JP2610414B2 - 表示装置 - Google Patents
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- JP2610414B2 JP2610414B2 JP63061556A JP6155688A JP2610414B2 JP 2610414 B2 JP2610414 B2 JP 2610414B2 JP 63061556 A JP63061556 A JP 63061556A JP 6155688 A JP6155688 A JP 6155688A JP 2610414 B2 JP2610414 B2 JP 2610414B2
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- Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電界放射型の電子線源に蛍光体層を有する
表示板が対向配置された表示装置に関するものである。
表示板が対向配置された表示装置に関するものである。
［従来の技術］ 従来より電子線源に蛍光体層を対向配置して、電子線
源から放出される電子線により蛍光体層を発光させるよ
うにした表示装置として蛍光管が知られている。このよ
うな表示装置の電子線源には、タングステン等の高融点
金属を高温に加熱して金属中の自由電子に熱エネルギー
を与えることにより、金属表面から電子を放出させる熱
電子放出を利用した電子線源が用いられている。熱電子
放出による電子線源は比較的容易に電子が放出されるか
ら、広く用いられているのである。
源から放出される電子線により蛍光体層を発光させるよ
うにした表示装置として蛍光管が知られている。このよ
うな表示装置の電子線源には、タングステン等の高融点
金属を高温に加熱して金属中の自由電子に熱エネルギー
を与えることにより、金属表面から電子を放出させる熱
電子放出を利用した電子線源が用いられている。熱電子
放出による電子線源は比較的容易に電子が放出されるか
ら、広く用いられているのである。
［発明が解決しようとする課題］ 熱電子放出を行なう熱陰極は、第５図に示すように、
温度の上昇に伴なって放出電流密度が指数関数的に上昇
するのであり、所要の放出電流密度を得るには、ヒータ
を用いるか、あるいは陰極自身のジュール熱を利用して
必要な温度に加熱しなければならない。したがって、蛍
光体層に電子線を照射する形式の蛍光管において発光領
域を可変するには、いわゆるマジックアイのように、電
子線源と蛍光体層との間に制御グリッド等を用いて電子
線の照射領域を調節する必要であり、制御グリッドの占
有する空間が大きくなるから、薄型に形成することがで
きないという問題がある。また、ジュール熱を利用して
いるからエネルギーロスも大きいという問題があり、高
温に加熱するから陰極物質の蒸発や劣化等も問題にな
る。
温度の上昇に伴なって放出電流密度が指数関数的に上昇
するのであり、所要の放出電流密度を得るには、ヒータ
を用いるか、あるいは陰極自身のジュール熱を利用して
必要な温度に加熱しなければならない。したがって、蛍
光体層に電子線を照射する形式の蛍光管において発光領
域を可変するには、いわゆるマジックアイのように、電
子線源と蛍光体層との間に制御グリッド等を用いて電子
線の照射領域を調節する必要であり、制御グリッドの占
有する空間が大きくなるから、薄型に形成することがで
きないという問題がある。また、ジュール熱を利用して
いるからエネルギーロスも大きいという問題があり、高
温に加熱するから陰極物質の蒸発や劣化等も問題にな
る。
本発明は上述の問題点を解決することを目的とするも
のであり、発光領域を印加電圧に応じて変化させる場合
に制御グリッドが不要で薄型化できるようにし、また、
効率が高く陰極物質の蒸発や劣化等のない表示装置を提
供しようとするものである。
のであり、発光領域を印加電圧に応じて変化させる場合
に制御グリッドが不要で薄型化できるようにし、また、
効率が高く陰極物質の蒸発や劣化等のない表示装置を提
供しようとするものである。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために、電極基板上に
配置され先端部が尖鋭なエミッタチップと、エミッタチ
ップの先端部を露出させる放射孔を有したゲート層との
間に電圧を印加することによりエミッタチップから電子
を放射する電界放射型の電子線源と、電気線源に対向し
て配置され電子線源より放出される電子により発光する
蛍光体層が形成された表示板とを設け、上記放出孔の径
の異なる多数の電子線源を１つの電極基板上で所望のパ
ターン形状に配設した構成を有している。
配置され先端部が尖鋭なエミッタチップと、エミッタチ
ップの先端部を露出させる放射孔を有したゲート層との
間に電圧を印加することによりエミッタチップから電子
を放射する電界放射型の電子線源と、電気線源に対向し
て配置され電子線源より放出される電子により発光する
蛍光体層が形成された表示板とを設け、上記放出孔の径
の異なる多数の電子線源を１つの電極基板上で所望のパ
ターン形状に配設した構成を有している。
