KR100275631B1

KR100275631B1 - 전계방출형 프린트헤드

Info

Publication number: KR100275631B1
Application number: KR1019960024322A
Authority: KR
Inventors: 요이치 고보리; 유키히코 시미즈
Original assignee: 니시무로 아츠시; 후다바 덴시 고교 가부시키가이샤
Priority date: 1995-06-28
Filing date: 1996-06-27
Publication date: 2000-12-15
Also published as: FR2736172B1; FR2736172A1; KR970003380A; US6002414A

Abstract

(목적) 전계방출된 전자를 집속하는 것

(구성) 홀수번째의 게이트 라인(GT11,GT13,…GT(n-1))은 제 1게이트 라인인출전극 (GT1)에 접속되고, 짝수번째의 게이트 라인(GT12,GT14,…GTn)은 제 2게이트인출전극(GT2)에 접속한다. 제 1게이트인출전극(GT1)이 선택구동된 경우, 제 2게이트인출전극(GT2)의 전위는 저레벨로 되고, 홀수번째의 게이트 라인은 저레벨의 짝수번째의 게이트 라인에 끼워지기 때문에, 방출전자는 집속된다. 제 2게이트인출전극(GT2)이 선택구동된 경우도 마찬가지로 방출전자는 집속된다. 각 게이트 라인(GT11-GT1n)에는 전계방출어레이(FE1-FEn)이 지그재그형상으로 배치되어 형성되어 있다.

또. 제 2게이트인출전극(GT1)이 집속진극으로하여 상시 저레벨로 함으로써 제조가 용이하게 되어 있다.

Description

전계방출형 프린트헤드

제 1도는 본 발명의 전계방출형 프린트헤드의 제1실시예의 게이트 라인과 캐소드라인의 구성을 도시한 도면이다.

제 2도는 본 발명의 전계방출형 프린트헤드의 제1실시예의 구성을 나타내는 일부측단면도이다.

제 3도는 본 발명의 전계방출형 프린트헤드의 제1실시예의 게이트 라인과 캐소드라인과 애노드라인의 구성을 나타내는 사시도이다.

제 4도는 본 발명의 전계방출형 프린트헤드를 구동하는 구동펄스의 타이밍 차트를 도시한 도면이다.

제 5도는 본 발명의 전계방출형 프린트헤드의 제2실시예의 게이트 라인과 캐소드라인과 애노드라인의 구성을 나타내는 사시도이다.

제 6도는 본 발명의 전계방출형 프린트헤드의 제 2실시예의 변형예를 나타내는 도면이다.

제 7도는 본 발명의 전계방출형 프린트헤드의 제 3실시예의 게이트 라인과 캐소드라인의 구성을 도시한 도면이다.

제 8도는 본 발명의 전계방출형 프린트헤드의 제 3실시예의 구성을 나타내는 일부측 단면도이다.

제 9도는 본 발명의 전계방출형 프린트헤드의 제 3실시예의 게이트 라인과 캐소드라인과 애노드라인의 구성을 나타내는 사시도이다.

제10도는 본 발명의 전계방출형 프린트헤드의 제3실시예의 변형예를 나타내는 도면이다.

제11도는 본 발명의 제 3실시예의 전계방출형 프린트헤드를 구동하는 구동펄스의 타이밍차트를 도시한 도면이다.

제12도는 본 발명의 전계방출형 프린트헤드의 제4실시예의 게이트 라인과 캐소드라인의 구성을 도시한 도면이다.

제13도는 본 발명의 전계방출형 프린트헤드의 제4실시예를 구성을 나타내는 일부측 단면도이다.

제14도는 본 발명의 전계방출형 프린트헤드의 하나의 실시예의 게이트 라인과 캐소드 라인과 애노드라인의 구성을 나타내는 사시도이다.

제15도는 본 발명의 전계방출형 프린트헤드의 하나의 실시예의 변형예를 나타내는 도면이다.

제16도는 본 발명의 전계방출형 프린트헤드를 구동하는 구동펄스의 타이밍차트를 도시한 도면이다.

제17도는 종래의 광학식프린터의 개략구성을 도시한 도면이다.

제18도는 종래의 전계방출형 프린트헤드의 개략구성을 나타내는 상면도, 정면의 단면도, 측단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 캐소드기판 2 : 절연층

3 : 이미터 4 : 개구부

10 : 애노드기판 11, 13 : 형광체

12, 14 : 슬릿 101 : 제1평면기판

102 : 제2평면기판 103 : 협지체

104 : 진공층 105 : 전계방출소자

107 : 기판콘택트전극 108 : 게이트콘택트전극

110 : 애노드콘택트전극 A11, A12, …A1n : 애노드라인

A21, A22 : 더미 애노드 C1, C2, C3, …, Cn : 캐소드라인

FE1, FE2, …FEn : 전계방출어레이

GT1, GT2 : 게이트인출전극

GT21, GT22 : 더미게이트 GT11∼GT1n : 게이트라인

A32 : 애노드집속전극 GT31∼GT3(n+1) : 집속전극

[산업상의 이용 분야]

본 발명은, 광학식프린터용 프린트헤드에 관하며, 특히 전계방출소자를 사용한 프린트 헤드에 관한 것이다.

[종래의 기술]

종래부터, 광학식프린터가 알려져 있지만, 광힉식프린터의 개략을 제17도를 참조하면서 설명한다. 필름(120)은 할로겐화은(은염)등의 감광제가 피착되어 있고, 이 필름(12O)의 아래쪽에, 미러(121)에 의해 반사된 빛이 조사되는 것에 의해 감광되도록 되어 있다.

이 필름(120)에 조사되는 빛은 프린트헤드(125)로부터 방사되지만, 프린트헤드(125)에는 1라인씩의 화상데이타가 공급되고 있고, 이 화상데이타에 의해 변조된 빛이 지면에 대하여 수직방향으로 주주사됨과 동시에, 도시하는 화살표와 같이 프린트헤드(125)가 부주사 되는 것에 의해, 선순차 방식에 의해 필름(120)상에 한 장의 화상이 프린트되게 된다.

또, SLA(122)는 셀프포커싱 렌즈어레이이고, 프린트헤드(125)로부터 방사된 빛이 필름(120)상에 초점을 맺도록하기 위한 렌즈이다. 미러(l23)는 이 SLA(122)에 빛을 이끌기 위한 미러이다.

또한, RGB 필터(124)는, 필름(120)에 위에 칼라의 화상을 프린트시키기 위한 3원색의 빛의 RGB필터이다. 칼라화상을 프린트하는 경우는, 동일한 1라인의 화상 데이타를 R(빨강), G(초록), B(파랑)의 3개의 화상데이타로 분해하고, 각색의 화상데이타에 대응하여 RGB필터(124)를 순차 이동시키어 3회의 주주사를 시키도록하고 있다.

즉, 3회의 주주사에 의해 1라인의 칼라화상이 필름(120)에 기록되는 것으로 된다.

이러한 광학식프린터의 프린트헤드의 광원으로서는, 종래, 발광다이오드(LED)든지 열전자방출형의 형광표시관등이 사용되고 있었지만, 근년, 반도체 미세가공기술을 구사하여 기판상에 미크론사이즈의 전계방출소자를 어레이상에 작성하는 것이 가능해지고 이 전계방출소자 어레이를 전자원으로서 사용한 전계방출형 프린트헤드가 제안되어 있다.

(특개 평4-43539호공보).

이 종래의 전계방출형 프린트헤드의 1구성예를 제18도에 나타낸다. 제18도에 있어서, (a)개략평면도, (b)는 그 A-A'선에 따른 개략단면도, (c)는 그 B-B'선에 따른 상세단면도이다. 도시하는 바와같이, 이 전계방출형 프린트헤드는, 복수개의 전계 방출소자(105)가 형성된 제 1평면기판(101)과, 그 제 1평면기판(101)과 대향하여 배치되고, 형광체(106)등이 형성된 제 2평면기판(102)과, 제 1평면기판(101)과 제 2평면기판(102)과의 간격을 일정하게 유지하는 협지체(俠持休, 103)와, 제 1펑면기판(101)과 제 2 평면기판(102)과 협지체(103)로 둘러싸인 진공층(104)으로 구성되어 있다.

제 1평면기판(101)은 n형실리콘 단결정기판으로 이루어지고, 전계방출소자(105)부분과 기판콘택트전극(1O7)부분을 제외하고 심리콘산화막(SiO₂막)(1O1')으로 덮어져 있다.

제 2평면기판(102)은 투명한 유리기판으로 이루어지고, 그 표면에 투명한 애노드전극(109)과 형광체(106)가 적층되어 형성되어 있다. 캐소드전극과 게이드전극을 가지는 전계방출소자(105)와 애노드전극을 가지는 형광체(106)는 진공층(104)을 끼고 대향하여 배치되고, 그 한쌍이 딘위광원을 구성하고 있다. 각 단위광원은 서로 분리되고, 어레이상에 배치된 게이트전극으로 구분되는 1개의 전계방출소자를 갖는다. 그리고, 각각의 전계방출소자의 캐소드전극은 실리콘 단결정판을 공유하고 있고, 또한, 애노드 전극도 공통으로 되어 있다.

