JP3000467B2 - マルチ電子源及び画像形成装置 - Google Patents
マルチ電子源及び画像形成装置Info
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- JP3000467B2 JP3000467B2 JP5651790A JP5651790A JP3000467B2 JP 3000467 B2 JP3000467 B2 JP 3000467B2 JP 5651790 A JP5651790 A JP 5651790A JP 5651790 A JP5651790 A JP 5651790A JP 3000467 B2 JP3000467 B2 JP 3000467B2
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- Japan
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- electron
- image forming
- electron source
- substrate
- forming apparatus
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- H—ELECTRICITY
- 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
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、表面伝導形電子放出素子を複数有するマル
チ電子源及び該マルチ電子源を用いた画像形成装置に関
する。
チ電子源及び該マルチ電子源を用いた画像形成装置に関
する。
［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（Ra
dio Eng.Electron.Phys.）第10巻,1290〜1296頁,1965
年］。
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（Ra
dio Eng.Electron.Phys.）第10巻,1290〜1296頁,1965
年］。
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、一般には表面伝導形電子放出素子と呼
ばれている。
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 Film
s"）,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:“IEE
E 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 Film
s"）,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:“IEE
E 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。
上述した表面伝導形電子放出素子は、いずれも、薄膜
を設けた基板上に電極を設けて、両電極間に電圧を印加
し、フォーミングと呼ばれる通電処理で電子放出部を形
成することによって製造されている。即ち、両電極間へ
の電圧の印加によって薄膜に通電し、これにより発生す
るジュール熱で薄膜を局所的に破壊，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を形成
することにより、電子放出機能を付与しているものであ
る。
を設けた基板上に電極を設けて、両電極間に電圧を印加
し、フォーミングと呼ばれる通電処理で電子放出部を形
成することによって製造されている。即ち、両電極間へ
の電圧の印加によって薄膜に通電し、これにより発生す
るジュール熱で薄膜を局所的に破壊，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を形成
することにより、電子放出機能を付与しているものであ
る。
上記電気的な高抵抗状態とは、薄膜の一部に0.5μｍ
〜５μｍの亀裂を有し、かつ亀裂内が、いわゆる島構造
を有する不連続状態膜となっていることをいう。島構造
を有する不連続状態膜とは、一般に数十オングストロー
ムから数ミクロン径の微粒子が基板１上にあり、該微粒
子は空間的に不連続でかつ電気的に連続な膜を形成して
いることを言う。
〜５μｍの亀裂を有し、かつ亀裂内が、いわゆる島構造
を有する不連続状態膜となっていることをいう。島構造
を有する不連続状態膜とは、一般に数十オングストロー
ムから数ミクロン径の微粒子が基板１上にあり、該微粒
子は空間的に不連続でかつ電気的に連続な膜を形成して
いることを言う。
また、従来報告されてきた表面伝導形電子放出素子に
おいては、放出電流の基板温度依存性、つまり第３図に
示されるように基板の温度上昇に伴い放出電流が徐々に
減少し、ある温度以上になると急激に減少するという特
性があるため、何らかの放熱手段が必要となっていた。
おいては、放出電流の基板温度依存性、つまり第３図に
示されるように基板の温度上昇に伴い放出電流が徐々に
減少し、ある温度以上になると急激に減少するという特
性があるため、何らかの放熱手段が必要となっていた。
［発明が解決しようとする課題］ すなわち、上記従来例による表面伝導形電子放出素子
においては、駆動に伴う発熱により、以下の様な欠点を
有していた。
においては、駆動に伴う発熱により、以下の様な欠点を
有していた。
駆動等による外的制御を行うために、素子にとって最
適な駆動方法がとれない。
適な駆動方法がとれない。
放熱板等を設けるために構成が複雑化する。
何らかの放熱機構を設けないと素子特性が劣化する。
以上の様な問題点が存在するため、表面伝導形電子放
出素子は素子構造が簡単であり、また、微細化が容易
等、マルチ電子源を用いた画像形成装置用として多くの
利点があるにも拘わらず産業上積極的に利用されるには
至っていない。
出素子は素子構造が簡単であり、また、微細化が容易
等、マルチ電子源を用いた画像形成装置用として多くの
利点があるにも拘わらず産業上積極的に利用されるには
至っていない。
本発明は、上記従来の欠点を解消した、表面伝導形電
子放出素子を複数有するマルチ電子源及び該マルチ電子
源を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
子放出素子を複数有するマルチ電子源及び該マルチ電子
源を用いた画像形成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及び作用］ 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。
の通りである。
すなわち、本発明第１は、基板上に、一対の電極間に
電子放出部を有する表面伝導形電子放出素子を複数備え
るマルチ電子源において、該電子放出部に対応する該基
板の裏面毎に、熱伝導率が10W/m・Ｋ以上の部位を形成
したことを特徴とするマルチ電子源である。
電子放出部を有する表面伝導形電子放出素子を複数備え
るマルチ電子源において、該電子放出部に対応する該基
板の裏面毎に、熱伝導率が10W/m・Ｋ以上の部位を形成
したことを特徴とするマルチ電子源である。
また、本発明第２は、上記本発明第１のマルチ電子源
の電子放出側上方にグリッド電極、さらにその上方に放
出電子の照射により画像を形成する画像形成部材を有す
ることを特徴とする画像形成装置である。電子放出部で
発生した熱が基板裏面へ容易に移動できるようにし、さ
らに裏面での表面積が増加したことで放熱性を向上させ
る作用をなすものである。かかる作用の効果等について
は、後述する表１にて具体的に示す。
の電子放出側上方にグリッド電極、さらにその上方に放
出電子の照射により画像を形成する画像形成部材を有す
ることを特徴とする画像形成装置である。電子放出部で
発生した熱が基板裏面へ容易に移動できるようにし、さ
らに裏面での表面積が増加したことで放熱性を向上させ
る作用をなすものである。かかる作用の効果等について
は、後述する表１にて具体的に示す。
以下、実施例にて本発明を具体的に説明する。
［実施例］ 実施例１ 第１図は、本発明の第１の実施例であるところのマル
チ電子源の一部を示す概念図である。
チ電子源の一部を示す概念図である。
本図中、１は絶縁性基板であり、４は本発明の特徴と
する熱伝導率10W/m・Ｋ以上の部材を示す。また、２は
電極であり、両電極間に電子放出部３が形成されてい
る。
する熱伝導率10W/m・Ｋ以上の部材を示す。また、２は
電極であり、両電極間に電子放出部３が形成されてい
る。
次に、本実施例である電子源の作成法を略述する。勿
論、材料，製法，サイズ等は以下に限られるものではな
い。
論、材料，製法，サイズ等は以下に限られるものではな
い。
．絶縁性基板の材料としては、白板ガラス（コーニン
グ社製7059）を用い、予め基板表面を十分に洗浄する。
グ社製7059）を用い、予め基板表面を十分に洗浄する。
．洗浄した基板上に、一般的なフォトリソグラフィー
技術と蒸着技術により素子電極２を形成する。材料とし
ては、ニッケルを用い厚さ0.1μｍ、幅は300μｍとし
た。また、相対向する素子電極２の間隔は２μｍとし
た。
技術と蒸着技術により素子電極２を形成する。材料とし
ては、ニッケルを用い厚さ0.1μｍ、幅は300μｍとし
た。また、相対向する素子電極２の間隔は２μｍとし
た。
．素子電極２形成後、電子放出部３にスピナー塗布法
で有機パラジウム（奥野製薬ccp−4230）を塗布し、そ
の後約300℃の温度で１時間焼成した。
で有機パラジウム（奥野製薬ccp−4230）を塗布し、そ
の後約300℃の温度で１時間焼成した。
．次に、素子基板裏面にマウス蒸着法により、2mm角
の放熱用部位４を形成した。材料は銅を用いた。
の放熱用部位４を形成した。材料は銅を用いた。
該基板を１×10-6Torrの真空環境下において、第２図
に示す測定系を用いて放出電流を測定した。尚、この時
の引き出し電圧は1KV、素子電圧は14V、引き出し電極は
素子電極の上方5mmに配置した。
に示す測定系を用いて放出電流を測定した。尚、この時
の引き出し電圧は1KV、素子電圧は14V、引き出し電極は
素子電極の上方5mmに配置した。
本実施例における１素子あたりの放出電流値及び放熱
部位の存在しない場合における値との比較検討結果を以
下の表１に示す。
部位の存在しない場合における値との比較検討結果を以
下の表１に示す。
実施例２ 第４図は、本発明の第２の実施例であるところの本発
明に係るマルチ電子源を用いた画像形成装置である。
明に係るマルチ電子源を用いた画像形成装置である。
実施例１の表面伝導形電子放出素子を２本の配線電極
に複数並列接続した電子放出素子列を複数列有するマル
チ電子源の上方に、電子通過孔10を有するグリッド電極
11を設け、さらにその上方に、画像形成板13上に蛍光体
12が塗布された画像形成部材を設けた。該画像形成装置
を１×10-6Torrの真空環境下において、電子放出素子列
とグリッド電極でXYマトリクスを形成し画像形成を可能
とする。
に複数並列接続した電子放出素子列を複数列有するマル
チ電子源の上方に、電子通過孔10を有するグリッド電極
11を設け、さらにその上方に、画像形成板13上に蛍光体
12が塗布された画像形成部材を設けた。該画像形成装置
を１×10-6Torrの真空環境下において、電子放出素子列
とグリッド電極でXYマトリクスを形成し画像形成を可能
とする。
素子電極２に14Vの電圧を印加することにより各電子
放出部３から電子を放出させ、グリッド電極11に適当な
電圧を印加することにより、電子放出素子から電子を引
き出し、蛍光体12に電子を衝突させた。尚、蛍光体12を
設けた画像形成部材には、500〜10000Vの電圧を印加し
た。
放出部３から電子を放出させ、グリッド電極11に適当な
電圧を印加することにより、電子放出素子から電子を引
き出し、蛍光体12に電子を衝突させた。尚、蛍光体12を
設けた画像形成部材には、500〜10000Vの電圧を印加し
た。
本実施例において画像形成部材上に受光素子を設け明
るさを測定したところ、30時間経過後も目立って低下は
なかった。
るさを測定したところ、30時間経過後も目立って低下は
なかった。
［発明の効果］ 以上説明したように、電子放出部の素子基板裏面に熱
伝導率が10W/m・Ｋ以上の部位を形成し、輻射により放
熱させることによって以下の効果がある。
伝導率が10W/m・Ｋ以上の部位を形成し、輻射により放
熱させることによって以下の効果がある。
．駆動等による外的制御がいらないため、素子にとっ
て最適な駆動方法がとれる。
て最適な駆動方法がとれる。
．放熱板等を設ける必要がなく、構成が単純である。
．基板温度上昇がかなり抑制出来るため、素子特性が
劣化しない。
劣化しない。
第１図、は本発明のマルチ電子源の一部を示す概念図で
ある。 第２図は、特性評価装置の概略図である。 第３図は、従来の表面伝導形電子放出素子の温度特性概
念図である。 第４図は、実施例１のマルチ電子源を用いた画像形成装
置の概念図である。 １……絶縁性基板、２……素子電極 ３……電子放出部、４……放熱部位 ５……素子電圧印加用電源、６……素子電流測定用電流
計 ７……アノード電極、８……高圧電源 ９……放出電流測定用電流計、10……電子通過孔 11……グリッド電極、12……蛍光体 13……画像形成板、14……蛍光体の輝点
ある。 第２図は、特性評価装置の概略図である。 第３図は、従来の表面伝導形電子放出素子の温度特性概
念図である。 第４図は、実施例１のマルチ電子源を用いた画像形成装
置の概念図である。 １……絶縁性基板、２……素子電極 ３……電子放出部、４……放熱部位 ５……素子電圧印加用電源、６……素子電流測定用電流
計 ７……アノード電極、８……高圧電源 ９……放出電流測定用電流計、10……電子通過孔 11……グリッド電極、12……蛍光体 13……画像形成板、14……蛍光体の輝点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 俊彦 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 (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63−166120（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−169455（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 1/30 H01J 31/12
Claims (2)
- 【請求項１】基板上に、一対の電極間に電子放出部を有
する表面伝導形電子放出素子を複数備えるマルチ電子源
において、該電子放出部に対応する該基板の裏面毎に、
熱伝導率が10W/m・Ｋ以上の部位を形成したことを特徴
とするマルチ電子源。 - 【請求項２】請求項１に記載のマルチ電子源の電子放出
側上方にグリッド電極、さらにその上方に放出電子の照
射により画像を形成する画像形成部材を有することを特
徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5651790A JP3000467B2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | マルチ電子源及び画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5651790A JP3000467B2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | マルチ電子源及び画像形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03261026A JPH03261026A (ja) | 1991-11-20 |
| JP3000467B2 true JP3000467B2 (ja) | 2000-01-17 |
Family
ID=13029315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5651790A Expired - Fee Related JP3000467B2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | マルチ電子源及び画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3000467B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2138736C (en) * | 1993-12-22 | 2000-05-23 | Yoshinori Tomida | Method of manufacturing electron-emitting device and image-forming apparatus comprising such devices |
| JP2003109529A (ja) | 2001-07-25 | 2003-04-11 | Canon Inc | 画像表示装置 |
| JP4920925B2 (ja) | 2005-07-25 | 2012-04-18 | キヤノン株式会社 | 電子放出素子及びそれを用いた電子源並びに画像表示装置および情報表示再生装置とそれらの製造方法 |
| US11355301B2 (en) | 2018-11-12 | 2022-06-07 | Peking University | On-chip micro electron source and manufacturing method thereof |
| WO2020098556A1 (zh) | 2018-11-12 | 2020-05-22 | 北京大学 | 一种片上微型x射线源及其制造方法 |
-
1990
- 1990-03-09 JP JP5651790A patent/JP3000467B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03261026A (ja) | 1991-11-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |