JP2626276B2 - 電子放出素子 - Google Patents

電子放出素子

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  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は電子放出素子（Field Em
ission Cathodes,以下ＦＥＣとも呼ぶ。）に関するもの
である。本考案の電子放出素子は、各種表示装置、マイ
クロ波真空管、光源、増幅素子、高速スッチング素子、
センサー等における電子源として有用である。
【０００２】
【従来の技術】電子放出素子の一構造例であるいわゆる
縦型の構造を図３に示す。図中１００はガラス等から成
る絶縁性の基板である。基板１００の上面にはカソード
電極１０１が設けられている。カソード電極１０１の上
面にはシリコン薄膜等からなる抵抗層１０２が設けられ
ている。抵抗層１０２の上面にはＳｉＯ2 等の絶縁層１
０３が設けられている。該絶縁層１０３にはキャビティ
１０４が形成され、絶縁層１０３の上面にはゲート１０
５が設けられている。そして、前記キャビティ１０４内
の抵抗層１０２の上には円錐形のエミッタ１０６が設け
られている。即ちエミッタ１０６は、基板１００の上面
において抵抗層１０２を介してカソード電極１０１に接
続されている。
【０００３】この電子放出素子によれば、エミッタ１０
６に対してゲート１０５に適当なバイアス電圧を印加す
ることにより、エミッタ１０６の先端とゲート１０５の
間に電界を生じさせ、エミッタ１０６の先端から電子放
出を得ることができる。また、一般的な縦型の電子放出
素子において、駆動を開始するためにスイッチを閉じた
瞬間、絶縁劣化により大きなパルス電流が流れてエミッ
タを破壊してしまう事故が発生することがあった。しか
しながら、前記電子放出素子によれば、エミッタ１０６
とカソード電極１０１の間に電流制限用の抵抗層１０２
が設けられていたので短絡状態にはならず、隣接する他
のエミッタ１０６からの電子放出を損ねるほどの電圧降
下が起こることはない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】電流制限用の抵抗層を
有する従来の電子放出素子には次のような問題点があっ
た。 （１）抵抗層での電圧降下が１０％程度もあり、その分
駆動電圧が高くなる。換言すれば、抵抗層での電圧降下
分がむだになるので、駆動電圧を低くすることができな
い。 （２）各エミッタには放出効率のバラツキが生じる。こ
れは抵抗層によってある程度はおさえられるが不充分で
あり、輝度のユニフォーミティに放出効率のバラツキに
よる悪影響が残ってしまう。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の電子放出素子
は、絶縁性の基板と、前記基板上に設けられたカソード
電極と、前記カソード電極に接続されるエミッタとを有
する電子放出素子において、 前記カソード電極と前記
エミッタの間に、素子の特性によって定められた実質的
に一定の逆方向漏れ電流が流れて前記エミッタからの放
出電子量を所定の値に制限するダイオードを設けたこと
を特徴としている。また、本発明の電子放出素子は、絶
縁性の基板と、前記基板上に設けられたカソード電極
と、前記カソード電極に接続されるエミッタとを有する
電子放出素子において、前記カソード電極と前記エミッ
タの間に半導体層を設け、前記カソード電極と前記半導
体層が、素子の特性によって定められた実質的に一定の
逆方向漏れ電流が流れて前記エミッタからの放出電子量
を所定の値に制限するダイオードを形成する構成として
もよい。
【０００６】
【作用】エミッタとカソード電極の間に設けられた定電
流素子では従来の抵抗層に比べて電圧降下が小さいので
駆動電圧を低くできる。また、各エミッタの電子放出が
均一化する。
【０００７】
【実施例】本発明の一実施例を図１及び図２により説明
する。図１に示すように、ガラス等から成る絶縁性の基
板１の上面には、アルミニウム等で形成された帯状のカ
ソード電極２が形成されている。カソード電極２上に
は、定電流素子としてのダイオード３が形成されてい
る。ダイオード３は、金で形成された金属層４とアモル
ファスシリコンで形成された半導体層５とにより形成さ
れている。
【０００８】本実施例では、アモルファスシリコンと密
着性が良く、また抵抗値の低い金属である金を用いてダ
イオード３を形成しているが、半導体層５とカソ−ド電
極２とを直接接合させることによりダイオードを構成す
ることも可能である。
【０００９】一方、カソード電極２には、ＳｉＯ2 から
成る絶縁層７が形成されている。ダイオード３上でかつ
絶縁層７の孔近傍には円錐形のエミッタ６が形成されて
いる。又、絶縁層７上でかつエミッタ６の周辺には帯状
のゲート電極８が形成されている。カソード電極２とゲ
ート電極８は直交し、マトリクス構成されている。
【００１０】以上のように構成された電子放出素子の動
作を説明する。カソード電極２とゲート電極８とに選択
的に電圧を印加すると、エミッタ６の先端から、正電圧
が印加されたアノード電極（図示せず）に向かって電子
が放出される。該アノード電極に蛍光体が被着されてい
る場合には、該蛍光体が発光し、種々の表示を行わせる
ことが可能となる。一般に、ダイオードに流れる電流
は、図２のように表される。ところで、本願の特徴は、
図２に示すダイオードの逆方向電流Ｊ0 の特性を利用
し、そのもれ電流を利用するものである
【００１１】又、エミッタ６の活性度が異なる場合、各
エミッタ６から放出される電子の量が異なるという問題
が生じるが、各エミッタに対応して設けられた定電流素
子たるダイオード３を流れる電流はほぼ一定となるた
め、各エミッタ６から放出される電子量も各々略同一と
なる。従って、本願の電子放出素子を広い面積にわたっ
て多数構成した場合でも、各点での電子放出量を均一化
でき、特に、表示装置に応用した場合には発光輝度のバ
ラツキを減少させることができる。
【００１２】
【００１３】
【００１４】上述した実施例では、各定電流素子に１個
のエミッタが形成されているが、複数個のエミッタを形
成することにより他のエミッタの電子放出能力が劣化し
た場合でも、残りのエミッタで補うことが可能である。
【００１５】
【発明の効果】本発明の電子放出素子によれば、絶縁性
の基板上においてカソード電極とエミッタの間に定電流
素子を設けたので、電子放出開始電圧を低減化でき、各
エミッタの電子放出を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である電子放出素子の断面図
である。
【図２】同実施例の説明図である。
【図３】従来の電子放出素子の一構造例を示す一部切り
欠き斜視図である。
【符号の説明】
１…基板 ２…カソード電極 ３…定電流素子としての定電流ダイオード ９…エミッタ １２…電子放出素子

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 絶縁性の基板と、前記基板上に設けられ
    たカソード電極と、前記カソード電極に接続されるエミ
    ッタとを有する電子放出素子において、 前記カソード電極と前記エミッタの間に、素子の特性に
