JPH04272638A - 電界放出カソードを有する陰極線管の輝度制御装置 - Google Patents

電界放出カソードを有する陰極線管の輝度制御装置

Info

Publication number
JPH04272638A
JPH04272638A JP3226126A JP22612691A JPH04272638A JP H04272638 A JPH04272638 A JP H04272638A JP 3226126 A JP3226126 A JP 3226126A JP 22612691 A JP22612691 A JP 22612691A JP H04272638 A JPH04272638 A JP H04272638A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cells
cathode
interconnected
electrodes
field emission
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.)
Pending
Application number
JP3226126A
Other languages
English (en)
Inventor
Robert W Doran
ロバート・ダブリュー・ドラン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raytheon Co
Original Assignee
Raytheon Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Raytheon Co filed Critical Raytheon Co
Publication of JPH04272638A publication Critical patent/JPH04272638A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J3/00—Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J3/02—Electron guns
    • H01J3/021—Electron guns using a field emission, photo emission, or secondary emission electron source
    • H01J3/022—Electron guns using a field emission, photo emission, or secondary emission electron source with microengineered cathode, e.g. Spindt-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/46—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
    • H01J29/48—Electron guns
    • H01J29/481—Electron guns using field-emission, photo-emission, or secondary-emission electron source

Landscapes

  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (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。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、陰極線管（ＣＲＴ）デ
ィスプレイに関し、特にＣＲＴのカソード上の電界放出
アレイの選定された数の要素を駆動することにより、デ
ィスプレイのここのピクセルに対して線形レンジの明る
さを生じる回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】陰極線管（ＣＲＴ）は、広範囲の電子的
用途において、最も一般的にはテレビジョン受信機、オ
ッシロスコープおよびコンピュータのモニターにおける
表示デバイスとして有用な真空管の特定の形態である。 ＣＲＴの主な機能は、電気入力信号に含まれる情報を電
子ビーム・エネルギへ変換し、このエネルギを入力信号
情報の視覚的表示を行うため光エネルギに変換すること
である。
【０００３】基本的な陰極線管においては、電子が熱電
子カソードから発射されて制御格子により制御される。 自由電子のビームは、磁気力あるいは静電気の吸引力に
よりアノード部分を通って加速され、磁気偏向コイルあ
るいは静電偏向板により典型的には水平および垂直軸に
おいて偏向される。ビームの電子は、発光する蛍光体被
覆面に当たり、短い時間間隔で可視光を発する。
【０００４】表示されるべき情報を含む入力信号は、制
御格子とカソードとの間に加えられる。しかし、ビーム
電流と制御電圧間の関係（一般には、ガンマ特性と呼ば
れる）は、非常に非線形の関数であり、線形レンジの表
示強さを生じるためには入力信号と制御格子間に接続す
るには比較的複雑な補償回路が必要とされる。
【０００５】最近の数年間で、平坦パネル・ディスプレ
イの領域における広範囲な活発な研究は、非熱電子カソ
ード、例えば、米国カルフォルニア州メンロー・パーク
のＳＲＩ　　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌで開発された
種類の、Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔにちなんで一般にＳｐｉ
ｎｄｔカソードと呼ばれる電界放出アレイの開発をもた
らした。
【０００６】電界放出カソードのアレイを従来の熱電子
カソードの代わりに陰極線管に使用することは、ある利
点を提供するものと思われた。特に、電界放出カソード
の使用は、非常に高い電流密度を可能にする。更に、ヒ
