JPH0911535A

JPH0911535A - 電界放出型プリントヘッド

Info

Publication number: JPH0911535A
Application number: JP18331095A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Kobori; 洋一小堀; Yukihiko Shimizu; 幸彦清水
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 1995-06-28
Filing date: 1995-06-28
Publication date: 1997-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】電界放出された電子を集束すること。【構成】奇数番目のゲートラインＧＴ１１，ＧＴ１３，
・・ＧＴ（ｎ−１）は第１ゲート引出電極ＧＴ１に接続
され、偶数番目のゲートラインＧＴ１２，ＧＴ１４，・
・ＧＴｎは第２ゲート引出電極ＧＴ２に接続する。第１
ゲート引出電極ＧＴ１が選択駆動された場合、第２ゲー
ト引出電極ＧＴ２の電位は低レベルとされ、奇数番目の
ゲートラインは低レベルの偶数番目のゲートラインに挟
まれるので、放出電子は集束される。第２ゲート引出電
極ＧＴ２が選択駆動された場合も同様に放出電子は集束
される。各ゲートラインＧＴ１１〜ＧＴ１ｎには電界放
出アレイＦＥ１〜ＦＥｎが千鳥状に配置されて形成され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学式プリンタ用プリ
ントヘッドに関し、特に電界放出素子を使用したプリン
トヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光学式プリンタが知られてい
るが、光学式プリンタの概略を図７を参照しながら説明
する。フィルム１２０はハロゲン化銀（銀塩）等の感光
剤が被着されており、このフィルム１２０の下側に、ミ
ラー１２１により反射された光が照射されることにより
感光されるようにされている。このフィルム１２０に照
射される光はプリントヘッド１２５から放射されるが、
プリントヘッド１２５には１ラインづつの画像データが
供給されており、この画像データにより変調された光が
紙面に対して垂直方向に主走査されると共に、図示する
矢印のようにプリントヘッド１２５が副走査されること
により、線順次方式によりフィルム１２０上に一枚の画
像がプリントされるようになる。

【０００３】なお、ＳＬＡ１２２はセルフォックレンズ
アレイであり、プリントヘッド１２５から放射された光
がフィルム１２０上に焦点を結ぶようにするためのレン
ズである。ミラー１２３はこのＳＬＡ１２２に光を導く
ためのミラーである。また、ＲＧＢフィルター１２４
は、フィルム１２０に上にカラーの画像をプリントさせ
るための３原色の光のＲＧＢフィルターである。カラー
画像をプリントする場合は、同一の１ラインの画像デー
タをＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３つの画像データ
に分解して、各色の画像データに対応してＲＧＢフィル
ター１２４を順次移動させて３回の主走査をさせるよう
にしている。すなわち、３回の主走査により１ラインの
カラー画像がフィルム１２０に記録されることになる。

【０００４】このような光学式プリンタのプリントヘッ
ドの光源としては、従来、発光ダイオード（ＬＥＤ）や
熱電子放出型の蛍光表示管などが用いられていたが、近
年、半導体微細加工技術を駆使して基板上にミクロンサ
イズの電界放出素子をアレイ状に作成することが可能と
なり、この電界放出素子アレイを電子源として使用した
電界放出型プリントヘッドが提案されている（特開平４
−４３５３９号公報）。

【０００５】この従来の電界放出型プリントヘッドの一
構成例を図８に示す。図８において、（ａ）は概略平面
図、（ｂ）はそのＡ−Ａ’線に沿った概略断面図、
（ｃ）はそのＢ−Ｂ’線に沿った詳細断面図である。図
示するように、この電界放出型プリントヘッドは、複数
個の電界放出素子１０５が形成された第１平面基板１０
１と、該第１平面基板１０１と対向して配置され、蛍光
体１０６などが形成された第２平面基板１０２と、第１
平面基板１０１と第２平面基板１０２との間隔を一定に
保持する挟持体１０３と、第１平面基板１０１と第２平
面基板１０２と挟持体１０３とに囲まれた真空層１０４
とから構成されている。

【０００６】第１平面基板１０１はｎ型シリコン単結晶
基板よりなり、電界放出素子１０５部分と基板コンタク
ト電極１０７部分を除きシリコン酸化膜（ＳｉＯ₂ 膜）
１０１’で覆われている。第２平面基板１０２は透明な
ガラス基板よりなり、その表面に透明なアノード電極１
０９と蛍光体１０６が積層されて形成されている。カソ
ード電極とゲート電極を有する電界放出素子１０５とア
ノード電極を有する蛍光体１０６は真空層１０４を挟ん
で対向して配置され、その一対が単位光源を構成してい
る。各単位光源は互いに分離され、アレイ状に配置され
たゲート電極に区分される１個の電界放出素子をもつ。
そして、各々の電界放出素子のカソード電極はシリコン
単結晶板を共有しており、また、アノード電極も共通と
されている。

【０００７】一つの電界放出素子は、図８（ｃ）に示す
ように、第１平面基板１０１の表面に形成された複数個
の突起状のカソード電極（エミッタ）１１１と、ＳｉＯ
₂ 膜１０１’を介して形成され、それぞれの突起の近傍
に開口をもつゲート電極１１２よりなる。また、各々の
電界放出素子でゲート電極１１２は分離されて形成され
ている。なお、上記においては、第１平面基板１０１に
シリコン単結晶基板を用い、突起はシリコン単結晶基板
の異方性エッチングを利用して作成したものとしたが、
金属電極をもつ絶縁性基板と金属突起を用いたり、導電
性基板に金属突起を形成したものを用いることもできる
ものである。

【０００８】このように構成された単位光源において、
基板コンタクト電極１０７を通してシリコン単結晶基板
１０１を接地した状態で、アノードコンタクト電極１１
０およびアノード電極１０９を通して蛍光体１０６にア
ノード電圧Ｖ_akを印加し、ゲートコンタクト電極１０８
を通して電界放出素子１０５のゲート電極にゲート電圧
Ｖ_gkを印加すると、当該電界放出素子１０５のカソード
電極の突起部分にゲート電極の電界が印加され、突起先
端より電子が電界放出される。電界放出された電子はア
ノード電圧により加速されて蛍光体１０６に到達し、素
子に対向する部分の蛍光体１０６を発光させる。

【０００９】このようにして、発光された光は透明のア
ノード電極１０９および第２平面基板１０２を通して放
射され、１ライン分の画像データがフィルム等の記録媒
体に発光記録される。この場合、上記したように記録媒
体またはプリントヘッド自体を移動させて、次の１ライ
ン分の画像データを記録する、線順次走査方式により画
像の記録を行なうことができるものである。この時、図
７に示すようにＲＧＢフィルター１２４を移動させて主
走査を行うことにより、カラー画像の記録を行うことが
できる。このような電界放出型プリントヘッドは、半導
体微細加工技術を利用して作成されているので、高解像
度を実現することができるものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の電界放出型プリントヘッドにおいては電子が電
界放出される先鋭状のカソード電極の先端から約６０°
の拡がりをもって放出されるため、アノードに到達した
電子はある程度広がることになる。すると、アノード側
の隣接する画素にも電子が当り、漏れ発光を生じる恐れ
があるという問題点があった。これを防止するには画素
ピッチを大きくすればよいが、画素ピッチを大きくする
と解像度が低下することになる。また、カソードとアノ
ードとの間隔を狭めるようにすれば、電子の拡がりを抑
制することができるが、カソードとアノードとの間隔を
狭めると、アノードに印加している数百ボルトの駆動電
圧に耐えることができず、その間隔は狭めることができ
ない。

【００１１】そこで、本発明は、画素ピッチを大きくす
ることなく、かつ、カソードとアノードとの間隔を狭め
ることなく漏れ発光の生じない電界放出型プリントヘッ
ドを提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電界放出型プリントヘッドは、カソード基
板上に形成された複数本のカソードラインと、該カソー
ドライン上にそれぞれ絶縁層を介して形成された複数本
のゲートラインと、該ゲートラインの内、奇数番目のゲ
ートラインが接続される第１ゲート引出電極と、該ゲー
トラインの内、偶数番目のゲートラインが接続される第
２ゲート引出電極と、上記カソードラインの内、奇数番
目のカソードラインと上記奇数番目のゲートラインとが
重合する部分に形成されている第１列の電界放出アレイ
と、上記カソードラインの内、偶数番目のカソードライ
ンと上記偶数番目のゲートラインとが重合する部分に形
成されている第２列の電界放出アレイと、上記カソード
基板と対向して配置されると共に、上記ゲートラインの
それぞれに形成された上記電界放出アレイに対応して蛍
光体の被着されたアノードラインを備えるアノード基板
を備え、上記第１列の電界放出アレイと、上記第２列の
電界放出アレイとが所定距離離れて千鳥状に配列されて
おり、交互に選択駆動される上記第１ゲート引出電極お
よび上記第２ゲート引出電極の内、非選択のゲート引出
電極の電位が低レベルとされるようにしたものである。

