JPH10106457A

JPH10106457A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH10106457A
Application number: JP26306596A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Fushimi; 正弘伏見; Hideaki Mitsutake; 英明光武
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-10-03
Filing date: 1996-10-03
Publication date: 1998-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】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と同時に、発光位置ずれ等がなく長
寿命で信頼性が高く、高品質の画像を形成できる画像形
成装置を提供する。【解決手段】マトリクス状に配置された電子放出素子
（１０３）と電子放出素子から放出される電子ビームの
照射により発光する画像形成体基板間を支えるスペーサ
（１０６）と、スペーサ（１０６）上に形成された半導
電性膜と、スペーサ（１０６）と電子放出素子が配置さ
れた基板間を支持して接続する非導電性接続部（１９
１）と、非導電性接続部（１９１）に隣接し、スペーサ
（１０６）と電子放出素子（１０３）が配置された基板
間を支持し、半導電性膜と電気的に接続する導電性接続
部（１９２）とを備え、導電性接続部（１９２）は、電
子放出素子（１０３）の配置周期と概等しい周期でスペ
ーサ（１０６）に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置、特
に、表面伝導型電子放出素子を複数備える画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子放出素子として熱陰極素
子と冷陰極素子の２種類が知られている。このうち冷陰
極素子では、たとえば表面伝導型放出素子や、電界放出
型素子（以下ＦＥ型と記す）や、金属／絶縁層／金属型
放出素子（以下ＭＩＭ型と記す）、などが知られてい
る。

【０００３】表面伝導型放出素子としては、たとえば、
M.I.Elinson,Radio E-ng.ElectronPhys.,10,1290,(196
5)や、後述する他の例が知られている。表面伝導型放出
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。この表面伝導型放出素子としては、前
記エリンソン等によるＳｎＯ₂薄膜を用いたものの他
に、Ａｕ薄膜によるもの［G.Dittmer:"Thin Solid Film
s",9,317(1972)］や、Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂薄膜によるも
の［M.Hartwell and C.G.Fonstad:"IEEE Trans.ED Con
f.",519(1975)］や、カーボン薄膜によるもの［荒木久
他：真空、第２６巻、第１号、２２（１９８３）］等
が報告されている。

【０００４】これらの表面伝導型放出素子の素子構成の
典型的な例として、図１に前述のＭ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ
らによる素子の平面図を示す。同図において、３００１
は基板で、３００４はスパッタで形成された金属酸化物
よりなる導電性薄膜である。導電性薄膜３００４は図示
のようにＨ字形の平面形状に形成されている。該導電性
薄膜３００４に後述の通電フォーミングと呼ばれる通電
処理を施すことにより、電子放出部３００５が形成され
る。図中の間隔Ｌは、０．５〜１［ｍｍ］，Ｗは、０．
１［ｍｍ］で設定されている。尚、図示の便宜から、電
子放出部３００５は導電性薄膜３００４の中央に矩形の
形状で示したが、これは模式的なものであり、実際の電
子放出部の位置や形状を忠実に表現しているわけではな
い。

【０００５】Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌらによる素子をはじ
めとして上述の表面伝導型放出素子においては、電子放
出を行う前に導電性薄膜３００４に通電フォーミングと
呼ばれる通電処理を施すことにより電子放出部３００５
を形成するのが一般的であった。すなわち、通電フォー
ミングとは、前記導電性薄膜３００４の両端に一定の直
流電圧、もしくは、例えば、１Ｖ／分程度の非常にゆっ
くりとしたレートで昇圧する直流電圧を印加して通電
し、導電性薄膜３００４を局所的に破壊もしくは変形も
しくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部
３００５を形成することである。尚、局所的に破壊もし
くは変形もしくは変質した導電性薄膜３００４の一部に
は、亀裂が発生する。前記通電フォーミング後に導電性
薄膜３００４に適宜の電圧を印加した場合には、前記亀
裂付近において電子放出が行われる。

【０００６】また、ＦＥ型の例は、たとえば、W.P.Dyke
&W.W.Dolan,"Fie-ld emission",Advance in Electron P
hysics,8,89(1956)や、あるいは、 C.A.Spindt,"Physi
cal properties of thin-film field emission cathode
s withmolybdenium cones", J.Appl.Phys., 47,5248(19
76)などが知られている。ＦＥ型の素子構成の典型的な
例として、図２に前述のＣ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔらによる
素子の断面図を示す。同図において、３０１０は基板
で、３０１１は導電材料よりなるエミッタ配線、３０１
２はエミッタコーン、３０１３は絶縁層、３０１４はゲ
ート電極である。本素子は、エミッタコーン３０１２と
ゲート電極３０１４の間に適宜の電圧を印加することに
より、エミッタコーン３０１２の先端部より電界放出を
起こさせるものである。

【０００７】また、ＦＥ型の他の素子構成として、図２
のような積層構造ではなく、基板上に基板平面とほぼ平
行にエミッタとゲート電極を配置した例もある。また、
ＭＩＭ型の例としては、たとえば、C.A.Mead,"Operatio
noftunnel-emission Devices, J.Appl.Phys., 32,646(1
961)などが知られている。ＭＩＭ型の素子構成の典型的
な例を図３に示す。

【０００８】同図は断面図であり、図において、３０２
０は基板で、３０２１は金属よりなる下電極、３０２２
は厚さ１００オングストローム程度の薄い絶縁層、３０
２３は厚さ８０〜３００オングストローム程度の金属よ
りなる上電極である。ＭＩＭ型においては、上電極３０
２３と下電極３０２１の間に適宜の電圧を印加すること
により、上電極３０２３の表面より電子放出を起こさせ
るものである。

【０００９】上述の冷陰極素子は、熱陰極素子と比較し
て低温で電子放出を得ることができるため、加熱用ヒー
ターを必要としない。したがって、熱陰極素子よりも構
造が単純であり、微細な素子を作成可能である。また、
基板上に多数の素子を高い密度で配置しても、基板の熱
溶融などの問題が発生しにくい。また、熱陰極素子がヒ
ーターの加熱により動作するため応答速度が遅いのとは
異なり、冷陰極素子の場合には応答速度が速いという利
点もある。

【００１０】このため、冷陰極素子を応用するための研
究が盛んに行われてきている。たとえば、表面伝導型放
出素子は、冷陰極素子のなかでも特に構造が単純で製造
も容易であることから、大面積にわたり多数の素子を形
成できる利点がある。そこで、たとえば本出願人による
特開昭６４−３１３３２において開示されるように、多
数の素子を配列して駆動するための方法が研究されてい
る。

【００１１】また、表面伝導型放出素子の応用について
は、たとえば、画像表示装置、画像記録装置などの画像
形成装置や、荷電ビーム源等が研究されている。特に、
画像表示装置への応用としては、たとえば、本出願人に
よるＵＳＰ５，０６６，８８３や特開平２−２５７５５
１や特開平４−２８１３７において開示されているよう
に、表面伝導型放出素子と電子ビームの照射により発光
する蛍光体とを組み合わせて用いた画像表示装置が研究
されている。表面伝導型放出素子と蛍光体とを組み合わ
せて用いた画像表示装置は、従来の他の方式の画像表示
装置よりも優れた特性が期待されている。たとえば、近
年普及してきた液晶表示装置と比較しても、自発光型で
あるためバックライトを必要としない点や、視野角が広
い点が優れていると言える。

【００１２】また、ＦＥ型を多数個ならべて駆動する方
法は、たとえば、本出願人によるＵＳＰ４，９０４，８
９５に開示されている。また、ＦＥ型を画像表示装置に
応用した例として、たとえば、Ｒ．Ｍｅｙｅｒらにより
報告された平板型表示装置が知られている。［R.Meye
r:"Recent Development on MicrotipsDisplay at LET
I",Tech.Digest of 4th Int. Vacuum Microelectronics
Conf., Nagahama, pp.6〜9(1991)］また、ＭＩＭ型を多数個並べて画像表示装置に応用した
例は、たとえば、本出願人による特開平３−５５７３８
に開示されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】発明者らは、上記従来
技術に記載したものをはじめとして、さまざまな材料、
製法、構造の冷陰極素子を試みてきた。さらに、多数の
冷陰極素子を配列したマルチ電子ビーム源、ならびにこ
のマルチ電子ビーム源を応用した画像表示装置について
研究を行ってきた。

【００１４】発明者らは、たとえば、図４に示す電気的
な配線方法によるマルチ電子ビーム源を試みてきた。す
なわち、冷陰極素子を２次元的に多数個配列し、これら
の素子を図示のようにマトリクス状に配線したマルチ電
子ビーム源である。図中、４００１は冷陰極素子を模式
的に示したもの、４００２は行方向配線、４００３は列
方向配線である。行方向配線４００２および列方向配線
４００３は、実際には有限の電気抵抗を有するものであ
るが、図においては配線抵抗４００４および４００５と
して示されている。上述のような配線方法を、単純マト
リクス配線と呼ぶ。

【００１５】なお、図示の便宜上、６ｘ６のマトリクス
で示しているが、マトリクスの規模はむろんこれに限っ
たわけではなく、たとえば、画像表示装置用のマルチ電
子ビーム源の場合には、所望の画像表示を行うのに足り
るだけの素子を配列し配線するものである。冷陰極素子
を単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源において
は、所望の電子ビームを出力させるため、行方向配線４
００２および列方向配線４００３に適宜の電気信号を印
加する。たとえば、マトリクスの中の任意の１行の冷陰
極素子を駆動するには、選択する行の行方向配線４００
２には選択電圧Ｖｓを印加し、同時に非選択の行の行方
向配線４００２には非選択電圧Ｖｎｓを印加する。これ
と同期して列方向配線４００３に電子ビームを出力する
ための駆動電圧Ｖｅを印加する。この方法によれば、配
線抵抗４００４および４００５による電圧降下を無視す
れば、選択する行の冷陰極素子には、Ｖｅ−Ｖｓの電圧
が印加され、また非選択行の冷陰極素子にはＶｅ−Ｖｎ
ｓの電圧が印加される。Ｖｅ，Ｖｓ，Ｖｎｓを適宜の大
きさの電圧にすれば選択する行の冷陰極素子だけから所
望の強度の電子ビームが出力されるはずであり、また列
方向配線の各々に異なる駆動電圧Ｖｅを印加すれば、選
択する行の素子の各々から異なる強度の電子ビームが出
力されるはずである。また、駆動電圧Ｖｅを印加する時
間の長さを変えれば、電子ビームが出力される時間の長
さも変えることができるはずである。

【００１６】したがって、冷陰極素子を単純マトリクス
配線したマルチ電子ビーム源はいろいろな応用可能性が
あり、たとえば画像情報に応じた電気信号を適宜印加す
れば、画像表示装置用の電子源として好適に用いること
ができる。しかしながら、冷陰極素子を単純マトリクス
配線したマルチ電子ビーム源には、実際には以下に述べ
るような問題が発生していた。

【００１７】上記単純マトリクス型のＳＣＥ電子源を用
いた画像形成装置の検討において、本発明者らは、画像
形成部材をなす蛍光体上の発光位置（電子の衝突位置）
や発光形状が設計値からずれる場合が生ずることを見い
だした。特に、カラー画像用の画像形成部材を用いた場
合は、発光位置ずれと併せて、輝度低下や色ずれの発生
も見られる場合があった。また、本現象は電子源と画像
形成部材間に配置される支持枠または支持柱（スペー
サ）の近傍、或いは画像形成部材の周縁部で起こること
を確認した。

【００１８】本発明は上記問題に鑑み、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と同時
に、発光位置ずれ等がなく長寿命で信頼性が高く、高品
質の画像を形成できる画像形成装置を提供することを目
的とする。

【００１９】

【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、上記課題となる現象は電子源から放出される電
子が主な誘因となることを見いだした。上記画像形成装
置において、電子源から放出された電子は画像形成部材
である蛍光体への衝突及びそれ以外にも、確率は低い
が、真空中の残留ガスヘの衝突が起こる。これらの衝突
時にある確率で発生した散乱粒子（イオン、２次電子、
中性粒子等）の一部が、画像形成装置内の絶縁性材料の
露出した部分に衝突し、上記露出部が帯電していること
がわかった。この帯電により、上記露出部の近傍では電
場が変化して電子軌道のずれが生じ、蛍光体の発光位置
や発光形状の変化が引き起こされたと考えられる。

【００２０】また、上記蛍光体の発光位置、形状の変化
の状況から、上記露出部には主に正電荷が蓄積している
こともわかった。この原因としては、散乱粒子のうちの
正イオンが付着帯電する場合、或いは散乱粒子が上記露
出部に衝突するときに発生する２次電子放出により正の
帯電が起きる場合などが考えられる。更なる検討の結
果、電子軌道が絶縁体表面の正帯電により変化する現象
は以下に説明する方法により解決できることを見いだし
た。

【００２１】まず、図５を用いて正帯電によりビームが
変化する様子を説明する。図５は、スペーサ周辺の画像
形成装置断面図であり、９１は電子源基板、９２は電子
放出素子、９３は行方向配線、９４は絶縁性スペーサ、
９５，９６は絶縁性接続部、９７はメタルバック、９８
はブラックストライプ、９９は蛍光体部、１００はフェ
ースプレート基板、１０１は電子放出素子駆動用電源、
１０２は加速電圧電源である。１０３から１１０は、各
電子放出素子９２から放出される主な電子軌道を示す矢
印であり、１０３〜１０６は帯電がない場合の電子軌
道、１０７〜１１０は帯電によりずれを生じた電子軌
道、また、１１１は絶縁体上の正帯電領域を示す。

【００２２】このように、スペーサ近傍においては電子
ビームが本来の到達位置からずれてしまい、蛍光体部９
９に当たらなかったり、隣接する蛍光体部にはみ出した
りして画像不良の原因となる。そこで、鋭意検討の結
果、絶縁部材であるスペーサの表面に、半導電性膜を形
成し加速電極と電子源との間に微弱電流を流して帯電を
中和することが効果があることを見いだした。

【００２３】ここでは、この方法について図面を用いて
説明する。図６は、この方法の説明図であり、スペーサ
９４の表面に半導電性膜１２０を形成した状態を示す。
また、接続部９５，９６を導電性の接続部とすることに
より、半導電性膜１２０と電気的接続を行っている。１
０２のの加速電源からメタルバック（加速電極）９７に
電圧印加することにより、微弱電流が半導電性膜１２０
を流れ素子駆動電源１０１側に流れる。この、微弱電流
は、スペーサ９４上の帯電を中和する働きを示し、その
結果、電子軌道１０７〜１１０は所望の位置となる。

【００２４】また、半導電性膜１２０としては、帯電防
止効果の維持及びリーク電流による消費電力抑制を考慮
して、その表面抵抗値が１０の５乗［Ω／□］の以上の
ものが望ましい。また、鋭意検討の結果、帯電防止効果
を実用的に得られる領域として半導電性膜１１４の表面
抵抗は１０¹³［Ω／□］以下が望ましい。さらに、好適
には１０ ⁸〜１０¹⁰Ω／□であった。

【００２５】しかしながら、接続部９５は電子近傍に位
置するため、その電位により近傍の電子放出素子から放
出された電子軌道に影響を及ぼす場合があることが見い
だされた。詳しく述べると、導電性接続部９５が電子放
出素子９２近傍に配置されると、電子放出素子９２近傍
の電位分布（フェースプレート基板１００、及び、電子
源基板９１に平行な電位分布）が乱される。よって、電
子放出素子９２から放出された電子軌道にずれが生じ
る。

【００２６】本発明者らはさらに鋭意研究した結果、以
下の方法によりこの問題も取り除けることを見いだし
た。（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電子源、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、該電子源と該加速電極間に
配置された絶縁性部材（中間材）により構成される電子
線発生装置において、該絶縁性部材（中間材）の表面に
半導電性膜を設け、該絶縁部材を該素子基板に保持固定
する絶縁性の保持部材並びに表面の半導電性膜と該電子
源に配置された電極部と電気的接続を成す導電性接続部
を有し、該導電性接続部が該電子放出措置が形成される
周期と略等しい周期をもって形成されていることを特徴
とする。

【００２７】まず、スペーサを保持固定する保持部と電
気的接続を成す導電性接続部を分けて配置することであ
る。この導電性接続部は電子放出素子を有す基板側では
放出部近傍に位置するため加速電極側に比べ電子軌道へ
の影響が大きいが、この導電性接続部の大きさを小さく
して、個々の導電性接続部が電子軌道に及ぼす影響を各
電子放出素子に対して等しくするために電子放出素子の
形成される周期と略等しい周期で形成することにより導
電性接続部によるビームずれ量を等しくしてその影響を
少なくすることが可能である。

【００２８】また、本発明である各電子放出素子からな
るべく離れた位置に導電性接続部を配置することによ
り、導電性接続部が配置されたことによる電子放出素子
近傍への電位分布の乱れを少なくできる。（２）上述の構成において、該絶縁性部材（中間材）が
隣接して形成されない該電子放出素子近傍において、導
電性の部材が該導電性接続部と略同じ構成でなる疑似導
電性接続部が配置されていることを特徴とする電子線発
生装置。（３）上述の構成において、導電性接続部または該疑似
導電性接続部が各電子放出素子に対し略等価な位置に形
成されていることを特徴とする電子発生装置。

【００２９】さらに、前述導電性接続部によるビームの
ずれにおいて、絶縁性部材（中間材）がない領域では電
気的接続のための導電性接続部は不要である。そこで、
絶縁性部材（中間材）に隣接していない電子放出素子近
傍に、導電性の部材が該導電性接続部と略同じ構成でな
る疑似導電性接続部配置することにより、絶縁性部材
（中間材）に隣接した電子放出素子と絶縁性部材（中間
材）に隣接していない電子放出素子への導電性接続部の
及ぼす影響を等価にすることができる。

【００３０】略同じ構成とは、前述の疑似導電性接続部
の材料が前述の導電性接続部と同じ材料であり、前述の
疑似導電性接続部の形状が前述の導電性接続部と同じ形
状であることである。前述の疑似導電性接続部を配置す
ることにより、導電性接続部近傍にある電子放出素子の
電位分布が基板と平行な電位分布になるため、導電性接
続部近傍にある電子放出素子放出された電子軌道のずれ
を防止することができる。

【００３１】更に、スペーサ近傍以外の電子放出素子の
両側に前述の疑似導電性接続部を配置することにより、
スペーサ近傍の電子放出素子とスペーサ近傍以外の電子
放出素子との電子軌道の異なりをなくすことも可能であ
る。（４）上述の構成において、該導電性接続部または該疑
似導電性接続部が隣接する該電子放出部から略等しい距
離に形成されていることを特徴とする電子線発生装置。

【００３２】前述導電性接続部または疑似導電性接続部
によるビームずれにおいて、導電性接続部を電子放出部
から略等しい距離に配置することによる各電子放出部に
与える影響を等しく保ったままその影響を最小にするこ
とが可能である。（５）上述の構成において、前記電子放出素子は対向す
る一対の素子電極と前記素子電極間に跨る電子放出部を
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。

【００３３】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（ＳＣＥ）である。ＳＣＥ
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。（６）上述の構成において、該薄膜が導電性微粒子で構
成された膜であることを特徴とする電子線発生装置。

【００３４】また、本発明人は、ＳＣＥのなかでは、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、あるいは大面積化する上で好ましいことを
見出している。（７）上述の構成において、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および列方向配線とが
絶縁層を介して配置されており、該一対の素子電極は該
行方向配線および該列方向配線とに結線することで、絶
縁基板上に該複数の電子放出素子を行列状に配列したこ
とを特徴とする電子線発生装置。（８）上述の構成において、該電子源には複数の行方向
配線が配置されており、複数の該電子放出素子の該素子
電極が複数の該行方向配線のうちの一対の行方向配線と
それぞれ結線されることで、該絶縁性基板上に複数の該
電子放出素子が行列上に配置されたことを特徴とする電
子線発生装置。（９）上述の構成において、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。

【００３５】また、本発明は、ＳＣＥ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
の電極を電子源を成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。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装置に限るものでな
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次元状の発
光源としても応用できる。

【００３６】また、本発明の思想によれば、たとえば電
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。

【００３７】

【発明の実施の形態】まず、本発明を適用する画像装置
の表示パネル構成と製造方法について説明する。（表示パネルの構成と製造法）次に、本発明を適用した
画像表示装置の表示パネルの構成と製造法について、具
体的な例を示して説明する。

【００３８】図７は、実施の形態に用いた表示パネルの
斜視図であり、内部構造を示すためにパネルの１部を切
り欠いて示している。図中、１００５はリアプレート、
１００６は側壁、１００７はフェースプレート、１０１
１はスペーサであり、１００５〜１００７により表示パ
ネルの内部を真空に維持するための気密容器を形成して
いる。気密容器を組み立てるにあたっては、各部材の接
合部に十分な強度と気密性を保持させるため封着する必
要があるが、たとえばフリットガラスを接合部に塗布
し、大気中あるいは窒素雰囲気中で、摂氏４００〜５０
０度で１０分以上焼成することにより封着を達成した。

【００３９】気密容器内部を真空に排気する方法につい
ては後述する。リアプレート１００５には、基板１００
１が固定されているが、該基板上には冷陰極素子１００
２がＮｘＭ個形成されている。（Ｎ，Ｍは２以上の正の
整数であり、目的とする表示画素数に応じて適宜設定さ
れる。たとえば、高品位テレビジョンの表示を目的とし
た表示装置においては、Ｎ＝３０００，Ｍ＝１０００以
上の数を設定することが望ましい。本実施の形態におい
ては、Ｎ＝３０７２，Ｍ＝１０２４とした。）前記Ｎｘ
Ｍ個の冷陰極素子は、Ｍ本の行方向配線１００３とＮ本
の列方向配線１００４により単純マトリクス配線されて
いる。前記、１００１〜１００４によって構成される部
分をマルチ電子ビーム源と呼ぶ。なお、マルチ電子ビー
ム源の製造方法や構造については、後で詳しく述べる。

【００４０】本実施の形態においては、気密容器のリア
プレート１００５にマルチ電子ビーム源の基板１００１
を固定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板１
００１が十分な強度を有するものである場合には、気密
容器のリアプレートとしてマルチ電子ビーム源の基板１
００１自体を用いてもよい。また、フェースプレート１
００７の下面には、蛍光膜１００８が形成されている。
本実施の形態はカラー表示装置であるため、蛍光膜１０
０８の部分にはＣＲＴの分野で用いられる赤、緑、青、
の３原色の蛍光体が塗り分けられている。各色の蛍光体
は、たとえば図８Ａ、図８Ｂに示すようにストライプ状
に塗り分けられ、蛍光体のストライプの間には黒色の導
電体１０１０が設けてある。黒色の導電体１０１０を設
ける目的は、電子ビームの照射位置に多少のずれがあっ
ても表示色にずれが生じないようにすることや、外光の
反射を防止して表示コントラストの低下を防ぐこと、電
子ビームによる蛍光膜のチャージアップを防止すること
などである。黒色の導電体１０１０には、黒鉛を主成分
として用いたが、上記の目的に適するものであればこれ
以外の材料を用いても良い。

【００４１】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は図８
Ａに示したストライプ状の配列に限られるものではな
く、たとえば図８Ｂに示すようなデルタ状配列や、それ
以外の配列であってもよい。なお、モノクロームの表示
パネルを作成する場合には、単色の蛍光体材料を蛍光膜
１００８に用いればよく、また黒色導電材料は必ずしも
用いなくともよい。

【００４２】また、蛍光膜１００８のリアプレート側の
面には、ＣＲＴの分野では公知のメタルバック１００９
を設けてある。メタルバック１００９を設けた目的は、
蛍光膜１００８が発する光の一部を鏡面反射して光利用
率を向上させることや、負イオンの衝突から蛍光膜１０
０８を保護することや、電子ビーム加速電圧を印加する
ための電極として作用させることや、蛍光膜１００８を
励起した電子の導電路として作用させることなどであ
る。メタルバック１００９は、蛍光膜１００８をフェー
スプレート基板１００７上に形成した後、蛍光膜表面を
平滑化処理し、その上にＡｌを真空蒸着する方法により
形成した。なお、蛍光膜１００８に低電圧用の蛍光体材
料を用いた場合には、メタルバック１００９は用いな
い。

【００４３】また、本実施の形態では用いなかったが、
加速電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、
フェースプレート基板１００７と蛍光膜１００８との間
に、たとえばＩＴＯを材料とする透明電極を設けてもよ
い。また、Ｄx1〜ＤxmおよびＤy1〜ＤynおよびＨｖは、
当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気的に接続す
るために設けた気密構造の電気接続用端子である。Ｄx1
〜Ｄxmはマルチ電子ビーム源の行方向配線１００３と、
Ｄy1〜Ｄynはマルチ電子ビーム源の列方向配線１００４
と、Ｈｖはフェースプレートのメタルバック１００９と
電気的に接続している。

