JP2727304B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2727304B2 JP7114058A JP11405895A JP2727304B2 JP 2727304 B2 JP2727304 B2 JP 2727304B2 JP 7114058 A JP7114058 A JP 7114058A JP 11405895 A JP11405895 A JP 11405895A JP 2727304 B2 JP2727304 B2 JP 2727304B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子放出素子、特に冷
陰極型電子放出素子を電子源として用い、画像の形成を
行う画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、単純な構造で電子の放出が得
られる素子としては、例えば「ラジオ・エンジニアリン
グ・エレクトロン・フィジィックス(Radio En
g.Electron Phys.)」1965年刊、
第10巻1290〜1296頁に記載されたエリンソン
(M.I.Elinson)等による冷陰極型素子が知
られている。
【0003】これは、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、一般には表面伝導型電子放
出素子と呼ばれている。
【0004】この表面伝導型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
を用いたものや、「スイン・ソリッド・フィルムス(T
hin Solid Films)」1972年刊行第
9巻317頁にディトマー(G.Dittmer)によ
り発表されたAu薄膜によるものや、「アイ・イー・イ
ー・イー技報(IEEE Trans. E. D.
Conf.)」1975年版519頁でハートウェル
(M.Hartwell)及びフォンスタッド(C.
G.Fonstad)共著によるITO薄膜によるもの
や、「真空」1983年刊第26巻第1号22頁に荒木
久他で発表されたカーボン薄膜によるものなどが報告さ
れている。これらの表面伝導型電子放出素子の典型的な
素子構成を図1に示す。図1において、1及び2は電気
的接続を得る為の電極、3は電子放出材で形成される薄
膜、4は基板、5は電子放出部を示す。
【0005】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
於ては、電子放出を行う前にあらかじめフォーミングと
呼ばれる通電処理によって電子放出部を形成する。即
ち、前記電極1と電極2の間に電圧を印加する事によ
り、薄膜3に通電し、これにより発生するジュール熱で
薄膜3を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気
的に高抵抗な状態にした電子放出部5を形成することに
より電子放出機能を得ている。
【0006】さらに、上記素子の電子放出の放射特性、
すなわち放出された電子の広がる面積を目視で測定でき
る様に上記素子上に、蛍光体の塗布された基板を用いて
おり、図1中、6は蛍光体基板、7は放出電子により発
光した発光部である。
【0007】上記素子の電子放出の放出特性は、上記素
子から数mm程度離れた空間に、蛍光体基板6を配置
し、数百Vから数千Vの電圧を印加し、前記電極1と電
極2の間に駆動電圧を印加し、電子放出させると、発光
部7は蛍光体基板6上に図1に示す如く、W(幅)より
L(長さ)の方が大きい細長い形の広がりを示す。
【0008】前記放射特性は上記素子を含む表面伝導型
電子放出素子に代表されるような電子放出素子の固有の
特性である。
【0009】
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記素子をマルチに配
置した電子源を用いて画像形成装置を構成する場合に
は、例えば図4(a)に示す如く、素子の電子放出部5
が直線的にライン状に並んだライン電子源を構成し、図
4(b)のように、同一ライン上に並んだ上記素子の電
子放出部5上に、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色
の蛍光体を配置し、画像形成装置を構成することが考え
られる。
【0011】しかしながら、上記の例のように、各電子
放出素子の電子放出部からの電子ビームの照射により形
成される長円形の発光部7の長軸方向に沿って、各色蛍
光体を順次繰り返して規則正しく配置した場合、同一ラ
イン上に並んだ赤(R),緑(G),青(B)の3画素
からなる絵素を構成すると、横に長い絵素となり、前記
ライン方向に高密度に絵素を構成することができない問
題がある。
【0012】本発明は、上記事情に鑑み、前記表面伝導
型電子放出素子のように特に発光部が細長い形状を呈す
る電子放出素子を電子源として用いた画像形成装置にお
ける、絵素の高密度化、ひいては表示画像の高密度・高
精細化を目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく成
された本発明の構成は以下の通りである。
【0014】即ち、本発明は、互いに異なる発光色を呈
する複数の蛍光体と、夫々対応する蛍光体に電子ビーム
