartwell et al. hat allgemein den Elektronenemissionsabschnitt 3005 auf dem leitfähigen Dünnfilm 3004 gebildet, durch den sogenannten "Elektrifizierungformierungs"-Prozeß, bevor die Elektronenemission ausgeführt wird. Die Elektrifizierungsformierung bezieht sich auf das Formieren eines Elektronenemissionsabschnitts durch Stromfluß. Beispielsweise wird eine konstante Gleichspannung oder eine Gleichspannung, die sehr langsam ansteigt in der Größenordnung von 1 V/min über den leitfähigen Dünnfilm 3004 fließen gelassen, um Strom durch den Film zu schicken, wodurch ein lokales Zerstören, Deformieren oder Verändern der Eigenschaft des leitfähigen Dünnfilms 3004 erfolgt und Erzeugen des Elektronenemissionsabschnitts 3005, wobei der elektrische Widerstand sehr hoch ist. Ein Bruch wird erzeugt in einem Teil des leitfähigen Dünnfilms 3004, der lokal zerstört, deformiert oder in seiner Eigenschaft verändert wurde. Elektronen werden aus der Nähe des Bruches emittiert, wenn eine geeignete Spannung am leitfähigen Dünnfilm 3004 anliegt, nachdem die Elektrifizierungsformierung erfolgt ist.
Das zuvor erwähnte oberflächenleitende Elektronenemissionselement ist insbesondere einfach in der Struktur und leicht herzustellen, und folglich gibt es den Vorteil, der darin besteht, daß eine große Anzahl von Elementen auf einer großen Fläche gebildet werden können. Das Erforschen ist folglich gerichtet gewesen auf ein Verfahren des Anordnens und Ansteuerns einer großen Anzahl von Elementen, wie in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 64-31332 offenbart und auf den hiesigen Anmelder zurückgeht.
Anwendungen der oberflächenleitenden Elektronenemissionselemente, nach denen weiter geforscht wurde, sind des weiteren Bilderzeugungseinrichtungen, wie Bildanzeigeeinrichtungen und Bildaufzeichnungseinrichtungen sowie geladene Strahlquellen.
Als Anwendungen für Bildanzeigegeräte ist die Forschung in Hinsicht auf Einrichtungen gerichtet worden, die in Verbindung oberflächenleitende Elektronenemissionselemente und Leuchtstoffe verwenden, die Licht als Reaktion auf das Bestrahlen mit einem Elektronenstrahl erzeugen, wie beispielsweise in den Anmeldungen von USP 5 066 833 und der japanischen offengelegten Patentanmeldung (KOKAI) Nr. 2-257551 offenbart, die auf den hiesigen Anmelder zurückgeht. Die Bildanzeigeeinrichtung unter Verwendung der Kombination der oberflächenleitenden Emissionselemente und der Leuchtstoffe ist ein Kandidat für hervorragende Eigenschaften gegenüber jenen herkömmlichen Bildanzeigeeinrichtungen anderer Arten. Im Vergleich mit einer Flüssigkristallanzeige, die in den letzten Jahren populär geworden ist, erfordert die zuvor genannte Bildanzeigeeinrichtung, die eigenes Licht emittiert, keine rückwärtige Beleuchtung. Und sie hat auch einen größeren Sehwinkel.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfinder haben mit oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungselementen experimentiert, die aus verschiedenen Materialien aufgebaut wurden, hergestellt nach verschiedenen Verfahren und einer Vielzahl von Strukturen, wie jene zum Stand der Technik beschriebenen. Des weiteren haben die Erfinder Mehrfachelektronenstrahlquellen untersucht, die aus einer Anordnung einer Anzahl oberflächenleitender elektronenemittierender Elemente bestehen, und Anzeigeeinrichtungen, die diese Mehrfachelektronenstrahlquellen verwenden.
Die Erfinder haben versucht, eine Mehrfachelektronenstrahlquelle auf der Grundlage eines elektrischen Verdrahtungsverfahrens herzustellen, wie in 17 als Beispiel dargestellt ist. Dies ist eine Mehrfachelektronenstrahlquelle, die speziell durch Anordnen einer Anzahl oberflächenleitender Elektronenemissionselemente in zweidimensionaler Form und durch Verdrahten der Elemente zu einer Matrix in der dargestellten Weise gewonnen wird.
In 17 bedeutet Bezugszeichen 4001 schematisch ein oberflächenleitendes Elektronenemissionselement, und Bezugszeichen 4002, 4003 bedeuten Zeilen- beziehungsweise Spaltenrichtungsleitungen. Obwohl die Zeilenrichtungsleitungen 4002 und die Spaltenrichtungsleitungen 4003 aktuell begrenzte elektrische Widerstände aufweisen, sind diese als Leitungswiderstände 4004, 4005 in der Figur dargestellt. Diese Verdrahtung wird als "einfache Matrixverdrahtung" bezeichnet.
Die Matrix ist gezeigt in der Form einer 6 × 6-Matrix zur Vereinfachung der Darstellung, obwohl die Größe der Matrix nicht hierauf beschränkt ist. Im Falle einer Mehrfachelektronenstrahlquelle für beispielsweise eine Bildanzeigeeinrichtung würden genügend Elemente zum Darstellen einer gewünschten Bildanzeige angeordnet und verdrahtet.
In einer Mehrfachelektronenstrahlquelle, die durch Verdrahten von oberflächenleitenden Elektronenemissionselementen als einfache Matrix gebildet ist, werden geeignete elektrische Signale an die Zeilenrichtungsleitungen 4002 und an die Spaltenrichtungsleitungen 4003 angelegt, um die gewünschten Elektronenstrahlen abzugeben. Um beispielsweise die oberflächenleitenden Elektronenemissionselemente in irgendeiner Zeile der Matrix anzusteuern, wird eine Auswahlspannung Vs an die Zeilenrichtungsleitung 4002 der auszuwählenden Zeile angelegt, und eine Nichtauswahlspannung Vns wird gleichzeitig an die Zeilenrichtungsleitungen 4002 von Zeilen angelegt, die nicht ausgewählt sind. Synchron zu dieser Operation wird eine Ansteuerspannung Ve zur Abgabe eines Elektronenstrahls an die Spaltenrichtungsleitungen 4003 angelegt. Gemäß diesem Verfahren wird an die oberflächenleitenden Emissionselemente der ausgewählten Zeile eine Spannung von (Ve–Vs) angelegt an die oberflächenleitenden Elektronenemissionselemente der nicht ausgewählten Zeilen, wenn der durch die Verdrahtungswiderstände 4004 und 4005 verursachte Spannungsabfall vernachlässigt wird. Wenn Ve, Vs, Vns aus Spannungen geeigneter Höhe sind, sollten Elektronenstrahlen in einer gewünschten Intensität lediglich von den oberflächenleitenden Elektronenemissionselementen der ausgewählten Zeile abgegeben werden. Wenn unterschiedliche Ansteuerspannungen Ve an jeweilige der Spaltenrichtungsleitungen angelegt werden, sollten Elektronenstrahlen unterschiedlicher Intensitäten von jeweiligen der Elemente der ausgewählten Zeile abgegeben werden. Die Ansprechgeschwindigkeit der oberflächenleitenden Elektronenemissionselemente ist hoch. Wenn die Zeitdauer der Ansteuerspannung Ve variiert, dann wird die Zeitdauer eines Elektronenstrahls in der Lage sein, variiert zu werden.
Eine Mehrfachelektronenstrahlquelle mit oberflächenleitenden Elektronenemissionselementen, die zu einer einfachen Matrix verdrahtet sind, haben eine Vielzahl möglicher Anwendungen. Wenn beispielsweise ein elektrisches Signal, das einer Bildinformation entspricht, in geeigneter Weise angelegt wird, dann die Mehrfachelektronenstrahlquelle Idealerweise als Elektronenquelle für eine Bildanzeigeeinrichtung verwendet werden.
In der Realität jedoch beinhaltet eine Mehrfachelektronenstrahlquelle mit oberflächenleitenden Elektronenemissionselementen, die zu einer einfachen Matrix verdrahtet sind, nachstehend aufgeführte Probleme.
Um die gewünschten Elektronenstrahlen abzugeben, wird die Auswahlspannung Vs an die Zeilenrichtungsleitung der auszuwählenden Zeile angelegt, und die Ansteuerspannung Ve zur Abgabe der Elektronenstrahlen wird gleichzeitig an die Spaltenrichtungsleitung angelegt, wie schon zuvor beschrieben. Im allgemeinen wird das Ansteuersignal auf der Abtastseite (nämlich das Signal Vs) so abgegeben, daß die Zeit, während der es anliegt, sich mit der Zeit überlappt, während der das Ansteuersignal auf der Modulationsseite (nämlich das Signal Ve) anliegt, wie in 18 dargestellt. Damit werden die Wirkungen irgendwelcher Verschiebungen der Ein/Aus-Zeitvorgaben dieser Ansteuersignale reduziert.
Ein System mit einem Anzeigefeld 4102, das eine Mehrfachelektronenstrahlquelle verwendet, eine Abtastansteuerschaltung 4100, eine Modulationsansteuerschaltung 4101 und die Stecker zum Verbinden dieser Schaltungen, wie in
19A gezeigt, hat eine Kapazitätskomponente, die der Matrixverdrahtung auf dem Substrat der Mehrfachelektronenstrahlquelle zuzuschreiben ist, eine Widerstandskomponente aufgrund der oberflächenleitenden Elektronenemissionselemente und Induktivitätskomponenten aus der Verdrahtung. Wenn das System von 19A ersetzt wird durch eine einfache elektrische Schaltung, die äquivalent ist, wird das in 19B gezeigte Ergebnis erzielt. Eine Signalquelle V1 stellt die Abtastansteuerschaltung 4100 dar, eine Signalquelle V2, die Modulationsansteuerschaltung 4101, L1 und L2, die Induktivitätskomponenten der Stecker, C die Kapazitätskomponente zwischen den Matrixleitungen auf dem Substrat der Mehrfachelektronenstrahlquelle, und R die Widerstandskomponente der oberflächenleitenden Elektronenemissionselemente. Aus Gründen der Einfachheit werden die Induktivitätskomponenten der Matrixverdrahtung als klein bis vernachlässigbar angesehen.
In der Schaltung von 19B wird ein Ansteuersignal der in 20 gezeigten Art an ein oberflächenleitendes Elektronenemissionselement angelegt, wenn die Rechteckwellen, die in 18 gezeigt sind, das Anzeigefeld 4102 als Ansteuersignale von der Abtastansteuerschaltung 4100 beaufschlagen und die Ansteuerschaltung 4101 modulieren. Wie in 20 gezeigt, wird eine Spannung V an das Element angelegt. Genauer gesagt, zuerst wird die Auswahlspannung Vs, abgegeben von der Abtastansteuerschaltung 4100, und dann die Ansteuerspannung Ve abgegeben von der Modulationsansteuerschaltung 4101, so daß die Gesamtspannung V Ve–Vs erreicht. Die mit Kreisen eingeschlossenen Bereiche A und B stellen Teilvergrößerungen der Signalwellenform dar, wenn der Impuls ansteigt. Überschwingen aufgrund von LC-Komponenten wird bei den positiv gehenden und bei den negativ gehenden Übergängen der Ansteuerimpulse erzeugt. Die Amplituden des Überschwingens an den Abschnitten A und B unterscheiden sich aus einem später zu beschreibenden Grund.
Durch das zuvor erwähnte Überschwingen verursachte Probleme verschlechtern die Steuerfähigkeit des Elektronenemissionsstroms und verursachen eine Verschlechterung aufgrund des Anliegens einer exzessiven Spannung an die oberflächenleitenden Elektronenemissionselemente.
Das Ansteuergerät, das hier in Betracht gezogen wird, ist ein Ansteuergerät der Art zum Ansteuern einer Elektronenquelleneinrichtung, die gewonnen wird durch Verbinden durch eine und eine andere Verdrahtung eines Elektronenemissionselements, das von zwei unterschiedlichen Potentialen angesteuert wird, wobei dies bekannt ist aus der Veröffentlichung des US-Patentanmeldung US-A-4 316 123, mit: einem ersten Anlegemittel zum Anlegen eines ersten Potentials an das Elektronenemissionselement über die eine Leitung und mit einem zweiten Anlegemittel zum Anlegen eines zweiten Potentials an das Elektronenemissionselement über die andere Leitung der Leitungen.
