JP2976135B2 - 電子線発生装置及びそれを用いた画像形成装置と光信号供与装置 - Google Patents
電子線発生装置及びそれを用いた画像形成装置と光信号供与装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子放出素子を用いた電子線発生装置及
び、この電子線発生装置を用いて構成した画像形成装置
と光信号供与装置に関する。
び、この電子線発生装置を用いて構成した画像形成装置
と光信号供与装置に関する。
［従来の技術］ 従来、電子線発生装置の電子放出素子としては、例え
ば、PN接合に逆バイアス電圧を印加し電子なだれ降伏現
象を生ぜしめ素子外へと電子を放出する型のもの、金属
−絶縁体層−金属層の構成を有し該２つの金属の間に電
圧を印加することによりトンネル効果で絶縁体層を通過
してきた電子を金属層から素子外へと放出するもの（MI
M）、高抵抗薄膜にその膜厚方向と直交する方向に電圧
印加し該薄膜表面から素子外へと電子を放出させる表面
伝導形（SCE）のもの、電界集中の生じ易い形状の金属
に対し電圧を印加して局所的に高密度の電界を発生させ
該金属から素子外へと電子を放出させる電界効果形（F
E）のもの等が提案されている。
ば、PN接合に逆バイアス電圧を印加し電子なだれ降伏現
象を生ぜしめ素子外へと電子を放出する型のもの、金属
−絶縁体層−金属層の構成を有し該２つの金属の間に電
圧を印加することによりトンネル効果で絶縁体層を通過
してきた電子を金属層から素子外へと放出するもの（MI
M）、高抵抗薄膜にその膜厚方向と直交する方向に電圧
印加し該薄膜表面から素子外へと電子を放出させる表面
伝導形（SCE）のもの、電界集中の生じ易い形状の金属
に対し電圧を印加して局所的に高密度の電界を発生させ
該金属から素子外へと電子を放出させる電界効果形（F
E）のもの等が提案されている。
ここで、上述SCE形の電子放出素子について詳述する
と、これは、エム・アイ・エリンソン（M.I.Elinson）
等によって発表された［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.Phy
s.）第10巻,1290〜1296頁,1965年］冷陰極素子であり、
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電子と呼ばれてい
る。
と、これは、エム・アイ・エリンソン（M.I.Elinson）
等によって発表された［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.Phy
s.）第10巻,1290〜1296頁,1965年］冷陰極素子であり、
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電子と呼ばれてい
る。
この表面伝導形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）薄膜を用いたものの
他、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 Fil
ms"）、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:“I
EEE 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）］等が報告されている。
ン等により開発されたSnO2（Sb）薄膜を用いたものの
他、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 Fil
ms"）、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:“I
EEE 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）］等が報告されている。
かかる表面伝導形電子放出素子は、 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、 等の利点があり、今後広く応用される可能性をもってい
る。
る。
一方、面状に展開した複数の電子源と、この電子源か
らの電子ビームの照射を各々受ける蛍光体ターゲットと
を、各々相対向させた薄形の画像表示装置が、特開昭58
−1956号公報，特開昭60−225342号公報等で開示されて
いる。
らの電子ビームの照射を各々受ける蛍光体ターゲットと
を、各々相対向させた薄形の画像表示装置が、特開昭58
−1956号公報，特開昭60−225342号公報等で開示されて
いる。
第８図は、電子源として熱電子源を用いた場合の画像
表示装置の概要を示すものである。本図中、51はガラス
基板、52は支持体、53は配線電極、54は電子放出部、55
は電子通過孔、56は変調電極、８はガラス板、９は透明
電極、10は画像形成部材で、例えば蛍光体，レジスト材
等電子が衝突することにより発光，変色，帯電，変質等
する部材から成る。７はフェースプレート、12は蛍光体
の輝点である。電子放出部54は薄膜技術により形成さ
れ、ガラス基板51とは接触することがない中空構造を成
すものである。配線電極53は電子放出部材と同一の材料
を用いて形成しても、別材料を用いても良く、一般に融
点が高く電気抵抗の小さいものが用いられる。支持体52
は絶縁体材料もしくは導電体材料で形成されている。
