JP3320240B2 - 電子線発生装置及び電子放出素子 - Google Patents
電子線発生装置及び電子放出素子Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子線発生装置および
その応用である表示装置等の画像形成装置、特に表面伝
導型電子放出素子を多数個備える電子線発生装置、画像
形成装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に、電子を用いた画像形成装置にお
いては、真空雰囲気を維持する外囲器、電子を放出させ
る為の電子源とその駆動回路、電子の衝突により発光す
る蛍光体等を有する画像形成部材、電子を画像形成部材
に向けて加速するための加速電極とその高圧電源が必要
である。また、薄型画像表示装置などのように偏平な外
囲器を用いる画像形成装置においては、耐大気圧構造体
として支持柱（スペーサ）を用いる場合もある。 【０００３】画像形成装置の電子源に用いられる電子放
出素子としては、従来からＣＲＴ等で用いられてきた熱
陰極の他に冷陰極が知られている。冷陰極には電界放出
型（以下「ＦＥ」型と略す）、金属／絶縁層／金属型
（以下「ＭＩＭ」型と略す）や表面伝導型電子放出素子
等がある。ＦＥ型の例としては、W. P. Dyke & W. W. D
olan, "Field Emission", Advance in Electron Physic
s, 8, 89 (1956)あるいはC. A. Spindt, "Physical Pro
perties of Thin-Film Field Emission Cathodes with
Molybdenium Cones", J. Appl. Phys., 47, 5248 (197
6)等が知られている。 【０００４】ＭＩＭ型の例としては、C. A. Mead, "Ope
ration of tunnel-emission devices, J. Appl. Phys.,
32, 646 (1961)等が知られている。表面伝導型電子放
出素子の例としては、M. I. Elinson, Radio Eng. Elec
tronPhys., 10, 1290, (1965)等がある。表面伝導型電
子放出素子は、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。この表面伝導型電子放出素子と
しては、前記エリンソン等によるＳｎ０2薄膜を用いた
もの、Ａｕ薄膜によるもの［G. Dittmer: "Thin Solid
Films", 9, 317 (1972)］、Ｉｎ2Ｏ3／ＳｎＯ2 薄膜に
よるもの［M. Hartwell and C. G. Fonstad: "IEEETran
s. ED Conf.", 519 (1975)］、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（１９
８３）］等が報告されている。 【０００５】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な素子構成として前述のＭ．ハートウェルの素子構成を
図１に示す。同図において３００１は絶縁性基板であ
る。３００２は電子放出部形成用薄膜で、Ｈ型形状のパ
ターンに、スパッタで形成された金属酸化物薄膜等から
なり、後述のフォーミングと呼ばれる通電処理により電
子放出部３００３が形成される。 【０００６】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に電子放出部形成用薄膜３
００２を予めフォーミングと呼ばれる通電処理によって
電子放出部３００３を形成するのが一般的であった。即
ち、フォーミングとは電子放出部形成用薄膜３００２の
両端に電圧を印加通電し、電子放出部形成用薄膜を局所
的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な
状態にした電子放出部３００３を形成することである。
なお、電子放出部３００３は、電子放出部形成用薄膜３
００２の一部に発生した亀裂により形成され、その亀裂
付近から電子放出が行われる。以下、フォーミングによ
り形成した電子放出部３００３を含む電子放出部形成用
薄膜３００２を、「電子放出部を含む薄膜」３００４と
呼ぶ。前記フォーミング処理をした表面伝導型電子放出
素子は、電子放出部を含む薄膜３００４に電圧を印加
し、素子に電流を流すことにより、電子放出部３００３
より電子を放出せしめるものである。 【０００７】多数の表面伝導型電子放出素子を配列形成
した例としては、並列に表面伝導型電子放出素子を多数
配列し、個々の素子の両端を配線にてそれぞれ結線した
行を多数行配列した電子源があげられる（例えば、本出
願人の特開平１−３１３３２号公報）。表面伝導型電子
放出素子を複数個配置してなる電子源と、上記電子源よ
り放出された電子によって可視光線を発光せしめる画像
形成部材としての蛍光体とを組み合わせることにより、
種々の画像形成装置、主として表示装置が構成されるが
（例えば、本出願人による米国特許第５，０６６，８８
３号）、大画面の装置でも比較的容易に製造でき、かつ
表示品位に優れた自発光型表示装置であるため、ＣＲＴ
に替わる画像形成装置として期待されている。 【０００８】例えば、本出願人が先に提案した特開平２
−２５７５５１号公報等に記載された様な画像形成装置
において、多数形成された表面伝導型電子放出素子から
任意の素子を選択することは、上記表面伝導型電子放出
素子を並列に配置し結線した配線（行方向配線）、及び
上記行方向配線と直交する方向に（列方向）、電子源と
蛍光体間の空間に、設置され制御電極に結線した配線
（列方向配線）への適当な駆動信号によるものである。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】本出願人は、表面伝導
型電子放出素子を用いた画像形成装置をより簡単な構成
で実現する方法として、複数本の行方向配線と複数本の
列方向配線とによって、表面伝導型電子放出素子の対向
する１対の素子電極をそれぞれ結線する事で、行列状
に、表面伝導型電子放出素子を配列した単純マトリクス
型の電子源を構成し、行方向と列方向に適当な駆動信号
を与えることで、多数の表面伝導型電子放出素子を選択
し、電子放出量を制御し得る系を考えている。 【００１０】上記単純マトリクス型の表面伝導型電子放
出素子電子源を用いた画像形成装置の検討において、本
発明者らは、画像形成部材をなす蛍光体上の発光位置
（電子の衝突位置）や発光形状が期待した数値からはず
れる場合が生ずることを見いした。特に、カラー画像用
の画像形成部材を用いた場合には、発光位置のずれと併
せて、輝度の低下や色ずれの発生も見られる場合があっ
た。そして、このような現象は、電子源と画像形成部材
間に配置される支持枠または支持柱（スペーサ）の近
傍、或いは画像形成部材の周縁部で起こることを確認し
た。 【００１１】本発明は上記問題点に鑑み、電極と電子放
出素子を用いた電子源とを有した電子線発生装置におい
て、電子源と電極の間に中間部材を配置しても、放出電
子の軌道に変動が発生しないような電子線発生装置を提
案する。 【００１２】 【００１３】 【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究し
た結果、上記課題となる現象は電子源から放出される電
子が主な誘因となることを見いだした。上記電子線発生
装置や画像形成装置において、電子源から放出された電
子は、画像形成部材である蛍光体等と衝突したり、ある
いは、確率は低いが真空中の残留ガスと衝突する。これ
らの衝突時にある確率で発生した散乱粒子（イオン、２
次電子、中性粒子）の一部が画像形成装置内の絶縁性材
料の露出した部分に衝突し、その露出部が帯電すること
になる。この帯電により、上記露出部の近傍では電場が
変化してしまう。電場の変化は、放出された電子の軌道
にずれを生じさせ、その結果、蛍光体の発光位置や発光
形状に変化が生じたりすると考えられる。 【００１４】また、上記蛍光体の発光位置、形状の変化
の状況から、上記露出部には主に正電荷が蓄積している
こともわかった。この原因としては、散乱粒子うちの正
イオンが付着帯電する場合、或いは散乱粒子が上記露出
部に衝突するときに発生する２次電子放出により正の帯
電が起きる場合などが考えられる。そこで本発明の電子
線発生装置は以下の構成を備える。すなわち、 複数の配
線と、前記複数の配線に接続された複数の冷陰極型の電
子放出素子とを有する電子源と、前記電子源に対向配置
され、前記電子源と異なる電位に設定されて前記電子源
より放出された電子に作用する電極と、前記電子源と前
記電極との間に配置された、絶縁性基板の表面に導電性
を有する中間部材と、 前記電子源、前記電極、及び、前
記中間部材を内包するケース部材と、を備える電子線発
生装置であって、前記ケース部材は、その内側表面に、
前記電極及び／または前記電子源と電気的に接続された
導電性薄膜を有し、 前記中間部材は、前記電極及び前記
配線と電気的に接続されているとともに、一つの中間部
材が複数の配線と接しないように一つの前記配線上に配
置されていることを特徴とする。 【００１５】 【００１６】まず、防止すべき帯電は前記絶縁性の中間
部材の表面で発生するので、前記中間部材としてはその
表面部でのみ帯電防止機能を持てば十分である。従っ
て、本発明の電子線発生装置では、前記中間部材の表面
に導電性薄膜を形成している。本発明の好適な一態様に
拠れば、前記導電性薄膜は１０の５乗乃至１０の１２乗
［Ω／□］の表面抵抗値を有することを特徴とする。 【００１７】これにより、前記中間部材の表面での帯電
を中和するには十分は低抵抗値を持ち、かつ装置全体の
消費電力を極端に増加させない程度のリーク電流量に留
めた電子線発生装置を実現できる。すなわち、前記冷陰
極の特徴である発熱の少なさを損なうことなく、薄型・
大面積の画像形成装置が得られる。本発明の好適な一態
様に拠れば、前記導電性薄膜は、金属薄膜が離散的に島
状に前記中間部材の表面に塗布されていることを特徴と
する。 【００１８】帯電は上述した様に中間部材表面にトラッ
プされた陽イオンにより発生する。このため帯電防止の
ためには、微小電流を中間部材表面に流せば防ぐことが
できる。しかしながら、微小電流の増加は、装置の消費
電流を増加させてしまう問題がある。島状の金属膜で
は、電子は島状間を表面伝導により移動するため、中間
部材の表面のみに電流を集中でき、中間部材である絶縁
体表面にトラップされ帯電原因の陽イオンを効率よく中
和することができる。また、島状金属膜の金属部は低抵
抗であるため、電流による発熱に伴うエネルギー消費量
も少ない。以上の結果より、島状金属膜は、中和に関与
しない電流量を小さくでき、非常に効率よく帯電を防止
できる。 【００１９】本発明の好適な一態様に拠れば、前記中間
部材は前記電子源と前記電極間において直立した表面を
有することを特徴とする。即ち、前記中間部材として、
前記電子源及び前記電極の法線方向に対して、その断面
形状が一様であるものを採用したので、前記中間部材に
よって電界が乱れることはない。従って、前記中間部材
が前記電子放出素子からの電子起動を遮らない限り、前
記中間部材と前記電子放出素子を近接して配置できるの
で、前記電子放出素子を高密度に配置できた。しかも、
リーク電流は前記中間部材の表面のみを流れるので、前
記電子源または、前記電極に対して前記中間部材に尖状
にして接合を行なうなどの工夫をしなくても少ないリー
ク電流に抑えることができた。 【００２０】本発明の好適な一態様に拠れば、前記中間
部材は平板或いは柱状であることを特徴とする。本発明
の好適な一態様に拠れば、前記電極は加速電極であるこ
とを特徴とする。本発明の好適な一態様に拠れば、前記
電子放出素子は対向する一対の素子電極と前記素子電極
間に跨る電子放出部を含む薄膜とで構成される表面伝導
型電子放出素子であることを特徴とする。 【００２１】冷陰極素子の中でもとりわけ好ましいの
は、表面伝導型電子放出素子（表面伝導型電子放出素
子）である。表面伝導型電子放出素子は構造が単純で製
造が簡単であり、大面積のものも容易に作製できる。近
年、特に大画面で安価な表示装置が求められる状況にお
いては、とりわけ好適な冷陰極素子であるといえる。ま
た、本出願人は、表面伝導型電子放出素子のなかでは、
電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形成した
ものが特性上、あるいは大面積化する上で好ましいこと
を見出している。 【００２２】本発明の好適な一態様に拠れば、前記電子
源は、複数の行方向配線と複数の列方向配線とが絶縁層
を介して配置されており、前記行方向配線および前記列
方向配線と、前記各電子放出素子の前記一対の素子電極
とをそれぞれ結線することで、絶縁性基板上に前記複数
の電子放出素子を行列状に配列したことを特徴とする。
即ち、前記導電性薄膜を設けることで帯電を防止するが
故に、複雑な付加構造を必要としない本発明の中間部材
を、本出願人の提案による数本の行方向配線と複数本の
列方向配線とによって、表面伝導型電子放出素子の対向
する１対の素子電極をそれぞれ結線する事で、行列状
に、表面伝導型電子放出素子を配列した単純マトリクス
型表面伝導型の前記電子放出素子による単純マトリクス
型の電子源を用いた画像形成装置に適用することによ
り、簡単な装置構成でありながら高品位な画像を形成で
きる薄型・大面積の画像形成装置を提供できる。 【００２３】本発明の好適な一態様に拠れば、前記電子
源は、複数の行方向配線が配置されており、前記各電子
放出素子の前記一対の素子電極は前記複数の行方向配線
のうち一対の行方向配線とそれぞれ結線することで、絶
縁性基板上に前記複数の電子放出素子を行列状に配列し
たことを特徴とする。この発明の電子線発生装置は、単
純マトリクス型以外の電子源を用いた画像形成装置に対
しても適用できる。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
いて表面伝導型電子放出素子の選択を行う画像形成装置
において、前記中間部材を用いた場合である。 【００２４】本発明の好適な一態様に拠れば、前記導電
性薄膜は前記行方向配線または前記列方向配線と電気的
に接続されていることを特徴とする。この導電性薄膜
は、前記電子源側では１本の配線上に電気的に接続さ
れ、前記電子源上の配線間での不要な電気的結合を避け
ることができる。本発明の好適な一態様に拠れば、前記
中間部材は前記行方向配線上または列方向配線上に設置
されていることを特徴とする。 【００２５】本発明の好適な一態様に拠れば、前記中間
部材は前記行方向配線または前記列方向配線と平行配置
または直交配置された平板状をなすことを特徴とする。
本発明の好適な一態様に拠れば、前記各電子放出素子の
前記一対の素子電極は前記中間部材と平行な方向に対向
配置されていることを特徴とする。平板状の前記中間部
材を、前記電子放出素子からのずれた電子起動に沿って
配置したので、前記中間部材に電子起動を遮られること
なく前記電子放出素子を高密度に配置できる。 【００２６】本発明の好適な一態様に拠れば、前記中間
部材が複数個間隔をおいて配置されていることを特徴と
する。本発明の好適な一態様に拠れば、前記中間部材は
耐大気圧部材であることを特徴とする。本発明の好適な
一態様に拠れば、耐大気圧部材は真空雰囲気を維持する
外囲器の支持枠或いは前記外囲器内に設置され支持部材
であることを特徴とする。 【００２７】 【００２８】 【００２９】 【００３０】なお、本発明の好適な態様において使用す
る島状金属膜の厚みおよび抵抗値は、構成される画像装
置および電子発生装置の大きさ、形態により最適値を選
択すればよいが、おおむね以下の範囲内で良好な結果を
示している。シート抵抗値としては、１×１０5〜９×
１０12Ω／□の範囲であり、最適には、１×１０6〜１
×１０10Ω／□の範囲である。また、このときの膜厚と
しては、０．５〜１０nmの範囲であり、最適には１〜４
nmである。 【００３１】また、島状金属材料は、Ｐｔ，Ａｕ，Ａ
ｇ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃｒ，Ｍ
ｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｓｎ等が好
適に用いることができるが、島状に形成可能な金属であ
れば他の金属や金属間化合物も同様に使用することが可
能である。 【００３２】 【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明を画
像形成装置に適用した参考例及び実施例を説明する。こ
の参考例及び実施例に係わる画像形成装置は、基本的に
は、薄型の真空容器内に、基板上に多数の冷陰極素子を
配列してなるマルチ電子源と、電子の照射により画像を
形成する画像形成部材とを対向して備えている。 【００３３】冷陰極素子は、例えばフォトリソグラフィ
ー・エッチングのような製造技術を用いることにより、
基板上に精密に位置決めして形成することができるた
め、微小な間隔で多数個を配列することが可能である。
しかも、従来からＣＲＴ等で用いられてきた熱陰極と比
較すると、陰極自身や周辺部が比較的低温な状態で駆動
できるため、より微小な配列ピッチのマルチ電子源を容
易に実現できる。参考例及び実施例の装置は、このよう
な冷陰極素子をマルチ電子源として用いた画像形成装置
に係わるものである。 【００３４】また、冷陰極素子の中でもとりわけ好まし
いのは、表面伝導型電子放出素子（表面伝導型電子放出
素子）である。すなわち、冷陰極素子のうち、ＭＩＭ型
素子は絶縁層や上部電極の厚さを比較的精密に制御する
必要があり、またＦＥ型素子は針状の電子放出部の先端
形状を精密に制御する必要がある。そのため、これらの
素子は比較的製造コストが高くなったり、製造プロセス
上の制限から大面積のものを作製するのが困難となる場
合があった。 【００３５】これに対して、表面伝導型電子放出素子は
構造が単純で製造が簡単であり、大面積のものも容易に
作製できる。近年、特に大画面で安価な表示装置が求め
られる状況においては、とりわけ好適な冷陰極素子であ
るといえる。また、本出願人は、表面伝導型電子放出素
子のなかでは、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子
膜から形成したものが特性上、あるいは大面積化する上
で好ましいことを見出している。 【００３６】そこで、以下に述べる参考例及び実施例で
は、微粒子膜を用いて形成した表面伝導型電子放出素子
をマルチ電子源として用いた画像表示装置を、参考例及
び実施例としての画像形成装置の好ましい例として説明
する。そこで、この好適な参考例及び実施例について図
面を参照しながら説明する。 〈参考例１〉 図２は、参考例１の画像形成装置の一部を破断した斜視
図であり、図３は、図２に示した画像形成装置の要部断
面図（Ａ−Ａ’断面の一部）である。 【００３７】図２及び図３において、リアプレート２に
は、複数の表面伝導型電子放出素子（以下、「電子放出
素子」と略す）１５がマトリクス状に配置された電子源
１が固定されている。電子源１には、ガラス基板６の内
面に蛍光膜７と加速電極であるメタルバック８とが形成
されたところの、画像形成部材としてのフェースプレー
ト３が、絶縁性材料からなる支持枠４を介してリアプレ
ート２と対向して配置されており、電子源１とメタルバ
ック８の間には不図示の電源により高電圧が印加され
る。これらリアプレート２、支持枠４及びフェースプレ
ート３は互いにフリットガラス等で封着され、リアプレ
ート２と支持枠４とフェースプレート３とで外囲器１０
を構成する。 【００３８】また、外囲器１０の内部は１０-6Torr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
る外囲器１０の破壊を防止する目的で、耐大気圧構造体
として、外囲器１０の内部には薄板状のスペーサ５が設
けられている。図３に示すように、スペーサ５は、絶縁
性基材５ａの表面に島状金属膜５ｂを成膜した部材から
なるもので、上記の耐大気圧構造としての目的を達成す
るのに必要な数だけ、かつ必要な間隔をおいて、Ｘ方向
に平行に配置され、外囲器１０の内面および電子源１の
表面にフリットガラス等で封着される。また、島状金属
膜５ｂはフェースプレート３の内面及び電子源１の表面
（後述のＸ方向配線１２）に電気的に接続さている。 【００３９】以下に、上述した各構成要素について詳細
に説明する。電子源１ 図４は、図２に示した画像形成装置の電子源１の要部平
面図であり、図５は、図４に示した電子源１のＢ−Ｂ’
線断面図である。図４及び図５に示すように、ガラス基
板等からなる絶縁性基板１１には、ｍ本のＸ方向配線１
２とｎ本のＹ方向配線１３とが、層間絶縁層１４（図４
では不図示）で電気的に分離されてマトリクス状に配線
されている。各Ｘ方向配線１２と各Ｙ方向配線１３との
間には、それぞれ電子放出素子１５が電気的に接続され
ている。各電子放出素子１５は、それぞれＸ方向に間を
おいて配置された１対の素子電極１６，１７と各素子電
極１６，１７を連絡する電子放出部形成用薄膜１８とで
構成され、１対の素子電極１６，１７のうち一方の素子
電極１６がＸ方向配線１２に電気的に接続され、他方の
素子電極１７が、層間絶縁層１４に形成されたコンタク
トホール１４ａを介してＹ方向配線１３に電気的に接続
される。Ｘ方向配線１２とＹ方向配線１３は、それぞれ
図２に示した外部端子Ｄｏｘ1〜ＤｏｘmとＤｏｙ1〜Ｄ
ｏｙnとして外囲器１０の外部に引き出されている。 【００４０】絶縁性基板１１としては、石英ガラス、Ｎ
ａ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、ソーダライムガラスにスパッタ法等により形成し
たＳｉＯ２を積層したガラス基板等のガラス部材、また
はアルミナ等のセラミックス部材等が挙げられる。絶縁
性基板１１の大きさ及び厚みは、絶縁性基板１１に設置
される電子放出素子の個数及び個々の電子放出素子の設
計上の形状や、電子源１自体が外囲器１０の一部を構成
する場合の真空に保持する為の条件等に依存して適宜設
定される。 【００４１】Ｘ方向配線１２及びＹ方向配線１３は、そ
れぞれ絶縁性基板１１上に真空蒸着法、印刷法、スパッ
タ法等により所望のパターンに形成された導電性金属等
からなり、多数の電子放出素子１５にできるだけ均等な
電圧が供給されるように材料、膜厚、配線巾が設定され
る。層間絶縁層１４は、真空蒸着法、印刷法、スパッタ
法等で形成されたＳｉＯ2等であり、Ｙ方向配線１３を
形成した絶縁性基板１１の全面或は一部に所望の形状で
形成され、特にＸ方向配線１２とＹ方向配線１３の交差
部の電位差に耐え得るように、膜厚、材料、製法が適宜
設定される。 【００４２】電子放出素子１５の素子電極１６，１７
は、それぞれ導電性金属等からなるものであり、真空蒸
着法、印刷法、スパッタ法等により所望のパターンに形
成される。Ｘ方向配線１２とＹ方向配線１３と素子電極
１６，１７の導電性金属は、その構成元素の一部あるい
は全部が同一であっても、またそれぞれ異なってもよ
く、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，
Ｃｕ，Ｐｄ等の金属、或は合金、及びＰｄ，Ａｇ，Ａ
ｕ，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、或いはＩｎ2Ｏ3−ＳｎＯ
2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。 【００４３】電子放出部形成用薄膜１８を構成する材料
の具体例としては、Ｐｄ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉ
ｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｄ等
の金属、ＰｄＯ，ＳｎＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＰｂＯ，Ｓｂ2Ｏ
3等の酸化物、ＨｆＢ2，ＺｒＢ2，ＬａＢ6，ＣｅＢ6，
ＹＢ4，ＧｄＢ4等の硼化物、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，
ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ，ＺｒＮ，Ｈ
ｆＮ等の窒化物、Ｓｉ，Ｇｅ等の半導体、カーボン、Ａ
ｇＭｇ，ＮｉＣｕ，Ｐｂ，Ｓｎ等であり、微粒子膜から
なる。 【００４４】また、Ｘ方向配線１２には、Ｘ方向に配列
する電子放出素子１５の行を任意に走査するための走査
信号を印加するための不図示の走査信号発生手段と電気
的に接続されている。一方、Ｙ方向配線１３には、Ｙ方
向に配列する電子放出素子１５の各列を任意に変調する
ための変調信号を印加するための不図示の変調信号発生
手段と電気的に接続されている。ここにおいて、各電子
放出素子１５に印加される駆動電圧は、当該電子放出素
子に印加される走査信号と変調信号の差電圧として供給
されるものである。 【００４５】ここで、電子源１の製造方法の一例につい
て図６により工程順に従って具体的に説明する。尚、以
下の工程ａ〜ｈは、図６の（ａ）〜（ｈ）に対応する。 工程ａ： 清浄化したソーダライムガラス上に厚さ０．
５μｍのシリコン酸化膜をスパッタ法で形成した絶縁性
基板１１上に、真空蒸着により厚さ５０オングストロー
ムのＣｒ、厚さ５０００オングストロームのＡｕを順次
積層した後、ホトレジスト（ＡＺ１３７０、ヘキスト社
製）をスピンナーにより回転塗布し、さらにベークす
る。ベークした後、ホトマスク像を露光、現像して、Ｙ
方向配線１３のレジストパターンを形成し、Ａｕ／Ｃｒ
堆積膜をウェットエッチングして、所望の形状のＹ方向
配線１３を形成する。 【００４６】工程ｂ： 次に、厚さ１．０μｍのシリコ
ン酸化膜からなる層間絶縁層１４をＲＦスパッタ法によ
り堆積する。 工程ｃ： 工程ｂで堆積したシリコン酸化膜にコンタク
トホール１４ａを形成するためのホトレジストパターン
を作り、これをマスクとして層間絶縁層１４をエッチン
グしてコンタクトホール１４ａを形成する。エッチング
はＣＦ４とＨ２ガスを用いたＲＩＥ(Reactive Ion Etch
ing)法による。 【００４７】工程ｄ： その後、素子電極と素子電極間
ギャップとなるべきパターンをホトレジスト（ＲＤ−２
０００Ｎ−４１ 日立化成社製）で形成し、真空蒸着法
により、厚さ５０オングストロームのＴｉ、厚さ１００
０オングストロームのＮｉを順次堆積する。ホトレジス
トパターンを有機溶剤で溶解し、Ｎｉ／Ｔｉ堆積膜をリ
フトオフし、素子電極間距離Ｌ１（図４参照）が３μ
ｍ、素子電極幅Ｗ１（図４参照）が３００μｍである素
子電極１６，１７を形成する。 【００４８】工程ｅ： 素子電極１６，１７の上にＸ方
向配線１２のホトレジストパターンを形成した後、厚さ
５０オングストロームのＴｉ、厚さ６０００オングスト
ロームのＡｕを順次真空蒸着により堆積し、リフトオフ
により不要の部分を除去して、所望の形状のＸ方向配線
１２を形成する。 工程ｆ： 図７に示すような、素子間電極間隔Ｌ１だけ
間をおいて位置する１対の素子電極１６，１７を跨ぐよ
うな開口２０ａを有するマスクを用い、膜厚１０００オ
ングストロームのＣｒ膜２１を真空蒸着により堆積・パ
ターニングし、その上に有機Ｐｄ溶液（ｃｃｐ４２３０
奥野製薬（株）社製）をスピンナーにより回転塗布し、
３００℃で１０分間の加熱焼成処理をする。 【００４９】このようにして形成されたＰｄを主元素と
する微粒子からなる電子放出部形成用薄膜１８の膜厚は
約１００オングストローム、シート抵抗値は５×１０4
［Ω／□］である。なお、ここで述べる微粒子膜とは、
複数の微粒子が集合した膜であり、その微細構造とし
て、微粒子が個々に分散配置した状態のみならず、微粒
子が互いに隣接、あるいは、重なり合った状態（島状も
含む）の膜をさし、その粒径とは、前記状態で粒子形状
が認識可能な微粒子についての径をいう。 【００５０】なお、有機金属溶剤（本例では有機Ｐｄ溶
剤）とは、前記Ｐｄ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，
Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ等の金
属を主元素とする有機化合物の溶液である。また、本例
では、電子放出部形成用薄膜１８の製法として、有機金
属溶剤の塗布法を用いたが、これに限るものでなく、真
空蒸着法、スパッタ法、化学的気相堆積法、分散塗布
法、ディッピング法、スピンナー法等によって形成され
る場合もある。 【００５１】工程ｇ： 酸エッチャントによりＣｒ膜２
１を除去して、所望のパターンを有する電子放出部形成
用薄膜１８を形成する。 工程ｈ： コンタクトホール１４ａ部分以外にレジスト
を塗布するようなパターンを形成し、真空蒸着により厚
さ５０オングストロームのＴｉ、厚さ５０００ＡのＡｕ
を順次堆積する。リフトオフにより不要の部分を除去す
ることにより、コンタクトホール１４ａを埋め込む。 【００５２】以上の工程を経て、Ｘ方向配線１２、Ｙ方
向配線１３及び電子放出素子１５が絶縁性基板１１上に
２次元状にかつ等間隔に形成配置された。そして、電子
源１の設置された外囲器１０（図２参照）を不図示の排
気管を通じて真空ポンプにて排気し、十分な真空度に達
した後、容器外端子Ｄｏｘ1〜ＤｏｘmとＤｏｙ1〜Ｄｏ
ｙnを通じ、電子放出素子１５の素子電極１６，１７間
に電圧を印加し、電子放出部形成用薄膜１８を通電処理
（フォーミング処理）することにより電子放出部２３を
形成する。フォーミング処理として、１０-6Torrの真空
雰囲気下で、図８に示すようなパルス幅Ｔ1が１ミリ
秒、波高値（フォーミング時のピーク電圧）が５Ｖの三
角波を、１０ミリ秒のパルス間隔Ｔ2で６０秒間、素子
電極１６，１７間に通電する。上述のような構成と製造
方法によって作製された参考例１の電子放出素子の特性
評価について、図９に示した評価装置の概略構成図を用
いて説明する。図９は、１個の電子放出素子を形成した
電子源に対応するものであり、１１は絶縁性基板、１５
は絶縁性基板１１上に形成された１個の電子放出素子全
体、１６及び１７は素子電極、１８は電子放出部を含む
薄膜、２３は電子放出部を示す。また、３１は素子電極
１６，１７間に素子電圧Ｖfを印加するための電源、３
０は素子電極１６，１７間の電子放出部を含む薄膜１８
を流れる素子電流Ｉfを測定するための電流計、３４は
電子放出部２３より放出される放出電流Ｉeを捕捉する
ためのアノード電極、３３はアノード電極３４に電圧Ｖ
aを印加するための高圧電源、３２は電子放出部２３よ
り放出される放出電流Ｉeを測定するための電流計であ
る。電子放出素子の上記素子電流Ｉf、放出電流Ｉeの測
定にあたっては、素子電極１６，１７に電源３１と電流
計３０とを接続し、電子放出素子１５の上方に電源３３
と電流計３２とを接続したアノード電極３４を配置して
いる。また、電子放出素子１５及びアノード電極３４は
真空装置内に設置され、その真空装置には不図示の排気
ポンプ及び真空計等の真空装置に必要な機器が具備され
ており、所望の真空下で本素子の測定評価を行えるよう
になっている。 【００５３】なお、アノード電極の電圧Ｖaは１ｋＶ〜
１０ｋＶ、アノード電極と電子放出素子との距離Ｈは３
mm〜８mmの範囲で測定する。以下に、発明者等の見い出
したところの参考例１の電子放出素子の原理となる特性
上の特徴を説明する。図９に示した測定評価装置により
測定された放出電流Ｉeおよび素子電流Ｉfと素子電圧Ｖ
fの関係の典型的な例を図１０に示す。なお、図１０は
著しくＩf，Ｉeの大きさが異なるため任意の単位で示す
る。図１０からも明らかなように、参考例１に係わる電
子放出素子は放出電流Ｉeに対する三つの特性を有す
る。 【００５４】まず第一に、本電子放出素子はある電圧
（しきい値電圧と呼ぶ、図１０のＶth）以上の素子電圧
Ｖfを印加すると急激に放出電流Ｉeが増加し、一方しき
い値電圧Ｖth以下では放出電流Ｉeがほとんど検出され
ない。すなわち、放出電流Ｉeに対する明確なしきい値
電圧Ｖthをもった非線形素子である。また、素子電流Ｉ
ｆは素子電圧Ｖfに対して単調増加する（ＭＩ特性と呼
ぶ）特性を示す。 【００５５】第二に、放出電流Ｉeが素子電圧Ｖfに依存
するため、放出電流Ｉeは素子電圧Ｖfで制御できる。第
三に、前記アノード電極３４に捕捉される放出電荷は、
素子電圧Ｖfを印加する時間に依存する。すなわち、前
記アノード電極３４に捕捉される電荷量は、素子電圧Ｖ
fを印加する時間により制御できる。 【００５６】蛍光膜７ 蛍光膜７は、表示装置がモノクロームの場合は蛍光体の
みから成るが、カラーの場合は、図１１，図１２に示さ
れるように、蛍光体の配列によりブラックストライプ
（図１１）あるいはブラックマトリクス（図１２）など
と呼ばれる黒色導電材７ｂと蛍光体７ａとで構成され
る。ブラックストライプ、ブラックマトリクスが設けら
れる目的は、カラー表示の場合必要となる三原色蛍光体
の各蛍光体７ａ間の塗り分け部を黒くすることで混色を
目立たなくすることと、蛍光膜７における外光反射によ
るコントラストの低下を抑制することである。黒色導電
材７ｂの材料としては、通常良く用いられている黒鉛を
主成分とする材料だけでなく、導電性があり、光の透過
及び反射が少ない材料であれば適用できる。また、ガラ
ス基板６に蛍光体７ａを塗布する方法はモノクローム、
カラーによらず、沈殿法や印刷方が用いられる。 【００５７】メタルバック８ メタルバック８の目的は、蛍光体７ａからの発光のうち
内面側への光をフェースプレート３側へ鏡面反射するこ
とにより輝度を向上すること、電子ビーム加速電圧を印
加するための加速電極として作用すること、外囲器１０
内で発生した負イオンの衝突によるダメージからの蛍光
体７ａの保護等である。メタルバック８は、蛍光膜７を
作製後、蛍光膜７の内側表面の平滑化処理（通常フィル
ミングと呼ばれる）を行い、その後Ａ１を真空蒸着等で
堆積することで作製できる。フェースプレート３には、
さらに蛍光膜７の導電性と高めるため、蛍光膜７とガラ
ス基板６との間にＩＴＯ等の透明電極（不図示）を設け
てもよい。 【００５８】外囲器１０ 外囲器１０は、不図示の排気管を通じ、１０ー6Torr程度
の真空度にされた後、封止される。そのため、外囲器１
０を構成するリアプレート２、フェースプレート３、支
柱枠４は、外囲器１０に加わる大気圧に耐えて真空雰囲
気を維持でき、かつ、電子源１とメタルバック８間に印
加される高電圧に耐えるだけの絶縁性を有するものを用
いることが好ましい。その材料としては、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部材等が挙げら
れる。ただし、フェースプレート３については可視光に
対して一定以上の透過率を有するものを用いる必要があ
る。また、各々の部材の熱膨張率が互いに近いものを組
み合わせることが好ましい。 【００５９】また、カラー画像形成装置において、外囲
器１０を構成する場合、各色の蛍光体７ａは各電子放出
素子１５に対応して配置する必要があるので、蛍光体７
ａを有するフェースプレート３と電子源１の固定された
リアプレート２との位置合せを精度よく行わなければな
らない。また、外囲器１０の封止後の真空度を維持する
ために、ゲッター処理を行う場合もある。これは、外囲
器１０の封止を行う直前あるいは封止後に、抵抗加熱あ
るいは高周波加熱等により、外囲器１０内の所定の位置
（不図示）に配置されたゲッターを加熱し、蒸着膜を形
成する処理である。ゲッターは通常Ｂａ等が主成分であ
り、上記蒸着膜の吸着作用により、たとえば１０-5〜１
０-7Torrの真空度を維持するものである。 【００６０】スペーサ５ スペーサ５は、電子源１とメタルバック８間に印加され
る高電圧に耐えるだけの絶縁性を有し、かつ表面には、
帯電を防止する程度の表面電導性を有する島状金属膜が
形成されている。スペーサ５の絶縁性基板５ａ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、絶縁性基材５ａはその
熱膨張率が外囲器１０および電子源１の絶縁性基板１１
を成す部材と近いものが好ましい。 【００６１】また、島状金属膜５ｂとしては、帯電防止
効果を維持すること、リーク電流による消費電力を抑制
することを考慮して、その表面抵抗値が１０5から１０
12［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、例えば、Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｒｈ，Ｉ
ｒ，等の貴金属の他、Ａｌ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｇａ，
Ｚｎ，Ｉｎ，Ｃｄ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｆｅ，Ｍ
ｎ，Ｃｒ，Ｖ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｗ等の金属お
よび複数の金属よりなる合金を挙げることができる。 【００６２】島状金属膜５ｂの成膜方法としては、真空
蒸着法、スパッタ法、化学的気相堆積法等の真空成膜法
によるものや有機溶液或いは分散溶液をディッピング或
いはスピナーを用いて塗布・焼成する工程等からなる塗
布法によるもの、金属化合物とその化合物から化学反応
により絶縁体表面に金属膜を形成することができる無電
解メッキ溶液等を挙げることができ、対象となる材料お
よび生産性に応じて適宜選択される。 【００６３】また、島状金属膜５ｂは、絶縁性基材５ａ
の表面のうち、少なくとも外囲器１０内の真空中に露出
している面に成膜されればよい。また、図３に示すよう
に、島状金属膜５ｂは、例えば、フェースプレート３側
において蛍光膜７の黒色導電材７ｂ或いはメタルバック
８に、電子源１側においてはＸ方向配線１２に電気的に
接続される。 【００６４】スペーサ５の構成、設置位置、設置方法、
およびフェースプレート３側や電子源１側との電気的接
続は、上述の場合には限定されず、十分な耐大気圧を有
し、電子源１とメタルバック８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５の表面への
帯電を防止する程度の表面電導性を有するものであれ
ば、どのような島状金属膜であっても構わない。 【００６５】以上説明した画像形成装置の駆動方法につ
いて、図１３〜図１６を用いて説明する。図１３は、参
考例１の表示装置を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ため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。図中、表示パネル１７
０１は前述したように製造され、動作する装置である。
また、走査回路１７０２は表示ラインを操作し、制御回
路１７０３は走査回路は入力する信号などを生成する。
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。 【００６６】以下、図１３の装置各部の機能を詳しく説
明する。まず表示パネル１７０１は、端子Ｄｏｘ1〜Ｄ
ｏｘm及び端子Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙn、および高圧端子Ｈｖ
を介して外部の電気信号と接続されている。このうち、
端子Ｄｏｘ1〜Ｄｏｘmには、表示パネル１７０１内に設
けられている電子源、すなわちｍ行ｎ列の行列上にマト
リクス配線された電子放出素子群を一行（ｎ素子）ずつ
順次駆動して行くための走査信号が印加される。 【００６７】一方、端子Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnには、前記走
査信号により選択された１行の電子放出素子の各素子の
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、例えば５
（ｋＶ）の直流電圧が供給されるが、これは電子放出素
子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ための加速電圧である。 【００６８】次に、走査回路１７０２について説明す
る。同回路１７０２は、内部にｍ個のスイッチング素子
（図中、Ｓ1〜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０ｖ（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Ｄｏｘ1〜Ｄｏｘmと電
気的に接続するものである。Ｓ1〜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、実際には例えばＦＥＴのよ
うなスイッチング素子を組み合わせることにより容易に
構成することが可能である。 【００６９】なお、前記直流電圧源Ｖxは、本参考例１
の場合には図１０に例示した電子放出素子の特性（この
場合、電子放出しきい値電圧Ｖthが８ｖ）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Ｖth電圧以下となるよう、７ｖの一定電圧を出力
するよう設定されている。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わ
れるように各部の動作を整合させる働きを持つものであ
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及び
ＴSFT及びＴMRYの各制御信号を発生する。 【００７０】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
（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、よく知られるように、垂直同期信号と垂直同期信
号よりなるが、ここでは説明の便宜上、ＴSYNC信号とし
て図示する。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信号として表すが、同
信号はシフトレジスタ１７０４に入力される。 【００７１】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かえることも
できる。 【００７２】シリアル／パラレル変換された画像１ライ
ン分のデータは、Ｉｄ1〜Ｉｄnのｎ個の並列信号として
前記シフトレジスタ１７０４より出力される。ラインメ
モリ１７０５は、画像１ライン分のデータを必要時間だ
け記憶するための記憶装置であり、制御回路１７０３よ
り送られる制御信号ＴMRYに従って適宜Ｉｄ1〜Ｉｄnの
内容を記憶する。記憶された内容は、Ｉｄ'1〜Ｉｄ'nと
して出力され、変調信号発生器１７０７に入力される。 【００７３】変調信号発生器１７０７は、前記画像デー
タＩｄ'1〜Ｉｄ'nの各々に応じて、電子放出素子６の各
々を適切に駆動変調するための信号源で、その出力信号
は、端子Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じて表示パネル１７０１
内の電子放出素子１５に印加される。図１０を用いて説
明したように、参考例１に関わる電子放出素子は放出電
流Ｉeに対して以下の基本特性を有している。すなわ
ち、図１０のＩeのグラフから明らかなように、電子放
出には明確なしきい値電圧Ｖth（本参考例１の素子では
８ｖ）があり、しきい値Ｖth以上の電圧を印加されたと
きのみ電子放出が生じる。 【００７４】また、電子放出しきい値Ｖth以上の電圧に
対しては、グラフのように電圧の変化に応じて放出電流
Ｉeも変化してゆく。なお、電子放出素子の構成、製造
方法をかえることにより、電子放出しきい値電圧Ｖthの
値や、印加電圧に対する放出電流の変化の度合が変わる
場合もあるが、いずれにしても以下のようなことがいえ
る。 【００７５】すなわち、本素子にパルス状の電圧を印加
する場合、電子放出しきい値である８ｖ以下の電圧を印
加しても電子放出は生じないが、電子放出しきい値（８
ｖ）以上の電圧を印加する場合には電子ビームが出力さ
れる。以上、図１３に示された各部の機能について述べ
たが、全体動作の説明に移る前に、図１４〜図１６を用
いて前記表示パネル１７０１の動作に付いて詳しく説明
しておく。 【００７６】図示の便宜上、表示パネルの画素数を６×
６（すなわちｍ＝ｎ＝６）として説明するが、実際に用
いる表示パネル１７０１はこれよりもはるかに多数の画
素を備えたものであることは言うまでもない。図１４に
示すのは、６行６列の行列状に電子放出素子６をマトリ
クス配線した電子源であり、説明上、各素子を区別する
ためにＤ（１，１），Ｄ（１，２），Ｄ（６，６）のよ
うに（Ｘ，Ｙ）座標で位置を示している。 【００７７】このような電子源を駆動して画像を表示し
ていく際には、Ｘ軸と平行な１ラインを単位として、ラ
イン順次に画像を形成していく方法をとっている。画像
の１ラインに対応した電子放出素子６を駆動するには、
Ｄｏｘ1〜Ｄｏｘ6のうち表示ラインに対応する行の端子
に０ｖを、それ以外の端子には７ｖを印加する。それと
同期して、当該ラインの画像パターンに従ってＤｏｙ1
〜Ｄｏｙ6の各端子に変調信号を印加する。 【００７８】例えば、図１５に示すような画像パターン
を表示する場合を例にとって説明する。そこで、図１５
の画像のうち、例えば第３ライン目を発光させる期間中
を例にとって説明する。図１６は、前記画像の第３ライ
ン目を発光させる間に、端子Ｄｏｘ1〜Ｄｏｘ6、および
端子Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙ6を通じて電子源に印加する電圧値
を示したものである。同図から明らかなように、Ｄ
（２，３），Ｄ（３，３），Ｄ（４，３）の各電子放出
素子には、電子放出のしきい値電圧８ｖを越える１４ｖ
（図中、黒塗りで示す素子）が印加されて電子ビームが
出力される。一方、上記３素子以外は７ｖ（図中、斜線
で示す素子）もしくは０ｖ（図中、白抜きで示す素子）
が印加されるが、これは電子放出のしきい値電圧８ｖ以
下であるため、これらの素子からは電子ビームは出力さ
れない。 【００７９】同様の方法で、他のラインについても図１
５の表示パターンに従って電子源を駆動していくが、第
１ラインから順次１ラインずつ駆動してゆくことにより
１画面の表示が行われ、これを毎秒６０画面の速さで繰
り返すことにより、ちらつきのない画像表示が可能であ
る。なお、以上の説明では階調の表示に関して触れてい
ないが、階調表示は例えば、素子に印加する電圧のパル
ス幅を変えることによって行なうことができる。 【００８０】〈電子軌道のずれ〉以上説明した装置構成
および駆動方法に基づき、各電子放出素子１５には、容
器外端子Ｄｏｘ1〜Ｄｏｘm、Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じて
電圧を印加すると、電子放出部２３から電子が放出され
る。それと同時にメタルバック８（或は不図示の透明電
極）に高圧端子Ｈｖを通じて数ｋＶ以上の高圧を印加し
て電子放出部２３から放出された電子を加速し、フェー
スプレート３の内面に衝突させる。これにより、蛍光膜
７の蛍光体７ａが励起されて発光し、画像が表示され
る。 【００８１】この様子を図１７および図１８に示す。図
１７および図１８は、それぞれ図２に示した画像形成装
置における電子および後述の散乱粒子の発生状況を説明
するための図であり、図１７はＹ方向から見た図、図１
８はＸ方向から見た図である。すなわち図１７に示すよ
うに、電子源１の素子電極１６，１７に電圧Ｖfを印加
することにより電子放出部２３から放出された電子は、
高電位側の素子電極１７の方にずれて２５ｔで示した放
物線軌跡をとって飛翔する。このずれは、放出電子はフ
ェースプレート３上のメタルバック８上に印加された加
速電圧Ｖaにより加速されるものの、素子電極１７が高
電位であるために、電子源１の面に対する電子放出部２
３からの法線に対してずれるものである。このため、蛍
光膜７の発光部中心は電子源１の面に対する電子放出部
２３からの法線上からずれることになる。このような放
射特性は、電子源１に平行な面内での電位分布が、電子
放出部２３に対して非対称になることによるものと考え
られる。 【００８２】電子源１から放出された電子がフェースプ
レート３の内面に達すると蛍光膜７の発光現象が起こ
る。しかし、放出された電子のなかで、フェースプレー
ト３の内面に達する以外に、蛍光膜７への電子に衝突し
たり、確率は低いが真空中の残留ガスへの電子に衝突し
たりするものがある。これらの衝突現象により、ある確
率で散乱粒子（イオン、２次電子、中性粒子等）が発生
し、これらの散乱粒子は、例えば図２３中の２６ｔで示
すような軌跡で外囲器１０内を飛翔すると考えられる。 【００８３】図２に示した画像形成装置においてスペー
サ５上に島状金属膜５ｂを形成した場合としない場合と
の比較実験においては、発明者らは、島状金属膜５ｂを
形成しないと、スペーサ５の近傍に位置する蛍光膜７上
の発光位置（電子の衝突位置）や発光形状が設計値から
ずれる場合が生ずることを見出する。特に、カラー画像
用の画像形成部材を用いた場合は、発光位置ずれと併せ
て、輝度低下や色ずれの発生も見られる場合があった。 【００８４】この現象の主な原因として、島状金属膜５
ｂを形成されていないと、スペーサ５の絶縁性基材５ａ
の露出した部分に上記散乱粒子の一部が衝突し、上記露
出部分が帯電することにより、上記露出部の近傍では電
場が変化して電子軌道のずれが生じ、蛍光体の発光位置
や発光形状の変化が引き起こされるものと考えられる。 【００８５】また、上記蛍光体の発光位置、形状の変化
の状況から、上記露出部には主に正電荷が蓄積している
こともわかった。この原因としては、散乱粒子のうちの
正イオンが付着帯電すること、あるいは散乱粒子が上記
露出部に衝突するときに発生する２次電子放出により正
の帯電が起きることなどが考えられる。一方、図２に示
したようなスペーサ５上に島状金属膜５ｂを形成した参
考例１の画像形成装置においては、スペーサ５の近傍に
位置する蛍光膜７上の発光位置（電子の衝突位置）や発
光形状は設計値通りであることが確認された。この理由
は、スペーサ５の露出した部分に帯電粒子が付着して
も、島状金属膜５ｂを流れる電流（実際には、電子或い
は正孔）の一部と電気的に中和して、上記露出部に電荷
が生じても直ちに帯電が解消するためと考えられる。 【００８６】通常、電子放出素子１５の一対の素子電極
１６，１７間の印加電圧Ｖfは１２〜１６Ｖ程度、メタ
ルバック８と電子放出素子１５との距離ｄは２mm〜８mm
程度、メタルバック８と電子放出素子１５間の電圧Ｖa
は１ｋＶ〜１０ｋＶ程度である。以上述べた構成は、画
像表示等に用いられる好適な画像形成装置を作製する上
で必要な概略構成であり、例えば各部材の材料や配置
等、詳細な部分は上述内容に限定されるものではなく、
画像形成装置の用途に適するように適宜選択する。 【００８７】〈実験例１〉実験例１の画像形成装置は次
のようにして構成する。まず、未フォーミングの電子源
１をリアプレート２に固定する。次に、Ｐtからなる島
状金属膜５ｂを、ソーダライムガラスからなる絶縁性基
材５ａの表面のうち、外囲器１０内に露出する４つの面
に成膜する。そして、島状金属膜５ｂを成膜したスペー
サ５（高さ５mm、板厚２００μｍ、長さ２０mm）を、電
子源１上に等間隔でＸ方向配線１２と平行に固定する。
その後、電子源１の５mm上方に、フェースプレート３を
支持枠４を介し配置し、リアプレート２、フェースプレ
ート３、支持枠４およびスペーサ５の接合部を固定す
る。 【００８８】電子源１とリアプレート２の接合部、リア
プレート２と支持枠４の接合部、およびフェースプレー
ト３と支持枠４の接合部は、フリットガラス（不図示）
を塗布し、大気中で４００℃〜５００℃で１０分以上焼
成することで封着する。また、スペーサ５は、電子源１
側ではＸ方向配線１２（線幅３００μｍ）上において、
またフェースプレート３側では黒色導電材７ｂ（線幅３
００μｍ）上において、金属等の導電材を混合した導電
性フリットガラス（不図示）を介して配置し、大気中で
４００℃〜５００℃で１０分以上焼成する。これによ
り、封着及び電気的な接続が実現される。 【００８９】スペーサ５は、清浄化したソーダライムガ
ラスからなる絶縁性基材５ａ上に、島状金属膜５ｂを真
空成膜法により形成し作製する。なお、本参考例１で用
いた島状金属膜は、スパッタリング装置を用いてアルゴ
ン雰囲気中で白金ターゲットをスパッタリングすること
により作製する。なお、作製した島状金属膜の膜厚はお
よそ１nmであり、シート抵抗は１×１０9Ω／□であ
る。 【００９０】画像形成部材であるところの蛍光膜７は、
図１１に示すような、各色蛍光体７ａがＹ方向に延びる
ストライプ形状を採用し、黒色導電材７ｂとしては各色
蛍光体７ａ間だけでなく、Ｙ方向の画素間を分離しかつ
スペーサ５を設置する為の部分を加えた形状を用いる。
先に黒色導電材７ｂを形成し、その間隙部に各色部に各
色蛍光体７ａを塗布して、蛍光膜７を作製する。ブラッ
クストライプの材料として通常良く用いられている黒鉛
を主成分とする材料を用いる。ガラス基板６に蛍光体７
ａを塗布する方法はスラリー法を用いる。 【００９１】また、蛍光膜７の内面側に設けられるメタ
ルバック８は、蛍光膜７の作製後、蛍光膜７の内面側表
面の平滑化処理（通常「フィルミング」と呼ばれる）を
行ない、その後、Ａｌを真空蒸着することで作製する。
フェースプレート３には、さらに蛍光膜７の導電性を高
めるため、蛍光膜７の外面側に透明電極が設けられる場
合もあるが、本実験例１では、メタルバックのみで十分
な導電性が得られたので省略する。 【００９２】前述の封着を行う際、各色蛍光体と電子放
出素子とを対応させなくてはいけないため、リアプレー
ト２、フェースプレート３およびスペーサ５は十分な位
置合せを行った。以上のようにして完成した外囲器１０
内の雰囲気を排気管（不図示）を通じ真空ポンプにて排
気し、十分な真空度に達した後、容器外端子Ｄｏｘ1〜
ＤｏｘmとＤｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じ電子放出素子１５の
素子電極１６，１７間に電圧を印加し、電子放出部形成
用薄膜１８を通電処理（フォーミング処理）することに
より電子放出部２３を形成する。フォーミング処理は、
図８に示した波形の電圧を印加することにより行う。 【００９３】次に、１０-6Torr程度の真空度で、不図示
の排気管をガスバーナーで熱することで溶着し外囲器１
０の封止を行う。最後に、封止後の真空度を維持するた
めにゲッター処理を行う。以上のように完成した画像形
成装置において、各電子放出素子１５には、容器外端子
Ｄｏｘ1〜Ｄｏｘm，Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じ、走査信号
及び変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加
することにより電子を放出させ、メタルバック８には、
高圧端子Ｈｖを通じて高圧を印加することにより放出電
子ビームを加速し、蛍光膜７に電子を衝突させ、蛍光体
を励起・発光させることで画像を表示する。なお、高圧
端子Ｈｖへの印加電圧Ｖaは３ｋＶ〜１０ｋＶ、素子電
極１６，１７間へ印加電圧Ｖfは１４Ｖとする。 【００９４】このとき、スペーサ５に近い位置にある電
子放出素子１５からの放出電子による発光スポットも含
め、２次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮
明で色再現性のよいカラー画像表示ができた。このこと
は、スペーサ５を設置しても、金属膜５ｂがあることに
より電子軌道に影響を及ぼすような電解の乱れは発生し
なかったことを示している。 【００９５】〈実験例２〉実験例２において実験例１と
異なるのは、スペーサ５の島状金属膜５ｂとして厚さ
０．７nmのＡｕを、電子ビームを用いたイオンプレーテ
ィング法によってアルゴン雰囲気中で成膜した点であ
る。このとき、島状金属膜５ｂの表面抵抗値は、約１０
12［Ω／□］であった。 【００９６】上記スペーサ５を用いた画像形成装置にお
いて、各電子放出素子１５には、容器外端子Ｄｏｘ1〜
Ｄｏｘm、Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じ、走査信号及び変調
信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加すること
により電子を放出させ、メタルバック８には、高圧端子
Ｈｖを通じて高圧を印加することにより放出電子ビーム
を加速し、蛍光膜７に電子を衝突させ、蛍光体を励起・
発光させることで画像を表示する。 【００９７】なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖaは３
ｋＶ〜１０ｋＶ、素子電極１６，１７間へ印加電圧Ｖf
は１４Ｖとする。このとき、島状金属膜５ｂのないスペ
ーサ５を用いた比較実験用の画像形成装置の場合との比
較から、帯電防止効果が得られていることが確認でき
た。 〈実験例３〉実験例３で実験例１と異なるのは、スペー
サ５の島状金属膜５ｂとして厚さ１０nmのＮｉ−Ｂ合金
を無電解メッキ法にて折出させた点にある。 【００９８】このときＮｉの島状金属膜は、硫酸ニッケ
ル、マロン酸、ジメチルアミンボラン、アンモニア水よ
りなるニッケルメッキ浴を用いて、スペーサを浸漬する
ことにより作製する。また、この時の島状金属膜５ｂの
表面抵抗値は約１０7［Ω／□］であった。なお、フェ
ースプレート３においてメタルバック８を設けず、代わ
りにガラス基板６と蛍光膜の間にＩＴＯからなる透明電
極を設けた。 【００９９】上記スペーサ５を用いた画像形成装置にお
いて、各電子放出素子１５には、容器外端子Ｄｏｘ1〜
Ｄｏｘm、Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じ、走査信号及び変調
信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加すること
により電子を放出させ、メタルバック８には、高圧端子
Ｈｖを通じて高圧を印加することにより放出電子ビーム
を加速し、蛍光膜７に電子を衝突させ、蛍光体を励起・
発光させることで画像を表示する。 【０１００】なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖaは１
ｋＶ以下、素子電極１６，１７間へ印加電圧Ｖfは１４
Ｖとする。このとき、スペーサ５に近い位置にある電子
放出素子１５からの放出素子による発光スポットも含
め、２次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮
明で色再現性のよりカラー画像表示ができた。このこと
は、スペーサ５を設置しても電子軌道に影響を及ぼすよ
うな電解の乱れは発生しなかったことを示している。 【０１０１】〈実験例４〉実験例４で実験例１と異なる
のは、スペーサ５の島状金属膜５ｂとしてテトラメチル
すずをスプレー法を用いてスペーサ５に塗布し、水素還
元雰囲気中で焼成することにより、島状の金属膜を形成
する。なお、この時の膜圧はおよそ１１nmで表面抵抗値
は、約１０5［Ω／□］であった。なお、フェースプレ
ート３においてメタルバック８を設けず、代わりにガラ
ス基板６と蛍光膜の間にＩＴＯ膜からなる透明電極を設
けた。さらに、蛍光体７ａとして低速電子線用の蛍光体
を用いた。 【０１０２】上記スペーサ５を用いた画像形成装置にお
いて、各電子放出素子１５には、容器外端子Ｄｏｘ1〜
Ｄｏｘm、Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じ、走査信号及び変調
信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加すること
により電子を放出させ、メタルバック８には、高圧端子
Ｈｖを通じで高圧を印加することにより放出電子ビーム
を加速し、蛍光膜７に電子を衝突させ、蛍光体を励起・
発光させることで画像を表示する。なお、高圧端子Ｈｖ
への印加電圧Ｖaは１００Ｖ前後、素子電極１６，１７
間へ印加電圧Ｖfは１４Ｖとする。 【０１０３】このとき、スペーサ５に近い位置にある電
子放出素子１５からの放出電子による発光スポットも含
め、２次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮
明で色再現性のよいカラー画像表示ができた。このこと
は、スペーサ５を設置しても電子軌道に影響を及ぼすよ
うな電界の乱れは発生しなかったことを示している。 〈参考例１の効果〉 以上説明した参考例１及びその実験例の画像形成装置に
おいては次のような効果を有する。 ：まず、防止すべき帯電はスペーサ５の表面で発生す
るので、スペーサ５としてはその表面部でのみ帯電防止
機能を持てば十分である。従って、本参考例１では、ス
ペーサ５をなす部材として、絶縁性基材５ａを用い、絶
縁性基材５ａの島状金属膜５ｂを形成する。これによ
り、スペーサ５の表面での帯電を中和するには十分な抵
抗値を持ち、かつ装置全体の消費電力を極端に増加させ
ない程度のリーク電流量に留めたスペーサ５を実現でき
た。すなわち、表面伝導型の電子放出素子１５のような
冷陰極の特徴である発熱の少なさを損なうことなく、薄
型・大面積の画像形成装置が得られた。 ：次に、スペーサ５の形状として、電子源１及びフェ
ースプレート３の法線方向に対して、その断面形状が一
様である平板状のものを採用したので、スペーサ５自体
によって電界が乱れることはない。従って、スペーサ５
が電子放出素子１５からの電子軌道を遮らない限り、ス
ペーサ５と電子放出素子１５を近接して配置できるの
で、スペーサ５と直交するＸ方向に対して電子放出素子
１５を高密度に配置できた。しかも、リーク電流は断面
の大部分を占める絶縁性基材５ａには流れないので、電
子源１または、フェースプレート３に対してスペーサ５
を尖状にして接合を行うなどの工夫をしなくても少ない
リーク電流に抑えることができた。 ：また、平板状のスペーサ５を、電子放出素子１５か
らのＸ方向にずれる電子軌道に沿ってＸＺ平面と平行に
配置したので、スペーサ５に電子軌道を遮られることな
くスペーサ５と平行なＸ方向に対して電子放出素子１５
を高密度に配置できた。 ：また、各スペーサ５は、電子源１側では１本のＸ方
向配線１２上に電気的に接続されており、電子源１上の
配線間での不要な電気的結合を避けることができた。 ：また、所望の島状金属膜５ｂを設けることで以上の
効果を示し、帯電を防止するための複雑な付加構造を必
要としない本発明のスペーサ５を、本出願人の提案によ
る表面伝導型の電子放出素子１５による単純マトリクス
型の電子源１を用いた画像形成装置に適用することによ
り、簡単な装置構成でありながら高品位な画像を形成で
きる薄型・大面積の画像形成装置を提供できた。 【０１０４】〈参考例２〉 この参考例２の画像形成装置の参考例１との違いは、Ｘ
方向配線１２とＹ方向配線１３の作製順序を逆にすると
同時に、スペーサ５をＹ方向配線１３上に設置した点に
ある。また、蛍光膜７は図１１に示した形状のものを採
用する。図１９は、本発明の画像形成装置の参考例２の
一部を破断した斜視図であり、図２５は、図１９に示し
た画像形成装置の要部断面図（Ｃ−Ｃ’断面の一部）で
ある。 【０１０５】図１９及び図２０において、リアプレート
２には、複数の電子放出素子１５がマトリクス状に配置
された電子源１が固定されている。電子源１には、ガラ
ス基板６の内面に蛍光膜７と加速電極であるメタルバッ
ク８が形成された、画像形成部材としてのフェースプレ
ート３が、絶縁性材料からなる支持枠４を介して対向配
置されており、電子源１とメタルバック８の間には不図
示の電源により高電圧が印加される。これらリアプレー
ト２、支持枠４及びフェースプレート３は互いにフリッ
トガラス等で封着され、リアプレート２と支持枠４とフ
ェースプレート３とで外囲器１０を構成する。また、耐
大気圧構造体として、外囲器１０の内部には薄板状のス
ペーサ５が設けられている。スペーサ５は絶縁性基材５
ａの表面に島状金属膜５ｂ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、Ｙ方向に平行に配置され、外囲器１０内
の内面および電子源１の表面にフリットガラス等で封着
される。また、島状金属膜５ｂはフェースプレート３の
内面及び電子源１の表面（Ｙ方向配線１３）に電気的に
接続されている。 【０１０６】図２１は、図１９に示した画像形成装置の
電子源１の要部平面図であり、図２２は、図２１に示し
た電子源１のＤ−Ｄ’線断面図である。図２１及び図２
２に示すように、ガラス基板等からなる絶縁性基板１１
には、ｍ本のＸ方向配線１２とｎ本のＹ方向配線１３と
が、層間絶縁層１４（図２１では不図示）で電気的に分
離されてマトリクス状に配線されている。各Ｘ方向配線
１２と各Ｙ方向配線１３との間には、それぞれ電子放出
素子１５が電気的に接続されている。各電子放出素子１
５は、それぞれＸ方向に間をおいて配置された１対の素
子電極１６，１７と各素子電極１６，１７を連絡する電
子放出部形成用薄膜１８とで構成され、１対の素子電極
１６，１７のうち一方の素子電極１７がＹ方向配線１３
に電気的に接続され、他方の素子電極１６が、層間絶縁
層１４に形成されたコンタクトホール１４ａを介してＸ
方向配線１２に電気的に接続される。Ｘ方向配線１２と
Ｙ方向配線１３は、それぞれ図１９に示した外部端子Ｄ
ｏｘ1〜ＤｏｘmとＤｏｙ1〜Ｄｏｙnとして外囲器１０の
外部に引き出されている。 【０１０７】以下、この参考例２について、いくつかの
実験例を挙げて説明する。実験例１ 本実験例では、まず、未フォーミングの電子源１をリア
プレート２に固定する。次に、Ｉｒからなる島状金属膜
５ｂをソーダライムガラスからなる絶縁性基材５ａの表
面のうち、外囲器１０内に露出する４面に島状金属膜５
ｂを成膜する。さらに、スペーサ５（高さ５mm、板厚２
００μｍ、長さ２０mm）を、電子源１上に等間隔でＹ方
向配線１３と平行に固定する。その後、電子源１の５mm
上方に、フェースプレート３を支持枠４を介し配置し、
リアプレート２、フェースプレート３、支持枠４および
スペーサ５の接合部を固定する。 【０１０８】画像形成部材であるところの蛍光膜７は、
図１１に示した形状のものを採用し、Ｙ方向に延びるス
トライプ形状の各色蛍光体７ａと各色蛍光体７ａ間に位
置するストライプ形状の黒色導電材７ｂを用いた。先に
黒色導電材７ｂを形成し、その間隙部に各色蛍光体７ａ
を塗布して、蛍光膜７を作製する。ブラックストライプ
の材料として通常良く用いられている黒鉛を主成分とす
る材料を用いた。ガラス基板６に蛍光体７ａを塗布する
方法はスラリー法を用いた。 【０１０９】電子源１とリアプレート２の接合部、リア
プレート２と支持枠４の接合部、およびフェースプレー
ト３と支持枠４の接合部は、フリットガラス（不図示）
を塗布し、大気中で４００℃〜５００℃で１０分以上焼
成することで封着する。また、スペーサ５は、電子源１
側ではＹ方向配線１３（線幅３００μｍ）上に、フェー
スプレート３側では黒色導電材７ｂ（線幅３００μｍ）
上に、金属等の導電材を混合した導電性フリットガラス
（不図示）を介して配置し、大気中で４００℃〜５００
℃で１０分以上焼成することで、封着しかつ電気的な接
続も行った。 【０１１０】スペーサ５は、清浄化したソーダライムガ
ラスからなる絶縁性基材５ａ上に、島状金属膜５ｂとし
て厚さ１．２nmのイリジウムをスパッタリングにより形
成する。このとき、島状金属膜５ｂの表面抵抗値は約１
０9［Ω／□］であった。以上のように構成された画像
形成装置において、各電子放出素子１５には、容器外端
子Ｄｏｘ1〜Ｄｏｘm、Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じ、走査信
号及び変調信号を不図示の信号手段よりそれぞれ印加す
ることにより電子を放出させ、メタルバック８には、高
圧端子Ｈｖを通じて高圧を印加することにより放出電子
ビームを加速し、蛍光膜７に電子を衝突させ、蛍光体を
励起・発光させることで画像を表示する。 【０１１１】なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖaは３
ｋＶ〜１０ｋＶ、素子電極１６，１７間へ印加電圧Ｖf
は１４Ｖとする。この時、スペーサ５に近い位置にある
電子放出素子１５からの放出電子による発光スポットも
含め、２次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、
鮮明で色再現性のよいカラー画像表示ができた。このこ
とは、スペーサ５を設置しても電子軌道に影響を及ぼす
ような電界の乱れは発生しなかったことを示している。 【０１１２】実験例２ 実験例２が参考例２の実験例１と異なるのは、スペーサ
５の島状金属膜５ｂとしてＴａを２nmの厚さに形成した
点である。なお、Ｔａの島状金属膜はアルゴンプラズマ
を用いたスパッタリング法により形成する。このとき、
Ｔａにより構成される島状金属膜５ｂの表面抵抗値は、
約１０8［Ω／□］であった。 【０１１３】上記スペーサ５を用いた画像形成装置にお
いて、各電子放出素子１５には、容器外端子Ｄｏｘ1〜
Ｄｏｘm、Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じ、走査信号及び変調
信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加すること
により電子を放出させ、メタルバック８には、高圧端子
Ｈｖを通じて高圧を印加することにより放出電子ビーム
を加速し、蛍光膜７に電子を衝突させ、蛍光体を励起・
発光させることで画像を表示する。 【０１１４】なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖaは３
ｋＶ〜１０ｋＶ、素子電極１６，１７間へ印加電圧Ｖf
は１４Ｖとする。このとき、島状金属膜５ｂのないスペ
ーサ５を用いた比較実験用の画像形成装置の場合との比
較から、帯電防止効果が得られていることが確認でき
た。実験例３ 実験例３が実験例１と異なるのは、スペーサ５の島状金
属膜５ｂとしてＭｏを１．５nmの厚さに形成した点であ
る。なお、Ｍｏの島状金属膜はアルゴンプラズマを用い
たスパッタリング法により形成する。このとき、Ｍｏに
より構成される島状金属膜５ｂの表面抵抗値は、約１０
8［Ω／□］であった。 【０１１５】なお、フェースプレート３においてメタル
バック８を設けず、代わりにガラス基板６と蛍光膜の間
にＩＴＯ膜からなる透明電極を設けた。上記スペーサ５
を用いた画像形成装置において、各電子放出素子１５に
は、容器外端子Ｄｏｘ1〜Ｄｏｘm、Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを
通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段よ
りそれぞれ印加することにより電子を放出させ、メタル
バック８には、高圧端子Ｈｖを通じて高圧を印加するこ
とにより放出電子ビームを加速し、蛍光膜７に電子を衝
突させ、蛍光体を励起・発光させることで画像を表示す
る。なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖaは１ｋＶ以
下、素子電極１６，１７間へ印加電圧Ｖfは１４Ｖとす
る。 【０１１６】このとき、スペーサ５に近い位置にある電
子放出素子１５からの放出素子による発光スポットも含
め、２次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮
明で色再現性のよりカラー画像表示ができた。このこと
は、スペーサ５を設置しても電子軌道に影響を及ぼすよ
うな電解の乱れは発生しなかったことを示している。実験例４ 実験例４が実験例１と異なるのは、スペーサ５の島状金
属膜５ｂとしてＡｇを１nmの厚さに形成した点である。
なお、Ａｇの島状金属膜は電子ビーム蒸着法を用いて形
成する。このとき、Ａｇにより構成される島状金属膜５
ｂの表面抵抗値は約１０7［Ω／□］であった。 【０１１７】なお、フェースプレート３においてメタル
バック８を設けず、代わりにガラス基板６と蛍光膜の間
にＩＴＯ膜からなる透明電極を設けた。さらに、蛍光体
７ａとして低速電子線用の蛍光体を用いた。上記スペー
サ５を用いた画像形成装置において、各電子放出素子１
５には、容器外端子Ｄｏｘ1〜Ｄｏｘm、Ｄｏｙ1〜Ｄｏ
ｙnを通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生
手段よりそれぞれ印加することにより電子を放出させ、
メタルバック８には、高圧端子Ｈｖを通じで高圧を印加
することにより放出電子ビームを加速し、蛍光膜７に電
子を衝突させ、蛍光体を励起・発光させることで画像を
表示する。 【０１１８】なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖaは１
００Ｖ前後、素子電極１６，１７間へ印加電圧Ｖfは１
４Ｖとする。このとき、スペーサ５に近い位置にある電
子放出素子１５からの放出電子による発光スポットも含
め、２次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮
明で色再現性のよいカラー画像表示ができた。このこと
は、スペーサ５を設置しても電子軌道に影響を及ぼすよ
うな電界の乱れは発生しなかったことを示している。 【０１１９】〈参考例１、２の効果〉 以上説明した参考例１、参考例２及びそれらの実験例の
画像形成装置においては、次のような効果を有する。 ：まず、防止すべき帯電はスペーサ５の表面で発生す
るので、スペーサ５としてはその表面部でのみ帯電防止
機能を持てば十分である。従って、本参考例では、スペ
ーサ５をなす部材として、絶縁性基材５ａを用い、絶縁
性基材５ａの島状金属膜５ｂを形成する。これにより、
スペーサ５の表面での帯電を中和するには十分な抵抗値
を持ち、かつ装置全体の消費電力を極端に増加させない
程度のリーク電流量に留めたスペーサ５を実現できた。
すなわち、表面伝導型の電子放出素子１５のような冷陰
極の特徴である発熱の少なさを損なうことなく、薄型・
大面積の画像形成装置が得られた。 ：次に、スペーサ５の形状として、電子源１及びフェ
ースプレート３の法線方向に対して、その断面形状が一
様である平板状のものを採用したので、スペーサ５自体
によって電界が乱れることはない。従って、スペーサ５
が電子放出素子１５からの電子軌道を遮らない限り、ス
ペーサ５と電子放出素子１５を近接して配置できるの
で、スペーサ５と直交するＹ方向に対して電子放出素子
１５を高密度に配置できた。しかも、リーク電流は断面
の大部分を占める絶縁性基材５ａには流れないので、電
子源１または、フェースプレート３に対してスペーサ５
を尖状にして接合を行うなどの工夫をしなくても少ない
リーク電流に抑えることができた。 ：また、蛍光膜７は、図１１に示した形状のものを採
用し、Ｙ方向に延びるストライプ形状の各色蛍光体７ａ
と各色蛍光体７ａの間に位置するストライプ形状の黒色
導電材７ｂを用いたので、電子放出素子１５をＹ方向に
項密度に配置しても、表示画像の輝度を損なうことがな
かった。 ：また、各スペーサ５は、電子源１側では１本のＸ方
向配線１２上に電気的に接続されており、電子源１上の
配線間での不要な電気的結合を避けることができた。 ：また、所望の島状金属膜５ｂを設けることで以上の
効果を示し、帯電を防止するための複雑な付加構造を必
要としないスペーサ５を、本出願人の提案による表面伝
導型の電子放出素子１５による単純マトリクス型の電子
源１を用いた画像形成装置に適用することにより、簡単
な装置構成でありながら高品位な画像を形成できる薄型
・大面積の画像形成装置を提供できた。 【０１２０】〈参考例３〉 次に説明する参考例３の、前述の参考例１に対する違い
は柱状のスペーサを用いた点にある。図２３は、本発明
の画像形成装置の参考例３の一部を破断した斜視図であ
り、図２４は、図２３に示した画像形成装置の要部断面
図（Ｅ−Ｅ’断面の一部）である。 【０１２１】図２３及び図２４において、リアプレート
２には、複数の電子放出素子１５がマトリクス状に配置
された電子源１が固定されている。電子源１には、ガラ
ス基板６の内面に蛍光膜７と加速電極であるメタルバッ
ク８が形成された、画像形成部材としてのフェースプレ
ート３が、絶縁性材料からなる支持枠４を介して対向配
置されており、電子源１とメタルバック８の間には不図
示の電源により高電圧が印加される。これらリアプレー
ト２、支持枠４及びフェースプレート３は互いにフリッ
トガラス等で封着され、リアプレート２と支持枠４とフ
ェースプレート３とで外囲器１０を構成する。 【０１２２】また、耐大気圧構造体として、外囲器１０
の内部には柱状のスペーサ５が設けられている。スペー
サ５は絶縁性基材５ａの表面に半導電性の薄膜５ｂ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、外囲器
１０の内面および電子源１の表面にフリットガラス等で
封着される。また、島状金属膜５ｂはフェースプレート
３の内面及び電子源１の表面（Ｘ方向配線１２）に電気
的に接続されている。 【０１２３】実験例１ 参考例３ の実験例１では、まず、未フォーミングの電子
源１をリアプレート２に固定する。次に、Ｃｒからなる
島状金属膜５ｂをソーダライムガラスからなる絶縁性基
材５ａの表面のうち、外囲器１０内に面に島状金属膜５
ｂを成膜した円柱状のスペーサ５（高さ５mm、半径１０
０μｍ）を、電子源１上に等間隔で固定する。その後、
電子源１の５mm上方に、フェースプレート３を支持枠４
を介し配置し、リアプレート２、フェースプレート３、
支持枠４およびスペーサ５の接合部を固定する。 【０１２４】なお、スペーサ５の島状金属膜５ｂとして
Ｃｒを０．８nmの厚さに形成する。なお、Ｃｒの島状金
属膜は抵抗加熱蒸着法を用いて形成する。このとき、Ｃ
ｒにより構成される島状金属膜５ｂの表面抵抗値は約１
０9［Ω／□］であった。電子源１とリアプレート２の
接合部、リアプレート２と支持枠４の接合部、およびフ
ェースプレート３と支持枠４の接合部は、フリットガラ
ス（不図示）を塗布し、大気中で４００℃〜５００℃で
１０分以上焼成することで封着する。 【０１２５】スペーサ５は、電子源１側ではＸ方向配線
１２（線幅３００μｍ）上に、フェースプレート３側で
は黒色導電材７ｂ（線幅３００μｍ）上に、金属等の導
電材を混合した導電性フリットガラス（不図示）を介し
て配置し、大気中で４００℃〜５００℃で１０分以上焼
成することで、封着しかつ電気的な接続も行った。スペ
ーサ５は、清浄化したソーダライムガラスからなる絶縁
性基材５ａ上に、半導電性薄膜５ｂとして厚さ１０００
オングストロームの酸化錫を、電子ビーム法を用いたイ
オンプレーティングによってアルゴン・酸素雰囲気中で
成膜する。このとき、島状金属膜５ｂの表面抵抗値は約
１０9［Ω／□］であった。 【０１２６】以上のように構成された画像形成装置にお
いて、各電子放出素子１５には、容器外端子Ｄｏｘ1〜
Ｄｏｘm、Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じ、走査信号及び変調
信号を不図示の信号手段よりそれぞれ印加することによ
り電子を放出させ、メタルバック８には、高圧端子Ｈｖ
を通じて高圧を印加することにより放出電子ビームを加
速し、蛍光膜７に電子を衝突させ、蛍光体を励起・発光
させることで画像を表示する。 【０１２７】なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖaは３
ｋＶ〜１０ｋＶ、素子電極１６，１７間への印加電圧Ｖ
fは１４Ｖとする。まず、防止すべき帯電はスペーサ５
の表面で発生するので、スペーサ５としてはその表面部
でのみ帯電防止機能を持てば十分である。従って、参考
例３では、スペーサ５をなす部材として、絶縁性基材５
ａを用い、絶縁性基材５ａの島状金属膜５ｂを形成す
る。これにより、スペーサ５の表面での帯電を中和する
には十分な抵抗値を持ち、かつ装置全体の消費電力を極
端に増加させない程度のリーク電流量に留めたスペーサ
５を実現できた。すなわち、表面伝導型の電子放出素子
１５のような冷陰極の特徴である発熱の少なさを損なう
ことなく、薄型・大面積の画像形成装置が得られた。 【０１２８】次に、スペーサ５の形状として、電子源１
及びフェースプレート３の法線方向に対して、その断面
形状が一様である柱状のものを採用したので、スペーサ
５自体によって電界が乱れることはない。従って、スペ
ーサ５が電子放出素子１５からの電子軌道を遮らない限
り、スペーサ５と電子放出素子１５を近接して配置でき
るので、スペーサ５と直交するＸ方向に対して電子放出
素子１５を高密度に配置できた。しかも、リーク電流は
断面の大部分を占める絶縁性基材５ａには流れないの
で、電子源１または、フェースプレート３に対してスペ
ーサ５を尖状にして接合を行うなどの工夫をしなくても
少ないリーク電流に抑えることができた。 【０１２９】また、各スペーサ５は、電子源１側では１
本のＸ方向配線１２上に電気的に接続されており、電子
源１上の配線間での不要な電気的結合を避けることがで
きた。また、所望の島状金属膜５ｂを設けることで以上
の効果を示し、帯電を防止するための複雑な付加構造を
必要としない参考例３のスペーサ５を、本出願人の提案
による表面伝導型の電子放出素子１５による単純マトリ
クス型の電子源１を用いた画像形成装置に適用すること
により、簡単な装置構成でありながら高品位な画像を形
成できる薄型・大面積の画像形成装置を提供できた。 【０１３０】〈実施例１〉 この実施例１は、前述の参考例１との比較において、参
考例１と同じスペーサ５を用いている点においては同じ
であるが、更に、支持枠４を電子源１にできるだけ近接
して設置するとともに、支持枠４の内面側に島状金属膜
を形成した点で異なる。 【０１３１】図２５は、本発明の画像形成装置の実施例
１の一部を破断した斜視図であり、図２６は、図２５に
示した画像形成装置の要部断面図（Ｆ−Ｆ’断面の一
部）である。図２５及び図２６において、リアプレート
２には、複数の電子放出素子１５がマトリクス状に配置
された電子源１が固定されている。電子源１には、ガラ
ス基板６の内面に蛍光膜７と加速電極であるメタルバッ
ク８が形成された、画像形成部材としてのフェースプレ
ート３が、支持枠４を介して対向配置されており、電子
源１とメタルバック８の間には、不図示の電源により高
電圧が印加される。これらリアプレート２、支持枠４及
びフェースプレート３は互いにフリットガラス等で封着
され、リアプレート２と支持枠４とフェースプレート３
とで外囲器１０を構成する。また、耐大気圧構造体とし
て、外囲器１０の内部には薄板状のスペーサ５が設けら
れている。 【０１３２】スペーサ５は絶縁性基材５ａの表面に島状
金属膜５ｂ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、
Ｘ方向に平行に配置され、外囲器１０の内面および電子
源１の表面にフリットガラス等で封着される。また、島
状金属膜５ｂはフェースプレート３の内面及び電子源１
の表面（Ｘ方向配線１３）に電気的に接続されている。 【０１３３】支持枠４は絶縁性基材４ａの内面側に島状
金属膜４ｂを成膜した部材からなるもので、外囲器１０
