JPS6391926A - 電子放出装置 - Google Patents

電子放出装置

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JPS6391926A
JPS6391926A JP61234501A JP23450186A JPS6391926A JP S6391926 A JPS6391926 A JP S6391926A JP 61234501 A JP61234501 A JP 61234501A JP 23450186 A JP23450186 A JP 23450186A JP S6391926 A JPS6391926 A JP S6391926A
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JP
Japan
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metal
voltage
electron
layer
electrons
Prior art date
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Pending
Application number
JP61234501A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Sugata
菅田 正夫
Takeo Tsukamoto
健夫 塚本
Akira Shimizu
明 清水
Akira Suzuki
彰 鈴木
Isamu Shimoda
下田 勇
Masahiko Okunuki
昌彦 奥貫
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Priority to EP87113260A priority patent/EP0259878B1/en
Priority to DE19873752064 priority patent/DE3752064T2/de
Publication of JPS6391926A publication Critical patent/JPS6391926A/ja
Priority to US08/094,404 priority patent/US5304815A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
  • Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge 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】 [産業上の利用分¥f] 本発明は電子放出装置に関し、特に電圧印加及び光照射
により電子放出の誘起される電子放出素子を複数力する
電子放出装置に関する。この様な電子放出装置はたとえ
ば表示袋を用のパターン発生源として好適に利用される
[従来の技術] 電子発生源としては従来熱陰極からの熱電子放出か用い
られていた。この様な熱陰極を利用した電子放出素子は
、加熱によるエネルギーロスか大きい点、加熱手段の形
成が必要である点、及び予備加熱にかなりの時間を要す
るのでスイッチオンと同時に作動させることがてきない
という点で問題があった。
そこで、加熱によらない電子放出素子の研究が進められ
、いくつかの型の素子が提案されている。
たとえば、PN接合に逆バイアス電圧を印加し電子なだ
れ降伏現象を生ぜしめ素子外へと電子を放出する型のも
のや、全屈−絶縁体層−金属層のaJ&を有し該2つの
金属の間に電圧を印加することによりトンネル効果て絶
縁体層を通過してきた電子を金属層から素子外へと放出
する型(MIM型)のものや、高抵抗薄膜にその膜厚方
向と直交する方向に電圧を印加し該g膜表面から素子外
へと電子を放出させる表面伝導型(SCE型)のものや
、電界集中の生じ易い形状の金属に対し電圧を印加して
局所的に高密度の電界を発生させ該金属から素子外へと
電子を放出させる゛、IC界効果型<FE型)のものや
、その他のものか提案されている。
これら電子放出素子の応用例として、該素子・を複数2
次元的に配列し、これら各素子からの電子放出を適時0
N−OFF制御することにより所望のパターン状に電子
放出を行なわせ、かくして放出された電子を加速及び偏
向させて蛍光面に衝突させ表示を行なうことか考えられ
る。
[発明か解決しようとする問題点] と記の様な電子放出素子においては、いづれも印加電圧
をしきい値以上とすることて電子放出が生ぜしめられる
。従って、単に電子放出素子を複数配列してパターン状
電子放出のための!A置を構成するると、各素子に対し
印加電圧制御のための配線を付することか必要となり、
このため各素子の配A密度が小さくなり、高密度画素パ
ターンの形成か困難になるという問題点がある。
[問題点を解決するための手段] 本発明によれば、以上の如き従来技術の問題点を解決す
るものとして、光照射により、電子放出がトリガされる
電子放出素子と該素子への光照射を制御するためのシャ
ック素子との組が複数配列されており、該シャッタ素子
側に光源か配置されていることを特徴とする、電子放出
装置か提供される。
[実施例] 以下、図面を参照しなから本51明の具体的実施例を説
明する。
第1図(a)は本発明による電子放出装置の第1の実施
例を示す部分平面図であり、第1図(b)はそのB−B
IllJi面図である。
第1図において、2は基板であり、4はMIM構造てあ
り、6は光シャッタである。
基板2は透明てあり、たとえばガラス、セラミックス、