    よって定められた実質的に一定の逆方向漏れ電流が流れ
    て前記エミッタからの放出電子量を所定の値に制限する
    ダイオードを設けたことを特徴とする電子放出素子。
  2. 【請求項２】 絶縁性の基板と、前記基板上に設けられ
    たカソード電極と、前記カソード電極に接続されるエミ
    ッタとを有する電子放出素子において、 前記カソード電極と前記エミッタの間に半導体層を設
    け、 前記カソード電極と前記半導体層が、素子の特性によっ
    て定められた実質的に一定の逆方向漏れ電流が流れて前
    記エミッタからの放出電子量を所定の値に制限するダイ
    オードを形成することを特徴とする電子放出素子。
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Families Citing this family (64)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5536193A (en) 1991-11-07 1996-07-16 Microelectronics And Computer Technology Corporation Method of making wide band gap field emitter
US5675216A (en) 1992-03-16 1997-10-07 Microelectronics And Computer Technololgy Corp. Amorphic diamond film flat field emission cathode
US5543684A (en) 1992-03-16 1996-08-06 Microelectronics And Computer Technology Corporation Flat panel display based on diamond thin films
US5449970A (en) 1992-03-16 1995-09-12 Microelectronics And Computer Technology Corporation Diode structure flat panel display
US5679043A (en) 1992-03-16 1997-10-21 Microelectronics And Computer Technology Corporation Method of making a field emitter
US5600200A (en) 1992-03-16 1997-02-04 Microelectronics And Computer Technology Corporation Wire-mesh cathode
US5763997A (en) 1992-03-16 1998-06-09 Si Diamond Technology, Inc. Field emission display device
US6127773A (en) 1992-03-16 2000-10-03 Si Diamond Technology, Inc. Amorphic diamond film flat field emission cathode
US5410218A (en) * 1993-06-15 1995-04-25 Micron Display Technology, Inc. Active matrix field emission display having peripheral regulation of tip current
US5638086A (en) * 1993-02-01 1997-06-10 Micron Display Technology, Inc. Matrix display with peripheral drive signal sources
US5581159A (en) * 1992-04-07 1996-12-03 Micron Technology, Inc. Back-to-back diode current regulator for field emission display
US5357172A (en) * 1992-04-07 1994-10-18 Micron Technology, Inc. Current-regulated field emission cathodes for use in a flat panel display in which low-voltage row and column address signals control a much higher pixel activation voltage
US5616991A (en) * 1992-04-07 1997-04-01 Micron Technology, Inc. Flat panel display in which low-voltage row and column address signals control a much higher pixel activation voltage
US5956004A (en) * 1993-05-11 1999-09-21 Micron Technology, Inc. Controlling pixel brightness in a field emission display using circuits for sampling and discharging
EP0589523B1 (en) * 1992-09-25 1997-12-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Display device
US5537007A (en) * 1992-09-25 1996-07-16 U.S. Philips Corporation Field emitter display device with two-pole circuits
US5642017A (en) * 1993-05-11 1997-06-24 Micron Display Technology, Inc. Matrix-addressable flat panel field emission display having only one transistor for pixel control at each row and column intersection
US5387844A (en) * 1993-06-15 1995-02-07 Micron Display Technology, Inc. Flat panel display drive circuit with switched drive current
US5396150A (en) * 1993-07-01 1995-03-07 Industrial Technology Research Institute Single tip redundancy method and resulting flat panel display
US5462467A (en) * 1993-09-08 1995-10-31 Silicon Video Corporation Fabrication of filamentary field-emission device, including self-aligned gate
