KR970005760B1 - 마이크로포인트 방출 음극을 가진 전자원과 상기 전자원을 이용한 필드 방출로 여기되는 음극루미네센스에 의한 디스플레이 수단 - Google Patents

마이크로포인트 방출 음극을 가진 전자원과 상기 전자원을 이용한 필드 방출로 여기되는 음극루미네센스에 의한 디스플레이 수단 Download PDF

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보렐 미쉘
보로나 쟝-프랑스와
메이에르 로베르
랑보 삘리쁘
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꼬미사리아 아 레네르기 아또미끄
삐에르 쇼뮈조
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Abstract

내용없음.

Description

마이크로포인트 방출 음극을 가진 전자원과 상기 전자원을 이용한 필드 방출로 여기되는 음극루미네센스에 의한 디스플레이 수단
제1도는 공지의 마이크로포인트(micropoint) 방출 음극 전자원의 개략도.
제2도는 상기 전자원의 기본 전자 방출기의 개략도.
제3도는 전기 저항을 가진 전자원의 개략도.
제4도는 여러개의 연속 저항층을 이용한 본 발명에 의한 전자원의 1 실시예의 개략도.
제5도는 제4도에 도시한 전자원의 제작 방법의 한 단계를 나타낸 개략도.
제6도는 본 발명에 의한 전자원의 다른 특정 실시예의 제작 방법의 한 단계를 나타낸 개략도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
5 : 제1전극 또는 음극도체 10 : 제2전극 또는 그리드
12 : 마이크로포인트 14 : 구멍
22 : 도전층 24,25 : 연속 저항층
본 발명은 마이크로포인트 방출 음극을 가진 전자원과 상기 전자원을 이용한 필드 방출(fieldemlssion)로 여기되는 음극루미네센스(cathodoluminescence)에 의한 디스플레이 수단에 관한 것이다.
특히 본 발명은 영상 또는 정지 화상을 표시할 수 있는 간단한 디스플레이 및 예를들면 텔레비젼 화상과 같은 동화상을 표시할 수 있는 다중 복합 스크린에 관한 것이다.
1986. 1. 24. 출원된 프랑스 특허출원 제 8601024호(프랑스 특허 제 2593953호)에는 마이크로포인트 방출 음극을 가진 전자원이 포함되고 필드 방출로 여기되는 음극루미네센스에 의한 디스플레이가 기재 되어 있다.
여기에는 또한 상기 디스플레이의 제조방법도 기재되어 있다.
이 공지의 디스플레이에 이용되는 전자원이 제1도에 개략적으로 도시되어 있다.
도시된 바와같이 상기 전자원은 행렬 구조를 가지며 선택에 따라 예를들면 유리기판(2)의 위에 음극 도체의 역할을 하여 행렬 구조의 열을 이루는 평행한 도전층 또는 스트립(6)의 형태로 된 여러개의 전극(5)이 형성된 얇은 실리카필름(4)이 포함된다.
이들 음극 도체(5)는 이 도체를 분극시키기 위한 상기 도체의 접속 단부(19)를 제외하고 예를들면 실리카 같은 전기적 절연 필름(8)으로 피복된다.
이 필름(8)의 상부도 이와 마찬가지로 평행한 도전 스트립의 형태로 된 여러개의 전극(10)이 형성되어 있다.
이들 전극(10)은 전극(5)과 수직이고 그리드의 역할을 하며 행렬 구조의 열을 구성한다.
공지의 이 전자원은 또한 다수의 기본 전자 방출기(마이크로포인트)를 가지며 그 중 하나(12)각각 제2도에 개략적으로 도시되어 있다.
음극 도체(5) 및 그리드(10)의 가가 교차 영역에는 상기 영역에 대응하는 음극도체(5)의 층(6)에 예를들면 몰리브덴으로 된 여러개의 마이크로포인트(12)가 설치되고 상기 영역에 대응하는 그리드(10)는 각 마이크로포인트(12)와 마주보는 구멍(14)을 가진다.
