JP2000260305A - 電子線発生装置および、該電子線発生装置を用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スペーサを有する画像形成装置において、電
子ビームの軌道の乱れがなく、長時間に渡り、安定な電
子放出特性が得られる画像形成装置を提供する。 【解決手段】 複数の電子放出素子と該電子放出素子に
駆動信号を送る配線とを有するリアプレートと、電子放
出素子より放出された電子に作用する加速電圧を印加す
る加速電極を備えたフェースプレートと、リアプレート
とフェースプレートとの間に配置される支持部材とによ
り構成される電子線発生装置において、ゲッタ材が配線
上に配置され、且つ支持部材がゲッタ上に配置されない
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子線装置および
その応用である表示装置等の画像形成装置に係わり、特
に、前記画像形成装置の外囲器内部に支持部材（スペー
サ）を備えた画像形成装置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、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 Ｅｎｇ．Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎ Ｐｈｙｓ．，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：”Ｔｈ
ｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ”，９，３１７（１９７
２）〕や、Ｉｎ2Ｏ3／ＳｎＯ2薄膜によるもの〔Ｍ．Ｈ
ａｒｔｗｅｌｌ ａｎｄ Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：”
ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ＥＤ Ｃｏｎｆ．”，５１９
（１９７５）〕や、カ−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．Ｈａｒｔｗｅｌ
ｌ らによる素子の平面図を示す。同図において、３０
０１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−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−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−
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−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３０
０５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−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，”Ｆｉｅｌｄ ｅｍｉ
ｓｓｉｏｎ”，Ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎＰｈｙｓｉｃｓ，８，８９（１９５６）や、あるい
は、Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ，”Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒ
ｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｆｉｅ
−ｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅｓ ｗｉｔ
ｈ ｍｏｌｙｂｄｅｎｉｕｍ ｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａｐ
ｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４７，５２４８（１９７６）などが
知られている。

【０００７】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−ン、３０１３は絶縁層、３０１４はゲ−ト電極であ
る。本素子は、エミッタコ−ン３０１２とゲ−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−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−ト電極を配置した例もある。

【０００９】また、ＭＩＭ型の例としては、たとえば、
Ｃ．Ａ．Ｍｅａｄ，”Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆ ｔｕｎ
ｎｅｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｊ．Ａｐ
ｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３２，６４６（１９６１）などが知
られている。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−ム程度の薄い絶縁層、３０２３
は厚さ８０〜３００オングストロ−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。

【００１０】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−
タ−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
−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。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。

【００１１】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６４−３１
３３２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。

【００１２】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−ム源、等が研究されている。

【００１３】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ＵＳＰ ５，０６６，８８３や特
開平２−２５７５５１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−
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。

【００１４】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．Ｍｅ
ｙｅｒ：”Ｒｅｃｅｎｔ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｎ
Ｍｉｃｒｏ−ｔｉｐｓ Ｄｉｓｐｌａｙ ａｔ ＬＥ
ＴＩ”，Ｔｅｃｈ．Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ４ｔｈ Ｉｎ
ｔ． Ｖａｃｕｕｍ Ｍｉｃｒｏｅｌｅ−ｃｔｒｏｎｉ
ｃｓ Ｃｏｎｆ．，Ｎａｇａｈａｍａ，ｐｐ．６〜９
（１９９１）〕

【００１５】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。

【００１６】上記のような電子放出素子を用いた画像形
成装置のうちで、奥行きの薄い平面型表示装置は省スペ
ースかつ軽量であることから、ブラウン管型の表示装置
に置き換わるものとして注目されている。

【００１７】図２４は平面型の画像表示装置をなす表示
パネル部の一例を示す斜視図であり、内部構造を示すた
めにパネルの一部を切り欠いて示している。

【００１８】図中、３１１５はリアプレート、３１１６
は側壁、３１１７はフェースプレートであり、リアプレ
ート３１１５、側壁３１１６およびフュースプレート３
１１７により、表示パネルの内部を真空に維持するため
の外囲器（気密容器）を形成している。

【００１９】リアプレート３１１５には基板３１１１が
固定されているが、この基板３１１１上には冷陰極素子
３１１２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。）また、前記ＮＸＭ個の冷陰極素子３１
１２は、図２４に示すとおり、Ｍ本の行方向配線３１１
３とＮ本の列方向配線３１１４により配線されている。
これら基板３１１１、冷陰極素子３１１２、行方向配線
３１１３および列方向配線３１１４によって構成される
部分をマルチ電子ビーム源と呼ぶ。また、行方向配線３
１１３と列方向配線３１１４の少なくとも交差する部分
には、両配線間に絶縁層(不図示)が形成されており、電
気的な絶縁が保たれている。

【００２０】フェースプレート３１１７の下面には、蛍
光体からなる蛍光膜３１１８が形成されており、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、育（Ｂ）の３原色の蛍光体（不図
示）が塗り分けられている。また、蛍光膜３１１８をな
す上記各色蛍光体の間には黒色体（不図示）が設けてあ
り、さらに蛍光膜３１１８のリアプレート３１１５側の
面には、Ａｌ等からなるメタルバック３１１９が形成さ
れている。

【００２１】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３１１３と、Ｄｙ１〜Ｄｙｎはマルチ電子ビーム源の
列方向配線３１１４と、Ｈｖはメタルバック３１１９と
各々電気的に接続している。

【００２２】また、上記気密容器の内部は１０のマイナ
ス６乗Ｔｏｒｒ程度の真空に保持されており、画像表示
装置の表示面積が大きくなるにしたがい、気密容器内部
と外部の気圧差によるリアプレート３１１５およびフェ
ースプレート３１１７の変形あるいは破壊を防止する手
段が必要となる。リアプレート３１１５およびフェース
プレート３１１６を厚くすることによる方法は、画像表
示装置の重量を増加させるのみならず、斜め方向から見
たときに画像のゆがみや視差を生ずる。これに対し、図
２４においては、比較的薄いガラス板からなり大気圧を
支えるための構造支持体（スペーサあるいはリブと呼ば
れる）３１２０が設けられている。このようにして、マ
ルチビーム電子源が形成された基板３１１１と蛍光膜３
１１８が形成されたフェースプレート３１１６間は通常
サブミリないし数ミリに保たれ、前述したように気密容
器内部は高真空に保持されている。

【００２３】以上説明した表示パネルを用いた画像表示
装置は、容器外端子Ｄｘ１ないしＤｘｍ、Ｄｙ１ないし
Ｄｙｎを通じて各冷陰極素子３１１２に電圧を印加する
と、各冷陰極素子３１１２から電子が放出される。それ
と同時にメタルバック３１１９に容器外端子Ｈｖを通じ
て数百〔Ｖ〕ないし数〔ｋＶ〕の高圧を印加して、上記
放出された電子を加速し、フェースプレート３１１７の
内面に衝突させる。これにより、蛍光膜３１１８をなす
各色の蛍光体が励起されて発光し、画像が表示される。

【００２４】スペーサは大気圧を支持するために十分な
機械的強度が求められ、リアプレートとフェースプレー
ト間を飛翔する電子の軌道に大きく影響してはならな
い。電子軌道に影響を与える原因はスペーサの帯電であ
る。スペーサ帯電は電子源から放出した電子の一部ある
いはフェースプレートで反射した電子がスペーサに入射
し、スペーサから二次電子が放出されることにより、あ
るいは電子の衝突により電離したイオンが表面に付着す
ることによるものと考えられる。

【００２５】スペーサが正帯電するとスペーサ近傍を飛
翔する電子がスペーサに引き寄せられるためスペーサ近
傍で表示画像に歪みを生ずる。帯電の影響はリアプレー
トとフェースプレート間隔が大きくなるに従い顕著にな
る。

【００２６】一般に帯電を抑制する手段として、帯電面
に導電性を付与し、若干の電流を流すことで電荷を除去
することが行なわれる。この概念をスペーサに応用しス
ペーサ表面を酸化スズで被覆する手法が特開昭57-11835
5号公報に開示されている。また、特開平3-49135号公報
にはPdO系ガラス材で被覆する手法が開示されている。

【００２７】また、真空容器内で電子源を駆動し、発生
した電子ビームを加速して蛍光体を発光させると、容器
内にガスが放出される。これは、加速された電子のエネ
ルギーにより、画像形成部材表面もしくは内部に吸着も
しくは吸蔵されていたガスが真空中に放出されるのが主
な原因である。このようなガスが放出されると、真空容
器内の真空度が低下し、放電などを引き起こす可能性
や、電子放出素子の特性を劣化させる可能性がある。

【００２８】したがって、上述画像形成装置を長期にわ
たり安定して良好な明るい画像が表示できるように動作
させるためには、動作時に放出されるガスを積極的に排
気し、容器内を高い真空度に維持する機構を設ける必要
がある。電子源を用いた画像形成装置において、容器内
にゲッターを配置し、積極的に排気を行うことは一つの
有効な手段である。とりわけ画像形成部材と電子源との
距離が短い平板型の画像形成装置において、画像表示領
域内にゲッターを配置することは、画像形成部材から放
出されるガスの局所的な圧力上昇を抑え、効率的に排気
できるという点において望ましい形態であるといえる。

【００２９】この様な事情を考慮して、特定の構造を有
する平板型画像形成装置では、画像表示領域内にゲッタ
ー材を配置して、発生したガスを即座に吸着するように
した構成が開示されている。

【００３０】例えば、特開平４−１２４３６号公報で
は、電子ビームを引き出すゲート電極を有する電子源に
おいて、該ゲート電極をゲッター材で形成する方法が開
示されており、円錐状突起を陰極とする電界放出型の電
子源と、ｐｎ接合を有する半導体電子源が例示されてい
る。尚、該ゲート電極はＴａ,Ｚｒ,Ｔｉ,Ｔｈ,Ｈｆ等の
合金からなり、半導体プロセスにより形成される。

【００３１】また、特開平８−２２７８号公報では、多
数の電界放出型陰極からなる表示装置に関して、各蛍光
体間の内壁面、もしくは電子源の各陰極群間の壁面上に
マスク蒸着法により１００ｎｍ程度のＢａＡｌ₄を原料
としたＢａ膜等の蒸発型ゲッターが形成されている。

【００３２】また、特開昭６３−１８１２４８号公報及
び特公平６−３７１４号公報では、カソード（陰極）群
と真空容器のフェースプレートとの間に、電子ビームを
制御するための電極（グリッドなど）を配置する構造の
平板状ディスプレイにおいて、この制御用電極上にゲッ
ター材の膜を形成する方法が開示されている。

【００３３】特開昭６３−１８１２４８号公報の例で
は、ゲッター材はＺｒ(８４%)-Ａｌ(１６%)からなり、
真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング
法、塗布法等で電極上に直接成膜される。

【００３４】また、特公平６−３７１４号公報の例では
厚さ０.１ｍｍの金属板上にゲッター物質を圧着した小
片（例えばサエスゲッターズのSt707のようなＺｒＶＦ
ｅ合金）をスポット溶接で電極上に固定している。

【００３５】また、米国特許第５，４５３，６５９
号，"Anode Plate for Flat Panel Display having Int
egrated Getter", issued 26 Sept.1995, to Wallace e
t al. では、画像表示部材（アノードプレート）上の、
ストライプ上の蛍光体同士の隙間にゲッター部材を形成
したものが開示されている。この例では、ゲッター材は
ZrVFeまたはBaをイオンビームスパッタや、電子ビーム
蒸着法を用いて０.１〜１μｍの厚みで成膜し、その後
リソグラフィー法により整形している。ゲッター材は、
蛍光体及びそれと電気的に接続された導電体とは電気的
に分離されており、ゲッターに適当な電位を与えて電子
源の放出した電子を照射・加熱することで、ゲッターの
活性化を行う、あるいは、ゲッターに通電加熱して活性
化を行うものである。

【００３６】また、構造と製造方法が簡単で、大面積化
が容易な電子放出素子を用いて作成した画像形成装置内
の画像表示領域内に、効果的にゲッター材を配置しゲッ
ター材の活性化を行う手法の提案が、特開平９−８２２
４５号公報にてなされている。

【００３７】この例では、横型の電界放出型電子放出素
子や、表面伝導型電子放出素子を多数配設した電子源を
用いており、該電子源基板上の電子放出素子以外の領域
ないしは画像形成部材のメタルバック上にゲッターが形
成されている。尚、該ゲッター材は真空蒸着法、スパッ
ター法により成膜されており、Ｔｉ，Ｚｒのうち少なく
とも一種を主成分とする合金からなるか、または、更に
Ａｌ，Ｖ，Ｆｅのうち一種以上を副成分とする合金から
なる。

【００３８】

【発明が解決しようとする課題】従来例で示したよう
に、スペーサの正帯電によりスペーサ近傍を飛翔する電
子がスペーサに引き寄せられるためスペーサ近傍で表示
画像に歪みを生ずる。この問題に対し、電子源近傍のス
ペーサ部に電極を設け、配線部と接続させることによ
り、帯電による電子偏向に対し補正を加え、蛍光体の正
規の位置に電子が到達させることが可能である。（特開
平１０−３３４８３３号公報参照）

【００３９】この様子を図９を用いて説明する。図９に
おいて、３０はフェースプレート、２０はスペーサ、２
１はスペーサ電極、１３は配線、１１１は電子放出部、
３１は電子源の形成されたリアプレート基板、１１２は
電子軌道、２５は等電位線を示す。

【００４０】スペーサ２０の帯電により電子はスペーサ
側に吸引される。これを、補正するために、スペーサ電
極２１をスペーサ２０に形成し、スペーサ近傍の電子放
出部１１１付近の電位を補正することにより、電子放出
部付近での電子の軌道をスペーサ２０から反発する方向
にし、電子をフェースプレート３０の正規の位置に到達
させることが可能である。