US5999149A (en) * 1993-10-15 1999-12-07 Micron Technology, Inc. Matrix display with peripheral drive signal sources
JP2861755B2 (ja) * 1993-10-28 1999-02-24 日本電気株式会社 電界放出型陰極装置
WO1995012835A1 (en) 1993-11-04 1995-05-11 Microelectronics And Computer Technology Corporation Methods for fabricating flat panel display systems and components
JP2809078B2 (ja) * 1993-12-28 1998-10-08 日本電気株式会社 電界放出冷陰極およびその製造方法
US5550426A (en) * 1994-06-30 1996-08-27 Motorola Field emission device
FR2722913B1 (fr) * 1994-07-21 1996-10-11 Pixel Int Sa Cathode a micropointes pour ecran plat
US5920154A (en) * 1994-08-02 1999-07-06 Micron Technology, Inc. Field emission display with video signal on column lines
US6204834B1 (en) 1994-08-17 2001-03-20 Si Diamond Technology, Inc. System and method for achieving uniform screen brightness within a matrix display
US5531880A (en) * 1994-09-13 1996-07-02 Microelectronics And Computer Technology Corporation Method for producing thin, uniform powder phosphor for display screens
US5975975A (en) * 1994-09-16 1999-11-02 Micron Technology, Inc. Apparatus and method for stabilization of threshold voltage in field emission displays
US6417605B1 (en) * 1994-09-16 2002-07-09 Micron Technology, Inc. Method of preventing junction leakage in field emission devices
TW289864B (ja) * 1994-09-16 1996-11-01 Micron Display Tech Inc
EP0789931B1 (en) * 1994-11-04 2000-06-28 Micron Technology, Inc. Method for sharpening emitter sites using low temperature oxidation processes
JP2636759B2 (ja) * 1994-12-05 1997-07-30 日本電気株式会社 電界放出冷陰極およびその駆動方法
US5628659A (en) * 1995-04-24 1997-05-13 Microelectronics And Computer Corporation Method of making a field emission electron source with random micro-tip structures
US6296740B1 (en) 1995-04-24 2001-10-02 Si Diamond Technology, Inc. Pretreatment process for a surface texturing process
JP2900837B2 (ja) * 1995-05-31 1999-06-02 日本電気株式会社 電界放射型冷陰極装置及びその製造方法
US5585301A (en) * 1995-07-14 1996-12-17 Micron Display Technology, Inc. Method for forming high resistance resistors for limiting cathode current in field emission displays
EP0757341B1 (en) * 1995-08-01 2003-06-04 STMicroelectronics S.r.l. Limiting and selfuniforming cathode currents through the microtips of a field emission flat panel display
US5656892A (en) * 1995-11-17 1997-08-12 Micron Display Technology, Inc. Field emission display having emitter control with current sensing feedback
US5847408A (en) * 1996-03-25 1998-12-08 Agency Of Industrial Science & Technology, Ministry Of International Trade & Industry Field emission device
US5894293A (en) * 1996-04-24 1999-04-13 Micron Display Technology Inc. Field emission display having pulsed capacitance current control
US5757138A (en) * 1996-05-01 1998-05-26 Industrial Technology Research Institute Linear response field emission device
TW350059B (en) * 1996-07-23 1999-01-11 Futaba Denshi Kogyo Kk Field emission type image display panel and method of driving the same
JP3026484B2 (ja) * 1996-08-23 2000-03-27 日本電気株式会社 電界放出型冷陰極
US5844370A (en) 1996-09-04 1998-12-01 Micron Technology, Inc. Matrix addressable display with electrostatic discharge protection