［作用］ 上記構成によれば、電極基板とゲート層との間に印加
される電圧が変化すると、各電子線源のエミッタチップ
とゲート層との間の電界強度が変化し、所要の電界強度
が得られた電子線源だけから電子線が放射されるのであ
る。すなわち、放射孔の径を調節することで、エミッタ
チップとゲート層との間の電界強度を異ならせることが
できるのであり、異なる径を有する放射孔を所望のパタ
ーン形状に配列することで、印加電圧に応じて電子線の
放射される部位を変えて発光領域を可変することができ
るわけである。
される電圧が変化すると、各電子線源のエミッタチップ
とゲート層との間の電界強度が変化し、所要の電界強度
が得られた電子線源だけから電子線が放射されるのであ
る。すなわち、放射孔の径を調節することで、エミッタ
チップとゲート層との間の電界強度を異ならせることが
できるのであり、異なる径を有する放射孔を所望のパタ
ーン形状に配列することで、印加電圧に応じて電子線の
放射される部位を変えて発光領域を可変することができ
るわけである。
［実施例］ 第１図に示すように、電子線源10に対向して蛍光体層
21を有した表示板22が配設され、表示板22と蛍光体層21
との間に透明電極層23が形成された構成を有している。
表示板22は透明なガラス板であり、電子線源10と蛍光体
層21との間は真空になっている。透明電極層23は、電子
線源10に対して正極に設定されており、電子線源10から
放射された電子線を加速して蛍光体層21に効率よく照射
されるようにしているのである。
21を有した表示板22が配設され、表示板22と蛍光体層21
との間に透明電極層23が形成された構成を有している。
表示板22は透明なガラス板であり、電子線源10と蛍光体
層21との間は真空になっている。透明電極層23は、電子
線源10に対して正極に設定されており、電子線源10から
放射された電子線を加速して蛍光体層21に効率よく照射
されるようにしているのである。
電子線源10は、電界放射型の電子線源であって、第３
図に示すように、十分にドープされたシリコンよりなる
導電性の電極基板12に、二酸化シリコンよりなる絶縁層
13を介してモリブデンよりなる導電性のゲート層14を積
層した積層体を有し、絶縁層13およびゲート層14を通し
て形成されて電極基板12の表面を露出させる放射孔15内
にモリブデンよりなるエミッタチップ16を配設した構造
となっている。電極基板12は１μｍ程度、ゲート層14は
0.5μｍ程度の厚み、放射孔15は１μｍ程度の直径に設
定される。
図に示すように、十分にドープされたシリコンよりなる
導電性の電極基板12に、二酸化シリコンよりなる絶縁層
13を介してモリブデンよりなる導電性のゲート層14を積
層した積層体を有し、絶縁層13およびゲート層14を通し
て形成されて電極基板12の表面を露出させる放射孔15内
にモリブデンよりなるエミッタチップ16を配設した構造
となっている。電極基板12は１μｍ程度、ゲート層14は
0.5μｍ程度の厚み、放射孔15は１μｍ程度の直径に設
定される。
この電界放射型電極を形成するには、電極基板12を形
成するシリコンウェハの表面に酸化皮膜を形成すること
により絶縁層13を形成した後、絶縁層13の表面にモリブ
デンを電子ビーム蒸着することにより、0.5μｍ程度の
厚みのゲート層14を形成し、さらに、エッチングにより
放射孔15を形成する。次に、分離層（図示せずを蒸着に
より形成してから、電子ビーム蒸着により、モリブデン
を電極基板12上に堆積させてエミッタチップ16を形成す
る。このプロセスでエミッタチップ16が円錐形に形成さ
れるのであり、その先端は尖鋭に形成される。最後に、
分離層を剥離すれば、電界放射型電極が形成されるので
ある。この電界放射型電極の形成方法の基本部分は、文
献（C.A.Spindt,et al.,“Physical properties of thi
n−film fieldemission cathodes with molybdenum con
es",J.Appl.Phys.,Vol 47,No.12,December 1976,p.5248
−5263）に詳しく記載されている。エミッタチップ16
は、上記実施例では円錐形に形成しているが、ひげ状、
針状等、先端が尖鋭であれば他の形状も適用しうるもの
である。
成するシリコンウェハの表面に酸化皮膜を形成すること
により絶縁層13を形成した後、絶縁層13の表面にモリブ
デンを電子ビーム蒸着することにより、0.5μｍ程度の
厚みのゲート層14を形成し、さらに、エッチングにより
放射孔15を形成する。次に、分離層（図示せずを蒸着に
より形成してから、電子ビーム蒸着により、モリブデン
を電極基板12上に堆積させてエミッタチップ16を形成す
る。このプロセスでエミッタチップ16が円錐形に形成さ
れるのであり、その先端は尖鋭に形成される。最後に、
分離層を剥離すれば、電界放射型電極が形成されるので
ある。この電界放射型電極の形成方法の基本部分は、文
献（C.A.Spindt,et al.,“Physical properties of thi
n−film fieldemission cathodes with molybdenum con
