JP2577361Y2 - 電子放出素子およびその電子放出素子を用いた画像表示装置 - Google Patents
電子放出素子およびその電子放出素子を用いた画像表示装置Info
- Publication number
- JP2577361Y2 JP2577361Y2 JP1993028256U JP2825693U JP2577361Y2 JP 2577361 Y2 JP2577361 Y2 JP 2577361Y2 JP 1993028256 U JP1993028256 U JP 1993028256U JP 2825693 U JP2825693 U JP 2825693U JP 2577361 Y2 JP2577361 Y2 JP 2577361Y2
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- Japan
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- electrode
- gate electrode
- cathode
- voltage
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、マイクロ波真空管・光
源・増幅素子・高速スイッチング素子・センサー等に使
用される電界放出形の電子放出素子と、この電子放出素
子を陰極として用いた画像表示装置に関するものであ
る。
源・増幅素子・高速スイッチング素子・センサー等に使
用される電界放出形の電子放出素子と、この電子放出素
子を陰極として用いた画像表示装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図５は、電界放出形陰極を有する従来の
画像表示装置の一例を示している。所定間隔をおいて対
面する陽極基板１００と陰極基板１０１の外周には図示
しない側面部が設けられ、内部を高真空状態に保持され
た外囲器１０２が構成されている。
画像表示装置の一例を示している。所定間隔をおいて対
面する陽極基板１００と陰極基板１０１の外周には図示
しない側面部が設けられ、内部を高真空状態に保持され
た外囲器１０２が構成されている。
【０００３】陽極基板１００の内面には透光性の陽極導
体１０３と蛍光体層１０４を有する表示部１０５が設け
られている。
体１０３と蛍光体層１０４を有する表示部１０５が設け
られている。
【０００４】前記陽極基板１００の表示部１０５と対面
する陰極基板１０１の内面には、円錐形のエミッタ電極
１０６を備えた電界放出素子が設けられている。まず、
陰極基板１０１の内面にはストライプ状の陰極導体１０
７が設けられ、該陰極導体１０７の上には開口１０８を
有する絶縁層１０９が設けられている。そして、該開口
１０８内の前記陰極導体１０７上には円錐形の電子放出
部であるエミッタ電極１０６が設けられている。さらに
前記絶縁層１０９の上面には、前記開口１０８に対応し
た孔１１０を有するとともに、前記陰極導体１０７と交
差する方向に延設されたストライプ状のゲート電極１１
１が設けられている。
する陰極基板１０１の内面には、円錐形のエミッタ電極
１０６を備えた電界放出素子が設けられている。まず、
陰極基板１０１の内面にはストライプ状の陰極導体１０
７が設けられ、該陰極導体１０７の上には開口１０８を
有する絶縁層１０９が設けられている。そして、該開口
１０８内の前記陰極導体１０７上には円錐形の電子放出
部であるエミッタ電極１０６が設けられている。さらに
前記絶縁層１０９の上面には、前記開口１０８に対応し
た孔１１０を有するとともに、前記陰極導体１０７と交
差する方向に延設されたストライプ状のゲート電極１１
１が設けられている。
【０００５】このように、陰極導体１０７とゲート電極
１１１がマトリクスを構成しているので、表示部１０５
に所定の陽極電圧を与えるとともに、陰極導体１０７と
ゲート電極１１１を適宜のタイミングで駆動すれば、電
子を放出するエミッタ電極１０６を選択でき、対面して
いる表示部１０５の蛍光体層１０４を選択的に発光させ
て所望の発光表示を得ることができる。
１１１がマトリクスを構成しているので、表示部１０５
