JP3044382B2 - 電子源及びそれを用いた画像表示装置 - Google Patents

電子源及びそれを用いた画像表示装置

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JP3044382B2 JP7576490A JP7576490A JP3044382B2 JP 3044382 B2 JP3044382 B2 JP 3044382B2 JP 7576490 A JP7576490 A JP 7576490A JP 7576490 A JP7576490 A JP 7576490A JP 3044382 B2 JP3044382 B2 JP 3044382B2
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    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/06—Electron sources; Electron guns
    • H01J37/073—Electron guns using field emission, photo emission, or secondary emission electron sources

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子源及びこれを用いた装置に関し、特に
一対の電極間に絶縁層が挟持された構造を有する電子放
出素子を有する電子源及びそれを用いた画像表示装置に
関する。
［従来の技術］ 第６図及び第７図は、MIM（金属／絶縁層／金属）型
電子放出素子の一般的な構成を示す模式図である。
かかるMIM型の電子放出素子は、同図に示すように、
電極１上に薄い絶縁層２を介して薄い表面電極３が積層
形成された構造を有している。以下、電子が放出される
側の電極をとくに、表面電極と呼ぶことにする。そし
て、表面電極３に用いられた金属の仕事関数φｍより大
きな電圧Ｖを電極１及び表面電極３間に印加することに
よって、絶縁層２をトンネルした電子のうち真空準位よ
り大きなエネルギーを有するものが表面電極３表面から
放出される。
このような素子で高い電子放出効率を得るには、トン
ネルした電子のエネルギー、及びその数を増す等のため
に、絶縁層２を薄くし、また表面電極３中での散乱等に
よるエネルギー減少を防ぐために、第７図に示す如く、
表面電極３をできる限り薄く形成することが望ましく、
更に表面電極３には仕事関数φｍの低い金属材料を用い
ることが望ましい（特開昭63−124327号及び特開昭63−
141234号）。
しかしながら、膜厚が極めて薄い場合、金属は一般に
島状構造をとり易く、こうした金属薄膜を形成すること
は、非常に困難である。更に表面電極３として金属薄膜
が形成できた場合でも、抵抗が大きくなり、とくに仕事
関数が低い金属材料では比抵抗が高いため、表面電極３
内での電圧降下が無視できず、電子放出素子に均一かつ
有効な電界が印加されないおそれがある。また、かかる
電圧降下による表面電極３内での電力損失は、発熱によ
る素子破損を惹き起こすおそれがある。したがって、表
面電極３を薄く形成するのには限界があり、その結果、
電子放出効率の向上にも限界を生じていた。
また、表面電極３を薄くしていくと、電子放出効率は
ある程度まで向上するものの、反面表面電極３から放出
される電子ビームの断面形状が悪くなるとともに、該電
子ビームによる蛍光輝度も不均一となるという新たな問
題を生じてしまう。
即ち、表面電極３の直上に電子ビームの照射によって
蛍光を呈する蛍光体を配置した際、上記の如く表面電極
３を薄くしていくにつれて、蛍光体面に形成される蛍光
スポットは、表面電極３の電極形状を反映せず、不用な
広がりを有し、また、輝度も不均一で蛍光ムラを呈して
しまう。
更に、このような電子ビームの断面形状の悪化や蛍光
輝度の不均一化（輝度むら）は、とりわけ、かかるMIM
型電子放出素子を、画像表示装置或いは描画装置の電子
源として用いた際には、画像の解像度の低下，輝度の低
下，輝度むらの発生等の問題を生じてしまう。
［発明が解決しようとする課題］ 以上述べたような従来技術の問題点に鑑み、本発明の
目的とするところは、 ．表面電極内での電圧降下が無視できる程度の低い抵
抗を確保し、かつ電子放出効率を向上させた電子放出素
子、 ．電子放出効率の向上と、電子ビームの断面形状及び
輝度ムラの改善とを同時に満足し得る電子放出素子、 ．上記電子放出素子を用い、画像の解像性及び輝度に
優れた画像表示装置、 等を提供することにある。
［課題を解決するための手段及び作用］ すなわち、本発明の構成上の特徴とするところは、第
１に、第１の電極上に絶縁層が積層され、該絶縁層上
に、第２の電極が積層されており、該第２の電極が該絶
縁層上に位置する複数の開口部を有して該絶縁層を露出
させた構造を有し、該複数の開口部の面積を素子面積に
対する比率が50％以下であり、該第１及び第２の電極間
に電圧を印加することにより、前記第２の電極の開口部
から電子を放出する電子放出素子、の複数が配線にて電
気的に接続された素子ラインを基板上に複数列備える電
子源、 第２に、前記第１に記載の第２の電極の開口部につい
て、その幅を100μｍ以下に限定した点、又は、前記第
１に記載の絶縁層について、その厚さを５Å〜100Åに
限定した点を各々特徴とする電子源、 第３に、前記第１に記載の絶縁層について、かかる層
を有機化合物の単分子膜又は該単分子膜を累積した累積
膜により構成した点、あるいは、さらに前記単分子膜又
は累積膜をラングミュアーブロジェット法（LB法）によ
り形成した点を各々特徴とする電子源、 第４に、前述のような電子源と、該電子源の上方に設
けられ該電子源からの電子ビームの照射により画像を形
