JPH01283751A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、表面伝導形放出素子、ま丸はこれと類似した
機能を有する電子ビーム発生素子を電子源・とじて用い
る画像表示装置に関する。

−［開示の概要］ 本明細書及び図面は、表面′伝導形電子放出素子を電子
源として用いる画像表・爪装置ておいて、電子放出素子
とターゲット部材の間に配置される制御電極の空孔の形
状を１．Ｘ軸に対しては線対称−１Ｙ軸に対して−は非
対称とすることにより、電子ビームの集束性を向上させ
る技術を開示す−るものである。

［従来の技術］ 面状に展開した複数の電子源を有する画像表示装置が、
特開昭５８−２８４４５号において提案されている。こ
の方式は電子ビームを偏向する必要がないため、ＣＲＴ
と比べて奥ゆきが非常に小さい薄形の画像表示装置の実
現が期待できる。しかし、前記従来方式においては、電
子源としてコイル状ヒータ形式の熱カソードを用いてい
るため、電子放出効率が低く、しかも、構造が複雑化す
るという問題があった。このため装置の消費電力や製造
コストが莫大なものとなり、実用化されるまでには至っ
ていない。

一方、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。Ｌラジオ　エンジニアリング　エレクトロ
ンフィジイッス　（Ｒａｄｉｏ　Ｅｎｇ、　Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎ。

Ｐｈｙｓ、　）第１０巻、　１２９０〜１２９Ｇ頁、１
９６５年ｊこれは、基板上に形成された小面積の薄膜に
。

膜面に並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（以下、電子放出素子という）と呼ばれている。

この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５ｎ０２（Ｓｂ）ＩＸ、！膜を用いたもの、Ａ
ｕ薄膜によるもの［ジ一番ディトマー“スイン　ソリド
　７（ルムス”　（Ｇ、Ｄｉｔｔｓｅｒ：　　“Ｔｈ１
ｎ　ＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓ　”　）、９巻、３１７頁、
（１９７２年）〕、■↑０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　デイ−コン７（Ｍ
、　Ｈａｒｔ賛ｅｌｆａｎｄ　　Ｃ，Ｇ、Ｆｏｎｓｔａ
ｄ：　”　ＩＥＥＥ　　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２８＠　、第１
号、２２頁。

（１９８３年）］などが報告されている。

これらの電子放出素子は。

り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、前述した薄形の画像表示装置の電子源
としての応用が期待されている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の画像表示装置では、電子ビーム発生源と蛍光体タ
ーゲットとの間に電子ビームの変調や集束を行なうため
の制御電極が配置されている。この制御電極には電子ビ
ームの通路となる空孔が設けられており、円形や正方形
のように直交する２本の対称軸を有するような形状のも
のが用いられている。

しかしながら、電子ビーム発生源として電子放出素子を
使用した場合、前述した複数の対称軸を有する形状の空
孔では、電子ビームが十分に集束されず、蛍光体の発光
スポットがぼけたり、いびつになるという問題が生じて
いた。

本発明は、上記従来技術の課題に鑑み、制御電極におけ
る電子ビームの集束性を向−ヒさせた画像表示装置を提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明による画像表示装置は、電子放出素子の設けられ
た基板面をＸＹ平面とし、電子放出素子を構成する薄膜
電極をＸ軸に沿って負極、正極の順に形成したとき、制
ｍ電極の空孔が、Ｘ軸については線対称であるが、Ｙ軸
に対しては非対称な形状とすることを特徴とするもので
ある。

本発明における空孔の形状としては、Ｙ軸と平行な二辺
を有する台形とすることを好適な一態様とするが、本発
明はこれに限定されるものではない、すなわち、電子放
出素子の形状や駆動電圧等の諸条件により、空孔の形状
は適宜選択される。

また、制御電極としては、基板面のＸＹ平面と平行に配
設された板状金属部材が好適である。

［作　用］ 電子放出素子の電子放出部から照射される電子ビームは
、素子の電位勾配により正極側に放物線状の軌道を描い
て飛翔する０本発明においては、グリッド電極に設けら
れた空孔の形状が上述の如く構成されているので、Ｘ軸
には対称で、Ｙ軸に対しては非対称な電子レンズが形成
される。このため、電子ビームは空孔面積の大きな側で
より大きな角度で曲げられることになり、ビームは良好
に蛍光体、集束される。

［実施例］ 第１図は、本発明の画像表示装δの構成を示す斜視図で
ある０図において、ｌはガラス基板、２は金属、金属酸
化物もしくはカーボンなどを材料とする薄膜で、その中
間部には従来公知のフォーミング処理により、電子放出
部５が形成されている。３と４は、薄膜２に電圧を印加
するために設けられた電極で、３を正極、４を負極とし
て用いる。電子放出素子１１は、この２〜５の部材によ
り構成される。また、６はガラス板で、その内面には透
明電極７を介して蛍光体ターゲット８が設けられている
。９は電子放出素子から放出された電子ビームの軌道を
制御するためのグリッド′心極（制御電極）である、ｌ
Ｏは電子ビームを通過させるために設けられた空孔であ
る。