Ein Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Wirkungen des zuvor beschriebenen Überschwingens zu mildern.
Nach der vorliegenden Erfindung wird die vorstehende Aufgabe gelöst durch Bereitstellen eines Verzögerungsmittels, um eine Verzögerungszeit Td vorzusehen, die dem Anlegen des ersten Potentials folgt, um das Anlegen des zweiten Potentials zu verzögern, wobei die Verzögerungszeit Td der folgenden Ungleichung genügt, wenn R, C und L einen Widerstandswert, eine Kapazitätskomponente beziehungsweise eine Induktivitätskomponente der Elektronenquelleneinrichtung bedeuten: Td > (0,733/ζ) × (2π/ω0)
Das erste Anlegemittel legt vorzugsweise das erste Potential an eine Spaltenrichtungsleitung einer Mehrfachelementeinrichtung an, die gewonnen wird durch Verdrahten einer Vielzahl von Elementen in zweidimensionaler Weise zu einer Matrix, und das zweite Anlegemittel legt das zweite Potential an eine Spaltenrichtungsleitung der Mehrfachelementeinrichtung in einem Zustand an, bei dem das erste Potential vom ersten Anlegemittel angelegt wird.
Das erste Anlegemittel legt vorzugsweise das erste Potential an eine Vielzahl von Zeilenrichtungsleitungen an, während diese Zeilenrichtungsleitungen sequentiell ausgewählt werden.
Das zweite Anlegemittel legt vorzugsweise das zweite Potential auf der Grundlage eines Bildsignals an.
Das erste und das zweite Potential werden vorzugsweise auf Werte gebracht, die kein Element veranlassen, angesteuert zu werden, wenn das erste Potential anliegt und das zweite Potential nicht anliegt.
Das Ansteuergerät nach der vorliegenden Erfindung kann ein Teil des Bilderzeugungsgerätes bilden, das auch die Elektronenquelleneinrichtung enthält sowie ein Bilderzeugungsglied, auf dem ein zu erzeugendes Bild durch Ansteuern des Elektronenemissionselements von der Elektronenquelle erzeugt wird.
Ein Ansteuerverfahren zum Ansteuern der Elektronenquelleneinrichtung nach der Erfindung ist im Patentanspruch 8 angegeben.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung deutlich, in der gleiche Bezugszeichen dieselben oder ähnliche Teilen in allen Figuren bedeuten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist ein Diagramm, das eine Ansteuerschaltung eines Anzeigefeldes zeigt, das Teil eines Bilderzeugungsgerätes nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
2 ist ein Äquivalentschaltbild, das zum Beschreiben der elektrischen Eigenschaften einer Elektronenquelle, einer Ansteuerschaltung und Verbindungen nützlich ist, wie in 1 gezeigt;
3 ist ein Diagramm, das nützlich ist bei der Beschreibung einer Einschwingsignalwellenform, die die Elektronenquelle beaufschlagt;
4 ist eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht, die das Anzeigefeld auf einer Bildanzeigeeinrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
5A und 5B sind Aufsichten, die eine Anordnung von Leuchtstoffen auf einer Vorderplatte des Anzeigefeldes zeigen;
6A und 6B sind eine Auf- beziehungsweise eine Querschnittsansicht eines oberflächenleitenden Elektronenemissionselements des Planartyps, verwendet in diesem Ausführungsbeispiel;
7A bis 7E sind Querschnittsansichten, die nützlich sind zur Beschreibung einer Herstellprozesses von einem oberflächenleitenden Elektronenemissionselement des Planartyps;
8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Wellenform zeigt, die beim Ausführen der Elektrisierungsformierung angelegt wird;
9A ist ein Diagramm, das eine Spannungswellenform zeigt, die bei einer Elektrisierungsaktivierungsbehandlung angelegt wird, und 9B zeigt eine Änderung im Emissionsstrom Ie;
10 ist eine schematische Querschnittsansicht, die zum Beschreiben eines Grundaufbaus eines oberflächenleitenden Elektronenemissionselements des Vertikaltyps nützlich ist;
11A bis 11F sind Querschnittsansichten, die nützlich sind bei der Beschreibung eines Herstellprozesses von einem oberflächenleitenden Elektronenemissionselement des Vertikaltyps in diesem Ausführungsbeispiel;
12 ist ein Graph, der eine typische Kennlinie des oberflächenleitenden Elektronenemissionselements zeigt, das in diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird;
13 ist eine Aufsicht, die das Substrat einer Mehrfachelektronenstrahlquelle zeigt, die in diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird;
14 ist eine Querschnittsansicht eines Teiles vom Substrat des oberflächenleitenden Elektronenemissionselements, das in diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird;
15 ist ein Blockdiagramm, das ein Multifunktionsbildanzeigegerät zeigt unter Verwendung einer Bildanzeigeeinrichtung, die die vorliegende Erfindung verkörpert;
16 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines oberflächenleitenden Elektronenemissionselements nach dem Stand der Technik zeigt;
17 ist ein Diagramm, das bei der Beschreibung eines Verdrahtungsverfahrens von einem Elektronenemissionselement nützlich ist, das von den Erfindern versuchsweise angewandt wurde;
18 ist ein Diagramm zum Beschreiben einer Spannungswellenform, die eine übliche Mehrfachelektronenstrahlquelle ansteuert, sowie die Zeitvorgaben;
19A zeigt eine Elektronenquelle, deren Ansteuerschaltungen und die Verbindungen dazwischen, und 19B ist ein Äquivalentschaltbild, das nützlich ist bei der Beschreibung der elektrischen Eigenschaften dieser Elektronenquelle, deren Ansteuerschaltungen und deren Verbindungen; und
20 ist ein Diagramm, das beim Beschreiben einer Einschwingsignalwellenform nützlich ist, die der Elektronenquelle zugeführt wird.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
1 veranschaulicht die Ansteuerschaltungen eines Bilderzeugungsgerätes nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Insbesondere in 1 gezeigt ist ein Anzeigefeld 1, das eine Mehrfachelektronenstrahlquelle verwendet, eine Abtastansteuerschaltung 2 zum Ausführen einer Ansteuerung, um eine zeilensequentielle Anzeige zu präsentieren, eine Modulationsansteuerschaltung 3 zum Abgeben eines Modulationssignals auf der Grundlage eines Bildes, eine Zeitsteuerschaltung 4 zum Steuern der Zeitvorgabe, der das Modulationssignal an das Anzeigefeld 1 angelegt wird, und Verbindungen 5, 6 zwischen dem Anzeigefeld 1 und den Ansteuerschaltungen 2, 3.
Bezugszeichen 7 bedeutet eine Amplitudensiebeinheit, die zusammengesetzte Videosignale in Synchronsignale und Bilddatensignale trennt. Die Bilddatensignale werden an die Modulationsansteuerschaltung 3 geliefert. Die Synchronisationssignale werden an die Zeitsteuerschaltung 4 geliefert. Die Zeitsteuerschaltung 4 erzeugt "B" und "D" auf der Grundlage des Synchronsignals und liefert diese an die Abtastansteuerschaltung 2 beziehungsweise an die Modulationsansteuerschaltung 3.
Wie zuvor erwähnt, entwickeln die Ansteuersignale für die Elektronenemissionselemente ein Überschwingen aufgrund einer Kapazitätskomponente, die der Matrixverdrahtung auf dem Substrat der Mehrfachelektronenstrahlquelle zuzuschreiben ist, sowie einer Induktivitätskomponente aufgrund der Induktion der Verbindungen zwischen dem Elektronenquellensubstrat und den Ansteuerschaltungen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel steuert die Zeitsteuerschaltung 4 die Anlegezeitvorgaben des Modulationssignals in der Weise, daß die Ansteuerspannung von der Modulationsansteuerschaltung 3 nach dem Überschwingen der Ansteuerspannungswellenform angelegt wird, die erzeugt wird, wenn die Auswahlspannung aus der Abtastansteuerschaltung 2 anliegt und abklingt. Unter derartiger Steuerung der Zeitvorgabe, zu der die Ansteuerspannung von der Modulationsansteuerschaltung 3 angelegt wird, werden die Wirkungen des Überschwingens verringert.
Bezüglich der Arbeitsweise der in 1 gezeigten Schaltung wird zunächst die Auswahlspannung aus der Abtastansteuerschaltung 2 an die gewünschte Leitung gemäß einem Abtaststeuersignal angelegt. Dann wird die Ansteuerspannung aus der Modulationsansteuerschaltung 3 auf der Grundlage des Bildsignals gemäß der ausgewählten Leitung angelegt. Die Zeitvorgabe zum Anlegen der Ansteuerspannung wird verzögert von der Zeitsteuerschaltung 4, die eine Verzögerungszeit bereitstellt, die länger ist als die Zeit, die erforderlich ist zum Einschwingen des Anstiegs vom Ansteuersignal aufgrund der Auswahlspannung. Eine Anzeige wird präsentiert durch Ausführen dieser Operation in Hinsicht auf jede Zeile, die durch sequentielles Abtasten ausgewählt wird.
Eine gewünschte Verzögerungszeit gemäß dem Ausführungsbeispiel ist nachstehend anhand der 2 und 3 beschrieben. 2 ist ein Diagramm, das gewonnen wird, wenn die Schaltung von 1 ersetzt wird durch eine vereinfachte elektrische Schaltung. Hier ist L substituiert durch eine Induktivitätskomponente der Verbindungen 5, 6 und der Matrixverdrahtung des Substrats von den Elektronenstrahlquellen, C ist substituiert für die Kapazitätskomponente, und R ist substituiert für die Widerstandskomponente der Vielzahl von oberflächenleitenden Elektronenemissionselemente auf der ausgewählten Leitung. Unter diesen Bedingungen ist es möglich, die Überschwingwellenform zu errechnen, die durch die nachstehende Gleichung ausgedrückt wird, wobei ω₀ die Winkelgeschwindigkeit des Überschwingens, ζ den Dämpfungskoeffizienten und V(t) die Spannung darstellt, die an den oberflächenleitenden Elektronenemissionselementen anliegt:
Td stelle die gewünschte Verzögerungszeit dar. Die Komponente, die die Dämpfung der Überschwingwellenform in der obigen Gleichung zum Errechnen von V(t) darstellt, ist exp (–ζω0t).
Eine Zeit t1, die exp(–ζω₀t) ungefähr auf 0,01 bringt (das heißt, 1%) sollte ausgewählt werden. Mit anderen Worten, es gilt exp(–ζω0t) = 0,01
Folglich ergibt sich t1 = 4,605 (ζω0)
Da des weiteren ω₀ = 2πf₀ = 2πf₀ gilt, ergibt sich t1 = 0,733/(ζf0)
Durch Auswahl einer Verzögerungszeit Td, die länger als t1 dauert, kann die Ausgleichsspannung, die der angelegten Spannung um die Überschwingwellenform überlagert ist, auf weniger als 1% bedämpft werden. Die Verzögerungszeit Td läßt sich folgendermaßen unter Vereinfachung angeben: Td > 1/(ζf0) [= 1/ζ × (2π/ω0)]
Die Induktivitätskomponente L, die über ω₀ und ζ entscheidet, läßt sich bestimmen aus der Drahtlänge der Schaltung, und die Kapazitätskomponente C wird primär bestimmt durch die Kapazitätskomponente der Isolationsschicht bei den Matrixverdrahtungskreuzungen und der Kapazitätskomponente aufgrund der Kapazität zwischen benachbarten Leitungsmustern. Die Widerstandskomponente R wird bestimmt durch den EIN-Widerstand der Elemente, wenn diese eingeschaltet werden, und den AUS-Widerstand der Elemente, wenn diese abgeschaltet werden.
