JP3413027B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の電子放出素子を
備える画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子放出素子として熱陰極素
子と冷陰極素子の２種類が知られている。このうち冷陰
極素子では、例えば表面伝導型放出素子や、電界放出型
素子（以下、ＦＥ型と記す）や、金属／絶縁層／金属型
放出素子（以下ＭＩＭ型と記す）などが知られている。

【０００３】表面伝導型放出素子としては、例えば、M.
I.Elinson,Radio E-ng.Electron Phys.,10,1290,(1965)
や後述する他の例が知られている。

【０００４】表面伝導型放出素子は、基板上に形成され
た小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより
電子放出が生ずる現象を利用するものである。この表面
伝導型放出素子としては、前記エリンソン等によるＳｎ
Ｏ2薄膜を用いたものの他に、Ａｕ薄膜によるもの［G.D
ittmer:“Thin Solid Films”,9,317(1972)］や、Ｉｎ2
Ｏ3／ＳｎＯ2薄膜によるもの［M.Hartwell and C.G.Fon
stad:“IEEE Trans.ED Conf.”,519(1975)］や、カーボ
ン薄膜によるもの［荒木久 他：真空、第２６巻、第１
号、２２（１９８３）］等が報告されている。

【０００５】これらの表面伝導型放出素子の素子構成の
典型的な例として、図１に前述のM.Hartwellらによる素
子の平面図を示す。同図において、３００１は基板で、
３００４はスパッタで形成された金属酸化物よりなる導
電性薄膜である。導電性薄膜３００４は図示のようにＨ
字形の平面形状に形成されている。該導電性薄膜３００
４に後述の通電フォーミングと呼ばれる通電処理を施す
ことにより、電子放出部３００５が形成される。図中の
間隔Ｌは、０．５〜１［ｍｍ］，Ｗは、０．１［ｍｍ］
で設定されている。尚、図示の便宜から、電子放出部３
００５は導電性薄膜３００４の中央に矩形の形状で示し
たが、これは模式的なものであり、実際の電子放出部の
位置や形状を忠実に表現しているわけではない。

【０００６】M. Hartwellらによる素子をはじめとして
上述の表面伝導型放出素子においては、電子放出を行う
前に導電性薄膜３００４に通電フォーミングと呼ばれる
通電処理を施すことにより電子放出部３００５を形成す
るのが一般的であった。即ち、通電フォーミングとは、
前記導電性薄膜３００４の両端に一定の直流電圧、もし
くは、例えば、１Ｖ／分程度の非常にゆっくりとしたレ
ートで昇圧する直流電圧を印加して通電し、導電性薄膜
３００４を局所的に破壊もしくは変形もしくは変質せし
め、電気的に高抵抗な状態の電子放出部３００５を形成
することである。尚、局所的に破壊もしくは変形もしく
は変質した導電性薄膜３００４の一部には、亀裂が発生
する。前記通電フォーミング後に導電性薄膜３００４に
適宜の電圧を印加した場合には、前記亀裂付近において
電子放出が行われる。

【０００７】また、ＦＥ型の例は、例えば、W.P.Dyke&
W.W.Dolan,“Fie-ld emission”,Advance in Electron
Physics,8,89(1956)や、或は、C.A.Spindt,“Physical
properties of thin-film field emission cathodes wi
th molybdenium cones”,J.Appl.Phys.,47,5248(1976)
などが知られている。

【０００８】ＦＥ型の素子構成の典型的な例として、図
２に前述のC. A. Spindtらによる素子の断面図を示す。
同図において、３０１０は基板で、３０１１は導電材料
よりなるエミッタ配線、３０１２はエミッタコーン、３
０１３は絶縁層、３０１４はゲート電極である。本素子
は、エミッタコーン３０１２とゲート電極３０１４の間
に適宜の電圧を印加することにより、エミッタコーン３
０１２の先端部より電界放出を起こさせるものである。

【０００９】また、ＦＥ型の他の素子構成として、図２
のような積層構造ではなく、基板上に基板平面とほぼ平
行にエミッタとゲート電極を配置した例もある。

【００１０】また、ＭＩＭ型の例としては、例えば、C.
A.Mead,“Operation of tunnel-emission Devices”,
J.Appl.Phys., 32,646(1961)などが知られている。Ｍ
ＩＭ型の素子構成の典型的な例を図３に示す。同図は断
面図であり、図において、３０２０は基板で、３０２１
は金属よりなる下電極、３０２２は厚さ１００オングス
トローム程度の薄い絶縁層、３０２３は厚さ８０〜３０
０オングストローム程度の金属よりなる上電極である。
ＭＩＭ型においては、上電極３０２３と下電極３０２１
の間に適宜の電圧を印加することにより、上電極３０２
３の表面より電子放出を起こさせるものである。

【００１１】上述の冷陰極素子は、熱陰極素子と比較し
て低温で電子放出を得ることができるため、加熱用ヒー
タを必要としない。従って、熱陰極素子よりも構造が単
純であり、微細な素子を作成可能である。また、基板上
に多数の素子を高い密度で配置しても、基板の熱溶融な
どの問題が発生しにくい。また、熱陰極素子がヒータの
加熱により動作するため応答速度が遅いのとは異なり、
冷陰極素子の場合には応答速度が速いという利点もあ
る。

【００１２】このため、冷陰極素子を応用するための研
究が盛んに行われてきている。

【００１３】例えば、表面伝導型放出素子は、冷陰極素
子のなかでも特に構造が単純で製造も容易であることか
ら、大面積にわたり多数の素子を形成できる利点があ
る。そこで、例えば本出願人による特開昭６４−３１３
３２号公報において開示されるように、多数の素子を配
列して駆動するための方法が研究されている。

【００１４】また、表面伝導型放出素子の応用について
は、例えば、画像表示装置、画像記録装置などの画像形
成装置や、荷電ビーム源等が研究されている。

【００１５】特に、画像表示装置への応用としては、例
えば、本出願人によるＵＳＰ５，０６６，８８３や特開
平２−２５７５５１号公報や特開平４−２８１３７号公
報において開示されているように、表面伝導型放出素子
と電子ビームの照射により発光する蛍光体とを組み合わ
せて用いた画像表示装置が研究されている。表面伝導型
放出素子と蛍光体とを組み合わせて用いた画像表示装置
は、従来の他の方式の画像表示装置よりも優れた特性が
期待されている。例えば、近年普及してきた液晶表示装
置と比較しても、自発光型であるためバックライトを必
要としない点や、視野角が広い点が優れていると言え
る。

【００１６】また、ＦＥ型を多数個ならべて駆動する方
法は、例えば、本出願人によるＵＳＰ４，９０４，８９
５に開示されている。また、ＦＥ型を画像表示装置に応
用した例として、例えば、R. Meyerらにより報告された
平板型表示装置が知られている。［R.Meyer:“Recent D
evelopment on Microtips Display at LETI”,Tech.Dig
est of 4th Int. Vacuum Micro electronics Conf., N
agahama, pp.6〜9(1991)］ また、ＭＩＭ型を多数個並べて画像表示装置に応用した
例は、例えば本出願人による特開平３−５５７３８号公
報に開示されている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】発明者らは、上記従来
技術に記載したものをはじめとして、さまざまな材料、
製法、構造の冷陰極素子を試みてきた。更に、多数の冷
陰極素子を配列したマルチ電子ビーム源、ならびに、こ
のマルチ電子ビーム源を応用した画像表示装置について
研究を行ってきた。

【００１８】発明者らは、例えば図４に示す電気的な配
線方法によるマルチ電子ビーム源を試みてきた。即ち、
冷陰極素子を２次元的に多数個配列し、これらの素子を
図示のようにマトリクス状に配線したマルチ電子ビーム
源である。

【００１９】図中、４００１は冷陰極素子を模式的に示
したもの、４００２は行方向配線、４００３は列方向配
線である。行方向配線４００２および列方向配線４００
３は、実際には有限の電気抵抗を有するものであるが、
図においては配線抵抗４００４および４００５として示
されている。上述のような配線方法を、単純マトリクス
配線と呼ぶ。尚、図示の便宜上、６×６のマトリクスで
示しているが、マトリクスの規模はむろんこれに限った
わけではなく、例えば画像表示装置用のマルチ電子ビー
ム源の場合には、所望の画像表示を行うのに足りるだけ
の素子を配列し配線するものである。

【００２０】冷陰極素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子ビーム源においては、所望の電子ビームを出力さ
せるため、行方向配線４００２および列方向配線４００
３に適宜の電気信号を印加する。例えば、マトリクスの
中の任意の１行の冷陰極素子を駆動するには、選択する
行の行方向配線４００２には選択電圧Ｖsを印加し、同
時に非選択の行の行方向配線４００２には非選択電圧Ｖ
nsを印加する。これと同期して列方向配線４００３に電
子ビームを出力するための駆動電圧Ｖeを印加する。こ
の方法によれば、配線抵抗４００４および４００５によ
る電圧降下を無視すれば、選択する行の冷陰極素子に
は、（Ｖe−Ｖs）の電圧が印加され、また非選択行の冷
陰極素子には（Ｖe−Ｖns）の電圧が印加される。Ｖe，
Ｖs，Ｖnsを適宜の大きさの電圧にすれば選択する行の
冷陰極素子だけから所望の強度の電子ビームが出力され
るはずであり、また列方向配線の各々に異なる駆動電圧
Ｖeを印加すれば、選択する行の素子の各々から異なる
強度の電子ビームが出力されるはずである。また、駆動
電圧Ｖeを印加する時間の長さを変えれば、電子ビーム
が出力される時間の長さも変えることができるはずであ
る。

