JP2630985B2 - 電子線発生装置 - Google Patents
電子線発生装置Info
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- JP2630985B2 JP2630985B2 JP11154688A JP11154688A JP2630985B2 JP 2630985 B2 JP2630985 B2 JP 2630985B2 JP 11154688 A JP11154688 A JP 11154688A JP 11154688 A JP11154688 A JP 11154688A JP 2630985 B2 JP2630985 B2 JP 2630985B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
- H01J2201/30—Cold cathodes
- H01J2201/316—Cold cathodes having an electric field parallel to the surface thereof, e.g. thin film cathodes
- H01J2201/3165—Surface conduction emission type cathodes
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- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、絶縁基板上に形成される電子放出素子を具
備する電子線発生装置に関する。
備する電子線発生装置に関する。
［開示の概要］ 本明細書及び図面は、絶縁基板上に形成された電子放
出素子を具備する電子線発生装置において電子放出素子
の近傍に電位規定手段を設けることにより、電子ビーム
の軌道の不安定性を解消する技術を開示するものであ
る。
出素子を具備する電子線発生装置において電子放出素子
の近傍に電位規定手段を設けることにより、電子ビーム
の軌道の不安定性を解消する技術を開示するものであ
る。
［従来の技術］ 従来、簡単な構造で電子の放出が得られる素子とし
て、例えば、エム アイ エリンソン（M.I.Elinson）
等によって発表された冷陰極素子が知られている。［ラ
ジオ エンジニアリング エレクトロン フィジィッス
（Radio Eng.Electron.Pnys.）第10巻,1290〜1296頁,19
65年］ これは、絶縁基板上に形成された小面積の薄膜に、膜
面に平行に電流を流すことにより、電子放出が生ずる現
象を利用するもので、一般には表面伝導形電子放出素子
（以下、電子放出素子という）と呼ばれている。
て、例えば、エム アイ エリンソン（M.I.Elinson）
等によって発表された冷陰極素子が知られている。［ラ
ジオ エンジニアリング エレクトロン フィジィッス
（Radio Eng.Electron.Pnys.）第10巻,1290〜1296頁,19
65年］ これは、絶縁基板上に形成された小面積の薄膜に、膜
面に平行に電流を流すことにより、電子放出が生ずる現
象を利用するもので、一般には表面伝導形電子放出素子
（以下、電子放出素子という）と呼ばれている。
この電子放出素子としては、前記エリンソン等により
開発されたSnO2（Sb）薄膜を用いたもの、Au薄膜による
もの［ジー・ディトマー“スインソリド フィルムス”
（G.Dittmer:“Thin Solid Films",9巻,317頁，（1972
年）］,ITO薄膜によるもの［エム ハートウェル アン
ド シージー フォンスタッド“アイ イー イー イ
ー トランス”イー ディー コンフ（M.Hartwell and
C.G.Fonstad:“IEEE Trans.ED Conf."）519頁，（1975
年）］，カーボン薄膜によるもの［荒木久他：“真空",
第26巻，第１号,22頁，（1983年）］などが報告されて
いる。
開発されたSnO2（Sb）薄膜を用いたもの、Au薄膜による
もの［ジー・ディトマー“スインソリド フィルムス”
（G.Dittmer:“Thin Solid Films",9巻,317頁，（1972
年）］,ITO薄膜によるもの［エム ハートウェル アン
ド シージー フォンスタッド“アイ イー イー イ
ー トランス”イー ディー コンフ（M.Hartwell and
C.G.Fonstad:“IEEE Trans.ED Conf."）519頁，（1975
年）］，カーボン薄膜によるもの［荒木久他：“真空",
第26巻，第１号,22頁，（1983年）］などが報告されて
いる。
これらの電子放出素子は、 １）高い電子放出効率が得られる ２）構造が簡単であるため、製造が容易である ３）同一基板上に多数の素子を配列形成できる ４）応答速度が速い 等の利用があり、これを用いた電子線発生装置は、画像
表示装置の電子源としての応用が期待されている。
表示装置の電子源としての応用が期待されている。
［発明が解決しようとする課題］ 第４図は、従来の電子線発生装置を用いた画像表示装
置の説明図である。図において、１はたとえばガラスを
材料とする絶縁基板、２は金属もしくは金属酸化物もし
くはカーボンなどを材料とする薄膜で、その中間部には