하나의 전계방출소자는, 제18c도에 도시한 바와같이 제 1평면기판(101)의 표면에 형성된 복수개의 돌기상의 캐소드전극(이미터)(111)와, SiO₂막(1O1')을 통해 형성되고, 각각의 돌기의 근방에 개구를 갖는 게이트전극(112)으로 이루어진다. 또한, 각각의 전계방출소자로 게이트선극(112)은 분리되어 형성되어 있다.

또, 상기에 있어서는, 제 1평면기판(101)에 실리콘단결정기판을 사용하고, 돌기는 실리콘 단결정기판의 이방성 에칭을 이용하여 작성한 것으로 하였지만, 금속전극을 갖는 절연성기판과 금속돌기를 쓰기도 하고, 도전성기판에 금속돌기를 형성한 것을 쓸수도 있는 것이다.

이와같이 구성된 단위광원에 있어서, 기판콘택트전극(107)을 통해서 실리콘단결정기판(101)을 접지한 상태로, 애노드 콘택트전극(110) 및 애노드전극(109)을 통해서 형광체(106)에 애노드전압(Vak)을 인가하고, 게이트콘택트전극(108)을 통해서 전계방출소자(l05)의 게이트전극에 게이트전압(Vgk)을 인가하면, 그 전계방출소자(105)의 게이트전극의 돌기부분에 게이트전극의 전계가 인가되고, 돌기선단으로부터 전자가 전계방출된다. 전계방출된 전자는 애노드전압에 의해 가속되어 형광체(106)에 도달하고, 소자에 대향 하는 부분의 형광체(106)을 발광시킨다.

이렇게하여, 발굉된 빛은 투명한 애노느전극(109) 및 제 2평면기판(102)을 통해서 방사되고, 1라인분의 화상데이타가 필름등의 기록매체에 발광기록된다. 이 경우, 상기한 바와같이 기록매체 또는 프린트헤드자체를 이동시켜, 다음 1라인분의 화상데이타를 기록한다. 선순차 주사방식에 익해 파상의 기록을 행할 수 있는 것이다. 이 때, 제17도에 도시한 바와같이 RGB필터(124)를 이동시키어 주주사를 하는 것에 의해, 칼라 화상의 기록을 행할 수 있다.

이러한 전계방출형 프린트헤드는, 반도체 미세가공기술을 이용하여 작성되어 있기 때문에, 고해상도를 실현할 수가 있는 것이다.

[발명이 해결하고자 하는 과제]

그렇지만, 상기한 종래의 전계방출형 프린트헤드에 있어서는 전자가 전계방출되는 끝이 예리한 모양의 캐소드전극의 선단으로부터 약 60°의 퍼짐을 갖고 방출되기 때문에, 애노드에 도달한 전자는 어느정도 넓어지는 것으로 된다. 그러면, 애노드측의 인접하는 화소에도 전자가 대하고, 누설발광이 생기는 우려가 있다고 하는 문제점이 있었다.

이것을 방지하기 위해서는 화소피치를 크게하면 좋지만, 화소피치를 크게하면 해상도가 저하하게 된다. 또한 캐소드와 애노드와의 간격을 좁히도록하면 전자의 퍼짐을 억제할 수가 있지만, 캐소드와 애노드와의 간격을 좁히면, 애노드에 인가하고 있는 수백볼트의 구동전압에 견딜 수 없고, 그 간격은 좁힐 수 없다.

그래서, 본 발명은, 화소 피치를 크게하지 않고, 또한, 캐소드와 애노드와의 간격을 좁히지 않고 누설발광이 생기지 않는 전계방출형 프린트헤드를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

[과제를 해결하기위한 수단]

상기 목적을 달성하기위해서, 본 발명의 전계방출형 프린트헤드는, 캐소드기판상에 형성된 복수개의 스트라이프상의 캐소드라인과, 그 캐소드라인상에 각각 절연층을 통해 형성된 복수개의 스트라이프상의 게이트라인과, 그 게이트라인을 접속하는 게이트 인출전극과, 상기 캐소드라인과 상기 게이트라인이 중합하는 부분에 형성된 전계방출어레이와, 그 전계방출어레이에 대면하여 형광체가 피착된 애노드라인을 구비하는 애노드기판을 배열 설치한 것이다.

또한 상기 게이트라인내 홀수번째의 게이트 라인이 접속되는 제 1 게이트인출전극과, 상기 게이트 라인 내 짝수번째의 게이트 라인이 접속되는 제 2 게이트인출전극에 의해 각각 빗살모양의 제 1게이트전극과 제 2게이트전극어 형성되도록한 것이다.

더욱, 상기 애노드전극이 캐소드기판과 대향히여 배치됨과 동시에, 상기 제 1게이트전극에 형성된 제 1열의 전계방출어레이와, 상기 제 2게이트전극에 형성된 제 2열의 전계방출어레이가 소정거리떨어져 지그재그형상으로 배열되어 있고, 교대로 선택구동되는 상기 제 1게이트전극 및 상기 제 2개이트전극내 비선택의 게이트 인출전극의 전위가 저레벨로 되도록한 것이다.

또한, 상기 전계방출형 프린트헤드에 있어서, 상기 애노드라인이, 상기 게이트 라인과 대향하여 상기 게이트 라인에 평행하게 동수로 형성되어 있고, 그 애노드라인내, 홀수 번째의 애노드라인이 접속되는 제 1애노드인출전극과, 그 애노드라인내, 짝수번째의 애노드라인이 접속되는 제 2애노드인출전극과, 상기 홀수번째의 애노드라인상에 피착된 제1열의 형광체와, 상기 짝수번째의 애노드라인상에 피착된 제2열의 형광체와, 상기 제1열의 형광체와 상기 제2열의 형광체가, 상기 제1열의 전계방출어레이와 상기 제2열의 전계방출어레이에 대응하여, 소정거리떨어져 지그재그형상으로 배열되어 있고, 교대로 선택구동되는 상기 제1애노드 인출전극 및 상기 제2애노드 인출전극내, 비선택의 애노드 인출전극의 전위가 저레벨로 되도록 한 것이다.

더욱, 상기 전계방출형 프린트헤드에 있어서, 상기 애노느라인이, 상기 게이트라인과 대향하여 상기 게이트 라인에 대략 직교하도록 형성된 2개의 애노드라인과, 그 2개의 애노드라인의 양측에 배치된 2개의 더미 애노드로 이루어지고, 상기 2개의 애노드라인내 한편에, 상기 제 1열의 전계방출어레이에 대응하여 제 1열의 형광체가 형성되고, 상기 2개의 애노느라인내 다른편에, 상기 제 2열의 전계방출어레이에 대응하여 제 2열의 형광체가 형성되고, 교대로 선택구동되는 상기 2개의 애노드라인내, 선택구동되고 있는 애노드라인을 사이에 둔 비선택의 애노드라인과 상기 2개의 더미 애노드의 한편의 전위가, 저레벨로 되도록 한 것이다.

또한, 캐소드 기판상에 형성된 복수개의 캐소드라인과, 그 캐소드 라인상에 각각 절연층을 통해 형성된 복수개의 게이트 라인과 그 게이트라인내 홀수번째의 게이트 라인이 접속되는 제 1게이트인츨전극과, 그 게이트 라인내 짝수번째의 게이트 라인이 접속되는 제 2게이트인출전극과, 복수개의 상기 캐소드라인과 복수개의 상기 게이트 라인이 중합하는 각각의 부분에 스트라이프상으로 가늘고 길게 형성되어 있는 전계방출어레이와, 상기 캐소드기판과 대향하여 배치됨과 동시에, 상기 게이트라인의 각각에 형성된 상기 전계방출 어레이에 대응하여 형광체가 피착된 애노드라인을 구비하는 애노드기판을 구비하고, 상기 애노드라인이, 상기 게이트라인과 대향하여 상기 게이트 라인에 대략 직교하도록 형성된 애노드라인과, 그 애노드라인의 양측에 배치된 2개의 더미 애노드로 이루어지고 상기 애노드라인에, 그 애노드라인의 축방향으로 스트라이프상으로 형광체가 형성되고, 교대로 선택구동되는 상기 제 1게이트인출전극 및 상기 제 2게이트인출전극내, 비선택의 게이트인출전극의 전위가 저레벨로 됨과 동시에 상기 2개의 더미 애노드의 전위가 저레벨로 되도록 한 것이다.

또한, 상기 전계방출형 프린트헤드에 있어서, 상기 애노드라인이 금속박막으로 형성되어 있음과 동시에, 그 축방향으로 슬릿이 설치되어 있고, 그 슬릿을 덮도록 상기 형광체가 피착되어 있도록 한 것이다.

