JP2871579B2 - 発光装置およびこれに用いる冷陰極 - Google Patents
発光装置およびこれに用いる冷陰極Info
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
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- H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微細構造を持ち、
薄膜技術等によって製作する冷陰極、ならびにこれを用
いた発光装置、特に液晶表示装置のバックライト装置や
大型ディスプレイ装置に使用する光源装置に関する。
薄膜技術等によって製作する冷陰極、ならびにこれを用
いた発光装置、特に液晶表示装置のバックライト装置や
大型ディスプレイ装置に使用する光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】微小な円錐状のエミッタと、エミッタの
すぐ近くに形成され、エミッタからの電流を引き出す機
能ならびに電流制御機能を持つ制御電極（ゲート電極）
で構成された微小冷陰極をアレイ状に並べた電界放射冷
陰極がＣ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ等によって提案されている
（Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ，Ａ Ｔｈｉｎ−Ｆｉｌｍ Ｆ
ｉｅｌｄ−Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃａｔｈｏｄｅ，Ｊｏｕ
ｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖ
ｏｌ．３９，Ｎｏ．７，ｐｐ．３５０４，１９６８）。
図１１（ａ）はこの電界放射冷陰極の構造を示し、図１
１（ｂ），（ｃ）はこの冷陰極を構成する一つの微小冷
陰極１０７の断面図を示す。図１１（ａ）、（ｂ）にお
いて、１０１はシリコンの基板、１０２はシリコン酸化
物の絶縁層で、絶縁層１０２の上に制御電極１０３が積
層されている。絶縁層１０２と制御電極１０３の一部は
除去されて、空洞１０９が形成され、空洞１０９中の基
板１０１の上に先端が尖ったエミッタ１０４が形成され
ている。エミッタ１０４、制御電極１０３および制御電
極１０３と絶縁層１０２に形成された空洞１０９で微小
冷陰極１０７が形成され、この微小冷陰極１０７をアレ
イ状に並べて平面状の電子放出領域を持つ冷陰極１０８
が形成される。
すぐ近くに形成され、エミッタからの電流を引き出す機
能ならびに電流制御機能を持つ制御電極（ゲート電極）
で構成された微小冷陰極をアレイ状に並べた電界放射冷
陰極がＣ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ等によって提案されている
（Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ，Ａ Ｔｈｉｎ−Ｆｉｌｍ Ｆ
ｉｅｌｄ−Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃａｔｈｏｄｅ，Ｊｏｕ
ｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖ
ｏｌ．３９，Ｎｏ．７，ｐｐ．３５０４，１９６８）。
図１１（ａ）はこの電界放射冷陰極の構造を示し、図１
１（ｂ），（ｃ）はこの冷陰極を構成する一つの微小冷
陰極１０７の断面図を示す。図１１（ａ）、（ｂ）にお
いて、１０１はシリコンの基板、１０２はシリコン酸化
物の絶縁層で、絶縁層１０２の上に制御電極１０３が積
層されている。絶縁層１０２と制御電極１０３の一部は
除去されて、空洞１０９が形成され、空洞１０９中の基
板１０１の上に先端が尖ったエミッタ１０４が形成され
ている。エミッタ１０４、制御電極１０３および制御電
極１０３と絶縁層１０２に形成された空洞１０９で微小
冷陰極１０７が形成され、この微小冷陰極１０７をアレ
イ状に並べて平面状の電子放出領域を持つ冷陰極１０８
が形成される。
【０００３】基板１０１とエミッタ１０４とは電気的に
接続されており、エミッタ１０４とゲート電極１０３の
間には約５０Ｖの電圧が印加される。絶縁層１０２の厚
さは約１μｍ、ゲート電極１０３の開口径も約１μｍと
狭く、エミッタ１０４の先端は１０ｎｍ程度と極めて尖
鋭に作られているので、エミッタ１０４の先端には強い
電界が加わる。この電界が２〜５×１０７Ｖ／ｃｍ以上
になるとエミッタ１０５の先端から電子が放出される。
このような構造の微小冷陰極を基板１０１の上にアレイ
状に並べることにより大きな電流を放出する平面状の陰
極が構成される。さらに、微細加工技術を利用して微小
冷陰極を高密度に並べれば従来の熱陰極と比較して陰極
電流密度を５から１０倍以上にできる。
接続されており、エミッタ１０４とゲート電極１０３の
間には約５０Ｖの電圧が印加される。絶縁層１０２の厚
さは約１μｍ、ゲート電極１０３の開口径も約１μｍと
狭く、エミッタ１０４の先端は１０ｎｍ程度と極めて尖
鋭に作られているので、エミッタ１０４の先端には強い
電界が加わる。この電界が２〜５×１０７Ｖ／ｃｍ以上
になるとエミッタ１０５の先端から電子が放出される。
このような構造の微小冷陰極を基板１０１の上にアレイ
状に並べることにより大きな電流を放出する平面状の陰
極が構成される。さらに、微細加工技術を利用して微小
冷陰極を高密度に並べれば従来の熱陰極と比較して陰極
電流密度を５から１０倍以上にできる。
【０００４】このスピント（Ｓｐｉｎｄｔ）型冷陰極
は、熱陰極と比較して高い陰極電流密度が得られ、放出
電子の速度分散が小さい等の利点を持つ。また、単一の
電界放射エミッタと比較して電流雑音が小さく、約１０
〜数１０Ｖの低い電圧で動作し、１０−５Ｐａ程度の比
較的悪い真空度の環境中でも動作する。
は、熱陰極と比較して高い陰極電流密度が得られ、放出
電子の速度分散が小さい等の利点を持つ。また、単一の
電界放射エミッタと比較して電流雑音が小さく、約１０
〜数１０Ｖの低い電圧で動作し、１０−５Ｐａ程度の比
較的悪い真空度の環境中でも動作する。
【０００５】エミッタ１０４の先端から放出された電子
ビームの集束状態を制御するため、図１１（ｃ）に示す
ように制御電極の上に絶縁層を挟んで集束電極１０６を
積層した構造が提案されている（Ｗ．Ｄ．Ｋｅｓｌｉｎ
ｇ，ｅｔ ａｌ．，Ｆｉｅｌｄ−Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄ
ｉｓｐｌａｙ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，ＳＩＤ ９３Ｄ
ＩＧＥＳＴ，ｐｐ．５９９−６０２，１９９３）。ま
た、図１２に示すように、制御電極の周囲にリング状集
束電極１１１を形成して、エミッタ１０４から放出され
た電子の軌道を制御する構造も提案されている（Ｋ．Ｙ
ｏｋｏｏ，ｅｔｆｌ．，Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ
Ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ ｉｎ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅ
ｎｔ ｏｆ Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｔｔｅｒ Ｄｉｓｐｌ
ａｙ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｔｈｅ Ｆｉｒ
ｓｔ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ
Ｗｏｒｋｓｈｏｐｓ，ｐｐ．１９−２２，１９９４）。
ビームの集束状態を制御するため、図１１（ｃ）に示す
ように制御電極の上に絶縁層を挟んで集束電極１０６を
