JP2006185819A - 電子放出素子、電子源、画像表示装置、および映像受信表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 陽極電極に到達する電子の領域を、簡易な構成で制御することのできる電子放出素子を構成する。
【解決手段】 電子放出部を備える陰極電極と、該電子放出部から電子を引き出すための電極であって、前記陰極電極の電位よりも高い電位を印加する引出し電極と、該引出し電極によって前記電子放出部から引き出された電子を偏向する電極であって、前記引出し電極の電位より低い電位を印加する偏向電極と、を基板上に備え、陽極電極と対向して配置し、電子を放出する電子放出素子であって、前記引出し電極は、前記陰極電極と前記偏向電極との間に配置されており、前記偏向電極は、前記電子放出部と対向するように配置される部分と、且つ、前記偏向電極と前記電子放出部とが対向する方向と交差する方向において前記電子放出素子から放出された電子を挟むように配置される部分と、を備えていることを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】 電子放出部を備える陰極電極と、該電子放出部から電子を引き出すための電極であって、前記陰極電極の電位よりも高い電位を印加する引出し電極と、該引出し電極によって前記電子放出部から引き出された電子を偏向する電極であって、前記引出し電極の電位より低い電位を印加する偏向電極と、を基板上に備え、陽極電極と対向して配置し、電子を放出する電子放出素子であって、前記引出し電極は、前記陰極電極と前記偏向電極との間に配置されており、前記偏向電極は、前記電子放出部と対向するように配置される部分と、且つ、前記偏向電極と前記電子放出部とが対向する方向と交差する方向において前記電子放出素子から放出された電子を挟むように配置される部分と、を備えていることを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
本発明はテレビ受像機、コンピュータの表示装置、電子線描画装置等に用いる電子源、画像表示装置、および映像受信表示装置に関するものである。
従来、電子放出素子としては、電界放出型電子放出素子がある。
この電界放出型電子放出素子の一つに、電子放出部が基板表面に対して垂直方向に円錐あるいは四角錐の形状をなした、いわゆるＳｐｉｎｄｔ型の電子放出素子がある。
Ｓｐｉｎｄｔ型の電子放出素子において、電子放出特性は、電子放出部である円錐あるいは四角錐の形状に大きく依存する。しかし、その円錐または四角錐の形状を簡易に再現性良く形成することが難しいという問題があった。
このため、構成が簡易であり再現性良く電子放出素子を製造することを目的として、陰極電極と、陰極電極に対向する引出し電極と、引出し電極により引き出された電子を垂直に偏向させる偏向電極と、を同一基板上に有する構造が特許文献１に記載されている。
特開昭６４−０５４６４９
しかしながら、特許文献１の構造によると、偏向電極の引出し電極側の端部が電子の進行方向に対して垂直方向に延在するため、電子軌道が電子の進行方向に対して垂直方向に広がったまま、基板表面に対して垂直方向に偏向されることがあった。そのため、特許文献１の電子放出素子を画像表示装置に適用すると、電子放出素子に対向して配置された陽極電極に到達する電子の領域は広がる傾向がある。一方、近年、ディスプレイ等の画像表示装置には、より高い精細度が求められている。
本発明は前述の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、陽極電極に到達する電子の領域を、簡易な構成で制御することのできる電子放出素子を構成することにある。
上記目的を達成するための本発明は、電子放出部を備える陰極電極と、該電子放出部から電子を引き出すための電極であって、前記陰極電極の電位よりも高い電位を印加する引出し電極と、該引出し電極によって前記電子放出部から引き出された電子を偏向する電極であって、前記引出し電極の電位より低い電位を印加する偏向電極と、を基板上に備え、陽極電極と対向するように配置することで電子を放出する電子放出素子であって、前記引出し電極は、前記陰極電極と前記偏向電極との間に配置されており、前記偏向電極は、前記電子放出部と対向するように配置される部分と、且つ、前記偏向電極と前記電子放出部とが対向する方向と交差する方向において前記電子放出部と前記偏向電極の前記電子放出部と対向するように配置される部分との間の領域を挟むように配置される部分と、を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、簡易な構成で陽極電極に到達する電子のスポットが小さい電子放出素子を実現することができる。その結果、本発明の電子放出素子を用いた画像表示装置においては、高精細の画像を表示することができる。