GaAs、GaSb、InAs、GaP、スピネル(k
1gA120n)等の結品等の絶縁体からなる。
MIM構造4は第1の金属層8、絶縁体層10及び第2
の金属層12とを有している。第1の金属層8はたとえ
ばAI、 Be、14o、Pt、Ta、Au、Ag、W
、Cr。
Mg、ニクロム等からなる。該金属層8の厚さは、下方
からの光照射によりエネルギー付与された電子が有効に
絶縁体層ioへと供給される様に、できるたけ薄い方が
好ましいか、たとえば0.001−1井m程度である。
絶縁体層10はたとえばSiO,、TazO5,A12
0t。
BeO,SjC,SiO*Nyllz、5iNxHv、
AIN′fPからなる。該絶縁体層10の厚さはM!、
縁破壊か生じない程度に薄い方か好ましいが、この厚さ
は該層lOに使用される絶縁体の種類や第2の金属層1
2に使用される金属の種類等に応じて所望の電子放出特
性か得られるべく適宜設定するのか好ましく、たとえば
10〜2000人程度である。
また、第2の金属層12はたとえばAu、Pt、AI。
Ag等からなる。該金属層12の厚さは電子放出効率の
点からばてきるたけ$い方か好まし・ぐ、たとえば10
0〜3000人程度である。
第1図(b)に示される様に、第1の金属層8と第2の
導電層12との間には第2の金属層12か正となる様に
電圧を印加するための電源14が接続されている。
シャッタ6は基板2の下面側に形成された第1の透明電
極層16と基板2と対向する様に配こされた透明板状体
18と該板状体上に上記第1の透明電極層16と対向す
る様に形成された第2の透明電極層20とR2基板2と
板状体18との間に介在せしめられた液晶層22とを有
している。第1の透す1電極層16はB−B方向と直交
する方向に延びており、適宜の間隔をおいて平行に複数
配列されている。同様に、第2の透明電極層20はB−
B方向に延びており、適宜の間隔をおいて平行に複数配
列されている。6第Jの電極層16には駆動電圧印加の
ための端子24か接続されており、6第2の電極層20
にも駆動電圧印加のための端子25か接続されている。
かくして、シャッタ6の6第1の電極層16と6第2の
電極層20との重なりあう平面位置に、いわゆるマトリ
ックス駆動によりそれぞれ独立に電圧を印加し得る中位
領域26か形成される。
上記MIM構造4の各単位領域26に対応する部分か本
発明における電子放出素子を構成し、上記シャンタロの
各単位領域26に対応する部分か本発明におけるシャッ
タ素子を構成する。
第1図(b)に示される様に、シャッタ6に対′して透
明板状体18側から照明するための光源か配置されてい
る。
以上の様な本実施例装置は次の様にして駆動される。
MIM構造4において電源14により第1の金属層8と
第2の金属層12との間に電圧を印加しておく。該電源
14の電圧はMIM構造の具体的構成及び所望の電子放
出特性に応じて適宜設定されるが、この電源14による
電圧印加のみては実質上第2の金属層12からの電子放
出が生じない程度の電圧としておく。この電圧はたとえ
ば3〜20Vである。
一方、シャッタ6において、第1の電極層16と第2の
電極層20との間に電圧の印加されていない単位領域2
6においては、液晶層22は透明であり、このため光源
からの光は殆ど直進透過して基板2を経てMIM構造部
に到達する。従って、この単位領域においてはM I 
M構造4の第1の金属層8内の電子は光照射エネルギー
を受け、上記第v、14による電圧により容易に絶縁体
層lOを通過し更に第2の金属層12を通過して外部へ
と放出される。
これに対し、シャッタ6において、第1の電極層16と
第2の電極層20との間に電圧の印加されている単位領
域26においては、液晶層22は光散乱性を有する様に
なり、このため光源からの光は殆ど散乱されてしまい基
板2を′A過してMIM構造部に到達する光は殆どない
。従って、この単位領域においてはMIM構造4からの
電子放出はない。
この様に、本実施例装置においては各電子放出素子には
共通の電圧を印加するのみてよく、各シャッタ素子にマ
トリックス駆動にて適宜電圧印加を行なうことにより、
所望の単位領域26から電子を放出することがてきる。
尚、電子放出素子に印加する電圧は光源の強度か大きい
程小さく光源の強度か小さい程大きく設定することかて
きる。
第2図は本発明による電子放出装置の第2の実施例な示
す部分断面図てあり、第1図(b)と同様の部分を示す
図である。
第2I2Iにおいて、30はPN接合構造てあり、32
は光シャッタである。
PN接合構造30は、n型半導体層34とp型半導体層
36と第1の電極層38と第2の電極層40とを有して
いる。n型半導体層34の厚さはたとえばo、oot〜
lpm程度てあり、py!1半導体層36の厚さはたと
えば0.001〜Igm程度である。第1の電極層38
は実質上透明である。この様な透明電極層は材質及び厚
さを適宜選択することにより実現することができる。こ
の第1の電極層38はたとえばI T O、SnO3、
ZnO等からなり、その厚さはたとえば100〜300
0人程度である。第2の電極層40はp型半導体層36
の表面の一部を覆っており、池の部分には電子放出を容
易化するためにCs等のアルカリ全屈またはその化合物
42が塗布されている。
第2図に示される様に、第1の電極層38と第2の電極
層40との間には第2の電極層40が正となる様に電圧
を印加するための電源44か接続されている。
シャッタ32は基本的には上記第1の実施例に′おける
シャッタと同様てあり、即ち2枚の透明板状体46.4
8を対向させて配列し、これらの対向面にそれぞれ第1