【００４４】また、気密容器内部を真空に排気するに
は、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポ
ンプとを接続し、気密容器内を１０のマイナス７乗［Ｔ
ｏｒｒ］程度の真空度まで排気する。その後、排気管を
封止するが、気密容器内の真空度を維持するために、封
止の直前あるいは封止後に気密容器内の所定の位置にゲ
ッター膜（不図示）を形成する。ゲッター膜とは、たと
えば、Ｂａを主成分とするゲッター材料をヒーターもし
くは高周波加熱により加熱し蒸着して形成した膜であ
り、該ゲッター膜の吸着作用により気密容器内は１ｘ１
０マイナス５乗ないしは１ｘ１０マイナス７乗［Ｔｏｒ
ｒ］の真空度に維持される。

【００４５】以上、本発明実施の形態の表示パネルの基
本構成と製法を説明した。次に、前記実施の形態の表示
パネルに用いたマルチ電子ビーム源の製造方法について
説明する。本発明の画像表示装置に用いるマルチ電子ビ
ーム源は、冷陰極素子を単純マトリクス配線した電子源
であれば、冷陰極素子の材料や形状あるいは製法に制限
はない。したがって、たとえば表面伝導型放出素子やＦ
Ｅ型、あるいはＭＩＭ型などの冷陰極素子を用いること
ができる。

【００４６】ただし、表示画面が大きくてしかも安価な
表示装置が求められる状況のもとでは、これらの冷陰極
素子の中でも、表面伝導型放出素子が特に好ましい。す
なわち、ＦＥ型ではエミッタコーンとゲート電極の相対
位置や形状が電子放出特性を大きく左右するため、極め
て高精度の製造技術を必要とするが、これは大面積化や
製造コストの低減を達成するには不利な要因となる。ま
た、ＭＩＭ型では、絶縁層と上電極の膜厚を薄くてしか
も均一にする必要があるが、これも大面積化や製造コス
トの低減を達成するには不利な要因となる。その点、表
面伝導型放出素子は、比較的製造方法が単純なため、大
面積化や製造コストの低減が容易である。また、発明者
らは、表面伝導型放出素子の中でも、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とりわけ電
子放出特性に優れ、しかも製造が容易に行えることを見
いだしている。したがって、高輝度で大画面の画像表示
装置のマルチ電子ビーム源に用いるには、最も好適であ
ると言える。そこで、上記実施の形態の表示パネルにお
いては、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から
形成した表面伝導型放出素子を用いた。そこで、まず好
適な表面伝導型放出素子について基本的な構成と製法お
よび特性を説明し、その後で多数の素子を単純マトリク
ス配線したマルチ電子ビーム源の構造について述べる。（表面伝導型放出素子の好適な素子構成と製法）電子放
出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形成する表面伝
導型放出素子の代表的な構成には、平面型と垂直型の２
種類があげられる。（平面型の表面伝導型放出素子）まず最初に、平面型の
表面伝導型放出素子の素子構成と製法について説明す
る。図９Ａ、図９Ｂに示すのは、平面型の表面伝導型放
出素子の構成を説明するための平面図および断面図であ
る。

【００４７】図中、１１０１は基板、１１０２と１１０
３は素子電極、１１０４は導電性薄膜、１１０５は通電
フォーミング処理により形成した電子放出部、１１１３
は通電活性化処理により形成した薄膜である。基板１１
０１としては、たとえば、石英ガラスや青板ガラスをは
じめとする各種ガラス基板や、アルミナをはじめとする
各種セラミクス基板、あるいは、上述の各種基板上に、
たとえば、ＳｉＯ₂を材料とする絶縁層を積層した基板
などを用いることができる。

【００４８】また、基板１１０１上に基板面と平行に対
向して設けられた素子電極１１０２と１１０３は、導電
性を有する材料によって形成されている。たとえば、Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｐｄ，
Ａｇ等をはじめとする金属、あるいはこれらの金属の合
金、あるいはＩｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂をはじめとする金属酸
化物、ポリシリコンなどの半導体、などの中から適宜材
料を選択して用いればよい。電極を形成するには、たと
えば真空蒸着などの製膜技術とフォトリソグラフィー、
エッチングなどのパターニング技術を組み合わせて用い
れば容易に形成できるが、それ以外の方法（たとえば印
刷技術）を用いて形成してもさしつかえない。

【００４９】素子電極１１０２と１１０３の形状は、当
該電子放出素子の応用目的に合わせて適宜設計される。
一般的には、電極間隔Ｌは通常は数百オングストローム
から数百マイクロメーターの範囲から適当な数値を選ん
で設計されるが、なかでも表示装置に応用するために好
ましいのは数マイクロメーターより数十マイクロメータ
ーの範囲である。また、素子電極の厚さｄについては、
通常は数百オングストロームから数マイクロメーターの
範囲から適当な数値が選ばれる。

【００５０】また、導電性薄膜１１０４の部分には、微
粒子膜を用いる。ここで述べた微粒子膜とは、構成要素
として多数の微粒子を含んだ膜（島状の集合体も含む）
のことをさす。微粒子膜を微視的に調べれば、通常は、
個々の微粒子が離間して配置された構造か、あるいは微
粒子が互いに隣接した構造か、あるいは微粒子が互いに
重なり合った構造が観測される。

【００５１】微粒子膜に用いた微粒子の粒径は、数オン
グストロームから数千オングストロームの範囲に含まれ
るものであるが、なかでも好ましいのは１０オングスト
ロームから２００オングストロームの範囲のものであ
る。また、微粒子膜の膜厚は、以下に述べるような諸条
件を考慮して適宜設定される。すなわち、素子電極１１
０２あるいは１１０３と電気的に良好に接続するのに必
要な条件、後述する通電フォーミングを良好に行うのに
必要な条件、微粒子膜自身の電気抵抗を後述する適宜の
値にするために必要な条件、などである。

【００５２】具体的には、数オングストロームから数千
オングストロームの範囲のなかで設定するが、なかでも
好ましいのは１０オングストロームから５００オングス
トロームの間である。また、微粒子膜を形成するのに用
いられうる材料としては、たとえば、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒ
ｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚ
ｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂなどをはじめとする金属や、
ＰｄＯ，ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＰｂＯ，Ｓｂ2 Ｏ3 ，な
どをはじめとする酸化物や、ＨｆＢ₂，ＺｒＢ₂，ＬａＢ
₆，ＣｅＢ₆，ＹＢ₄，ＧｄＢ₄ などをはじめとする硼化
物や、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ
などをはじめとする炭化物や、ＴｉＮ，ＺｒＮ，Ｈｆ
Ｎ，などをはじめとする窒化物や、Ｓｉ，Ｇｅなどをは
じめとする半導体や、カーボンなどがあげられ、これら
の中から適宜選択される。

【００５３】以上述べたように、導電性薄膜１１０４を
微粒子膜で形成したが、そのシート抵抗値については、
１０の３乗から１０の７乗［オーム／ｓｑ］の範囲に含
まれるよう設定した。なお、導電性薄膜１１０４と素子
電極１１０２および１１０３とは、電気的に良好に接続
されるのが望ましいため、互いの一部が重なりあうよう
な構造をとっている。その重なり方は、図９Ａ、図９Ｂ
の例においては、下から、基板、素子電極、導電性薄膜
の順序で積層したが、場合によっては下から基板、導電
性薄膜、素子電極、の順序で積層してもさしつかえな
い。

【００５４】また、電子放出部１１０５は、導電性薄膜
１１０４の一部に形成された亀裂状の部分であり、電気
的には周囲の導電性薄膜よりも高抵抗な性質を有してい
る。亀裂は、導電性薄膜１１０４に対して、後述する通
電フォーミングの処理を行うことにより形成する。亀裂
内には、数オングストロームから数百オングストローム
の粒径の微粒子を配置する場合がある。なお、実際の電
子放出部の位置や形状を精密かつ正確に図示するのは困
難なため、図９Ａ、図９Ｂにおいては模式的に示した。

【００５５】また、薄膜１１１３は、炭素もしくは炭素
化合物よりなる薄膜で、電子放出部１１０５およびその
近傍を被覆している。薄膜１１１３は、通電フォーミン
グ処理後に、後述する通電活性化の処理を行うことによ
り形成する。薄膜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］以下とするが、３００［オングストローム］以下
とするのがさらに好ましい。

【００５６】なお、実際の薄膜１１１３の位置や形状を
精密に図示するのは困難なため、図９Ａ、図９Ｂにおい
ては模式的に示した。また、平面図（図９Ａ）において
は、薄膜１１１３の一部を除去した素子を図示した。以
上、好ましい素子の基本構成を述べたが、実施の形態に
おいては以下のような素子を用いた。

【００５７】すなわち、基板１１０１には青板ガラスを
用い、素子電極１１０２と１１０３にはＮｉ薄膜を用い
た。素子電極の厚さｄは１０００［オングストロー
ム］、電極間隔Ｌは２［マイクロメーター］とした。微
粒子膜の主要材料としてＰｄもしくはＰｄＯを用い、微
粒子膜の厚さは約１００［オングストローム］、幅Ｗは
１００［マイクロメータ］とした。

【００５８】次に、好適な平面型の表面伝導型放出素子
の製造方法について説明する。図１０Ａ〜図１０Ｅは、
表面伝導型放出素子の製造工程を説明するための断面図
で、各部材の表記は図９Ａ、図９Ｂと同一である。１）まず、図１０Ａに示すように、基板１１０１上に素
子電極１１０２および１１０３を形成する。

【００５９】形成するにあたっては、あらかじめ基板１
１０１を洗剤、純水、有機溶剤を用いて十分に洗浄後、
素子電極の材料を堆積させる。（堆積する方法として
は、たとえば、蒸着法やスパッタ法などの真空成膜技術
を用ればよい。）その後、堆積した電極材料を、フォト
リソグラフィー・エッチング技術を用いてパターニング
し、図１０Ａに示した一対の素子電極（１１０２と１１
０３）を形成する。

【００６０】２）次に、図１０Ｂに示すように、導電性
薄膜１１０４を形成する。形成するにあたっては、ま
ず、図１０Ａの基板に有機金属溶液を塗布して乾燥し、
加熱焼成処理して微粒子膜を成膜した後、フォトリソグ
ラフィー・エッチングにより所定の形状にパターニング
する。ここで、有機金属溶液とは、導電性薄膜に用いる
微粒子の材料を主要元素とする有機金属化合物の溶液で
ある。（具体的には、本実施の形態では主要元素として
Ｐｄを用いた。また、実施の形態では塗布方法として、
ディッピング法を用いたが、それ以外のたとえばスピン
ナー法やスプレー法を用いてもよい。）また、微粒子膜で作られる導電性薄膜の成膜方法として
は、本実施の形態で用いた有機金属溶液の塗布による方
法以外の、たとえば真空蒸着法やスパッタ法、あるいは
化学的気相堆積法などを用いる場合もある。

【００６１】３）次に、図１０Ｃに示すように、フォー
ミング用電源１１１０から素子電極１１０２と１１０３
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。通電フォーミン
グ処理とは、微粒子膜で作られた導電性薄膜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１
１０２と１１０３の間で計測される電気抵抗は大幅に増
加する。

【００６２】通電方法をより詳しく説明するために、図
１１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、本実施の形態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１１１１で計測した。

【００６３】実施の形態においては、たとえば１０のマ
イナス５乗［ｔｏｒｒ］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Ｔ
２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１ｘ１０の６乗［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１ｘ１０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。

【００６４】なお、上記の方法は、本実施の形態の表面
伝導型放出素子に関する好ましい方法であり、たとえば
微粒子膜の材料や膜厚、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。４）次に、図１０Ｄ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。

【００６５】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１０
０倍以上に増加させることができる。

【００６６】具体的には、１０のマイナス４乗ないし１
０のマイナス５乗［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。

【００６７】通電方法をより詳しく説明するために、図
１２Ａ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。本実施の形態においては、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、本実施の形態
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。

【００６８】図１０Ｄ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を捕捉するための
アノード電極で、直流高電圧電源１１１５および電流計
１１１６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１１１６で放出電流Ｉｅを計測して通電活性
化処理の進行状況をモニターし、活性化用電源１１１２
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１２Ｂに示すが、活性化電源１１１２
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。

【００６９】なお、上述の通電条件は、本実施の形態の
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。以上のようにし
て、図１０Ｅに示す平面型の表面伝導型放出素子を製造
した。（垂直型の表面伝導型放出素子）次に、電子放出部もし
くはその周辺を微粒子膜から形成した表面伝導型放出素
子のもうひとつの代表的な構成、すなわち垂直型の表面
伝導型放出素子の構成について説明する。

【００７０】図１３は、垂直型の基本構成を説明するた
めの模式的な断面図であり、図中の１２０１は基板、１
２０２と１２０３は素子電極、１２０６は段差形成部
材、１２０４は微粒子膜を用いた導電性薄膜、１２０５
は通電フォーミング処理により形成した電子放出部、１
２１３は通電活性化処理により形成した薄膜である。垂
直型が先に説明した平面型と異なる点は、素子電極のう
ちの片方（１２０２）が段差形成部材１２０６上に設け
られており、導電性薄膜１２０４が段差形成部材１２０
６の側面を被覆している点にある。したがって、図９
Ａ、図９Ｂの平面型における素子電極間隔Ｌは、垂直型
においては段差形成部材１２０６の段差高Ｌｓとして設
定される。なお、基板１２０１、素子電極１２０２およ
び１２０３、微粒子膜を用いた導電性薄膜１２０４につ
いては、前記平面型の説明中に列挙した材料を同様に用
いることが可能である。また、段差形成部材１２０６に
は、たとえば、ＳｉＯ₂のような電気的に絶縁性の材料
を用いる。

【００７１】次に、垂直型の表面伝導型放出素子の製法
について説明する。図１４Ａ〜図１４Ｆは、製造工程を
説明するための断面図で、各部材の表記は図１３と同一
である。１）まず、図１４Ａに示すように、基板１２０１上に素
子電極１２０３を形成する。

【００７２】２）次に、図１４Ｂに示すように、段差形
成部材を形成するための絶縁層を積層する。絶縁層は、
たとえばＳｉＯ₂をスパッタ法で積層すればよいが、た
とえば真空蒸着法や印刷法などの他の成膜方法を用いて
もよい。３）次に、図１４Ｃに示すように、絶縁層の上に素子電
極１２０２を形成する。

【００７３】４）次に、図１４Ｄに示すように、絶縁層
の一部を、たとえばエッチング法を用いて除去し、素子
電極１２０３を露出させる。５）次に、図１４Ｅに示すように、微粒子膜を用いた導
電性薄膜１２０４を形成する。形成するには、前記平面
型の場合と同じく、たとえば、塗布法などの成膜技術を
用いればよい。

【００７４】６）次に、前記平面型の場合と同じく、通
電フォーミング処理を行い、電子放出部を形成する。
（図１０Ｃを用いて説明した平面型の通電フォーミング
処理と同様の処理を行えばよい。）７）次に、前記平面型の場合と同じく、通電活性化処理
を行い、電子放出部近傍に炭素もしくは炭素化合物を堆
積させる。（図１０Ｄを用いて説明した平面型の通電活
性化処理と同様の処理を行えばよい。）以上のようにして、図１４Ｆに示す垂直型の表面伝導型
放出素子を製造した。（表示装置に用いた表面伝導型放出素子の特性）以上、
平面型と垂直型の表面伝導型放出素子について素子構成
と製法を説明したが、次に表示装置に用いた素子の特性
について述べる。

【００７５】図１５に、表示装置に用いた素子の、（放
出電流Ｉｅ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性、および（素
子電流Ｉｆ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性の典型的な例
を示す。なお、放出電流Ｉｅは素子電流Ｉｆに比べて著
しく小さく、同一尺度で図示するのが困難であるうえ、
これらの特性は素子の大きさや形状等の設計パラメータ
を変更することにより変化するものであるため、２本の
グラフは各々任意単位で図示した。

【００７６】表示装置に用いた素子は、放出電流Ｉｅに
関して以下に述べる３つの特性を有している。第一に、
ある電圧（これを閾値電圧Ｖｔｈと呼ぶ）以上の大きさ
の電圧を素子に印加すると急激に放出電流Ｉｅが増加す
るが、一方、閾値電圧Ｖｔｈ未満の電圧では放出電流Ｉ
ｅはほとんど検出されない。

【００７７】すなわち、放出電流Ｉｅに関して、明確な
閾値電圧Ｖｔｈを持った非線形素子である。第二に、放
出電流Ｉｅは素子に印加する電圧Ｖｆに依存して変化す
るため、電圧Ｖｆで放出電流Ｉｅの大きさを制御でき
る。第三に、素子に印加する電圧Ｖｆに対して素子から
放出される電流Ｉｅの応答速度が速いため、電圧Ｖｆを
印加する時間の長さによって素子から放出される電子の
電荷量を制御できる。