상기 마이크로포인트는 각각 원뿔형으로 되어 그 저면은 층(6)위에 놓이고 그 선단은 대응하는 구멍(14)의 높이에 위치한다.
절연 필름(8)에도 마이크로포인트(12)의 통로가 되는 구멍(15)이 형성되어 있음을 물론이다.
제1도에는 또한 각 구멍에 마이크로포인트가 대응되는 교차 영역 이외의 곳에 절연 필름(8) 및 그리드가 형성되는 바람직한 방법이 도시되어 있는데, 이에 의하여 상기 출원에 기재된 제조 방법의 경우 그 제조가 용이해진다.
각 층(6)의 두께는 약 0.2㎛, 전기적 절연 필름(8)의 두께는 약 1㎛, 각 그리드의 두께는 약 0.4㎛, 각 구멍(14)의 직경은 약 1.3㎛, 각 마이크로포인트의 저면 직경은 약 1.1㎛이며, 이들 치수는 단지 예를 든 것이며 어떤 제한이 있는 것은 아니다.
이 공지의 수단에는 또한 그리드와 평행하게 마주보도록 위치한 음극루미네센스의 양극(16)을 가진 스크린(E)이 포함된다.공지 수단이 진공으로 유지 되었을 때 제어 수단(20)을 이용하여 그리드의 전위를 음극 도체에 대하여 예를들어 약 100V 상승시키면 상기 게이트의 교차 영역에 위치한 마이크로 포인트 및 상기 음극 도체는 전자를 방출한다.양극(16)은 상기 수단(20)에 의하여 그리드와 동일하거나 더 높은 전위로 상승되는 것이 바람직하다.특히 이 양극은 그리드가 접지될 때 접지되거나 접지에 대하여 음의 극성을 띠게 된다.이에 따라 양극은 전자로 타격되어 빛을 발하게 된다.
따라서 mm2당 104내지 105개의 기본 방출기를 가진 각 교차 영역은 스크린상의 광점 하나에 해당된다.이러한 공지 전자원에는 문제가 있다.상기 공지 수단의 동작시, 특히 동작 개시 및 안정화 시간 동안 국부적 탈기 현상이 발생하여 상기 장치의 다른 부품(단자, 그리드, 양극)사이에 전기 아크가 발생하는 수가 있다는 것이 밝혀졌다.이 경우 음극 도체의 전류를 제한하는 것은 불가능하다.
전류가 상승되는 동안 드레싱(thrashing)현상이 발생하고, 어떤 시점에서는 그 강도가 음극 도체가 견딜 수 있는 최대 전류(Io)를 초과하게 된다.이 때에는 어떤 부품이 파괴되어 파괴가 생긴 위치의 기능을 부분적으로 또는 완전히 발휘하지 못하게 된다.따라서 공지의 전자원은 파손되기 쉽고 수명이 제한된다.음극 도체의 전류 강도를 제한하기 위하여 각 음극 도체에 상기 음극 도체의 파괴 전류 강도 이하의 전류가 흐르기 충분히 높은 값을 갖는 저항을 직렬 연결할 수 있다.그러나 응답시간의 관점에서 이들 저항은 크기, 복잡성 및 작동 가능성이 제한된 전자원(특히 디스플레이용)에만 이용될 수 있다.
뿐만 아니라, 공지의 전자원은 상술한 저항의 이용에 의하여 해결될 수 없는 다른 문제를 유발시킨다.따라서 공지 전자원의 마이크로포인트가 특히 바람직한 구조를 가진 경우에는 다른 마이크로포인트에 비하여 매우 높은 전류를 발생시켜 허용될 수 없는 화질의 결함이 되는 비정상적 휘점이 스크린(E)에 생긴다.
따라서 공지의 전자원은 이를 이용한 디스플레이 수단이 뚜렷하게 예리한 휘도의 불균일성을 가진다는 다른 결점이 있다.
본 발명은 이상 언급된 파손 용이성 뿐만 아니라 저항을 이용하지 않은 경우의 상기 다른 결점도 해소시킬 수 있다.
본 발명은 한면에 전자 방출 재료로 이루어진 여러 개의 마이크로포인트가 있는 전기적 도체층을 각각 가진 음극 도체의 역할을 하는 평행한 제1전극과, 음극 도체와 전기적으로 절연되고 이와 각도를 두며 상기 음극 도체와 그리드의 교차 영역을 형성시켜 그리드의 역할을 하는 평행한 제2전극이 포함되고, 상기 마이크로포인트는 적어도 상기 교차 영역에 배치되고, 상기 그리드들도 상기 면들과 마주보고, 상기 마이크로포인트와 각가 마주보는 구멍을 가지며, 각 마이크로포인트의 첨단은 이와 대응되는 구멍과 같은 높이에 있고, 상기 그리드가 이에 상응하는 음극 도체에 대하여 양으로 분극될 때 각 교차부의 마이크로포인트가 전자를 방출시켜 각 마이크로포인트에서 전류를 흘릴 수 있는 전자원에 있어서, 각 음극 도체는 상기 음극 도체의 각 마이크로포인트에 흐르는 전류의 세기를 제한하는 수단을 가지며, 상기 수단은 음극 도체의 도전층에서 상기 도전층과 상기 댕응하는 마이크로포인트 사이에 위치한 연속 저항층을 가지며 상기 마이크로포인트는 상기 저항층에 있는 것을 특징으로 하는 전자원에 관한 것이다.
여기서 저항층이라는 용어는 전기적 저항층을 의미한다.
본 발명은 각 음극 도체의 각 마이크로포인트에 흐르는 전류 세기를 제한시킬 수 잇고, 이에 따라 대응하는 음극 도체에 흐르는 전류 세기도 제한시킬 수 있다.
이러한 제한 수단을 이용하면 과전류에 의한 파손의 위험이 최소로 되어 전자원의 수명을 증가시킬수 있고, 전자 방출기에 의하여 비정상적으로 고 전류를 발생시키는 과도하게 밝은 광점을 현저하게 감소시켜 상기 수단의 제조 효율을 개선시킬 수 있도록 전자원의 전자 방출의 균일성을 개선시키고 이에 따라 이 전자원을 이용한 디스프레이 수단의 휘도 균일성을 개선시킬 수 있다.
미국특허 제3789471호에는 각 마이크로포인트가 전기 절연 재료로 제작된 저면을 가진 마이크로포인트 전자원이 기재되어 있다.
그러나 각 도전층이 연속 저항층으로 완전히 피복된 본 발명에 의한 전자원은 공지의 전자원에 비해서 저항 재료(저항부는 마이크로포인트와 도전층 사이에 있음)의 활성부에 발생하는 열 출력이 더 양호하게 소산된다는 주요한 장점을 가져, 본 발명의 전자원은 훨씬 견고하고 신뢰성이 높다.
따라서 주어진 마이크로포인트에 대한 미국특허 제3789471호의 전자원에서는 대응하는 도전층을 통해서만 소산이 일어나는 반면 본 발명에서는 소산이 상기 도전층 뿐만 아니라 마이크로포인트의 아래에 위치한 저항층의 활성부를 둘러싸는 저항층을 통하여 횡방향으로도 일어난다.
특히 평판 스크린 을 이용하는 경우 방출기 하나당 공칭 전류는 1㎂이하이고, 일반적으로 0.1내지 1㎂사이이다.
