JPH0911537A - Field emission type print head - Google Patents
Field emission type print headInfo
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- JPH0911537A JPH0911537A JP18331295A JP18331295A JPH0911537A JP H0911537 A JPH0911537 A JP H0911537A JP 18331295 A JP18331295 A JP 18331295A JP 18331295 A JP18331295 A JP 18331295A JP H0911537 A JPH0911537 A JP H0911537A
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- gate
- line
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- Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
Abstract
Description
【0001】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a print head for an optical printer, and more particularly to a print head using a field emission device.
【0002】[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6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、紙面に対して垂直方向の主走査方向
に、この画像データにより変調された1ラインづつの光
が照射される。そして、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。2. Description of the Related Art Conventionally, an optical printer has been known. An outline of the optical printer will be described with reference to FIG. The film 120 is coated with a photosensitizer such as silver halide (silver salt), and the lower side of the film 120 is exposed to light reflected by the mirror 121 to be exposed. . The light emitted to the film 120 is emitted from the print head 125,
Image data for each line is supplied to the print head 125, and light for each line modulated by this image data is emitted in the main scanning direction perpendicular to the paper surface. Then, the print head 125 is sub-scanned as indicated by the arrow, so that one image is printed on the film 120 by the line sequential method.
【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。The SLA 122 is a SELFOC lens array, which is a lens for focusing the light emitted from the print head 125 on the film 120. The mirror 123 is a mirror for guiding light to the SLA 122. Also, the RGB filter 124
Is an RGB filter of light of three primary colors for printing a color image on the film 120. When printing a color image, the same one line of image data is decomposed into three image data of R (red), G (green), and B (blue), and RGB filters are applied to the image data of each color. 124 is sequentially moved to perform three main scans. That is, one line of color image is recorded on the film 120 by three main scans.
【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)。Conventionally, a light emitting diode (LED) or a thermoelectron emission type fluorescent display tube has been used as a light source of a print head of such an optical printer, but in recent years, semiconductor fine processing technology has been utilized. Thus, it becomes possible to form micron-sized field emission devices on a substrate in the form of an array, and a field emission type print head using this field emission device array as an electron source has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 4).
-43539 publication).
【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7に示す。図7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。FIG. 7 shows an example of the structure of this conventional field emission printhead. 7, (a) is a schematic plan view, (b) is a schematic cross-sectional view taken along the line AA ′,
(C) is a detailed sectional view taken along the line BB '. As shown in the figure, the field emission printhead includes a first flat substrate 10 on which a plurality of field emission devices 105 are formed.
1 and a second flat substrate 102 which is arranged so as to face the first flat substrate 101 and on which a phosphor 106 and the like are formed;
A sandwiching body 103 that keeps the space between the planar substrate 101 and the second planar substrate 102 constant, and a vacuum layer 104 surrounded by the first planar substrate 101, the second planar substrate 102, and the sandwiching body 103.
It is composed of
【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。The first flat substrate 101 is made of an n-type silicon single crystal substrate and has a silicon oxide film (SiO 2 film) except for the field emission device 105 and the substrate contact electrode 107.
It is covered with 101 '. The second flat substrate 102 is made of a transparent glass substrate and has a transparent anode electrode 1 on its surface.
09 and the fluorescent substance 106 are laminated | stacked and formed. A field emission device 105 having a cathode electrode and a gate electrode and a phosphor 106 having an anode electrode are arranged so as to face each other with a vacuum layer 104 interposed therebetween, and a pair of them constitutes a unit light source. Each unit light source has one field emission device which is separated from each other and divided into gate electrodes arranged in an array.
The cathode electrode of each field emission element shares the silicon single crystal plate, and the anode electrode is also common.
【0007】一つの電界放出素子は、図7(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。As shown in FIG. 7C, one field emission device includes a plurality of projecting cathode electrodes (emitters) 111 formed on the surface of the first flat substrate 101, and SiO 2.
The gate electrode 112 is formed through the two films 101 'and has openings near the respective protrusions. The gate electrode 112 is formed separately in each field emission device. In the above description, a silicon single crystal substrate is used for the first flat substrate 101, and the protrusion is formed by utilizing anisotropic etching of the silicon single crystal substrate.
It is also possible to use an insulating substrate having metal electrodes and metal protrusions, or a conductive substrate having metal protrusions formed thereon.
【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Vak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
Vgk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。In the unit light source configured as described above,
With the silicon single crystal substrate 101 grounded through the substrate contact electrode 107, the anode contact electrode 11
The anode voltage V ak is applied to the phosphor 106 through the anode electrode 109 and the anode electrode 109, and the gate contact electrode 108
When a gate voltage V gk is applied to the gate electrode of the field emission device 105 through the electric field emission device, the electric field of the gate electrode is applied to the protrusion of the cathode electrode of the field emission device 105, and electrons are emitted from the tip of the protrusion. The field-emitted electrons are accelerated by the anode voltage and reach the phosphor 106, causing the part of the phosphor 106 facing the device to emit light.
【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
6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。In this way, the emitted light is radiated through the transparent anode electrode 109 and the second flat substrate 102, and one line of image data is luminescent recorded on a recording medium such as a film. In this case, an image can be recorded by a line-sequential scanning method in which the recording medium or the print head itself is moved as described above and the image data for the next one line is recorded. At this time, a color image can be recorded by moving the RGB filter 124 and performing main scanning as shown in FIG. Since such a field emission print head is manufactured by utilizing the semiconductor fine processing technology, it is possible to realize high resolution.
【0010】[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。However, in the above-mentioned conventional field emission print head, about 60 ° from the tip of the sharpened cathode electrode from which electrons are field-emitted.
Since the electrons are emitted with a spread of, the electrons that have reached the anode spread to some extent. Then, there is a problem that electrons may hit adjacent pixels on the anode side to cause leakage light emission. To prevent this, the pixel pitch may be increased, but if the pixel pitch is increased, the resolution will be reduced. Further, if the distance between the cathode and the anode is narrowed, the spread of the electrons can be suppressed, but if the distance between the cathode and the anode is narrowed, the drive voltage of several hundred volts applied to the anode can be withstood. Cannot be done, and the distance cannot be reduced.
【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。Therefore, it is an object of the present invention to provide a field emission printhead in which leakage light emission does not occur without increasing the pixel pitch and narrowing the distance between the cathode and the anode.
【0012】[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、および該ゲートライン間、および該ゲ
ートラインの始端および終端の外側に配置された複数本
の集束電極と、複数本の前記ゲートラインが接続される
第1ゲート引出電極と、複数本の前記集束電極が接続さ
れる第2ゲート引出電極と、複数本の上記カソードライ
ンと複数本の上記ゲートラインとが重合する各々の部分
にストライプ状に細長く形成されている電界放出アレイ
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
レイに対応するよう蛍光体の被着されたアノードライン
電極を備えるアノード基板を備え、上記アノードライン
電極が、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アノードラインと、該ア
ノードラインの両側に配置された2本のアノード集束電
極からなり、上記アノードラインに、該アノードライン
の軸方向にストライプ状に蛍光体が形成されており、上
記第2ゲート引出電極の電位が常時低レベルとされると
共に、上記2本のアノード集束電極の電位が常時低レベ
ルとされるようにしたものである。In order to achieve the above object, a field emission print head of the present invention comprises a plurality of cathode lines formed on a cathode substrate and an insulating layer on each of the cathode lines. A plurality of gate lines formed via the gate lines, a plurality of focusing electrodes arranged between the gate lines, and outside the start end and the end of the gate line, and a plurality of the gate lines are connected A gate lead-out electrode, a second gate lead-out electrode to which the plurality of focusing electrodes are connected, a plurality of cathode lines and a plurality of gate lines are overlapped with each other. The field emission array and the field emission array formed on each of the gate lines and facing the cathode substrate. An anode substrate having an anode line electrode coated with a phosphor is provided, the anode line electrode is formed so as to face the gate line and be substantially orthogonal to the gate line, and the anode line of the anode line. It is composed of two anode focusing electrodes arranged on both sides, a phosphor is formed on the anode line in a stripe shape in the axial direction of the anode line, and the potential of the second gate extraction electrode is always low level. In addition, the electric potentials of the two anode focusing electrodes are always kept at a low level.
【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金属薄膜から形成されてい
ると共に、その軸方向にスリットが設けられており、該
スリットを覆うように上記蛍光体が被着されているよう
にしたものであり、さらに、上記ゲートラインより上記
集束電極が上記アノード基板に近接するよう高い位置に
配置されているものである。Further, in the field emission print head, the anode line is formed of a metal thin film, and a slit is provided in the axial direction, and the phosphor is coated so as to cover the slit. Furthermore, the focusing electrode is arranged at a position higher than the gate line so as to be closer to the anode substrate.
【0014】[0014]
【作用】本発明によれば、ゲートライン間、およびゲー
トラインの始端と終端の外側に配置された集束電極の電
位が、ゲートラインが駆動される場合に、その電位が低
電位とされるため、駆動されたゲートラインが低電位の
集束電極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は
駆動されるアノードラインが、低電位とされたアノード
集束電極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
る手段を採用しなくとも、隣接する画素の漏れ発光を防
止することができる。According to the present invention, the potentials of the focusing electrodes arranged between the gate lines and outside the start and end of the gate lines are low when the gate lines are driven. The driven gate line is sandwiched between the focusing electrodes of low potential, and the field-emitted electrons can be focused. Further, the driven anode line on the anode side is sandwiched by the anode focusing electrodes having a low potential, so that electrons can be focused also on the anode side. Therefore, it is possible to prevent the leakage light emission of the adjacent pixels without deteriorating the resolution and without adopting the means for lowering the anode potential to lower the luminance.
【0015】[0015]
【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3を参照しながら説明するが、図1
には一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、本発明の電界放
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には本発明の電界放出型プリ
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ている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of a field emission print head according to the present invention will be described with reference to FIGS.
1 shows an example of a gate line and a cathode line when the cathode substrate 1 constituting the field emission printhead of one embodiment is viewed from above, and FIG. 2 shows the field emission printhead of the present invention. FIG. 3 is a partial cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3, and FIG. 3 is a perspective view of the field emission printhead according to the present invention, showing the configurations of gate lines, cathode lines, and anode lines. ing.
【0016】本発明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G
T1(n−1),GT1nの2本だけが示されてい
る。)と、ゲートラインGT11〜GT1nの間、およ
びゲートラインGT11,GT1nの外側に配置される
集束電極GT21〜GT2(n+1)が(図には集束電
極GT2n,GT2(n+1)の2本だけが示されてい
る。)形成されている。In the field emission print head of the present invention, as shown in FIG. 2, a plurality of cathode lines C1, C2, C3, ... Cn (cathode line C (n 2), C (n-1), and Cn are shown), and a field emission array is formed on each of the cathode lines C1, C2, C3, ... Cn. A plurality of cone-shaped emitters 3 are formed. Further, an insulating layer 2 made of SiO 2 or the like is formed on the cathode substrate 1, and n gate lines GT11 to GT1n (gate line G in the figure is formed on the insulating layer 2).
Only two of T1 (n-1) and GT1n are shown. ) And focusing electrodes GT21-GT2 (n + 1) arranged between the gate lines GT11-GT1n and outside the gate lines GT11, GT1n (only two focusing electrodes GT2n, GT2 (n + 1) are shown in the figure). Has been formed).
【0017】なお、集束電極GT21〜GT2(n+
1)により放出電子を集束する作用を生じさせるため
に、集束電極GT21〜GT2(n+1)の電位を低レ
ベル(ゼロレベルあるいは負レベルでもよい。)にすべ
く、第2ゲート引出電極GT2の電位は常時低レベル
(ゼロレベルあるいは負レベルでもよい。)とされてい
る。また、カソードラインC1〜CnとゲートラインG
T11〜GT1nとエミッタ3とで電界放出アレイFE
1〜FEnが構成されているが、電界放出アレイFE
1,FE3,・・・FE(n−1)は、図1に示すよう
にストライプ状に細長く形成されている。ところで、図
1に示すようにゲートラインGT11〜GT1nの電極
幅が、カソードラインC1〜Cnの電極幅より広幅で形
成され、集束電極GT21〜GT2nの電極幅はゲート
ラインGT11〜GT1nの電極幅より狭く形成されて
いる。The focusing electrodes GT21 to GT2 (n +
In order to bring about the action of focusing the emitted electrons by 1), the potential of the second gate extraction electrode GT2 is set so that the potentials of the focusing electrodes GT21 to GT2 (n + 1) are set to a low level (which may be zero level or negative level). Is always low level (may be zero level or negative level). In addition, the cathode lines C1 to Cn and the gate line G
Field emission array FE including T11 to GT1n and emitter 3
1 to FEn are configured, but the field emission array FE
1, FE3, ... FE (n-1) are formed in a striped shape as shown in FIG. By the way, as shown in FIG. 1, the electrode widths of the gate lines GT11 to GT1n are formed wider than the electrode widths of the cathode lines C1 to Cn, and the focusing electrodes GT21 to GT2n are wider than the electrode widths of the gate lines GT11 to GT1n. It is narrowly formed.
【0018】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、アノード
基板1に形成されたアノード電極は、ゲートラインGT
11〜GT1nにほぼ直交して配置されたストライプ状
のスリット14を有するアノードラインA11と、アノ
ードラインA11の両側に配置された2本のアノード集
束電極A12とから構成されている。Further, the anode substrate 10 is arranged facing the cathode substrate 1 with a predetermined gap, and the anode electrode formed on the anode substrate 1 has a gate line GT.
It is composed of an anode line A11 having stripe-shaped slits 14 arranged substantially orthogonal to 11 to GT1n, and two anode focusing electrodes A12 arranged on both sides of the anode line A11.
【0019】アノードラインA11には蛍光体12の発
光を取り出すためのスリット14が設けられており、こ
のスリット14を覆うようにストライプ状の蛍光体12
が被着されている。なお、アノードラインA11および
アノード集束電極A12はアルミニウム等の金属薄膜か
ら形成されている。この蛍光体12は、前記した電界放
出アレイFE1〜FEnから放出された電子が当って発
光するものであるが、電界放出アレイFE1〜FEnが
アノードラインA11とほぼ直交する方向にストライプ
状に形成されていることから、カソード基板1とアノー
ド基板10とを貼り合せて電界放出型プリントヘッドを
作製する時の、カソード基板1に対するアノード基板1
0の位置合わせ精度の許容範囲を広げることができる。The anode line A11 is provided with a slit 14 for taking out the light emitted from the phosphor 12, and the stripe-shaped phosphor 12 covers the slit 14.
Is attached. The anode line A11 and the anode focusing electrode A12 are made of a metal thin film such as aluminum. The fluorescent substance 12 is one in which the electrons emitted from the above-mentioned field emission arrays FE1 to FEn hit and emit light. The field emission arrays FE1 to FEn are formed in a stripe shape in a direction substantially orthogonal to the anode line A11. Therefore, the anode substrate 1 with respect to the cathode substrate 1 when the cathode substrate 1 and the anode substrate 10 are bonded to each other to produce a field emission printhead.
The allowable range of zero alignment accuracy can be expanded.
【0020】また、金属薄膜製のアノードラインA11
にスリット14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12のパターニングの精度の許容範囲を広げるこ
とができる。従って、本発明の電界放出型プリントヘッ
ドを容易に製造することができるようになる。このスリ
ット14の幅は、解像度が300dpiで約85μm、
解像度が600dpiで約42μm、解像度が1200
dpiで約21μmとなる。Further, an anode line A11 made of a metal thin film
By providing the slit 14 in, it becomes possible to obtain a high-definition light emission pattern at the thin film level.
The tolerance range of the patterning accuracy of the phosphor 12 can be widened. Therefore, the field emission printhead of the present invention can be easily manufactured. The width of the slit 14 is about 85 μm at a resolution of 300 dpi,
Resolution is about 42 μm at 600 dpi, resolution is 1200
It becomes about 21 μm in dpi.
【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、蛍光体13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およびアノード集束電極A12は、前
記したようにアルミニウム等の金属薄膜で形成されてい
るが、金属薄膜の反射率は大きく金属薄膜をアルミニウ
ムとした時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。The cathode substrate 1 and the anode substrate 10
And a side plate (not shown) form a vacuum-tight container,
The inside is a high vacuum. Further, since the light emission of the phosphor 13 is taken out through the anode substrate 10, the anode substrate 10 is made of glass. However, the cathode substrate 1 can also be made of glass. Further, the anode line A11 and the anode focusing electrode A12 are formed of a metal thin film such as aluminum as described above, but the reflectance of the metal thin film is large and the anode substrate A11 is used to prevent reflection when the metal thin film is aluminum. A titanium oxide film may be provided at the interface between 10 and the aluminum thin film to form the antireflection layer. Thereby, light emission with high contrast can be obtained.
【0022】また、アノードラインA11およびアノー
ド集束電極A12をITO等の透明導電材により形成す
ることもできる。この場合のアノード電極の構成を図4
に示すが、アノードラインA11は透明であるのでスリ
ット14を設けて、蛍光体12の発光を取り出す必要は
なく、図示するようにアノードラインA11の下側にス
トライプ状の蛍光体12が形成されている構造とされて
いる。Further, the anode line A11 and the anode focusing electrode A12 can be made of a transparent conductive material such as ITO. The structure of the anode electrode in this case is shown in FIG.
As shown in FIG. 7, since the anode line A11 is transparent, it is not necessary to provide the slit 14 to take out the emitted light of the phosphor 12, and as shown in the figure, the stripe-shaped phosphor 12 is formed below the anode line A11. It is supposed to have a structure.
【0023】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説明する。前
記したように、n本のゲートラインGT11〜GTnは
第1ゲート引出電極GT1に接続され、(n+1)本の
集束電極GT21〜GT2(n+1)は第2ゲート引出
電極GT2に接続されている。第1ゲート引出電極GT
1には動作時に常時正のゲート駆動電圧が供給されて、
その電界放出カソードFE1〜FEnからは、カソード
ラインC1〜Cnに供給されている1ライン分の画像デ
ータに応じた電子が放出されている。この時、第2ゲー
ト引出電極GT2の電位は、常時低レベル(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。Next, a method of driving the field emission print head of the first embodiment thus constructed will be described. As described above, the n gate lines GT11 to GTn are connected to the first gate extraction electrode GT1 and the (n + 1) focusing electrodes GT21 to GT2 (n + 1) are connected to the second gate extraction electrode GT2. First gate extraction electrode GT
1 is always supplied with a positive gate drive voltage during operation,
From the field emission cathodes FE1 to FEn, electrons corresponding to the image data for one line supplied to the cathode lines C1 to Cn are emitted. At this time, the potential of the second gate extraction electrode GT2 is always at the low level (or may be at the zero level or the negative level).
【0024】すると、例えば第1ゲート引出電極GT1
が駆動された時に、ゲートラインGT13を例に挙げる
とその両側に位置する集束電極GT23および集束電極
GT24の電位が低レベルとされている。この場合、両
側に配置された低レベルの集束電極GT23,GT24
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が駆動されて電界
放出された電子は、常時常時低レベル(あるいはゼロレ
ベルまたは負レベルとしてもよい。)の集束電極GT2
1〜GT2(n+1)の作用により、集束されてアノー
ドラインA11に向かうようになる。Then, for example, the first gate extraction electrode GT1
When the gate line GT13 is taken as an example, the potentials of the focusing electrode GT23 and the focusing electrode GT24 located on both sides of the gate line GT13 are set to a low level. In this case, the low-level focusing electrodes GT23 and GT24 arranged on both sides are provided.
Under the influence of the electric field of, the electrons emitted from the gate line GT13 are focused without being diffused. In this way, the electrons that are field-emitted by driving the first gate extraction electrode GT1 are always at the low level (or zero level or negative level) of the focusing electrode GT2.
By the action of 1 to GT2 (n + 1), they are focused and directed toward the anode line A11.
【0025】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、集束電極GT21,GT2(n+1)をそれぞれ設
けるようにして電子を集束している。また、アノード側
においては、アノードラインA11には動作時には正の
駆動電圧が常時供給されていると共に、アノード集束電
極A12には常時低レベルの電位(ゼロ電位あるいは、
負電位でもよい。)が供給されている。Since there is no gate line outside the gate line GT11 and the gate line G1n, electrons are focused by providing focusing electrodes GT21 and GT2 (n + 1). On the anode side, a positive drive voltage is constantly supplied to the anode line A11 during operation, and the anode focusing electrode A12 is always at a low level potential (zero potential or
It may be a negative potential. ) Is supplied.
【0026】すると、アノードラインA11は低レベル
のアノード集束電極A12により挟まれるようになるた
め、その電界の作用によりゲートラインGT11〜GT
1nから放出された電子は、より集束されてアノードラ
インA11に到達するようになる。この場合、電子が集
束される方向は、アノードラインA11と直交する方向
とされるが、前記した集束電極GT21〜GT2(n+
1)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と平行な方向となるので、駆動されたそれぞ
れの電界放出アレイFE1〜FEn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率的に集束される
ようになる。このようにして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記録されるよ
うになる。Then, the anode line A11 comes to be sandwiched by the low-level anode focusing electrodes A12, so that the gate lines GT11 to GT are operated by the action of the electric field.
The electrons emitted from 1n are more focused and reach the anode line A11. In this case, the direction in which the electrons are focused is the direction orthogonal to the anode line A11, but the focusing electrodes GT21 to GT2 (n +) described above are used.
The direction in which the electrons are focused by the action of 1) is parallel to the anode line A11, so that the electrons emitted from each of the driven field emission arrays FE1 to FEn have a circular focusing cross section. It will be efficiently focused. In this way, an image for one line is recorded on the recording medium. Thereafter, similarly, line-sequential scanning is sequentially performed, and an image of one screen is recorded on the recording medium.
【0027】次に、前記説明した本発明の電界放出型プ
リントヘッドの変形例を図5に示す。この図は電解放出
型プリントヘッドの変形例の一部断面図であり、図2と
同じ符号は同一の部分を示している。この変形例は、集
束電極GT21〜GT2(n+1)の形成位置を異なら
せるようにしたものである。この変形例においては図示
するように、ゲートラインGT11〜GT1nの形成さ
れている絶縁層2上にさらに絶縁層2を形成し、その上
に集束電極GT21〜GT2(n+1)を形成するよう
にしている。これにより、集束電極GT21〜GT2
(n+1)がゲートラインGT11〜GT1nよりアノ
ードラインA11に近接するようになるので、電子の集
束度がより向上するようになる。他の構成および動作に
おいては、前記した一実施例と同様であるのでその説明
は省略する。Next, FIG. 5 shows a modification of the field emission print head of the present invention described above. This drawing is a partial cross-sectional view of a modification of the field emission print head, and the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same parts. In this modification, the formation positions of the focusing electrodes GT21 to GT2 (n + 1) are made different. In this modification, as shown in the figure, an insulating layer 2 is further formed on the insulating layer 2 on which the gate lines GT11 to GT1n are formed, and the focusing electrodes GT21 to GT2 (n + 1) are formed thereon. There is. Thereby, the focusing electrodes GT21 to GT2 are
Since (n + 1) comes closer to the anode line A11 than the gate lines GT11 to GT1n, the electron focusing degree is further improved. Other configurations and operations are the same as those of the above-described embodiment, and thus the description thereof will be omitted.
【0028】なお、以上説明した本発明の電界放出型プ
リントヘッドにおいて、画素ピッチに対応するカソード
ラインC1〜Cnのラインピッチは、解像度が300d
piで約85μm、解像度が600dpiで約42μ
m、解像度が1200dpiで約21μmとなる。この
カソードラインC1〜Cnはカソード基板の両側から引
き出してもよく、その場合のラインピッチは前記の2倍
となる。In the field emission print head of the present invention described above, the line pitch of the cathode lines C1 to Cn corresponding to the pixel pitch has a resolution of 300d.
About 85 μm at pi, about 42 μ at resolution of 600 dpi
m, and the resolution is about 21 μm at 1200 dpi. The cathode lines C1 to Cn may be drawn out from both sides of the cathode substrate, and the line pitch in that case is double the above.
【0029】[0029]
【発明の効果】本発明は以上説明したように、ゲートラ
イン間、およびゲートラインの始端と終端の外側に配置
された集束電極の電位が、ゲートラインが駆動される場
合に、その電位が低電位とされるため、駆動されたゲー
トラインが低電位の集束電極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
ノード側においては選択駆動されるアノードラインが、
低電位とされたアノード集束電極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。As described above, according to the present invention, the potentials of the focusing electrodes arranged between the gate lines and outside the start end and the end of the gate lines are low when the gate lines are driven. Since the potential is set, the driven gate line is sandwiched between the focusing electrodes of low potential, and the field-emitted electrons can be focused. Furthermore, on the anode side, the anode line that is selectively driven is
Since it is sandwiched by the anode focusing electrodes that have a low potential,
Electrons can also be focused on the anode side.
【0030】また、ゲートラインより集束電極をアノー
ドラインに近接させて形成することにより、放出された
電子をより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
下させる手段を採用しなくとも、隣接する画素の漏れ発
光を防止することができる。Further, by forming the focusing electrode closer to the anode line than the gate line, the emitted electrons can be more focused. Therefore, it is possible to prevent the leakage light emission of the adjacent pixels without deteriorating the resolution and without adopting the means for lowering the anode potential to lower the luminance.
【図1】本発明の電界放出型プリントヘッドの一実施例
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。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a gate line and a cathode line of an embodiment of a field emission print head of the present invention.
【図2】本発明の電界放出型プリントヘッドの一実施例
の構成を示す一部側断面図である。FIG. 2 is a partial side sectional view showing the structure of an embodiment of the field emission printhead of the present invention.
【図3】本発明の電界放出型プリントヘッドの一実施例
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。FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a gate line, a cathode line, and an anode line of an embodiment of the field emission printhead of the present invention.
【図4】本発明の電界放出型プリントヘッドの一実施例
の変形例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a modified example of an embodiment of the field emission printhead of the present invention.
【図5】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。FIG. 5 is a diagram showing a timing chart of drive pulses for driving the field emission printhead of the present invention.
【図6】従来の光学式プリンタの概略構成を示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional optical printer.
【図7】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。FIG. 7 is a top view, a front sectional view, and a side sectional view showing a schematic configuration of a conventional field emission printhead.
