JP2981766B2

JP2981766B2 - 電子線発生装置及びこれを用いた画像形成装置、記録装置

Info

Publication number: JP2981766B2
Application number: JP25681890A
Authority: JP
Inventors: 治人小野; 俊彦武田; 伸也三品; 一郎野村; 英俊鱸; 哲也金子
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-09-28
Filing date: 1990-09-28
Publication date: 1999-11-22
Anticipated expiration: 2014-11-22
Also published as: JPH04137425A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、情報信号に応じて電子線を放出する電子線
発生装置及び該電子線発生装置を用いた画像形成装置，
記録装置に関する。

［従来の技術］従来、簡単な構造で電子の放出が得られる素子とし
て、例えば、エムアイエリンソン（M.I.Elinson）
等によって発表された冷陰極素子が知られている。［ラ
ジオエンジニアリングエレクトロンフィジッス
（Radio Eng. Electron. Phys.）第10巻,1290〜1296
頁,1965年］この種の電子放出素子としては、前記エリンソン等に
より開発されたSnO₂（Sb）薄膜を用いたもの、Au薄膜に
よるもの［ジー・ディトマー“スインソリドフィル
ムス”（G.Dittmer:“Thin Solid Films"）,9巻,317
頁，（1972年）］、ITO薄膜によるもの［エムハート
ウェルアンドシージーフォンスタッド“アイ
イーイーイートランス”イーディーコンフ
（M.Hartwell and C.G.Fonstad:“IEEE Trans.ED C
onf."）519頁，（1975年）］、カーボン薄膜によるもの
［荒木久他：“真空",第26巻，第１号,22頁，（1983
年）］などが報告されている。

又上記以外にも薄膜熱カソードやMIM形放出素子等有
望な電子放出素子が多数報告されている。

これらは、成膜技術やホトリソグラフィー技術の急速
な進歩に伴い基板上に多数の素子を形成することが可能
となりつつあり、マルチ電子線源として、蛍光表示管、
平板型CRT等の各種画像形成装置への応用が期待される
ところである。

これらの素子を画像形成装置に応用した場合、一般に
は、基板上に多数の素子を配列し、各素子間を薄膜もし
くは厚膜の電極で電気的に配線し、マルチ電子線源とし
て用いている。

これら電子線ディスプレイ装置は、基本的に次のよう
な構造からなる。

第６図及び第７図は従来のディスプレイ装置の概要を
示すものである。本図中、11は基板、12は支持体、13は
配線電極、17は電子放出部、14は電子通過孔、３は変調
電極、８はガラス板、９は画像形成部材で、例えば蛍光
体、レジスト材等電子が衝突することにより発光，変
色，帯電，変質等する部材から成る。４はフェースプレ
ート、10は蛍光体の輝点である。電子放出部17は薄膜技
術により形成され、基板（ガラス）11とは接触すること
がない中空構造を成すものである。配線電極13は電子放
出部材と同一の材料を用いて形成しても、別材料を用い
ても良く、一般に融点が高く電気抵抗の小さいものが用
いられる。支持体12は絶縁体材料もしくは導電体材料で
形成されている。

これら電子線ディスプレイ装置は、配線電極13に電圧
を印加せしめ中空構造をなす電子放出部より電子を放出
させ、これら電子流を情報信号に応じて変調する変調電
極３に電圧を印加することにより電子を取り出し、取り
出した電子を加速させ蛍光体９に衝突させるものであ
る。又、配線電極13と変調電極３でXYマトリックスを形
成せしめ、画像形成部材たる蛍光体９上に画像表示を行
うものである。

又、第７図（ａ）において、91は基板、92は変調電
極、93は熱電子線源（電子放出素子）、94は上偏向電
極、95は下偏向電極、96は透明電極と蛍光体（画像形成
部材）を設けたフェースプレートであって、基板91上に
変調電極92、電子放出素子93、及び画像形成部材を順次
配置した構成を有する電子線ディスプレイ装置である。
又第７図（ａ）中のＡ部分の側面図を第７図（ｂ）に示
す。同図に示す如く、変調電極92と熱電子線源93とは、
間に空間を有して配置されている。又、熱電子線源93
は、タングステン線に電子放射物質を被覆したもので、
例えば外径は約35μｍ、動作温度は700〜850℃で熱電子
を放出する。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上述従来例の原理に基づき、複数配置
された点状或いは線状放出素子を用いて前記放出素子と
複数の変調電極との間でXYマトリクスを構成する画像表
示装置では、以下の問題点があった。