US6010917A (en) * 1996-10-15 2000-01-04 Micron Technology, Inc. Electrically isolated interconnects and conductive layers in semiconductor device manufacturing
US5847515A (en) * 1996-11-01 1998-12-08 Micron Technology, Inc. Field emission display having multiple brightness display modes
US5770919A (en) * 1996-12-31 1998-06-23 Micron Technology, Inc. Field emission device micropoint with current-limiting resistive structure and method for making same
US6015323A (en) 1997-01-03 2000-01-18 Micron Technology, Inc. Field emission display cathode assembly government rights
US5986625A (en) * 1997-01-07 1999-11-16 Micron Technology, Inc. Application specific field emission display including extended emitters
US6038171A (en) * 1997-03-25 2000-03-14 Altera Corporation Field emission erasable programmable read-only memory
JP3166655B2 (ja) * 1997-03-27 2001-05-14 日本電気株式会社 電界放出型冷陰極素子
US6013986A (en) * 1997-06-30 2000-01-11 Candescent Technologies Corporation Electron-emitting device having multi-layer resistor
US6144144A (en) * 1997-10-31 2000-11-07 Candescent Technologies Corporation Patterned resistor suitable for electron-emitting device
US6176752B1 (en) 1998-09-10 2001-01-23 Micron Technology, Inc. Baseplate and a method for manufacturing a baseplate for a field emission display
JP2000260299A (ja) * 1999-03-09 2000-09-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 冷電子放出素子及びその製造方法
US7052350B1 (en) * 1999-08-26 2006-05-30 Micron Technology, Inc. Field emission device having insulated column lines and method manufacture
US6469436B1 (en) * 2000-01-14 2002-10-22 Micron Technology, Inc. Radiation shielding for field emitters
US6686680B2 (en) 2002-01-15 2004-02-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method and apparatus for regulating electron emission in field emitter devices
GB2389959B (en) * 2002-06-19 2006-06-14 Univ Dundee Improved field emission device
CN103021759B (zh) * 2013-01-06 2016-05-04 电子科技大学 一种恒流发射的场致发射电子源
CN105679628B (zh) * 2016-01-20 2017-08-25 中山大学 一种带反偏置纳米结的场致电子发射器件结构
CN106128907A (zh) * 2016-08-31 2016-11-16 电子科技大学 带有限流pn结的场发射阴极结构

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3755704A (en) * 1970-02-06 1973-08-28 Stanford Research Inst Field emission cathode structures and devices utilizing such structures
JPS5325632B2 (ja) * 1973-03-22 1978-07-27
JPS5436828B2 (ja) * 1974-08-16 1979-11-12
US4163918A (en) * 1977-12-27 1979-08-07 Joe Shelton Electron beam forming device
JPH0797476B2 (ja) * 1986-05-20 1995-10-18 キヤノン株式会社 電子放出装置
JP2788234B2 (ja) * 1986-11-27 1998-08-20 キヤノン株式会社 電子放出装置
US4721885A (en) * 1987-02-11 1988-01-26 Sri International Very high speed integrated microelectronic tubes
FR2623013A1 (fr) * 1987-11-06 1989-05-12 Commissariat Energie Atomique Source d'electrons a cathodes emissives a micropointes et dispositif de visualisation par cathodoluminescence excitee par emission de champ,utilisant cette source
US4901028A (en) * 1988-03-22 1990-02-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Field emitter array integrated distributed amplifiers
US5075595A (en) * 1991-01-24 1991-12-24 Motorola, Inc. Field emission device with vertically integrated active control

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