JPH02247937A - 電子放出素子、それを用いた電子源及び画像形成装置 - Google Patents
電子放出素子、それを用いた電子源及び画像形成装置Info
- Publication number
- JPH02247937A JPH02247937A JP1067433A JP6743389A JPH02247937A JP H02247937 A JPH02247937 A JP H02247937A JP 1067433 A JP1067433 A JP 1067433A JP 6743389 A JP6743389 A JP 6743389A JP H02247937 A JPH02247937 A JP H02247937A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron
- thin film
- film resistor
- electrode
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 8
- 239000002772 conduction electron Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 6
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000011195 cermet Substances 0.000 abstract description 3
- 229910004479 Ta2N Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- CMMUKUYEPRGBFB-UHFFFAOYSA-L dichromic acid Chemical compound O[Cr](=O)(=O)O[Cr](O)(=O)=O CMMUKUYEPRGBFB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
〔産業上の利用分野］
本発明は、表面伝導形電子放出素子及び該素子を並配列
した線状１面状電子源に関するものである。また、該電
子源を利用した画像形成装置に関するものである。
した線状１面状電子源に関するものである。また、該電
子源を利用した画像形成装置に関するものである。
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。
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 フイジイ
ツス （Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、ｆ’
ｈｙｓ、ｌ第１０巻、１２９０１’１２９６頁、１９６
５年１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放出素子と呼
ばれている。 この表面伝導形放出素子としては、前記エリンソン等に
より開発されたＳｎｏｗ （Ｓｂ）薄膜を用いたもの、
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”ＩＧ、 Ｄｉｔｔｓ＋ｅｒ： ＠Ｔｈ
１ｎＳｏｌｉｄ Ｆｉｌ＋ｎ＋”ｌ 、 ９巻、３
１？頁、 （１９７２年）］。 ＩＴＯ薄膜によるもの［エム ハートウェル アンド
シージーフオンスタツド アイイーイーイートランス
“イーディーコンファレン１Ｍ。 Ｈａｒｔｗｅｌｌ ａｎｄ Ｃ，Ｇ、Ｆｏｎｓｔａｄ：
”ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ、ＥＤＣｏｎｆ、”） ６１９
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）］などが報告されている。 また、本発明者らは特願昭６１−２１０５８８号、特願
昭６２−２２５６６７号、特開昭６３−１８４２３０号
、特願昭６２−２５５０６３号において電極間に電子を
放出せしめる微粒子を島状に設けた新規な表面伝導形電
子放出素子を技術開示した。 この表面伝導形放出素子は。 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当の利点を有する
。 これらの表面伝導形電子放出素子の典型的な素子構成を
第１図に示す、第１図に右いてｌ及び２は電気的接続を
得るための電極、３は電子放出せしめる微粒子が島状に
配置した電子放出部、４は絶縁性基板である。
ツス （Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、ｆ’
ｈｙｓ、ｌ第１０巻、１２９０１’１２９６頁、１９６
５年１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放出素子と呼
ばれている。 この表面伝導形放出素子としては、前記エリンソン等に
より開発されたＳｎｏｗ （Ｓｂ）薄膜を用いたもの、
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”ＩＧ、 Ｄｉｔｔｓ＋ｅｒ： ＠Ｔｈ
１ｎＳｏｌｉｄ Ｆｉｌ＋ｎ＋”ｌ 、 ９巻、３
１？頁、 （１９７２年）］。 ＩＴＯ薄膜によるもの［エム ハートウェル アンド
シージーフオンスタツド アイイーイーイートランス
“イーディーコンファレン１Ｍ。 Ｈａｒｔｗｅｌｌ ａｎｄ Ｃ，Ｇ、Ｆｏｎｓｔａｄ：
”ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ、ＥＤＣｏｎｆ、”） ６１９
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）］などが報告されている。 また、本発明者らは特願昭６１−２１０５８８号、特願
昭６２−２２５６６７号、特開昭６３−１８４２３０号
、特願昭６２−２５５０６３号において電極間に電子を
放出せしめる微粒子を島状に設けた新規な表面伝導形電
子放出素子を技術開示した。 この表面伝導形放出素子は。 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当の利点を有する
。 これらの表面伝導形電子放出素子の典型的な素子構成を
第１図に示す、第１図に右いてｌ及び２は電気的接続を
得るための電極、３は電子放出せしめる微粒子が島状に
配置した電子放出部、４は絶縁性基板である。
しかしながら、これら表面伝導形電子放出素子は、Ｉ
Ｘ １０−’ｔｏｒｒ程度の真空環境下で駆動されると
放出電流に変動を生じる欠点があった。 第２図は、特性を評価するための装置の概略図である。 ５は電子放出素子への電圧印加用電源、６は該素子電流
Ｉｆの測定用電流計、７は該素子に対応するアノード電
極、８はアノード電極７への電圧印加用高圧電源、９は
放出電流の測定用電流計である。 第２図で示すような装置において、真空度１ｘ１Ｇ−＠
ｔｏｒｒ近傍の環境下で電子放出特性を測定すると放出
電流Ｉｅが３０〜４０％程度変動する。この変動量は、
カソードレイチューブや電子線露光装置などの電子線応
用装置においては大変重要な問題である０本発明はこの
点に鑑み、このような変動量を改善するために成された
ものである。 一方、表面伝導形電子放出素子の放出電流の変動がなぜ
起こるかは未だ解明されていないが、つぎのようなこと
が原因として考えられる。 １、電極間に配置された島状微粒子膜の構造が素子に電
圧を印加することにより変化し素子電流Ｉｆが変動する
。この素子電流の変動に伴い放出電流１ｅが変動する。 ２、島状微粒子からなる電子放出部にガス分子等が吸着
或は脱着することにより仕事関数が変化し、放出電流Ｉ
ｅが変動する。 ３、電子放出部近傍で形成されたイオン化ガスが電子放
出部に衝突することにより放出電流！ｅが変動する。 本発明は、上記原因のうち、素子電流Ｉｆの変動を抑え
ることにより放出電流Ｉｓの変動を改善させるものであ
る。 また、素子電流Ｉｆの変動は一般につぎのような素子が
大きいと考えられる。 ■数時間駆動した素子、（駆動開始時には殆ど変動しな
いが、数時間駆動すると徐々に太き（なる） ■電子放出部も限定する電極ｌ、２の間隔の狭い素子、
（一般に本素子の電極間隔は、数百人から数μｍが適当
であるが、電極間隔の狭い方が素子電流Ｉｆの変動量が
大きい） ■駆動電圧の大きい素子、（一般に本素子の駆動電圧は
、 ｉｏｖから１００ｖであるが、駆動電圧の高い素子
の方が変動量が大きい） 本発明は上述Φ〜■の素子に対して有効であゐ。 第９図は上述した電子放出素子を多数個並べた画像形成
装置を示すものである。２１は電極配線、２２は素子電
極、２３は電子放出部、２４はグリッド電極、２５は電
子通過孔、２６は画像形成板、２７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。２８は蛍
光体の輝点である。 本画像形成装置は、２つの配４１２１の間に素子を並列
に並べた線状電子源とグリッド電極２４でＸＹマトリク
ス駆動を行い１画像形成板２６上の蛍光体２７に電子を
衝突させることにより画像形成を行う装置であるが、次
のような問題があった。 １、各素子からの電子放出量が変動するため蛍光体の輝
度ムラが生じた。 ２、各輝点２８の光放出量が変動するため表示にちらつ
きを生じた。 上記問題点は、画像形成装置としては致命的なものであ
り、また１画像形成装置以外の電子線応用装置等におい
ても同様である。 上記問題点は前述した放出電流量のゆらぎに起因するこ
とは言うまでもない。 ［課題を解決するための手段及び作用］本発明は、二つ
の相対向する電極間に電子放出部を有する表面伝導形電
子放出素子において、該二つの電極の少なくとも一方を
薄膜抵抗体で構成することにより上述問題点を改善する
ものである。 ここで、本発明の電子放出素子を説明する。 第３図は本発明の第１の構成図である。 １０は薄膜抵
抗体で電子放出部３を挟むように形成した。 また薄膜抵抗体ｌＯは電極ｌ及び電極２に接続されてお
り、実質的に電子放出素子の電極を形成するものである
。 第４図は本発明の第２の構成図である。薄膜抵抗体ｌＯ
は電子放出部３の片側に設けた。 電極ｌ及び電極２はＡｕ、 Ａｇ、 Ｎ、ｉ等の金属あ
るいは金属と同程度の電気抵抗を有する材料であり、１
０００Ａ以上の厚さが望ましい。 薄膜抵抗体１０の材料としてはニクロム合金、酸化スズ
、ＴａＪ、 Ｃｒ−３ｉＯ等のサーメツト材が代表的な
ものとして挙げられる。薄膜抵抗体１０の膜厚は、材料
の種類にもよるが例えばニクロム合金であれば１５０〜
５ＧＯＡが適当であるがこれに限るものではない、薄膜
抵抗体１０の比抵抗値は１００Ω・ａｓ〜５ Ｘ １Ｇ
−＠Ω・Ｃ−が適当であり、抵抗値としては電子放出部