또한, 캐소드기판상에 형성된 복수개의 캐소드라인과, 그 캐소드라인상에 각각 절연층을 통해 형성된 복수개의 게이트 라인, 및 그 게이트 라인 사이, 및 그 게이트 라인의 시단 및 종단의 외측에 배치된 복수개의 집속전극과, 복수개의 상기 게이트라인이 접속되는 제1게이트 인출전극과, 복수개의 상기 집속전극이 접속되는 제2게이트인출전극과, 복수개의 상기 캐소드라인과 복수개의 상기 게이트라인이 중합하는 각각의 부분에 스트라이프상으로 가늘고 길게 형성되어 있는 전계방출어레이와, 상기 캐소드기판과 대향하여 형광체가 피착된 애노드라인전극을 구비하는 애노드기판을 구비하고, 상기 애노드라인 전극이, 상기 게이트라인과 대항하여 상기 게이트라인에 대략 직교하도록 형성된 애노드 라인과, 그 애노드드 라인의 양측에 배치된 2개의 애노드 접속전극으로 이루어지고, 상기 애노드라인에 그 애노드라인의 축방향으로 스트라이프상으로 형광체가 형성되어 있고, 상기 제 2게이트 인출전극의 전위가 상시 저레벨로 됨과 동시에 상기 2개의 애노드 집속 전극의 전위가 상시 저레벨로 되도록한 것이다.

또한, 상기 전계방출형 프린트헤드에 있어서, 상기 애노드라인이 금속박막으로 형성되어 있음과 동시에 그 축방향으로 슬릿이 설치되어 있고, 그 슬릿을 덮도록 상기 형광제가 피착되어 있도록 한 것이다.

더욱, 상기 게이트라인 보다 상기 집속전극이 상기 애노드기판에 근접하도록 높은 위치에 배치되어 있는 것이다.

[작용]

본 발명에 의하면, 홀수번째의 게이트 라인과 짝수번째의 게이트 라인이 교대로 선택 구동되는 경우에, 비선택의 게이트 라인의 전위가 저전위로 되기 때문에, 선택구동된 게이트 라인이 저전위의 게이트 라인으로 끼워지게 되고, 전계방출된 전자를 집속할 수가 있다.

더욱, 애노드측에서도 선택구동되는 애노드라인이, 저전위로 된 더미 애노드에 의해 끼워지기 때문에, 애노드측에서도 전자를 집속할 수가 있다.

따라서, 해상도를 악화시키지 않고, 또한 애노드전위를 내리어 휘도를 저하시키지 않고 인접하는 화소의 누설발광을 방지할 수가 있다.

또한, 전계방출어레이가 스트라이프상으로 형성되어 있기 때문에, 캐소드기판과 맞붙을 때의 위치맞춤 정밀도를 완화시킬 수가 있고, 제조를 용이하게 할 수가 있다.

또한, 게이트 라인사이, 및 게이트 라인의 시단과 종단의 외측에 배치된 집속전극의 전위가, 게이트 라인이 구동되는 경우에, 그 전위가 저전위로 되기 때문에, 구동된 게이트 라인이 저전위의 집속전극으로 끼워지게 되고, 전계방출된 전자를 집속할 수가 있다.

더욱 애노드측에서는 구동되는 애노드라인이, 저전위로 된 애노드집속전극에 의해 끼워지기 때문에, 애노드측에서도 전자를 집속할 수가 있다.

더욱, 애노드측에서는 구동되는 애노드라인이, 저전위로 된 애노드 집속전극에 의해 끼워지기 때문에, 애노드측에서도 전자를 집속할 수가 있다.

[실시예]

본 발명의 전계방출형 프린트헤드의 제 1실시예를 제 1도 내지 제 4도를 참조하면서 설명하지만, 제 1도에는 제 1실시예의 전계방출형 프린트헤드를 구성하는 캐소드기판(1)을 위에서 본 게이트 라인 및 캐소드라인의 일례를 나타내고 있고, 제 2도에는, 제 1실시예의 전계방출형 프린트헤드를 제 1도에 나타내는 Ⅱ-Ⅱ선으로 절단한 때의 일부단면도를 나타내고, 제 3도에는 제 1실시예의 전계방출형 프린트헤드의 사시도를 나타내고, 게이트 라인, 캐소드라인, 및 애노드라인의 구성이 도시되고, 제 4도에는 제 1실시예의 전계방출형 프린트헤드의 구동의 타이밍차트가 도시되어 있다.

[실시예]

본 발명의 제 1실시예의 전계방출형 프린트헤드는, 제 2도에 도시한 바와같이 캐소드 기판(1)의 1표면에 복수개의 캐소드라인(C1, C2, C3, Cn)(그림에는 캐소드라인(C(n-2), C(n-1), Cn)의 3개만이 도시되어있다.)이 스트라이프상으로 형성되어 있고, 이 캐소드라인(C1, C2, Cn)상에 각각 전계방출어레이를 구성하는 복수의 콘상의 이미터(3)가 형성되어있다. 또한, 캐소드기판(1)상에는 SiO₂등으로 이루어지는 절연층(2)이 형성되어 있고, 이 위에 n개의 게이트 라인(GT11∼GT1n)(그림에는 n개의 게이트라인(GT11∼GT17…GT1(n-2), GT1(n-1), (GT1n)의 10개만이 도시되어 있다)과, 게이트 라인(GT11, GT1n)의 양측에 더미 게이트(GT21, GT22)가 형성되어 있다. 상기 게이트 라인(GT11∼GT1n)내 홀수번째의 게이트 라인(GT11, GT13, GT15, GT17…GT1(n-1))과 더미 게이트(GT22)가 제 1게이트인출전극(GT1)에 의해서 빗살모양으로 접속되어 있다.

또, 짝수번째의 게이트 라인(GT1n)과 더미 개이트(21)도 마찬가지로 제 2게이트인출전극 (GT2)에 의해서 빗살모양으로 접속되어 있다.

또, 캐소드라인(C1-Cn)과 게이트 라인(GT11∼GT1n)과 이미터(3)로 전계방출캐소드(FE1∼FEn)가 구성되어 있지만, 홀수번째의 게이트 라인(GT11,GT13,…GT(n-1))으로 구성되는 전계방출캐소드(FE1,FE3, …FE(n-1)는, 도시한바와같이 일렬상에 배치되고, 짝수번째의 게이트 라인(GT12, GT141, …GTn)으로 구성되는 전계방출캐소드(FE2,FE4…FEn)도 일렬상에 배치된다. 이것들의 전계방출캐소드 사이의 간격은 △P(제1도 참조)로 된다.

이 결과, 전계방출캐소드(FE1∼FEn)는 제 1도에 도시한 바와같이, 지그재그형상으로 배열되는 것으로 된다.

또한, 캐소드기판(1)에 대향하여 애노드기판(10)이 소정간극을 갖고 배치되어 있고, 이 애노드기판(10)에는 게이트 라인과 동수의 n개의 애노드라인(A11∼A1n)(그림에는 애노드라인(A1(n-2),A1(n-1),A1n의 3개만이 도시되어 있다.)과, 애노드 라인(A11∼A1n)의 양측에 더미 애노드(A21,A22)가 형성되어(그림에는 더미 애노드(A22)만이 도시되어있다)있다. 더욱, 제 3도에 도시한 바와같이 애노드라인(A11∼A1n)내 홀수번째의 애노드 라인(A11,A13,A1(n-1))은, 제 1애노드인출전극(A1)에 접속되고, 애노드라인내 짝수번째의 애노드라인(A12,A14,A1n)은, 제 2애노드인출전극(A2)에 접속된다. 이와 같이 애노드측의 전극의 구성은, 제 3도에 도시한 바와같이 게이트측의 전극의 구성과 대략 동일한 구성으로 된다.

또한, n개의 애노드라인(A11∼A1n)에는, 캐소드기판(1)에 형성되어 있는 전계방출캐소드(FE1∼FEn)에 대향하는 위치에, 각각 도트상의 형광체(11)가 피착되어 있다. 따라서, 도트상의 형광체(11)는 제 3도에 도시한 바와같이 지그제그형상으로 배열되게 된다.

이와 같이, 전계방출캐소드(FE1∼FEn)및 도트상의 형광체(11)가 지그재그형상으로 배열되기 때문에, 인접하는 화소사이의 거리가 결과적으로 커지고, 전계방출캐소드에서 방출된 전자에 의한 인접하는 도트상의 형광체(11)의 누설발광을 억제할 수가 있다.

또, 캐소드기판(1)과 애노드기판(10)과 도시하지않은 측판으로 진공기밀용기가 형성되어 있고, 그 내부는 고진공으로 되어 있다. 또한, 도트상의 형광체(11)의 발광을 애노드기판(10)을 통해 얻고 있기 때문에, 애노드기판(10)은 유리체로 되어 있다. 단, 캐소드기판(1)도 유리체로 할 수 있다.

또한, 애노드라인(A11∼A1n) 및 애노드인출전극(A1,A2)은, 통상 ITO 등의 투명도전재에 의해 형성되지만, 알루미늄등의 금속박막제로 할 수 있다. 이 경우는, 도트상의 형광체(11)가 피착되는 애노드라인(A11∼A1n)의 부분에 창문을 열고, 창문을 통해 도트상의 형광체(11)의 발광을 얻도록 한다. 더욱, 알루미늄박막등의 금속박막에 의한 반사를 막기위해서, 애노드기판(10)과 알루미늄박막과의 경계면에 산화티탄막을 설치하고, 반사방지층을 형성하도록 하더라도 좋다. 이것에 의해, 콘트라스트가 높은 발광을 얻을 수 있다.

