JPH02257541A - 電子線発生装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

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、薄膜を用いた熱電子線源を多数備えた電子線
発生装置及びこれを用いた画像形成装置（例えば、平板
形ＣＲＴ等）に関する。

［従来の技術１ 従来、平板状デイスプレィ装置としては、種々のタイプ
のものが提案されているが、その代表的なものとしては
エレクトロルミネッセンス方式、プラズマ方式、及び液
晶方式等を用いた平板状デイスプレィ装置がある。

しかし、上記方式を例えば、カラーテレビジョン等の様
な高速走査で画素密度の高い画像の要求されるデイスプ
レィ装置に用いようとした場合には、その発光効率に限
度があり又、大画面用としても実用的ではない。この為
テレビジョン用等には従来、真空中で電子源より放出さ
れた電子を、高電圧で加速して蛍光体に衝突発光させて
、画像を再現させる電子線加速型の平板状デイスプレィ
装置が有力候補の一つとなっている。

この電子線加速型の平板状デイスプレィ装置に於ては、
例えば、画素に電子源が一対一で対応しているマルチ電
子源構造とすることが考えられており、この場合の電子
線源としては例えば、特開昭５８−１９５６号公報に開
示されている如く、薄膜による熱電子線源の利用が提案
されている。

第１５図は、この従来の熱電子線源の断面構造を示すも
のであるが、第１５図によれば、基板１上にガラス質の
絶縁層（支持層）７が形成され、その上にスパッタ法等
でタングステン薄膜な成膜後、ホトリソグラフィー法を
用いて、通電することにより熱電子を放出する薄膜フィ
ラメント３、薄膜フィラメント３に通電するための導電
路８とを一体的に形成し、その後、前記絶縁層（支持層
）７の薄膜フィラメント３の下部の一部をウェットエツ
チング法にて除去して間隙９を形成した薄膜中空構造の
熱電子線源を示している。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、これらの熱電子源を画像形成装置に応用する
場合、一般には、基板上に多数の素子（以下、熱電子源
を素子と略す）を配列形成し、各素子間を薄膜もしくは
厚膜の電極で電気的に配線し、マルチ電子ビーム源とし
て用いていたが、配線抵抗で生じる電圧降下の為に、各
素子毎に印加される電圧がばらついてしまうという現象
が起きている。その結果、各放出素子から放出される電
子ビームの電流量にばらつきが生じ、形成される画像に
濃度むらが起きるという問題が発生していた。

第１６図及び第１７図は、この問題をより詳しく説明す
る為の図で、両図とも（ａ）は電子放出素子と配線抵抗
及び電源を含む等価回路図であり、（ｂ）は各電子放出
素子の正極と負極の電位を示す図、また（ｅ）は各素子
の正負極間に印加される電圧を示す図である。第１６図
（ａ）は、並列接続されたＮ個の電子放出素子り、〜Ｄ
Ｎと電源Ｖｔとを接続した回路を示すもので、電源の正
極と素子り、の正極を、また電源の負極と素子り、の負
極を接続したものである。また、各素子を並列に結ぶ共
通配線は、図に示すように隣接する素子間でｒの抵抗成
分を有するものとする。（画像形成装置では、電子ビー
ムのターゲットとなる画素は、通常、等ピッチで配列さ
れている。従って、電子放出素子も空間的に等間隔をも
って配列されており、これらを結ぶ配線は幅や膜厚が製
造上ばらつかない限り、素子間で等しい抵抗値を有する
。）また、全ての電子放出素子Ｄ１〜ＤＨは、はぼ等し
い抵抗値Ｒｄを各々有するものとする。

前記第１６図（ａ）の回路図に於て、各素子の正極及び
負極の電位を示したのが同図（ｂ）である。図の横軸は
、Ｄ１〜ＤＮの素子番号を示し、縦軸は電位を示す、・
印は各素子の正極電位、■印は負極電位を表わしており
、電位分布の傾向な見易（する為、便宜的に・印（■印
）を実線で結んでいる。

本図から明らかなように、配線抵抗ｒによる電圧降下は
一様に起こるわけではなく、正極側の場合は素子り、に
近い程急峻であり、逆に負極側では素子り、に近い程急
峻になっている。これは、正極側では、Ｄｌに近い程配
線抵抗ｒを流れる電流が大きく、また、負極側では、逆
にＤＨに近い程大きな電流が流れる為である。