成する画像形成部材とを備える画像表示装置、 としている点にある。
以下、本発明の構成及び作用について詳述する。
まず、本発明の電子放出素子については、第１図に示
すように、基板５上に一対の電極１及び表面電極３と、
該電極間に挟持された絶縁層２が設けられており、更に
表面電極３には開口部４が設けられている。
すなわち、表面電極に開口部を設け、絶縁層を露出さ
せていることを特徴とする。
これにより、本発明の素子は表面電極を特に薄く形成
する必要がなく、このため、表面電極の製膜が容易にな
る。更に表面電極の抵抗を低く保つことができるため、
表面電極での電圧降下が無視でき、素子に有効な電解を
加えることができるとともに、発熱による素子破損を避
けることができる。一方、絶縁層をトンネルして、表面
電極の開口部すなわち絶縁層の露出部に至った電子は、
金属中での散乱によってエネルギーを失うことなく、素
子外に放出される。
また、表面電極の開口部を多数設けることにより、放
出電流を増加させることができ、また、微小な開口部を
多数設けることによって、絶縁層内の電界の乱れを無視
することができるため、素子には均一でかつ有効な電界
が印加され、放出効率が向上する。
また、表面電極３を薄く形成（第７図）した場合に生
じるような電子ビームの断面形状の悪化及び電子ビーム
による蛍光輝度の不均一化という問題を生じず、電子放
出効率を向上することができる。
ここで、絶縁層内の電界を考えると、表面電極開口部
縁辺近傍でのみ均一性が保持され、開口部中心付近で最
小となるため、中心部からの放出電子量は少なくなる傾
向を有する。したがって、開口部の大きさは電界の均一
性を保つために、できるだけ微小であることが好まし
く、開口部縁辺ができるだけ多数存在することが好まし
い。開口部の大きさ（幅：第１図のＷ）は対向した縁辺
間の距離で100μｍ以下が好ましく、特に10μｍ以下が
好ましい。更に現在の加工精度の範囲で微細化すること
が好ましい。また開口部の素子面内での数も、多い程放
出電子量が多くなるため、電極抵抗を膜厚の厚い電極と
する等の方法で低く保てる範囲内で多くの開口部を設け
ることが望ましい。このため複数の開口部の面積の素子
面積（表面電極と下地電極が交叉した部分の面積）に対
する比率が50％以下であり、好ましくは20％以下であ
る。
次に、本発明の素子に係る絶縁層２として、有機絶縁
膜を用いた場合について具体例を述べる。
有機薄膜絶縁層の形成に関しては、蒸着や分子線エピ
タキシー、電解重合等の適用も可能である。しかしポテ
ンシャル障壁を電子がトンネルできる長さは非常に短い
ため、有機絶縁層は超薄膜であること、即ちその膜厚が
数Å〜数百Åの範囲、好ましくは200Å以下、更に好ま
しくは100Å以下であり５Å以上である。更に、かかる
絶縁性薄膜面内及び膜厚方向の均質性の有無は、素子特
性及びその安定性に著しい影響を与えるので注意を要す
る。
本発明の好ましい具体例における絶縁性薄膜の最適成
膜法としてLB法を挙げることができる。
LB法は、分子内に親水性部位と疎水性部位とを有する
構造に於いて両者のバランス（両親媒性のバランス）が
適度に保たれている時、分子は水面上で親水基を下に向
けて単分子の層になることを利用して単分子膜又はその
累積膜を形成する方法である。
このLB法によれば、１分子中に疎水性部位と親水性部
位とを有する有機化合物の単分子膜、又はその累積膜を
任意の電極上乃至は任意の電極を含む任意位の基板上に
容易に形成することができ、分子長オーダーの膜厚を有
し、かつ大面積に亘って均一，均質な有機超薄膜を安定
に供給することができる。
次に、かかるLB膜を挟持する電極材料としては、高い
伝導性を有するものであれば良く、例えばAu,Pt,Ag,Pd,
Al,In,Sn,Pb等の金属やこれらの合金、さらにはグラフ
ァイトやシリサイド、またさらにはITO等の導電性酸化
物を始めとして数多くの材料が挙げられ、これらの本発
明への適用が考えられる。
かかる材料を用いた電極形成法としても従来公知の薄
膜技術で充分である。但し、ここで注意を要するのは、
特に、耐熱性，耐溶剤性を有しないLB膜の場合、既に形
成したLB膜上に更に電極を形成する際、LB膜に損傷を与
えない様に、例えば高温（＞100℃）を要する製造ある
いは、処理工程を避けることが望ましい。
また、電極1,3及び絶縁層２が積層された薄膜を支持
する基板５については、金属，ガラス，セラミックス，
プラスチックス材料等いずれの材料でもよい。またその
形状は任意の形状でよく、平板状であるのが好ましい
が、平板に何ら限定されない。即ち前記成膜法において
は、基板の表面が、いかなる形状であってもその形状通
りに膜を形成しうる利点を有するからである。
さて、以上述べた本発明の電子放出素子は、その有す
る利点から、とりわけ高解像性，高輝度が所望される画
像表示装置又は描画装置の電子源として好適に用いるこ
とができる。
以下に、本発明の電子放出素子を用いた画像表示装置
について説明する。
第４図（ａ），（ｂ）において、本発明を適用した平
板型画像表示装置の一実施形態を説明する。第４図
（ａ）は、表示パネルの構造を示す為の一部切欠きの斜
視図であり、第４図（ｂ）は、第４図（ａ）に示す素子
の拡大図を示したものである。
以下、本装置の構成及び動作を順を追って説明する。
第４図（ａ）は表示パネルの構造を示しており、図
中、VCはガラス製の真空容器で、その一部であるFPは表
示面側のフェースプレートを示している。フェースプレ
ートFPの内面には、例えばITOを材料とする透明電極が
形成され、さらにその内側には、赤，緑，青の蛍光体
（画像形成部材）がモザイク状に塗り分けられ、CRTの
分野では公知のメタルバック処理が施されている。（透
明電極，蛍光体，メタルバックは図示せず。）また、前