に所定の陽極電圧を与えるとともに、陰極導体１０７と
ゲート電極１１１を適宜のタイミングで駆動すれば、電
子を放出するエミッタ電極１０６を選択でき、対面して
いる表示部１０５の蛍光体層１０４を選択的に発光させ
て所望の発光表示を得ることができる。
【０００６】ところで、前記エミッタ電極１０６の形状
が円錐状で、エミッタ電極１０６の先端部の周囲にゲー
ト電極１１１が位置しているので、エミッタ電極１０６
から放出された電子は、表示部１０５の陽極導体１０３
に印加される電圧等、条件にもよるが、例えば片側３０
度といった範囲に広がりをもって放出される。
が円錐状で、エミッタ電極１０６の先端部の周囲にゲー
ト電極１１１が位置しているので、エミッタ電極１０６
から放出された電子は、表示部１０５の陽極導体１０３
に印加される電圧等、条件にもよるが、例えば片側３０
度といった範囲に広がりをもって放出される。
【０００７】そのため、画素ピッチの細かい高精細な表
示を得ようとすると、電子線の広がりの範囲が表示に影
響しないように、電界放出形陰極と表示部の間隔を狭め
るか、各画素の配設ピッチに対する電界放出形陰極の配
設領域を狭くしなければならない。このようにしなけれ
ば、拡散した電子が隣の画素に射突して隣の画素がもれ
発光してしまう。
示を得ようとすると、電子線の広がりの範囲が表示に影
響しないように、電界放出形陰極と表示部の間隔を狭め
るか、各画素の配設ピッチに対する電界放出形陰極の配
設領域を狭くしなければならない。このようにしなけれ
ば、拡散した電子が隣の画素に射突して隣の画素がもれ
発光してしまう。
【０００８】しかしながら、画素の発光輝度を高くする
には、表示部のアノード電圧を高くする必要があり、そ
の場合には絶縁性の問題から表示部と陰極の間隔をある
程度離す必要がある。例えば、アノード電圧を１ＫＶと
すると、蛍光体層１０４とゲート電極１１１の間隔は１
５０から２００μｍ程度必要となる。
には、表示部のアノード電圧を高くする必要があり、そ
の場合には絶縁性の問題から表示部と陰極の間隔をある
程度離す必要がある。例えば、アノード電圧を１ＫＶと
すると、蛍光体層１０４とゲート電極１１１の間隔は１
５０から２００μｍ程度必要となる。
【０００９】また、前述したような電界放出形の電子放
出素子は、マイクロ波真空管・光源・増幅素子・高速ス
イッチング素子・センサー等においても使用されてい
る。
出素子は、マイクロ波真空管・光源・増幅素子・高速ス
イッチング素子・センサー等においても使用されてい
る。
【００１０】
【考案が解決しようとする課題】ところで、ゲート電極
とエミッタ電極とで表示を選択する表示装置において、
高精細な表示、例えば画素ピッチが０．３３ｍｍ以下の
表示を行う場合について検討する。特にフルカラー表示
の場合、各画素はＲ，Ｇ，Ｂの各蛍光体層から成り、各
画素を構成する各蛍光体層の幅は８０μｍで、各蛍光体
層の配設間隔は、２０μｍ程度となってしまう。
とエミッタ電極とで表示を選択する表示装置において、
高精細な表示、例えば画素ピッチが０．３３ｍｍ以下の
表示を行う場合について検討する。特にフルカラー表示
の場合、各画素はＲ，Ｇ，Ｂの各蛍光体層から成り、各
画素を構成する各蛍光体層の幅は８０μｍで、各蛍光体
層の配設間隔は、２０μｍ程度となってしまう。
【００１１】例えば、蛍光体層１０４とゲート電極１１
１の間隔を１５０μｍとすると、円錐状のエミッタ電極
１０６による電子の広がりを片側３０°とみれば、電子
は片側約８０μｍも広がってしまう。従って、前述のよ
うな寸法の画素を有する表示装置を正しく駆動すること
はできず、このような高精細な表示装置を実現すること
ができない。逆に蛍光体層１０４とゲート電極１１１の
間隔を５０μｍ程度にすれば電子の広がりを抑えること
ができるが、耐電圧の問題から、アノード電圧を高くす
ることができず、輝度が低くなるという問題があった。
１の間隔を１５０μｍとすると、円錐状のエミッタ電極
１０６による電子の広がりを片側３０°とみれば、電子
は片側約８０μｍも広がってしまう。従って、前述のよ
うな寸法の画素を有する表示装置を正しく駆動すること
はできず、このような高精細な表示装置を実現すること
ができない。逆に蛍光体層１０４とゲート電極１１１の
間隔を５０μｍ程度にすれば電子の広がりを抑えること
ができるが、耐電圧の問題から、アノード電圧を高くす
ることができず、輝度が低くなるという問題があった。
【００１２】また、前記電界放出素子を有するマイクロ
波真空管・光源・増幅素子・高速スイッチング素子・セ
ンサー等において、放出された電子が広がると、アノー
ド（コレクタ）に到達する電子の量が減少するから、イ
ンプットパワーに対するＳ／Ｎ比が悪くなったり、高感
度が得られず、安定性に欠けるといった問題がある。
波真空管・光源・増幅素子・高速スイッチング素子・セ
ンサー等において、放出された電子が広がると、アノー
ド（コレクタ）に到達する電子の量が減少するから、イ
ンプットパワーに対するＳ／Ｎ比が悪くなったり、高感
度が得られず、安定性に欠けるといった問題がある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本考案の電子放出素子
は、陰極導体上に設けられたエミッタ電極と、陰極導体
上に絶縁層を介して設けられたゲート電極を備えた電界
放出形の電子放出素子において、前記ゲート電極と同一
平面内で、前記ゲート電極を挟む位置に、常時０Ｖ以下
の電圧が印加される拡散防止電極を設けたことを特徴と
する。
は、陰極導体上に設けられたエミッタ電極と、陰極導体
上に絶縁層を介して設けられたゲート電極を備えた電界
放出形の電子放出素子において、前記ゲート電極と同一
平面内で、前記ゲート電極を挟む位置に、常時０Ｖ以下
の電圧が印加される拡散防止電極を設けたことを特徴と
する。
【００１５】本考案の画像表示装置によれば、対面する
陽極基板と陰極基板を備えた気密外囲器と、前記陰極基
板の内面に設けられた陰極導体と該陰極導体上に設けら
れたエミッタ電極と該陰極導体上に絶縁層を介して設け
られたゲート電極を備えた電界放出形の電子放出素子か
らなる陰極と、前記陽極基板の内面に設けられた表示部
を有し、前記ゲート電極に選択電圧を印加して前記エミ
ッタ電極から放出された電子を前記表示部に射突させて
発光表示を行なう画像表示装置において、前記ゲート電
極と同一平面内で前記ゲート電極を挟む位置に設けられ
るとともに、少なくとも近接する前記ゲート電極に前記
選択電圧が印加された時に該選択電圧よりも低い電圧が
印加されて前記エミッタ電極から放出された電子の拡散
を防止する拡散防止電極を設けたことを特徴としてい
る。
陽極基板と陰極基板を備えた気密外囲器と、前記陰極基
板の内面に設けられた陰極導体と該陰極導体上に設けら
れたエミッタ電極と該陰極導体上に絶縁層を介して設け
られたゲート電極を備えた電界放出形の電子放出素子か
らなる陰極と、前記陽極基板の内面に設けられた表示部
を有し、前記ゲート電極に選択電圧を印加して前記エミ
ッタ電極から放出された電子を前記表示部に射突させて
発光表示を行なう画像表示装置において、前記ゲート電
極と同一平面内で前記ゲート電極を挟む位置に設けられ
るとともに、少なくとも近接する前記ゲート電極に前記
選択電圧が印加された時に該選択電圧よりも低い電圧が
印加されて前記エミッタ電極から放出された電子の拡散
を防止する拡散防止電極を設けたことを特徴としてい
る。
【００１６】本考案によれば、前記画像表示装置におい
て、前記拡散防止電極に常時０Ｖ以下の電圧が印加され
るようにしてもよい。
て、前記拡散防止電極に常時０Ｖ以下の電圧が印加され
るようにしてもよい。
【００１７】
【作用】ゲート電極に選択電圧が印加されると、該ゲー
ト電極に対応するエミッタ電極から電子が放出される。
この時、該ゲート電極を挟む拡散防止電極には前記選択
電圧よりも低い電圧が印加されており、前記エミッタ電
極から放出された電子は拡散せずに表示部に射突する。
ト電極に対応するエミッタ電極から電子が放出される。
この時、該ゲート電極を挟む拡散防止電極には前記選択
電圧よりも低い電圧が印加されており、前記エミッタ電
極から放出された電子は拡散せずに表示部に射突する。
【００１８】
【実施例】図１〜図３を参照して本考案の第１実施例で