【００２１】従って、冷陰極素子を単純マトリクス配線
したマルチ電子ビーム源はいろいろな応用可能性があ
り、例えば画像情報に応じた電気信号を適宜印加すれ
ば、画像表示装置用の電子源として好適に用いることが
できる。

【００２２】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（スペーサ中間材）を用いる場合があ
る。支持柱は、外囲器の機械的強度を保ちつつ外囲器の
厚みを薄くでき、特に大型の装置においては、装置重量
低減や原材料費低減に有効である。これらの支持柱材と
しては、冷陰極素子の駆動電位と加速電極を分離するた
め絶縁部材が用いられている。

【００２３】しかしながら、支持柱を有す冷陰極素子を
単純マトリクス配線したマルチ電子源においては、絶縁
部材で構成される支持部が帯電して支持柱近傍の電子軌
道に影響を及ぼして発光位置ずれを生じるという問題を
生じていた。これは、例えば画像表示装置の場合、支持
柱近傍画素の発光輝度低下や色滲み等の画像劣化原因と
なる。

【００２４】本発明は上記問題に鑑み、電子放出素子か
ら放出される電子ビームの軌道がずれを抑えて、高品位
の画像を形成できる画像形成装置を提供することを目的
とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の画像形成装置は以下のような構成を備える。
即ち、マトリクス状に配置された電子放出素子と前記電
子放出素子から放出される電子ビームの照射により発光
する画像形成体基板間を支えるスペーサと、前記スペー
サ上に形成された半導電性膜と、前記画像形成体基板と
前記電子放出素子が配置された基板間に、前記半導電性
膜を有するスペーサと、導電性接続部材を介して当該半
導電性膜と電気接続された電位規定板とを備え、前記電
位規定板は凹部を有しており、当該凹部に前記導電性接
続部材を埋め込むことにより前記電子放出素子から放出
される電子が前記導電性接続部材に直接照射しないよう
にしていることを特徴とする。また上記目的を達成する
ために本発明の画像形成装置は以下のような構成を備え
る。即ち、 マトリクス状に配置された電子放出素子と、
前記電子放出素子から放出される電子ビームの照射によ
り発光する画像形成体基板と、 前記電子放出素子が配置
された基板と前記画像形成体基板との間に配置された電
位規定板と、 前記電位規定板と前記画像形成体基板との
間に配置され、当該電位規定板と導電性接続部材を介し
て電気的に接続された半導電性膜を表面に有するスペー
サとを備え、 前記導電性接続部材は、当該導電性接続部
材による前記電子放出素子の電子放出部近傍の電場の歪
みを抑制するように前記電位規定板にて遮蔽されている
ことを特徴とする。

【００２６】上記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への衝突及び
それ以外にも、確率は低いが、真空中の残留ガスヘの衝
突が起こる。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、中性粒子等）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、上記
露出部が帯電していることがわかった。この帯電によ
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
こされたと考えられる。

【００２７】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。更なる検討の結
果、本発明者らは以下の構成を成すことにより、上記課
題を解決できることを見いだした。

【００２８】本発明の第１の態様である電子線発生装置
は以下の構成において実現される。 （１）電子放出部と前記電子放出部に電圧を印加し電子
を放出させる一対の素子電極により構成される複数の冷
陰極型の電子放出素子を有するマルチビーム電子源、前
記電子放出素子に対向配置され前記電子放出部より放出
された電子に作用する加速電圧を印加する加速電極、電
子通過孔を有し前記マルチビーム電子源を設けた素子基
板上に絶縁部を介して配置された電位規定板、及び前記
電位規定板と前記加速電極間に配置された絶縁性部材と
を有する電子線発生装置において、前記電位規定板と前
記絶縁性部材とを接続する接続部材は、前記電位規定板
により前記電子放出部からは遮蔽されていることを特徴
とする電子線発生装置。

【００２９】より具体的には、前記接続部材は、前記電
子通過孔を通じて前記電子放出部より臨む範囲に存在し
ないことを特徴とする電子線発生装置。

【００３０】更に、前記絶縁性部材の表面には半導電性
膜が設けられており、前記接続部材は導電性を有し前記
半導電性膜と前記電位規定板との電気的接続をなすこと
を特徴とする電子線発生装置。

【００３１】なお、前記半導電性膜は他端において、前
記加速電極と電気的に接続されている。

【００３２】上記本発明の第１の構成においては、前記
電子放出素子から放出された電子が前記絶縁性部材及び
前記接続部材による影響を受けることなく前記加速電極
により加速され所定の電子軌道を成すことができる。即
ち、絶縁性部材の表面に前記半導電膜を形成して微弱電
流を流すことにより、絶縁性部材の正帯電を中和し帯電
による電子軌道変化を防ぐことができる。また、前記接
続部材を前記電子放出部から遮蔽することにより、前記
電子放出部近傍での電場歪を抑制できるので、十分加速
されていない放出直後の電子軌道が変化することもな
い。

【００３３】本発明の第２の態様である画像形成装置は
以下の構成において実現される。 （２）本発明の第一の態様である電子線発生装置を用
い、前記加速電極により加速された電子線の衝突により
画像が形成される画像形成部材を設けたことを特徴とす
る画像形成装置。

【００３４】上記本発明の第２の構成においては、第１
の構成で述べた作用により前記電子放出素子から放出さ
れた電子ビームが前記画像形成部材に衝突する位置のず
れは発生しないので、隣接画素への電子ビームのはみだ
しや画素の欠損を防ぐことができ、鮮明な画像形成が可
能になる。特に、画像表示装置においては、発光輝度低
下や色滲みのない鮮明な画像表示ができる。

【００３５】また、本発明は前述マルチビーム電子源は
素子電極に電流を供給する複数の行方向配線及び列方向
配線とが絶縁層を介して配置されており、該一対の素子
電極は該行方向配線および該列方向配線とに結線するこ
とで、絶縁基板上に該複数の電子放出素子を行列状に配
列した電子線発生装置及び画像形成装置についても同様
に有効である。

【００３６】更に、前述電子放出素子は基板上に並設さ
れた一対の素子電極により構成される電子線発生装置及
び画像形成装置においても本発明は有効である。

【００３７】また、上述電子線発生装置及び画像形成装
置において、該素子電極への電圧印加方向と略直交する
方向に於いて複数個の前記絶縁性部材を略等価に配置さ
せることにより、電子が電圧印加方向にずれるマルチビ
ーム電子源に対しても電子が前記絶縁性部材に衝突する
ことなく電子を所望の位置に到達させることが可能であ
る。

【００３８】更に、上述電子線発生装置および画像形成
装置において、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放出素子を用いることができ、同
時に上述薄膜が導電性微粒子で構成された膜とである表
面伝導型放出素子に対しても本発明を適用することが可
能である。

【００３９】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）まず、図５および図６を用いて、本発
明の実施の形態の特徴とする部分について説明する。

【００４０】本実施の形態の画像表示装置の断面図（Ｙ
Ｚ面）を図５、電位規定板の一部を図６に示す。図５お
よび図６において、１０１は素子基板、１０２は電子放
出部、１０３は電子放出素子駆動用電力を供給する行方
向配線、１０４は後述の電位規定板と素子基板１０１の
接続部、１０５は電位規定板、１０６はスペーサ、１０
７はスペーサ１０１と電位規定板１０５の接続部、１０
８はスペーサ１０６と後述のメタルバックの接続部、１
０９はメタルバック、１１０はブラックストライプ（黒
色の導電体）、１１１は蛍光体部、１１２はフェースプ
レート基板、１１３は半導電性膜、２０２は電子通過
孔、２０３は電位規定電源である。

【００４１】接続部１０８によって、スペーサ１０６上
に形成された半導電性膜１１３とメタルバック１０９と
電気的接続を、接続部１０７によって半導電性膜１１３
と電位規定板１０５の電気的接続を行っている。また、
メタルバック１０９は素子基板１０１周辺部において加
速電源（図示せず）と電気的接続がされている。

【００４２】電子を電子放出部１０２より放出させ、メ
タルバック１０９に加速電圧を印加すると電子は上方に
引き出され蛍光体部１１１に衝突し、蛍光体部１１１を
発光させる。このとき、電位規定電源２０３に一定の電
圧を印加することによりスペーサ１０６上の半導電性膜
１１３に微弱電流を流して、スペーサ１０６の帯電を防
ぎ、スペーサ近傍の電子軌道の乱れを防いだ。

【００４３】電位規定板１０５としては、真空中で安定
に存在し電気的抵抗が低く、電子照射に対して比較的安
定であることが望まれる。電位規定板１０５の材料とし
ては、銅、ニッケル等の金属材料および合金等が望まし
い。また、絶縁体表面を良導体でコーティングした部材
を用いることも可能である。尚、この電位規定板１０５
に印加される一定電位は、電子放出部１０２近傍の電位
分布を乱さない電位が印加されることが好ましい。