．変調電極が電子放出素子の電子放出方向上方に配置
されるため、上記電極と電子放出素子との位置合せが難
しく、大画面且つ高精細な画像表示装置が作製し難い。

．変調電極が電子放出部との間に空間を介して配置さ
れるため、変調電極と放出部との距離を全て一定に揃え
ることが難しく、大画面で高精細な画像表示装置を作製
し難い。

．大画面，高精細な画像表示装置を作製しようとする
と、表示画像の輝度むらが顕著となる。

即ち、本発明の目的とするところは、上述した製造上
の問題点を解決し、複数の電子放出素子と変調電極との
位置合わせを容易にし、更に、チャージアップ等に起因
するクロストーク等を防止し得る電子線発生装置及びそ
れを用いた高密度高精細を可能ならしめる画像形成装
置，記録装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明者等は、従来の画像形成装置における先述した
作製上の問題点である変調電極と電子放出素子の電子放
出部とのアライメントの困難性と、大画面で高精細の画
像形成装置を作製した際の該装置の表示むらの発生との
関連性に着目し、鋭意研究の結果以下のことを解明し
た。先ず、変調電極の電子ビーム通過孔と電子放出素子
の電子放出部との若干の位置ずれが画像形成部材に達す
る電子ビームの飛翔に大きな影響を与え、結果として画
像形成部材面での輝度むらを生じてしまう。更には、個
々の、変調電極と電子放出素子の電子放出部間の距離の
相違が画像形成部材に達する電子ビームの飛翔に大きな
影響を与え、結果として画像形成部材面での輝度むらを
生じてしまう。以上の事を知見し、後述する構成を有す
る本発明に至った。

即ち、本発明の第１は、基板上に、基板面に沿って並
設された電極間に、該電極を介して電圧が印加される電
子放出部を有する電子放出素子と、該電子放出素子から
放出される電子ビームを情報信号に応じて変調する変調
電極とを有する電子線発生装置において、前記電子放出
素子が、前記変調電極上に絶縁層を介して積層配置され
ており、かつ、前記変調電極が、少なくとも前記電子放
出素子の電子放出部直下を囲む位置に存在し、さらに該
電子放出素子の配置された絶縁層の表面の少なくとも一
部に該電極と接触した導電膜が配置されていることを特
徴とする電子線発生装置にある。

本発明の第２は、基板上に、電子放出素子と、該電子
放出素子から放出される電子ビームを情報信号に応じて
変調する変調電極とを有する電子線発生装置において、
前記電子放出素子が、冷陰極素子であり、前記変調電極
上に絶縁層を介して積層配置されており、かつ、前記変
調電極が、少なくとも前記電子放出素子の電子放出部直
下を囲む位置に存在し、さらに該電子放出素子の配置さ
れた絶縁層の表面の少なくとも一部に該電子放出素子の
電極と接触した導電膜が配置されていることを特徴とす
る電子線発生装置にある。

上記本発明の第１又は第２の電子線発生装置は、さら
にその特徴として、導電膜が電子放出部を形成している材料と同じ材料か
らなること、前記導電膜のシート抵抗が10⁹Ω／□以下であるこ
と、をも含む。

本発明の第３は、上記第１又は第２の電子線発生装置
の電子放出側に少なくとも電子が衝突して画像を形成す
る画像形成部材を設けたことを特徴とする画像形成装置
にある。

本発明の第４は、上記第１又は第２の電子線発生装置
と、該電子線発生装置から放出される電子線の照射によ
り発光する発光体と、該発光体からの光の照射により画
像記録される被記録体とを有することを特徴とする記録
装置にある。

本発明の第５は、上記第１又は第２の電子線発生装置
と、該電子線発生装置から放出される電子線の照射によ
り発光する発光体と、該発光体からの光の照射により画
像記録される被記録体の支持手段を有することを特徴と
する記録装置にある。

以下、本発明の構成要素及び作用について詳細に説明
する。

本発明において、電子源である電子放出素子と該電子
放出素子から放出される電子ビームを変調する変調電極
とが、同一の基板に保持され、即ち電子放出素子の非放
出面側に絶縁層を介して変調電極が形成されている。