다음에, 이와 같이 구성된 제 1실시예의 전계방출프린트 헤드를 구동하는 방법을 제 4도에 나타내는 구동펄스의 타임차트를 참조하면서 설명한다.

상기한 바와같이, n개의 게이트 라인(GT11∼GTn)중의 홀수번째의 게이트 라인(GT11,GT13,GT15,…GT1(n-1))은, 제 1게이트인출전극(GT1)에 접속되고, n개의 게이트 라인(GT11∼GTn)중의 짝수번째의 게이트 라인(GT12,GT14,GT16,…GT1n)은, 제 2게이트 인출전극(GT2)에 접속되어 있고, 제 1게이트인출전극(GT1)과 제 2게이트인출전극(GT2)은, 제 4a, 4b도에 도시한 바와같이, 교대로 선택구동된다. 이 경우, 비선택의 게이트 인출전극의 전위는, 저레벨(혹은 제로레벨 또는 음레벨로하여도 좋다)로 되어 있다.

예컨대, 제 1게이트인출전극(GT1)이 선택구동된 때에, 게이트 라인(GT13)을 예로 들면 그 양측에 위치하는 게이트 라인(GT12) 및 게이트 라인(GT14)의 전위가 저레밸로 된다. 그렇게 하면, 양측에 배치된 저레벨의 개이트 라인(GT12,GT14)의 전계의 영향을 받아, 게이트 라인(GT13)으로부터 방출된 전자는 확산되지 않고 접속되게 된다.

이와같이하여, 제 1게이트인출전극(GT1)이 선택구동된 때에, 홀수번째의 게이트라인(GT11,GT13,GT15,…GT(n-1))으로부터 방출된 전자가 집속되고, 다음에 제 2게이트 인출전극(GT2)이 선택구동된 때에는, 홀수번째의 게이트 라인(GT11,GT13,GT15, GT1(n-1))의 전위가 저레벨(혹은 제로레벨 또는 음레벨로하여도 좋다)로 되기 때문에, 짝수 번째의 게이트 라인(GT12,GT14,GT16…GT1n)에서 방출된 전자가 집속되게 된다.

또, 게이트 라인(GT11) 및 게이트 라인(GT1n)의 외측에는 게이트 라인은 존재하지 않기 때문에, 더미 게이트(GT21,GT22)를 설치하도록 하여 전자를 집속하고 있다.

또한, 홀수번째의 애노드라인(A11,A13,A1(n-1))이 접속된 제 1애노드인출전극(A1)과, 짝수번째의 애노드라인(A12,A14,…A1n)이 접속된 제 2애노드인출전극(A2)도 동 도면(c)(d)에 도시한 바와같이, 교대로 선택구동된다.

이 경우, 제 1애노드인출전극(A1)의 구동펄스와, 제 1게이트인출전극(GT1)의 구동펄스는 동기하고 있고, 제 2애노드인출전극(A2)의 구동펄스와, 제 2게이트인출전극(GT2)의 구동펄스는 동기하고 있다.

이것에 의해, 제 1게이트인출전극(GT1)이 구동되고, 홀수번째의 게이트 라인(GT11,GT13,GT15,…GT1(n-1))으로부터 방출된 전자는, 대향하는 제 1애노드인출전극(A1)이 구동되기 때문에, 흘수번째의 애노드라인(A11,A13,A1(n-1))에 피착된 도트상의 형광체(11)에 부딪치게 되고, 그 도트상의 형광체(11)가 발광하게 된다.

이 때, 홀수번째의 캐소드전극(C1,C3,…C(n-1))에는 1라인분의 홀수번째의 화상 데이타가, 제4e도에 도시한 바와같이 공급되어 있고, 홀수번째의 애노드라인(A11,A13,A1(n-1))에 피착된 도트상의 형광체(11)는, 이 화상 데이타에 응해서 발광제어된다.

또, 제 1애노드인출전극(A1)이 선택구동되고 있을 때는, 비선택으로 된 제 2애노드인전극(A2)의 전위는 저fp벨(혹은 제로레벨 또는 음레벨로하여도 좋다)로 되어 있다.

예컨대, 애노드라인(A13)을 예로 들면 그 양측에 위치하는 애노드라인(A12) 및 애노드라인(A14)의 전위가 저레벨로 된다. 그렇게하면, 양측에 배치된 저례벨의 애노드라인(A12,A14)의 전계의 영향을 받아, 애노드라인(A13)에 도달하는 전자는 보다 집속되게 된다. 따라서, 홀수번째의 게이트라인(GT11,GT13,GT15,…GT1(n-1))으로부터 방출된 전자는, 보다 집속되어 홀수번째의 애노드라인(A11,A13,…A1(n-1))에 도달하게 된다.

이어서, 제 2게이트인출전극(GT2)이 구동되고, 짝수번째의 게이트 라인(GT12,GT14,GT16,…GT1n)에서 방출된 전자는, 대향하는 제2애노드인출전극(A2)이 구동되기 때문에, 홀수번째의 애노드라인(A12,A14,A1n)에 피착된 도트상의 형광체(11)에 부딪치게 되고 그 형광체(11)가 발광하게 된다.

이때, 짝수번깨의 캐소드전극(C2,C4,…Cn)에는 1라인분의 짝수번째의 화상 데이타가, 제4도(f)에 도시한 바와같이 공급되어 있고, 짝수번째의 애노드라인(A12,A14,…A1n)에 피착된 도트상의 형광체(11)는, 이 화상 데이타에 응해서 발광제어된다.

또, 제 2애노드인출전극(A2)이 선택구동되어 있을 때는, 비선택으로 된 제 1애노드인출전극(A1)의 전위는 저레벨(혹은 제로레벨 또는 음레벨로하여도 좋다)로 되고, 상술과 같이 짝수번째의 게이트 라인(GT12,GT14,GT16, GT1n)에서 방출된 전자는 보다 집속되어 짝수번째의 애노드라인(A12,A14, A1n)에 도달하게 된다.

이상으로부터 1라인분의 화상의 발광신호가 프린트 헤드로부터 얻게 되고, 1라인분의 화상이 기록매체에 기록되는 것으로 된다. 이후 마찬가지로 선순차의 주사가 순차 행하여지고, 1화면의 화상이 기록매체에 발광기록되게 된다.

또, 홀수번째의 게이트 라인(GT11,GT13,GT15,…GT1(n-1))상의 전계방출어레이(FE1,FE3,FE(n-1))의 열과, 짝수번째의 게이트 라인(GT12,GT14,GT16,…GT1n)상의 전계방출어레이(FE2,FE4,…FEn)의 예는 누설발광을 보다 방지하기 위해서, 간격(△p)의 거리를 두고 있기 때문에, 홀수번째의 캐소드라인(C1,C3,…C(n-1))에 공급되는 1라인분의 화상데이타에 대하여, 짝수번째의 캐소드라인(C2,C4,…Cn)에 공급되는 1라인분의 화상데이타로서는, 간격(△P)에 응해서 지연된 라인의 화상 데이타를 공급하도록 한다.

이 경우, 짝수번째의 애노드라인(A12,A14,…A1n)의 구동은, 홀수번째의 애노드라인(A11,A13,…A1n)에 비교하여, 1표시기간의 반주기 지연되기 때문에, 이 지연을 고려하여 정수라인분 지연된 화상 데이타를 짝수번째의 캐소드라인(C2,C4,…Cn)에 공급할 수 있는 것 같은 간격(△P)으로 하는 것이, 화상 데이타공급상에서 알맞다.

다음에, 본 발명의 전계방출형 프린트헤드의 제2실시예의 구성을 제 5도에 나타낸다.

제 5도는 제 2실시예의 전계방출형 프린트헤드의 사시도이고, 게이트 라인 캐소드라인 및 애노드라인의 구성이 나타내여지고, 캐소드기판 및 애노드기판은 생략하여 보이고 있다.

제 2실시예는, 상기 한 제1실시예와 비교하여 애노드측의 구성이 다른것으로 되어 있고, 캐소드측이 동일구성으로 되어 있기 때문에, 캐소드측의 설명은 생략한다.

애노드측은, 게이트 라인(GT11∼GT1n)에 대략 직교하여 배치된 스트라이프상의 2개의 애노드라인(A11,A12)과, 애노드라인(A11,A12)의 양측에 배치된 2개의 더미 애노드(A21,A22)로 구성되어 있다.

애노드라인(A1), 애노드라인(A2)에는 각각 도트상의 형광체(11)가 피착되어 있지만, 애노드라인(A1)에 피착된 도트상의 형광체(11)는, 홀수번째의 게이트 라인(GT11,GT13,…GT1(n-1))에 형성된 전계방출어레이(FE1,FE3…FE(n-1))에 대향하고 있고, 애노드라인(A2)에 피착된 도트상의 형광체(11)는, 짝수번째의 게이트 라인(GT12,GT14,…GT1n)에 형성된 진게방출어레이(FE2,FE4,…FEn)에 대향하고 있다.

그리고, 애노드라인(A11)과 더미 애노드(A22)는 제 1애노드인출전극(A1)에 접속되어 있고, 애노드라인(A12)과 더미 얘노드(A21)는 제 2애노드인출전극(A2)에 접속되어 있다. 이것에 의해 다음과 같이 효과적으로 전계방출프린트 헤드를 동작시킬 수 있다.

제 1애노드인출전극(A1)및 제 2애노드인출전극(A2)은, 제 1실시예와 같이 제 4도(c)(d)에 나타내는 타이밍으로 선택구동된다. 예컨대, 제 1애노드인출전극(A1)이 구동되면, 애노드라인(A11)에 애노드구동전압이 인가되고, 비선택의 애노드라인(A12)은 저레벨(제로레벨 혹은 음레벨이라도 좋다)의 전위로 된다. 그렇게하면, 애노드라인(A11)은 저레벨의 애노드라인(A12) 및 더미 애노드(A21)에 의해 끼워지게 되기 때문에, 그 전계의 작용에 의해 홀수번째의 게이트 라인(GT11,GT13,…GT1(n-1))으로부터 방출된 전자는, 집속되어 애노드라인(A11)에 도달하게 된다.

이 경우, 집속되는 방향은, 애노드라인(A11,A12)과 직교하는 방향으로 되지만, 상기한 홀수번째의 게이트 라인(GT11,GT13,…GT1(n-1))과 짝수번째의 게이트 라인(GT12,GT14,…GT1n)과의 작용에 의해 전자가 집속되는 방향은, 애노드라인(A11,A12)과 평행한 방향으로 되기 때문에, 선택구동된 각각의 전계방출어레이로부터 방출된 전자는 그집속단면이 원형으로 되도록, 효과적으로 집속되게 된다.

즉, 방출전자의 집속작용이 향상하게 된다.

또한, 제2실시예에 있어서의 애노드측의 변형예의 구성을 제 6도에 나타낸다. 상기 제 5도에 나타내는 애노드라인(A11,A12) 및 더미 애노드(A21,A22)는, 통상 ITO등의 투명도전제로 형성되지만, 이 그림에 나타내는 애노드라인(A11,A12) 및 더미 애노드(A21,A22)는 알루미늄등의 금속박막제로 되어 있다. 그렇게 하면, 애노드라인(A11,A12)은 빛을 투과하지않기 때문에, 애노드라인(A11,A12)에 축방향으로 가늘고 긴슬릿(12)을 형성한다. 그리고, 이 슬릿(12)을 덮도룩 형광체(11)를 피착한다. 이것에 의해, 형광체(11)의 발광을 슬릿(12)을 통해 얻을 수 있게 된다.

또. 제 5도에 나타내는 애노드라인(A11,A12)및 더미 애노드(A21,A22)도 알루미늄등의 금속박막제로 할 수도 있다. 이 경우는, 도트상의 형광체(11)가 피착되는 애노드라인(A11,A12)의 부분에 창을 열어, 창을 통해 도트상의 형광체(11)의 발광을 얻도록 한다.

이와 같이, 애노드라인(A11,A12)및 더미 애노드(A21,A22)를 알루미늄박막등에 의해 제작하는 경우는, 그 반사를 막기위해서, 애노드기판(10)과 알루미늄박막과의 경계면에 산화티탄(11)막을 설치 하고, 반사방지층을 형성하도록 한다. 이것에 의해, 콘트라스트가 높은 발광을 얻을 수 있다.

또, 금속박막제의 애노드라인(A11,A12)에 창 혹은 슬릿을 설치하는것에 의해, 박막레벨로 고세밀한 발광패턴을 얻을 수 있게 되기 때문에, 형광체(11)의 패터닝의 정밀도의 허용범위를 확대할 수 있고, 그 제작을 용이하게 할 수 있게 된다.

이상 설명한 전계방출형 프린트헤드에 있어서는, 캐소드라인(C1-Cn)은 홀수번째의 캐소드라인(C1,C3,…C(n-1))과 짝수번째의 캐소드라인(C2,C4,…Cn)이 교대로 선택구동되기 때문에, 인접하는 홀수번째의 캐소드라인과 짝수번째의 캐소드라인을 접속하고, 1개의 캐소드 드라이버에 의해 구동하는 것이 가능하다. 이와 같이하면, 캐소드 드라이버수를 반감할 수가 있다.

다음에, 본 발명의 전계방출형 프린트헤드의 제 3실시예를 제 7도 내지 제 9도를 참조하면서 설명하지만, 제 7도에는 하나의 실시예의 전계방출형 프린트헤드를 구성하는 캐소드기판(1)을 위에서 본 게이트라인 및 캐소드라인의 일례를 나타내고 있고, 제 8도에는, 본 발명의 전계방출형 프린트헤드를 제 7도에 나타내는 VIII-VIII선으로 절단한 때의 일부단면도를 나타내고, 제 9도에는 본 발명의 전계방출형 프린트헤드의 사시도를 나타내고, 게이트 라인, 캐소드라인, 및 애노드라인의 구성이 도시되어 있다.

본 발명의 전계방출형 프린트헤드는, 제 8도에 도시한 바와같이 캐소드기판(1)의 표면에 복수개의 캐소드라인(C1,C2,C3,…Cn)(그림에는 캐소드라인(C(n-2),C(n-1),Cn)의 3개만이 도시되어있다)이 형성되어 있고, 이 캐소드라인(C1,C2,C3,…Cn)상에 각각 전계방출어레이를 구성하는 복수의 콘상의 이미터(3)가 형성되어 있다. 또한, 캐소드기판(1)상에는 SiO₂등으로 이루어지는 절연층(2)이 형성되어 있고, 이 위에 n개의 게이트 라인(GT11∼GT1n)(그림에는 게이트 라인(GT1(n-2),GT1(n-1),GT1n)의 3개만이 도시되어있다)와, 게이트 라인(GT11∼GT1n)의 양측에 더미 게이트(GT21,GT22)가 형성되어 있다.

또, 캐소드라인(C1∼Cn)과 게이트 라인(GT11∼GT1n)과 이미터(3)로 전계방출어레이(FE1∼FEn)가 구성되어 있지만, 전계방출어레이(FE1,FE3,…FE(n-1))는, 제 7도에 도시한 바와같이 스트라이프상으로 가늘고 길게 형성되어 있다.

또한, 캐소드기판(1)에 대향하여 애노드기판(10)이 소정간극을 갖고 배치되어 있고, 애노드측은, 제 9도에 도시한 바와같이 게이트 라인(GT11-GT1n)에 대략 직교하여 배치된 스트라이프상의 슬릿(14)을 가지는 애노드라인(A11)와, 애노드라인(A11)의 양측에 배치된 2개의 더미 애노드(A21)로 구성되어 있다.

애노드라인(A11)에는 형광체(13)의 발광을 얻기위한 슬릿(14)이 설치되고 있고, 이 슬릿(14)을 덮도록 스트라이프상의 형광체(13)가 피착되어 있다. 또, 애노드라인(A11) 및 더미 애노드(A21)는 알루미늄등의 금속박막으로 형성되어 있다.

이 형광체(13)는, 상기한 전계방출어레이(FE1∼FEn)에서 방출된 전자가 부닺쳐 발광하는 것이지만, 전계방출어레이(FE1∼FEn)가 애노드라인(A11)과 대략 직교하는 방향으로 스트라이프상으로 형성되어 있눈 것으로부터, 캐소드기판(1)과 애노드기판(10)을 맞붙여 전계방출형 프린트헤드를 제작할 때의, 캐소드기판(1)에 대한 애노드기판(10)의 위치맞춤 정밀도의 허용범위를 확대할 수 있다.

또한, 금속박막제의 애노드라인(A11)에 슬릿(14)을 설치하는 것에 의해, 박막레벨로 고세밀한 발광패턴을 얻을 수 있게 되기 때문에, 형광체(13)의 패터닝의 정밀도의 허용범위를 확대 할 수 있다.

따라서, 본 발명의 전계방출형 프린트헤드는 용이하게 제조를 할 수가 있게 된다.

또, 캐소드기판(1)과 얘노드기판(10)과 도시하지 않은 측판으로 진공기밀용기가 형성되어 있고, 그 내부는 고진공으로 되어 있다. 또한, 형광체(13)의 발광을 애노드기판(10)을 통해 얻고 있기 때문에, 애노드기판(10)은 유리체로 되어 있다. 단, 캐소드기판(1)도 유리체로 할 수 있다. 또한, 애노드라인(A11) 및 더미 애노드(A21)는, 상기한 바와같이 알루미늄박막등의 금속박막으로 형성되어 있지만, 금속박막의 반사율은 크기때문에, 알루미늄박막등의 금속박막에 의한 반사를 막기위해서, 애노드기판(10)과 알루미늄과의 경계면에 산화티탄막을 설치하고, 반사방지층을 형성하도록 하더라도 좋다.

이것에 의해, 콘트라스트가 높은 발광을 얻을 수 있다.

또한, 애노드라인(A11)및 더미 애노드(A21)를 ITO 등의 투명도전제로 형성할 수도 있다. 이 경우의 애노드측의 구성을 제10도에 나타내지만, 애노드라인(A11)은 투명하기 때문에 슬릿(14)을 설치할 필요는 없고, 도시한 바와같이 애노드라인(A11)의 아래쪽에 스트라이프상의 형광체(13)가 형성되어 있는 구조로 되어 있다.