３の抵抗値の０．０１〜１倍が適当である。 以上のように、電子放出部３を挟む少なくとも一方の電
極を薄膜抵抗体で形成することにより。 上述問題点を解決するものである。 また、電極配線間に上記薄膜抵抗体を素子電極とする電
子放出素子を複数個設けた電子源を形成することにより
、上述した画像形成装置としての問題点を解決するもの
である。 次に１本発明を実施例で詳述する。
Ｘ １０−’ｔｏｒｒ程度の真空環境下で駆動されると
放出電流に変動を生じる欠点があった。 第２図は、特性を評価するための装置の概略図である。 ５は電子放出素子への電圧印加用電源、６は該素子電流
Ｉｆの測定用電流計、７は該素子に対応するアノード電
極、８はアノード電極７への電圧印加用高圧電源、９は
放出電流の測定用電流計である。 第２図で示すような装置において、真空度１ｘ１Ｇ−＠
ｔｏｒｒ近傍の環境下で電子放出特性を測定すると放出
電流Ｉｅが３０〜４０％程度変動する。この変動量は、
カソードレイチューブや電子線露光装置などの電子線応
用装置においては大変重要な問題である０本発明はこの
点に鑑み、このような変動量を改善するために成された
ものである。 一方、表面伝導形電子放出素子の放出電流の変動がなぜ
起こるかは未だ解明されていないが、つぎのようなこと
が原因として考えられる。 １、電極間に配置された島状微粒子膜の構造が素子に電
圧を印加することにより変化し素子電流Ｉｆが変動する
。この素子電流の変動に伴い放出電流１ｅが変動する。 ２、島状微粒子からなる電子放出部にガス分子等が吸着
或は脱着することにより仕事関数が変化し、放出電流Ｉ
ｅが変動する。 ３、電子放出部近傍で形成されたイオン化ガスが電子放
出部に衝突することにより放出電流！ｅが変動する。 本発明は、上記原因のうち、素子電流Ｉｆの変動を抑え
ることにより放出電流Ｉｓの変動を改善させるものであ
る。 また、素子電流Ｉｆの変動は一般につぎのような素子が
大きいと考えられる。 ■数時間駆動した素子、（駆動開始時には殆ど変動しな
いが、数時間駆動すると徐々に太き（なる） ■電子放出部も限定する電極ｌ、２の間隔の狭い素子、
（一般に本素子の電極間隔は、数百人から数μｍが適当
であるが、電極間隔の狭い方が素子電流Ｉｆの変動量が
大きい） ■駆動電圧の大きい素子、（一般に本素子の駆動電圧は
、 ｉｏｖから１００ｖであるが、駆動電圧の高い素子
の方が変動量が大きい） 本発明は上述Φ〜■の素子に対して有効であゐ。 第９図は上述した電子放出素子を多数個並べた画像形成
装置を示すものである。２１は電極配線、２２は素子電
極、２３は電子放出部、２４はグリッド電極、２５は電
子通過孔、２６は画像形成板、２７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。２８は蛍
光体の輝点である。 本画像形成装置は、２つの配４１２１の間に素子を並列
に並べた線状電子源とグリッド電極２４でＸＹマトリク
ス駆動を行い１画像形成板２６上の蛍光体２７に電子を
衝突させることにより画像形成を行う装置であるが、次
のような問題があった。 １、各素子からの電子放出量が変動するため蛍光体の輝
度ムラが生じた。 ２、各輝点２８の光放出量が変動するため表示にちらつ
きを生じた。 上記問題点は、画像形成装置としては致命的なものであ
り、また１画像形成装置以外の電子線応用装置等におい
ても同様である。 上記問題点は前述した放出電流量のゆらぎに起因するこ
とは言うまでもない。 ［課題を解決するための手段及び作用］本発明は、二つ
の相対向する電極間に電子放出部を有する表面伝導形電
子放出素子において、該二つの電極の少なくとも一方を
薄膜抵抗体で構成することにより上述問題点を改善する
ものである。 ここで、本発明の電子放出素子を説明する。 第３図は本発明の第１の構成図である。 １０は薄膜抵
抗体で電子放出部３を挟むように形成した。 また薄膜抵抗体ｌＯは電極ｌ及び電極２に接続されてお
り、実質的に電子放出素子の電極を形成するものである
。 第４図は本発明の第２の構成図である。薄膜抵抗体ｌＯ
は電子放出部３の片側に設けた。 電極ｌ及び電極２はＡｕ、 Ａｇ、 Ｎ、ｉ等の金属あ
るいは金属と同程度の電気抵抗を有する材料であり、１
０００Ａ以上の厚さが望ましい。 薄膜抵抗体１０の材料としてはニクロム合金、酸化スズ
、ＴａＪ、 Ｃｒ−３ｉＯ等のサーメツト材が代表的な
ものとして挙げられる。薄膜抵抗体１０の膜厚は、材料
の種類にもよるが例えばニクロム合金であれば１５０〜
５ＧＯＡが適当であるがこれに限るものではない、薄膜
抵抗体１０の比抵抗値は１００Ω・ａｓ〜５ Ｘ １Ｇ
−＠Ω・Ｃ−が適当であり、抵抗値としては電子放出部
３の抵抗値の０．０１〜１倍が適当である。 以上のように、電子放出部３を挟む少なくとも一方の電
極を薄膜抵抗体で形成することにより。 上述問題点を解決するものである。 また、電極配線間に上記薄膜抵抗体を素子電極とする電
子放出素子を複数個設けた電子源を形成することにより
、上述した画像形成装置としての問題点を解決するもの
である。 次に１本発明を実施例で詳述する。
１１且ユ
第３図は、本実施例で用いた素子の構成図である。
次に素子の作成法を第５図を用いて述べる。
１、基板４は石英ガラスを用い、重クロム酸混液に浸漬
させ、その後流水洗、純水煮沸、フレオン超音波洗浄を
施し、洗浄した。 ２、次に基板４上に通常良く知られているホトエツチン