Diese Komponenten sind Parameter, die auf der Grundlage der Anordnung und der Auslegung der Mehrfachelektronenstrahlquelle und der Matrixverdrahtung auf dem Substrat feststehen.
Die Induktivitätskomponente L ergibt sich aus der Verdrahtungslänge der Schaltung, wie schon erwähnt, und läßt sich messen mit einem LCR-Meßgerät durch Auswahl einer Leitung auf der Verdrahtung für die Abtastung unter Verwendung der Herausführungen auf beiden Seiten dieser Leitung als Anschlüsse. Die Induktivitätskomponente aufgrund der Verdrahtung auf der Modulationsseite läßt sich auf gleiche Art messen. Da jedoch verschiedene tausend Verdrahtungsmuster auf der Modulationsseite gleichzeitig ausgewählt werden, wenn Elemente angesteuert werden, wird die Induktivitätskomponente einer jeden Leitung parallel geschaltet, und nimmt von daher einen extrem kleinen Wert an. Die Kapazitätskomponente ergibt sich hauptsächlich aus der Kapazitätskomponente der Isolationsschicht bei den Matrixverdrahtungskreuzungen und der Kapazitätskomponente aufgrund der Kapazität zwischen benachbarten Verdrahtungsmustern, wie schon zuvor erwähnt. Mit anderen Worten, in gleicher Weise wie bei derjenigen, wenn die Elemente angesteuert werden, kann die Kapazitätskomponente 10 gemessen werden mit einem LCR-Meßgerät unter Verwendung eines ausgewählten Leitungsmusters auf der Abtastseite als ein Anschluß und unter Verwendung der restlichen Verdrahtungsmuster auf der Abtastseite und aller Muster auf der Modulationsseite, gemeinsam mit dem anderen Anschluß. Die Widerstandskomponente R wird bestimmt durch den EIN-Widerstand der Elemente, wenn diese eingeschaltet werden, und dem AUS-Widerstand der Elemente, wenn diese abgeschaltet werden, wie schon zuvor erwähnt. Mit anderen Worten, der EIN-Widerstand läßt sich ermitteln durch Teilen der an alle Elemente der ausgewählten Leitung von der Modulationsseite angelegten Spannung (nämlich der Gesamtauswahlspannung) durch den Leitungsstrom, der in die Abtastseite fließt, ein durch Addieren der angelegten Spannung auf der Abtastseite gewonnen Wert, wenn eine Leitung ausgewählt ist, um so die Elemente dieser Leitung einzuschalten. Der AUS-Widerstand läßt sich messen nach Ausschalten der EIN-Elemente, wie beim Auf-Null-Setzen der Spannung auf der Modulationsseite in einer solchen Weise, daß die Auswahlspannung, die alle Elemente auf der ausgewählten Leitung beaufschlagt, die Hälfte der angelegten Spannung ist, wenn die Elemente im EIN-Zustand sind.
Der Wert von Td, welches zuvor erwähnt wurde, ergibt sich in der Weise, daß eine Spannung aufgrund Überschwingens nicht 1% der angelegten Spannung überschreitet. Das bedeutet, daß wenn die angelegte Spannung zur Zeit des Einschaltens 14 V beträgt, die Spannung aufgrund des Überschwingens 0,14 V ist. Dieses Niveau ist dasselbe wie die Spanne, beispielsweise 0,25 V, von der Ansteuerspannung, die aus der Temperaturkennlinie und der Ausgangsvarianz der Ansteuerschaltung angenommen werden kann. Mit anderen Worten, da der eingestellte Ansteuerbereich durch Überschwingen herangezogen wird, ist es erforderlich, daß der eingeschwungene Zustand der Übergangswellenlänge aufgrund des Überschwingens begrenzt wird, um in der Größenordnung einiger Prozent der angelegten Spannung zu fallen. Folglich wird es hinreichend sein, wenn die Verzögerungszeit Td so gewählt ist, daß die Spannung aufgrund des Überschwingens nicht größer als mehrere % der angelegten Spannung ist, wobei der Wert von 1%, der zuvor genannt wurde, eine strikte Begrenzung darstellt.
Untersucht werden die zuvor genannten Werte für L, C und R in einer Bildanzeigeeinrichtung, die eine Diagonale von 60 Inch hat, und versehen ist mit RGB-Pixeln in einer Anordnung von 2000 Horizontalpixeln × 1000 Vertikalpixeln, die erforderlich sind für eine hochqualitative Bildanzeige. Die Längen der Abtastverdrahtungsmuster und Modulationsverdrahtung betragen 1,3 m beziehungsweise 0,7 m, und die Kapazitätskomponente aufgrund der Abtastverdrahtung, die hauptsächlich über die Induktivitätskomponente entscheidet, beträgt etwa 1 μH. Die Kapazitätskomponente bei den Leitungskreuzungspunkten beträgt 0,02 pF pro Kreuzungspunkt in einem Falle, bei dem die Breite der Abtastleitung etwa 300 μm beträgt, die Breite der Modulationsverdrahtung etwa 1000 μm und die Stärke der Isolationsschicht etwa 20 μm beträgt. Die Kapazität bei einer Abtastleitung mit einer Gliederung von 2000 × 3 Elementen beträgt 120 pF. Hier wird die Kapazität zwischen benachbarten Abtastleitungen als relativ gering angenommen. Der AUS-Widerstand beträgt 3 MΩ pro Element in Hinsicht auf die Spannungs-Strom-Kennlinie vom Element. Der AUS-Widerstand beträgt etwa 500 Ω pro Element auf der Leitung. Das bedeutet, daß die Resonanzfrequenz bei den Elementen der Matrix angesteuert wird mit 14 MHz, basierend auf
. Des weiteren ist ζ = 0,09, und Td dient als Standard für 5 Mikrosekunden. In Hinsicht auf das Elementansprechvermögen basiert die Arbeitsweise auf Tunnelstrom. Da die Anstiegszeit in der Größenordnung von Nanosekunden liegt, arbeiten die Elemente folglich in Übereinstimmung mit der zuvor beschriebenen Überschwingwellenform.
Das Einstellen der Verzögerungszeit Td beeinflußt die maximale Helligkeit der Lichtemission wegen der Verzögerungszeit und der maximalen Modulationszeit, die dem Abtastintervall einer Zeile gemeinsam ist. Genauer gesagt, die maximale Helligkeit wird entschieden durch die anzusteuernde Zeit der Dauer bei der Leitungsabtastung. Wenn beispielsweise die Anzeigebildfrequenz 50 Hz und die Anzahl der Abtastzeilen 1000 ist, dann beträgt ein Abtastintervall 17 μs. Wenn eine Verzögerungszeit Td von 5 μs eingestellt ist, wird die maximale Helligkeit um 30% reduziert, was sich auf der Grundlage der Gleichung 5/17 = 0,29 ergibt. Vorzuziehen ist, daß dieses Ausführungsbeispiel durch Einstellen des Reduktionsbetrages auf weniger als 50% erfolgt. Mit anderen Worten, die Verzögerungszeit Td sollte weniger als 50% betragen, und vorzugsweise weniger als 30% von der Zeitdauer, die das erste Potential anliegt.
Wie später zu beschreiben ist, hat die oberflächenleitenden Elektronenemissionselemente gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Widerstandskomponente, die eine nicht lineare Kennlinie in Hinsicht auf die angelegte Spannung zeigt. Das heißt, das Element zeigt einen vergleichsweise hohen Widerstandswert, wenn nur die Auswahlspannung anliegt, und der Widerstandswert fällt ab um eine Stelle, wenn die Ansteuerspannung Ve zusätzlich zu Vs anliegt. Beim Ansteuern einer einfachen Matrix wird die übliche Praxis zur Auswahl dieser Spannungen gemäß der Gleichung –Vs = Ve = 1/2(Ve – Vs) ausgewählt. Ein oberflächenleitendes Elektronenemissionselement zeigt einen höheren Widerstandswert, wenn nur Vs anliegt, und einen niedrigeren Widerstandswert, wenn Vs und Ve anliegen.
Diese Änderung der Widerstandskomponente in Hinsicht auf die angelegte Spannung bedeutet, daß der Wert des Dämpfungskoeffizienten ζ beim Überschwingphänomen sich ändert. Im Ergebnis wird eine Differenz bei der Dämpfungskennlinie der Überschwingwellenform erzeugt. Dies ist in 3 dargestellt. Das Überschwingen setzt sich fort für eine verhältnismäßig lange Zeit, und die Amplitude des Überschwingens ist groß während der Zeit, bei der nur die Auswahlspannung Vs anliegt. Da jedoch die Ansteuerspannung Ve nach Verzögerung um die Verzögerungszeit Td angelegt wird, die länger ist als die erforderliche Zeit zum Einschwingen des Überschwingens, sind diese Wirkungen des Überschwingens vernachlässigbar. Im Falle, bei dem die Ansteuerspannung Ve anliegt, wird der Dämpfungskoeffizient ζ um Vielfaches größer. Folglich senkt sich das Überschwingen schnell ab und wird in der Amplitude klein, wie unter B in 3 aufgezeigt. Das bedeutet, daß die Messungen nur dann erfolgen, wenn die Auswahlspannung Vs anliegt und effektiv ist, um die Wirkungen des Überschwingens zu unterdrücken.
Durch Verringern der Wirkungen des Überschwingens zur Zeit der Ansteuerung in der zuvor beschriebenen Weise wird es möglich, eine hochqualitatives Bilderzeugungsgerät zu schaffen, dessen Gradation genau gesteuert wird.
(Aufbau und Verfahren der Herstellung eines Anzeigefeldes)
Nachstehend beschrieben ist der Aufbau eines Anzeigefeldes von einem Bildanzeigegerät sowie ein Herstellverfahren für das Anzeigefeld gemäß diesem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Anzeigefeldes, das in diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird. Ein Teil des Anzeigefeldes ist weggeschnitten, um die interne Struktur des Gerätes zu offenbaren.
Das Gerät enthält eine Rückplatte 1005, eine Seitenwand 1006 und eine Vorderplatte 1007. Die Rückplatte 1005, die Seitenwand 1006 und die Vorderplatte 1007 bilden eine hermetische Umhüllung zur Beibehaltung des Vakuums innerhalb des Anzeigefeldes. Hinsichtlich des Zusammenbaus des hermetischen Gefäßes erfordern die Verbindungen zwischen den Gliedern eine Versiegelung, um eine hinreichende Festigkeit und Luftdichtigkeit beizubehalten. Als Beispiel wird ein Versiegeln erreicht durch Beschichten der Anschlüsse mit Fritteglas und Ausführen einer Kalzinierung in einer Atmosphäre oder in einer Stickstoffumgebung bei einer Temperatur von 400–500°C für 10 Minuten oder länger. Das Verfahren zum Evakuieren des Inneren des hermetischen Gefäßes ist später zu beschreiben.
Ein Substrat 1001 ist mit der Rückplatte 1005 befestigt, das N × M oberflächenleitende Elektronenemissionselemente 1003 auf sich trägt. (Hier sind N, M positive Ganzzahlen mit einem Wert von zwei oder größer, wobei die Anzahl ungefähr in Übereinstimmung ist mit der Anzahl beabsichtigter Anzeigepixel. Beispielsweise in einem Anzeigegerät zum Zwecke, bei dem mit hoch auflösendes Fernsehen anzuzeigen ist, ist es wünschenswert, daß die Anzahl von Elementen nicht geringer als N = 1000, M = 1000 ist. In diesem Ausführungsbeispiel gilt N = 3072, M = 1024.) Die N × M oberflächenleitenden Elektronenemissionselemente sind matrixverdrahtet durch eine m-Anzahl von Zeilenrichtungsleitungsmustern 1003 und einer n-Anzahl von Spaltenrichtungsleitungsmustern 1004. Der durch die Komponenten 1001–1004 gebildete Abschnitt wird als "Mehrfachelektronenstrahlquelle" bezeichnet. Das Herstellverfahren der Mehrfachelektronenstrahlquelle und deren Struktur ist später in mehr Einzelheiten zu beschreiben.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Struktur so eingerichtet, daß das Substrat 1001 der Mehrfachelektronenstrahlquelle befestigt ist an der Rückplatte 1005 der hermetischen Umhüllung. Im Falle, daß das Substrat 1001 der Mehrfachelektronenstrahlquelle eine hinreichende mechanische Stärke aufweist, kann jedoch das Substrat 1001 selbst als rückwärtige Platte der hermetischen Umhüllung verwendet werden.