を照射する複数の電子放出素子とを有する画像形成装置
において、前記電子放出素子は、対向する電極間に設け
られた薄膜に、当該電極の対向側端縁に沿った方向に長
く形成された電子放出部を有し、しかもこの電子放出部
から放出される電子ビームの照射によって形成される蛍
光体の発光部形状が前記電子放出部の形状を反映した細
長い形状となる特性を有するものであり、 かつ、前記互
いに異なる発光色を呈する複数の蛍光体は、蛍光体発光
部形状の短軸方向に沿って配列されていることを特徴と
する画像形成装置にある。
【0015】上記本発明は、さらにその特徴として、前
記複数の電子放出素子の電子放出部の長さが、当該電子
放出素子に対応する前記蛍光体の発光色毎に調整されて
いること、 前記複数の蛍光体の発光色が、赤色、緑色、
青色であること、 前記複数の蛍光体が、Y 2 2 S:E
3+ 、ZnS:Cu、Alであること、前記赤色、緑
色、青色で構成した1絵素が、略正方形の絵素であるこ
と、前記電子放出素子が、表面伝導型電子放出素子であ
こと、をも含むものである。
【0016】
【実施例及び作用】以下、実施例により本発明を詳細に
説明する。
【0017】図2,図3に本発明の一実施例を示す。図
2は本実施例で用いた表面伝導型電子放出素子の説明
図、図3は画像形成装置の説明図であり、これらの図
中、図1,図4の符号と同一のものは同等部材を表して
いる。
【0018】図2において、絶縁性の基板4として石英
を用い、洗浄された石英基板4上に、電極1,2の材料
としてNiを用い、EB蒸着により膜厚1000Åを成
膜しフォトリソグラフィー技術により、電子放出部5と
なるw=300μm,200μm,100μm、G=2
μmの形状を有する電極部を形成した。
【0019】この電極1,2となる導電性材料としては
他に、Pt,Au,Cu,Alなどの金属材料や、一般
の導電性材料を用いることができる。
【0020】次いで、電極1,2の間へ電子放出材料と
なる微粒子8を配置形成するために、1次粒径80〜2
00ÅのSnO2 分散液(SnO2 :1g、溶剤MEK
/シクロヘキサン=3/1:1000cc、ブチラー
ル:1g)をスピンコート法により塗布し、250℃で
加熱処理した。
【0021】尚、電子放出部は上記のような微粒子に限
らず、前述したように薄膜によっても形成することがで
きる。その電子放出材料としては、In23 ,SnO
2 ,PbO等の金属酸化物、Au,Ag等の金属、カー
ボン、その他の各種半導体などを用いることができる。
【0022】次いで、透明なガラス基板として青板ガラ
スを用い、透明電極ITO(In23 :SnO2 =9
5:5)を蒸着により1000Å形成し、電子により発
光する蛍光体を塗布して蛍光体基板6を形成し、この蛍
光体基板6を上記素子のH=5mmの空間上に配置し
て、電子放出特性を測定した。
【0023】具体的には、蛍光体基板6に1000Vの
電圧を印加し、上記素子に駆動電圧を14V印加し、電
子放出させ、蛍光体基板6に照射された電子ビームの電
流値と、蛍光体基板6の蛍光体の発光した発光部7の面
積(電子放出領域)を測定した。その結果、電子放出部
5のw=300μmのとき、電流値Ie=約1.0μ
A、w=200μmのとき、Ie=約0.67μA、w
=100μmのとき、Ie=約0.33μA得られ、電
子放出部5のwとIeはリニアに変化していた。また、
発光部7は図2に示す如く、w=300μmのとき、W
(幅)=約0.5mm、L(長さ)=約0.8mm、w
=200μmのとき、W=約0.4mm、L=約0.7
mm、w=100μmのとき、W=約0.3mm、L=
約0.6mmの発光部が得られた。
【0024】次いで、上記素子を複数個用いて電子源を
形成し更に画像形成装置を形成するのに先立ち、各素子
に対応する蛍光体の発光色に応じて各素子の電子放出部
のw寸法を決定する。本実施例で用いた蛍光体は、電子
線励起による発光タイプで赤色は登録番号P22、組成
22 S:Eu3+、効率約13%、緑色は登録番号P
22、組成ZnS:Cu、Al、効率約23%、青色は
登録番号P22、組成ZnS:Cu、Al、効率約21
%である(登録番号は、JEDEC(Joint El
ectron Device Committee)に
よるもの)。上記効率の異なる蛍光体で3色とも同一の
輝度を得るために、各蛍光体に対応したライン状素子毎
に電子放出部5のwを変える。すなわち放出される電子
ビームの電流値を変えることにより、同一の輝度を得
る。まず、上記素子に駆動電圧14Vを印加し、放出電
流1μAを得て、赤色の蛍光体を発光させた輝度と、
緑、青色の蛍光体を発光させた輝度を同じにするため
に、蛍光体の効率と放出電流値と電子放出部のwの関係
から、電子放出部のwを決めると、赤:緑:青=1/1
3%:1/23%:1/21%=1.0μA:0.56
μA:0.62μA=300μm:168μm:186
μmとなる。
【0025】図3(a)は上記素子を用い、ライン状に
規則正しくマルチに配置された表面伝導型電子放出素子
を示した説明図で、図3(b)は、蛍光体基板6上に配
置した蛍光体の色及び構成と発光部7を示した説明図で
ある。
【0026】図3(a)において、電子放出部5のwが
300μmである素子による発光部7のLが約0.8m
mであることから、隣接するライン間の素子間隔を1.