다음에, 이와 같이 구성된 제 3실시예의 전계방출프린트헤드를 구동하는 방법을 제11도에 나타내는 구동펄스의 타임차트를 참조하면서 설명한다.

상기한 바와같이, n개의 게이트 라인(GT11-GTn)중의 홀수번째의 게이트 라인(GT11,GT13,GT15,…GT1(n-1))은, 제 1게이트인출전극(GT1)에 접속되고, n개의 게이트 라인(GT11∼GTn)증의 짝수번째의 게이트 라인(GT12,GT14,GT16,…GT1n)은, 제 2게이트인출전극(GT2)에 접속되어 있고, 제 1게이트인출전극(GT1)과 제 2게이트인출전극(GT2)은 제11도(a)(b)에 도시한 바와같이, 1표시기간의 반주기마다 교대로 선택구동된다. 이 경우, 비선택의 게이트인출전극의 전위는, 저레벨(혹은 제로레벨 또는 음레벨로 하여도 좋다)로 되어 있다.

예컨대, 제 1게이트인출전극(GT1)이 선택구동된 때에, 게이트 라인(GT13)을 예로 들면 그 양측에 위치하는 게이트 라인(GT12)및 게이트 라인(GT14)의 전위가 저레벨로 된다.

그렇게 하면, 양측에 배치된 저레벨의 게이트 라인(GT12,GT14)의 전계의 영향을 받아 게이트 라인(GT13)으로부터 방출된 전자는 확산되지 않고 집속되게 된다.

이렇게하여, 제 1게이트인출전극(GT1)이 선택구동된 때에, 홀수번째의 게이트 라인(GT11,GT13,GT15,…GT1(n-1))으로부터 방출된 전자가 집속되고, 이어서 제 2게이트인출전극(GT2)이 선택구동된때에는, 홀수번째의 게이트 라인(GT11,GT13,GT15,…GT1(n-1))의 전위가 저레벨(혹은 제로레벨 또는 음레벨로하여도 좋다)로 되기 때문에, 짝수번째의 게이트 라인(GT12,GT14,GT16,…GT1n)에서 방출된 전자가 집속되게 된다.

또, 게이트 라인(GT11) 및 게이트 라인(G1n)의 외측에는 게이트 라인은 존재하지않기 때문에, 더미 게이트(GT21,GT22)를 설치하도록하여 전자를 집속하고 있다.

또한, 애노드측에서는, 애노드라인(A11)에는 제11도(c)에 도시한 바와같이 구동전압이 상시 공급되고 있음과 동시에, 더미 애노드(A21)에는 동 도면(d)에 도시한 바와같이 상시 저레벨의 전위(도시하는 경우는 제로전위로 되어 있고, 음전위라도 좋다)가 공급 되어 있다.

그렇게 하면, 애노드라인(A11)은 저레벨의 더미 애노드(A21)에 의해 끼워지기 때문에, 그 전계의 작용에 의해 게이트 라인(GT11∼GT1n)에서 방출된 전자는, 집속되어 애노드 라인(A11)에 도달하게 된다.

이 경우, 전자가 집속되는 방향은, 애노드라인(A11)과 직교하는 방향으로 되지만, 상기한 홀수번째의 게이트 라인(GT11,GT13,…GT1(n-1))과 짝수번째의 게이트 라인(GT12,GT14,…GT1n)과의 작용에 의해 전자가 집속되는 방향은, 애노드라인(A11)과 평행한 방향이 되기때문에, 선택구동된 각각의 전계방출어레이로부터 방출된 전자는 그 집속단면이 원형이 되도록 효율적으로 집속되게 된다.

또, 제 1게이트인출전극(GT1)이 선택구동되고 있을 때에는, 홀수번째의 캐소드전극(C1,C3,…C(n-1))에는 1라인분의 홀수번째의 화상 데이타가, 제11도(e)에 도시한 바와같이 공급되어 있고, 애노드라인(A11)에 피착된 형광체(13)가, 이 화상 데이타에 응해서 발광 제어된다.

이어서, 제 2게이트인출전극(GT2)이 구동되면, 짝수번째의 캐소드전극(C2,C4,…Cn)에는 1라인분의 짝수번째의 화상 데이타가, 제11도(f)에 도시한 바와같이 공급되고, 애노드 라인(A11)에 피착된 형광체(13)가, 이 화상 데이타에 응해서 발광제어된다.

이와 같이 제 1게이트인출전극(GT1)의 선택구동에 이어서, 제 2게이트인출전극(GT2)이 선택구동된 때에 1라인분의 화상이 기록매체에 기록되는 것으로 된다. 이후 마찬가지로 선순차의 주사가 순차 행하여지고, 1화면의 화상이 기록매체에 기록되게 된다.

이상 설명한 전계방출형 프린트헤드에 있어서는, 캐소드라인(C1∼Cn)은 홀수번째의 캐소드라인(C1,C3,…C(n-1))과 짝수번째의 캐소드라인(C2,C4,…Cn)이 교대로 선택구동되기 때문에, 인접하는 홀수번째의 캐소드라인과 짝수번째외 캐소드라인을 접속하고, 1개의 캐소드 드라이버에 의해 구동하는 것이 가능하다. 이와 같이하면, 캐소드 드라이버 수를 반감할 수가 있다.

다음에, 본 발명의 전계방출형 프린트헤드의 제 4실시예를 제12도 내지 제14도를 참조하면서 설명하지만, 제12도에는 하나의 실시예의 전계방출형 프린트헤드를 구성하는 캐소드기판(1)을 위에서 본 게이트 라인 및 캐소드라인의 일례를 나타내고 있고, 제13도에는, 본 발명의 전계방출형 프린트헤드를 제12도에 나타내는 XIII-XIII선으로 절단한 때의 일부단면도를 나타내고, 제14도에는 본 발명의 전계방출형 프린트헤드의 사시도를 나타내고, 게이트 라인, 캐소드라인, 및 애노드라인의 구성이 도시되어 있다.

본 발명의 전계방출형 프린트헤드는, 제13도에 도시한 바와같이 캐소드기판(1)의 1표면에 복수개의 캐소드라인(C1,C2,C3,Cn)(그림에는 캐소드라인(C(n-2),C(n-1),Cn)의 3개만이 도시되어 있다)이 형성되어 었고, 이 캐소드라인(C1, C2, C3,…Cn)상에 각각 전계방출 어레이를 구성하는 복수의 콘상의 이미터(3)가 형성되어 있다. 또한, 캐소드기판(1) 상에는 SiO₂등으로 이루어지는 절연층(2)이 형성되어 있고, 이 위에 n개의 게이트 라인(GT11-GT1n)(그림에는 게이트 라인(GT1(n-1),GT1n)의 2개만이 도시되어 있다.)와, 게이트 라인 (GT11∼GT1n)의 사이, 및 게이트 라인(GT11,GT1n)의 외측에 배치되는 집속극(GT31∼GT3(n-1))(그림에는 집속전극(GT31∼GT35)이 도시되어있다)이 형성되어 있다.

또, 집속전극(GT31∼GT3(n+1))에 의해 방출전자를 집속하는 작용을 생기게 하기 위해서, 집속전극(GT31∼GT3(n+1))의 전위를 저레벨(제로레벨 혹은 음레벨이라도 좋다)로 하여야만 하고, 제 2게이트인출전극(GT2)의 전위는 상시 저레벨(제로레벨 혹은 음레벨이라도 좋다)로 되어 있다.

또한, 캐소드라인(C1∼Cn)과 게이트라인(GT11∼GT1n)과 이미터(3)로 전계방출어레이(FE1∼FEn)가 구성되어있지만, 전계방출어레이(FE1,FE3, FE(n-1))는, 제1도에도시한 바와같이 스트라이프상으로 가늘고 길게 형성되어 있다.

그런데, 제12도에 도시한 바와같이 게이트 라인(GT11∼GT1n)의 전극폭이, 캐소드라인(C1∼Cn)의 전극폭보다 넓은 폭으로 형성되고, 집속전극(GT31-GT3n)의 전극폭은 게이트 라인(GT11∼GT1n)의 전극폭 보다 좁게 형성되어 있다.

또한, 캐소드기판(1)에 대향하여 애노드기판(10)이 소정간극을 갖고 배치되어 있고, 애노드기판(1)에 형성된 애노드전극은, 게이트 라인(GT11∼GT1n)에 대략 직교하여 배치된 스트라이프상의 슬릿(14)을 가지는 애노드라인(A11)과, 애노드라인(A11)의 양측에 배치된 2개의 애노드집속전극(A32)으로 구성되어 있다.

애노드라인(A11)에는 형광체(12)의 발광을 얻기 위한 슬릿(14)이 설치되어 있고, 이 슬릿(14)을 덮도록 스트라이프상의 형광체(12)가 피착되어 있다. 또, 애노드라인(A11)및 애노드 집속전극(A32)은 알루미늄등의 금속박막으로 형성되어 있다.