es",J.Appl.Phys.,Vol 47,No.12,December 1976,p.5248
−5263）に詳しく記載されている。エミッタチップ16
は、上記実施例では円錐形に形成しているが、ひげ状、
針状等、先端が尖鋭であれば他の形状も適用しうるもの
である。
このようにして形成された電界放射型の電子線源10
は、ゲート層14とエミッタチップ16との間に強い電界
（通常は108V/m以上）を印加して電界障壁を薄くするこ
とによって、量子力学的トンネル効果であるショットキ
ー効果により、エミッタチップ16内の電子が障壁を通り
抜けて放射されるのである。しかるに、常温で電子の放
射が生じるものであるから、熱的なロスがほとんどな
く、しかも放射される電子のエネルギーは印加される電
界強度に依存しているからエネルギー分布の集中度が高
いという利点を有している。
は、ゲート層14とエミッタチップ16との間に強い電界
（通常は108V/m以上）を印加して電界障壁を薄くするこ
とによって、量子力学的トンネル効果であるショットキ
ー効果により、エミッタチップ16内の電子が障壁を通り
抜けて放射されるのである。しかるに、常温で電子の放
射が生じるものであるから、熱的なロスがほとんどな
く、しかも放射される電子のエネルギーは印加される電
界強度に依存しているからエネルギー分布の集中度が高
いという利点を有している。
電子線源10は、電極基板12上に多数配設される。すな
わち、電極基板12上に形成されたゲート層14に多数の放
射孔15を形成し、各放射孔15内にエミッタチップ16を形
成しているのである。ここに、放射孔15の開口孔は各電
子線源10で適宜設定されている。したがって、放射孔15
の径に応じて、各電子線源10におけるゲート層14とエミ
ッタチップ16との間の電界強度が異なることになり、電
極基板12とゲート層14との間の印加電圧に応じて、電子
線を放射する電子線源10が決定されるのである。つま
り、放射孔15の径と、電子線を放射するのに必要な印加
電圧との間には、第２図に示すような比例関係があるか
ら、電極基板12とゲート層14との間に印加する電圧を調
節すれば電子線が放射される位置が変化し、印加電極に
応じて発光領域を変化させることができるのである。
わち、電極基板12上に形成されたゲート層14に多数の放
射孔15を形成し、各放射孔15内にエミッタチップ16を形
成しているのである。ここに、放射孔15の開口孔は各電
子線源10で適宜設定されている。したがって、放射孔15
の径に応じて、各電子線源10におけるゲート層14とエミ
ッタチップ16との間の電界強度が異なることになり、電
極基板12とゲート層14との間の印加電圧に応じて、電子
線を放射する電子線源10が決定されるのである。つま
り、放射孔15の径と、電子線を放射するのに必要な印加
電圧との間には、第２図に示すような比例関係があるか
ら、電極基板12とゲート層14との間に印加する電圧を調
節すれば電子線が放射される位置が変化し、印加電極に
応じて発光領域を変化させることができるのである。
上記構成の応用として、第４図に示すように、電極基
板12を細長い矩形状に形成し、電極基板12の長手方向
（矢印方向）において放射孔15の径を次第に変化させる
ようにすれば、電極基板12とゲート層14との間に印加さ
れる電圧に比例して、蛍光体層21の発光領域が電極基板
12の長手方向に移動することになるから、いわゆるバー
表示式のレベル表示器に利用する場合に、薄型、高効率
な構成とすることができるのである。
板12を細長い矩形状に形成し、電極基板12の長手方向
（矢印方向）において放射孔15の径を次第に変化させる
ようにすれば、電極基板12とゲート層14との間に印加さ
れる電圧に比例して、蛍光体層21の発光領域が電極基板
12の長手方向に移動することになるから、いわゆるバー
表示式のレベル表示器に利用する場合に、薄型、高効率
な構成とすることができるのである。
［発明の効果］ 本発明は上述のように、電極基板上に配置され先端部
が尖鋭なエミッタチップと、エミッタチップの先端部を
露出させる放射孔を有したゲート層との間に電圧を印加
することによりエミッタチップから電子を放射する電界
放射型の電子線源と、電子線源に対向して配置され電子
線源より放出される電子により発光する蛍光体層が形成
された表示板とを設け、上記放射孔の径の異なる多数の
電子線源を１つの電極基板上で所望のパターン形状に配
設した構成を有しているものであり、電極基板とゲート
層との間に印加される電圧が変化すると、各電子線源の
エミッタチップとゲート層との間の電界強度が変化し、
所要の電界強度が得られた電子線源から電子線が放射さ
れるのであって、放射孔の径の異なる電子線源が１つの
電極基板上に多数形成されているから、印加電圧に応じ
て電子線を放出する領域を変えることができるのであ
り、印加電圧に応じて発光領域を可変することができる
のである。その結果、熱電子放出の電子線源を用いる場
合のように、制御グリッドを用いる必要がないから、薄
型に構成することができ、しかも発熱がないから、効率
が高く、陰極物質の消耗や劣化もないという利点を有す
るのである。