ータ素子が無いことは、陰極線管の寿命を延ばすものと
予期し得る。
【０００７】しかし、一方では、電界放出カソードは、
駆動信号に応答する電子の放出に関して熱電子カソード
よりも更に非線形性となり、入力信号電圧のレンジ以上
の線形レンジのＣＲＴ輝度を生じるためには、更に複雑
な補償回路が必要とされる。電界放出アレイ・カソード
を備えたＣＲＴの明るさの線形制御のより簡単な方法に
対する要求が存在することが明らかである。
【０００８】
【発明の概要】従って、本発明の目的は、改善された陰
極線管の提供にある。
【０００９】本発明の別の目的は、改善された電界放出
カソードを備えた陰極線管の提供にある。
【００１０】本発明の更に別の目的は、カソードが線形
レンジの明るさを提供するように制御されるべく構成さ
れる陰極線管において使用される電界放出カソードの提
供にある。
【００１１】本発明の原理によれば、多数の電界放出電
子エミッタを含み、各エミッタがカソード電極とゲート
電極を含み、カソードから電子を放出するためこれら電
極間の予め定めた電位に応答する電子放出装置が開示さ
れる。カソード電極の全ては電気的に相互に接続されて
いる。ゲート電極は、第１の複数のセルを構成するため
相互に接続され、各セルは同数の電子エミッタを含んで
いる。このセルは、異なる数のセルを含む第２の複数の
グループを構成するため相互に接続されている。本装置
は更に、カソードと、相互に接続されたセル・グループ
の相互に接続されたゲート電極との間に予め定めた電位
を選択的に加えるための手段を含んでいる。
【００１２】本発明の特定用途においては、電子ビーム
電流に応答して光エネルギを生じる面を持つ封止された
外包管（エンベロープ）を含む陰極線管（ＣＲＴ）が開
示される。このＣＲＴは更に、入力信号に応答して電子
ビーム電流を生じる外包管内の電子放出手段を含み、各
エミッタがカソード電極とゲート電極からなりその間の
予め定めた電位に応答してカソードから電子を放出する
、多数の電界放出電子エミッタを含んでいる。カソード
電極は、全て電気的に相互に接続されている。ゲート電
極は、第１の複数のセルを構成するように相互に接続さ
れ、各セルは同数の電子エミッタからなる。このセルは
第２の複数のグループを構成するように相互に接続され
、このグループは異なる数のセルからなっている。この
電子放出手段は、入力信号に応答して、カソードと、前
記グループの相互に接続されたセルの相互に接続された
ゲート電極との間に予め定めた電位を選択的に加え、カ
ソードからの電子の放出は入力信号の振幅と関連する。 本ＣＲＴは更に、外包管内に電子放出手段からの電子ビ
ーム電流を面に対して加速する手段と、この電子ビーム
電流を前記面上の位置に対して選択的に偏向させる手段
とを含む。
【００１３】このような構成により、電界放出電子ビー
ムを生じる陰極線管が提供され、線形レンジの輝度を表
示するように電子エミッタが制御される。
【００１４】本発明の他の特徴および利点については、
以降の望ましい実施態様の詳細な記述、頭書の特許請求
の範囲および添付図面から更によく理解されよう。
【００１５】
【実施例】図１において、本発明を採用し得る陰極線管
（ＣＲＴ）１０の一部略図的な図が示される。ＣＲＴ１
０は、典型的には、発光する蛍光体層２２で覆われた内
面１２ａを有する封止ガラス管１２を含んでいる。通常
のＣＲＴには、カソード１４、制御格子１６およびアノ
ード１８を含む電極が管１２のネック１２ｂ内に配置さ
れている。
【００１６】電子は、カソード１４から放出されてアノ
ード１８を通って加速され、その速度はゲート１６とも
呼ばれる制御格子１６により制御される。従来の熱電子
カソードの場合は、電子の放出は、典型的にはフィラメ
ント（図１のＣＲＴには図示させれず）の如き隣接する
ヒータによりカソードに加えられる熱によって誘起され
る。本発明のＣＲＴに使用されるカソード形態である電
界放出カソードの場合は、カソード１４およびゲート１
６が単一の構造体１７に組込まれる。このような形態で
は、カソード１４からの電子の放出は、典型的にはカソ
ード１４とゲート１６間の電位差により生じる電界の存
在によって生じる。
【００１７】カソード１４から放出され、ゲート１６に
より制御され、アノード１８内で加速される電子ビーム
は、蛍光体被覆面１２ａ上の色々な場所に向けて指向さ
れる。電子ビームの方向制御は、磁気ヨーク２０におけ
る巻線（図示せず）に加えられる制御電流により生じ、
これによりビームの必要な水平および垂直方向の偏向を
生じる。
【００１８】図２においては、本発明の電子放出装置を
構成する形式にすることが可能なカソードおよびゲート
電極の薄膜構成の大きく拡大した断面図が示される。電
子放出装置３０は、全てのカソード３８に対する共通導
体として働く、例えばドープされたシリコンのウエーハ
である導電性基板３２を含む。電気絶縁材料層３４が基
板３２に対して固定され、ゲート電極を構成する薄い導
電層３６が層３４に重なっている。層３６における複数
の開口４０が絶縁層３４を経て基板３２まで延び、これ
により装置３０に複数の「ウエル」を形成する。各ウエ
ルに配置されたカソード３８は、例えばモリブデンの如
き金属の導電性材料から作られて基板３２との接触を介
して全て電気的に接続される略々円錐状の構造部を含む
。
【００１９】当業者には、例えば、周知のフォトリソグ
ラフ法を用いて図２に示される如き装置３０を作る方法
は容易に理解されよう。要約すれば、望ましいプロセス
において、酸化物膜３４、例えば厚さが約０．７５μｍ
の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）が、カソード３８とゲート
３６間のスペーサおよび電気的絶縁体として働くように
、ドープされたシリコン・ウエーハ３２上に真空蒸着さ
れる。ゲート電極３６は、約０．７５μｍの厚さをもつ
真空蒸着されたモリブデン層を含む。
【００２０】各々が１μｍの直径である穴４０のアレイ
が、ゲート電極３６および絶縁酸化物層３４を経て導電
性基板３２まで延びるようエッチングされる。酸化物層