グ技術と真空蒸着法によりニクロム合金薄膜抵抗体ｌＯ
を形成する。電極間隔はＩｇｍ、幅は０．５−一に形成
した。ニクロム合金薄膜抵抗体ｌＯの面積抵抗は２００
Ω／口である。 ３、次に第５−２図に示すように、金属電極ｌ、２をマ
スク蒸着法１ごより作成した。ＩＩ電極、２の間隔を適
当に選択することにより薄膜抵抗体の抵抗値を設定した
。 ４、電極形成後、薄膜抵抗体１０の両電極間にスピナー
塗布法で有機パラジウム（奥野製薬Ｃｅｐ−４２３０＞
を塗布し、その後３００℃の濃度で１時間焼成せしめ、
該パラジウムを主成分とする電子放出部を形成した。 本実施例において、薄膜抵抗体１０の抵抗値が２０００
−となるように素子を作成し、従来の素子（薄膜抵抗体
のない素子）と特性を比較した結果表１に示すような値
を得た。真空度はＩ Ｘ １０−＠ｔｏｒｒで第２図に
示す測定評価装置により検討した。 以下余白 表１ ここで、放出電流、素子電流のゆらぎとは、ＩＩｈ以上
の変動量ΔＩｅ、ΔＩｆを百分率で表わしたもので各々
、 放出電流のゆらぎ；（ΔＩｅ／Ｉｅ ） ｘ ｌ ００
［％］素子電流のゆらぎ＝（ΔＩｆ／Ｉｆ ） Ｘ
１００ ［％］と定義した。 表２から明らかなように、本実施例は従来例に比べ、素
子電圧、素子電流、放出電流が同等であるにもかかわら
ず素子電流のゆらぎ量及び放出電流のゆらぎ量を著しく
向上させるのに効果があった。 次に、本実施例における素子電圧と素子電流の関係を第
６図に示す。 ■の電圧領域では、電圧とともに素子電流が増加する。 ＩＩの領域では、電圧とともに素子電流が著しく減少
する（電圧制御型負性抵抗特性） 、 ＩＩＩの領域で
は、電圧を変えても大きな電流変化がなく、この領域で
放出電流が得られる。 このような電圧電流特性は、表面伝導形電子放出素子の
固有な特性である。 第７図に本実施例の薄膜抵抗体ｌＯの抵抗値を変えたと
きの素子電流と放出電流のゆらぎ量の関係を示す。 この測定結果からも明らかなように薄膜抵抗体の抵抗値
を大きくするとゆらぎ量は小さくなる。 また、抵抗値をＩＫΩ以上にするとゆらぎ量の変化率は
小さくなるが放出電流も小さくなった。 この原因を第６図で説明する。Ｉの領域の素子抵抗は４
００Ω前後である０例えば素子に２にΩの薄膜抵抗体を
直列に設けると２０Ｖ前後の電圧で急激に負性抵抗を示
し同時に電子放出が得られる。 この現象は、電子放出素子の微小な電子放出部に、約２
０．ｖの電圧がパルス的に印加されることによ、るもの
である、このことにより電子放出部を形成する超微粒子
の薄膜構造が何等かの変化を受け、素子電流と放出電流
の低下を生じるものと思われる。 またこの現象は、薄膜抵抗体の抵抗値がＩＫΩ前後から
生じ、５にΩまで徐々に大きくなった。 ５にΩでは殆ど放出電流は得られなくなった。つまり゛
、■の領域における電子放出素子の抵抗値的５にΩの値
が決定的な素子劣化を生じる目安と考えられる。 以上説明したように、本実施例の薄膜抵抗体の抵抗値を
駆動時の電子放出部３の抵抗値（■の領域）より小さい
値にすることにより、素子電流と放出電流のゆらぎ量を
向上させるのに効果があった。 本実施例は、電圧制御型負性抵抗特性を有する素子につ
いての発明であるが、表面伝導形電子放出素子ならすべ
て同等な効果が期待できる。 良１旦ユ 第４図は本発明の第２の実施例を示す素子構成図である
。 薄膜抵抗体ｌＯは電子放出部≦の片側に設けた。 つまり、電子放出部３の電極は薄膜抵抗体ｌＧと電極２
より形成した。 本実施例の素子は実施例１と同様な方法で形成した。 本実施例における素子を実施例１と同様な方法で検討し
た結果はぼ実施例１と同等な結果が得られた。またここ
で薄膜抵抗体ｌＯ側の電極ｌにプラス電圧を印加しても
マイナス電圧を印加しても同等の結果が得られた。 １１且ユ 第８図は、本実施例の表面伝導形電子放出素子を表わす
概略図である。 第１８図において、ｌ！及び１２は電気的接続を得るた
めの電極、１３は電子放出体、１４は段差形成層、１５
は電極間隔、１６は薄膜抵抗体である。この電子放出素
子は、端部が対向した一対の薄膜抵抗体電極１−６の電
極間隔部１５の側端面に、電子放出体１３を配置してな
り薄膜抵抗体電極間に電圧を印加することにより電子放
出体１３から電子を放出するものである。 本実施例において、段差形成層１５は、一般に絶縁材料
を用いる。 例えば、 ＳｉＯ富、 ＭｇＯ，ＴｉＯ□
。 Ｔａｇ’ｓ、 ＡｌｚＯｓ等及びこれらの積層物、もし
くはこれらの混合物でも良い、電極間隔部！５は、段差
形成層１４の厚みと薄膜抵抗体電極１６の厚みによって
決定されるが、数十Ａ〜数μが良い、その他の本実施例
における構成部材は、前述と同様な材料、構成を用いる
ことができる。 以上説明した表面伝導形電子放出素子において実施例１
と同様な検討をした結果間等な効果を得られた。 ！Ｊ口ＩＡ 第１Ｏ図は本発明の第４の実施例であるところの電子源
とそれを用いた画像形成装置である。２９は素子電極で
あるところの薄膜抵抗体である。その材料としてはニク
ロム合金、酸化スズ、ＴａＪ、Ｃｒ−５ｉＯ等のサーメ
ツト材が代表的なものとして挙げられる。電極配線２１
の材料はニッケルとし、抵抗値を十分低くして作成した
０本実施例は電極配線２１の間に実施例１における電子
放出素子を並列に並べたものである。 次に本実施例の画像形成装置を説明する。 上述した電子源の上に電子通過孔２５を有するグリッド