【００１３】また、上記電界放出型プリントヘッドにお
いて、上記アノードラインが、上記ゲートラインと対向
して上記ゲートラインに平行に同数形成されており、該
アノードラインの内、奇数番目のアノードラインが接続
される第１アノード引出電極と、該アノードラインの
内、偶数番目のアノードラインが接続される第２アノー
ド引出電極と、上記奇数番目のアノードライン上に被着
された第１列の蛍光体と、上記偶数番目のアノードライ
ン上に被着された第２列の蛍光体と、上記第１列の蛍光
体と上記第２列の蛍光体とが、上記第１列の電界放出ア
レイと上記第２列の電界放出アレイに対応して、所定距
離離れて千鳥状に配列されており、交互に選択駆動され
る上記第１アノード引出電極および上記第２アノード引
出電極の内、非選択のアノード引出電極の電位が低レベ
ルとされるようにしたものである。

【００１４】さらに、上記電界放出型プリントヘッドに
おいて、上記アノードラインが、上記ゲートラインと対
向して上記ゲートラインに略直交するように形成された
２本のアノードラインと、該２本のアノードラインの両
側に配置された２本のダミーアノードからなり、上記２
本のアノードラインの内の一方に、上記第１列の電界放
出アレイに対応して第１列の蛍光体が形成され、上記２
本のアノードラインの内の他方に、上記第２列の電界放
出アレイに対応して第２列の蛍光体が形成され、交互に
選択駆動される上記２本のアノードラインの内、選択駆
動されているアノードラインを挟む非選択のアノードラ
インと上記２本のダミーアノードの一方との電位が、低
レベルとされるようにしたものである。

【００１５】

【作用】本発明によれば、奇数番目のゲートラインと偶
数番目のゲートラインが交互に選択駆動される場合に、
非選択のゲートラインの電位が低電位とされるため、選
択駆動されたゲートラインが低電位のゲートラインで挟
まれるようになり、電界放出された電子を集束すること
ができる。さらに、アノード側においても選択駆動され
るアノードラインが、低電位とされた非選択のアノード
ラインおよびダミーアノードにより挟まれるため、アノ
ード側においても電子を集束することができる。従っ
て、解像度を悪化させることなく、かつアノード電位を
下げて輝度を低下させることなく、隣接する画素の漏れ
発光を防止することができる。

【００１６】

【実施例】本発明の電界放出型プリントヘッドの第１実
施例を図１ないし図４を参照しながら説明するが、図１
には第１実施例の電界放出型プリントヘッドを構成する
カソード基板１を上から見たゲートラインおよびカソー
ドラインの一例を示しており、図２には、第１実施例の
電界放出型プリントヘッドを図１に示すＡ−Ａ線で切断
した時の一部断面図を示し、図３には第１実施例の電界
放出型プリントヘッドの斜視図を示し、ゲートライン、
カソードライン、およびアノードラインの構成が示さ
れ、図４には第１実施例の電界放出型プリントヘッドの
駆動のタイミングチャートが示されている。

【００１７】本発明の第１実施例の電界放出型プリント
ヘッドは、図２に示すようにカソード基板１の一表面に
複数本のカソードラインＣ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・Ｃｎ
（図にはカソードラインＣ（ｎ−２），Ｃ（ｎ−１），
Ｃｎの３本だけが示されている。）が形成されており、
このカソードラインＣ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・Ｃｎ上に
それぞれ電界放出アレイを構成する複数のコーン状のエ
ミッタ３が形成されている。また、カソード基板１上に
はＳｉＯ₂ 等からなる絶縁層２が形成されており、この
上にｎ本のゲートラインＧＴ１１〜ＧＴ１ｎ（図にはゲ
ートラインＧＴ１（ｎ−２），ＧＴ１（ｎ−１），ＧＴ
１ｎの３本だけが示されている。）と、ゲートラインＧ
Ｔ１１〜ＧＴ１ｎの両側にダミーゲートＧＴ２１，ＧＴ
２２が形成されている。

【００１８】なお、カソードラインＣ１〜Ｃｎとゲート
ラインＧＴ１１〜ＧＴ１ｎとエミッタ３とで電界放出カ
ソードＦＥ１〜ＦＥｎが構成されているが、奇数番目の
ゲートラインＧＴ１１，ＧＴ１３，・・・ＧＴ（ｎ−
１）で構成される電界放出カソードＦＥ１，ＦＥ３，・
・・ＦＥ（ｎ−１）は、図示するように一列上に配置さ
れ、偶数番目のゲートラインＧＴ１２，ＧＴ１４，・・
・ＧＴｎで構成される電界放出カソードＦＥ２，ＦＥ
４，・・・ＦＥｎも一列上に配置される。これらの電界
放出カソード間の間隔はΔＰ（図１参照）とされる。こ
の結果、電界放出カソードＦＥ１〜ＦＥｎは図１に示す
ように、千鳥状に配列されることになる。

【００１９】また、カソード基板１に対向してアノード
基板１０が所定間隙をもって配置されており、このアノ
ード基板１０にはゲートラインと同数のｎ本のアノード
ラインＡ１１〜Ａ１ｎ（図にはアノードラインＡ１（ｎ
−２），Ａ１（ｎ−１），Ａ１ｎの３本だけが示されて
いる。）と、アノードラインＡ１１〜Ａ１ｎの両側にダ
ミーアノードＡ２１，Ａ２２が形成されて（図にはダミ
ーアノードＡ２２だけが示されている。）いる。さら
に、図３に示すようにアノードラインＡ１１〜Ａ１ｎの
内の奇数番目のアノードラインＡ１１，Ａ１３，Ａ１
（ｎ−１）は、第１アノード引出電極Ａ１に接続され、
アノードラインの内の偶数番目のアノードラインＡ１
２，Ａ１４，Ａ１ｎは、第２アノード引出電極Ａ２に接
続される。このようにアノード側の電極の構成は、図３
に示すようにゲート側の電極の構成とほぼ同一の構成と
される。

【００２０】また、ｎ本のアノードラインＡ１１〜Ａ１
ｎには、カソード基板１に形成されている電界放出カソ
ードＦＥ１〜ＦＥｎに対向する位置に、それぞれドット
状の蛍光体１１が被着されている。従って、ドット状の
蛍光体１１は図３に示すように千鳥状に配列されるよう
になる。このように、電界放出カソードＦＥ１〜ＦＥｎ
およびドット状の蛍光体１１が千鳥状に配列されるた
め、隣接する画素間の距離が結果的に大きくなり、電界
放出カソードから放出された電子による隣接するドット
状の蛍光体１１の漏れ発光を抑制することができる。

【００２１】なお、カソード基板１とアノード基板１０
と図示しない側板とで真空気密容器が形成されており、
その内部は高真空とされている。また、ドット状の蛍光
体１１の発光をアノード基板１０を介して取り出してい
るため、アノード基板１０はガラス製とされている。た
だし、カソード基板１もガラス製とすることができる。
また、アノードラインＡ１１〜Ａ１ｎおよびアノード引
出電極Ａ１，Ａ２は、通常ＩＴＯ等の透明導電材により
形成されるが、アルミニウム等の金属薄膜製とすること
もできる。この場合は、ドット状の蛍光体１１が被着さ
れるアノードラインＡ１１〜Ａ１ｎの部分に窓を開け
て、窓を介してドット状の蛍光体１１の発光を取り出す
ようにする。さらに、アルミニウム薄膜等の金属薄膜に
よる反射を防ぐために、アノード基板１０とアルミニウ
ム薄膜との界面に酸化チタン膜を設けて、反射防止層を
形成するようにしてもよい。これにより、コントラスト
の高い発光を得ることができる。

【００２２】次に、このように構成された第１実施例の
電界放出プリントヘッドを駆動する方法を図４に示す駆
動パルスのタイムチャートを参照しながら説明する。前
記したように、ｎ本のゲートラインＧＴ１１〜ＧＴｎの
うちの奇数番目のゲートラインＧＴ１１，ＧＴ１３，Ｇ
Ｔ１５，・・・ＧＴ１（ｎ−１）は、第１ゲート引出電
極ＧＴ１に接続され、ｎ本のゲートラインＧＴ１１〜Ｇ
Ｔｎのうちの偶数番目のゲートラインＧＴ１２，ＧＴ１
４，ＧＴ１６，・・・ＧＴ１ｎは、第２ゲート引出電極
ＧＴ２に接続されており、第１ゲート引出電極ＧＴ１と
第２ゲート引出電極ＧＴ２とは、図４（ａ）（ｂ）に示
すように、交互に選択駆動される。この場合、非選択の
ゲート引出電極の電位は、低レベル（あるいはゼロレベ
ルまたは負レベルとしてもよい。）とされている。

【００２３】例えば、第１ゲート引出電極ＧＴ１が選択
駆動された時に、ゲートラインＧＴ１３を例に挙げると
その両側に位置するゲートラインＧＴ１２およびゲート
ラインＧＴ１４の電位が低レベルとなる。すると、両側
に配置された低レベルのゲートラインＧＴ１２，ＧＴ１
４の電界の影響を受けて、ゲートラインＧＴ１３から放
出された電子は拡散されず集束されるようになる。この
ようにして、第１ゲート引出電極ＧＴ１が選択駆動され
た時に、奇数番目のゲートラインＧＴ１１，ＧＴ１３，
ＧＴ１５，・・・ＧＴ１（ｎ−１）から放出された電子
が集束され、次に第２ゲート引出電極ＧＴ２が選択駆動
された時には、奇数番目のゲートラインＧＴ１１，ＧＴ
１３，ＧＴ１５，・・・ＧＴ１（ｎ−１）の電位が低レ
ベル（あるいはゼロレベルまたは負レベルとしてもよ
い。）とされるため、偶数番目のゲートラインＧＴ１
２，ＧＴ１４，ＧＴ１６，・・・ＧＴ１ｎから放出され
た電子が集束されるようになる。

【００２４】なお、ゲートラインＧＴ１１およびゲート
ラインＧ１ｎの外側にはゲートラインは存在しないの
で、ダミーゲートＧＴ２１，ＧＴ２２を設けるようにし
て電子を集束している。また、奇数番目のアノードライ
ンＡ１１，Ａ１３，・・・Ａ１（ｎ−１）が接続された
第１アノード引出電極Ａ１と、偶数番目のアノードライ
ンＡ１２，Ａ１４，・・・Ａ１ｎが接続された第２アノ
ード引出電極Ａ２も同図（ｃ）（ｄ）に示すように、交
互に選択駆動される。この場合、第１アノード引出電極
Ａ１の駆動パルスと、第１ゲート引出電極ＧＴ１の駆動
パルスは同期しており、第２アノード引出電極Ａ２の駆
動パルスと、第２ゲート引出電極ＧＴ２の駆動パルスは
同期している。

【００２５】これにより、第１ゲート引出電極ＧＴ１が
駆動されて、奇数番目のゲートラインＧＴ１１，ＧＴ１
３，ＧＴ１５，・・・ＧＴ１（ｎ−１）から放出された
電子は、対向する第１アノード引出電極Ａ１が駆動され
るため、奇数番目のアノードラインＡ１１，Ａ１３，Ａ
１（ｎ−１）に被着されたドット状の蛍光体１１に当る
ようになり、そのドット状の蛍光体１１が発光するよう
になる。この時、奇数番目のカソード電極Ｃ１，Ｃ３，
・・・Ｃ（ｎ−１）には１ライン分の奇数番目の画像デ
ータが、図４（ｅ）に示すように供給されており、奇数
番目のアノードラインＡ１１，Ａ１３，・・・Ａ１（ｎ
−１）に被着されたドット状の蛍光体１１は、この画像
データに応じて発光制御される。

【００２６】なお、第１アノード引出電極Ａ１が選択駆
動されている時は、非選択とされた第２アノード引出電
極Ａ２の電位は低レベル（あるいはゼロレベルまたは負
レベルとしてもよい。）とされている。例えば、アノー
ドラインＡ１３を例に挙げるとその両側に位置するアノ
ードラインＡ１２およびアノードラインＡ１４の電位が
低レベルとなる。すると、両側に配置された低レベルの
アノードラインＡ１２，Ａ１４の電界の影響を受けて、
アノードラインＡ１３に到達する電子はより集束される
ようになる。従って、奇数番目のゲートラインＧＴ１
１，ＧＴ１３，ＧＴ１５，・・・ＧＴ１（ｎ−１）から
放出された電子は、より集束されて奇数番目のアノード
ラインＡ１１，Ａ１３，・・・Ａ１（ｎ−１）に到達す
るようになる。

【００２７】次いで、第２ゲート引出電極ＧＴ２が駆動
されて、偶数番目のゲートラインＧＴ１２，ＧＴ１４，
ＧＴ１６，・・・ＧＴ１ｎから放出された電子は、対向
する第２ノード引出電極Ａ２が駆動されるため、奇数番
目のアノードラインＡ１２，Ａ１４，Ａ１ｎに被着され
たドット状の蛍光体１１に当るようになり、その蛍光体
１１が発光するようになる。この時、偶数番目のカソー
ド電極Ｃ２，Ｃ４，・・・Ｃｎには１ライン分の偶数番
目の画像データが、図４（ｆ）に示すように供給されて
おり、偶数番目のアノードラインＡ１２，Ａ１４，・・
・Ａ１ｎに被着されたドット状の蛍光体１１は、この画
像データに応じて発光制御される。

【００２８】なお、第２アノード引出電極Ａ２が選択駆
動されている時は、非選択とされた第１アノード引出電
極Ａ１の電位は低レベル（あるいはゼロレベルまたは負
レベルとしてもよい。）とされて、前述と同様に偶数番
目のゲートラインＧＴ１２，ＧＴ１４，ＧＴ１６，・・
・ＧＴ１ｎから放出された電子は、より集束されて偶数
番目のアノードラインＡ１２，Ａ１４，・・・Ａ１ｎに
到達するようになる。以上により１ライン分の画像の発
光信号がプリントヘッドから取り出されるようになり、
１ライン分の画像が記録媒体に記録されることになる。
以降同様に線順次の走査が順次行われて、１画面の画像
が記録媒体に発光記録されるようになる。

【００２９】なお、奇数番目のゲートラインＧＴ１１，
ＧＴ１３，ＧＴ１５，・・・ＧＴ１（ｎ−１）上の電界
放出アレイＦＥ１，ＦＥ３，・・・ＦＥ（ｎ−１）の列
と、偶数番目のゲートラインＧＴ１２，ＧＴ１４，ＧＴ
１６，・・・ＧＴ１ｎ上の電界放出アレイＦＥ２，ＦＥ
４，・・・ＦＥｎの列とは漏れ発光をより防止するため
に、間隔ΔＰの距離がおかれているため、奇数番目のカ
ソードラインＣ１，Ｃ３，・・・Ｃ（ｎ−１）に供給さ
れる１ライン分の画像データに対して、偶数番目のカソ
ードラインＣ２，Ｃ４，・・・Ｃｎに供給される１ライ
ン分の画像データとしては、間隔ΔＰに応じて遅れたラ
インの画像データを供給するようにする。

【００３０】この場合、偶数番目のアノードラインＡ１
２，Ａ１４，・・・Ａ１ｎの駆動は、奇数番目のアノー
ドラインＡ１１，Ａ１３，・・・Ａ１ｎに比較して、１
表示期間の半周期遅れるため、この遅れを考慮して整数
ライン分遅れた画像データを偶数番目のカソードライン
Ｃ２，Ｃ４，・・・Ｃｎに供給できるような間隔ΔＰと
するのが、画像データ供給の上から好適である。

【００３１】次に、本発明の電界放出型プリントヘッド
の第２実施例の構成を図５に示す。図５は第２実施例の
電界放出型プリントヘッドの斜視図であり、ゲートライ
ン、カソードライン、およびアノードラインの構成が示
され、カソード基板およびアノード基板は省略して示し
ている。第２実施例は、前記した第１実施例と比較して
アノード側の構成が異なるものとされており、カソード
側が同一構成とされているので、カソード側の説明は省
略する。

【００３２】アノード側は、ゲートラインＧＴ１１〜Ｇ
Ｔ１ｎにほぼ直交して配置されたストライプ状の２本の
アノードラインＡ１１，Ａ１２と、アノードラインＡ１
１，Ａ１２の両側に配置された２本のダミーアノードＡ
２１，Ａ２２とから構成されている。アノードラインＡ
１，アノードラインＡ２にはそれぞれドット状の蛍光体
１１が被着されているが、アノードラインＡ１に被着さ
れたドット状の蛍光体１１は、奇数番目のゲートライン
ＧＴ１１，ＧＴ１３，・・・ＧＴ１（ｎ−１）に形成さ
れた電界放出アレイＦＥ１，ＦＥ３，・・・ＦＥ（ｎ−
１）に対向しており、アノードラインＡ２に被着された
ドット状の蛍光体１１は、偶数番目のゲートラインＧＴ
１２，ＧＴ１４，・・・ＧＴ１ｎに形成された電界放出
アレイＦＥ２，ＦＥ４，・・・ＦＥｎに対向している。

【００３３】そして、アノードラインＡ１１とダミーア
ノードＡ２２とは第１アノード引出電極Ａ１に接続され
ており、アノードラインＡ１２とダミーアノードＡ２１
とは第２アノード引出電極Ａ２に接続されている。これ
により次のように効果的に電界放出プリントヘッドを動
作させることができる。第１アノード引出電極Ａ１およ
び第２アノード引出電極Ａ２とは、第１実施例と同様に
図４（ｃ）（ｄ）に示すタイミングで選択駆動される。
例えば、第１アノード引出電極Ａ１が駆動されると、ア
ノードラインＡ１１にアノード駆動電圧が印加され、非
選択のアノードラインＡ１２は低レベル（ゼロレベルあ
るいは負レベルでもよい。）の電位とされる。すると、
アノードラインＡ１１は低レベルのアノードラインＡ１
２およびダミーアノードＡ２１により挟まれるようにな
るため、その電界の作用により奇数番目のゲートライン
ＧＴ１１，ＧＴ１３，・・・ＧＴ１（ｎ−１）から放出
された電子は、集束されてアノードラインＡ１１に到達
するようになる。

【００３４】この場合、集束される方向は、アノードラ
インＡ１１，Ａ１２と直交する方向とされるが、前記し
た奇数番目のゲートラインＧＴ１１，ＧＴ１３，・・・
ＧＴ１（ｎ−１）と偶数番目のゲートラインＧＴ１２，
ＧＴ１４，・・・ＧＴ１ｎとの作用により電子が集束さ
れる方向は、アノードラインＡ１１，Ａ１２と平行な方
向となるので、選択駆動されたそれぞれの電界放出アレ
イから放出された電子はその集束断面が円形となるよう
に、効果的に集束されるようになる。すなわち、放出電
子の集束作用が向上するようになる。

【００３５】また、第２実施例におけるアノード側の変
形例の構成を図６に示す。前記５に示すアノードライン
Ａ１１，Ａ１２およびダミーアノードＡ２１，Ａ２２
は、通常ＩＴＯ等の透明導電材により形成されるが、こ
の図に示すアノードラインＡ１１，Ａ１２およびダミー
アノードＡ２１，Ａ２２はアルミニウム等の金属薄膜製
とされている。すると、アノードラインＡ１１，Ａ１２
は光を透過しないため、アノードラインＡ１１，Ａ１２
に軸方向に細長いスリット１２を形成する。そして、こ
のスリット１２を覆うように蛍光体１１を被着する。こ
れにより、蛍光体１１の発光をスリット１２を介して取
り出すことができるようになる。

【００３６】なお、図５に示すアノードラインＡ１１，
Ａ１２およびダミーアノードＡ２１，Ａ２２もアルミニ
ウム等の金属薄膜製とすることもできる。この場合は、
ドット状の蛍光体１１が被着されるアノードラインＡ１
１，Ａ１２の部分に窓を開けて、窓を介してドット状の
蛍光体１１の発光を取り出すようにする。このように、
アノードラインＡ１１，Ａ１２およびダミーアノードＡ
２１，Ａ２２をアルミニウム薄膜等により作製する場合
は、その反射を防ぐために、アノード基板１０とアルミ
ニウム薄膜との界面に酸化チタン膜を設けて、反射防止
層を形成するようにする。これにより、コントラストの
高い発光を得ることができる。

【００３７】なお、金属薄膜製のアノードラインＡ１
１，Ａ１２に窓あるいはスリットを設けることにより、
薄膜レベルで高精細な発光パターンを得ることができる
ようになるので、蛍光体１１のパターニングの精度の許
容範囲を広げることができ、その作製を容易に行えるよ
うになる。

【００３８】以上説明した電界放出型プリントヘッドに
おいては、カソードラインＣ１〜Ｃｎは奇数番目のカソ
ードラインＣ１，Ｃ３，・・・Ｃ（ｎ−１）と偶数番目
のカソードラインＣ２，Ｃ４，・・・Ｃｎとが交互に選
択駆動されるので、隣接する奇数番目のカソードライン
と偶数番目のカソードラインとを接続して、１つのカソ
ードドライバにより駆動することが可能である。このよ
うにすれば、カソードドライバ数を半減することができ
る。

【００３９】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、奇数番目
のゲートラインと偶数番目のゲートラインが交互に選択
駆動される場合に、非選択のゲートラインの電位が低電
位（ゼロ電位あるいは負電位でもよい。）とされるた
め、選択駆動されたゲートラインが低電位のゲートライ
ンで挟まれるようになり、選択駆動されたゲートライン
から電界放出された電子を集束することができる。さら
に、アノード側においても選択駆動されるアノードライ
ンが、低電位とされた非選択のアノードラインおよびダ
ミーアノードにより挟まれるため、アノード側において
も電子を集束することができる。この場合、ゲート側と
アノード側とで電子を集束する方向を直交するようにす
ると、効率的に集束することができる。

【００４０】従って、解像度を悪化させることなく、か
つアノード電位を下げて輝度を低下させることなく、隣
接する画素の漏れ発光を防止することができる。また、
奇数番目のゲートラインと偶数番目のゲートラインとに
形成されている電界放出アレイが千鳥状に配置されてい
るため、見かけ状の隣接する画素間隔を大きくすること
ができ高解像度とすることができる。例えば、６００ｄ
ｐｉ以上の高解像度を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電界放出型プリントヘッドの第１実施
例のゲートラインとカソードラインの構成を示す図であ
る。