３４に穴４０を形成するため典型的に用いられる反応性
イオン・エッチング法は、図２に示されるように、穴４
０の縁部を僅かに突き出した（オーバーハング）状態の
ままにしてゲート層３６の下方に僅かなアンダーカット
を生じる。
【００２１】カソード３８は、典型的には基板層３２と
直角をなす方向にモリブデンの真空蒸着によって全て同
時に形成される。この蒸着に先立ち、またその最中に、
他の化学的に除去し得る材料が近かすめ入射角で真空蒸
着され、徐々にゲート電極３６における穴４０を閉じ、
この穴を経て蒸着されたモリブデンが通過して逓減する
直径のデポジット被着を形成し、最終的にはゲート電極
３６の略々頂面の面内に円錐の頂点を持つ円錐状電子エ
ミッタ３８を結果として生じる。この円錐形状および寸
法は、カソード３８間では約３０乃至４０ナノメータの
半径の非常によく似たものとなる。
【００２２】各々がカソード３８および周囲のゲート電
極層３６を含む個々の電子エミッタ４８は、アレイ状に
まとまる。以下本文ではセルと呼ばれるこれらのアレイ
は、例えば、３×３方形マトリックスに集まる９個のエ
ミッタ、あるいは４×４方形マトリックスに集まる１６
個のエミッタを含む。このように、１つのセル内の１つ
または２つのエミッタの障害はセルの全体的な放出性能
に大きな影響を及ぼすことはない。
【００２３】図３においては、本発明の教示による電子
放出装置３０の一部が示される。図３は、それぞれセル
４×４マトリックス内の１６個の電子エミッタ４８を含
む５０ａ、５０ｂ、５０ｃおよび５０ｄとして示される
４個のセル５０を示す。先に述べたように、全てのカソ
ード３８が基板３２（図示せず）を介して電気的に相互
に接続されることが判るであろう。しかし、この図から
、各セル５０のゲート電極３６が相互に電気的に絶縁（
分離）されることが判るであろう。セル５０ａのゲート
電極３６ａはゲート電極３６ｂ、３６ｃおよび３６ｄか
ら電気的に絶縁され、これらゲート電極は全て相互に絶
縁されている。このように、各セル５０ａ、５０ｂ、５
０ｃおよび５０ｄの１６個の電子エミッタ４８は一体に
作動するが、他のセルの電子エミッタ４８とは独立的に
作動する。
【００２４】図３の構成を製造するためのフォトリソグ
ラフ法は当業者には容易に理解されよう。典型的には、
マスク・デポジション法は、ゲート電極３６ａ、３６ｂ
、３６ｃおよび３６ｄを含む領域の絶縁層３４、および
導電性リード４２ａ、４２ｂ、４２ｃおよび４２ｄに対
するメタライゼーションを可能にし、表面の残部をメタ
ライゼーションされない状態に残しておく。
【００２５】本発明の原理によれば、図３に示されるよ
うに、セル５０はグループで駆動され、各グループは異
なる数のセルから構成することができる。望ましい実施
態様においては、グループ当たりのセル数は２進数列に
従って変化する。このため、グループＡは１つのセルを
含み、グループＢは２つのセルを含み、グループＣは４
つのセルを含む、等である。全てのグループの全てのセ
ルにおける全てのカソードは相互に接続され、単一のリ
ードにされる。各グループにおける全てのセルの全ての
ゲート電極は相互に接続され、各グループは１つのリー
ドを有する。
【００２６】各グループからの最大ビーム電流がそのセ
ル数により決定されるため、本例による１つのグループ
からの総電流は前のグループの２倍となる。グループの
種々の組合わせをその信号リードを介して選択的に動作
可能状態にすることにより、全ＣＲＴビーム電流は非常
に線形的に制御することができる。ＣＲＴのカソードは
、実質的に、ビット数、あるいは本例ではセル・グルー
プ数により決定される解像度を持つディジタル／アナロ
グ・コンバータとなる。最も大きなものが８つのセルを
有する４つのグループの例においては、ＣＲＴは黒（全
てのグループがオフ）を含む２４＝１６のグレー階調（
シェード）を表示することができる。
【００２７】図４においては、本発明の一実施例による
電子エミッタのセルのグループ構成のための駆動回路装
置が示される。この駆動回路装置は、全体的に入力端子
７０と呼ばれる入力端子７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃおよび
７０Ｄにおけるビデオ情報を受取る。典型的にはコンピ
ュータ制御される表示システムにおいて使用される形式
のものでよい入力端子７０におけるこのビデオ情報は、
連続する端子７０における信号レベルの重み間に２進関
係を有するディジタル形態で与えられる。入力端子７０
Ａ、７０Ｂ、７０Ｃおよび７０Ｄにおける信号は、電界
効果トランジスタ（ＦＥＴ）スイッチとして例示される
電子スイッチング・デバイス６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃお
よび６６Ｄの入力端子を制御するように個々に結合され
る。 全体的にスイッチング・デバイス６６と呼ばれるこれら
４つのスイッチング・デバイスは、その各々の制御入力
端子における可能化電圧レベルを介して可能状態にされ
る時、装置３０の対応する電子エミッタ・セルの両端の
電圧を切換え、この電圧は、共に出力電圧のレンジを生
じるように調整可能であるゲート電圧供給装置６８およ
びカソード電圧供給装置７２の電圧出力によって決定さ
れる。
【００２８】本例においては、電子放出装置３０は、総
合的にグループ８０と呼ばれる４つのグループ８０Ａ、
８０Ｂ、８０Ｃおよび８０Ｄに配列された１５個のセル
５０を含む。グループ８０Ａは、制御ゲート電極８２が
スイッチング・デバイス６６Ａと接続された１つのセル
５０を含む。グループ８０Ｂは、相互に接続された制御
ゲート電極８２Ｂがスイッチング・デバイス６６Ｂと接
続された２つのセル５０を含む。グループ８０Ｃは、相
互に接続された制御ゲート電極８２Ｃがスイッチング・
デバイス６６Ｃと接続された４つのセル５０を含む。グ
ループ８０Ｄは、相互に接続された制御ゲート電極８２
Ｄがスイッチング・デバイス６６Ｄと接続された制御ゲ
ート電極８２Ｄを含む。グループ８０Ａ、８０Ｂ、８０