積層した構造が提案されている（Ｗ．Ｄ．Ｋｅｓｌｉｎ
ｇ，ｅｔ ａｌ．，Ｆｉｅｌｄ−Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄ
ｉｓｐｌａｙ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，ＳＩＤ ９３Ｄ
ＩＧＥＳＴ，ｐｐ．５９９−６０２，１９９３）。ま
た、図１２に示すように、制御電極の周囲にリング状集
束電極１１１を形成して、エミッタ１０４から放出され
た電子の軌道を制御する構造も提案されている（Ｋ．Ｙ
ｏｋｏｏ，ｅｔｆｌ．，Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ
Ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ ｉｎ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅ
ｎｔ ｏｆ Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｔｔｅｒ Ｄｉｓｐｌ
ａｙ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｔｈｅ Ｆｉｒ
ｓｔ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ
Ｗｏｒｋｓｈｏｐｓ，ｐｐ．１９−２２，１９９４）。
【０００６】この冷陰極を電子源として、蛍光体に電子
を照射することによって発光させ情報を表示する各種の
装置、たとえば、平面ディスプレイ装置や単純な光源な
どが提案されている。平面ディスプレイ装置は計算機出
力やテレビジョン画像の表示装置に使用され、光源装置
はこれを多数組み合わせて文字情報の表示板やテレビジ
ョン信号を表示する大型のディスプレイ装置とする事が
できる。これらの装置は陰極加熱用のヒータが不要であ
るばかりではなく、比較的高い発光効率の蛍光体を利用
できるため、装置の効率が良い特徴がある。情報化社会
の進展に伴い、情報の出力装置の一つであるディスプレ
イ装置はますます増加する傾向にあり、このディスプレ
イ装置の消費電力の低減は社会的要請であり、冷陰極を
使用したディスプレイ装置はこの要請に沿ったものであ
る。
を照射することによって発光させ情報を表示する各種の
装置、たとえば、平面ディスプレイ装置や単純な光源な
どが提案されている。平面ディスプレイ装置は計算機出
力やテレビジョン画像の表示装置に使用され、光源装置
はこれを多数組み合わせて文字情報の表示板やテレビジ
ョン信号を表示する大型のディスプレイ装置とする事が
できる。これらの装置は陰極加熱用のヒータが不要であ
るばかりではなく、比較的高い発光効率の蛍光体を利用
できるため、装置の効率が良い特徴がある。情報化社会
の進展に伴い、情報の出力装置の一つであるディスプレ
イ装置はますます増加する傾向にあり、このディスプレ
イ装置の消費電力の低減は社会的要請であり、冷陰極を
使用したディスプレイ装置はこの要請に沿ったものであ
る。
【０００７】米国特許第４，８１８，９１４号には図１
３に示すように電界放出型冷陰極を使用した光源装置が
開示されている。また、特開平４−２８６８５２、特開
平４−２８６８５３、特開平４−２８６８５４には、図
１４、図１５、図１６に示すように、電界放出冷陰極を
使用した光源装置が開示されている。ここでは蛍光表示
面よりも面積の小さい電子放出領域の電子源から放出さ
れた電子を拡大する方法が提案されている。
３に示すように電界放出型冷陰極を使用した光源装置が
開示されている。また、特開平４−２８６８５２、特開
平４−２８６８５３、特開平４−２８６８５４には、図
１４、図１５、図１６に示すように、電界放出冷陰極を
使用した光源装置が開示されている。ここでは蛍光表示
面よりも面積の小さい電子放出領域の電子源から放出さ
れた電子を拡大する方法が提案されている。
【０００８】また、薄膜のエッジタイプの電界放出冷陰
極で構成したパネルを液晶ディスプレイ装置のバックラ
イト（背面光源）として使用する提案もなされている
（Ａ．Ｉ．Ａｋｉｎｗａｎｄｅ，ｅｔ ａｌ．，Ｔｈｉ
ｎ−Ｆｉｌｍ−Ｅｄｇｅ Ｅｍｉｔｔｅｒ Ｖａｃｕｕ
ｍ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｄｅｖｉｃｅ
ｓ ｆｏｒ Ｌａｍｐ／Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ Ａｐｌｉ
ｃａｔｉｏｎｓ，ＩＶＭＣ’９５，ｐｐ．４１８−４２
２，１９９５）。
極で構成したパネルを液晶ディスプレイ装置のバックラ
イト（背面光源）として使用する提案もなされている
（Ａ．Ｉ．Ａｋｉｎｗａｎｄｅ，ｅｔ ａｌ．，Ｔｈｉ
ｎ−Ｆｉｌｍ−Ｅｄｇｅ Ｅｍｉｔｔｅｒ Ｖａｃｕｕ
ｍ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｄｅｖｉｃｅ
ｓ ｆｏｒ Ｌａｍｐ／Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ Ａｐｌｉ
ｃａｔｉｏｎｓ，ＩＶＭＣ’９５，ｐｐ．４１８−４２
２，１９９５）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図１３に示す光源装置
では、蛍光体とほぼ同じ面積の冷陰極から電子を放出さ
せる必要があり、大面積の冷陰極が必要になる。さら
に、円筒状の外囲器の場合には、円形の冷陰極を切り出
す必要がある。一般に、冷陰極は半導体と同様に各種の
薄膜形成装置を用いて多数の素子が同時に製造されるた
め、可能な限り小さな寸法で、方形の小片に切り出すよ
うな構成が従来の半導体の製造プロセスによく適合し製
造コストも低く抑えられる。図１３の光源装置に使用さ
れている冷陰極はこのような条件を満たさない。
では、蛍光体とほぼ同じ面積の冷陰極から電子を放出さ
せる必要があり、大面積の冷陰極が必要になる。さら
に、円筒状の外囲器の場合には、円形の冷陰極を切り出
す必要がある。一般に、冷陰極は半導体と同様に各種の
薄膜形成装置を用いて多数の素子が同時に製造されるた
め、可能な限り小さな寸法で、方形の小片に切り出すよ
うな構成が従来の半導体の製造プロセスによく適合し製
造コストも低く抑えられる。図１３の光源装置に使用さ
れている冷陰極はこのような条件を満たさない。
【００１０】図１４、１５に示す光源は小さな冷陰極か
ら放出される電子ビームを発散させ比較的広い面積の蛍
光面を発光させようとしたもので、いずれも真空外囲器
の中に電子ビームの進行方向を変更させる電極を配置
し、この電極に電圧を印加して動作させる。また、図１
６は蛍光体から後方に放射される光を真空外囲器内に納
めた反射板によって前方に反射させるものである。いず
れも電極部品あるいは光学部品を用いて電子ビームを拡
大するかあるいは光を反射拡大させている。このため、
光源装置の構造が複雑になり、部品点数が多いという問
題がある。
ら放出される電子ビームを発散させ比較的広い面積の蛍
光面を発光させようとしたもので、いずれも真空外囲器
の中に電子ビームの進行方向を変更させる電極を配置
し、この電極に電圧を印加して動作させる。また、図１
６は蛍光体から後方に放射される光を真空外囲器内に納
めた反射板によって前方に反射させるものである。いず
れも電極部品あるいは光学部品を用いて電子ビームを拡
大するかあるいは光を反射拡大させている。このため、
光源装置の構造が複雑になり、部品点数が多いという問
題がある。
【００１１】また、バックライトの様に広い発光面積を
薄いパネル構造で得るためには広い面積の電子源が必要
である。この場合、一部分の放電破壊や短絡によって全
体の機能が停止することのないように、電子放出領域を
細かく分割し、それぞれにヒューズ機能を挿入し、短絡
した部分を排除する方法が必要である。この場合、排除
された部分からは電子放出がないため、輝度むらが発生
する恐れがある。