Ein Leuchtstoffilm 1008 ist auf der Unterseite der Vorderplatte 1007 gebildet. Da sich das Ausführungsbeispiel auf ein Farbanzeigegerät bezieht, sind die Abschnitte des Leuchtstoffilm 1008 mit Leuchtstoffen der drei Primärfarben Rot, Grün und Blau beschichtet, die verwendet werden im Teilbild der Kathodenstrahlröhrentechnologie. Der Leuchtstoff einer jeden Farbe wird in Streifenform aufgetragen, wie in 5A gezeigt, und ein schwarzer Leiter 1010 ist zwischen den Leuchtstreifen vorgesehen. Der Zweck des Bereitstellens des schwarzen Leiters 1010 ist der, daß sichergestellt wird, daß es keine Verschiebung der Anzeigefarben gibt, selbst wenn es einige Lageabweichungen gibt, die mit den Elektronenstrahlen bestrahlt werden, um ein Absinken des Anzeigekontrasts durch Vermeiden einer Reflexion externen Lichts zu verhindern, und den Leuchtstoffilm daran zu hindern, vom Elektronenstrahl aufgeladen zu werden. Obwohl die Hauptsubstanz, die beim schwarzen Leiter 1010 verwendet wird, Graphit ist, kann ein beliebiges anderes Material verwendet werden, sofern es für die obengenannten Zwecke geeignet ist.
Das Auftragen der Leuchtstoff der drei Primärfarben ist nicht beschränkt auf die streifenförmige Anordnung, wie sie in 5A gezeigt ist. Beispielsweise läßt sich auf eine deltaförmige Anordnung, wie sie in 5B gezeigt ist, oder eine andere Gliederung verwenden.
In einem Falle, bei dem ein monochromes Anzeigefeld hergestellt wird, kann ein monochromes Leuchtstoffmaterial als Leuchtstoffilm 1008 verwendet werden, und das Schwarzleitermaterial muß nicht unbedingt eingesetzt werden.
Ein Metallrücken 1009, der im Gebiet der Kathodenstrahlröhrentechnologie allgemein bekannt ist, ist des weiteren auf der Oberfläche des Leuchtstoffilms 1008 auf der Seite der Rückplatte vorgesehen. Der Zweck des Bereitstellens vom Metallrücken 1009 ist die Verbesserung der Verwendbarkeit von Licht durch Reflektieren eines Teiles des Lichts, das der Leuchtstoffilm 1008 emittiert, um den Leuchtstoffilm 1008 gegenüber Beschädigungen aufgrund des Bombardierens mit negativen Ionen zu vermeiden, um als Elektrode zum Anlegen einer Elektronenstrahlbeschleunigungsspannung zu wirken und als ein Leitweg für die Elektronen, die der Leuchtstoffilm 1008 erregt hat. Der Metallrücken 1009 wird nach einem Verfahren hergestellt, das das Formieren des Leuchtstoffilms 1008 auf dem Vorderplattensubstrat 1007 beinhaltet, nachfolgendes Glätten der Oberfläche vom Leuchtstoffilm und Vakuumauftragen von Aluminium auf diese Oberfläche. In einem Fall, bei dem ein Leuchtstoffmaterial für niedrige Spannungen als Leuchtstoffilm 1008 Verwendung findet, ist der Metallrücken 1009 überflüssig.
Obwohl in diesem Ausführungsbeispiel nicht verwendet, können transparente Elektroden aus einem Material, wie beispielsweise ITO verwendet werden, die zwischen dem Plattensubstrat 1007 und dem Leuchtstoffilm 1008 angeordnet werden, um eine Beschleunigungsspannung anzulegen, und zum Zwecke des Verbesserns der Leitfähigkeit vom Leuchtstoffilm 1008.
Elektrische Verbindungsanschlüsse Dx1–DxM, Dy1–Dyn und Hv haben eine luftdichte Struktur und sind vorgesehen zur elektrischen Verbindung des Anzeigefeldes mit einer elektrischen Schaltung, die nicht dargestellt ist. Die Anschlüsse Dx1–Dxm sind elektrisch verbunden mit den Zeilenrichtungsverdrahtungsmustern 1003 der Mehrfachelektronenstrahlquelle, die Anschlüsse Dy1–Dyn sind elektrisch verbunden mit den Spaltenrichtungsleitungsmustern 1004 der Mehrfachelektronenstrahlquelle, und der Anschluß Hv ist elektrisch verbunden mit dem Metallrücken 1009 der Vorderplatte.
Um das Innere des hermetischen Gefäßes zu evakuieren, sind eine Absaugpumpe und eine Vakuumpumpe, nicht dargestellt, mit dem hermetischen Gefäß verbunden, nachdem das hermetische Gefäß zusammengebaut ist und das Innere des Gefäßes leergepumpt ist auf ein Vakuum von 1 × 10^–7 Torr. Der Absaugstutzen wird dann versiegelt. Um den Vakuumgrad im hermetischen Gefäß aufrecht zu erhalten, wird ein Getterfilm (nicht dargestellt) an einer vorgeschriebenen Stelle im hermetischen Gefäß unmittelbar vor oder unmittelbar nach dem Versiegeln des Stutzens gebildet. Der Getterfilm ist ein Film, der durch Erwärmen eines Gettermaterials mit beispielsweise dem Hauptbestandteil Ba durch ein Wärmeelement oder durch Hochfrequenzheizung zum Auftragen des Materials gebildet wird. Ein Vakuum in der Größenordnung von 1 × 10^–5–1 × 10^–7 Torr wird im hermetischen Gefäß durch Adsorbieren vom Getterfilm aufrecht erhalten.
Die Basiskonstruktion und das Verfahren des Herstellens vom Anzeigefeld dieses Ausführungsbeispiels ist nachstehend beschrieben.
Das Herstellverfahren der Mehrfachelektronenstrahlquelle, das im Anzeigefeld des vorstehenden Ausführungsbeispiels verwendet wird, ist als nächstes beschrieben. Wenn die Mehrfachelektronenstrahlquelle im Bildanzeigegerät nach dieser Erfindung verwendet wird, eine Elektronenquelle ist, die man gewinnt durch Verdrahten von oberflächenleitenden Elektronenemissionselementen in der Form einer einfachen Matrix, gibt es eine Beschränkung bezüglich des Materials, der Gestalt oder dem Herstellverfahren der oberflächenleitenden Elektronenemissionselemente. Jedoch haben die Erfinder herausgefunden, daß unter den verfügbaren oberflächenleitenden Elektronenemissionselementen eines ist, bei dem der Elektronenemissionsabschnitt oder die Peripherie desselben aus einem Film von fein verteilten Partikeln gebildet ist, die in ihrer Elektronenemissionseigenschaft hervorragen, und daß das Element sich leicht herstellen läßt. Folglich läßt sich der Aufbau so einrichten, daß ein höchst bevorzugtes Element verwendet wird in einer Mehrfachelektronenstrahlquelle bei einem Bildanzeigegerät mit hoher Leuchtdichte und einem großen Anzeigebildschirm. Im Anzeigefeld des vorstehenden Ausführungsbeispiels wurde folglich Gebrauch gemacht von einem oberflächenleitenden Elektronenemissionselement, bei dem der Elektronenemissionsabschnitt oder deren Peripherie gebildet wurde aus einem Film fein verteilter Partikel. Der Grundaufbau, das Verfahren der Herstellung und die Eigenschaften eines idealen oberflächenleitenden Elektronenemissionselements sind nachstehend beschrieben anhand der Struktur einer Mehrfachelektronenstrahlquelle, bei der eine große Anzahl von Elementen die Form einer einfachen Matrix verdrahtet sind.
(idealer Elementaufbau für oberflächenleitenden Elektronenemissionselemente und Herstellverfahren für diese)
Ein Element des planaren Typs und des Vertikaltyps sind zwei typische Arten des Aufbaus von oberflächenleitenden Elektronenemissionselementen, die als solche verfügbar sind, wobei der elektronenemittierende Abschnitt oder die Peripherie desselben aus einem Film fein verteilter Partikel besteht.
(Oberflächenleitenden Elektronenemissionselement des Planartyps)
Der Elementaufbau und die Herstellung eines oberflächenleitenden Elektronenemissionselements des Planartyps ist als erstes beschrieben. 6A und 6B sind eine Auf- beziehungsweise Querschnittsansicht zum Beschreiben des Aufbaus eines oberflächenleitenden Elektronenemissionselement des Planartyps.
In den 6A und 6B gezeigt ist ein Substrat 1101, Elementelektroden 1102, 1103, ein elektrisch leitender Dünnfilm 1104, ein elektronenemittierender Abschnitt 1105, erzeugt durch Elektrifizierformierbehandlung, und ein Dünnfilm 1113, gebildet durch eine Elektrifizierungsaktivierbehandlung.
Beispiele vom Substrat 1101 sind verschiedene Glassubstrate, wie Quarzglas, blaues Glas, verschiedene Substrate einer Keramik, wie beispielsweise Aluminiumoxid, oder ein Substrat, das man gewinnt durch Auftragen einer Isolationsschicht, wie beispielsweise SiO₂ auf den zuvor erwähnten verschiedenen Substraten.
Die Elementelektroden 1102, 1103, die vorgesehen sind, um einander auf dem Substrat 1101 gegenüber zu stehen, sind im wesentlichen parallel angeordnet mit der Substratoberfläche und gebildet aus einem Material, das elektrische Leitfähigkeit zeigt. Beispiele des Materials, die verwendet werden können, sind Metalle Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu, Pd und Ag oder Legierungen dieser Metalle, Metalloxide, wie beispielsweise In₂O₃-SnO₂ und Halbleitermaterialien, wie beispielsweise Polysilizium. Wenn eine Schichtherstelltechnik, wie Vakuumauftragen, oder eine Musterungstechnik, wie die Photolithographie oder Ätzen verwendet werden in Kombination zur Herstellung der Elektroden, kann die Elektrode leicht hergestellt werden. Jedoch ist es zulässig, die Elektroden nach einem anderen Verfahren, beispielsweise nach einer Drucktechnik, herzustellen.
Die Formen der Elementelektroden 1102, 1103 lassen sich entscheiden gemäß der Anwendung und dem Zweck des Elektronenemissionselements. Im allgemeinen kann der Abstand L zwischen den Elektroden ein passender Wert sein, der ausgewählt wird in einem Bereich von mehreren hundert Å (1 Å = 0,1 nm) bis mehreren hundert μm. Vorzugsweise ist der Bereich in der Größenordnung mehrerer μm bis 10 μm, um die Einrichtung im Anzeigegerät zu verwenden. In Hinsicht auf die Dicke d der Elementelektroden wird ein passender numerischer Wert gewählt im Bereich von mehreren 100 Å bis mehreren μm.
Ein Film feinverteilter Partikel wird im Abschnitt des elektrisch leitenden Dünnfilms 1104 verwendet. Der Film fein verteilter Partikel, der hier genannt wurde, bedeutet einen Film (einschließlich inselförmiger Aggregate), der eine große Anzahl fein verteilter Partikel als Strukturalelemente enthält. Wenn ein Film fein verteilter Partikel mikroskopisch betrachtet wird, beobachtet man üblicherweise die Struktur, die individuelle Feinpartikel enthält und angeordnet sind in einer beabstandeten Beziehung, in der die Partikel aneinander grenzen oder bei der die Partikel einander überlappen.