ここで、基［１の電子放出素子１１が設けられている側
の面をＸ″４４平面、電子放出部５の中央を座標原点と
したとき電極４および電極３が並んでいる方向をＸ方向
とする。また、ｘＺ平面とグリッド電極９との交線をＸ
′とし、ｘＺ平面とグリッド電極９との交線をＹ″とす
る。

前記グリフ）　’、ｌｌｔ極−９は、ｘＹ千面と平行に
保持された板状全屈部材で鳴り４図に示すように空孔１
０の形状ｔよ、Ｘ′軸に対してＬ太線対称でＹ′軸に対
しては非対称となるよう形成されて、Ｊ／する。第２図
は。

本装置のＸ　Ｚｊｊｉｉで０′）断面図である１例中、
空間辺部分にひ−かれた線は、電位分布を表わすための
等電位線である。

電子放出素子の場合、電子放出部５から発した電子ビー
ムは、法線方向（Ｘ方向）よりも正極３寄りに飛翔する
傾向がある。

一方１本発明の形状によるグリッド電極を用いると、非
対称形状の電子レンズの作用により、点線に示すように
、蛍光体ターゲット８上に、電子ビームを良好に集束さ
せることができる０本発明者らの実験によれば、例えば
空孔ｌＯとして半径１１００ＩＬ　（１）真円を用いた
場合と比較して、本発明のグリッド（上底９０μ層、下
底１８０ｐ＋ｉ　、高さ１８０ＩＬｍの台形形状の空孔
を有する）では、蛍光体の発光スポットの面積を２０％
以上、小さくすることが可能であった。

第３図は、前記、第１図のユニットを多数個並べ、電子
放出素子とグリッド電極でＸＹマトリクスを構成した場
合の斜視図である０図において、電子放出素子１．１は
ｙ方向に一列毎に共通配線され、−力、グリッド電極９
は、Ｘ方向にストライプ状に共通配線されている。また
、３ａと３ｂは、共通配線された電極（正極）、４ａと
４ｂは共通配線された電極（負極）、９はグリッド電極
である。第２図では、３×２素子のみを示したが、実際
には６４０×６４０素子を１つの真空容器に納めた画像
表示装置を作製した。この装置を用いて１列あた刃６４
Ｔｌ素子を共通配線した素子列を一列毎に順次駆動して
ゆき、これと同期して各グリッド電極９に制御信号を印
加することにより、画像の１ラインを単位とするライン
順次の走査を行なった。毎秒６０画面の走査を行なった
結果、１００　ｆＬ以上の輝度の表示画像が得られたが
、従来のグリッドを用いた場合と比較して発光点が絞ら
れているため、視覚効果上、精細度の高いシャープな画
質を得る事ができた。

また、蛍光体ターゲット８の１画素あたりの面積が小さ
くて済むことから、配列ピッチを細かくしたり、あるい
は画素間に黒い遮光部を設けたりすることが容易となり
、より一層画質を向上する一゛バが可能となった。

第４図（ａ）〜（ｄ）は、前記グリッド電極９の空孔１
０の形状例を示すもので、いずれもＸ′軸に対して線対
称、Ｙ′軸に対して非対称な形状となっている、実施に
際しては、電子放出素子の形状や駆動電圧、あるいは蛍
光体ターゲットの位置や加速電圧などの条件により、最
適な形状を選択すればよい。

なお、この様な空孔を有するグリッド電極は、例えばＳ
ＵＳ　３０４を材料とする板材をフォトエツチング加工
することにより、容易に作製することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように１本発明によれば、電子放出素子を
電子源とする画像表示装置において、グリッド電極の空
孔形状をＸ軸に対しては線対称、Ｙ軸に対しては非対称
とすることにより、電子ビームの集束性を向上させるこ
とができる。この結果、発光スポットを従来よりも小さ
く絞ることが出来、高精細化、高画質化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像表示装置の構成を示す斜視図、第２図はそ
のＸＺ断面での断面図、第３図は電極をマトリクス構成
した場合の斜視図、第４図はグリッド電極の空孔の形状
例を示す図である。 ｌ・・・ガラス基板　　７・・・透明電極２・・・薄膜
　　　　　８・・・蛍光体ターゲ−／　）３・・・電極
（正極）　９・・・グリッド電極４・・・電極（負極）
１０・・・空孔 ５・・・電子放出部　　１１・・・電子放出素子６・・
・ガラス板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に設けられた薄膜電極からなる電子放出素
   子と、該電子放出素子からの電子ビームの照射を受けて
   画像を形成する蛍光体ターゲットと、前記電子放出素子
   と蛍光体ターゲットの間に配置された制御電極とを備え
   た画像表示装置であって、前記基板面をＸＹ平面とし、
   前記電子放出素子を構成する薄膜電極をＸ軸に沿って負
   極、正極の順に形成したとき、前記制御電極にＸ軸に対
   しては線対称で、Ｙ軸に対しては非対称な形状を有する
   空孔が形成されていることを特徴とする画像形成装置。