薄いパネル構造で得るためには広い面積の電子源が必要
である。この場合、一部分の放電破壊や短絡によって全
体の機能が停止することのないように、電子放出領域を
細かく分割し、それぞれにヒューズ機能を挿入し、短絡
した部分を排除する方法が必要である。この場合、排除
された部分からは電子放出がないため、輝度むらが発生
する恐れがある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の冷陰極は、基板
上に、エミッタ、ゲート電極、集束電極よりなる多数の
微小冷陰極で構成された電子放出領域を形成し、エミッ
タとゲート電極開口の中心軸よりも集束電極の開口の中
心軸がこの電子放出領域の周辺部にあり、その偏心の量
はこの電子放出領域の中心部から周辺部に向かって大き
くなるようにしたことを特徴とする。
上に、エミッタ、ゲート電極、集束電極よりなる多数の
微小冷陰極で構成された電子放出領域を形成し、エミッ
タとゲート電極開口の中心軸よりも集束電極の開口の中
心軸がこの電子放出領域の周辺部にあり、その偏心の量
はこの電子放出領域の中心部から周辺部に向かって大き
くなるようにしたことを特徴とする。
【００１３】また、本発明の冷陰極は、基板上に、エミ
ッタ、ゲート電極、集束電極よりなる多数の微小令陰極
で構成された電子放出領域を形成し、集束電極の開口の
中心とゲート電極の開口の中心のうち少なくともいずれ
か一方がエミッタの中心から偏心し、その偏心の量と方
向に規則性がないようにしたことを特徴とする。
ッタ、ゲート電極、集束電極よりなる多数の微小令陰極
で構成された電子放出領域を形成し、集束電極の開口の
中心とゲート電極の開口の中心のうち少なくともいずれ
か一方がエミッタの中心から偏心し、その偏心の量と方
向に規則性がないようにしたことを特徴とする。
【００１４】本発明の発光装置は、真空容器の内側に形
成された蛍光材料膜と、前記真空容器内に蛍光材料膜と
対面して置かれた冷陰極とで構成され、前記冷陰極がこ
れから放出される電子の速度成分のうち、前記冷陰極が
形成された基板と平行となる速度成分を増大させるよう
にされている。この発光装置においては、前記した冷陰
極を使用する。
成された蛍光材料膜と、前記真空容器内に蛍光材料膜と
対面して置かれた冷陰極とで構成され、前記冷陰極がこ
れから放出される電子の速度成分のうち、前記冷陰極が
形成された基板と平行となる速度成分を増大させるよう
にされている。この発光装置においては、前記した冷陰
極を使用する。
【００１５】また、本発明の発光装置においては、蛍光
材料膜の直前において電子ビームを加速し、さらに蛍光
材料膜の周辺部に向かった電子ビームの方向を内側に曲
げるグリッドを設けてもよい。
材料膜の直前において電子ビームを加速し、さらに蛍光
材料膜の周辺部に向かった電子ビームの方向を内側に曲
げるグリッドを設けてもよい。
【００１６】この結果、光源装置においては、構造を複
雑にせずに十分小さい面積の冷陰極を使用でき、しかも
電子源と蛍光面の間に距離を近づける事も可能になるの
で、極めて簡単な構造の装置を構成できる。
雑にせずに十分小さい面積の冷陰極を使用でき、しかも
電子源と蛍光面の間に距離を近づける事も可能になるの
で、極めて簡単な構造の装置を構成できる。
【００１７】バックライトにおいては、部分的に電子放
出の不均衡があっても、さらに、電子放出のない部分が
あっても、均一性の良い発光面を実現できる。さらに、
陰極と蛍光体の間の距離を短くすることも可能であるの
で、極めて薄い面光源を構成できる。
出の不均衡があっても、さらに、電子放出のない部分が
あっても、均一性の良い発光面を実現できる。さらに、
陰極と蛍光体の間の距離を短くすることも可能であるの
で、極めて薄い面光源を構成できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明について図面を参照して詳
細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の冷陰
極の構造図である。図１において、基板１の上には、下
から順に絶縁層２、ゲート電極３が積層され、ゲート電
極３の上には第２の絶縁層４を介して集束電極５が積層
されている。絶縁層２、ゲート電極３、絶縁層４、集束
電極５には空洞６が形成され、空洞６の中に、基板１の
上には電子を放出する円錐状のエミッタ７が形成されて
おり、エミッタ７は基板１と電気的に接続されている。
エミッタ７、ゲート電極３、集束電極５、空洞６で微小
冷陰極８が構成され、多数の微小冷陰極８で冷陰極９が
構成される。また、冷陰極９の表面において、特に微小
冷陰極８が集合して形成された部分が電子放出領域とな
る。
細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の冷陰
極の構造図である。図１において、基板１の上には、下
から順に絶縁層２、ゲート電極３が積層され、ゲート電
極３の上には第２の絶縁層４を介して集束電極５が積層
されている。絶縁層２、ゲート電極３、絶縁層４、集束
電極５には空洞６が形成され、空洞６の中に、基板１の
上には電子を放出する円錐状のエミッタ７が形成されて
おり、エミッタ７は基板１と電気的に接続されている。
エミッタ７、ゲート電極３、集束電極５、空洞６で微小
冷陰極８が構成され、多数の微小冷陰極８で冷陰極９が
構成される。また、冷陰極９の表面において、特に微小
冷陰極８が集合して形成された部分が電子放出領域とな
る。
【００１９】図１において、エミッタ７の中心軸とゲー
ト電極３の開口の中心軸とは同一位置にあるが、これら
と集束電極５の開口の中心軸との関係は微小冷陰極８の
電子放出領域内の位置によって変化する。すなわち、電
子放出領域の中央においては、エミッタ７、ゲート電極
３、集束電極５の中心軸は一致し、ここより周辺に行く
に従い、集束電極５の中心軸がより外側に位置するよう
にしている。
ト電極３の開口の中心軸とは同一位置にあるが、これら
と集束電極５の開口の中心軸との関係は微小冷陰極８の
電子放出領域内の位置によって変化する。すなわち、電
子放出領域の中央においては、エミッタ７、ゲート電極
３、集束電極５の中心軸は一致し、ここより周辺に行く
に従い、集束電極５の中心軸がより外側に位置するよう
にしている。
【００２０】この結果、エミッタ７の先端から放出され
た電子ビーム１０の軸道は図１に示すようになり、電子
放出領域の中央部からの電子はまっすぐに、基板１に垂
直に放出され、電子放出領域の周辺に行くに従い、より
外側を向いた電子ビームが形成される。なお、図１およ
び後述する図２、図３において、エミッタ７の先端から
放出される電子は一般に、エミッタの中心軸を中心とし
て外側に向かう電子成分も含まれているが、ここでは簡
単のために電流成分の最も多い中心の電子に着目して表
示している。
た電子ビーム１０の軸道は図１に示すようになり、電子
放出領域の中央部からの電子はまっすぐに、基板１に垂
直に放出され、電子放出領域の周辺に行くに従い、より
外側を向いた電子ビームが形成される。なお、図１およ
び後述する図２、図３において、エミッタ７の先端から
放出される電子は一般に、エミッタの中心軸を中心とし
て外側に向かう電子成分も含まれているが、ここでは簡
単のために電流成分の最も多い中心の電子に着目して表
示している。
【００２１】エミッタ７はタングステンもモリブデンの
ような耐熱金属あるいはシリコンで作られ、ゲート電極
３はタングステン、モリブデン、ニオブ、タングステン
シリサイド等の金属あるいは金属化合物で作られ、絶縁
層２、４には例えばシリコンの酸化物あるいはシリコン
の窒化物を単独あるいは多層形式で使用する。ゲート電
極３の開口の直径は約１μｍ、エミッタ７の高さは約１
μｍ、絶縁層２の厚さは約０．８μｍ、ゲート電極４の
厚さは約０．２μｍである。
ような耐熱金属あるいはシリコンで作られ、ゲート電極
３はタングステン、モリブデン、ニオブ、タングステン
シリサイド等の金属あるいは金属化合物で作られ、絶縁
層２、４には例えばシリコンの酸化物あるいはシリコン
