JPH02112125A

JPH02112125A - 電子放出素子及びその駆動方法

Info

Publication number: JPH02112125A
Application number: JP63185495A
Authority: JP
Inventors: Akira Shimizu; 明清水; Haruto Ono; 治人小野; Ichiro Nomura; 一郎野村; Yoshikazu Sakano; 坂野　嘉和; Tetsuya Kaneko; 哲也金子; Toshihiko Takeda; 俊彦武田; Hidetoshi Suzuki; 英俊鱸
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-07-28
Filing date: 1988-07-27
Publication date: 1990-04-24
Anticipated expiration: 2013-01-26
Also published as: DE3854882D1; EP0301545A2; JP2704731B2; DE3854882T2; US4956578A; EP0301545A3; EP0301545B1

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】［産業上の利用分野］本発明は電子放出素子に関し、特に高抵抗助成に電流を
流すことによって電子を放出する、いわゆる表面伝導形
電子放出素子に関する。

［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・エリンンン（Ｍ、　ＩＥｌｉｎｓ
ｏｎ）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’７４ジ
イックス（Ｒａｄｉｏ　Ｅｎｇ、　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ。

Ｐｈｙｓ、）第１０巻、　１２９０〜１２９１３頁、　
１９８５年］これは、基板−４−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。

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５ｎ０２（ｓｂ）薄膜を用いたもの
の他、Ａｕ薄膜によるもの［ジー・デイ・ントマー゛ス
イン・ソリッド・フィルムス“（Ｇ。

Ｄｉｔｔｍｅｒ：　”Ｔｈ１ｎ　５ｏｌｉｄ　Ｆｉｌｍ
ｓ”　）　、　９巻、３１７頁、　　（１９７２年月、
ＩＴＯ薄膜によるもの［エム・ハートウェル・アンド・
シー・ジー・フオンスタッド“アイ・イー・イー・イー
・トランス・イー・デ４−−　コア７”　（Ｎ、　Ｈａ
ｒｔｗｅｌｌ　ａｎｄ　Ｃ，Ｇ。

Ｆｏｎｓｔａｄ　　：　　”ＩＥＥＥ　　Ｔｒａｎｓ、
　　ＥＤ　　Ｃｏｎ！、”　　）　　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、　（１９８
３年）］などが報告されている。

これらの表面伝導形電子放出素子の典型的な素子構成を
第１７図に示す。第１７図において、従来の表面伝導彫
型子放出素ｆ−は、絶縁性基板５の１゜に、高電位側電
極ｌ、低電位側゛屯極２との間に、−１・。

抵抗薄膜４を設け、外部′電源３により両電極間に電圧
をかけて電流を流すことにより、高抵抗薄膜４から電子
が放出される。

従来、これらの表面伝導彫型ｆ−放出素子に於ては、電
子放出を行なう前にあらかじめフォーミングと呼ばれる
通電加熱処理によって′市ｒ放出部（高抵抗薄１ｆ！Ｉ
）４を形成する。即ち、前記’＋ｔｉｓｉｉと電極２の
間に電圧を印加する川により、７扛Ｙ放出材料で形成し
た薄膜に通′屯し、これにより発生するジュール熱でか
かる薄膜を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電
気的に高抵抗な状態にした電子放出部Ｃ高抵抗薄膜）４
を形成することにより電子放出機能を得ている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、この様な従来の表面伝導彫型ｒ−放出素
子においては、 ■発光部がちらつく。

■第１８図に示す様に、電子ビームは高電位側電極ｌ側
に距＃Ｌだけ偏向し、一般にビームは発散する。

■したがって、第１９図に示す様に、外部に収束レンズ
系を設けて電子ビームを収束する必要があるが、外部収
束レンズ１７．１８の製作が必要であり、この分の余分
な工程を必要とする。

［株］外部収束レンズ１７．１８と、表面伝導形電子放
出素子との電子光学上の軸合せという煩雑な作業が必要
である。

等の欠点がある。

本発明は、従来のものがもつ、収束性の不充分さに起因
する以」−のような問題点を解決し、外部収束レンズ１
７．１８を必要としない、ビーム収束性の優れた表面伝
導形電子放出素子を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ｌ−記の目的は、以ドの本発明によって達成される。

即ち、本発明の表面伝導形電子放出素子の第一の特徴は
、基体面に、高電位側電極を設け、該高電位側電極の露
出部の周囲に接して電子放出部を設け、更に該電子放出
部の周囲に接して低電位側電極を配設して成る表面伝導
形電子放出素子である。

又、本発明の第二の特徴は、基体面に、高電位側電極を
設け、該高電位側電極の露出部の周囲に接して電子放出
部を設け、更に該電子放出部の周囲に接して、高電位側
電極よりも基体の厚み方向に突出した低電位側電極を配
設して成る表面伝導形電子放出素子である。

或いは、本発明の第三の特徴は、基体面に、高電位側電
極を設け、該高電位側電極の露出部の周囲に接して電子
放出部を設け、更に該電子放出部の周囲に接して低電位
側電極を配設して成り、高電位側電極と低電位側電極の
間に電圧を印加するための手段を具備する表面伝導彫型
１放出素−Ｆである。

更に１本発明の第四の特徴は、基体面に、ｌ’＋、ＩＩ
′ＩＥ位側電極表側電極該高電位側電極の露出部の周囲
に接して電子放出部を設け、更に該電ｆ−放出部の周囲
に接して、複数個に分割された低電位側電極を配設して
成り、該低電位側電極にそれぞれ独立に、異なる電位を
ｑ−えるためのｆ段を具備する表面伝導彫型予成１．ｆ
５素子である。

以下、図面を用いて本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明の表面伝導形電子放出素子の一例を示す
基本構成図である。第１図において、本発明の表面伝導
形電子放出素子は、一対の電極のうちの電子放出部４に
電流を供給する円形の形状の高電位側電極１の周囲に同
心円状に電子放出部４を設け、該電子放出部４の周囲に
同様に同心円状に低電位側電極２を配設してなるもので
ある。

この様な構成において、それぞれの電極にではどこでも
電位は一定であるから、第１７図に示す従来の表面伝導
形電子放出素子においては高電位側電極ｌと低電位側電
極２とが左右に分れ線対称であるが、本発明の第１図に
おいては中心対称かつ回転対称となり、全体の対称性が
著しく高くなる。このため、出射される電子の速度分布
は従来例のようにばらばらで、かつ偏向したものではな
く、中心対称性と回転対称性を有する均一な分布をもつ
ようになり、表面伝導形電子放出素子から放出される電
子ビームを特定の場所、すなわち該素子の中心点の鉛直
−Ｌ方に収束させることができ、しかも、実質的に電１
放山部面積が増大するために、発光部のちらつきを低減
することができる。

次に、第２図は本発明の表面伝導形電子放出素子の電子
放出状態を示す説明図である。第２図において、加速電
源６に電圧を印加すると、矢印Ａで示すように、電子は
全体として中心に収束する傾向にある。これは、高電位
側電極ｌが高電位で、低電位側電極２が低電位であるた
めに電子が中心の高電位側に収束していくような電位分
布が発生するからである。これにより、加速電源６を用
いて、ターゲット電極９に電子を収束する場合、従来例
の第１９図に示す様にレンズ電極１７．１８のような外
部収束レンズを設けなくても、良好な収束性を得ること
ができる。したがって、この様な本発明の表面伝導形′
重子放出素子においては従来例の電極１．２と収束レン
ズ１７．１８とが、高電位側電極１と低電位側電極２に
−・体止された構造になっているので、電子ビームを特
定の場所すなわち該素子の中心点の鉛直−に方に収束さ
せることができるのである。

更に、本発明に係る表面伝導形電子放出素子は、その電
極及び電子放出部は必ずしも円形状である必要はない。

例えば第３図、第４図、第５図に示される如く、低電位
側電極が複数個に分割され、１素子内に複数個の曲線状
、或いは直線状の電子放出部が配設されたものであって
も、基本的にその素子が、基体面に高電位側電極を設け
、該高電位側電極の露出部の周囲に接して電子放出部を
設け、更にその電子放出部の周囲に接して低電位側電極
を配設した構成のものであるならば、先述した同様の効
果を有することができる。ここで電子放出部を曲線状と
する場合、高電位側電極の形状を円形又はだ円形とする
ことが好ましく（例えば第１．３．４図に示されるもの
）、また電子放出部４を直線状とする場合、高電位側′
電極を多角形とすることが好ましい（例えば第５図に示
されるもの）。

又、第４図に示された高電位側電極１を円形とし、低電
位側電極を２ａ〜２ｄの４個とした表面伝導形電子放出
素子に於いて、低電位側電極２ｂと２ｄはスイッチ１０
ａにより、低電位側電極として働く（ＯＮ）か、否（Ｏ
ＦＦ）かが選択でき、同様に低電位側電極２ａと２Ｇは
スイッチｊｏｂにより、０Ｎ１０ＦＦが選択できる構成
とした。ここでは高電位側型８ｉｌと、低電位側電極２
ｂと２ｄとの間の電子放出部４ｂと４ｄを１セツトの電
子放出部（Ｉセットと称する）、同様にして４ａと４０
を１セツト（ＩＩセントと称する）としている。

■セットの電子放出部はスイッチ１０ａで、ＩＩ上セツ
ト電子放出部はスイッチＪｏｂで、それぞれ０Ｎ１０Ｆ
Ｆできる。従って、スイフチＩＯｂをＯＦＦ　ｌ。

ておき、スイッチ１０ａのみをＯＮＬ、て本発明の表面
伝導形電子放出素子を使用すれば、発光部の中心点が本
発明の表面伝導彫型ｒ−放出素子の中心点の鉛直上方に
位置し、Ｉセットの′電ｒ−放出部が寿命等で使用不能
となった場合に備えたＩＩ上セツト予備電子放出部をも
つ電子放出素子となる。

また、本発明の表面伝導形電子放出素子は、第６図（Ｃ
）に示されるように基板１２−、Ｊ−に設けられた段差
形成層１５の段差部り下に一対の電極１，２ｂが位置し
、該電極１，２ｂが該段差部をはさんで、対向して電極
間隔を有しており、該電極１．２ｂ間に位置する段差部
側端面に電子数ｉｊ部４ｂを形成してなり、電極１．２
ｂ間に電圧を印加することにより、電子放出部４ｂから
電子放出することを特徴とするいわゆる、垂直型表面伝
導形電子放出素子であっても良く、この場合も第６図（
ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）に示される如く、基体面
に設けられた高電位側電極１の露出部の周囲に接して電
子放出部４，４８〜４ｄが設けられ、更にそれらの電子
放出部４，４ａ〜４ｄの周囲に接して低’ｉｌｊ：位側
’屯Ｊ４ｉ　２　、２ａ〜２ｄか配設された形状のもの
であるならば、放出される電子ビームを収束させること
が可能となる。更に、Ｌ述した低電位側電極を複数に分
割し、ｌ素子内に複数個の電子放出部を備えたタイプの
表面伝導形電子放出素子に於いて、各低電位側電極電極
に独立に異った電位を与えることにより、電子ビームを
所望の方向に偏向させることもできる。

その１例として、第７図に示すように、低電位側電極２
を２つの部分、２ａと２ｂに分けて、独１゛ｌに電位Ｖ
ａ、　Ｖｂを与える。即ち、Ｖａ＞Ｖｔ＋テあれば、２
ａの向きに偏向するし、逆ならば２ｂの向きに偏向する
。この場合、偏向の向きと大きさはＶａ−Ｖｂで決定し
、放出電子量と収束の度合はＶａ＋Ｖｂでおおむね決定
する。従って、両者は独立に制御できる。

なお、低電位側電極２の分割の数は２つに限定すること
はなく、使用目的に応じて任意の数に分割することがで
きる。

次に、本発明の表面伝導彫型予成出素ｆ−に於いて、高
電位側電極よりも基体の厚み方向に突出した低電位側電
極を配設するならば、その電ｒヒムの収束性はより一層
向」−する。

例えば、第８図に示されるように、高電位側電極１を円
形とし、これを穴を介して低′ＩＦ位側’ｌｌｉ：極２
で囲んだ構成とした場合、高電位側電極１の直径ｄ１と
、低電位側電極２の穴の直径ｄ２と、この穴の高さ（高
電位側電極に部から低電位側電極り部までの距１１１１
）　ｈとが、次の関係にあることが好ましい。

ｄ２−ｄｌ＜４ＩＬｍ（イ）ここで、電極１．・２による電子ビーム収束性の向上を
第９図で説明する。

第９図において、１は高電位側電極、２は低電位側′電
極、４は電子放出部であり、ここには描かれていないが
、当該表面伝導形電子放出素子の上方には、数〜数十ｋ
Ｖの正電圧を印加した平面のターゲット電極が設置され
ているものとする。

（ａ）は、画電極１．２の厚さを等しくした表面伝導形
電子放出素子近傍における等電位線と、電子ビームが受
ける代表的な力の方向を矢印Ｆにより示している。（ｂ
）は同様に、低電位側電極２が高電位側電極ｌよりも基
体の厚み方向に突出した場合の表面伝導形電子放出素子
近傍における状態を示している。これら（ａ）　、　（
ｂ）図を比較して分る様に、本発明の表面伝導彫型予成
出素ｒにおいては、低電位側電極２が高電位側電極ｌよ
りも厚い場合の方が、等電位線の傾きが（ａ）のものと
比して犬きくなり、従って電子ビームは、ターゲット電
極方向への速度成分の大きさが小さく、電場の影響を受
は易い放出初期において、より大きな中心方向への収束
力を受ける。

第８図は、電極及び電ｆ−放出部が円形状であるが、第
１θ図、第１１図、第１２図に示される如く、低電位側
電極が複数個に分割され、ｌ素子−内に複数個の曲線状
の電子放出部が配設されたものであっても、基体面に高
電位側電極を設け、該高電位側電極の露出部の周囲に接
して電子放出部を設け、更に該電子放出部の周囲に接し
て高電位側電極よりも基体の厚み方向に突出した低電位
側電極を配設した構成のものであるならば先述した同様
の効果を有することができる。

更に１本発明の表面伝導形電子放出素子は、その低電位
側電極と電子放出部の境界部分、高電位側電極と電子放
出部の境界部分のうち少なくとも−・方の境界部分にお
いて、第１３図（ａ）〜（Ｃ）のように、凸凹をつけて
゛Ｉシｆ放出を容易にしてもよい。この様な形状に形成
すると局所′市界が強くなるために好ましい。また、第
１３図（ｄ）に示す様に、低電位側電極２は配置や配線
の都合に合せて、外側の形状は全く任彦、に形成するこ
とができる。

また、本発明に係わる表面伝導形電子放出素子は、第１
４図に示す様に、素子を複数個、同一基板上に配置して
独立に駆動すると、複数の独ケした電子ビームが得られ
る。

次に第１５図、第１６図を用いて本発明の表面伝導彫型
予成出素了の製造方法の一例を説明する。

（第１５−１〜１５−５図に於いて）先ず基板１６の表
面を酸化して絶縁膜を形成し、絶縁性基板５を作成する
（第１５−１図）。次に絶縁性基板５の一部をエツチン
グして穴をあけた後、全面に金属膜２０を蒸着する（第
１５−２図）。さらにこの金属膜２０を第１５−３図に
示す様にエツチングして高電位側電極１及び低電位側電
極２ａ、　２ｃを作成する。次に、薄膜２１を蒸着し、
フォーミング処理を行う（第１５−４図）。

この場合、高電位側電極ｌ、低電位側電極２ａ、　２ｃ
をマスクしていないと、これらの」−面にも薄膜が封着
するが、これは、実用」−素子の特性に影響がない。し
かし、必要な場合には、高電位側７１を極ｌと低電位側
電極２ａ、　２ｃの」−面をマスクでおおい付着を防止
することももちろん可能である。そして低電位側電極２
ａ、　２ｃと基板１６の間に外部電源３より電圧を印加
すると電子放出部４ａ、　４ｃから゛屯ｆ〜が放出され
る（第１５−５図）。

また、本発明の表面伝導形’１ｔｔ−ｒ−放出素子の別
の製造方法を第１６−１〜１６−７図を用いて説明する
なら、先ず、ガラス、石英等の基材１２の１−にストラ
イブ状に配線電極１４をバターニングする（第１６−１
図）。次に基材１２及び配線電極１４の１−に絶縁層１
３を形成しく第１６−２図）、この絶縁層１３を第１６
−３図に示す様に、エツチングによる穴あけ加丁二を行
う。次に、金属膜を蒸着し、エンチングして晶型表側電
極１を作成する（第１６−４図）。更に、薄膜４を蒸着
し、フォーミング処理を行う（第１６−５図）。次に、
高電位側型Ｊ４ｉ１を形成した金属膜２を蒸着して（第
１６−６図）、エツチングによる穴あけ加工を行い、低
電位側電極２ａ、　、２ｃを作成する（第１６−７図）
。

１−記力法においては、蒸着して電子放出部４ａ。

４ｃ（第１５．１６図）を作成しているが、これに限ら
ず、電子放出材料の微粒子を分散媒に分散させた分散液
を、例えばデツピングやスピンコード等で塗布した後焼
成することによって行うことが挙げられる。この場合の
分散媒としては、微粒子を変質させることなく分散させ
得るものであればよく、例えば酢酸ブチル、アルコール
類、メチルエチルケ）・ン、シクロヘキサン及びこれら
の混合物等が用いられる。また微粒子は、数十Ａ−数ｐ
、ｍの粒径のものが好ましい。

次に材質について説明する。

本発明の表面伝導形電子放出素子を構成する材質は従来
の表面伝導形電子放出素子に用いられるものでよい。例
えば基板１６（第１５図）は通′市性を有するものであ
れば如何なるものでも良く、ｎ型Ｓｉ、　Ｐ−３ｉ、ま
たはＡｊ？、　Ｃｕ等の金属でも良い。

また、高電位側電極ｌと低電位側′電極２ａ、２ｃ（第
１５、１８図）、及び配線電極１４（第１６図）も良導
体であれば如何なるものでも良く、例えばＣｕ、　Ｐｂ
Ｎｉ、　Ａｊ）、　Ａｕ、　Ｐｔ、　Ａｇ等の金属や、
５ｎ０７．　ＩＴＯ’：９；の金属酸化物等を用いるこ
とができる。

絶縁性基板５（第１５図）はその１−に形成される絶縁
膜が絶縁体であれば如何なるものでも良いが、製法上簡
単なのは、基板を酸化して得られるＳ　ｉ０２やＡｉ’
２０３等が好ましい。又、基材１２．絶縁層１３（第１
６図）にも、５ｉ０２．１４ｇＱやガラス等の絶縁体が
用いられる。

更に、電子放出部４ａ、　４ｃ　（第１５．１８図）に
は例えばＩｎ２Ｏ３、５ｎ０２　、　ＰｂＯ等の金属酸
化物、Ａｇ。

Ｐｔ、　ＡＣＣｕ、　Ａｕ等の金属、カーボン、その他
品種半導体等が用いられる。

また、各部分の大きさとしては、まず、高？し表側電極
ｌの大きさはｌｎｍ〜数ｌｌｌｌ１１とし、電子放出部
４ａ、　４ｃの幅は通常の表面伝導形電子放出素子に準
する大きさ（例えば、１１〜数十ｍｍ）であればよく、
さらに低電位側電極２ａ、　２ｃの大きさは任意でよい
。

また、電子放出部４ａ、　４ｃの厚みは、通常の表面伝
導彫型予成出素イに準する（例えば数十へ〜数μｍ）も
のでよい。高電位側電極Ｉと低電位側電極２ａ、　２ｃ
の厚みは任意であるが、厚すぎると放出電子の妨げにな
るので、電子放出部の膜厚より少し厚いぐらいにしてお
くのが良い。絶縁性基板の厚みは任意である。ただし、
高電位側電極１よりも低電位側電極２ａ、　２ｃを厚く
形成し、電子ビームの収束性をより良くするためには、
先述した如く、式（４）、　（０）の関係を満たすよう
に形成される。

また、氷表面伝導形電子放出素子を多数並列して形成す
る場合には、例えば第１６図に於いてあらかじめ配線電
極２を、ストライプ状等、所望の位置、形状にパターニ
ングして基板１Ｆに設け、この配線電極２Ｉ−に高電位
側電極４を設けると、製造が容易となるので好ましい。

本発明の表面伝導形電子放出素子が先述した、いわゆる
垂直型表面伝導形電子放出素子の構成を採る場合には、
第６−（ｃ）図及び第１２−（ｃ）図に小される如く、
段差形成層１５としては、−１ｌｕに絶縁材料を用いる
。例えば、Ｓｉ０？、　ＭｇＯ，ＴｉＯ２，Ｔａ２０ｂ
　。

Ａｊ’２０３等及びこれらの積層物もしくはこれらの程
合物でも良い。電極１．２間の間隔は、段差形成層１５
の厚みと電極１，２の厚みによって決定されるが、数１
０Ａ〜数μが良い。その他の構成部材は、前述したもの
と同様な材料、構成を用いることができる。

［実施例］実施例１第１５図に示す製造方法に基づいて、本発明の表面伝導
形電子放出素子を作成した。即ち、ｎ型Ｓｉの基板の表
面を酸化してＳ　ｉ０７の絶縁膜を形成し、その一部を
エツチングして穴をあけ、全面にＡＩ！の金属膜を蒸着
した。この蒸着膜をさらにエンチングして高電位側及び
低電位側電極を作成した。さらにＡｕ薄膜を蒸着し、フ
ォーミング処理を行ない、第１図及び第５図に示す表面
伝導形電子放出素子を得た。

この表面伝導形電子放出素子を用いると、従来の様なち
らつきが減少した。ここで表面伝導形電子放出素子から
射出される電子電流をＩｅ、電子電流のゆらぎをΔＩｅ
とし、ΔＩｅ／Ｉｅ　を発光部におけるちらつきの指標
とすると、本発明の表面伝導形電子放出素子は従来のも
の（第１７図）のちらつき１６％に比へて約１／２で、
かつ発光点の中心点は、表面伝導形電子放出素子の中心
点の鉛直上方に位置していた。

実施例２実施例１と同じ方法で第３図に示す表面伝導形電子放出
素子を作成した。その発光部のちらつきは従来の約１／
１．４であった。又、発光点の中心点は、素子の中心点
の鉛直−１一方に位置していた。

実施例３実施例１と同じ方法で第４図に示す表面伝導形電子放出
素子を作成した。その発光部のちらつきは約１／１．４
であった。又、発光点の中心点は、素子の中心点の鉛直
上方に位置していた。

実施例４第１６図に示す製造方法に基づいて、本発明の表面伝導
形電子放出素子を作成した。即ち、第８図（ａ）　、　
（ｂ）に於て、１２はガラスの基板、！４は配線電極で
、基板１２のトにストライブ状にバターニングした。配
線電極１４の材質は厚さ５０へのＯｒと厚さ１０００Ａ
のＴａを重ねたものとした。

１３は絶縁層で、５１０７の液体コーティング剤（東京
応化工業型０ＣＤ）を厚さｌル塗布することで形成した
。

次いで、ホトリソエツチングで、絶縁層１３に穴あけ加
工を行った後、高電位側電極１として、Ｃｕを厚さ１．
２μＩ蒸着し、更に、ホトリソエツチングで高電位側電
極１の形成に必要とされる以外の蒸着Ｃｕの除去を行っ
た。

次いで、電子放出材料として、有機パラジウム化合物の
溶解液（奥野製薬工業製キャタペーストｃｃｐ）をスピ
ンナー塗布した。その後、４００℃で１時間焼成し、膜
厚１５０〇へのＰｄ微粒子を含む薄膜４を製作した。

次に、低電位側電極２として、ＡＲを厚さ１０μｍ蒸着
し、第８図（ａ）、８図（ｂ）に示す如く、高電位側電
極ｌの周囲を、通常のホｉ・リンエツチングにより取除
いた。同時に、低電位側電極２を、配線電極を兼ねるス
トライプ状にエツチング加工した。

高電位側電極ｌの直径ｄｌ、低電位側電極２の穴径ｄ２
．高さｈの関係は、ｄ１〜１０終ｍ４２〜１４ｇｍｈ〜１０ルｍとした。

電極ｌと、電極２の間に、電圧をｌθ〜２０Ｖ印加した
ところ、電子放出部４ａから電子が放出された。

以］−のような氷表面伝導形電子放出素子の」一方に、
蛍光体を塗布し、加速電圧を印加したターゲット電極を
置き、この電極上で電子ビーム形状のひろがりを測定し
たところ、高電位側及び低電位側電極１．２の厚さを等
しくした表面伝導形゛重子放出素子と比し、ひろがりの
大きさは約３１５となり、収束性が著しく増大している
ことが確認された。

実施例５本実施例を、第１Ｏ図を参照しながら説明する。

本実施例では、高電位側電極ｌを、厚い２個の低電位側
電極２ａ、　２ｂで両側からはさむ構造とした点以外は
実施例４と同様とした。

本実施例においても、収束性の著しい増大が確認できた
。

実施例６本実施例を、第１１図を参照しながら説明する。

本実施例では、高電位側電極ｌを、厚い４個の低電位側
電極２８〜２ｄで囲む構造とした点以外は実施例４と同
様とした。

本実施例においても、収束性の著しい増大が確認できた
。

［発明の効果］以１−説明したように本発明の表面伝導形電子放出素子
は、基体面に高電位側電極を設け、該高電位側電極の露
出部の周囲に接して電子放出部を設け、更に該電子放出
部の周囲に接して低電位側電極を配設して成り、電子ビ
ームを特定の場所、すなわち該素子の中心点の鉛直」二
方に収束させることができ、電子ビームによる発光部の
ちらつきをも低減することができる。また、該素子の低
電位側′電極を複数に分割して、電子放出部を複数個設
けるならば、本発明の表面伝導形電子放出素子は、予備
電子放出部をも具備することが可能である。更に、本発
明の表面伝導形電子放出素子は内側の高電位側電極と、
それよりも基体の厚み方向に突出した外側の低電位側電
極とからなる構成とすることにより、ビーム収束性を更
に増大し、ターゲット電極上での電子ビーム形状のひろ
がりを、より小さくすることが可能で、外部収束レンズ
を不要とすることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図〜第８図、第１Ｏ〜第１４図は本発明の
表面伝導形電子放出素子を示すもので、第６図（Ｃ）は
同図（ａ）、（ｂ）のｃ−ｃ’断面図、（ｄ）。（ｂ）は平面図、第８図（ａ）は同図（ｂ）のＡ−Ａ′
断面図、（ｂ）は平面図、第１θ〜１２図（ｂ）は、同
図（ａ）のＡ−Ａ’断面図、（ａ）は平面図、第２図は
本発明の表面伝導形電子放出素子の電子放出状態を示す
図、第９図は、本発明の表面伝導形電子放出素子」二の
等電位線の形成状態を示す説明図、第１５図、第１６図
は、本発明の表面伝導形電子放出素子の製造方法を示す
工程図である。第１７図、第１９図は従来の表面伝導形
電子放出素子を示す図、第１８図は従来の表面伝導形電
子放出素子の電子放出状態を示す説明図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基体面に、高電位側電極を設け、該高電位側電極
の露出部の周囲に接して電子放出部を設け、更に該電子
放出部の周囲に接して低電位側電極を配設して成ること
を特徴とする表面伝導形電子放出素子。
（２）基体面に、高電位側電極を設け、該高電位側電極
の露出部の周囲に接して電子放出部を設け、更に該電子
放出部の周囲に接して、高電位側電極よりも基体の厚み
方向に突出した低電位側電極を配設して成ることを特徴
とする表面伝導形電子放出素子。
（３）基体面に、高電位側電極を設け、該高電位側電極
の露出部の周囲に接して電子放出部を設け、更に該電子
放出部の周囲に接して低電位側電極を配設して成り、高
電位側電極と低電位側電極の間に電圧を印加するための
手段を具備することを特徴とする表面伝導形電子放出素
子。
（４）基体面に、高電位側電極を設け、該高電位側電極
の露出部の周囲に接して電子放出部を設け、更に該電子
放出部の周囲に接して、複数個に分割された低電位側電
極を配設して成り、該低電位側電極にそれぞれ独立に、
異なる電位を与えるための手段を具備することを特徴と
する表面伝導形電子放出素子。