ある電子放出素子を備えた画像表示装置１を説明する。
所定間隔をおいて対面する陽極基板２と陰極基板３の外
周には図示しない側面部が設けられ、内部を高真空状態
に保持させた外囲器４が構成されている。
ある電子放出素子を備えた画像表示装置１を説明する。
所定間隔をおいて対面する陽極基板２と陰極基板３の外
周には図示しない側面部が設けられ、内部を高真空状態
に保持させた外囲器４が構成されている。
【００１９】陽極基板２の内面には、透光性の陽極導体
５がベタ状に形成されている。該陽極導体５の内面に
は、所望の発光色の蛍光体層６がストライプ状またはド
ット状に配設されて表示部７が構成されている。さらに
各蛍光体層６，６間には遮光性のマスク８が配設されて
いる。
５がベタ状に形成されている。該陽極導体５の内面に
は、所望の発光色の蛍光体層６がストライプ状またはド
ット状に配設されて表示部７が構成されている。さらに
各蛍光体層６，６間には遮光性のマスク８が配設されて
いる。
【００２０】これに対し陰極基板３の内面には、前記蛍
光体層６の配設方向と直交する方向に沿って、画素毎に
分割されたストライプ状の陰極導体９が形成されてい
る。該陰極導体９の上には、開口１０を有する絶縁層１
１が設けられている。そして、該開口１０内の前記陰極
導体９上には円錐形の電子放出部であるエミッタ電極１
２が設けられている。
光体層６の配設方向と直交する方向に沿って、画素毎に
分割されたストライプ状の陰極導体９が形成されてい
る。該陰極導体９の上には、開口１０を有する絶縁層１
１が設けられている。そして、該開口１０内の前記陰極
導体９上には円錐形の電子放出部であるエミッタ電極１
２が設けられている。
【００２１】さらに前記絶縁層１１の上面には、前記開
口１０に対応した孔１３を有するゲート電極１４が設け
られている。ゲート電極１４は各画素に対応し、蛍光体
層６の配設方向と平行な方向にストライプ状に形成され
ている。
口１０に対応した孔１３を有するゲート電極１４が設け
られている。ゲート電極１４は各画素に対応し、蛍光体
層６の配設方向と平行な方向にストライプ状に形成され
ている。
【００２２】また、ゲート電極１４とゲート電極１４の
間には、複数本の拡散防止電極１５がストライプ状に多
数配設され、これらは電気的に共通接続されている。そ
して、拡散防止電極１５には前記ゲート電極１４に印加
される選択電圧より低い電極が常時印加されるようにな
っている。
間には、複数本の拡散防止電極１５がストライプ状に多
数配設され、これらは電気的に共通接続されている。そ
して、拡散防止電極１５には前記ゲート電極１４に印加
される選択電圧より低い電極が常時印加されるようにな
っている。
【００２３】図３に拡散防止電極１５に印加する電圧
と、電子の広がり具合いの関係を示す。この場合、ゲー
ト電極１４と蛍光体層６のギャップは１５０μｍ、ゲー
ト電極１４は８０μｍの幅である。またゲート電極１４
と拡散防止電極１５の間隔は１０μｍ、拡散防止電極１
５は２０μｍ幅とした。なお、ゲート電極１４には１２
０Ｖ、表示部７の陽極導体５には８００Ｖを印加した場
合の電流密度分布図である。
と、電子の広がり具合いの関係を示す。この場合、ゲー
ト電極１４と蛍光体層６のギャップは１５０μｍ、ゲー
ト電極１４は８０μｍの幅である。またゲート電極１４
と拡散防止電極１５の間隔は１０μｍ、拡散防止電極１
５は２０μｍ幅とした。なお、ゲート電極１４には１２
０Ｖ、表示部７の陽極導体５には８００Ｖを印加した場
合の電流密度分布図である。
【００２４】傾向として、ゲート電圧に対して拡散防止
電圧が低くなるほど電子が集束しているのがわかる。
電圧が低くなるほど電子が集束しているのがわかる。
【００２５】図４は本考案の第２実施例を示したもの
で、図２に示す第１実施例において、同電位が印加され
るゲート電極１４をそれぞれ複数に分割したものであ
る。そして、分割した各ゲート電極２４，２４の間に拡
散防止電極２５をそれぞれ延在させたものである。これ
によって、電子の集束性をより高めることができる。
で、図２に示す第１実施例において、同電位が印加され
るゲート電極１４をそれぞれ複数に分割したものであ