【図２】本発明の電界放出型プリントヘッドの第１実施
例の構成を示す一部側断面図である。

【図３】本発明の電界放出型プリントヘッドの第１実施
例のゲートラインとカソードラインとアノードラインの
構成を示す斜視図である。

【図４】本発明の電界放出型プリントヘッドを駆動する
駆動パルスのタイミングチャートを示す図である。

【図５】本発明の電界放出型プリントヘッドの第２実施
例のゲートラインとカソードラインとアノードラインの
構成を示す斜視図である。

【図６】本発明の電界放出型プリントヘッドの第２実施
例の変形例を示す図である。

【図７】従来の光学式プリンタの概略構成を示す図であ
る。

【図８】従来の電界放出型プリントヘッドの概略構成を
示す上面図、正面の断面図、側断面図である。

【符号の説明】

１カソード基板２絶縁層３エミッタ４開口部１０アノード基板１１蛍光体１２スリット１０１第１平面基板１０２第２平面基板１０３挟持体１０４真空層１０５電界放出素子１０７基板コンタクト電極１０８ゲートコンタクト電極１１０アノードコンタクト電極Ａ１１，Ａ１２，・・・Ａ１ｎアノードラインＡ２１，Ａ２２ダミーアノードＣ１，Ｃ２，Ｃ３・・・，ＣｎカソードラインＦＥ１，ＦＥ２，・・・ＦＥｎ電界放出アレイＧＴ１，ＧＴ２ゲート引出電極ＧＴ２１，ＧＴ２２ダミーゲート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カソード基板上に形成された複数本のカ
ソードラインと、該カソードライン上にそれぞれ絶縁層を介して形成され
た複数本のゲートラインと、該ゲートラインの内、奇数番目のゲートラインが接続さ
れる第１ゲート引出電極と、該ゲートラインの内、偶数
番目のゲートラインが接続される第２ゲート引出電極
と、上記カソードラインの内、奇数番目のカソードラインと
上記奇数番目のゲートラインとが重合する部分に形成さ
れている第１列の電界放出アレイと、上記カソードラインの内、偶数番目のカソードラインと
上記偶数番目のゲートラインとが重合する部分に形成さ
れている第２列の電界放出アレイと、上記カソード基板と対向して配置されると共に、上記ゲ
ートラインのそれぞれに形成された上記電界放出アレイ
に対応して蛍光体の被着されたアノードラインを備える
アノード基板を備え、上記第１列の電界放出アレイと、上記第２列の電界放出
アレイとが所定距離離れて千鳥状に配列されており、交
互に選択駆動される上記第１ゲート引出電極および上記
第２ゲート引出電極の内、非選択のゲート引出電極の電
位が低レベルとされることを特徴とする電界放出型プリ
ントヘッド。
【請求項２】上記アノードラインが、上記ゲートライ
ンと対向して上記ゲートラインに平行に同数形成されて
おり、該アノードラインの内、奇数番目のアノードラインが接
続される第１アノード引出電極と、該アノードラインの
内、偶数番目のアノードラインが接続される第２アノー
ド引出電極と、上記奇数番目のアノードライン上に被着された第１列の
蛍光体と、上記偶数番目のアノードライン上に被着され
た第２列の蛍光体と、上記第１列の蛍光体と上記第２列の蛍光体とが、上記第
１列の電界放出アレイと上記第２列の電界放出アレイに
対応して、所定距離離れて千鳥状に配列されており、交
互に選択駆動される上記第１アノード引出電極および上
記第２アノード引出電極の内、非選択のアノード引出電
極の電位が低レベルとされることを特徴とする請求項１
記載の電界放出型プリントヘッド。
【請求項３】上記アノードラインが、上記ゲートライ
ンと対向して上記ゲートラインに略直交するように形成
された２本のアノードラインと、該２本のアノードライ
ンの両側に配置された２本のダミーアノードからなり、上記２本のアノードラインの内の一方に、上記第１列の
電界放出アレイに対応して第１列の蛍光体が形成され、
上記２本のアノードラインの内の他方に、上記第２列の
電界放出アレイに対応して第２列の蛍光体が形成され、交互に選択駆動される上記２本のアノードラインの内、
選択駆動されているアノードラインを挟む非選択のアノ
ードラインと上記２本のダミーアノードの一方との電位
が、低レベルとされることを特徴とする請求項１記載の
電界放出型プリントヘッド。