Ｃおよび８０Ｄの全てのセル５０の全てのカソード電極
は、１つのカソード８４として相互に接続されている。 カソード８４における電圧レベルは、調整可能なカソー
ド電圧ソース７２からの電圧により決定される。
【００２９】入力端子７０Ａにおける信号レベルがデバ
イス６６Ａの制御入力端子に加えられ、スイッチング・
デバイス６６Ａが作動されると、調整可能なゲート電圧
ソース６８からの電圧が、１つのセル５０の相互に接続
された制御ゲート電極を含む制御ゲート電極８２Ａと接
続される。同様に、入力端子７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃお
よび７０Ｄにおける信号レベルがデバイス６６Ｂ、６６
Ｃおよび６６Ｄの各制御入力端子に加えられ、スイッチ
ング・デバイス６６Ｂ、６６Ｃおよび６６Ｄが駆動され
る時、調整可能ゲート電圧ソース６８からの電圧がそれ
ぞれ、２つ、４つおよび８つのセル５０の相互に接続さ
れた制御ゲート電極を含む制御ゲート電極８２Ｂ、８２
Ｃおよび８２Ｄに対して接続される。
【００３０】このように、２進加重関係を持つディジタ
ル信号として入力端子７０に与えられる時間的に変化す
るビデオ入力信号の場合は、対応数の電子エミッタ・セ
ル５０が活性化され、これによりビデオ入力信号に関し
て略々線形である電子放出装置３０からのビーム電流を
与える。図１に示される形式のＣＲＴに加えられると、
図４の装置は、ビデオ入力信号に関して略々線形である
（黒を含む）１６レベルの輝度が可能である。
【００３１】図４に示される回路は、最大と最小の明る
さ間に１５対１のダイナミック・レンジを提供する。こ
れは、カソードの大きさを２倍あるいは４倍にすること
により、また対応する数のセルを加えることによって、
３１対１または６３対１に拡張することができる。
【００３２】現在のＣＲＴは、航空機の管制塔または航
空機の乗員室における如き広く変化する周囲光条件で使
用されるならば、時に４００：１以上のダイナミック・
レンジを持つことが要求される。一般に、一時に１６ま
たは３２階調のグレーで充分であるが、比較的長い期間
にわたってある程度の明るさの階調が要求されることも
ある。これは、供給装置７２から得られる共通のカソー
ド・バイアス電圧を調整するか、あるいは供給装置６８
から得られる全てのスイッチング・デバイス６６により
共用される上部の電圧レールの大きさを調整することに
より達成可能である。
【００３３】望ましい一形態においては、スイッチング
・デバイス６６および他の回路およびドライバをエミッ
タ構造３０と同じシリコン基板上に集積化することもで
き、これにより比較的短いリード長さおよび減少した寄
生キャパシタンスによりスイッチング・デバイス６６の
速度を増すことができる。この形態は、ＣＲＴが論理レ
ベルから直接駆動されることを可能にする。要求される
クロック・レートに従って、入力信号は並列インターフ
ェースを、あるいはカソード基板上にシフト・レジスタ
（図示せず）を付設することにより直列インターフェー
スを持つことができる。
【００３４】図５において、本発明の第２の実施例によ
る電子エミッタのセルのグループ分けのための駆動回路
構成が示される。この構成に含まれるのは、端子６２に
与えられるアナログ・ビデオ信号および端子６４に加え
られるクロック（タイミング）信号に応答し出力にディ
ジタル信号を生じるアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）・
コンバータ６０である。Ａ／Ｄコンバータ６０の出力ポ
ートは、個々に電子スイッチング・デバイス６６Ａ、６
６Ｂ、６６Ｃおよび６６Ｄの入力端子を制御するよう接
続され、これらデバイスは例示的に電界効果トランジス
タ（ＦＥＴ）・スイッチとして示される。
【００３５】Ａ／Ｄコンバータ６０の出力端子ＤＡが前
記デバイス６６Ａの制御入力端子へ可能化電圧レベルを
与え、スイッチング・デバイス６６Ａが駆動されると、
調整可能ゲート電圧供給装置６８からの電圧が、１つの
セル５０の相互に接続された制御ゲート電極を含む制御
ゲート電極８２Ａと接続される。同様に、Ａ／Ｄコンバ
ータの出力端子ＤＢ、ＤＣおよびＤＤが前記デバイス６
６Ｂ、６６Ｃおよび６６Ｄの各制御入力端子に可能化電
圧レベルを与え、スイッチング・デバイス６６Ｂ、６６
Ｃおよび６６Ｄが駆動されると、調整可能ゲート電圧供
給装置６８からの電圧がそれぞれ、２つ、４つおよび８
つのセル５０の相互に接続された制御ゲート電極を含む
制御ゲート電極８２Ｂ、８２Ｃおよび８２Ｄと接続され
る。
【００３６】入力端子６２に与えられ、入力端子６４に
与えられＡ／Ｄコンバータ６０のクロック入力端子（Ｃ
ＬＫ）と接続されるタイミング信号によりストローブさ
れるＡ／Ｄコンバータ６０のアナログ入力端子（Ａ）と
接続される時間的に変化するビデオ入力信号に対しては
、このビデオ入力信号のディジタル表示がコンバータ６
０の出力端子ＤＡ、ＤＢ、ＤＣおよびＤＤに与えられる
。 このディジタル表示から、対応数の電子放出セル５０が
活性化され、これによりビデオ入力信号に関して略々線
形を呈する電子放出装置３０からのビーム電流を提供す
る。
【００３７】図６において、６３個のセルを含むＣＲＴ
電子放出装置３０に対するセル・グループのあり得る位
置的形態が示される。特に、図６は、そのグループが相
互接続リード５２を介して適当に電気的に接続される６
３個のセル５０を含む電子放出装置３０を示している。 ６つのグループの各々からの信号リードは、全体的に端
子５４と呼ばれる端子５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄ
、５４Ｅおよび５４Ｆを相互に接続させられる。各セル
５０は、制御ゲート電極が接続されカソード電極が接続
された複数の電子エミッタを含むことが思い出されよう
。従って、装置３０の６３個のセルの全てのカソード電
極全てが相互に接続されること、および相互接続リード
５２がセル５０の相互に接続された制御ゲート電極間に
選択的な電気的経路を提供することによりセル・グルー
