JP2000285829A

JP2000285829A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000285829A
Application number: JP2000010534A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Ando; 洋一安藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-01-20
Filing date: 2000-01-19
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】画像表示時の放電を防止し、良好な表示画像
を得る為の画像表示装置を提供する。【解決手段】複数の電子放出素子を有する電子源と、
電子源より放出された電子ビームの照射により発光する
蛍光体と、電子源と蛍光体との間に配置され電子源との
第１の当接面と蛍光体との第２の当接面と第１と第２の
当接面とに挟まれる側面を有するスペーサとを有する画
像形成装置において、側面の少なくとも一部が蛍光体の
表面に面するように上方内側に傾斜している。又は、側
面の少なくとも一部が電子源の表面に面するように傾斜
している。

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. Electron Phys., 10，12
90(1965)や、後述する他の例が知られている。

【０００４】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Ｓｎ
Ｏ₂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(197
2)］や、Ｉｎ₂Ｏ₃ ／ＳｎＯ₂薄膜によるもの［Ｍ．Ha
rtwell andＣ．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。

【０００５】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２７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３
００４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［ｍ
ｍ］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。

【０００６】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。

【０００７】また、ＦＥ型の例は、たとえば、Ｗ．Ｐ．
Dyke ＆Ｗ．Ｗ．Dolan，“Field emission”，Advance
in Electron Physics，８，89(1956)や、あるいは、C.
A.Spindt，“Physical Properties of Thin−Film Fie
ld Emission Cathodes withMolybdenum Cones”，Ｊ．A
ppl. Phys.，47, 5248(1976)などが知られている。

【０００８】ＦＥ型の素子構成の典型的な例として、図
２８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３０１
４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。

【０００９】また、ＦＥ型の他の素子構成として、図２
８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。

【００１０】また、ＭＩＭ型の例としては、たとえば、
C. A. Mead, “Operation of Tunnel-Emission Device
s, J. Appl. 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２９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８
０〜３００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。

【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】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。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。

【００１４】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米国特許第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。

【００１５】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米国特許第4,904,895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、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. Meyer：“Recent D
evelopment on Microtips Display at LETI”，Tech.Di
gest of 4th Int. Vacuum Microele-ctronics Conf., N
agahama, pp.６〜９(1991)］。

【００１６】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号公報に開示されている。

【００１７】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。

【００１８】図３０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。

【００１９】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およびフェースプレート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。

【００２０】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、Ｎ×Ｍ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Ｎ×Ｍ個の冷陰極素子３１
１２は、図３０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。

【００２１】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）、青（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。

【００２２】Ｄｘ１ｌ〜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。Ｄｘ１ｌ〜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３１１
９と各々電気的に接続している。

【００２３】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
３０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。

【００２４】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Ｄｘ１ｌ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。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】以上説明した画像表示
装置の表示パネルにおいては、以下のような問題点があ
った。

【００２６】冷陰極素子３１１２からの放出電子を加速
するためにマルチビーム電子源とフェースプレート３１
１７との間には数百Ｖ以上の高電圧（即ち１ｋＶ／ｍｍ
以上の高電界）が印加されるため、スペーサ３１２０表
面での沿面放電が懸念される。特に、スペーサ３１２０
の近傍から放出された電子の一部がスペーサ３１２０に
当たることにより、あるいは放出電子の作用でイオン化
したイオンがスペーサに付着することにより、スペーサ
帯電をひきおこしている場合は、放電が誘発される可能
性がある。

【００２７】この問題点を解決するために、スペーサに
微小電流が流れるようにして帯電を除去する提案がなさ
れている（特開昭５７−１１８３５５号公報、特開昭６
１−１２４０３１号公報）。そこでは絶縁性のスペーサ
の表面に高抵抗薄膜を形成することにより、スペーサ表
面に微小電流が流れるようにしている。ここで用いられ
ている帯電防止膜は酸化スズ、あるいは酸化スズと酸化
インジウム混晶薄膜や金属膜である。

【００２８】帯電防止膜の機能をさらに強化するため
に、スペーサ３１２０が基板３１１１、あるいは蛍光膜
３１１８と接触する面、ならびにその近傍に導電性膜を
配置している。これにより帯電防止膜と基板３１１１、
及び蛍光膜３１１８の間の電気的接続が確保される。

【００２９】半面、基板３１１１と蛍光膜３１１８の間
に高電圧を印加するときには前記導電性膜、特にスペー
サの長手方向の端部付近が放電の原因となりやすい。こ
れらの放電は、画像表示中に突発的に起こり、画像を乱
すだけでなく、放電個所近傍の冷陰極素子３１１２を著
しく劣化させ、その後の表示が正常にできなくなるとい
う問題があった。

【００３０】本発明は上記従来スペーサの欠点を克服す
るものであり、画像表示時の放電を防止し、良好な表示
画像を得る為の画像表示装置を提供するものである。

【００３１】

【課題を解決するための手段】本発明による画像形成装
置は、複数の電子放出素子を有する電子源と、前記電子
源より放出された電子ビームの照射により発光する蛍光
体と、前記電子源と前記蛍光体との間に配置され前記電
子源との第１の当接面と前記蛍光体との第２の当接面と
前記第１と第２の当接面とに挟まれる側面を有するスペ
ーサとを有する画像形成装置において、前記側面の少な
くとも一部が前記蛍光体の表面に面するように傾斜して
いることを特徴とする。

【００３２】また、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記側面のうち傾斜した部分
が平面状であることを特徴とする。

【００３３】更に、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記側面のうち傾斜した部分
が、前記電子源の表面を貫く垂線と５度以上の角度をな
すことを特徴とする。

【００３４】更に、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記側面のうち傾斜した部分
が曲面状であることを特徴とする。

【００３５】更に、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記側面のうち傾斜した部分
の少なくとも一部が前記電子源の表面を貫く垂線と５度
以上の角度をなすことを特徴とする。

【００３６】更に、本発明による画像形成装置は、複数
の電子放出素子を有する電子源と、前記電子源より放出
された電子ビームの照射により発光する蛍光体と、前記
電子源と前記蛍光体との間に配置され前記電子源との第
１の当接面と前記蛍光体との第２の当接面と前記第１と
第２の当接面とに挟まれる側面を有するスペーサとを有
する画像形成装置において、前記側面の少なくとも一部
が前記電子源の表面に面するように傾斜していることを
特徴とする。