の窒化物を単独あるいは多層形式で使用する。ゲート電
極３の開口の直径は約１μｍ、エミッタ７の高さは約１
μｍ、絶縁層２の厚さは約０．８μｍ、ゲート電極４の
厚さは約０．２μｍである。
【００２２】この陰極を作成するには、基本的には前出
の文献（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ７，ｐｐ．３５０４，
１９６８）等に開示されているように、ゲート電極３と
絶縁層２に空洞６を形成したのちウエハを回転させなが
ら斜め方向から犠牲層を堆積し、次にエミッタ材料をウ
エハの真上から堆積すれば空洞６の中に円錐状のエミッ
タ７が形成される。
の文献（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ７，ｐｐ．３５０４，
１９６８）等に開示されているように、ゲート電極３と
絶縁層２に空洞６を形成したのちウエハを回転させなが
ら斜め方向から犠牲層を堆積し、次にエミッタ材料をウ
エハの真上から堆積すれば空洞６の中に円錐状のエミッ
タ７が形成される。
【００２３】図１のような集束電極５の開口の中心が偏
心した冷陰極９を作るには、次のようにすればよい。は
じめに、基板１の上に絶縁層２、ゲート電極層、絶縁層
４、集束電極層の４層を堆積し、フォトリソグラフィー
とエッチングによって集束電極層と絶縁層４に空洞を形
成する。次に、たとえば、ＳＯＧ（スピンオングラス）
技術によって、集束電極層の上およびすぐ前の工程で形
成した空洞の中にシリコン酸化物（ＳｉＯ２）を充填
し、さらに平坦化技術で、平坦なシリコン酸化物の表面
を作る。この上にレジストを塗布し、フォトリソグラフ
ィーとエッチングによってゲート電極開口に相当する部
分に、シリコン酸化物ならびにゲート電極層、絶縁層２
を貫通する空洞を形成する。この後は、ウエハを回転さ
せながら斜め方向から犠牲層を堆積し、次に、エミッタ
技術をウエハの真上から堆積すれば空洞の中に円錐状の
エミッタ７が形成される。このエミッタ７はゲート電極
３の開口の中心とは同心になっているが、集束電極５と
はフォトマスクパターンに応じた位置関係が作られる。
心した冷陰極９を作るには、次のようにすればよい。は
じめに、基板１の上に絶縁層２、ゲート電極層、絶縁層
４、集束電極層の４層を堆積し、フォトリソグラフィー
とエッチングによって集束電極層と絶縁層４に空洞を形
成する。次に、たとえば、ＳＯＧ（スピンオングラス）
技術によって、集束電極層の上およびすぐ前の工程で形
成した空洞の中にシリコン酸化物（ＳｉＯ２）を充填
し、さらに平坦化技術で、平坦なシリコン酸化物の表面
を作る。この上にレジストを塗布し、フォトリソグラフ
ィーとエッチングによってゲート電極開口に相当する部
分に、シリコン酸化物ならびにゲート電極層、絶縁層２
を貫通する空洞を形成する。この後は、ウエハを回転さ
せながら斜め方向から犠牲層を堆積し、次に、エミッタ
技術をウエハの真上から堆積すれば空洞の中に円錐状の
エミッタ７が形成される。このエミッタ７はゲート電極
３の開口の中心とは同心になっているが、集束電極５と
はフォトマスクパターンに応じた位置関係が作られる。
【００２４】なお、ゲート電極（電子線引き出し電極）
とその上に形成した集束電極（荷電粒子制御電極）の開
口位置をずらし、イオンボンバードを防止する方法が特
開昭５３−１２１４５４に開示されている。しかし、本
発明においては電子の放出方向を意図的、規則的に変
え、よって広い面積に電子を均一に照射することを目的
としており、構造、目的とも特開昭５３−１２１４５４
とは異なるものである。
とその上に形成した集束電極（荷電粒子制御電極）の開
口位置をずらし、イオンボンバードを防止する方法が特
開昭５３−１２１４５４に開示されている。しかし、本
発明においては電子の放出方向を意図的、規則的に変
え、よって広い面積に電子を均一に照射することを目的
としており、構造、目的とも特開昭５３−１２１４５４
とは異なるものである。
【００２５】また、ゲート電極を囲むように形成された
集束電極を持つ図１２に示すような陰極においても、同
様に中心を偏心させる構成によって電子放出領域の中央
から周辺に向かって広がる電子ビームを得ることができ
る。
集束電極を持つ図１２に示すような陰極においても、同
様に中心を偏心させる構成によって電子放出領域の中央
から周辺に向かって広がる電子ビームを得ることができ
る。
【００２６】図２は本発明の第２の実施の形態である光
源装置の断面図と電源接続図を示している。図２におい
て、ガラス外囲器１１の中に図１に示した冷陰極９が納
められ、これと対面する内面にネサ膜やＩＴＯ膜を電極
にして透明陽極１２が形成され、この上に蛍光体層１３
が積層されている。冷陰極９と基板１の電位を基準とし
て、ゲート電極３にはゲート電極電源１４から約５０Ｖ
の電圧が印加され、集束電極５には集束電極電源１５か
ら約１００Ｖの電圧が印加されている。さらに、透明陽
極１２には陽極電源１６から約１ｋＶ〜１０ｋＶの直流
電圧が印加されている。また、透明陽極１２と冷陰極９
の間で、透明陽極１２の近傍には平面状のグリッド１７
が置かれている。グリッド１７の周辺部は透明陽極１２
側に突き出したグリッド部材１８が接続され、グリッド
電源１９から透明陽極１２に印加する電圧よりも低い電
圧、望ましくは透明陽極１２に印加する電圧の１／２以
下の電圧が印加される。
源装置の断面図と電源接続図を示している。図２におい
て、ガラス外囲器１１の中に図１に示した冷陰極９が納
められ、これと対面する内面にネサ膜やＩＴＯ膜を電極
にして透明陽極１２が形成され、この上に蛍光体層１３
が積層されている。冷陰極９と基板１の電位を基準とし
て、ゲート電極３にはゲート電極電源１４から約５０Ｖ
の電圧が印加され、集束電極５には集束電極電源１５か
ら約１００Ｖの電圧が印加されている。さらに、透明陽
極１２には陽極電源１６から約１ｋＶ〜１０ｋＶの直流
電圧が印加されている。また、透明陽極１２と冷陰極９
の間で、透明陽極１２の近傍には平面状のグリッド１７
が置かれている。グリッド１７の周辺部は透明陽極１２
側に突き出したグリッド部材１８が接続され、グリッド
電源１９から透明陽極１２に印加する電圧よりも低い電
圧、望ましくは透明陽極１２に印加する電圧の１／２以
下の電圧が印加される。
【００２７】このような電圧が印加されたとき、ガラス
外囲器１１の内部のグリッド１７と冷陰極９の間にはほ
ぼ平行する等電位面が形成され、冷陰極９を図１に示す
ような方向に放出された電子ビーム１０はグリッド１７
の方向に加速されながら同時に横方向に広がりながらガ
ラス外囲器１１内に進む。特に、冷陰極９から放出され
る電子は、冷陰極９が形成された基板１と平行となる速
度成分が大きいため、大きく横方向に広がる。グリッド
１７を通過した電子ビーム１０はグリッド１７と透明陽
極１２の間に強い電界でさらに加速され、蛍光体層１３
を衝撃し、これを発光させる。この結果、電子は冷陰極
９の電子放出領域よりも遥かに広い蛍光体層１３領域に
照射され、広い面積で光を発生させる。グリッド１７は
透明陽極１２の電圧に関わらず、グリッド１７と冷陰極
９の間に両者の電圧差で決まる電界を形成し、グリッド
１７の電圧を透明陽極１２の電圧と比較して十分低く設
定すれば、グリッド１７と冷陰極９の間で横方向の広が
り量を大きく取ることができ、グリッド１７がない場合
と比較して、広い面積の蛍光体層１３を照射することが
可能になる。
外囲器１１の内部のグリッド１７と冷陰極９の間にはほ
ぼ平行する等電位面が形成され、冷陰極９を図１に示す
ような方向に放出された電子ビーム１０はグリッド１７
の方向に加速されながら同時に横方向に広がりながらガ
ラス外囲器１１内に進む。特に、冷陰極９から放出され
る電子は、冷陰極９が形成された基板１と平行となる速
度成分が大きいため、大きく横方向に広がる。グリッド
１７を通過した電子ビーム１０はグリッド１７と透明陽
極１２の間に強い電界でさらに加速され、蛍光体層１３
を衝撃し、これを発光させる。この結果、電子は冷陰極