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る電子放出素子を、図１に示した模式図を用いて説明する。図１は本実施形態に係る電子放出素子の斜視図を示す。図中の、１は基板、２は陰極電極、３は引出し電極、４は第１の偏向電極、５は第２の偏向電極、６は第３の偏向電極、９は陽極電極、１０は電子ビーム照射領域を示す。また、図中の矢印は、駆動時に陰極電極２の電子放出部から放出された電子の軌道を示す。
本発明の第１の実施形態に係る電子放出素子を、図１に示した模式図を用いて説明する。図１は本実施形態に係る電子放出素子の斜視図を示す。図中の、１は基板、２は陰極電極、３は引出し電極、４は第１の偏向電極、５は第２の偏向電極、６は第３の偏向電極、９は陽極電極、１０は電子ビーム照射領域を示す。また、図中の矢印は、駆動時に陰極電極２の電子放出部から放出された電子の軌道を示す。
本実施形態の電子放出素子は、以下に説明するように各々の電極に対して電位を印加して、陰極電極２の電子放出部から電子を放出する。
陰極電極２の電位より引出し電極３の電位が高くなるように、陰極電極２と引出し電極３との間に電圧を印加する。陰極電極２と引出し電極３との間に印加する電圧としては、実用的には、１００Ｖ以下とすることができる。好ましくは、駆動回路の負荷を考慮して５０Ｖ以下である。更に、偏向電極４〜６には引出し電極３の電位よりも低い電位が印加される。陰極電極２と偏向電極４〜６との間には、実用的には−１００Ｖ以上、陰極電極２と引出し電極３との間に印加する電圧未満とすることができる。より好ましくは、−５０Ｖ以上、陰極電極２と引出し電極３との間に印加する電圧未満の範囲である。第１の偏向電極４、第２の偏向電極５および第３の偏向電極６に印加する電位は同じであることが最も簡易で好ましいが、各々に異なる電位を印加することもできる。異なる電位を印加することで、電子が陽極電極に到達する位置を制御することができる。これにより、基板と陽極電極とを対面させる際に、基板の所定の位置と対応する陽極電極の位置との間に位置ずれが発生した場合、陽極電極に電子が到達する位置を容易に修正することができる。
更に、陰極電極２と陽極電極９との間に、１ｋＶ以上３０ｋＶ未満の電圧を印加する。
電子放出部から放出された電子は引出し電極３に設けられた開口を通過し、第１の偏向電極４、第２の偏向電極５および第３の偏向電極６で囲まれる領域（偏向領域）に到達する。
偏向電極は、電子放出部と対向するように配置される部分と、且つ、偏向電極と電子放出部とが対向する方向と交差する方向において電子放出部と偏向電極の電子放出部と対向するように配置される部分との間の領域を挟むように配置される部分とを備える。すなわち、電子放出部と対向するように第３の偏向電極６が配置され、電子放出部から放出された電子を挟むように第１の偏向電極４と第２の偏向電極５とが配置されている。なお、電子放出部から放出された電子を挟むように配置される偏向電極は、偏向電極と電子放出部とが対向する方向と交差する方向であればよく、好ましくは垂直方向である。
従って、第１の偏向電極４および第２の偏向電極５に印加される電位によって形成される電場の影響で、図１の矢印の軌道をとる電子は、ｘ方向に収束するように偏向される。更に、引出し電極３の開口を通過した電子は、第３の偏向電極６に近づくにつれ、第３の偏向電極６に印加された電位により形成される電場の影響により、ｙ方向において、次第に減速し、好ましくは停止する。第３の偏向電極６に印加される電圧が負の場合には、第３の偏向電極６の近傍まで到達した電子は、ｙ方向に進むエネルギーを失い（停止し）、続いて、逆方向に変位する。
一方、陰極電極２の電子放出部から放出された電子は、電子放出素子に対向するように配置された陽極電極９に印加される電位によって形成される電場の影響により、陽極電極９に向かうｚ方向の引力を受ける。
陰極電極２の電子放出部から放出された電子は、ｙ方向に大きな速度で進むため、第３の偏向電極６に近づくまでは、陽極電極９によりｚ方向の引力を受けても大きくｚ方向には変位しない。しかし、電子のｙ方向の速度は、第３の偏向電極６に近づくにつれて低下し、その結果、多くの電子は第３の偏向電極６近傍から、ｚ方向に引き出されて陽極電極９に到達する。ｚ方向に引き出される電子は、第１の偏向電極４、第２の偏向電極５および第３の偏向電極６によって、既に収束されているので、陽極電極９上に電子が到達する領域を小さくすることができる。
次に、本実施形態に係る電子放出素子の構造について図２を用いて説明する。
図２（ａ）は図１に示した本実施形態に係る電子放出素子の平面図を示し、図２（ｂ）は図２（ａ）Ｂ−Ｂ’の断面図を示し、図２（ｃ）は図２（ａ）のＣ−Ｃ’の断面図を示す。
基板１の材料としては、絶縁性の材料が好ましく、具体的には、石英ガラス、Ｎａ等の不純物含有量を減少させたガラスからなる基板、青板ガラス及びシリコン基材等にスパッタ法等によりＳｉＯ２を積層した積層体からなる基板、アルミナ等のセラミックス等が挙げられる。
図２（ａ）において、引出し電極３の開口に向かって突出した陰極電極２の突出部から、引出し電極３の陰極電極２側の端部までの最短距離は、０．２μｍから１．５μｍとすることができる。ここで、端部とは、平面図における部材の輪郭部を意味する。陰極電極２の突出部の形状は、図２（ａ）に示すような形状に限られない。引出し電極３に設けられた電子が通過するための開口の間隔は、０．５μｍから３μｍとすることができる。なお、本実施形態では、引出し電極３を構成する部材を対向して設け、その部材間の開口に電子を通過させるようにしたが、１つの部材からなる引出し電極３に一部を接続するように開口を設け、該開口を電子が通過するようにしても良い。また、陰極電極２の厚さより薄い引出し電極３を設け、電子放出部から放出された電子が引出し電極３上を通過するようにしても良い。また、図２（ａ）に示す引出し電極３のうち、開口を挟む部分の一方を除いても良い。
図２（ｂ）および図２（ｃ）に示す本実施形態に係る電子放出素子の断面図において、基板１上に配置する電極２〜６の断面形状は矩形に限られず、半円形状や、台形等のテーパーを有する形状であってもよい。
各々の電極に用いられる材料としては、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ等の金属または合金材料、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＳｉＣ、ＷＣ等の炭化物、ＨｆＢ２、ＺｒＢ２、ＬａＢ６、ＣｅＢ６、ＹＢ４、ＧｄＢ４等の硼化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ等の窒化物、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体等が挙げられる。陰極電極２の突出部を、陰極電極２に用いる材料の仕事関数よりも低い材料で覆うこともできる。更に、陰極電極２の突出部に、カーボンナノチューブ等のカーボンファイバーを配置することも好ましい。
ここで、図２（ａ）に示すように、引出し電極３に設けられた開口の中心線と引出し電極３の偏向電極側の端部を含む面との交点と、偏向電極のうち電子放出部と対向するように配置された部分の電子放出部側の端部との間の最短距離をａとする。言い換えると、ａは、引出し電極２と第３の偏向電極６との最短距離とすることができる。また、偏向電極のうち電子放出部から放出された電子を挟むように配置された部分の間の最短距離をｂとする。すなわち、ｂは、第１の偏向電極４と第２の偏向電極５との最短距離とすることができる。また、偏向電極のうち電子放出部と対向するように配置された部分の電子放出部側の端部と、偏向電極のうち電子放出部から放出された電子を挟むように配置された部分の引出し電極２側の端部を含む面との間の最短距離をｃとする。すなわち、ｃは、第３の偏向電極６の電子放出部側の端部と、第１の偏向電極４および第２の偏向電極５いずれかの引出し電極２側の端部を含む面との間の最短距離とすることができる。
このとき、ａ、ｂおよびｃの範囲は５００μｍ以下とすることができ、より好ましくは、１μｍ以上１００μｍ以下とすることができる。また、陰極電極２と陽極電極９との間の距離をｈ、引出し電極２の厚さをｐ、第３の偏向電極６の厚さをｑとする。ｈの範囲は１０ｍｍ以下とすることができ、より好ましくは０．５μｍ以上５ｍｍ以下とすることができる。ｐおよびｑの範囲は、２０ｎｍ以上１μｍ以下とすることができる。なお、第１の偏向電極４および第２の偏向電極５の厚さは、陰極電極２の厚さの３倍以下とすることが好ましい。また、第３の偏向電極６の厚さは、陰極電極２の厚さと同じか、それ以上とすることが好ましい。このようにすることで、第３の偏向電極６に印加する電圧によらず、陰極電極２の電子放出部から引き出された電子を、第３の偏向電極６により形成される等電位面に対して垂直方向に進行させることができ、第３の偏向電極６の近傍で、ｙ方向において、より効果的に減速および停止させることができる。
陰極電極２と引出し電極３との電位差（電圧）をＶｇ、陰極電極２と第３の偏向電極６との電位差（電圧）をＶｆ、陰極電極２と陽極電極９との電位差（電圧）をＶａとする。
陰極電極２の電子放出部から電子を放出させるとき、以下の関係式１、２を満たすように設計する。