る。そして、分割した各ゲート電極２４，２４の間に拡
散防止電極２５をそれぞれ延在させたものである。これ
によって、電子の集束性をより高めることができる。
【００２６】以上の各実施例では、ゲート電極１４，２
４と拡散防止電極１５，２５の双方ともが互いに平行な
ストライプ状であった。しかしながら、ゲート電極及び
このゲート電極に対応する拡散防止電極の少なくとも各
一部がそれぞれくし歯状に形成され、両者が所定間隔を
おいて互いにかみ合うように配置されていてもよい。前
記各実施例において電子の収束が強まるのはストライプ
の幅方向についてであったが、本実施例によれば、拡散
防止電極のくし歯状部分で囲ったゲート電極のくし歯状
部分においては、２以上の方向について電子の収束が改
善される。
４と拡散防止電極１５，２５の双方ともが互いに平行な
ストライプ状であった。しかしながら、ゲート電極及び
このゲート電極に対応する拡散防止電極の少なくとも各
一部がそれぞれくし歯状に形成され、両者が所定間隔を
おいて互いにかみ合うように配置されていてもよい。前
記各実施例において電子の収束が強まるのはストライプ
の幅方向についてであったが、本実施例によれば、拡散
防止電極のくし歯状部分で囲ったゲート電極のくし歯状
部分においては、２以上の方向について電子の収束が改
善される。
【００２７】以上説明した各実施例では、拡散防止電極
に常時電圧をかけていたが、ゲート電極の駆動に合せ、
ゲート電極に選択電圧が印加される時のみ、該ゲート電
極を挟む拡散防止電極に電圧を印加するようにしてもよ
い。
に常時電圧をかけていたが、ゲート電極の駆動に合せ、
ゲート電極に選択電圧が印加される時のみ、該ゲート電
極を挟む拡散防止電極に電圧を印加するようにしてもよ
い。
【００２８】
【考案の効果】以上のように隣接するゲート電極間に拡
散防止電極を設け、この拡散防止電極に常時０Ｖ以下の
電圧を印加したので、エミッタ電極から放出された電子
の拡散が防止される。
散防止電極を設け、この拡散防止電極に常時０Ｖ以下の
電圧を印加したので、エミッタ電極から放出された電子
の拡散が防止される。
【００２９】従って、本考案の電子放出素子によれば、
マイクロ波真空管・光源・増幅素子・高速スイッチング
素子・センサー等に使用した場合にアノード（コレク
タ）に到達する電子の量が充分であり、高感度が得ら
れ、安定性も高いという効果がある。
マイクロ波真空管・光源・増幅素子・高速スイッチング
素子・センサー等に使用した場合にアノード（コレク
タ）に到達する電子の量が充分であり、高感度が得ら
れ、安定性も高いという効果がある。
【００３０】また、本考案の電子放出素子を用いた画像
放出素子によれば、蛍光体層とゲート電極の距離を離し
ても、混色やもれ発光が抑えられるので、アノード電圧
を高めて高輝度化が図れる。
放出素子によれば、蛍光体層とゲート電極の距離を離し
ても、混色やもれ発光が抑えられるので、アノード電圧
を高めて高輝度化が図れる。
【００３１】また、カラー表示の場合、混色を避けるた
めにアノード電極で選択する必要がなく、高電圧でのス
イッチングが不要となる。
めにアノード電極で選択する必要がなく、高電圧でのス
イッチングが不要となる。
【００３２】拡散防止電極にマイナスの電位を印加すれ
ば、残留ガス等のガス放出による＋イオンを拡散防止電
極で吸収することができるので、イオンの付着によって
エミッタ電極に悪影響が及ぶのを防止することができ
る。
ば、残留ガス等のガス放出による＋イオンを拡散防止電
極で吸収することができるので、イオンの付着によって
エミッタ電極に悪影響が及ぶのを防止することができ
る。
【００３３】拡散防止電極を陰極と陽極の間に設けて複
雑な多層状の電極構成とする場合に比べ、本考案の構成
ははるかに簡単であり、拡散防止電極はゲート電極と同
一面内にある。従って両電極は同一の工程で製造できる
ので製造コストが安価になる。
雑な多層状の電極構成とする場合に比べ、本考案の構成
ははるかに簡単であり、拡散防止電極はゲート電極と同
一面内にある。従って両電極は同一の工程で製造できる
ので製造コストが安価になる。
【図１】本考案の第１実施例の断面図である。