９の電子放出領域よりも遥かに広い蛍光体層１３領域に
照射され、広い面積で光を発生させる。グリッド１７は
透明陽極１２の電圧に関わらず、グリッド１７と冷陰極
９の間に両者の電圧差で決まる電界を形成し、グリッド
１７の電圧を透明陽極１２の電圧と比較して十分低く設
定すれば、グリッド１７と冷陰極９の間で横方向の広が
り量を大きく取ることができ、グリッド１７がない場合
と比較して、広い面積の蛍光体層１３を照射することが
可能になる。
【００２８】さらにグリッド部材１８によってグリッド
１７と透明陽極１２の間の空間には等電位面２０が形成
され、周辺部の電子ビーム１０の方向を僅かに内側に向
けてこの電子ビーム１０が蛍光体層１３を照射する角度
を蛍光体層１３に垂直に近づけ、反射や２次電子の放出
を防いで電子ビームエネルギーが有効に発光に寄与する
ようにしている。なお、発光量を変化させるためには、
ゲート電極に直流電圧の代わりに約５０Ｖを中心として
変化する信号電圧を加えればよい。
１７と透明陽極１２の間の空間には等電位面２０が形成
され、周辺部の電子ビーム１０の方向を僅かに内側に向
けてこの電子ビーム１０が蛍光体層１３を照射する角度
を蛍光体層１３に垂直に近づけ、反射や２次電子の放出
を防いで電子ビームエネルギーが有効に発光に寄与する
ようにしている。なお、発光量を変化させるためには、
ゲート電極に直流電圧の代わりに約５０Ｖを中心として
変化する信号電圧を加えればよい。
【００２９】また、冷陰極と蛍光体層の間にグリッドを
設置した構造が特開平４−２８６８５５に開示されてい
る。しかし、この技術はグリッドと蛍光体層の間で発生
した性イオンが冷陰極に衝撃するのを防ぐ事を目的とし
ており、グリッドを冷陰極の近傍に置く、グリッド
には陽極と等しいかこれよりも高い電圧を印加する、
グリッドを冷陰極から陽極に向かって凸となる半球状に
形成する等を構成上の特徴としている。このように特開
平４−２８６８５５は目的、構造、動作電圧共に本発明
とは異なるものである。
設置した構造が特開平４−２８６８５５に開示されてい
る。しかし、この技術はグリッドと蛍光体層の間で発生
した性イオンが冷陰極に衝撃するのを防ぐ事を目的とし
ており、グリッドを冷陰極の近傍に置く、グリッド
には陽極と等しいかこれよりも高い電圧を印加する、
グリッドを冷陰極から陽極に向かって凸となる半球状に
形成する等を構成上の特徴としている。このように特開
平４−２８６８５５は目的、構造、動作電圧共に本発明
とは異なるものである。
【００３０】図３は本発明の第３の実施の形態である光
源装置の断面図と電源接続図を示している。第３の実施
の形態では冷陰極９側に凸のグリッド１７が設けられて
いるところが第２の実施の形態と異なる。本実施の形態
においても第２の実施の形態と同様の効果が得られる
が、グリッド１７の曲面の構造によって、電子ビームの
細かい制御が可能である。また、第２の実施の形態のよ
うにグリッド部材１８を設ければさらに設計の自由度を
増すことができる。
源装置の断面図と電源接続図を示している。第３の実施
の形態では冷陰極９側に凸のグリッド１７が設けられて
いるところが第２の実施の形態と異なる。本実施の形態
においても第２の実施の形態と同様の効果が得られる
が、グリッド１７の曲面の構造によって、電子ビームの
細かい制御が可能である。また、第２の実施の形態のよ
うにグリッド部材１８を設ければさらに設計の自由度を
増すことができる。
【００３１】図４は本発明の第４の実施の形態を示すバ
ックライト装置の断面図で、図５はこのバックライト装
置の陰極の平面図である。図４に示す第４の実施の形態
において、２１は上に陰極が形成された背面パネル、２
２は蛍光体が積層された前面パネルで、背面パネル２１
と前面パネル２２とを、図には示していないが、周辺部
で封着する事によって真空外囲器が構成される。２３は
陰極電極で、２４は陰極電極２３の上に形成された陰極
セグメントである。２５は蛍光体膜で、透明陽極２６を
介して前面パネル２２の上に積層されている。各陰極セ
グメント２４から放出された電子ビーム２７は陰極電極
２３と透明陽極２６の間の数１００Ｖから数ｋＶの直流
電圧で加速され、蛍光体膜２５を衝撃する。なお、簡単
のため、電子ビーム２７は各陰極セグメント２４の周辺
部から放出された電子のみの軌道を示している。
ックライト装置の断面図で、図５はこのバックライト装
置の陰極の平面図である。図４に示す第４の実施の形態
において、２１は上に陰極が形成された背面パネル、２
２は蛍光体が積層された前面パネルで、背面パネル２１
と前面パネル２２とを、図には示していないが、周辺部
で封着する事によって真空外囲器が構成される。２３は
陰極電極で、２４は陰極電極２３の上に形成された陰極
セグメントである。２５は蛍光体膜で、透明陽極２６を
介して前面パネル２２の上に積層されている。各陰極セ
グメント２４から放出された電子ビーム２７は陰極電極
２３と透明陽極２６の間の数１００Ｖから数ｋＶの直流
電圧で加速され、蛍光体膜２５を衝撃する。なお、簡単
のため、電子ビーム２７は各陰極セグメント２４の周辺
部から放出された電子のみの軌道を示している。
【００３２】図５に示すバックライト装置の陰極の平面
図は背面パネル２１の上に形成された陰極の一部を示し
たもので、このようなパターンが繰り返し形成される。
３１はゲート電極セグメントで、陰極セグメント２４を
構成する。ゲート電極セグメント３１にはゲート開口３
２が形成され、この中にエミッタ７が作られている。ゲ
ート電極セグメント３１はヒューズ３３を介してゲート
電極配線３４に接続されている。ヒューズ３３はエミッ
タ７とゲート電極３が短絡したときにその部分を分離し
て、他の部分が使用できなくなるのを防ぐもので、公知
の技術である。なお、図には示さないが、ゲート電極の
上には絶縁層を挟んで集束電極が形成されている。外部
電源からの電圧はゲート電極配線３４からゲート電極に
供給される。
図は背面パネル２１の上に形成された陰極の一部を示し
たもので、このようなパターンが繰り返し形成される。
３１はゲート電極セグメントで、陰極セグメント２４を
構成する。ゲート電極セグメント３１にはゲート開口３
２が形成され、この中にエミッタ７が作られている。ゲ
ート電極セグメント３１はヒューズ３３を介してゲート
電極配線３４に接続されている。ヒューズ３３はエミッ
タ７とゲート電極３が短絡したときにその部分を分離し
て、他の部分が使用できなくなるのを防ぐもので、公知
の技術である。なお、図には示さないが、ゲート電極の
上には絶縁層を挟んで集束電極が形成されている。外部
電源からの電圧はゲート電極配線３４からゲート電極に
供給される。
【００３３】図４の各陰極セグメントは、図１に示すよ
うに、陰極セグメントの中央から周辺に行くに従って集
束電極の開口の位置が外側へ行くように形成されてい
る。このため、各陰極セグメントから放出された電子ビ
ームは、図４に示すように横方向にも大きく拡大され
る。この結果、電子放出のない陰極セグメント２４ｄに
対面した蛍光体膜にも電子が照射され極端な輝度のむら
が防止される。さらに、電子放射があっても部分的に電
子放射効率が低く電流の小さい部分があっても同じよう
に緩和され、蛍光体輝度の大幅な部分的変化が防止され
る。なお、図１に示すような冷陰極の他に、図６から図
１０に示すような公知の構造の冷陰極を使用しても本発
明の思想が実現できる。
うに、陰極セグメントの中央から周辺に行くに従って集
束電極の開口の位置が外側へ行くように形成されてい
る。このため、各陰極セグメントから放出された電子ビ
ームは、図４に示すように横方向にも大きく拡大され
る。この結果、電子放出のない陰極セグメント２４ｄに
対面した蛍光体膜にも電子が照射され極端な輝度のむら
が防止される。さらに、電子放射があっても部分的に電
子放射効率が低く電流の小さい部分があっても同じよう
に緩和され、蛍光体輝度の大幅な部分的変化が防止され
る。なお、図１に示すような冷陰極の他に、図６から図
１０に示すような公知の構造の冷陰極を使用しても本発
明の思想が実現できる。