０≦Ｖｆ＜Ｖｇの場合には、
Ｖｆ＜０の場合には、
０≦Ｖｆ＜Ｖｇの場合、上記の関係式１を満たすように構成することにより、陰極電極２の電子放出部から引き出された電子が、第１の偏向電極４、第２の偏向電極５および第３の偏向電極６に囲まれる領域に進行してｘ方向に収束され、更に第３の偏向電極６に衝突することなく陽極電極９に到達することが可能となる。
Ｖｆ＜０の場合、上記の関係式２を満たすように構成することにより、陰極電極２の電子放出部から引き出された電子が、第１の偏向電極４、第２の偏向電極５および第３の偏向電極６に囲まれる領域に進行してｘ方向に収束され、進行方向と逆方向に変位して引出し電極３に衝突することなく陽極電極９に到達することが可能となる。
従って、以上のような関係を満たすことで、陽極電極９の電子ビーム照射領域１０のｘ方向およびｙ方向の広がりを抑制することが可能となる。
次に、本実施形態に係る電子放出素子の製造方法の一例を、図３を用いて説明する。図３（ａ）、図３（ｃ）および図３（ｅ）は平面図を示し、図３（ｂ）および図３（ｄ）はそれぞれ図３（ａ）および図３（ｃ）の断面図を示し、図３（ｆ）は図３（ｅ）のＦ−Ｆ’の断面図を示す。本実施形態の電子放出素子は、例えば以下の（工程ａ）〜（工程ｃ）により作成することができる。
（工程ａ）
基板１を用意する（図３（ａ）、図３（ｂ））。
基板１を用意する（図３（ａ）、図３（ｂ））。
（工程ｂ）
基板１の表面上に、導電性膜を堆積する（図３（ｃ）、図３（ｄ））。
基板１の表面上に、導電性膜を堆積する（図３（ｃ）、図３（ｄ））。
導電性膜を堆積する方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、印刷法等を用いることができる。
（工程ｃ）
基板１の表面上に、陰極電極２、引出し電極３、第１の偏向電極４、第２の偏向電極５および第３の偏向電極６を形成する（図３（ｅ）、図３（ｆ））。
基板１の表面上に、陰極電極２、引出し電極３、第１の偏向電極４、第２の偏向電極５および第３の偏向電極６を形成する（図３（ｅ）、図３（ｆ））。
陰極電極２、引出し電極３、第１の偏向電極４、第２の偏向電極５および第３の偏向電極６を形成する方法としては、ＦＩＢ（収束イオンビーム）法、フォトリソグラフィー技術等を用いることができる。
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る電子放出素子を、模式的に図４（ａ）、図４（ｂ）および図４（ｃ）に示す。
本発明の第２の実施形態に係る電子放出素子を、模式的に図４（ａ）、図４（ｂ）および図４（ｃ）に示す。
本実施形態に係る電子放出素子は、第１の偏向電極、第２の偏向電極および第３の偏向電極に替えて１つの偏向電極が設けられていることを除いて、第１の実施形態に係る電子放出素子と同じであり、同じ構成部材については同じ番号を付与している。以下、第１の実施形態と異なる部分について説明する。
図４（ａ）は本実施形態に係る電子放出素子の平面図を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ’の断面図を示し、図４（ｃ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ’の断面図を示す。図４において、７は偏向電極、１１は偏向領域である。
偏向電極７の引出し電極３側の端部のうち、一部が他の部分より引出し電極３から離れた構造を有する。
図４には、偏向領域１１の基板表面と平行する面の断面形状（偏向電極７の端部の形状）が、矩形状に形成された例を示したが、矩形状に限られず、円形状の一部や多角形状であってもよい。また、偏向領域１１において基板１が露出するように形成したが、偏向領域１１内の基板１が露出しないように、基板１の表面に導電膜を設けることもできる。このように導電膜を設けることで、基板１の表面に電子が衝突して帯電することを抑制することが可能となる。この場合、導電膜の厚さは、薄くすることが望ましい。なお、第１の実施形態において、偏向電極４〜６に囲まれた偏向領域内の基板１の表面に導電膜を設けることも、同じ理由により可能である。
図４（ａ）において、引出し電極３と、偏向電極７の引出し電極３側の端部のうち引出し電極３から離れた部分との間の最短距離をａ、偏向領域１１のｘ方向の長さをｂ、偏向領域１１のｙ方向の長さをｃとし、第１の実施形態と同じ関係を満たすように設計する。
このように、第１の実施形態における偏向電極４〜６各々を接続するように構成することで、電極に電圧を印加するための配線構造や駆動回路の構成を簡易にすることが可能となる。
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る電子放出素子を、模式的に図５（ａ）、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示す。
本発明の第３の実施形態に係る電子放出素子を、模式的に図５（ａ）、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示す。
本実施形態に係る電子放出素子は、陰極電極２の引出し電極３側の端部のうち、一部が他の部分より引出し電極３から離れており、該離れた部分に電子放出部材８が設けられていることを除いて、第２の実施形態に係る電子放出素子と同じであり、同じ構成部材については同じ番号を付与している。以下、第２の実施形態と異なる部分について説明する。
図５（ａ）は本実施形態に係る電子放出素子の平面図を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ’の断面図を示し、図５（ｃ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ’の断面図を示す。図５において、８は電子放出部材である。
電子放出部材８には、陰極電極２の材料に比べ、より低い電界強度で電子を放出できる材料を用いる。このような構造にすることで、電子放出部材８から電子を放出するように各々の電極に電位を印加すると、陰極電極２と引出し電極３との間における等電位面は、電子放出部材８から放出された電子を収束させるように形成される。従って、電子放出部材８から引き出された電子は、第２の実施形態に示したような陰極電極２の構造に比べ、収束性を高くすることができる。
電子放出部材８に用いられる材料としては、グラファイト、アモルファスカーボン、ダイヤモンドライクカーボン、ダイヤモンド、フラーレン、カーボンナノチューブ等のカーノンファイバー等が挙げられる。また、陰極電極２の引出し電極３側の端部と引出し電極３の陰極電極２側の端部との間の距離は、０．５μｍから３μｍまでの範囲とすることができる。陰極電極２の引出し電極３側の端部に形成された凹部のｘ方向の幅は、０．５μｍから１００μｍまでの範囲とすることができる。
本実施形態においては、陰極電極２の引出し電極３側の端部のうち、一部が引出し電極３から離れており、該離れた部分に電子放出部材８を配置したため、電子放出部材８から放出され、陽極電極に照射される電子ビーム照射領域のｘ方向の幅を、より一層狭くすることができる。
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る電子放出素子を、模式的に図６に示す。
本発明の第４の実施形態に係る電子放出素子を、模式的に図６に示す。
本実施形態に係る電子放出素子は、第３の実施形態の陰極電極２と偏向電極７とを接続することで、より簡易な構造とした例である。第３の実施形態に係る電子放出素子と同じ構成部材については同じ番号を付与している。以下、本実施形態の特徴的な部分について説明する。なお、陰極電極に第３の実施形態のものを用いたが第１の実施形態のものを用いることもできる。
図６は、本実施形態に係る電子放出素子の平面図を示す。本実施形態においては、偏向電極と陰極電極とを同じ部材で構成する。また、陰極電極２の上に引出し電極３を重ねて配置したが、引き出し電極３の上に陰極電極２を重ねて配置してもよい。陰極電極２と引出し電極３とが重なる部分においては、電気的に接続しないように絶縁層（不図示）が挟まれている。
このように、偏向電極と陰極電極とを接続するように構成することで、電極に電圧を印加するための配線構造や駆動回路の構成を、より一層簡易にすることが可能となる。
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態に係る画像表示装置を、模式的に図７に示す。電子源基板上に配置する電子放出素子には、前述した第１〜第４の実施形態の電子放出素子を用いる。なお、ここでは、第４の実施形態に係る電子放出素子を用いた例を示す。
本発明の第５の実施形態に係る画像表示装置を、模式的に図７に示す。電子源基板上に配置する電子放出素子には、前述した第１〜第４の実施形態の電子放出素子を用いる。なお、ここでは、第４の実施形態に係る電子放出素子を用いた例を示す。
図７において、７０は本発明の電子放出素子、７１は電子放出素子７０を複数配置した電子源基板、７２は支持枠、７３はガラス基板、７４は蛍光膜、７５はメタルバックである。陰極電極２および引出し電極３は、それぞれ行方向配線および列方向配線としての機能を有することも可能であるが、陰極電極２および引出し電極３を、それぞれ行方向配線および列方向配線に接続してもよい。支持枠７２には、電子源基板７１と、ガラス基板７３の内面に蛍光膜７４とメタルバック７５とで構成されたフェースプレートとが、低融点のフリットガラスなどを用いて、接合される。
外囲器７６は、フェースプレート，支持枠７２，電子源基板７１で構成される。
また、フェースプレートと電子源基板７１との間に、スペーサとよばれる不図示の支持体を少なくとも１つ設置することにより、大気圧に対して十分な強度をもつ外囲器７６を構成することもできる。
画像表示装置は、電子源基板７１上に配置された電子放出素子７０、陰極電極２、引出し電極３、及び外囲器７６で構成される。
図８に蛍光膜７４の一部を模式的に示す。図中の７７は蛍光体、７８は光吸収部材である。表示したい発光色に対応する蛍光体７７を規則的に配置し、所望の蛍光体７７を発光させることで、ガラス基板７３の外面に画像を表示させることができる。蛍光体７７は、光吸収部材７８によって仕切られる。光吸収部材７８を設ける目的は、カラー表示の場合必要となる三原色の各蛍光体７７の混色等を目立たなくすることと、コントラストの低下を抑制すること等である。蛍光体７７は、例えば、ｙ方向には、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の順に配置する。ｘ方向には同色の蛍光体７７を配置する。蛍光体７７のｘ方向の長さＸは、１００μｍ以上３００μｍ以下とすることができ、より好ましくは、１００μｍ以上１５０μｍ以下とすることができる。また、蛍光体７７のｙ方向の長さＹは、７０μｍ以上１８０μｍ以下とすることができ、より好ましくは７０μｍ以上１１５μｍとすることができる。蛍光体７７の間をｘ方向に分離する光吸収部材７８の幅Ｌｘは、１００μｍ以上４００μｍ以下の範囲とすることができる。蛍光体７７の間をｙ方向に分離する光吸収部材７８の幅Ｌｙは、２０μｍ以上１００μｍ以下の範囲とすることができる。
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態に係る映像受信表示装置を、模式的に図９に示す。
本発明の第６の実施形態に係る映像受信表示装置を、模式的に図９に示す。
本実施形態の映像受信表示装置においては、第５の実施形態に係る画像表示装置を用いる。図９において、８１は映像情報受信装置、８２は画像信号生成回路、８３は駆動回路、８４は本発明の画像表示装置を示す。まず、映像情報受信装置８１で受信された映像情報を画像信号生成回路８２に入力し、画像信号を生成する。映像情報受信装置８１としては、例えば、無線放送、有線放送、インターネットを介した映像放送等を選局し受信できるチューナーのような受信機を挙げることが出来る。また、映像情報受信装置８１に音響装置等を接続し、更に画像信号生成回路８２、駆動回路８３、および画像表示装置８４を含めてテレビセットを構成することが出来る。画像信号生成回路８２では、映像情報から画像表示装置８４の各画素に対応した画像信号を生成し、駆動回路８３に入力する。そして、入力された画像信号に基づいて駆動回路８３で画像表示装置８４に印加する電圧を制御し、画像表示装置８４に画像を表示させる。
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、本発明の目的を達成するものであれば各構成要素が代用物や均等物に置換されたものであってもよい。
（実施例１）
実施例１として、図２に示す電子放出素子を作製した例を示す。図３に実施例１に係る電子放出素子の製造方法を示す。以下に、実施例１に係る電子放出素子の製造工程を詳細に説明する。
実施例１として、図２に示す電子放出素子を作製した例を示す。図３に実施例１に係る電子放出素子の製造方法を示す。以下に、実施例１に係る電子放出素子の製造工程を詳細に説明する。
（工程１）
石英からなる基板１を用意し、十分洗浄を行った（図３（ａ）、図３（ｂ））。
石英からなる基板１を用意し、十分洗浄を行った（図３（ａ）、図３（ｂ））。
（工程２）
陰極電極２、引出し電極３、第１の偏向電極４、第２の偏向電極５および第３の偏向電極のリフトオフ用パターンをフォトレジストで形成し、真空蒸着法により、厚さ５ｎｍのＴｉ、厚さ５０ｎｍのＭｏを順次堆積し、導電性膜１２を形成した（図３（ｃ）、図３（ｄ））。
陰極電極２、引出し電極３、第１の偏向電極４、第２の偏向電極５および第３の偏向電極のリフトオフ用パターンをフォトレジストで形成し、真空蒸着法により、厚さ５ｎｍのＴｉ、厚さ５０ｎｍのＭｏを順次堆積し、導電性膜１２を形成した（図３（ｃ）、図３（ｄ））。
（工程３）
フォトレジストパターンを有機溶剤で溶解し、Ｍｏ／Ｔｉ堆積膜をリフトオフして、陰極電極２、引出し電極３、第１の偏向電極４、第２の偏向電極５および第３の偏向電極を形成した（図３（ｅ）、図３（ｆ））。