【００４４】また、電子通過孔２０２の形状およびサイ
ズに関しては、電子線発生装置および画像形成装置の形
態に合わせて最適な形状を用いることができ、円形だけ
でなく楕円形状、多角形などの形態をとることができ
る。また、孔の大きさについても装置の駆動範囲におい
て最適な値を選ぶことができる。電位規定電源２０３の
電位についても、電子発生装置および画像形成装置の形
態に合わせて最適な電位を最適な値を選ぶことが可能で
あり、電位によりビームサイズや到達位置の調整を行う
ことも可能である。

【００４５】スペーサ１０６としては、マルチビーム電
子源１０２とメタルバック１０９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１０６の表
面ヘの帯電を防止する程度の表面伝導性を有する半導電
性膜１１３を用いる。

【００４６】スペーサ１０６の絶縁性基材としては、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、絶縁性基材はその熱膨張率が
外囲器および電子源１０２の絶縁性基板１０１を成す部
材と近いものが好ましい。

【００４７】また、半導電性膜１１３としては、帯電防
止効果の維持およびリーク電流による消費電力抑制を考
慮して、その表面抵抗が１０の５乗［Ω／□］の以上の
ものが望ましい。また、帯電防止効果を実用的に得られ
る領域として半導電性膜１１３の表面抵抗は１０の13乗
［Ω／□］以下が望ましい。更に、好適には1０の8乗〜
１０の10乗Ω／□である。その材料としては、例えば、
Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｒｈ，Ｉｒ，等の貴金属の他、Ａ
ｌ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｃｄ，Ｃ
ｕ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｖ，Ｔｉ，
Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｗ等の金属および複数の金属よりな
る合金による島状金属膜やＮｉＯ，ＳｎＯ2，ＺｎＯ等
の導電性酸化物を挙げることができる。

【００４８】半導電性膜１１３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
塗布法によるものや、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
無電界めっき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。また、半導電
性膜１１３は、スペーサ１０６の表面のうち、少なくと
も露出している面に成膜される。

【００４９】スペーサ１０６の構成、設置位置、設置方
法、およびフェースプレート１１２側や電位規定板１０
５側との電気的接続は、十分な耐大気圧を有し、電気規
定板１０５とメタルバック１０９間に印加される高電圧
に耐えるだけの絶縁性を有し、かつ半導電性膜１１３が
スペーサ１０６の表面ヘの帯電を防止する程度の表面伝
導性を有するものであれば、どのような形態をとっても
構わない。但し、本発明においては、後述の条件は満た
す必要がある。

【００５０】ここで、上記支持柱（スペーサ）および支
持枠等の絶縁部材を強固に接続し、且つ電気的接続を同
時に果たすための導電性接続部の構成材料について説明
する。

【００５１】導電性接続部１０７，１０８の構成材料と
しては、例えば、導電性フィラーをフリットガラスに分
散させバインダーを加えてペースト状にしたものを好適
に用いることができる。このとき、導電性フィラーに
は、直径５〜５０μｍのソーダライムガラス或はシリカ
などののガラス球表面にメッキ法等により金属膜を形成
することにより得ることができる。作製時には、このペ
ースト状の混合液をスクリーン印刷やディスペンサーに
より塗布し焼成することにより導電性接続部を形成す
る。

【００５２】本実施の形態に於いて、スペーサ１０６を
保持、且つ半導電性膜１１３と電位規定板１０５の電気
的接続を行う接続部１０７およびフェースプレート１１
２とスペーサ１０６を固定し、メタルバック１０９と半
導電性膜１１３と電気的接続を行う接続部１０８は表面
にＡｕメッキを行ったソーダライムガラス球をフィラー
とし、これをフリットガラス中に分散させたペーストを
ディスペンサーにより塗布し、焼成することにより形成
した。このとき、ソーダライム球の平均粒径は８μｍと
した。また、フィラー表面の導電層形成は、無電界メッ
キ法を用い下地に０．１μｍのＮｉ膜、その上にＡｕ膜
を０．０４μｍ形成して作製した。この導電性フィラー
をフリットガラス粉末に対して３０重量％混合し、更に
バインダーを加えて塗布用ペーストを作製した。

【００５３】次に、この導電性フリットペーストを電子
源基板１０１側の接続部１０７では、電位規定板１０５
の上にディスペンサーで塗布し、フェースプレート基板
１１２側ではスペーサ１０６端部にディスペンサーを用
いて塗布した後、電子源基板１０１側では素子駆動用配
線電極１０３上に、フェースプレート基板１１２側では
黒色導電材（ブラックストライプ）１１０に合わせて配
置し、大気中で４００℃乃至５００℃で１０分以上焼成
することで電子源基板１０１とフェースプレート基板１
１２をスペーサを介して保持接続し、かつ電気的な接続
を行った。なお、電位規定板１０５の素子基板１０１へ
の保持接続を行う接続部１０４は、行配線電極１０３上
に塗布した絶縁性のフリットを用いて行った。

【００５４】絶縁性接続部１０４は、電位規定板１０５
と行電極配線１０３とを絶縁するために配置される。絶
縁性接続部１０４は、電子放出部１０２近傍の電場の乱
れが起こらないように配置されることが好ましい。

【００５５】また、本実施の形態に於いて、半導電性膜
１１３は清浄化したソーダライムガラスからなるスペー
サ１０６上に、酸化ニッケル膜を真空成膜法により形成
した。尚、本実施の形態で用いた酸化ニッケル膜は、ス
パッタリング装置を用いて酸化ニッケルをターゲットに
し、アルゴン／酸素混合雰囲気中でスパッタリングを行
うことにより作製した。なお、スパッタリング時の基板
温度は２５０℃で行った。

【００５６】本実施の形態においては、素子基板１０１
とフェースプレート１１２の間隔（Ｈｆ）は５ｍｍ、素
子基板１０１と電位規定板１０５間隔（Ｈｐ）は２００
ミクロン、電位規定板１０５の厚み（Ｔｐ）は１００ミ
クロンとした、また、電子放出部１０２および行方向配
線１０３はＹ方向に対して１ｍｍピッチ（Ｐｙ）で配置
し、電子放出部１０２の電子放出幅（Ｗｅ）は１００ミ
クロンとした。また、電位規定板１０５の電子通過孔２
０２はＹ方向に対して電子放出部１０２上に対象となる
ように配置し、Ｙ方向の開口部幅（Ｗｐ）は３００ミク
ロンとした。また、接続部１０７の幅（Ｗｃ）は４００
ミクロン、高さ（Ｈｃ）は１００ミクロンとした。ま
た、スペーサ１０６の幅（Ｗｓ）は２００ミクロンとし
た。また、フェースプレート１１２のメタルバック１０
９に印加される加速電圧は５ｋＶ、電位規定板１０５の
電位は２００Ｖとした。

【００５７】本構成において、接続部１０７は電位規定
板１０５により電子放出部１０２から遮蔽されるように
配置されている。これにより、電子放出部１０２の近傍
における電場の乱れを防止でき、放出電子は所定の軌道
を保つことができる。

【００５８】本実施の形態の電位規定板は、図５，６に
記載の形状と別の形状でも良い。本実施の形態は、スペ
ーサが接続される部分にある電位規定板が凹部を有する
形状でも良い。

【００５９】本実施の形態の図２０に示すように、電位
規定板１０５の凹部２００１に導電性接続部１０７が埋
め込まれ、導電性接続部１０７を介してスペーサ１０６
と電位規定板１０５が固定され、導電性接続部１０７を
介して半導電性膜１１３と電位規定板１０５が電気接続
される。電位規定板１０５の凹部２００１に導電性接続
部１０７が埋め込まれることにより、電子放出部１０２
近傍の電場の乱れを防止できる。つまり、導電性接続部
１０７が配置されると、電子放出部１０２近傍の電位分
布が乱れ、電子ビーム軌道がずれるのを防止できる。電
子放出部１０２近傍では、フェースプレート近傍に比べ
て電子ビームの運動エネルギーが小さいため、導電性接
続部１０７が配置されると、フェースプレート近傍に比
べて、電子放出部１０２近傍では電子ビームの軌道ずれ
が顕著に現れる。よって、電位規定板１０５の凹部２０
０１に導電性接続部１０７が埋め込まれる構成をとる。

【００６０】以下に、本実施の形態の画像表示装置につ
いて、冷陰極素子の作製方法および駆動方法を含め、よ
り具体的に説明を加える。 （表示パネルの構成と製造法）図７は、実施の形態に用
いた表示パネルの斜視図であり、内部構造を示すために
パネルの１部を切り欠いて示している。

【００６１】図中、１００５はリアプレート、１００６
は側壁、１００７はフェースプレート、１０１１は電位
規定板１０１０（図示せず）の上に形成されたスペーサ
であり、１００５〜１００７により表示パネルの内部を
真空に維持するための気密容器を形成している。気密容
器を組み立てるにあたっては、各部材の接合部に十分な
強度と気密性を保持させるため封着する必要があるが、
例えば、フリットガラスを接合部に塗布し、大気中或は
窒素雰囲気中で、摂氏４００〜５００度で１０分以上焼
成することにより封着を達成した。気密容器内部を真空
に排気する方法については後述する。

