JP2000098968A

JP2000098968A - 画像形成方法及び装置

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Publication number: JP2000098968A
Application number: JP10268600A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Yamano; 明彦山野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-09-22
Filing date: 1998-09-22
Publication date: 2000-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】画像形成部材の劣化を抑えて長期に亙り安定
した画像形成特性を維持できる画像形成方法及び装置を
提供する。【解決手段】複数の冷陰極型電子放出素子をマトリク
ス状に配置した電子源を備える表示パネル１０１を具備
し、その表示パネル１０１の行配線を順次選択して走査
信号を印加する走査回路１０２と、走査信号に同期し
て、表示パネル１０１の列配線に画像信号に応じた変調
信号を印加する変調回路１０６と、電子源から放出され
た電子により画像を形成する蛍光体を有し、画像信号に
応じた画像を形成するフェースプレートと、電子源から
放出された電子を、加速電圧により蛍光体方向に加速す
る加速電圧源１０９と、電子源から放出された電子が到
達する蛍光体上の位置を変動させるビーム位置変調部１
０７とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の冷陰極型電
子放出素子をマトリクス状に配置した電子源を備える画
像形成装置とその画像形成方法に関するものである。

【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、例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）表面伝導型放出素子とし
ては、例えば、M. I. Elinson, Radio E-ng. Electron
Phys., 10, 1290, (1965)や、後述する他の例が知られ
ている。

【０００３】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、エリンソン(Elinson)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 Films", 9,317 (1972)］
や、Ｉｎ2Ｏ3／ＳｎＯ2薄膜によるもの［M. Hartwell a
nd C. G. Fonstad：”IEEE Trans. ED Conf.”，519 (1
975)］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２１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。この導電性薄膜
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］，幅Ｗは、
０．１［ｍｍ］に設定されている。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。即ち、通電フォーミングとは、
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３０
０４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。
この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、亀裂付近において電子放出が
行われる。

【０００６】ＦＥ型の例としては、例えば、W. P. Dyke
& W. W. Dolan,"Field emission",Advance in Electro
n Physics, 8, 89 (1956)や、或は、C. A. Spindt, "Ph
ysical properties of thin-film field emission cath
odes with molybdenium cones", J. Appl. Phys., 47,
5248 (1976)などが知られている。

【０００７】このＦＥ型の素子構成の典型的な例とし
て、図２２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、３０１２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３
０１４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。

【０００８】また、ＦＥ型の他の素子構成として、図２
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。

【０００９】また、ＭＩＭ型の例としては、例えば、C.
A. Mead, "Operation of tunnel-emission Devices",
J. Appl. Phys., 32,646 (1961)などが知られている。

【００１０】ＭＩＭ型の素子構成の典型的な例を図２３
に示す。同図は断面図であり、図において、３０２０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、３０２３
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３０２３
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。

【００１１】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
タを必要としない。従って、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。

【００１２】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。

【００１３】例えば、表面伝導型放出素子は、冷陰極素
子の中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、例えば本願出願人による特開昭６４−３１
３３２号公報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。

【００１４】また、表面伝導型放出素子の応用について
は、例えば画像表示装置、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。

【００１５】特に、画像表示装置への応用としては、例
えば本願出願人による米国特許５，０６６，８８３号や
特開平２−２５７５５１号公報や特開平４−２８１３７
号公報において開示されているように、表面伝導型放出
素子と電子との衝突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。例えば、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いえる。

【００１６】また、ＦＥ型を多数個ならべて駆動する方
法は、例えば本願出願人による米国特許４，９０４，８
９５号に開示されている。また、ＦＥ型を画像表示装置
に応用した例として、例えば、R. Mayerらにより報告さ
れた平板型の表示装置が知られている。［R.Meyer:"Rec
ent Development on Microtips Display at LETI",Tec
h. Digest of 4th Int. Vacuum Microelectronics Con
f.,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、例えば本願出願人による特開平３−５５７３８号
公報に開示されている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような単純マト
リクス配線したマルチ電子源を画像表示装置用に用いる
場合には、ＣＲＴのように１つの電子源で、表示される
ほとんどの画素を受け持つのではなく、表示される１つ
の画素を１つの電子源で受け持つようにフラットパネル
を構成する。また上述した電子源をフラットタイプのデ
ィスプレイに適用する場合には、電子源から放出された
電子を蛍光体方向に加速するための加速電圧が低いた
め、発光輝度を高くするには電子を当てる時間を長くす
る場合が多い。即ち、ＣＲＴと比較して、蛍光体に照射
される電子による電流密度が高く、加速電圧が低い状態
で長時間、電子が蛍光体に当たることになる。

【００１８】一般に蛍光体の寿命やその発光効率は、電
流密度が高いと短くかつ低くなり、また蛍光体の温度上
昇によっても悪くなることが知られている。従って、上
記のような電子源の駆動では、蛍光体の発光効率の低
下、蛍光体の寿命の短縮という問題が生じるという問題
があった。

【００１９】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、画像形成部材の劣化を抑えて長期に亙り安定した画
像形成特性を維持できる画像形成方法及び装置を提供す
ることを目的とする。

【００２０】また本発明の目的は、画像を形成するフレ
ーム周期ごとに画像形成部材に到達する電子の位置を変
動させることにより、形成される画像の質の低下を防止
しつつ、かつ長期に亙り形成される画像質の低下を防止
できる画像形成方法及び装置を提供することを目的とす
る。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の画像形成装置は以下のような構成を備える。
即ち、複数の冷陰極型電子放出素子をマトリクス状に配
置した電子源を備える画像形成装置であって、前記電子
源の行配線を順次選択して走査信号を印加する走査駆動
手段と、前記走査信号に同期して、前記電子源の列配線
に画像信号に応じた変調信号を印加する変調手段と、前
記電子源から放出された電子により画像を形成する画像
形成部材を有し、前記画像信号に応じた画像を形成する
画像形成手段と、前記電子源から放出された電子を、加
速電圧により前記画像形成部材方向に加速する加速手段
と、前記電子源から放出された電子が到達する前記画像
形成部材上の位置を変動させる電子位置変調手段とを有
することを特徴とする。

【００２２】上記目的を達成するために本発明の画像形
成方法は以下のような工程を備える。即ち、複数の冷陰
極型電子放出素子をマトリクス状に配置した電子源を備
える画像形成装置における画像形成方法であって、前記
電子源の行配線を順次選択して走査信号を印加する走査
工程と、前記走査信号に同期して、前記電子源の列配線
に画像信号に応じた変調信号を印加する変調工程と、前
記電子源から放出された電子により画像を形成する画像
形成部材方向に、前記電子源から放出された電子を加速
電圧により加速する加速工程と、前記電子源から放出さ
れた電子が到達する前記画像形成部材上の位置を変動さ
せる電子位置変調工程とを有することを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態を詳細に説明するが、まず最初に本
発明の実施の形態の特徴について説明する。

【００２４】図１は、本実施の形態の電子放出素子から
の電子放出を説明する図で、図１（ａ）は放出された電
子の経路を説明する側面図（図１（ｂ）のＪ−Ｊ’断面
図）、図１（ｂ）はターゲット２４側からみた電子到達
位置を説明する図である。図１において、２０は素子基
板、２１，２２は基板２０上に配設された素子電極、２
３は電子放出部で、これらにより本実施の形態の電子放
出素子が形成されている。電圧源ＶＦはこの電子放出素
子に駆動電圧Ｖfを印加するための電源、ＶＡはターゲ
ット２４に加速電圧Ｖａを印加する加速電圧源である。
こうしてこれら素子電極２１，２２間に駆動電圧Ｖfが
印加されることにより電子放出素子から電子が放出さ
れ、この電子が加速電圧によってターゲット２４方向に
加速され、ターゲット２４に設けられた蛍光体に衝突し
て発光させる。

【００２５】本実施の形態の電子放出素子では、電子放
出部２３から放出される電子は負の電荷を有しているた
め、負極２２から正極２１に向かう方向の初速度成分を
持つのが一般的である。従って、電子はターゲット２４
に向かう鉛直方向には進行しない。更に、電子放出素子
の正極２１と負極２２が基板２０の平面に並んでいるた
め、これら正極２１と負極２２間に電圧を印加したと
き、その電子放出部２３の上方の空間に生成される電子
分布は、電子放出部２３を通り、基板２０平面と垂直な
線に対して非対称な分布となる。即ち、図１（ａ）の電
子放出部２３の鉛直方向に対して非対称な分布となる。
図１（ａ）において、電子放出素子とターゲット２４の
間の電位分布（等電位面）を点線で示している。図示の
ように、これら等電位面は、ターゲット２４の近傍では
基板２０の平面とほぼ平行であるが、電子放出素子の近
傍では、印加された電圧Ｖf［Ｖ］の影響により図のよ
うに傾斜したものとなる。このため、電子放出部２３か
ら放出された電子は、この空間を飛翔する間、この傾斜
した電位によリＺ方向に力を受けると同時に、正極２１
側（Ｘ方向）にも力を受けることとなり、その軌道は図
示のような曲線を描く。

【００２６】上述のような２つの理由により、放出され
た電子がターゲット２４を照射する位置は、電子放出部
２３の鉛直上方の位置から距離ＬefだけＸ方向にずれた
位置となる。図１（ｂ）は、ターゲット２４を上方から
見た場合の平面図で、図中、２５は、ターゲット２４の
下面に照射される電子の位置を模式的に示したものであ
る。尚、図１（ａ）は、図１（ｂ）のＪ−Ｊ’に沿って
切断した場合の断面図である。

【００２７】ここで、ターゲット２４において、電子の
照射位置が電子放出部２３の鉛直上方の位置からどのよ
うにずれるかを一般化して表すために、便宜的にベクト
ルＥfを用いてずれの方向と距離を表現する。

【００２８】まず、ベクトルＥfの方向は、基板２０の
平面上に電子放出素子の負極２２、電子放出部２３、そ
して正極２１が並んでいる方向と等しいと言える。例え
ば、図１の場合において、基板２０の上にＸ方向に沿っ
て電子放出素子の負極２２、電子放出部２３、正極２１
が順に並んでいるため、ベクトルＥfはＸ方向と同じ向
きになる。尚、基板２０の平面上に電子放出素子が形成
されている向き、及びベクトルＥfの向きを図示する便
宜上、これらを図２に例示する方法で模式的に表すこと
にする。

【００２９】図２は、電子放出素子の負極２２、電子放
出部２３、正極２１がＸ方向に治って並んで基板２０の
平面上に形成された例を示す。また、ベクトルＥfの大
きさ（即ち、Ｌef）は、電子放出素子とターゲット２４
との距離Ｌｈ、電子放出素子の駆動再圧Ｖf、ターゲッ
ト２４の電位Ｖａ、電子放出素子の種類や形状などに依
存して決まるが、概略的な数値は下記の式（１）により
算出できる。

【００３０】Ｌef＝２×Ｋ×Ｌｈ×ＳＱＲＴ（Ｖf／Ｖａ）式（１）但し、Ｌｈ［ｍ］は電子放出素子とターゲット２４との
距離、Ｖf［Ｖ］は電子放出素子に印加する駆動電圧、
Ｖａ［Ｖ］はターゲット２４に印加する加速電圧、Ｋは
電子放出素子の種類や形状により決まる定数、そしてＳ
ＱＲＴ（Ｖf／Ｖａ）は、（Ｖf／Ｖａ）の平方根を示
す。なお、この式（１）で概略的な数値を求める際に、
用いる電子放出素子の種類や形状が未知の場合には、Ｋ
＝１を代入する。また、電子放出素子の種類や形状が既
知の場合には、実験或は計算機シミュレーション等によ
り、その電子放出素子の定数Ｋを決定する。また更に、
より高い精度でＬefの値を求めるには、Ｋを定数ではな
く駆動電圧Ｖfの関数とするのが望ましいが、この電子
放出素子を用いて画像表示装置を設計する場合に要求さ
れる精度に対しては、この定数で十分な場合が多い。