저항층이 방출의 균일성 및 특히 마이크로포인트와 전자원의 그리드 사이에 생기기 쉬운 단락 회로에 효과적이기 위해서는 마이크로포인트(전자 방출기)아래에 있는 상기 저항층의 저항치가 예를들면 107내지 108Ω(방출기 하나당 약 1 내지 0.1㎂의 전류에 대한 저항층에서의 10V의 전압강하에 상응하는 값이다.)이어야 한다.
단락 회로의 경우 일반적으로 100V로 되는 도전층과 그리드 사이의 전체 전압이 저항 재료의 단자로 연결된다.이때 활성부의 열출력은 매우 높아져(100)2/108W, 즉 1㎛3(활성부의 체적)의 체적에 0.1mW까지 될 수 있다.
열소산의 가능성이 양호하기 때문에 본 발명에 의한 전자원은 상기 종래 기술에 비하여 매우 유리하다.
본 발명에 의한 전자원에는 전자원의 도전층에 각각 배치된 여러 개의 연속 저항층이 포함될 수 있다.그러나 본 발명의 전자원에서는 전자원의 모든 도체층을 덮는 단일 연속 저항층이 포한되는 것이 바람직하다.
각 도전층은 알루미늄, 안티몬 또는 불소 도핑된 산화 주석, 니오븀 및 주석 도핑된 산화인듐이 포함되는 군으로부터 선택된 재료로 제조될 수 있다.
어떤 실시예에서는 저항층(들)이 In2O, SnO2, Fe2O3, ZnO 및 도핑된 Si가 포함되는 군으로부터 선택되고 도전층을 이루는 재료보다 저항이 큰 재료로부터 형성된다.저항층의 고유 저항은 약 102내지 106Ω·cm사이인 것이 바람직하다.
고유 저항이 약 102내지 106Ω·cm, 특히 104내지 105Ω·cm인 저항 재료를 선택하면 양호한 방출 균일성, 과전류의 양호한 방지 및 단락회로의 경우 양호한 열 소산이 이루어지도록 두께 1 내지 0.1㎛인 저항층에 대하여 각 소형 단자의 아래에서 예를 들면 108Ω의 높은 직렬 저항을 얻을 수 있다.이 저항 재료는 적절히 도핑시키면 예를 들어 약 104내지 105Ω·cm의 높은 고유 저항을 가질 수 있는 실리콘으로 구성되는 것이 유리하다.
본 발명은 또한 마이크로포인트 방출 음극 및 음극루미네센스 양극으로된 전자원이 포함되고, 상기 전자원이 본발명에 의한 전자원인 것을 특징으로 하는 음극루미네센스 디스플레이 수단에 관한 것이다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 어떤 제한을 가하지 않는 실시예에 대한 다음의 설명을 읽어보면 보다 잘 이해할 수 있을 것이다.
이하 본 발명은 특히 디스플레이에 적용된 4도 내지 제6도에 대하여 기술된다.
제3도에는 전자원이 개략적으로 도시되어 있는데, 제1, 2도에 도시된 공지의 전자원과의 유일한 차이점은 공지의 전자원에 저항치(Ro)의 저항(18)이 추가되어 있다는 것이다.
보다 상세히 말해서 후술되는 적절한 값(Ro)의 전기 저항(18)이 각 음극 도체(6)와 직력 연결되어 있다.음극 도체에 대하여 그리드의 양 전위를 예를들어 약 100V 상승시킬 수 있는 공지의 제어수단(20)이 그리드 및 음극 도체와 전기적으로 접속되어 있고, 상기 수단(20)과 음극 도체는 전기 저항(18)에 의하여 전기적으로 접속된다.따라서 저항(18)은 대응하는 음극 도체의 접속단부(19)와 접속된다(단부는 제1도에 도시됨).
각 전기 저항의 값(Ro)은 대응하는 음극 도체로 흐르기 쉬운 전류의 최대 강도가 파손이 발생하는 임계 강도(Io)이하로 되도록 계산된다.이 값(Io)은 음극 도체의 크기와 특성에 따라 변하며 음극 도체의 정상 동작에 상응하는 전류 강도보다 항상 매우 높아야 한다.