【００６２】リアプレート１００５には、基板１００１
が固定されているが、該基板上には冷陰極素子１００２
がＮ×Ｍ個形成されており、更に、その上には電子通過
孔（図示せず）を有す電位規定板１０１０が固定されて
いる。（Ｎ，Ｍは２以上の正の整数であり、目的とする
表示画素数に応じて適宜設定される。例えば、高品位テ
レビジョンの表示を目的とした表示装置においては、Ｎ
＝３０００，Ｍ＝１０００以上の数を設定することが望
ましい。本実施の形態においては、Ｎ＝３０７２，Ｍ＝
１０２４とした。）前記Ｎ×Ｍ個の冷陰極素子は、Ｍ本
の行方向配線１００３とＮ本の列方向配線１００４によ
り単純マトリクス配線されている。前記、１００１〜１
００４によって構成される部分をマルチ電子ビーム源と
呼ぶ。なお、マルチ電子ビーム源の製造方法や構造につ
いては、後で詳しく述べる。

【００６３】本実施の形態においては、気密容器のリア
プレート１００５にマルチ電子ビーム源の基板１００１
を固定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板１
００１が十分な強度を有するものである場合には、気密
容器のリアプレートとしてマルチ電子ビーム源の基板１
００１自体を用いてもよい。

【００６４】また、フェースプレート１００７の下面に
は、蛍光膜１００８が形成されている。本実施の形態は
カラー表示装置であるため、蛍光膜１００８の部分には
ＣＲＴの分野で用いられる赤、緑、青、の３原色の蛍光
体が塗り分けられている。各色の蛍光体は、例えば、図
８（Ａ）に示すようにストライプ状に塗り分けられ、蛍
光体のストライプの間には黒色の導電体１０１０が設け
てある。黒色の導電体１０１０を設ける目的は、電子ビ
ームの照射位置に多少のずれがあっても表示色にずれが
生じないようにすることや、外光の反射を防止して表示
コントラストの低下を防ぐこと、電子ビームによる蛍光
膜のチャージアップを防止することなどである。黒色の
導電体１０１０には、黒鉛を主成分として用いたが、上
記の目的に適するものであればこれ以外の材料を用いて
も良い。また、３原色の蛍光体の塗り分け方は図８
（Ａ）に示したストライプ状の配列に限られるものでは
なく、例えば図８（Ｂ）に示すようなデルタ状配列や、
それ以外の配列であってもよい。

【００６５】尚、モノクロームの表示パネルを作成する
場合には、単色の蛍光体材料を蛍光膜１００８に用いれ
ばよく、また黒色導電材料は必ずしも用いなくともよ
い。

【００６６】また、蛍光膜１００８のリアプレート側の
面には、ＣＲＴの分野では公知のメタルバック１００９
を設けてある。メタルバック１００９を設けた目的は、
蛍光膜１００８が発する光の一部を鏡面反射して光利用
率を向上させることや、負イオンの衝突から蛍光膜１０
０８を保護することや、電子ビーム加速電圧を印加する
ための電極として作用させることや、蛍光膜１００８を
励起した電子の導電路として作用させることなどであ
る。メタルバック１００９は、蛍光膜１００８をフェー
スプレート基板１００７上に形成した後、蛍光膜表面を
平滑化処理し、その上にＡｌ（アルミニウム）を真空蒸
着する方法により形成した。なお、蛍光膜１００８に低
電圧用の蛍光体材料を用いた場合には、メタルバック１
００９は用いない。

【００６７】また、本実施の形態では用いなかったが、
加速電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、
フェースプレート基板１００７と蛍光膜１００８との間
に、例えばＩＴＯを材料とする透明電極を設けてもよ
い。

【００６８】また、Ｄx1〜ＤxMおよびＤy1〜ＤyNおよび
Ｈｖは、当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気的
に接続するために設けた気密構造の電気接続用端子であ
る。Ｄx1〜ＤxMはマルチ電子ビーム源の行方向配線１０
０３と、Ｄy1〜ＤyNはマルチ電子ビーム源の列方向配線
１００４と、Ｈｖはフェースプレートのメタルバック１
００９と電気的に接続している。

【００６９】また、気密容器内部を真空に排気するに
は、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポ
ンプとを接続し、気密容器内を１０のマイナス７乗［To
rr］程度の真空度まで排気する。その後、排気管を封止
するが、気密容器内の真空度を維持するために、封止の
直前或は封止後に気密容器内の所定の位置にゲッター膜
（不図示）を形成する。ゲッター膜とは、例えばＢａを
主成分とするゲッター材料をヒータもしくは高周波加熱
により加熱し蒸着して形成した膜であり、該ゲッター膜
の吸着作用により気密容器内は１×１０マイナス５乗な
いしは１×１０のマイナス７乗［Torr］の真空度に維持
される。

【００７０】以上、本発明の実施の形態の表示パネルの
基本構成と製法を説明した。

【００７１】次に、前記実施の形態の表示パネルに用い
たマルチ電子ビーム源の製造方法について説明する。本
発明の画像表示装置に用いるマルチ電子ビーム源は、冷
陰極素子を単純マトリクス配線した電子源であれば、冷
陰極素子の材料や形状或は製法に制限はない。従って、
例えば表面伝導型放出素子やＦＥ型、或はＭＩＭ型など
の冷陰極素子を用いることができる。

【００７２】但し、表示画面が大きくてしかも安価な表
示装置が求められる状況のもとでは、これらの冷陰極素
子の中でも、表面伝導型放出素子が特に好ましい。即
ち、ＦＥ型ではエミッタコーンとゲート電極の相対位置
や形状が電子放出特性を大きく左右するため、極めて高
精度の製造技術を必要とするが、これは大面積化や製造
コストの低減を達成するには不利な要因となる。

【００７３】また、ＭＩＭ型では、絶縁層と上電極の膜
厚を薄くてしかも均一にする必要があるが、これも大面
積化や製造コストの低減を達成するには不利な要因とな
る。その点、表面伝導型放出素子は、比較的製造方法が
単純なため、大面積化や製造コストの低減が容易であ
る。また、発明者らは、表面伝導型放出素子の中でも、
電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形成した
ものがとりわけ電子放出特性に優れ、しかも製造が容易
に行えることを見いだしている。従って、高輝度で大画
面の画像表示装置のマルチ電子ビーム源に用いるには、
最も好適であると言える。そこで、上記実施の形態の表
示パネルにおいては、電子放出部もしくはその周辺部を
微粒子膜から形成した表面伝導型放出素子を用いた。そ
こで、まず好適な表面伝導型放出素子について基本的な
構成と製法および特性を説明し、その後で多数の素子を
単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源の構造につ
いて述べる。

【００７４】（表面伝導型放出素子の好適な素子構成と
製法）電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形
成する表面伝導型放出素子の代表的な構成には、平面型
と垂直型の２種類があげられる。 （平面型の表面伝導型放出素子）まず最初に、平面型の
表面伝導型放出素子の素子構成と製法について説明す
る。図９（ａ）、図９（ｂ）に示すのはそれぞれ、平面
型の表面伝導型放出素子の構成を説明するための平面図
および断面図である。

【００７５】図中、１１０１は基板、１１０２と１１０
３は素子電極、１１０４は導電性薄膜、１１０５は通電
フォーミング処理により形成した電子放出部、１１１３
は通電活性化処理により形成した薄膜である。基板１１
０１としては、例えば、石英ガラスや青板ガラスをはじ
めとする各種ガラス基板や、アルミナをはじめとする各
種セラミクス基板、或は上述の各種基板上に例えばＳｉ
Ｏ2を材料とする絶縁層を積層した基板などを用いるこ
とができる。また、基板１１０１上に基板面と平行に対
向して設けられた素子電極１１０２と１１０３は、導電
性を有する材料によって形成されている。例えば、Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｐｄ，
Ａｇ等をはじめとする金属、或はこれらの金属の合金、
或はＩｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2をはじめとする金属酸化物、ポ
リシリコンなどの半導体などの中から適宜材料を選択し
て用いればよい。電極を形成するには、例えば、真空蒸
着などの製膜技術とフォトリソグラフィ、エッチングな
どのパターニング技術を組み合わせて用いれば容易に形
成できるが、それ以外の方法（例えば、印刷技術）を用
いて形成してもさしつかえない。

【００７６】素子電極１１０２と１１０３の形状は、当
該電子放出素子の応用目的に合わせて適宜設計される。
一般的には、電極間隔Ｌは通常は数百オングストローム
から数百マイクロメータの範囲から適当な数値を選んで
設計されるが、なかでも表示装置に応用するために好ま
しいのは数マイクロメータより数十マイクロメータの範
囲である。また、素子電極の厚さｄについては、通常は
数百オングストロームから数マイクロメータの範囲から
適当な数値が選ばれる。

【００７７】また、導電性薄膜１１０４の部分には、微
粒子膜を用いる。ここで述べた微粒子膜とは、構成要素
として多数の微粒子を含んだ膜（島状の集合体も含む）
のことをさす。微粒子膜を微視的に調べれば、通常は、
個々の微粒子が離間して配置された構造か、或は微粒子
が互いに隣接した構造か、或は微粒子が互いに重なり合
った構造が観測される。

【００７８】微粒子膜に用いた微粒子の粒径は、数オン
グストロームから数千オングストロームの範囲に含まれ
るものであるが、なかでも好ましいのは１０オングスト
ロームから２００オングストロームの範囲のものであ
る。また、微粒子膜の膜厚は、以下に述べるような諸条
件を考慮して適宜設定される。即ち、素子電極１１０２
或は１１０３と電気的に良好に接続するのに必要な条
件、後述する通電フォーミングを良好に行うのに必要な
条件、微粒子膜自身の電気抵抗を後述する適宜の値にす
るために必要な条件、などである。具体的には、数オン
グストロームから数千オングストロームの範囲のなかで
設定するが、なかでも好ましいのは１０オングストロー
ムから５００オングストロームの間である。

【００７９】また、微粒子膜を形成するのに用いられう
る材料としては、例えば、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔ
ａ，Ｗ，Ｐｂ，などをはじめとする金属や、ＰｄＯ，Ｓ
ｎＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＰｂＯ，Ｓｂ2Ｏ3などをはじめとす
る酸化物や、ＨｆＢ2，ＺｒＢ2，ＬａＢ6，ＣｅＢ6，Ｙ
Ｂ4，ＧｄＢ4などをはじめとする硼化物や、ＴｉＣ，Ｚ
ｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ，などをはじめと
する炭化物や、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ，などをはじめ
とする窒化物や、Ｓｉ，Ｇｅなどをはじめとする半導体
や、カーボンなどがあげられ、これらの中から適宜選択
される。

【００８０】以上述べたように、導電性薄膜１１０４を
微粒子膜で形成したが、そのシート抵抗値については、
１０の３乗から１０の７乗［オーム／ｓｑ］の範囲に含
まれるよう設定した。尚、導電性薄膜１１０４と素子電
極１１０２および１１０３とは、電気的に良好に接続さ
れるのが望ましいため、互いの一部が重なりあうような
構造をとっている。その重なり方は、図９（ａ），
（ｂ）の例においては、下から、基板、素子電極、導電
性薄膜の順序で積層したが、場合によっては下から基
板、導電性薄膜、素子電極、の順序で積層してもさしつ
かえない。

【００８１】また、電子放出部１１０５は、導電性薄膜
１１０４の一部に形成された亀裂状の部分であり、電気
的には周囲の導電性薄膜よりも高抵抗な性質を有してい
る。亀裂は、導電性薄膜１１０４に対して、後述する通
電フォーミングの処理を行うことにより形成する。亀裂
内には、数オングストロームから数百オングストローム
の粒径の微粒子を配置する場合がある。なお、実際の電
子放出部の位置や形状を精密かつ正確に図示するのは困
難なため、図９（ａ）、図９（ｂ）においては模式的に
示した。

【００８２】また、薄膜１１１３は、炭素もしくは炭素
化合物よりなる薄膜で、電子放出部１１０５およびその
近傍を被覆している。薄膜１１１３は、通電フォーミン
グ処理後に、後述する通電活性化の処理を行うことによ
り形成する。

【００８３】薄膜１１１３は、単結晶グラファイト、多
結晶グラファイト、非晶質カーボン、のいずれかか、も
しくはその混合物であり、膜厚は５００［オングストロ
ーム］以下とするが、３００［オングストローム］以下
とするのが更に好ましい。

【００８４】なお、実際の薄膜１１１３の位置や形状を
精密に図示するのは困難なため、図図９（ａ）、図９
（ｂ）においては模式的に示した。また、平面図（図９
（ａ））においては、薄膜１１１３の一部を除去した素
子を図示した。

【００８５】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、実施の形態においては以下のような素子を用いた。
即ち、基板１１０１には青板ガラスを用い、素子電極１
１０２と１１０３にはＮｉ薄膜を用いた。素子電極の厚
さｄは１０００［オングストローム］、電極間隔Ｌは２
［マイクロメータ］とした。

【００８６】微粒子膜の主要材料としてＰｄもしくはＰ
ｄＯを用い、微粒子膜の厚さは約１００［オングストロ
ーム］、幅Ｗは１００［マイクロメータ］とした。

【００８７】次に、好適な平面型の表面伝導型放出素子
の製造方法について説明する。図１０（ａ）〜（ｅ）
は、表面伝導型放出素子の製造工程を説明するための断
面図で、各部材の表記は図９と同一である。

【００８８】（１）まず、図１０（ａ）に示すように、
基板１１０１上に素子電極１１０２および１１０３を形
成する。これら素子電極を形成するにあたっては、あら
かじめ基板１１０１を洗剤、純水、有機溶剤を用いて十
分に洗浄後、素子電極の材料を堆積させる。（堆積する
方法としては、例えば、蒸着法やスパッタ法などの真空
成膜技術を用ればよい。）その後、堆積した電極材料
を、フォトリソグラフィー・エッチング技術を用いてパ
ターニングし、図１０（ａ）に示した一対の素子電極
（１１０２と１１０３）を形成する。

【００８９】（２）次に、図１０（ｂ）に示すように、
導電性薄膜１１０４を形成する。

【００９０】この導電性薄膜１１０４を形成するにあた
っては、まず図１０（ａ）の基板に有機金属溶液を塗布
して乾燥し、加熱焼成処理して微粒子膜を成膜した後、
フォトリソグラフィー・エッチングにより所定の形状に
パターニングする。ここで、有機金属溶液とは、導電性
薄膜に用いる微粒子の材料を主要元素とする有機金属化
合物の溶液である（具体的には、本実施の形態では主要
元素としてＰｄを用いた。また、実施の形態では塗布方
法として、ディッピング法を用いたが、それ以外の例え
ばスピンナー法やスプレー法を用いてもよい）。また、
微粒子膜で作られる導電性薄膜の成膜方法としては、本
実施の形態で用いた有機金属溶液の塗布による方法以外
の、例えば真空蒸着法やスパッタ法、或は化学的気相堆
積法などを用いる場合もある。

【００９１】（３）次に、図１０（ｃ）に示すように、
フォーミング用電源１１１０から素子電極１１０２と１
１０３の間に適宜の電圧を印加し、通電フォーミング処
理を行って、電子放出部１１０５を形成する。

【００９２】通電フォーミング処理とは、微粒子膜で作
られた導電性薄膜１１０４に通電を行って、その一部を
適宜に破壊、変形、もしくは変質せしめ、電子放出を行
うのに好適な構造に変化させる処理のことである。微粒
子膜で作られた導電性薄膜のうち電子放出を行うのに好
適な構造に変化した部分（即ち、電子放出部１１０５）
においては、薄膜に適当な亀裂が形成されている。な
お、電子放出部１１０５が形成される前と比較すると、
形成された後は素子電極１１０２と１１０３の間で計測
される電気抵抗は大幅に増加する。

【００９３】通電方法をより詳しく説明するために、図
１１に、フォーミング用電源１１１０から印加する適宜
の電圧波形の一例を示す。微粒子膜で作られた導電性薄
膜をフォーミングする場合には、パルス状の電圧が好ま
しく、本実施の形態の場合には同図に示したようにパル
ス幅Ｔ１の三角波パルスをパルス間隔Ｔ２で連続的に印
加した。その際には、三角波パルスの波高値Ｖｐｆを、
順次昇圧した。また、電子放出部１１０５の形成状況を
モニターするためのモニターパルスＰｍを適宜の間隔で
三角波パルスの間に挿入し、その際に流れる電流を電流
計１１１１で計測した。

【００９４】本実施の形態においては、例えば、１０の
マイナス５乗［ｔｏｒｒ］程度の真空雰囲気下におい
て、例えばパルス幅Ｔ１を１［ミリ秒］、パルス間隔Ｔ
２を１０［ミリ秒］とし、波高値Ｖｐｆを１パルスごと
に０．１［Ｖ］ずつ昇圧した。そして、三角波を５パル
ス印加するたびに１回の割りで、モニタパルスＰｍを挿
入した。フォーミング処理に悪影響を及ぼすことがない
ように、モニタパルスの電圧Ｖｐｍは０．１［Ｖ］に設
定した。そして、素子電極１１０２と１１０３の間の電
気抵抗が１×１０の６乗［オーム］になった段階、即ち
モニタパルス印加時に電流計１１１１で計測される電流
が１×１０のマイナス７乗［Ａ］以下になった段階で、
フォーミング処理にかかわる通電を終了した。

【００９５】なお、上記の方法は、本実施の形態の表面
伝導型放出素子に関する好ましい方法であり、例えば微
粒子膜の材料や膜厚、或は素子電極間隔Ｌなど表面伝導
型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて通
電の条件を適宜変更するのが望ましい。

【００９６】（４）次に、図１０（ｄ）に示すように、
活性化用電源１１１２から素子電極１１０２と１１０３
の間に適宜の電圧を印加し、通電活性化処理を行って、
電子放出特性の改善を行う。この通電活性化処理とは、
前記通電フォーミング処理により形成された電子放出部
１１０５に適宜の条件で通電を行って、その近傍に炭素
もしくは炭素化合物を堆積せしめる処理のことである。
（図においては、炭素もしくは炭素化合物よりなる堆積
物を部材１１１３として模式的に示した。）なお、通電
活性化処理を行うことにより、行う前と比較して、同じ
印加電圧における放出電流を典型的には１００倍以上に
増加させることができる。

【００９７】具体的には、１０のマイナス４乗ないし１
０のマイナス５乗［ｔｏｒｒ］の範囲内の真空雰囲気中
で、電圧パルスを定期的に印加することにより、真空雰
囲気中に存在する有機化合物を起源とする炭素もしくは
炭素化合物を堆積させる。堆積物１１１３は、単結晶グ
ラファイト、多結晶グラファイト、非晶質カーボン、の
いずれかか、もしくはその混合物であり、膜厚は５００
［オングストローム］以下、より好ましくは３００［オ
ングストローム］以下である。

