JPS63150837A - 電子放出装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子放出装置に係シ、特に電子放出源と、制御
用電極と、集束用電極とを有する電子放出装置に関する
。

〔従来技術〕

電子放出源としては、従来よシ、ＰＮ接合のなだれ降伏
を用いたもの、ＰＮ接合に順バイアスをかけてＰ層に電
子を注入する方式のもの、薄い絶縁層を金属で挟んだ構
造を有するもの（ＭＩＭ型）、粗い高抵抗薄膜に電流を
流して電子上放出させる表面伝導型のもの、その他電界
放出型等の電子放出素子が種々提案されている。

第３回内は、ＰＮ接合に順方向バイアスをかけてＰ層に
電子を注入する方式の電子放出素子の模式的説明図でロ
シ、第３図ＣＢ）は、その概略的な一流一電圧特性を示
すグラフである。

同図内において、ＰＮ接合に順方向のバイアス電圧ｖｌ
印加すると、同図（Ｂ）に示すような順方向電流Ｉが流
れ、Ｎ層からＰ層に注入場れた電子の一部がＰ層表面か
ら真空中へ放出量れる。このＰ層表面には、仕事関数を
下げて電子放出量を増加させるためにセシウムＣｓ等が
塗布されている。

第４図はＭＩＭ型電子放出素子の概略的構成図、第５図
は表面伝導型電子放出素子の概略的構成図である。

ＭＩＭ型電子放出素子は、金属電極８、絶縁層９および
薄い金属電極１０が積層された構造を有し。

電極８および１０間に電圧を印加することで薄い電極１
０側から電子が放出される。

また、表面伝導型電子放出素子は、絶縁基板ｌｌ上に電
極１２および１３が形成され、その間に粗い高抵抗薄膜
１４が形成てれている。そして。

電圧を電極１２および１３間に印加することで、高抵抗
薄膜１４の表面から電子が放出される。

このような電子放出素子を用いた電子放出装置において
は、電子放出素子の電子放出口にアインツエルレンズや
パイポテンシャルレンズ等の静電ｙＪＪｖン）ｒｆｃ設
け、放出された電子のビームを対象面、例えば蛍光板ス
クリーン、クエへ等に集束させている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の電子放出装置では、電子ビームの
広がシを防ぐための集束用電極を電子放出口に別個に取
付けられていたために、位置合せの必要がロシ、特に電
子ビームを複数放出するマルチ型電子放出装置において
集束用電極の位置合せが困難でめった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点は、電子放出源と、この電子放出源の電子
放出部上に電子放出口が設けられた第１の絶縁層を介し
て形成された制御用電極と、この制御用電極上に電子放
出口が設けられた第２の絶縁層を介して形成てれた集束
用電極とを有する本発明の電子放出装置によって解決さ
れる。

〔作用〕

本発明は、電子放出源上に第１の絶縁層を介して制御用
電極を設け、嘔らにこの制御用電極上に第２の絶縁層を
介して集束用電極を設けることによシ、両電極を一体化
するものであシ、加えて両電極にそれぞれ所定の電圧を
印加することによ九各電極ごとに放出された電子の通過
量を制御するものである。

なお、制御用電極と集束用電極とをマトリクス状に配設
し、且つ両電極の交差する位置に前記電子放出部を設け
、両電極に印加する電圧を制御することによシ、マルチ
型電子放出装置を構成することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。

第１図は本発明の電子放出装置の一実施例の構成を説明
するだめの概略図である。

同図において、１は電子放出源でろシ、基板電極１ａ上
に部分的に厚さ３０〜１００Ｘ程度の絶縁層１ｂ、厚さ
２０〜１００ＸａＫの金属層１ｃが積層され、ＭＩＭ型
電子放出素子を構成する。絶縁層１ｂ、金属層ＩＣは厚
さ５０〜１５０Ｘ程尻の絶縁領域１ｄによって他の領域
と分離されている。なお、絶縁層１ｂと絶縁領域１ｄと
は同一材でろりてもよい。７は電子放出源１の電子放出
部である。絶縁領域ｌｄ上には絶縁層２ｔ−介して制御
用電極３が設けられ、さらにこの制御用電極３上に絶縁
層４ｔ−介して集束用電極５が設けられている。制御用
電極３及び集束用電極５は電子放出源１の電子放出部７
上の電子放出口６に、その一部が露出しておシ、後述す
るように電子放出部７から放出された電子は両電極に印
加する電圧によりて制御される。