フォトレジストパターンを有機溶剤で溶解し、Ｍｏ／Ｔｉ堆積膜をリフトオフして、陰極電極２、引出し電極３、第１の偏向電極４、第２の偏向電極５および第３の偏向電極を形成した（図３（ｅ）、図３（ｆ））。
実施例１では、陰極電極２および第３の偏向電極６を同じ厚さになるように形成した。
引出し電極３に設けられた開口の中心線と引出し電極３の偏向電極２側の端部を含む面との交点と、第３の偏向電極６の陰極電極２側の端部との間の最短距離ａを１５μｍ、第１の偏向電極４と第２の偏向電極５との間の最短距離ｂを１５μｍ、第３の偏向電極６の陰極電極２側の端部と、第１の偏向電極４および第２の偏向電極５の引出し電極２側の端部を含む面との間の最短距離ｃを１２μｍとした。また、引出し電極３の開口の幅を１μｍ、陰極電極２の引出し電極３の開口側に突出した先端部から引出し電極３までの最短距離を０．５μｍとした。
続いて、実施例１で作製した電子放出素子に対向するように陽極電極９を配置し、真空容器内で、電子放出素子の各電極２〜６と陽極電極９に電圧を印加して、陽極電極９に到達する電子の領域を評価した。
陽極電極９の電子放出素子に対向する面の裏側に蛍光膜、透明基板の順に堆積し、電子放出素子の陰極電極２の電子放出部から放出された電子が陽極電極９に到達して発光する発光形状を計測した。
電子放出素子の基板１の表面から陽極電極９までの距離を２ｍｍとした。また、陰極電極２に０Ｖ、引出し電極３に５０Ｖ、第１の偏向電極４、第２の偏向電極５および第３の偏向電極６に０Ｖ、陽極電極９に１０ｋＶを印加した。
発光部分の最大輝度の１０％以上の領域を実効発光部として計測したところ、ｘ方向の長さは１１５μｍ、ｙ方向の長さは８５μｍであった。
また、比較例１として、図１０に示す電子放出素子を作製した。
実施例１の工程１から工程３と同様の方法により電子放出素子を作製した。なお、図２における第１の偏向電極４および第２の偏向電極５は形成せず、第３の偏向電極６に該当する電極として偏向電極７を形成した。また、陰極電極２の厚さを５５ｎｍ、偏向電極７の厚さを２０ｎｍとした以外は、実施例１と同じ寸法とした。
続いて、比較例１で作製した電子放出素子に対向するように陽極電極９を配置し、真空容器内で、電子放出素子の陰極電極２、引出し電極３、偏向電極７と陽極電極９に電圧を印加して、陽極電極９に到達する電子の領域を評価した。
実施例と同様の駆動条件で実効発光部を計測したところ、ｘ方向の長さは１７０μｍ、ｙ方向の長さは１２０μｍであった。
実施例１の構成は、陰極電極２と第３の偏向電極６とを同じ厚さにしたので、偏向電極７の厚さを薄くした比較例１の場合に比べ、陰極電極２の電子放出部から放出された電子を効果的に減速および停止させることができ、その結果、陽極電極９に照射された電子の領域のｙ方向の長さを抑えることができた。また、実施例１では、陰極電極２の電子放出部から放出された電子をｘ方向に収束するよう第１の偏向電極４と第２の偏向電極５を設けたため、比較例１に比べ、陽極電極９に照射された電子の領域のｘ方向の長さも抑えることができた。
更に、比較例２として、図２に示す電子放出素子を作製した例を示す。
実施例１の工程１から工程３と同様の方法により電子放出素子を作製した。また、陰極電極２の電子放出部から放出された電子を挟む第１の偏向電極４と第２の偏向電極５との間の最短距離ｂを１００μｍとした以外は、実施例１と同じ寸法とした。なお、比較例２の電子放出素子は、第１の実施形態に示した関係式１を満たさない構成である。
続いて、比較例２で作製した電子放出素子に対向するように陽極電極９を配置し、真空容器内で、電子放出素子の各電極２〜６と陽極電極９に電圧を印加して、陽極電極９に到達する電子の領域を評価した。
実施例１と同様の駆動条件で実効発光部を計測したところ、ｘ方向の長さは１６０μｍ、ｙ方向の長さは１００μｍであった。
比較例２では、陰極電極２の厚さを第３の偏向電極６と同じにしたため、陽極電極９に到達する電子の領域のｙ方向の長さは、陰極電極２より偏向電極７を薄くした比較例１に比べ、短くすることができた。また、比較例２では、第１の偏向電極３と第２の偏向電極４とを配置したため、比較例１に比べ、陽極電極９に到達する電子の領域のｘ方向の長さを短くすることができた。しかしながら、比較例２では、関係式１のｂ≦４ａの条件を満たさないため、関係式１を満たす構成である実施例１に比べて、陽極電極９に到達する電子の領域のｘ方向の広がりを抑えることができなかった。
１ 基板
２ 陰極電極
３ 引出し電極
４ 第１の偏向電極
５ 第２の偏向電極
６ 第３の偏向電極
７ 偏向電極
８ 電子放出部
９ 陽極電極
１０ 電子ビーム照射領域
１１ 偏向領域
１２ 導電性膜
７０ 電子放出素子
７１ 電子源基板
７２ 支持枠
７３ ガラス基板
７４ 蛍光膜
７５ メタルバック
７６ 外囲器
７７ 蛍光体
７８ 光吸収部材
８１ 映像情報受信装置
８２ 画像信号生成回路
８３ 駆動回路
８４ 画像表示装置
２ 陰極電極
３ 引出し電極
４ 第１の偏向電極
５ 第２の偏向電極
６ 第３の偏向電極
７ 偏向電極
８ 電子放出部
９ 陽極電極
１０ 電子ビーム照射領域
１１ 偏向領域
１２ 導電性膜
７０ 電子放出素子
７１ 電子源基板
７２ 支持枠
７３ ガラス基板
７４ 蛍光膜
７５ メタルバック
７６ 外囲器
７７ 蛍光体
７８ 光吸収部材
８１ 映像情報受信装置
８２ 画像信号生成回路
８３ 駆動回路
８４ 画像表示装置
Claims (9)
- 電子放出部を備える陰極電極と、
該電子放出部から電子を引き出すための電極であって、前記陰極電極の電位よりも高い電位を印加する引出し電極と、
該引出し電極によって前記電子放出部から引き出された電子を偏向する電極であって、前記引出し電極の電位より低い電位を印加する偏向電極と、
を基板上に備え、
陽極電極と対向するように配置することで電子を放出する電子放出素子であって、
前記引出し電極は、前記陰極電極と前記偏向電極との間に配置されており、
前記偏向電極は、前記電子放出部と対向するように配置される部分と、且つ、前記偏向電極と前記電子放出部とが対向する方向と交差する方向において前記電子放出部と前記偏向電極の前記電子放出部と対向するように配置される部分との間の領域を挟むように配置される部分と、を備えていることを特徴とする電子放出素子。 - 前記引出し電極に設けられた開口の中心線と前記引出し電極の前記偏向電極側の端部を含む面との交点と、前記偏向電極のうち前記電子放出部と対向するように配置された部分の前記電子放出部側の端部との間の最短距離をａ、前記偏向電極のうち前記電子放出部から放出された電子を挟むように配置された部分の間の最短距離をｂ、前記偏向電極のうち前記電子放出部と対向するように配置された部分の前記電子放出部側の端部と、前記偏向電極のうち前記電子放出部から放出された電子を挟むように配置された部分の前記引出し電極側の端部を含む面との間の最短距離をｃ、前記陰極電極と前記陽極電極との間の距離をｈ、前記引出し電極の厚さをｐ、前記偏向電極の厚さをｑ、前記陰極電極に対して前記引出し電極に印加する電位をＶｇ、前記陰極電極に対して前記偏向電極に印加する電位をＶｆ、前記陰極電極に対して前記陽極電極に印加する電位をＶａとすると、
０≦Ｖｆ＜Ｖｇの場合には、
を満たすと共に、
Ｖｆ＜０の場合には、
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の電子放出素子。 - 前記偏向電極が、連続した部材で構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の電子放出素子。
- 前記偏向電極の前記引出し電極側の端部のうち、一部が他の部分より前記引出し電極から離れていることを特徴とする請求項３に記載の電子放出素子。
- 前記陰極電極の前記引出し電極側の端部のうち、一部が他の部分より前記引出し電極から離れており、前記前記陰極電極の前記引出し電極側の端部の一部に電気的に接続された電子放出部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子放出素子。
- 複数の電子放出素子と、該複数の電子放出素子を共通に接続する配線とを含む電子源であって、前記電子放出素子が請求項１乃至５のいずれかに記載の電子放出素子であることを特徴とする電子源。
- 電子源と発光体とを有する画像表示装置であって、前記電子源が請求項６に記載の電子源であることを特徴とする画像表示装置。
- 映像受信表示装置において、
請求項７に記載の画像表示装置と、映像信号を受信して前記画像表示装置に出力する画像信号を生成する回路と、を有することを特徴とする映像受信表示装置。 - 電子放出部を備える陰極電極と、
該電子放出部から電子を引き出すための電極であって、前記陰極電極の電位よりも高い電位を印加する引出し電極と、
該引出し電極によって前記電子放出部から引き出された電子を偏向する電極であって、前記引出し電極の電位より低い電位を印加する偏向電極と、
を基板上に備え、
陽極電極と対向するように配置することで電子を放出する電子放出素子であって、
前記引出し電極は、前記陰極電極と前記偏向電極との間に配置されており、
前記偏向電極は、前記電子放出部と対向するように配置される部分と、且つ、前記偏向電極と前記電子放出部とが対向する方向と交差する方向において前記電子放出素子から放出された電子を挟むように配置される部分と、を備えていることを特徴とする電子放出素子。
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