従来公知のフォーミング処理により、電子放出素子５が
形成されている。３と４は薄膜２に電圧を印加するため
に設けられた電極で、３を正極,4を負極として用いる。
電子放出素子100は、この２〜５の部材により構成され
る。６はガラス板で、その内面には透明電極７を介して
蛍光体ターゲット８が設けられている。
置の説明図である。図において、１はたとえばガラスを
材料とする絶縁基板、２は金属もしくは金属酸化物もし
くはカーボンなどを材料とする薄膜で、その中間部には
従来公知のフォーミング処理により、電子放出素子５が
形成されている。３と４は薄膜２に電圧を印加するため
に設けられた電極で、３を正極,4を負極として用いる。
電子放出素子100は、この２〜５の部材により構成され
る。６はガラス板で、その内面には透明電極７を介して
蛍光体ターゲット８が設けられている。
上記装置において、透明電極７に例えば10kVの加速電
圧を印加し、同時に電極３と４の間に所定の電圧を印加
すれば、電子放出素子５から電子ビームが放出され、蛍
光体ターゲット８が発光する。
圧を印加し、同時に電極３と４の間に所定の電圧を印加
すれば、電子放出素子５から電子ビームが放出され、蛍
光体ターゲット８が発光する。
しかしながら、従来の電子放出素子を用いた装置で
は、電子ビームの軌道が安定せず、蛍光体スポットの形
状が変化してしまい、表示画像の品位が低下するという
問題点があった。これは電子放出素子の形成された絶縁
基板１の電位が不安定であり、電子ビームがその影響を
受けるからである。このような現象は、表示装置に限ら
ず電子放出素子を電子源とする電子線発生装置に特有の
問題であった。
は、電子ビームの軌道が安定せず、蛍光体スポットの形
状が変化してしまい、表示画像の品位が低下するという
問題点があった。これは電子放出素子の形成された絶縁
基板１の電位が不安定であり、電子ビームがその影響を
受けるからである。このような現象は、表示装置に限ら
ず電子放出素子を電子源とする電子線発生装置に特有の
問題であった。
本発明は、上記従来技術の鑑み、電子ビームの軌道を
安定させ、高品位の画像表示を実現する電子線発生装置
を提供することを目的とする。
安定させ、高品位の画像表示を実現する電子線発生装置
を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、第４図に示したような特別な構成を持
つ電子放出素子に関しては、同図中の斜線で示した電子
放出部５の周辺部の電位が、電子ビームの軌道に大きく
関与することを見い出し本発明を完成するに到った。
つ電子放出素子に関しては、同図中の斜線で示した電子
放出部５の周辺部の電位が、電子ビームの軌道に大きく
関与することを見い出し本発明を完成するに到った。
すなわち、本発明は、正負両極間の電子放出部を有
し、該両極間に電圧を印加することで該電子放出部より
電子放出する電子放出素子であって、該電子放出部が該
両極が絶縁基到の同一面に並設されている電子放出素子
を備える電子線発生装置において、 ．前記絶縁基板の表面電位を規定するための独立した
電位が印加される電位規定手段 ．前記電子放出素子の正極もしくは負極のいずれか一
方と電気的に接続され、前記絶縁基板の表面電位を規定
するための電位規定手段 ．前記電子放出素子の正極と負極に夫々電気的に接続
され、前記絶縁基板の表面電位を規定するための互いに
分離した２つの電位規定手段 上記〜のいずれかの電位規定手段が、該電子放出
部及び該両極が並設された該絶縁基板の同一面に、該電
子放出部と離間して該電子放出部を囲むように配置され
ていることを特徴とする電子線発生装置にある。
し、該両極間に電圧を印加することで該電子放出部より
電子放出する電子放出素子であって、該電子放出部が該
両極が絶縁基到の同一面に並設されている電子放出素子
を備える電子線発生装置において、 ．前記絶縁基板の表面電位を規定するための独立した
電位が印加される電位規定手段 ．前記電子放出素子の正極もしくは負極のいずれか一
方と電気的に接続され、前記絶縁基板の表面電位を規定
するための電位規定手段 ．前記電子放出素子の正極と負極に夫々電気的に接続
され、前記絶縁基板の表面電位を規定するための互いに
分離した２つの電位規定手段 上記〜のいずれかの電位規定手段が、該電子放出
部及び該両極が並設された該絶縁基板の同一面に、該電
子放出部と離間して該電子放出部を囲むように配置され
ていることを特徴とする電子線発生装置にある。
上記本発明の電子線発生装置は、更にその特徴とし
て、 『前記電位規定手段が、導電性材料よりなる電極であ
る』こと、 『前記電位規定手段と前記電子放出部との間隔が、１
μｍ〜500μｍである』こと、 『前記電子放出素子の正極に印加する電位をVfa、負
極に印加する電位をVfc、前記電位規定手段の電位をVs
とした時、VsはVfc≦Vs≦Vfaの範囲に含まれる電位であ
る』こと、 『前記電子放出素子と、表面伝導形電子放出素子であ
る』こと、 をも含むものである。
て、 『前記電位規定手段が、導電性材料よりなる電極であ
る』こと、 『前記電位規定手段と前記電子放出部との間隔が、１
μｍ〜500μｍである』こと、 『前記電子放出素子の正極に印加する電位をVfa、負