表示装置の概要を示すものである。本図中、51はガラス
基板、52は支持体、53は配線電極、54は電子放出部、55
は電子通過孔、56は変調電極、８はガラス板、９は透明
電極、10は画像形成部材で、例えば蛍光体，レジスト材
等電子が衝突することにより発光，変色，帯電，変質等
する部材から成る。７はフェースプレート、12は蛍光体
の輝点である。電子放出部54は薄膜技術により形成さ
れ、ガラス基板51とは接触することがない中空構造を成
すものである。配線電極53は電子放出部材と同一の材料
を用いて形成しても、別材料を用いても良く、一般に融
点が高く電気抵抗の小さいものが用いられる。支持体52
は絶縁体材料もしくは導電体材料で形成されている。
この装置は、配線電極53に電圧を印加せしめ中空構造
をなす電子放出部より電子を放出させ、これら電子流を
情報信号に応じて変調する変調電極56に電圧を印加する
ことにより電子を取り出し、取り出した電子を加速させ
画像形成部材10に衝突させるものである。また、配線電
極53と変調電極56でXYマトリックスを形成せしめ、蛍光
体上に画像表示を行うものである。
をなす電子放出部より電子を放出させ、これら電子流を
情報信号に応じて変調する変調電極56に電圧を印加する
ことにより電子を取り出し、取り出した電子を加速させ
画像形成部材10に衝突させるものである。また、配線電
極53と変調電極56でXYマトリックスを形成せしめ、蛍光
体上に画像表示を行うものである。
また、第５図に示すものは、前述表面伝導形電子放出
素子を電子源として用いた、画像表示装置の構成図であ
る。
素子を電子源として用いた、画像表示装置の構成図であ
る。
本図中、60は絶縁性基板、61は配線電極、62は素子電
極、63は電子放出部である。この画像表示装置は、配線
電極61間に素子を並べた線電子源群と変調電極66群でXY
マトリックス駆動を行うことにより画像表示するもので
ある。
極、63は電子放出部である。この画像表示装置は、配線
電極61間に素子を並べた線電子源群と変調電極66群でXY
マトリックス駆動を行うことにより画像表示するもので
ある。
これらの画像表示装置は、通常１×10-7〜１×10-5to
rrの真空状態で駆動させる為に、系全体を真空封止する
ことによりディスプレイ装置を製作しなければならな
い。
rrの真空状態で駆動させる為に、系全体を真空封止する
ことによりディスプレイ装置を製作しなければならな
い。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した画像表示装置（ディスプレ
イ）には、次のような問題点があった。
イ）には、次のような問題点があった。
．フェースプレート７に設けた画像形成部材10と変調
電極56,66と電子放出部54,63の位置合わせが難しい為、
大画面で高精細なディスプレイが作製しがたい。
電極56,66と電子放出部54,63の位置合わせが難しい為、
大画面で高精細なディスプレイが作製しがたい。
．変調電極56,66と電子放出部54,63の絶対的な位置が
場所によって異なると表示画像にむらが生じる。よっ
て、極めて正確に位置合わせをして製造する必要があ
る。
場所によって異なると表示画像にむらが生じる。よっ
て、極めて正確に位置合わせをして製造する必要があ
る。
．，を鑑みて大画面で高精細なディスプレイを製
造するには、多大な設備投資が必要であり、ディスプレ
イの価格も非常に高価になる。
造するには、多大な設備投資が必要であり、ディスプレ
イの価格も非常に高価になる。
．上記，，を解消すべく手段、例えば変調電極
の構成位置を異ならしめても、電子放出素子の特性等に
は何ら影響を与えないような構成とする必要がある。
の構成位置を異ならしめても、電子放出素子の特性等に
は何ら影響を与えないような構成とする必要がある。
すなわち、本発明の目的とするところは、上述のよう
な問題点を解消した電子線発生装置及びこれを用いた画
像形成装置、さらには光信号供与装置を提供することに
ある。
な問題点を解消した電子線発生装置及びこれを用いた画
像形成装置、さらには光信号供与装置を提供することに
ある。
［課題を解決するための手段］ 上記の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。
下の通りである。
すなわち、本発明の第１は、基板上に、電子放出素子
と、該電子放出素子から放出される電子ビームを情報信
号に応じて変調する変調電極とを有する電子線発生装置
において、前記電子放出素子が、前記変調電極上に絶縁
層を介して積層配置されており、前記電子放出素子の配
置面から前記変調電極上面までの距離が、前記電子放出
素子下部領域とそれ以外の領域とでは異なっていること
を特徴とする電子線発生装置にある。
と、該電子放出素子から放出される電子ビームを情報信
号に応じて変調する変調電極とを有する電子線発生装置
において、前記電子放出素子が、前記変調電極上に絶縁
層を介して積層配置されており、前記電子放出素子の配
置面から前記変調電極上面までの距離が、前記電子放出
素子下部領域とそれ以外の領域とでは異なっていること
を特徴とする電子線発生装置にある。
上記本発明の第１の電子線発生装置は、さらにその特
徴として、 前記距離は、前記電子放出素子下部領域のほうがそれ
以外の領域よりも大きいこと、またこの場合に、前記電
子放出素子下部領域における前記距離Lmaxとそれ以外の
領域における前記距離Lminとの関係が、Lmax−Lmin≧0.