記透明電極は、加速電圧を印加する為に端子EVを通じ
て、真空容器外と電気的に接続されている。
また、Ｓは前記真空容器VCの底面に固定されたガラス
基板で、その上面には本発明の電子放出素子がＮ個×ｌ
列にわたり配列形成されている。該電子放出群は、列毎
に電気的に並列接続されており、各列の正極側配線25
（負極側配線26）は、端子Dp1〜Dpl（端子Dm1〜Dml）に
よって真空容器外と電気的に接続されている。
また、基板ＳとフェースプレートFPの中間には、スト
ライプ状のグリッド電極（変調電極）GRが設けられてい
る。かかるグリッド電極（変調電極）GRは、前記素子列
と直交してＮ本設けられており、各電極には、電子ビー
ムを透過させる為の空孔Ghが設けられている。空孔Gh
は、第４図（ａ）に示すように各電子放出素子に対応し
て１個づつ設けてもよいし、あるいは微小な孔をメッシ
ュ状に多数設けてもよい。また、各グリッド電極（変調
電極）GRは、端子G1〜GNによって真空容器外と電気的に
接続されている。
本表示パネルでは、ｌ個の電子放出素子列と、Ｎ個の
グリッド電極（変調電極）列により、XYマトリクスが構
成されている。電子放出列を一列づつ順次駆動（走査）
するのと同期してグリッド電極（変調電極）に情報信号
に応じて画像１ライン分の変調信号を同時に印加するこ
とにより、各電子ビームの蛍光体への照射を制御し、画
像を１ラインづつ表示していくものである。
以上述べた画像表示装置は、先述した本発明の電子放
出素子の有する利点に起因して、とりわけ高解像性，輝
度むらがなく、高輝度の表示画像が得られる画像表示装
置となる。
次に、本発明の電子放出素子を用いた描画装置につい
て説明する。
第５図は、描画装置の一実施形態の概略構成図であ
る、31は本発明の電子放出素子であり、この電子放出素
子31から放出された電子ビーム（図中の点線）により、
ステージ35上に設けられたウェハー42に描画する。電子
ビームは所望画像の情報信号に応じて変調、即ち電子ビ
ームのON/OFF制御が行われるが、かかる変調手段は、単
に素子の駆動をON/OFF制御する電子源駆動装置32であっ
ても良いが、それ以外に第５図中41で示される、すなわ
ち連続放出している電子ビームを大きく偏向させ、ウェ
ハー42に到達しないようにするブランキング電極であっ
ても良い。本態様の描画装置は、以上のように本発明の
電子放出素子及び変調手段を必須の構成要件として具備
するものである。また、電子源を構成する電子放出素子
がマルチ化されていない場合には、電子ビームを情報信
号に応じて偏向する偏向電極39が必要である。また、偏
向電極39による電子ビームの偏向幅に制約が生じる場合
には、さらに、情報信号に応じてステージ35を微動させ
る為のステージ微動機構37,ステージ位置決め機構38及
びこれら機構（37,38）と偏向電極39及びブランキング
電極41とを同期させる為の制御機構40を設けることが好
ましい。更には、放出される電子ビームのウェハー42上
での収束性を向上させるために、電子ビーム経路の両側
に収束レンズ（電磁レンズ33及び電磁レンズ駆動装置3
4）を配置することが好ましい。また、第５図中の36は
防震架台であり、描画中の微振動による描画精度の低下
を防止する為のものである。
以上述べた描画装置は、先述した本発明の電子放出素
子の有する利点に起因して、とりわけ高解像性，高精度
の描画パターンが得られる描画装置となる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例により詳細な説明を行う。
参考例１ 本参考例では、本発明に係る電子放出素子を作製し
た。
先ず、ヘキサメチルジシラザン（HMDS）の飽和蒸気中
に一昼夜放置して疎水処理したガラス基板（コーニング
社製＃7059）上に下引き層としてCrを真空蒸着法により
厚さ500Å堆積させ、更にAuを同法により蒸着（膜厚100
0Å）し、幅1mmのストライプ状の下地電極を形成した。
かかる基板を担体としてLB法によりポリイミドの単分子
膜形成法の詳細を記す。
ポリアミック酸（分子量約20万）を濃度１×10-3％
（wt/wt）で溶かしたジメチルアセトアミド溶液に純
水，水温20℃の水相上に展開し、水面上に単分子膜を形
成した。この単分子膜の表面圧を25mN/mまで高め、更に
これを一定に保ちながら前記基板を水面に横切る方向に
5mm/minで浸漬，引き上げを行い、Ｙ型累積膜の形成を
行った。かかる操作を繰り返すことにより12,18,24,30,
36,40層の６種類の累積膜を形成した。更にこれらの膜
を300℃で10分加熱を行うことによりポリイミドにし
た。
このようにして得られた膜面上全面に、Al（膜厚1500
Å）を基板温度を室温以下に保持しながら真空蒸着し
た。次にネガ型レジストを塗布した後、第２図（ａ）に
示す表面電極パターンを焼き付け、現像したのち、公知
のウェットエッチングによりAlをエッチングした。次い
でレジストを剥離して、第２図（ｂ）に示す様な表面電
極を有するMIM型素子を形成した。表面電極と下地電極
が交叉した部分の大きさは1mm×1mmである。また開口部
の幅（第１図中:W）は10μｍで、開口部のピッチは50μ
ｍである。
以上の様にして作製した素子を２×10-6torr以下の真
空下におき、上下電極間に電圧を印加することにより、
電子放出が観測された。電子放出効率は最大１×10-2程
度が得られた。絶縁層の累積層数が増すと、同じ放出電
流を得るためにより高い電圧を要した。素子の直上に配
置した蛍光板により電子放出パターンを観測すると、表
面電極の形状に一致した蛍光パターンが得られた。更に
蛍光の均一性も良好であった。
尚、ポリイミド一層当りの膜厚はエリプソメトリー法
により約3.6Åと求められた。
次に、表面電極と下地電極の交叉した部分の大きさが