プを形成することが理解されよう。
【００３８】図６の事例においては、セル・グループＡ
が「Ａ」を付した１つのセル５０を含み、セル・グルー
プＢが「Ｂ」を付した２つのセル５０を、セル・グルー
プＣが「Ｃ」を付した４つのセル５０を、セル・グルー
プＤが「Ｄ」を付した８つのセル５０を、セル・グルー
プＥが「Ｅ」を付した１６のセル５０を、またセル・グ
ループＦが「Ｆ」を付した３２のセル５０を含む。この
ため、端子５４の適当なものに対して電圧を加える（あ
るいは加えない）ことにより、０と６３間のどんな数の
セル・グループでも活性化することができる。
【００３９】できるだけ均一に電流負荷を分散するため
、図６の実施例における６つのグループの各々のセル５
０は、電子放出装置３０の周囲に略々対称的に配置され
る。このため、どんな数のグループを活性化しても放出
される電子の略々均等な分散を生じることが容易に判る
であろう。
【００４０】装置３０の表面におけるセル５０の略々方
形の構成は限定的な形態と見做すべきではない。この形
状は、図示の如く方形でもよく、あるいは円形または不
規則なパターンでもよい。最適の設計は、電力の分布お
よびリード長さの等化および極小化を勘案しなければな
らない。
【００４１】本発明の原理を特に図面の例示構造に関し
て示したが、本発明の実施において種々の変更が可能な
ことが認識されよう。本発明の範囲は、本文に開示した
特定構造に限定されることを意図するものではなく、頭
書の特許請求の範囲により示されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカソードが含まれる典型的な陰極線管
（ＣＲＴ）を一部略図的に示す図である。
【図２】図１のＣＲＴにおける使用される形式のもので
よい電子放出装置を含む薄膜素子アレイを示す断面図で
ある。
【図３】図２の電子エミッタのセルへの集合状態を示す
図である。
【図４】本発明による電子エミッタ・セルのグループを
選択的に駆動する構成の第１の実施例を示す概略図であ
る。
【図５】本発明による電子エミッタ・セルのグループを
選択的に駆動する構成の第２の実施例を示す概略図であ
る。
【図６】本発明によるセル・グループのあり得る位置的
な形態を示す図である。
【符号の説明】
１０　　陰極線管（ＣＲＴ） １２　　封止ガラス管 １２ａ　　蛍光体被覆面 １２ｂ　　ガラス管ネック １４　　カソード １６　　制御格子（ゲート） １７　　構造体 １８　　アノード ２０　　磁気ヨーク ２２　　発光蛍光体層 ３０　　電子放出装置 ３２　　ドープされたシリコン・ウエーハ（導電性基板
）３４　　電気絶縁材料層（酸化物層） ３６　　ゲート電極（導電層） ３８　　円錐状電子エミッタ（カソード）４０　　開口 ４２　　導電性リード ４８　　電子エミッタ ５０　　電子放出セル ６０　　アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）・コンバータ
６８　　調整可能ゲート電圧供給装置 ７２　　カソード電圧供給装置

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　多数の電界放出電子エミッタを設け、
    該エミッタの各々はカソード電極とゲート電極とを含み
    、該電極間の予め定めた電位に応答して前記カソードか
    ら電子を放出し、該カソード電極の全てが電気的に相互
    に接続され、前記ゲート電極は相互に接続されて第１の
    複数のセルを形成し、該セルの各々は同数の電子エミッ
    タを含み、前記セルは相互に接続されて第２の複数のグ
    ループを形成し、該グループは異なる数のセルを含み、
    前記カソードと前記グループの前記相互に接続されたセ
    ルの前記相互に接続されたゲート電極との間に前記予め
    定めた電位を選択的に加える手段を、設けてなる電子放
    出装置。
  2. 【請求項２】　　前記多数の電界放出電子エミッタが、
    薄膜デバイスを用いて導電性を有する平坦面上に形成さ
    れる請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】　　前記多数の電界放出電子エミッタの前
    記カソード電極が、前記導電性平坦面と電気的に接続さ
    れる請求項２記載の装置。
  4. 【請求項４】　　前記多数の電界放出電子エミッタの前
    記ゲート電極が、絶縁層により前記導電性平坦面から隔
    てられたメタライズド層を含む請求項２記載の装置。
  5. 【請求項５】　　前記メタライズド層が複数の電気的に
    分離された部分を含み、該部分の各々が前記セルの１つ
    の相互に接続されたゲート電極を含む請求項４記載の装
    置。
  6. 【請求項６】　　前記メタライズド層の前記部分が、前
    記セルを前記セルのグループに相互に接続する結合手段
    を含む請求項５記載の装置。
  7. 【請求項７】　　前記第２の複数のグループを形成する
    相互に接続されたセルの数が２進数列に従って関連付け
    られる請求項１記載の装置。
  8. 【請求項８】　　入力信号に応答して陰極線管に電子ビ
    ーム電流を生じさせる装置であって、多数の電界放出電
    子エミッタを設け、該エミッタの各々が、カソード電極
    とゲート電極とを含み、該電極間の予め定めた電位に応
    答して前記カソードから電子を放出し、該カソード電極
    の全てが電気的に相互に接続されており、前記ゲート電
    極が相互に接続されて第１の複数のセルを形成し、該セ
    ルの各々が同数の電子エミッタを含み、前記セルが相互
    に接続されて第２の複数のグループを形成し、該グルー
    プは異なる数のセルを含み、前記入力信号に応答して、
    前記カソードと、前記グループの前記相互に接続された
    セルの前記相互に接続された電極との間に前記予め定め
    た電位を選択的に加える手段を設け、前記カソードから
    の電子の放出が前記入力信号の振幅と関連付けられる、
    装置。