【００３１】上述した式（１）で示したように、電子の
位置ズレが（Ｖf／Ｖａ）に比例することから、発光時
に駆動電圧（素子電圧）Ｖf、もしくは加速電圧Ｖａを
変化させることにより、ターゲット２４上に電子が照射
される位置をずらすことができる。即ち、放出された電
子により蛍光体を発光させる時に、電子が照射される蛍
光体上の位置をずらすことができれば、その蛍光体に当
たる電子の単位時間当たりの電流密度が小さくなり、そ
の蛍光体の寿命の短縮化、及びその発光効率の低下を防
止できる。

【００３２】また、表示する画像フレーム毎に電子が照
射される蛍光体上の位置を変化させれば、電流密度の高
い蛍光体部分で温度上昇が生じても、次に電子が照射さ
れるまでの時間間隔を倍にできるため、その温度上昇し
た部分の温度が低下するまでの時間を十分にとることが
できる。これにより、蛍光体の温度上昇による、蛍光体
の寿命の短縮化及び発光効率の劣化を抑えることができ
る。

【００３３】上述のように、本発明の実施の形態の電子
放出素子は、正極２１、負極２２、電子放出部２３を構
成部材として備え、しかもこれらの部材が基板２０の平
面上に並んで形成されている。尚、負極２２の一部が電
子放出部２３を兼ねる素子でも良い。このような要件を
満たすものとしては、例えば表面伝導型放出素子や、横
型の電界放出素子を挙げることができる。以下、表面伝
導型放出素子、横型の電界放出素子の順に説明する。

【００３４】この表面伝導型放出素子には、例えば、図
２１の態様や、電子放出部の近傍に微粒子を備えた態様
がある。前者に関しては、既に従来の技術の欄で説明し
たように種々の材料のものが知られているが、これらは
全て本発明に用いる電子放出素子として適用可能であ
る。また後者に関しては、後述の実施の形態において、
その材料、構成、製法などを詳しく説明するが、全て本
発明に用いる電子放出素子として適用可能である。即
ち、本発明の実施の形態において、表面伝導型放出素子
を用いる場合には、該素子の材料、構成、製法などに特
に制限はない。

【００３５】そして、表面伝導型放出素子に関しては、
電子が偏向される方向を示すベクトルＥfは、図３に示
す向きとなる。図３（Ａ）は断面図、図３（Ｂ）は平面
図であり、図中、４０は素子基板、４１は正極、４２は
負極、４３は電子放出部、ＶＦは素子に駆動電圧Ｖfを
印加するための電源である。

【００３６】次に、横型の電界放出素子としては、電界
放出素子の中でも特に負極、電子放出部、正極が基板平
面に沿って並設された態様のものをさしている。例え
ば、（図２２）の素子は、基板平面に対して垂直方向に
負極：電子放出部、正極が設けられているため、横型の
範疇には含まれないが、図４（Ａ）〜（Ｃ）に例示する
素子は横型の範疇に含まれる。

【００３７】図４は、典型的な横型の電子放出素子が基
板平面上のＸ方向に沿って形成されている例を示す斜視
図で、５０は基板、５１は正極、５２は負極、５３は電
子放出部である。横型の電子放出素子には、図４に例示
したもの以外にも、いろいろな形状のものがあるが、要
するに図２を参照して説明したように、電子の軌道が鉛
直方向から偏向するものであれば本発明の構成に用いる
素子として適する。従って、例えば図４に示す形態に、
電子の強度を変調するための変調電極を付加したもので
もよい。また、電子放出部５３は、負極５２の一部がこ
れを兼ねるものであってもよいし、負極５２の上に付加
した部材であってもよい。また横型の電界放出素子の電
子放出部５３に用いる材料には、例えば高融点金属やダ
イアモンド等が上げられるが、良好に電子を放出する材
料であれば、これに限るものではない。

【００３８】そして、横型の電界放出素子に関しては、
電子が偏向される方向を示すベクトルＥfは、図５に示
す向きとなる。

【００３９】図５（Ａ）は断面図、図５（Ｂ）は平面図
であり、図中の５０は基板、５１は正極、５２は負極、
５３は電子放出部、ＶＦは素子に駆動電圧Ｖfを印加す
るための電源である。以上、本発明で用いるのに好適な
電子放出素子について説明したが、本実施の形態の画像
表示装置においては、表面伝導型放出素子を用いた場合
で説明する。

【００４０】次に図６を参照して、本実施の形態の表面
伝導型放出素子を配列した表示パネル１０１を含む画像
表示装置の構成について説明する。

【００４１】図６において、表示パネル１０１は、表示
パネル１０１内の行配線と接続された行配線端子Ｄx1〜
Ｄxm、同じく表示パネル１０１の列配線と接続された列
配線端子Ｄy1〜Ｄynを介して外部の駆動回路に接続され
ている。このうち行配線端子Ｄx1〜Ｄxmには、この表示
パネル１０１に設けられているマルチ電子源、即ちｍ行
ｎ列のマトリクス状に配線された表面伝導型放出素子
を、１行ずつ順次選択して駆動するための走査信号が印
加される。一方、列配線端子Ｄy1〜Ｄynには、走査回路
１０２から行配線に印加された走査信号により選択され
た一行の表面伝導型放出素子の各素子から放出される電
子を、入力された映像信号信号に応じて制御するための
変調信号が印加される。