이 형광체(12)는, 상기한 전계방출어레이(FE1∼FEn)에서 방출된 전자가 부딪쳐 발광하는 것이지만, 전계방출어레이(FE1∼FEn)가 얘노드라인(A11)과 대략 직교하는 방향으로 스트라이프상으로 형성되어 있으므로, 캐소드기판(1)과 애노드기판(10)올 맞붙여 전계방출형 프린트헤드를 제작할 때의, 캐소드기판(1)에 대한 애노드기판(10)의 위치맞춤 정밀도의 허용범위를 확대할 수 있다.

또한, 금속박막제의 애노드라인(A11)에 슬릿(14)을 설치하는것에 의해, 박막 레벨로 고세밀한 발광패턴을 얻을 수 있게 되기때문에, 형광체(12)의 패터닝의 정밀도의 허용범위를 확대할 수 있다.

따라서, 본 발명의 전계방출형 프린트헤드를 용이하게 제조할 수 있게 된다.

이 슬릿(14)의 폭은, 해상도가 300dpi에서 약85μm, 해상도가 600dpi에서 약42μm, 해상도가 1200dpi에서 약21μm가 된다.

또, 캐소드기판(1)과 애노드기판(10)과 도시하지않은 측판으로 진공기밀용기가 형성되어 있고, 그 내부는 고진공으로 되어 있다. 또한, 형광체(13)의 발광을 애노드기판(10)을 통해 얻기위해서, 애노드기판(10)은 유리체로 되어 있다. 단, 캐소드기판(1)도 유리체로 할 수 있다.

또한, 애노드라인(A11)및 애노드집속전극(A32)은1 상기한 바와같이 알루미늄등의 금속박막으로 형성되어 있지만, 금속박막의 반사율은 크고 금속박막을 알루미늄으로 한때의 반사를 막기위해서, 애노드기판(10)과 알루미늄박막과의 경계면에 산화티탄막을 설치하고, 반사방지층을 형성하도록 하더라도 좋다. 이것에 의해, 콘트라스트가 높은 발광을 얻을 수 있다.

또한, 애노드라인(A11)및 애노드집속전극(A32)을 ITO 등의 투명도전제로 형성할 수 있다. 이 겅우의 애노드전극의 구성을 제15도에 나타내지만, 애노드라인(A11)은 투명하기 때문에 슬릿(14)을 설치하고, 형광체(12)의 발광을 얻을 필요는 없고, 도시한 바와 같이 애노드라인(A11)의 아래쪽에 스트라이프상의 형광체(12)가 형성되어 있는 구조로 되어 있다.

다음에, 이와 같이 구성된 제 4실시예의 전계방출프린트 헤드를 구동하는 방법을 설명한다.

상기한 바와같이, n개의 게이트 라인(GT11∼GTn)은 제 1게이트인출전극(GT1)에 접속되고, (n+1)개의 집속전극(GT31∼GT3(n+1))은 제 2게이트인출전극(GT2)에 접속 되어 있다. 제 1게이트인출전극(GT1)에는 동작시에 상시 정의 게이트구동전압이 공급되고, 그 전계방출캐소드(FE1∼FEn)에서는, 캐소드라인(C1∼Cn)에 공급되고 있는 1라인분의 화상 데이타에 따른 전자가 방출되고 있다.

이때, 제 2게이트인출전극(GT2)의 전위는, 상시 저레벨(혹은 제로레벨 또는 음레벨로 하여도 좋다)로 되어 있다.

그렇게 하면, 예컨대 제 1게이트인출전극(GT1)이 구동된 때에, 게이트 라인(GT13)을 예를들면 그 양측에 위치하는 집속전극(GT33)및 집속전극(GT34)의 전위가 저레벨로 되어 있다. 이 경우, 양측에 배치된 저레벨의 집속전극(GT33,GT34)의 전계의 영향을 받아, 게이트 라인(GT13)으로부터 방출된 전자는 확산되지 않고 집속되게 된다.

이렇게하여, 제 1게이트인출전극(GT1)이 구동되어 전계방출된 전자는, 상시 저레벨(혹은 제로레벨 또는 음레벨로 하여도 좋다)의 집속전극(GT31∼GT3(n+1))의 작용에 의해 집속되어 애노드라인(A11)으로 향하게 된다.

또, 게이트 라인(GT11)및 게이트 라인(G1n)의 외측에는 게이트 라인은 존재하지않기 때문에, 집속전극(GT31,GT3(n+1))을 각각 설치하도록하여 전자를 집속하고 있다.

또한, 애노드측에서는, 애노드라인(A11)에는 동작시에는 정의 구동전압이 상시 공급되고 있음과 동시에, 애노드집속전극(A32)에는 상시 저레벨의 전위(제로전위 혹은, 음전위라도 좋다)가 공급되고 있다.

그렇게 하면, 애노드라인(A11)은 저레벨의 애노드집속전극(A32)에 의해 끼워지게 되기 때문에, 그 전계의 작용에 의해 게이트 라인(GT11∼GT1n)으로부터 방출된 전자는, 보다 집속되어 애노드라인(A11)에 도달하게 된다. 이 경우, 전자가 집속되는 방향은, 애노드라인(A11)과 직교하는 방향이 되지만, 상기 한 집속전극(GT31∼GT3(n+1))의 작용에 의해 전자가 집속되는 방향은, 애노드라인(A11)과 평행한 방향이 되기 때문에, 구동된 각각의 전계방출어레이(FE1∼FEn)에서 방출된 전자는 그 집속단면이 원형이 되도록 효율적으로 집속되게 된다.

이렇게하여 1라인분의 화상이 기록매체에 기록되는 것으로 된다. 이후 마찬가지로 선순차의 주사가 순차 행하여지고, 1화면의 화상이 기록매체에 기록되게 된다.

다음에, 상기 설명한 본 발명의 전계방출형 프린트헤드의 변형예를 제16도에 나타낸다.

이 그림은 전계방출형 프린트헤드의 변형예의 일부단면도이고, 제13도와 같은 부호는 동일한 부분을 보이고 있다.

이 변형예는, 집속전극(GT31∼GT3(n+1))의 형성위치를 다르게 하도록 한 것이다.

이 변형예에 있어서는 도시한 바와같이, 게이트 라인(GT11∼GT1n)이 형성되어 있는 절연층(2)상에 더욱 절연층(2)을 형성하고, 그 위에 집속전극(GT31-GT3(n+1))을 형성하도록 하고 있다. 이것에 의해, 집속전극(GT31∼GT3(n+1))이 게이트 라인(GT11∼GT1n)보다 애노드라인(A11)에 근접하게 되기 때문에, 전자의 집속도가 보다 향상하게 된다.

다른 구성 및 동작에 있어서는, 상기 한 하나의 실시예와 같기 때문에 그 설명은 생략 한다.

또, 이상 설명한 본 발명의 전계방출형 프린트헤드에 있어서, 화소피치에 대응하는 캐소드라인(C1∼Cn)외 라인피치는, 해상도가 300dpi에서 약85μm, 해상도가 600dpi에서 약42μm, 해상도가 1200dpi에서 약21μm이 된다. 이 캐소드라인(C1∼Cn)은 캐소드기판의 양측에서 인출하여도 좋고, 그 경우의 라인피치는 상기의 2배가 된다.

[발명의 효과]

본 발명은 이상 설명한 바와 같이, 홀수번째의 게이트 라인과 짝수번째의 게이트 라인이 교대로 선택구동되는 경우에, 비선택의 게이트 라인의 전위가 저전위(제로전위 혹은 음전위라도 좋다)로 되기 때문에, 선택구동된 게이트 라인이 저전위의 게이트 라인으로 끼워지게 되고, 선택구동된 게이트 라인으로부터 전계방출된 전자를 집속할 수가 있다.

더욱, 애노드측에서도 선택구동되는 애노드라인이, 저전위로 비선택의 애노드라인 및 더미 애노드에 의해 끼워지기 때문에, 애노드측에서도 전자를 집속할 수가 있다.

이 경우, 게이트측과 애노드측에서 전자를 집속하는 방향을 직교하도록 하면, 효율적으로 집속할 수가 있다.

따라서, 해상도를 악화시키지 않고, 또한 애노드전위를 내리어 휘도를 저하시키지 않고 인접하는 화소의 누설 발광을 방지할 수가 있다.

또한, 홀수번째의 게이트 라인과 짝수번째의 게이트 라인으로 형성되어 있는 전계방출 어레이가 지그재그형상으로 배치되어 있기 때문에, 겉보기상의 인접하는 화소간격을 크게할 수 있고 고해상도로 할 수 있다. 예컨대, 600dpi 이상의 고해상도를 달성할 수가 있다.

또한, 홀수번째의 게이트 라인과 짝수번째의 게이트 라인이 교대로 선택구동되는 경우에, 비선택의 게이트 라인의 전위가 저전위(제로전위 혹은 음전위라도 좋다)로 되기때문에, 선택구동된 게이트 라인이 저전위의 게이트 라인으로 끼워지게 되고, 선택구동된 게이트 라인으로부터 전계방출된 전자를 집속할 수가 있다.

더욱, 애노드측에서도 선택구동되는 애노드라인이, 저전위로 된 더미 애노드에 의해 끼워지기 때문에, 애노드측에서도 전자를 집속할 수가 있다. 이 경우, 게이트측과애노드측에서 전자를 집속하는 방향이 직교하교 있기 때문에 효율적으로 집속할 수가 있다.

또한, 캐소드측에 형성되어 있는 전계방출어레이가 스트라이프상으로 가늘고 길게 형성되어 있기 때문에, 캐소드기판과 애노드기판을 맞붙였을 때의 캐소드기판에 대한 애노드 기판의 위치맞춤의 허용범위를 확대할 수 있고, 전계방출형 프린트헤드를 용이하게 제조할 수가 있다.

더욱, 게이트 라인 사이, 및 게이트 라인의 시단 과 종단의 외측에 배치된 집속전극의 전위가, 게이트 라인이 구동되는 경우에, 그 전위가 저전위로 되기 때문에, 구동된 게이트 라인이 저전위의 집속전극으로 끼워지게 되고, 전계방출된 전자를 집속할 수가 있다.

더욱, 애노드측에서는 선택구동되는 애노드라인이, 저전위로 된 애노드집속전극에 의해 끼워지게 때문에, 애노드측에서도 전자를 집속할 수가 있다.

또한, 게이트 라인보다 집속전극을 애노드라인에 근접시켜 형성하는 것에 의해, 방출된 전자를 보다 집속할 수가 있다.

따라서, 해상도를 악화시키지 않고, 또한 애노드전위를 내리어 휘도를 저하시키는 수단을 채용하지 않더라도, 인접하는 화소의 누설 발광을 방지할 수가 있다.

Claims

캐소드기관위에 형성된 복수개의 스트라이프상의 캐소드라인과, 그 캐소드라인상에 각각 절연층을 사이에 두고 형성된 복수개의 스트라이프상의 게이트 라인과, 그 게이 트라인을 접속하는 게이트인출전극과, 상기 캐소드라인과 상기 게이트라인이 중합하는 부분에 형성된 전계방출어레이와, 그 전계방출어레이에 대면하여 형광체가 피착된 애노드라인을 구비하는 애노드기판을 배열설치한 전계방출형 프린트헤드에 있어서, 상기 스트라이프상의 게이트 라인내 홀수번째의 게이트 라인이 접속되는 제 1 게이트인출선극과, 상기 게이트 라인내 짝수번째의 게이트 라인이 접속되는 제 2 게이트인출전극에 의해 각각 빗살모양의 제1 게이트전극과 제 2 게이트 전극이 형성되어 있을 특징으로 하는 전계방출형 프린트헤드.
상기 애노드전극이 캐소드기판과 대향하여 배치됨과 동시에, 상기 제 1게이트전극에 형성된 제 1열의 전계방출어레이와, 상기 제 2게이트전극에 형성된 제 2열의 전계방출 어레이가 소정거리 떨어져 지그재그형상으르 배열되어 있고, 교대로 선택구동 되는 상기 제 1게이트전극 및 상기 제 2게이트전극내, 비선택의 게이트인출전극의 선위가 저레벨로 되는 것을 특징으로 하는 전계방출형 프린트헤드.
제 1항 또는 제2항에 있어서, 상기 애노드라인이, 상기 게이트라인과 대향하여 상기 게이트라인에 평행하게 동일 수로 형성되어 있고, 그 애노드라인내, 홀수번째의 애노드라인이 접속되는 제 1애노드인출전극과, 그 애노드라인내, 짝수번째의 애노드라인이 접속되는 제2애노드인출전극과, 상기 홀수번째의 애노드라인상에 피착된 제 1열의 형광체와, 상기 짝수번째의 애노드 라인상에 피착된 제 2열의 형광체와, 상기 제 1열의 형광체와 상기 제 2열의 형광체가, 상기 제 1열의 전계방출어레이와 상기 제 2열의 전계방출어레이애 대응하여, 소정거리 떨어져 지그재그형상으로 배열되어 있고, 교대로 선택구동되는 상기 제 1애노드인출전극 및 상기 제 2애노드 인출 전극내, 비선택의 애노드인출전극의 전위가 저레벨로 되는 것을 특징으로 하는 전계 방출형 프린트헤드.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 애노드라인이, 상기 게이트라인과 대향 하여 상기 게이트 라인에 대략 직교하도록 형성된 2개의 애노드라인과, 그 2개의 애노드라인의 양측에 배치된 2개의 더미 애노드로 이루어지고, 상기 2개의 애노드라인내 한편에, 상기 제 1열의 전계방출어레이에 대응하여 제 1열의 형광체가 형성되고, 상기 2개의 애노드라인내 다른편에, 상기 제 2열의 전계 방출 어레이에 대응하여 제 2열의 형광체가 형성되고, 교대로 선택구동되는 상기 2개의 애노드라인내, 선택구동되어 있는 애노드라인 사이에 둔 비선택의 애노드라인과 상기 2개의 더미 애노드의 한편과의 전위가, 저레벨로 되는 것을 특징으로 하는 전계방출형 프린트헤드.
제 1항에 있어서, 복수개의 상기 캐소드라인과 복수개의 상기 게이트 라인이 중합하는 각각의 부분에 스트라이프상으로 가늘고 길게 형성되어 있는 전계 방출어레이와, 상기 캐소드기판과 대향하여 배치됨과 동시에, 상기 게이트 라인의 각각에 형성된 상기 전계방출어레이에 대응하여 형광체가 피착된 애노드라인을 구비하는 애노드 기판을 구비하고, 상기 애노드라인이, 상기 게이트라인과 대향하여 상기 게이트라인에 대략 직교하도록 형성된 애노드라인과, 그 애노드라인의 양측에 배치된 2개의 더미 애노드로 이루어지고, 상기 애노드라인에, 그 애노드라인의 측방향으로 스트라이프상으로 형광체가 형성되고, 교대로 선택구동되는 상기 제 1게이트인출전극 및 상기 제 2게이트인출전극내, 비선택의 게이트인출전극의 전위가 저레벨로 됨과 동시에, 상기 2개의 더미 애노드의 전위가 저레벨로 되는 것을 특징으로 하는 전계방출형 프린트헤드.
제5항에 있어서, 상기 애노드라인이 금속박막으로 형성되어 있음과 동시에, 그 측방향으로 슬릿이 설치되어 있고, 그 슬릿을 덮도록 상기 형광체가 피착되어 있는 것을 특징으로 하는 전계방출형 프린트헤드.
제 1항에 있어서, 캐소드기판상에 형성된 복수개의 캐소드라인과, 그 캐소드라인상에 각각 절연층을 사이에 두고 형성된 복수개의 게이트 라인, 및 그 게이트라인사이, 및 그 게이트라인의 시단 및 종단의 외측에 배치된 복수개의 집속전극과, 복수개의 상기 게이트라인이 접속되는 제1게이트인출전극과, 복수개의 상기 집속전극이 접속되는 제2게이트인출전극과, 복수개의 상기 캐소드라인과 복수개의 상기 게이트라인이 중합하는 각각의 부분에 스트라이프상으로 가늘고 길게 형성되어 있는 전계방출어레이와, 상기 캐소드기판과 대향하여 배치됨과 동시에, 상기 게이트라인의 각각에 형성된 상기 전계방출어례이에 대응하도록 형광체가 피착된 애노드라인전극을 구비하는 애노드기판을 구비하고, 상기 애노드라인 전극이, 상기 게이트라인과 대향하여 상기 게이트 라인에 대략 직교하도록 형성된 애노드라인과, 그 애노드라인의 양측에 배치된 2개의 애노드집속 전극으로 이루어지고, 상기 애노드라인에, 그 애노드라인의 축방향으로 스트라이프 상으로 형광체가 형성되어 있고, 상기 제 2게이트인출전극의 전위가 상시 저레벨로 됨과 동시에, 상기 2개의 애노드 집속전극의 전위가 상시 저레벨로 되는 것을 특징으로 하는 전계방출형 프린트 헤드.
제 7 항에 있어서, 상기 애노드라인이 금속박막으로 형성되어 있음과 동시에, 그 축방향으로 슬릿이 설치되어 있고, 그 슬릿을 덮도록 상기 형광체가 피착되어 있는 것을 특징으로 하는 전계방출형 프린트 헤드.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 게이트라인 보다 상기 집속전극이 상기 애노드 기판에 근접하도록 높은 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전계방출형 프린트 헤드.
제 3 항에 있어서, 상기 애노드라인이, 상기 게이트라인과 대향하여 상기 게이트 라인에 대략 직교하도록 형성된 2개의 애노드라인과, 그 2개의 애노드라인의 양측에 배치된 2개의 더미 애노드로 이루어지고, 상기 2개의 애노드라인내 한편에, 상기 제 1열의 전계방출어레이에 대응하여 제 1 열의 형광체가 형성되고, 상기 2개의 애노드라인내 다른편에, 상기 제 2열의 전계 방출 어레이에 대응하여 제 2열의 형광체가 형성되고, 교대로 선택구동되는 상기 2개의 애노드라인내, 선택구동되어 있는 애노드라인 사이에 둔 비선택의 애노드라인과 상기 2개의 더미 애노드의 한편과의 전위가, 저레벨로 되는 것을 특징으로 하는 전계방출형 프린트헤드.