3Lmaxであること、 前記距離は、前記電子放出素子下部領域のほうがそれ
以外の領域よりも小さいこと、またこの場合に、前記電
子放出素子下部領域における前記距離Lminとそれ以外の
領域における前記距離Lmaxとの関係が、Lmax−Lmin≧0.
3Lmaxであること、 前記絶縁層の厚さが、0.5μｍ〜10μｍであること、 前記電子放出素子が、基板面に沿って並設された電極
間に、該電極を介して電圧が印加される電子放出部を有
する電子放出素子であること、 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、 前記電子放出素子の複数が結線された線状電子放出素
子の複数と、前記変調電極の複数とがXYマトリックスを
構成していること、 前記電子放出素子と前記変調電極に電圧を印加する電
圧印加手段が、別個独立であること、をも含む。
徴として、 前記距離は、前記電子放出素子下部領域のほうがそれ
以外の領域よりも大きいこと、またこの場合に、前記電
子放出素子下部領域における前記距離Lmaxとそれ以外の
領域における前記距離Lminとの関係が、Lmax−Lmin≧0.
3Lmaxであること、 前記距離は、前記電子放出素子下部領域のほうがそれ
以外の領域よりも小さいこと、またこの場合に、前記電
子放出素子下部領域における前記距離Lminとそれ以外の
領域における前記距離Lmaxとの関係が、Lmax−Lmin≧0.
3Lmaxであること、 前記絶縁層の厚さが、0.5μｍ〜10μｍであること、 前記電子放出素子が、基板面に沿って並設された電極
間に、該電極を介して電圧が印加される電子放出部を有
する電子放出素子であること、 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、 前記電子放出素子の複数が結線された線状電子放出素
子の複数と、前記変調電極の複数とがXYマトリックスを
構成していること、 前記電子放出素子と前記変調電極に電圧を印加する電
圧印加手段が、別個独立であること、をも含む。
上記本発明の第１の電子線発生装置によれば、放出さ
れた電子線の整形（収束あるいは発散）を行うことがで
きる。また、上記マトリックス構成によれば、線状電子
放出素子群と変調電極群とでXYマトリックス駆動を行う
ことにより、電子線を走査させることができる。また、
電子放出素子と変調電極に電圧を印加する電圧印加手段
が別個独立である構成によれば、情報信号に応じて変調
電極に電圧を印加し、素子駆動に関係なく電子線を変調
させることができる。
れた電子線の整形（収束あるいは発散）を行うことがで
きる。また、上記マトリックス構成によれば、線状電子
放出素子群と変調電極群とでXYマトリックス駆動を行う
ことにより、電子線を走査させることができる。また、
電子放出素子と変調電極に電圧を印加する電圧印加手段
が別個独立である構成によれば、情報信号に応じて変調
電極に電圧を印加し、素子駆動に関係なく電子線を変調
させることができる。
また、本発明の第２は、上記本発明の第１の電子線発
生装置の電子放出側に、少なくとも、電子が衝突して画
像を形成する画像形成部材を設けたことを特徴とする画
像形成装置にある。
生装置の電子放出側に、少なくとも、電子が衝突して画
像を形成する画像形成部材を設けたことを特徴とする画
像形成装置にある。
上記の画像形成部材としては、例えば蛍光体、レジス
ト材等、電子が衝突することにより発光、帯電、変質等
する部材であれば良い。
ト材等、電子が衝突することにより発光、帯電、変質等
する部材であれば良い。
さらに、本発明の第３は、上記本発明の第１の電子線
発生装置の電子放出側に、少なくとも、電子が衝突して
発光する発光体を設け、該電子の衝突による発光を信号
として用い得る構成としたことを特徴とする光信号供与
装置にある。
発生装置の電子放出側に、少なくとも、電子が衝突して
発光する発光体を設け、該電子の衝突による発光を信号
として用い得る構成としたことを特徴とする光信号供与
装置にある。
以上が本発明の構成であり、その具体的内容について
は実施例にて詳述する。
は実施例にて詳述する。
［作用］ 本発明において、変調電極上に絶縁層を介して電子放
出素子を積層配置することは、後述する実施例に示すよ
うな薄膜製造技術を用いて変調電極と電子放出素子を絶
縁層を介して一体に形成できるメリットがあり、電子放
出素子と変調電極との位置合わせが容易になり、従来の
ようなアライメントのバラツキを防止することができ
る。
出素子を積層配置することは、後述する実施例に示すよ
うな薄膜製造技術を用いて変調電極と電子放出素子を絶
縁層を介して一体に形成できるメリットがあり、電子放
出素子と変調電極との位置合わせが容易になり、従来の
ようなアライメントのバラツキを防止することができ
る。
また、電子放出素子の配置面から変調電極上面までの
距離を、電子放出素子の電子放出素子下部領域とそれ以
外の領域とで異ならしめたことにより、電子流を情報信
号に応じ精度良く変調することが可能となる。