【００４２】制御回路１０３は、外部より入力される映
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
作タイミングを整合させる働きを持つものである。ここ
で外部より入力される映像信号１２０には、例えばＮＴ
ＳＣ信号のように画像データと同期信号が複合されてい
る場合と、予め両者が分離されている場合とがあるが、
この実施の形態では後者の場合で説明する。尚、前者の
映像信号に対しては、良く知られる同期分離回路を設け
て画像データと同期信号Ｔsyncとを分離し、画像データ
をシフトレジスタ１０４に、同期信号を制御回路１０３
に入力すれば本実施の形態と同様に扱うことが可能であ
る。

【００４３】ここで制御回路１０３は、外部より入力さ
れる同期信号Ｔsyncに基づいて各部に対して水平同期信
号Ｔscan、及びラッチ信号Ｔmry、シフト信号Ｔsft等の
各制御信号を発生する。

【００４４】外部より入力される映像信号に含まれる画
像データ（輝度データ）はシフトレジスタ１０４に入力
される。このシフトレジスタ１０４は、時系列的にシリ
アルに入力される画像データを画像の１ラインを単位と
してシリアル／パラレル変換するためのもので、制御回
路１０３より入力される制御信号（シフト信号）Ｔsft
に同期して画像データをシリアルに入力して保持する。
こうしてシフトレジスタ１０４でパラレル信号に変換さ
れた１ライン分の画像データ（電子放出素子ｎ素子分の
駆動データに相当）は、並列信号Ｉd1〜Ｉdnとしてラッ
チ回路１０５に出力される。

【００４５】ラッチ回路１０５は、１ライン分の画像デ
ータを必要時間の間だけ記憶して保持するための記憶回
路であり、制御回路１０３より送られる制御信号Ｔmry
に従って並列信号Ｉd1〜Ｉdnを記憶する。こうしてラッ
チ回路１０５に記憶された画像データは、並列信号Ｉ'd
1〜Ｉ'dnとしてパルス幅変調回路１０６に出力される。
パルス幅変調回路１０６は、これら並列信号Ｉ'd1〜Ｉ'
dnに応じて一定の振幅（電圧値）で、画像データ（Ｉ'd
1〜Ｉ'dn）に応じてパルス幅を変調した電圧信号をＩ"d
1〜Ｉ"dnとして出力する。

【００４６】より具体的には、このパルス幅変調回路１
０６は、画像データの輝度レベルが大きい程、パルス幅
の広い電圧パルスを出力するもので、例えば最大輝度に
対して３０μ秒、最低輝度に対して０．１２μ秒とな
り、かつその振幅が７．５［Ｖ］の電圧パルスを出力す
る。この出力信号Ｉ"d1〜Ｉ"dnは表示パネル１０１の列
配線端子Ｄy1〜Ｄynに印加される。

【００４７】１０７はビーム位置変調部で、その出力信
号１１０，１１１の波形を図７に示す。即ち図７は、表
示パネル１０１の１つの行配線に印加されるタイミング
における信号波形を示している。

【００４８】これらの出力信号１１０，１１１のそれぞ
れは、各フレーム毎に高低２種類の振幅を持つ変調波形
として交互に出力される。そして信号１１０の波高値が
高い場合（図７のフレーム１，３，５，…）は信号１１
１の波高値を低くし、信号１１０が低い場合（図７のフ
レーム２，４，６…）は、信号１１１の波高値が高くな
るような関係になっている。ここで信号１１０は加速電
圧源１０９に供給され、加速電圧源１０９はこの信号１
１０の波高値に応じた加速電圧を発生する。一方、信号
１１１は走査回路１０２の走査電圧源１０２ａに供給さ
れ、その発生電圧を制御している。走査回路１０２は、
１フレームの期間、Ｔscan信号に同期して１本の行配線
を順次選択し、その選択された行配線に、信号１１１に
−７．５［Ｖ］のオフセット電圧を足した電圧を発生し
て駆動し、一方、非選択の行配線には０［Ｖ］が出力さ
れるようにしている。

【００４９】従って、選択された行配線に接続された電
子放出素子において、１フレーム中では駆動波形に変動
は無いが、各フレーム毎に（Ｖａ／Ｖf）の値が変動す
るようにして駆動される。加速電圧源１０９は入力信号
１１０の波高値（電圧）を略１００倍に増幅し、加速電
圧Ｖａが所望の電圧値以上になるように適宜ＤＣオフセ
ットを加えた状態で、前述のターゲット２４（後述する
フェースプレート１００７（図９））に印加する電圧を
発生する。これら出力信号１１０，１１１の振幅は、
（Ｖａ／Ｖf）の変動に伴って、放出された電子の蛍光
体への衝突位置のずれが、１つの素子が担当する蛍光体
領域をはみ出すことなく、かつ各フレーム間での輝度変
動が少なくなるような振幅（電圧値）とした。

【００５０】本実施の形態においては、出力信号１１０
の振幅を５［Ｖ］、出力信号１１１の振幅を０．２５
［Ｖ］とした。またＤＣオフセットとして、７［ＫＶ］
を与えた。このようにビーム位置変調部１０７の出力信
号１１０，１１１を制御することにより、（Ｖａ／Ｖ
f）の値がフレーム毎に変化する。これにより、前述の
式（１）に基づいてずれ量Ｌefが変動し、電子が蛍光体
に衝突する位置も変化することになる。

【００５１】図８（Ａ）（Ｂ）は、こうしてフェースプ
レート（ターゲット２４）上に形成される１画素の形状
を説明する模式図である。

【００５２】図中、黒色部はブラックストライプ部分１
０１０を表わし、そのブラックストライプ部分１０１０
に挟まれた矩形部分８０が蛍光体が設けられている領域
を表している。図８（Ａ）の８１は、（Ｖａ／Ｖf）の
値が大きい場合の画素位置を示し、図８（Ｂ）の８２
は、（Ｖａ／Ｖf）の値が小さい場合の画素位置を示し
ている。尚、この図８において、電子放出素子の電子放
出部の位置は、図の左側のブラックストライプ部分１０
１０の略真下に位置している。