【００７８】以上のような特性を有するため、表面伝導
型放出素子を表示装置に好適に用いることができた。た
とえば、多数の素子を表示画面の画素に対応して設けた
表示装置において、第一の特性を利用すれば、表示画面
を順次走査して表示を行うことが可能である。すなわ
ち、駆動中の素子には所望の発光輝度に応じて閾値電圧
Ｖｔｈ以上の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子には
閾値電圧Ｖｔｈ未満の電圧を印加する。駆動する素子を
順次切り替えてゆくことにより、表示画面を順次走査し
て表示を行うことが可能である。

【００７９】また、第二の特性かまたは第三の特性を利
用することにより、発光輝度を制御することができるた
め、諧調表示を行うことが可能である。（多数素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム
源の構造）次に、上述の表面伝導型放出素子を基板上に
配列して単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源の
構造について述べる。

【００８０】図１６に示すのは、図７の表示パネルに用
いたマルチ電子ビーム源の平面図である。基板上には、
図９Ａ、図９Ｂで示したものと同様な表面伝導型放出素
子が配列され、これらの素子は行方向配線電極１００３
と列方向配線電極１００４により単純マトリクス状に配
線されている。行方向配線電極１００３と列方向配線電
極１００４の交差する部分には、電極間に絶縁層（不図
示）が形成されており、電気的な絶縁が保たれている。

【００８１】図１６のＡ−Ａ’に沿った断面を、図１７
に示す。なお、このような構造のマルチ電子源は、あら
かじめ基板上に行方向配線電極１００３、列方向配線電
極１００４、電極間絶縁層（不図示）、および表面伝導
型放出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した後、行方
向配線電極１００３および列方向配線電極１００４を介
して各素子に給電して通電フォーミング処理と通電活性
化処理を行うことにより製造した。

【００８２】ここで、本実施の形態の画像装置の駆動方
法についてより具体的に説明を加えたい。図１８は、前
記説明の表面伝導型放出素子を電子ビーム源として用い
たディスプレイパネルに、たとえば、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多機能表示装置の一例を
示すための図である。図中、２１００はディスプレイパ
ネル、２１０１はディスプレイパネルの駆動回路、２１
０２はディスプレイコントローラ、２１０３はマルチプ
レクサ、２１０４はデコーダ、２１０５は入出力インタ
ーフェース回路、２１０６はＣＰＵ、２１０７は画像生
成回路、２１０８および２１０９および２１１０は画像
メモリインターフェース回路、２１１１は画像入力イン
ターフェース回路、２１１２および２１１３はＴＶ信号
受信回路、２１１４は入力部である。

【００８３】なお、本表示装置は、たとえばテレビジョ
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
やスピーカなどについては説明を省略する。以下、画像
信号の流れに沿って各部の機能を説明してゆく。

【００８４】まず、ＴＶ信号受信回路２１１３は、たと
えば電波や空間光通信などのような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、
たとえば、ＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式
などの諸方式でもよい。また、これらよりさらに多数の
走査線よりなるＴＶ信号（たとえば、ＭＵＳＥ方式をは
じめとするいわゆる高品位ＴＶ）は、大面積化や大画素
数化に適した前記ディスプレイパネルの利点を生かすの
に好適な信号源である。ＴＶ信号受信回路２１１３で受
信されたＴＶ信号は、デコーダ２１０４に出力される。

【００８５】また、ＴＶ信号受信回路２１１２は、たと
えば、同軸ケーブルや光ファイバーなどのような有線伝
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。前記ＴＶ信号受信回路２１１３と同様に、
受信するＴＶ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２１０４
に出力される。

【００８６】また、画像入力インターフェース回路２１
１１は、たとえば、ＴＶカメラや画像読み取りスキャナ
など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２１０
４に出力される。また、画像メモリインターフェース回
路２１１０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２１０４に出力さ
れる。

【００８７】また、画像メモリインターフェース回路２
１０９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２１０４に出力される。また、画像メモリインターフ
ェース回路２１０８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２１０４に出力される。

【００８８】また、入出力インターフェース回路２１０
５は、本表示装置と、外部のコンピュータもしくはコン
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。画像データや文字デー
タ・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ＣＰＵ２１０６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。

【００８９】また、画像生成回路２１０７は、前記入出
力インターフェース回路２１０５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、ＣＰ
Ｕ２１０６より出力される画像データや文字・図形情報
に基づき表示用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、たと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だし
専用メモリや、画像処理を行うためのプロセッサなどを
はじめとして画像の生成に必要な回路が組み込まれてい
る。本回路により生成された表示用画像データは、デコ
ーダ２１０４に出力されるが、場合によっては前記入出
力インターフェース回路２１０５を介して外部のコンピ
ュータネットワークやプリンタ入出力することも可能で
ある。

【００９０】また、ＣＰＵ２１０６は、主として本表示
装置の動作制御や、表示画像の生成や選択や編集に関わ
る作業を行う。たとえば、マルチプレクサ２１０３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２１０２に対して制御信号を発生し、画面表示
周波数や走査方法（たと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。

【００９１】また、前記画像生成回路２１０７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
は前記入出力インターフェース回路２１０５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。なお、ＣＰＵ２１０６は、
むろんこれ以外の目的の作業にも関わるものであっても
良い。たとえば、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する機能に
直接関わっても良い。

【００９２】あるいは、前述したように入出力インター
フェース回路２１０５を介して外部のコンピュータネッ
トワークと接続し、たとえば、数値計算などの作業を外
部機器と協同して行っても良い。また、入力部２１１４
は、ＣＰＵ２１０６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、たとえ
ば、キーボードやマウスのほか、ジョイスティック，バ
ーコードリーダー，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。

【００９３】また、デコーダ２１０４は、前記２１０７
ないし２１１３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２１０４は内部に画像メモリを備えるのが望まし
い。これは、たとえばＭＵＳＥ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、前記画
像生成回路２１０７およびＣＰＵ２１０６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。

【００９４】また、マルチプレクサ２１０３は、ＣＰＵ
２１０６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２１
０３はデコーダ２１０４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２
１０１に出力する。その場合には、一画面表示時間内で
画像信号を切り替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。

【００９５】また、ディスプレイパネルコントローラ２
１０２は、前記ＣＰＵ２１０６より入力される制御信号
に基づき駆動回路２１０１の動作を制御するための回路
である。まず、ディスプレイパネルの基本的な動作にか
かわるものとして、たとえば、ディスプレイパネルの駆
動用電源（図示せず）の動作シーケンスを制御するため
の信号を駆動回路２１０１に対して出力する。また、デ
ィスプレイパネルの駆動方法に関わるものとして、たと
えば画面表示周波数や走査方法（たとえば、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２１０１に対して出力する。

【００９６】また、場合によっては表示画像の輝度やコ
ントラストや色調や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２１０１に対して出力する場
合もある。また、駆動回路２１０１は、ディスプレイパ
ネル２１００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２１０３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２１０２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。

【００９７】以上、各部の機能を説明したが、図１８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２
１００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２
１０４において逆変換された後、マルチプレクサ２１０
３において適宜選択され、駆動回路２１０１に入力され
る。一方、ディスプレイコントローラ２１０２は、表示
する画像信号に応じて駆動回路２１０１の動作を制御す
るための制御信号を発生する。駆動回路２１０１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２
１００に駆動信号を印加する。これにより、ディスプレ
イパネル２１００において画像が表示される。これらの
一連の動作は、ＣＰＵ２１０６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、前記デコー
ダ２１０４に内蔵する画像メモリや、画像生成回路２１
０７およびＣＰＵ２１０６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、たとえば拡大，縮
小，回転，移動，エッジ強調，間引き，補間，色変換，
画像の縦横比変換などをはじめとする画像処理や、合
成，消去，接続，入れ換え，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。

【００９９】また、本実施の形態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様に、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
良い。したがって、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，静止画像および動画
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、産業用あ
るいは民生用として極めて応用範囲が広い。

【０１００】なお、図１８は、表面伝導型放出素子を電
子ビーム源とするディスプレイパネルを用いた表示装置
の構成の一例を示したにすぎず、これのみに限定される
ものではないことは言うまでもない。たとえば、図１８
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良い。たとえ
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。

【０１０１】本表示装置においては、とりわけ表面伝導
型放出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルが
容易に薄形化できるため、表示装置全体の奥行きを小さ
くすることが可能である。それに加えて、表面伝導型放
出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルは大画
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良く
表示することが可能である。

【０１０２】次に、本発明の実施の形態について図面を
参照しながら説明する。（実施の形態１）まず、図１９を用いて本発明の最も特
徴とする部分について詳細に説明する。図１９は、本実
施の形態を用いた画像表示装置のスペーサ近傍の斜視図
である。図１９において、１０３は電子放出部、１０６
はスペーサであり耐大気圧構造を実現するために画像表
示装置内に配置される。１９１はスペーサと電子源基板
（図示せず）との接続部である電子源基板上にスペーサ
を強固に保持している。１９２は導電性接続部であり、
スペーサ１０６の表面に形成された半導電性膜（図示せ
ず）と電子源基板上の配線電極と電気的接続をおこな
う。

【０１０３】また、半導電性膜の反対側は加速電極に接
続されており駆動時には、半導電性膜表面に微弱電流が
流れ帯電を防ぐ。電子を電子放出部１０３より放出さ
せ、加速電圧を印加すると電子は上方に引き出され蛍光
体部に衝突し蛍光体部を発光させる。この時、導電体接
続部１９１は隣接する電子放出部１０３からほぼ等しい
距離にあり、各電子放出部１０３からできるだけ離れた
場所に位置する。本実施の形態において、電子放出部の
周辺及び、導電体接続部１９１の周期はともに同じと
し、スペーサ１０６の長手方向に６５０μｍ、それとは
直交する方向に４５０μｍとした。

【０１０４】ここで、スペーサ１０６の表面に形成した
半導電性膜について説明する。その材料としては、たと
えば、Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｒｈ，Ｉｒ等の貴金属の他、
Ａｌ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｃｄ，Ｃ
ｕ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｖ，Ｔｉ，
Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｗ等の金属および複数の金属よりな
る合金による島状金属膜やＮｉＯ，ＳｎＯ₂，ＺｎＯ等
の導電性酸化物を挙げることができる。

【０１０５】半導電性膜の成膜方法としては、真空蒸着
法、スパッタ法、化学的気相堆積法等の真空成膜法によ
るものや有機溶液或いは分散溶液をディッピング或いは
スピナーを用いて塗布・焼成する工程等からなる塗布法
によるものや、金属化合物とその化合物から化学反応に
より絶縁体表面に金属膜を形成することができる無電界
めっき溶液等を挙げることができ、対象となる材料およ
び生産性に応じて適宜選択される。

【０１０６】本実施の形態に於いては、半導電性膜は清
浄化したソーダライムガラスからなるスペーサ１０６上
に酸化ニッケル膜を真空成膜法により形成し、半導電性
膜の表面抵抗は１０⁹［Ω／□］とした。なお、本実施
の形態で用いた酸化ニッケル膜は、スパッタリング装置
を用いて酸化ニッケルをターゲットにし、アルゴン／酸
素混合雰囲気中でスパッタリングを行なうことにより作
製した。なお、スパッタリング時の基板温度は２５０℃
で行った。

【０１０７】また、接続部１９１の構成材料としては、
絶縁性フィラーをフリットガラスに分散させバインダー
を加えてペースト状にしたものを好適に用いることがで
きる。さらに、導電性接続部１９２としては、銀ペース
トや金ペーストなどの金属微粒子をバインダに拡散させ
たペーストを塗布後焼成して形成する方法や、半田材料
により形成することができる。本実施の形態において
は、以下の方法により導電性接続部を形成した。導電性
フィラーを用い、材質としては直径約１０μｍのソーダ
ライムガラスあるいはシリカ等のガラス球表面にメッキ
法等により金属膜を形成することにより得たものを用い
た。作製時には、ディスペンサーを用いて、このペース
ト状の混合液を塗布して形成した。また、スクリーン印
刷や凸版印刷などの印刷方法を用いて塗布し焼成するこ
とにより導電性接続部を形成することもできる。

【０１０８】本実施の形態を図７で説明した画像形成装
置に適用し、加速電圧は５ｋＶ、素子基板とフースプレ
ート基板との間隔は４ｍｍとした。本実施の形態の画像
装置を駆動させたところ色ずれやむらのない良好な画像
が形成された。（実施の形態２）ここで本発明第二の実施の形態につい
て図２０を用いて説明する。

【０１０９】図２０は、本実施の形態を用いた画像表示
装置のスペーサ近傍の斜視図である。図２０において、
２０２は電子放出部、２０６はスペーサであり耐大気圧
構造を実現するために画像表示装置内に配置される。２
９１はスペーサと電子源基板（図示せず）との接続部で
あり電子源基板上にスペーサを強固に保持している。２
９２は導電性接続部であり、スペーサ２０６の表面に形
成された半導電性膜（図示せず）と電子源基板上の配線
電極と電気的接続をおこなう。また、半導電性膜の反対
側は実施の形態１と同様に加速電極に接続されており駆
動時には、半導電性膜表面に微弱電流が流れ帯電を防
ぐ。２９３は疑似導電性接続部を示す。

【０１１０】本実施の形態において、実施の形態１と異
なるのは疑似導電性接続部２９３を電子放出部２０２の
形成周期に合わせて、導電性接続部２９１の形成しない
領域に配置したことである。本実施の形態において、電
子放出部２０２、導電体接続部２９１、疑似導電性接続
部２９３の周期はともにスペーサ２０６のなが手方向に
５００μｍ、それとは直交する方向に３５０μｍで形成
した。

【０１１１】本実施の形態を図７で説明した画像形成装
置に適用し、加速電圧は８ｋＶ、素子基板とフースプレ
ート基板との間隔は２.５ｍｍとした。本実施の形態の
画像装置を駆動させたところ実施の形態１同様に色ずれ
やむらのない良好な画像が形成された。（実施の形態３）本実施の形態に於いては、平面フィー
ルドエミッション（ＦＥ）型電子放出素子を本発明の電
子放出素子として用いた例を示す。

【０１１２】図２１は、平面ＦＥ型電子放出素子基板の
上面図である。３０１は電子放出部、３０２及び３０３
は電子放出部３０１に電位を与える一対の素子電極、３
０４は行方向配線、３０５は列方向配線電極、３０６は
導電性接続部形成位置、３０７は疑似導電性接続部形成
位置である。電子放出は、素子電極３０２，３０３間に
電圧を印加することにより電子放出部３０１内の鋭利な
先端部より電子が放出され、素子基板と対向して設けら
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。

【０１１３】本実施の形態に於いては、列方向配線３０
５はダイシングソーを用いて基板に溝（図示せず）を形
成し、銀ペーストをブレードコータを用いて溝中に塗布
して焼成することにより形成した。次に、層間絶縁層
（図示せず）を全面に形成した後、素子電極部３０２，
３０３、電子放出部３０１を形成した後、スクリーン印
刷法を用いて行方向配線３０４，３０４及を形成した。

【０１１４】以下、接続部、導電性接続部、疑似導電性
接続部をディスペンサーを用いて形成し、導電性スペー
サを固定保持して、画像装置を作製した。なお、本実施
の形態に於いては、列方向配線の厚みは５０μｍ、行方
向配線の厚みは６０μｍとし、スペーサは行配線電極上
に形成した。実施の形態１と同様に駆動させたところ、
２次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、スペー
サ近傍においても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実施の形態１と同様に
得られた。（その他の実施の形態）本発明において、電位規定板を
複数枚用いてビーム集束機能をもたせることも可能であ
る。

【０１１５】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成す基板面に沿って
構成した電界放出型の電子放出素子がある。また、本発
明は、単純マトリクス型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。たとえば、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、上記のような支持部材を用いた場
合である。

【０１１６】また、本発明の思想によれば、表示用とし
て好適な画像形成装置に限るものでなく、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次元状の発光源としても応用
できる。

【０１１７】また、本発明の思想によれば、たとえば電
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。な
お、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュー
タ，インタフェイス機器，リーダ，プリンタなど）から
構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる
装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置など）に適用
してもよい。

【０１１８】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ
やＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読出し実行することによっても、達成されることは言う
までもない。

【０１１９】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。プログラムコードを供給
するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディス
ク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，Ｃ
Ｄ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリ
カード，ＲＯＭなどを用いることができる。