Der Partikeldurchmesser der fein verteilten Partikel, die bei dem Film fein verteilter Partikel verwendet werden, fällt in den Bereich von mehreren Å bis zu mehreren 100 nm (1000 Å), wobei speziell bevorzugt ist der Bereich, der 10 bis 200 Å umfaßt. Die Filmdicke des Films fein verteilter Partikel wird in geeigneter Form gewählt nach Berücksichtigung folgender Bedingungen: erforderliche Bedingungen zum Erzielen einer guten elektrischen Leitung zwischen den Elementelektroden 1102 und 1103, erforderliche Bedingungen zum Ausführen der Elektrifizierformierung, die später zu beschreiben ist, und erforderliche Bedingungen zum Erzielen geeigneter Werte, wie später zu beschreiben ist, um für den elektrischen Widerstand des Films der fein verteilten Partikel per se.
Genauer gesagt, die Filmdicke wird ausgewählt im Bereich von einem Drittel nm bis zu mehreren Å zu mehreren 100 nm (1000 Å) bis 50 nm, vorzugsweise zwischen 10 zu 500 Å.
Beispiele verwendeter Materialien zur Bildung des Film fein verteilter Partikel sind die Metalle Pd, Pt, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W und Pb, usw., die Oxyde PdO, SnO₂, In₂O₃, PbO und Sb₂O₃, die Boride HfB₂, ZrM₂, LaB₆, CeB₆, YB₄ und GdB₄, die Carbide TiC, ZrC, HfC, TaC, SiC und WC, die Nitride TiN, ZrN und Hfn, die Halbleiter Si, Ge und Kohlenstoff. Das Material kann unter diesen in geeigneter Weise ausgesucht werden.
Wie zuvor erwähnt, wird der elektrisch leitende Dünnfilm 1104 aus einem Film fein verteilter Partikel hergestellt. Der Flächenwiderstand wird eingestellt in dem Bereich von 10³ bis 107 Ω/π.
Da es vorzuziehen ist, den elektrisch leitenden Dünnfilm 1104 in guten elektrischen Kontakt mit den Elementelektroden 1102, 1103 zu bringen, wenn diese verbunden sind, ist die verwendete Struktur so, daß der Film und die Elementelektroden sich teilweise gegenseitig überlappen. Hinsichtlich der Verfahren des Erzielens dieser Überlappung wird ein Verfahren zum Aufbau der Einrichtung vom Grund in der Reihenfolge des Substrats, Elementelektroden und elektrisch leitender Dünnfilm gewählt, wie im Beispiel der 6A und 6B gezeigt. Abhängig von diesem Fall kann die Einrichtung aufgebaut werden von unten in der Reihenfolge Substrat, elektrisch leitender Film und Elementelektroden.
Der Elektronenemissionsabschnitt 1105 ist ein bruchförmiger Abschnitt, der im Teil des elektrisch leitenden Dünnfilms 1104 gebildet ist, und hat, elektrisch ausgedrückt, einen Widerstand, der höher ist als der umgebende leitende Dünnfilm. Der Bruch ist gebildet, indem der elektrisch leitende Dünnfilm 1104 einer Elektrifizierungsformierbehandlung unterzogen wurde, die später zu beschreiben ist. Es gibt die Fälle fein verteilter Partikel mit einem Partikeldurchmesser von mehreren Å bis mehreren 100 Å, die sich in dem Bruch befinden. Angemerkt sei, daß wegen der Schwierigkeit der Darstellung in feiner und genauer Weise die tatsächliche Lage und Gestalt des Elektronenabschnitts nur schematisch in den 6A und 6B veranschaulicht ist.
Der Dünnfilm 1113 enthält Kohlenstoff oder eine Kohlenstoffverbindung und deckt den Elektronenemissionsabschnitt 1105 und dessen Umgebung ab. Der Dünnfilm 1113 ist gebildet durch Ausführen einer Elektrifizieraktivierungsbehandlung, die später zu beschreiben ist, und zwar erfolgt diese nach der Elektrifizierformierungsbehandlung.
Der Dünnfilm 1113 ist entweder eine Mischung einkristalligen Graphits, polykristallinen Graphits oder amorphen Kohlenstoffs. Die Filmdicke liegt vorzugsweise unter 50 nm (500 Å), insbesondere dünner als 30 nm (300 Å).
Angemerkt sei, daß es wegen der Schwierigkeit genauen Darstellens der aktuellen Lage und Gestalt des Dünnfilms nur eine schematische Darstellung in den 6A, 6B gibt. In der Aufsicht von 6A ist des weiteren das Element mit einem Teil des beseitigten Dünnfilms 1113 gezeigt.
Die erwünschte Grundkonstruktion vom Element ist beschrieben worden. Das nachstehend dargelegte Element wurde in diesem Ausführungsbeispiel angewandt.
Als das Substrat 1103 wurde blaues Glas verwendet, und ein Dünnfilm aus Ni wurde für die Elementelektroden 1102, 1103 verwendet. Die Dicke d der Elementelektroden betrug 100 nm (1000 Å), und der Elektrodenabstand L war 2 μm. Als Hauptbestandteil des Films fein verteilter Partikel wurde Pd oder PdO verwendet, die Dicke des Films fein verteilter Partikel betrug etwa 10 nm (100 Å), und die Breite W war 100 μm.
Das Herstellverfahren des bevorzugten oberflächenleitenden Elektronenemissionselement vom Planartyp ist nachstehend beschrieben.
7A bis 7E sind Querschnittsansichten zum Beschreiben der Prozeßschritte zur Herstellung des oberflächenleitenden Elektronenemissionselements. Abschnitte, die jenen in den 6A, 6B gleichen, sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

1) Zuerst werden die Elementelektroden 1102, 1103 auf dem Substrat 1101 gebildet, wie in 7A gezeigt. Hinsichtlich der Herstellung wird das Substrat 1101 hinreichend im voraus unter Verwendung eines Waschmittels gereinigt, reinen Wassers oder einer organischen Lösung, nachdem das Elementelektrodenmaterial aufgetragen wurde (ein Beispiel des verwendeten Auftragungsverfahrens ist eine Vakuumfilmerzeugungstechnik, wie Dampfauftragung oder Schleudern.) Danach wird das aufgetragene Elektrodenmaterial gemustert unter Verwendung von Lithographie zum Bilden eines Paares von Elektroden 1102, 1103, wie in 7A gezeigt.
2) Als nächstes wird der elektrisch leitende Dünnfilm 1104 gebildet, wie in 7B gezeigt. Hinsichtlich der Erzeugung wird das Substrat von 7A beschichtet mit einer organischen Metallösung, letzterer ist es gestattet zu trocknen, erwärmt zu werden und Kalzinierungsbehandlungen werden angewandt zur Bildung eines Films fein verteilter Partikel. Das Mustern wird dann ausgeführt durch photolithographisches Ätzen, um eine vorgeschriebene Gestalt zu erhalten. Die organische Metallösung ist eine solche einer organischen Metallverbindung, in der das Hauptelement das Material der fein verteilten Partikel ist, verwendet im elektrisch leitenden Film. (Genauer gesagt, als Hauptelement in diesem Ausführungsbeispiel wurde Pd verwendet. Das Auftragungsverfahren wurde verwendet als das Auftragungsverfahren in diesem Ausführungsbeispiel. Andere Verfahren können jedoch eingesetzt werden, wie das Schleuder- und Sprühverfahren.) Neben dem Verfahren des Auftragens der organischen Metallösung, das in diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird als Verfahren des Bildens vom elektrisch leitenden Dünnfilm, der aus dem Film fein verteilter Partikel besteht, gibt es des weiteren Fälle, in denen eine Vakuumauftragung und Aufsprühen oder chemische Dampfauftragung angewandt wird.
3) Eine geeignete Spannung wird als nächstes an die Elementelektroden 1102 und 1103 angelegt, wie in 7C gezeigt, aus einer Formierungsstromversorgung 1110, wodurch eine Elektrifizierformierungsbehandlung ausgeführt wird, um den Elektronenemissionsabschnitt 1105 zu bilden.

Die Elektrifizierformierungsbehandlung umfaßt den Stromfluß durch den elektrisch leitenden Dünnfilm 1104, der aus dem Film fein verteilter Partikel besteht, um lokal die Eigenschaft dieses Abschnitts zu zerstören, deformieren oder zu ändern, wodurch eine ideale Struktur für die Elektronenemission gewonnen wird. Am Abschnitt des elektrisch leitenden Films, der aus dem Film fein verteilter Partikel besteht, geändert in eine ideale Struktur zur Elektronenemission (das heißt, den Elektronenemissionsabschnitt 1105), wird ein Riß erzeugt, der für einen Dünnfilm passend ist. Wenn ein Vergleich gemacht wird mit der Situation vor Erzeugen des elektronenemittierenden Abschnitts 1105, ist es ersichtlich, daß der elektrische Widerstand, den man zwischen den Elementelektroden 1102 und 1103 nach der Formierung mißt, wesentlich angestiegen ist.
Um eine detaillierte Beschreibung des Elektrifizierungsverfahrens zu geben, wird ein Beispiel geeigneter Wellenformanlegung aus der Formierungsstromversorgung 1110 gegeben, wie in 8 gezeigt. In einem Fall, bei dem der elektrisch leitende Film aus fein verteilten Partikeln besteht, die der Formierung unterzogen wurden, ist eine Impulsspannung vorzuziehen. Im Falle dieses Ausführungsbeispiels wurden dreieckförmige Impulse mit einer Impulsbreite T1 angelegt, gemäß einem Impulsintervall T2, wie in der Figur dargestellt. Zu dieser Zeit wurde der Spitzenwert VpF der dreiecksförmigen Impulse allmählich erhöht. Ein Überwachungsimpuls Pm zum Überwachen der Bildung des Elektronenemissionsabschnitts 1105 wurde zwischen die Dreiecksimpulse in einem passenden Abstand eingefügt, und der Strom, der zu dieser Zeit fließt, wurde von einem Strommesser 1111 gemessen.
Unter einem Vakuum von 1 × 16^–3 Pa (1 × 10^–5 Torr) wurde die Impulsbreite T1 und das Impulsintervall T2 auf 1 ms beziehungsweise 10 ms gesetzt, und die Spitzenspannung VpF wurde erhöht zu Inkrementen von 0,1 V bei jedem Impuls. Der Überwachungsimpuls Pm wurde mit einer Rate von 1 × pro 5 Rechteckimpulsen eingefügt. Die Spannung VpM der Überwachungsimpulse wurde auf 0,1 V gesetzt, so daß die Formierungsbehandlung nicht nachteilig beeinflußt wird. Zur Formierungsbehandlung angewandtes Elektrifizieren wurde abgeschlossen in einer Stufe, bei der der Widerstand zwischen den Anschlußelektroden 1102, 1103 gleich 1 × 10⁶ Ω wurde, nämlich bei der Stufe, bei der der vom Strommessser 1111 gemessene Strom beim Anlegen des Überwachungsimpulses unter 1 × 10^–7 A sank.
Das zuvor beschriebene Verfahren ist vorzugsweise in Beziehung zum oberflächenleitenden Elektronenemissionselement dieses Ausführungsbeispiels zu sehen. Im Falle, bei dem das Material oder die Filmstärke des Films, der aus fein verteilten Partikeln oder aus der Auslegung des oberflächenleitenden Elektronenemissionselements besteht, wie der Element-Elektroden-Abstand L, geändert wird, ist es wünschenswert, daß die Bedingungen der Elektrifizierung anmessen geändert werden.

4) Als nächstes wurde, wie in 7D gezeigt, eine passende Spannung aus der Aktivierungsstromversorgung 1112 an die Elementelektroden 1102, 1103 angelegt, um eine Elektrifizieraktivierungsbehandlung auszuführen, wodurch die Elektronenemissionseigenschaft verbessert wird.

Diese Elektrifizieraktivierungsbehandlung umfaßt das Unterziehen des Elektronenemissionsabschnitts 1105, der gebildet wurde durch die zuvor beschriebene Elektrifizierformierungsbehandlung, der Elektrifizierung unter geeigneten Bedingungen und Auftragen von Kohlenstoff oder einer Kohlenstoffverbindung in der Umgebung dieses Abschnitts. (In 7D ist der Auftrag, bestehend aus Kohlenstoff oder Kohlenstoffverbindung, schematisch als Glied 1113 dargestellt.) Durch Ausführen dieser Elektrifizieraktivierungsbehandlung kann der Emissionsstrom typischerweise um mehr als 100-Fache bei derselben angelegten Spannung erhöht werden im Vergleich zum Strom vor Anwenden der Behandlung.