の電極層50及び第2の″irL極層52を付設し、上
記透明板状体46.48間に液晶層54を介在させ、各
第1の電極層50及び各第2の電極層52に駆動電圧印
加のための端子を接続したちのである。
尚、本実施例においては、シャッタ6の各第1の電極層
50と各第2のTr、極層52との玉なりあう位置に形
成される単位領域56に対応してCs’1342の塗布
部分か散在している。
本実施例装置の駆動も上記第1の実施例の場合と同様に
して行なわれる。即ち、PN接合構造30に印加する電
圧は、該接合構造への光照射かない時にはPN接合構造
から上方へと電子か放出されず几つ光源からの光照射か
ある時にのみPN接合構造から電子か放出される様な値
としてお〈、尚、本実施例においては電子はCs等42
の塗布部分から放出される。
1−記実施例においてはシVツタとして液晶を利用した
ものを用いているか、未発用装置においてはその他P 
L I T等の電気光学的結晶を利用したものやニオブ
酸リチウム(LiNbOz) 、タンタル酸リチウム(
LiTaO:+)等を用いてもよい。
更に、上記実施例においては電子放出素子としてMIM
構造を有するもの及びPN接合構造の負の電子親和力状
態を利用するものか例示されているか、本発明装こにお
ける電子放出素子としてはその他PN接合構造に逆バイ
アス電圧を印加しておき光照射により電子なたれ降伏現
象を生ゼしめるものやNPP”構造においてP層を光励
起する方法等を利用することかできる。
[発す1の効果コ 以上の様な木発引によれば、8I数の電子放出素子には
全て均一の比較的低い一定電圧を印加しておけばよいの
て該放出素子の構成が簡単になり、各素子の配列密度を
高めることかてき、かくして高密度画素パターンの形成
か可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は電子放出装置の部分下面図てあり、第1
図(b)はそのB−B断面図である。 第2図は電子放出袋この部分断面図である。 2・・・透明基板、 4・・・MIM構造 6・・・シャッタ、 8.12・・・金属層、 10・・・絶縁体層、 14・・・電源、 16.20・・・透明電極層、 18・・・透明板状体、 22・・・液晶層、 26・・・単位領域。 代理人  弁理士 山 下 穣 平 ’i  (@  (=>) = β t(印Cl2 f うp〜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光照射により、電子放出がトリガされる電子放出
    素子と該素子への光照射を制御するためのシャッタ素子
    との組が複数配列されており、該シャッタ素子側に光源
    が配置されていることを特徴とする、電子放出装置。
JP61234501A 1986-09-11 1986-10-03 電子放出装置 Pending JPS6391926A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61234501A JPS6391926A (ja) 1986-10-03 1986-10-03 電子放出装置
EP87113260A EP0259878B1 (en) 1986-09-11 1987-09-10 Electron emission element
DE19873752064 DE3752064T2 (de) 1986-09-11 1987-09-10 Elektronenemittierendes Element
US08/094,404 US5304815A (en) 1986-09-11 1993-07-21 Electron emission elements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61234501A JPS6391926A (ja) 1986-10-03 1986-10-03 電子放出装置

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JPS6391926A true JPS6391926A (ja) 1988-04-22

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ID=16972015

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61234501A Pending JPS6391926A (ja) 1986-09-11 1986-10-03 電子放出装置

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JP (1) JPS6391926A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005149865A (ja) * 2003-11-14 2005-06-09 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 電界放出装置、電界放出基板、駆動装置およびディスプレイ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005149865A (ja) * 2003-11-14 2005-06-09 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 電界放出装置、電界放出基板、駆動装置およびディスプレイ

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