JPH08250018A - 電子線発生装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 電子放出部と該電子放出部に電圧を印加し電
子を放出させるための一対の素子電極により構成される
複数の冷陰極型の電子放出素子を有する電子源と、電子
放出部に対向配置され電子放出部より放出された電子に
作用する加速電圧を印加する加速電極とを有する電子源
を具備する電子線発生装置において、素子電極の電圧印
加方向と略直交する方向のビーム拡大を防ぐ電子線発生
装置を提案する。 【構成】 電子放出部１２０１と電子放出部に電圧を印
加し電子を放出させるための一対の素子電極１２０２，
１２０３により構成される複数の冷陰極型の電子放出素
子を有する電子源と、電子放出部に対向配置され電子放
出部より放出された電子に作用する加速電圧を印加する
加速電極とを有する電子源を具備し、一対の素子電極の
電圧印加方向と加速電極による印加方向とがなす面にお
いて、電圧印加方向と直交する方向で略凹状の等電位面
１２０５を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表示装置等の画像形成
装置にかかわり、特に表面伝導型電子放出素子を多数個
備える画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子を用いた画像形成装置にお
いては、真空雰囲気を維持する外囲器、電子を放出させ
る為の電子源とその駆動回路、電子の衝突により発光す
る蛍光体等を有する画像形成部材、電子を画像形成部材
に向けて加速するための加速電極とその高圧電源が必要
である。また、薄型画像表示装置などのように偏平な外
囲器を用いる画像形成装置においては、耐大気圧構造体
として支持柱（スペーサ）を用いる場合もある。

【０００３】画像形成装置の電子源に用いられる電子放
出素子としては、従来からＣＲＴ等で用いられてきた熱
陰極の他に冷陰極が知られている。冷陰極には電界放出
型（以下「ＦＥ」型と略す）、金属／絶縁層／金属型
（以下「ＭＩＭ」型と略す）や表面伝導型電子放出素子
等がある。ＦＥ型の例としては、W. P. Dyke & W. W. D
olan, "Field Emission", Advance in Electron Physic
s, 8, 89 (1956)あるいはC. A. Spindt, "Physical Pro
perties of Thin-Film Field Emission Cathodes with
Molybdenium Cones", J. Appl. Phys., 47, 5248 (197
6)等が知られている。

【０００４】ＭＩＭ型の例としては、C. A. Mead, "Ope
ration of tunnel-emission devices, J. Appl. Phys.,
32, 646 (1961)等が知られている。表面伝導型電子放
出素子の例としては、M. I. Elinson, Radio Eng. Elec
tronPhys., 10, 1290, (1965)等がある。表面伝導型電
子放出素子は、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
を利用するものである。この表面伝導型電子放出素子と
しては、前記エリンソン等によるＳｎ０2薄膜を用いた
もの、Ａｕ薄膜によるもの［G. Dittmer: "Thin Solid
Films", 9, 317 (1972)］、Ｉｎ2Ｏ3／ＳｎＯ2 薄膜に
よるもの［M. Hartwell and C. G. Fonstad: "IEEETran
s. ED Conf.", 519 (1975)］、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（１９
８３）］等が報告されている。

【０００５】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な素子構成として前述のＭ．ハートウェルの素子構成を
図１に示す。同図において３００１は絶縁性基板であ
る。３００２は電子放出部形成用薄膜で、Ｈ型形状のパ
ターンに、スパッタで形成された金属酸化物薄膜等から
なり、後述のフォーミングと呼ばれる通電処理により電
子放出部３００３が形成される。

【０００６】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に電子放出部形成用薄膜３
００２を予めフォーミングと呼ばれる通電処理によって
電子放出部３００３を形成するのが一般的であった。即
ち、フォーミングとは電子放出部形成用薄膜３００２の
両端に電圧を印加通電し、電子放出部形成用薄膜を局所
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３００３を形成することである。
なお、電子放出部３００３は、電子放出部形成用薄膜３
００２の一部に発生した亀裂により形成され、その亀裂
付近から電子放出が行われる。以下、フォーミングによ
り形成した電子放出部３００３を含む電子放出部形成用
薄膜３００２を、「電子放出部を含む薄膜」３００４と
呼ぶ。前記フォーミング処理をした表面伝導型電子放出
素子は、電子放出部を含む薄膜３００４に電圧を印加
し、素子に電流を流すことにより、電子放出部３００３
より電子を放出せしめるものである。

【０００７】多数の表面伝導型電子放出素子を配列形成
した例としては、並列に表面伝導型電子放出素子を多数
配列し、個々の素子の両端を配線にてそれぞれ結線した
行を多数行配列した電子源があげられる（例えば、本出
願人の特開平１−３１３３２号公報）。表面伝導型電子
放出素子を複数個配置してなる電子源と、上記電子源よ
り放出された電子によって可視光線を発光せしめる画像
形成部材としての蛍光体とを組み合わせることにより、
種々の画像形成装置、主として表示装置が構成されるが
（例えば、本出願人による米国特許第５，０６６，８８
３号）、大画面の装置でも比較的容易に製造でき、かつ
表示品位に優れた自発光型表示装置であるため、ＣＲＴ
に替わる画像形成装置として期待されている。

【０００８】例えば、本出願人が先に提案した特開平２
−２５７５５１号公報等に記載された様な画像形成装置
において、多数形成された表面伝導型電子放出素子から
任意の素子を選択することは、上記表面伝導型電子放出
素子を並列に配置し結線した配線（行方向配線）、及び
上記行方向配線と直交する方向に（列方向）、電子源と
蛍光体間の空間に、設置され制御電極に結線した配線
（列方向配線）への適当な駆動信号によるものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】より高精細な画像の得
られる画像形成装置を実現するには、より高密度に電子
放出素子を配置した電子源と、各電子放出素子から放出
される電子ビームを収束させてより小さい径の発光スポ
ットを得る機構が必要となる。特開平２−２５７５５１
号公報等に記載されたような、素子選択用の制御電極を
電子源と蛍光体間の空間に設けた装置の場合、より高精
細な画像形成装置になると、上記制御電極と各電子放出
素子との位置合せがより高い精度を要求される等、製作
上の負荷が多かった。

【００１０】本出願人は、表面伝導型電子放出素子を用
いた画像形成装置をより簡単な構成でより信頼性を高め
て実現する方法として、複数本の行方向配線と複数本の
列方向配線とによって、表面伝導型電子放出素子の対向
する１対の素子電極をそれぞれ結線する事で、行列状
に、表面伝導型電子放出素子を配列した単純マトリクス
型の電子源を構成し、行方向と列方向に適当な駆動信号
を与える事で、多数の表面伝導型電子放出素子を選択
し、電子放出量を制御し得る系を考えている。

【００１１】上記単純マトリクス型の電子源において
も、より高精細な画像形成装置を実現するためには、電
子ビームを収束させ、より小さい径の発光スポットを得
る機構が必須となる。本発明は上記問題点に鑑み、電子
放出部と該電子放出部に電圧を印加し電子を放出させる
ための一対の素子電極により構成される複数の冷陰極型
の電子放出素子を有する電子源と、該電子放出部に対向
配置され該電子放出部より放出された電子に作用する加
速電圧を印加する加速電極とを有する電子源を具備する
電子線発生装置において、素子電極の電圧印加方向と略
直交する方向のビーム拡大を防ぎ、簡易な構成でかつ容
易に素子の選択及び電子放出量を制御し得る電子線発生
装置を提案することを目的とする。

【００１２】本発明の他の目的は、上記電子線発生装置
を利用した高精細で高品位な画像を形成できる画像形成
装置の提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究し
た結果、配線電極の電子源からの高さを高くする事によ
り電子源近傍にＹ方向の断面において凹状の等電位電界
を形成することによりビームスポットのＹ方向の広がり
は制御できる事を見いだした。そこで、電子放出部と該
電子放出部に電圧を印加し電子を放出させるための一対
の素子電極により構成される複数の冷陰極型の電子放出
素子を有する電子源と、該電子放出部に対向配置され該
電子放出部より放出された電子に作用する加速電圧を印
加する加速電極とを有する電子源を具備する電子線発生
装置は、前記一対の素子電極の電圧印加方向と前記加速
電極による印加方向とがなす面において、前記電圧印加
方向と直交する方向で略凹状の等電位面を形成する形成
手段を有することを特徴とする。

【００１４】本発明の好適な一態様に拠れば、前記形成
手段は、前記素子電極の電圧印加方向と略平行な方向に
配置した配線電極を有する。前記配線電極は電圧印加方
向と直交する方向で略凹状の等電位面を形成するととも
に、前記素子電極への電源ラインも兼ねる。本発明の好
適な一態様に拠れば、前記配線電極は、前記加速電極に
よる加速電圧の印加方向に伸びた高さを有することを特
徴とする。このような配線電極は電圧印加方向と直交す
る方向で略凹状の等電位面を形成する。

【００１５】本発明の好適な一態様に拠れば、該電子源
は、該素子電極に電流を供給する複数の行方向配線と複
数の列方向配線とが絶縁層を介して配置されており、該
一対の素子電極は該行方向配線及び該列方向配線とに結
線することで、絶縁性基板上に該複数の電子放出素子を
行列状に配置したことを特徴とする。本発明の好適な一
態様に拠れば、該電子放出素子から素子電極の電圧印加
方向と略平行な方向に配置された配線電極上端までの高
さが約１μｍ以上であることが好ましい。

【００１６】本発明の好適な一態様に拠れば、該素子電
極への印加電圧Ｖfが−５０Ｖ〜５０Ｖ、加速電極への
印加電圧Ｖaが１ｋＶ〜３０ｋＶ、該電子源から電子照
射部までの距離ｔが１ｍｍ〜１０ｍｍにあるとき該素子
電極の電圧印加方向とほぼ平行に配置する該配線電極に
ついて、該電子放出部と配線電極の距離をｌ、該電子放
出素子から該配線電極上端までの高さをｈとし、Ａ＝
｛（｜Ｖf｜／Ｖa）×ｔ×（ｌ／ｈ）｝^1/2としたと
き、前記Ａが１×１０^-4〜５×１０^-1（ｍ）の範囲にあ
ることを特徴とする電子線発生装 本発明の好適な一態
様に拠れば、該電子放出素子は対向する一対の素子電極
と該素子電極間に形成した電子放出素子を含む薄膜とで
構成される表面伝導型電子放出素子である。冷陰極素子
の中でもとりわけ好ましいのは、表面伝導型電子放出素
子（表面伝導型電子放出素子）である。表面伝導型電子
放出素子は構造が単純で製造が簡単であり、大面積のも
のも容易に作製できる。近年、特に大画面で安価な表示
装置が求められる状況においては、とりわけ好適な冷陰
極素子であるといえる。

【００１７】本発明の好適な一態様に拠れば、該複数の
冷陰極型電子放出素子が表面伝導型電子放出素子である
ことを特徴とする。本発明の好適な一態様に拠れば、該
加速電圧により加速された電子線の衝突により画像が形
成される画像形成部材を設けた画像形成装置が提供され
る。

【００１８】

【実施例】本発明に係わる実施例の画像形成装置は基本
的には、薄型の真空容器内に、基板上に多数の冷陰極素
子を配列してなるマルチ電子源と、電子の照射により画
像を形成する画像形成部材とを対向して備えている。冷
陰極素子は、例えばフォトリソグラフィー・エッチング
の様な製造技術を用いれば基板上に精密に位置決めして
形成できるため、微小な間隔で多数個を配列することが
可能である。しかも、従来からＣＲＴ等で用いられてき
た熱陰極と比較すると、陰極自身や周辺部が比較的低温
な状態で駆動できるため、より微小な配列ピッチのマル
チ電子源を容易に実現できる。本発明は、上述した冷陰
極素子をマルチ電子源として用いた画像形成装置に係わ
るものである。

【００１９】また、冷陰極素子の中でもとりわけ好まし
いのは、表面伝導型電子放出素子（表面伝導型電子放出
素子）である。すなわち、冷陰極素子のうち、ＭＩＭ型
素子は絶縁層や上部電極の厚さを比較的精密に制御する
必要があり、またＦＥ型素子は針状の電子放出部の先端
形状を精密に制御する必要がある。そのため、これらの
素子は比較的製造コストが高くなったり、製造プロセス
上の制限から大面積のものを作製するのが困難となる場
合があった。

【００２０】これに対して、表面伝導型電子放出素子は
構造が単純で製造が簡単であり、大面積のものも容易に
作製できる。近年、特に大画面で安価な表示装置が求め
られる状況においては、とりわけ好適な冷陰極素子であ
るといえる。また、本出願人は、表面伝導型電子放出素
子の中では、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜
から形成したものが特性上、或は大面積化する上で好ま
しいことを見出している。

【００２１】そこで、以下に述べる本発明の実施例で
は、微粒子膜を用いて形成した表面伝導型電子放出素子
をマルチ電子源として用いた画像表示装置を、本発明の
画像形成装置の好ましい例として説明する。次に、本発
明の実施例について図面を参照しながら説明する。 〈第１実施例〉図２は、本発明の画像形成装置の一部を
破断した斜視図であり、図３は、図２に示した画像形成
装置の要部断面図（Ａ−Ａ’断面の一部）である。

【００２２】図２及び図３において、リアプレート２に
は、複数の表面伝導型電子放出素子（以下電子放出素子
と略す）１５がマトリクス状に配置された電子源１が固
定されている。電子源１には、硝子基板６の内面に蛍光
膜７と加速電極であるメタルバック８が形成された、画
像形成部材としてのフェースプレート３が、絶縁性材料
からなる支持枠４を介して対向配置されており、電子源
１とメタルバック８の間には不図示の電源により高電圧
が印加される。これらリアプレート２、支持枠４及びフ
ェースプレート３は互いにフリットガラス等で封着さ
れ、リアプレート２と支持枠４とフェースプレート３と
で外囲器１０を構成する。

【００２３】なお、外囲器１０の内部は１０^-6Torr程度
の真空に保持されるので、大気圧や不意の衝撃などによ
る外囲器１０の破壊を防止する目的で、耐大気圧構造体
として、外囲器１０の内部にスペーサ等の保持部材を設
けても良い。以下に、上述した各構成要素について詳細
に説明する。電子源１ 図４は、図２に示した画像形成装置の電子源１の要部平
面図であり、図５は図４に示した電子源１のＢ−Ｂ’線
断面図である。

【００２４】図４及び図５に示すように、ガラス基板等
からなる絶縁性基板１１には、ｍ本のＸ方向配線１２と
ｎ本のＹ方向配線１３とが、層間絶縁層１４で電気的に
分離されてマトリクス状に配線されている。各Ｘ方向配
線１２と各Ｙ方向配線１３との間には、それぞれ電子放
出素子１５が電気的に接続されている。各電子放出素子
１５は、それぞれＸ方向に間をおいて配置された１対の
素子電極１６，１７と各素子電極１６，１７を連絡する
電子放出部形成用薄膜１８とで構成され、１対の素子電
極１６，１７のうち一方の素子電極１６がＸ方向配線１
２に電気的に接続され、他方の素子電極１７が、層間絶
縁層１４に形成されたコンタクトホール１４ａを介して
Ｙ方向配線１３に電気的に接続される。Ｘ方向配線１２
とＹ方向配線１３は、それぞれ図２に示した外部端子Ｄ
ｏｘ1〜ＤｏｘmとＤｏｙ1〜Ｄｏｙnとして外囲器１０の
外部に引き出されている。

【００２５】絶縁性基板１１としては、石英ガラス、Ｎ
ａ等の不純物含有量を減少したガラス、ソーダライムガ
ラス、ソーダライムガラスにスパッタ法等により形成し
たＳｉＯ２を積層したガラス基板等のガラス部材及びア
ルミナ等のセラミックス部材等が挙げられる。絶縁性基
板１１の大きさ及び厚みは、絶縁性基板１１に設置され
る電子放出素子の個数及び個々の電子放出素子の設計上
の形状や、電子源１自体が外囲器１０の一部を構成する
場合の真空に保持する為の条件等に依存して適宜設定さ
れる。

【００２６】Ｘ方向配線１２及びＹ方向配線１３は、そ
れぞれ絶縁性基板１１上に真空蒸着法、印刷法、スパッ
タ法、メッキ法等により所望のパターンに形成された導
電性金属等からなり、多数の電子放出素子１５にできる
だけ均等な電圧が供給されるように材料、膜厚、配線巾
が設定される。層間絶縁層１４は、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等で形成されたＳｉＯ２等であり、Ｙ方
向配線１３を形成した絶縁性基板１１の全面或は一部に
所望の形状で形成され、特にＸ方向配線１２とＹ方向配
線１３の交差部の電位差に耐え得るように、膜厚、材
料、製法が適宜設定される。

【００２７】電子放出素子１５の素子電極１６，１７
は、それぞれ導電性金属等からなるものであり、真空蒸
着法、印刷法、スパッタ法、メッキ法等により所望のパ
ターンに形成される。Ｘ方向配線１２とＹ方向配線１３
と素子電極１６，１７の導電性金属は、その構成元素の
一部あるいは全部が同一であっても、またそれぞれ異な
ってもよく、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔ
ｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等の金属、或は合金、及びＰｄ，
Ａｇ，Ａｕ，ＲｕＯ２，Ｐｄ−Ａｇ等の金属や金属酸化
物とガラスなどから構成される印刷導体、或はＩｎ２Ｏ
３−ＳｎＯ２等の透明導体及びポリシリコン等の半導体
材料等より適宜選択される。

【００２８】電子放出部形成よう薄膜１８を構成する材
料の具体例としては、Ｐｄ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，
Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｄ
等の金属、ＰｄＯ，ＳｎＯ２，Ｉｎ２Ｏ３，ＰｂＯ，Ｓ
ｂ２Ｏ３等の酸化物、ＨｆＢ２，ＺｒＢ２，ＬａＢ６，
ＣｅＢ６，ＹＢ４，ＧｄＢ４等の硼化物、ＴｉＣ，Ｚｒ
Ｃ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ等の炭化物、Ｔｉ
Ｎ，ＺｒＮ，ＨｆＮ等の窒化物、Ｓｉ，Ｇｅ等の半導
体、カーボン、ＡｇＭｇ，ＮｉＣｕ，Ｐｂ，Ｓｎ等であ
り、微粒子膜からなる。

【００２９】また、Ｘ方向配線１２には、Ｘ方向に配列
する電子放出素子１５の行を任意に走査するための走査
信号を印加するための不図示の走査信号発生手段と電気
的に接続されている。一方、Ｙ方向配線１３には、Ｙ方
向に配列する電子放出素子１５の各列を任意に変調する
ための変調信号を印加するための不図示の変調信号発生
手段と電気的に接続されている。ここにおいて、各電子
放出素子１５に印加される駆動電圧は、当該電子放出素
子に印加される走査信号と変調信号の差電圧として供給
されるものである。

【００３０】ここで、電子源１の製造方法の位置れにつ
いて図６により工程順に従って具体的に説明する。尚、
以下の工程ａ〜ｈは、図６の（ａ）〜（ｈ）に対応す
る。工程ａ ： 清浄化したソーダライムガラス上に厚さ０．
５μｍのシリコン酸化膜をスパッタ法で形成した絶縁性
基板１１上に、真空蒸着により厚さ５０オングストロー
ムのＣｒ、厚さ５０００オングストロームのＡｕを順次
積層した後、ホトレジスト（ＡＺ１３７０、ヘキスト社
製）をスピンナーにより回転塗布、ベークした後、ホト
マスク像を露光、現像して、Ｙ方向配線１３のレジスト
パターンを形成し、Ａｕ／Ｃｒ堆積膜をウェットエッチ
ングして、所望の形状のＹ方向配線１３を形成した。

【００３１】工程ｂ： 次に、厚さ１．０μｍのシリコ
ン酸化膜からなる層間絶縁層１４をＲＦスパッタ法によ
り堆積した。工程ｃ ： 工程ｂで堆積したシリコン酸化膜にコンタク
トホール１４ａを形成するためのホトレジスタおパター
ンを作り、これをマスクとして層間絶縁層１４をエッチ
ングしてコンタクトホール１４ａを形成した。エッチン
グはＣＦ４とＨ２ガスを用いたＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖ
ｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法によった。

【００３２】工程ｄ： その後、素子電極と素子電極間
ギャップとなるべきパターンをホトレジスト（ＲＤ−２
０００Ｎ−４１ 日立化成社製）で形成し、真空蒸着法
により、厚さ５０オングストロームのＴｉ、厚さ１００
０オングストロームのＮｉを順次堆積した。ホトレジス
トパターンを有機溶剤で溶解し、Ｎｉ／Ｔｉ堆積膜をリ
フトオフし、素子電極間Ｌ₁（図４参照）が３μｍ、素
子電極幅Ｗ₁（図４参照）が３００μｍである素子電極
１６，１７を形成した。

【００３３】工程ｅ： 素子電極１６，１７の上にＸ方
向配線１２をスクリーン印刷法を用いてＡｇペーストを
塗布し、焼成することによりＡｇ電極を２０μｍの厚さ
に形成した。工程ｆ ： 図７に示すような、素子環電極間隔Ｌ₁だけ
間をおいて位置する１対の素子電極１６，１７を跨ぐよ
うな開口２０ａを有するマスクを用い、膜厚１０００オ
ングストロームのＣｒ膜２１を真空蒸着により堆積・パ
ターニングし、その上に有機Ｐｄ溶液（ｃｃｐ４２３０
奥野製薬（株）社製）をスピンナーにより回転塗布、３
００℃で１０分間の加熱焼成処理をした。

【００３４】このようにして形成されたＰｄを主元素と
する微粒子から成る薄膜１８の膜厚は約１００オングス
トローム、シート抵抗値は５×１０の４乗［Ω／□］で
あった。なお、ここで述べる微粒子膜とは、複数の微粒
子が集合した膜であり、その微細構造として、微粒子が
個々に分散配置した状態のみならず、微粒子が互いに隣
接、あるいは、重なり合った状態（島状も含む）の膜を
さし、その粒径とは、前記状態で粒子形状が認識可能な
微粒子についての径をいう。

【００３５】なお、有機金属溶剤（本例では有機Ｐｄ溶
剤）とは、前記Ｐｄ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，
Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ等の金
属を主元素とする有機化合物の溶液である。また、本例
では、電子放出部形成用薄膜１８の製法として、有機金
属溶剤の塗布法を用いたが、これに限るものでなく、真
空蒸着法、スパッタ法、化学的気相堆積法、分散塗布
法、ディッピング法、スピンナー法等によって形成され
る場合もある。

【００３６】工程ｇ： 酸エッチャントによりＣｒ膜２
１を除去して、所望のパターンを有する電子放出部形成
よう薄膜１８を形成した。工程ｈ ： コンタクトホール１４ａ部分以外にレジスト
を塗布するようなパターンを形成し、真空蒸着により厚
さ５０オングストロームのＴｉ、厚さ５０００ＡのＡｕ
を順次堆積した。リフトオフにより不要の部分を除去す
ることにより、コンタクトホール１４ａを埋め込んだ。

【００３７】以上の工程を経て、Ｘ方向配線１２、Ｙ方
向配線１３及び電子放出素子１５が絶縁性基板１１上に
２次元状にかつ等間隔に形成配置された。フォーミング処理 ここで、フォーミング処理について説明する。図９，図
１０はフォーミング処理を説明する図であり、１１０
２，１１０３は素子電極、１１０４は電子放出部形成用
薄膜、１１０５は電子放出部、１１１０はフォーミング
電源、１１１１は電流計である。図９に示すように、フ
ォーミング用電源１１１０から素子電極１１０２と１１
０３の間に適宜の電圧を印加し、通電フォーミング処理
を行って、電子放出部１１０５を形成する。

【００３８】通電フォーミング処理とは、微粒子膜で作
られた電子放出部形成用膜１１０４に通電を行って、そ
の一部を適宜に破壊、変形、もしくは変質せしめ、電子
放出を行うのに好適な構造に変化させる処理のことであ
る。微粒子膜で作られた導電性薄膜のうち電子放出を行
うのに好適な構造に変化した部分（すなわち電子放出部
１１０５）においては、薄膜に適当な亀裂が形成されて
いる。なお、電子放出部１１０５が形成される前と比較
すると、形成された後は素子電極１１０２と１１０３の
間で計測される電気抵抗は大幅に増加する。

【００３９】通電方法をより詳しく説明するために、図
１０に、フォーミング用電源１１１０から印加する適宜
の電圧波形の一例を示す。微粒子膜で作られた導電性薄
膜をフォーミングする場合には、パルス状の電圧が好ま
しく、本実施例の場合には同図に示したようにパルス幅
Ｔ1の三角波パルスをパルス間隔Ｔ2で連続的に印加し
た。その際には、三角波パルスの波高値Ｖｐｆを、順次
昇圧した。また、電子放出部１１０５の形成状況をモニ
ターするためのモニターパルスＰｍを適宜の間隔で三角
波パルスの間に挿入し、その際に流れる電流を電流計１
１１１で計測した。

【００４０】実施例においては、たとえば１０^-5Torr程
度の真空雰囲気下において、たとえばパルス幅Ｔ1を１
［ミリ秒］、パルス間隔Ｔ2を１０［ミリ秒］とし、波
高値Ｖpfを１パルスごとに０．１［Ｖ］ずつ昇圧した。
そして、三角波を５パルス印加するたびに１回の割り
で、モニターパルスＰｍを挿入した。フォーミング処理
に悪影響を及ぼすことがないように、モニターパルスの
電圧Ｖpmは０．１［Ｖ］に設定した。そして、素子電極
１１０２と１１０３の間の電気抵抗が１×１０⁶［オー
ム］になった段階、すなわちモニターパルス印加時に電
流計１１１１で計測される電流が１×１０のマイナス７
乗［Ａ］以下になった段階で、フォーミング処理にかか
わる通電を終了した。

【００４１】なお、上記の方法は、本実施例の表面伝導
型放出素子に関する好ましい方法であり、たとえば微粒
子膜の材料や薄膜、あるいは素子電極間隔Ｌなど表面伝
導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて
通電の条件を適宜変更するのが望ましい。次に、通電活
性化処理について説明する。図１１〜図１３は通電活性
化処理を説明する図であり、１１１２は活性化用電源、
１１１３は堆積物、１１１４はアノード電極、１１１５
は直流高電圧電源、１１１６は電流計である。

【００４２】図１１に示すように、活性化用電源１１１
２から素子電極１１０２と１１０３の間に適宜の電圧を
印加し、通電活性化処理を行って、電子放出特性の改善
を行う。通電活性化処理とは、前記通電フォーミング処
理により形成された電子放出部１１０５に適宜の条件で
通電を行って、その近傍に炭素もしくは炭素化合物を堆
積せしめる処理のことである。（図においては、炭素も
しくは炭素化合物よりなる堆積物を部材１１１３として
模式的に示した。）なお、通電活性化処理を行うことに
より、行う前と比較して、同じ印加電圧における放出電
流を典型的には１００倍以上に増加させることができ
る。

【００４３】具体的には、１０^-4〜１０^-5［ｔｏｒｒ］
の範囲内の真空雰囲気中で、電圧パルスを定期的に印加
することにより、真空雰囲気中に存在する有機化合物を
起源とする炭素もしくは炭素化合物を堆積させる。堆積
物１１１３は、単結晶グラファイト、多結晶グラファイ
ト、非晶質カーボン、のいずれかか、もしくはその混合
物であり、膜厚は５００［オングストローム］以下、よ
り好ましくは３００［オングストローム］以下である。

【００４４】通電方法をより詳しく説明するために、図
１２に、活性化用電源１１１２から印加する適宜の電圧
波形の一例を示す。本実施例においては、一定電圧の矩
形波を定期的に印加して通電活性化処理を行なったが、
具体的には、矩形波の電圧Ｖacは１４［Ｖ］、パルス幅
Ｔ3は１［ミリ秒］、パルス間隔Ｔ4は１０［ミリ秒］と
した。なお、上述の通電条件は、本実施例の表面伝導型
放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝導型放出
素子の設計を変更した場合には、それに応じて条件を適
宜変更するのが望ましい。

【００４５】図１１に示す１１１４は該表面伝導型放出
素子から放出される放出電流Ｉeを補足するためのアノ
ード電極で、直流高電圧電源１１１５及び電流計１１１
６が接続されている。（なお、基板１１０１を、表示パ
ネルの中に組み込んでから活性化処理を行う場合には、
表示パネルの蛍光面をアノード電極１１１４として用い
る。） 活性化用電源１１１２から電圧を印加する間、電流計１
１１２の動作を制御する。電流計１１１６で計測された
放出電流Ｉeの一例を図１３に示すが、活性化電源１１
１２からパルス電圧を印加しはじめると、時間の経過と
ともに放出電流Ｉeは増加するが、やがて飽和してほと
んど増加しなくなる。このように、放出電流Ｉeがほぼ
飽和した時点で活性化用電源１１１２からの電圧印加を
停止し、通電活性化処理を終了する。

【００４６】なお、上述の通電条件は、本実施例の表面
伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝導
型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて条
件を適宜変更するのが望ましい。上述のような構成と製
造方法によって作製された本発明の電子放出素子の特性
評価について、図１４に示した評価装置の概略構成図を
用いて説明する。図１４は、１個の電子放出素子を形成
した電子源に対応するものであり、１１は絶縁性基板、
１５は絶縁性基板１１上に形成された１個の電子放出素
子全体、１６及び１７は素子電極、１８は電子放出部を
含む薄膜、２３は電子放出部を示す。また、３１は素子
電極１６，１７間に素子電圧Ｖfを印加するための電
源、３０は素子電極１６，１７間の電子放出部を含む薄
膜１８を流れる素子電流Ｉfを測定するための電流計、
３４は電子放出部２３より放出される放出電流Ｉeを捕
捉するためのアノード電極、３３はアノード電極３４に
電圧Ｖaを印加するための高圧電源、３２は電子放出部
２３より放出される放出電流Ｉeを測定するための電流
計である。電子放出素子の上記素子電流Ｉf、放出電流
Ｉeの測定にあたっては、素子電極１６，１７に電源３
１と電流計３０とを接続し、電子放出素子１５の上方に
電源３３と電流計３２とを接続したアノード電極３４を
配置している。また、電子放出素子１５及びアノード電
極３４は真空装置内に設置され、その真空装置には不図
示の排気ポンプ及び真空計等の真空装置に必要な機器が
具備されており、所望の真空下で本素子の測定評価を行
えるようになっている。

【００４７】なお、アノード電極の電圧Ｖaは１ｋＶ〜
１０ｋＶ、アノード電極と電子放出素子との距離Ｈは３
mm〜８mmの範囲で測定した。以下に、本発明者等の見出
した本発明の原理となる特性上の特徴を説明する。図１
４に示した測定評価装置により測定された放出電流Ｉe
および素子電流居ｆと素子電圧Ｖfの関係の典型的な例
を図１５に示す。なお、図１５は著しくＩf，Ｉeの大き
さが異なるため任意単位で示した。図１５からも明らか
なように、本発明に係わる電子放出素子は放出電流Ｉe
に対する三つの特性を有する。

【００４８】まず第一に、本電子放出素子はある電圧
（閾値電圧と呼ぶ、図１５のＶth）以上の素子電圧Ｖf
を印加すると急激に放出電流Ｉeが増加し、一方閾値電
圧Ｖth以下では放出電流Ｉeがほとんど検出されない。
すなわち、放出電流Ｉeに対する明確な閾値電圧Ｖthを
もった非線形素子である。また、素子電流Ｉfは素子電
圧Ｖfに対して単調増加する（ＭＩ特性と呼ぶ）特性を
示す。

【００４９】第二に、放出電流Ｉeが素子電圧Ｖfに依存
するため、放出電流Ｉeは素子電圧Ｖfで制御できる。第
三に、前記アノード電極３４に捕捉される放出電荷は、
素子電圧Ｖfを印加する時間に依存する。すなわち、前
記アノード電極３４に捕捉される電荷量は、素子電圧Ｖ
fを印加する時間により制御できる。

【００５０】蛍光膜７ 蛍光膜７は、モノクロームの場合は蛍光体のみから成る
が、カラーの場合は、図１６，図１７に示されるよう
に、蛍光体の配列によりブラックストライプ（図１６）
あるいはブラックマトリクス（図１７）などと呼ばれる
黒色導電材７ｂと蛍光体７ａとで構成される。ブラック
ストライプ、ブラックマトリクスが設けられる目的は、
カラー表示の場合必要となる三原色蛍光体の各蛍光体７
ａ間の塗り分け部を黒くすることで混色を目立たなくす
ることと、蛍光膜７における外光反射によるコントラス
トの低下を抑制することである。黒色導電材７ｂの材料
としては、通常良く用いられている黒鉛を主成分とする
材料だけでなく、導電性があり、光の透過及び反射が少
ない材料であれば適用できる。また、ガラス基板６に蛍
光体７ａを塗布する方法はモノクローム、カラーによら
ず、沈殿法や印刷方が用いられる。

【００５１】メタルバック８ メタルバック８の目的は、蛍光体７ａからの発光のうち
内面側への光をフェースプレート３側へ鏡面反射するこ
とにより輝度を向上すること、電子ビーム加速電圧を印
加するための加速電極として作用すること、外囲器１０
内で発生した負イオンの衝突によるダメージからの蛍光
体７ａの保護等である。メタルバック８は、蛍光膜７を
作成後、蛍光膜７の内側表面の平滑化処理（通常フィル
ミングと呼ばれる）を行い、その後Ａｌを真空蒸着等で
堆積することで作製できる。フェースプレート３には、
さらに蛍光膜７の導電性と高めるため、蛍光膜７とガラ
ス基板６との間にＩＴＯ等の透明電極（不図示）を設け
てもよい。

【００５２】外囲器１０ 外囲器１０は、不図示の排気管を通じ、１０^-6Torr程度
の真空度にされた後に封止される。そのため、外囲器１
０を構成するリアプレート２、フェースプレート３、支
柱枠４は、外囲器１０に加わる大気圧に絶えて真空雰囲
気を維持でき、かつ、電子源１とメタルバック８間に印
加される高電圧に絶えるだけの絶縁性を有するものを用
いることが好ましい。その材料としては、例えば石英ガ
ラス、Ｎａ等の不純物含有量を減少したガラス、ソーダ
ライムガラス、アルミナ等のセラミック部材等が挙げら
れる。ただし、フェースプレート３については可視光に
対して一定以上の透過率を有するものを用いる必要があ
る。また、各々の部材の熱膨張率が互いに近いものを組
み合わせることが好ましい。

【００５３】また、カラー画像形成装置において、外囲
器１０を構成する場合、各色の蛍光体７ａは各電子放出
素子１５に対応して配置する必要があるので、蛍光体７
ａを有するフェースプレート３と電子源１の固定された
リアプレート２との位置合せを精度よく行わなければな
らない。また、外囲器１０の封止後の真空度を維持する
ために、ゲッター処理を行う場合もある。これは、外囲
器１０の封止を行う直前あるいは封止後に、抵抗加熱或
は高周波加熱等により、外囲器１０内の所定の位置（不
図示）に配置されたゲッターを加熱し、蒸着膜を形成す
る処理である。ゲッターは通常Ｂａ等が主成分であり、
上記蒸着膜の吸着作用により、たとえば１０^-5〜１０^-7
Torrの真空度を維持するものである。

【００５４】駆動方法 以上説明した画像形成装置の駆動方法について、図１８
乃至図２１を用いて説明する。図１８は、ＮＴＳＣ方式
のテレビ信号に基づいてテレビジョン表示を行うための
駆動回路の概略構成をブロック図で示したものである。
図中、表示パネル１７０１は前述したように製造され、
動作する装置である。また、走査回路１７０２は表示ラ
インを走査し、制御回路１７０３は走査回路へ入力する
信号等を生成する。シフトレジスタ１７０４は１ライン
毎のデータをシフトし、ラインメモリ１７０５は、シフ
トレジスタ１７０４からの１ライン分のデータを変調信
号発生器１７０７に入力する。同期信号分離回路１７０
６はＮＴＳＣ信号から同期信号を分離する。

【００５５】以下、図１８の装置各部の機能を詳しく説
明する。まず表示パネル１７０１は、端子Ｄｏｘ1〜Ｄ
ｏｘm及び端子Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙn、及び高圧端子Ｈvを介
して外部の電気回路と接続されている。この内、端子Ｄ
ｏｘ1〜Ｄｏｘmには、表示パネル１７０１内に設けられ
ている電子源、すなわちｍ行ｎ列の行列上にマトリクス
配線された電子放出素子群１５を一行（ｎ素子）ずつ順
次駆動してゆくための走査信号が印加される。

【００５６】一方、端子Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnには、前記走
査信号により選択された一行の電子放出素子１５の各素
子の出力電子ビームを制御するための変調信号が印加さ
れる。また、高圧端子Ｈvには、直流電圧源Ｖaより、例
えば５（ｋＶ）の直流電圧が供給されるが、これは電子
放出素子１５より出力される電子ビームに蛍光体を励起
するのに十分なエネルギーを付与するための加速電圧で
ある。

【００５７】次に、走査回路１７０２について説明す
る。同回路は、内部にｍ個のスイッチング素子（図中、
Ｓ1〜Ｓmで模式的に示されている）を備えるもので、各
スイッチング素子は、直流電圧源Ｖｘの出力電圧もしく
は０（Ｖ）（グランドレベル）のいずれか一方を選択
し、表示パネル１７０１の端子Ｄｏｘ1〜Ｄｏｘmと電気
的に接続するものである。Ｓ1〜Ｓmの各スイッチング素
子は、制御回路１７０３が出力する制御信号ＴSCANに基
づいて動作するものだが、実際には例えばＦＥＴの様な
スイッチング素子を組み合わせることにより容易に構成
することが可能である。

【００５８】なお、前記直流電圧源Ｖｘは、本実施例の
場合には図１５に例示した電子放出素子１５の特性（こ
の場合電子放出閾値電圧Ｖthが８（Ｖ）に基づき、走査
されていない素子に印加される駆動電圧が電子放出閾値
Ｖth電圧以下となるよう、７（Ｖ）の一定電圧を出力す
るよう設定されている。また、制御回路１７０３は、外
部より入力する画像信号に基づいて適切な表示が行われ
るように各部の動作を整合させる働きを持つものであ
る。次に説明する同期信号分離回路１７０６より送られ
る同期信号ＴSYNCに基づいて、各部に対してＴSCAN及び
ＴSFT及びＴMRYの各制御信号を発生する。

【００５９】同期信号分離回路１７０６は、外部から入
力されるＮＴＳＣ方式のテレビ信号から、同期信号成分
（フィルタ）回路を用いれば容易に構成できるものであ
る。同期信号分離回路１７０６により分離された同期信
号は、よく知られるように垂直同期信号と水平同期信号
よりなるが、ここでは説明の便宜上、ＴSYNC信号として
図示した。一方、前記テレビ信号から分離された画像の
輝度信号成分を便宜上ＤＡＴＡ信号として表すが、同信
号はシフトレジスタ１７０４に入力される。

【００６０】シフトレジスタ１７０４は、時系列的にシ
リアルに入力される前記ＤＡＴＡ信号を、画像の１ライ
ン毎にシリアル／パラレル変換するためのもので、前記
制御回路１７０３より送られる制御信号ＴSFTに基づい
て動作する。すなわち、制御信号ＴSFTは、シフトレジ
スタ１７０４のシフトクロックであると言い換えること
もできる。

【００６１】シリアル／パラレル変換された画像１ライ
ン分のデータは、Ｉｄ₁〜Ｉｄ_nのｎ個の並列信号として
前記シフトレジスタ１７０４より出力される。ラインメ
モリ１７０５は、画像１ライン分のデータを必要時間の
間だけ記憶するための記憶装置であり、制御回路１７０
３より送られる制御信号ＴMRYにしたがって適宜Ｉｄ１
〜Ｉｄｎの内容を記憶する。記憶された内容は、Ｉｄ'₁
〜Ｉｄ'_nとして出力され、変調信号発生器１７０７に入
力される。

【００６２】変調信号発生器１７０７は、前記画像デー
タＩｄ'₁〜Ｉｄ'_nの各々に応じて電子放出素子６の各々
を適切に駆動変調するための信号源で、その出力信号
は、端子Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じて表示パネル１７０１
内の電子放出素子１５に印加される。図１５を用いて説
明したように、本発明に関わる電子放出素子は放出電流
Ｉeに対して以下の基本特性を有している。すなわち、
図１５のＩeのグラフから明らかなように、電子放出に
は明確な閾値電圧Ｖth（本実施例の素子では８［Ｖ］）
があり、閾値Ｖth以上の電圧を印加された時のみ電子放
出が生じる。

【００６３】また、電子放出閾値Ｖth以上の電圧に対し
ては、グラフのように電圧の変化に応じて放出電流Ｉe
も変化してゆく。なお、電子放出素子の構成、製造方法
を変えることにより、電子放出閾値電圧Ｖthの値や、印
加電圧に対する放出電流の変化の度合が変る場合もある
が、いずれにしても以下のようなことが言える。すなわ
ち、本素子にパルス状の電圧を印加する場合、電子放出
閾値である８［Ｖ］以下の電圧を印加しても電子放出は
生じないが、電子放出閾値（８［Ｖ］）以上の電圧を印
加する場合には電子ビームが出力される。

【００６４】以上、図１８に示された各部の機能につい
て述べたが、全体動作の説明に移る前に図１９〜図２１
を用いて前記表示パネル１７０１の動作についてより詳
しく説明しておく。図示の便宜上、表示パネルの画素数
を６×６（すなわちｍ＝ｎ＝６）として説明するが、実
際に用いる表示パネル１７０１はこれよりもはるかに多
数の画素を備えたものであることはいうまでもない。

【００６５】図１９に示すのは、６行６列の行列上に電
子放出素子６をマトリクス配線した電子源１であり、説
明上、各素子を区別する為にＤ（１，１），Ｄ（１，
２）〜Ｄ（６，６）のように（Ｘ，Ｙ）座標で位置を示
している。このような電子源１を駆動して画像を表示し
ていく際には、Ｘ軸と平行な１ラインを単位として、ラ
イン順次に画像を形成する方法をとっている。画像の１
ラインに対応した電子放出素子６を駆動するには、Ｄｏ
ｘ1〜Ｄｏｘ６のうち表示ラインに対応する行の端子に
０［Ｖ］を、それ以外の端子には７［Ｖ］を印加する。
それと同期して、当該ラインの画像パターンにしたがっ
てＤｏｙ1〜Ｄｏｙ6の各端子に変調信号を印加する。

【００６６】例えば、図２０に示すような画像パターン
を表示する場合を例にとって説明する。そこで、図２０
の画像のうち、例えば第３ライン目を発光させる期間中
を例にとって説明する。図２１は、前記画像の第３ライ
ン目を発光させる間に、端子Ｄｏｘ1〜Ｄｏｘ６、及び
端子Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙ6を通じて電子源に印加する電圧値
を示したものである。同図から明らかなように、Ｄ
（２，３），Ｄ（３，３），Ｄ（４，３）の各電子放出
素子１５には、電子放出の閾値電圧８［Ｖ］を越える１
４［Ｖ］（図中黒塗りで示す素子）が印加されて電子ビ
ームが出力される。一方、上記３素子以外は７［Ｖ］
（図中斜線で示す素子）もしくは０［Ｖ］（図中白抜き
で示す素子）が印加されるが、これは電子放出の閾値電
圧８［Ｖ］以下であるため、これらの素子からは電子ビ
ームは出力されない。

【００６７】同様の方法で、他のラインについても図２
０の表示パターンにしたがって電子源を駆動してゆく
が、第１ラインから順次１ラインずつ駆動してゆくこと
により１画面の表示が行われる。これを毎秒６０画面の
速さで繰り返すことにより、ちらつきのない画像表示が
可能である。なお、以上の説明では階調の表示に関して
触れていないが、階調表示は例えば、素子に印加する電
圧のパルス幅を変えることによって行なうことができ
る。

【００６８】〈電子軌道のずれの修正〉本実施例に於い
て、画像形成部材であるところの蛍光膜７は、各色蛍光
体７ａがＹ方向に延びるストライプ形状を採用し、黒色
導電材７ｂとしては各色蛍光体７ａ間だけでなく、Ｙ方
向の画素間を分離した形状を用いた。先に黒色導電材７
ｂを形成し、その間隙部に各色蛍光体７ａを塗布して、
蛍光膜７を作製した。ブラックストライプの材料として
通常よく用いられている黒鉛を主成分とする材料を用い
た。ガラス基板６に蛍光体７ａを塗布する方法はスラリ
ー法を用いた。

【００６９】また、蛍光膜７の内面側に設けられるメタ
ルバック８は、蛍光膜７の作製後、蛍光膜７の内面側表
面の平滑化処理（通常フィルミングと呼ばれる）を行
い、その後、Ａ１を真空蒸着することで作製した。フェ
ースプレート３にはさらに蛍光膜７の導電性を高めるた
め、蛍光膜７の外面側に透明電極が設けられる場合もあ
るが、本実施例では、メタルバックのみで十分な導電性
が得られたので省略した。

【００７０】前述の封着を行う際、各色蛍光体と電子放
出素子とを対応させなくてはいけないため、リアプレー
ト２、フェースプレート３は十分な位置合せを行った。
以上のようにして完成した外囲器１０内の雰囲気を排気
管（不図示）を通じ真空ポンプにて排気し、十分な真空
度に達した後、容器外端子Ｄｏｘ1〜ＤｏｘmとＤｏｙ1
〜Ｄｏｙnを通じ電子放出素子１５の素子電極１６，１
７間に電圧を印加し、電子放出部形成用薄膜１８を通電
処理（フォーミング処理）することにより電子放出部２
３を形成した。フォーミング処理は、図８に示した波形
の電圧を印加することにより行った。

【００７１】次に、１０^-6Torr程度の真空度で、不図示
の排気管をガスバーナーで熱することで溶着し外囲器１
０の封止を行った。最後に、封止後の真空度を維持する
ために、ゲッター処理を行った。また、１画素のサイズ
は、６００μｍ×６００μｍとし、ブラックストライプ
幅１００μｍ、蛍光体部サイズは４００μｍ×４００μ
ｍ（配線電極幅は１００μｍ）とした。

【００７２】以上のように完成した画像形成装置におい
て、各電子放出素子１５には、容器外端子Ｄｏｘ1〜Ｄ
ｏｘm、Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じ、走査信号及び変調信
号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加することに
より電子を放出させ、メタルバック８には、高圧端子Ｈ
vを通じて高圧を印加することにより放出電子ビームを
加速し、蛍光膜７に電子を衝突させ、蛍光体を励起・発
光させる事で画像を表示した。なお、高圧端子Ｈvへの
印加電圧Ｖaは３ｋＶ〜１０ｋＶ、素子電極１６，１７
間へ印加電圧Ｖfは１４Ｖとした。

【００７３】なお、通常、電子放出素子１５の一対の素
子電極１６，１７間の印加電圧Ｖfは１２〜３０Ｖ程
度、メタルバック８と電子放出素子１５との距離ｄは２
mm〜８mm程度、メタルバック８と電子放出素子１５間の
電圧Ｖaは１ｋＶ〜１０ｋＶ程度である。以上述べた構
成は、画像表示等に用いられる好適な画像形成装置を作
製する上で必要な概略構成であり、例えば各部材の材料
や配置等、詳細な部分は上述内容に限定されるものでは
なく、画像形成装置の用途に適するように適宜選択す
る。

【００７４】以上説明した装置構成及び駆動方法に基づ
き、各電子放出素子１５には、容器外端子Ｄｏｘ1〜Ｄ
ｏｘm、Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じて電圧を印加すると、
電子放出部２３から電子が放出される。それと同時にメ
タルバック８（或は不図示の透明電極）に高圧端子Ｈv
を通じて数ｋＶ以上の高圧を印加して電子放出部２３か
ら放出された電子を加速し、フェースプレート３の内面
に衝突させる。これにより、蛍光膜７の蛍光体７ａが励
起されて発光し、画像が表示される。

【００７５】この様子を図２２及び図２３に示す。図２
２及び図２３は、それぞれ図２に示した画像形成装置に
おける電子及び後述の散乱粒子の発生状況を説明するた
めの図であり、図２２はＹ方向から見た図、図２３はＸ
方向から見た図である。すなわち図２２に示すように、
電子源１の素子電極１６、１７に電圧Ｖfを印加するこ
とにより電子放出部２３から放出された電子は、フェー
スプレート３上のメタルバック８上に印加された加速電
圧Ｖaにより電子源１の面に対する電子放出部２３から
の法線方向に進もうとするものの、素子電極１７の方が
素子電極１６に比して高電位側にあるために、素子電極
１７の方にずれて、２５ｔで示した放物線軌跡をとって
飛翔する。このため、蛍光膜７の発光部中心は電子源１
の面に対する電子放出部２３からの法線上からずれるこ
とになる。このような放射特性は、電子源１に平行な面
内での電位分布が電子放出部２３に対して非対称になる
ことによるものと考えられる。

【００７６】図２４に、本実施例の構成に於ける電子放
出部近傍における配線形状及びその配線形状によって発
生させられる等電位線を示す。図２４に於いて、１２０
１は電子放出部（図２２の電子放出部２３に相当）、１
２０２および１２０３はＸ方向配線電極（図２２のＸ方
向配線電極１６に相当）、１２０４は絶縁性基板、１２
０５は等電位線、１２０６は鉛直方向に放出された電子
軌道を示す。また、印加電位は加速電圧５ｋＶとしＸ方
向配線１２０２は１４Ｖ、Ｘ方向配線１２０３は７Ｖと
した。また、本実施例に於いては、電子放出部からＸ配
線電極までの距離１は１５０μｍ、加速電極と電子放出
素子との距離ｔは４mmである。また、本実施例に於いて
は、電子放出素子１５からＸ方向配線電極上端までの高
さｈは１００μｍであり、 Ａ＝｛（｜Ｖf｜／Ｖa）×ｔ×（ｌ／ｈ）｝^1/2 としたとき、この実施例に於けるＡの値は２．９×１０
^-3〜４．０×１０^-3（ｍ）である。

【００７７】このような印加電圧により、図２４に示す
ように等電位曲線が凹状に形成され、電子放出部端部か
ら放出された電子は曲げられ結果としてビームスポット
が絞られる。図２５は、図２４に示した配線構造を有す
場合とそうでない場合とを示す。図２５に於いて、矩形
の枠１３０１はブラックストライプを、１３０２は蛍光
体部を示す。従来の手法では、ビームスポット１３０４
が、蛍光体１３０２のみならずブラックストライプ１３
０１を超えて発散していることがわかる。尚、１３０４
はＸ方向配線を幅４００μｍ、０．３μｍ厚に形成した
場合に於けるビームスポット形状による例を示す。

【００７８】図２５において、１３０３は図２４のよう
に凹型の電位分布を形成したに於けるビームスポット形
状を示す。等電位曲線が凹状に形成されると、電子放出
部端部から放出された電子は曲げられ、結果としてビー
ムスポットは蛍光体（ブラックストライプ）の枠内に入
る。本実施例の素子を駆動させたところ、２次元上に等
間隔の発光スポット例が形成され、隣接画素へのビーム
のはみ出しがなく且つ高効率で発光する画像装置が得ら
れた。

【００７９】〈第２実施例〉図２６に第２実施例の特徴
を示す素子断面図を示す。図２６において、２１０１は
ガラス基板等からなる絶縁性基板、２１０２はＸ方向配
線、２１０３はＹ方向配線、２１０４は層間絶縁層、２
１０５は電子放出部、２１０６及び２１０７はＸ方向に
おいて配置された１対の素子電極、２１０８は電子放出
素子、２１０９はコンタクトホールである。電子放出素
子２１０７は素子電極２１０６及び２１０７と電子放出
部２１０５で構成される。

【００８０】第１実施例との違いは、層間絶縁層１２０
４をＸ方向配線２１０２の下層としてライン状に形成し
た点である。本実施例に於いて、層間絶縁層１２０４
は、フリットガラスをスクリーン印刷法を用いて、Ｘ方
向配線２１０２の下部のみに塗布し、焼成することによ
り３０μｍ厚に形成した。また、本実施例に於いては、
電子源中心部からＸ方向配線電極までの距離は８０μ
ｍ、加速電極と電子放出素子との距離は５mmとし、Ｖa
は６ｋＶ、Ｖfは１４Ｖである。また、本実施例に於い
ては、電子放出部からＸ方向配線電極上端までの高さｈ
は層間絶縁層１２０４とＸ方向配線厚３０μｍの合計で
与えられるため、４０μｍとなる。従って、第２実施例
に於けるＡの値は４．８×１０^-3（ｍ）である。

【００８１】第２実施例の構成に於いてもビームは良好
に絞られ、隣接画素へのビームのはみ出しがなく且つ高
効率で発光する画像装置が得られた。なお、第２実施例
に於いては層間絶縁層１２０４上のＸ方向配線電極１２
０２を形成することにより容易に電子放出素子とＸ方向
配線電極上端までの距離を大きくすることが可能であ
る。

【００８２】〈第３実施例〉第３実施例においては、平
面フィールドエミッション（ＦＥ）型電子放出素子を電
子放出素子として用いた例を示す。図２７は、平面ＦＥ
型電子源の上面図であり、３１０１は電子放出部、３１
０２及び３１０３は電子放出部３１０１に対して電位を
与える一対の素子電極、３１０４，３１０５，３１０６
はＸ方向配線、３１０７はＹ方向配線電極である。

【００８３】電子放出は、素子電極３１０２，３１０３
間に電圧を印加することにより電子放出部３１０１内の
鋭利な先端部より電子が放出され、電子源と対向して設
けられた加速電圧（図示せず）に電子が引き寄せられて
蛍光体（図示せず）に衝突し蛍光体を発光させる。第３
実施例に於いては、Ｘ方向配線３１０４，３１０５、Ｙ
方向配線３１０６，３１０７ともスクリーン印刷を用い
て形成しており、各々２０μｍ厚に形成している。ま
た、層間絶縁層（図示せず）は、Ｘ方向配線電極３１０
４，３１０５とＹ方向配線電極３１０６，３１０７との
交差部のみに２０μｍ厚で形成した。その他の、構成要
素は第１実施例と同様に形成した。

【００８４】上記構成の第３実施例の電子放出素子を前
述の第１実施例と同様に駆動させたところ、第１実施例
と同様に、２次元上に等間隔の発光スポット列が形成さ
れ、隣接画素へのビームのはみ出しがなく且つ高効率で
発光する画像装置が得られた。なお、第３実施例におけ
るＡの値は６×１０^-4である。

【００８５】〈第４実施例〉図２８は、本発明の画像形
成装置に、例えはテレビジョン放送をはじめとする種々
の画像情報源より提供される画像情報を表示できるよう
に構成した画像表示装置の一例を示すための図である。
尚、本表示装置は、例えばテレビジョン信号のように映
像情報と音声情報の両方を含む信号を受信する場合に
は、当然映像の表示と同時に音声を再生するものである
が、本発明の特徴と直接関係しない音声情報の受信、分
離、再生、処理、記憶などに関する回路やスピーカー等
については説明を省略する。

【００８６】以下、画像信号の流れに沿って各部を説明
したゆく。まず、ＴＶ信号受信回路５１３は、例えば電
波や空間光通信などのようｎ無線伝送系を用いて伝送さ
れるＴＶ画像信号を受信するための回路である。受信す
るＴＶ信号の方式は特に限られるものではなく、例え
ば、ＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式などの
諸方式でも良い。また、これらよりさらに多数の走査線
よりなるＴＶ信号（例えばＭＵＳＥ方式を始めとするい
わゆる高品位ＴＶ）は、大面積化や大画素化に適した本
発明の画像形成装置を用いたディスプレイパネル５００
の利点を生かすのに好適な信号源である。ＴＶ信号受信
回路５１３で受信されたＴＶ信号は、デコーダ５０４に
出力される。

【００８７】また、画像ＴＶ信号受信回路５１２は、例
えは同軸ケーブルや光ファイバー等のような有線伝送系
を用いて伝送されるＴＶ画像信号を受信するための回路
である。ＴＶ信号受信回路５１３と同様に、受信するＴ
Ｖ信号の方式は特に限られるものではなく、また本回路
で受信されたＴＶ信号もデコーダ５０４に出力される。

【００８８】画像入力インターフェース回路５１１は、
例えばＴＶカメラや画像読取スキャナー等の画像入力装
置から供給される画像信号を取り込むための回路で、取
り込まれた画像信号はデコーダ５０４に出力される。画
像メモリインターフェース回路５１０は、ビデオテープ
レコーダ（以下ＶＴＲと略す）に記憶されている画像信
号を取り込むための回路で、取り込まれた画像信号はデ
コーダ５０４に出力される。

【００８９】画像メモリインターフェース回路５０９
は、ビデオディスクに記憶されている画像信号を取り込
むための回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ５０
４に出力される。画像メモリインターフェース回路５０
８は、いわゆる静止画ディスクのように、静止画像デー
タを記憶している装置から画像信号を取り込むための回
路で、取り込まれた静止画像データはデコーダ５０４に
出力される。

【００９０】入出力インターフェース回路５０５は、本
表示装置と、外部のコンピュータ、コンピュータネット
ワークもしくはプリンタなどの出力装置とを接続するた
めの回路である。画像データや文字・図形情報の入出力
を行うのはもちろんのこと、場合によっては本表示装置
の備えるＣＰＵ５０６と外部との間で制御信号や数値デ
ータの入出力などを行うことも可能である。

【００９１】画像生成回路５０７は、入出力インターフ
ェース回路５０５を介して外部から入力される画像デー
タや文字・図形情報や、あるいはＣＰＵ５０６より出力
される画像データや文字・図形情報に基づき表示よう画
像データを生成するための回路である。本回路の内部に
は、例えば画像データや文字・図形情報を蓄積するため
の書き換え可能メモリや、文字コードに対応する画像パ
ターンが記憶されている読み出し専用メモリや、画像処
理を行うためのプロセッサなどを初めとして画像の生成
に必要な回路が組み込まれている。画像生成回路５０７
により生成された表示用画像データは、デコーダ５０４
に出力されるが、場合によっては入出力インターフェー
ス回路５０５を介して外部のコンピュータネットワーク
やプリンタに出力することも可能である。

【００９２】ＣＰＵ５０６は、主として本表示装置の動
作制御や、表示画像の生成、選択、編集に係わる作業を
行う。例えば、マルチプレクサ５０３に制御信号を出力
し、ディスプレイパネルに表示する画像信号を適宜選択
したり組み合わせたりする。また、その際には表示する
画像信号に応じてディスプレイパネルコントローラ５０
２に対して制御信号を発生し、画像表示よう周波数や走
査方法（例えばインターレースかノンインターレース
か）や一画面の走査線の数など表示装置の動作を適宜制
御する。また、画像生成回路５０７に対して画像データ
や文字・図形情報を直接出力したり、あるいは入出力イ
ンターフェース回路５０５を介して外部のコンピュータ
やメモリをアクセスして画像データや文字・図形情報を
入力する。

【００９３】なお、ＣＰＵ５０６はむろんこれ以外の目
的の作業にも係わるものであってもよい。例えば、パー
ソナルコンピュータやワードプロセッサなどのように、
情報を生成したり処理したりする機能に直接かかわって
も良い。あるいは、前述したように入出力インターフェ
ース回路５０５を介して外部のコンピュータネットワー
クと接続し、例えば数値計算などの作業を外部機器と協
同して行なってもよい。

【００９４】入力部５１４は、ＣＰＵ５０６に使用者が
命令やプログラム、あるいはデータなどを入力するため
のものであり、例えばキーボードやマウスの他、ジョイ
ステック、バーコードリーダ、音声認識装置など多様な
入力機器を用いることが可能である。デコーダ５０４
は、画像生成回路５０７〜ＴＶ信号受信回路５１３より
入力される種々の画像信号を３原色信号、または輝度信
号とＩ信号、Ｑ信号に逆変換するための回路である。な
お、同図中に点線で示すように、デコーダ５０４は内部
に画像メモリを備えるのが望ましい。これは、例えばＭ
ＵＳＥ方式をはじめとして、逆変換するに際して画像メ
モリを必要とするようなテレビ信号を扱うためである。
また、画像メモリを備えることにより、静止画の表示が
容易になる、あるいは画像生成回路５０７及びＣＰＵ５
０６と協同して画像の間引き、補間、拡大、縮小、合成
をはじめとする画像処理や編集が容易に行えるようにな
るという利点が生まれるからである。

【００９５】マルチプレクサ５０３は、ＣＰＵ５０６よ
り入力される制御信号に基づき表示画像を適宜選択する
ものである。すなわち、マルチプレクサ５０３はデコー
ダ５０４から入力される逆変換された画像信号のうちか
ら所望の画像信号を選択して駆動回路５０１に出力す
る。その場合には、一画面表示時間内で画像信号を切り
換えて選択することにより、いわゆる多画面テレビのよ
うに、一画面を複数の領域に分けて領域によって異なる
画像を表示することも可能である。

【００９６】ディスプレイパネルコントローラ５０２
は、ＣＰＵ５０６より入力される制御信号に基づき駆動
回路５０１の動作を制御するための回路である。ディス
プレイパネル５００の基本的な動作に関わるものとし
て、例えばディスプレイパネル５００の駆動用電源（不
図示）の動作シーケンスを制御するための信号を駆動回
路５０１に対して出力する。ディスプレイパネル５００
の駆動方法に関わるものとして、例えば画面表示周波数
や走査方法（例えばインターレースかノンインターレー
スか）を制御するための信号を駆動回路５０１に対して
出力する。また、場合によっては表示画像の輝度、コン
トラスト、色調、シャープネスといった画質の調整に関
わる制御信号を駆動回路５０１に対して出力する場合も
ある。

【００９７】駆動回路５０１は、ディスプレイパネル５
００に印加する駆動信号を発生するための回路であり、
マルチプレクサ５０３から入力される画像信号と、ディ
スプレイパネルコントローラ５０２より入力される制御
信号に基づいて動作するものである。以上、各部の機能
を説明したが、図２７に例示した構成により、本表示装
置においては多様な画像情報源より入力される画像情報
をディスプレイパネル５００に表示することが可能であ
る。すなわち、テレビジョン放送をはじめとする各種の
画像信号はデコーダ５０４において逆変換された後、マ
ルチプレクサ５０３において適宜選択され、駆動回路５
０１に入力される。一方、ディスプレイコントローラ５
０２は、表示する画像信号に応じて駆動回路５０１の動
作を制御するための制御信号を発生する。駆動回路５０
１は、上記画像信号と制御信号に基づいてディスプレイ
パネル５００に駆動信号を印加する。これにより、ディ
スプレイパネル５００において画像が表示される。これ
らの一連の動作は、ＣＰＵ５０６により統括的に制御さ
れる。

【００９８】また、本表示装置においては、デコーダ５
０４に内蔵する画像メモリや、画像生成回路５０７およ
びＣＰＵ５０６が関与することにより、単に複数の画像
情報の中から選択したものを表示するだけでなく、表示
する画像情報に対して、例えば拡大、縮小、回転、移
動、エッジ強調、間引き、補間、色変換、画像の縦横比
変換等をはじめとする画像処理や、合成、消去、接続、
入れ替え、はめ込みなどをはじめとする画像編集を行う
ことも可能である。また、本実施例の説明では、特に触
れなかったが、上記画像処理や画像編集と同時に、音声
情報に関しても処理や編集を行うための専用回路を設け
てもよい。

【００９９】従って、本表示装置は、テレビジョン放送
の表示機器、テレビ会議の端末機器、静止画像及び動画
像を扱う画像編集機器、コンピュータの端末機器、ワー
ドプロセッサをはじめとする事務用端末機器、ゲーム機
などの機能を一台で兼ね備えることが可能で、産業用或
は民生用として極めて応用範囲が広い。尚、上記図２７
は、本発明による画像形成装置を用いた表示装置の構成
の一例を示したに過ぎず、これのみに限定されるもので
ないことは言うまでもない。例えば図２７の構成要素の
うち使用目的上必要のない機能に関わる回路は省いても
差し支えない。またこれとは逆に、使用目的によっては
さらに構成要素を追加してもよい。例えば、本表示装置
をテレビ電話機として応用する場合には、テレビカメ
ラ、音声マイク、照明機、モデムを含む送受信回路など
を構成要素に追加するのが好適である。

【０１００】第５実施例の表示装置においては、とりわ
け前述の実施例による画像形成装置の薄型化が容易であ
るという効果のため、表示装置の奥行きを小さくするこ
とができる。それに加えて、大画面化が容易で輝度が高
く視野角特性にも優れるため、本表示装置は臨場感あふ
れ迫力に富んだ画像を視認性よく表示することが可能で
ある。

【０１０１】〈他の実施例〉また、本発明は、表面伝導
型電子放出素子以外の冷陰極型電子放出素子のうち、い
ずれの電子放出素子に対しても適用できる。具体例とし
ては、本出願人による特開昭６３−２７４０４７号公報
に記載されたような対向する一対の電極を電子源をなす
基板面に沿って構成した電界放出型の電子放出素子があ
る。

【０１０２】また、本発明は、単純マトリクスがｔ等以
外の電子源を用いた画像形成装置に対しても適用でき
る。例えば、本出願人による特開平２−２５７５５１号
公報等に記載されたような制御電極を用いて表面伝導型
電子放出素子の選択を行う画像形成装置において、上記
のような支部部材を用いた場合である。また、本発明の
思想によれば、表示用として好適な画像形成表示に限る
ものでなく、感光性ドラムと発光ダイオード等で構成さ
れた光プリンタの発光ダイオード等の代替の発光源とし
て、上述の画像形成装置を用いることもできる。またこ
の際、上述のｍ本の行方向配線とｎ本の列方向配線を、
適宜選択することで、ライン状発光源だけでなく、２次
元上の発光源としても応用できる。

【０１０３】また、本発明の思想によれば、例えば電子
顕微鏡等のように、電子源からの放出電子の被照射部材
が、画像形成部材以外の部材である場合についても、本
発明は適用できる。従って、本発明は被照射部材を特定
しない電子線発生装置としての形態もとり得る。尚、本
発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用して
も、１つの機器から成る装置に適用しても良い。また、
本発明はシステム或は装置にプログラムを供給すること
によって達成される場合にも適用できることはいうまで
もない。

【０１０４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に於ける画
像表示装置においては、素子電極の電圧印加方向と略平
行な方向に配置された配線電極の厚さを大きくすること
により電子放出部近傍において形成される等電位線をこ
の素子電極への電圧印加方向に対して垂直方向の断面に
対し凹状に形成する事によりビームを絞り込み、隣接画
素へのビームはみ出しを抑えるとともに発生した電子が
効率よく蛍光膜に到達させ発光効率を高めることができ
た。この結果、画素密度が高い高分解能を有す高品位の
画像装置が提供可能となった。

【０１０５】また、本発明構成部材を増やすことなく、
配線電極の厚みを変えるだけで実現可能であり、非常に
量産性の優れた装置の提供ができるという効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の表面伝導型電子放出素子の平面図であ
る。

【図２】本発明の画像形成装置の第１実施例の一部を破
断した斜視図である。

【図３】図１に示した画像形成装置のスペーサ近傍のＡ
−Ａ’線断面図である。

【図４】図１に示した画像形成装置の電子源の要部平面
図である。

【図５】図４に示した電子源のＢ−Ｂ’線断面図であ
る。

【図６】図１に示した画像形成装置の電子源の製造工程
を順に示した図である。

【図７】電子放出部形成用薄膜を形成する際に用いられ
るマスクの一例の平面図である。

【図８】フォーミング処理に用いられる電圧波形の一例
を示す図である。

【図９】フォーミング処理を説明する図である。

【図１０】フォーミング用電圧波形を示す図である。

【図１１】通電化活性化処理を説明する図である。

【図１２】活性化電圧波形を説明する図である。

【図１３】活性化電圧波形を説明する図である。

【図１４】実施例の電子放出素子の測定評価装置を示す
概略構成図である。

【図１５】実施例の電子放出素子の基本的特性を説明す
るための図である。

【図１６】蛍光膜の構成を説明するための図である。

【図１７】蛍光膜の構成を説明するための図である。

【図１８】実施例の画像形成装置の駆動回路の概略構成
を示すブロック図である。

【図１９】実施例の画像形成装置の電子源の一部回路図
である。

【図２０】実施例の画像形成装置の駆動方法を説明する
ための原画像の一例を示す図である。

【図２１】実施例の画像形成装置の駆動電圧が印加され
た電子源の一部回路図である。

【図２２】実施例の画像形成装置における電子および散
乱粒子の軌跡を説明するための図で、スペーサ近傍の電
子放出部をＹ方向からみた図である。

【図２３】実施例の画像形成装置における電子および散
乱粒子の軌跡を説明するための図で、スペーサ近傍の電
子放出部をＸ方向から見た図である。

【図２４】電子放出部近傍の等電位線および放出された
電子軌道の計算結果である。

【図２５】ビームスポット比較例である。

【図２６】本発明の第２の実施例に於ける素子断面図で
ある。

【図２７】本発明の第３の実施例に於ける素子構成図で
ある。

【図２８】画像表示装置の説明図である。

【符号の説明】

１ 電子源 ２ リアプレート ３ フェースプレート ４ 支持枠 ６ ２１０２ 硝子基板等からなる絶縁性基板 ７ 蛍光膜 ８ メタルバック １０ 外囲器 １１，１２０４，３００１ 絶縁性基板 １２，１２０２，１２０３，２１０２，３１０４，３１
０５ Ｘ方向配線 １３，２１０３，３１０６，３１０７ Ｙ方向配線 １４，２１０４ 層間絶縁層 １５，１２０８ 電子放出素子 １８，１１０４ 電子放出部形成用薄膜（電子放出部を
含む薄膜） ２０ マスク ２０ａ 開口 ２１ Ｃｒ膜 ２３ 電子放出部 ３０，３２，１１１１，１１１６ 電流計 ３１，３３，１１１０，１１１２ 電源 ３４ アノード電極 １７０１ 表示パネル １７０２ 走査回路 １７０３ 制御回路 １７０４ シフトレジスタ １７０５ ラインメモリ １７０６ 同期信号分離回路 １７０７ 変調信号発生器 ５００ ディスプレイパネル ５０１ 駆動回路 ５０２ ディスプレイパネルコントローラ ５０３ マルチプレクサ ５０４ デコーダ ５０５ 入出力インターフェース回路 ５０６ ＣＰＵ ５０７ 画像生成回路 ５０８，５０９，５１０ 画像メモリインターフェース
回路 ５１１ 画像入力インターフェース回路 ５１２，５１３ ＴＶ信号受信回路 ５１４ 入力部 １２０５ 等電位線 １２０６ 鉛直方向に放出された電子起動 １３０１ ブラックストライプ １３０２ 蛍光体部 １３０３，１３０４ ビームスポット形状 ２１０６，２１０７，３１０２，３１０３ 素子電極 １２０９ コンタクトホール ３００２ 電子放出部形成用薄膜 ３００３，１２０１，２１０５，３１０１ 電子放出部 ３００４ 電子放出部を含む薄膜

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子放出部と該電子放出部に電圧を印加
   し電子を放出させるための一対の素子電極により構成さ
   れる複数の冷陰極型の電子放出素子を有する電子源と、
   該電子放出部に対向配置され該電子放出部より放出され
   た電子に作用する加速電圧を印加する加速電極とを有す
   る電子源を具備する電子線発生装置において、 前記一対の素子電極の電圧印加方向と前記加速電極によ
   る印加方向とがなす面において、前記電圧印加方向と直
   交する方向で略凹状の等電位面を形成する形成手段を有
   することを特徴とする電子線発生装置。
2. 【請求項２】 請求項２に記載の電子線発生装置におい
   て、前記形成手段は、前記素子電極の電圧印加方向と略
   平行な方向に配置した配線電極を有することを特徴とす
   る電子線発生装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の電子線発生装置におい
   て、前記配線電極は、前記加速電極による加速電圧の印
   加方向に伸びた高さを有することを特徴とする電子線発
   生装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の電子線発生装置におい
   て、該電子源は、該素子電極に電流を供給する複数の行
   方向配線と複数の列方向配線とが絶縁層を介して配置さ
   れており、該一対の素子電極は該行方向配線及び該列方
   向配線とに結線することで、絶縁性基板上に該複数の電
   子放出素子を行列状に配置したことを特徴とする電子線
   発生装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の電子
   線発生装置において、該電子放出素子から素子電極の電
   圧印加方向と略平行な方向に配置された配線電極上端ま
   での高さが約１μｍ以上であることを特徴とする電子線
   発生装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載の電子
   線発生装置において、該素子電極への印加電圧Ｖfが−
   ５０Ｖ〜５０Ｖ、加速電極への印加電圧Ｖaが１ｋＶ〜
   ３０ｋＶ、該電子源から電子照射部までの距離ｔが１ｍ
   ｍ〜１０ｍｍにあるとき該素子電極の電圧印加方向とほ
   ぼ平行に配置する該配線電極について、該電子放出部と
   配線電極の距離をｌ、該電子放出素子から該配線電極上
   端までの高さをｈとし、 Ａ＝｛（｜Ｖf｜／Ｖa）×ｔ×（ｌ／ｈ）｝^1/2とした
   とき、前記Ａが１×１０^-4〜５×１０^-1（ｍ）の範囲に
   あることを特徴とする電子線発生装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかに記載の電子
   線発生装置において、該電子放出素子は対向する一対の
   素子電極と該素子電極間に形成した電子放出素子を含む
   薄膜とで構成される表面伝導型電子放出素子であること
   を特徴とする電子線発生装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の電子線発生装置におい
   て、該複数の冷陰極型電子放出素子が表面伝導型電子放
   出素子であることを特徴とする電子線発生装置。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれかに記載の電子
   線発生装置を用いた画像形成装置において、該加速電圧
   により加速された電子線の衝突により画像が形成される
   画像形成部材を設けた画像形成装置。