Genauer gesagt, durch periodisches Anlegen von Spannungsimpulsen im Vakuum, das im Bereich von 1 × 10^–2 bis 1 × 10^–3 Pa (1 × 10^–4 bis 1 × 10^–5 Torr) liegt, wird Kohlenstoff oder eine Kohlenstoffverbindung aufgetragen, wobei eine organische Komponente, die im Vakuum präsent ist, als Quelle dient. Der Auftrag 1113 ist eine Mischung aus entweder einkristallinem Graphit, polykristallinem Graphit oder amorphem Kohlenstoff. Die Filmstärke beträgt weniger als 50 nm (500 Å), vorzugsweise aber weniger als 30 nm (300 Å).
Um eine detailliertere Beschreibung des Elektrifizierungsverfahrens zu geben, wird ein Beispiel einer von einer Aktivierungsstromversorgung 1112 gelieferten geeigneten Wellenform in 9A vorgestellt. In diesem Beispiel wurde die Elektrifizieraktivierungsbehandlung durchgeführt durch periodisches Anlegen rechteckiger Wellen mit einer festen Spannung. Genauer gesagt, die Spannung Vac der Rechteckwellen betrug 14 V, die Impulsbreite T3 betrug 1 ms und das Impulsintervall T4 betrug 10 ms. Die Elektrifizierungsbedingungen zum Aktivieren, die zuvor erwähnt wurden, werden in wünschenswerter Weise Bedingungen in Bezug auf das oberflächenleitende Elektronenemissionselement dieses Ausführungsbeispiels ausgeführt. Im Falle, bei dem das Auslegen des oberflächenleitenden Elektronenemissionselements geändert wird, ist es wünschenswert, daß auch die Bedingungen entsprechend geändert werden.
Bezugszeichen 1114 in 7D bedeutet eine Anodenelektrode zum Ergreifen des Emissionsstromes Ie, der vom oberflächenleitenden Elektronenemissionselement gewonnen wird. Die Anodenelektrode ist verbunden mit einer Hochgleichspannungsstromversorgung 1115 und mit einem Strommesser 1116. (Im Falle, bei dem die Aktivierungsbehandlung ausgeführt wird, nachdem das Substrat 1101 im Anzeigefeld installiert ist, wird die Leuchtelementoberfläche des Anzeigefeldes als Anodenelektrode 1114 verwendet.) Während der Zeit, bei der die Spannung von der Aktivierungsstromversorgung 1112 angelegt ist, wird der Emissionsstrom Ie vom Strommesser 1116 gemessen, um den Fortschritt der Elektrifizieraktivierungsbehandlung zu überwachen, und die Arbeitsweise der Aktivierungsstromversorgung 1112 wird gesteuert. 9B veranschaulicht ein Beispiel des Emissionsstromes Ie, den der Strommesser 1116 mißt. Wenn die Impulsspannung beginnt, durch die Aktivierungsstromversorgung 1112 geliefert zu werden, steigt der Emissionsstrom Ie im Verlauf der Zeit an, geht aber tatsächlich in die Sättigung und dann hört jeglicher Anstieg auf. In dem Moment, in dem der Emissionsstrom Ie solchermaßen in die Sättigung gegangen ist, wird das Anlegen der Spannung von der Aktivierungsstromversorgung 1112 angehalten, und die Aktivierungsbehandlung durch Elektrifizieren ist abgeschlossen.
Angemerkt sei, daß die zuvor beschriebenen Elektrifizierungsbedingungen bevorzugte Bedingungen in Beziehung auf das oberflächenleitenden Elektrodenemissionselement dieses Ausführungsbeispiels sind. Im Falle, bei dem die Auslegung des oberflächenleitenden Elektronenemissionselements geändert wird, ist es wünschenswert, daß die Bedingungen entsprechend geändert werden.
Somit wird das oberflächenleitenden Elektronenemissionselement des Planartyps, das in 7E gezeigt ist, in der zuvor dargelegten Weise hergestellt.
(Oberflächenleitendes Elektronenemissionselement vom Vertikaltyp)
Als nächstes beschrieben ist ein weiterer typischer Aufbau eines oberflächenleitenden Elektronenemissionselements, bei dem der Elektronenemissionsabschnitt und dessen Peripherie gebildet ist aus einem Film fein verteilter Partikel, nämlich der Aufbau eines oberflächenleitenden Elektronenemissionselements des Vertikaltyps.
10 ist ein schematischer Querschnitt zum Beschreiben der Grundkonstruktion des Vertikaltypelements. Bezugszeichen 1201 bedeutet ein Substrat, Bezugszeichen 1202 und 1203 bedeuten Elementelektroden, Bezugszeichen 1206 ein Stufenbildungsglied, Bezugszeichen 1204 bedeutet einen elektrischleitenden Dünnfilm unter Verwendung eines Films fein verteilter Partikel, Bezugszeichen 1205 bedeutet einen Elektronenemissionsabschnitt, der gebildet ist durch Elektrifizierformierungsbehandlung, und Bezugszeichen 1213 bedeutet einen Dünnfilm, der durch Elektrifizieraktivierungsbehandlung hergestellt ist.
Das Vertikaltypelement unterscheidet sich vom Planartypelement darin, daß eine Elementelektrode (1202) auf dem Stufenbildungsglied 1206 vorgesehen ist und daß der elektrischleitende Dünnfilm 1204 die Seite des Stufenbildungsgliedes 1206 bedeckt. Der Abstand L vom Element zur Elektrode im oberflächenleitenden Elektronenemissionselement des Planartyps, wie es in 6A gezeigt ist, wird folglich als Höhe Ls des Stufenbildungsgliedes 1206 im Vertikaltypelement eingestellt. Das Substrat 1201, die Elementelektroden 1202, 1203 und der elektrischleitende Dünnfilm 1204 unter Verwendung des Films fein verteilter Partikel können aus denselben Materialien bestehen, die zuvor bei der Beschreibung des Planartypelements angegeben wurden. Ein elektrischisolierendes Material, wie SiO₂, wird als Stufenbildungsglied 1206 verwendet.
Ein Herstellverfahren für das oberflächenleitende Elektronenemissionselement des Vertikaltyps ist nachstehend beschrieben. 11A–11F sind Querschnittsansichten zur Beschreibung der Herstellschritte. Die Bezugszeichen der verschiedenen Glieder sind dieselben wie jene in 10.

1) Zunächst wird die Elementelektrode 1203 auf dem Substrat 1201 gebildet, wie in 11A gezeigt.
2) Als nächstes wird die Isolierschicht 1206 zum Bilden des Stufenbildungsgliedes aufgebaut, wie in 11B gezeigt. Es ist hinreichend, wenn die Isolierschicht 1206 durch Aufbauen von SiO₂ unter Verwendung des Aufsprühverfahrens gebildet wird. Jedoch können auch andere Filmerzeugungsverfahren angewandt werden, wie beispielsweise die Vakuumauftragung oder das Drucken.
3) Als nächstes wird die Elementelektrode 1202 auf der Isolierschicht 1206 gebildet, wie in 11C gezeigt.
4) Als nächstes wird ein Teil der Isolierschicht 1206 durch einen Ätzprozeß beseitigt, wodurch die Elementelektrode 1203 hervorragt, wie in 11D gezeigt.
5) Dann wird der elektrischleitende Dünnfilm 1204 unter Verwendung des Films fein verteilter Partikel gebildet, wie in 11E gezeigt. Um den elektrischleitenden Dünnfilm zu schaffen, wird es ausreichen, eine Filmbildungstechnik anzuwenden, wie beispielsweise das Drucken, in derselben Weise wie im Falle des Planartypelements.
6) Als nächstes wird eine Elektrifizierformierungsbehandlung ausgeführt, und zwar in derselben Weise wie im Falle des Elements vom Planartyp, wodurch der elektronenemittierende Abschnitt gebildet wird. (Es ist hinreichend, eine Behandlung auszuführen, die der zuvor anhand 7C beschriebenen Elektrifizierformierungsbehandlung des Planartyps gleicht.)
7) Nun wird wie im Falle des Elements vom Planartyp die Elektrifizieraktivierungsbehandlung ausgeführt zum Auftragen von Kohlenstoff oder einer Kohlenstoffverbindung in der Umgebung des Elektronenemissionsabschnitts. (Es ist hinreichend, eine Behandlung auszuführen, die der zuvor anhand 7D beschriebenen Elektrifizieraktivierungsbehandlung des Planartyps gleicht.)

Das in 11F gezeigte oberflächenleitende Elektronenemissionselement vom Vertikaltyp wird in der oben angegebenen Weise hergestellt.
(Eigenschaften des im Anzeigegerät verwendeten oberflächenleitenden Elektronenemissionselements)
Der Elementaufbau und das Verfahren der Herstellung der oberflächenleitenden Elektronenemissionselemente des Planar- und Vertikaltyps sind oben beschrieben. Die Eigenschaften dieser Elemente werden in einem Gerät verwendet, das nachstehend beschrieben ist.
12 stellt ein typisches Beispiel der Kennlinien eines Emissionsstroms Ie zur angelegten Elementspannung Vf und der Kennlinien eines Elementstroms If zur angelegten Elementspannung Vf der im Anzeigegerät verwendeten Elemente dar. Angemerkt sei, daß der Emissionsstrom Ie wesentlich kleiner als der Elementstrom If ist, so daß es schwierig ist, denselben Maßstab zur Darstellung zu verwenden. Darüber hinaus werden sich diese Kennlinien ändern durch Variieren der Auslegeparameter, wie Größe und Gestalt der Elemente. Die zwei Kurven in dem Graph sind folglich jeweils unter Verwendung willkürlicher Einheiten dargestellt.
Die im Anzeigegerät verwendeten Elemente haben folgende drei Kennlinien bezüglich des Emissionsstroms Ie.
Wenn eine Spannung größer als eine gewisse Spannung (wird nachstehend als Schwellwertspannung Vth bezeichnet) am Element anliegt, steigt der Emissionsstrom Ie zuerst abrupt an. Wenn die angelegte Spannung kleiner als die Schwellwertspannung Vth ist, wird andererseits fast überhaupt kein Emissionsstrom Ie festgestellt. Mit anderen Worten, das Element ist ein nichtlineares Element, das eine klar definierte Schwellwertspannung Vth bezüglich des Emissionsstromes Ie hat.
Da zweitens der Emissionsstrom Ie in Abhängigkeit der Spannung Vf variiert, die am Element anliegt, kann die Stärke des Emissionsstromes Ie von der Spannung Vf gesteuert werden.
Wenn drittens die Ansprechgeschwindigkeit des Stromes Ie, den das Element emittiert, hoch ist als Reaktion auf die Änderung der Spannung Vf, die an das Element angelegt wird, kann die Ladungsmenge des Elektronenstrahls, den das Element emittiert, gesteuert werden durch die Zeitdauer, während der die Spannung Vf anliegt.
Aufgrund der Gegebenheiten der vorstehenden Kennlinien sind oberflächenleitende Elektronenemissionselemente ideal zur Verwendung in einem Anzeigegerät. Beispielsweise kann in einem Anzeigegerät, in dem die Anzahl von Elementen entsprechend den Pixeln eines angezeigten Bildes vorgesehen sind, der Anzeigebildschirm sequentiell abgetastet werden, um eine Anzeige zu präsentieren, wenn die erste oben erwähnte Kennlinie verwendet wird. Genauer gesagt, eine Spannung größer als die Schwellwertspannung Vth ist geeignet, an die Ansteuerelemente gemäß einer gewünschten Leuchtdichteemission angelegt zu werden, und eine Spannung, die geringer als die Schwellwertspannung Vth ist, wird die Elemente beaufschlagen, die in einem unbenutzten Zustand sind. Durch sequentielles Umschalten von angesteuerten Elementen kann der Anzeigebildschirm sequentiell zur gegenwärtigen Anzeige abgetastet werden.