距離を、電子放出素子の電子放出素子下部領域とそれ以
外の領域とで異ならしめたことにより、電子流を情報信
号に応じ精度良く変調することが可能となる。
具体的には、例えば第４図（ａ）に示すように、電子
放出素子下部領域の絶縁層を厚膜絶縁層とした場合のよ
うに、電子放出素子の配置面から変調電極上面までの距
離が、電子放出素子下部領域のほうがそれ以外の領域よ
りも大きい場合、変調電極２を−側として電圧を印加す
ることで、電子放出部４近傍が凹状となる電界が得られ
る。かかる状態において電子放出部４から電子が放出さ
れると、電界に対し直角方向の速度ベクトルが加わり、
電子は凹状電界分布の中心側へ収束することになる。
放出素子下部領域の絶縁層を厚膜絶縁層とした場合のよ
うに、電子放出素子の配置面から変調電極上面までの距
離が、電子放出素子下部領域のほうがそれ以外の領域よ
りも大きい場合、変調電極２を−側として電圧を印加す
ることで、電子放出部４近傍が凹状となる電界が得られ
る。かかる状態において電子放出部４から電子が放出さ
れると、電界に対し直角方向の速度ベクトルが加わり、
電子は凹状電界分布の中心側へ収束することになる。
また、例えば第４図（ｂ）に示すように、電子放出素
子下部領域の絶縁層を薄膜絶縁層とした場合のように、
電子放出素子の配置面から変調電極上面までの距離が、
電子放出素子下部領域のほうがそれ以外の領域よりも小
さい場合には、発散作用を得ることができる。
子下部領域の絶縁層を薄膜絶縁層とした場合のように、
電子放出素子の配置面から変調電極上面までの距離が、
電子放出素子下部領域のほうがそれ以外の領域よりも小
さい場合には、発散作用を得ることができる。
前述の第４図（ａ），（ｂ）で示したように、電子放
出素子下方の絶縁層の厚さを厚くしても薄くしても電子
ビームの収束、発散を制御できる。
出素子下方の絶縁層の厚さを厚くしても薄くしても電子
ビームの収束、発散を制御できる。
以上のような作用が最も効率良く得られる為には、絶
縁層５の厚さが0.5〜10μｍの領域において、絶縁層膜
厚の最大値と最小値の差が、最大値の30％以上となるよ
うに形成すればよい。
縁層５の厚さが0.5〜10μｍの領域において、絶縁層膜
厚の最大値と最小値の差が、最大値の30％以上となるよ
うに形成すればよい。
絶縁層膜厚の最大値と最小値の差が大きければ大きい
程前述の効果が顕著となるが、実用上の効果を得るため
には30％以上あれば十分である。
程前述の効果が顕著となるが、実用上の効果を得るため
には30％以上あれば十分である。
さらに、以上のような作用効果を有する電子線発生装
置を用いた画像形成装置及び光信号供与装置にあって
は、高精細で表示むらのない画像表示及び光信号を得る
ことができることになる。
置を用いた画像形成装置及び光信号供与装置にあって
は、高精細で表示むらのない画像表示及び光信号を得る
ことができることになる。
［実施例］ 以下、実施例を用いて本発明を具体的に詳述する。
実施例１ 本実施例では、電子線発生装置の一例を第１図及び第
２図に基づいて説明する。尚、第２図は第１図中のＡ−
Ａ断面を示す。
２図に基づいて説明する。尚、第２図は第１図中のＡ−
Ａ断面を示す。
第１図は、本装置の斜視構成図であり、１は絶縁性基
板、２は本発明の特徴とする変調電極、３は表面伝導形
電子放出素子（SCE）を構成する素子電極、４はその電
子放出部、さらに５は、電子放出素子（３及び４）と基
板１及び変調電極２との間に積層された絶縁層である。
板、２は本発明の特徴とする変調電極、３は表面伝導形
電子放出素子（SCE）を構成する素子電極、４はその電
子放出部、さらに５は、電子放出素子（３及び４）と基
板１及び変調電極２との間に積層された絶縁層である。
ここで、基板材としては、絶縁性を有するものであれ
ばよく、ガラス，アルミナセラミックス等が好ましい。
また、変調電極材としては、金，ニッケル，タングステ
ン等の導電性材料であればよいが、基板材との熱膨張率
がなるべく近いものが好ましい。さらに、絶縁層を成す
材料としては、二酸化ケイ素，ガラス，その他のセラミ
ックス材料が好適である。
ばよく、ガラス，アルミナセラミックス等が好ましい。
また、変調電極材としては、金，ニッケル，タングステ
ン等の導電性材料であればよいが、基板材との熱膨張率
がなるべく近いものが好ましい。さらに、絶縁層を成す
材料としては、二酸化ケイ素，ガラス，その他のセラミ
ックス材料が好適である。
次に、本装置の製造工程について説明する。
．先ず、絶縁性基板１である石英ガラス（コーニング
社製）を中性洗剤によるこすり洗い、有機溶剤による超
音波洗浄等にて十分洗浄した後、ホトリソグラフィー技
術によりレジストパターンを形成した。
社製）を中性洗剤によるこすり洗い、有機溶剤による超
音波洗浄等にて十分洗浄した後、ホトリソグラフィー技
術によりレジストパターンを形成した。
．次に、抵抗加熱法により、下引き材（密着性向上の
為）であるTiを約50Åと変調電極材であるNiを約5000Å
レジストパターン上全面に蒸着した後、リフトオフ法に
より幅約2mmの変調電極パターン２を形成した。