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 13 蛍光体 14 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 アノードライン A12 アノード集束電極 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 GT11〜GT1n ゲートライン GT21〜GT2(n+1) 集束電極 1 cathode substrate 2 insulating layer 3 emitter 4 opening 10 anode substrate 13 phosphor 14 slit 101 first flat substrate 102 second flat substrate 103 sandwiching body 104 vacuum layer 105 field emission device 107 substrate contact electrode 108 gate contact electrode 110 anode contact Electrode A11 Anode line A12 Anode focusing electrode C1, C2, C3 ..., Cn Cathode line FE1, FE2, ... FEn Field emission array GT1, GT2 Gate extraction electrode GT11 to GT1n Gate line GT21 to GT2 (n + 1) Focusing electrode
Claims (3)
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、および該ゲートライン間、お
よび該ゲートラインの始端および終端の外側に配置され
た複数本の集束電極と、 複数本の前記ゲートラインが接続される第1ゲート引出
電極と、複数本の前記集束電極が接続される第2ゲート
引出電極と、 複数本の上記カソードラインと複数本の上記ゲートライ
ンとが重合する各々の部分にストライプ状に細長く形成
されている電界放出アレイと、 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
に対応するよう蛍光体の被着されたアノードライン電極
を備えるアノード基板を備え、 上記アノードライン電極が、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アノ
ードラインと、該アノードラインの両側に配置された2
本のアノード集束電極からなり、上記アノードライン
に、該アノードラインの軸方向にストライプ状に蛍光体
が形成されており、 上記第2ゲート引出電極の電位が常時低レベルとされる
と共に、上記2本のアノード集束電極の電位が常時低レ
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。1. A plurality of cathode lines formed on a cathode substrate, a plurality of gate lines respectively formed on the cathode lines with an insulating layer interposed therebetween, between the gate lines, and between the gate lines. A plurality of focusing electrodes arranged outside the start end and the end, a first gate extraction electrode to which the plurality of gate lines are connected, and a second gate extraction electrode to which the plurality of focusing electrodes are connected, A field emission array formed in a striped shape in each portion where the plurality of cathode lines and the plurality of gate lines are overlapped with each other; An anode substrate having anode line electrodes coated with phosphors corresponding to the field emission arrays formed on the respective anode substrates; -Line electrodes, an anode line formed so as to be substantially perpendicular to the gate line opposite to the gate lines, disposed on both sides of the anode lines 2
A plurality of anode focusing electrodes, phosphors are formed on the anode line in a stripe shape in the axial direction of the anode line, and the potential of the second gate extraction electrode is always kept at a low level. A field emission printhead, characterized in that the anode focusing electrode of a book is always kept at a low level.
されていると共に、その軸方向にスリットが設けられて
おり、該スリットを覆うように上記蛍光体が被着されて
い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。2. The anode line is formed of a metal thin film, and a slit is provided in the axial direction thereof, and the phosphor is coated so as to cover the slit. Item 7. A field emission printhead according to item 1.
記アノード基板に近接するよう高い位置に配置されてい
ることを特徴とする請求項1あるいは2記載の電界放出
型プリントヘッド。3. The field emission printhead according to claim 1, wherein the focusing electrode is arranged at a position higher than the gate line so as to be closer to the anode substrate.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18331295A JPH0911537A (en) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | Field emission type print head |
US08/672,702 US6002414A (en) | 1995-06-28 | 1996-06-27 | Field emission print head |
KR1019960024322A KR100275631B1 (en) | 1995-06-28 | 1996-06-27 | Field emission type print head |
FR9608069A FR2736172B1 (en) | 1995-06-28 | 1996-06-28 | FIELD EMISSION PRINTHEAD |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18331295A JPH0911537A (en) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | Field emission type print head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0911537A true JPH0911537A (en) | 1997-01-14 |
Family
ID=16133497
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18331295A Withdrawn JPH0911537A (en) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | Field emission type print head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0911537A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002120394A (en) * | 2000-10-16 | 2002-04-23 | Futaba Corp | Electron beam excited light emission type print head |
JP2006286605A (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Samsung Sdi Co Ltd | Electron emission device and electron emission display device |
JP2007305493A (en) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Ulvac Japan Ltd | Cathode substrate and its manufacturing method, and display element and its manufacturing method |
-
1995
- 1995-06-28 JP JP18331295A patent/JPH0911537A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002120394A (en) * | 2000-10-16 | 2002-04-23 | Futaba Corp | Electron beam excited light emission type print head |
JP2006286605A (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Samsung Sdi Co Ltd | Electron emission device and electron emission display device |
US7427831B2 (en) | 2005-03-31 | 2008-09-23 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Electron emission device and electron emission display device |
JP2007305493A (en) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Ulvac Japan Ltd | Cathode substrate and its manufacturing method, and display element and its manufacturing method |
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