の内面および電子源１の表面にフリットガラス等で封着
される。また、島状金属膜４ｂはリアプレート２の内面
及びフェースプレート３の内面に電気的に接続されてい
る。実験例１ 実施例１ の実験例１では、まず、未フォーミングの電子
源１をリアプレート２に固定する。次に、このＰｔから
なる島状金属膜５ｂをソーダライムガラスからなる絶縁
性基材５ａの表面のうち、外囲器１０内に面に露出する
４面に島状金属膜５ｂを成膜した円柱状のスペーサ５
（高さ５mm、板圧２０μｍ、長さ２０mm）を、電子源１
上に等間隔でＸ方向配線１２と平行に固定する。その
後、電子源１の５mm上方に、フェースプレート３を支持
枠４を介し配置し、リアプレート２、フェースプレート
３、支持枠４およびスペーサ５の接合部を固定する。支
持枠４は、電子源１から放出される電子軌道を遮らない
限り、電子源１の電子放出部１５、及びフェースプレー
ト３の蛍光膜７にできるだけ近づけて配置する。 【０１３４】電子源１とリアプレート２の接合部は、フ
リットガラス（不図示）を塗布し、大気中で４００℃〜
５００℃で１０分以上焼成することで封着する。また、
スペーサ５は、電子源１側ではＸ方向配線１２（線幅３
００μｍ）上に、フェースプレート３側では黒色導電材
７ｂ（線幅３００μｍ）上に、金属等の導電材を混合し
た導電性フリットガラス（不図示）を介して配置し、大
気中で４００℃〜５００℃で１０分以上焼成すること
で、封着しかつ電気的な接続も行った。 【０１３５】また、リアプレート２と支持枠４の接合
部、およびフェースプレート３と支持枠４の接合部も、
金属等の導電材を混合した導電性フリットガラス（不図
示）を介して配置し、大気中で４００℃〜５００℃で１
０分以上焼成することで、封着しかつ電気的な接続も行
った。島状金属膜４ｂは、リアプレート２側では不図示
のアース電位電極に電気的に接続し、フェースプレート
３側では高圧端子Ｈｖに電気的に接続する。 【０１３６】スペーサ５は、清浄化したソーダライムガ
ラスからなる絶縁性基材５ａ上に、島状金属膜５ｂとし
て、Ｔｉを１．５nmの厚さに形成する。なお、Ｔｉの島
状金属膜は抵抗加熱蒸着法を用いて形成する。このこき
Ａｕにより構成される島状金属膜５ｂの表面抵抗値は、
約１０10［Ω／□］であった。支持枠４もスペーサ５同
様に、清浄化したソーダライムガラスからなる絶縁性基
材４ａの内面上に、Ｔｉを１．５nmの厚さに形成する。 【０１３７】画像形成部材であるところの蛍光膜７は、
図１１に示すように、各色蛍光体７ａがＹ方向に延びる
ストライプ形状を採用し、黒色導電材７ｂとしては各色
蛍光体７ａ間だけでなく、Ｙ方向の画素間を分離しかつ
スペーサ５を設置する為の部分を加えた形状を用いた。
先に黒色導電材７ｂを形成し、その間隙部に各色蛍光体
７ａを塗布して、蛍光膜７を作製する。ブラックストラ
イプの材料として通常良く用いられている黒鉛を主成分
とする材料を用いた。ガラス基板６に蛍光体７ａを蛍光
体７ａを塗布する方法はスリラー法を用いた。 【０１３８】また、蛍光膜７の内面側に設けられるメタ
ルバック８は、蛍光膜７の作製後、蛍光膜７の内面側表
面の平滑化処理（通常フィルミングと呼ばれる）を行な
い、その後、Ａｌを真空蒸着することで作製する。フェ
ースプレート３には、さらに蛍光膜７の導電性を高める
ため、蛍光膜７の外面側に透明電極が設けられる場合も
あるが、本実施例では、メタルバックのみで十分な導電
性が得られたので省略する。 【０１３９】前述の封着を行う際、各色蛍光体と電子放
出素子とを対応させなくてはいけないため、リアプレー
ト２、フェースプレート３およびスペーサ５は十分な位
置合わせを行った。以上のようにして完成した外囲器１
０内の雰囲気を排気管（不図示）を通じ真空ポンプにて
排気し、十分な真空度に達した後、容器外端子Ｄｏｘ1
〜ＤｏｘmとＤｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じ電子放出素子１５
の素子電極１６，１７間に電圧を印加し、電子放出部形
成用薄膜１８を通電処理（フォーミング処理）すること
により電子放出部２３を形成する。フォーミング処理
は、図８に示した波形の電圧を印加することにより行っ
た。 【０１４０】次に、１０-6Torr程度の真空度で、不図示
の排気管をガスバーナーで熱することで溶着し外囲器１
０の封止を行った。最後に、封止後の真空度を維持する
ために、ゲッター処理を行った。以上のように完成した
画像形成装置において、各電子放出素子１５には、容器
外端子Ｄｏｘ1〜Ｄｏｘm、Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じ、走
査信号及び変調信号を不図示の信号手段よりそれぞれ印
加することにより電子を放出させ、メタルバック８に
は、高圧端子Ｈｖを通じて高圧を印加することにより放
出電子ビームを加速し、蛍光膜７に電子を衝突させ、蛍
光体を励起・発光させることで画像を表示する。 【０１４１】なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖaは３
ｋＶ〜１０ｋＶ、素子電極１６，１７間へ印加電圧Ｖf
は１４Ｖとする。このとき、スペーサ５及び支持枠４に
近い位置にある電子放出素子１５からの放出電子による
発光スポットも含め、２次元状に等間隔の発光スポット
列が形成され、鮮明で色再現性のよいカラー画像表示が
できた。このことは、スペーサ５を設置しかつ支持枠４
を電子源１に近接して配置しても、電子軌道に影響を及
ぼすような電界の乱れは発生しなかったことを示してい
る。 【０１４２】以上説明した実施例１及びその実験例の画
像形成装置においては、参考例１で示した効果に加え
て、更に次のような効果を有する。 ：まず、防止すべき帯電は電子源１に近接して配置し
た支持枠４の表面で発生するので、支持枠４としてはそ
の表面部でのみ帯電防止機能を持てば十分である。従っ
て、支持枠４をなす部材として、絶縁性基材４ａを用
い、絶縁性基材４ａの表面に島状金属膜４ｂを形成す
る。これにより、スペーサ４の表面での帯電を中和する
には十分な抵抗値を持ち、かつ装置全体の消費電力を極
端に増加させない程度のリーク電流量に留めた支持枠４
をを実現できた。すなわち、表面伝導型の電子放出素子
１５のような冷陰極の特徴である発熱の少なさを損なう
ことなく、薄型・大面積の画像形成装置が得られた。 ：また、上述の支持枠４を用いることにより、画像表
示領域の外側の部分を小さくできるので、装置全体を小
型化できた。 【０１４３】〈実施例２〉 図２７は、本発明の画像形成装置に、例えはテレビジョ
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画像表示装置の一
例を示すための図である。尚、本表示装置は、例えばテ
レビジョン信号のように映像情報と音声情報の両方を含
む信号を受信する場合には、当然映像の表示と同時に音
声を再生するものであるが、本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等については説明を省略する。 【０１４４】以下、画像信号の流れに沿って各部を説明
したゆく。まず、ＴＶ信号受信回路５１３は、例えば電
波や空間光通信などのようｎ無線伝送系を用いて伝送さ
れるＴＶ画像信号を受信するための回路である。受信す
るＴＶ信号の方式は特に限られるものではなく、例え
ば、ＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式などの
諸方式でも良い。また、これらよりさらに多数の走査線
よりなるＴＶ信号（例えばＭＵＳＥ方式を始めとするい
わゆる高品位ＴＶ）は、大面積化や大画素化に適した本
発明の画像形成装置を用いたディスプレイパネル５００
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５１３で受信されたＴＶ信号は、デコーダ５０４に
出力される。 【０１４５】また、画像ＴＶ信号受信回路５１２は、例
えは同軸ケーブルや光ファイバー等のような有線伝送系
を用いて伝送されるＴＶ画像信号を受信するための回路
である。ＴＶ信号受信回路５１３と同様に、受信するＴ
Ｖ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５０４に出力される。 【０１４６】画像入力インターフェース回路５１１は、
例えばＴＶカメラや画像読取スキャナー等の画像入力装
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５０４に出力される。画
像メモリインターフェース回路５１０は、ビデオテープ
レコーダ（以下ＶＴＲと略す）に記憶されている画像信
号を取り込むための回路で、取り込まれた画像信号はデ
コーダ５０４に出力される。 【０１４７】画像メモリインターフェース回路５０９
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５０
４に出力される。画像メモリインターフェース回路５０
８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５０４に
出力される。 【０１４８】入出力インターフェース回路５０５は、本
表示装置と、外部のコンピュータ、コンピュータネット
ワークもしくはプリンタなどの出力装置とを接続するた
めの回路である。画像データや文字・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ＣＰＵ５０６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。 【０１４９】画像生成回路５０７は、入出力インターフ
ェース回路５０５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ＣＰＵ５０６より出力
される画像データや文字・図形情報に基づき表示よう画
像データを生成するための回路である。本回路の内部に
は、例えば画像データや文字・図形情報を蓄積するため
の書き換え可能メモリや、文字コードに対応する画像パ
ターンが記憶されている読み出し専用メモリや、画像処
理を行うためのプロセッサなどを初めとして画像の生成
に必要な回路が組み込まれている。画像生成回路５０７
により生成された表示用画像データは、デコーダ５０４
に出力されるが、場合によっては入出力インターフェー
ス回路５０５を介して外部のコンピュータネットワーク
やプリンタに出力することも可能である。 【０１５０】ＣＰＵ５０６は、主として本表示装置の動
作制御や、表示画像の生成、選択、編集に係わる作業を
行う。例えば、マルチプレクサ５０３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５０
２に対して制御信号を発生し、画像表示よう周波数や走
査方法（例えばインターレースかノンインターレース
か）や一画面の走査線の数など表示装置の動作を適宜制
御する。また、画像生成回路５０７に対して画像データ
や文字・図形情報を直接出力したり、あるいは入出力イ
ンターフェース回路５０５を介して外部のコンピュータ
やメモリをアクセスして画像データや文字・図形情報を
入力する。 【０１５１】なお、ＣＰＵ５０６はむろんこれ以外の目
的の作業にも係わるものであってもよい。例えば、パー
ソナルコンピュータやワードプロセッサなどのように、
情報を生成したり処理したりする機能に直接かかわって
も良い。あるいは、前述したように入出力インターフェ
ース回路５０５を介して外部のコンピュータネットワー
クと接続し、例えば数値計算などの作業を外部機器と協
同して行なってもよい。 【０１５２】入力部５１４は、ＣＰＵ５０６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、例えばキーボードやマウスの他、ジョイ
ステック、バーコードリーダ、音声認識装置など多様な
入力機器を用いることが可能である。デコーダ５０４
は、画像生成回路５０７〜ＴＶ信号受信回路５１３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５０４は内部
に画像メモリを備えるのが望ましい。これは、例えばＭ
ＵＳＥ方式をはじめとして、逆変換するに際して画像メ
モリを必要とするようなテレビ信号を扱うためである。
また、画像メモリを備えることにより、静止画の表示が
容易になる、あるいは画像生成回路５０７及びＣＰＵ５
０６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。 【０１５３】マルチプレクサ５０３は、ＣＰＵ５０６よ
り入力される制御信号に基づき表示画像を適宜選択する
ものである。すなわち、マルチプレクサ５０３はデコー
ダ５０４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５０１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
換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。 【０１５４】ディスプレイパネルコントローラ５０２
は、ＣＰＵ５０６より入力される制御信号に基づき駆動
回路５０１の動作を制御するための回路である。ディス
プレイパネル５００の基本的な動作に関わるものとし
て、例えばディスプレイパネル５００の駆動用電源（不
図示）の動作シーケンスを制御するための信号を駆動回
路５０１に対して出力する。ディスプレイパネル５００
の駆動方法に関わるものとして、例えば画面表示周波数
や走査方法（例えばインターレースかノンインターレー
スか）を制御するための信号を駆動回路５０１に対して
出力する。また、場合によっては表示画像の輝度、コン
トラスト、色調、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５０１に対して出力する場合も
ある。 【０１５５】駆動回路５０１は、ディスプレイパネル５
００に印加する駆動信号を発生するための回路であり、
マルチプレクサ５０３から入力される画像信号と、ディ
スプレイパネルコントローラ５０２より入力される制御
信号に基づいて動作するものである。以上、各部の機能
を説明したが、図２７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５００に表示することが可能であ
る。すなわち、テレビジョン放送をはじめとする各種の
画像信号はデコーダ５０４において逆変換された後、マ
ルチプレクサ５０３において適宜選択され、駆動回路５
０１に入力される。一方、ディスプレイコントローラ５
０２は、表示する画像信号に応じて駆動回路５０１の動
作を制御するための制御信号を発生する。駆動回路５０
１は、上記画像信号と制御信号に基づいてディスプレイ
パネル５００に駆動信号を印加する。これにより、ディ
スプレイパネル５００において画像が表示される。これ
らの一連の動作は、ＣＰＵ５０６により統括的に制御さ
れる。 【０１５６】また、本表示装置においては、デコーダ５
０４に内蔵する画像メモリや、画像生成回路５０７およ
びＣＰＵ５０６が関与することにより、単に複数の画像
情報の中から選択したものを表示するだけでなく、表示
する画像情報に対して、例えば拡大、縮小、回転、移
動、エッジ強調、間引き、補間、色変換、画像の縦横比
変換等をはじめとする画像処理や、合成、消去、接続、
入れ替え、はめ込みなどをはじめとする画像編集を行う
ことも可能である。また、実施例２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時に、音声
情報に関しても処理や編集を行うための専用回路を設け
てもよい。 【０１５７】従って、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、静止画像及び動画
像を扱う画像編集機器、コンピュータの端末機器、ワー
ドプロセッサをはじめとする事務用端末機器、ゲーム機
などの機能を一台で兼ね備えることが可能で、産業用或
は民生用として極めて応用範囲が広い。尚、上記図２７
は、本発明による画像形成装置を用いた表示装置の構成
の一例を示したに過ぎず、これのみに限定されるもので
ないことは言うまでもない。例えば図２７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よい。例えば、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。 【０１５８】実施例２の表示装置においては、とりわけ
前述の参考例１乃至３及び実施例による画像形成装置の
薄型化が容易であるという効果のため、表示装置の奥行
きを小さくすることができる。それに加えて、大画面化
が容易で輝度が高く視野角特性にも優れるため、本表示
装置は臨場感あふれ迫力に富んだ画像を視認性よく表示
することが可能である。 【０１５９】〈他の実施例〉本発明はその趣旨を逸脱し
ない範囲で以下のように種々変形が可能である。本発明
は、表面伝導型電子放出素子以外の冷陰極型電子放出素
子のうち、いずれの電子放出素子に対しても適用でき
る。具体例としては、本出願人による特開昭６３−２７
４０４７号公報に記載されたような対向する一対の電極
を電子源を成す基板面に沿って構成した電界放出型の電
子放出素子がある。 【０１６０】また、本発明は、単純マトリクス型以外の
電子源を用いた画像形成装置に対しても適用できる。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表面伝導型電子放
出素子の選択を行う画像形成装置において、上記のよう
な支部部材を用いた場合である。また、本発明の思想に
よれば、表示用として好適な画像形成表示に限るもので
なく、感光性ドラムと発光ダイオード等で構成された光
プリンタの発光ダイオード等の代替の発光源として、上
述の画像形成装置を用いることもできる。またこの際、
上述のｍ本の行方向配線とｎ本の列方向配線を、適宜選
択することで、ライン状発光源だけでなく、２次元状の
発光源としても応用できる。 【０１６１】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。また、
本発明の思想によれば、表示用として好適な画像形成装
置に限るものでなく、感光性ドラムと発光ダイオード等
で構成された光プリンタの発光ダイオード等の代替の発
光源として、上述の画像形成装置を用いることもでき
る。またこの際、上述のｍ本の行方向配線とｎ本の列方
向配線を、適宜選択することで、ライン状発光源だけで
なく、２次元状の発光源としても応用できる。 【０１６２】また、本発明の思想によれば、例えば電子
顕微鏡等の様に、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も形態もとり得る。尚、本
発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用して
も、１つの機器から成る装置に適用しても良い。また、
本発明はシステム或は装置にプログラムを供給すること
によって達成される場合にも適用できることはいうまで
もない。 【０１６３】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子線発
生装置並びに画像形成装置においては、電子原と電極間
に配置された絶縁性の中間部材表面に、導電性薄膜を形
成しこれに微弱電流を流すことにより、中間部材の帯電
を防ぐことができる。その結果、電子源から放出される
電子ビームの軌道が予定どおりの軌道となる。特に、こ
の電子源を画像形成に用いれば、画像形成面に電子が衝
突する位置と、本来発光するべき画像形成面との位置ズ
レの発生が防止され、輝度損失を防ぐことができ鮮明な
画像表示を可能とする電子線発生装置並びに画像形成装
置の提供が可能となった。 【０１６４】
その応用である表示装置等の画像形成装置、特に表面伝
導型電子放出素子を多数個備える電子線発生装置、画像
形成装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に、電子を用いた画像形成装置にお
いては、真空雰囲気を維持する外囲器、電子を放出させ
る為の電子源とその駆動回路、電子の衝突により発光す
る蛍光体等を有する画像形成部材、電子を画像形成部材
に向けて加速するための加速電極とその高圧電源が必要
である。また、薄型画像表示装置などのように偏平な外
囲器を用いる画像形成装置においては、耐大気圧構造体
として支持柱（スペーサ）を用いる場合もある。 【０００３】画像形成装置の電子源に用いられる電子放
出素子としては、従来からＣＲＴ等で用いられてきた熱
陰極の他に冷陰極が知られている。冷陰極には電界放出
型（以下「ＦＥ」型と略す）、金属／絶縁層／金属型
（以下「ＭＩＭ」型と略す）や表面伝導型電子放出素子
等がある。ＦＥ型の例としては、W. P. Dyke & W. W. D
olan, "Field Emission", Advance in Electron Physic
s, 8, 89 (1956)あるいはC. A. Spindt, "Physical Pro
perties of Thin-Film Field Emission Cathodes with
Molybdenium Cones", J. Appl. Phys., 47, 5248 (197
6)等が知られている。 【０００４】ＭＩＭ型の例としては、C. A. Mead, "Ope
ration of tunnel-emission devices, J. Appl. Phys.,
32, 646 (1961)等が知られている。表面伝導型電子放
出素子の例としては、M. I. Elinson, Radio Eng. Elec
tronPhys., 10, 1290, (1965)等がある。表面伝導型電
子放出素子は、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。この表面伝導型電子放出素子と
しては、前記エリンソン等によるＳｎ０2薄膜を用いた
もの、Ａｕ薄膜によるもの［G. Dittmer: "Thin Solid
Films", 9, 317 (1972)］、Ｉｎ2Ｏ3／ＳｎＯ2 薄膜に
よるもの［M. Hartwell and C. G. Fonstad: "IEEETran
s. ED Conf.", 519 (1975)］、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（１９
８３）］等が報告されている。 【０００５】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な素子構成として前述のＭ．ハートウェルの素子構成を
図１に示す。同図において３００１は絶縁性基板であ
る。３００２は電子放出部形成用薄膜で、Ｈ型形状のパ
ターンに、スパッタで形成された金属酸化物薄膜等から
なり、後述のフォーミングと呼ばれる通電処理により電
子放出部３００３が形成される。 【０００６】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に電子放出部形成用薄膜３
００２を予めフォーミングと呼ばれる通電処理によって
電子放出部３００３を形成するのが一般的であった。即
ち、フォーミングとは電子放出部形成用薄膜３００２の
両端に電圧を印加通電し、電子放出部形成用薄膜を局所
的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な
状態にした電子放出部３００３を形成することである。
なお、電子放出部３００３は、電子放出部形成用薄膜３
００２の一部に発生した亀裂により形成され、その亀裂
付近から電子放出が行われる。以下、フォーミングによ
り形成した電子放出部３００３を含む電子放出部形成用
薄膜３００２を、「電子放出部を含む薄膜」３００４と
呼ぶ。前記フォーミング処理をした表面伝導型電子放出
素子は、電子放出部を含む薄膜３００４に電圧を印加
し、素子に電流を流すことにより、電子放出部３００３
より電子を放出せしめるものである。 【０００７】多数の表面伝導型電子放出素子を配列形成
した例としては、並列に表面伝導型電子放出素子を多数
配列し、個々の素子の両端を配線にてそれぞれ結線した
行を多数行配列した電子源があげられる（例えば、本出
願人の特開平１−３１３３２号公報）。表面伝導型電子
放出素子を複数個配置してなる電子源と、上記電子源よ
り放出された電子によって可視光線を発光せしめる画像
形成部材としての蛍光体とを組み合わせることにより、
種々の画像形成装置、主として表示装置が構成されるが
（例えば、本出願人による米国特許第５，０６６，８８
３号）、大画面の装置でも比較的容易に製造でき、かつ
表示品位に優れた自発光型表示装置であるため、ＣＲＴ
に替わる画像形成装置として期待されている。 【０００８】例えば、本出願人が先に提案した特開平２
−２５７５５１号公報等に記載された様な画像形成装置
において、多数形成された表面伝導型電子放出素子から
任意の素子を選択することは、上記表面伝導型電子放出
素子を並列に配置し結線した配線（行方向配線）、及び
上記行方向配線と直交する方向に（列方向）、電子源と
蛍光体間の空間に、設置され制御電極に結線した配線
（列方向配線）への適当な駆動信号によるものである。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】本出願人は、表面伝導
型電子放出素子を用いた画像形成装置をより簡単な構成
で実現する方法として、複数本の行方向配線と複数本の
列方向配線とによって、表面伝導型電子放出素子の対向
する１対の素子電極をそれぞれ結線する事で、行列状
に、表面伝導型電子放出素子を配列した単純マトリクス
型の電子源を構成し、行方向と列方向に適当な駆動信号
を与えることで、多数の表面伝導型電子放出素子を選択
し、電子放出量を制御し得る系を考えている。 【００１０】上記単純マトリクス型の表面伝導型電子放
出素子電子源を用いた画像形成装置の検討において、本
発明者らは、画像形成部材をなす蛍光体上の発光位置
（電子の衝突位置）や発光形状が期待した数値からはず
れる場合が生ずることを見いした。特に、カラー画像用
の画像形成部材を用いた場合には、発光位置のずれと併
せて、輝度の低下や色ずれの発生も見られる場合があっ
た。そして、このような現象は、電子源と画像形成部材
間に配置される支持枠または支持柱（スペーサ）の近
傍、或いは画像形成部材の周縁部で起こることを確認し
た。 【００１１】本発明は上記問題点に鑑み、電極と電子放
出素子を用いた電子源とを有した電子線発生装置におい
て、電子源と電極の間に中間部材を配置しても、放出電
子の軌道に変動が発生しないような電子線発生装置を提
案する。 【００１２】 【００１３】 【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究し
た結果、上記課題となる現象は電子源から放出される電
子が主な誘因となることを見いだした。上記電子線発生
装置や画像形成装置において、電子源から放出された電
子は、画像形成部材である蛍光体等と衝突したり、ある
いは、確率は低いが真空中の残留ガスと衝突する。これ
らの衝突時にある確率で発生した散乱粒子（イオン、２
次電子、中性粒子）の一部が画像形成装置内の絶縁性材
料の露出した部分に衝突し、その露出部が帯電すること
になる。この帯電により、上記露出部の近傍では電場が
変化してしまう。電場の変化は、放出された電子の軌道
にずれを生じさせ、その結果、蛍光体の発光位置や発光
形状に変化が生じたりすると考えられる。 【００１４】また、上記蛍光体の発光位置、形状の変化
の状況から、上記露出部には主に正電荷が蓄積している
こともわかった。この原因としては、散乱粒子うちの正
イオンが付着帯電する場合、或いは散乱粒子が上記露出
部に衝突するときに発生する２次電子放出により正の帯
電が起きる場合などが考えられる。そこで本発明の電子
線発生装置は以下の構成を備える。すなわち、 複数の配
線と、前記複数の配線に接続された複数の冷陰極型の電
子放出素子とを有する電子源と、前記電子源に対向配置
され、前記電子源と異なる電位に設定されて前記電子源
より放出された電子に作用する電極と、前記電子源と前
記電極との間に配置された、絶縁性基板の表面に導電性
を有する中間部材と、 前記電子源、前記電極、及び、前
記中間部材を内包するケース部材と、を備える電子線発
生装置であって、前記ケース部材は、その内側表面に、
前記電極及び／または前記電子源と電気的に接続された
導電性薄膜を有し、 前記中間部材は、前記電極及び前記
配線と電気的に接続されているとともに、一つの中間部
材が複数の配線と接しないように一つの前記配線上に配
置されていることを特徴とする。 【００１５】 【００１６】まず、防止すべき帯電は前記絶縁性の中間
部材の表面で発生するので、前記中間部材としてはその
表面部でのみ帯電防止機能を持てば十分である。従っ
て、本発明の電子線発生装置では、前記中間部材の表面
に導電性薄膜を形成している。本発明の好適な一態様に
拠れば、前記導電性薄膜は１０の５乗乃至１０の１２乗
［Ω／□］の表面抵抗値を有することを特徴とする。 【００１７】これにより、前記中間部材の表面での帯電
を中和するには十分は低抵抗値を持ち、かつ装置全体の
消費電力を極端に増加させない程度のリーク電流量に留
めた電子線発生装置を実現できる。すなわち、前記冷陰
極の特徴である発熱の少なさを損なうことなく、薄型・
大面積の画像形成装置が得られる。本発明の好適な一態
様に拠れば、前記導電性薄膜は、金属薄膜が離散的に島
状に前記中間部材の表面に塗布されていることを特徴と
する。 【００１８】帯電は上述した様に中間部材表面にトラッ
プされた陽イオンにより発生する。このため帯電防止の
ためには、微小電流を中間部材表面に流せば防ぐことが
できる。しかしながら、微小電流の増加は、装置の消費
電流を増加させてしまう問題がある。島状の金属膜で
は、電子は島状間を表面伝導により移動するため、中間
部材の表面のみに電流を集中でき、中間部材である絶縁
体表面にトラップされ帯電原因の陽イオンを効率よく中
和することができる。また、島状金属膜の金属部は低抵
抗であるため、電流による発熱に伴うエネルギー消費量
も少ない。以上の結果より、島状金属膜は、中和に関与
しない電流量を小さくでき、非常に効率よく帯電を防止
できる。 【００１９】本発明の好適な一態様に拠れば、前記中間
部材は前記電子源と前記電極間において直立した表面を
有することを特徴とする。即ち、前記中間部材として、
前記電子源及び前記電極の法線方向に対して、その断面
形状が一様であるものを採用したので、前記中間部材に
よって電界が乱れることはない。従って、前記中間部材
が前記電子放出素子からの電子起動を遮らない限り、前
記中間部材と前記電子放出素子を近接して配置できるの
で、前記電子放出素子を高密度に配置できた。しかも、
リーク電流は前記中間部材の表面のみを流れるので、前
記電子源または、前記電極に対して前記中間部材に尖状
にして接合を行なうなどの工夫をしなくても少ないリー
ク電流に抑えることができた。 【００２０】本発明の好適な一態様に拠れば、前記中間
部材は平板或いは柱状であることを特徴とする。本発明
の好適な一態様に拠れば、前記電極は加速電極であるこ
とを特徴とする。本発明の好適な一態様に拠れば、前記
電子放出素子は対向する一対の素子電極と前記素子電極
間に跨る電子放出部を含む薄膜とで構成される表面伝導
型電子放出素子であることを特徴とする。 【００２１】冷陰極素子の中でもとりわけ好ましいの
は、表面伝導型電子放出素子（表面伝導型電子放出素
子）である。表面伝導型電子放出素子は構造が単純で製
造が簡単であり、大面積のものも容易に作製できる。近
年、特に大画面で安価な表示装置が求められる状況にお
いては、とりわけ好適な冷陰極素子であるといえる。ま
た、本出願人は、表面伝導型電子放出素子のなかでは、
電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形成した
ものが特性上、あるいは大面積化する上で好ましいこと
を見出している。 【００２２】本発明の好適な一態様に拠れば、前記電子
源は、複数の行方向配線と複数の列方向配線とが絶縁層
を介して配置されており、前記行方向配線および前記列
方向配線と、前記各電子放出素子の前記一対の素子電極
とをそれぞれ結線することで、絶縁性基板上に前記複数
の電子放出素子を行列状に配列したことを特徴とする。
即ち、前記導電性薄膜を設けることで帯電を防止するが
故に、複雑な付加構造を必要としない本発明の中間部材
を、本出願人の提案による数本の行方向配線と複数本の
列方向配線とによって、表面伝導型電子放出素子の対向
する１対の素子電極をそれぞれ結線する事で、行列状
に、表面伝導型電子放出素子を配列した単純マトリクス
型表面伝導型の前記電子放出素子による単純マトリクス
型の電子源を用いた画像形成装置に適用することによ
り、簡単な装置構成でありながら高品位な画像を形成で
きる薄型・大面積の画像形成装置を提供できる。 【００２３】本発明の好適な一態様に拠れば、前記電子
源は、複数の行方向配線が配置されており、前記各電子
放出素子の前記一対の素子電極は前記複数の行方向配線
のうち一対の行方向配線とそれぞれ結線することで、絶
縁性基板上に前記複数の電子放出素子を行列状に配列し
たことを特徴とする。この発明の電子線発生装置は、単
純マトリクス型以外の電子源を用いた画像形成装置に対
しても適用できる。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
いて表面伝導型電子放出素子の選択を行う画像形成装置
において、前記中間部材を用いた場合である。 【００２４】本発明の好適な一態様に拠れば、前記導電
性薄膜は前記行方向配線または前記列方向配線と電気的
に接続されていることを特徴とする。この導電性薄膜
は、前記電子源側では１本の配線上に電気的に接続さ
れ、前記電子源上の配線間での不要な電気的結合を避け
ることができる。本発明の好適な一態様に拠れば、前記
中間部材は前記行方向配線上または列方向配線上に設置
されていることを特徴とする。 【００２５】本発明の好適な一態様に拠れば、前記中間
部材は前記行方向配線または前記列方向配線と平行配置
または直交配置された平板状をなすことを特徴とする。
本発明の好適な一態様に拠れば、前記各電子放出素子の
前記一対の素子電極は前記中間部材と平行な方向に対向
配置されていることを特徴とする。平板状の前記中間部
材を、前記電子放出素子からのずれた電子起動に沿って
配置したので、前記中間部材に電子起動を遮られること
なく前記電子放出素子を高密度に配置できる。 【００２６】本発明の好適な一態様に拠れば、前記中間
部材が複数個間隔をおいて配置されていることを特徴と
する。本発明の好適な一態様に拠れば、前記中間部材は
耐大気圧部材であることを特徴とする。本発明の好適な
一態様に拠れば、耐大気圧部材は真空雰囲気を維持する
外囲器の支持枠或いは前記外囲器内に設置され支持部材
であることを特徴とする。 【００２７】 【００２８】 【００２９】 【００３０】なお、本発明の好適な態様において使用す
る島状金属膜の厚みおよび抵抗値は、構成される画像装
置および電子発生装置の大きさ、形態により最適値を選
択すればよいが、おおむね以下の範囲内で良好な結果を
示している。シート抵抗値としては、１×１０5〜９×
１０12Ω／□の範囲であり、最適には、１×１０6〜１
×１０10Ω／□の範囲である。また、このときの膜厚と
しては、０．５〜１０nmの範囲であり、最適には１〜４
nmである。 【００３１】また、島状金属材料は、Ｐｔ，Ａｕ，Ａ
ｇ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃｒ，Ｍ
ｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｓｎ等が好
適に用いることができるが、島状に形成可能な金属であ
れば他の金属や金属間化合物も同様に使用することが可
能である。 【００３２】 【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明を画
像形成装置に適用した参考例及び実施例を説明する。こ
の参考例及び実施例に係わる画像形成装置は、基本的に
は、薄型の真空容器内に、基板上に多数の冷陰極素子を
配列してなるマルチ電子源と、電子の照射により画像を
形成する画像形成部材とを対向して備えている。 【００３３】冷陰極素子は、例えばフォトリソグラフィ
ー・エッチングのような製造技術を用いることにより、
基板上に精密に位置決めして形成することができるた
め、微小な間隔で多数個を配列することが可能である。
しかも、従来からＣＲＴ等で用いられてきた熱陰極と比
較すると、陰極自身や周辺部が比較的低温な状態で駆動
できるため、より微小な配列ピッチのマルチ電子源を容
易に実現できる。参考例及び実施例の装置は、このよう
な冷陰極素子をマルチ電子源として用いた画像形成装置
に係わるものである。 【００３４】また、冷陰極素子の中でもとりわけ好まし
いのは、表面伝導型電子放出素子（表面伝導型電子放出
素子）である。すなわち、冷陰極素子のうち、ＭＩＭ型
素子は絶縁層や上部電極の厚さを比較的精密に制御する
必要があり、またＦＥ型素子は針状の電子放出部の先端
形状を精密に制御する必要がある。そのため、これらの
素子は比較的製造コストが高くなったり、製造プロセス
上の制限から大面積のものを作製するのが困難となる場
合があった。 【００３５】これに対して、表面伝導型電子放出素子は
構造が単純で製造が簡単であり、大面積のものも容易に
作製できる。近年、特に大画面で安価な表示装置が求め
られる状況においては、とりわけ好適な冷陰極素子であ
るといえる。また、本出願人は、表面伝導型電子放出素
子のなかでは、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子
膜から形成したものが特性上、あるいは大面積化する上
で好ましいことを見出している。 【００３６】そこで、以下に述べる参考例及び実施例で
は、微粒子膜を用いて形成した表面伝導型電子放出素子
をマルチ電子源として用いた画像表示装置を、参考例及
び実施例としての画像形成装置の好ましい例として説明
する。そこで、この好適な参考例及び実施例について図
面を参照しながら説明する。 〈参考例１〉 図２は、参考例１の画像形成装置の一部を破断した斜視
図であり、図３は、図２に示した画像形成装置の要部断
面図（Ａ−Ａ’断面の一部）である。 【００３７】図２及び図３において、リアプレート２に
は、複数の表面伝導型電子放出素子（以下、「電子放出
素子」と略す）１５がマトリクス状に配置された電子源
１が固定されている。電子源１には、ガラス基板６の内
面に蛍光膜７と加速電極であるメタルバック８とが形成
されたところの、画像形成部材としてのフェースプレー
ト３が、絶縁性材料からなる支持枠４を介してリアプレ
ート２と対向して配置されており、電子源１とメタルバ
ック８の間には不図示の電源により高電圧が印加され
る。これらリアプレート２、支持枠４及びフェースプレ
ート３は互いにフリットガラス等で封着され、リアプレ
ート２と支持枠４とフェースプレート３とで外囲器１０
を構成する。 【００３８】また、外囲器１０の内部は１０-6Torr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
る外囲器１０の破壊を防止する目的で、耐大気圧構造体
として、外囲器１０の内部には薄板状のスペーサ５が設
けられている。図３に示すように、スペーサ５は、絶縁
性基材５ａの表面に島状金属膜５ｂを成膜した部材から
なるもので、上記の耐大気圧構造としての目的を達成す
るのに必要な数だけ、かつ必要な間隔をおいて、Ｘ方向
に平行に配置され、外囲器１０の内面および電子源１の
表面にフリットガラス等で封着される。また、島状金属
膜５ｂはフェースプレート３の内面及び電子源１の表面
（後述のＸ方向配線１２）に電気的に接続さている。 【００３９】以下に、上述した各構成要素について詳細
に説明する。電子源１ 図４は、図２に示した画像形成装置の電子源１の要部平
面図であり、図５は、図４に示した電子源１のＢ−Ｂ’
線断面図である。図４及び図５に示すように、ガラス基
板等からなる絶縁性基板１１には、ｍ本のＸ方向配線１
２とｎ本のＹ方向配線１３とが、層間絶縁層１４（図４
では不図示）で電気的に分離されてマトリクス状に配線
されている。各Ｘ方向配線１２と各Ｙ方向配線１３との
間には、それぞれ電子放出素子１５が電気的に接続され
ている。各電子放出素子１５は、それぞれＸ方向に間を
おいて配置された１対の素子電極１６，１７と各素子電
極１６，１７を連絡する電子放出部形成用薄膜１８とで
構成され、１対の素子電極１６，１７のうち一方の素子
電極１６がＸ方向配線１２に電気的に接続され、他方の
素子電極１７が、層間絶縁層１４に形成されたコンタク
トホール１４ａを介してＹ方向配線１３に電気的に接続
される。Ｘ方向配線１２とＹ方向配線１３は、それぞれ
図２に示した外部端子Ｄｏｘ1〜ＤｏｘmとＤｏｙ1〜Ｄ
ｏｙnとして外囲器１０の外部に引き出されている。 【００４０】絶縁性基板１１としては、石英ガラス、Ｎ
ａ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、ソーダライムガラスにスパッタ法等により形成し
たＳｉＯ２を積層したガラス基板等のガラス部材、また
はアルミナ等のセラミックス部材等が挙げられる。絶縁
性基板１１の大きさ及び厚みは、絶縁性基板１１に設置
される電子放出素子の個数及び個々の電子放出素子の設
計上の形状や、電子源１自体が外囲器１０の一部を構成
する場合の真空に保持する為の条件等に依存して適宜設
定される。 【００４１】Ｘ方向配線１２及びＹ方向配線１３は、そ
れぞれ絶縁性基板１１上に真空蒸着法、印刷法、スパッ
タ法等により所望のパターンに形成された導電性金属等
からなり、多数の電子放出素子１５にできるだけ均等な
電圧が供給されるように材料、膜厚、配線巾が設定され
る。層間絶縁層１４は、真空蒸着法、印刷法、スパッタ
法等で形成されたＳｉＯ2等であり、Ｙ方向配線１３を
形成した絶縁性基板１１の全面或は一部に所望の形状で
形成され、特にＸ方向配線１２とＹ方向配線１３の交差
部の電位差に耐え得るように、膜厚、材料、製法が適宜
設定される。 【００４２】電子放出素子１５の素子電極１６，１７
は、それぞれ導電性金属等からなるものであり、真空蒸
着法、印刷法、スパッタ法等により所望のパターンに形
成される。Ｘ方向配線１２とＹ方向配線１３と素子電極
１６，１７の導電性金属は、その構成元素の一部あるい
は全部が同一であっても、またそれぞれ異なってもよ
く、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，
Ｃｕ，Ｐｄ等の金属、或は合金、及びＰｄ，Ａｇ，Ａ
ｕ，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、或いはＩｎ2Ｏ3−ＳｎＯ
2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。 【００４３】電子放出部形成用薄膜１８を構成する材料
の具体例としては、Ｐｄ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉ
ｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｄ等
の金属、ＰｄＯ，ＳｎＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＰｂＯ，Ｓｂ2Ｏ
3等の酸化物、ＨｆＢ2，ＺｒＢ2，ＬａＢ6，ＣｅＢ6，
ＹＢ4，ＧｄＢ4等の硼化物、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，
ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ，ＺｒＮ，Ｈ
ｆＮ等の窒化物、Ｓｉ，Ｇｅ等の半導体、カーボン、Ａ
ｇＭｇ，ＮｉＣｕ，Ｐｂ，Ｓｎ等であり、微粒子膜から
なる。 【００４４】また、Ｘ方向配線１２には、Ｘ方向に配列
する電子放出素子１５の行を任意に走査するための走査
信号を印加するための不図示の走査信号発生手段と電気
的に接続されている。一方、Ｙ方向配線１３には、Ｙ方
向に配列する電子放出素子１５の各列を任意に変調する
ための変調信号を印加するための不図示の変調信号発生
手段と電気的に接続されている。ここにおいて、各電子
放出素子１５に印加される駆動電圧は、当該電子放出素
子に印加される走査信号と変調信号の差電圧として供給
されるものである。 【００４５】ここで、電子源１の製造方法の一例につい
て図６により工程順に従って具体的に説明する。尚、以
下の工程ａ〜ｈは、図６の（ａ）〜（ｈ）に対応する。 工程ａ： 清浄化したソーダライムガラス上に厚さ０．
５μｍのシリコン酸化膜をスパッタ法で形成した絶縁性
基板１１上に、真空蒸着により厚さ５０オングストロー
ムのＣｒ、厚さ５０００オングストロームのＡｕを順次
積層した後、ホトレジスト（ＡＺ１３７０、ヘキスト社
製）をスピンナーにより回転塗布し、さらにベークす
る。ベークした後、ホトマスク像を露光、現像して、Ｙ
方向配線１３のレジストパターンを形成し、Ａｕ／Ｃｒ
堆積膜をウェットエッチングして、所望の形状のＹ方向
配線１３を形成する。 【００４６】工程ｂ： 次に、厚さ１．０μｍのシリコ
ン酸化膜からなる層間絶縁層１４をＲＦスパッタ法によ
り堆積する。 工程ｃ： 工程ｂで堆積したシリコン酸化膜にコンタク
トホール１４ａを形成するためのホトレジストパターン
を作り、これをマスクとして層間絶縁層１４をエッチン
グしてコンタクトホール１４ａを形成する。エッチング
はＣＦ４とＨ２ガスを用いたＲＩＥ(Reactive Ion Etch
ing)法による。 【００４７】工程ｄ： その後、素子電極と素子電極間
ギャップとなるべきパターンをホトレジスト（ＲＤ−２
０００Ｎ−４１ 日立化成社製）で形成し、真空蒸着法
により、厚さ５０オングストロームのＴｉ、厚さ１００
０オングストロームのＮｉを順次堆積する。ホトレジス
トパターンを有機溶剤で溶解し、Ｎｉ／Ｔｉ堆積膜をリ
フトオフし、素子電極間距離Ｌ１（図４参照）が３μ
ｍ、素子電極幅Ｗ１（図４参照）が３００μｍである素
子電極１６，１７を形成する。 【００４８】工程ｅ： 素子電極１６，１７の上にＸ方
向配線１２のホトレジストパターンを形成した後、厚さ
５０オングストロームのＴｉ、厚さ６０００オングスト
ロームのＡｕを順次真空蒸着により堆積し、リフトオフ
により不要の部分を除去して、所望の形状のＸ方向配線
１２を形成する。 工程ｆ： 図７に示すような、素子間電極間隔Ｌ１だけ
間をおいて位置する１対の素子電極１６，１７を跨ぐよ
うな開口２０ａを有するマスクを用い、膜厚１０００オ
ングストロームのＣｒ膜２１を真空蒸着により堆積・パ
ターニングし、その上に有機Ｐｄ溶液（ｃｃｐ４２３０
奥野製薬（株）社製）をスピンナーにより回転塗布し、
３００℃で１０分間の加熱焼成処理をする。 【００４９】このようにして形成されたＰｄを主元素と
する微粒子からなる電子放出部形成用薄膜１８の膜厚は
約１００オングストローム、シート抵抗値は５×１０4
［Ω／□］である。なお、ここで述べる微粒子膜とは、
複数の微粒子が集合した膜であり、その微細構造とし
て、微粒子が個々に分散配置した状態のみならず、微粒
子が互いに隣接、あるいは、重なり合った状態（島状も
含む）の膜をさし、その粒径とは、前記状態で粒子形状
が認識可能な微粒子についての径をいう。 【００５０】なお、有機金属溶剤（本例では有機Ｐｄ溶
剤）とは、前記Ｐｄ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，
Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ等の金
属を主元素とする有機化合物の溶液である。また、本例
では、電子放出部形成用薄膜１８の製法として、有機金
属溶剤の塗布法を用いたが、これに限るものでなく、真
空蒸着法、スパッタ法、化学的気相堆積法、分散塗布
法、ディッピング法、スピンナー法等によって形成され
る場合もある。 【００５１】工程ｇ： 酸エッチャントによりＣｒ膜２
１を除去して、所望のパターンを有する電子放出部形成
用薄膜１８を形成する。 工程ｈ： コンタクトホール１４ａ部分以外にレジスト
を塗布するようなパターンを形成し、真空蒸着により厚
さ５０オングストロームのＴｉ、厚さ５０００ＡのＡｕ
を順次堆積する。リフトオフにより不要の部分を除去す
ることにより、コンタクトホール１４ａを埋め込む。 【００５２】以上の工程を経て、Ｘ方向配線１２、Ｙ方
向配線１３及び電子放出素子１５が絶縁性基板１１上に
２次元状にかつ等間隔に形成配置された。そして、電子
源１の設置された外囲器１０（図２参照）を不図示の排
気管を通じて真空ポンプにて排気し、十分な真空度に達
した後、容器外端子Ｄｏｘ1〜ＤｏｘmとＤｏｙ1〜Ｄｏ
ｙnを通じ、電子放出素子１５の素子電極１６，１７間
に電圧を印加し、電子放出部形成用薄膜１８を通電処理
（フォーミング処理）することにより電子放出部２３を
形成する。フォーミング処理として、１０-6Torrの真空
雰囲気下で、図８に示すようなパルス幅Ｔ1が１ミリ
秒、波高値（フォーミング時のピーク電圧）が５Ｖの三
角波を、１０ミリ秒のパルス間隔Ｔ2で６０秒間、素子
電極１６，１７間に通電する。上述のような構成と製造
方法によって作製された参考例１の電子放出素子の特性
評価について、図９に示した評価装置の概略構成図を用
いて説明する。図９は、１個の電子放出素子を形成した
電子源に対応するものであり、１１は絶縁性基板、１５
は絶縁性基板１１上に形成された１個の電子放出素子全
体、１６及び１７は素子電極、１８は電子放出部を含む
薄膜、２３は電子放出部を示す。また、３１は素子電極
１６，１７間に素子電圧Ｖfを印加するための電源、３
０は素子電極１６，１７間の電子放出部を含む薄膜１８
を流れる素子電流Ｉfを測定するための電流計、３４は
電子放出部２３より放出される放出電流Ｉeを捕捉する
ためのアノード電極、３３はアノード電極３４に電圧Ｖ
aを印加するための高圧電源、３２は電子放出部２３よ
り放出される放出電流Ｉeを測定するための電流計であ
る。電子放出素子の上記素子電流Ｉf、放出電流Ｉeの測
定にあたっては、素子電極１６，１７に電源３１と電流
計３０とを接続し、電子放出素子１５の上方に電源３３
と電流計３２とを接続したアノード電極３４を配置して
いる。また、電子放出素子１５及びアノード電極３４は
真空装置内に設置され、その真空装置には不図示の排気
ポンプ及び真空計等の真空装置に必要な機器が具備され
ており、所望の真空下で本素子の測定評価を行えるよう
になっている。 【００５３】なお、アノード電極の電圧Ｖaは１ｋＶ〜
１０ｋＶ、アノード電極と電子放出素子との距離Ｈは３
mm〜８mmの範囲で測定する。以下に、発明者等の見い出
したところの参考例１の電子放出素子の原理となる特性
上の特徴を説明する。図９に示した測定評価装置により
測定された放出電流Ｉeおよび素子電流Ｉfと素子電圧Ｖ
fの関係の典型的な例を図１０に示す。なお、図１０は
著しくＩf，Ｉeの大きさが異なるため任意の単位で示す
る。図１０からも明らかなように、参考例１に係わる電
子放出素子は放出電流Ｉeに対する三つの特性を有す
る。 【００５４】まず第一に、本電子放出素子はある電圧
（しきい値電圧と呼ぶ、図１０のＶth）以上の素子電圧
Ｖfを印加すると急激に放出電流Ｉeが増加し、一方しき
い値電圧Ｖth以下では放出電流Ｉeがほとんど検出され
ない。すなわち、放出電流Ｉeに対する明確なしきい値
電圧Ｖthをもった非線形素子である。また、素子電流Ｉ
ｆは素子電圧Ｖfに対して単調増加する（ＭＩ特性と呼
ぶ）特性を示す。 【００５５】第二に、放出電流Ｉeが素子電圧Ｖfに依存
するため、放出電流Ｉeは素子電圧Ｖfで制御できる。第
三に、前記アノード電極３４に捕捉される放出電荷は、
素子電圧Ｖfを印加する時間に依存する。すなわち、前
記アノード電極３４に捕捉される電荷量は、素子電圧Ｖ
fを印加する時間により制御できる。 【００５６】蛍光膜７ 蛍光膜７は、表示装置がモノクロームの場合は蛍光体の
みから成るが、カラーの場合は、図１１，図１２に示さ
れるように、蛍光体の配列によりブラックストライプ
（図１１）あるいはブラックマトリクス（図１２）など
と呼ばれる黒色導電材７ｂと蛍光体７ａとで構成され
る。ブラックストライプ、ブラックマトリクスが設けら
れる目的は、カラー表示の場合必要となる三原色蛍光体
の各蛍光体７ａ間の塗り分け部を黒くすることで混色を
目立たなくすることと、蛍光膜７における外光反射によ
るコントラストの低下を抑制することである。黒色導電
材７ｂの材料としては、通常良く用いられている黒鉛を
主成分とする材料だけでなく、導電性があり、光の透過
及び反射が少ない材料であれば適用できる。また、ガラ
ス基板６に蛍光体７ａを塗布する方法はモノクローム、
カラーによらず、沈殿法や印刷方が用いられる。 【００５７】メタルバック８ メタルバック８の目的は、蛍光体７ａからの発光のうち
内面側への光をフェースプレート３側へ鏡面反射するこ
とにより輝度を向上すること、電子ビーム加速電圧を印
加するための加速電極として作用すること、外囲器１０
内で発生した負イオンの衝突によるダメージからの蛍光
体７ａの保護等である。メタルバック８は、蛍光膜７を
作製後、蛍光膜７の内側表面の平滑化処理（通常フィル
ミングと呼ばれる）を行い、その後Ａ１を真空蒸着等で
堆積することで作製できる。フェースプレート３には、
さらに蛍光膜７の導電性と高めるため、蛍光膜７とガラ
ス基板６との間にＩＴＯ等の透明電極（不図示）を設け
てもよい。 【００５８】外囲器１０ 外囲器１０は、不図示の排気管を通じ、１０ー6Torr程度
の真空度にされた後、封止される。そのため、外囲器１
０を構成するリアプレート２、フェースプレート３、支
柱枠４は、外囲器１０に加わる大気圧に耐えて真空雰囲
気を維持でき、かつ、電子源１とメタルバック８間に印
加される高電圧に耐えるだけの絶縁性を有するものを用
いることが好ましい。その材料としては、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部材等が挙げら
れる。ただし、フェースプレート３については可視光に
対して一定以上の透過率を有するものを用いる必要があ
る。また、各々の部材の熱膨張率が互いに近いものを組
み合わせることが好ましい。 【００５９】また、カラー画像形成装置において、外囲
器１０を構成する場合、各色の蛍光体７ａは各電子放出
素子１５に対応して配置する必要があるので、蛍光体７
ａを有するフェースプレート３と電子源１の固定された
リアプレート２との位置合せを精度よく行わなければな
らない。また、外囲器１０の封止後の真空度を維持する
ために、ゲッター処理を行う場合もある。これは、外囲
器１０の封止を行う直前あるいは封止後に、抵抗加熱あ
るいは高周波加熱等により、外囲器１０内の所定の位置
（不図示）に配置されたゲッターを加熱し、蒸着膜を形
成する処理である。ゲッターは通常Ｂａ等が主成分であ
り、上記蒸着膜の吸着作用により、たとえば１０-5〜１
０-7Torrの真空度を維持するものである。 【００６０】スペーサ５ スペーサ５は、電子源１とメタルバック８間に印加され
る高電圧に耐えるだけの絶縁性を有し、かつ表面には、
帯電を防止する程度の表面電導性を有する島状金属膜が
形成されている。スペーサ５の絶縁性基板５ａ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、絶縁性基材５ａはその
熱膨張率が外囲器１０および電子源１の絶縁性基板１１
を成す部材と近いものが好ましい。 【００６１】また、島状金属膜５ｂとしては、帯電防止
効果を維持すること、リーク電流による消費電力を抑制
することを考慮して、その表面抵抗値が１０5から１０
12［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、例えば、Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｒｈ，Ｉ
ｒ，等の貴金属の他、Ａｌ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｇａ，
Ｚｎ，Ｉｎ，Ｃｄ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｆｅ，Ｍ
ｎ，Ｃｒ，Ｖ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｗ等の金属お
よび複数の金属よりなる合金を挙げることができる。 【００６２】島状金属膜５ｂの成膜方法としては、真空
蒸着法、スパッタ法、化学的気相堆積法等の真空成膜法
によるものや有機溶液或いは分散溶液をディッピング或
いはスピナーを用いて塗布・焼成する工程等からなる塗
布法によるもの、金属化合物とその化合物から化学反応
により絶縁体表面に金属膜を形成することができる無電
解メッキ溶液等を挙げることができ、対象となる材料お
よび生産性に応じて適宜選択される。 【００６３】また、島状金属膜５ｂは、絶縁性基材５ａ
の表面のうち、少なくとも外囲器１０内の真空中に露出
している面に成膜されればよい。また、図３に示すよう
に、島状金属膜５ｂは、例えば、フェースプレート３側
において蛍光膜７の黒色導電材７ｂ或いはメタルバック
８に、電子源１側においてはＸ方向配線１２に電気的に
接続される。 【００６４】スペーサ５の構成、設置位置、設置方法、
およびフェースプレート３側や電子源１側との電気的接
続は、上述の場合には限定されず、十分な耐大気圧を有
し、電子源１とメタルバック８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５の表面への
帯電を防止する程度の表面電導性を有するものであれ
ば、どのような島状金属膜であっても構わない。 【００６５】以上説明した画像形成装置の駆動方法につ
いて、図１３〜図１６を用いて説明する。図１３は、参
考例１の表示装置を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ため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。図中、表示パネル１７
０１は前述したように製造され、動作する装置である。
また、走査回路１７０２は表示ラインを操作し、制御回
路１７０３は走査回路は入力する信号などを生成する。
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。 【００６６】以下、図１３の装置各部の機能を詳しく説
明する。まず表示パネル１７０１は、端子Ｄｏｘ1〜Ｄ
ｏｘm及び端子Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙn、および高圧端子Ｈｖ
を介して外部の電気信号と接続されている。このうち、
端子Ｄｏｘ1〜Ｄｏｘmには、表示パネル１７０１内に設
けられている電子源、すなわちｍ行ｎ列の行列上にマト
リクス配線された電子放出素子群を一行（ｎ素子）ずつ
順次駆動して行くための走査信号が印加される。 【００６７】一方、端子Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnには、前記走
査信号により選択された１行の電子放出素子の各素子の
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、例えば５
（ｋＶ）の直流電圧が供給されるが、これは電子放出素
子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ための加速電圧である。 【００６８】次に、走査回路１７０２について説明す
る。同回路１７０２は、内部にｍ個のスイッチング素子
（図中、Ｓ1〜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０ｖ（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Ｄｏｘ1〜Ｄｏｘmと電
気的に接続するものである。Ｓ1〜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、実際には例えばＦＥＴのよ
うなスイッチング素子を組み合わせることにより容易に
構成することが可能である。 【００６９】なお、前記直流電圧源Ｖxは、本参考例１
の場合には図１０に例示した電子放出素子の特性（この
場合、電子放出しきい値電圧Ｖthが８ｖ）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Ｖth電圧以下となるよう、７ｖの一定電圧を出力
するよう設定されている。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わ
れるように各部の動作を整合させる働きを持つものであ
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及び
ＴSFT及びＴMRYの各制御信号を発生する。 【００７０】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
（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、よく知られるように、垂直同期信号と垂直同期信
号よりなるが、ここでは説明の便宜上、ＴSYNC信号とし
て図示する。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信号として表すが、同
信号はシフトレジスタ１７０４に入力される。 【００７１】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かえることも
できる。 【００７２】シリアル／パラレル変換された画像１ライ
ン分のデータは、Ｉｄ1〜Ｉｄnのｎ個の並列信号として
前記シフトレジスタ１７０４より出力される。ラインメ
モリ１７０５は、画像１ライン分のデータを必要時間だ
け記憶するための記憶装置であり、制御回路１７０３よ
り送られる制御信号ＴMRYに従って適宜Ｉｄ1〜Ｉｄnの
内容を記憶する。記憶された内容は、Ｉｄ'1〜Ｉｄ'nと
して出力され、変調信号発生器１７０７に入力される。 【００７３】変調信号発生器１７０７は、前記画像デー
タＩｄ'1〜Ｉｄ'nの各々に応じて、電子放出素子６の各
々を適切に駆動変調するための信号源で、その出力信号
は、端子Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じて表示パネル１７０１
内の電子放出素子１５に印加される。図１０を用いて説
明したように、参考例１に関わる電子放出素子は放出電
流Ｉeに対して以下の基本特性を有している。すなわ
ち、図１０のＩeのグラフから明らかなように、電子放
出には明確なしきい値電圧Ｖth（本参考例１の素子では
８ｖ）があり、しきい値Ｖth以上の電圧を印加されたと
きのみ電子放出が生じる。 【００７４】また、電子放出しきい値Ｖth以上の電圧に
対しては、グラフのように電圧の変化に応じて放出電流
Ｉeも変化してゆく。なお、電子放出素子の構成、製造
方法をかえることにより、電子放出しきい値電圧Ｖthの
値や、印加電圧に対する放出電流の変化の度合が変わる
場合もあるが、いずれにしても以下のようなことがいえ
る。 【００７５】すなわち、本素子にパルス状の電圧を印加
する場合、電子放出しきい値である８ｖ以下の電圧を印
加しても電子放出は生じないが、電子放出しきい値（８
ｖ）以上の電圧を印加する場合には電子ビームが出力さ
れる。以上、図１３に示された各部の機能について述べ
たが、全体動作の説明に移る前に、図１４〜図１６を用
いて前記表示パネル１７０１の動作に付いて詳しく説明
しておく。 【００７６】図示の便宜上、表示パネルの画素数を６×
６（すなわちｍ＝ｎ＝６）として説明するが、実際に用
いる表示パネル１７０１はこれよりもはるかに多数の画
素を備えたものであることは言うまでもない。図１４に
示すのは、６行６列の行列状に電子放出素子６をマトリ
クス配線した電子源であり、説明上、各素子を区別する
ためにＤ（１，１），Ｄ（１，２），Ｄ（６，６）のよ
うに（Ｘ，Ｙ）座標で位置を示している。 【００７７】このような電子源を駆動して画像を表示し
ていく際には、Ｘ軸と平行な１ラインを単位として、ラ
イン順次に画像を形成していく方法をとっている。画像
の１ラインに対応した電子放出素子６を駆動するには、
Ｄｏｘ1〜Ｄｏｘ6のうち表示ラインに対応する行の端子
に０ｖを、それ以外の端子には７ｖを印加する。それと
同期して、当該ラインの画像パターンに従ってＤｏｙ1
〜Ｄｏｙ6の各端子に変調信号を印加する。 【００７８】例えば、図１５に示すような画像パターン
を表示する場合を例にとって説明する。そこで、図１５
の画像のうち、例えば第３ライン目を発光させる期間中
を例にとって説明する。図１６は、前記画像の第３ライ
ン目を発光させる間に、端子Ｄｏｘ1〜Ｄｏｘ6、および
端子Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙ6を通じて電子源に印加する電圧値
を示したものである。同図から明らかなように、Ｄ
（２，３），Ｄ（３，３），Ｄ（４，３）の各電子放出
素子には、電子放出のしきい値電圧８ｖを越える１４ｖ
（図中、黒塗りで示す素子）が印加されて電子ビームが
出力される。一方、上記３素子以外は７ｖ（図中、斜線
で示す素子）もしくは０ｖ（図中、白抜きで示す素子）
が印加されるが、これは電子放出のしきい値電圧８ｖ以
下であるため、これらの素子からは電子ビームは出力さ
れない。 【００７９】同様の方法で、他のラインについても図１
５の表示パターンに従って電子源を駆動していくが、第
１ラインから順次１ラインずつ駆動してゆくことにより
１画面の表示が行われ、これを毎秒６０画面の速さで繰
り返すことにより、ちらつきのない画像表示が可能であ
る。なお、以上の説明では階調の表示に関して触れてい
ないが、階調表示は例えば、素子に印加する電圧のパル
ス幅を変えることによって行なうことができる。 【００８０】〈電子軌道のずれ〉以上説明した装置構成
および駆動方法に基づき、各電子放出素子１５には、容
器外端子Ｄｏｘ1〜Ｄｏｘm、Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じて
電圧を印加すると、電子放出部２３から電子が放出され
る。それと同時にメタルバック８（或は不図示の透明電
極）に高圧端子Ｈｖを通じて数ｋＶ以上の高圧を印加し
て電子放出部２３から放出された電子を加速し、フェー
スプレート３の内面に衝突させる。これにより、蛍光膜
７の蛍光体７ａが励起されて発光し、画像が表示され
る。 【００８１】この様子を図１７および図１８に示す。図
１７および図１８は、それぞれ図２に示した画像形成装
置における電子および後述の散乱粒子の発生状況を説明
するための図であり、図１７はＹ方向から見た図、図１
８はＸ方向から見た図である。すなわち図１７に示すよ
うに、電子源１の素子電極１６，１７に電圧Ｖfを印加
することにより電子放出部２３から放出された電子は、
高電位側の素子電極１７の方にずれて２５ｔで示した放
物線軌跡をとって飛翔する。このずれは、放出電子はフ
ェースプレート３上のメタルバック８上に印加された加
速電圧Ｖaにより加速されるものの、素子電極１７が高
電位であるために、電子源１の面に対する電子放出部２
３からの法線に対してずれるものである。このため、蛍
光膜７の発光部中心は電子源１の面に対する電子放出部
２３からの法線上からずれることになる。このような放
射特性は、電子源１に平行な面内での電位分布が、電子
放出部２３に対して非対称になることによるものと考え
られる。 【００８２】電子源１から放出された電子がフェースプ
レート３の内面に達すると蛍光膜７の発光現象が起こ
る。しかし、放出された電子のなかで、フェースプレー
ト３の内面に達する以外に、蛍光膜７への電子に衝突し
たり、確率は低いが真空中の残留ガスへの電子に衝突し
たりするものがある。これらの衝突現象により、ある確
率で散乱粒子（イオン、２次電子、中性粒子等）が発生
し、これらの散乱粒子は、例えば図２３中の２６ｔで示
すような軌跡で外囲器１０内を飛翔すると考えられる。 【００８３】図２に示した画像形成装置においてスペー
サ５上に島状金属膜５ｂを形成した場合としない場合と
の比較実験においては、発明者らは、島状金属膜５ｂを
形成しないと、スペーサ５の近傍に位置する蛍光膜７上
の発光位置（電子の衝突位置）や発光形状が設計値から
ずれる場合が生ずることを見出する。特に、カラー画像
用の画像形成部材を用いた場合は、発光位置ずれと併せ
て、輝度低下や色ずれの発生も見られる場合があった。 【００８４】この現象の主な原因として、島状金属膜５
ｂを形成されていないと、スペーサ５の絶縁性基材５ａ
の露出した部分に上記散乱粒子の一部が衝突し、上記露
出部分が帯電することにより、上記露出部の近傍では電
場が変化して電子軌道のずれが生じ、蛍光体の発光位置
や発光形状の変化が引き起こされるものと考えられる。 【００８５】また、上記蛍光体の発光位置、形状の変化
の状況から、上記露出部には主に正電荷が蓄積している
こともわかった。この原因としては、散乱粒子のうちの
正イオンが付着帯電すること、あるいは散乱粒子が上記
露出部に衝突するときに発生する２次電子放出により正
の帯電が起きることなどが考えられる。一方、図２に示
したようなスペーサ５上に島状金属膜５ｂを形成した参
考例１の画像形成装置においては、スペーサ５の近傍に
位置する蛍光膜７上の発光位置（電子の衝突位置）や発
光形状は設計値通りであることが確認された。この理由
は、スペーサ５の露出した部分に帯電粒子が付着して
も、島状金属膜５ｂを流れる電流（実際には、電子或い
は正孔）の一部と電気的に中和して、上記露出部に電荷
が生じても直ちに帯電が解消するためと考えられる。 【００８６】通常、電子放出素子１５の一対の素子電極
１６，１７間の印加電圧Ｖfは１２〜１６Ｖ程度、メタ
ルバック８と電子放出素子１５との距離ｄは２mm〜８mm
程度、メタルバック８と電子放出素子１５間の電圧Ｖa
は１ｋＶ〜１０ｋＶ程度である。以上述べた構成は、画
像表示等に用いられる好適な画像形成装置を作製する上
で必要な概略構成であり、例えば各部材の材料や配置
等、詳細な部分は上述内容に限定されるものではなく、
画像形成装置の用途に適するように適宜選択する。 【００８７】〈実験例１〉実験例１の画像形成装置は次
のようにして構成する。まず、未フォーミングの電子源
１をリアプレート２に固定する。次に、Ｐtからなる島
状金属膜５ｂを、ソーダライムガラスからなる絶縁性基
材５ａの表面のうち、外囲器１０内に露出する４つの面
に成膜する。そして、島状金属膜５ｂを成膜したスペー
サ５（高さ５mm、板厚２００μｍ、長さ２０mm）を、電
子源１上に等間隔でＸ方向配線１２と平行に固定する。
その後、電子源１の５mm上方に、フェースプレート３を
支持枠４を介し配置し、リアプレート２、フェースプレ
ート３、支持枠４およびスペーサ５の接合部を固定す
る。 【００８８】電子源１とリアプレート２の接合部、リア
プレート２と支持枠４の接合部、およびフェースプレー
ト３と支持枠４の接合部は、フリットガラス（不図示）
を塗布し、大気中で４００℃〜５００℃で１０分以上焼
成することで封着する。また、スペーサ５は、電子源１
側ではＸ方向配線１２（線幅３００μｍ）上において、
またフェースプレート３側では黒色導電材７ｂ（線幅３
００μｍ）上において、金属等の導電材を混合した導電
性フリットガラス（不図示）を介して配置し、大気中で
４００℃〜５００℃で１０分以上焼成する。これによ
り、封着及び電気的な接続が実現される。 【００８９】スペーサ５は、清浄化したソーダライムガ
ラスからなる絶縁性基材５ａ上に、島状金属膜５ｂを真
空成膜法により形成し作製する。なお、本参考例１で用
いた島状金属膜は、スパッタリング装置を用いてアルゴ
ン雰囲気中で白金ターゲットをスパッタリングすること
により作製する。なお、作製した島状金属膜の膜厚はお
よそ１nmであり、シート抵抗は１×１０9Ω／□であ
る。 【００９０】画像形成部材であるところの蛍光膜７は、
図１１に示すような、各色蛍光体７ａがＹ方向に延びる
ストライプ形状を採用し、黒色導電材７ｂとしては各色
蛍光体７ａ間だけでなく、Ｙ方向の画素間を分離しかつ
スペーサ５を設置する為の部分を加えた形状を用いる。
先に黒色導電材７ｂを形成し、その間隙部に各色部に各
色蛍光体７ａを塗布して、蛍光膜７を作製する。ブラッ
クストライプの材料として通常良く用いられている黒鉛
を主成分とする材料を用いる。ガラス基板６に蛍光体７
ａを塗布する方法はスラリー法を用いる。 【００９１】また、蛍光膜７の内面側に設けられるメタ
ルバック８は、蛍光膜７の作製後、蛍光膜７の内面側表
面の平滑化処理（通常「フィルミング」と呼ばれる）を
行ない、その後、Ａｌを真空蒸着することで作製する。
フェースプレート３には、さらに蛍光膜７の導電性を高
めるため、蛍光膜７の外面側に透明電極が設けられる場
合もあるが、本実験例１では、メタルバックのみで十分
な導電性が得られたので省略する。 【００９２】前述の封着を行う際、各色蛍光体と電子放
出素子とを対応させなくてはいけないため、リアプレー
ト２、フェースプレート３およびスペーサ５は十分な位
置合せを行った。以上のようにして完成した外囲器１０
内の雰囲気を排気管（不図示）を通じ真空ポンプにて排
気し、十分な真空度に達した後、容器外端子Ｄｏｘ1〜
ＤｏｘmとＤｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じ電子放出素子１５の
素子電極１６，１７間に電圧を印加し、電子放出部形成
用薄膜１８を通電処理（フォーミング処理）することに
より電子放出部２３を形成する。フォーミング処理は、
図８に示した波形の電圧を印加することにより行う。 【００９３】次に、１０-6Torr程度の真空度で、不図示
の排気管をガスバーナーで熱することで溶着し外囲器１
０の封止を行う。最後に、封止後の真空度を維持するた
めにゲッター処理を行う。以上のように完成した画像形
成装置において、各電子放出素子１５には、容器外端子
Ｄｏｘ1〜Ｄｏｘm，Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じ、走査信号
及び変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加
することにより電子を放出させ、メタルバック８には、
高圧端子Ｈｖを通じて高圧を印加することにより放出電
子ビームを加速し、蛍光膜７に電子を衝突させ、蛍光体
を励起・発光させることで画像を表示する。なお、高圧
端子Ｈｖへの印加電圧Ｖaは３ｋＶ〜１０ｋＶ、素子電
極１６，１７間へ印加電圧Ｖfは１４Ｖとする。 【００９４】このとき、スペーサ５に近い位置にある電
子放出素子１５からの放出電子による発光スポットも含
め、２次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮
明で色再現性のよいカラー画像表示ができた。このこと
は、スペーサ５を設置しても、金属膜５ｂがあることに
より電子軌道に影響を及ぼすような電解の乱れは発生し
なかったことを示している。 【００９５】〈実験例２〉実験例２において実験例１と
異なるのは、スペーサ５の島状金属膜５ｂとして厚さ
０．７nmのＡｕを、電子ビームを用いたイオンプレーテ
ィング法によってアルゴン雰囲気中で成膜した点であ
る。このとき、島状金属膜５ｂの表面抵抗値は、約１０
12［Ω／□］であった。 【００９６】上記スペーサ５を用いた画像形成装置にお
いて、各電子放出素子１５には、容器外端子Ｄｏｘ1〜
Ｄｏｘm、Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じ、走査信号及び変調
信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加すること
により電子を放出させ、メタルバック８には、高圧端子
Ｈｖを通じて高圧を印加することにより放出電子ビーム
を加速し、蛍光膜７に電子を衝突させ、蛍光体を励起・
発光させることで画像を表示する。 【００９７】なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖaは３
ｋＶ〜１０ｋＶ、素子電極１６，１７間へ印加電圧Ｖf
は１４Ｖとする。このとき、島状金属膜５ｂのないスペ
ーサ５を用いた比較実験用の画像形成装置の場合との比
較から、帯電防止効果が得られていることが確認でき
た。 〈実験例３〉実験例３で実験例１と異なるのは、スペー
サ５の島状金属膜５ｂとして厚さ１０nmのＮｉ−Ｂ合金
を無電解メッキ法にて折出させた点にある。 【００９８】このときＮｉの島状金属膜は、硫酸ニッケ
ル、マロン酸、ジメチルアミンボラン、アンモニア水よ
りなるニッケルメッキ浴を用いて、スペーサを浸漬する
ことにより作製する。また、この時の島状金属膜５ｂの
表面抵抗値は約１０7［Ω／□］であった。なお、フェ
ースプレート３においてメタルバック８を設けず、代わ
りにガラス基板６と蛍光膜の間にＩＴＯからなる透明電
極を設けた。 【００９９】上記スペーサ５を用いた画像形成装置にお
いて、各電子放出素子１５には、容器外端子Ｄｏｘ1〜
Ｄｏｘm、Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じ、走査信号及び変調
信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加すること
により電子を放出させ、メタルバック８には、高圧端子
Ｈｖを通じて高圧を印加することにより放出電子ビーム
を加速し、蛍光膜７に電子を衝突させ、蛍光体を励起・
発光させることで画像を表示する。 【０１００】なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖaは１
ｋＶ以下、素子電極１６，１７間へ印加電圧Ｖfは１４
Ｖとする。このとき、スペーサ５に近い位置にある電子
放出素子１５からの放出素子による発光スポットも含
め、２次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮
明で色再現性のよりカラー画像表示ができた。このこと
は、スペーサ５を設置しても電子軌道に影響を及ぼすよ
うな電解の乱れは発生しなかったことを示している。 【０１０１】〈実験例４〉実験例４で実験例１と異なる
のは、スペーサ５の島状金属膜５ｂとしてテトラメチル
すずをスプレー法を用いてスペーサ５に塗布し、水素還
元雰囲気中で焼成することにより、島状の金属膜を形成
する。なお、この時の膜圧はおよそ１１nmで表面抵抗値
は、約１０5［Ω／□］であった。なお、フェースプレ
ート３においてメタルバック８を設けず、代わりにガラ
ス基板６と蛍光膜の間にＩＴＯ膜からなる透明電極を設
けた。さらに、蛍光体７ａとして低速電子線用の蛍光体
を用いた。 【０１０２】上記スペーサ５を用いた画像形成装置にお
いて、各電子放出素子１５には、容器外端子Ｄｏｘ1〜
Ｄｏｘm、Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じ、走査信号及び変調
信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加すること
により電子を放出させ、メタルバック８には、高圧端子
Ｈｖを通じで高圧を印加することにより放出電子ビーム
を加速し、蛍光膜７に電子を衝突させ、蛍光体を励起・
発光させることで画像を表示する。なお、高圧端子Ｈｖ
への印加電圧Ｖaは１００Ｖ前後、素子電極１６，１７
間へ印加電圧Ｖfは１４Ｖとする。 【０１０３】このとき、スペーサ５に近い位置にある電
子放出素子１５からの放出電子による発光スポットも含
め、２次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮
明で色再現性のよいカラー画像表示ができた。このこと
は、スペーサ５を設置しても電子軌道に影響を及ぼすよ
うな電界の乱れは発生しなかったことを示している。 〈参考例１の効果〉 以上説明した参考例１及びその実験例の画像形成装置に
おいては次のような効果を有する。 ：まず、防止すべき帯電はスペーサ５の表面で発生す
るので、スペーサ５としてはその表面部でのみ帯電防止
機能を持てば十分である。従って、本参考例１では、ス
ペーサ５をなす部材として、絶縁性基材５ａを用い、絶
縁性基材５ａの島状金属膜５ｂを形成する。これによ
り、スペーサ５の表面での帯電を中和するには十分な抵
抗値を持ち、かつ装置全体の消費電力を極端に増加させ
ない程度のリーク電流量に留めたスペーサ５を実現でき
た。すなわち、表面伝導型の電子放出素子１５のような
冷陰極の特徴である発熱の少なさを損なうことなく、薄
型・大面積の画像形成装置が得られた。 ：次に、スペーサ５の形状として、電子源１及びフェ
ースプレート３の法線方向に対して、その断面形状が一
様である平板状のものを採用したので、スペーサ５自体
によって電界が乱れることはない。従って、スペーサ５
が電子放出素子１５からの電子軌道を遮らない限り、ス
ペーサ５と電子放出素子１５を近接して配置できるの
で、スペーサ５と直交するＸ方向に対して電子放出素子
１５を高密度に配置できた。しかも、リーク電流は断面
の大部分を占める絶縁性基材５ａには流れないので、電
子源１または、フェースプレート３に対してスペーサ５
を尖状にして接合を行うなどの工夫をしなくても少ない
リーク電流に抑えることができた。 ：また、平板状のスペーサ５を、電子放出素子１５か
らのＸ方向にずれる電子軌道に沿ってＸＺ平面と平行に
配置したので、スペーサ５に電子軌道を遮られることな
くスペーサ５と平行なＸ方向に対して電子放出素子１５
を高密度に配置できた。 ：また、各スペーサ５は、電子源１側では１本のＸ方
向配線１２上に電気的に接続されており、電子源１上の
配線間での不要な電気的結合を避けることができた。 ：また、所望の島状金属膜５ｂを設けることで以上の
効果を示し、帯電を防止するための複雑な付加構造を必
要としない本発明のスペーサ５を、本出願人の提案によ
る表面伝導型の電子放出素子１５による単純マトリクス
型の電子源１を用いた画像形成装置に適用することによ
り、簡単な装置構成でありながら高品位な画像を形成で
きる薄型・大面積の画像形成装置を提供できた。 【０１０４】〈参考例２〉 この参考例２の画像形成装置の参考例１との違いは、Ｘ
方向配線１２とＹ方向配線１３の作製順序を逆にすると
同時に、スペーサ５をＹ方向配線１３上に設置した点に
ある。また、蛍光膜７は図１１に示した形状のものを採
用する。図１９は、本発明の画像形成装置の参考例２の
一部を破断した斜視図であり、図２５は、図１９に示し
た画像形成装置の要部断面図（Ｃ−Ｃ’断面の一部）で
ある。 【０１０５】図１９及び図２０において、リアプレート
２には、複数の電子放出素子１５がマトリクス状に配置
された電子源１が固定されている。電子源１には、ガラ
ス基板６の内面に蛍光膜７と加速電極であるメタルバッ
ク８が形成された、画像形成部材としてのフェースプレ
ート３が、絶縁性材料からなる支持枠４を介して対向配
置されており、電子源１とメタルバック８の間には不図
示の電源により高電圧が印加される。これらリアプレー
ト２、支持枠４及びフェースプレート３は互いにフリッ
トガラス等で封着され、リアプレート２と支持枠４とフ
ェースプレート３とで外囲器１０を構成する。また、耐
大気圧構造体として、外囲器１０の内部には薄板状のス
ペーサ５が設けられている。スペーサ５は絶縁性基材５
ａの表面に島状金属膜５ｂ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、Ｙ方向に平行に配置され、外囲器１０内
の内面および電子源１の表面にフリットガラス等で封着
される。また、島状金属膜５ｂはフェースプレート３の
内面及び電子源１の表面（Ｙ方向配線１３）に電気的に
接続されている。 【０１０６】図２１は、図１９に示した画像形成装置の
電子源１の要部平面図であり、図２２は、図２１に示し
た電子源１のＤ−Ｄ’線断面図である。図２１及び図２
２に示すように、ガラス基板等からなる絶縁性基板１１
には、ｍ本のＸ方向配線１２とｎ本のＹ方向配線１３と
が、層間絶縁層１４（図２１では不図示）で電気的に分
離されてマトリクス状に配線されている。各Ｘ方向配線
１２と各Ｙ方向配線１３との間には、それぞれ電子放出
素子１５が電気的に接続されている。各電子放出素子１
５は、それぞれＸ方向に間をおいて配置された１対の素
子電極１６，１７と各素子電極１６，１７を連絡する電
子放出部形成用薄膜１８とで構成され、１対の素子電極
１６，１７のうち一方の素子電極１７がＹ方向配線１３
に電気的に接続され、他方の素子電極１６が、層間絶縁
層１４に形成されたコンタクトホール１４ａを介してＸ
方向配線１２に電気的に接続される。Ｘ方向配線１２と
Ｙ方向配線１３は、それぞれ図１９に示した外部端子Ｄ
ｏｘ1〜ＤｏｘmとＤｏｙ1〜Ｄｏｙnとして外囲器１０の
外部に引き出されている。 【０１０７】以下、この参考例２について、いくつかの
実験例を挙げて説明する。実験例１ 本実験例では、まず、未フォーミングの電子源１をリア
プレート２に固定する。次に、Ｉｒからなる島状金属膜
５ｂをソーダライムガラスからなる絶縁性基材５ａの表
面のうち、外囲器１０内に露出する４面に島状金属膜５
ｂを成膜する。さらに、スペーサ５（高さ５mm、板厚２
００μｍ、長さ２０mm）を、電子源１上に等間隔でＹ方
向配線１３と平行に固定する。その後、電子源１の５mm
上方に、フェースプレート３を支持枠４を介し配置し、
リアプレート２、フェースプレート３、支持枠４および
スペーサ５の接合部を固定する。 【０１０８】画像形成部材であるところの蛍光膜７は、
図１１に示した形状のものを採用し、Ｙ方向に延びるス
トライプ形状の各色蛍光体７ａと各色蛍光体７ａ間に位
置するストライプ形状の黒色導電材７ｂを用いた。先に
黒色導電材７ｂを形成し、その間隙部に各色蛍光体７ａ
を塗布して、蛍光膜７を作製する。ブラックストライプ
の材料として通常良く用いられている黒鉛を主成分とす
る材料を用いた。ガラス基板６に蛍光体７ａを塗布する
方法はスラリー法を用いた。 【０１０９】電子源１とリアプレート２の接合部、リア
プレート２と支持枠４の接合部、およびフェースプレー
ト３と支持枠４の接合部は、フリットガラス（不図示）
を塗布し、大気中で４００℃〜５００℃で１０分以上焼
成することで封着する。また、スペーサ５は、電子源１
側ではＹ方向配線１３（線幅３００μｍ）上に、フェー
スプレート３側では黒色導電材７ｂ（線幅３００μｍ）
上に、金属等の導電材を混合した導電性フリットガラス
（不図示）を介して配置し、大気中で４００℃〜５００
℃で１０分以上焼成することで、封着しかつ電気的な接
続も行った。 【０１１０】スペーサ５は、清浄化したソーダライムガ
ラスからなる絶縁性基材５ａ上に、島状金属膜５ｂとし
て厚さ１．２nmのイリジウムをスパッタリングにより形
成する。このとき、島状金属膜５ｂの表面抵抗値は約１
０9［Ω／□］であった。以上のように構成された画像
形成装置において、各電子放出素子１５には、容器外端
子Ｄｏｘ1〜Ｄｏｘm、Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じ、走査信
号及び変調信号を不図示の信号手段よりそれぞれ印加す
ることにより電子を放出させ、メタルバック８には、高
圧端子Ｈｖを通じて高圧を印加することにより放出電子
ビームを加速し、蛍光膜７に電子を衝突させ、蛍光体を
励起・発光させることで画像を表示する。 【０１１１】なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖaは３
ｋＶ〜１０ｋＶ、素子電極１６，１７間へ印加電圧Ｖf
は１４Ｖとする。この時、スペーサ５に近い位置にある
電子放出素子１５からの放出電子による発光スポットも
含め、２次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、
鮮明で色再現性のよいカラー画像表示ができた。このこ
とは、スペーサ５を設置しても電子軌道に影響を及ぼす
ような電界の乱れは発生しなかったことを示している。 【０１１２】実験例２ 実験例２が参考例２の実験例１と異なるのは、スペーサ
５の島状金属膜５ｂとしてＴａを２nmの厚さに形成した
点である。なお、Ｔａの島状金属膜はアルゴンプラズマ
を用いたスパッタリング法により形成する。このとき、
Ｔａにより構成される島状金属膜５ｂの表面抵抗値は、
約１０8［Ω／□］であった。 【０１１３】上記スペーサ５を用いた画像形成装置にお
いて、各電子放出素子１５には、容器外端子Ｄｏｘ1〜
Ｄｏｘm、Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じ、走査信号及び変調
信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加すること
により電子を放出させ、メタルバック８には、高圧端子
Ｈｖを通じて高圧を印加することにより放出電子ビーム
を加速し、蛍光膜７に電子を衝突させ、蛍光体を励起・
発光させることで画像を表示する。 【０１１４】なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖaは３
ｋＶ〜１０ｋＶ、素子電極１６，１７間へ印加電圧Ｖf
は１４Ｖとする。このとき、島状金属膜５ｂのないスペ
ーサ５を用いた比較実験用の画像形成装置の場合との比
較から、帯電防止効果が得られていることが確認でき
た。実験例３ 実験例３が実験例１と異なるのは、スペーサ５の島状金
属膜５ｂとしてＭｏを１．５nmの厚さに形成した点であ
る。なお、Ｍｏの島状金属膜はアルゴンプラズマを用い
たスパッタリング法により形成する。このとき、Ｍｏに
より構成される島状金属膜５ｂの表面抵抗値は、約１０
8［Ω／□］であった。 【０１１５】なお、フェースプレート３においてメタル
バック８を設けず、代わりにガラス基板６と蛍光膜の間
にＩＴＯ膜からなる透明電極を設けた。上記スペーサ５
を用いた画像形成装置において、各電子放出素子１５に
は、容器外端子Ｄｏｘ1〜Ｄｏｘm、Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを
通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段よ
りそれぞれ印加することにより電子を放出させ、メタル
バック８には、高圧端子Ｈｖを通じて高圧を印加するこ
とにより放出電子ビームを加速し、蛍光膜７に電子を衝
突させ、蛍光体を励起・発光させることで画像を表示す
る。なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖaは１ｋＶ以
下、素子電極１６，１７間へ印加電圧Ｖfは１４Ｖとす
る。 【０１１６】このとき、スペーサ５に近い位置にある電
子放出素子１５からの放出素子による発光スポットも含
め、２次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮
明で色再現性のよりカラー画像表示ができた。このこと
は、スペーサ５を設置しても電子軌道に影響を及ぼすよ
うな電解の乱れは発生しなかったことを示している。実験例４ 実験例４が実験例１と異なるのは、スペーサ５の島状金
属膜５ｂとしてＡｇを１nmの厚さに形成した点である。
なお、Ａｇの島状金属膜は電子ビーム蒸着法を用いて形
成する。このとき、Ａｇにより構成される島状金属膜５
ｂの表面抵抗値は約１０7［Ω／□］であった。 【０１１７】なお、フェースプレート３においてメタル
バック８を設けず、代わりにガラス基板６と蛍光膜の間
にＩＴＯ膜からなる透明電極を設けた。さらに、蛍光体
７ａとして低速電子線用の蛍光体を用いた。上記スペー
サ５を用いた画像形成装置において、各電子放出素子１
５には、容器外端子Ｄｏｘ1〜Ｄｏｘm、Ｄｏｙ1〜Ｄｏ
ｙnを通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生
手段よりそれぞれ印加することにより電子を放出させ、
メタルバック８には、高圧端子Ｈｖを通じで高圧を印加
することにより放出電子ビームを加速し、蛍光膜７に電
子を衝突させ、蛍光体を励起・発光させることで画像を
表示する。 【０１１８】なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖaは１
００Ｖ前後、素子電極１６，１７間へ印加電圧Ｖfは１
４Ｖとする。このとき、スペーサ５に近い位置にある電
子放出素子１５からの放出電子による発光スポットも含
め、２次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮
明で色再現性のよいカラー画像表示ができた。このこと
は、スペーサ５を設置しても電子軌道に影響を及ぼすよ
うな電界の乱れは発生しなかったことを示している。 【０１１９】〈参考例１、２の効果〉 以上説明した参考例１、参考例２及びそれらの実験例の
画像形成装置においては、次のような効果を有する。 ：まず、防止すべき帯電はスペーサ５の表面で発生す
るので、スペーサ５としてはその表面部でのみ帯電防止
機能を持てば十分である。従って、本参考例では、スペ
ーサ５をなす部材として、絶縁性基材５ａを用い、絶縁
性基材５ａの島状金属膜５ｂを形成する。これにより、
スペーサ５の表面での帯電を中和するには十分な抵抗値
を持ち、かつ装置全体の消費電力を極端に増加させない
程度のリーク電流量に留めたスペーサ５を実現できた。
すなわち、表面伝導型の電子放出素子１５のような冷陰
極の特徴である発熱の少なさを損なうことなく、薄型・
大面積の画像形成装置が得られた。 ：次に、スペーサ５の形状として、電子源１及びフェ
ースプレート３の法線方向に対して、その断面形状が一
様である平板状のものを採用したので、スペーサ５自体
によって電界が乱れることはない。従って、スペーサ５
が電子放出素子１５からの電子軌道を遮らない限り、ス
ペーサ５と電子放出素子１５を近接して配置できるの
で、スペーサ５と直交するＹ方向に対して電子放出素子
１５を高密度に配置できた。しかも、リーク電流は断面
の大部分を占める絶縁性基材５ａには流れないので、電
子源１または、フェースプレート３に対してスペーサ５
を尖状にして接合を行うなどの工夫をしなくても少ない
リーク電流に抑えることができた。 ：また、蛍光膜７は、図１１に示した形状のものを採
用し、Ｙ方向に延びるストライプ形状の各色蛍光体７ａ
と各色蛍光体７ａの間に位置するストライプ形状の黒色
導電材７ｂを用いたので、電子放出素子１５をＹ方向に
項密度に配置しても、表示画像の輝度を損なうことがな
かった。 ：また、各スペーサ５は、電子源１側では１本のＸ方
向配線１２上に電気的に接続されており、電子源１上の
配線間での不要な電気的結合を避けることができた。 ：また、所望の島状金属膜５ｂを設けることで以上の
効果を示し、帯電を防止するための複雑な付加構造を必
要としないスペーサ５を、本出願人の提案による表面伝
導型の電子放出素子１５による単純マトリクス型の電子
源１を用いた画像形成装置に適用することにより、簡単
な装置構成でありながら高品位な画像を形成できる薄型
・大面積の画像形成装置を提供できた。 【０１２０】〈参考例３〉 次に説明する参考例３の、前述の参考例１に対する違い
は柱状のスペーサを用いた点にある。図２３は、本発明
の画像形成装置の参考例３の一部を破断した斜視図であ
り、図２４は、図２３に示した画像形成装置の要部断面
図（Ｅ−Ｅ’断面の一部）である。 【０１２１】図２３及び図２４において、リアプレート
２には、複数の電子放出素子１５がマトリクス状に配置
された電子源１が固定されている。電子源１には、ガラ
ス基板６の内面に蛍光膜７と加速電極であるメタルバッ
ク８が形成された、画像形成部材としてのフェースプレ
ート３が、絶縁性材料からなる支持枠４を介して対向配
置されており、電子源１とメタルバック８の間には不図
示の電源により高電圧が印加される。これらリアプレー
ト２、支持枠４及びフェースプレート３は互いにフリッ
トガラス等で封着され、リアプレート２と支持枠４とフ
ェースプレート３とで外囲器１０を構成する。 【０１２２】また、耐大気圧構造体として、外囲器１０
の内部には柱状のスペーサ５が設けられている。スペー
サ５は絶縁性基材５ａの表面に半導電性の薄膜５ｂ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、外囲器
１０の内面および電子源１の表面にフリットガラス等で
封着される。また、島状金属膜５ｂはフェースプレート
３の内面及び電子源１の表面（Ｘ方向配線１２）に電気
的に接続されている。 【０１２３】実験例１ 参考例３ の実験例１では、まず、未フォーミングの電子
源１をリアプレート２に固定する。次に、Ｃｒからなる
島状金属膜５ｂをソーダライムガラスからなる絶縁性基
材５ａの表面のうち、外囲器１０内に面に島状金属膜５
ｂを成膜した円柱状のスペーサ５（高さ５mm、半径１０
０μｍ）を、電子源１上に等間隔で固定する。その後、
電子源１の５mm上方に、フェースプレート３を支持枠４
を介し配置し、リアプレート２、フェースプレート３、
支持枠４およびスペーサ５の接合部を固定する。 【０１２４】なお、スペーサ５の島状金属膜５ｂとして
Ｃｒを０．８nmの厚さに形成する。なお、Ｃｒの島状金
属膜は抵抗加熱蒸着法を用いて形成する。このとき、Ｃ
ｒにより構成される島状金属膜５ｂの表面抵抗値は約１
０9［Ω／□］であった。電子源１とリアプレート２の
接合部、リアプレート２と支持枠４の接合部、およびフ
ェースプレート３と支持枠４の接合部は、フリットガラ
ス（不図示）を塗布し、大気中で４００℃〜５００℃で
１０分以上焼成することで封着する。 【０１２５】スペーサ５は、電子源１側ではＸ方向配線
１２（線幅３００μｍ）上に、フェースプレート３側で
は黒色導電材７ｂ（線幅３００μｍ）上に、金属等の導
電材を混合した導電性フリットガラス（不図示）を介し
て配置し、大気中で４００℃〜５００℃で１０分以上焼
成することで、封着しかつ電気的な接続も行った。スペ
ーサ５は、清浄化したソーダライムガラスからなる絶縁
性基材５ａ上に、半導電性薄膜５ｂとして厚さ１０００
オングストロームの酸化錫を、電子ビーム法を用いたイ
オンプレーティングによってアルゴン・酸素雰囲気中で
成膜する。このとき、島状金属膜５ｂの表面抵抗値は約
１０9［Ω／□］であった。 【０１２６】以上のように構成された画像形成装置にお
いて、各電子放出素子１５には、容器外端子Ｄｏｘ1〜
Ｄｏｘm、Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じ、走査信号及び変調
信号を不図示の信号手段よりそれぞれ印加することによ
り電子を放出させ、メタルバック８には、高圧端子Ｈｖ
を通じて高圧を印加することにより放出電子ビームを加
速し、蛍光膜７に電子を衝突させ、蛍光体を励起・発光
させることで画像を表示する。 【０１２７】なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖaは３
ｋＶ〜１０ｋＶ、素子電極１６，１７間への印加電圧Ｖ
fは１４Ｖとする。まず、防止すべき帯電はスペーサ５
の表面で発生するので、スペーサ５としてはその表面部
でのみ帯電防止機能を持てば十分である。従って、参考
例３では、スペーサ５をなす部材として、絶縁性基材５
ａを用い、絶縁性基材５ａの島状金属膜５ｂを形成す
る。これにより、スペーサ５の表面での帯電を中和する
には十分な抵抗値を持ち、かつ装置全体の消費電力を極
端に増加させない程度のリーク電流量に留めたスペーサ
５を実現できた。すなわち、表面伝導型の電子放出素子
１５のような冷陰極の特徴である発熱の少なさを損なう
ことなく、薄型・大面積の画像形成装置が得られた。 【０１２８】次に、スペーサ５の形状として、電子源１
及びフェースプレート３の法線方向に対して、その断面
形状が一様である柱状のものを採用したので、スペーサ
５自体によって電界が乱れることはない。従って、スペ
ーサ５が電子放出素子１５からの電子軌道を遮らない限
り、スペーサ５と電子放出素子１５を近接して配置でき
るので、スペーサ５と直交するＸ方向に対して電子放出
素子１５を高密度に配置できた。しかも、リーク電流は
断面の大部分を占める絶縁性基材５ａには流れないの
で、電子源１または、フェースプレート３に対してスペ
ーサ５を尖状にして接合を行うなどの工夫をしなくても
少ないリーク電流に抑えることができた。 【０１２９】また、各スペーサ５は、電子源１側では１
本のＸ方向配線１２上に電気的に接続されており、電子
源１上の配線間での不要な電気的結合を避けることがで
きた。また、所望の島状金属膜５ｂを設けることで以上
の効果を示し、帯電を防止するための複雑な付加構造を
必要としない参考例３のスペーサ５を、本出願人の提案
による表面伝導型の電子放出素子１５による単純マトリ
クス型の電子源１を用いた画像形成装置に適用すること
により、簡単な装置構成でありながら高品位な画像を形
成できる薄型・大面積の画像形成装置を提供できた。 【０１３０】〈実施例１〉 この実施例１は、前述の参考例１との比較において、参
考例１と同じスペーサ５を用いている点においては同じ
であるが、更に、支持枠４を電子源１にできるだけ近接
して設置するとともに、支持枠４の内面側に島状金属膜
を形成した点で異なる。 【０１３１】図２５は、本発明の画像形成装置の実施例
１の一部を破断した斜視図であり、図２６は、図２５に
示した画像形成装置の要部断面図（Ｆ−Ｆ’断面の一
部）である。図２５及び図２６において、リアプレート
２には、複数の電子放出素子１５がマトリクス状に配置
された電子源１が固定されている。電子源１には、ガラ
ス基板６の内面に蛍光膜７と加速電極であるメタルバッ
ク８が形成された、画像形成部材としてのフェースプレ
ート３が、支持枠４を介して対向配置されており、電子
源１とメタルバック８の間には、不図示の電源により高
電圧が印加される。これらリアプレート２、支持枠４及
びフェースプレート３は互いにフリットガラス等で封着
され、リアプレート２と支持枠４とフェースプレート３
とで外囲器１０を構成する。また、耐大気圧構造体とし
て、外囲器１０の内部には薄板状のスペーサ５が設けら
れている。 【０１３２】スペーサ５は絶縁性基材５ａの表面に島状
金属膜５ｂ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、
Ｘ方向に平行に配置され、外囲器１０の内面および電子
源１の表面にフリットガラス等で封着される。また、島
状金属膜５ｂはフェースプレート３の内面及び電子源１
の表面（Ｘ方向配線１３）に電気的に接続されている。 【０１３３】支持枠４は絶縁性基材４ａの内面側に島状
金属膜４ｂを成膜した部材からなるもので、外囲器１０
の内面および電子源１の表面にフリットガラス等で封着
される。また、島状金属膜４ｂはリアプレート２の内面
及びフェースプレート３の内面に電気的に接続されてい
る。実験例１ 実施例１ の実験例１では、まず、未フォーミングの電子
源１をリアプレート２に固定する。次に、このＰｔから
なる島状金属膜５ｂをソーダライムガラスからなる絶縁
性基材５ａの表面のうち、外囲器１０内に面に露出する
４面に島状金属膜５ｂを成膜した円柱状のスペーサ５
（高さ５mm、板圧２０μｍ、長さ２０mm）を、電子源１
上に等間隔でＸ方向配線１２と平行に固定する。その
後、電子源１の５mm上方に、フェースプレート３を支持
枠４を介し配置し、リアプレート２、フェースプレート
３、支持枠４およびスペーサ５の接合部を固定する。支
持枠４は、電子源１から放出される電子軌道を遮らない
限り、電子源１の電子放出部１５、及びフェースプレー
ト３の蛍光膜７にできるだけ近づけて配置する。 【０１３４】電子源１とリアプレート２の接合部は、フ
リットガラス（不図示）を塗布し、大気中で４００℃〜
５００℃で１０分以上焼成することで封着する。また、
スペーサ５は、電子源１側ではＸ方向配線１２（線幅３
００μｍ）上に、フェースプレート３側では黒色導電材
７ｂ（線幅３００μｍ）上に、金属等の導電材を混合し
た導電性フリットガラス（不図示）を介して配置し、大
気中で４００℃〜５００℃で１０分以上焼成すること
で、封着しかつ電気的な接続も行った。 【０１３５】また、リアプレート２と支持枠４の接合
部、およびフェースプレート３と支持枠４の接合部も、
金属等の導電材を混合した導電性フリットガラス（不図
示）を介して配置し、大気中で４００℃〜５００℃で１
０分以上焼成することで、封着しかつ電気的な接続も行
った。島状金属膜４ｂは、リアプレート２側では不図示
のアース電位電極に電気的に接続し、フェースプレート
３側では高圧端子Ｈｖに電気的に接続する。 【０１３６】スペーサ５は、清浄化したソーダライムガ
ラスからなる絶縁性基材５ａ上に、島状金属膜５ｂとし
て、Ｔｉを１．５nmの厚さに形成する。なお、Ｔｉの島
状金属膜は抵抗加熱蒸着法を用いて形成する。このこき
Ａｕにより構成される島状金属膜５ｂの表面抵抗値は、
約１０10［Ω／□］であった。支持枠４もスペーサ５同
様に、清浄化したソーダライムガラスからなる絶縁性基
材４ａの内面上に、Ｔｉを１．５nmの厚さに形成する。 【０１３７】画像形成部材であるところの蛍光膜７は、
図１１に示すように、各色蛍光体７ａがＹ方向に延びる
ストライプ形状を採用し、黒色導電材７ｂとしては各色
蛍光体７ａ間だけでなく、Ｙ方向の画素間を分離しかつ
スペーサ５を設置する為の部分を加えた形状を用いた。
先に黒色導電材７ｂを形成し、その間隙部に各色蛍光体
７ａを塗布して、蛍光膜７を作製する。ブラックストラ
イプの材料として通常良く用いられている黒鉛を主成分
とする材料を用いた。ガラス基板６に蛍光体７ａを蛍光
体７ａを塗布する方法はスリラー法を用いた。 【０１３８】また、蛍光膜７の内面側に設けられるメタ
ルバック８は、蛍光膜７の作製後、蛍光膜７の内面側表
面の平滑化処理（通常フィルミングと呼ばれる）を行な
い、その後、Ａｌを真空蒸着することで作製する。フェ
ースプレート３には、さらに蛍光膜７の導電性を高める
ため、蛍光膜７の外面側に透明電極が設けられる場合も
あるが、本実施例では、メタルバックのみで十分な導電
性が得られたので省略する。 【０１３９】前述の封着を行う際、各色蛍光体と電子放
出素子とを対応させなくてはいけないため、リアプレー
ト２、フェースプレート３およびスペーサ５は十分な位
置合わせを行った。以上のようにして完成した外囲器１
０内の雰囲気を排気管（不図示）を通じ真空ポンプにて
排気し、十分な真空度に達した後、容器外端子Ｄｏｘ1
〜ＤｏｘmとＤｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じ電子放出素子１５
の素子電極１６，１７間に電圧を印加し、電子放出部形
成用薄膜１８を通電処理（フォーミング処理）すること
により電子放出部２３を形成する。フォーミング処理
は、図８に示した波形の電圧を印加することにより行っ
た。 【０１４０】次に、１０-6Torr程度の真空度で、不図示
の排気管をガスバーナーで熱することで溶着し外囲器１
０の封止を行った。最後に、封止後の真空度を維持する
ために、ゲッター処理を行った。以上のように完成した
画像形成装置において、各電子放出素子１５には、容器
外端子Ｄｏｘ1〜Ｄｏｘm、Ｄｏｙ1〜Ｄｏｙnを通じ、走
査信号及び変調信号を不図示の信号手段よりそれぞれ印
加することにより電子を放出させ、メタルバック８に
は、高圧端子Ｈｖを通じて高圧を印加することにより放
出電子ビームを加速し、蛍光膜７に電子を衝突させ、蛍
光体を励起・発光させることで画像を表示する。 【０１４１】なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖaは３
ｋＶ〜１０ｋＶ、素子電極１６，１７間へ印加電圧Ｖf
は１４Ｖとする。このとき、スペーサ５及び支持枠４に
近い位置にある電子放出素子１５からの放出電子による
発光スポットも含め、２次元状に等間隔の発光スポット
列が形成され、鮮明で色再現性のよいカラー画像表示が
できた。このことは、スペーサ５を設置しかつ支持枠４
を電子源１に近接して配置しても、電子軌道に影響を及
ぼすような電界の乱れは発生しなかったことを示してい
る。 【０１４２】以上説明した実施例１及びその実験例の画
像形成装置においては、参考例１で示した効果に加え
て、更に次のような効果を有する。 ：まず、防止すべき帯電は電子源１に近接して配置し
た支持枠４の表面で発生するので、支持枠４としてはそ
の表面部でのみ帯電防止機能を持てば十分である。従っ
て、支持枠４をなす部材として、絶縁性基材４ａを用
い、絶縁性基材４ａの表面に島状金属膜４ｂを形成す
る。これにより、スペーサ４の表面での帯電を中和する
には十分な抵抗値を持ち、かつ装置全体の消費電力を極
端に増加させない程度のリーク電流量に留めた支持枠４
をを実現できた。すなわち、表面伝導型の電子放出素子
１５のような冷陰極の特徴である発熱の少なさを損なう
ことなく、薄型・大面積の画像形成装置が得られた。 ：また、上述の支持枠４を用いることにより、画像表
示領域の外側の部分を小さくできるので、装置全体を小
型化できた。 【０１４３】〈実施例２〉 図２７は、本発明の画像形成装置に、例えはテレビジョ
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画像表示装置の一
例を示すための図である。尚、本表示装置は、例えばテ
レビジョン信号のように映像情報と音声情報の両方を含
む信号を受信する場合には、当然映像の表示と同時に音
声を再生するものであるが、本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等については説明を省略する。 【０１４４】以下、画像信号の流れに沿って各部を説明
したゆく。まず、ＴＶ信号受信回路５１３は、例えば電
波や空間光通信などのようｎ無線伝送系を用いて伝送さ
れるＴＶ画像信号を受信するための回路である。受信す
るＴＶ信号の方式は特に限られるものではなく、例え
ば、ＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式などの
諸方式でも良い。また、これらよりさらに多数の走査線
よりなるＴＶ信号（例えばＭＵＳＥ方式を始めとするい
わゆる高品位ＴＶ）は、大面積化や大画素化に適した本
発明の画像形成装置を用いたディスプレイパネル５００
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５１３で受信されたＴＶ信号は、デコーダ５０４に
出力される。 【０１４５】また、画像ＴＶ信号受信回路５１２は、例
えは同軸ケーブルや光ファイバー等のような有線伝送系
を用いて伝送されるＴＶ画像信号を受信するための回路
である。ＴＶ信号受信回路５１３と同様に、受信するＴ
Ｖ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５０４に出力される。 【０１４６】画像入力インターフェース回路５１１は、
例えばＴＶカメラや画像読取スキャナー等の画像入力装
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５０４に出力される。画
像メモリインターフェース回路５１０は、ビデオテープ
レコーダ（以下ＶＴＲと略す）に記憶されている画像信
号を取り込むための回路で、取り込まれた画像信号はデ
コーダ５０４に出力される。 【０１４７】画像メモリインターフェース回路５０９
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５０
４に出力される。画像メモリインターフェース回路５０
８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５０４に
出力される。 【０１４８】入出力インターフェース回路５０５は、本
表示装置と、外部のコンピュータ、コンピュータネット
ワークもしくはプリンタなどの出力装置とを接続するた
めの回路である。画像データや文字・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ＣＰＵ５０６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。 【０１４９】画像生成回路５０７は、入出力インターフ
ェース回路５０５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ＣＰＵ５０６より出力
される画像データや文字・図形情報に基づき表示よう画
像データを生成するための回路である。本回路の内部に
は、例えば画像データや文字・図形情報を蓄積するため
の書き換え可能メモリや、文字コードに対応する画像パ
ターンが記憶されている読み出し専用メモリや、画像処
理を行うためのプロセッサなどを初めとして画像の生成
に必要な回路が組み込まれている。画像生成回路５０７
により生成された表示用画像データは、デコーダ５０４
に出力されるが、場合によっては入出力インターフェー
ス回路５０５を介して外部のコンピュータネットワーク
やプリンタに出力することも可能である。 【０１５０】ＣＰＵ５０６は、主として本表示装置の動
作制御や、表示画像の生成、選択、編集に係わる作業を
行う。例えば、マルチプレクサ５０３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５０
２に対して制御信号を発生し、画像表示よう周波数や走
査方法（例えばインターレースかノンインターレース
か）や一画面の走査線の数など表示装置の動作を適宜制
御する。また、画像生成回路５０７に対して画像データ
や文字・図形情報を直接出力したり、あるいは入出力イ
ンターフェース回路５０５を介して外部のコンピュータ
やメモリをアクセスして画像データや文字・図形情報を
入力する。 【０１５１】なお、ＣＰＵ５０６はむろんこれ以外の目
的の作業にも係わるものであってもよい。例えば、パー
ソナルコンピュータやワードプロセッサなどのように、
情報を生成したり処理したりする機能に直接かかわって
も良い。あるいは、前述したように入出力インターフェ
ース回路５０５を介して外部のコンピュータネットワー
クと接続し、例えば数値計算などの作業を外部機器と協
同して行なってもよい。 【０１５２】入力部５１４は、ＣＰＵ５０６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、例えばキーボードやマウスの他、ジョイ
ステック、バーコードリーダ、音声認識装置など多様な
入力機器を用いることが可能である。デコーダ５０４
は、画像生成回路５０７〜ＴＶ信号受信回路５１３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５０４は内部
に画像メモリを備えるのが望ましい。これは、例えばＭ
ＵＳＥ方式をはじめとして、逆変換するに際して画像メ
モリを必要とするようなテレビ信号を扱うためである。
また、画像メモリを備えることにより、静止画の表示が
容易になる、あるいは画像生成回路５０７及びＣＰＵ５
０６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。 【０１５３】マルチプレクサ５０３は、ＣＰＵ５０６よ
り入力される制御信号に基づき表示画像を適宜選択する
ものである。すなわち、マルチプレクサ５０３はデコー
ダ５０４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５０１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
換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。 【０１５４】ディスプレイパネルコントローラ５０２
は、ＣＰＵ５０６より入力される制御信号に基づき駆動
回路５０１の動作を制御するための回路である。ディス
プレイパネル５００の基本的な動作に関わるものとし
て、例えばディスプレイパネル５００の駆動用電源（不
図示）の動作シーケンスを制御するための信号を駆動回
路５０１に対して出力する。ディスプレイパネル５００
の駆動方法に関わるものとして、例えば画面表示周波数
や走査方法（例えばインターレースかノンインターレー
スか）を制御するための信号を駆動回路５０１に対して
出力する。また、場合によっては表示画像の輝度、コン
トラスト、色調、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５０１に対して出力する場合も
ある。 【０１５５】駆動回路５０１は、ディスプレイパネル５
００に印加する駆動信号を発生するための回路であり、
マルチプレクサ５０３から入力される画像信号と、ディ
スプレイパネルコントローラ５０２より入力される制御
信号に基づいて動作するものである。以上、各部の機能
を説明したが、図２７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５００に表示することが可能であ
る。すなわち、テレビジョン放送をはじめとする各種の
画像信号はデコーダ５０４において逆変換された後、マ
ルチプレクサ５０３において適宜選択され、駆動回路５
０１に入力される。一方、ディスプレイコントローラ５
０２は、表示する画像信号に応じて駆動回路５０１の動
作を制御するための制御信号を発生する。駆動回路５０
１は、上記画像信号と制御信号に基づいてディスプレイ
パネル５００に駆動信号を印加する。これにより、ディ
スプレイパネル５００において画像が表示される。これ
らの一連の動作は、ＣＰＵ５０６により統括的に制御さ
れる。 【０１５６】また、本表示装置においては、デコーダ５
０４に内蔵する画像メモリや、画像生成回路５０７およ
びＣＰＵ５０６が関与することにより、単に複数の画像
情報の中から選択したものを表示するだけでなく、表示
する画像情報に対して、例えば拡大、縮小、回転、移
動、エッジ強調、間引き、補間、色変換、画像の縦横比
変換等をはじめとする画像処理や、合成、消去、接続、
入れ替え、はめ込みなどをはじめとする画像編集を行う
ことも可能である。また、実施例２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時に、音声
情報に関しても処理や編集を行うための専用回路を設け
てもよい。 【０１５７】従って、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、静止画像及び動画
像を扱う画像編集機器、コンピュータの端末機器、ワー
ドプロセッサをはじめとする事務用端末機器、ゲーム機
などの機能を一台で兼ね備えることが可能で、産業用或
は民生用として極めて応用範囲が広い。尚、上記図２７
は、本発明による画像形成装置を用いた表示装置の構成
の一例を示したに過ぎず、これのみに限定されるもので
ないことは言うまでもない。例えば図２７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よい。例えば、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。 【０１５８】実施例２の表示装置においては、とりわけ
前述の参考例１乃至３及び実施例による画像形成装置の
薄型化が容易であるという効果のため、表示装置の奥行
きを小さくすることができる。それに加えて、大画面化
が容易で輝度が高く視野角特性にも優れるため、本表示
装置は臨場感あふれ迫力に富んだ画像を視認性よく表示
することが可能である。 【０１５９】〈他の実施例〉本発明はその趣旨を逸脱し
ない範囲で以下のように種々変形が可能である。本発明
は、表面伝導型電子放出素子以外の冷陰極型電子放出素
子のうち、いずれの電子放出素子に対しても適用でき
る。具体例としては、本出願人による特開昭６３−２７
４０４７号公報に記載されたような対向する一対の電極
を電子源を成す基板面に沿って構成した電界放出型の電
子放出素子がある。 【０１６０】また、本発明は、単純マトリクス型以外の
電子源を用いた画像形成装置に対しても適用できる。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表面伝導型電子放
出素子の選択を行う画像形成装置において、上記のよう
な支部部材を用いた場合である。また、本発明の思想に
よれば、表示用として好適な画像形成表示に限るもので
なく、感光性ドラムと発光ダイオード等で構成された光
プリンタの発光ダイオード等の代替の発光源として、上
述の画像形成装置を用いることもできる。またこの際、
上述のｍ本の行方向配線とｎ本の列方向配線を、適宜選
択することで、ライン状発光源だけでなく、２次元状の
発光源としても応用できる。 【０１６１】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。また、
本発明の思想によれば、表示用として好適な画像形成装
置に限るものでなく、感光性ドラムと発光ダイオード等
で構成された光プリンタの発光ダイオード等の代替の発
光源として、上述の画像形成装置を用いることもでき
る。またこの際、上述のｍ本の行方向配線とｎ本の列方
向配線を、適宜選択することで、ライン状発光源だけで
なく、２次元状の発光源としても応用できる。 【０１６２】また、本発明の思想によれば、例えば電子
顕微鏡等の様に、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も形態もとり得る。尚、本
発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用して
も、１つの機器から成る装置に適用しても良い。また、
本発明はシステム或は装置にプログラムを供給すること
によって達成される場合にも適用できることはいうまで
もない。 【０１６３】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子線発
生装置並びに画像形成装置においては、電子原と電極間
に配置された絶縁性の中間部材表面に、導電性薄膜を形
成しこれに微弱電流を流すことにより、中間部材の帯電
を防ぐことができる。その結果、電子源から放出される
電子ビームの軌道が予定どおりの軌道となる。特に、こ
の電子源を画像形成に用いれば、画像形成面に電子が衝
突する位置と、本来発光するべき画像形成面との位置ズ
レの発生が防止され、輝度損失を防ぐことができ鮮明な
画像表示を可能とする電子線発生装置並びに画像形成装
置の提供が可能となった。 【０１６４】
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の表面伝導型電子放出素子の平面図であ
る。 【図２】本発明の画像形成装置の参考例１の一部を破断
した斜視図である。 【図３】参考例１の画像形成装置のスペーサ近傍のＡ−
Ａ’線断面図である。 【図４】参考例１の画像形成装置の電子源の要部平面図
である。 【図５】図４に示した電子源のＢ−Ｂ’線断面図であ
る。 【図６】参考例１の画像形成装置の電子源の製造工程を
順に示した図である。 【図７】電子放出部形成用薄膜を形成する際に用いられ
るマスクの一例の平面図である。 【図８】フォーミング処理に用いられる電圧波形の一例
を示す図である。 【図９】参考例１の電子放出素子の測定評価装置を示す
概略構成図である。 【図１０】参考例１の電子放出素子の基本的特性を説明
するための図である。 【図１１】蛍光膜の構成を説明するための図である。 【図１２】蛍光膜の構成を説明するための図である。 【図１３】参考例１の画像形成装置の駆動回路の概略構
成を示すブロック図である。 【図１４】参考例１の画像形成装置の電子源の一部回路
図である。 【図１５】参考例１の画像形成装置の駆動方法を説明す
るための原画像の一例を示す図である。 【図１６】参考例１の画像形成装置の駆動電圧が印加さ
れた電子源の一部回路図である。 【図１７】参考例１の画像形成装置における電子および
散乱粒子の軌跡を説明するための図で、スペーサ近傍の
電子放出部をＹ方向から見た図である。 【図１８】図１に示した画像形成装置における電子およ
び散乱粒子の軌跡を説明するための図で、スペーサ近傍
の電子放出部をＸ方向から見た図である。 【図１９】本発明の画像形成装置の参考例２の一部を破
断した斜視図である。 【図２０】参考例２の画像形成装置のスペーサ近傍のＣ
−Ｃ’線断面図である。 【図２１】参考例２の画像形成装置の電子源の要部平面
図である。 【図２２】参考例２の電子源のＤ−Ｄ’線断面図であ
る。 【図２３】本発明の画像形成装置の参考例３の一部を破
断した斜視図である。 【図２４】参考例３の画像形成装置のスペーサ近傍のＥ
−Ｅ’線断面図である。 【図２５】本発明の画像形成装置の実施例１の一部を破
断した斜視図である。 【図２６】実施例１の画像形成装置のスペーサ及び支持
枠近傍のＦ−Ｆ’線断面図である。 【図２７】本発明の画像形成装置を画像表示装置に適用
した実施例２の回路図である。 【符号の説明】 １ 電子源 ２ リアプレート ３ フェースプレート ４ 支持枠 ５ スペーサ ５ａ 絶縁性基材 ５ｂ 島状金属膜 ６ ガラス基板 ７ 蛍光膜 ８ メタルバック １０ 外囲器 １１ 絶縁性基板 １２ Ｘ方向配線 １３ Ｙ方向配線 １４ 層間絶縁層 １５ 電子放出素子 １８ 電子放出形成用薄膜（電子放出部を含む薄膜） ２０ マスク ２０ａ 開口 ２１ Ｃｒ膜 ２３ 電子放出部 ３０，３２ 電流計 ３１，３３ 電源 ３４ アノード電極 １７０１ 表示パネル １７０２ 走査回路 １７０３ 制御回路 １７０４ シフトレジスタ １７０５ ラインメモリ １７０６ 同期信号分離回路 １７０７ 変調信号発生器 ５００ ディスプレイパネル ５０１ 駆動回路 ５０２ ディスプレイパネルコントローラ ５０３ マルチプレクサ ５０４ デコーダ ５０５ 入出力インターフェース回路 ５０６ ＣＰＵ ５０７ 画像生成回路 ５０８，５０９，５１０ 画像メモリインターフェース
回路 ５１１ 画像入力インターフェース回路 ５１２，５１３ ＴＶ信号受信回路 ５１４ 入力部 ３００１ 絶縁性基板 ３００２ 電子放出部形成用薄膜 ３００３ 電子放出部 ３００４ 電子放出部を含む薄膜
る。 【図２】本発明の画像形成装置の参考例１の一部を破断
した斜視図である。 【図３】参考例１の画像形成装置のスペーサ近傍のＡ−
Ａ’線断面図である。 【図４】参考例１の画像形成装置の電子源の要部平面図
である。 【図５】図４に示した電子源のＢ−Ｂ’線断面図であ
る。 【図６】参考例１の画像形成装置の電子源の製造工程を
順に示した図である。 【図７】電子放出部形成用薄膜を形成する際に用いられ
るマスクの一例の平面図である。 【図８】フォーミング処理に用いられる電圧波形の一例
を示す図である。 【図９】参考例１の電子放出素子の測定評価装置を示す
概略構成図である。 【図１０】参考例１の電子放出素子の基本的特性を説明
するための図である。 【図１１】蛍光膜の構成を説明するための図である。 【図１２】蛍光膜の構成を説明するための図である。 【図１３】参考例１の画像形成装置の駆動回路の概略構
成を示すブロック図である。 【図１４】参考例１の画像形成装置の電子源の一部回路
図である。 【図１５】参考例１の画像形成装置の駆動方法を説明す
るための原画像の一例を示す図である。 【図１６】参考例１の画像形成装置の駆動電圧が印加さ
れた電子源の一部回路図である。 【図１７】参考例１の画像形成装置における電子および
散乱粒子の軌跡を説明するための図で、スペーサ近傍の
電子放出部をＹ方向から見た図である。 【図１８】図１に示した画像形成装置における電子およ
び散乱粒子の軌跡を説明するための図で、スペーサ近傍
の電子放出部をＸ方向から見た図である。 【図１９】本発明の画像形成装置の参考例２の一部を破
断した斜視図である。 【図２０】参考例２の画像形成装置のスペーサ近傍のＣ
−Ｃ’線断面図である。 【図２１】参考例２の画像形成装置の電子源の要部平面
図である。 【図２２】参考例２の電子源のＤ−Ｄ’線断面図であ
る。 【図２３】本発明の画像形成装置の参考例３の一部を破
断した斜視図である。 【図２４】参考例３の画像形成装置のスペーサ近傍のＥ
−Ｅ’線断面図である。 【図２５】本発明の画像形成装置の実施例１の一部を破
断した斜視図である。 【図２６】実施例１の画像形成装置のスペーサ及び支持
枠近傍のＦ−Ｆ’線断面図である。 【図２７】本発明の画像形成装置を画像表示装置に適用
した実施例２の回路図である。 【符号の説明】 １ 電子源 ２ リアプレート ３ フェースプレート ４ 支持枠 ５ スペーサ ５ａ 絶縁性基材 ５ｂ 島状金属膜 ６ ガラス基板 ７ 蛍光膜 ８ メタルバック １０ 外囲器 １１ 絶縁性基板 １２ Ｘ方向配線 １３ Ｙ方向配線 １４ 層間絶縁層 １５ 電子放出素子 １８ 電子放出形成用薄膜（電子放出部を含む薄膜） ２０ マスク ２０ａ 開口 ２１ Ｃｒ膜 ２３ 電子放出部 ３０，３２ 電流計 ３１，３３ 電源 ３４ アノード電極 １７０１ 表示パネル １７０２ 走査回路 １７０３ 制御回路 １７０４ シフトレジスタ １７０５ ラインメモリ １７０６ 同期信号分離回路 １７０７ 変調信号発生器 ５００ ディスプレイパネル ５０１ 駆動回路 ５０２ ディスプレイパネルコントローラ ５０３ マルチプレクサ ５０４ デコーダ ５０５ 入出力インターフェース回路 ５０６ ＣＰＵ ５０７ 画像生成回路 ５０８，５０９，５１０ 画像メモリインターフェース
回路 ５１１ 画像入力インターフェース回路 ５１２，５１３ ＴＶ信号受信回路 ５１４ 入力部 ３００１ 絶縁性基板 ３００２ 電子放出部形成用薄膜 ３００３ 電子放出部 ３００４ 電子放出部を含む薄膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−266807（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−7806（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01J 29/87
H01J 31/12
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 複数の配線と、前記複数の配線に接続さ
れた複数の冷陰極型の電子放出素子とを有する電子源
と、 前記電子源に対向配置され、前記電子源と異なる電位に
設定されて前記電子源より放出された電子に作用する電
極と、 前記電子源と前記電極との間に配置された、絶縁性基板
の表面に導電性を有する中間部材と、 前記電子源、前記電極、及び、前記中間部材を内包する
ケース部材と、を備える 電子線発生装置であって、前記ケース部材は、その内側表面に、前記電極及び／ま
たは前記電子源と電気的に接続された導電性薄膜を有
し、 前記中間部材は、前記電極及び前記配線と電気的に接続
されているとともに、一つの中間部材が複数の配線と接
しないように一つの前記配線上に配置されている ことを
特徴とする電子線発生装置。 【請求項２】 複数の配線と、前記複数の配線に接続さ
れた複数の冷陰極型の電子放出素子とを有する電子源
と、 前記電子源に対向配置され、前記電子源と異なる電位に
設定されて前記電子源より放出された電子に作用する電
極と、 前記電子源と前記電極との間に配置された、絶縁性基板
の表面に導電性を有する、複数の中間部材と、 前記電子源、前記電極、及び、前記中間部材を内包する
ケース部材と、を備える電子線発生装置であって、 前記ケース部材は、その内側表面に、前記電極及び／ま
たは前記電子源と電気的に接続された導電性薄膜を有
し、 前記複数の中間部材は、前記電極及び前記配線と電気的
に接続されているとともに、各々の中間部材が複数の配
線と接しないように一つの前記配線上に配置されている
ことを特徴とする電子線発生装置。 【請求項３】 前記中間部材は、前記絶縁性基板の表面
に導電性薄膜を有す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。 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
電子線発生装置において、前記導電性薄膜は１０の５乗
〜１０の１２乗［Ω／□］の表面抵抗値を有することを
特徴とする電子線発生装置。 【請求項６】 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記
載の電子線発生装置において、前記中間部材は前記電子
源と前記電極間において直立した表面を有することを特
徴とする電子線発生装置。 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に
記載の電子線発生装置において、前記電極は加速用の電
圧を印加することを特徴とする電子線発生装置。 【請求項７】 請求項１乃至請求項６のいずれか１項
に記載の電子線発生装置において、前記電子源に設けら
れた電子放出素子は対向する一対の素子電極とこの素子
電極間に跨る電子放出部を含む薄膜とで構成される表面
伝導型電子放出素子であることを特徴とする電子放出素
子。 【請求項８】 請求項７の電子線発生装置において、前
記電子源は、複数の行方向配線と複数の列方向配線とが
絶縁層を介して配置されており、前記行方向配線および
前記列方向配線と、前記各電子放出素子の前記一対の素
子電極とをそれぞれ結線することで、絶縁性基板上に前
記複数の電子放出素子を行列状に配列したことを特徴と
する電子線発生装置。 【請求項９】 請求項７の電子線発生装置において、前
記電子源は、複数の行方向配線が配置されており、前記
各電子放出素子の前記一対の素子電極は前記複数の行方
向配線のうち一対の行方向配線とそれぞれ結線すること
で、絶縁性基板上に前記複数の電子放出素子を行列状に
配列したことを特徴とする電子線発生装置。 【請求項１０】 請求項８に記載の電子線発生装置にお
いて、前記中間部材は、前記行方向配線または前記列方
向配線上に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１１】 請求項１乃至請求項１０のいずれかに
記載の電子線発生装置において、前記中間部材が複数個
間隔をおいて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１２】 請求項１乃至請求項１１のいずれかに
記載の電子線発生装置において、前記中間部材は耐大気
圧部材であることを特徴とする電子線発生装置。 【請求項１３】 前記一つの配線上には、複数の柱状の
中間部材が配置されていることを特徴とする請求項１乃
至１２に記載の電子線発生装置。 【請求項１４】 請求項５の電子線発生装置におい
て、前記中間部材は平板或いは柱状であることを特徴と
する電子線発生装置。 【請求項１５】 請求項８または１０に記載の電子線発
生装置において、前記中間部材は前記行方向配線または
前記列方向配線と平行配置または直交配置された平板状
をなすことを特徴とする電子線発生装置。 【請求項１６】 請求項１５の電子線発生装置におい
て、前記各電子放出素子の前記一対の素子電極は前記中
間部材と平行な方向に対向配置されていることを特徴と
する電子線発生装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP05413295A JP3320240B2 (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 電子線発生装置及び電子放出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05413295A JP3320240B2 (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 電子線発生装置及び電子放出素子 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002062305A Division JP3592307B2 (ja) | 2002-03-07 | 2002-03-07 | 電子線発生装置、画像形成装置、及び支持スペーサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08250032A JPH08250032A (ja) | 1996-09-27 |
| JP3320240B2 true JP3320240B2 (ja) | 2002-09-03 |
Family
ID=12962067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05413295A Expired - Fee Related JP3320240B2 (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 電子線発生装置及び電子放出素子 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3320240B2 (ja) |
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| US6506087B1 (en) | 1998-05-01 | 2003-01-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Method and manufacturing an image forming apparatus having improved spacers |
| US6876140B2 (en) | 2002-03-25 | 2005-04-05 | Lg. Philips Displays Korea Co., Ltd. | Field emission display using a gated field emitter and a flat electrode |
| US7459841B2 (en) * | 2004-01-22 | 2008-12-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron beam apparatus, display apparatus, television apparatus, and spacer |
| KR101160173B1 (ko) * | 2009-12-17 | 2012-07-03 | 나노퍼시픽(주) | 전계방출 장치 및 그 형성방법 |
-
1995
- 1995-03-14 JP JP05413295A patent/JP3320240B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08250032A (ja) | 1996-09-27 |
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