電極２４を設け、さらにその上にガラス基板（画像形成
板）２６上に蛍光体２７が塗布された画像形成部材を設
けた。該画像形成装置をｌ Ｘ １０−’ｔ、ｏｒｒの
真空環境下に右いて、電極配線とグリッド電極でｘＹマ
トクリスを形成し画像形成するものである。 電極配＠２１−ａ、２１−ｂに１４Ｖ １７）電圧を印
加することにより各電子放出部２３から電子を放出させ
、グリッド電極に適当な電圧を印加することにより電子
源から電子を引き出し蛍光体２７に電子を衝突させた。 蛍光体を設けた画像形成部材には５００Ｒｔｏ、ｏｏｏ
ｖの電圧を印加した０本実施例において画像形成部材の
上に各画素の明るさを測定するための受光素子を設け、
薄膜抵抗素子のない場合と比較検討し、表２に示す結果
を得た。 （画素数＝２５素子） また、明るさのバラツキとは、次の式で表わすものであ
る。 最も明るい 最も暗い ここで、ちらつきとは、任意の画素に対して発光量の変
動を百分率で表わしたもので、次の式で表わすものであ
る。 ちらつきと明るさのバラツキは、装置駆動１時間後の値
で比較した。 表２からもＣらかなように、本実施例の画像形成装置は
、ちらつきや明るさのバラツキに効果があった。 また、本実施例において電極配線２１−ａ、２１−ｂの
どちらの電極にプラスの電圧を印加しても同等の結果が
得られた。 【発明の効果］ 以上説明したように、表面伝導形電子放出素子に右いて
、電子放出部を挟む少なくとも一方の電極を薄膜抵抗体
で作成することにより、放出電流のゆらぎを改善させる
効果がある。 また、該薄膜抵抗体の抵抗値を表面伝導形電子放出素子
の駆動時の抵抗値より小さくすることにより、放出電流
を低下させることなしに放出電流量のゆらぎを改善する
効果がある。 さらに、電極配線間に上記薄膜抵抗体を素子電極とする
表面伝導形電子放出素子を複数個設けた電子源を用いる
ことにより、画像形成装置における、表示のちらつきや
バラツキを改善させる効果がある。
させ、その後流水洗、純水煮沸、フレオン超音波洗浄を
施し、洗浄した。 ２、次に基板４上に通常良く知られているホトエツチン
グ技術と真空蒸着法によりニクロム合金薄膜抵抗体ｌＯ
を形成する。電極間隔はＩｇｍ、幅は０．５−一に形成
した。ニクロム合金薄膜抵抗体ｌＯの面積抵抗は２００
Ω／口である。 ３、次に第５−２図に示すように、金属電極ｌ、２をマ
スク蒸着法１ごより作成した。ＩＩ電極、２の間隔を適
当に選択することにより薄膜抵抗体の抵抗値を設定した
。 ４、電極形成後、薄膜抵抗体１０の両電極間にスピナー
塗布法で有機パラジウム（奥野製薬Ｃｅｐ−４２３０＞
を塗布し、その後３００℃の濃度で１時間焼成せしめ、
該パラジウムを主成分とする電子放出部を形成した。 本実施例において、薄膜抵抗体１０の抵抗値が２０００
−となるように素子を作成し、従来の素子（薄膜抵抗体
のない素子）と特性を比較した結果表１に示すような値
を得た。真空度はＩ Ｘ １０−＠ｔｏｒｒで第２図に
示す測定評価装置により検討した。 以下余白 表１ ここで、放出電流、素子電流のゆらぎとは、ＩＩｈ以上
の変動量ΔＩｅ、ΔＩｆを百分率で表わしたもので各々
、 放出電流のゆらぎ；（ΔＩｅ／Ｉｅ ） ｘ ｌ ００
［％］素子電流のゆらぎ＝（ΔＩｆ／Ｉｆ ） Ｘ
１００ ［％］と定義した。 表２から明らかなように、本実施例は従来例に比べ、素
子電圧、素子電流、放出電流が同等であるにもかかわら
ず素子電流のゆらぎ量及び放出電流のゆらぎ量を著しく
向上させるのに効果があった。 次に、本実施例における素子電圧と素子電流の関係を第
６図に示す。 ■の電圧領域では、電圧とともに素子電流が増加する。 ＩＩの領域では、電圧とともに素子電流が著しく減少
する（電圧制御型負性抵抗特性） 、 ＩＩＩの領域で
は、電圧を変えても大きな電流変化がなく、この領域で
放出電流が得られる。 このような電圧電流特性は、表面伝導形電子放出素子の
固有な特性である。 第７図に本実施例の薄膜抵抗体ｌＯの抵抗値を変えたと
きの素子電流と放出電流のゆらぎ量の関係を示す。 この測定結果からも明らかなように薄膜抵抗体の抵抗値
を大きくするとゆらぎ量は小さくなる。 また、抵抗値をＩＫΩ以上にするとゆらぎ量の変化率は
小さくなるが放出電流も小さくなった。 この原因を第６図で説明する。Ｉの領域の素子抵抗は４
００Ω前後である０例えば素子に２にΩの薄膜抵抗体を
直列に設けると２０Ｖ前後の電圧で急激に負性抵抗を示
し同時に電子放出が得られる。 この現象は、電子放出素子の微小な電子放出部に、約２
０．ｖの電圧がパルス的に印加されることによ、るもの
である、このことにより電子放出部を形成する超微粒子
の薄膜構造が何等かの変化を受け、素子電流と放出電流
の低下を生じるものと思われる。 またこの現象は、薄膜抵抗体の抵抗値がＩＫΩ前後から
生じ、５にΩまで徐々に大きくなった。 ５にΩでは殆ど放出電流は得られなくなった。つまり゛
、■の領域における電子放出素子の抵抗値的５にΩの値
が決定的な素子劣化を生じる目安と考えられる。 以上説明したように、本実施例の薄膜抵抗体の抵抗値を
駆動時の電子放出部３の抵抗値（■の領域）より小さい
値にすることにより、素子電流と放出電流のゆらぎ量を
向上させるのに効果があった。 本実施例は、電圧制御型負性抵抗特性を有する素子につ
いての発明であるが、表面伝導形電子放出素子ならすべ
て同等な効果が期待できる。 良１旦ユ 第４図は本発明の第２の実施例を示す素子構成図である