0mmとし、発光部7が重なり合わないようにした。ま
た、赤色の蛍光体に対応する素子の電子放出部5をw=
300μmに、緑色の蛍光体に対応する素子の電子放出
部5をw=168μmに、青色の蛍光体に対応する素子
の電子放出部5をw=186μmとし、赤、緑、青の各
色の蛍光体に対応した上記形状の電子放出部5を有する
素子を1ライン上に順次6素子配置し、同様のライン状
素子を全体で3ライン構成した。
【0027】次いで、図3(b)に示されるように、上
記マルチ素子の素子間隔と同じ間隔で、電子放出部5の
wが異なる各素子に対応する色の蛍光体をそれぞれ配置
して蛍光体基板6を構成した。
【0028】そして、先と同様にして、マルチ素子を形
成した基板上の空間に上記蛍光体基板を配置して、画像
形成装置を構成した。
【0029】以上のように構成した本発明の画像形成装
置では、発光部7の短軸方向に沿って異なる発光色を呈
する蛍光体が配置されているため、同一ライン上の隣接
する赤、緑、青色の3色の蛍光体で1絵素を構成する
と、従来例では横方向に長い絵素しか構成できないのに
対して、より正方形に近い絵素を構成することができ、
絵素密度を飛躍的に高めることができる。
【0030】また、前記1素子の駆動条件と同じ条件で
6素子×3ラインを同時に電子放出させ蛍光体を発光さ
せたところ、図3(b)に示す如く、赤、緑、青色、各
蛍光体を均一な輝度で発光させることができた。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
互いに異なる発光色を呈する複数の蛍光体と、夫々対応
する蛍光体に電子ビームを照射する複数の電子放出素子
とを有する画像形成装置において、放出電子ビームによ
る蛍光体発光部形状が細長い形状となる特性を有する電
子放出素子に対して、互いに異なる発光色を呈する複数
の蛍光体を該蛍光体発光部形状の短軸方向に沿って配列
したことにより、正方形に近い絵素を構成することがで
、絵素の高密度化、表示画像の高密度化・高精細化が
可能となる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電子放出素子の一例である表面伝
導型電子放出素子を説明するための図である。
【図2】本発明の一実施例に係る表面伝導型電子放出素
子を説明するための図である。
【図3】本発明の一実施例に係る画像形成装置における
電子放出素子及び蛍光体の配置を説明するための図であ
る。
【図4】従来例の説明図である。
【符号の説明】
1,2 電極 3 薄膜 4 基板 5 電子放出部 6 蛍光体基板 7 発光部 8 微粒子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 哲也 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 鱸 英俊 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 小野 治人 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62−172641(JP,A) 特開 昭63−237340(JP,A)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに異なる発光色を呈する複数の蛍光
    体と、夫々対応する蛍光体に電子ビームを照射する複数
    の電子放出素子とを有する画像形成装置において、 前記電子放出素子は、対向する電極間に設けられた薄膜
    に、当該電極の対向側端縁に沿った方向に長く形成され
    た電子放出部を有し、しかもこの電子放出部から放出さ
    れる電子ビームの照射によって形成される蛍光体の発光
    部形状が前記電子放出部の形状を反映した細長い形状と
    なる特性を有するものであり、 かつ、 前記互いに異なる発光色を呈する複数の蛍光体
    は、蛍光体発光部形状の短軸方向に沿って配列されてい
    ることを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 前記複数の電子放出素子の電子放出部の
    長さが、当該電子放出素子に対応する前記蛍光体の発光
    色毎に調整されていることを特徴とする請求項1に記載
    の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 前記複数の蛍光体の発光色が、赤色、緑
    色、青色であることを特徴とする請求項1又は2に記載
    の画像形成装置。
  4. 【請求項4】 前記複数の蛍光体が、Y 2 2 S:Eu
    3+ 、ZnS:Cu、Alであることを特徴とする請求項
    に記載の画像形成装置。
  5. 【請求項5】 前記赤色、緑色、青色で構成した1絵素
    が、略正方形の絵素であることを特徴とする請求項3又
    は4に記載の画像形成装置。
  6. 【請求項6】 前記電子放出素子が、表面伝導型電子放
    出素子であることを特徴とする請求項1〜のいずれか
    に記載の画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62172641A (ja) * 1986-01-24 1987-07-29 Mitsubishi Electric Corp フラツトマトリクスcrt
JP2616918B2 (ja) * 1987-03-26 1997-06-04 キヤノン株式会社 表示装置

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