  9. 【請求項９】　　前記多数の電界放出電子エミッタが、
    薄膜デバイスを用いて導電性を有する平坦面上に形成さ
    れる請求項８記載の装置。
  10. 【請求項１０】　　前記多数の電界放出電子エミッタの
    前記カソード電極が、前記導電性平坦面と電気的に接続
    される請求項９記載の装置。
  11. 【請求項１１】　　前記多数の電界放出電子エミッタの
    前記ゲート電極が、絶縁層により前記導電性平坦面から
    隔てられたメタライズド層を含む請求項９記載の装置。
  12. 【請求項１２】　　前記メタライズド層が複数の電気的
    に分離された部分を含み、該部分の各々が前記セルの１
    つの相互に接続されたゲート電極を含む請求項１１記載
    の装置。
  13. 【請求項１３】　　前記メタライズド層の前記部分が、
    前記セルを前記セルのグループに相互に接続する結合手
    段を含む請求項１２記載の装置。
  14. 【請求項１４】　　前記第２の複数のグループを形成す
    る相互に接続されたセルの数が２進数列に従って関連付
    けられる請求項８記載の装置。
  15. 【請求項１５】　　電子ビーム電流に応答して光エネル
    ギを生じる面を内部に有する封止されたエンベロープと
    、該エンベロープ内にあって、入力信号に応答して電子
    ビーム電流を生じる電子放出手段とを設け、該手段は、
    各々がカソード電極とゲート電極とを含み、該電極間の
    予め定めた電位に応答して前記カソードから電子を放出
    する多数の電界放出電子エミッタを含み、該カソード電
    極の全てが電気的に相互に接続され、前記ゲート電極は
    相互に接続されて第１の複数のセルを形成し、該セルの
    各々が同数の電子エミッタを含み、該セルは相互に接続
    されて第２の複数のグループを形成し、該グループは異
    なる数のセルを含み、更に前記入力信号に応答して、前
    記カソードと、前記グループの前記相互に接続されたセ
    ルの前記相互に接続されたゲート電極との間に前記予め
    定めた電位を選択的に加える手段を設け、前記カソード
    からの電子の放出が前記入力信号の振幅と関連付けられ
    、前記エンベロープ内にあって、前記電子放出手段から
    の前記電子ビーム電流を前記面に向けて加速する手段と
    、前記電子ビーム電流を前記面上の各位置に対して選択
    的に偏向させる手段と、を設けてなる陰極線管。
  16. 【請求項１６】　　前記多数の電界放出電子エミッタが
    、薄膜デバイスを用いて導電性を有する平坦面上に形成
    される請求項１５記載の陰極線管。
  17. 【請求項１７】　　前記多数の電界放出電子エミッタの
    前記カソード電極が、前記導電性平坦面と電気的に接続
    される請求項１６記載の陰極線管。
  18. 【請求項１８】　　前記多数の電界放出電子エミッタの
    前記ゲート電極が、絶縁層により前記導電性平坦面から
    隔てられたメタライズド層を含む請求項１６記載の陰極
    線管。
  19. 【請求項１９】　　前記メタライズド層が複数の電気的
    に絶縁された部分を含み、該部分の各々が前記セルの１
    つの相互に接続されたゲート電極を含む請求項１８記載
    の陰極線管。
  20. 【請求項２０】　　前記メタライズド層の前記部分が、
    前記セルを前記セルのグループに相互に接続する結合手
    段を含む請求項１９記載の陰極線管。
  21. 【請求項２１】　　前記第２の複数のグループを構成す
    る相互に接続されたセルの数が２進数列に従って関連付
    けられる請求項１５記載の陰極線管。
JP3226126A 1990-09-05 1991-09-05 電界放出カソードを有する陰極線管の輝度制御装置 Pending JPH04272638A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/578,717 US5103145A (en) 1990-09-05 1990-09-05 Luminance control for cathode-ray tube having field emission cathode
US578717 1990-09-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04272638A true JPH04272638A (ja) 1992-09-29

Family

ID=24314009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3226126A Pending JPH04272638A (ja) 1990-09-05 1991-09-05 電界放出カソードを有する陰極線管の輝度制御装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5103145A (ja)
EP (1) EP0479425A1 (ja)
JP (1) JPH04272638A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06349420A (ja) * 1993-06-03 1994-12-22 Nec Kansai Ltd 陰極線管
JPH07220647A (ja) * 1994-02-07 1995-08-18 Futaba Corp 陰極線管及び陰極線管の駆動方法
KR100285941B1 (ko) * 1994-02-07 2001-04-16 니시무로 아츠시 음극선관 및 음극선관의 구동방법

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2679653B1 (fr) * 1991-07-23 1993-09-24 Commissariat Energie Atomique Vacumetre a ionisation.