本発明における電子放出素子は、従来より画像形成装
置の電子源として用いられているものであれば、熱陰
極，冷陰極のいずれであっても良いが、熱陰極の場合は
基板への熱拡散により電子放出効率が低下するので好ま
しくは冷陰極である方がよい。更には、冷陰極の中でも
表面伝導形電子放出素子と呼ばれる電子放出素子を用い
た方が、本発明の電子線発生装置及び画像形成装置，記
録装置にあっては、１）高い電子放出効率が得られる、２）構造が簡単であるため、製造が容易である、３）同一基板上に多数の素子を配列形成できる、４）応答速度が速い、５）輝度コントラストが優れている、等の利点を有するので特に好ましい。前記利点の中でも
とりわけ５）に関しては、表面伝導形電子放出素子が薄
膜素子であることに大きく起因している。即ち、本発明
に係る変調電極は、電子放出素子の電子放出側と反対側
面に、配置されるため、電子放出素子の厚さ（電子ビー
ムの放出方向での厚さ）が極端に厚すぎると変調電極と
電子放出素子の電子放出面との距離が離れすぎて、放出
される電子ビームの充分な変調ができなくなるため、輝
度コントラストが悪くなる等の新たな問題点を生じてし
まう。従って、本発明に用いられる電子放出素子は、そ
の厚さが100Å〜200μｍであることが好ましく、優れた
輝度コントラストを得るために特に好ましくは100Å〜2
10μｍであることが望ましい。ここで表面伝導形電子放
出素子とは、例えば、エム・アイ・エリンソン（M.I.El
inson）等によって発表された冷陰極素子［ラジオ・エ
ンジニアリング・エレクトロン・フィジィッス（Radio
Eng. Electron.Phys.）第10巻,1290〜1296頁,1965
年］であり、これは基板面上に設けられた小面積の薄膜
（電子放出部）を挟持した電極（素子電極）間に電圧を
印加して、該膜面に平行に電流を流すことにより、電子
放出が生じる素子である。かかる素子については、エリ
ンソン等により開発されたSnO₂（Sb）薄膜を用いたもの
の他、Au薄膜によるもの［ジー・ディトマー：“スイン
・ソリッド・フィルムス”（G.Dittmer:“ThinSolid F
ilms"）,9巻,317頁，（1972年）］、ITO薄膜によるもの
［エム・ハートウェル・アンド・シー・ジー・フォンス
タッド：“アイ・イー・イー・イー・トランス・イー・
ディー・コンフ”（M.Hartwell and C.G.Fonstad:“I
EEE Trans.ED Conf."）519頁，（1975年）］、カーボ
ン薄膜によるもの［荒木久他：“真空",第26巻，第１
号,22頁，（1983年）］等が報告されている。

又我々は鋭意検討した結果達成した、新型表面伝導形
電子放出素子を先に技術開示した。

本発明で使用できる表面伝導形電子放出素子として
は、上記以外にも後述する様にその電子放出部が金属微
粒子分散によって形成されているものであっても良い。
ここで述べられる表面伝導形電子放出素子とは、一般
に、0.01μｍ〜100μｍの電極間隔を有し、該電極間に
シート抵抗10³〜10⁹Ω／□の薄膜を有する素子を示す。

更に、本発明に係る変調電極とは、情報信号に応じて
電圧を印加することにより、電子放出素子から放出され
る電子ビームのON/OFF制御をするための電極であり、導
電性材料であればいかなる材料から形成されていても良
い。

更に、本発明に係る基板とは、電子放出素子と変調電
極の両方を保持するための基体であって、絶縁性材料で
あればいかなる材料から形成されていても良い。

更に、本発明に係る絶縁層は、変調電極と電子放出素
子の電子放出面との距離が、全ての電子放出素子に対し
て等しくなる様に、その厚さが均一に形成されているこ
とが望ましい。

以上述べたように、電子放出素子と変調電極が基板を
媒体として一体に形成されることで、アライメント精度
の向上を図ることができ、従来例に観るような問題点を
解消できる。

次に、本発明の主たる特徴である、導電膜について、
第１図に基づき詳述する。

同図に示す通り、本発明の特徴は、電子放出部17を構
成する一対の低電位側電極２と高電位側電極１を形成す
る基板（不図示）上に、素子電極と電気的に導通がとれ
る位置に導電膜５を設けたところにある。

即ち、電子放出部近傍の素子形成基板表面にチャージ
アップを生じた場合、放出部近傍の電場は著しくゆがめ
られ、放出された電子の軌道も又著しく変化する。従っ
て、高密度に配置された画像表示装置等への応用を考え
た場合、よりビーム整形性の高い電子線発生装置が望ま
しく、本発明の特徴である導電膜を設けることで、より
高品位な電子線発生装置とすることが可能である。