【００３４】図６は、たとえば特開平４−１３３２４１
に開示されているように、エミッタ７の高さをゲート電
極３の位置よりも高くした微小冷陰極構造を示してい
る。図６においては、エミッタとゲート電極の間の電位
の等電位面はエミッタ７によって強く歪ませられるた
め、エミッタ先端付近の等電位面の曲率半径が小さく、
エミッタ先端から放出される電子の放出角度も広く分布
する。
に開示されているように、エミッタ７の高さをゲート電
極３の位置よりも高くした微小冷陰極構造を示してい
る。図６においては、エミッタとゲート電極の間の電位
の等電位面はエミッタ７によって強く歪ませられるた
め、エミッタ先端付近の等電位面の曲率半径が小さく、
エミッタ先端から放出される電子の放出角度も広く分布
する。
【００３５】図７は集束電極５をゲート電極３の上に重
ねた構造の微小冷陰極で、この電極に印加する電圧を適
当な値に設定することによって、通常の集束電極の使用
法とは逆の発散する電子ビーム１０が得られる。すなわ
ち、通常、ゲート電極３にはエミッタ７の電位を基準に
して、約５０Ｖを印加し、集束電極５にはエミッタ電圧
付近の電圧が印加され、電子ビームは集束される。しか
し、集束電極５のゲート電極３と同じかあるいはこれに
より高い電圧を印加することによって、電子ビーム１０
を発散させることができる。
ねた構造の微小冷陰極で、この電極に印加する電圧を適
当な値に設定することによって、通常の集束電極の使用
法とは逆の発散する電子ビーム１０が得られる。すなわ
ち、通常、ゲート電極３にはエミッタ７の電位を基準に
して、約５０Ｖを印加し、集束電極５にはエミッタ電圧
付近の電圧が印加され、電子ビームは集束される。しか
し、集束電極５のゲート電極３と同じかあるいはこれに
より高い電圧を印加することによって、電子ビーム１０
を発散させることができる。
【００３６】図８はゲート電極３の周囲にリング状集束
電極４１を形成した微小冷陰極の構造図である。図８に
おいても、通常、リング状集束電極４１にはゲート電極
とエミッタの間あるいはエミッタよりも低い電圧を印加
して、電子ビームを集束している。しかし、リング状集
束電極４１にゲート電極３と同じかこれより高い電圧を
印加することによって、電子ビームを発散させることが
できる。
電極４１を形成した微小冷陰極の構造図である。図８に
おいても、通常、リング状集束電極４１にはゲート電極
とエミッタの間あるいはエミッタよりも低い電圧を印加
して、電子ビームを集束している。しかし、リング状集
束電極４１にゲート電極３と同じかこれより高い電圧を
印加することによって、電子ビームを発散させることが
できる。
【００３７】また、図には示さないが、複数のエミッタ
に対して共通の開口を持つ集束電極、あるいはリング状
集束電極を配置し、これにゲート電極電圧よりも高い電
圧を印加しても同様の効果が得られる。
に対して共通の開口を持つ集束電極、あるいはリング状
集束電極を配置し、これにゲート電極電圧よりも高い電
圧を印加しても同様の効果が得られる。
【００３８】図９はエミッタ７の上に粒子を形成して、
その粒子の先端あるいはエミッタの先端から電子を放出
させる構成の陰極である。粒子の大きさをエミッタ先端
の曲率半径（１０〜１００ｎｍ）と同程度以上にすれ
ば、電子は通常のエミッタ先端ばかりではなく粒子から
も放出され、しかも粒子の付き方には規則性がないた
め、エミッション方向にも不規則性が重畳され、多数の
エミッタが集合した冷陰極からは横方向成分が増大し
た、広がりの大きな電子ビームが得られる。
その粒子の先端あるいはエミッタの先端から電子を放出
させる構成の陰極である。粒子の大きさをエミッタ先端
の曲率半径（１０〜１００ｎｍ）と同程度以上にすれ
ば、電子は通常のエミッタ先端ばかりではなく粒子から
も放出され、しかも粒子の付き方には規則性がないた
め、エミッション方向にも不規則性が重畳され、多数の
エミッタが集合した冷陰極からは横方向成分が増大し
た、広がりの大きな電子ビームが得られる。
【００３９】なお、特開平５−２０５６１６、特開平５
−２０５６１７には、作動電圧の低減、イオン衝撃耐性
の向上、表面安定性の向上を目的としてエミッタの表面
に微細粒子構造のダイヤモンドクリスタライトを成長さ
せる技術が開示されている。しかし、この技術ではエミ
ッタ表面に均一に被覆することを前提にしており、放出
される電子の方向に影響するほど大きな粒子形状は考慮
されていない。
−２０５６１７には、作動電圧の低減、イオン衝撃耐性
の向上、表面安定性の向上を目的としてエミッタの表面
に微細粒子構造のダイヤモンドクリスタライトを成長さ
せる技術が開示されている。しかし、この技術ではエミ
ッタ表面に均一に被覆することを前提にしており、放出
される電子の方向に影響するほど大きな粒子形状は考慮
されていない。
【００４０】図１０は、図１のように集束電極開口の中
心軸とゲート電極開口の中心軸の間に規則性を持たせ
ず、ズレの方向と量をランダムに分布させたもので、図
９と同じように、多数のエミッタが集合した冷陰極から
は横方向成分が大きく、広がりの大きな電子ビームが得
られる。また、エミッタ先端から電子が放出される場合
でも、エミッタ先端付近の電界は付着した粒子によって
対称性が乱され、横方向（基板と平行方法）の速度成分
を持つ電子ビームが形成される。
心軸とゲート電極開口の中心軸の間に規則性を持たせ
ず、ズレの方向と量をランダムに分布させたもので、図
９と同じように、多数のエミッタが集合した冷陰極から
は横方向成分が大きく、広がりの大きな電子ビームが得
られる。また、エミッタ先端から電子が放出される場合
でも、エミッタ先端付近の電界は付着した粒子によって
対称性が乱され、横方向（基板と平行方法）の速度成分
を持つ電子ビームが形成される。
【００４１】なお、これらの方法を組み合わせてもさら
に有効な横方向成分の大きな電子ビームが得られる。た
とえば、図１の冷陰極の集束電極５にゲート電極電圧よ
りも高い電圧を印加すれば同等以上の効果が得られる。
また、図１０のエミッタ７の先端に粒子を付着させるこ
とによっても同等以上の効果が得られる。さらに、図
１、図１０においてエミッタ７とゲート電極３との間を
偏心させても同様な効果が得られる。
に有効な横方向成分の大きな電子ビームが得られる。た
とえば、図１の冷陰極の集束電極５にゲート電極電圧よ
りも高い電圧を印加すれば同等以上の効果が得られる。
また、図１０のエミッタ７の先端に粒子を付着させるこ
とによっても同等以上の効果が得られる。さらに、図
１、図１０においてエミッタ７とゲート電極３との間を
偏心させても同様な効果が得られる。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、冷陰極から放出さ
れた電子の広がりが大きため、本発明の光源装置におい
ては、デバイスの構造を簡単にでき、発光面積に比較し
て電子放出部面積の小さい冷陰極が使用できる。さら
に、冷陰極の部分的な電子放出の低下や電子放出の欠如
に対しても大きな輝度の不均一が生じず、品質の高い発
光装置が実現できる。
れた電子の広がりが大きため、本発明の光源装置におい
ては、デバイスの構造を簡単にでき、発光面積に比較し
て電子放出部面積の小さい冷陰極が使用できる。さら
に、冷陰極の部分的な電子放出の低下や電子放出の欠如
に対しても大きな輝度の不均一が生じず、品質の高い発
光装置が実現できる。
【図１】本発明の第１の実施の形態の冷陰極の構造を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の光源装置の構造図
である。
である。
【図３】本発明の第３の実施の形態の光源装置の構造図
である。
である。
【図４】本発明の第４の実施の形態のバックライト装置
の断面図である。
の断面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態のバックライト装置
に用いる陰極の平面図である。
に用いる陰極の平面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の冷陰極の代わりに