【００９８】通電方法をより詳しく説明するために、図
１２（ａ）に、活性化用電源１１１２から印加する適宜
の電圧波形の一例を示す。本実施の形態においては、一
定電圧の矩形波を定期的に印加して通電活性化処理を行
ったが、具体的には，矩形波の電圧Ｖａｃは１４
［Ｖ］，パルス幅Ｔ３は１［ミリ秒］，パルス間隔Ｔ４
は１０［ミリ秒］とした。なお、上述の通電条件は、本
実施の形態の表面伝導型放出素子に関する好ましい条件
であり、表面伝導型放出素子の設計を変更した場合に
は、それに応じて条件を適宜変更するのが望ましい。

【００９９】図１０（ｄ）に示す１１１４は、該表面伝
導型放出素子から放出される放出電流Ｉeを捕捉するた
めのアノード電極で、直流高電圧電源１１１５および電
流計１１１６が接続されている。（なお、基板１１０１
を、表示パネルの中に組み込んでから活性化処理を行う
場合には、表示パネルの蛍光面をアノード電極１１１４
として用いる。）活性化用電源１１１２から電圧を印加
する間、電流計１１１６で放出電流Ｉeを計測して通電
活性化処理の進行状況をモニタし、活性化用電源１１１
２の動作を制御する。電流計１１１６で計測された放出
電流Ｉeの一例を図１２（ａ）に示すが、活性化電源１
１１２からパルス電圧を印加しはじめると、時間の経過
とともに放出電流Ｉeは増加するが、やがて飽和してほ
とんど増加しなくなる。このように、放出電流Ｉeがほ
ぼ飽和した時点で活性化用電源１１１２からの電圧印加
を停止し、通電活性化処理を終了する。

【０１００】なお、上述の通電条件は、本実施の形態の
表面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面
伝導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じ
て条件を適宜変更するのが望ましい。

【０１０１】以上のようにして、図１０（ｅ）に示す平
面型の表面伝導型放出素子を製造した。

【０１０２】（垂直型の表面伝導型放出素子）次に、電
子放出部もしくはその周辺を微粒子膜から形成した表面
伝導型放出素子のもうひとつの代表的な構成、即ち垂直
型の表面伝導型放出素子の構成について説明する。

【０１０３】図１３は、垂直型の基本構成を説明するた
めの模式的な断面図であり、図中の１２０１は基板、１
２０２と１２０３は素子電極、１２０６は段差形成部
材、１２０４は微粒子膜を用いた導電性薄膜、１２０５
は通電フォーミング処理により形成した電子放出部、１
２１３は通電活性化処理により形成した薄膜である。

【０１０４】垂直型が先に説明した平面型と異なる点
は、素子電極のうちの片方（１２０２）が段差形成部材
１２０６上に設けられており、導電性薄膜１２０４が段
差形成部材１２０６の側面を被覆している点にある。従
って、図９の平面型における素子電極間隔Ｌは、垂直型
においては段差形成部材１２０６の段差高Ｌｓとして設
定される。なお、基板１２０１、素子電極１２０２およ
び１２０３、微粒子膜を用いた導電性薄膜１２０４、に
ついては、前記平面型の説明中に列挙した材料を同様に
用いることが可能である。また、段差形成部材１２０６
には、例えばＳｉＯ2のような電気的に絶縁性の材料を
用いる。

【０１０５】次に、垂直型の表面伝導型放出素子の製法
について説明する。図１４（ａ）〜（ｆ）は、製造工程
を説明するための断面図で、各部材の表記は図１３と同
一である。

【０１０６】（１）まず、図１４（ａ）に示すように、
基板１２０１上に素子電極１２０３を形成する。

【０１０７】（２）次に、図１４（ｂ）に示すように、
段差形成部材を形成するための絶縁層を積層する。絶縁
層は、例えばＳｉＯ2をスパッタ法で積層すればよい
が、例えば、真空蒸着法や印刷法などの他の成膜方法を
用いてもよい。

【０１０８】（３）次に、図１４（ｃ）に示すように、
絶縁層の上に素子電極１２０２を形成する。

【０１０９】（４）次に、図１４（ｄ）に示すように、
絶縁層の一部を、例えばエッチング法を用いて除去し、
素子電極１２０３を露出させる。

【０１１０】（５）次に、図１４（ｅ）に示すように、
微粒子膜を用いた導電性薄膜１２０４を形成する。形成
するには、前記平面型の場合と同じく、例えば、塗布法
などの成膜技術を用いればよい。

【０１１１】（６）次に、前記平面型の場合と同じく、
通電フォーミング処理を行い、電子放出部を形成する。
（図１０（ｃ）を用いて説明した平面型の通電フォーミ
ング処理と同様の処理を行えばよい） ７）次に、前記平面型の場合と同じく、通電活性化処理
を行い、電子放出部近傍に炭素もしくは炭素化合物を堆
積させる。（図１０（ｄ）を用いて説明した平面型の通
電活性化処理と同様の処理を行えばよい。） 以上のようにして、図１４（ｆ）に示す垂直型の表面伝
導型放出素子を製造した。

【０１１２】（表示装置に用いた表面伝導型放出素子の
特性）以上、平面型と垂直型の表面伝導型放出素子につ
いて素子構成と製法を説明したが、次に表示装置に用い
た素子の特性について述べる。

【０１１３】図１５に、表示装置に用いた素子の、（放
出電流Ｉe）対（素子印加電圧Ｖf）特性、および（素子
電流Ｉf）対（素子印加電圧Ｖf）特性の典型的な例を示
す。なお、放出電流Ｉeは素子電流Ｉfに比べて著しく小
さく、同一尺度で図示するのが困難であるうえ、これら
の特性は素子の大きさや形状等の設計パラメータを変更
することにより変化するものであるため、２本のグラフ
は各々任意単位で図示した。

【０１１４】本実施の形態の表示装置に用いた素子は、
放出電流Ｉeに関して以下に述べる３つの特性を有して
いる。

【０１１５】第１に、ある電圧（これを閾値電圧Ｖthと
呼ぶ）以上の大きさの電圧を素子に印加すると急激に放
出電流Ｉeが増加するが、一方、閾値電圧Ｖth未満の電
圧では放出電流Ｉeはほとんど検出されない。即ち、放
出電流Ｉeに関して、明確な閾値電圧Ｖthを持った非線
形素子である。

【０１１６】第２に、放出電流Ｉeは素子に印加する電
圧Ｖfに依存して変化するため、電圧Ｖfで放出電流Ｉe
の大きさを制御できる。

【０１１７】第３に、素子に印加する電圧Ｖfに対して
素子から放出される電流Ｉeの応答速度が速いため、電
圧Ｖfを印加する時間の長さによって素子から放出され
る電子の電荷量を制御できる。

【０１１８】以上のような特性を有するため、表面伝導
型放出素子を表示装置に好適に用いることができた。例
えば多数の素子を表示画面の画素に対応して設けた表示
装置において、第１の特性を利用すれば、表示画面を順
次走査して表示を行うことが可能である。即ち、駆動中
の素子には所望の発光輝度に応じて閾値電圧Ｖth以上の
電圧を適宜印加し、非選択状態の素子には閾値電圧Ｖth
未満の電圧を印加する。駆動する素子を順次切り替えて
ゆくことにより、表示画面を順次走査して表示を行うこ
とが可能である。また、第２の特性かまたは第３の特性
を利用することにより、発光輝度を制御することができ
るため、諧調表示を行うことが可能である。

【０１１９】（多数素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子ビーム源の構造）次に、上述の表面伝導型放出素
子を基板上に配列して単純マトリクス配線したマルチ電
子ビーム源の構造について述べる。

【０１２０】図１６に示すのは、図７の表示パネルに用
いたマルチ電子ビーム源の平面図である。基板上には、
図９で示したものと同様な表面伝導型放出素子が配列さ
れ、これらの素子は行方向配線電極１００３と列方向配
線電極１００４により単純マトリクス状に配線されてい
る。行方向配線電極１００３と列方向配線電極１００４
の交差する部分には、電極間に絶縁層（不図示）が形成
されており、電気的な絶縁が保たれている。

【０１２１】図１６のＡ−Ａ’に沿った断面を、図１７
に示す。

【０１２２】なお、このような構造のマルチ電子源は、
予め基板上に行方向配線電極１００３、列方向配線電極
１００４、電極間絶縁層（不図示）、および表面伝導型
放出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した後、行方向
配線電極１００３および列方向配線電極１００４を介し
て各素子に給電して通電フォーミング処理と通電活性化
処理を行うことにより製造した。

【０１２３】図１８は、前記説明の表面伝導型放出素子
を電子ビーム源として用いたディスプレイパネルに、例
えば、テレビジョン放送をはじめとする種々の画像情報
源より提供される画像情報を表示できるように構成した
多機能表示装置の一例を示すための図である。

【０１２４】図中、２１００はディスプレイパネル、２
１０１はディスプレイパネルの駆動回路、２１０２はデ
ィスプレイコントローラ、２１０３はマルチプレクサ、
２１０４はデコーダ、２１０５は入出力インターフェー
ス回路、２１０６はＣＰＵ、２１０７は画像生成回路、
２１０８および２１０９および２１１０は画像メモリイ
ンターフェース回路、２１１１は画像入力インターフェ
ース回路、２１１２および２１１３はＴＶ信号受信回
路、２１１４は入力部である。なお、本表示装置は、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などについては説明を省略す
る。

【０１２５】以下、画像信号の流れに沿って各部の機能
を説明してゆく。

【０１２６】まず、ＴＶ信号受信回路２１１３は、例え
ば電波や空間光通信などのような無線伝送系を用いて伝
送されるＴＶ画像信号を受信するための回路である。受
信するＴＶ信号の方式は特に限られるものではなく、例
えば、ＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式など
の諸方式でもよい。また、これらより更に多数の走査線
よりなるＴＶ信号（例えばＭＵＳＥ方式をはじめとする
いわゆる高品位ＴＶ）は、大面積化や大画素数化に適し
た前記ディスプレイパネルの利点を生かすのに好適な信
号源である。ＴＶ信号受信回路２１１３で受信されたＴ
Ｖ信号は、デコーダ２１０４に出力される。

【０１２７】また、ＴＶ信号受信回路２１１２は、例え
ば、同軸ケーブルや光ファイバーなどのような有線伝送
系を用いて伝送されるＴＶ画像信号を受信するための回
路である。前記ＴＶ信号受信回路２１１３と同様に、受
信するＴＶ信号の方式は特に限られるものではなく、ま
た本回路で受信されたＴＶ信号もデコーダ２１０４に出
力される。画像入力インターフェース回路２１１１は、
例えば、ＴＶカメラや画像読み取りスキャナなどの画像
入力装置から供給される画像信号を取り込むための回路
で、取り込まれた画像信号はデコーダ２１０４に出力さ
れる。

【０１２８】また、画像メモリインターフェース回路２
１１０は、ビデオテープレコーダ（以下、ＶＴＲと略
す）に記憶されている画像信号を取り込むための回路
で、取り込まれた画像信号はデコーダ２１０４に出力さ
れる。

【０１２９】また、画像メモリインターフェース回路２
１０９は、ビデオディスクに記憶されている画像信号を
取り込むための回路で、取り込まれた画像信号はデコー
ダ２１０４に出力される。画像メモリインターフェース
回路２１０８は、いわゆる静止画ディスクのように、静
止画像データを記憶している装置から画像信号を取り込
むための回路で、取り込まれた静止画像データはデコー
ダ２１０４に出力される。入出力インターフェース回路
２１０５は、本表示装置と、外部のコンピュータもしく
はコンピュータネットワークもしくはプリンタなどの出
力装置とを接続するための回路である。画像データや文
字データ・図形情報の入出力を行うのはもちろんのこ
と、場合によっては本表示装置の備えるＣＰＵ２１０６
と外部との間で制御信号や数値データの入出力などを行
うことも可能である。

【０１３０】また、画像生成回路２１０７は、前記入出
力インターフェース回路２１０５を介して外部から入力
される画像データや文字・図形情報や、或はＣＰＵ２１
０６より出力される画像データや文字・図形情報に基づ
き表示用画像データを生成するための回路である。本回
路の内部には、例えば、画像データや文字・図形情報を
蓄積するための書き換え可能メモリや、文字コードに対
応する画像パターンが記憶されている読みだし専用メモ
リや、画像処理を行うためのプロセッサなどをはじめと
して画像の生成に必要な回路が組み込まれている。本回
路により生成された表示用画像データは、デコーダ２１
０４に出力されるが、場合によっては前記入出力インタ
ーフェース回路２１０５を介して外部のコンピュータネ
ットワークやプリンタ入出力することも可能である。

【０１３１】また、ＣＰＵ２１０６は、主として本表示
装置の動作制御や、表示画像の生成や選択や編集に関わ
る作業を行う。

【０１３２】例えば、マルチプレクサ２１０３に制御信
号を出力し、ディスプレイパネルに表示する画像信号を
適宜選択したり組み合わせたりする。また、その際には
表示する画像信号に応じてディスプレイパネルコントロ
ーラ２１０２に対して制御信号を発生し、画面表示周波
数や走査方法（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。

【０１３３】また、前記画像生成回路２１０７に対して
画像データや文字・図形情報を直接出力したり、或は前
記入出力インターフェース回路２１０５を介して外部の
コンピュータやメモリをアクセスして画像データや文字
・図形情報を入力する。 なお、ＣＰＵ２１０６は、む
ろんこれ以外の目的の作業にも関わるものであっても良
い。例えば、パーソナルコンピュータやワードプロセッ
サなどのように、情報を生成したり処理する機能に直接
関わっても良い。

【０１３４】或は、前述したように入出力インターフェ
ース回路２１０５を介して外部のコンピュータネットワ
ークと接続し、例えば数値計算などの作業を外部機器と
協同して行っても良い。入力部２１１４は、前記ＣＰＵ
２１０６に使用者が命令やプログラム、或はデータなど
を入力するためのものであり、例えばキーボードやマウ
スのほか、ジョイスティック、バーコードリーダー、音
声認識装置など多様な入力機器を用いることが可能であ
る。

【０１３５】デコーダ２１０４は、前記２１０７ないし
２１１３より入力される種々の画像信号を３原色信号、
または輝度信号とＩ信号、Ｑ信号に逆変換するための回
路である。なお、同図中に点線で示すように、デコーダ
２１０４は内部に画像メモリを備えるのが望ましい。こ
れは、例えばＭＵＳＥ方式をはじめとして、逆変換する
に際して画像メモリを必要とするようなテレビ信号を扱
うためである。また、画像メモリを備えることにより、
静止画の表示が容易になる、或は、前記画像生成回路２
１０７およびＣＰＵ２１０６と協同して画像の間引き、
補間、拡大、縮小、合成をはじめとする画像処理や編集
が容易に行えるようになるという利点が生まれるからで
ある。

【０１３６】また、マルチプレクサ２１０３は、前記Ｃ
ＰＵ２１０６より入力される制御信号に基づき表示画像
を適宜選択するものである。即ち、マルチプレクサ２１
０３はデコーダ２１０４から入力される逆変換された画
像信号のうちから所望の画像信号を選択して駆動回路２
１０１に出力する。その場合には、一画面表示時間内で
画像信号を切り替えて選択することにより、いわゆる多
画面テレビのように一画面を複数の領域に分けて領域に
よって異なる画像を表示することも可能である。ディス
プレイパネルコントローラ２１０２は、前記ＣＰＵ２１
０６より入力される制御信号に基づき駆動回路２１０１
の動作を制御するための回路である。

【０１３７】まず、ディスプレイパネルの基本的な動作
にかかわるものとして、例えば、ディスプレイパネルの
駆動用電源（図示せず）の動作シーケンスを制御するた
めの信号を駆動回路２１０１に対して出力する。また、
ディスプレイパネルの駆動方法に関わるものとして、例
えば画面表示周波数や走査方法（例えばインターレース
かノンインターレースか）を制御するための信号を駆動
回路２１０１に対して出力する。また、場合によって
は、表示画像の輝度やコントラストや色調やシャープネ
スといった画質の調整に関わる制御信号を駆動回路２１
０１に対して出力する場合もある。

【０１３８】また、駆動回路２１０１は、ディスプレイ
パネル２１００に印加する駆動信号を発生するための回
路であり、前記マルチプレクサ２１０３から入力される
画像信号と、前記ディスプレイパネルコントローラ２１
０２より入力される制御信号に基づいて動作するもので
ある。

【０１３９】以上、各部の機能を説明したが、図１８に
例示した構成により、本表示装置においては多様な画像
情報源より入力される画像情報をディスプレイパネル２
１００に表示することが可能である。即ち、テレビジョ
ン放送をはじめとする各種の画像信号はデコーダ２１０
４において逆変換された後、マルチプレクサ２１０３に
おいて適宜選択され、駆動回路２１０１に入力される。
一方、ディスプレイコントローラ２１０２は、表示する
画像信号に応じて駆動回路２１０１の動作を制御するた
めの制御信号を発生する。駆動回路２１０１は、上記画
像信号と制御信号に基づいてディスプレイパネル２１０
０に駆動信号を印加する。これにより、ディスプレイパ
ネル２１００において画像が表示される。これらの一連
の動作は、ＣＰＵ２１０６により統括的に制御される。

【０１４０】また、本表示装置においては、前記デコー
ダ２１０４に内蔵する画像メモリや、画像生成回路２１
０７およびＣＰＵ２１０６が関与することにより、単に
複数の画像情報の中から選択したものを表示するだけで
なく、表示する画像情報に対して、例えば拡大、縮小、
回転、移動、エッジ強調、間引き、補間、色変換、画像
の縦横比変換などをはじめとする画像処理や、合成、消
去、接続、入れ換え、はめ込みなどをはじめとする画像
編集を行うことも可能である。

【０１４１】また、本実施の形態の説明では特に触れな
かったが、上記画像処理や画像編集と同様に、音声情報
に関しても処理や編集を行うための専用回路を設けても
良い。

【０１４２】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、静止画像および動
画像を扱う画像編集機器、コンピュータの端末機器、ワ
ードプロセッサをはじめとする事務用端末機器、ゲーム
機などの機能を一台で兼ね備えることが可能で、産業用
或は民生用として極めて応用範囲が広い。