基板電極１１．金属層１ｃ、制御用電極３．集束用電極
５としては）Ｌ等の金属が用いられ、絶縁層１ｂ、絶縁
領域１ｄ、絶縁層２．絶縁層４としてはＡｔ２０５等の
絶縁物が用いられる。

このような構造の電子放出装置において電子放出源１に
電圧ｖ８を印加すると、絶縁／１ｉｉｌｂをトンネリン
グした電子が金属層１ｃから放出される。

放出てれた電子は、制御用電極３に電圧Ｖｌ　ｔ−印加
する場合には加速されて制御用電極３を通過し、電圧ｖ
１を印加しない場合には散逸する。すなわち、制御用電
極３によって、放出てれた電子のＯＮ　−ＯＦＦ制御が
なされる。制御用電極３を通過した電子は、集束用電極
５に正電圧Ｖ＋を印加する場合には、加速されて集束用
電極５を通過し、負電圧Ｖ−を印加する場合には、負電
位によシ散逸される。すなわち、集束用電極５によって
と出された電子のＯＮ　−ＯＦＦ制御がなされる。なお
負電圧Ｖ−の制御によシ、電子を散逸させず集束させて
、電子レンズとして用いることもできる。

上記の作用を有する本発明の電子放出装置は、多数の電
子放出源を有するマルチ型電子放出装置に好適に用いら
れる。

第２図は本発明によるマルチ型電子放出装置の一実施例
の構成図である。

同図に示すように、制御用電極３１〜３４と集束用電極
５１〜５４とをマトリクス状に交差嘔せて、それぞれの
交点の位置に前述した電子放出源の電子放出部を設ける
。前述したように、トランジスタＴ、１〜Ｔ　ｘｓｋ制
御して所望の制御用電極３１〜３４に電圧ｖｌを印加し
、トランジスタＴｉｔ〜Ｔ１４を制御して所望の集束用
電極５１〜５４に負電圧Ｖ−又は正電圧ｖ＋’６印加す
ることによって、所望の位置の電子放出部から電子を放
出させることが可能となシ、点、線２面の電子放出が可
能となる。

なお、上記各実施例では、電子放出源としてＭＩＭ型電
子放出素子を示し九が、勿論ＰＮ接合のなだれ降伏型２
表面伝導型、あるいはＰＮ接合に順方向バイアスをかけ
て電子を放出するもの等を電子放出源として用いてもよ
い。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように、本発明の電子放出装置に
よれば、電子放出源上に第１の絶縁層を介して制御用電
極を設け、さらにこの制御用電極上に第２の絶縁層を介
して集束用電極を設けることによシ、両電極を一体化し
て、同一基板上に作製することが可能となシ、高集積化
が可能となる。

また両電極にそれぞれ所定の電圧を印加することによシ
、各電極ごとに放出された電子の通過怠を制御すること
が可能となシ、複数の電子放出源を有するマルチ型電子
放出装置に利用可能となシ、点、線２面の電子放出が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子放出素子の一実施例の構成を説明
するための概略図である。 第２図は本発明によるマルチ型電子放出装置の一実施例
の構成図でろる。 第３図（４）は、ＰＮ接合に頭方向バイアスをかけてＰ
層に電子を注入する方式の電子放出素子の模式的説明図
でアシ、第３図（Ｂ）は、その概略的な電流−電圧特性
を示すグラフである。 第４図はＭＩＭ型電子放出素子の概略的構成図でおる。 第５図は表面伝導型電子放出素子の概略的構成図でろる
。 ■＋・・・正電圧、Ｖ−・・・負電圧、’ｌ’１ｓＶＮ
・・・電圧、１・・・電子放出源、１ａ・・・基板電極
、２，４゜ｌｂ　、ｌｄ・・・絶縁層、ＩＣ・・・金属
層、３，３１〜３４・・・制御用電極、５，５１〜５４
・・・集束用電極。 代理人　　弁理士　山　下　積　子 弟１図 箒２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子放出源と、この電子放出源の電子放出部上に
   電子放出口が設けられた第１の絶縁層を介して形成され
   た制御用電極と、この制御用電極上に電子放出口が設け
   られた第２の絶縁層を介して形成された集束用電極とを
   有する電子放出装置。
2. （２）前記制御用電極と前記集束用電極とをマトリクス
   状に配設し且つ、両電極の交差する位置に前記電子放出
   部を設けた特許請求の範囲第１項記載の電子放出装置。