適用できる冷陰極の構造図である。
適用できる冷陰極の構造図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態の冷陰極の代わりに
適用できる冷陰極の構造図である。
適用できる冷陰極の構造図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態の冷陰極の代わりに
適用できる冷陰極の構造図である。
適用できる冷陰極の構造図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態の冷陰極の代わりに
適用できる冷陰極の構造図である。
適用できる冷陰極の構造図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態の冷陰極の代わり
に適用できる冷陰極の構造図である。
に適用できる冷陰極の構造図である。
【図１１】従来技術のＳｐｉｎｄｔタイプを示し、
（ａ）は冷陰極の構造図、（ｂ），（ｃ）は微小冷陰極
の断面図である。
（ａ）は冷陰極の構造図、（ｂ），（ｃ）は微小冷陰極
の断面図である。
【図１２】従来技術の集束電極付き微小冷陰極の構造を
示す図である。
示す図である。
【図１３】米国特許第４，８１８，９１４号に開示され
た従来技術である光源装置の構造図である。
た従来技術である光源装置の構造図である。
【図１４】特開平４−２８６８５２に開示された従来技
術である光源装置の構造図である。
術である光源装置の構造図である。
【図１５】特開平４−２８６８５３に開示された従来技
術である光源装置の構造図である。
術である光源装置の構造図である。
【図１６】特開平４−２８６８５３に開示された従来技
術である光源装置の構造図である。
術である光源装置の構造図である。
１，１０１ 基板 ２，４，１０２，１０５ 絶縁層 ３，１０３ ゲート電極 ５，１０６ 集束電極 ６，１０９ 空洞 ７，１０４ エミッタ ８，１０７ 微小冷陰極 ９，１０８ 冷陰極 １０，２７ 電子ビーム １１ ガラス外囲器 １２，２６ 透明陽極 １３ 蛍光体層 １４ ゲート電極電源 １５ 集束電極電源 １６ 陽極電源 １７ グリッド １８ グリッド部材 １９ グリッド電源 ２１ 背面パネル ２２ 前面パネル ２３ 陰極電極 ２４ 陰極セグメント ２５ 蛍光体膜 ３１ ゲート電極セグメント ３２ ゲート開口 ３３ ヒューズ ３４ ゲート電極配線 ４１，１１１ リング状集束電極
Claims (5)
- 【請求項１】 基板と、前記基板の上に形成し、先端を
先鋭化した複数の電子放出電極と、前記電子放出電極と
その付近を除いて前記基板の上に形成した絶縁層と、前
記絶縁層の上に積層し、前記電子放出電極を取り囲む開
口を持つゲート電極と、前記ゲート電極と絶縁され、前
記電子放出電極を取り囲む開口を持つ集束電極で構成さ
れた冷陰極において、前記集束電極の開口の中心と前記
ゲート電極の開口の中心のうち少なくともいずれか一方
が前記電子放出電極の中心から偏心し、その偏心の量と
方向に規制性がないことを特徴とする冷陰極。 - 【請求項２】 真空容器の内側に形成された蛍光材料膜
と、前記蛍光材料膜と接し電子ビーム加速電圧が印加さ
れる陽極と、前記真空容器内に前記蛍光材料膜と対面し
て置かれた請求項１記載の冷陰極とで構成されたことを
特徴とする発光装置。 - 【請求項３】 真空容器の内側に形成された蛍光材料膜
と、前記蛍光材料膜と接し電子ビーム加速電圧が印加さ
れる陽極と、前記真空容器内に前記蛍光材料膜と対面し
て置かれ、先端を先鋭化した電子放出電極と前記電子放
出電極の先端付近にこれを取り囲むように配置されたゲ
ート電極と前記ゲート電極の周囲に形成された集束電極
からなる冷陰極とで構成され、前記集束電極には前記ゲ
ート電極に印加した電圧と等しいかあるいはこれより高
い電圧を印加し、前記電子放出電極から放出された電子
の速度成分のうち、前記冷陰極が形成された基板と平行
となる速度成分を増大させたことを特徴とする発光装
置。 - 【請求項４】 真空容器の内側に形成された蛍光材料膜
と、前記蛍光材料膜と接し電子ビーム加速電圧が印加さ
れる陽極と、前記真空容器内に前記蛍光材料膜と対面し
て置かれ、先端を先鋭化した電子放出電極と前記電子放
出電極の先端付近にこれを取り囲むように配置されたゲ
ート電極と前記ゲート電極の上に絶縁層を介して形成さ
れた集束電極からなる冷陰極とで構成され、前記集束電
極には前記ゲート電極に印加した電圧と等しいかあるい
はこれより高い電圧を印加し、前記電子放出電極から放
出された電子の速度成分のうち、前記冷陰極が形成され
た基板と平行となる速度成分を増大させたことを特徴と
する発光装置。 - 【請求項５】 真空容器の内側に形成された蛍光材料膜
と、前記蛍光材料膜と接し電子ビーム加速電圧が印加さ
れる陽極と、前記真空容器内に前記蛍光材料膜と対面し
て置かれた冷陰極と、前記蛍光材料膜と前記冷陰極の間
の前記蛍光材料膜の近傍に設置され、周辺部が中央部よ
りも前記蛍光材料膜に近接し、前記陽極よりも低い電圧
を印加したグリッドとで構成され、前記冷陰極から放出
される電子の速度成分のうち、前記冷陰極が形成された
基板と平行となる速度成分を増大させたことを特徴とす
る発光装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7369396A JP2871579B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 発光装置およびこれに用いる冷陰極 |
| US08/828,836 US5965977A (en) | 1996-03-28 | 1997-03-24 | Apparatus and method for light emitting and cold cathode used therefor |
| TW086103795A TW353761B (en) | 1996-03-28 | 1997-03-25 | Light emitting device and cold cathode using this |
| KR1019970011146A KR100249416B1 (ko) | 1996-03-28 | 1997-03-28 | 발광장치, 여기에 사용된 냉음극 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7369396A JP2871579B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 発光装置およびこれに用いる冷陰極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09265953A JPH09265953A (ja) | 1997-10-07 |
| JP2871579B2 true JP2871579B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=13525564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7369396A Expired - Lifetime JP2871579B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 発光装置およびこれに用いる冷陰極 |
Country Status (4)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2871579B2 (ja) |
| KR (1) | KR100249416B1 (ja) |
| TW (1) | TW353761B (ja) |