これから、各素子の正負極間に印加される電圧をプロッ
トしたのが同図（ｃ）である。図の横軸はり、−ＤＮの
素子番号を、縦軸は印加電圧を各々示し、（ｂ）と同様
、傾向な見易（する為に便宜的にＯを実線で結んでいる
。

本図から明らかなように、同図（ａ）のような回路の場
合には、両端の素子（Ｄ、及びＤＨ）に近い程大きな電
圧が印加され、中央部付近の素子では印加電圧が小さく
なる。

従って、各電子放出素子から放出される電子ビームは、
両端の素子程ビーム電流が大きくなり、画像形成装置に
応用した場合極めて不都合であった。（例えば、両端に
近い部分の画像は濃度が濃（、中央部付近の濃度は淡く
なってしまう。） 一方、第１７図に示すのは、並列接続された素子列の片
側（本図では素子り、側）に、電源の正負極を接続した
場合である。この様な回路の場合には、同図（ｂ）に示
すように、正極側、負極側ともＤＩに近い程配線抵抗ｒ
による電圧降下が大きくなる。

従って、各素子に印加される電圧は、同図（Ｃ）に示す
ように、ＤＩに近い程大きなものとなり、画像形成装置
として応用するには極めて不都合であった。

以上、二つの例で示したような素子毎の印加電圧のばら
つきの程度は、並列接続される素子の総数Ｎや、素子抵
抗Ｒｄと配線抵抗ｒの比（＝　Ｒｄ／ｒ）、あるいは電
源の接続位置により異なるが、一般には、Ｎが大きい程
、Ｒｄ／ｒが小さい程、ばらつきは顕著となり、また前
記第１６図よりも第１７図の接続方法のほうが、素子に
印加される電圧のばらつきが大きい０例えば、第１６図
の接続法で素子抵抗Ｒｄ＝　ｌ　ｋΩ、ｒ＝１０ｍΩの
場合、Ｎ　＝　１００であれば印加電圧の最も大きな素
子と最も小さな素子を比較すると、Ｖ、、ｘ：　Ｖ、、
ｌｌ＝　１０２：１００程度であるが、Ｎ　＝　１００
０”ｔ’あれば、ｖ、、、　：　ｖ１１１＝　４７２：
１００とばらつきの割合は大きくなる。

また、Ｎ　＝　１０００．　Ｒｄ＝　１　ｋΩ、ｒ＝１
ｍΩの場合には６、Ｖ、、Ｉｌ：　Ｖ、、、＝　１２７
：１００程度であるが、ｒ　＝　ｌＯｍΩの場合には、
Ｖ、、、Ｉ：　Ｖ、、ｌｌ＝　４７２：１００程度とい
うようにばらつきの程度は大きくなる。

以上説明したように、特性の等しい電子放出素子を複数
個並列に接続した場合には、配線抵抗により生ずる電圧
降下の為、各素子に実効的に印加される電圧は、素子毎
にばらついてしまい、電子ビームの放出量が不均一とな
り、画像形成装置として応用する場合に不都合であった
。

特に、画素数の多い（すなわちＮの大きい）大容量表示
装置を実現しようとする場合には、上記ばらつきの割合
は顕著となり、画像の濃度むらが大きな問題となってい
た。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明によれば
、複数の電子放出素子（薄膜熱電子源）を並列に配線し
て、マルチ電子ビーム源を形成する際、前記複数の電子
放出素子の電気抵抗を等しくし、かつ、電子放出部の面
積を、あるいは、電子放出部に用いる材料を素子毎に適
宜変えることにより、各素子から放出される電子ビーム
量を等しくしたものである。

より詳しく述べると、前方については、薄膜ヒーター上
に形成する低仕事関数材料層の表面積を、素子毎に適宜
変えることにより、電子ビーム量を等しくするものであ
り、その際、例えば電子放出素子を前記第１６図のよう
な方法で配線した場合には、両端の素子よりも中央の素
子の電子放出部の面積を大きくする。

また、電子放出素子を前記第１７図のような方法で配線
した場合には、給電側から遠い素子程電子放出部の面積
を大きくしようとするものである。

後方については、例えば電子放出部に用いる材料を全く
異なるものとする方法はむろんのこと、少なくとも二種
以上の材料により電子放出部を形成するものであるが、
その際に用いる材料の比率を変える方法も考慮したもの
である。

その際、例えば電子放出素子を前記第１６図のような方
法で配線した場合には、列の両端の素子の電子放出部よ
りも中央の素子の電子放出部の方に、より熱電子放射電
流密度の大きな材料を用いる。

また、電子放出素子を前記第１７図のような方法で配線
した場合には、給電側に近い素子よりも遠い素子の方に
、より熱電子放射電流密度の大きな材料を用いる。

［実施例］ 以下、実施例に基づいて本発明を具体的に詳述する。

叉１１乱１ 第１図〜第５図は、本発明の第１の実施例を説明する為
の概略図である。先ず、第１図は、本発明適用のマルチ
電子ビーム源の一部を切り取った斜視図である。本図に
於て、１はガラス基板（絶縁性を有するものであればよ
い）で、その上にはＡｕ、　Ａｇ、　Ｃｕ、　Ａｉ）、
　Ｎｉ等のうち少なくとも１種より成る導電路２ａ及び
２ｂが形成されている。さらに、その上には、タンタル
、タンタル合金、タングステン等から成る薄膜により、
複数のフィラメント部３が形成されている。即ち、導電
路２ａ及び２ｂは、フィラメント部３を有する薄膜支持
体としての機能をも有するｉ ここで、上記熱電線子源の電子放出の効率化及びその配
線抵抗の低下等の面からも導電路２ａ及び２ｂノ厚さは
１　ｋｍ〜３００　ｐ、ｍ、幅は１０μｍ〜１１０００
ｐ程度とされるのが好ましく、又、フィラメント部３の
厚さは０．１μｍ〜３ＩＬＩ１１１長さは１０μｍ　〜
２０００ｇｍ、幅は１μＩ１１〜５０Ｈ程度とされるの
が好ましい。

また４、　４’、　４”は、各フィラメント部３の上面
にＬａｖａ、　Ｔｉｃ、　ＴａＣ，、ＳｉＣ等の低仕事
関数材料を被覆した低仕事関数材料被覆部で、図中斜線
部が被覆領域を示している。

第１図には、簡略化のため薄膜熱電子源が３素子のみ示
されているが、実際には、同図り方向に１００素子以上
が配列形成されている。

上記電子源に於て、導電路２ａ−２ｂ間に電圧を印加す
ることにより、フィラメント部３に電流が流れ、発熱し
て、低仕事関数材料被覆部４．４’、　４″より電子が
放出される。

ここで、本発明が特徴としているのは、第２図（ａ）　
、　（ｂ）　、　（ｃ）に示すように、各素子ごとに適
宜、低仕事関数材料被覆部の面積を変え、各素子がら放
出される電子ビームの電流量を等しくしている点である
。

そこで、より具体的に説明する為に、第１図の電子放出
素子列が、前記第１６図の方法で電源（駆動回路）と接
続されている場合について説明する。この場合、並列に
接続したＮ個の素子各々の低仕事関数材料被覆部の面積
を第３図に示すが、同図で横軸は素子番号を（第１６図
の素子番号と対応）表わし、縦軸は低仕事関数材料被覆
部の面積を表わす。（尚、この場合の面積は、一義的に
絶対値として表わせるものではなく、ヒーター部のサイ
ズ等に依存する量なので、縦軸は素子相互の相対的な差
で表わされている） 本図から明らかなように、本発明に於ては、抵抗値の等
しい素子を、等しい配線抵抗を介して並列接続した場合
に生ずる素子印加電圧のばらつきを予め考慮し、電子放
出部の面積を適宜調整している。本実施例に於て素子印
加電圧は、第１６図（Ｃ）に示したように、両端の素子
に比べて中央の素子の方が小さくなることから、これを
補正する為に、第３図に示したように中央の素子の方が
電子放出部の面積を広（設けである（ここで、最大面積
を３２．最小面積をＳｔとする）。

従来のように、全ての素子の放出部面積が等しいマルチ
電子ビーム源を表示管等に応用した場合には、第４図に
示すような特性であった。すなわち、蛍光面に印加する
加速電圧と変調グリッドに印加する変調電圧を一定にし
たもとで、蛍光面に到達する電子ビーム電流を測ると、
印加電圧がＶｍａ。（最大値）の素子からはＥＢ、、、
、の電子ビームが到達するが、印加電圧が■□ｎ（最小
値）の素子からはＥＢ、、ｎの電子ビームしか到達しな
い。従って、表示管の特性としては、両端が明るく中央
が暗い輝度特性となり不都合であった。

しかし、本発明によれば、第５図に示すように電子放出
素子の印加電圧がＶｌｌＩａＸとなる素子の電子放出部
面積（低仕事関数材料被覆面積）を３１、Ｖ＋＋＋ｉｎ
となる素子の電子放出部面積を３２となるよう作成しで
ある為、蛍光面に到達する電子ビームの量が等しくなり
、全画面にわたって輝度の均一な表示管を実現すること
が可能となった。（尚、第５図では、説明の簡略化のた
め、素子印加電圧がＶｍａｘとＶｓｔｎの例のみ記した
が、他の素子に於ても前記第３図に示した放出部面積と
することにより等しい蛍光面電流ＥＢが得られる。

次に第６図〜第８図は、本発明を適用した平板型表示装
置の一実施形態を説明する為の図で、第６図は表示パネ
ルの構造を示す一部切欠きの斜視図、第７図はパネルを
駆動するブロック回路を示す図、第８図はパネル各部の
駆動タイミングを示すタイムチャートである。

以下１本装置の動作を順を追って説明する。第６図は表
示パネルの構造を示しており図中、ＶＣはガラス製の真
空容器で、その一部であるＦＰは表示面側のフェースプ
レートを示している。フェースプレートＦＰの内面には
、ＩＴＯを材料とする透明電極が形成され、さらにその
内側には、赤、緑。

青の蛍光体がモザイク状に塗り分けられ、ＣＲＴの分野
では公知のメタルバック処理が施されている。（透明電
極、蛍光体、メタルバックは図示せず。）また、前記透
明電極は、加速電圧を印加する為に、端子ＥＶを通じて
真空容器外と電気的に接続されている。

また、Ｓは前記真空容器ＶＣの底面に固定されたガラス
基板で、その上面には、電子放出素子（薄膜熱電子源）
がＮ個×β列にわたり配列形成されている。（ここでは
Ｎ＝２００　、　ｇ＝２００とした。）該電子放出素子
群は、列毎に電気的に並列接続されており、各列の正極
側配線（負極側配線）は、端子Ｄ□〜Ｄ、ｉ）　　（端
子Ｄｅｌｌ〜Ｄ、ｉｌ　）によって真空容器外と電気的
に接続されている。すなわち、本装置では、前記従来問
題点の項で説明した第１６図の給電方法による素子列が
２列にわたり基板Ｓ上に形成されている。（１列あたり
の素子数はＮ個である。） そして、各放出素子の電気抵抗は製造上の誤差の範囲で
等しく、また、各放出素子の電子放出部は、前記第３図
に示したように適宜、面積を調整しである。

また、基板ＳとフェースプレートＦＰの中間には、スト
ライブ状のグリッド電極ＧＲが設けられている。グリッ
ド電極ＧＲは、前記素子列と直交してＮ本設けられてお
り、各電極には、電子ビームを透過する為の空孔Ｇｈが
設けられている。空孔Ｇｈは、第６図の例のように各電
子放出素子に対応して１個づつ設けてもよいし、あるい
は、微小な孔をメツシュ状に多数設けてもよい。各グリ
ッド電極は、端子Ｇ、−Ｇ、によって真空容器外と電気
的に接続されている。

本パネルでは２列の電子放出素子列と、Ｎ列のグリッド
電極列によりＸＹマトリクスが構成されている。電子放
出列を一列づつ順次駆動（走査）するのと同期してグリ
ッド電極列に画像１ライン分の変調信号を同時に印加し
ていくことにより、各電子ビームの蛍光体への照射を制
御し、画像を１ラインづつ表示させるものである。

第７図に示すのは、前記第６図の表示パネルを駆動する
為の電気回路をブロック図として示したもので、図中、
１１は第６図で示した表示パネル、１２は素子列駆動回
路、１３は変調グリッド駆動回路、１４は高電圧電源で
ある。表示パネル１１の電極端子ＥＶは、高電圧電源１
４から１０ＫＶ程度の加速電圧を供給される。また、電
子放出素子列の負極側配線端子（［１−、〜Ｄ−１２）
は、グランドレベル（ＯＶ）に接地され、正極側の配線
端子（Ｄ、１〜ｏ、Ｒ）は素子列駆動回路１２と接続さ
れている。またグリッド電極は、端子６１〜ＧＮを通じ
て変調グリッド駆動回路１３と接続されている。