【０１４３】なお、図１８は、表面伝導型放出素子を電
子ビーム源とするディスプレイパネルを用いた表示装置
の構成の一例を示したにすぎず、これのみに限定される
ものではないことは言うまでもない。例えば、図１８の
構成要素のうち使用目的上必要のない機能に関わる回路
は省いても差し支えない。またこれとは逆に、使用目的
によっては更に構成要素を追加しても良い。例えば、本
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。

【０１４４】本表示装置においては、とりわけ表面伝導
型放出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルが
容易に薄形化できるため、表示装置全体の奥行きを小さ
くすることが可能である。それに加えて、表面伝導型放
出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルは大画
面化が容易で輝度が高く視野角特性にも優れるため、本
表示装置は臨場感あふれ迫力に富んだ画像を視認性良く
表示することが可能である。

【０１４５】（実施の形態２）本実施の形態に於いて
は、平面フィールドエミッション（ＦＥ）型電子放出素
子を本発明の電子放出素子として用いた例を示す。

【０１４６】図１９は、平面ＦＥ型電子放出素子基板の
上面図であり、３０１は電子放出部、３０２及び３０３
は電子放出部３０１に電位を与える一対の素子電極、３
０４は行方向配線、３０５は列方向配線である。

【０１４７】電子放出は、素子電極３０２、３０３間に
電圧を印加することにより電子放出部３０１内の鋭利な
先端部より電子が放出され、素子基板と対向して設けら
れた加速電圧（図示せず）に電子が引き寄せられて蛍光
体（図示せず）に衝突し蛍光体を発光させる。本実施の
形態に於いては、列方向配線３０５はダイシングソーを
用いて基板に溝（図示せず）を形成し、銀ペーストをフ
レードコータを用いて溝中に塗布して焼成することによ
り形成した。次に、層間絶縁層（図示せず）を全面に形
成した後、行方向配線３０４を形成した。以下、実施の
形態と同様にして電位規定板、スペーサ（図示せず）を
形成し画像表示装置を作製した。なお、本実施の形態に
於いては、列方向配線の厚みは５０μｍ、行方向配線の
厚みは６０μｍとし、スペーサは行配線電極上に形成し
た。実施の形態１と同様に駆動させたところ、２次元状
に等間隔の発光スポット列が形成され、スペーサ近傍に
おいても隣接画素へのビームのはみ出しがなく且つ高効
率で発光する画像表示装置が実施の形態１と同様に得ら
れた。

【０１４８】（その他の実施の形態）本発明の実施の形
態において、電位規定板を複数枚用いてビーム集束機能
をもたせることも可能である。

【０１４９】また、本実施の形態において、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。電子放出素子
がある。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
支持部材を用いた場合である。

【０１５０】また、本発明は、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。

【０１５１】また、本発明は、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。

【０１５２】なお、本発明は、複数の機器（例えばホス
トコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリン
タなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置
など）に適用してもよい。

【０１５３】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システム或は装置に供給し、そのシ
ステム或は装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰ
Ｕ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し
実行することによっても達成される。

【０１５４】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。

【０１５５】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク、ハードディス
ク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ
−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭな
どを用いることができる。

【０１５６】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれる。

【０１５７】更に、記憶媒体から読出されたプログラム
コードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードや
コンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメ
モリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基
づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わる
ＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その
処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合
も含まれる。

【０１５８】本発明を上記記憶媒体に適用する場合、そ
の記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応す
るプログラムコードを格納することになる。

【０１５９】以上のように本発明に係る実施の形態にお
ける画像表示装置において、半導電性膜を表面に有する
スペーサを電位規定板上に配置し、加速電極と電位規定
板間を半導電性膜を通して電気的接続を行い半導電膜に
微弱電流を流し、電位規定板とスペーサ間の接続部を電
子放出部から見えない位置に配置することによって、電
子源から放出される電子ビームが蛍光体に衝突する位置
と、本来発光すべき蛍光体との位置ズレの発生が防止さ
れ、隣接画素へのはみ出しや輝度損失を防ぐことができ
鮮明な画像表示が可能となった。

【０１６０】更に、本発明に係る実施の形態の構成要件
に適合した電気規定板上の接続部は電子軌道に及ぼす影
響が少ないため、接続に用いるフリット量を増やすこと
が可能であり、これは、スペーサの加工精度、基板の反
りによる組立時の誤差を吸収し易くするとともに固定強
度を大きくし、装置特性を落とすことなく歩留りを向上
させる効果がある。

【０１６１】また、本発明に係る実施の形態に於いて、
電子被照射体は特定せず、マルチ平面電子源を成す電子
発生装置においても同様の効果を発揮できる。

【０１６２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子放出素子から放出される電子ビームの軌道がずれを抑
えて、高品位の画像を形成できる。

【０１６３】

【図面の簡単な説明】

【図１】従来知られた表面伝導型放出素子の一例を示す
平面図である。

【図２】従来知られた電界放出型素子（ＦＥ型）の一例
を示す断面図である。

【図３】従来知られたＭＩＭ型素子の一例を示す断面図
である。

【図４】電子放出素子の配線方法を示す図である。

【図５】本発明の第一の実施の形態の画像形成装置の断
面図である。

【図６】図５に示した画像形成装置の電位規定板の斜視
図である。

【図７】本発明の実施の形態である画像表示装置の表示
パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。

【図８】表示パネルのフェースプレートの蛍光体配列を
例示した平面図である。

【図９】本実施の形態で用いた平面型の表面伝導型放出
素子の平面図（ａ）と、その断面図（ｂ）である。

【図１０】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を示
す断面図である。

【図１１】通電フォーミング処理の際の印加電圧波形を
示す図である。

【図１２】通電活性化処理の際の印加電圧波形（ａ）
と、放出電流Ｉeの変化（ｂ）を示す図である。

【図１３】実施の形態で用いた垂直型の表面伝導型放出
素子の断面図である。

【図１４】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を示
す断面図である。

【図１５】本実施の形態で用いた表面伝導型放出素子の
典型的な特性を示すグラフ図である。

【図１６】実施の形態で用いたマルチ電子ビーム源の基
板の平面図である。

【図１７】実施の形態で用いたマルチ電子ビーム源の基
板の一部断面図である。

【図１８】本発明の実施の形態である画像表示装置を用
いた多機能画像表示装置のブロック図である。

【図１９】本発明の実施の形態２の平面ＦＥ型電子放出
素子の上面図である。

【図２０】本実施の形態の電位規定板の一例を示す断面
図である。

【符号の説明】

１０１，１００１，１１０１ 素子基板 １０２，１１０５ 電子放出部 １０３ 行配線電極 １０４ 電位規定板と素子基板接続部 １０５ 電位規定板 １０６，１０１１ スペーサ １０７ スペーサと電位規定板接続部 １０８ スペーサとメタルバック接続部 １０９，１００９ メタルバック １１０，１０１０ ブラックストライプ １１１，１００８ 蛍光体部 １１２，１００７ フェースプレート基板 １１３ 半導電性膜 ２０２ 電子通過孔 ２０３ 電気規定電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 31/12 - 31/15 H01J 29/06 H01J 29/62 H01J 29/87 H01J 1/30 H01J 1/46 H01J 1/52 H01J 3/18

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マトリクス状に配置された電子放出素子
   と前記電子放出素子から放出される電子ビームの照射に
   より発光する画像形成体基板間を支えるスペーサと、 前記スペーサ上に形成された半導電性膜と、 前記画像形成体基板と前記電子放出素子が配置された基
   板間に、前記半導電性膜を有するスペーサと、導電性接
   続部材を介して当該半導電性膜と電気接続された電位規
   定板とを備え、 前記電位規定板は凹部を有しており、当該凹部に前記導
   電性接続部材を埋め込むことにより前記電子放出素子か
   ら放出される電子が前記導電性接続部材に直接照射しな
   いようにしていることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 マトリクス状に配置された電子放出素子
   と、 前記電子放出素子から放出される電子ビームの照射によ
   り発光する画像形成体基板と、 前記電子放出素子が配置された基板と前記画像形成体基
   板との間に配置された電位規定板と、 前記電位規定板と前記画像形成体基板との間に配置さ
   れ、当該電位規定板と導電性接続部材を介して電気的に
   接続された半導電性膜を表面に有するスペーサとを備
   え、 前記導電性接続部材は、当該導電性接続部材による前記
   電子放出素子の電子放出部近傍の電場の歪みを抑制する
   ように前記電位規定板にて遮蔽されていることを特徴と
   する画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記半導電性膜は、前記電位規定板に所
   定の電圧が印加されることにより微小電流を流すことを
   特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記電位規定板は、前記電子放出素子か
   ら放出される電子ビームのそれぞれを通過させる所定サ
   イズの穴を有することを特徴とする請求項１又は２に記
   載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記画像形成体基板には、前記電子放出
   素子から放出される電子ビームを加速するための所定の
   加速電圧が印加されていることを特徴とする請求項１乃
   至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記画像形成体基板は蛍光体を有し、前
   記電子放出素子から放出される電子ビームが照射される
   ことによって発光することを特徴とする請求項１乃至５
   のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記電子放出素子は、表面伝導型の電子
   放出素子であることを特徴とする請求項１又は２に記載
   の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記電子放出素子のそれぞれに電力を供
   給する複数の行方向配線および列方向配線とが接続され
   ていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形
   成装置。
9. 【請求項９】 前記電子放出素子は、横型の電界放出素
   子であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像
   形成装置。