Unter Verwendung der zweiten Kennlinie oder der dritten Kennlinie kann des weiteren die Leuchtdichte des emittierten Lichts gesteuert werden. Dies ermöglicht es, eine Grauskalaanzeige darzustellen.
(Struktur einer Mehrfachelektronenstrahlquelle mit einer Anzahl von in Form einer einfachen Matrix verdrahteten Elemente)
Als nächstes beschrieben ist die Struktur einer Mehrfachelektronenstrahlquelle, gewonnen durch Anordnen der zuvor beschriebenen oberflächenleitenden Elektronenemissionselemente auf einem Substrat und Verdrahten der Elemente in Form einer einfachen Matrix.
13 ist eine Aufsicht auf eine Mehrfachelektronenstrahlquelle, die im Anzeigefeld von 4 verwendet wird. Hier sind die oberflächenleitenden Elektronenemissionselemente gleich der in 6A gezeigten Art auf dem Substrat angeordnet, und diese Elementen sind in Form einer einfachen Matrix durch die Zeilenrichtungsverdrahtungselektroden 1003 und die Spaltenrichtungsverdrahtungselektroden 1004 verbunden. Eine Isolierschicht (nicht dargestellt) ist zwischen den Elektroden an den Abschnitten gebildet, bei denen sich die Zeilenrichtungsverdrahtungselektroden 1003 mit den Spaltenrichtungsverdrahtungselektroden 1004 kreuzen, wodurch die elektrische Isolation zwischen den Elektroden aufrecht erhalten wird.
14 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A' von 13.
Angemerkt sei, daß die Mehrfachelektronenquelle mit dieser Struktur im voraus hergestellt wird durch Erzeugen der Zeilenrichtungsverdrahtungselektroden 1003, der Spaltenrichtungsverdrahtungselektroden 1004, der Elektrodenzwischenisolierschicht (nicht dargestellt) und der Elementelektroden und dem elektrischleitenden Dünnfilm der oberflächenleitenden Elektronenemissionselemente auf dem Substrat, und dann durch Anwenden der Elektrifizierformierungsbehandlung und der Elektrifizieraktivierungsbehandlung durch Anliefern von Strom an jedes Element über die Zeilenrichtungsverdrahtungselektroden 1003 und die Spaltenrichtungsverdrahtungselektroden 1004.
(Beispiel der Anwendung auf ein Anzeigefeld)
15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Multifunktionsanzeigegerätes zeigt, das so aufgebaut ist, daß die von verschiedenen Bildinformationsquellen, wobei hier die am weitesten entfernte eine Fernsehübertragung ist, gelieferten Bildinformationen auf einem Anzeigefeld angezeigt werden können, in dem die zuvor beschriebenen oberflächenleitenden Elektronenemissionselemente als Elektronenstrahlquelle dienen.
In 14 gezeigt ist ein Anzeigefeld 2100, eine Treiberschaltung 2101 für das Anzeigefeld, eine Anzeigesteuerung 2102, ein Multiplexer 2103, ein Decoder 2104, eine Ein-/Ausgabeschnittstellenschaltung 2105, eine CPU 2106, eine Bilderzeugungsschaltung 2107, Bildspeicherschnittstellenschaltungen 2108, 2109 und 2110, eine Bildeingabeschnittstellenschaltung 2111, Fernsehsignalempfangsschaltungen 2112, 2113 und eine Eingabeeinheit 2114.
In einem Falle, bei dem das Anzeigegerät ein Signal empfängt, das sowohl Videoinformationen als auch Audioinformationen in der Art eines Fernsehsignals enthält, wird beispielsweise Audio tatsächlich zur selben Zeit wiedergegeben, wie das Video zur Anzeige kommt. Die Schaltung und die Lautsprecher bezüglich des Empfangs, der Trennung, der Wiedergabe, der Verarbeitung und der Speicherung von Audioinformationen, die sich nicht direkt auf die Merkmale dieses Ausführungsbeispiels beziehen, werden jedoch nicht beschrieben. Die Funktionen der verschiedenen Einheiten werden der Reihe nach mit dem Ablauf des Bildsignals beschrieben.
Als erstes empfängt die Fernsehsignalempfangsschaltung 2113 ein Fernsehbildsignal, das durch ein drahtloses Übertragungssystem eingetroffen ist und sich auf Radiowellen, auf optische Übertragung durch den Raum und so weiter verläßt. Das System der empfangenen Fernsehsignals ist nicht speziell eingeschränkt. Beispiele dieser Systeme sind das NTSC-System, das PAL-System und das SECAM-System. Ein Fernsehsignal mit einer größeren Anzahl von Abtastzeilen (beispielsweise ein sogenanntes hochqualitatives Fernsehsignal, das auf dem MUSE-System basiert) ist eine Signalquelle, die ideal ist zur Erläuterung der Vorteile des zuvor erwähnten Anzeigefeldes, das geeignet ist zur Vergrößerung einer Bildschirmfläche und zur Erhöhung der Anzahl von Pixeln. Ein von der Fernsehsignalempfangsschaltung 2113 empfangenes Fernsehsignal wird einem Decoder 2104 zugeführt.
Die Fernsehsignalempfangsschaltung 2112 nimmt das durch ein Kabelübertragungssystem gesendete Fernsehbildsignal unter Verwendung von Koaxialkabeln oder Lichtleitfasern auf. Wie im Falle der Fernsehsignalempfangsschaltung 2113 ist das System des empfangenen Fernsehsignals nicht in spezieller Weise eingeschränkt. Des weiteren wird auch das von dieser Schaltung empfangene Fernsehsignal an den Decoder 2104 abgegeben.
Die Bildeingabeschnittstellenschaltung 2111 ist eine solche zum Aufnehmen eines Bildsignals, das eine Bildeingabeeinheit, wie eine Fernsehkamera oder ein Bildlesescanner, liefert. Das aufgenommene Bildsignal wird ebenfalls an den Decoder 2104 abgegeben.
Die Bildspeicherschnittstellenschaltung 2110 akzeptiert das Bildsignal, das im Videobandrekorder gespeichert ist (wird nachstehend als VTR abgekürzt) und gibt das akzeptierte Bildsignal an den Decoder 2104 ab. Die Bildspeicherschnittstellenschaltung 2109 akzeptiert das Bildsignal, das auf einer Videoplatte gespeichert ist, und gibt das akzeptierte Bildsignal ebenfalls an den Decoder 2104 ab.
Die Bildspeicherschnittstellenschaltung 2108 nimmt ein Bildsignal auf einer Einrichtung auf, die Stehbilddaten speichert, wie eine sogenannte Stehbildplatte, und gibt die akzeptierten Stehbilddaten an den Decoder 2104 ab.
Die Ein-/Ausgabeschnittstellenschaltung 2105 ist eine solche zum Verbinden des Anzeigegerätes mit einem externen Computer, einem Computernetzwerk oder einer Ausgabeeinrichtung, wie einem Drucker. Natürlich ist es möglich, Bilddaten, Zeichendaten und graphische Informationen ein- und auszugeben, und, abhängig von Fall zu Fall, ist es möglich, Steuersignale und numerische Daten zwischen der CPU 2106, mit der die Anzeigeeinrichtung ausgestattet ist, und einer externen Einheit ein- und auszugeben.
Die Bilderzeugungsschaltung 2107 dient der Erzeugung von Anzeigebilddaten auf der Grundlage von Bilddaten und Zeichen-/Graphikinformationen, die von außen über die Ein-/Ausgabeschnittstellenschaltung 2105 eingegeben werden, oder auf der Grundlage von Bilddaten und Zeichen-/Graphikinformationen, die durch die CPU 2106 ausgegeben sind. Beispielsweise ist die Schaltung intern ausgestattet mit einem wiederbeschreibbaren Speicher zum Speichern von Bilddaten oder Zeichen-/Graphikinformationen, mit einem Nurlesespeicher, in dem Bildmuster gemäß Zeichencodes gespeichert werden, und mit einer Schaltung, die erforderlich ist zum Erzeugen eines Bildes, wie beispielsweise einem Prozessor zum Ausführen der Bildverarbeitung. Die Anzeigebilddaten, erzeugt von der Bilderzeugungsschaltung 2107, werden an den Decoder 2104 abgegeben. In gewissen Fällen jedoch ist es möglich, Bilddaten bezüglich eines externen Computernetzwerks oder bezüglich eines Druckers über eine Ein-/Ausgabeschnittstellenschaltung 2105 ein-/auszugeben.
Die CPU 2106 steuert hauptsächlich die Arbeitsweise des Anzeigegerätes und die Arbeitsweise bezüglich Erzeugung, Auswahl und Editieren von Anzeigebildern.
Beispielsweise gibt die CPU ein Steuersignal an den Multiplexer 2103 ab, um in passender Weise Bildsignale auszuwählen oder zusammenzusetzen, die auf dem Anzeigefeld dargestellt werden. Zu dieser Zeit erzeugt die CPU ein Steuersignal für die Anzeigefeldsteuerung 2102 in Übereinstimmung mit dem Bildsignal, das angezeigt und passend gesteuert wird bezüglich der Arbeitsweise des Anzeigegerätes, wie beispielsweise der Frequenz der Bildschirmanzeige, dem Abtastverfahren (Zeilensprung oder Nichtzeilensprung) und der Anzahl von Bildschirmabtastzeilen.
Des weiteren gibt die CPU Bilddaten und Zeichen-/Graphikinformationen direkt ab an die Bilderzeugungsschaltung 2107 oder greift zu auf den externen Computer oder auf den Speicher über die Ein-/Ausgabeschnittstellenschaltung 2105, um die Bilddaten oder die Zeichen-/Graphikinformation einzugeben.
Es versteht sich, daß die CPU 2106 auch zu anderen Zwecken als den erwähnten verwendet werden kann. Beispielsweise kann die CPU direkt bei einer Funktion zum Erzeugen und Verarbeiten von Informationen verwendet werden, wie beispielsweise in der Art eines Personal Computers oder eines Wortprozessors. In alternativer Weise kann die CPU mit einem externen Computernetzwerk über die Ein-/Ausgabeschnittstellenschaltung 2105 verbunden sein, wie schon zuvor erwähnt, um so eine Operation auszuführen, wie beispielsweise eine numerische Rechnung in Zusammenarbeit mit externer Ausrüstung.
Die Eingabeeinheit 2114 gestattet dem Nutzer, Befehle, Programme oder Daten in die CPU 2106 einzugeben. Beispiele hierfür sind eine Tastatur und eine Maus oder verschiedene andere Eingabeeinrichtungen, wie beispielsweise ein Joystick, ein Balkencodeleser, eine Audioerkennungseinheit und so weiter.
Der Decoder 2104 ist eine Schaltung, die in umgekehrter Weise der Umsetzung verschiedener Bildsignale, die über die Einheiten 2107–2113 hereinkommen, in Farbsignale der drei Primärfarben oder in ein Leuchtdichtesignal und in I-, Q-Signale dient. Wünschenswert ist es, daß der Decoder 2104 intern ausgestattet ist mit einem Bildspeicher, wie aufgezeigt ist durch die Strichlinie. Dieses dient dem Zwecke der Handhabung eines Fernsehsignals, das einen Bildspeicher erfordert, wenn die Umkehrumsetzung ausgeführt wird, wie beim MUSE-System als Beispiel. Das Bereitstellen des Speichers ist dadurch vorteilhaft, daß die Anzeige eines Stehbildes erleichtert wird, und dadurch, daß in Zusammenarbeit mit der Bilderzeugungsschaltung 2107 und der CPU 2106 das Editieren und Bildverarbeiten, wie das Ausdünnen von Pixeln, Interpolieren, Vergrößern, Verkleinern und Zusammensetzen, erleichtert werden.