素子列駆動回路１２及び変調グリッド駆動回路１３から
は、第８図の駆動タイムチャートに示すタイミングで信
号電圧が出力される。第８図中（ａ）〜（ｄ）は、素子
列駆動回路１２から素子パネル１１のＤ□＋　Ｄｐｉ、
　ｏ、、及びＤｐＲ端子に印加される信号を示すが、図
から分かる通りＤｅｌ、　Ｄ□＋Ｄｐａ・・・（Ｄ、４
〜Ｄｐ＋ｉ’−＋＋は図中路）　ＤｐＲの順に、順次振
幅Ｖｉ　［Ｖ］の駆動パルスが印加される。これと同期
して変調グリッド駆動回路１３からは、端子ＧＩ〜ＧＮ
に対し第８図（ｅ）に示すタイミングで変調信号（Ｖ、
　（ＯＮ）またはＶ、　（ＯＦＦ）　）が印加される。

各端子に対して、ｖｏ　（ＯＮ）レベルが印加されるか
Ｖ、　（ＯＦＦ）レベルが印加されるかは、表示画像の
パターンにより決まるものである。

本発明を適用する以前には、全面発光させた場合、画面
の中心部と両端部に於て２０％近い輝度むらが観測され
たが、本発明を適用した結果、同一の表示条件のもとで
輝度むらは、従来のｌ／２０以下に低減され、表示画像
の品位を著しく向上させることができた。

以上、本発明を適用した電子線発生装置並びにこれを用
いた画像形成装置について説明したが、本発明の実施形
態は、前記第１図〜第８図のものに限られるわけではな
い。

例えば、低仕事関数材料被覆層の面積を変える場合、ヒ
ーター上に形成する被覆部の形状は、必ずしも前記第２
図のものに限ったものでな（、例えば、第９図に示すよ
うに円形であってもよい。

また、被覆部の面積を、必ず素子毎に変えなければなら
ないわけではなく、例えば、第１０図に示すように、印
加電圧のばらつきの小さな中央部付近は複数の素子にわ
たり同一の面積としても良い。

また、電子放出素子列への給電方法によっては、必らず
しも、中央部の素子の被覆部面積が最大になるとは限ら
ず、例えば、従来技術の項で述べた第１７図のような場
合には第１１図に示すように、給電側から遠い素子程被
覆部の面積が太き（なるよ０うにするのが良い。

１１■ユ 次に第２の実施例を示す。

ここでの本発明が特徴としているのは、第１２図（ａ）
　、　（ｂ）　、　（ｃ）に例示するように、並列接続
された素子列の中で各素子ごとに電子放出部に用いる被
覆材料を適宜変えることにより、各素子から放出される
電子ビームの電流量のばらつきを低減していることであ
る。

同図に於て、（ａ）の素子ではＭｏ／Ｔｈを、（ｂ）の
素子ではＷ／Ｔｈを、（ｃ）の素子ではＴａ／Ｔｈを電
子放出部の被覆材料として用いている。

これらの素子を適宜必要に応じた配置とすることで、マ
ルチ電子源を構成するものである。

例えば、従来例で説明した第１６図の配線法に於て素子
数Ｎが１００である場合には、Ｄ１〜Ｄ２゜及びＤａｌ
”ＤＩ。。の各素子には、被覆材料としてＭｏ／Ｔｈを
用い、０２１”Ｄ４゜及びＤｅｌ”０６゜の各素子には
Ｗ／Ｔｈを、Ｄ４１〜Ｄａ。の各素子にはＴａ／Ｔｈを
用いる。

この場合、従来問題点で説明したようにＤ１〜Ｄ２゜及
びＤａｌ〜Ｄ１゜。の素子群には、Ｄａ＋〜Ｄ８゜の素
子群に比べて高い電圧が印加される為、ヒーター部の温
度が高くなるが、上述のように温度差を予め考慮に入れ
て、被覆材料を選択しであることでほぼ等しい放射電流
が得られるものである。

第１３図は、これを説明する為のグラフで、横軸は電子
放出素子に印加される電圧、縦軸は放出素子から得られ
る放射電流である。また、同図における３種の素子は、
前記第１２図に示したものと対応している。素子（ａ）
には素子（ｂ）あるいは素子（ｃ）よりも高い電圧が印
加されるため（Ｖ、＞　Ｖｂ＞Ｖｃ）　　ヒーター部の
温度が高くなるが、Ｍｏ／Ｔｈは、Ｗ／ＴｈあるいはＴ
ａ／Ｔｈと比べて、同温では熱電子放射電流密度が小さ
く、より高い温度になって初めて、同等の熱電子放射電
流密度となる特性を有している。また、素子（ｂ）には
、素子（ａ）と素子（Ｃ）の中間的な電圧Ｖゎが印加さ
れることに鑑み、Ｗ／ＴｈはＭｏ／ＴｈとＴａ／Ｔｈの
中間的な熱電子放射電流密度をもつ材料となっている。

従って、前述のように１００素子を並列接続した場合、
素子印加電圧の分布に合わせて、（ａ）　、　（ｂ）　
。

（Ｃ）の素子を予め配列することにより、放射電流のば
らつきを大幅に低減することが可能となった。

発明者らの実験によれば、１００素子全ての素子に同一
の被覆材料（例えばＭｏ／Ｔｈ）を用いた場合には、放
射電流に約２５％のばらつきが観られたが、（ａ）　、
　（ｂ）　、　（ｃ）の素子を適宜配列した結果、放射
電流のばらつきを約４％にまで低減することができた。

一方、前記第１７図に示した配線方法を用いた場合には
、給電側から遠い素子に熱電子放射電流密度の大きな材
料を用いれば良い。すなわち、素子数Ｎ　＝　１００の
場合、Ｄ１〜Ｄ３３に前記（ａ）の素子を、０３４〜Ｄ
ａ？に前記（ｂ）の素子を、Ｄａｍ　−Ｄ＋ｏ。

に前記（ｃ）の素子を配列すればよい。

また、本発明で用いつる被覆材料も、前述の様な合金類
に限らず、例えば、ＬａＢ５．　ＢａＢａ、　ＣａＢａ
等のホウ化物、ＴａＣ，ＳｉＣ，ＴｉＣ等の炭化物、あ
るいは、Ｙ２０□、　ＴｈＯ□、　Ｌａｚ０３等の酸化
物という様に熱電子放射電流密度の比較的大きな材料で
あれば、電子放出部に用いることが可能である。

また本発明には、第１４図に示すような実施形態も含ま
れる。すなわち、電子放出部を少な（とも２種以上の材
料で被覆し、各材料で被覆される面積の割合を変えるこ
とにより、各素子から放射される電流を等しくする方法
である。第１４図の例では、Ｍｏ／Ｔｈ　　（図中５で
示す）及びＴａ／Ｔｈ　　（図中６で示す）の被覆部面
積の割合を変えることにより、（ａ）　、　（ｂ）　、
　（ｃ）の素子の特性に違いを持たせている。

本実施形態の特徴は、前記第１２図の方法に比べて、よ
り精密にマルチ素子の放射電流のばらつきを低減させ得
る点にある。ホトリソグラフィーエツチングやマスク蒸
着等の手法を用いれば、異種材料を任意の面積比で被覆
することが容易だからである。例えば、１００素子の放
射電流のばらつきを、この方法では、約１％にまで低減
することに成功した。

次に、本素子を用いて、実施例１と同様に平板型表示装
置を作成し、駆動を行った。

この装置は、薄型で、輝度むらがな（、事務機やコンピ
ュータの端末、あるいは、家庭用テレビジョン受像機等
に極めて好適なものとすることができた。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明では薄膜熱電子源のヒータ
ー上に形成される電子放出部について、各素子に印加さ
れる電圧のばらつきに合わせて、放出部の面積と異なっ
た大きさとするか、異なった材料を用いるか、あるいは
二種以上の材料を用い各材料の被覆する面積を変えるこ
とにより、各素子から放射される電流のばらつきを大幅
に低減することが可能である。

これにより、薄膜熱電子源を画像形成装置に応用する際
に生じていた、画像の濃度むらが大幅に低減され、例え
ば薄形表示装置の実用性能を格段に向上することができ
た。

本発明の適用は、実施例で示したような平板型表示装置
以外に、電子放出素子を多数個並列接続した電子源部を
有する画像形成装置の殆どに適用が可能で、電子ビーム
描画装置や画像記録装置の分野にも極めて有効なもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明第１実施例であるマルチ電子ビーム源
の一部斜視図、第２図は、本発明第１実施例であるマル
チ電子ビーム源の素子の平面図、第３図は、各素子の低
仕事関数材料被覆部面積を示すグラフ、第４図は、本発
明を適用しない場合の蛍光面到達電流を示すグラフ、第
５図は、本発明を適用した場合の蛍光面到達電流を示す
グラフ、第６図は、本発明適用の画像形成装置の一部切
欠き斜視図、第７図は、本発明適用の画像形成装置の駆
動回路ブロック図、第８図は、本発明適用の画像形成装
置の各部の動作タイミングを示すタイムチャート、第９
図は、第１の実施例における他の実施形態を示す素子の
平面図、第１０図、第１１図は、第１の実施例における
他の実施形態を示す低仕事関数材料被覆部面積を示すグ
ラフ、第１２図は、本発明第２実施例である３種の薄膜
熱電子源の平面図、第１３図は、本発明第２実施例であ
る３種の薄膜熱電子源の特性を示すグラフ、第１４図は
、第２の実施例における他の実施形態を示す素子の平面
図、第１５図は、従来の薄膜熱電子源を説明する為の断
面図、第１６図、第１７図は、複数の薄膜熱電子源を並
列に継いだマルチ電子ビーム源の従来の問題点を説明す
る為の図である。 １一基板（ガラス基板） ２．３−フィラメント部 ４、４’、　４”−低仕事関数材料被覆部５−　Ｍｏ／
Ｔｈ被覆部　　６−　Ｔａ／Ｔｈ被覆部７−絶縁層　　
　　　８．２ａ、　２ｂ−導電路９−間隙　　　　　　
１１−表示パネル１２−素子列駆動回路 １３−変調グリッド駆動回路 １４−高電圧電源

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）複数の薄膜熱電子源を、導電路を介して電気的に
   並列に接続したマルチ電子ビーム源であって、前記複数
   の薄膜熱電子源は、ヒーター部の電気抵抗が等しく、か
   つ、電子放出部の面積が異なる少なくとも二種以上のも
   のよりなることを特徴とする電子線発生装置。 （２）前記マルチ電子ビーム源において、並列接続され
   た薄膜熱電子源の列の一端から正電圧を、他の一端から
   負電圧を印加し得るよう給電手段が設けられ、かつ、薄
   膜熱電子源の電子放出部の面積が列の両端に位置する電
   子源よりも、列の中央に位置する電子源の方が大きくな
   っていることを特徴とする請求項１記載の電子線発生装
   置。 （３）前記マルチ電子ビーム源において、並列接続され
   た薄膜熱電子源の列の一端に電子源を駆動する為の正電
   圧と負電圧を給電する手段が設けられ、かつ、薄膜熱電
   子源の電子放出部の面積が前記給電手段が設けられた一
   端に近い電子源よりも、遠い電子源の方が大きくなって
   いることを特徴とする請求項１記載の電子線発生装置。 （４）請求項１〜３いずれかに記載の電子線発生装置と
   、電子ビームを変調する為のビーム変調手段と、電子ビ
   ームの照射を受けて画像を形成する為のターゲットとを
   備えたことを特徴とする画像形成装置。 （５）複数の薄膜熱電子源を、導電路を介して電気的に
   並列に接続したマルチ電子ビーム源であって、前記複数
   の薄膜熱電子源は、ヒーター部の電気抵抗が等しく、か
   つ電子放出部が熱電子放射電流密度の異なる少なくとも
   二種以上の材料よりなることを特徴とする電子線発生装
   置。 （８）前記マルチ電子ビーム源において、並列接続され
   た薄膜熱電子源の列の一端から正電圧を、他の一端から
   負電圧を印加し得るよう給電手段が設けられ、かつ、薄
   膜熱電子源の電子放出部の熱電子放射電流密度が列の両
   端に位置する電子源よりも、列の中央に位置する電子源
   の方が大きくなっていることを特徴とする請求項５記載
   の電子線発生装置。 （７）前記マルチ電子ビーム源において、並列接続され
   た薄膜熱電子源の列の一端に電子源を駆動する為の正電
   圧と負電圧を給電する手段が設けられ、かつ、薄膜熱電
   子源の電子放出部の熱電子放射電流密度が前記給電手段
   が設けられた一端に近い電子源よりも、遠い電子源の方
   が大きくなっていることを特徴とする請求項５記載の電
   子線発生装置。 （８）請求項５〜７いずれかに記載の電子線発生装置と
   、電子ビームを変調する為のビーム変調手段と、電子ビ
   ームの照射を受けて画像を形成する為のターゲットとを
   備えたことを特徴とする画像形成装置。