為）であるTiを約50Åと変調電極材であるNiを約5000Å
レジストパターン上全面に蒸着した後、リフトオフ法に
より幅約2mmの変調電極パターン２を形成した。
．次に、ホトリソグラフィー技術を用い、変調電極層
を部分的に薄くするためのレジストパターンを形成し
た。
を部分的に薄くするためのレジストパターンを形成し
た。
．次に、エッチングにより、電子放出素子（３及び
４）下方に相当する部分のNiを約4000Åエッチングした
（第２図）。エッチャントには、過硫酸アンモニウム，
硝酸水溶液を用いた。
４）下方に相当する部分のNiを約4000Åエッチングした
（第２図）。エッチャントには、過硫酸アンモニウム，
硝酸水溶液を用いた。
．次に、レジストを剥離し、幅2mm中心部より一方が
約5000Å厚他方が約1000Å厚である所望の変調電極パタ
ーン２を得た。
約5000Å厚他方が約1000Å厚である所望の変調電極パタ
ーン２を得た。
．次に、スパッタ法により、絶縁層５としてSiO2を必
要部に約３μｍマスクデポジションした。
要部に約３μｍマスクデポジションした。
．次にSiO2の積層されていない部分を予め保護した
後、イオンミーリングによりSiO2表面を平坦化した。こ
の時の第２図中Ｂ部の厚さは約1.5μｍであった。
後、イオンミーリングによりSiO2表面を平坦化した。こ
の時の第２図中Ｂ部の厚さは約1.5μｍであった。
．次に、前述の変調電極パターン形成法と全く同様
の方法にて、上記変調電極２の上方にギャップの存在す
る、SCEの素子電極パターン３を形成した。この時の素
子電極幅は、15μｍ、電極ギャップは２μｍであった。
の方法にて、上記変調電極２の上方にギャップの存在す
る、SCEの素子電極パターン３を形成した。この時の素
子電極幅は、15μｍ、電極ギャップは２μｍであった。
．次に、後述する電子放出材料をパターニングするた
めのCrを、抵抗加熱法により約1000Å全面蒸着した。
めのCrを、抵抗加熱法により約1000Å全面蒸着した。
．次に、ホトリソグラフィー技術を用いて、電子放出
部４近傍（10μｍ×150μｍ）のCrのみを除去するため
のレジストパターンを形成した。
部４近傍（10μｍ×150μｍ）のCrのみを除去するため
のレジストパターンを形成した。
．次に、エッチングにより所望のCrを除去した。エッ
チャントには、硝酸セリウムアンモニウム、過塩素酸水
溶液を用いた。
チャントには、硝酸セリウムアンモニウム、過塩素酸水
溶液を用いた。
．次に、放出材料である有機パラジウム（奥野製薬社
製CCP−4230）を分散塗布し、その後大気中〜300℃にて
12分間焼成し全面に形成した。
製CCP−4230）を分散塗布し、その後大気中〜300℃にて
12分間焼成し全面に形成した。
．次に、前述のエッチャントを用い放出材料パター
ニング用Crをエッチアウトした。
ニング用Crをエッチアウトした。
上記手法により作製した電子線発生装置を用い、かか
る装置の上方5mmの位置に蛍光板を配置し、系全体を約
２×10-6Torrの環境下において、外部より蛍光板に1KV
の電圧を印加し、素子電極３間に14Vの電圧パルスを印
加した。その結果、蛍光板に放出された電子ビームに対
応するスポット光が観察された。
る装置の上方5mmの位置に蛍光板を配置し、系全体を約
２×10-6Torrの環境下において、外部より蛍光板に1KV
の電圧を印加し、素子電極３間に14Vの電圧パルスを印
加した。その結果、蛍光板に放出された電子ビームに対
応するスポット光が観察された。
更に、変調電極２に−40V〜＋30Vの電圧を印加したと
ころ、変調電圧に対応して電子ビーム量が連続的に変化
する。尚、この時、前記変調電極厚が1000Å側の領域上
に放出部を有する様作製した。また、変調電圧が−40V
以下でOFF制御＋30V以上でON制御が可能であった。
ころ、変調電圧に対応して電子ビーム量が連続的に変化
する。尚、この時、前記変調電極厚が1000Å側の領域上
に放出部を有する様作製した。また、変調電圧が−40V
以下でOFF制御＋30V以上でON制御が可能であった。
実施例２ 実施例１と同種の一般的なホトリソグラフィー技術を
用いて第３図の様な電子線発生装置を作製した。ただ
し、この時のLmaxが2.0μm,Lminが1.0μｍであった。
用いて第３図の様な電子線発生装置を作製した。ただ
し、この時のLmaxが2.0μm,Lminが1.0μｍであった。
実施例１と同様の評価を行ったところ、−30VでOFF制
御、＋25VでON制御が可能であった。また、変調電圧に
対応してビーム量が連続的に変化した。
御、＋25VでON制御が可能であった。また、変調電圧に
対応してビーム量が連続的に変化した。
実施例３ 本実施例では、実施例１の概念に基づいた電子線発生
装置を複数配列すると共に、その上方に画像表示部を形
成した画像表示装置について説明する。本実施例におい
ては、変調電極，絶縁層両者の膜厚を変えたが、勿論変
調電極の厚さは一定で絶縁層の厚さのみ変えても、本発
明の効果は何んら損なわれることはない。