極に印加する電位をVfc、前記電位規定手段の電位をVs
とした時、VsはVfc≦Vs≦Vfaの範囲に含まれる電位であ
る』こと、 『前記電子放出素子と、表面伝導形電子放出素子であ
る』こと、 をも含むものである。
［作 用］ 上記構成によれば、電子放出部近傍に常に一定の電位
が付与されることになる。したがって、電子ビームは表
面電位の変動等による影響を受けることなく、安定した
軌道で飛翔する。
が付与されることになる。したがって、電子ビームは表
面電位の変動等による影響を受けることなく、安定した
軌道で飛翔する。
［実施例］ 第１図は本発明の第１の実施例を示すもので、電子放
出素子の平面図である。図中１〜５は第４図の同一符号
部に対応し、同等部分を示す。９は絶縁基板１の電子放
出素子近傍の表面電位を規定する電極であって、電子放
出部５と離間して電子放出部５を囲むように配置された
電位規定手段である。電極９としては、例えばAl,Au,C
r,Ag,Cu,Ni,Mo等の金属あるいはこれらの合金、あるい
はSnO2,ITO等の金属酸化物に代表される導電性材料が好
適に用いられる。これらの導電性材料は、例えば蒸着，
メッキ等の製膜技術と、フォトリソグラフィーやレーザ
ー加工をはじめとする各種パターニング技術を組み合せ
るか、あるいは厚膜印刷技術等を用いることにより容易
に形成することができる。
出素子の平面図である。図中１〜５は第４図の同一符号
部に対応し、同等部分を示す。９は絶縁基板１の電子放
出素子近傍の表面電位を規定する電極であって、電子放
出部５と離間して電子放出部５を囲むように配置された
電位規定手段である。電極９としては、例えばAl,Au,C
r,Ag,Cu,Ni,Mo等の金属あるいはこれらの合金、あるい
はSnO2,ITO等の金属酸化物に代表される導電性材料が好
適に用いられる。これらの導電性材料は、例えば蒸着，
メッキ等の製膜技術と、フォトリソグラフィーやレーザ
ー加工をはじめとする各種パターニング技術を組み合せ
るか、あるいは厚膜印刷技術等を用いることにより容易
に形成することができる。
なお、第１図においては、絶縁基板１の表面が露出し
ている部分を斜線で示し、他の構成要素を白地で示す。
ている部分を斜線で示し、他の構成要素を白地で示す。
上記構成において、電極３と４の間に所定の電圧を印
加すると共に、電極９に電圧を印加して素子の駆動を行
なったところ、電子ビーム軌道が安定し、良好な表示画
像を得ることができた。
加すると共に、電極９に電圧を印加して素子の駆動を行
なったところ、電子ビーム軌道が安定し、良好な表示画
像を得ることができた。
ここで電極９と電子放出部５との間にはW1の隙間が設
けられている。これは、電子放出素子と電極９との間で
短絡や放電が生じるのを防止するためのもので、このW1
の長さは電子放出素子と電極９との電位差により適宜決
定される。電子放出素子の電子放出部５に印加すべき駆
動電圧は、素子の材料の大きさ、形状により異なるた
め、電極９との間の電位差も場合によってそれぞれ異な
る。本発明者らが多種の素子について実験した結果、W1
を１μｍ〜500μｍの範囲の長さにすることにより、電
子ビームの軌道の安定性がより向上し、同時に素子との
絶縁性が維持でき、また製造時の歩留りを向上させるこ
とができた。
けられている。これは、電子放出素子と電極９との間で
短絡や放電が生じるのを防止するためのもので、このW1
の長さは電子放出素子と電極９との電位差により適宜決
定される。電子放出素子の電子放出部５に印加すべき駆
動電圧は、素子の材料の大きさ、形状により異なるた
め、電極９との間の電位差も場合によってそれぞれ異な
る。本発明者らが多種の素子について実験した結果、W1
を１μｍ〜500μｍの範囲の長さにすることにより、電
子ビームの軌道の安定性がより向上し、同時に素子との
絶縁性が維持でき、また製造時の歩留りを向上させるこ
とができた。
なお、電子放出素子への配線と平行する部分の隙間W2
は、電気容量を低減するために、W1よりも大きくとられ
ている。
は、電気容量を低減するために、W1よりも大きくとられ
ている。
また、本発明者らの実験によれば、電極９に印加する
電位をVs、電子放出素子の正極に印加する電位をVfa、
負極に印加する電位をVfcとした時、Vfc≦Vs≦Vfaの範
囲にVsを設定することにより、W1をより小さくすること
ができ、良好な結果が得られた。
電位をVs、電子放出素子の正極に印加する電位をVfa、
負極に印加する電位をVfcとした時、Vfc≦Vs≦Vfaの範
囲にVsを設定することにより、W1をより小さくすること
ができ、良好な結果が得られた。
第２図は、本発明の第２実施例を示すもので、第１図
と同様、電子放出素子の形成された絶縁基板の平面図で
ある。図中1,2,3及び５の各構成要素は第１図の場合と
同様であるが、本実施例では、電子放出素子の電極４
（負極）と電位規定手段９が一体化して、電極10として
形成されている。本実施例によれば、第１図と比較し
て、表面電位を規定するための電極９への配線を別途設
ける必要がないことから、配線パターンを単純化でき、
取り出し線数の増加を招くこともない。したがって多数
の電子放出素子を同一基板上に並べたマルチ電子源を構
成する際、第１図の形態よりも配列ピッチを小さくする