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| US6181055B1 (en) | 1998-10-12 | 2001-01-30 | Extreme Devices, Inc. | Multilayer carbon-based field emission electron device for high current density applications |
| JP3296427B2 (ja) * | 1999-05-12 | 2002-07-02 | 日本電気株式会社 | 電界放出型冷陰極素子の駆動方法及びこれを利用する表示装置 |
| KR100499120B1 (ko) * | 2000-02-25 | 2005-07-04 | 삼성에스디아이 주식회사 | 카본 나노튜브를 이용한 3전극 전계 방출 표시소자 |
| JP2001266735A (ja) * | 2000-03-22 | 2001-09-28 | Lg Electronics Inc | 電界放出型冷陰極構造及びこの陰極を備えた電子銃 |
| WO2002029843A1 (en) * | 2000-10-04 | 2002-04-11 | Extreme Devices Incorporated | Carbon-based field emission electron device for high current density applications |
| US6322620B1 (en) | 2000-11-16 | 2001-11-27 | National Starch And Chemical Investment Holding Corporation | Conductive ink composition |
| US6624578B2 (en) | 2001-06-04 | 2003-09-23 | Extreme Devices Incorporated | Cathode ray tube having multiple field emission cathodes |
| CN1258204C (zh) * | 2002-05-16 | 2006-05-31 | 中山大学 | 一种冷阴极电子枪 |
| KR100548256B1 (ko) * | 2003-11-05 | 2006-02-02 | 엘지전자 주식회사 | 탄소 나노튜브 전계방출소자 및 구동 방법 |
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| US20080012461A1 (en) * | 2004-11-09 | 2008-01-17 | Nano-Proprietary, Inc. | Carbon nanotube cold cathode |
| WO2006066111A2 (en) * | 2004-12-16 | 2006-06-22 | Telegen Corporation | Light emitting device and associates methods of manufacture |
| TW200723348A (en) * | 2005-12-09 | 2007-06-16 | Ind Tech Res Inst | Light source for projection system |
| US20070262698A1 (en) * | 2005-12-16 | 2007-11-15 | Telegen Corporation | Light emitting device and associated methods of manufacture |
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| US8084929B2 (en) * | 2009-04-29 | 2011-12-27 | Atti International Services Company, Inc. | Multiple device shaping uniform distribution of current density in electro-static focusing systems |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4818914A (en) * | 1987-07-17 | 1989-04-04 | Sri International | High efficiency lamp |
| DE69118222T2 (de) * | 1990-02-01 | 1996-08-22 | Mitsubishi Electric Corp | Flaches Anzeigegerät |
| JP2946706B2 (ja) * | 1990-09-25 | 1999-09-06 | セイコーエプソン株式会社 | 電界電子放出素子 |
| JPH04286854A (ja) * | 1991-03-15 | 1992-10-12 | Matsushita Electric Works Ltd | 発光素子 |
| JPH04286852A (ja) * | 1991-03-15 | 1992-10-12 | Matsushita Electric Works Ltd | 発光素子 |
| JPH04286853A (ja) * | 1991-03-15 | 1992-10-12 | Matsushita Electric Works Ltd | 発光素子 |
| JP3105932B2 (ja) * | 1991-03-15 | 2000-11-06 | 松下電工株式会社 | 発光素子 |
| US5141460A (en) * | 1991-08-20 | 1992-08-25 | Jaskie James E | Method of making a field emission electron source employing a diamond coating |
| US5129850A (en) * | 1991-08-20 | 1992-07-14 | Motorola, Inc. | Method of making a molded field emission electron emitter employing a diamond coating |
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| US5290610A (en) * | 1992-02-13 | 1994-03-01 | Motorola, Inc. | Forming a diamond material layer on an electron emitter using hydrocarbon reactant gases ionized by emitted electrons |
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-
1996
- 1996-03-28 JP JP7369396A patent/JP2871579B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-03-24 US US08/828,836 patent/US5965977A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-03-25 TW TW086103795A patent/TW353761B/zh active
- 1997-03-28 KR KR1019970011146A patent/KR100249416B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
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| KR970067444A (ko) | 1997-10-13 |
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19981208 |