装置を複数配列すると共に、その上方に画像表示部を形
成した画像表示装置について説明する。本実施例におい
ては、変調電極，絶縁層両者の膜厚を変えたが、勿論変
調電極の厚さは一定で絶縁層の厚さのみ変えても、本発
明の効果は何んら損なわれることはない。
第６図は本実施例を示す図である。本図中、１は絶縁
性基板、２は変調電極、５は絶縁層、６は配線電極、３
はSCE計電子源の素子電極、４は電子放出部であり、こ
れらにより一つの線状電子源（線状電子放出素子）が構
成される。また、７はガラス板8,透明電極9,蛍光体10,
メタルバック11が順次積層されたフェースプレート、12
はスポット光の位置である。
性基板、２は変調電極、５は絶縁層、６は配線電極、３
はSCE計電子源の素子電極、４は電子放出部であり、こ
れらにより一つの線状電子源（線状電子放出素子）が構
成される。また、７はガラス板8,透明電極9,蛍光体10,
メタルバック11が順次積層されたフェースプレート、12
はスポット光の位置である。
かかる装置の作製にあたっては、先ず、SCE形の電子
放出素子を配線電極６間にライン状に複数配列（2mmピ
ッチ）した線状電子源を、さらに2mmピッチで配列し、
かつ、複数の変調電極２を該ライン状電子放出素子の各
列に対応させて直交配列し、さらに、上記配線電極６と
してCuを厚さ２μｍ積層した以外は、実施例１と全く同
様の方法にて絶縁性基板１である青板ガラス（市川特殊
ガラス社製）上に電子線発生装置を形成した。
放出素子を配線電極６間にライン状に複数配列（2mmピ
ッチ）した線状電子源を、さらに2mmピッチで配列し、
かつ、複数の変調電極２を該ライン状電子放出素子の各
列に対応させて直交配列し、さらに、上記配線電極６と
してCuを厚さ２μｍ積層した以外は、実施例１と全く同
様の方法にて絶縁性基板１である青板ガラス（市川特殊
ガラス社製）上に電子線発生装置を形成した。
次に、画像形成部材である蛍光体10を有するフェース
プレート７を基板１から5mm離して設け、（外囲器は不
図示）、画像表示装置を作製した。尚、本装置は20行×
20列のマルチ素子構成とした。
プレート７を基板１から5mm離して設け、（外囲器は不
図示）、画像表示装置を作製した。尚、本装置は20行×
20列のマルチ素子構成とした。
以上のような構成から成る画像表示装置において、蛍
光体面に1.5KVのバイアス電圧を印加すると共に、一対
の配線電極６に14Vの電圧パルスを印加して、ライン状
に並べた複数の電子放出素子から電子を放出させた。さ
らに、これと同時に、情報信号として変調電極２群に電
圧を印加することにより、電子ビームをON/OFF制御し
た。
光体面に1.5KVのバイアス電圧を印加すると共に、一対
の配線電極６に14Vの電圧パルスを印加して、ライン状
に並べた複数の電子放出素子から電子を放出させた。さ
らに、これと同時に、情報信号として変調電極２群に電
圧を印加することにより、電子ビームをON/OFF制御し
た。
また、この隣りの配線電極６に電圧パルスを印加し、
前述の一ライン表示を行った。これを順次行い一画面の
画像を表示させた。つまり配線電極６を走査電極とし
て、走査電極６と変調電極２でXYマトリックスを形成
し、画像表示が可能であった。
前述の一ライン表示を行った。これを順次行い一画面の
画像を表示させた。つまり配線電極６を走査電極とし
て、走査電極６と変調電極２でXYマトリックスを形成
し、画像表示が可能であった。
以上説明したように、本実施例では電子放出素子と変
調電極が一体に形成されているので、アライメントが容
易で、薄形かつ高輝度の画像表示装置を提供するもので
ある。また、電子放出素子下部の絶縁層５を厚くしたこ
とにより、素子の整形（収束，発散）を容易ならしめる
ものである。さらに、製造技術として、薄膜製造技術を
用いて作製している為、大画面で高精細なディスプレイ
を安価に得ることができ、さらに、電子放出部と変調電
極の間隔を極めて精度良く作製することができるので輝
度むらのない極めて一様な画像表示装置を得ることがで
きた。
調電極が一体に形成されているので、アライメントが容
易で、薄形かつ高輝度の画像表示装置を提供するもので
ある。また、電子放出素子下部の絶縁層５を厚くしたこ
とにより、素子の整形（収束，発散）を容易ならしめる
ものである。さらに、製造技術として、薄膜製造技術を
用いて作製している為、大画面で高精細なディスプレイ
を安価に得ることができ、さらに、電子放出部と変調電
極の間隔を極めて精度良く作製することができるので輝
度むらのない極めて一様な画像表示装置を得ることがで
きた。
実施例４ 本実施例では、前述実施例３で示した電子線発生装置
を用いた光信号供与装置について説明する。
を用いた光信号供与装置について説明する。
かかる装置の作製にあたっては、実施例３で得られた
電子線発生装置において、その基板から5mm上方の位置
に、電子の衝突により発光する蛍光体10を有するフェー
スプレートを設けて光信号供与装置を作製した。
電子線発生装置において、その基板から5mm上方の位置
に、電子の衝突により発光する蛍光体10を有するフェー
スプレートを設けて光信号供与装置を作製した。
かかる装置において、蛍光体面に1.5KVのバイアス電
圧を印加すると共に、一対の配線電極に14Vの電圧パル
スを印加して、ライン状に並べた複数の電子放出素子か
ら電子を放出させた。さらに、これと同時に、情報信号
として変調電極に＋30V〜−40Vの電圧を印加することに
より、電子ビームをON/OFF制御した。
圧を印加すると共に、一対の配線電極に14Vの電圧パル
スを印加して、ライン状に並べた複数の電子放出素子か
ら電子を放出させた。さらに、これと同時に、情報信号
として変調電極に＋30V〜−40Vの電圧を印加することに
より、電子ビームをON/OFF制御した。
上記手法を用いれば、例えば第７図に示すように構成
された装置において、光信号供与装置41に外部情報とし
て電気信号を与えると、上記電気信号が光信号となり画
素信号として光受容体であるドラム43上の感光紙45に到
達する。さらに、ドラム43,44の回転により移動させる
ことで、感光紙上に所望の画像を形成することが可能と
なる。
された装置において、光信号供与装置41に外部情報とし
て電気信号を与えると、上記電気信号が光信号となり画
素信号として光受容体であるドラム43上の感光紙45に到
達する。さらに、ドラム43,44の回転により移動させる
ことで、感光紙上に所望の画像を形成することが可能と
なる。
［発明の効果］ 以上説明したように、電子放出素子を変調電極上に絶
縁層を介して積層配置し、電子放出素子の配置面から変
調電極上面までの距離を、電子放出素子下部領域とそれ
以外の領域とで異ならしめる構成とすることで、以下の
ような効果がある。
縁層を介して積層配置し、電子放出素子の配置面から変
調電極上面までの距離を、電子放出素子下部領域とそれ
以外の領域とで異ならしめる構成とすることで、以下の
ような効果がある。
（１）．電子源と変調電極の位置合わせが容易になり、
ミスアライメント等による製品の歩留りが改善される。
ミスアライメント等による製品の歩留りが改善される。
（２）．画像形成装置及び光信号供与装置にあっては、
高精細で表示むらあるいは発光むらのない画像表示，光
信号を得ることができる。
高精細で表示むらあるいは発光むらのない画像表示，光
信号を得ることができる。
第１図は、本発明の電子線発生装置の一例を示す斜視構
成図である。 第２図は、第１図中Ａ−Ａ部の断面図である。 第３図は、本発明の第２の実施例を示す断面図である。 第４図は、電子の収束、発散作用を説明する為の電界分
布図である。 第６図は、本発明の画像表示装置の一例を示す斜視構成
図である。 第７図は、本発明の光信号供与装置の適用例を示す図で
ある。 第５図及び第８図は、従来の画像表示装置を示す斜視構
成図である。 1,60……絶縁性基板、２……変調電極 3,62……素子電極、4,63……電子放出部 ５……絶縁層、6,61……配線電極 ７……フェースプレート、８……ガラス板 ９……透明電極、10……蛍光体 11……メタルバック、12……スポット光 41……光信号供与装置、43,44……ドラム 45……感光紙、51……ガラス基板 52……支持体、53……配線電極 54……電子放出部、55,65……電子通過孔 56,66……変調電極
成図である。 第２図は、第１図中Ａ−Ａ部の断面図である。 第３図は、本発明の第２の実施例を示す断面図である。 第４図は、電子の収束、発散作用を説明する為の電界分
布図である。 第６図は、本発明の画像表示装置の一例を示す斜視構成
図である。 第７図は、本発明の光信号供与装置の適用例を示す図で
ある。 第５図及び第８図は、従来の画像表示装置を示す斜視構
成図である。 1,60……絶縁性基板、２……変調電極 3,62……素子電極、4,63……電子放出部 ５……絶縁層、6,61……配線電極 ７……フェースプレート、８……ガラス板 ９……透明電極、10……蛍光体 11……メタルバック、12……スポット光 41……光信号供与装置、43,44……ドラム 45……感光紙、51……ガラス基板 52……支持体、53……配線電極 54……電子放出部、55,65……電子通過孔 56,66……変調電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 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 (56)参考文献 特開 昭63−6718（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−20941（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 1/30,3/08 H01J 29/04,29/52 H01J 31/12 - 31/15
Claims (12)
- 【請求項１】基板上に、電子放出素子と、該電子放出素
子から放出される電子ビームを情報信号に応じて変調す
る変調電極とを有する電子線発生装置において、前記電
子放出素子が、前記変調電極上に絶縁層を介して積層配
置されており、前記電子放出素子の配置面から前記変調
電極上面までの距離が、前記電子放出素子下部領域とそ
れ以外の領域とでは異なっていることを特徴とする電子
線発生装置。 - 【請求項２】前記距離は、前記電子放出素子下部領域の
ほうがそれ以外の領域よりも大きいことを特徴とする請
求項１に記載の電子線発生装置。 - 【請求項３】前記距離は、前記電子放出素子下部領域の
ほうがそれ以外の領域よりも小さいことを特徴とする請
求項１に記載の電子線発生装置。 - 【請求項４】前記電子放出素子下部領域における前記距
離Lmaxとそれ以外の領域における前記距離Lminとの関係
が、 Lmax−Lmin≧0.3Lmax であることを特徴とする請求項２に記載の電子線発生装
置。 - 【請求項５】前記電子放出素子下部領域における前記距
離Lminとそれ以外の領域における前記距離Lmaxとの関係
が、 Lmax−Lmin≧0.3Lmax であることを特徴とする請求項３に記載の電子線発生装
置。 - 【請求項６】前記絶縁層の厚さが、0.5μｍ〜10μｍで
あることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の電
子線発生装置。 - 【請求項７】前記電子放出素子が、基板面に沿って並設
された電極間に、該電極を介して電圧が印加される電子
放出部を有する電子放出素子であることを特徴とする請
求項１〜６いずれかに記載の電子線発生装置。 - 【請求項８】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請求項７に記載の電子線発
生装置。 - 【請求項９】前記電子放出素子の複数が結線された線状
電子放出素子の複数と、前記変調電極の複数とがXYマト
リックスを構成していることを特徴とする請求項１〜８
いずれかに記載の電子線発生装置。 - 【請求項１０】前記電子放出素子と前記変調電極に電圧
を印加する電圧印加手段が、別個独立であることを特徴
とする請求項１〜９いずれかに記載の電子線発生装置。 - 【請求項１１】請求項１〜10いずれかに記載の電子線発
生装置の電子放出側に、少なくとも、電子が衝突して画
像を形成する画像形成部材を設けたことを特徴とする画
像形成装置。 - 【請求項１２】請求項１〜10いずれかに記載の電子線発
生装置の電子放出側に、少なくとも、電子が衝突して発
光する発光体を設け、該電子の衝突による発光を信号と
して用い得る構成としたことを特徴とする光信号供与装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25681290A JP2976135B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 電子線発生装置及びそれを用いた画像形成装置と光信号供与装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25681290A JP2976135B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 電子線発生装置及びそれを用いた画像形成装置と光信号供与装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04137329A JPH04137329A (ja) | 1992-05-12 |
| JP2976135B2 true JP2976135B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=17297780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25681290A Expired - Fee Related JP2976135B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 電子線発生装置及びそれを用いた画像形成装置と光信号供与装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2976135B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08322006A (ja) * | 1995-05-24 | 1996-12-03 | Mitsubishi Electric Corp | 投写型テレビジョン装置 |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP25681290A patent/JP2976135B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04137329A (ja) | 1992-05-12 |
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