이하 어떤 제한을 가하는 것이 아닌 순수한 보기로서 전기 저항(Ro)의 값을 계산해 본다. 음극도체는 폭 0.7mm, 두께 0.2㎛, 길이 40mm, 평방 저항 10Ω인 산화인듐으로 제조된다.따라서 각 음극 도체의 전기 저항 값(Rc)은 약 0.6KΩ이다.임계치(Io)는 약 10mA이고, 정격 전류의 세기는 약 1mA 또는 그 이하이다.소정 교차 영역을 여기시키기 위하여 대응하는 그리드는 대응하는 음극 도체에 비하여 약 100V의 양 전위(U)로 상승되고, Ro+Rc의 값은 U/Io를 초과한다.따라서 값(Ro)은 약 10kΩ과 거의 동일하게 될 수 있다.
전기 저항을 이용하는 제3도의 전자원은 응답 시간의 관점에서 크기, 복잡성 및 동작 가능성이 제한된 스크린에만 이용될 수 있다.
따라서 주어진 교차 영역에서 대응하는 음극 도체(행)의 응답 시간은 상기 음극도체, 대응하는 그리드(열) 및 그리드로부터 음극 도체를 분리시키는 절연층으로 이루어지는 커패시터의 충전시간과 동일하다.
이 충전시간은 상기 커패시터의 용량과 충전 저항(Ro+Rc)의 곱과 거의 같다.
1㎛두께의 실리카 필름(8)에서 용량은 약 4nF/㎠이고, 256행 및 256열로 된 표면적 1d㎡의 스크린에서 행의 표면적은 약 0.25㎠이다.
(Ro+Rc)의 값을 약 104Ω으로 취하면 응답 시간(t)은 약 10μsec가 얻어진다.
초당 50화면의 주기에서 이러한 스크린에 대한 1열의 응답 시간은 1/(50×256)초, 즉 약 80μsec로 된다.
이 보기에서 응답 시간은 열의 여기 시간의 약 10%인데 이는 커플링 현상을 방지하고자 할 경우의 최대 허용 한계이다.커플링 현상은 행에 있어서 한 점의 휘도는 선행하는 점의 상태에 의하여 영향을 받기 때문에 일어나는데, 선행하는 점이 발광되었으면 행은 이미 방출 전위에 있기 때문에 일어나는데, 선행하는 점이 발광되었으면 행은 이미 방출 전위에 있기 때문에 이 점의 여기 시간이 열의 여기 시간과 동일하고 선행하는 점이 소등되었으면 행이 방출전위에 있기 때문에 일어나는데, 선행하는 점이 발광되었으면 행은 이미 방출 전위까지 상승하여야하므로 이 점의 여기 시간이 충전시간 보다 짧은 열의 여기시간과 동일하다.
여기 시간에 비하여 충전시간이 무시할 수 없을 정도(즉 여기 시간의 10%를 초과)이면 커플링 현상이 관찰된다.
그러므로 전기 저항을 이용하는 것은 선명도가 양호한 적어도(적어도 500열 및 회색 레벨의)텔레비젼 화면을 실현시키고자 하는 경우 또는 면적이 크(1d㎡이상)스크린을 형성시킬 경우 커패시터의 용량이 이상 기술된 것보다 더 크기 때문에 만족할 만한 해결책이 되지 못한다.
응답 시간의 문제는 값(Ro)의 상기 전기저항을 저항층으로 교체시켜 해결할 수 있다.
따라서 실질적으로 0의 액세스(access) 저항을 유지하면서 음극 도체의 전류가 제한된다.
제4도에는 상기 응답 시간의 문제 및 불균일성과 과전류의 문제를 해결할 수 있는 본 발명에 의한 전자원의 한 가지 실시예가 개략적으로 도시되어 있다.제4도에 개략적으로 도시된 전자원은 제1, 2도로 기술된 공지의 전자원에서는 각 음극 도체(5)가 도전성 필름(6)을 가지는데, 제4도에 도시된 본 발명의 전자원에서는 각 음극도체(5)가 전기적 절연층(4, 제1내지 3도의 필름 6처럼)위에 있는 제1전기적 도체층(22)과, 음극 도체(5)의 마이크로포인트(12)의 저면이 설치되고 도전층(22)의 상부에 있는 제2저항층(24)를 가진다는 점에서 다르다.제4도의 실시예에서는 전자원의 각 음극 도체가 2증 층의 스트립의 형태로 되고, 제어 수단(20)은 도전층(22)과 접속된다.
도전층(22)은 예를들면 알루미늄으로 제작된다.저항층(24)은 도전층과 상응하는 기본 방출기(12)사이에서 버퍼 저항의 역할을 한다.
도전층의 저항보다 큰 전기 저항을 가져야 하는 저항층은 음극 도체의 제조에 적합하도록 약 102내지 106Ω·cm의 고유 저항을 가진 재료로 제조되는 것이 바람직하다(제5도에 관한 설명 참조).
상기 저항층(24)을 제조하기 위하여 예를들면 산화 인듐(Ⅲ) In2O3, 산화 주성 SnO2, 산화철 Fe2O3산화아연 ZnO 또는 도핑된 규소를 이용할 수 있는데, 선택된 재료는 도전층의 제조에 이용된 재료보다 저항이 커야 한다.
제4도에 도시된 구조의 장점은 특히 제3도의 저항(18)처럼 도전층과 각 기본 방출기 사이에 보호저항을 넣을 수 있다는 것이다.이로 인하여 전자원의 원가를 크게 증가시키지 않고 응답 시간을 개선시킬 수 있다.
저항층의 두께와 저항을 적절히 선정하면 음극 도체로 공칭 전류가 흐를 수 있게 하면서 각 음극 도체를 통하여 흐르는 전류 밀도를 Io와 동일하거나 그 이하로 제한 할 수 있다.따라서 저항층(24)은 또한 파손을 보호한다.
주어진 음극 도체에 대하여 알루미늄 도전층의 경우 충전 저항은 도전층의 충전 저항과 동일하고 이는 1μsec 보다 훨씬 낮은 응답 시간으로 인하여 대형 복합 스크린의 제조가 가능해진다.
이상 기술된 바와같이 저항층의 이용에 의하여 각 기본 방출기가 부호(Ri)로 표시된 저항과 조합될 수 있게 되고 이에 따라 상기 저항층은 또한 전자 방출을 균일화 시키는 작용을 한다.따라서 기본 전자 방출기가 과전류를 받으면 이에 의한 Ri의 전압 강하는 상기 방출기에 인가되는 전압을 저하시킬 수 있고 이에 따라 상기 전류를 감소시킬 수 있다.
이같이 Ri는 전류에 대한 자체 조절 효과를 가지며 이에 따라 비정상적으로 밝은 광점이 감소된다.
이하 제5도를 참조하여 제4도의 전자원을 제조하는 방법. 특히 전자원의 각 음극 도체에 도전층과 저항층을 중첩시켜 앞서 언급된 1986. 1. 24의 프랑스 특허 출원 제8601024호에 의한 마이크로포인트 방출 음극 전자원 제조의 개량된 제조 방법에 대하여 설명하기도 한다.
예를들면 100mm 두께의 실리카 필름(4)으로 피복된 유리 기판(2)에 고유 저항 3×10-6Ω·cm인 200nm 두께의 제1알루미늄 층(22)이 음극 스퍼터링으로 부착되고, 다시 상기 알루미늄층 위에 재차 음극 스퍼터링을 사용하여 고유 저항 104Ω·cm인 두께 150nm의 제2산화철층(24)이 부착된다.
이 방법으로 부착된 상기 2층은 예를들면 동일한 수지 마스크로 길이 150mm, 폭 300㎛, 2 스트립(5) 사이의 간격이 50㎛인 평행한 음극 도체 또는 스트립(5)의 망이 얻어지도록 화학적 방법으로 연속 에칭된다.
알루미늄층의 에칭은 200nm 두께의 알루미늄층인 경우 85중량%의 H3PO44체적, 순수한 CH3COOH 4체적, 67중량%의 HNO31체적, H2O 1체적이 함유된 욕액(bath)을 이용하여 실온에서 6분 동안 이루어질 수 있고, 산화철층의 에칭은 150nm 두께의 Fe2O3층인 경우 스프렐렛 에스. 아.(Soprelec S. A.)에서 판매하는 Mixelec Melange PFE 8.1을 이용하여 실온에서 18분동안 이루어질 수 있는데, 이 에칭 방법은 순수하게 예를 든 것으로 어떤 제한을 가하는 것이 아니다.
나머지 구조(절연층, 그리드, 방출기 등)는 상기 특허출원에 기재된 방법에 의하여 실현된다(제5도에 관한 설명 참조).
알루미늄층의 충전 저항은 약 75Ω이다.행의 면적은 0.45㎠이다.따라서 응답 시간은 0.15μsec이고 잔류 용량은 약 4nF/㎠이다.각 저항(Ri)의 저항치를 계산하기 위해서는 음극 도체를 통과하는 전류 라인이 도전층에 위치하고 대응하는 다른 마아크로포인트를 통과하며 이에 수직인 저항층을 가로지른 다는데 주의해야 한다.따라서 저항(Ri)은 산화철의 고유 저항에 저항층으 두께를 곱하여 기본 전자 방출기으 저면 면적으로 나눈 값으로 저항(Ri)의 값은 이 경우 약 107Ω이다.
따라서 공칭 동작 조건하에서 마이크로포인트에는 약 0.1μA의 전류가 흐르는데, 이는 Ri에서의 전압강하 1V에 상응하고 공칭 동작이 중단되지 않는다.
여기 전압 100V에 대한 방출기 하나당 최대 전류는 10μA로 될 수 있다.
한 교차 영역의 전방출 면적이 0.1㎟이고 1000개의 방출기에 대하여 모든 방출기가 동시에 최대 전류를 공급한다.
즉, 모든 방출기가 단락되었다고 가정하면(이는 매우 일어나기 어렵다) 도전층을 통과하는 전류는 10mA로 되는데, 이는 파손을 방지하는 최대 허용치이다.
마지막으로 전압 100V에 대하여 기본 방출기에 정상보다 10배 높은 전류가 흐른다고 가정하면(0.1μA 대신 1μA)(Ri)에서의 전압 강하는 10V로 되고, 이에 따라 기본 방출기의 방출이 약 4 내지 5의 계수로 감소되어 약 0.2 내지 0.3μA로 된다.
따라서 저항(Ri)의 균일화 효과는 명백하며 과도하게 밝은 점이 없어진다.
이하 본 발명에 의한 전자원의 다른 실시예를 제6도를 참조하여 설명한다.이 경우 저항 재료는 적절히 도핑된 규소가 바람직하다.상기 재료의 층을 이용하면 음극 도체 사이가 에칭되지 않아 바람직하며 상기 음극 도체들 사이에 유도되는 누설 전류는 허용될 수 있다.
따라서 예를들면 100nm 두께의 실리카 필름(4)이 전체적으로 피복된 유리 기판(2)에 고유저항 3×106Ω·cm인 두께 200nm의 제1알루미늄층(22)이 음극 스퍼터링으로 부착되고, 이는 다시 예를들면 수지 마스크를 통하여 길이 150mm, 폭 300㎛, 2스트립 사이의 간격이 50㎛로 되는 평행한 도전층 또는 스트립의 망이 얻어지도록 화학적으로 에칭된다.이 알루미늄층은 예를들면 제5도를 참조하여 기술된 앞의 실시예의 욕액에 의하여 에칭될 수 있다.그후 예를들면 두께 500nm, 고유저항 5×104Ω·cm인 인(P)이 도핑된 규소층(25)이 진공 증착 방법으로 도전층의 망에 부착될 수 있다.
나머지 구조(절연층, 그리드, 방출기 등)는 상기 특허 출원에 기재된 방법에 의하여 제조될 수 있다.
이 경우 저항(Ri)의 저항치는 2.5×108Ω로서 제5도에 관하여 기술된 앞의 실시예보다 높아 혹시 생길지 모르는 단락 회로에 의한 누설 전류를 감소시키는 효과가 있고, 방출을 균일화시키는 효과는 더 양호하다.
물론 제4, 5도의 실시예에서도 특히 도핑된 규소의 사용에 의하여 저항이 약 108Ω이 되는 재료를 이용할 수 있음을 명백하다.

Claims (8)

  1. 한면에 전자 방출 재료로 이루어진 여러 개의 마이크로포인트(12)가 있는 전기적 도체층(22)을 각각 가진 음극 도체의 역할을 하는 팽행한 제1전극(5)과, 상기 음극 도체(5)와 전기적으로 절연되고 이와 각도를 두며 상기 음극 도체(5)와 그리드의 교차 영역을 형성시켜 그리드의 역할을 하는 평행한 제2전극(10)이 포함되고, 상기 마이크로포인트(12)는 적어도 상기 교차 영역에 배치되고, 상기 그리드들(10)도 상기 면들과 마주보고 상기 마이크로포인트(12)와 각각 마주보는 구멍(14)을 가지며, 각 마이크로포인트(12)가 전자를 방출시켜 상기 영역의 마이크로포인트에서 전류를 흘릴 수 있는 전자원에 있어서, 각 음극 도체(5)는 상기 음극 도체의 각 마이크로포인트(12)에 흐르는 전류 강도를 제한하는 수단을 가지며, 상기 수단은 음극 동체(5)의 도전층(22)에서 상기 도전층과 상기 상응하는 마이크로포인트(12)사이에 위치한 연속 저항층(24, 25)을 가지며, 상기 마이크로포인트(12)는 상기 정항층(24, 25)에 있는 것을 특징으로 하는 전자원.
  2. 제1항에 있어서, 전자원의 도전층에 각각 배치되어 있는 다수의 연속 저항층(24)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자원.
  3. 제2항에 있어서, 상기 다수의 저항층이 음극 도체들 사이에서 단일의 연속 저항층을 에칭시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 전자원.
  4. 제1항에 있어서, 전자원의 전체 도전층을 덮는 단일의 연속 저항층(25)이 포함되는 것을 특징으로 하는 전자원.
  5. 제1항에 있어서, 상기 각 도전층(22)은 알루미늄, 안티몬 또는 불소로 도핑된 산화주석, 니오븀 및 주석으로 도핑된 산화 인듐(Ⅲ)이 포함되는 군으로부터 선택된 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 전자원.
  6. 제1항에 있어서, 상기 각 저항층(24, 25)은 In2O3,SnO2, Fe|2O3,ZnO 및 도핑된 Si가 포함되는 군으로부터 선택되고, 도전층(22)을 이루는 재료보다 고유 저항이 큰 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 전자원.
  7. 제1항에 있어서, 각 저항층(24, 25)은 고유저항이 약 102내지 106Ω·cm의 범위인 것을 특징으로 하는 전자원.
  8. 마이크로포인트 방출 음극 전자원과 음극 루미네센스 양극(16)으로 구성된 음극루미네센스 디스플레이 수단에 있어서, 상기 전자원은 특허청구범위 제1항에 따른 전자원인 것을 특징으로 하는 디스플레이 수단.
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