。 薄膜抵抗体ｌＯは電子放出部≦の片側に設けた。 つまり、電子放出部３の電極は薄膜抵抗体ｌＧと電極２
より形成した。 本実施例の素子は実施例１と同様な方法で形成した。 本実施例における素子を実施例１と同様な方法で検討し
た結果はぼ実施例１と同等な結果が得られた。またここ
で薄膜抵抗体ｌＯ側の電極ｌにプラス電圧を印加しても
マイナス電圧を印加しても同等の結果が得られた。 １１且ユ 第８図は、本実施例の表面伝導形電子放出素子を表わす
概略図である。 第１８図において、ｌ！及び１２は電気的接続を得るた
めの電極、１３は電子放出体、１４は段差形成層、１５
は電極間隔、１６は薄膜抵抗体である。この電子放出素
子は、端部が対向した一対の薄膜抵抗体電極１−６の電
極間隔部１５の側端面に、電子放出体１３を配置してな
り薄膜抵抗体電極間に電圧を印加することにより電子放
出体１３から電子を放出するものである。 本実施例において、段差形成層１５は、一般に絶縁材料
を用いる。 例えば、 ＳｉＯ富、 ＭｇＯ，ＴｉＯ□
。 Ｔａｇ’ｓ、 ＡｌｚＯｓ等及びこれらの積層物、もし
くはこれらの混合物でも良い、電極間隔部！５は、段差
形成層１４の厚みと薄膜抵抗体電極１６の厚みによって
決定されるが、数十Ａ〜数μが良い、その他の本実施例
における構成部材は、前述と同様な材料、構成を用いる
ことができる。 以上説明した表面伝導形電子放出素子において実施例１
と同様な検討をした結果間等な効果を得られた。 ！Ｊ口ＩＡ 第１Ｏ図は本発明の第４の実施例であるところの電子源
とそれを用いた画像形成装置である。２９は素子電極で
あるところの薄膜抵抗体である。その材料としてはニク
ロム合金、酸化スズ、ＴａＪ、Ｃｒ−５ｉＯ等のサーメ
ツト材が代表的なものとして挙げられる。電極配線２１
の材料はニッケルとし、抵抗値を十分低くして作成した
０本実施例は電極配線２１の間に実施例１における電子
放出素子を並列に並べたものである。 次に本実施例の画像形成装置を説明する。 上述した電子源の上に電子通過孔２５を有するグリッド
電極２４を設け、さらにその上にガラス基板（画像形成
板）２６上に蛍光体２７が塗布された画像形成部材を設
けた。該画像形成装置をｌ Ｘ １０−’ｔ、ｏｒｒの
真空環境下に右いて、電極配線とグリッド電極でｘＹマ
トクリスを形成し画像形成するものである。 電極配＠２１−ａ、２１−ｂに１４Ｖ １７）電圧を印
加することにより各電子放出部２３から電子を放出させ
、グリッド電極に適当な電圧を印加することにより電子
源から電子を引き出し蛍光体２７に電子を衝突させた。 蛍光体を設けた画像形成部材には５００Ｒｔｏ、ｏｏｏ
ｖの電圧を印加した０本実施例において画像形成部材の
上に各画素の明るさを測定するための受光素子を設け、
薄膜抵抗素子のない場合と比較検討し、表２に示す結果
を得た。 （画素数＝２５素子） また、明るさのバラツキとは、次の式で表わすものであ
る。 最も明るい 最も暗い ここで、ちらつきとは、任意の画素に対して発光量の変
動を百分率で表わしたもので、次の式で表わすものであ
る。 ちらつきと明るさのバラツキは、装置駆動１時間後の値
で比較した。 表２からもＣらかなように、本実施例の画像形成装置は
、ちらつきや明るさのバラツキに効果があった。 また、本実施例において電極配線２１−ａ、２１−ｂの
どちらの電極にプラスの電圧を印加しても同等の結果が
得られた。 【発明の効果］ 以上説明したように、表面伝導形電子放出素子に右いて
、電子放出部を挟む少なくとも一方の電極を薄膜抵抗体
で作成することにより、放出電流のゆらぎを改善させる
効果がある。 また、該薄膜抵抗体の抵抗値を表面伝導形電子放出素子
の駆動時の抵抗値より小さくすることにより、放出電流
を低下させることなしに放出電流量のゆらぎを改善する
効果がある。 さらに、電極配線間に上記薄膜抵抗体を素子電極とする
表面伝導形電子放出素子を複数個設けた電子源を用いる
ことにより、画像形成装置における、表示のちらつきや
バラツキを改善させる効果がある。
第１図は表面伝導形電子放出素子の典型的な構成図であ
る。 第２図は特性評価装置の概略図である。 第３図は実施例１の素子構成図である。 第４図は実施例２の素子構成図である。 第５図は実施例１の電極作成図である。 第６図は実施例１における電子放出素子の電圧−電流特
性である。 第７図は実施例１における素子電流及び放出電流のゆら
ぎ量を示す図である。 第８図は実施例３の素子構成図である。 第９図は従来の電子放出素子を用いた画像形成装置の概
略図である。 第１Ｏ図は実施例４の画像形成装置の概略図である。 １．２．１１．１２−電極 ３．１３．２３−電子放出部 ４−絶縁性基板 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 １Ｏ１１６，２９−薄膜抵抗体 ２１−電極配線 ２２−素子電極 ２５−グリッド電極 ２５−電子通過孔 ２６−画像形成板 ２７−画像形成部材（蛍光体） ２８−蛍光体の輝点 １４−段差形成層 １５−電極間隔部
る。 第２図は特性評価装置の概略図である。 第３図は実施例１の素子構成図である。 第４図は実施例２の素子構成図である。 第５図は実施例１の電極作成図である。 第６図は実施例１における電子放出素子の電圧−電流特
性である。 第７図は実施例１における素子電流及び放出電流のゆら
ぎ量を示す図である。 第８図は実施例３の素子構成図である。 第９図は従来の電子放出素子を用いた画像形成装置の概