US5155420A (en) * 1991-08-05 1992-10-13 Smith Robert T Switching circuits employing field emission devices
US5536193A (en) * 1991-11-07 1996-07-16 Microelectronics And Computer Technology Corporation Method of making wide band gap field emitter
US5173697A (en) * 1992-02-05 1992-12-22 Motorola, Inc. Digital-to-analog signal conversion device employing scaled field emission devices
US5278472A (en) * 1992-02-05 1994-01-11 Motorola, Inc. Electronic device employing field emission devices with dis-similar electron emission characteristics and method for realization
US5679043A (en) 1992-03-16 1997-10-21 Microelectronics And Computer Technology Corporation Method of making a field emitter
US5548185A (en) * 1992-03-16 1996-08-20 Microelectronics And Computer Technology Corporation Triode structure flat panel display employing flat field emission cathode
US5763997A (en) 1992-03-16 1998-06-09 Si Diamond Technology, Inc. Field emission display device
US5686791A (en) 1992-03-16 1997-11-11 Microelectronics And Computer Technology Corp. Amorphic diamond film flat field emission cathode
US5675216A (en) 1992-03-16 1997-10-07 Microelectronics And Computer Technololgy Corp. Amorphic diamond film flat field emission cathode
US5449970A (en) 1992-03-16 1995-09-12 Microelectronics And Computer Technology Corporation Diode structure flat panel display
US6127773A (en) 1992-03-16 2000-10-03 Si Diamond Technology, Inc. Amorphic diamond film flat field emission cathode
US5543684A (en) 1992-03-16 1996-08-06 Microelectronics And Computer Technology Corporation Flat panel display based on diamond thin films
US5210472A (en) * 1992-04-07 1993-05-11 Micron Technology, Inc. Flat panel display in which low-voltage row and column address signals control a much pixel activation voltage
US5410218A (en) * 1993-06-15 1995-04-25 Micron Display Technology, Inc. Active matrix field emission display having peripheral regulation of tip current
US5638086A (en) * 1993-02-01 1997-06-10 Micron Display Technology, Inc. Matrix display with peripheral drive signal sources
US5956004A (en) * 1993-05-11 1999-09-21 Micron Technology, Inc. Controlling pixel brightness in a field emission display using circuits for sampling and discharging
GB2268324A (en) * 1992-06-30 1994-01-05 Ibm Colour field emission display.
US5268648A (en) * 1992-07-13 1993-12-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Field emitting drain field effect transistor
US5359256A (en) * 1992-07-30 1994-10-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Regulatable field emitter device and method of production thereof
US5856812A (en) * 1993-05-11 1999-01-05 Micron Display Technology, Inc. Controlling pixel brightness in a field emission display using circuits for sampling and discharging
JPH0721903A (ja) * 1993-07-01 1995-01-24 Nec Corp 電界放出型陰極を用いた陰極線管用電子銃構体
US5404070A (en) * 1993-10-04 1995-04-04 Industrial Technology Research Institute Low capacitance field emission display by gate-cathode dielectric
US5999149A (en) * 1993-10-15 1999-12-07 Micron Technology, Inc. Matrix display with peripheral drive signal sources
KR0148615B1 (ko) * 1993-10-20 1998-10-15 가네꼬 히사시 음극선관용 냉음극 전자총구체
RU2141698C1 (ru) 1993-11-04 1999-11-20 Микроэлектроникс энд Компьютер Текнолоджи Корпорейшн Способ изготовления систем дисплея с плоским экраном и компонентов
US5497053A (en) * 1993-11-15 1996-03-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Micro-electron deflector
TW253971B (en) * 1994-02-21 1995-08-11 Futaba Denshi Kogyo Kk Method for driving electron gun and cathode ray tube
DE4432844A1 (de) * 1994-09-15 1996-03-21 Philips Patentverwaltung Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Bildröhre
US6296740B1 (en) 1995-04-24 2001-10-02 Si Diamond Technology, Inc. Pretreatment process for a surface texturing process
US5628659A (en) * 1995-04-24 1997-05-13 Microelectronics And Computer Corporation Method of making a field emission electron source with random micro-tip structures
US5543691A (en) * 1995-05-11 1996-08-06 Raytheon Company Field emission display with focus grid and method of operating same
US5628662A (en) * 1995-08-30 1997-05-13 Texas Instruments Incorporated Method of fabricating a color field emission flat panel display tetrode
US5606225A (en) * 1995-08-30 1997-02-25 Texas Instruments Incorporated Tetrode arrangement for color field emission flat panel display with barrier electrodes on the anode plate
US5767823A (en) * 1995-10-05 1998-06-16 Micron Display, Inc. Method and apparatus for gray scale modulation of a matrix display
KR970030113A (ko) * 1995-11-30 1997-06-26 엄길용 전계방출 표시기의 셀 구동장치
