JP2727223B2 - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置Info
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- forming apparatus
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
- H01J2201/30—Cold cathodes
- H01J2201/316—Cold cathodes having an electric field parallel to the surface thereof, e.g. thin film cathodes
- H01J2201/3165—Surface conduction emission type cathodes
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- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、真空中で電子放出を行う素子と蛍光体を塗
布した蛍光面から成る画像形成装置に関するものであ
り、特に１素子から放出される電子線によって複数の発
光点を形成することを特徴とする画像形成装置に関す
る。
布した蛍光面から成る画像形成装置に関するものであ
り、特に１素子から放出される電子線によって複数の発
光点を形成することを特徴とする画像形成装置に関す
る。
［従来の技術］ 従来、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56
−28445号で提案されている。この方式によれば、電子
ビームを偏向させる必要がないため、一般のCRTに比べ
て、奥ゆきの非常に小さな画像表示装置の実現が期待で
きる。しかし、残念なことに、電子源としてコイル状ヒ
ータ形式の熱カソードを用いているため、電子放出効率
が低く、しかも構造が複雑化してしまい、装置の消費電
力や製造コストが莫大なものとなることから、実用化さ
れるまでには至っていない。
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56
−28445号で提案されている。この方式によれば、電子
ビームを偏向させる必要がないため、一般のCRTに比べ
て、奥ゆきの非常に小さな画像表示装置の実現が期待で
きる。しかし、残念なことに、電子源としてコイル状ヒ
ータ形式の熱カソードを用いているため、電子放出効率
が低く、しかも構造が複雑化してしまい、装置の消費電
力や製造コストが莫大なものとなることから、実用化さ
れるまでには至っていない。
そこで上記コイル状ヒータ形式の熱カソードに代え
て、電子源として一般に表面伝導形放出素子と呼ばれる
電子源を用いることにより、電子放出効率の向上並びに
構造の簡略化を図り、奥行の非常に小さな画像表示装置
の実用化が考えられている。
て、電子源として一般に表面伝導形放出素子と呼ばれる
電子源を用いることにより、電子放出効率の向上並びに
構造の簡略化を図り、奥行の非常に小さな画像表示装置
の実用化が考えられている。
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放出素子と呼ばれ
ている。
この表面伝導形放出素子としては、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：“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・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:“IEEE
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。
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：“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・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:“IEEE
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。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例では表面伝導形放出素子か
ら放出される電子線は三日月状の広がり特性を持ってい
るため、次のような欠点を有していた。
ら放出される電子線は三日月状の広がり特性を持ってい
るため、次のような欠点を有していた。
（１） 表面伝導形放出素子から放出された電子線を任
意の形状、大きさに集束させるためには、非常に複雑な
電子光学系を必要とする。
意の形状、大きさに集束させるためには、非常に複雑な
電子光学系を必要とする。
（２） 素子特有の広がり特性のために、同一基板上に
高密度に配列された画像形成装置を実現することは困難
である。
高密度に配列された画像形成装置を実現することは困難
である。
また、電子放出部と発光部を１対１に対応させた画像
形成装置では、１個の素子が特性劣化あるいは故障した
際に、そこに対応した発光部もまた発光特性の劣化ある
いは発光しなくなる。高密度に集積、配列された画像形
成装置では一画面の中の１点の非発光化は極めて顕著で
あり高精細画像の表示に対しては望ましくない。
形成装置では、１個の素子が特性劣化あるいは故障した
際に、そこに対応した発光部もまた発光特性の劣化ある
いは発光しなくなる。高密度に集積、配列された画像形
成装置では一画面の中の１点の非発光化は極めて顕著で
あり高精細画像の表示に対しては望ましくない。
さらに、電子放出部と発光部が１対１に対応した画像
形成装置では、電子放出部を数百万ケ所と極めて多数、
高密度に配列させるため、装置完成後の故障修理、補正
は事実上不可能である。
形成装置では、電子放出部を数百万ケ所と極めて多数、
高密度に配列させるため、装置完成後の故障修理、補正
は事実上不可能である。
以上のような問題点があるため、従来高効率かつ簡単
な構造の表面伝導形素子が産業上積極的に応用されるに
は至らず、さらに極めて薄形化が可能な電子放出部と発
光部が１対１に対応した画像形成装置も実現には至って
いない。
な構造の表面伝導形素子が産業上積極的に応用されるに
は至らず、さらに極めて薄形化が可能な電子放出部と発
光部が１対１に対応した画像形成装置も実現には至って
いない。
本発明は、上記従来例の欠点を除去することを目的と
してなされたものである。
してなされたものである。
［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は、複数の画素
を含む画像形成部材と、グリッド電極と、前記複数の画
素と同数の電子源を有する画像形成装置において、 前記電子源の各々は複数の画素に電子線を照射し、か
つ、各々の画素は複数の電子源から重複して電子線を照
射されることを特徴とする画像形成装置にある。
を含む画像形成部材と、グリッド電極と、前記複数の画
素と同数の電子源を有する画像形成装置において、 前記電子源の各々は複数の画素に電子線を照射し、か
つ、各々の画素は複数の電子源から重複して電子線を照
射されることを特徴とする画像形成装置にある。
本発明の画像形成装置は、さらにその特徴として、 前記グリッド電極に印加する電圧を変更することによ
り、前記電子源の各々が電子線を照射する画素数を可変
にすることができること、 前記電子源は表面伝導形放出素子であること、 をも含むものである。
り、前記電子源の各々が電子線を照射する画素数を可変
にすることができること、 前記電子源は表面伝導形放出素子であること、 をも含むものである。
本発明において講じられた手段について、第１図を例
に具体的に説明する。
に具体的に説明する。
第１図の例では、並列接続された複数の表面伝導形電
子放出素子2,3,4の法線上に、各放出部に１対１に対応
したグリッド電極5,6,7を設け、さらに各グリッド電極
に対応した位置に蛍光体8,9,10を塗布したフェースプレ
ート11から構成され、グリッド電極に印加する電圧と放
出素子からの距離を任意に設定することで、放出される
電子線を積極的に広げ、複数の電子線に分離するという
手段を講じているものである。
子放出素子2,3,4の法線上に、各放出部に１対１に対応
したグリッド電極5,6,7を設け、さらに各グリッド電極
に対応した位置に蛍光体8,9,10を塗布したフェースプレ
ート11から構成され、グリッド電極に印加する電圧と放
出素子からの距離を任意に設定することで、放出される
電子線を積極的に広げ、複数の電子線に分離するという
手段を講じているものである。
冷陰極型の電子源である上記表面伝導形放出素子は、
適宜の電圧が印加されることによって電子放出を行う素
子であり、その原理には未だ不明確な点もあるが、本発
明者らが検討を行った結果、本素子から放出される電子
線の広がりは、本素子が通電方向に対して直角方向に印
加電圧のおよそ1/2程度に相当する初速度を持った電子
によっていることが明らかになっている。従って本素子
からの電子線を放出部と同等あるいはそれ以下に集束さ
せるためには上記初速度を無視しうる程度の高電圧で加
速し、かつ素子から発光部までの距離を無限に近づける
かまたは、複雑な電子光学系を用いなくてはならず、画
像表示装置には不都合である。
適宜の電圧が印加されることによって電子放出を行う素
子であり、その原理には未だ不明確な点もあるが、本発
明者らが検討を行った結果、本素子から放出される電子
線の広がりは、本素子が通電方向に対して直角方向に印
加電圧のおよそ1/2程度に相当する初速度を持った電子
によっていることが明らかになっている。従って本素子
からの電子線を放出部と同等あるいはそれ以下に集束さ
せるためには上記初速度を無視しうる程度の高電圧で加
速し、かつ素子から発光部までの距離を無限に近づける
かまたは、複雑な電子光学系を用いなくてはならず、画
像表示装置には不都合である。
そこで、本発明では本素子が持つ上記特徴を生かすた
め、低電圧で引き出し、複数画素分にまで電子線を広げ
ることで大面積に対応させようとするものである。ま
た、グリッド印加電圧と素子からグリッドまでの距離と
いう２つのパラメータによって電子線の広がりを制御す
ることで任意の大きさに広げることが容易となる。
め、低電圧で引き出し、複数画素分にまで電子線を広げ
ることで大面積に対応させようとするものである。ま
た、グリッド印加電圧と素子からグリッドまでの距離と
いう２つのパラメータによって電子線の広がりを制御す
ることで任意の大きさに広げることが容易となる。
一方、１ケ所の放出部から放出される電子線で複数画
素を形成させることで１画素に到達する電子数が減少
し、結果的に発光輝度の低下を生じるため、画素ピッチ
と放出素子ピッチを一致させ、１画素に複数の素子から
放出された電子線を同時に照射させることで、１画素に
対して１画素を対応させた場合と同等の照射電流量を確
保するという手段をも講じている。
素を形成させることで１画素に到達する電子数が減少
し、結果的に発光輝度の低下を生じるため、画素ピッチ
と放出素子ピッチを一致させ、１画素に複数の素子から
放出された電子線を同時に照射させることで、１画素に
対して１画素を対応させた場合と同等の照射電流量を確
保するという手段をも講じている。
さらに、１画素が複数の素子によって形成されるた
め、ライン状に並列接続された放出部の一部に故障等が
生じた場合にも、画素に到達する電流量の減少は僅かと
なり、非発光化という事態を避けることができる。
め、ライン状に並列接続された放出部の一部に故障等が
生じた場合にも、画素に到達する電流量の減少は僅かと
なり、非発光化という事態を避けることができる。
［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
実施例１ 第１図は、本発明による画像形成装置の一実施例を示
す部分断面図である。同図において、１はガラス等の絶
縁性基板、2,3,4は並列接続された表面伝導形電子放出
素子、5,6,7は放出素子2,3,4にそれぞれ対応した電子引
き出し用グリッド電極、8,9,10は蛍光体、11は蛍光体を
塗布したフェースプレートである。
す部分断面図である。同図において、１はガラス等の絶
縁性基板、2,3,4は並列接続された表面伝導形電子放出
素子、5,6,7は放出素子2,3,4にそれぞれ対応した電子引
き出し用グリッド電極、8,9,10は蛍光体、11は蛍光体を
塗布したフェースプレートである。
上記構成は、まず絶縁性ガラス基板１上に放出部を形
成する、数百Åから数十μｍの間隔を有する一対の電極
を通常のフォトリングラフィ技術等を用いて形成する。
放出部の電極幅は300μｍ、素子ピッチを1mmとして１ラ
イン当り25素子並列接続とした。次に電極間に有機パラ
ジウム化合物を含む有機溶媒（奥野製薬工業製キャタペ
ースト−CCP）を回転塗布した後、空気中で250℃10分間
の焼成を行いパラジウムを微粒子化して、島構造を有す
る不連続状態膜とした（図示せず）。こうして、ガラス
基板１上には１列当り1mmピッチで25ケ所の電子放出部
を有する電子源が得られた。
成する、数百Åから数十μｍの間隔を有する一対の電極
を通常のフォトリングラフィ技術等を用いて形成する。
放出部の電極幅は300μｍ、素子ピッチを1mmとして１ラ
イン当り25素子並列接続とした。次に電極間に有機パラ
ジウム化合物を含む有機溶媒（奥野製薬工業製キャタペ
ースト−CCP）を回転塗布した後、空気中で250℃10分間
の焼成を行いパラジウムを微粒子化して、島構造を有す
る不連続状態膜とした（図示せず）。こうして、ガラス
基板１上には１列当り1mmピッチで25ケ所の電子放出部
を有する電子源が得られた。
次に、この線状に並列接続された電子放出素子を１×
10-6Torr程度の圧力に保たれた真空容器中に入れ電極間
に直流電圧14Vを印加し、同素子列から5mmの距離に蛍光
体を設け、その蛍光体に1KVの電圧を印加して電子放出
実験を行った。蛍光体上の輝点観察では１個の電子放出
部から放出された電子線による発光形状は楕円形に近い
三日月形に広がっていた。実際に得られた輝点の大きさ
及び電子放出部との位置関係を第３図に示す。
10-6Torr程度の圧力に保たれた真空容器中に入れ電極間
に直流電圧14Vを印加し、同素子列から5mmの距離に蛍光
体を設け、その蛍光体に1KVの電圧を印加して電子放出
実験を行った。蛍光体上の輝点観察では１個の電子放出
部から放出された電子線による発光形状は楕円形に近い
三日月形に広がっていた。実際に得られた輝点の大きさ
及び電子放出部との位置関係を第３図に示す。
次に１ケ所の放出部から放出された電子線を３つの輝
点に分離するため放出部の鉛直上、基板１からおよそ1m
mの位置に直径600μｍの孔をあけたグリッド電極5,6,7
を設け、さらに基板１から5mmの位置にフェースプレー
ト11を設けて上記同様の電子放出実験を行った。素子印
加電圧Vfを14V、グリッド電圧Vgを50V、蛍光板電圧Vaを
1KVとして電子放出させたところ、蛍光板上で素子ピッ
チに対応した微小な発光が観察された。また各輝点の明
るさは25個ほぼ均等であり各素子間の電子放出特性の違
いにあまり影響されないことがわかった。さらに、１ラ
イン25個の放出部のうち、１個を残して他の放出部のパ
ラジウムを削り落した上で再度上記同様の実験を行っ
た。その結果、１ケ所の放出部から放出された電子線に
よって蛍光板上で1mmピッチで３ケ所の輝点が形成され
各々の輝点は１ライン全素子を同時点灯させた時の１ケ
所の輝点より暗くなった。
点に分離するため放出部の鉛直上、基板１からおよそ1m
mの位置に直径600μｍの孔をあけたグリッド電極5,6,7
を設け、さらに基板１から5mmの位置にフェースプレー
ト11を設けて上記同様の電子放出実験を行った。素子印
加電圧Vfを14V、グリッド電圧Vgを50V、蛍光板電圧Vaを
1KVとして電子放出させたところ、蛍光板上で素子ピッ
チに対応した微小な発光が観察された。また各輝点の明
るさは25個ほぼ均等であり各素子間の電子放出特性の違
いにあまり影響されないことがわかった。さらに、１ラ
イン25個の放出部のうち、１個を残して他の放出部のパ
ラジウムを削り落した上で再度上記同様の実験を行っ
た。その結果、１ケ所の放出部から放出された電子線に
よって蛍光板上で1mmピッチで３ケ所の輝点が形成され
各々の輝点は１ライン全素子を同時点灯させた時の１ケ
所の輝点より暗くなった。
実施例２ 次に、放出素子から放出される電子線を更に積極的に
広げ、より多くの輝点を形成させる画像形成装置を作製
した。
広げ、より多くの輝点を形成させる画像形成装置を作製
した。
本実施例では、実施例１と同様に第４図に示すよう
に、絶縁性ガラス基板１上に数百Åから数十μｍの間隔
を有する対向電極を設けた後、基板１上全面に有機パラ
ジウム化合物を含む有機溶媒（奥野製薬工業製キャタペ
ースト−CCP）を回転塗布し、空気中で250℃10分間の焼
成を行ってパラジウム微粒子化の島構造を有する不連続
膜とし放出素子を作製した。
に、絶縁性ガラス基板１上に数百Åから数十μｍの間隔
を有する対向電極を設けた後、基板１上全面に有機パラ
ジウム化合物を含む有機溶媒（奥野製薬工業製キャタペ
ースト−CCP）を回転塗布し、空気中で250℃10分間の焼
成を行ってパラジウム微粒子化の島構造を有する不連続
膜とし放出素子を作製した。
次に、実施例１でグリッド電極のあった基板１から1m
mの距離にニッケル製の金属メッシュ12を設け、さらに
放出部鉛直上にグリッド電極5,6,7を設けた。最後に全
面に蛍光体を塗布したフェースプレート11を設け画像形
成装置を完成した。
mの距離にニッケル製の金属メッシュ12を設け、さらに
放出部鉛直上にグリッド電極5,6,7を設けた。最後に全
面に蛍光体を塗布したフェースプレート11を設け画像形
成装置を完成した。
その後、本画像形成装置を１×10-6Torr程度の真空に
保たれた容器中に入れ、素子印加電圧Vf＝14V、ニッケ
ルメッシュの印加電圧Vg1＝50V、蛍光板電圧Va＝1KVと
して電子放出させた。グリッド電極の印加電圧Vg2は蛍
光板上の輝点の大きさ、明るさに応じて任意に設定した
ところ、１ケ所の放出部から放出された電子線によって
蛍光板上では５ケ所に輝点が現れた。グリッド電圧Vg2
を変化させると明るさ、集束性に変化は現れたが、５ケ
所の輝点数に変化は観られなかった。
保たれた容器中に入れ、素子印加電圧Vf＝14V、ニッケ
ルメッシュの印加電圧Vg1＝50V、蛍光板電圧Va＝1KVと
して電子放出させた。グリッド電極の印加電圧Vg2は蛍
光板上の輝点の大きさ、明るさに応じて任意に設定した
ところ、１ケ所の放出部から放出された電子線によって
蛍光板上では５ケ所に輝点が現れた。グリッド電圧Vg2
を変化させると明るさ、集束性に変化は現れたが、５ケ
所の輝点数に変化は観られなかった。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば （１） 構造そのものが冗長性を有するため、電子放出
素子の一部劣化が生じても、画質低下の極めて少ない画
像形成装置を提供できる。
素子の一部劣化が生じても、画質低下の極めて少ない画
像形成装置を提供できる。
（２） 複雑な電子光学系を必要としないため、容易に
大面積化が可能である。
大面積化が可能である。
（３） 素子間のバラツキの影響を受けにくく、良好な
画像を容易に提供できる。
画像を容易に提供できる。
以上のような効果がある。
第１図は、本発明の特徴をあらわす構造図、第２図は、
実施例１で作製した画像形成装置の上面図、第３図は、
実施例１で作製した装置と電子線の広がりの関係を示す
概略図、第４図は、実施例２で作製した画像形成装置の
断面図である。 １……ガラス基板 2,3,4……電子放出部 5,6,7……グリッド電極 8,9,10……蛍光体 11……上面フェースプレート 12……電子線発散用金属メッシュ 13……電子線の広がり
実施例１で作製した画像形成装置の上面図、第３図は、
実施例１で作製した装置と電子線の広がりの関係を示す
概略図、第４図は、実施例２で作製した画像形成装置の
断面図である。 １……ガラス基板 2,3,4……電子放出部 5,6,7……グリッド電極 8,9,10……蛍光体 11……上面フェースプレート 12……電子線発散用金属メッシュ 13……電子線の広がり
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂野 嘉和 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 (72)発明者 小野 治人 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 (72)発明者 金子 哲也 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 平１−100842（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−13246（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−170135（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】複数の画素を含む画像形成部材と、グリッ
ド電極と、前記複数の画素と同数の電子源を有する画像
形成装置において、 前記電子源の各々は複数の画素に電子線を照射し、か
つ、各々の画素は複数の電子源から重複して電子線を照
射されることを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項２】前記グリッド電極に印加する電圧を変更す
ることにより、前記電子源の各々が電子線を照射する画
素数を可変にすることができる請求項１に記載の画像形
成装置。 - 【請求項３】前記電子源は表面伝導形放出素子である請
求項１又は２に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1118609A JP2727223B2 (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1118609A JP2727223B2 (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 画像形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02299138A JPH02299138A (ja) | 1990-12-11 |
| JP2727223B2 true JP2727223B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=14740795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1118609A Expired - Fee Related JP2727223B2 (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2727223B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2961421B2 (ja) | 1989-05-15 | 1999-10-12 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置及びその駆動方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7105200B2 (en) | 2001-09-10 | 2006-09-12 | Noritake Co., Limited | Method of producing thick-film sheet member |
-
1989
- 1989-05-15 JP JP1118609A patent/JP2727223B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2961421B2 (ja) | 1989-05-15 | 1999-10-12 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置及びその駆動方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02299138A (ja) | 1990-12-11 |
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