Der Multiplexer 2103 wählt in geeigneter Weise das Anzeigebild auf der Grundlage eines Steuersignals aus, das von der CPU 2106 eingegeben wird. Genauer gesagt, der Multiplexer 2103 wählt ein gewünschtes Bildsignal aus den umgekehrt umgesetzten Bildsignalen aus, die vom Decoder 2104 hereinkommen, und gibt das ausgewählte Signal an die Treiberschaltung 2101 ab. Durch Umschalten und Auswählen der Bildsignale innerhalb der Anzeigezeit eines Bildschirms kann in diesem Falle ein Bildschirm eingeteilt werden in eine Vielzahl von Bereichen und Bilder, die sich abhängig vom Bereich unterscheiden, können in der Art eines sogenannten aufgeteilten Bildschirmfernsehers angezeigt werden.
Die Anzeigefeldsteuerung 2102 ist eine Schaltung, die die Arbeitsweise der Treiberschaltung 2101 auf der Grundlage des Steuersignals steuert, das von der CPU 2106 hereinkommt.
In Hinsicht auf die grundlegende Arbeitsweise des Anzeigefeldes wird ein Signal zum Steuern der Arbeitssequenz einer Treiberstromversorgung (nicht dargestellt) für das Anzeigefeld abgegeben an die Treiberschaltung 2101 als Beispiel. In Bezug auf das Verfahren des Ansteuerns des Anzeigefeldes wird ein Signal zum Steuern, beispielsweise die Bildschirmanzeigefrequenz oder das Abtastverfahren (Zeilensprung oder Nichtzeilensprung), an die Treiberschaltung 2101 abgegeben.
Des weiteren gibt es einen Fall, bei dem ein Steuersignal bezüglich des Einstellens der Bildqualität, nämlich der Leuchtdichte des Anzeigebildes, des Kontrasts, des Tons und der Schärfe, an die Treiberschaltung 2101 abgegeben wird.
Die Treiberschaltung 2101 ist eine Schaltung, die ein Treibersignal erzeugt, das das Anzeigefeld 2100 beaufschlagt und auf der Grundlage des Bildsignals, das vom Multiplexer 2103 hereinkommt, und auf der Grundlage des Steuersignals arbeitet, das von der Anzeigefeldsteuerung 2102 hereinkommt.
Die Funktionen der verschiedenen Einheiten sind oben beschrieben worden. Unter Verwendung der in 15 gezeigten Anordnung können Bildinformationen, die von einer Vielzahl von Bildinformationsquellen kommen, auf dem Anzeigefeld 2100 im Anzeigegerät dieses Ausführungsbeispiels dargestellt werden. Insbesondere verschiedene Bildsignale, von denen das vorderste ein Fernsehübertragungssignal ist, werden im Decoder 2102 umgekehrt umgesetzt, im Multiplexer 2103 passend ausgewählt und in die Treiberschaltung 2101 eingegeben. Andererseits erzeugt die Anzeigesteuerung 2102 ein Steuersignal, das die Arbeitsweise der Treiberschaltung 2101 abhängig vom angezeigten Bildsignal steuert. Auf der Grundlage des zuvor genannten Bildsignals und des Steuersignals legt die Treiberschaltung 2101 ein Treibersignal an das Anzeigefeld 2100 an. Im Ergebnis wird ein Bild auf dem Anzeigefeld 2100 dargestellt. Die Serie von Operationen stehen unter der Gesamtsteuerung der CPU 2106.
Des weiteren ermöglichen im Anzeigegerät dieses Ausführungsbeispiels der Zusatz des Bildspeichers, der sich im Decoder 2104 befindet, der Bilderzeugungsschaltung 2107 und der CPU 2106 nicht nur die Anzeige von Bildinformationen, die aus einer Vielzahl von Punkten der Bildinformation ausgewählt werden, sondern auch das Unterziehen der angezeigten Bildinformation der Bildverarbeitung, wie der Vergrößerung, der Verkleinerung, der Drehung, der Verschiebung, der Kantenbetonung, der Ausdünnung, der Interpolation, der Farbumsetzung und dem Umkehren des Vertikal-/Horizontalverhältnisses und die Bildverarbeitung, wie Zusammensetzung, Löschen, Verbinden, Ersetzen und Anpassen. Des weiteren ist es möglich, eine Spezialzweckschaltung zum Ausführen von Verarbeitung und Editieren hinsichtlich Audioinformationen in derselben Weise wie die Bildverarbeitung und die zuvor beschriebene Bildeditierung auszuführen, obwohl dies nicht speziell in der Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels herausgestellt wurde.
Das Anzeigegerät nach dieser Erfindung ist folglich in der Lage, verschiedene Funktionen in einer einzigen Einheit bereitzustellen, wie die Funktion einer Fernsehsendeanzeigeeinrichtung, einer Büroendgeräteeinrichtung wie einer Fernsehkonferenzendgeräteeinrichtung, einer Bildeditiereinrichtung zur Handhabung von Stehbildern und bewegten Bildern, einer Computerendgeräteinrichtung und Wortprozessoren, Spielen und anderem. Das Anzeigegerät hat somit eine breite Anwendung für die industrielle und private Nutzung.
15 zeigt lediglich ein Beispiel des Aufbaus eines Anzeigegerätes unter Verwendung des Anzeigefeldes, welches oberflächenleitende Elektronenemissionselemente als Elektronenstrahlquelle eingerichtet hat. Jedoch erübrigt es sich zu sagen, daß die Erfindung nicht auf diese Anordnung beschränkt ist. Schaltungen bezüglich der Funktionen, die nicht erforderlich sind für spezielle Zwecke, können beispielsweise aus den strukturellen Elementen von 15 fortgelassen werden. Abhängig vom Zweck der Nutzung können andererseits strukturelle Elemente zusätzlich vorgesehen sein. Im Falle, bei dem das Gerät beispielsweise als Fernsehtelefon verwendet wird, wäre es ideal, den strukturellen Elementen eine Sende-/Empfangsschaltung einschließlich einer Fernsehkamera, eines Audiomikrophons, einer Beleuchtungseinrichtung und eines Modems hinzuzufügen.
In diesem Anzeigegerät kann ein Anzeigefeld, in dem oberflächenleitende Elektronenemissionselemente als Elektronenstrahlquelle dienen, in der Tiefe leicht verringert werden. Dies ermöglicht es, die Gesamtgröße des Anzeigegerätes in Tieferichtung zu verringern. Darüber hinaus kann ein Anzeigefeld, in dem oberflächenleitende Elektronenemissionselemente als Elektronenstrahlquelle dienen, hinsichtlich der Bildschirmgröße leicht vergrößert werden, und das Anzeigefeld zeigt hervorragende Leuchtdichte- und Sehwinkeleigenschaften. Das bedeutet, daß es möglich ist, daß das Anzeigegerät ein Bild mit hervorragender visueller Klarheit in realistischer und beeindruckender Weise darstellt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben wurde, werden somit die Wirkungen des Überschwingens beim Anlegen von Ansteuersignalen in effektiver Weise verringert, die Ansteuerung der Elemente wird stabilisiert, die Elektronenemission einer Elektronenquelle wird beispielsweise stabilisiert und das Erzeugen eines hochqualitativen Bildes wird möglich. Im Falle, bei dem ein Konstantstromliefermittel verwendet wird, wenn ein Potential angelegt wird, ist es des weiteren möglich, das Erfordernis zur Ansprechzeit für die Zwecke des Beibehaltens eines Konstantstromes zu entspannen.
Da viele weitestgehend unterschiedliche Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ohne Abweichen vom Umfang derselben möglich sind, versteht es sich, daß die Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern durch den in den anliegenden Patentansprüchen festgelegten Schutzumfang.

Claims

Anssteuergerät zum Ansteuern einer Elektronenquelleneinrichtung (1), die geschaffen ist durch Verbinden einer Leitung mit einer anderen Leitung (5,6; 1003, 1004) eines von zwei unterschiedlichen Potentialen (V_s, V_e) angesteuerten Elektronenemissionselements (1002), mit: einem ersten Anlegemittel (2) zum Anlegen eines ersten Potentials (V_s) an das Elektronenemissionselement über die eine Leitung (5; 1003) und mit einem zweiten Anlegemittel (3) zum Anlegen eines zweiten Potentials (V_e) an das Elektronenemissionselement über die andere Leitung (6; 1004) der Leitungen; dadurch gekennzeichnet, daß ein Verzögerungsmittel (4) vorgesehen ist, um eine Verzögerungszeit Td vorzusehen, die dem Anlegen des ersten Potentials folgt, um das Anlegen des zweiten Potentials zu verzögern, wobei die Verzögerungszeit Td der folgenden Ungleichung genügt, wenn R, C und L einen Widerstandswert, eine Kapazitätskomponente beziehungsweise eine Induktivitätskomponente der Elektronenquelleneinrichtung (1) bedeuten: Td > (0,733/ζ) × (2π/ω0)
Gerät nach Anspruch 1, bei dem das erste Anlegemittel das erste Potential an eine Zeilenrichtungsleitung (1003) einer durch zweidimensionales Verdrahten einer Vielzahl von Elementen (1002) zu einer Matrix geschaffenen Mehrfachelementeinrichtung anlegt; und wobei das zweite Anlegemittel das zweite Potential an eine Spaltenrichtungsleitung (1004) der Mehrelementeinrichtung in einem Zustand anlegt, bei dem das erste Potential vom ersten Anlegemittel anliegt.
Gerät nach Anspruch 2, bei dem das erste Anlegemittel das erste Potential an eine Vielzahl von Zeilenrichtungsleitungen während sequentiellen Auswählens dieser beiden Richtungsleitungen anlegt.
Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dessen zweites Anlegemittel das zweite Potential auf der Grundlage eines Bildsignals anlegt.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das erste und zweite Potential eingestellt sind auf Werte, die das Element nicht zur Ansteuerung veranlassen, wenn zwar das erste Potential, nicht aber das zweite Potential anliegt.
Bilderzeugungsgerät, gekennzeichnet durch: ein Ansteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5; eine Elektronenquelleneinrichtung (1, 1001, 1002), die ein Elektronenemissionselement (1002) enthält, angesteuert vom durch eine und eine andere Leitung (1003, 1004) verbundenes Ansteuergerät; und durch ein Bilderzeugungsglied (1, 1007–1009), auf dem ein Bild durch Ansteuern des Elektronenemissionselements entsteht.
Gerät nach Anspruch 6, dessen Elektronenemissionselement ein Kaltkathodenelement ist.
Ansteuerverfahren zum Ansteuern einer Elektronenquelleneinrichtung (1), die geschaffen ist durch Verbinden einer Leitung mit einer anderen Leitung eines durch zwei unterschiedliche an diese angelegte Potentiale angesteuerten Elektronenemissionselements, mit den Verfahrensschritten: Anlegen eines ersten Potentials an das Elektronenemissionselement über die eine Leitung; und Anlegen eines zweiten Potentials an das Elektronenemissionselement über die andere Leitung der Leitungen; gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt: Vorsehen einer dem Anlegen des ersten Potentials folgenden Verzögerungszeit Td, um das Anlegen des zweiten Potentials zu verzögern, wobei die Verzögerungszeit Td der folgenden Ungleichung genügt, wenn R, C und L einen Widerstandswert, eine Kapazitätskomponente beziehungsweise eine Induktivitätskomponente der Elektronenquelleneinrichtung bedeuten: Td > (0,733 /ζ) × (2π/ω0)
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der erste Anlegeschritt das erste Potential an eine Zeilenrichtungsleitung einer Mehrfachelementeinrichtung anlegt, die geschaffen ist durch zweidimensionales Verdrahten einer Vielzahl der Elemente zu einer Matrix; und bei dem der Anlegeschritt vom zweiten Potential an die Spaltenrichtungsleitung der Mehrfachelementeinrichtung in einem Zustand erfolgt, in dem der erste Anlegeschritt das erste Potential anlegt.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der erste Anlegeschritt das erste Potential an eine Vielzahl von Zeilenrichtungsleitungen während sequentiellen Auswählens dieser anlegt.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem der zweite Anlegeschritt das zweite Potential auf der Grundlage eines Bildsignals anlegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem das erste und das zweite Potential auf Werte gebracht sind, die kein Ansteuern des Elements verursachen, wenn zwar das erste, nicht aber das zweite Potential anliegt.