1mm×1mmで、開口部の幅が100μm,開口部のピッチが200
μｍとした以外は、上記と同様の素子を作製し、同様な
測定を試みた。
上下電極には比較的高い電圧の印加を要したが、電子
放出効率は最大３×10-3程度が得られた。素子直上に配
置した蛍光板で観察した電子放出パターンは、表面電極
の形状と同じものが得られ、蛍光の均一性も良好であっ
た。
参考例２ 本参考例では、表面電極のパターンとして、第３図
（ａ）もしくは（ｂ）に示すものを用いた他は、参考例
１と同様にして素子を形成した。第３図（ａ）の開口部
の大きさは10μｍ×10μｍであり、第３図（ｂ）では直
径15μｍであった。また開口部のピッチはいずれの場合
も50μｍである。
かかる素子の電子放出を参考例１同様観測したとこ
ろ、電子放出パターンは表面電極の形状に一致してお
り、更に参考例１に比べ拡がりが小さくなった。蛍光の
均一性は両者とも良好であったが、同図（ａ）に示す素
子の場合、開口部のコーナー付近で僅かに強い蛍光がみ
られた。
以上述べてきた参考例1,2中では絶縁層の形成にLB法
を使用してきたが、極めて薄く均一な絶縁性の有機薄膜
が形成できる成膜法であればLB法に限らず使用可能であ
る。具体的には真空蒸着法や電解重合法、CVD法等が挙
げられ、使用可能な有機材料の範囲が広がる。
更に絶縁層２は有機材料に限らず、無機材料で形成さ
せてもよい。
電極の形成に関しても既に述べている様に、有機薄膜
層上に均一な薄膜を形成しうる成膜法であれば使用可能
であり、真空蒸着法やスパッタ法に限られるものではな
い。
更に基板材料やその形状も本発明は何ら限定するもの
ではない。
比較例 参考例１と同じ素子面積（1mm×1mm）で開口部を設け
ない素子を作製し、参考例１と同様の測定を行った。
尚、表面電極の膜厚は200Åとした。この際、蛍光板で
観察した電子放出パターンは、表面電極と一致した形状
を示した。また、蛍光の均一性も良好であったが、放出
効率は最大でも１×10-3を超えなかった。
また、表面電極の膜厚を150Åとして形成した素子の
場合、電子放出パターンは表面電極の形状に一致してい
たが、蛍光にむらが生じ、電子放出効率は200Åの場合
と変わらなかった。
一方、表面電極の膜厚を100Åとすると、電子放出効
率が５×10-4以下に減少するとともに、電子放出パター
ンも表面電極の形状に一致しなくなり、さらに蛍光むら
が顕著となった。このことは、膜厚100Åとして形成し
たAlでは、島状構造をとりはじめ均一な表面電極を形成
していないことによる。
実施例１ 本実施例では参考例２で作製した第３図（ｂ）タイプ
の素子を用いて第４図に示すような画像表示装置を作製
した。
先ず、電子放出素子を100個（第４図（ａ）中Ｎの
値）並列に配置して素子ラインを形成し、これを100列
（第４図（ａ）中ｌの値）ガラス基板上に設けた。次
に、かかる素子の電子放出面から10μｍの位置に絶縁支
持体を介して変調用グリッド電極を設けた。かかるグリ
ッド電極は、前記素子ラインに直交する方向に100本配
列し、各素子毎に0.4mm×0.4mmの電子通過孔を設けた。
そして、さらにその上方素子の電子放出面から5mmの位
置に、蛍光体，透明電極，ガラス板の三層構造から成る
厚さ4mmのフェースプレートを設け、全体が密封された
真空容器（２×10-6torr程度）となるように構成した。
かかる装置において、素子電極間に8Vの電圧を印加し
たところ、蛍光体面に各々の素子に対応した高輝度でか
つむらのない蛍光パターンを得ることができた。
もちろん、グリッド電極と素子ラインとによりXYマト
リックス駆動により、表示画像を制御することが可能で
あった。
参考例３ 本参考例では参考例２で作製した第３図（ｂ）タイプ
の素子を一個用いて、第５図に示すような描画装置を作
製した。
ここで、電子放出素子31表面からステージ35上のウェ
ハー42までの距離は約400mmであり、これを基準長とす
る真空容器（２×10-7torr程度）を構成し、内部に図示
するようにブランキング電極41と偏向電極39を各々設
け、また、電磁レンズ33を３段設けた。
その他、図示するように電子源駆動装置32,電磁レン
ズ駆動装置34,ステージ35の調整機構37,38及び制御機構
40等を具備した構成とした。
かかる装置において、素子に約8Vの電圧を印加し、か
つ、ステージを移動させることによって、ウェハー42上
に高輝度の描画パターンを形成することができた。
［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明の電子源及びこれ
を用いた画像形成装置によれば、 ．表面電極を特に薄く形成する必要がなく、素子に有
効な電圧を均一に印加できるとともに、発熱による素子
の破損を避けることが可能となり、更に電子は表面電極
の開口部から取り出すことができるため、電子放出効率
を高めることができた。
．また、絶縁層をLB法により形成することにより、分
子オーダーの膜厚制御が容易に実現でき、又、制御性が
優れているため、素子を形成する時の再現性が高く、生
産性に富む。
．また、表面電極を薄くしていくことにより生じる電
子ビームの断面形状の悪化や蛍光輝度の不均一化を招く
ことなく、電子放出効率を向上することができた。
．以上のような電子放出素子を用いて、画像表示装置
を構成することで、とりわけ高解像性，輝度むらのない
高輝度の画像及び描画パターンを得ることができた。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による電子放出素子の一実施例の概略的
断面図である。 第２図（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明による電子放
出素子の表面電極のパターン電極形状、及び電子放出素
子の平面図である。 第３図（ａ），（ｂ）は、いずれも本発明による電子放
出素子の表面電極パターンである。 第４図（ａ），（ｂ）は、本発明の電子放出素子を用い
た画像表示装置の概略図である。 第５図は、本発明の電子放出素子を用いた描画装置の概
略図である。 第６図及び第７図は、従来のMIM型電子放出素子の一般
的な構成を示す模式図である。 １……電極（下地電極）、２……絶縁層 ３……表面電極、４……開口部 ５……基板、25……正極側配線 26……負極側配線、31……電子放出素子 32……電子源駆動装置、33……電磁レンス 34……電磁レンズ駆動装置、35……ステージ 36……防振架台、37……ステージ微動機構 38……ステージ位置決め機構、39……偏向電極 40……制御機構、41……ブランキング電極 42……ウェハー
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−172127（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−221783（ＪＰ，Ａ) Ｒ．Ｄ．Ｇｏｕｌｄ ｅｔ ａｌ．, “ＩＮＣＬＥＡＳＥＤ ＥＭＩＳＳＩＯ Ｎ ＥＦＩＣＩＥＮＣＹ ＦＲＯＭ Ａ ＴＨＩＮ ＦＩＬＭ ＣＯＬＤ ＣＡ ＴＨＯＤＥ ＢＹ ＴＨＥ ＵＳＥ Ｏ Ｆ ＤＩＳＣＯＮＴＩＮＵＯＵＳ ＣＯ ＵＮＴＥＲＥＬＥＣＴＲ ＯＤＥＳ”, Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ, 1975，Ｖｏｌ．30，ｎｏ．１，ｐ．131 −135 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 1/30,9/02 H01J 29/04,31/12 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１の電極上に絶縁層が積層され、該絶縁
    層上に、第２の電極が積層されており、該第２の電極が
    該絶縁層上に位置する複数の開口部を有して該絶縁層を
    露出させた構造を有し、該複数の開口部の面積を素子面
    積に対する比率が50％以下であり、該第１及び第２の電
    極間に電圧を印加することにより、前記第２の電極の開
    口部から電子を放出する電子放出素子、の複数が配線に
    て電気的に接続された素子ラインを基板上に複数列備え
    ることを特徴とする電子源。
  2. 【請求項２】前記第２の電極の開口部の幅が、100μｍ
    以下であることを特徴とする請求項１記載の電子源。
  3. 【請求項３】前記絶縁層の厚さが、５Å〜100Åである
    ことを特徴とする請求項１又は２記載の電子源。
  4. 【請求項４】前記絶縁層が、有機化合物の単分子膜又は
    該単分子膜を累積した累積膜であることを特徴とする請
    求項１〜３のいずれか記載の電子源。
  5. 【請求項５】前記絶縁層が、ラングミュアーブロジェッ
    ト法（LB法）により形成された有機化合物の単分子膜又
    は該単分子膜を累積した累積膜であることを特徴とする
    請求項１〜３のいずれか記載の電子源。
  6. 【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の電子源
    と、該電子源の上方に設けられ該電子源からの電子ビー
    ムの照射により画像を形成する画像形成部材とを備える
    ことを特徴とする画像表示装置。
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Families Citing this family (77)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2060809A1 (en) * 1991-03-01 1992-09-02 Raytheon Company Electron emitting structure and manufacturing method
JP3126158B2 (ja) * 1991-04-10 2001-01-22 日本放送協会 薄膜冷陰極
US5841219A (en) * 1993-09-22 1998-11-24 University Of Utah Research Foundation Microminiature thermionic vacuum tube
US5838097A (en) * 1993-11-09 1998-11-17 Canon Kabushiki Kaisha Image display apparatus
DE69430999T2 (de) * 1993-12-22 2003-03-20 Canon Kk Bilderzeugungsgerät
US5442193A (en) * 1994-02-22 1995-08-15 Motorola Microelectronic field emission device with breakdown inhibiting insulated gate electrode
JP3311201B2 (ja) 1994-06-08 2002-08-05 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP3251466B2 (ja) 1994-06-13 2002-01-28 キヤノン株式会社 複数の冷陰極素子を備えた電子線発生装置、並びにその駆動方法、並びにそれを応用した画像形成装置
USRE40103E1 (en) * 1994-06-27 2008-02-26 Canon Kabushiki Kaisha Electron beam apparatus and image forming apparatus
CN1271675C (zh) 1994-06-27 2006-08-23 佳能株式会社 电子束设备
JP3241251B2 (ja) 1994-12-16 2001-12-25 キヤノン株式会社 電子放出素子の製造方法及び電子源基板の製造方法
JP3083076B2 (ja) 1995-04-21 2000-09-04 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP3311246B2 (ja) 1995-08-23 2002-08-05 キヤノン株式会社 電子発生装置、画像表示装置およびそれらの駆動回路、駆動方法
JP3658110B2 (ja) * 1995-11-27 2005-06-08 キヤノン株式会社 画像表示装置のための製造方法及び製造装置
JPH09190783A (ja) 1996-01-11 1997-07-22 Canon Inc 画像形成装置
JP3618948B2 (ja) 1996-03-11 2005-02-09 キヤノン株式会社 画像表示装置とその駆動方法
JP3278375B2 (ja) 1996-03-28 2002-04-30 キヤノン株式会社 電子線発生装置、それを備える画像表示装置、およびそれらの駆動方法
US5955828A (en) * 1996-10-16 1999-09-21 University Of Utah Research Foundation Thermionic optical emission device
DE69730195T2 (de) * 1996-12-25 2005-07-28 Canon K.K. Bilderzeugungsgerät
JPH10326579A (ja) 1997-03-28 1998-12-08 Canon Inc 画像形成装置とその製造方法
JP3195290B2 (ja) * 1997-03-31 2001-08-06 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP3234188B2 (ja) * 1997-03-31 2001-12-04 キヤノン株式会社 画像形成装置とその製造方法
JP3187367B2 (ja) 1997-03-31 2001-07-11 キヤノン株式会社 電子装置及びそれを用いた画像形成装置
JP3703287B2 (ja) 1997-03-31 2005-10-05 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP3305252B2 (ja) 1997-04-11 2002-07-22 キヤノン株式会社 画像形成装置
JPH1116521A (ja) 1997-04-28 1999-01-22 Canon Inc 電子装置及びそれを用いた画像形成装置
DE69839985D1 (de) 1997-08-01 2008-10-23 Canon Kk Elektronenstrahlgerät, Bilderzeugungsgerät unter Verwendung diesem Elektronenstrahlgerät, Bauteile für Elektronenstrahlgerät und Verfahren zur Herstellung von diesen Geräten und Bauteilen
US6366014B1 (en) 1997-08-01 2002-04-02 Canon Kabushiki Kaisha Charge-up suppressing member, charge-up suppressing film, electron beam apparatus, and image forming apparatus
JP3049061B1 (ja) 1999-02-26 2000-06-05 キヤノン株式会社 画像表示装置及び画像表示方法
JP3025251B2 (ja) 1997-12-27 2000-03-27 キヤノン株式会社 画像表示装置及び画像表示装置の駆動方法
US6506087B1 (en) 1998-05-01 2003-01-14 Canon Kabushiki Kaisha Method and manufacturing an image forming apparatus having improved spacers
JP3305283B2 (ja) 1998-05-01 2002-07-22 キヤノン株式会社 画像表示装置及び前記装置の制御方法
JP2000056730A (ja) 1998-06-05 2000-02-25 Canon Inc 画像形成装置及び画像形成方法
JP3073491B2 (ja) 1998-06-24 2000-08-07 キヤノン株式会社 電子線装置とこれを用いた画像形成装置及び電子線装置で用いる部材の製造方法
JP3765671B2 (ja) * 1998-08-10 2006-04-12 パイオニア株式会社 電子放出素子及びこれを用いた電子放出表示装置
JP2000148081A (ja) 1998-09-04 2000-05-26 Canon Inc 電子源と前記電子源を用いた画像形成装置
JP3639785B2 (ja) 1998-09-08 2005-04-20 キヤノン株式会社 電子線装置及び画像形成装置
JP3428931B2 (ja) 1998-09-09 2003-07-22 キヤノン株式会社 フラットパネルディスプレイの解体処理方法
JP3689598B2 (ja) 1998-09-21 2005-08-31 キヤノン株式会社 スペーサの製造方法および前記スペーサを用いた画像形成装置の製造方法