【００４１】また、容器内のガス分子を長期にわたりよ
り効果的に吸着排気するためには、ゲッター膜自身の量
を増やし、かつ表面積を増加させることが好ましい。

【００４２】ところが、上述の特開平４−１２４３６号
公報、特開平８−２２７８号公報、特開昭６３−１８１
２４８号公報、米国特許第５，４５３，６５９号、及び
特開平９−８２２４５号公報におけるゲッター材の形成
方法は、真空蒸着法、スパッタ法等により形成されてい
るため、成膜時の成膜速度を考慮すると、１回の工程で
形成できるゲッター材の膜厚はせいぜい数μｍが上限で
ある。同手法にてそれ以上の膜厚のゲッター材を形成す
るためには、成膜に要する時間の増大は避けられずコス
トの上昇につながる。また、同手法により形成される膜
の表面積は蒸着時の成膜条件により多少の制御はできる
が、より大きな表面積を持つ膜を形成するためには、被
蒸着物の表面形状を加工するなどの特別な工程を必要と
する。

【００４３】また、特公平６−３７１４号公報の様にゲ
ッター物質を圧着した小片をスポット溶接した例では、
該小片のサイズ以下の領域へのゲッター材の配置は困難
であり、単位画素の大きさが通常数ミリ以下で構成され
る画像形成装置に向いた技術ではない。

【００４４】また、ゲッター物質を画像形成装置の表示
領域内に配置することは、ゲッター物質が金属であるた
めに、電子軌道に影響をしばしば及ぼし、上述したスペ
ーサ近傍の電子軌道制御を阻害する恐れがある。

【００４５】本発明は、以上に述べた不都合を解消しう
る大容量のゲッター膜を画像形成装置の表示領域内に配
置し、且つスペーサを有する画像形成装置において、輝
度の経時的変化（経時的低下）の少なくかつビームずれ
が少ない高品質の画像形成装置の提供を目的とする。

【００４６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上記問題点を鑑みて検討した結果、複数の電子放出素子
と該電子放出素子に駆動信号を送る配線とを有するリア
プレートと、該電子放出素子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を備えたフェースプレ
ートと、該リアプレートと該フェースプレートとの間に
配置される支持部材とにより構成される電子線発生装置
において、ゲッタ材が上記配線上に配置されることを特
徴とする電子線発生装置を用いることにより、輝度の経
時的変化（経時的低下）の少なくかつビームずれが少な
い高品質の画像形成装置を提供する。

【００４７】本発明の一例を図１に示す。図１におい
て、３０はフェースプレート、２０はスペーサ、４１は
電子源基板側形成されたスペーサ電極、１３は配線、４
２はスペーサと接続される配線、１１１は電子放出部、
３１は電子源の形成されたリアプレート基板、１１２は
電子軌道、２５は等電位線、１０１はゲッタを示す。

【００４８】図に示すように、本発明は、特にゲッタを
スペーサの配置する部分に形成しないことにより、ゲッ
ターの表面をスペーサで覆われることなく、単位長さ当
たりの露出面積が増大し原料の使用効率をあげることが
できる。

【００４９】また、ゲッタ１０１にスペーサから力が加
わらないため、スペーサ組立工程時や真空排気後にゲッ
タの破壊、欠落が起こりにくい効果がある。また、一般
に電子軌道はスペーサの電子源基板側の電場の影響を強
く受けるため、スペーサをゲッタ上に配置しない構成と
することにより、ゲッタの製法において、精密な高さ制
御を行いにくい製法も適用できる効果もある。

【００５０】また、本発明は、さらに、スペーサ２０の
帯電により吸引される電子の電子軌道を補正するため
に、基板１の表面から、スペーサ上に形成された電極４
１の高さａを、基板表面からゲッタ上面までの高さｂよ
りもより大きくすることが好ましい。

【００５１】ａの大きさは、ゲッタ上面までの高さｂ、
画像形成装置の構造、駆動条件、高抵抗膜の帯電除去の
能力により任意に選択することが可能であるが、帯電で
電子がスペーサ２０側に引き寄せられることに対する電
子軌道補正を行うには、少なくともａ＞ｂであることが
必要である。ただし、スペーサの帯電を除去できる状況
ではaとｂは略等しい値を選択することが可能である。
また、ゲッタ上面までの高さｂについても任意の値を選
択することが可能である。また、ゲッターの形成方法と
しては、スパッタ法、溶射法等の各種製法を適用するこ
とができる。

【００５２】本発明により、ゲッターを画像形成装置の
表示領域内に、スペーサ近傍の電子軌道の乱れを生じる
ことなく形成することが容易となり、構成部材からの脱
ガスによる輝度の経時的変化（経時的低下）が抑制さ
れ、かつ、ビームずれが少ない高品質の画像形成装置の
提供が可能となった。

【００５３】電子放出部付近の電子軌道補正は各種の方
法を適用することが可能である。例えば、上述のスペー
サ電極の高さを大きくする方法の他、スペーサと接続す
る配線の高さを大きくするなどの方法でも可能である。

【００５４】配線は、電子源基板にフォトリソグラフィ
法を用いたパターニングやスクリーン印刷等の方法を用
いて一括形成することが可能である。

【００５５】配線材料としては、各種導電材料を適用す
ることができる。例えば、スクリーン印刷法を用いて配
線を形成する場合には、金属とガラスペーストと混合さ
せた塗布材料、また、めっき法を用いて金属を析出させ
る場合には、めっき浴材料が適用可能である。

【００５６】スペーサと接続する近傍の高くなった配線
部は、高さ補正する部分とその下に形成され部分が電気
的に接続されていれば、他の配線と同じ高さ分は他配線
と同様の方法を用いて一括形成し、高さ補正する分のみ
他の製法を適用可能である。

【００５７】また、スペーサの形状としては、板状の他
に円柱等の各種形状を適用することが可能である。

【００５８】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。この場合、画像形成部材として
は、以下の実施例で用いる蛍光体のような直接発光する
物質に限るものではなく、電子の帯電による潜像画像が
形成されるような部材を用いることもできる。

【００５９】また、本発明の思想によれば、例えば電子
顕微鏡のように、電子源からの放出電子の被照射部材
が、蛍光体等の画像形成部材以外のものである場合につ
いても、本発明は適用できる。従って、本発明は被照射
部材を特定しない一般的電子線装置としての形態もとり
うる。

【００６０】

【発明の実施の形態】以下、実施例を挙げて、本発明を
より具体的に説明する。

【００６１】まずはじめに、本発明を適用する装置につ
いて、画像表示装置を例にあげて、表示パネルの構成と
製造法について具体的に説明する。

【００６２】図２は、実施例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一部を切り欠
いて示している。

【００６３】図中、１０１５はリアプレ−ト、１０１６
は側壁、１０１７はフェ−スプレ−トであり、１０１５
〜１０１７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４００〜５００度で１０分以上焼成することに
より封着を達成した。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。また、上記気密容器の内部は１
０のマイナス６乗〔Ｔｏｒｒ〕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気密容器の破壊を
防止する目的で、耐大気圧構造体として、スペーサ１０
２０が設けられている。

【００６４】リアプレ−ト１０１５には、基板１０１１
が固定されているが、該基板上には冷陰極素子１０１２
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。）前記ＮｘＭ個の冷陰
極素子は、Ｍ本の行方向配線１０１３とＮ本の列方向配
線１０１４により単純マトリクス配線されている。前
記、１０１１〜１０１４によって構成される部分をマル
チ電子ビ−ム源と呼ぶ。

【００６５】本発明の画像表示装置に用いるマルチ電子
ビ−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
ＦＥ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。

【００６６】次に、冷陰極素子として表面伝導型放出素
子（後述）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−ム源の構造について述べる。

【００６７】図１８に示すのは、図２の表示パネルに用
いたマルチ電子ビ−ム源の平面図である。基板１０１１
上には、後述の図１１で示す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１０
１３と列方向配線電極１０１４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１０１３と列方向配
線電極１０１４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。

【００６８】図１８のＢ−Ｂ‘に沿った断面を、図１９
に示す。

【００６９】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１０１３、列方向配
線電極１０１４、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１０１３および列方向配線電極１０１４
を介して各素子に給電して通電フォ−ミング処理（後
述）と通電活性化処理（後述）を行うことにより製造し
た。

【００７０】本実施例においては、気密容器のリアプレ
−ト１０１５にマルチ電子ビ−ム源の基板１０１１を固
定する構成としたが、マルチ電子ビ−ム源の基板１０１
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−トとしてマルチ電子ビ−ム源の基板１０１
１自体を用いてもよい。

【００７１】また、フェ−スプレ−ト１０１７の下面に
は、蛍光膜１０１８が形成されている。本実施例はカラ
−表示装置であるため、蛍光膜１０１８の部分にはＣＲ
Ｔ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１０
の（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部材１０１０が設けてあ
る。黒色部材１０１０を設ける目的は、電子ビ−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
ようにする事や、外光の反射を防止して表示コントラス
トの低下を防ぐ事、黒色部材が導電性の場合には、電子
ビ−ムによる蛍光膜のチャ−ジアップを防止する事など
である。本実施例では、黒色部材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。また、必ずしも導電
体でなくとも良い。

【００７２】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は前記
図１０（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。

【００７３】なお、モノクロ−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１０１８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。

【００７４】また、蛍光膜１０１８のリアプレ−ト側の
面には、ＣＲＴの分野では公知のメタルバック１０１９
を設けてある。メタルバック１０１９を設けた目的は、
蛍光膜１０１８が発する光の一部を鏡面反射して光利用
率を向上させる事や、負イオンの衝突から蛍光膜１０１
８を保護する事や、電子ビ−ム加速電圧を印加するため
の電極として作用させる事や、蛍光膜１０１８を励起し
た電子の導電路として作用させる事などである。メタル
バック１０１９は、蛍光膜１０１８をフェ−スプレ−ト
基板１０１７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１０１８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１０１９は用いない。

【００７５】また、本実施例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
−スプレ−ト基板１０１７と蛍光膜１０１８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。

【００７６】図１は図２のＡ−Ａ断面模式図であり、各
部の番号は図２に対応している。スペーサ１０２０は絶
縁牲部材１０２０aの表面に帯電防止を目的とした高抵
抗膜１０２０ｂを成膜し、かつフェースプレート１０１
７の内側（メタルバック１０１９等）及び基板１０１１
の表面（行方向配線１０１３または列方向配線１０１
４）に面したスペーサの当接面に低抵抗膜１０２０ｃを
成膜した部材からなるもので、上記目的を達成するのに
必要な数だけ、かつ必要な間隔をおいて配置され、フェ
ースプレートおよび／または基板１０１１に接合材１０
４０により固定される。また、高抵抗膜１０２０bは、
支持部材１０２０aの表面のうち、少なくとも気密容器
内の真空中に露出している面に成膜されており、スペー
サ１０２０上の低抵抗膜１０２０ｃおよび／または接合
材１０４０を介して、フェースプレート１０１７の内側
（メタルバック１０１９等）及び／または基板１０１１
の表面（行方向配線１０１３または列方向配線１０１
４）に電気的に接続される。ここで説明される態様にお
いては、スペーサ１０２０の形状は薄板状とし、行方向
配線１０１３に平行に配置され、行方向配線１０１３に
電気的に接続されている。

【００７７】スペーサ１０２０としては、基板１０１１
上の行方向配線１０１３および列方向配線１０１４とフ
ェースプレート１０１７内面のメタルバック１０１９と
の間に印加される高電圧に耐えるだけの絶縁性を有し、
かつスペーサ１０２０の表面への帯電を防止する程度の
導電性を有する。

【００７８】スペーサ１０２０の支持部材１０２０a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
ックス部材等が挙げられる。なお、支持部材１０２０a
はその熱膨張率がフェースプレートおよび基板１０１１
を成す部材と近いものが好ましい。

【００７９】また、高抵抗膜１０２０bとしては、帯電
抑制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７乗〔Ω／□〕から10の
1４乗〔Ω／□〕の範囲のものであることが好ましく、
その材料としては、前述の各種の材料が用いられる。

【００８０】また、低抵抗膜１０２０ｃは、高抵抗膜１
０２０ｂに比べ十分に低い抵抗値を選択すればよく、N
i，Cr，Au，Mo，W，Pt，Ti，Al，Cu，Pd等の金属、ある
いは合金、及びPd，Ag．Au，RuO2、Pd−Ag等の金属や金
属酸化物とガラス等から構成される印刷導体、あるいは
In2O3−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。

【００８１】接合材１０４０はスペーサ１０２０が行方
向配線１０１３およびメタルバック１０１９と電気的に
接続するように、導電性をもたせる必要がある。すなわ
ち、導電性接着材や金属粒子や導電性フィラーを添加し
たフリットガラスが好適である。

【００８２】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−ム源の行方向配線１０
１３と、Ｄy1〜Ｄynはマルチ電子ビ−ム源の列方向配線
１０１４と、Ｈｖはフェ−スプレ−トのメタルバック１
０１９と電気的に接続している。

【００８３】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−膜（不図示）を形成する。ゲッタ−膜とは、たと
えばＢａを主成分とするゲッタ−材料をヒ−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、
該ゲッタ−膜の吸着作用により気密容器内は１ｘ１０マ
イナス５乗ないしは１ｘ１０マイナス７乗〔Ｔｏｒｒ〕
の真空度に維持される。

【００８４】以上説明した表示パネルを用いた画像表示
装置は、容器外端子Ｄｘ１ないしＤｘｍ、Ｄｙ１ないし
Ｄｙｎを通じて各冷陰極素子１０１２に電圧を印加する
と、各冷陰極素子１０１２から電子が放出される。それ
と同時にメタルバック１０１９に容器外端子Ｈｖを通じ
て数百〔Ｖ〕ないし数〔ｋＶ〕の高圧を印加して、上記
放出された電子を加速し、フェースプレート１０１７の
内面に衝突させる。これにより、蛍光膜１０１８をなす
各色の蛍光体が励起されて発光し、画像が表示される。