【０１２０】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。

【０１２１】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。

【０１２２】本発明を上記記憶媒体に適用する場合、そ
の記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応す
るプログラムコードを格納することになる。以上説明し
たように、本実施の形態の画像形成装置は、導電性の接
続部をスペーサの導通のとれる範囲で極力小さくし、こ
れをできるだけ電子放出素子から離し、かつ、電子放出
素子の配置周期に合わせて配置することによって、電子
ビームの軌道のずれを極力さけることができ、引いては
高品質の画像を形成可能となる。

【０１２３】さらに、スペーサのない部分にも周期的に
導電性の接続部を設けることによって、スペーサのある
部分と無い部分の電子ビームの軌道のずれをさけること
ができる。以上のように、本発明に係る実施の形態の画
像表示装置においては、半導電性膜を表面に有するスペ
ーサを配置し、このスペーサを強固に保持し耐大気圧構
造を実現するための接続部と半導電性膜と電気的接続を
行う導電性接続部とを有し、この導電性接続部を電子放
出部の形成周期とほぼ同じ周期で隣接する電子放出部か
らほぼ同じ位置に形成することにより、電子放出部への
影響を最小限に抑え、電子源から放出される電子ビーム
が蛍光体に衝突する位置と、本来発光するべき蛍光体と
の位置ズレの発生を防止して、隣接画素へのはみ出しや
輝度損失を防ぐことができ鮮明な画像表示が可能となっ
た。

【０１２４】さらに、スペーサの形成されない領域にお
いて、疑似導電性接続部を電子放出部形成周期とほぼ同
じ周期で形成することにより各電子放出部に与える導電
性並びに疑似導電性接続部の影響を等しくすることが可
能であり、蛍光体の位置を予め調整することにより、隣
接画素へのはみ出しや輝度損失を防ぐことができ鮮明な
画像表示が可能となった。

【０１２５】また、電子被照射体は特定せず、マルチ平
面電子源を成す電子発生装置においても同様の効果を発
揮できる。

【０１２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、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
し得ると同時に、発光位置ずれ等がなく長寿命で信頼性
が高く、高品質の画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来知られた表面伝導型放出素子の一例であ
る。

【図２】従来知られたＦＥ型素子の一例である。

【図３】従来知られたＭＩＭ型素子の一例である。

【図４】発明者らが試みたが課題の発生した電子放出素
子の配線方法を説明する図である。

【図５】スペーサ周辺の画像形成装置断面図である。

【図６】帯電中和方法の説明図である。

【図７】本発明の実施の形態である画像表示装置の表示
パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。

【図８Ａ】表示パネルのフェースプレートの蛍光体配列
を例示した平面図である。

【図８Ｂ】表示パネルのフェースプレートの蛍光体配列
を例示した平面図である。

【図９Ａ】実施の形態で用いた平面型の表面伝導型放出
素子の平面図である。

【図９Ｂ】実施の形態で用いた平面型の表面伝導型放出
素子の断面図である。

【図１０Ａ】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を
示す断面図である。

【図１０Ｂ】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を
示す断面図である。

【図１０Ｃ】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を
示す断面図である。

【図１０Ｄ】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を
示す断面図である。

【図１０Ｅ】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を
示す断面図である。

【図１１】通電フォーミング処理の際の印加電圧波形を
示す図である。

【図１２Ａ】通電活性化処理の際の印加電圧波形を示す
図である。

【図１２Ｂ】通電活性化処理の際の放出電流Ｉｅの変化
を示す図である。

【図１３】実施の形態で用いた垂直型の表面伝導型放出
素子の断面図である。

【図１４Ａ】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を
示す断面図である。

【図１４Ｂ】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を
示す断面図である。

【図１４Ｃ】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を
示す断面図である。

【図１４Ｄ】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を
示す断面図である。

【図１４Ｅ】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を
示す断面図である。

【図１４Ｆ】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を
示す断面図である。

【図１５】実施の形態で用いた表面伝導型放出素子の典
型的な特性を示すグラフである。

【図１６】実施の形態で用いたマルチ電子ビーム源の基
板の平面図である。

【図１７】実施の形態で用いたマルチ電子ビーム源の基
板の一部断面図である。

【図１８】本発明の実施の形態である画像表示装置を用
いた多機能画像表示装置のブロック図である。

【図１９】本発明を用いた画像表示装置のスペーサ近傍
の斜視図である。

【図２０】本発明を用いた画像表示装置のスペーサ近傍
の斜視図である。

【図２１】本発明の第三の実施の形態の電子源上面図で
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５スペーサ５ａ絶縁性基材５ｂ半導電性膜６ガラス基板７蛍光膜８メタルバック１０外囲器１１，１４０，１５０絶縁性基板１２，３１０４，３１０５Ｘ方向配線１３，３１０６，３１０７Ｙ方向配線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マトリクス状に配置された電子放出素子
と前記電子放出素子から放出される電子ビームの照射に
より発光する画像形成体基板間を支えるスペーサと、前記スペーサ上に形成された半導電性膜と、前記スペーサと前記電子放出素子が配置された基板間を
支持して接続する非導電性接続部と、前記非導電性接続部に隣接し、前記スペーサと前記電子
放出素子が配置された基板間を支持し、前記半導電性膜
と電気的に接続する導電性接続部とを備え、前記導電性接続部は、前記電子放出素子の配置周期と概
等しい周期で前記スペーサに配置することを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】前記導電性接続部は、前記電子放出素子
の配置周期と概等しい周期で、かつ、前記電子放出素子
のうち隣接する２つの電子放出素子のそれぞれから概等
しい距離になるように、前記スペーサに配置することを
特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記半導電性膜には、前記導電性接続部
を介して、微小電流が流されていることを特徴とする請
求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記画像形成体は、蛍光体であることを
特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記電子放出素子は、表面伝導型の電子
放出素子であることを特徴とする請求項１に記載の画像
形成装置。
【請求項６】マトリクス状に配置された電子放出素子
と前記電子放出素子から放出される電子ビームの照射に
より発光する画像形成体基板間を支えるスペーサと、前記スペーサ上に形成された半導電性膜と、前記スペーサと前記電子放出素子が配置された基板間を
支持して接続する非導電性接続部と、前記非導電性接続部に隣接し、前記スペーサと前記電子
放出素子が配置された基板間を支持し、前記電子放出素
子の配置周期と概等しい周期で前記スペーサに配置し、
前記半導電性膜と電気的に接続する導電性接続部と、前記電子放出素子が配置された基板上で前記スペーサを
配置しない領域に、前記電子放出素子の配置周期と概等
しい周期で配置された導電性接続部とを備えることを特
徴とする画像形成装置。
【請求項７】前記導電性接続部は、前記電子放出素子
の配置周期と概等しい周期で、かつ、前記電子放出素子
のうち隣接する２つの電子放出素子のそれぞれから概等
しいくなるように、前記スペーサに配置することを特徴
とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】前記半導電性膜には、前記導電性接続部
を介して、微小電流が流されていることを特徴とする請
求項６に記載の画像形成装置。
【請求項９】前記画像形成体は、蛍光体であることを
特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記電子放出素子は、表面伝導型の電
子放出素子であることを特徴とする請求項６に記載の画
像形成装置。
【請求項１１】前記導電性接続部は、前記電子放出素
子が配置された基板上で前記スペーサを配置しない領域
に、前記電子放出素子の配置周期と概等しい周期で、ま
た、前記電子放出素子のうち隣接する２つの電子放出素
子のそれぞれから概等しい距離になるように配置される
ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１２】前記電子放出素子は、対向する正電極
と負電極を有し、前記正電極と負電極に所定以上の電圧
を印加することで、前記正電極と負電極間に電子ビーム
を放出することを特徴とする請求項１または請求項６の
いづれかに記載の画像形成装置。
【請求項１３】前記正電極と負電極間には、導電性微
粒子が構成されていることを特徴とする請求項１または
請求項６のいづれかに記載の画像形成装置。
【請求項１４】前記電子放出素子のそれぞれには、前
記正電極と負電極間に電流を供給する複数の行方向配線
および列方向配線とが接続されており、前記行方向配線
および前記列方向配線に電力を供給することを特徴とす
る請求項１または請求項６のいづれかに記載の画像形成
装置。
【請求項１５】前記画像形成体基板には、前記電子放
出素子から放出される電子ビームを偏向、加速する加速
電圧が印加されることを特徴とする請求項１または請求
項６のいづれかに記載の画像形成装置。