ことができる。また、取り出し線数が少ないため、外部
との結線が容易で、製造コストを低減できるうえ、電位
規定手段のために、電気回路を追加する必要がないの
で、製造コストや消費電力を低減することができる。
と同様、電子放出素子の形成された絶縁基板の平面図で
ある。図中1,2,3及び５の各構成要素は第１図の場合と
同様であるが、本実施例では、電子放出素子の電極４
（負極）と電位規定手段９が一体化して、電極10として
形成されている。本実施例によれば、第１図と比較し
て、表面電位を規定するための電極９への配線を別途設
ける必要がないことから、配線パターンを単純化でき、
取り出し線数の増加を招くこともない。したがって多数
の電子放出素子を同一基板上に並べたマルチ電子源を構
成する際、第１図の形態よりも配列ピッチを小さくする
ことができる。また、取り出し線数が少ないため、外部
との結線が容易で、製造コストを低減できるうえ、電位
規定手段のために、電気回路を追加する必要がないの
で、製造コストや消費電力を低減することができる。
なお、第２図においては電位規定手段と電子放出素子
の負極とを一体化したが、電子放出素子の正極と一体化
したものであっても良い。
の負極とを一体化したが、電子放出素子の正極と一体化
したものであっても良い。
あるいは、第３図に示すように、電子放出素子の正極
と一体化させた電極12と、負極と一体化させた電極11の
両方を設けるものであっても構わない。
と一体化させた電極12と、負極と一体化させた電極11の
両方を設けるものであっても構わない。
上記実施例では、ガラス基板上に電子放出素子が形成
されている電子線発生装置を例に説明したが、本発明の
適用はこれに限定されるものではない。すなわち、基板
材質はガラスに限らず、たとえば、セラミクス等の高絶
縁性を有するものであれば、電位不定により電子ビーム
軌道が不安定になる問題は発生し易い。このような場合
に本発明を適用すれば、電位不定を改善することができ
る。また、電子放出素子も、表面伝導形電子放出素子だ
けに限定されるものではなく、絶縁基板上に形成され、
電子放出部周辺の電位が不安定な素子であれば、本発明
の適用により、電子ビームの軌道を安定化させることが
可能である。
されている電子線発生装置を例に説明したが、本発明の
適用はこれに限定されるものではない。すなわち、基板
材質はガラスに限らず、たとえば、セラミクス等の高絶
縁性を有するものであれば、電位不定により電子ビーム
軌道が不安定になる問題は発生し易い。このような場合
に本発明を適用すれば、電位不定を改善することができ
る。また、電子放出素子も、表面伝導形電子放出素子だ
けに限定されるものではなく、絶縁基板上に形成され、
電子放出部周辺の電位が不安定な素子であれば、本発明
の適用により、電子ビームの軌道を安定化させることが
可能である。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、電子放出部と
これに電圧を印加する正負両極が絶縁基板の同一面に配
置されているといった特別な構成を持つ電子放出素子を
用いた電子線発生装置において、該絶縁基板の特定の領
域にその表面電位を規定する電位規定手段を設けたこと
により、従来問題となっていた電子ビーム軌道の不安定
性を解決でき、高品位の画像表示を実現することができ
る。
これに電圧を印加する正負両極が絶縁基板の同一面に配
置されているといった特別な構成を持つ電子放出素子を
用いた電子線発生装置において、該絶縁基板の特定の領
域にその表面電位を規定する電位規定手段を設けたこと
により、従来問題となっていた電子ビーム軌道の不安定
性を解決でき、高品位の画像表示を実現することができ
る。
第１図〜第３図は本発明の各実施例を示す電子放出素子
の平面図、第４図は従来装置の説明図である。 １……絶縁基板 ２……薄膜 ３……電極（正極） ４……電極（負極） ５……電子放出部 ９〜12……電極（電位規定手段） 100……電子放出素子
の平面図、第４図は従来装置の説明図である。 １……絶縁基板 ２……薄膜 ３……電極（正極） ４……電極（負極） ５……電子放出部 ９〜12……電極（電位規定手段） 100……電子放出素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇田 芳己 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 柿本 誠治 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 野村 一郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−93660（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−13247（ＪＰ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】正負両極間に電子放出部を有し、該両極間
に電圧を印加することで該電子放出部する電子放出より
電子放出素子であって、該電子放出部及び該両極が絶縁
基板の同一面に並設されている電子放出素子を備える電
子線発生装置において、前記絶縁基板の表面電位を規定
するための独立した電位が印加される電位規定手段が、
該電子放出部及び該両極が並設された該絶縁基板の同一
面に、該電子放出部と離間して該電子放出部を囲むよう
に配置されていることを特徴とする電子線発生装置。 - 【請求項２】正負両極間に電子放出部を有し、該両極間
に電圧を印加することで該電子放出部する電子放出より
電子放出素子であって、該電子放出部及び該両極が絶縁
基板の同一面に並設されている電子放出素子を備える電
子線発生装置において、前記電子放出素子の正極もしく
は負極のいずれか一方と電気的に接続され、前記絶縁基
板の表面電位を規定するための電位規定手段が、該電子
放出部及び該両極が並設された該絶縁基板の同一面に、
該電子放出部と離間して該電子放出部を囲むように配置
されていることを特徴とする電子線発生装置。 - 【請求項３】正負両極間に電子放出部を有し、該両極間
に電圧を印加することで該電子放出部する電子放出より
電子放出素子であって、該電子放出部及び該両極が絶縁
基板の同一面に並設されている電子放出素子を備える電
子線発生装置において、前記電子放出素子の正極と負極
に夫々電気的に接続され、前記絶縁基板の表面電位を規
定するための互いに分離した２つの電位規定手段が、該
電子放出部及び該両極が並設された該絶縁基板の同一面
に、該電子放出部と離間して該電子放出部を囲むように
配置されていることを特徴とする電子線発生装置。 - 【請求項４】前記電位規定手段が、導電性材料よりなる
電極であることを特徴とする第１項乃至第３項のいずれ
かに記載の電子線発生装置。 - 【請求項５】前記電位規定手段と前記電子放出部との間
隔が、１μｍ〜500μｍであることを特徴とする第１項
乃至第３項のいずれかに記載の電子線発生装置。 - 【請求項６】前記電子放出素子の正極に印加する電位を
Vfa、負極に印加する電位をVfc、前記電位規定手段の電
位をVsとした時、VsはVfc≦Vs≦Vfaの範囲に含まれる電
位であることを特徴する第１項乃至第３項のいずれかに
記載の電子線発生装置。 - 【請求項７】前記電子放出素子は、表面伝導形電子放出
素子であることを特徴とする第１項乃至第６項のいずれ
かに記載の電子線発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11154688A JP2630985B2 (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | 電子線発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11154688A JP2630985B2 (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | 電子線発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01283735A JPH01283735A (ja) | 1989-11-15 |
| JP2630985B2 true JP2630985B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=14564120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11154688A Expired - Fee Related JP2630985B2 (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | 電子線発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2630985B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2630988B2 (ja) * | 1988-05-26 | 1997-07-16 | キヤノン株式会社 | 電子線発生装置 |
| JP2646963B2 (ja) * | 1993-06-22 | 1997-08-27 | 日本電気株式会社 | 電界放出冷陰極とこれを用いた電子銃 |
| JP2646999B2 (ja) * | 1994-04-26 | 1997-08-27 | 日本電気株式会社 | 電界放出型冷陰極 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5812970B2 (ja) * | 1975-02-14 | 1983-03-11 | 株式会社日立製作所 | デンカイホウシヤガタデンシジユウ |
| JPS6313247A (ja) * | 1986-07-04 | 1988-01-20 | Canon Inc | 電子放出装置およびその製造方法 |
-
1988
- 1988-05-10 JP JP11154688A patent/JP2630985B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01283735A (ja) | 1989-11-15 |
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