【００５３】これらの図から明らかなように、印加電圧
を変更した条件の違いによって、蛍光体上に電子が衝突
する領域８１と８２は完全には分離されていないが、そ
の重なる領域はわずかである。

【００５４】このような構成によって、走査回路１０２
が選択した行配線に接続された電子放出素子のみが、入
力した画像データに応じてパルス幅変調されたパルス幅
と、そのパルス幅変調された電圧パルスの電圧値から行
配線に印加される電圧との差分に応じた駆動電圧（Ｖ
f）により、その印加されるパルス幅に応じた時間だけ
電子を放出する。こうして各素子から放出された電子
は、加速電圧源１０９から出力される加速電圧（Ｖａ）
によって蛍光体方向に加速されてフェースプレート上の
蛍光体に到達して、その蛍光体を発光させる。そして、
その蛍光体上における発光位置は、画像信号のフレーム
毎に変動する（Ｖａ／Ｖf）の値に応じて図８（Ａ）
（Ｂ）のように移動する。このような動作を繰返し、且
つ走査回路１０２により、行配線を順次選択して走査す
ることによリ、表示パネル１０１に２次元画像が表示さ
れる。

【００５５】以上説明した構成に基づいて画像表示装置
を作成した結果、その発光効率が約３％向上し、約１万
時間相当の駆動後における蛍光体の発光輝度の劣化が従
来に比べて略２／３にまで減少できた。

【００５６】（表示パネル１０１の構成と製造法）次
に、本実施の形態に適用した画像表示装置の表示パネル
１０１の構成と、その製造法について具体的な例を示し
て説明する。

【００５７】図９は、本実施の形態に用いた表示パネル
１０１の外観斜視図であり、その内部構造を示すために
表示パネル１０１の一部を切り欠いて示している。

【００５８】図中、１００５はリアプレート、１００６
は側壁、１００７はフェースプレートであり、これら１
００５〜１００７により表示パネル１０１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。この気密容
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に封着する必要がある
が、例えばフリットガラスを接合部に塗布し、大気中或
は窒素雰囲気中で、摂氏４００〜５００度で１０分以上
焼成することにより封着を達成した。この気密容器内部
を真空に排気する方法については後述する。

【００５９】ここではリアプレート１００５には、基板
１００１が固定されているが、この基板１００１上には
冷陰極素子１００２がｎ×ｍ個形成されている。ここ
で、これら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。例えば、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。これらｎ×ｍ個の冷陰極素子１００
２は、ｍ本の行方向配線１００３とｎ本の列方向配線１
００４により単純マトリクス配線されている。、ここで
は、これら基板１００１〜列配線１００４によって構成
される部分をマルチ電子源と呼ぶことにする。尚、この
マルチ電子源の製造方法や構造については、後で詳しく
述べる。

【００６０】尚、本実施の形態においては、気密容器の
リアプレート１００５にマルチ電子源の基板１００１を
固定する構成としたが、このマルチ電子源の基板１００
１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源の基板１００１自体
を用いてもよい。

【００６１】また、フェースプレート１００７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１００８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、例えば図１
０（Ａ）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。この黒色の導電体１０１０を設ける目的は、電
子の照射位置に多少のずれがあっても表示色にずれが生
じないようにするためや、外光の反射を防止して表示コ
ントラストの低下を防ぐため、電子による蛍光膜のチャ
ージアップを防止するためなどである。黒色の導電体１
０１０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。

【００６２】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は図１
０（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、例えば図１０（Ｂ）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１０１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１０１０は必ずしも用いなくともよい。

【００６３】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。このメタルバック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ためや、負イオンの衝突から蛍光膜
１００８を保護するため、電子加速電圧を印加するため
の電極として作用させるためや、蛍光膜１００８を励起
した電子の導電路として作用させるためなどである。こ
のメタルバック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、その上にアルミニウム（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１０
０９は用いない。

【００６４】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、例えばＩＴＯを材料とする透明電極を設けてもよ
い。

【００６５】また、行配線端子Ｄx1〜Ｄxm及び列配線端
子Ｄy1〜Ｄyn及びＨｖは、この表示パネル１０１と前述
の各回路等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。そして、これら行配線端子Ｄ
x1〜Ｄxmはマルチ電子源の行方向配線１００３と、列配
線端子Ｄy1〜Ｄynはマルチ電子源の列方向配線１００４
と、またＨｖはフェースプレート１００７のメタルバッ
ク１００９と電気的に接続している。

【００６６】また、この気密容器内部を真空に排気する
には、この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［torr］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、
封止の直前或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。このゲッター膜とは、例
えばＢａを主成分とするゲッター材料をヒータもしくは
高周波加熱により加熱し蒸着して形成した膜であり、こ
のゲッター膜の吸着作用により気密容器内は１×１０マ
イナス５乗、乃至１×１０マイナス７乗［torr］の真空
度に維持される。

【００６７】以上、本発明の実施の形態の表示パネル１
０１の基本構成とその製法を説明した。

【００６８】次に、本実施の形態の表示パネル１０１に
用いたマルチ電子源の製造方法について説明する。この
画像表示装置に用いるマルチ電子源は、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
料や形状或は製法に制限はない。従って、例えば表面伝
導型放出素子やＦＥ型、或はＭＩＭ型などの冷陰極素子
を用いることができる。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下では、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。即ち、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し、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り、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、本願発明
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
見出している。従って、高輝度で大画面の画像表示装置
のマルチ電子源に用いるには最も好適であると言える。
そこで、本実施の形態の表示パネル１０１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及び特性を
説明し、その後、多数の素子を単純マトリクス配線した
マルチ電子源の構造について述べる。

【００６９】（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種類が挙げられる。

【００７０】（平面型の表面伝導型放出素子）まず最初
に、本実施の形態の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。

【００７１】図１１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（ａ）及び断面図
（ｂ）である。図中、１１０１は基板、１１０２と１１
０３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、１１１
３は通電活性化処理により形成した薄膜である。

【００７２】基板１１０１としては、例えば、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、或は上述の各
種基板上に例えば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。

【００７３】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。例えば、Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｐｄ，
Ａｇ等をはじめとする金属、或はこれらの金属の合金、
或は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、例えば真空蒸
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（例えば印刷技術）を用
いて形成してもさしつかえない。

【００７４】素子電極１１０２と１１０３の形状は、こ
の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の範囲から適当な数値を選んで
設計されるが、中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より数十マイクロメータの範囲
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の範囲から適
当な数値が選ばれる。

【００７５】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、或は微粒子
が互いに隣接した構造か、或は微粒子が互いに重なり合
った構造が観測される。

【００７６】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、中でも好ましいのは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。即ち、素子電極１１０２或は
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。

【００７７】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、中でも好
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。

【００７８】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、例えば、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔ
ａ，Ｗ，Ｐｂ，などをはじめとする金属や、ＰｄＯ，Ｓ
ｎＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＰｂＯ，Ｓｂ2Ｏ3，などをはじめと
する酸化物や、ＨｆＢ2，ＺｒＢ2，ＬａＢ6，ＣｅＢ6，
ＹＢ4，ＧｄＢ4，などをはじめとする硼化物や、Ｔｉ
Ｃ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ，などをは
じめとする炭化物や、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ，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。

【００７９】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［Ω／□］の範囲に含まれる
よう設定した。

【００８０】なお、導電性薄膜１１０４と素子電極１１
０２及び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合うような構造をと
っている。その重なり方は、図１１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差し支えない。

【００８１】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。この亀裂は、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され
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１１においては模式的に示した。

【００８２】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及びその近
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。

【００８３】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
とするのが更に好ましい。

【００８４】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１１においては模式
的に示した。また、平面図（ａ）においては、薄膜１１
１３の一部を除去した素子を図示した。

【００８５】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。

【００８６】即ち、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］とした。

【００８７】微粒子膜の主要材料としてＰｄもしくはＰ
ｄＯ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。

【００８８】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。

【００８９】図１２（ａ）〜（ｅ）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１１と同一である。

【００９０】（１）まず、図１２（ａ）に示すように、
基板１１０１上に素子電極１１０２及び１１０３を形成
する。これらを形成するにあたっては、予め基板１１０
１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、例
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、
（ａ）に示した一対の素子電極（１１０２と１１０３）
を形成する。

【００９１】（２）次に、同図（ｂ）に示すように、導
電性薄膜１１０４を形成する。この導電性薄膜１１０４
を形成するにあたっては、まず（ａ）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
れ以外の例えばスピンナー法やスプレー法を用いてもよ
い）。

【００９２】また、微粒子膜で作られる導電性薄膜１１
０４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、例えば真空蒸着法やス
パッタ法、或は化学的気相堆積法などを用いる場合もあ
る。

【００９３】（３）次に、同図（ｃ）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。

【００９４】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（即ち電子放出部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。

【００９５】通電方法をより詳しく説明するために、図
１３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
モニタするためのモニタパルス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。

【００９６】本実施の形態においては、例えば１０のマ
イナス５乗［torr］程度の真空雰囲気下において、例え
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
１×１０の６乗［オーム］になった段階、即ちモニタパ
ルス印加時に電流計１１１１で計測される電流が１×１
０のマイナス７乗［Ａ］以下になった段階で、フォーミ
ング処理に係る通電を終了した。

【００９７】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、例えば微
粒子膜の材料や膜厚、或は素子電極間隔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。

【００９８】（４）次に、図１２（ｄ）に示すように、
活性化用電源１１１２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。この通電活性化処理とは、
通電フォーミング処理により形成された電子放出部１１
０５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。

【００９９】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。

【０１００】この通電方法をより詳しく説明するため
に、図１４（ａ）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。

【０１０１】図１１（ｄ）に示す１１１４は、この表面
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及び電
流計１１１６が接続されている。なお、基板１１０１
を、表示パネル１０１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１０１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し、活性化用
電源１１１２の動作を制御する。

【０１０２】電流計１１１６で計測された放出電流Ｉe
の一例を図１４（ｂ）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。

【０１０３】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。

【０１０４】以上のようにして、図１２（ｅ）に示す平
面型の表面伝導型放出素子を製造した。

【０１０５】（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、即ち垂直
型の表面伝導型放出素子の構成について説明する。

【０１０６】図１５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。

【０１０７】この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１２０６の側面を被覆している点にある。
従って、図１１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
及び１２０３、微粒子膜を用いた導電性薄膜１２０４、
については、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、例えばＳｉＯ2 のような電気的に絶縁性の材料を用
いる。

【０１０８】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１６（ａ）〜（ｆ）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１５と同
一である。

【０１０９】（１）まず、図１６（ａ）に示すように、
基板１２０１上に素子電極１２０３を形成する。

【０１１０】（２）次に、同図（ｂ）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、例えばＳｉＯ2をスパッタ法で積層すればよいが、
例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。

【０１１１】（３）次に、同図（ｃ）に示すように、絶
縁層の上に素子電極１２０２を形成する。

【０１１２】（４）次に、同図（ｄ）に示すように、絶
縁層の一部を、例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。

【０１１３】（５）次に、同図（ｅ）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、平面型の場合と同じく、例えば塗布法などの成
膜技術を用いればよい。