WO2000021063A1 (fr) 1998-10-06 2000-04-13 Canon Kabushiki Kaisha Procede de commande d'affichage d'image
JP4115050B2 (ja) 1998-10-07 2008-07-09 キヤノン株式会社 電子線装置およびスペーサの製造方法
JP4115051B2 (ja) 1998-10-07 2008-07-09 キヤノン株式会社 電子線装置
CN1222975C (zh) 1999-01-19 2005-10-12 佳能株式会社 制造图像形成装置的方法
JP3466981B2 (ja) 1999-02-17 2003-11-17 キヤノン株式会社 電子線装置およびスペーサの製造方法
JP3611293B2 (ja) 1999-02-24 2005-01-19 キヤノン株式会社 電子線装置及び画像形成装置
WO2000051158A1 (fr) 1999-02-24 2000-08-31 Canon Kabushiki Kaisha Generateur de faisceau d'electron et dispositif d'imagerie
JP3747142B2 (ja) 1999-02-24 2006-02-22 キヤノン株式会社 画像表示装置
JP3501709B2 (ja) 1999-02-25 2004-03-02 キヤノン株式会社 電子線装置用支持部材の製造方法および画像表示装置の製造方法
JP3507393B2 (ja) 1999-02-25 2004-03-15 キヤノン株式会社 スペーサの製造方法および電子源装置の製造方法
JP2000310969A (ja) 1999-02-25 2000-11-07 Canon Inc 画像表示装置及び画像表示装置の駆動方法
JP3840027B2 (ja) 1999-02-26 2006-11-01 キヤノン株式会社 画像表示装置及び表示制御方法
WO2000060568A1 (fr) 1999-04-05 2000-10-12 Canon Kabushiki Kaisha Source d'électrons et dispositif de formation d'images
JP2000352952A (ja) 1999-04-05 2000-12-19 Canon Inc 画像形成装置
WO2000060569A1 (fr) 1999-04-05 2000-10-12 Canon Kabushiki Kaisha Source d'electrons et dispositif de formation d'images
JP3874396B2 (ja) * 2000-01-13 2007-01-31 パイオニア株式会社 電子放出素子及びその製造方法並びに電子放出素子を用いた表示装置
JP3688970B2 (ja) 2000-02-29 2005-08-31 株式会社日立製作所 薄膜型電子源を用いた表示装置及びその製造方法
US7068628B2 (en) 2000-05-22 2006-06-27 At&T Corp. MIMO OFDM system
JP3658342B2 (ja) * 2000-05-30 2005-06-08 キヤノン株式会社 電子放出素子、電子源及び画像形成装置、並びにテレビジョン放送表示装置
JP3684173B2 (ja) 2000-06-30 2005-08-17 キヤノン株式会社 画像表示装置の製造方法
JP3639809B2 (ja) 2000-09-01 2005-04-20 キヤノン株式会社 電子放出素子，電子放出装置，発光装置及び画像表示装置
JP3639808B2 (ja) 2000-09-01 2005-04-20 キヤノン株式会社 電子放出素子及び電子源及び画像形成装置及び電子放出素子の製造方法
JP3610325B2 (ja) 2000-09-01 2005-01-12 キヤノン株式会社 電子放出素子、電子源及び画像形成装置の製造方法
JP3658346B2 (ja) 2000-09-01 2005-06-08 キヤノン株式会社 電子放出素子、電子源および画像形成装置、並びに電子放出素子の製造方法
JP4046959B2 (ja) 2000-09-04 2008-02-13 キヤノン株式会社 電子線発生装置及び画像形成装置
JP2002157959A (ja) 2000-09-08 2002-05-31 Canon Inc スペーサの製造法およびこのスペーサを用いた画像形成装置の製造方法
JP4865169B2 (ja) 2000-09-19 2012-02-01 キヤノン株式会社 スペーサの製造方法
JP3634781B2 (ja) 2000-09-22 2005-03-30 キヤノン株式会社 電子放出装置、電子源、画像形成装置及びテレビジョン放送表示装置
JP2002156938A (ja) 2000-11-21 2002-05-31 Canon Inc 画像表示装置およびその駆動方法
JP3768908B2 (ja) 2001-03-27 2006-04-19 キヤノン株式会社 電子放出素子、電子源、画像形成装置
JP3681121B2 (ja) 2001-06-15 2005-08-10 キヤノン株式会社 駆動回路及び表示装置
JP3647426B2 (ja) 2001-07-31 2005-05-11 キヤノン株式会社 走査回路及び画像表示装置
JP3703415B2 (ja) 2001-09-07 2005-10-05 キヤノン株式会社 電子放出素子、電子源及び画像形成装置、並びに電子放出素子及び電子源の製造方法
JP3605105B2 (ja) 2001-09-10 2004-12-22 キヤノン株式会社 電子放出素子、電子源、発光装置、画像形成装置および基板の各製造方法
JP3715967B2 (ja) 2002-06-26 2005-11-16 キヤノン株式会社 駆動装置及び駆動回路及び画像表示装置
JP2006065172A (ja) * 2004-08-30 2006-03-09 Hitachi Ltd 表示基板
US7799999B2 (en) * 2007-08-20 2010-09-21 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Insulated conducting device with multiple insulation segments
JP5994271B2 (ja) * 2012-02-10 2016-09-21 国立大学法人東北大学 電子ビーム発生装置、電子ビーム照射装置、電子ビーム露光装置、および製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR854321A (fr) * 1938-05-09 1940-04-10 Fides Cathode froide
US3755704A (en) * 1970-02-06 1973-08-28 Stanford Research Inst Field emission cathode structures and devices utilizing such structures
JPS5698827A (en) * 1979-01-04 1981-08-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Electron beam exposure device
DE3033621A1 (de) * 1980-09-06 1982-04-29 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Steuerventil fuer druckluftbremsanlagen
DE3036219A1 (de) * 1980-09-25 1982-05-06 Siemens Ag Flachbildschirm
JPS60175352A (ja) * 1984-01-30 1985-09-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 複数電子ビ−ム銃
FR2580848B1 (fr) * 1985-04-17 1987-05-15 Menn Roger Ecran matriciel, son procede de fabrication et dispositif d'affichage matriciel a plusieurs nuances de couleurs, commande en tout ou rien, comportant cet ecran
US4742234A (en) * 1985-09-27 1988-05-03 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Charged-particle-beam lithography
JPS6391925A (ja) * 1986-10-03 1988-04-22 Canon Inc 電子放出素子
DE3851083T2 (de) * 1987-04-28 1995-01-12 Canon Kk Musteraufzeichnungsgerät mit Mehrfach-Elektronenstrahl.
DE3741124C2 (de) * 1987-12-04 1997-02-06 Nmi Univ Tuebingen Elektronenstrahl-Nanolithographiesystem mit multiplexansteuerbarer Vielstrahlelektronenquelle aus MIM (Metall-Isolator-Metall)-Dünnschichtkathoden
EP0367195A3 (en) * 1988-10-31 1991-10-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Mim cold-cathode electron emission elements and methods of manufacture thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ｒ．Ｄ．Ｇｏｕｌｄ ｅｔ ａｌ．，"ＩＮＣＬＥＡＳＥＤ ＥＭＩＳＳＩＯＮ ＥＦＩＣＩＥＮＣＹ ＦＲＯＭ Ａ ＴＨＩＮ ＦＩＬＭ ＣＯＬＤ ＣＡＴＨＯＤＥ ＢＹ ＴＨＥ ＵＳＥ ＯＦ ＤＩＳＣＯＮＴＩＮＵＯＵＳ ＣＯＵＮＴＥＲＥＬＥＣＴＲ ＯＤＥＳ"，Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ，１９７５，Ｖｏｌ．３０，ｎｏ．１，ｐ．１３１−１３５

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Publication number Publication date
DE69027702T2 (de) 1996-12-19
EP0394698A3 (en) 1991-10-02
JPH0355738A (ja) 1991-03-11
CA2013233A1 (en) 1990-09-30
EP0394698A2 (en) 1990-10-31
US5569974A (en) 1996-10-29
EP0394698B1 (en) 1996-07-10
CA2013233C (en) 1996-01-16
DE69027702D1 (de) 1996-08-14

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