【図２】本考案の第１実施例における陰極基板の平面図
である。
である。
【図３】本考案の第１実施例における電子の拡散防止効
果を示す電流密度分布図である。
果を示す電流密度分布図である。
【図４】本考案の第２実施例における陰極基板の平面図
である。
である。
【図５】電界放出素子を用いた従来の画像表示装置の断
面図である。
面図である。
１ 画像表示装置 ２ 陽極基板 ３ 陰極基板 ４ 外囲器 ７ 表示部 9 陰極導体 １１ 絶縁層 １２ エミッタ電極 １４，２４ ゲート電極 １５，２５ 拡散防止電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 1/30,31/12
Claims (3)
- 【請求項１】 陰極導体上に設けられたエミッタ電極
と、陰極導体上に絶縁層を介して設けられたゲート電極
を備えた電界放出形の電子放出素子において、前記ゲー
ト電極と同一平面内で、前記ゲート電極を挟む位置に、
常時０Ｖ以下の電圧が印加される拡散防止電極を設けた
ことを特徴とする電子放出素子。 - 【請求項２】 対面する陽極基板と陰極基板を備えた気
密外囲器と、前記陰極基板の内面に設けられた陰極導体
と該陰極導体上に設けられたエミッタ電極と該陰極導体
上に絶縁層を介して設けられたゲート電極を備えた電界
放出形の電子放出素子からなる陰極と、前記陽極基板の
内面に設けられた表示部を有し、前記ゲート電極に選択
電圧を印加して前記エミッタ電極から放出された電子を
前記表示部に射突させて発光表示を行なう画像表示装置
において、 前記ゲート電極と同一平面内で前記ゲート電極を挟む位
置に設けられるとともに、少なくとも近接する前記ゲー
ト電極に前記選択電圧が印加された時に該選択電圧より
も低い電圧が印加されて前記エミッタ電極から放出され
た電子の拡散を防止する拡散防止電極を設けたことを特
徴とする画像表示装置。 - 【請求項３】 前記拡散防止電極に常時０Ｖ以下の電圧
が印加される請求項２記載の画像表示装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993028256U JP2577361Y2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 電子放出素子およびその電子放出素子を用いた画像表示装置 |
| KR1019940011797A KR0156032B1 (ko) | 1993-05-28 | 1994-05-28 | 전자방출소자 및 그 전자방출소자를 이용한 화상표시장치, 화상표시 장치의 구동장치, 화상표시장치의 화상표시 구동회로 |
| FR9406560A FR2708380B1 (fr) | 1993-05-28 | 1994-05-30 | Dispositif d'affichage d'images et circuit de commande associé. |
| FR9411299A FR2709375B1 (fr) | 1993-05-28 | 1994-09-22 | Dispositif d'affichage d'images et circuit de commande associé. |
| US08/777,193 US5703611A (en) | 1993-05-28 | 1996-12-27 | Image display device and drive device therefor |
| US08/792,389 US5721561A (en) | 1993-05-28 | 1997-02-03 | Image display device and drive device therefor |
| US08/934,022 US5949394A (en) | 1993-05-28 | 1997-09-19 | Image display device and drive device therefor |
Applications Claiming Priority (1)
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