【００３７】更に、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記側面のうち傾斜した部分
が平面状であることを特徴とする。

【００３８】更に、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記側面のうち傾斜した部分
が、前記電子源の表面を貫く垂線と５度以上の角度をな
すことを特徴とする。

【００３９】更に、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記側面のうち傾斜した部分
が曲面状であることを特徴とする。

【００４０】更に、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記側面のうち傾斜した部分
の少なくとも一部が前記電子源の表面を貫く垂線と５度
以上の角度をなすことを特徴とする。

【００４１】更に、本発明による画像形成装置は、複数
の電子放出素子を有する電子源と、前記電子源より放出
された電子ビームの照射により発光する蛍光体と、前記
電子源と前記蛍光体との間に配置され前記電子源との第
１の当接面と前記蛍光体との第２の当接面と前記第１と
第２の当接面とに挟まれる側面を有するスペーサとを有
する画像形成装置において、前記側面は前記第１の当接
面と共通辺を有する第１の側面と前記第２の当接面と共
通辺を有する第２の側面を有し、前記第１の側面の少な
くとも一部が前記電子源の表面と面するように傾斜し、
前記第２の側面の少なくとも一部が前記蛍光体の面と面
するように傾いていることを特徴とする。

【００４２】更に、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記第１の側面のうち傾いた
部分が平面状であることを特徴とする。

【００４３】更に、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記第１の側面のうち傾いた
部分が、前記電子源の表面を貫く垂線と５度以上の角度
をなすことを特徴とする。

【００４４】更に、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記第１の側面のうち傾いた
部分が曲面状であることを特徴とする。

【００４５】更に、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記第１の側面のうち傾いた
部分の少なくとも一部が前記電子源の表面を貫く垂線と
５度以上の角度をなすことを特徴とする。

【００４６】更に、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記第２の側面のうち傾いた
部分が平面状であることを特徴とする。

【００４７】更に、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記第２の側面のうち傾いた
部分が、前記電子源の表面を貫く垂線と５度以上の角度
をなすことを特徴とする。

【００４８】更に、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記第２の側面のうち傾いた
部分が曲面状であることを特徴とする。

【００４９】更に、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記第２の側面のうち傾いた
部分の少なくとも一部が前記電子源の表面を貫く垂線と
５度以上の角度をなすことを特徴とする。

【００５０】更に、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記電子源は、配線にて結線
された複数の電子放出素子を有し、前記スペーサは、表
面に高抵抗膜をもち、前記スペーサ表面の高抵抗膜は、
前記配線と前記蛍光体に対して電気的に接続されている
ことを特徴とする。

【００５１】更に、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記電子源は、複数の行方向
配線と複数の列方向配線とでマトリクス配線された複数
の電子放出素子を有し、前記スペーサは、その長手方向
と行方向配線あるいは列方向配線とが平行になるよう
に、前記行方向配線あるいは列方向配線と前記蛍光体と
の間に配置されており、前記スペーサ表面の高抵抗膜
は、前記行方向配線あるいは列方向配線と前記蛍光体に
対して電気的に接続されていることを特徴とする。

【００５２】更に、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記スペーサは該スペーサと
前記蛍光体との当接面及びその近傍に配設される第１の
低抵抗層並びに該スペーサと前記電子源との当接面及び
その近傍に配設される第２の低抵抗層を備え、前記スペ
ーサの最大断面積の前記蛍光体への正射影に、前記第１
の低抵抗層が内包され、及び／又は、前記スペーサの最
大断面積の前記電子源への正射影に、前記第２の低抵抗
層が内包されていることを特徴とする。

【００５３】更に、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記電子放出素子は、表面伝
導型放出素子であることを特徴とする。

【００５４】［作用］以上により、スペーサの二次電子
による正帯電を抑え、また電界放出一次電子によるスペ
ーサの電子源側の負帯電により、放電原因となりやすい
スペーサの陰極付近の電界集中を飽和し、放電を防ぐこ
とができる。

【００５５】

【発明の実施の形態】［実施形態１］まず本発明の実施
形態による画像表示装置に用いたスペーサについて詳細
に説明する。

【００５６】図１は、図１２（詳しくは後述）のＹ方向
から見た模式図、図２は同じくＸ方向から見た模式図で
あり、各部の番号は図１２に対応している。なお図１２
においては、説明の便宜上、スペーサは矩形状に描いて
いる。

【００５７】図１において１０２０はスペーサであり、
上側がフェースプレート１０１７（陽極側）、下側がリ
アプレート１０１５（陰極側）（いずれも不図示）と接
し、スペーサ１０２０の高さは３ｍｍ、長さは４０ｍｍ
である。また陰極接合部に立てた垂線からの角度をαと
すると、αは通常は５゜から５０゜くらいの範囲から適
当な数値を選んで設計される。αが大きいほど放電耐圧
は向上するが、半面、耐大気圧構造としては弱くなる。
本実施形態においてはαを１５゜とした。

【００５８】αが大きいほど放電耐圧は向上するのは以
下の理由による。

【００５９】まずスペーサの沿面で放電する機構として
は諸説あるものの、スペーサ陰極付近の電界放出電子が
引き金となり、その電子がスペーサに衝突することでお
きる二次電子増倍によるスペーサ正帯電現象、及びそれ
に伴う放出気体中での気体放電により最終的な絶縁破壊
に至る、というのが、一般的な考え方である。

【００６０】上記αの角度をつけると、（１）前記電界
放出電子がスペーサに衝突するのを抑制し、正帯電その
ものを小さくすること（２）スペーサ正帯電によるスペ
ーサ陰極付近への影響を小さくする。これらの理由によ
り、スペーサ陰極付近の電界集中を緩和することで、放
電耐圧は向上すると考えられる。

【００６１】図２において１０２０はスペーサであり、
上側がフェースプレート１０１７（陽極側）、下側がリ
アプレート１０１５（陰極側）（いずれも不図示）と接
し、スペーサ１０２０の厚さは２００μｍである。本実
施形態では、図２における陰極接合部に立てた垂線から
の角度をβとするとβ＝０゜、すなわち垂直であるが、
図３のようにβを適当な値に設計した方がより効果的な
場合もある。

【００６２】本実施形態でβ＝０゜としたのは以下の理
由による。

【００６３】従来放電耐圧がもっとも弱い部分は、スペ
ーサ陰極側端部（図中辺Ｂ近傍）であった。これは端部
という形状的な特異点と、厚み方向という薄さによる加
工や成膜（詳しくは後述）の欠陥に起因するものと思わ
れる。

【００６４】一方、αは図２の辺Ｂ、βは図１の辺Ａの
近傍に対して放電耐圧向上効果があり、このため本実施
形態の場合、βよりαの方が、より効果的に放電耐圧向
上効果が得られると考えられる。

【００６５】また本実施形態の場合、辺Ｂの長さとスペ
ーサ１０２０の高さの比と、耐大気圧構造の点より、β
は大きな値を取れないため、αの１５゜と比べ放電耐圧
向上効果は大きくないといえる。実際、本実施形態のス
ペーサ（α＝１５゜、β＝０゜）を用いることで十分な
放電耐圧を得ることができた。

【００６６】もちろん上記α、βの値は本実施形態にお
いて最適な値であり、パネルやスペーサの設計が変わっ
た場合、適宜変更されなければならない。例えばスペー
サ厚さがより厚くなった場合や、辺Ａの近傍にも放電発
生源が有り得る場合など、上記βが効果的となる。

【００６７】上記スペーサとしては、板状のソーダライ
ムガラスを図４のようにカットし、研磨したものを用い
た。図のように台形状のため、一枚のガラス板から効率
的に切り出すことができ、コスト的にも有利である。

【００６８】また、本実施形態においては、図１２のＹ
方向からの正射影が図１のように上すぼみの台形である
が、例えば図５のように同正射影が曲線を含む形状でも
同様の効果を生むことは明らかである。

【００６９】（１）画像表示装置概要次に、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。

【００７０】図１２は、実施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一部を切
り欠いて示している。以後、説明の便宜上スペーサは、
矩形状としている。

【００７１】図中、１０１５はリアプレート、１０１６
は側壁、１０１７はフェースプレートであり、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。

【００７２】リアプレート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Ｎ×Ｍ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Ｎ×Ｍ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
チ電子ビーム源と呼ぶ。

【００７３】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
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。

【００７４】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
マルチ電子ビーム源の構造について述べる。

【００７５】図１３に示すのは、図１２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１０１
１上には、後述の図１４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１０１
３と列方向配線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１０１３と列方向配線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。

【００７６】図１３のＢ−Ｂ′に沿った断面を、図１５
に示す。

【００７７】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１０１３、列方向配線１
０１４、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１０１３および列方向配線１０１４を介して各素子に
給電して通電フォーミング処理（後述）と通電活性化処
理（後述）を行うことにより製造した。

【００７８】本実施形態においては、気密容器のリアプ
レート１０１５にマルチ電子ビーム源の基板１０１１を
固定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板１０
１１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１０
１１自体を用いてもよい。

【００７９】また、フェースプレート１０１７の下面に
は、蛍光膜１０１８が形成されている。本実施形態はカ
ラー表示装置であるため、蛍光膜１０１８の部分にはＣ
ＲＴ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２
５（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。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、電子ビームによる蛍光膜の
チャージアップを防止する事などである。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。

【００８０】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は図２
５（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２５（ｂ）に示すようなデルタ状配
列や、それ以外の配列（例えば図２６）であってもよ
い。

【００８１】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。

【００８２】また、蛍光膜１０１８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、電子ビー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をフェースプレート
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。

【００８３】また、本実施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。

【００８４】図１６は図１２のＡ−Ａ′の断面模式図で
あり、各部の番号は図１２に対応している。スペーサ１
０２０は絶縁性部材１の表面に帯電防止を目的とした高
抵抗膜１１を成膜し、かつフェースプレート１０１７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１０１４）に
面したスペーサの当接面３及び接する側面部５に低抵抗
膜（導電性膜）２１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、フェースプレートの内側および基板１
０１１の表面に接合材１０１４により固定される。ま
た、高抵抗膜１１は、絶縁性部材１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２１および接合
材１０４１を介して、フェースプレート１０１７の内側
（メタルバック１０１９等）及び基板１０１１の表面
（行方向配線１０１３または列方向配線１０１４）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の形状は前記の通り（変更）とし、行
方向配線１０１３に平行に配置され、行方向配線１０１
３に電気的に接続されている。

【００８５】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
導電性を有する必要がある。

【００８６】スペーサ１０２０の絶縁性部材１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、絶縁性部材１はその熱
膨張率が気密容器および基板１０１１を成す部材と近い
ものが好ましい。

【００８７】スペーサ１０２０を構成する高抵抗膜１１
には、高電位側のフェースプレート１０１７（メタルバ
ック１０１９等）に印加される加速電圧Ｖａを帯電防止
膜である高抵抗膜１１の抵抗値Ｒｓで除した電流が流さ
れる。そこで、スペーサの抵抗値Ｒｓは帯電防止および
消費電力からその望ましい範囲に設定される。帯電防止
の観点からシート抵抗は１０の１２乗Ω／□以下である
ことが好ましい。十分な帯電防止効果を得るためには１
０の１１乗Ω／□以下がさらに好ましい。シート抵抗の
下限はスペーサ形状とスペーサ間に印加される電圧によ
り左右されるが、１０の５乗Ω／□以上であることが好
ましい。

【００８８】絶縁材料１上に形成された帯電防止膜であ
る高抵抗膜１１の厚みｔは１０ｎｍ〜１μｍの範囲が望
ましい。材料の表面エネルギーおよび基板との密着性や
基板温度によっても異なるが、一般的に１０ｎｍ以下の
薄膜は島状に形成され、抵抗が不安定で再現性に乏し
い。一方、膜厚ｔが１μｍ以上では膜応力が大きくなっ
て膜はがれの危険性が高まり、かつ成膜時間が長くなる
ため生産性が悪い。従って、膜厚は５０〜５００ｎｍで
あることが望ましい。シート抵抗はρ／ｔであり、以上
に述べたシート抵抗と厚みｔの好ましい範囲から、帯電
防止膜の比抵抗ρは０．１［Ωｃｍ］乃至１０の８乗
［Ωｃｍ］が好ましい。さらにシート抵抗と膜厚のより
好ましい範囲を実現するためには、ρは１０の２乗乃至
１０の６乗Ωｃｍとするのが良い。

【００８９】スペーサは上述したようにその上に形成し
た帯電防止膜を電流が流れることにより、あるいはディ
スプレイ全体が動作中に発熱することによりその温度が
上昇する。帯電防止膜の抵抗温度係数が大きな負の値で
あると温度が上昇した時に抵抗値が減少し、スペーサに
流れる電流が増加し、さらに温度上昇をもたらす。そし
て電流は電源の限界を越えるまで増加しつづける。この
ような電流の暴走が発生する抵抗温度係数の値は経験的
に負の値で絶対値が１％以上である。すなわち、帯電防
止膜の抵抗温度係数は−１％以上であることが望まし
い。

【００９０】帯電防止特性を有する高抵抗膜１１の材料
としては、例えば金属酸化物を用いることが出来る。金
属酸化物の中でも、クロム、ニッケル、銅の酸化物が好
ましい材料である。その理由はこれらの酸化物は二次電
子放出効率が比較的小さく、冷陰極素子１０１２から放
出された電子がスペーサ１０２０に当たった場合におい
ても帯電しにくいためと考えられる。金属酸化物以外に
も炭素は二次電子放出効率が小さく好ましい材料であ
る。特に、非晶質カーボンは高抵抗であるため、スペー
サ抵抗を所望の値に制御しやすい。

【００９１】帯電防止特性を有する高抵抗膜１１の他の
材料として、アルミと遷移金属合金の窒化物は遷移金属
の組成を調整することにより、良伝導体から絶縁体まで
広い範囲に抵抗値を制御できるので好適な材料である。
さらには後述する表示装置の作製工程において抵抗値の
変化が少なく安定な材料である。かつ、その抵抗温度係
数が−１％未満であり、実用的に使いやすい材料であ
る。遷移金属元素としてはＴｉ，Ｃｒ，Ｔａ等があげら
れる。

【００９２】合金窒化膜はスパッタ、窒素ガス雰囲気中
での反応性スパッタ、電子ビーム蒸着、イオンプレーテ
ィング、イオンアシスト蒸着法等の薄膜形成手段により
絶縁性部材上に形成される。金属酸化膜も同様の薄膜形
成法で作製することができるが、この場合窒素ガスに代
えて酸素ガスを使用する。その他、ＣＶＤ法、アルコキ
シド塗布法でも金属酸化膜を形成できる。カーボン膜は
蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法で作
製され、特に非晶質カーボンを作製する場合には、成膜
中の雰囲気に水素が含まれるようにするか、成膜ガスに
炭化水素ガスを使用する。

【００９３】スペーサ１０２０を構成する低抵抗膜（導
電性膜）２１は、高抵抗膜１１を高電位側のフェースプ
レート１０１７（メタルバック１０１９等）及び低電位
側の基板１０１１（配線１０１３，１０１４等）と電気
的に接続する為に設けられたものであり、以下では、中
間電極層（中間層）という名称も用いる。中間電極層
（中間層）は以下に列挙する複数の機能を有することが
出来る。

【００９４】高抵抗膜１１をフェースプレート１０１
７及び基板１０１１と電気的に接続する。

【００９５】既に記載したように、高抵抗膜１１はスペ
ーサ１０２０表面での帯電を防止する目的で設けられた
ものであるが、高抵抗膜１１をフェースプレート１０１
７（メタルバック１０１９等）及び基板１０１１（配線
１０１３，１０１４等）と直接或いは当接材１０４１を
介して接続した場合、接続部界面に大きな接触抵抗が発
生し、スペーサ表面に発生した電荷を速やかに除去でき
なくなる可能性がある。これを避ける為に、フェースプ
レート１０１７、基板１０１１及び当接材１０４１と接
触するスペーサ１０２０の当接面３或いは側面部５に低
抵抗の中間層を設けた。

【００９６】高抵抗膜１１の電位分布を均一化する。

【００９７】冷陰極素子１０１２より放出された電子
は、フェースプレート１０１７と基板１０１１の間に形
成された電位分布に従って電子軌道を成す。スペーサ１
０２０の近傍で電子軌道に乱れが生じないようにする為
には、高抵抗膜１１の電位分布を全域にわたって制御す
る必要がある。高抵抗膜１１をフェースプレート１０１
７（メタルバック１０１９等）及び基板１０１１（配線
１０１３，１０１４等）と直接或いは当接材１０４１を
介して接続した場合、接続部界面の接触抵抗の為に、接
続状態のむらが発生し、高抵抗膜１１の電位分布が所望
の値からずれてしまう可能性がある。これを避ける為
に、スペーサ１０２０がフェースプレート１０１７及び
基板１０１１と当接するスペーサ端部（当接面３或いは
側面部５）の全長域に低抵抗の中間層を設け、この中間
層部に所望の電位を印加することによって、高抵抗膜１
１全体の電位を制御可能とした。

【００９８】放出電子の軌道を制御する。

【００９９】冷陰極素子１０１２より放出された電子
は、フェースプレート１０１７と基板１０１１の間に形
成された電位分布に従って電子軌道を成す。スペーサ近
傍の冷陰極素子から放出された電子に関しては、スペー
サを設置することに伴う制約（配線、素子位置の変更
等）が生じる場合がある。このような場合、歪みやむら
の無い画像を形成する為には、放出された電子の軌道を
制御してフェースプレート１０１７上の所望の位置に電
子を照射する必要がある。フェースプレート１０１７及
び基板１０１１と当接する面の側面部５に低抵抗の中間
層を設けることにより、スペーサ１０２０近傍の電位分
布に所望の特性を持たせ、放出された電子の軌道を制御
することが出来る。

【０１００】低抵抗膜２１は、高抵抗膜１１に比べ十分
に低い抵抗値を有する材料を選択すればよく、Ｎｉ，Ｃ
ｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等
の金属、あるいは合金、及びＰｄ，Ａｇ，Ａｕ，ＲｕＯ
₂ ，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。

【０１０１】接合材１０４１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。

【０１０２】また、Ｄｘ１ｌ〜ＤｘｍおよびＤｙ１〜Ｄ
ｙｎ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。Ｄｘ１ｌ〜Ｄｘｍはマルチ電子ビーム源
の行方向配線１０１３と、Ｄｙ１〜Ｄｙｎはマルチ電子
ビーム源の列方向配線１０１４と、Ｈｖはフェースプレ
ートのメタルバック１０１９と電気的に接続している。

【０１０３】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１×１０マ
イナス５乗ないしは１×１０マイナス７乗［Ｔｏｒｒ］
の真空度に維持される。

【０１０４】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Ｄｘ１ｌ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。

【０１０５】通常、冷陰極素子である本発明の表面伝導
型放出素子への１０１２への印加電圧は１２〜１６
［Ｖ］程度、メタルバック１０１９と冷陰極素子１０１
２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。

【０１０６】以上、本発明の実施形態の表示パネルの基
本構成と製法、および画像表示装置の概要を説明した。（２）マルチ電子ビーム源の製造方法次に、前記実施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。

【０１０７】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。

【０１０８】（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。

【０１０９】（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。

【０１１０】図１４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、１０１１は基板、１１０２と１
１０３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、１１
１３は通電活性化処理により形成した薄膜である。

【０１１１】基板１０１１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。

【０１１２】また、基板１０１１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Ｉｎ₂ Ｏ₃ −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。

【０１１３】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。

【０１１４】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。

【０１１５】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。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。

【０１１６】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，Ｒｕ，Ａｇ，
Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔ
ａ，Ｗ，Ｐｂ等をはじめとする金属や、ＰｄＯ，ＳｎＯ
₂ ，Ｉｎ₂ Ｏ₃ ，ＰｂＯ，Ｓｂ₂ Ｏ₃等をはじめとする
酸化物や、ＨｆＢ₂ ，ＺｒＢ₂ ，ＬａＢ₆ ，ＣｅＢ₆，
ＹＢ₄，ＧｄＢ₄ 等をはじめとする硼化物や、ＴｉＣ，
ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ等をはじめとす
る炭化物や、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ等をはじめとする
窒化物や、Ｓｉ，Ｇｅ等をはじめとする半導体や、カー
ボン等があげられ、これらの中から適宜選択される。

【０１１７】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／□］の範囲に含ま
れるよう設定した。

【０１１８】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１４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。

【０１１９】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１４においては模式的に示した。

【０１２０】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。

【０１２１】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。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１４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の電子放出部１１０５付近の一部を除
去した素子を図示した。

【０１２２】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、実施形態においては以下のような素子を用いた。

【０１２３】すなわち、基板１０１１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。

【０１２４】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［マイクロメーター］とした。

【０１２５】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。

【０１２６】図１７（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
記は図１４と同一である。

【０１２７】１）まず、図１７（ａ）に示すように、基
板１０１１上に素子電極１１０２および１１０３を形成
する。

【０１２８】形成するにあたっては、あらかじめ基板１
０１１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
を用いればよい。）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１１
０３）を形成する。

【０１２９】２）次に、同図（ｂ）に示すように、導電
性薄膜１１０４を形成する。

【０１３０】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、本実施形態では主要元素としてＰｄを用いた。ま
た、実施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。

【０１３１】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１１０
３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。

【０１３２】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１１０
５）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。

【０１３３】通電方法をより詳しく説明するために、図
１８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。

【０１３４】実施形態においては、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Ｔ２を
１０［ミリ秒］とし、波高値Ｖｐｆを１パルスごとに
０．１［Ｖ］ずつ昇圧した。そして、三角波を５パルス
印加するたびに１回の割りで、モニターパルスＰｍを挿
入した。フォーミング処理に悪影響を及ぼすことがない
ように、モニターパルスの電圧Ｖｐｍは０．１［Ｖ］に
設定した。そして、素子電極１１０２と１１０３の間の
電気抵抗が１×１０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１×１０のマイナス７乗［Ａ］以下になった
段階で、フォーミング処理にかかわる通電を終了した。

【０１３５】なお、上記の方法は、本実施形態の表面伝
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。

【０１３６】４）次に、図１７（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。

【０１３７】通電活性化処理とは、前記通電フォーミン
グ処理により形成された電子放出部１１０５に適宜の条
件で通電を行って、その近傍に炭素もしくは炭素化合物
を堆積せしめる処理のことである。（図においては、炭
素もしくは炭素化合物よりなる堆積物を部材１１１３と
して模式的に示した。）なお、通電活性化処理を行うこ
とにより、行う前と比較して、同じ印加電圧における放
出電流を典型的には１００倍以上に増加させることがで
きる。

【０１３８】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。

【０１３９】通電方法をより詳しく説明するために、図
１９（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。

【０１４０】図１７（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１０１１
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１９（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。

【０１４１】なお、上述の通電条件は、本実施形態の表
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。

【０１４２】以上のようにして、図１７（ｅ）に示す平
面型の表面伝導型放出素子を製造した。

【０１４３】（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。

【０１４４】図２０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１０１１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。

【０１４５】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、図１４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１０１１、素子電極１２０
２および１２０３、微粒子膜を用いた導電性薄膜１２０
４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１２
０６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。

【０１４６】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２１（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２０と同
一である。

【０１４７】１）まず、図２１（ａ）に示すように、基
板１０１１上に素子電極１２０３を形成する。

【０１４８】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。

【０１４９】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。

【０１５０】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。

【０１５１】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。

【０１５２】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１７（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、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１７（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２１（ｆ）に示す垂直型の表面伝導型放出素
子を製造した。

【０１５３】（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。

【０１５４】図２２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。

【０１５５】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。

【０１５６】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。

【０１５７】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。

【０１５８】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。

【０１５９】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。

【０１６０】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。

【０１６１】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。

【０１６２】（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。

【０１６３】図１３に示すのは、図１２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１４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。

【０１６４】図１３のＢ−Ｂ′に沿った断面を、図１５
に示す。

【０１６５】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。

【０１６６】（３）駆動回路構成（および駆動方法）図２３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ブロック図
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。

【０１６７】以下、図２３の装置各部の機能を詳しく説
明する。

【０１６８】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１７
０１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。

【０１６９】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Ｔscanに基づいて動作するものだが、実際にはたとえ
ばＦＥＴ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Ｖｘは、図２２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
放出閾値電圧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。

【０１７０】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。

【０１７１】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。

【０１７２】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。

【０１７３】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１０１５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１７０１内の電子放出素子１０１５に印加され
る。

【０１７４】図２２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（後述する実施形態の表面伝導型放出
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
Ｖｔｈ以上の電圧に対しては、図２２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。

【０１７５】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。

【０１７６】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。

【０１７７】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する。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。

【０１７８】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。

【０１７９】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。

【０１８０】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。

【０１８１】図２４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。

【０１８２】図中２１００はディスプレイパネル、２１
０１はディスプレイパネルの駆動回路、２１０２はディ
スプレイコントローラ、２１０３はマルチプレクサ、２
１０４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、２
１０８および２１０９および２１１０は画像メモリーイ
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。（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ー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。

【０１８３】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為の回路である。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（たとえば商品位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。

【０１８４】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。

【０１８５】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ー
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。

【０１８６】また、画像メモリーインターフェース回路
２１１０は、ビデオテープレコーダー（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。

【０１８７】また、画像メモリー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。

【０１８８】また、画像メモリー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２
１０４に出力される。

【０１８９】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ーなどの出力装
置とを接続するための回路である。画像データや文字・
図形情報の入出力を行うのはもちろんのこと、場合によ
っては本表示装置の備える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。

【０１９０】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ＣＰＵ
２１０６より出力される画像データや文字・図形情報に
もとず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ーや、文字
コードに対応する画像パターンが記憶されている読み出
し専用メモリーや、画像処理を行うためのプロセッサー
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。

【０１９１】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ーに出力するこ
とも可能である。

【０１９２】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。

【０１９３】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。

【０１９４】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ーをアクセスして画像データ
や文字・図形情報を入力する。

【０１９５】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。

【０１９６】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。

【０１９７】また、入力部２１１４は、前記ＣＰＵ２１
０６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事が可能であ
る。

【０１９８】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ーを備えるのが望ま
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ーを必要とするようなテ
レビ信号を扱うためである。また、画像メモリーを備え
る事により、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。

【０１９９】また、マルチプレクサ２１０３は、前記Ｃ
ＰＵ２１０６より入力される制御信号にもとずき表示画
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。

【０２００】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
にもとずき駆動回路２１０１の動作を制御するための回
路である。

【０２０１】まず、ディスプレイパネルの基本的な動作
に関わるものとして、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。

【０２０２】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。

【０２０３】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。

【０２０４】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、前記マルチプレクサ２１０３から入力される
画像信号と、前記ディスプレイパネルコントローラ２１
０２より入力される制御信号にもとずいて動作するもの
である。

【０２０５】以上、各部の機能を説明したが、図２４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に表示する事が可能である。

【０２０６】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２１０４において逆変換さ
れた後、マルチプレクサ２１０３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
にもとずいてディスプレイパネル２１００に駆動信号を
印加する。

【０２０７】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、Ｃ
ＰＵ２１０６により統括的に制御される。

【０２０８】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
る画像編集を行う事も可能である。また、本実施形態の
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なうため
の専用回路を設けても良い。

【０２０９】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。

【０２１０】なお、上記図２４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
れるものでない事は言うまでもない。たとえば、図２４
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。

【０２１１】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
表示装置は臨場感に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。

【０２１２】［実施形態２］本発明の第２の実施形態に
ついて、第１の実施形態と違う点のみ説明する。

【０２１３】第１の実施形態と違う点は、用いたスペー
サの形状である。

【０２１４】図６は、図１２のＹ方向から見た模式図で
あり、各部の番号は図１２に対応している。なお図１２
においては、説明の便宜上、スペーサは矩形状に描いて
いる。図６において１０２０はスペーサであり、上側が
フェースプレート１０１７（陽極側）、下側がリアプレ
ート１０１５（陰極側）（いずれも不図示）と接し、ス
ペーサ１０２０の高さは３ｍｍ、長さは４０ｍｍであ
る。

【０２１５】また陰極接合部に立てた垂線からの角度を
αとすると、αは通常は５゜から５０゜くらいの範囲か
ら適当な数値を選んで設計される。αが大きいほど放電
耐圧は向上するが、半面、耐大気圧構造としては弱くな
る。本実施形態においてはαを１５゜とした。図６から
明らかなとおり、第２の実施形態のスペーサは、第１の
実施形態のスペーサを倒立させた形状を有し、リアプレ
ートからフェースプレートに向かって上広がりの台形形
状をしている。この形状でもαが大きいほど放電耐圧は
向上するのは以下の理由による。

【０２１６】まずスペーサの沿面で放電する機構は、第
１の実施形態で説明した通りである。また、上記αの角
度をつけると、スペーサ陰極付近からの電界放出電子
は、この形状では直接スペーサの陰極付近に入射する。
そのためスペーサの陰極付近表面が負に帯電し、この負
帯電によるスペーサ陰極付近の電界緩和効果が寄与する
為と思われる。図１２のＸ方向から見た模式図は、第１
の実施形態の図２と同一であり、同様に厚さは２００μ
ｍである。本実施形態においても第１の実施形態と同様
の理由でβ＝０゜とした。もちろん上記α，βの値は本
実施形態において最適な値であり、パネルやスペーサの
設計が変わった場合、適宜変更されなければならない。
例えばスペーサ厚さがより厚くなった場合や、辺Ａの近
傍にも放電発生源が有り得る場合など、上記βが効果的
となる。

【０２１７】上記スペーサは、第１の実施形態と同様、
板状のソーダライムガラスを図４のようにカットし、研
磨したものを用いた。

【０２１８】図のように台形状のため、一枚のガラス板
から効率的に切り出すことができ、コスト的にも有利で
ある。

【０２１９】また、本実施形態においては、図１２のＹ
方向からの正射影が図６のように下すぼみの台形である
が、例えば図７のように同正射影が曲線を含む形状でも
同様の効果を生むことは明らかである。

【０２２０】［実施形態３］本発明の第３の実施形態に
ついて、第１の実施形態と違う点のみ説明する。第１の
実施形態と違う点は、用いたスペーサの形状である。

【０２２１】図８は、図１２のＹ方向から見た模式図で
あり、各部の番号は図１２に対応している。なお図１２
においては、説明の便宜上、スペーサは矩形状に描いて
いる。図８において１０２０はスペーサであり、上側が
フェースプレート１０１７（陽極側）、下側がリアプレ
ート１０１５（陰極側）（いずれも不図示）と接し、ス
ペーサ１０２０の高さは３ｍｍ、長さは４０ｍｍであ
る。図８から分かるとおり、図１２のＹ方向からの正射
影が、全ての内角が凸角である六角形の形状をしてい
る。またリアプレートとスペーサの接点からフェースプ
レートに向かっての最初の頂点までの高さｈは０．５ｍ
ｍとした。

【０２２２】また陰極接合部に立てた垂線からの角度を
α１、陽極接合部に立てた垂線からの角度をα２とする
と、α１，α２は通常は５゜から５０゜くらいの範囲か
ら適当な数値を選んだ設計される。α１，α２が大きい
ほど放電耐圧は向上するが、半面、耐大気圧構造として
は弱くなる。本実施形態においてはα１，α２をそれぞ
れ１５゜とした。この形状で放電耐圧が向上するのは、
第１の実施形態及び第２の実施形態で説明した理由によ
り理解される。

【０２２３】すなわちこの形状では（１）スペーサ陰極
付近からの電界放出電子は、直接スペーサの陰極付近に
入射し、α１の角度の範囲を負に帯電させる。

【０２２４】またα２の角度の範囲では、（２）前記電
界放出電子がスペーサに直接衝突するのを抑制し、正帯
電そのものを小さくする、（３）スペーサ正帯電による
スペーサ陰極付近への影響を小さくする。

【０２２５】これらの理由により、スペーサ陰極付近の
電界集中を緩和することで、放電耐圧は向上すると考え
られる。

【０２２６】図１２のＸ方向から見た模式図は、第１の
実施形態の図２と同一であり、同様に厚さは２００μｍ
である。本実施形態においても第１の実施形態と同様の
理由でβ＝０゜とした。もちろん上記α１，α２，β，
ｈの値は本実施形態において最適な値であり、パネルや
スペーサの設計が変わった場合、適宜変更されなければ
ならない。例えばスペーサ厚さがより厚くなった場合
や、辺Ａの近傍にも放電発生源が有り得る場合など、上
記βを０゜より大きくすることが効果的となる。

【０２２７】また、本実施形態においては、図１２のＹ
方向からの正射影が図８のように全ての内角が凸角であ
る六角形であるが、例えば図９のように同正射影が曲線
を含む形状でも同様の効果を生むことは明らかである。

【０２２８】また第１の実施形態から第３の実施形態を
通して図１２のＸ方向から見た模式図は、図２のように
垂直タイプとしたが、第１の実施形態の図３や、図１０
のような上広がり台形タイプ、図１１のような六角形タ
イプ、曲線を含んだタイプなどでもよい。これらの場合
も、β，β１，β２，ｈなどは設計によって最適値が適
宜決められる。

【０２２９】［実施形態４］本実施形態では、前述のβ
が角度を有する（β≠０゜）タイプについて説明する。

【０２３０】図３１及び図３２はそれぞれ本実施例の画
像表示装置の断面模式図、本実施例のスペーサ１０２０
と低抵抗膜２１、接合材１０４１の位置関係を図１２の
ｘ方向から見た図（Ａ−Ａ′断面図）である。

【０２３１】図３１は、断面が中膨れの６角形をしてい
る。そして基板１０１１及びフェースプレート１０１７
とスペーサ１０２０の当接する面の側面部５にも低抵抗
の中間層を設けている。

【０２３２】また図３２のように、スペーサ１０２０の
当接面領域は直接は接合材１０４１及び低抵抗膜２１の
当節面領域を包含していないが、基板面への正射影に着
目すると、スペーサ１０２０の当接面領域が接合材１０
４１及び低抵抗膜２１の当節面領域を包含している。

【０２３３】この構成においても、放電耐圧の向上が認
められるが、これは次の理由によると思われる。

【０２３４】すなわち接合材１０４１及び低抵抗膜２１
からの電界放出電子（沿面放電の原因といわれている）
が、スペーサ１０２０の基板１０１１近傍（フェースプ
レートに向かって上広がりの部分）に直接入射すること
で、この部分が負に帯電し、接合材１０４１及び低抵抗
膜２１の電界を弱めていると考えられる。また前述した
とおり、フェースプレート１０１７側（陽極側）は、放
電耐圧に余り敏感でない。

【０２３５】以上のように、スペーサ１０２０の基板面
への正射影が、接合材１０４１及び低抵抗膜２１の当接
面を包含している場合にも、放電耐圧の向上が認められ
る。

【０２３６】更に本実施例の構成によれば、スペーサ１
０２０の両側の当接面の側面部５に、低抵抗の中間層を
設けることができるため、電子の軌道制御が、より容易
にできる。

【０２３７】また、スペーサの形は、上記に限らずこの
条件のもとで、様々な形をとりうる。例えば、図３３の
ように断面形状が楕円であっても、図３４のように断面
形状が上広がりであってもよい。

【０２３８】また、接合材１０４１は、スペーサ１０２
０の基板１０１１側又はフェースプレート１０１７側の
どちらか一方のみに設ける構成でも良い。

【０２３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明による画像表
示装置によれば、画像表示時の放電を防止し、良好な表
示画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態によるスペーサの模式
図である。

【図２】本発明の第１の実施形態によるスペーサの別角
度からの模式図である。

【図３】本発明の第１の実施形態によるスペーサのその
他の例を示す別角度からの模式図である。

【図４】本発明の第１の実施形態によるスペーサの切り
出し方法を示す図である。

【図５】本発明の第１の実施形態によるスペーサのその
他の例を示す模式図である。

【図６】本発明の第２の実施形態によるスペーサの模式
図である。

【図７】本発明の第２の実施形態によるスペーサのその
他の例を示す模式図である。

【図８】本発明の第３の実施形態によるスペーサの模式
図である。

【図９】本発明の第３の実施形態によるスペーサのその
他の例を示す模式図である。

【図１０】本発明の実施形態によるスペーサのその他の
例を示す別角度からの模式図である。

【図１１】本発明の実施形態によるスペーサのその他の
例を示す別角度からの模式図である。

【図１２】本発明の実施形態による画像表示装置の、表
示パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。

【図１３】本発明の実施形態によるマルチ電子ビーム源
の基板の平面図である。

【図１４】本発明の実施形態による平面型の表面伝導型
放出素子の平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。

【図１５】本発明の実施形態によるマルチ電子ビーム源
の基板の一部断面図である。

【図１６】図１２に示す本発明の実施形態表示パネルの
Ａ−Ａ′断面図である。

【図１７】図１５に示す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１８】本発明の実施形態による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１９】本発明の実施形態による通電活性化処理の際
の印加電圧波形（ａ）及び放出電流Ｉｅの変化（ｂ）を
示す図である。

【図２０】本発明の実施形態による垂直型の表面伝導型
放出素子の断面図である。

【図２１】図２０に示す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２２】本発明の実施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２３】本発明の実施形態によ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である。

【図２４】本発明の実施形態によ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２５】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２６】表示パネルのフェースプレートの他の蛍光体
配列を例示した平面図である。

【図２７】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２８】従来知られたＦＥ型素子の一例を示す図であ
る。

【図２９】従来知られたＭＩＭ型素子の一例を示す図で
ある。

【図３０】従来例によ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３１】本発明の実施形態４による表示パネルの断面
図である。

【図３２】本発明の実施形態４によるスペーサを、基板
側より見た位置関係を示す図である。

【図３３】本発明の実施形態４による表示パネルの断面
図の他の例である。

【図３４】本発明の実施形態４による表示パネルの断面
図の他の例である。

【符号の説明】

１０１１基板１０１３行方向配線１０１４列方向配線１０１５リアプレート１０１６側壁１０１７フェースプレート１０１８蛍光膜１０１９メタルバック１０２０スペーサ（構造支持体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の電子放出素子を有する電子源と、
前記電子源より放出された電子ビームの照射により発光
する蛍光体と、前記電子源と前記蛍光体との間に配置さ
れ前記電子源との第１の当接面と前記蛍光体との第２の
当接面と前記第１と第２の当接面とに挟まれる側面を有
するスペーサとを有する画像形成装置において、前記側
面の少なくとも一部が前記蛍光体の表面に面するように
傾斜していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】請求項１に記載の画像形成装置におい
て、前記側面のうち傾斜した部分が平面状であることを
特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項２に記載の画像形成装置におい
て、前記側面のうち傾斜した部分が、前記電子源の表面
を貫く垂線と５度以上の角度をなすことを特徴とする画
像形成装置。
【請求項４】請求項１に記載の画像形成装置におい
て、前記側面のうち傾斜した部分が曲面状であることを
特徴とする画像形成装置。
【請求項５】請求項４に記載の画像形成装置におい
て、前記側面のうち傾斜した部分の少なくとも一部が前
記電子源の表面を貫く垂線と５度以上の角度をなすこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項６】複数の電子放出素子を有する電子源と、
前記電子源より放出された電子ビームの照射により発光
する蛍光体と、前記電子源と前記蛍光体との間に配置さ
れ前記電子源との第１の当接面と前記蛍光体との第２の
当接面と前記第１と第２の当接面とに挟まれる側面を有
するスペーサとを有する画像形成装置において、前記側
面の少なくとも一部が前記電子源の表面に面するように
傾斜していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】請求項６に記載の画像形成装置におい
て、前記側面のうち傾斜した部分が平面状であることを
特徴とする画像形成装置。
【請求項８】請求項７に記載の画像形成装置におい
て、前記側面のうち傾斜した部分が、前記電子源の表面
を貫く垂線と５度以上の角度をなすことを特徴とする画
像形成装置。
【請求項９】請求項６に記載の画像形成装置におい
て、前記側面のうち傾斜した部分が曲面状であることを
特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】請求項９に記載の画像形成装置におい
て、前記側面のうち傾斜した部分の少なくとも一部が前
記電子源の表面を貫く垂線と５度以上の角度をなすこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】複数の電子放出素子を有する電子源
と、前記電子源より放出された電子ビームの照射により
発光する蛍光体と、前記電子源と前記蛍光体との間に配
置され前記電子源との第１の当接面と前記蛍光体との第
２の当接面と前記第１と第２の当接面とに挟まれる側面
を有するスペーサとを有する画像形成装置において、前
記側面は前記第１の当接面と共通辺を有する第１の側面
と前記第２の当接面と共通辺を有する第２の側面を有
し、前記第１の側面の少なくとも一部が前記電子源の表
面と面するように傾斜し、前記第２の側面の少なくとも
一部が前記蛍光体の面と面するように傾いていることを
特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】請求項１１に記載の画像形成装置にお
いて、前記第１の側面のうち傾いた部分が平面状である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】請求項１２に記載の画像形成装置にお
いて、前記第１の側面のうち傾いた部分が、前記電子源
の表面を貫く垂線と５度以上の角度をなすことを特徴と
する画像形成装置。
【請求項１４】請求項１１に記載の画像形成装置にお
いて、前記第１の側面のうち傾いた部分が曲面状である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】請求項１４に記載の画像形成装置にお
いて、前記第１の側面のうち傾いた部分の少なくとも一
部が前記電子源の表面を貫く垂線と５度以上の角度をな
すことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】請求項１１に記載の画像形成装置にお
いて、前記第２の側面のうち傾いた部分が平面状である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】請求項１６に記載の画像形成装置にお
いて、前記第２の側面のうち傾いた部分が、前記電子源
の表面を貫く垂線と５度以上の角度をなすことを特徴と
する画像形成装置。
【請求項１８】請求項１１に記載の画像形成装置にお
いて、前記第２の側面のうち傾いた部分が曲面状である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】請求項１８に記載の画像形成装置にお
いて、前記第２の側面のうち傾いた部分の少なくとも一
部が前記電子源の表面を貫く垂線と５度以上の角度をな
すことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】請求項１乃至１９のいずれか１項に記
載の画像形成装置において、前記電子源は、配線にて結
線された複数の電子放出素子を有し、前記スペーサは、
表面に高抵抗膜をもち、前記スペーサ表面の高抵抗膜
は、前記配線と前記蛍光体に対して電気的に接続されて
いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２１】請求項１乃至２０のいずれか１項に記
載の画像形成装置において、前記電子源は、複数の行方
向配線と複数の列方向配線とでマトリクス配線された複
数の電子放出素子を有し、前記スペーサは、その長手方
向と行方向配線あるいは列方向配線とが平行になるよう
に、前記行方向配線あるいは列方向配線と前記蛍光体と
の間に配置されており、前記スペーサ表面の高抵抗膜
は、前記行方向配線あるいは列方向配線と前記蛍光体に
対して電気的に接続されていることを特徴とする画像形
成装置。
【請求項２２】請求項６又は１１に記載の画像形成装
置において、前記スペーサは該スペーサと前記蛍光体との当接面及び
その近傍に配設される第１の低抵抗層並びに該スペーサ
と前記電子源との当接面及びその近傍に配設される第２
の低抵抗層を備え、前記スペーサの最大断面積の前記蛍光体への正射影に、
前記第１の低抵抗層が内包され、及び／又は、前記スペ
ーサの最大断面積の前記電子源への正射影に、前記第２
の低抵抗層が内包されていることを特徴とする画像形成
装置。
【請求項２３】請求項１乃至２２のいずれか１項に記
載の画像形成装置において、前記電子放出素子は、表面
伝導型放出素子であることを特徴とする画像形成装置。