略図である。 第１Ｏ図は実施例４の画像形成装置の概略図である。 １．２．１１．１２−電極 ３．１３．２３−電子放出部 ４−絶縁性基板 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 １Ｏ１１６，２９−薄膜抵抗体 ２１−電極配線 ２２−素子電極 ２５−グリッド電極 ２５−電子通過孔 ２６−画像形成板 ２７−画像形成部材（蛍光体） ２８−蛍光体の輝点 １４−段差形成層 １５−電極間隔部
Claims (5)
- （１）電極間に電子放出体を有する表面伝導形電子放出
素子において、電極の少なくとも一方が薄膜抵抗体から
なることを特徴とする表面伝導形電子放出素子。 - （２）前記薄膜抵抗体の抵抗値が表面伝導形電子放出素
子駆動時の電子放出部の抵抗値より小さいことを特徴と
する請求項１記載の表面伝導形電子放出素子。 - （３）電極配線間に請求項１又は２記載の表面伝導形電
子放出素子を並列に複数個並べたことを特徴とする線状
電子源。 - （４）基板上に請求項３記載の線状電子源を２個以上設
けたことを特徴とする面状電子源。 - （５）請求項１〜４いずれかに記載の電子源から放出し
た電子を画像形成部材に照射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 |
|---|---|---|---|
| JP6743389A JP2923787B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 電子放出素子、それを用いた電子源及び画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6743389A JP2923787B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 電子放出素子、それを用いた電子源及び画像形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02247937A true JPH02247937A (ja) | 1990-10-03 |
| JP2923787B2 JP2923787B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=13344778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6743389A Expired - Fee Related JP2923787B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 電子放出素子、それを用いた電子源及び画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2923787B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5530314A (en) * | 1991-10-08 | 1996-06-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron-emitting device and electron beam-generating apparatus and image-forming apparatus employing the device |
| US6885156B2 (en) | 2000-07-24 | 2005-04-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron-emitting device and image forming apparatus |
| US7097530B2 (en) | 2001-09-07 | 2006-08-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron source substrate and display apparatus using it |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5140860A (ja) * | 1974-10-04 | 1976-04-06 | Ise Electronics Corp | Reiinkyokukeikohyojikan |
| JPS63184230A (ja) * | 1986-09-09 | 1988-07-29 | Canon Inc | 電子放出素子 |
-
1989
- 1989-03-22 JP JP6743389A patent/JP2923787B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5140860A (ja) * | 1974-10-04 | 1976-04-06 | Ise Electronics Corp | Reiinkyokukeikohyojikan |