本発明に用いられる導電膜は１〜10⁹Ω／□程度のシ
ート抵抗が好ましい。

又、電子放出部を形成する薄膜材料と同じ材料で形成
しても同様の効果が得られる。

又、導電膜を形成する面積は可能な限り大きいことが
効果的であるが、本発明の構成要件である変調電極によ
る変調を行う場合には導電膜は変調電極と同等或いはそ
れ以下が望ましい。

第１図において、１及び２は素子電極、３は変調電
極、５は導電膜で17が該導電膜のうち、素子電極２には
さまれた部分を通電により変質せしめた電子放出部であ
る。この電子放出素子のAA′断面を第２図に示す。第２
図に示した通り、絶縁性基板11上に変調電極３、絶縁体
16、素子電極1,2及び導電膜５が順に形成されて本発明
の電子放出素子が構成されている。

本発明において、上記導電膜は絶縁体16上に落下した
電子を低電位側或いは高電位側素子電極1,2へ誘導し、
これによるチャージアップを防止する働きをするため、
少なくとも絶縁体16上に形成された導電膜が低電位側素
子電極２に接触していなければならない。製造上最も効
率が良いのは第２図に示す通り高電位側素子電極１上も
含めて最上層として導電膜を形成し、必要な部分を通電
して電子放出部17とすると良い。

本発明の電子放出素子は上記構成を有していればその
製造方法は特に限定されず、従来の蒸着やエッチングを
利用して製造すれば良く、又、用いる素材も限定されな
い。

次に、本発明の電子線発生装置を用いた画像形成装置
を第８図を基に述べる。

第８図は表示パネルの構造を示しており、図中、47は
ガラス製の真空容器で、その一部である41は表示面側の
フェースプレートを示している。フェースプレート41の
内面には、例えばITOを材料とする透明電極が形成さ
れ、更にその内側には、赤，緑，青の蛍光体（画像形成
部材）がモザイク状に塗り分けられ、CRTの分野では公
知のメタルバック処理が施されている。又、前記透明電
極は、加速電圧を印加するために端子43を通じて、真空
容器外と電気的に接続されている。

又、前記真空容器47の底面には、本発明の電子線発生
装置が固定されている。16は絶縁体で、その上面には電
子放出素子がＮ個×ｌ列にわたり配列形成されている。
該電子放出素子群は、列毎に電気的に並列接続されてお
り、各列の正極側配線（負極側配線）44は、端子Dp₁〜D
pl（端子Dm₁〜Dml）によって真空容器外と電気的に接続
されている。

又、該絶縁体16を介して、絶縁体16の裏面には、グリ
ッド電極（変調電極）３が設けられている。かかるグリ
ッド電極（変調電極）３は、前記素子列と直交してＮ本
設けられており、又、各グリッド電極（変調電極）３
は、端子46（G₁〜G_N）によって真空容器外と電気的に接
続されている。

本表示パネルでは、ｌ個の電子放出素子列（線電子放
出素子）と、Ｎ個のグリッド電極（変調電極）列によ
り、XYマトリクスが構成されている。上記電子放出素子
列を一列づつ順次駆動（走査）するのと同期してグリッ
ド電極（変調電極）に情報信号に応じて画像１ライン分
の変調信号を同時に印加することにより、各電子ビーム
の蛍光体への照射を制御し、画像を１ラインづつ表示し
ていくものである。

以上述べた画像形成装置は、先述した本発明の電子線
発生装置の有する利点に起因して、とりわけ高解像性，
輝度むらがなく、高輝度、高コントラストの表示画像が
得られる画像形成装置となる。

次に、本発明の電子線発生装置を用いた記録装置を第
９図に示す。

第９図は光プリンターの概略構造を示しており、図
中、47はガラス製の真空容器で、その一部である41は被
記録体45に向け、光線が発せられるフェースプレートを
示している。フェースプレート41の内面には、例えばIT
Oを材料とする透明電極が形成され、更にその内側に
は、蛍光体（発光体）が配設されており、CRTの分野で
は公知のメタルバック処理が施されている。（透明電
極，蛍光体，メタルバックは図示せず。）又、前記透明
電極は、加速電圧を印加するために端子43を通じて、真
空容器外と電気的に接続されている。

又、前記真空容器47の底面には、先述した本発明の電
子線発生装置が固定されている。16は絶縁体で、その上
面には電子放出素子が１列に配列形成されている。電子
放出素子群の正極側配線（負極側配線）44は、端子Dp…
Dmによって真空容器外と電気的に接続されている。

又、絶縁体16を介してグリッド電極（変調電極）が積
層されている。かかるグリッド電極（変調電極）３は、
前記素子列と直交してＮ本設けられており、又各グリッ
ド電極（変調電極）３は、端子46（G₁〜G_N）によって真
空容器外と電気的に接続されている。

本光プリンターでは、上記電子放出素子列を駆動する
のと同期してグリッド電極（変調電極）に情報信号に応
じて画像１ライン分の変調信号を同時に印加することに
より、各電子ビームの蛍光体（発光体）への照射を制御
し、画像１ライン分の発光パターンを形成する。該発光
パターンに従い発光体から放出された光線は、被記録体
に照射され、該被記録体が感光材である場合には感光パ
ターンが形成され、又、該被記録体が感熱材である場合
には感熱パターンが被記録体表面に形成される。以上の
動作を、第10図（ａ），（ｂ）に示す如く被記録体或い
は発光源51を１ライン毎に走査しながら、全画像ライン
に対して順次繰返すことにより、被記録体表面に画像記
録を行う。ここで、該被記録体は感光（感熱）シート54
であって良く、この場合、記録装置は、該シートを支持
するための支持体（例えば、ドラム52,搬送ローラ53）
を有している。又、該被記録体は第11図に示す様に感光
ドラム64であっても良い。

第11図の装置を説明すると、被記憶体である感光ドラ
ム64の周囲には、上記発光源61の他に、回転方向に沿っ
て順に、現像機65、除電器66、クリーナー67及び帯電器
68が設けられている。

先ず、帯電器68により被記録体64を帯電する。帯電す
る電圧は100〜500Vが適当であるがこれに限るものでは
ない。次に発光源61の発光によって画像が表わされ、こ
の画像の光が感光ドラム64に照射されて感光ドラム64を
感光させる。感光ドラム64の感光部分は除電し、非露光
部が現像機65から供給されるトナーを吸着する。

上記トナーを吸着した部分は感光ドラム64の回転と共
に移動し、除電器66によって帯電が解除されると、吸着
されていたトナーが落下する。この時、感光ドラム64と
除電器66の間には、画像を形成すべき紙69が位置してお
り、トナーはこの紙69上に落下される。

トナーを受止めた紙69は、定着装置（図示されていな
い）へと移動し、ここでトナーが紙69上に定着され、紙
69上に、発光源61で表わされた画像が再現記録される。

一方、感光ドラム64は更に回転してクリーナー67へと
移動し、ここで残留するトナーが払い落され、更に帯電
器68によって帯電状態を形成するものである。

以上述べた記録装置は、先述した本発明の電子線発生
装置の有する利点に起因して、とりわけ高解像性、高速
性、露光むらがなく、高コントラストで鮮明な記録画像
が得られる。

次に、本発明の電子線発生装置の構成要素の具体的な
寸法については、基板の板厚については、特に素子特性
に影響を及ぼすわけではないが、機械的強度等の面から
0.8mm〜1mmが好ましく、変調電極については、膜厚0.01
μｍ〜1mm、幅0.05μｍ以上が好ましい。絶縁体につい
ては膜厚0.1μｍ〜200μｍが好ましい。

［実施例］以下に本発明の実施例を示し、本発明を更に詳細に説
明する。

実施例１第１、２図に示す電子放出素子を次の要領で作製し
た。

先ず絶縁性基板11として石英ガラスを十分に洗浄した
後、通常のフォトリソグラフィ技術を用いて、上記石英
ガラス上に変調電極を形成するためのレジストパターン
を形成した。

次に、真空蒸着によりレジストパターンを形成したガ
ラス全面に厚さ50ÅのTi及び950ÅのNiを形成した後前
記レジストパターンを剥離して変調電極３を形成した。

次に、RFスパッタ法を用いて、SiO₂薄膜を1.5μｍ厚
に形成し、絶縁体16を得た。

上記絶縁体上に変調電極の形成方法と同様の手法を用
いて、変調電極同様50Å厚Ti及び950Å厚Niの素子電極
1,2を形成した。電極幅は全て15μｍ、素子電極1,2間の
ギャップを２μｍとした。

次に電子放出部を含む導電膜を形成するため、先ず上
記素子電極の形成された基板上全面に、真空蒸着によ
り、1000Å厚のCr薄膜を形成した後、フォトリソグラフ
ィ技術を用いて所望の導電膜形成領域のCr薄膜をエッチ
ングにより除去した。除去したCr薄膜のサイズは100μ
ｍ×150μｍであり、素子電極間、素子電極上、及び素
子電極近傍の絶縁体上に後述の導電膜が形成されるよう
にエッチングを行なった。

これに有機パラジウム化合物を含む有機溶媒（キャタ
ペーストCCP奥野製薬工業製）を回転塗布した後300℃で
12分間焼成を行い、パラジウムからなる導電膜を形成し
た。その後残ったCr薄膜を除去して本発明の電子放出素
子を得た。

こうして得られた電子放出素子及び該素子の上方5mm
に配置された蛍光板を〜２×10^-6torrの真空容器中に入
れ、素子電極１を＋14V,素子電極２をアース電位，蛍光
板を＋1KVとし、変調電極をアース電位としたところ、
蛍光板上に、放出された電子線に対応したスポット発光
が観察された。

更に、上記同一条件で、変調電極３を−40V〜＋30Vの
範囲で外部から電圧印加したところ、印加した電圧に応
じて蛍光板に達する電子線量が連続的に変化し、変調電
極３がその機能を果たしていることが確認された。又本
構成の電子放出素子では、素子電極ギャップに直交する
方向の電子線の広がりが小さく抑えられ、良好なスポッ
ト形状が得られた。

実施例２第３図は、本発明の電子放出素子を用いた画像形成装
置である。同図において、11はガラス基板、８はガラス
板、９は蛍光体であり、４はフェースプレートである。
上記ガラス基板11とフェースプレートは、5mmのスペー
サ（不図示）を介してフリットガラスにより封着し、一
体化して、真空容器とした。又、第４図は本実施例に用
いた電子放出素子の斜視図である。同図において、1,2
は素子電極,17は電子放出部,6,7は素子配線電極,3は絶
縁体16を介して設けた変調電電極,5は電子放出部を形成
する導電膜である。

電子放出素子をライン状に2mmピッチで複数配列し、
複数の変調電極をライン状電子放出素子に対して直交す
るように設け、更に素子配線電極をCu2μｍにて形成し
たこと以外は、実施例１と同様の方法を用いて電子放出
素子を形成した。導電性薄膜の大きさは、ｌ＝300μ
ｍ、Ｗ＝100μｍであり、素子電極幅は高電位側，低電
位側共に25μｍである。

最後に上記構成の真空容器を２×10^-6torrの圧力まで
真空排気し、排気口を封着して画像形成装置を完成し
た。

こうして得られた画像形成装置の蛍光体面に＋1.5KV
の電圧を印加し、素子電極に14Vのパルス電圧を印加
し、ライン状に配列した複数の電子放出部から電子放出
させ、同時に、変調電極に情報信号電圧を印加すること
で電子線のON/OFF制御が可能であった。又、上記駆動を
各ラインについて順次行うことで画像表示が可能であっ
た。

比較例実施例１と同様の手法を用いて作製した比較例を第５
図に示す。同図において、1,2は素子電極,3は変調電極,
17は電子放出部,5は導電性薄膜である。実施例１との差
異は、本比較例では導電性薄膜５の領域を素子電極1,2
の間及び素子電極上のみとした点にある。従って実施例
１と比較して素子電極上以外は、絶縁体が露出してい
る。

本電子放出素子を実施例１と同様の実験を行ったとこ
ろ、変調電極に印加する電圧によって放出される電子線
量を連続的に変化させることは可能であったが、連続駆
動を行うことで、上部に設けた蛍光板上の輝点は次第に
拡大し、隣接素子とのクロストークが発生した。更に、
こうした状況下では、電子放出を停止させるための変調
電極印加電圧も次第に高くなり数分間駆動した後には、
−40Vの印加電圧ではカットオフ不能となった。

実施例３第８図に示す画像表示装置を作製した。

電子放出素子はライン状に2mmピッチで複数配列し、
且つ複数の変調電極３を該ライン状電子放出素子に直交
し配列し、配列電極6,7であるCuを厚さ２μｍ積層した
以外は実施例１を全く同様の方法にてリアプレート42で
ある青板ガラス（市川特殊ガラス社製）上に電子線発生
装置を形成した。

次に画像形成部材である蛍光体を有するフェースプレ
ート41をリアプレート42から5mm（＝ｌ）離して設け、
画像表示装置を作製した。

蛍光体面に1.5KVの電圧を印加し、一対の配線電極6,7
に14Vの電圧パルスを印加しライン状に並べた複数の電
子放出素子から電子を放出させた。と同時に情報信号と
して変調電極群に電圧を印加することにより電子ビーム
をON/OFF制御した。

更にこの隣りの配線電極に電圧パルスを印加し前述の
一ライン表示を行なった。これを順次行い一画面の画像
を形成した。つまり配線電極を走査電極として走査電極
と変調電極でXYマトリクスを形成し画像表示が可能であ
った。

本実施例に用いた表面伝導形電子放出素子は、100ピ
コ秒以下の電圧パルスに応答して駆動できるので、１画
面を30分の１秒で画像を表示すると１万本以上の走査線
数が形成可能である。

又、変調電極46に印加する電圧は、−40V以下で電子
ビームをOFF制御し、30V以上でON制御した。又、−40V
〜30Vの間で電子ビームの量が連続的に変化した。よっ
て、変調電極に印加する電圧により階調表示が可能であ
った。

変調電極３に印加する電圧によって電子ビームが制御
できる理由は、変調電極の電圧によって電子放出部17近
傍の電位がプラスからマイナスまで変化し、電子ビーム
が加速又は減速することに基づく。

以上説明した様に、本実施例は電子放出素子と変調電
極が絶縁層を介して積層されているので、アライメント
が容易で、且つ、薄膜製造技術で作製しているため、、
大画面で高精細なディスプレイを安価に得ることができ
た。更に、電子放出部17と変調電極３の間隔を極めて精
度良く作製することができ高解像性の画像形成装置を得
ることができた。

表面伝導形電子放出素子においては、数ボルトの初速
度を持った電子が真空中に放出されるが、このような素
子の変調に対して本発明は極めて有効である。又、表示
画像全体は高輝度、高コントラストであり、輝度むらも
なかった。

実施例４第９図に示す光プリンターを作製した。

被記録体45は、以下の組成よりなる感光性組成物をポ
リエチレンテレフタレート膜上に２μｍ厚さに均一塗布
することにより作製した。感光性組成物はa.バインダ
ー：ポリエチレンメタクリレート（商品名ダイヤナール
BR,三菱レーヨン）10重量部,b.モノマー：トリメチロー
ルプロパントリアクリレート（商品名TMPTA,新中村化
学）10重量部,c.重合開始剤:2−メチル−２−モルホリ
ノ（４−チオメチルフェニル）プロパン−１−キン（商
品名イルガキュア907,チバガイギー）2.2重量部，の混
合組成物で、溶媒としてメチルエチルケトン70重量部で
作製した。

フェースプレート41の蛍光体はけい酸塩蛍光体（Ba,M
g,Zn）₃SiO₂O₇:Pb²⁺を用いた。

又、発光源48は実施例１と同様な方法で作製した。

次に本実施例の駆動方法を第10図（ａ）を用いて説明
する。図中51は発光源48、54は被記録体45、52は被記録
体45の支持体であり、53は被記録体45の搬送ローラーで
ある。ここで、発光源51は被記録体54に相対向して1mm
以下の位置に配置されている。

本実施例では、電子放出素子列を駆動するのと同期し
て変調電極に情報信号に応じて画像１ライン分の変調信
号を同時に印加することにより、各電子ビームの蛍光体
への照射を制御し、画像１ライン分の発光パターンを形
成する。該発光パターンに従い発光体から放出された光
線は被記録体に照射され、光の照射された被記録体は光
重合し硬化する。次に搬送ローラ53を動かして同様な駆
動を行なう。このような駆動を行なうことにより、情報
信号に応じた光重合パターンが被記録体上に光重合パタ
ーンとして形成される。この光重合パターンをメチルエ
チルケトンで現像することにより光記録パターンをポリ
エチレンテレフタレート上に形成した。

本実施例の光プリンターは、均一、高速スピード、高
コントラストで鮮明な光記録パターンが得られた。

実施例５第11図に示す光プリンターを作製した。本実施例は、
蛍光体としてZn₂SiO₄:Mn（P1蛍光体）の黄緑発光蛍光
体、電子写真用感光体としてアモルファスシリコン感光
体を用いた。

本記録装置は、先述した本発明の電子線発生装置の有
する利点に起因して、とりわけ高解像性、高速性、露光
むらがなく、高コントラストで鮮明な記録画像が得られ
た。

［発明の効果］以上述べた本発明の電子線発生装置は、従来に比べて
充分な電子放出量が得られ、駆動時の意図せぬ電子放出
量の変動や複数の電子ビーム間での変調ムラが著しく改
善された。更に、本発明の電子線発生装置は、素子近傍
の基板表面のチャージアップを防止し、高精細な電子線
発生装置となった。

又、本発明の電子線発生装置を用いた画像形成装置に
おいては、表示画像のコントラストに優れており、高輝
度で且つ輝度ムラの少ない画像形成装置であった。

又、本発明の電子線発生装置を用いた記録装置におい
ても、記録画像のコントラストに優れ、鮮明な画像を提
供し得るものであった。

更に、上記画像形成装置及び記録装置において、本発
明の電子線発生装置は、電子放出素子を高密度に配置し
ても、その電子放出及び電子ビームの変調に従来の如き
支障をきたさないので、高解像度、高精細、高スピード
の表示画像及び記録画像を形成し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子線発生装置の一実施例を示す図、
第２図はそのAA′断面図、第３図は、第２の実施例を示
す図、第４図は、第２の実施例に用いた電子線発生装置
の図、第５図は比較例の図、第６図及び第７図は従来の
電子放出素子を示す図、第８図は本発明の画像形成装置
の一実施例を示す図、第９図、第10図（ａ），（ｂ），
第11図は本発明の記録装置の一実施例を示す図である。 1:高電位側素子電極 2:低電位側素子電極 3:変調電極、4:フェースプレート 5:導電膜 6:高電位側素子配線電極 7:低電位側素子配線電極 8:ガラス板、9:蛍光体 10:蛍光体の輝点、11:基板 12:支持体、13:配線電極 14:電子通過孔、16:絶縁体 17:電子放出部、41:フェースプレート 42:基板、43:加速電圧印加端子 44:配線端子、45:被記録体 46:変調電極端子、47:真空容器 51:電子線発生装置 52:ドラム、53:搬送ローラー 54:感光シート、61:発光源 64:感光ドラム、65:現像機 66:除電器、67:クリーナー 68:帯電器、69:紙 91:基板、92:変調電極 93:熱電子線源、94:上偏向電極 95:下偏向電極、96:フェースプレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野村一郎東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者鱸英俊東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者金子哲也東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開昭63−6718（ＪＰ，Ａ) 特開平１−298624（ＪＰ，Ａ) 特開平３−20941（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01J 1/30,3/08 H01J 29/04,29/52 H01J 31/12 - 31/15

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、基板面に沿って並設された電極
間に、該電極を介して電圧が印加される電子放出部を有
する電子放出素子と、該電子放出素子から放出される電
子ビームを情報信号に応じて変調する変調電極とを有す
る電子線発生装置において、前記電子放出素子が、前記
変調電極上に絶縁層を介して積層配置されており、か
つ、前記変調電極が、少なくとも前記電子放出素子の電
子放出部直下を囲む位置に存在し、さらに該電子放出素
子の配置された絶縁層の表面の少なくとも一部に該電極
と接触した導電膜が配置されていることを特徴とする電
子線発生装置。
【請求項２】基板上に、電子放出素子と、該電子放出素
子から放出される電子ビームを情報信号に応じて変調す
る変調電極とを有する電子線発生装置において、前記電
子放出素子が、冷陰極素子であり、前記変調電極上に絶
縁層を介して積層配置されており、かつ、前記変調電極
が、少なくとも前記電子放出素子の電子放出部直下を囲
む位置に存在し、さらに該電子放出素子の配置された絶
縁層の表面の少なくとも一部に該電子放出素子の電極と
接触した導電膜が配置されていることを特徴とする電子
線発生装置。
【請求項３】導電膜が電子放出部を形成している材料と
同じ材料からなることを特徴とする請求項１又は２記載
の電子線発生装置。
【請求項４】前記導電膜のシート抵抗が10⁹Ω／□以下
であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の
電子線発生装置。
【請求項５】請求項１〜４いずれかに記載の電子線発生
装置の電子放出側に少なくとも電子衝突して画像を形成
する画像形成部材を設けたことを特徴とする画像形成装
置。
【請求項６】請求項１〜４記載の電子線発生装置と、該
電子線発生装置から放出される電子が線の照射により発
光する発光体と、該発光体からの光の照射により画像記
録される被記録体とを有することを特徴とする記録装
置。
【請求項７】請求項１〜４記載の電子線発生装置と、該
電子線発生装置から放出される電子線の照射により発光
する発光体と、該発光体からの光の照射により画像記録
される被記録体の支持手段を有することを特徴とする記
録装置。