KR100230077B1 (ko) * 1995-11-30 1999-11-15 김영남 전계 방출 표시기의 셀 구동장치
KR100230076B1 (ko) * 1995-11-30 1999-11-15 김영남 전계 방출 표시기의 셀 구동 회로
US6252347B1 (en) 1996-01-16 2001-06-26 Raytheon Company Field emission display with suspended focusing conductive sheet
US5894293A (en) * 1996-04-24 1999-04-13 Micron Display Technology Inc. Field emission display having pulsed capacitance current control
JP2907150B2 (ja) * 1996-09-27 1999-06-21 日本電気株式会社 冷陰極電子銃およびこれを用いた電子ビーム装置
US5831392A (en) * 1996-10-31 1998-11-03 Candescent Technologies Corporation Device for conditioning control signal to electron emitter, preferably so that collected electron current varies linearly with input control voltage
GB2321335A (en) * 1997-01-16 1998-07-22 Ibm Display device
KR100250422B1 (ko) 1997-07-25 2000-04-01 김영남 전계 방출 표시기의 셀 구동장치
US6147664A (en) * 1997-08-29 2000-11-14 Candescent Technologies Corporation Controlling the brightness of an FED device using PWM on the row side and AM on the column side
US5910792A (en) * 1997-11-12 1999-06-08 Candescent Technologies, Corp. Method and apparatus for brightness control in a field emission display
US6441543B1 (en) 1998-01-30 2002-08-27 Si Diamond Technology, Inc. Flat CRT display that includes a focus electrode as well as multiple anode and deflector electrodes
US6429596B1 (en) 1999-12-31 2002-08-06 Extreme Devices, Inc. Segmented gate drive for dynamic beam shape correction in field emission cathodes
US6495865B2 (en) * 2001-02-01 2002-12-17 Honeywell International Inc. Microcathode with integrated extractor

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3755704A (en) * 1970-02-06 1973-08-28 Stanford Research Inst Field emission cathode structures and devices utilizing such structures
DE2950897C2 (de) * 1979-12-18 1985-05-09 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München Einrichtung zur Erzeugung von Elektronenstrahlen
DE3243596C2 (de) * 1982-11-25 1985-09-26 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung von Bildern auf einen Bildschirm
FR2568394B1 (fr) * 1984-07-27 1988-02-12 Commissariat Energie Atomique Dispositif de visualisation par cathodoluminescence excitee par emission de champ
FR2593953B1 (fr) * 1986-01-24 1988-04-29 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication d'un dispositif de visualisation par cathodoluminescence excitee par emission de champ
US4818914A (en) * 1987-07-17 1989-04-04 Sri International High efficiency lamp
FR2623013A1 (fr) * 1987-11-06 1989-05-12 Commissariat Energie Atomique Source d'electrons a cathodes emissives a micropointes et dispositif de visualisation par cathodoluminescence excitee par emission de champ,utilisant cette source
US4987377A (en) * 1988-03-22 1991-01-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Field emitter array integrated distributed amplifiers

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06349420A (ja) * 1993-06-03 1994-12-22 Nec Kansai Ltd 陰極線管
JPH07220647A (ja) * 1994-02-07 1995-08-18 Futaba Corp 陰極線管及び陰極線管の駆動方法
KR100285941B1 (ko) * 1994-02-07 2001-04-16 니시무로 아츠시 음극선관 및 음극선관의 구동방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP0479425A1 (en) 1992-04-08
US5103145A (en) 1992-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH04272638A (ja) 電界放出カソードを有する陰極線管の輝度制御装置
US5534749A (en) Field-emission display with black insulating layer between transparent electrode and conductive layer
EP0025221B1 (en) Flat display device
US5185554A (en) Electron-beam generator and image display apparatus making use of it
EP0676084B1 (en) Triode structure flat panel display employing flat field emission cathodes
US6023126A (en) Edge emitter with secondary emission display
JP2003263951A (ja) 電界放出型電子源およびその駆動方法
EP0854493B1 (en) Cathode for display device
EP0217003B1 (en) Fluorescent display tube
US6208091B1 (en) Current sensing in vacuum electron devices
JP2629521B2 (ja) 電子銃及び陰極線管
US6317106B1 (en) Grid electrodes for a display device
US5818403A (en) Electron beam-generating apparatus, image-forming apparatus, and driving methods thereof
KR100558665B1 (ko) 전계 방출 디스플레이에서 전하의 누적을 감소시키는 방법
US7327080B2 (en) Hybrid active matrix thin-film transistor display
EP0125859B1 (en) Element
EP0336270A2 (en) Display tube for light source
US6177759B1 (en) Spacer, support, grid and anode design for a display device compensating for localized variations in the emission of electrons
EP0847074B1 (en) Display device
JP2778448B2 (ja) 電子銃及び陰極線管の駆動方法
EP0964423B1 (en) Grid electrodes for a display device
JP2727217B2 (ja) 画像表示装置とその駆動方法
Holton et al. Design, fabrication, and performance of a flat tube display
JP2789210B2 (ja) 電子線発生装置及び該電子線発生装置を用いた画像形成装置
JPH09219155A (ja) 冷陰極電子銃装置とこれを用いた陰極線管装置