【０１１４】（６）次に、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
１２（ｃ）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、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１２（ｄ）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１６（ｆ）に示す垂直型の表面伝
導型放出素子を製造した。

【０１１５】（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。

【０１１６】図１７は、本実施の形態の表示装置に用い
た表面伝導型放出素子の（放出電流Ｉe）対（素子印加
電圧Ｖf）特性、及び（素子電流Ｉf）対（素子印加電圧
Ｖf）特性の典型的な例を示す図である。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。

【０１１７】この表示装置に用いた表面伝導型放出素子
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。

【０１１８】第１に、ある電圧（閾値電圧Ｖth）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Ｉeはほとんど検出されない。即ち、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。

【０１１９】第２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。

【０１２０】第３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。

【０１２１】以上のような特性を有するため、この実施
の形態の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。例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、上述の第１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。即ち、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。こうし
て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。

【０１２２】また、第２の特性かまたは第３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。

【０１２３】（多数素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子源の構造）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源の
構造について述べる。

【０１２４】図１８に示すのは、図９の表示パネル１０
１に用いたマルチ電子源の平面図である。この基板上に
は、図１１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１
００４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。

【０１２５】図１８のＡ−Ａ’に沿った断面を図１９に
示す。

【０１２６】なお、このような構造のマルチ電子源は、
予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）、及び表面伝導型放
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及び列方向配線電極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。

【０１２７】図２０は、本実施の形態の表面伝導型放出
素子を電子源として用いた表示パネル１０１に、例えば
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表示装
置の一例を示すための図である。

【０１２８】図中、１０１は上述した表示パネル、２１
０１は表示パネル１０１の駆動回路で、図６を参照して
前述した構成を備えている。２１０２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、２１
０６はＣＰＵ、２１０７は画像生成回路、２１０８及び
２１０９及び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、２１１
２及び２１１３はＴＶ信号受信回路、２１１４は入力部
である。なお、本実施の形態の画像表示装置は、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、本実施の形態の特徴と直
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
する。

【０１２９】まず、ＴＶ信号受信回路２１１３は、例え
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、例
えば、ＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式など
の諸方式でもよい。また、これらより更に多数の走査線
よりなるＴＶ信号（例えば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
た表示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。ＴＶ信号受信回路２１１
２は、例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。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２１０
４に出力される。

【０１３０】画像入力インターフェース回路２１１１
は、例えば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２１０４に出力
される。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。また、画像
メモリインターフェース回路２１０９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。

【０１３１】入出力インターフェース回路２１０５は、
本実施の形態の表示装置と、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、場合によっては本実施の形態の表示装置の備えるＣ
ＰＵ２１０６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。

【０１３２】画像生成回路２１０７は、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、或はＣＰＵ２１０６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、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、場合によっては入出力インターフェース回路２
１０５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。

【０１３３】ＣＰＵ２１０６は、主として本実施の形態
の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。例えば、マルチプレクサ２１０３
に制御信号を出力し、表示パネル１０１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表示パネルコントロー
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（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。

【０１３４】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、或は入出力インタ
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。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する機能に直接関わっても良い。
或は、前述したように入出力インターフェース回路２１
０５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
っても良い。

【０１３５】入力部２１１４は、ＣＰＵ２１０６に使用
者が命令やプログラム、或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事が可能である。

【０１３６】デコーダ２１０４は、２１０７ないし２１
１３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２１
０４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、或は画像生成回路２１０７及
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。

【０１３７】マルチプレクサ２１０３は、ＣＰＵ２１０
６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。即ち、マルチプレクサ２１０３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２１０１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。

【０１３８】表示パネルコントローラ２１０２は、ＣＰ
Ｕ２１０６より入力される制御信号に基づき駆動回路２
１０１の動作を制御するための回路である。まず、表示
パネル１０１の基本的な動作にかかわるものとして、例
えば表示パネル１０１の駆動用電源（電圧源１０２ａ，
１０９等）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、表示パネル１
０１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２１０１に
対して出力する。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。駆動回路２１０１は、表示パネル１０１
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、表示パ
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。

【０１３９】以上、各部の機能を説明したが、図２０に
例示した構成により、本実施の形態の表示装置において
は、多様な画像情報源より入力される画像情報を表示パ
ネル１０１に表示することが可能である。即ち、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表示パネル１０１に駆
動信号を印加する。これにより、表示パネル１０１にお
いて画像が表示される。これらの一連の動作は、ＣＰＵ
２１０６により統括的に制御される。

【０１４０】また、本実施の形態の表示装置において
は、デコーダ２１０４に内蔵する画像メモリや、画像生
成回路２１０７及び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、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事も可能である。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。

【０１４１】従って、本実施の形態の表示装置は、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事が可能
で、産業用或は民生用として極めて応用範囲が広い。

【０１４２】なお、この図２０は、表面伝導型放出素子
を電子源とする表示パネル１０１を用いた表示装置の構
成の一例を示したにすぎず、本発明はこれに限定される
ものではないことは言うまでもない。例えば、図２０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
によっては更に構成要素を追加しても良い。例えば、本
実施の形態の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。

【０１４３】本実施の形態の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源とする表示パネルが容
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
素子を電子源とする表示パネル１０１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、本実施の形
態の画像表示装置は臨場感あふれ迫力に富んだ画像を視
認性良く表示する事が可能である。

【０１４４】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、表面伝導型放出素子及び横型電界放出素子を電子源
とした画像表示装置を作成したことにより発光効率が高
いため明るく低消費電力の画像表示装置を実現できた。

【０１４５】又本実施の形態によれば、表示する画像の
フレーム毎に蛍光体（ターゲット）に照射する電子の位
置をずらすことにより、蛍光体の使用時間に基づく発光
特性の劣化を抑えることができる。

【０１４６】また本実施の形態によれば、ターゲットに
到達する電子の位置を加速電圧と駆動電圧により制御で
きるので、簡単な構成でターゲットの劣化を防止できる
という効果がある。