【００８５】本実施例の表面伝導型放出素子１０１２へ
の印加電圧は１２〜１６〔Ｖ〕程度、メタルバック１０
１９と冷陰極素子１０１２との距離ｄは０．１〔ｍｍ〕
から８〔ｍｍ〕程度、メタルバック１０１９と冷陰極素
子１０１２間の電圧０．１〔ｋＶ〕から１０〔ｋＶ〕程
度である。

【００８６】次に、本実施例の表示パネルに用いたマル
チ電子ビ−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−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ＦＥ型、あるいはＭ
ＩＭ型などの冷陰極素子を用いることができるが、本実
施例では表面伝導型電子放出素子を用いた。

【００８７】そこで、本実施例で用いた表面伝導型放出
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−ム源の構造について述べる。

【００８８】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。

【００８９】（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）および断
面図（ｂ）である。図中、１１０１は基板、１１０２と
１１０３は素子電極、１１０４は導電性薄膜、１１０５
は通電フォ−ミング処理により形成した電子放出部、１
１１３は通電活性化処理により形成した薄膜である。

【００９０】基板１１０１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。

【００９１】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
−、エッチングなどのパタ−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。

【００９２】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−ム
から数百マイクロメ−タ−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−タ−より数十マイクロメ−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−ムから数マイクロメ−タ−の
範囲から適当な数値が選ばれる。

【００９３】導電性膜の膜厚は、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１
１０２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−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。具体的に
は、数オングストロ−ムから数千オングストロ−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−ムから５００オングストロ−ムの間である。

【００９４】また、導電性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，Ｒｕ，Ａｇ，
Ａｕ，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 ，Ｉｎ2 Ｏ3 ，ＰｂＯ，Ｓｂ2 Ｏ3 ，などをはじ
めとする酸化物や、ＨｆＢ2 ，ＺｒＢ2 ，ＬａＢ6 ，Ｃ
ｅＢ6 ，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−ボン、などがあげられ、こ
れらの中から適宜選択される。

【００９５】以上述べたように、導電性薄膜１１０４の
シ−ト抵抗値については、１０の３乗から１０の７乗
〔オ−ム／ｓｑ〕の範囲に含まれるよう設定した。

【００９６】なお、導電性薄膜１１０４と素子電極１１
０２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さしつかえない。

【００９７】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−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−ムから数百オングストロ−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。

【００９８】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−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。

【００９９】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−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
−ム〕以下とするが、３００〔オングストロ−ム〕以下
とするのがさらに好ましい。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１１１３の一部を除去した素子を図示した。

【０１００】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、実施例においては以下のような素子を用いた。

【０１０１】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−
ム〕、電極間隔Ｌは２〔マイクロメ−タ−〕とした。

【０１０２】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
−ム〕、幅Ｗは１００〔マイクロメ−タ〕とした。

【０１０３】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１２の（ａ）〜（ｄ）
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、各部材の表記は前記図１１と同一である。

【０１０４】１）まず、図１２（ａ）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。

【０１０５】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−・エッチング技術を用いてパタ−ニング
し、（ａ）に示した一対の素子電極（１１０２と１１０
３）を形成する。

【０１０６】２）次に、同図（ｂ）に示すように、導電
性薄膜１１０４を形成する。

【０１０７】形成するにあたっては、まず前記（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
て導電性膜を成膜した後、フォトリソグラフィ−・エッ
チングにより所定の形状にパタ−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
実施例では主要元素としてＰｄを用いた。また、実施例
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−法やスプレ−法を用いてもよ
い。）

【０１０８】また、導電性薄膜の成膜方法としては、本
実施例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。

【０１０９】３）次に、同図（ｃ）に示すように、フォ
−ミング用電源１１１０から素子電極１１０２と１１０
３の間に適宜の電圧を印加し、通電フォ−ミング処理を
行って、電子放出部１１０５を形成する。

【０１１０】通電フォ−ミング処理とは、導電性薄膜１
１０４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。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、薄膜に適当な間隙が形成
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１１
０３の間で計測される電気抵抗は大幅に増加する。

【０１１１】通電方法をより詳しく説明するために、図
１３に、フォ−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−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−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。

【０１１２】実施例においては、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Ｔ２を１
０〔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−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１ｘ１０の６乗〔オ−ム〕になった段階、すなわ
ちモニタ−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−ミング処理にかかわる通電を終了した。

【０１１３】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、たとえば導電
性膜の材料や膜厚、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。

【０１１４】４）次に、図１０３の（ｄ）に示すよう
に、活性化用電源１１１２から素子電極１１０２と１１
０３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。

【０１１５】通電活性化処理とは、前記通電フォ−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。

【０１１６】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−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−ム〕以下、より好ましくは３００〔オ
ングストロ−ム〕以下である。

【０１１７】通電方法をより詳しく説明するために、図
１４の（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。

【０１１８】図１２の（ｄ）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−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−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１１
１２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１７（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。

【０１１９】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。

【０１２０】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。

【０１２１】（垂直型の表面伝導型放出素子）次に、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。

【０１２２】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は導電性薄膜、１２０５は通電フォ−ミン
グ処理により形成した電子放出部、１２１３は通電活性
化処理により形成した薄膜、である。

【０１２３】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。し
たがって、前記図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Ｌ
ｓとして設定される。なお、基板１２０１、素子電極１
２０２および１２０３、微粒子膜を用いた導電性薄膜１
２０４、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。

【０１２４】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の（ａ）〜（ｆ）は、製造工
程を説明するための断面図で、各部材の表記は前記図１
５と同一である。

【０１２５】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。

【０１２６】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、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。

【０１２７】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。

【０１２８】４）次に、同図（ｄ）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。

【０１２９】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、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。

【０１３０】６）次に、前記平面型の場合と同じく、通
電フォ−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−ミ
ング処理と同様の処理を行えばよい。）

【０１３１】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。）

【０１３２】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することができる。

【０１３３】（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。

【０１３４】図１７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−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。

【０１３５】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。

【０１３６】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Ｉｅはほとんど検出されない。

【０１３７】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。

【０１３８】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Ｉ
ｅの大きさを制御できる。

【０１３９】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。

【０１４０】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Ｖｔ
ｈ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。

【０１４１】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、階調表示を行うことが可能である。

【０１４２】（多数素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子ビ−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−ム源の構造について述べる。

【０１４３】図１８に示すのは、前記図２の表示パネル
に用いたマルチ電子ビ−ム源の平面図である。基板上に
は、前記図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１０１３
と列方向配線電極１０１４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１０１３と列方向配線電
極１０１４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。

【０１４４】図１８のB−B‘に沿った断面を、図１１０
に示す。

【０１４５】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１０１３、列方向配
線電極１０１４、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１０１３および列方向配線電極１０１４
を介して各素子に給電して通電フォ−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。

【０１４６】駆動回路構成（および駆動方法） 図２０は、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づいてテレビ
ジョン表示を行う為の駆動回路の概略構成をプロック図
で示したものである。同図中、表示パネル１７０１は前
述した表示パネルに相当するもので、前述した様に製造
され、動作する。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１７０６は
ＮＴＳＣ信号から同期信号を分離する。

【０１４７】以下、図２の装置各部の機能を詳しく説明
する。

【０１４８】まず表示パネル１７０１は、端子Ｄx1ない
しＤxmおよび端子Ｄy1ないしＤyn、および高圧端子Ｈｖ
を介して外部の電気回路と接続されている。このうち、
端子Ｄx1ないしＤxmには、表示パネル１７０１内に設け
られているマルチ電子ビーム源、すなわちｍ行ｎ列の行
列状にマトリクス配線された冷陰極素子を１行（ｎ素
子〉ずつ順次駆動してゆく為の走査信号が印加される。
一方、端子Ｄy1ないしＤynには、前記走査信号により選
択された１行分のｎ個の各素子の出力電子ビームを制御
する為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、たとえば５〔ｋＶ〕の直流電
圧が供給されるが、これはマルチ電子ビーム源より出力
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
ギーを付与する為の加速電圧である。

【０１４９】また、１０１は画像表示領域内に設けられ
たゲッタである。

【０１５０】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ないし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Ｄx1ないしＤxmと電
気的に接続するものである。Ｓ1ないし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Ｔsc
anに基づいて動作するものだが、実際にはたとえばＦＥ
Ｔのようなスイッチング素子を組合わせる事により容易
に構成することが可能である。なお、前記直流電圧源Ｖ
ｘは、図１７に例示した電子放出素子の特性に基づき走
査されていない素子に印加される駆動電圧が電子放出し
きい値電圧Ｖｔｈ電圧以下となるよう、一定電圧を出力
するよう設定されている。

【０１５１】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なわれるように
各部の動作を整合させる働きをもつものである。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お よびＴsft
およびＴmryの各制御信号を発生する。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、同期信号成分と輝度信号成分とを分離する
為の回路で、良く知られているように周波数分離（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、
良く知られるように垂直同期信号と水平同期信号より成
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信号と表すが、同信号はシフト
レジスタ１７０４に入力される。

【０１５２】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。シリアル／パラレル変換された画像１ライン
分（電子放出素子ｎ素子分の駆動データに相当する）の
データは、Ｉd1ないしＩdnのｎ個の信号として前記シフ
トレジスタ１７０４より出力される。

【０１５３】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為の記憶装置であ
り、制御回路１７０３より送られる制御信号Tmryにした
がって適宜Ｉd1ないしＩdnの内容を記憶する。記憶され
た内容は、Ｉ'd1ないしＩ'dnとして出力され、変調信号
発生器１７０７に入力される。

【０１５４】変調信号発生器１７０７は、前記画像デー
タＩ'd1ないしＩ'dnの各々に応じて、電子放出素子１０
１５の各々を適切に駆動変調する為の信号源で、その出
力信号は、端子Ｄy1ないしＤynを通じて表示パネル１７
０１内の電子放出素子１０１５に印加される。

【０１５５】図１７を用いて説明したように、本発明に
関わる表面伝導型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、電子放出には明確
な閾値電圧Ｖｔｈ（後述する実施例の表面伝導型放出素
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。また、電子放出閾値Ｖ
ｔｈ以上の電圧に対しては、図１７のグラフのように電
圧の変化に応じて放出電流Ｉｅも変化する。このことか
ら、本素子にパルス状の電圧を印加する場合、たとえば
電子放出閾値Ｖｔｈ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Ｖｔｈ以上の電圧を印加する
場合には表面伝導型放出素子から電子ビームが出力され
る。その際、パルスの波高値Ｖｍを変化させることによ
り出力電子ビームの強度を制御することが可能である。
また、パルスの幅Ｐｗを変化させることにより出力され
る電子ビームの電荷の総量を制御することが可能であ
る。

【０１５６】従って、入力信号に応じて、電子放出素子
を変調する方式としては、電圧変調方式、パルス幅変調
方式等が採用できる。電圧変調方式を実施するに際して
は、変調信号発生器１７０７として、一定長さの電圧パ
ルスを発生し、入力されるデータに応じて適宜パルスの
波高値を変調するような電圧変調方式の回路を用いるこ
とができる。また、パルス幅変調方式を実施するに際し
ては、変調信号発生器１７０７として、一定の波高値の
電圧パルスを発生し、入力されるデータに応じて適宜電
圧パルスの幅を変調するようなパルス幅変調方式の回路
を用いることができる。

【０１５７】シフトレジスタ１７０４やラインメモリ１
７０５は、デジタル信号式のものでもアナログ信号式の
ものでも採用できる。すなわち、画像信号のシリアル／
パラレル変換や記憶が所定の速度で行われればよいから
である。

【０１５８】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路１７０６の出力信号ＤＡＴＡをデジタル信号
化する必要があるが、これには同期信号分離回路１７０
６の出力部にＡ／Ｄ変換器を設ければよい。これに関連
してラインメモリ１１５の出力信号がデジタル信号かア
ナログ信号かにより、変調信号発生器に用いられる回路
が若干異なったものとなる。すなわち、デジタル信号を
用いた電圧変調方式の場合、変調信号発生器１７０７に
は、例えばＤ／Ａ変換回路を用い、必要に応じて増幅回
路などを付加する。パルス幅変調方式の場合、変調信号
発生器１７０７には、例えば高速の発振器および発振器
の出力する波数を計数する計数器（カウンタ）および計
数器の出力値と前記メモリの出力値を比較する比較器
（コンパレータ）を組み合せた回路を用いる。必要に応
じて、比較器の出力するパルス幅変調された変調信号を
電子放出素子の駆動電圧にまで電圧増幅するための増幅
器を付加することもできる。

【０１５９】アナログ信号を用いた電圧変調方式の場
合、変調信号発生器１７０７には、例えばオペアンプな
どを用いた増幅回路を採用でき、必要に応じてシフトレ
ベル回路などを付加することもできる。パルス幅変調方
式の場合には、例えば、電圧制御型発振回路（ＶＣＯ）
を採用でき、必要に応じて電子放出素子の駆動電圧まで
電圧増幅するための増幅器を付加することもできる。

【０１６０】このような構成をとりうる本発明の適用可
能な画像表示装置においては、各電子放出素子に、容器
外端子Ｄx1乃至Ｄxm、Ｄy1乃至Ｄynを介して電圧を印加
することにより、電子放出が生じる。高圧端子Ｈｖを介
してメタルバック１０１９あるいは透明電極（不図示）
に高圧を印加し、電子ビームを加速する。加速された電
子は、蛍光膜１０１８に衝突し、発光が生じて画像が形
成される。

【０１６１】ここで述べた画像表示装置の構成は、本発
明を適用可能な画像形成装置の一例であり、本発明の思
想に基づいて種々の変形が可能である。入力信号につい
てはＮＴＳＣ方式を挙げたが、入力信号はこれに限るも
のではなく、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ方式など他、これらよ
り多数の走査線からなるＴＶ信号（ＭＵＳＥ方式をはじ
めとする高品位ＴＶ）方式をも採用できる。

【０１６２】次に、、本実施例のもっとも特徴的な部分
であるゲッタ１０１とスペーサ１０２０との詳細につい
て、図１，図２を用いてさらに、詳細に説明する。

【０１６３】本実施例では、列方向配線（図示せず）お
よび絶縁層（図示せず）を形成した後、Ａｇベーストを
スクリーン印刷法により塗布し、行方向配線１０１３を
形成した。各配線幅は３００μmとして形成した。ま
た、スペーサ２０の厚みは２２０μmにし、形成したス
ペーサ電極４１の厚み０．２μmの厚で形成した。

【０１６４】また、本実施例に用いたゲッタ１０１は以
下の様にして形成した。ゲッタ形成は、配線形成後に行
っており、マスクを用いて、行方向配線１０１３の上
に、減圧プラズマ溶射法により非蒸発型ゲッターを成膜
した。なお、成膜は、低圧アルゴン雰囲気中で行い、ゲ
ッター材料は日本ゲッターズ株式会社製のＨＳ−４０５
（３２５ｍｅｓｈ）粉末を用いた。本実施例において形
成されたゲッター材の膜厚は、平均して４０μ程度であ
る。また、ゲッタ１０１の形成領域はスペーサの幅と同
程度もしくは、若干小さく形成することが望ましい。こ
れは、配線からはみ出して、電子軌道が大きく偏向され
るのを防ぐためであり、任意の値を選択することが可能
である。

【０１６５】なお、本実施例では、スペーサの長さと略
同じ長さでゲッタを形成したが、スペーサが配置される
配線上のスペーサのない部分にも形成することも可能で
ある。この様子を図３に示す。

【０１６６】図３に於いて、スペーサの下にはゲッタは
形成しておらず、より大容量のゲッタが必要ば場合に適
用される。

【０１６７】なお、本実施例においては、素子ピッチの
大きさは行方向配線間方向には６３０μm、列配線方向
には３０５μmピッチとした。ａの大きさは１０５μ
ｍ、ｂの大きさは８０μｍとした。

【０１６８】また、本実施例において、高抵抗膜１０２
０ｂは酸化ニッケル膜用いた。酸化ニッケル膜は、アル
ゴンガスと酸素ガスの混合ガス中でＮｉターゲットをス
パッタする反応性スパッタ法を用い約０．１μmの厚さ
に形成した。次に、マスクを用いてアルミニウムを０．
３〜０．５μmの厚みに成膜して、フェースプレート側
スペーサ電極１０２０ｃおよび電子源基板側スペーサ電
極１０２０ｃを形成した。

【０１６９】さらに、本実施例においては、スペーサ１
０２０は導電性接続部材１０４０にて、フェースプレー
ト１０１７に固定した後、電子源基板１０１１とフェー
スプレート１０１７とを組み立てることにより配置し
た。なお、導電性接続部材１０４０には、上述した球状
のガラス製絶縁性フィーラに金属めっきを施したものを
フリットガラス中に分散させたものを用い、フェースプ
レート１０１７とフェースプレート側スペーサ電極１０
２０ｃとの電気的接続とスペーサ１０２０の固定を行っ
た。また、フェースプレートと電子源基板の間隔 ｄ を
２ｍｍとした。このようにして形成した画像形成装置
のメタルバック１０１９に加速電圧を８ｋＶとして、駆
動したところ、色ずれのない非常に高品位で高輝度な画
像が長時間に渡り、安定に得られた。

【０１７０】（実施例２）図４は本発明第二実施例を説
明するための図であり、パネルの断面図である。

【０１７１】本実施例は、スペーサ電極１０２０ｃは、
スペーサの端面のみに形成し、スペーサの配置される行
方向配線１０１３Aの高さを、スペーサが配置されない
（ゲッターの配置される）行方向配線１０１３Bよりも
高くすることにより、電子軌道の補正を行っている。な
お、他の構成は実施例一と同様である。

【０１７２】ここで、行方向配線１０１３の形成方法に
ついて説明する。

【０１７３】本実施例では、列方向配線（図示せず）お
よび絶縁層（図示せず）を形成した後、Ａｇベーストを
スクリーン印刷法により塗布し、行方向配線１０１３を
形成した。また、スペーサと接続される行方向配線１０
１３Aは、他の行方向配線１０１３Bと同様に形成したあ
と、さらにスクリーンを変えて、スペーサが配置される
配線１０１３Aのみに多層印刷することにより形成し
た。本実施例においては、２０μmの厚さで各行方向配
線１０１３を形成した後、さらに３回の印刷をを行い２
５μmの高さの補正量とした。また、各配線幅は３００
μmとして形成した。

【０１７４】また、スペーサ１０２０の厚みは２５０μ
mにし、端部に形成したスペーサ電極１０２０Cの厚みは
１μmの厚で形成した。なお、端面への電極塗布はディ
スペンサを用いて行い、約１５０μm幅でＡｇペースト
を塗布し、４５０℃で焼成することによりスペーサ電極
１０２０Cを形成した。

【０１７５】なお、本実施例においては、素子ピッチの
大きさは行方向配線間方向には６８０μm、列配線方向
には３００μmピッチとした。また、ａ、ｂは列方向配
線及び絶縁層の厚みを含む高さであり、本実施例におい
ては、ａの大きさは９５μｍ、ゲッタ１０１の厚みは３
５μmとしてｂの大きさを６５μｍとした。

【０１７６】パネル内厚ｄを２．２ｍｍ、加速電圧を１
０ｋＶとして、上述した構成の画像形成装置を駆動した
ところ、特性劣化が少なく色ずれのない非常に高輝度で
高品位な画像が長時間に渡って安定に得られた。

【０１７７】（実施例３）第６図は、本発明第三の実施
例を示す図であり、実施例一と同じ構成においてスペー
サ１０２０に高抵抗膜とフェースプレート側のスペーサ
電極を設けなかった点、スペーサ電極１０２０ｃの構造
が異なる。また、本実施例において、１０４０の接続部
は導電性フィラーを有しない絶縁性のフリットを用いて
いる。また、本実施例に於いては、スペーサに隣接する
行方向配線１０１３の上に形成されたゲッタの厚みを他
の配線より高くしてある。本実施例の構成により、スペ
ーサに隣接する電子源、及びその隣の電子源から放出さ
れる電子の電子軌道を補正することが可能である。

【０１７８】なお、本実施例においては、素子ピッチの
大きさは行方向配線間方向には８００μm、列配線方向
には４５０μmピッチとした。スペーサ電極１０２０ｃ
の高さはいずれも６００μmとし、ａの大きさは６５０
μｍ、スペーサに隣接するゲッタの厚みは１００μmと
してｂの大きさを１５０μｍ、その他のゲッタの厚みは
５０μmとしてｃの大きさを１００μｍとした。

【０１７９】パネル内厚ｄを２．８ｍｍ、加速電圧を１
０ｋＶとして、上述した構成の画像形成装置を駆動した
ところ、特性劣化が少なく色ずれのない非常に高輝度で
高品位な画像が長時間に渡り安定に得られた。

【０１８０】（実施例４）本実施例に於いては、横形の
電界放出素子（FE）を本発明の電子放出素子として用い
た例である。その他の構成については、実施例１と同様
である。

【０１８１】第７図は、平面ＦＥ型電子放出電子源の上
面図であり、１１１は電子放出部、３１０２及び３１０
３は電子放出部３１０１に電位を与える一対の素子電
極、１０１３は行方向配線であである。また、１０１４
は列方向配線電極、１０２０はスペーサ、１０１は非蒸
発型ゲッタである。

【０１８２】本実施例に於いて、実施例１と同様な方法
で画像形成装置を形成し、実施例１と同様に駆動させた
とろ、２次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、
特性劣化が少なく隣接画素へのビームのはみ出しがな
い、高輝度で長時間安定な画像が他の実施例と同様に得
られた。

【０１８３】（実施例５）第８図は、本発明第五の実施
例を示す図であり、実施例一と同じ構成においてスペー
サに円柱形状スペーサ１０２０を用いたものである。図
示はしていないが、実施例１と同様に、スペーサ１０２
０はスペーサ電極及び高抵抗膜を備えており、以下の様
に形成した。

【０１８４】まずスペーサ電極の製法であるが、Ａｇペ
ーストを平板上にバーコータを用いて均一な厚みに展開
する。次に、この展開したＡｇペーストに円柱スペーサ
の端面を略垂直に押し当てることにより、円柱側に電極
材であるＡｇペーストを転写した。この円柱を１２０℃
で乾燥させた後、円柱の上下を逆転させて同様にＡｇペ
ーストを転写し、乾燥後４５０℃で２時間焼成して円柱
の上下に電極を形成した。また、実施例一と同様なスパ
ッタを２回行うことによりスペーサ１０２０の全面に高
抵抗膜を形成した。

【０１８５】なお、ゲッタ１０１等の他の構成材料の形
成は実施例一と同様な方法を用いた。

【０１８６】本実施例においては、素子ピッチの大きさ
は行方向配線間方向には５５０μm、列配線方向には２
５０μmピッチとした。電子源基板側およびフェースプ
レート側スペーサ電極（図示せず）の高さはいずれも６
０μmとし、ゲッタの厚みは４０μmとした。

【０１８７】パネル内厚ｄを１．４ｍｍ、加速電圧を６
ｋＶとして、上述した構成の画像形成装置を駆動したと
ころ、特性劣化が少なく色ずれのない非常に高輝度で高
品位な画像が長時間に渡り得られた。

【０１８８】また、本発明は、実施例で示した単純マト
リクス型の配線だけでなく、それ以外のものにも適用で
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電子放出
素子の選択を行う画像形成装置において、電子源と制御
電極間等に実施例で示したような支持部材（スペーサ）
を用いた場合にも好ましく適用できる。

【０１８９】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ーの発光ダ
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。

【０１９０】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。

【０１９１】

【発明の効果】以上のように本発明における画像表示装
置においては、ゲッタを画面領域内に配置しゲッタのな
い位置にスペーサを配置することにより、特性劣化が少
なく且つ輝度にむらを生じず、色ずれの少ない高輝度
で、高品位の画像を長時間に渡り安定な装置を提供する
ことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の画像形成装置を説明す
る断面図である。

【図２】本発明の第一の実施例の画像形成装置を一部を
切り欠いて示した斜視図である。

【図３】本発明の第一の実施例の画像形成装置の他の形
態を説明する斜視図である。

【図４】本発明の第二の実施例の画像形成装置を説明す
る断面図である。

【図５】本発明の第三の実施例の画像形成装置を説明す
る断面図である。

【図６】本発明の第四の実施例の画像形成装置を説明す
る断面図である。

【図７】本発明の第五の実施例の画像形成装置を説明す
る平面図である。

【図８】本発明第六の実施例の画像形成装置の一部の斜
視図である。

【図９】従来の画像形成装置の断面図。

【図１０】表示パネルのフェ−スプレ−トの蛍光体配列
を例示した平面図。

【図１１】実施例で用いた平面型の表面伝導型放出素子
の模式図。

【図１２】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を示
す断面図。

【図１３】通電フォ−ミング処理の際の印加電圧波形。

【図１４】通電活性化処理の際の印加電圧波形。

【図１５】垂直型の表面伝導型放出素子の断面図。

【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。

【図１７】実施例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１８】実施例で用いたマルチ電子ビ−ム源の基板の
平面図。

【図１９】実施例で用いたマルチ電子ビ−ム源の基板の
一部断面図。

【図２０】本発明の実施例である画像表示装置の駆動回
路の概略構成を示すブロック図。

【図２１】従来の表面伝導型放出素子の一例。

【図２２】ＦＥ型素子の一例。

【図２３】ＭＩＭ型素子の一例。

【図２４】従来の画像表示装置の斜視図。

【符号の説明】

１０１ ゲッター １１１ 電子放出部 １０１１ 電子源基板 １０１３ 配線 １０１７ フェースプレート １０２０ スペーサ １０２０ａ スペーサ基材 １０２０ｂ 高抵抗膜 １０２０ｃ スペーサ電極 １０４０ 接合部材

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C032 CC05 JJ05 JJ13 5C035 AA20 JJ05 JJ07 JJ15 5C036 EE01 EE02 EE19 EF01 EF06 EF08 EG02 EG12 EG21 EG31 EG50 EH02

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の電子放出素子と該電子放出素子に
   駆動信号を送る配線とを有するリアプレートと、該電子
   放出素子より放出された電子に作用する加速電圧を印加
   する加速電極を備えたフェースプレートと、該リアプレ
   ートと該フェースプレートとの間に配置される支持部材
   とにより構成される電子線発生装置において、 ゲッタ材が上記配線上に配置されてなることを特徴とす
   る電子線発生装置。
2. 【請求項２】 前記支持部材の配置位置と前記ゲッタ材
   の配置位置が異なることを特徴とする請求項１に記載の
   電子線発生装置。
3. 【請求項３】 前記支持部材の表面に高抵抗膜が形成さ
   れていることを特徴とする請求項１または２に記載の電
   子線発生装置。
4. 【請求項４】 前記支持部材の一部に電極が形成されて
   いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
   の電子線発生装置。
5. 【請求項５】 前記配線は、複数の行方向配線と、該行
   方向配線と交差する複数の列方向配線と、該行方向配線
   と列方向配線とが交差する部位に配された絶縁層とから
   なり、 前記各々の電子放出素子は、前記行方向配線および列方
   向配線とに電気的に接続されてなることを特徴をする請
   求項１乃至４のいずれかに記載の電子線発生装置。
6. 【請求項６】 前記配線は、略平行に配置された複数の
   配線からなり、各々の電子放出素子は、前記複数の配線
   の隣合う配線間に配置され、該隣り合う配線に電気的に
   接続されてなるがことを特徴をする請求項１乃至４のい
   ずれかに記載の電子線発生装置。
7. 【請求項７】 電子線発生装置と、画像形成部材とを有
   する画像形成装置において、前記電子線発生装置が請求
   項１乃至６のいずれかに記載の電子線発生装置を用いた
   ことを特徴とする画像形成装置。