が尖鋭なエミッタチップと、エミッタチップの先端部を
露出させる放射孔を有したゲート層との間に電圧を印加
することによりエミッタチップから電子を放射する電界
放射型の電子線源と、電子線源に対向して配置され電子
線源より放出される電子により発光する蛍光体層が形成
された表示板とを設け、上記放射孔の径の異なる多数の
電子線源を１つの電極基板上で所望のパターン形状に配
設した構成を有しているものであり、電極基板とゲート
層との間に印加される電圧が変化すると、各電子線源の
エミッタチップとゲート層との間の電界強度が変化し、
所要の電界強度が得られた電子線源から電子線が放射さ
れるのであって、放射孔の径の異なる電子線源が１つの
電極基板上に多数形成されているから、印加電圧に応じ
て電子線を放出する領域を変えることができるのであ
り、印加電圧に応じて発光領域を可変することができる
のである。その結果、熱電子放出の電子線源を用いる場
合のように、制御グリッドを用いる必要がないから、薄
型に構成することができ、しかも発熱がないから、効率
が高く、陰極物質の消耗や劣化もないという利点を有す
るのである。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は同上
の動作説明図、第３図は同上に用いる電子線源の基本構
成を示す断面図、第４図は同上の応用例を示す一部切欠
斜視図、第５図は熱電子放出の特性図である。 12……電極基板、13……絶縁層、14……ゲート層、15…
…放射孔、16……エミッタチップ、21……蛍光体層、22
……表示板。
の動作説明図、第３図は同上に用いる電子線源の基本構
成を示す断面図、第４図は同上の応用例を示す一部切欠
斜視図、第５図は熱電子放出の特性図である。 12……電極基板、13……絶縁層、14……ゲート層、15…
…放射孔、16……エミッタチップ、21……蛍光体層、22
……表示板。
Claims (1)
- 【請求項１】電極基板上に配置され先端部が尖鋭なエミ
ッタチップと、エミッタチップの先端部を露出させる放
射孔を有したゲート層との間に電圧を印加することによ
りエミッタチップから電子を放射する電界放射型の電子
線源と、電気線源に対向して配置され電子線源より放出
される電子により発光する蛍光体層が形成された表示板
とを具備し、上記放射孔の径の異なる多数の電子線源が
１つの電極基板上で所望のパターン形状に配設されて成
ることを特徴とする表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63061556A JP2610414B2 (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63061556A JP2610414B2 (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01235136A JPH01235136A (ja) | 1989-09-20 |
| JP2610414B2 true JP2610414B2 (ja) | 1997-05-14 |
Family
ID=13174501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63061556A Expired - Fee Related JP2610414B2 (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2610414B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2656851B2 (ja) * | 1990-09-27 | 1997-09-24 | 工業技術院長 | 画像表示装置 |
| JP2638315B2 (ja) * | 1991-02-01 | 1997-08-06 | 富士通株式会社 | 微小電界放出陰極アレイ |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS594538Y2 (ja) * | 1979-09-20 | 1984-02-09 | 松下電器産業株式会社 | 螢光表示管 |
| JPS5646956U (ja) * | 1979-09-20 | 1981-04-25 | ||
| DE3243596C2 (de) * | 1982-11-25 | 1985-09-26 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München | Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung von Bildern auf einen Bildschirm |
-
1988
- 1988-03-15 JP JP63061556A patent/JP2610414B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01235136A (ja) | 1989-09-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |