JP2981751B2 - 電子線発生装置及びこれを用いた画像形成装置、並びに電子線発生装置の製造方法 - Google Patents
電子線発生装置及びこれを用いた画像形成装置、並びに電子線発生装置の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子放出素子を用いた電子線発生装置及び
その製造方法、さらには当該電子線発生装置を用いた画
像形成装置に関する。
その製造方法、さらには当該電子線発生装置を用いた画
像形成装置に関する。
［従来の技術］ 従来、簡単な構造で電子の放出が得られる素子とし
て、例えば、エム・アイ・エリンソン（M.I.Elinson）
等によって発表された冷陰極素子が知られている［ラジ
オ・エンジニアリング・エレクトロン・フィジィッス
（Radio Eng.Electron.phys.）第10巻,1290〜1296頁,19
65年］。
て、例えば、エム・アイ・エリンソン（M.I.Elinson）
等によって発表された冷陰極素子が知られている［ラジ
オ・エンジニアリング・エレクトロン・フィジィッス
（Radio Eng.Electron.phys.）第10巻,1290〜1296頁,19
65年］。
これは、基板上に形成された小面積の薄膜に、膜面に
平行に電流を流すことにより、電子放出が生ずる現象を
利用するもので、一般には表面伝導形電子放出素子と呼
ばれている。
平行に電流を流すことにより、電子放出が生ずる現象を
利用するもので、一般には表面伝導形電子放出素子と呼
ばれている。
この表面伝導形電子放出素子としては、前記エリンソ
ン等により開発されたSnO2（Sb）薄膜を用いたものの
他、Au薄膜によるもの［ジー・ディトマー：“スイン・
ソリッド・フィルムス”（G.Dittmer:“Thin Solid Fil
ms"）,9巻,317頁，（1972年）］、ITO薄膜によるもの
［エム・ハートウェル・アンド・シー・ジー・フォンス
タッド：“アイ・イー・イー・イー・トランス・イー・
ディー・コンフ”（M.Hartwell and C.G.Fonstad:“IEE
E Trans.ED Conf."）519頁，（1975年）］、カーボン薄
膜によるもの［荒木久他：“真空",第26巻，第１号,22
頁，（1983年）］等が報告されている。
ン等により開発されたSnO2（Sb）薄膜を用いたものの
他、Au薄膜によるもの［ジー・ディトマー：“スイン・
ソリッド・フィルムス”（G.Dittmer:“Thin Solid Fil
ms"）,9巻,317頁，（1972年）］、ITO薄膜によるもの
［エム・ハートウェル・アンド・シー・ジー・フォンス
タッド：“アイ・イー・イー・イー・トランス・イー・
ディー・コンフ”（M.Hartwell and C.G.Fonstad:“IEE
E Trans.ED Conf."）519頁，（1975年）］、カーボン薄
膜によるもの［荒木久他：“真空",第26巻，第１号,22
頁，（1983年）］等が報告されている。
これらの表面伝導形電子放出素子は、 １）高い電子放出効率が得られる、 ２）構造が簡単であるため、製造が容易である、 ３）同一基板上に多数の素子を配列形成できる、 ４）応答速度が速い、 等の利点があり、今後広く応用される可能性をもってい
る。
る。
一方、面状に展開した複数の電子源と、この電子源か
らの電子ビームの照射を各々受ける蛍光体ターゲットと
を、各々相対向させた薄形の画像表示装置が、特開昭58
−1956号，特開昭60−225342号等で開示されている。
らの電子ビームの照射を各々受ける蛍光体ターゲットと
を、各々相対向させた薄形の画像表示装置が、特開昭58
−1956号，特開昭60−225342号等で開示されている。
これら電子線ディスプレイ装置は次のような構造から
なる。
なる。
第１図は従来ディスプレイ装置の概要を示すものであ
る。１はガラス基板、２は支持体、３は配線電極、４は
電子放出部、５は電子通過孔、６は変調電極、７はガラ
ス板、８は透明電極、９は画像形成部材で、例えば蛍光
体、レジスト材等電子が衝突することにより発光，変
色，帯電，変質等する部材から成る。10はフェースプレ
ート、11は蛍光体の輝点である。電子放出部４は薄膜技
術により形成され、ガラス基板１とは接触することがな
い中空構造を成すものである。配線電極３は電子放出部
材と同一の材料を用いて形成しても、別材料を用いても
良く、一般に融点が高く電気抵抗の小さいものが用いら
れる。支持体２は絶縁体材料もしくは導電体材料で形成
されている。
る。１はガラス基板、２は支持体、３は配線電極、４は
電子放出部、５は電子通過孔、６は変調電極、７はガラ
ス板、８は透明電極、９は画像形成部材で、例えば蛍光
体、レジスト材等電子が衝突することにより発光，変
色，帯電，変質等する部材から成る。10はフェースプレ
ート、11は蛍光体の輝点である。電子放出部４は薄膜技
術により形成され、ガラス基板１とは接触することがな
い中空構造を成すものである。配線電極３は電子放出部
材と同一の材料を用いて形成しても、別材料を用いても
良く、一般に融点が高く電気抵抗の小さいものが用いら
れる。支持体２は絶縁体材料もしくは導電体材料で形成
されている。
これら電子線ディスプレイ装置は、配線電極３に電圧
を印加せしめ中空構造をなす電子放出部より電子を放出
させ、これら電子流を情報信号に応じて変調する変調電
極６に電圧を印加することにより電子を取り出し、取り
出した電子を加速させ蛍光体９に衝突させるものであ
る。また、配線電極３と変調電極６でXYマトリックスを
形成せしめ、画像形成部材たる蛍光体９上に画像表示を
行うものである。
を印加せしめ中空構造をなす電子放出部より電子を放出
させ、これら電子流を情報信号に応じて変調する変調電
極６に電圧を印加することにより電子を取り出し、取り
出した電子を加速させ蛍光体９に衝突させるものであ
る。また、配線電極３と変調電極６でXYマトリックスを
形成せしめ、画像形成部材たる蛍光体９上に画像表示を
行うものである。
上述従来の電子線ディスプレイは熱電子源を用いてい
る為、次のような問題点があった。
る為、次のような問題点があった。
1.消費電力が高い。
2.変調スピードが遅い為大容量の表示ができない。
3.各素子間のバラツキが生じ易い為大面積化が難しい。
これらの問題点を解決する為に熱電子源に代えて、前
述した表面伝導形電子放出素子を配置した画像表示装置
が考えられる。
述した表面伝導形電子放出素子を配置した画像表示装置
が考えられる。
第２図は、表面伝導形電子放出素子を用いた画像表示
装置の構成図である。20は絶縁性基板、21は素子配線電
極、22は素子電極、23は電子放出部である。この画像表
示装置は、第２図に示すように、配線電極間に素子を並
べた線電子源群と変調電極６群でXYマトリックス駆動を
行うことにより画像表示するものである。また、これら
電子線ディスプレイは通常１×10-7〜１×10-5torrの真
空状態で駆動させる為に、系全体を真空封止することに
よりディスプレイ装置を製作しなければならない。
装置の構成図である。20は絶縁性基板、21は素子配線電
極、22は素子電極、23は電子放出部である。この画像表
示装置は、第２図に示すように、配線電極間に素子を並
べた線電子源群と変調電極６群でXYマトリックス駆動を
行うことにより画像表示するものである。また、これら
電子線ディスプレイは通常１×10-7〜１×10-5torrの真
空状態で駆動させる為に、系全体を真空封止することに
よりディスプレイ装置を製作しなければならない。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した表面伝導形電子放出素子を用
いた画像表示装置には次のような問題点があった。
いた画像表示装置には次のような問題点があった。
．フェースプレート10に設けた画像形成部材９と変調
電極６と電子放出部23の位置合わせが難しい為、大画面
で高精細なディスプレイが作製できない。
電極６と電子放出部23の位置合わせが難しい為、大画面
で高精細なディスプレイが作製できない。
．変調電極６と電子放出部23の絶対的な位置が場所に
よって異なると表示画像にムラが生じる。よって、極め
て正確に位置合わせをして製造する必要がある。
よって異なると表示画像にムラが生じる。よって、極め
て正確に位置合わせをして製造する必要がある。
．上述，を鑑みて大画面で高精細なディスプレイ
を製造するには、多大な設備投資が必要であり、ディス
プレイの価格も非常に高価になる。
を製造するには、多大な設備投資が必要であり、ディス
プレイの価格も非常に高価になる。
すなわち、本発明の目的とするとこは、上述のような
問題点を解決した電子線発生装置及び当該電子線発生装
置を用いた画像形成装置を提供することにある。
問題点を解決した電子線発生装置及び当該電子線発生装
置を用いた画像形成装置を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成すべく成された本発明の構成は以下の
通りである。
通りである。
すなわち、本発明第一は、基板上に、基板面に沿って
並設された電極間に、該電極を介して電圧が印加される
電子放出部を有する電子放出素子と、該電子放出素子か
ら放出される電子ビームを情報信号に応じて変調する変
調電極とを有する電子線発生装置において、前記電子放
出素子が、前記変調電極上に絶縁体を介して積層配置さ
れており、かつ、前記変調電極が、少なくとも前記電子
放出素子の電子放出部直下を囲む位置に存在することを
特徴とする電子線発生装置にある。
並設された電極間に、該電極を介して電圧が印加される
電子放出部を有する電子放出素子と、該電子放出素子か
ら放出される電子ビームを情報信号に応じて変調する変
調電極とを有する電子線発生装置において、前記電子放
出素子が、前記変調電極上に絶縁体を介して積層配置さ
れており、かつ、前記変調電極が、少なくとも前記電子
放出素子の電子放出部直下を囲む位置に存在することを
特徴とする電子線発生装置にある。
上記本発明第一の電子線発生装置は、更にその特徴と
して、 『前記電子放出素子の複数が結線された線状電子放出
素子の複数と、前記変調電極の複数とがXYマトリクスを
構成している』こと、 『前記絶縁体の厚さが、１μｍ〜200μｍの範囲であ
る』こと、 『前記変調電極には導電性部材が接続されており、該
導電性部材は前記電子放出素子が配置された前記絶縁体
面上に配置されている』こと、 『前記導電性部材が、前記変調電極の一部である』こ
と、 『前記導電性部材が、シート抵抗が0.5×105Ω／□〜
１×109Ω／□の範囲の部材である』こと、 をも含むものである。
して、 『前記電子放出素子の複数が結線された線状電子放出
素子の複数と、前記変調電極の複数とがXYマトリクスを
構成している』こと、 『前記絶縁体の厚さが、１μｍ〜200μｍの範囲であ
る』こと、 『前記変調電極には導電性部材が接続されており、該
導電性部材は前記電子放出素子が配置された前記絶縁体
面上に配置されている』こと、 『前記導電性部材が、前記変調電極の一部である』こ
と、 『前記導電性部材が、シート抵抗が0.5×105Ω／□〜
１×109Ω／□の範囲の部材である』こと、 をも含むものである。
また、本発明第二は、上記本発明第一の電子線発生装
置と、前記電子放出素子からの電子ビームの照射により
画像を形成する画像形成部材を有することを特徴とする
画像形成装置にある。
置と、前記電子放出素子からの電子ビームの照射により
画像を形成する画像形成部材を有することを特徴とする
画像形成装置にある。
また、本発明第三は、基板上に、基板面に沿って並設
された一対の素子電極間に、該一対の素子電極を介して
電圧が印加される電子放出部を有する電子放出素子と、
該電子放出素子から放出される電子ビームを情報信号に
応じて変調する、電子放出素子とは電気的に独立して設
けた変調電極とを有する電子線発生装置において、前記
電子放出素子と前記変調電極とが、前記基板の同一面上
に配置されており、かつ、前記変調電極は、該一対の素
子電極の並設された方向に対して略直交する方向に並設
され、該電子放出部を挟むように配置された一対の電極
からなることを特徴とする電子線発生装置にある。
された一対の素子電極間に、該一対の素子電極を介して
電圧が印加される電子放出部を有する電子放出素子と、
該電子放出素子から放出される電子ビームを情報信号に
応じて変調する、電子放出素子とは電気的に独立して設
けた変調電極とを有する電子線発生装置において、前記
電子放出素子と前記変調電極とが、前記基板の同一面上
に配置されており、かつ、前記変調電極は、該一対の素
子電極の並設された方向に対して略直交する方向に並設
され、該電子放出部を挟むように配置された一対の電極
からなることを特徴とする電子線発生装置にある。
上記本発明第三の電子線発生装置は、更にその特徴と
して、 『前記電子放出素子の複数が結線された線状電子放出
素子の複数と、前記変調電極の複数とがXYマトリクスを
構成している』こと、 『並設された素子電極間方向における前記素子電極の
幅が、１μｍ〜50μｍの範囲である』こと、 『前記素子電極と前記変調電極との間隔が、30μｍ以
下である』こと、 をも含むものである。
して、 『前記電子放出素子の複数が結線された線状電子放出
素子の複数と、前記変調電極の複数とがXYマトリクスを
構成している』こと、 『並設された素子電極間方向における前記素子電極の
幅が、１μｍ〜50μｍの範囲である』こと、 『前記素子電極と前記変調電極との間隔が、30μｍ以
下である』こと、 をも含むものである。
また、本発明第四は、上記本発明第三の電子線発生装
置と、前記電子放出素子からの電子ビームの照射により
画像を形成する画像形成部材を有することを特徴とする
画像形成装置にある。
置と、前記電子放出素子からの電子ビームの照射により
画像を形成する画像形成部材を有することを特徴とする
画像形成装置にある。
更に、本発明第五は、基板面に沿って並設された一対
の素子電極間に、該一対の素子電極を介して電圧が印加
される電子放出部を有する電子放出素子と、前記基板の
同一面上に配置されており、かつ、該一対の素子電極の
並設された方向に対して略直交する方向に並設され、該
電子放出部を挟むように配置された一対の電極からな
り、該電子放出素子から放出される電子ビームを情報信
号に応じて変調する、電子放出素子とは電気的に独立し
て設けた変調電極とを有する電子線発生装置の製造方法
であって、前記素子電極と前記変調電極とが同一工程に
て形成されることを特徴とする電子線発生装置の製造方
法にある。
の素子電極間に、該一対の素子電極を介して電圧が印加
される電子放出部を有する電子放出素子と、前記基板の
同一面上に配置されており、かつ、該一対の素子電極の
並設された方向に対して略直交する方向に並設され、該
電子放出部を挟むように配置された一対の電極からな
り、該電子放出素子から放出される電子ビームを情報信
号に応じて変調する、電子放出素子とは電気的に独立し
て設けた変調電極とを有する電子線発生装置の製造方法
であって、前記素子電極と前記変調電極とが同一工程に
て形成されることを特徴とする電子線発生装置の製造方
法にある。
［作用］ 本発明においては、従来別体として設けていた変調電
極を、絶縁性基板上に電子源となる電子放出素子と一体
（電子源の下方に、あるいは電子源と同一面上に）に設
けた構造とすることで、電子源と変調電極のアライメン
トが容易になる。すなわち、従来の別体置き変調電極で
は、電子源から一定の間隔を取ってかかる変調電極を設
けているため、その若干のズレもが、画像形成部に達す
る電子ビームの飛翔に大きな影響を与えていた。
極を、絶縁性基板上に電子源となる電子放出素子と一体
（電子源の下方に、あるいは電子源と同一面上に）に設
けた構造とすることで、電子源と変調電極のアライメン
トが容易になる。すなわち、従来の別体置き変調電極で
は、電子源から一定の間隔を取ってかかる変調電極を設
けているため、その若干のズレもが、画像形成部に達す
る電子ビームの飛翔に大きな影響を与えていた。
正しくこの問題を解消できる作用が、本発明には在る
といえよう。
といえよう。
また、絶縁性基板上に設ける変調電極は、従来に比
べ、そのボリュームを大きくとることができ、すなわち
抵抗の低減となり、結果として印加電圧を低減できると
いった作用が在る。
べ、そのボリュームを大きくとることができ、すなわち
抵抗の低減となり、結果として印加電圧を低減できると
いった作用が在る。
本発明は、電子源の下方に、あるいは電子源と同一面
上に変調電極を設けるが、変調電極を電子源の上方でか
つ電子源と一体の構成も考えられる。しかし、本発明の
構成部材であるところの表面伝導形電子放出素子のよう
な電子放出素子上に変調電極を設けるには、該素子の上
に絶縁体膜を形成し、かつ、加工するプロセスを必要と
する。表面伝導形電子放出素子は、前述したように電子
放出部が絶縁体表面に露出している為、電子放出部に絶
縁体を成膜し加工することにより、種々の劣化が生じ、
さらには特性劣化の原因になる。よって、本発明が、新
たな問題を発生させずに上述問題を解消できる作用が在
るといえよう。
上に変調電極を設けるが、変調電極を電子源の上方でか
つ電子源と一体の構成も考えられる。しかし、本発明の
構成部材であるところの表面伝導形電子放出素子のよう
な電子放出素子上に変調電極を設けるには、該素子の上
に絶縁体膜を形成し、かつ、加工するプロセスを必要と
する。表面伝導形電子放出素子は、前述したように電子
放出部が絶縁体表面に露出している為、電子放出部に絶
縁体を成膜し加工することにより、種々の劣化が生じ、
さらには特性劣化の原因になる。よって、本発明が、新
たな問題を発生させずに上述問題を解消できる作用が在
るといえよう。
以上述べた本発明の構成を、以下に示す実施例を用い
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
［実施例］ 実施例１ 第３図は、本実施例の電子源と変調電極の構成図であ
る。31はガラス基板、32は変調電極、33は絶縁体膜、３
は素子配線電極、35は素子電極、36は電子放出部であ
る。
る。31はガラス基板、32は変調電極、33は絶縁体膜、３
は素子配線電極、35は素子電極、36は電子放出部であ
る。
本実施例は、前述第２図に示す従来例の電子放出素子
と蛍光体の間にある変調電極を電子放出部36の下に配置
しかつ電子放出素子と変調電極32を絶縁体膜33を介して
一体に形成したものである。
と蛍光体の間にある変調電極を電子放出部36の下に配置
しかつ電子放出素子と変調電極32を絶縁体膜33を介して
一体に形成したものである。
第４図は、第３図のＡ−Ａ′の断面における本実施例
の電子源と変調電極の製造工程を示すものである。ここ
で、本実施例の画像形成装置の製造方法を説明する。
の電子源と変調電極の製造工程を示すものである。ここ
で、本実施例の画像形成装置の製造方法を説明する。
．先ず、ガラス基板31を十分洗浄し、通常良く用いら
れる蒸着技術とホトリソグラフィー技術により、ライン
状の変調電極32群を形成する。かかる基板31は、ガラス
以外にはアルミナセラミックス等の絶縁体であれば良
い。また変調電極32は、金，ニッケル，タングステン等
の導電性材料であれば良いが、基板との熱膨張率がなる
べく近いものが好ましい。
れる蒸着技術とホトリソグラフィー技術により、ライン
状の変調電極32群を形成する。かかる基板31は、ガラス
以外にはアルミナセラミックス等の絶縁体であれば良
い。また変調電極32は、金，ニッケル，タングステン等
の導電性材料であれば良いが、基板との熱膨張率がなる
べく近いものが好ましい。
本実施例の変調電極は、ニッケル材料を用い、幅1.6m
mで2mmピッチの変調電極群を作製した。
mで2mmピッチの変調電極群を作製した。
．次に、蒸着技術によりSiO2で絶縁体膜22を形成し
た。絶縁体膜33の材料としては、SiO2,ガラス，その他
のセラミックス材料が好適である。また、その厚さは、
薄い方が変調電極に印加する電圧が低くなるので良い
が、実用的には１μｍ〜200μｍが好ましく、さらには
１μｍ〜10μｍが最適である。本実施例では厚さを10μ
ｍとした。
た。絶縁体膜33の材料としては、SiO2,ガラス，その他
のセラミックス材料が好適である。また、その厚さは、
薄い方が変調電極に印加する電圧が低くなるので良い
が、実用的には１μｍ〜200μｍが好ましく、さらには
１μｍ〜10μｍが最適である。本実施例では厚さを10μ
ｍとした。
．次に、蒸着技術とエッチング技術により素子電極35
と素子配線電極34（断面図には不図示）をNi材料で作製
した。かかる素子配線電極34は、電気抵抗が十分低くな
るように作製しさえすればどのような材料でもかまわな
い。素子電極35は、素子配線電極34−ａ及び34−ｂと接
続され、素子電極35が相対向する電子放出部36を形成す
る。その電極ギャップ（Ｇ）は、0.1μｍ〜10μｍが好
適で本実施例は２μｍに形成した。電子放出部36に対応
する長さ（l:第３図参照）を300μｍに形成した。素子
電極35の幅は狭い方が望ましいが実際には１μｍ〜100
μｍが好適で、さらには１μｍ〜10μｍが最適である。
また、電子放出部36は変調電極32の幅の中心近傍に作製
する。素子配線電極34群（a,bで一組）のピッチは2mm、
電子放出部36のピッチは2mmに形成した。
と素子配線電極34（断面図には不図示）をNi材料で作製
した。かかる素子配線電極34は、電気抵抗が十分低くな
るように作製しさえすればどのような材料でもかまわな
い。素子電極35は、素子配線電極34−ａ及び34−ｂと接
続され、素子電極35が相対向する電子放出部36を形成す
る。その電極ギャップ（Ｇ）は、0.1μｍ〜10μｍが好
適で本実施例は２μｍに形成した。電子放出部36に対応
する長さ（l:第３図参照）を300μｍに形成した。素子
電極35の幅は狭い方が望ましいが実際には１μｍ〜100
μｍが好適で、さらには１μｍ〜10μｍが最適である。
また、電子放出部36は変調電極32の幅の中心近傍に作製
する。素子配線電極34群（a,bで一組）のピッチは2mm、
電子放出部36のピッチは2mmに形成した。
．次に、ガスデポジション法を用いて相対向する電極
間に超微粒子膜を設けることにより電子放出部36を形成
した。超微粒子の材質はPdを用いたが、その他の材料と
してAg,Au等の金属材料やSnO2,In2O3の酸化物材料が好
適であるがこれに限定されるものではない。本実施例で
はPd粒子の直径を約100Åに設定したが、これに限定さ
れるものではない。また、ガスデポジション法以外に
も、例えば有機金属を分散塗布し、その後熱処理するこ
とにより電極間に超微粒子膜を形成しても所望の特性が
得られる。
間に超微粒子膜を設けることにより電子放出部36を形成
した。超微粒子の材質はPdを用いたが、その他の材料と
してAg,Au等の金属材料やSnO2,In2O3の酸化物材料が好
適であるがこれに限定されるものではない。本実施例で
はPd粒子の直径を約100Åに設定したが、これに限定さ
れるものではない。また、ガスデポジション法以外に
も、例えば有機金属を分散塗布し、その後熱処理するこ
とにより電極間に超微粒子膜を形成しても所望の特性が
得られる。
．以上説明したプロセスで形成された電子源と変調電
極を有するガラス基板から、5mm離して蛍光体９を有す
るフェースプレート10を設け画像形成装置を作製した。
極を有するガラス基板から、5mm離して蛍光体９を有す
るフェースプレート10を設け画像形成装置を作製した。
次に実施例の駆動方法を説明する。
蛍光体面の電圧を0.8kV〜1.5kVに設定する。第３図に
おいて、一対の素子配線電極34−ａと34−ｂに14Vの電
圧パルスを印加し、線状に並べた複数の電子放出素子か
ら電子を放出させる。放出された電子は、情報信号に対
応して変調電極群に電圧を印加することにより電子ビー
ムをON/OFF制御する。変調電極32により引き出された電
子は、加速し蛍光体に衝突する。蛍光体は情報信号に応
じて一ラインの表示を行う。次にこの隣りの素子配線電
極34−a,34−ｂに14Vの電圧パルスを印加し上述した一
ラインの表示を行う。これを順次行うことにより一画面
の画像を形成した。つまり、素子配線電極群を走査電極
として、走査電極と変調電極でXYマトリックスを形成し
画像を表示した。
おいて、一対の素子配線電極34−ａと34−ｂに14Vの電
圧パルスを印加し、線状に並べた複数の電子放出素子か
ら電子を放出させる。放出された電子は、情報信号に対
応して変調電極群に電圧を印加することにより電子ビー
ムをON/OFF制御する。変調電極32により引き出された電
子は、加速し蛍光体に衝突する。蛍光体は情報信号に応
じて一ラインの表示を行う。次にこの隣りの素子配線電
極34−a,34−ｂに14Vの電圧パルスを印加し上述した一
ラインの表示を行う。これを順次行うことにより一画面
の画像を形成した。つまり、素子配線電極群を走査電極
として、走査電極と変調電極でXYマトリックスを形成し
画像を表示した。
本実施例の表面伝導形電子放出素子は、100ピコ秒以
下の電圧パルスに応答して駆動できるので、１画面を30
分の１秒で画像を表示すると１万本以上の走査線数が形
成可能である。
下の電圧パルスに応答して駆動できるので、１画面を30
分の１秒で画像を表示すると１万本以上の走査線数が形
成可能である。
また、変調電極32群に印加する電圧は、−40V以下で
電子ビームをOFF制御し、30V以上でON制御した。また、
−40V〜30Vの間で電子ビームの量が連続的に変化した。
よって、変調電極に印加する電圧により階調表示が可能
であった。
電子ビームをOFF制御し、30V以上でON制御した。また、
−40V〜30Vの間で電子ビームの量が連続的に変化した。
よって、変調電極に印加する電圧により階調表示が可能
であった。
変調電極32に印加する電圧によって電子ビームが制御
できる理由は、変調電極の電圧によって電子放出部36近
傍の電位がプラスからマイナスまで変化し、電子ビーム
が加速または減速することに基づく。よって、素子電極
35の幅（Ｗ）が広くなるにつれ、変調電極32に印加する
電圧を高くしないと電子放出部36近傍の電界分布を制御
できなくなる。
できる理由は、変調電極の電圧によって電子放出部36近
傍の電位がプラスからマイナスまで変化し、電子ビーム
が加速または減速することに基づく。よって、素子電極
35の幅（Ｗ）が広くなるにつれ、変調電極32に印加する
電圧を高くしないと電子放出部36近傍の電界分布を制御
できなくなる。
以上説明した様に、本実施例は電子放出素子と変調電
極が一体に形成されているので、アライメントが容易
で、かつ、薄膜製造技術で作製している為、大画面で高
精細なディスプレイを安価に得ることができた。さら
に、電子放出部36と変調電極32の間隔を極めて精度良く
作製することができたので輝度ムラのない極めて一様な
画像形成装置を得ることができた。
極が一体に形成されているので、アライメントが容易
で、かつ、薄膜製造技術で作製している為、大画面で高
精細なディスプレイを安価に得ることができた。さら
に、電子放出部36と変調電極32の間隔を極めて精度良く
作製することができたので輝度ムラのない極めて一様な
画像形成装置を得ることができた。
表面伝導形電子放出素子においては、数ボルトの初速
度を持った電子が真空中に放出されるが、このような素
子の変調に対して本発明は極めて有効であった。
度を持った電子が真空中に放出されるが、このような素
子の変調に対して本発明は極めて有効であった。
実施例２ 第５図は第２の実施例であるところの電子源と変調電
極の構成図である。
極の構成図である。
第６図は第５図のＢ−Ｂ′の断面図である。37は本実
施例の変調電極群である。本実施例は実施例１における
変調電極を電子放出面内にも配置したものである。
施例の変調電極群である。本実施例は実施例１における
変調電極を電子放出面内にも配置したものである。
第５図に示す本実施例の製造方法は、実施例１と同等
な蒸着技術及びエッチング技術により形成できるので説
明を省略する。また、各構成材の形状は実施例１と同一
に製造した。第６図において素子電極35と変調電極37の
間隔（Ｓ）は30μｍ以下が好ましく、実用的には５〜20
μｍが好適である。本実施例では10μｍとした。
な蒸着技術及びエッチング技術により形成できるので説
明を省略する。また、各構成材の形状は実施例１と同一
に製造した。第６図において素子電極35と変調電極37の
間隔（Ｓ）は30μｍ以下が好ましく、実用的には５〜20
μｍが好適である。本実施例では10μｍとした。
本実施例において変調電極37に印加する電圧は、−25
V以下で電子ビームをOFF制御し、10V以上でON制御でき
た。また、実施例１と同様−25V〜10Vで電子ビームの量
を連続的に制御できた。
V以下で電子ビームをOFF制御し、10V以上でON制御でき
た。また、実施例１と同様−25V〜10Vで電子ビームの量
を連続的に制御できた。
本実施例は実施例１に対し、変調電極37に印加する電
圧を約２分の１に減少させることができた。このことに
より変調電極に電圧を印加する為のトランジスターの価
格を大幅に下げることができる。
圧を約２分の１に減少させることができた。このことに
より変調電極に電圧を印加する為のトランジスターの価
格を大幅に下げることができる。
以上説明したように、本実施例は実施例１と比較し
て、変調電極に印加するっ電圧を低く設定しても電子放
出部36近傍の電位を容易に制御できた。
て、変調電極に印加するっ電圧を低く設定しても電子放
出部36近傍の電位を容易に制御できた。
実施例３ 第７図は、第３の実施例であるところの電子源と変調
電極の構成図である。第８図は、第７図のＣ−Ｃ′の断
面における製造工程の説明図である。ここで、本実施例
の製造方法を説明する。38はコンタクトホールである。
電極の構成図である。第８図は、第７図のＣ−Ｃ′の断
面における製造工程の説明図である。ここで、本実施例
の製造方法を説明する。38はコンタクトホールである。
．実施例１の製造方法と同じ。
．実施例１の製造方法と同じ。ただし絶縁対膜33の厚
さを３μｍとした。
さを３μｍとした。
．エッチング技術により第７図，第８図に示すような
コンタクトホール38を設ける。かかるコンタクトホール
は、素子電極35を挟む位置において絶縁体膜33を取り除
くことにより形成した。つまり、コンタクトホールを通
して変調電極32が露出している。
コンタクトホール38を設ける。かかるコンタクトホール
は、素子電極35を挟む位置において絶縁体膜33を取り除
くことにより形成した。つまり、コンタクトホールを通
して変調電極32が露出している。
．実施例１における製造方法のと同じ。
．次に有機パラジウムをディッピング法により基板全
面に塗布する。これを300℃で１時間焼成することによ
り基板全面にパラジウム微粒子39を析出させた。有機パ
ラジウムは奥野製薬（株）CCP−4230を用いた。このプ
ロセスにおいて、相対向する素子電極35の間に電子放出
体であるところのパラジウムを主成分とする超微粒子を
設けるだけでなく、コンタクトホール38の内壁と絶縁体
膜33の表面に導電性の微粒子が析出する。このとき、絶
縁体膜表面のシート抵抗は0.5×105Ω／□〜１×109Ω
／□が好適で、さらには１×105Ω／□〜１×107Ω／□
が最適である。
面に塗布する。これを300℃で１時間焼成することによ
り基板全面にパラジウム微粒子39を析出させた。有機パ
ラジウムは奥野製薬（株）CCP−4230を用いた。このプ
ロセスにおいて、相対向する素子電極35の間に電子放出
体であるところのパラジウムを主成分とする超微粒子を
設けるだけでなく、コンタクトホール38の内壁と絶縁体
膜33の表面に導電性の微粒子が析出する。このとき、絶
縁体膜表面のシート抵抗は0.5×105Ω／□〜１×109Ω
／□が好適で、さらには１×105Ω／□〜１×107Ω／□
が最適である。
．実施例１における製造方法のと同じ。
本実施例のコンタクトホール38の大きさは、第７図に
示すように電子放出部36の長さ（ｌ）と同程度が好適で
ある。また、コンタクトホールと素子電極の距離（Ｓ）
は10μｍ〜500μｍが好適で、さらには25μｍ〜100μｍ
が最適である。
示すように電子放出部36の長さ（ｌ）と同程度が好適で
ある。また、コンタクトホールと素子電極の距離（Ｓ）
は10μｍ〜500μｍが好適で、さらには25μｍ〜100μｍ
が最適である。
本実施例は変調電極32に電圧を印加すると、コンタク
トホール38を通して電流が流れ絶縁体膜表面の電位を変
えるもので、素子電極35近傍の絶縁体膜の表面電位を制
御するものである。
トホール38を通して電流が流れ絶縁体膜表面の電位を変
えるもので、素子電極35近傍の絶縁体膜の表面電位を制
御するものである。
本実施例において、変調電極32に印加する電圧は、−
25V以下で電子ビームをOFF制御し10V以上でON制御でき
た。
25V以下で電子ビームをOFF制御し10V以上でON制御でき
た。
本実施例は、実施例１に対し変調電極に印加する電圧
を約２分の１に減少させることができた。このことによ
り、変調電極に電圧を印加する為のトランジスターの価
格を大幅に下げることができた。
を約２分の１に減少させることができた。このことによ
り、変調電極に電圧を印加する為のトランジスターの価
格を大幅に下げることができた。
参考例 第９図は本発明の参考例における電子源と変調電極部
を示す概略的な構成図である。第10図は第９図における
Ｄ−Ｄ′の斜面図である。31は絶縁性基板、35は表面伝
導形電子放出素子の素子電極、36は電子放出部、40は変
調電極、34（34−a,34−ｂ）は素子配線電極、33は絶縁
体膜、41は変調配線電極である。
を示す概略的な構成図である。第10図は第９図における
Ｄ−Ｄ′の斜面図である。31は絶縁性基板、35は表面伝
導形電子放出素子の素子電極、36は電子放出部、40は変
調電極、34（34−a,34−ｂ）は素子配線電極、33は絶縁
体膜、41は変調配線電極である。
線電子源は、素子配線電極34−ａと34−ｂの間に電子
放出部36を複数配置することにより形成する。変調電極
40は、素子電極35を挟む位置に配置され、また、第10図
に示すように絶縁体膜33のコンタクトホールを介して変
調配線電極41に接続されている。以後これを線変調電極
と呼ぶ。また、かかる線電子源と線変調電極41を複数並
列に設けることにより線電子源群と線変調電極群を形成
する。
放出部36を複数配置することにより形成する。変調電極
40は、素子電極35を挟む位置に配置され、また、第10図
に示すように絶縁体膜33のコンタクトホールを介して変
調配線電極41に接続されている。以後これを線変調電極
と呼ぶ。また、かかる線電子源と線変調電極41を複数並
列に設けることにより線電子源群と線変調電極群を形成
する。
本参考例は、上記電子源と変調電極を設けた基板上方
に前述のような画像形成部材９付フェースプレート10を
設けることで画像形成装置を作製するものである。
に前述のような画像形成部材９付フェースプレート10を
設けることで画像形成装置を作製するものである。
本参考例では、基板31の同一面上に表面伝導形電子放
出素子と変調電極40を設けることを特徴とする。素子電
極35の幅（Ｗ）は、１〜50μｍが好適で、実用的には３
〜20μｍが望ましいがこれに限るものではない。また、
素子電極の幅（Ｗ）が小さい方が変調電極40に印加する
電圧を小さくできるが、上記範囲より小さいと素子電極
の抵抗が高くなるという欠点を生じる。電子放出部36で
あるところの素子電極35の間隔（Ｇ）は、実用的には0.
5〜５μｍであるがこれに限るものではない。次に、電
子放出部36の形成については、奥野製薬株式会社製CCP
−4230の有機パラジウムを分散塗布し、その後300℃の
温度で大気焼成することにより、パラジウム微粒子と酸
化パラジウム微粒子の混合微粒子膜を素子電極間に設け
ることで電子放出部を形成した。しかし、これに限るも
のではない。次に、素子電極35と変調電極40の間隔
（Ｓ）は、各電極間の電気的絶縁さえ維持できれば、で
きる限り小さくすることが望ましく30μｍ以下が好適
で、実用的には５〜20μｍが望ましい。かかる間隔
（Ｓ）は、変調電極40に印加する電圧を深く係るもので
あり、間隔（Ｓ）が大きくなると変調電極40に印加する
電圧が高くなる。また、第９図に示す電子放出部36の長
さ（ｌ）は、素子電極35の相対向する長さで、この長さ
（ｌ）から一様に電子が放出される。変調電極40の幅
（Ｌ）は、電子放出部36の長さ（ｌ）より長くすること
が必要である。例えば、電子放出部36の長さ（ｌ）が50
〜150μｍであれば、素子電極の幅（Ｗ）や素子電極と
変調電極の間隔（Ｓ）にもよるが、変調電極40の幅
（Ｌ）は100〜200μｍが実用的である。ここでｌ＞Ｌの
ときは、電子放出部から放出された電子を変調電極40に
よってON/OFF制御できなくなるか、制御できたとしても
変調電極40に印加する電圧が高くなる。
出素子と変調電極40を設けることを特徴とする。素子電
極35の幅（Ｗ）は、１〜50μｍが好適で、実用的には３
〜20μｍが望ましいがこれに限るものではない。また、
素子電極の幅（Ｗ）が小さい方が変調電極40に印加する
電圧を小さくできるが、上記範囲より小さいと素子電極
の抵抗が高くなるという欠点を生じる。電子放出部36で
あるところの素子電極35の間隔（Ｇ）は、実用的には0.
5〜５μｍであるがこれに限るものではない。次に、電
子放出部36の形成については、奥野製薬株式会社製CCP
−4230の有機パラジウムを分散塗布し、その後300℃の
温度で大気焼成することにより、パラジウム微粒子と酸
化パラジウム微粒子の混合微粒子膜を素子電極間に設け
ることで電子放出部を形成した。しかし、これに限るも
のではない。次に、素子電極35と変調電極40の間隔
（Ｓ）は、各電極間の電気的絶縁さえ維持できれば、で
きる限り小さくすることが望ましく30μｍ以下が好適
で、実用的には５〜20μｍが望ましい。かかる間隔
（Ｓ）は、変調電極40に印加する電圧を深く係るもので
あり、間隔（Ｓ）が大きくなると変調電極40に印加する
電圧が高くなる。また、第９図に示す電子放出部36の長
さ（ｌ）は、素子電極35の相対向する長さで、この長さ
（ｌ）から一様に電子が放出される。変調電極40の幅
（Ｌ）は、電子放出部36の長さ（ｌ）より長くすること
が必要である。例えば、電子放出部36の長さ（ｌ）が50
〜150μｍであれば、素子電極の幅（Ｗ）や素子電極と
変調電極の間隔（Ｓ）にもよるが、変調電極40の幅
（Ｌ）は100〜200μｍが実用的である。ここでｌ＞Ｌの
ときは、電子放出部から放出された電子を変調電極40に
よってON/OFF制御できなくなるか、制御できたとしても
変調電極40に印加する電圧が高くなる。
次に、本発明の構成材料を説明する。基板31として
は、一般にはガラス材料を用いるが、SiO2やアルミナセ
ラミックス等の絶縁体であれば良い。素子電極35と変調
電極40は、金，ニッケル等の金属材料で形成されること
が望ましいが、その他のいかなる導電性材料を用いても
構わない。絶縁体膜33は、SiO2等絶縁体膜で一般に形成
するが、素子配線電極34と変調配線電極41の絶縁ができ
ればこれに限るものではない。
は、一般にはガラス材料を用いるが、SiO2やアルミナセ
ラミックス等の絶縁体であれば良い。素子電極35と変調
電極40は、金，ニッケル等の金属材料で形成されること
が望ましいが、その他のいかなる導電性材料を用いても
構わない。絶縁体膜33は、SiO2等絶縁体膜で一般に形成
するが、素子配線電極34と変調配線電極41の絶縁ができ
ればこれに限るものではない。
次に、本参考例の画像形成装置の製造方法を第11図に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
．ガラス基板31を十分洗浄し通常良く用いられる蒸着
技術とホトリソグラフィー技術により素子電極35と変調
電極40を形成する。ここでは、電極材料としてニッケル
材料を用いたが、導電性材料であればこれに限るもので
はない。素子電極間（Ｇ）は２μｍ、素子電極幅（Ｗ）
は10μｍ、素子電極35と変調電極40の距離（Ｓ）は５μ
ｍ、電子放出部の長さ（ｌ）は150μｍ、変調電極の幅
（Ｌ）は220μｍに形成した。ここで、素子電極35と変
調電極40は同一プロセスで、すなわち同一材料で形成し
たが、それぞれ別の材料を用いて形成しても構わない。
本実施例の電子放出素子及び線電子源、線変調電極は全
て1.0mmピッチに形成した。
技術とホトリソグラフィー技術により素子電極35と変調
電極40を形成する。ここでは、電極材料としてニッケル
材料を用いたが、導電性材料であればこれに限るもので
はない。素子電極間（Ｇ）は２μｍ、素子電極幅（Ｗ）
は10μｍ、素子電極35と変調電極40の距離（Ｓ）は５μ
ｍ、電子放出部の長さ（ｌ）は150μｍ、変調電極の幅
（Ｌ）は220μｍに形成した。ここで、素子電極35と変
調電極40は同一プロセスで、すなわち同一材料で形成し
たが、それぞれ別の材料を用いて形成しても構わない。
本実施例の電子放出素子及び線電子源、線変調電極は全
て1.0mmピッチに形成した。
次に、電子放出素子を複数同時に駆動する為の素子配
線電極34を形成する。材料としては、金，銅，アルミニ
ウム等の金属材料が適当であり、電子放出素子を多数同
時に駆動する為には、電気抵抗の小さな材料がより望ま
しい。本実施例では、銅を主体とする材料で1.5μｍの
厚さに形成した。
線電極34を形成する。材料としては、金，銅，アルミニ
ウム等の金属材料が適当であり、電子放出素子を多数同
時に駆動する為には、電気抵抗の小さな材料がより望ま
しい。本実施例では、銅を主体とする材料で1.5μｍの
厚さに形成した。
．次に、絶縁体膜33を変調電極40の端部に設ける。こ
のとき、絶縁体膜33は素子配線電極34と直角方向に設け
られ、絶縁体膜上に設ける変調配線電極41と素子配線電
極34との電気的絶縁をとる必要がある。その為には、絶
縁体膜33の厚さは素子配線電極34より厚く形成する必要
がある。本実施例では、厚さ３μｍのSiO2で形成した。
次に変調電極40と変調配線電極41の電気的接続を得る為
に絶縁体膜33にコンタクトホール38を形成する。
のとき、絶縁体膜33は素子配線電極34と直角方向に設け
られ、絶縁体膜上に設ける変調配線電極41と素子配線電
極34との電気的絶縁をとる必要がある。その為には、絶
縁体膜33の厚さは素子配線電極34より厚く形成する必要
がある。本実施例では、厚さ３μｍのSiO2で形成した。
次に変調電極40と変調配線電極41の電気的接続を得る為
に絶縁体膜33にコンタクトホール38を形成する。
．次に、変調配線電極41を絶縁体膜33上に形成する。
このときコンタクトホール38を介して変調電極の結線が
成され、かつ電子放出部36を挟む２つの変調電極に同一
の電圧が印加されるように配線する。本実施例では基板
端部でこの配線を行った。本実施例の変調配線電極41
は、５μｍのNi材料で形成した。
このときコンタクトホール38を介して変調電極の結線が
成され、かつ電子放出部36を挟む２つの変調電極に同一
の電圧が印加されるように配線する。本実施例では基板
端部でこの配線を行った。本実施例の変調配線電極41
は、５μｍのNi材料で形成した。
．次に、素子電極間に微粒子膜を形成し電子放出部36
を形成する。かかる微粒子膜は、有機パラジウム微粒子
をスピナー塗布し、その後約300℃で30分焼成すること
により形成した。得られた微粒子膜は、パラジウムと酸
化パラジウムの混合微粒子膜であった。尚、パターニン
グ方法は、通常良く用いられるリフトオフ技術によるこ
とができ、このとき微粒子膜は素子電極35の間のみに配
置されるだけでなく、素子電極35上に配置されていても
構わない。
を形成する。かかる微粒子膜は、有機パラジウム微粒子
をスピナー塗布し、その後約300℃で30分焼成すること
により形成した。得られた微粒子膜は、パラジウムと酸
化パラジウムの混合微粒子膜であった。尚、パターニン
グ方法は、通常良く用いられるリフトオフ技術によるこ
とができ、このとき微粒子膜は素子電極35の間のみに配
置されるだけでなく、素子電極35上に配置されていても
構わない。
．以上説明したプロセスで形成された電子源と変調電
極40を有するガラス基板から5mm離して蛍光体９を有す
るフェースレート10を設け画像形成装置を作製した。
極40を有するガラス基板から5mm離して蛍光体９を有す
るフェースレート10を設け画像形成装置を作製した。
次に本参考例の駆動方法を説明する。
蛍光体面の電圧を0.8kV〜1.5kVに設定する。第９図に
おいて、一対の素子配線電極34−ａと34−ｂに（本参考
例では14Vの）電圧パルスを印加し、線状に並べた複数
の電子放出素子から電子を放出させる。放出された電子
は、情報信号に対応して線変調電極群に電圧を印加する
ことにより電子ビームをON/OFF制御する。変調電極40に
より引き出された電子は、加速し蛍光体９に衝突する。
蛍光体９は情報信号に応じて一ラインの表示を行う。次
にこの隣りの配線電極34−a,34−ｂに（本実施例では14
Vの）電圧パルスを印加し上述した一ラインの表示を行
う。これを順次行うことにより一画面の画像を形成し
た。つまり、配線電極群を走査電極として、走査電極と
変調電極でXYマトリックスを形成し画像を表示した。
尚、素子に印加するパルス電圧は、素子の材料や構造に
もよるが、一般的には８〜20Vの範囲である。
おいて、一対の素子配線電極34−ａと34−ｂに（本参考
例では14Vの）電圧パルスを印加し、線状に並べた複数
の電子放出素子から電子を放出させる。放出された電子
は、情報信号に対応して線変調電極群に電圧を印加する
ことにより電子ビームをON/OFF制御する。変調電極40に
より引き出された電子は、加速し蛍光体９に衝突する。
蛍光体９は情報信号に応じて一ラインの表示を行う。次
にこの隣りの配線電極34−a,34−ｂに（本実施例では14
Vの）電圧パルスを印加し上述した一ラインの表示を行
う。これを順次行うことにより一画面の画像を形成し
た。つまり、配線電極群を走査電極として、走査電極と
変調電極でXYマトリックスを形成し画像を表示した。
尚、素子に印加するパルス電圧は、素子の材料や構造に
もよるが、一般的には８〜20Vの範囲である。
本参考例の表面伝導形電子放出素子は、100ピコ秒以
下の電圧パルスに応答して駆動できるので、１画素を30
分の１秒で画像を表示すると１万本以上の走査線数が形
成可能である。
下の電圧パルスに応答して駆動できるので、１画素を30
分の１秒で画像を表示すると１万本以上の走査線数が形
成可能である。
また、変調電極群に印加する電圧は−36V以下で電子
ビームをOFF制御し、26V以上でON制御した。また、−36
V〜26Vの間で電子ビームの量が連続的に変化した。よっ
て、変調電極40に印加する電圧により階調表示が可能で
あった。
ビームをOFF制御し、26V以上でON制御した。また、−36
V〜26Vの間で電子ビームの量が連続的に変化した。よっ
て、変調電極40に印加する電圧により階調表示が可能で
あった。
変調電極40に印加する電圧によって電子ビームが制御
できる理由は、変調電極の電圧によって電子放出部36近
傍の電位がプラスからマイナスまで変化し、電子ビーム
が加速または減速することに基づく。よって、素子電極
35の幅（Ｗ）や素子電極35と変調電極40の間隔（Ｓ）が
大きくなるにつれ、変調電極40に印加する電圧を高くし
ないと電子放出部36近傍の電界分布を制御できなくな
る。また、本参考例では、変調電極が、電子放出部36を
挟むように配置された一対の電極からなるため、とりわ
け、電子放出素子の複数が結線された線状電子放出素子
の複数と、変調電極の複数とがXYマトリクスを構成する
電子線発生装置をなす上で、複数の電子放出素子間及び
複数の変調電極間での配線の取り回しを容易に行うこと
ができる。
できる理由は、変調電極の電圧によって電子放出部36近
傍の電位がプラスからマイナスまで変化し、電子ビーム
が加速または減速することに基づく。よって、素子電極
35の幅（Ｗ）や素子電極35と変調電極40の間隔（Ｓ）が
大きくなるにつれ、変調電極40に印加する電圧を高くし
ないと電子放出部36近傍の電界分布を制御できなくな
る。また、本参考例では、変調電極が、電子放出部36を
挟むように配置された一対の電極からなるため、とりわ
け、電子放出素子の複数が結線された線状電子放出素子
の複数と、変調電極の複数とがXYマトリクスを構成する
電子線発生装置をなす上で、複数の電子放出素子間及び
複数の変調電極間での配線の取り回しを容易に行うこと
ができる。
以上説明したように、電子放出素子と変調電極が同一
基板上に同一プロセスで形成されているのでアライメン
トが容易で、かつ、薄膜製造技術で作製している為、大
画面で高精細なディスプレイを安価に得ることができ
た。さらに、電子放出部36と変調電極40の間隔を極めて
精度良く作製することができたので輝度ムラのない極め
て一様な画像表示装置を得ることができた。
基板上に同一プロセスで形成されているのでアライメン
トが容易で、かつ、薄膜製造技術で作製している為、大
画面で高精細なディスプレイを安価に得ることができ
た。さらに、電子放出部36と変調電極40の間隔を極めて
精度良く作製することができたので輝度ムラのない極め
て一様な画像表示装置を得ることができた。
また、表面伝導形電子放出素子においては数ボルトの
初速度を持った電子が真空中に放出されるが、このよう
な素子の変調に対して本発明は極めて有効であった。
初速度を持った電子が真空中に放出されるが、このよう
な素子の変調に対して本発明は極めて有効であった。
実施例４ 第12図は、第４の実施例であるところの電子源と変調
電極の構成図である。
電極の構成図である。
本実施例は、参考例の電子放出素子の形状を換えたも
のである。本っ実施例の電子放出素子は、素子電極35の
幅が電子放出部36の長さ（ｌ）を形成するものである。
のである。本っ実施例の電子放出素子は、素子電極35の
幅が電子放出部36の長さ（ｌ）を形成するものである。
本実施例の画像形成装置の作製方法は、参考例と同一
の方法が適用できるので省略する。
の方法が適用できるので省略する。
本実施例は、電子放出部の長さ（ｌ）を10μｍ、変調
電極40と素子電極35の距離（Ｓ）を５μｍに形成した。
その他の構成材の寸法は、参考例をほぼ同等の値とし
た。
電極40と素子電極35の距離（Ｓ）を５μｍに形成した。
その他の構成材の寸法は、参考例をほぼ同等の値とし
た。
本実施例は、参考例と比較して、電子放出量は少くな
るが、あ電子ビームの収束，発散の制御が可能で、非常
に高精細な画像表示ができる。また、電子放出部36と変
調電極40の距離を短くできるので、低電圧にて電子ビー
ムをON/OFF制御できる。
るが、あ電子ビームの収束，発散の制御が可能で、非常
に高精細な画像表示ができる。また、電子放出部36と変
調電極40の距離を短くできるので、低電圧にて電子ビー
ムをON/OFF制御できる。
［発明の効果］ 以上説明したように、変調電極と電子放出素子を同一
絶縁基板上に形成することで、電子源と変調電極の位置
合わせが容易となり実用上次のような効果がある。
絶縁基板上に形成することで、電子源と変調電極の位置
合わせが容易となり実用上次のような効果がある。
（１）．大容量表示が可能である。
（２）．製造技術として薄膜技術が使えるので高精細な
表示が可能である。
表示が可能である。
（３）．表示ムラのない画像が得られる。
（４）．低価格の画像表示装置が作製できる。
さらに、変調電極と電子放出素子を同一材料，同一プ
ロセスで絶縁基板上に形成すれば、容易に上記画像表示
装置を作製できる。
ロセスで絶縁基板上に形成すれば、容易に上記画像表示
装置を作製できる。
第１図は、従来の画像表示装置の構成図である。 第２図は、表面伝導形電子放出素子を従来の画像表示装
置に応用した場合の構成図である。 第３図は、実施例１の電子源と変調電極の構成図であ
る。 第４図は、実施例１の電子源と変調電極の製造方法をＡ
−Ａ′断面にて示したものである。 第５図は、実施例２の電子源と変調電極の構成図であ
る。 第６図は、第５図のＢ−Ｂ′の断面図である。 第７図は、実施例３の電子源と変調電極の構成図であ
る。 第８図は、実施例３の電子源と変調電極の製造方法をＣ
−Ｃ′断面にて示したものである。 第９図は、参考例の電子源と変調電極の構成図である。 第10図は、第９図のＤ−Ｄ′断面を示したものである。 第11図は、参考例の電子源と変調電極の製造方法をＤ−
Ｄ′断面にて示したものである。 第12図は、実施例４の電子源と変調電極の構成図であ
る。 1,20,31……絶縁層基板（ガラス基板）、２……支持体 ３……配線電極、4,23,36……電子放出部 ５……電子通過孔、6,32,37,40……変調電極 ７……ガラス基板、８……透明電極 ９……画像形成部材（蛍光体）、10……フェースプレー
ト 11……蛍光体の輝点、21,34,34−a,34−ｂ……素子配線
電極 22,25−素子電極、33……絶縁体膜 38……コンタクトホール、39……パラジウム微粒子 41……変調配線電極
置に応用した場合の構成図である。 第３図は、実施例１の電子源と変調電極の構成図であ
る。 第４図は、実施例１の電子源と変調電極の製造方法をＡ
−Ａ′断面にて示したものである。 第５図は、実施例２の電子源と変調電極の構成図であ
る。 第６図は、第５図のＢ−Ｂ′の断面図である。 第７図は、実施例３の電子源と変調電極の構成図であ
る。 第８図は、実施例３の電子源と変調電極の製造方法をＣ
−Ｃ′断面にて示したものである。 第９図は、参考例の電子源と変調電極の構成図である。 第10図は、第９図のＤ−Ｄ′断面を示したものである。 第11図は、参考例の電子源と変調電極の製造方法をＤ−
Ｄ′断面にて示したものである。 第12図は、実施例４の電子源と変調電極の構成図であ
る。 1,20,31……絶縁層基板（ガラス基板）、２……支持体 ３……配線電極、4,23,36……電子放出部 ５……電子通過孔、6,32,37,40……変調電極 ７……ガラス基板、８……透明電極 ９……画像形成部材（蛍光体）、10……フェースプレー
ト 11……蛍光体の輝点、21,34,34−a,34−ｂ……素子配線
電極 22,25−素子電極、33……絶縁体膜 38……コンタクトホール、39……パラジウム微粒子 41……変調配線電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｊ 29/52 Ｈ０１Ｊ 29/52 31/12 31/12 Ｃ (72)発明者 鱸 英俊 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−131739（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−107244（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−6718（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−5249（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−64244（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 1/30,3/08,9/02, H01J 9/14,29/04,29/52 H01J 31/12 - 31/15
Claims (13)
- 【請求項１】基板上に、基板面に沿って並設された電極
間に、該電極を介して電圧が印加される電子放出部を有
する電子放出素子と、該電子放出素子から放出される電
子ビームを情報信号に応じて変調する変調電極とを有す
る電子線発生装置において、前記電子放出素子が、前記
変調電極上に絶縁体を介して積層配置されており、か
つ、前記変調電極が、少なくとも前記電子放出素子の電
子放出部直下を囲む位置に存在することを特徴とする電
子線発生装置。 - 【請求項２】前記電子放出素子の複数が結線された線状
電子放出素子の複数と、前記変調電極の複数とがXYマト
リクスを構成していることを特徴とする請求項１に記載
の電子線発生装置。 - 【請求項３】前記絶縁体の厚さが、１μｍ〜200μｍの
範囲であることを特徴とする請求項１に記載の電子線発
生装置。 - 【請求項４】前記変調電極には導電性部材が接続されて
おり、該導電性部材は前記電子放出素子が配置された前
記絶縁体面上に配置されていることを特徴とする請求項
１に記載の電子線発生装置。 - 【請求項５】前記導電性部材が、前記変調電極の一部で
あることを特徴とする請求項４に記載の電子線発生装
置。 - 【請求項６】前記導電性部材が、シート抵抗が0.5×105
Ω／□〜１×109Ω／□の範囲の部材であることを特徴
とする請求項４に記載の電子線発生装置。 - 【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載の電子線発
生装置と、前記電子放出素子からの電子ビームの照射に
より画像を形成する画像形成部材を有することを特徴と
する画像形成装置。 - 【請求項８】基板上に、基板面に沿って並設された一対
の素子電極間に、該一対の素子電極を介して電圧が印加
される電子放出部を有する電子放出素子と、該電子放出
素子から放出される電子ビームを情報信号に応じて変調
する、電子放出素子とは電気的に独立して設けた変調電
極とを有する電子線発生装置において、前記電子放出素
子と前記変調電極とが、前記基板の同一面上に配置され
ており、かつ、前記変調電極は、該一対の素子電極の並
設された方向に対して略直交する方向に並設され、該電
子放出部を挟むように配置された一対の電極からなるこ
とを特徴とする電子線発生装置。 - 【請求項９】前記電子放出素子の複数が結線された線状
電子放出素子の複数と、前記変調電極の複数とがXYマト
リクスを構成していることを特徴とする請求項８に記載
の電子線発生装置。 - 【請求項１０】並設された素子電極間方向における前記
素子電極の幅が、１μｍ〜50μｍの範囲であることを特
徴とする請求項８に記載の電子線発生装置。 - 【請求項１１】前記素子電極と前記変調電極との間隔
が、30μｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載
の電子線発生装置。 - 【請求項１２】請求項８〜11のいずれかに記載の電子線
発生装置と、前記電子放出素子からの電子ビームの照射
により画像を形成する画像形成部材を有することを特徴
とする画像形成装置。 - 【請求項１３】基板面に沿って並設された一対の素子電
極間に、該一対の素子電極を介して電圧が印加される電
子放出部を有する電子放出素子と、前記基板の同一面上
に配置されており、かつ、該一対の素子電極の並設され
た方向に対して略直交する方向に並設され、該電子放出
部を挟むように配置された一対の電極からなり、該電子
放出素子から放出される電子ビームを情報信号に応じて
変調する、電子放出素子とは電気的に独立して設けた変
調電極とを有する電子線発生装置の製造方法であって、
前記素子電極と前記変調電極とが同一工程にて形成され
ることを特徴とする電子線発生装置の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29097989A JP2981751B2 (ja) | 1989-03-23 | 1989-11-10 | 電子線発生装置及びこれを用いた画像形成装置、並びに電子線発生装置の製造方法 |
| US07/497,072 US5185554A (en) | 1989-03-23 | 1990-03-21 | Electron-beam generator and image display apparatus making use of it |
| EP90105595A EP0388984B1 (en) | 1989-03-23 | 1990-03-23 | Electron-beam generator and image display apparatus making use of it |
| DE69030978T DE69030978T2 (de) | 1989-03-23 | 1990-03-23 | Elektronenstrahl-Generator und Anzeigevorrichtung unter Verwendung desselben |
| US08/305,852 US5757123A (en) | 1989-03-23 | 1994-09-14 | Electron-beam generator and image display apparatus making use of it |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6938989 | 1989-03-23 | ||
| JP1-69389 | 1989-03-23 | ||
| JP29097989A JP2981751B2 (ja) | 1989-03-23 | 1989-11-10 | 電子線発生装置及びこれを用いた画像形成装置、並びに電子線発生装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0320941A JPH0320941A (ja) | 1991-01-29 |
| JP2981751B2 true JP2981751B2 (ja) | 1999-11-22 |
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ID=26410597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29097989A Expired - Fee Related JP2981751B2 (ja) | 1989-03-23 | 1989-11-10 | 電子線発生装置及びこれを用いた画像形成装置、並びに電子線発生装置の製造方法 |
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|---|---|
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| EP (1) | EP0388984B1 (ja) |
| JP (1) | JP2981751B2 (ja) |
| DE (1) | DE69030978T2 (ja) |
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| USRE40566E1 (en) | 1987-07-15 | 2008-11-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Flat panel display including electron emitting device |
| USRE40062E1 (en) | 1987-07-15 | 2008-02-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Display device with electron-emitting device with electron-emitting region insulated from electrodes |
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