【０１４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
像形成部材の劣化を抑えて長期に亙り安定した画像形成
特性を維持できるという効果がある。

【０１４８】また本発明によれば、画像を形成するフレ
ーム周期ごとに画像形成部材に到達する電子の位置を変
動させることにより、形成される画像の質の低下を防止
しつつ、かつ長期に亙り形成される画像質の低下を防止
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の電子放出素子の電子軌道
を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。

【図２】本実施の形態の電子放出素子が形成されている
方向を示す模式図である。

【図３】本実施の形態の表面伝導型放出素子の方向を定
義するための断面図（Ａ）と平面図（Ｂ）である。

【図４】本実施の形態に係る典型的な横型の電界放出素
子を示す斜視図である。

【図５】横型の電界放出素子方向を定義するための断面
図（Ａ）と平面図（Ｂ）である。

【図６】本発明の実施の形態の画像表示装置の駆動回路
の構成を示すブロック図である。

【図７】本発明の実施の形態に係るビーム位置変調部の
出力信号の波形図である。

【図８】本発明の実施の形態に係る電子照射位置を説明
する模式図である。

【図９】本発明の実施の形態の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１０】本実施の形態の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１１】本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（ａ），断面図（ｂ）である。

【図１２】本実施の形態の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１３】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１４】通電活性化処理の際の印加電圧波形（ａ），
放電電流Ｉeの変化（ｂ）を示す図である。

【図１５】本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１６】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１７】本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図である。

【図１８】本実施の形態で用いたマルチ電子源の基板の
平面図である。

【図１９】図１８のマルチ電子源の基板の一部断面図で
ある。

【図２０】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２１】従来知られた表面伝導型放出素子の一例を示
す図である。

【図２２】従来知られたＦＥ型素子の一例を示す図であ
る。

【図２３】従来知られたＭＩＭ型素子の一例を示す図で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の冷陰極型電子放出素子をマトリク
ス状に配置した電子源を備える画像形成装置であって、前記電子源の行配線を順次選択して走査信号を印加する
走査駆動手段と、前記走査信号に同期して、前記電子源の列配線に画像信
号に応じた変調信号を印加する変調手段と、前記電子源から放出された電子により画像を形成する画
像形成部材を有し、前記画像信号に応じた画像を形成す
る画像形成手段と、前記電子源から放出された電子を、加速電圧により前記
画像形成部材方向に加速する加速手段と、前記電子源から放出された電子が到達する前記画像形成
部材上の位置を変動させる電子位置変調手段と、を有す
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記電子位置変調手段は、前記画像信号
の１フレーム毎に電子の到達する位置をずらすことを特
徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記電子位置変調手段は、前記加速手段
における前記加速電圧を変更することを特徴とする請求
項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記電子位置変調手段は、前記走査駆動
手段における前記走査信号の電圧を変更することを特徴
とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成
装置。
【請求項５】前記変調手段は、前記画像信号をパルス
幅変調により変調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６】前記画像形成部材は、電子の照射を受け
て発光する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７】前記冷陰極型電子放出素子は表面伝導型
放出素子であることを特徴とする請求項１乃至６のいず
れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】前記冷陰極型電子放出素子はＦＥ型電子
放出素子であることを特徴とする請求項１乃至６のいず
れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】前記冷陰極型電子放出素子はＭＩＭ型電
子放出素子であることを特徴とする請求項１乃至６のい
ずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記電子位置変調手段は、電子の到達
位置の変動が前記画像形成部材の１画素に相当する範囲
内に納まるように制御することを特徴とする請求項１乃
至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】複数の冷陰極型電子放出素子をマトリ
クス状に配置した電子源を備える画像形成装置における
画像形成方法であって、前記電子源の行配線を順次選択して走査信号を印加する
走査工程と、前記走査信号に同期して、前記電子源の列配線に画像信
号に応じた変調信号を印加する変調工程と、前記電子源から放出された電子により画像を形成する画
像形成部材方向に、前記電子源から放出された電子を加
速電圧により加速する加速工程と、前記電子源から放出された電子が到達する前記画像形成
部材上の位置を変動させる電子位置変調工程と、を有す
ることを特徴とする画像形成方法。
【請求項１２】前記電子位置変調工程では、前記画像
信号の１フレーム毎に電子の到達する位置をずらすこと
を特徴とする請求項１１に記載の画像形成方法。
【請求項１３】前記電子位置変調工程では、前記加速
電圧を変更することを特徴とする請求項１１又は１２に
記載の画像形成方法。
【請求項１４】前記電子位置変調工程では、前記走査
工程における前記走査信号の電圧を変更することを特徴
とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の画像
形成方法。
【請求項１５】前記変調工程では、前記画像信号をパ
ルス幅変調により変調することを特徴とする請求項１１
に記載の画像形成方法。
【請求項１６】前記画像形成部材は、電子の照射を受
けて発光する蛍光体であることを特徴とする請求項１１
に記載の画像形成方法。
【請求項１７】前記冷陰極型電子放出素子は表面伝導
型放出素子であることを特徴とする請求項１１乃至１６
のいずれか１項に記載の画像形成方法。
【請求項１８】前記冷陰極型電子放出素子はＦＥ型電
子放出素子であることを特徴とする請求項１１乃至１６
のいずれか１項に記載の画像形成方法。
【請求項１９】前記冷陰極型電子放出素子はＭＩＭ型
電子放出素子であることを特徴とする請求項１１乃至１
６のいずれか１項に記載の画像形成方法。
【請求項２０】前記電子位置変調工程で、電子の到達
位置の変動が前記画像形成部材の１画素に相当する範囲
内に納まるように電子の到達位置を制御することを特徴
とする請求項１１乃至１９のいずれか１項に記載の画像
形成方法。