| JPS63184230A (ja) * | 1986-09-09 | 1988-07-29 | Canon Inc | 電子放出素子 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5530314A (en) * | 1991-10-08 | 1996-06-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron-emitting device and electron beam-generating apparatus and image-forming apparatus employing the device |
| US5645462A (en) * | 1991-10-08 | 1997-07-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron-emitting device, and electron beam-generating apparatus and image-forming apparatus employing the device |
| US6885156B2 (en) | 2000-07-24 | 2005-04-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron-emitting device and image forming apparatus |
| US7282852B2 (en) | 2000-07-24 | 2007-10-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron-emitting device and image forming apparatus |
| US7097530B2 (en) | 2001-09-07 | 2006-08-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron source substrate and display apparatus using it |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2923787B2 (ja) | 1999-07-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3072795B2 (ja) | 電子放出素子と該素子を用いた電子線発生装置及び画像形成装置 | |
| JP3072809B2 (ja) | 電子放出素子と該素子を用いた電子線発生装置及び画像形成装置 | |
| US6731060B1 (en) | Electron-emitting device, electron source using the electron-emitting device, and image-forming apparatus using the electron source | |
| JP2946140B2 (ja) | 電子放出素子、電子源及び画像形成装置の製造方法 | |
| US20100264805A1 (en) | Under-gate field emission triode with charge dissipation layer | |
| JP2805326B2 (ja) | 電子源及びそれを用いた画像形成装置 | |
| JP2923787B2 (ja) | 電子放出素子、それを用いた電子源及び画像形成装置 | |
| JP3185064B2 (ja) | 表面伝導形電子放出素子の製造方法 | |
| JP3210129B2 (ja) | 電子源及び画像形成装置 | |
| JP2727193B2 (ja) | 電子放出素子の製造方法 | |
| JP2949639B2 (ja) | 電子放出素子、電子源、画像形成装置及び、それらの製造方法 | |
| JP4147072B2 (ja) | 電子源基板とその製造方法、並びに該電子源基板を用いた画像表示装置 | |
| JP2916807B2 (ja) | 電子放出素子、電子源、画像形成装置及び、それらの製造方法 | |
| JPH0765708A (ja) | 電子放出素子並びに画像形成装置の製造方法 | |
| JP2715314B2 (ja) | 画像形成装置及びその駆動方法 | |
| JP3474863B2 (ja) | 電界放出型電子源の製造方法とマトリックス型電子源アレイ基板の製造方法 | |
| JP2850014B2 (ja) | 画像形成装置 | |
| JP3131752B2 (ja) | 電子放出素子、電子線発生装置及び画像形成装置並びにそれらの製造方法 | |
| JP3599574B2 (ja) | 電子放出素子、それを用いた電子源及び画像形成装置 | |
| JP2748143B2 (ja) | 電子線発光装置 | |
| JP2916808B2 (ja) | 電子放出素子、電子源、画像形成装置及びそれらの製造方法 | |
| JP2961523B2 (ja) | 電子放出素子、電子源及び画像形成装置 | |
| JPH06203741A (ja) | 電子放出素子、電子線発生装置及び画像形成装置 | |
| JP2933855B2 (ja) | 電子放出素子及びそれを用いた電子線発生装置並びに画像形成装置の製造方法 | |
| JPH0398233A (ja) | 電子放出素子の駆動法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |