JPH04133237A - 電子線発生装置とそれを用いた画像形成装置及び記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子放出素子と電子放出素子から放出される
電子線を変調するためのグリッド電極とを備えた電子線
発生装置に関し、特に画像表示装置及び記録装置に関す
る。

［従来の技術］ 従来、簡単な構造で電子の放出が得られる素子として、
例えば、エム　アイ　エリンソン（Ｍ。

１、Ｅｌ　１ｎｓｏｎ）等によって発表された冷陰極素
子が知られている。［ラジオ　エンジニアリング　エレ
クトロン　フィジッス（Ｒａｄｉ。

Ｅｎｇ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、Ｐｈｙｓ、）ｉｌ。

巻、１２９０〜１２９６頁、１９６５年］この種の電子
放出素子としては、前記エリンソン等により開発された
５ｎ０２　　（Ｓｂ）薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によ
るもの［ジー・ディトマー“スイン　ソリド　フィルム
ス″　（Ｇ。

Ｄｉｔｔｍｅｒ：　　’Ｔｈ１ｎ　　ＳｏｌｉｄＦｉｌ
ｍｓ　　）、９巻、３１７頁、（１９７２年）］、■Ｔ
Ｏ薄膜によるもの［エム　ハートウェル　アンド　シー
　ジー　フオンスタツド“アイ　イー　イー　イー　ト
ランス”イー　ディーコンフ（Ｍ、Ｈａｒｔｗｅｌ　１
ａｎｄ　　Ｃ，Ｇ、Ｆｏｎｓｔａｄ：Ｉ　ＥＥＥＴｒａ
ｎｓ、ＥＤ　　Ｃｏｎｆ、　　）５１９頁。

（１９７５年）］、カーボン薄膜によるもの［荒木久他
・　“真空”、第２６巻、第１号、２２頁。

（１９８３年）］などが報告されている。

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

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

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

これら電子線デイスプレィ装置は、基本的に次のような
構造からなる。

第８図及び第９図は従来デイスプレィ装置の概要を示す
ものである。本図中、８１は基板、８２は支持体、８３
は配線電極、８４は電子放出部、８５は電子通過孔、８
６は変調電極、８７はガラス板、８８は透明電極、８９
は画像形成部材で、例えば蛍光体、レジスト材等電子が
衝突することにより発光、変色、ｆ電、変質等する部材
から成る。８０はフェースプレート、９０は蛍光体の輝
点である。電子放出部８４は薄膜技術により形成され、
基板（ガラス）８１とは接触することがない中空構造を
成すものである。配線電極８３は電子放出部材と同一の
材料を用いて形成しても、別材料を用いても良く、一般
に融点が高く電気抵抗の小さいものが用いられる。支持
体８２は絶縁体材料もしくは導電体材料で形成されてい
る。

これら電子線デイスプレィ装置は、配線電極８３に電圧
を印加せしめ中空構造をなす電子放出部より電子を放出
させ、これら電子流を情報信号に応じて変調する変調電
極８６に電圧を印加することにより電子を取り出し、取
り出した電子を加速させ蛍光体８９に衝突させるもので
ある。また、配線電極８３と変調電極８６でＸＹマトリ
ックスを形成せしめ、画像形成部材たる蛍光体８９上に
画像表示を行うものである。

又、第９図において、９１は基板、９２は変調電極、９
３は熱電子線源（電子放出素子）、９４は上偏向電極、
９５は下偏向電極、９６は透明電極と蛍光体（画像形成
部材）を設けたフェースプレートであって、基板９１上
に変調電極９２、電子放出素子９３、及び画像形成部材
を順次配置した構成を有する電子線デイスプレィ装置で
ある。

又、同図破線円内に示す如く、変調電極９２と電子放出
素子９３とは、間に空間を有して配置されている。又、
熱電子線源は、タングステン線に電子放射物質を被覆し
たもので、外径は約３５μｍ、動作温度は７００〜８５
０℃で熱電子を放出する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述従来の電子線デイスプレィには、次
のような問題点があった。

■、第８図に示されるように変調電極８６が、電子放出
素子（支持体８２．配線電極８３及び電子放出部８４よ
り成る）の電子放出方向上部に配置される為、変調電極
８６の電子通過孔８５と電子放出素子の電子放出部８４
との位置合わせが難しく、大画面で高精細な画像表示装
置を作製しがたい。

■、同図に示されるように変調電極８６と電子放出素子
の電子放出部８４との間に空間を有して相方配置される
為、変調電極８６と電子放出素子の電子放出部８４との
距離を、全ての変調電極８６と電子放出部８４との間で
揃えることが難しく、大画面で高精細な画像表示装置を
作製しがたい。

■、大画面で高精細な画像表示装置を作製しようとする
と、駆動電圧を高めても表示画像の輝度むらが顕著とな
フてしまう。

一方、第９図に示された従来の電子線デイスプレィでは
、変調電極９２が熱電子線源９３（電子放出素子）の電
子放出方向と反対側に配置されているため先述の問題点
■は解消されるが、以前として先述の問題点■、■につ
いては解消し得ない。

更に以上の如き問題点は画像表示装置においては、表示
画像のコントラスト不足、輝度ムラ等の問題点を生ぜし
める。

そこで本発明は上記問題点に鑑みなされた発明であって
、その目的は変調電極と電子放出素子との位置合せが容
易であるためその作製が簡単な電子線発生装置、記録装
置を提供することである。

更に本発明の目的は大画面で高精細な画像表示装置を作
製しようとしたとき駆動電圧を低くおさえてもムラの少
ない電子線発生装置及びそれを用いた画像表示装置、記
録装置を提供することである。

更に本発明の目的は表示画像のコントラストに優れ輝度
ムラのない画像表示装置及び記録画像のコントラストに
優れ鮮明画像の得られる記録装置を提供することである
。

［課題を解決するための手段］ 上記目的は以下の本発明により達成される。即ち本発明
は、 低電位電極と高電位電極間に電子放出部を有する電子放
出素子と、該電子放出素子から放出される電子ビームを
情報信号に応じて変調する変調電極とを有する電子線発
生装置において、該電子放出素子と該変調電極とが絶縁
性基体を介して積層されており、該電子放出素子の素子
電極の低電位電極が高電位電極よりも電極厚が厚い／又
は電極幅が広いことを特徴とする電子線発生装置及び、 該電子放出素子がライン状に複数の電子放出部を有する
線電子放出素子であって、該線電子放出素子の複数と、
該変調電極の複数とがＸＹマトリクスを構成している電
子線発生装置である。

更に本発明は、低電位電極と高電位電極間に電子放出部
を有する電子放出素子と、該電子放出素子から放出され
る電子ビームを情報信号に応じて変調する変調電極と、
該電子ビームの照射により画像を形成する画像形成部材
とを有する画像表示装置において、該変調電極、該電子
放出素子２該画像形成部材が順次配置されており、該電
子放出素子と該変調電極とが絶縁性基体を介して積層さ
れ、該電子放出素子の低電位電極が高電位電極よりも電
極層が厚い／又は電極幅が広いことを特徴とする画像表
示装置及び、 該電子放出素子がライン状に複数の電子放出部を有する
線電子放出素子であって、該線電子放出素子の複数と該
変調電極の複数とがＸＹマトリクスを構成することを特
徴とする画像表示装置である。

更に本発明は、低電位電極と高電位電極間に電子放出部
を有する電子放出素子と、該電子放出素子から放出され
る電子ビームを情報信号に応じて変調す不変調電極と、
該電子ビームの照射により発生ずる発光体と、該発光体
からの光の照射により画像記録される被記録体とを有す
る記録装置において、該変調電極、該電子放出素子、該
発光体が順次配置されており、該；予放出素子と該変調
電極とが絶縁性基体を介して積層され、該電子放圧素子
の低電位電極が高電位電極よりも電８ｉ厚が厚い／又は
電極幅が広いことを特徴とする記録装置及び、 低電位電極と高電位電極間に電子放出部を有する電子放
出素子と、該電子放圧素子から放出される電子ビームを
情報信号に応じて変調する変調電極と、該電子ビームの
照射により発光する発光体と、該発光体からの光の照射
により画像記録される被記録体の支持手段とを有する記
録装置において、該変調電極、該電子放出素子、該発光
体が順次配置されており、該電子放出素子と該変調電極
とが絶縁性基体を介して積層され該電子放出素子の低電
位電極が高電位電極よりも電極層が厚い／又は電極幅が
広いことを特徴とする記録装置である。

以下本発明について詳述する。

本発明の主たる特徴は、電子線発生源Ｗにおいて次の（
１）及び（２）の二つの構成要件を具偏することにある
。即ち （１）電子線発生源である電子放圧素子と該電子放出素
子から放出される電子ビームを変調する変調電極とが絶
縁性基体を介して積層されていること及び （２）該電子放出素子の低電位電極が高電位電極よりも
電極層が厚い／又は電極幅が広いことである。

まず、上記（１）の要件について説明するならば、絶縁
性基体は、その基体面に電子放圧素子と変調電極とを電
気的絶縁状態で保持し得るものであれば、その形状、構
成材料等特に限定されるものではない。但し、絶縁性基
体は均一な厚さを有するものであることが好ましく、か
かる均一性によフて電子放出素子と変調電極との距離を
一定に保つことが可能となる。ここで、均一な厚さとは
、現行の成膜技術（例えば、後述する実施例にある様な
成膜技術）をもフてして達せられる程度の均一性であっ
て良い。又、絶縁性基体の厚さについては、電子放出素
子と変調電極との電気的絶縁状態さえ維持できれば良（
、特に制限されるものではないが、好ましくは、０．０
１μｍ　＝２００μｍ、特に好ましくは０．１ｕｍ＝１
０μｍとされる。

更に、変調電極は、情報信号に応じた電圧が印加される
ことで、電子放出素子から放出される電子ヒームのＯＮ
１０　Ｆ　Ｆ制御、さらには電子ビームの電子放出量の
アナログ制御を行う為の電極であり、導電性材料であれ
ば、いかなる材料より構成されるものであっても良い。

次に上記（２）の要件について説明するならば本発明に
おける電子放出素子は低電位電極と高電位電極間に電子
放出部を有する電子放出素子であればいずれであフても
構わない。こεで本発明でいう電子放出素子の素子電極
の厚さとは、素子形態にかかわらず、絶縁性基体面から
素子電極の最上端までの鉛直方向距離を意味する。又本
発明でいう幅とは素子形態にかかわらず、電子放出部を
形成する素子電極の横手方向の最近傍距離を意味する。

以上の要件（１）及び（２）は本発明において必須であ
りかかる要件を具備する本発明の電子線発生装置は、充
分な電子放出量が得られ、しかも意図せぬ電子放出量の
変動や電子ビーム間での変調ムラが少なく、よって、コ
ントラストに優れ、輝度ムラのない表示画像を与えるも
のである。即ち、本発明においては、まず電子放出素子
及び変調電極が上記（１）の配置を採ることによフて、
従来の変調電極の電子通過孔と電子放出部との位置合せ
の問題と、変調電極−電子放出部間距離の変動と不揃い
の問題とを同時に解決し得たのである。又、変調電極は
本来、電子ビームの放出経路内に配置されである方が、
変調効率の点で望ましい。本発明においては、上記（１
）の配置を採るに伴い、上記（２）の電子放出素子を用
いることで、電子ビームの変調効率の点、特に低電圧駆
動化においても更に改善された電子線発生装置とし得た
のである。

次に、本発明に係る電子放出素子について、更に詳述す
る。

第１図は本発明の電子線発生装置の一実施例を示す斜視
図であり、１１は基板（リアプレート）、１２はグリッ
ド電極（変調電極）、１３は素子電極、１４は電子放出
部、１５は絶縁層である６第２図は第１図のＡ−Ａ’線
における断面図を示す。

ここで、基板１１の材料としては、金属、ガラス、セラ
ミックス材料等、耐熱性、耐溶剤性に優れていればいず
れでも良い。

また、絶縁層１５としては、従来からの無機絶縁膜に限
らず、有機絶縁膜で形成させることも可能である。有機
絶縁膜の形成に関しては、具体的には蒸着法やクラスタ
ーイオンビーム法等の通用も可能である。

また、本発明における電子放出部４の形成に関しては、
従来公知の方法を用いることが可能であり、電極の材料
としては高い伝導性を有するものであればよく、例えば
Ａｕ、Ａｇ、Ａ１１．Ｉｎ。

Ｐｔ、Ｐｄ、Ｓｎ、Ｐｂ等の金属や、これらの合金とい
った数多くの材料の通用が考えられる。

本発明における電子放出素子は先述した如く、上記（２
）の条件を満すものであれば、一般に熱陰極、冷陰極と
呼ばれるいずれの電子放出素子であっても良いが、熱陰
極の場合には該絶縁性基体への熱拡散により：冷陰極の
場合よりも電子放出効率及び応答速度が低下する為、好
ましくは後述する表面伝導形放出素子、半導体電子放出
素子等の冷陰極が用いられる。特に、冷陰極の中でも表
面伝導形放出素子と呼ばれる電子放出素子を用いた方が
、 １）−層高い電子放出効率が得られる、２）構造が簡単
であるため、製造が容易である、 ３）同一基板上に高密度に多数の素子を配列形成できる
、 ４）応答速度が速い、 ５）輝度コントラストが一層優れている等の利点を有す
るので特に好ましい。ここで、表面伝導形放出素子とは
、例えば、エム　アイ　エリンソン（Ｍ、１．Ｅｌｉｎ
ｓｏｎ）等によって発表された冷陰極素子［ラジオ・エ
ンジニアリング・エレクトロン・フィジイッス（Ｒａ　
ｄ　ｉ　。

Ｅｎｇ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、Ｐｈｙｓ、）第１０巻、１
２９０〜１２９６頁、１９６５年コであり、これは、基
体面上に設けられた電極（素子電極）間に形成された小
面積の薄膜（電子放出部）に、該電極間に電圧を印加し
て、該薄膜面に平行に電流を流すことによって電子放出
する素子であり、前記エリンソン等により開発された５
ｎｏ２（ｓｂ）薄膜を用いたものの他、Ａｕ薄膜による
もの［ジー・ディトマ一二　“スイン・ソリッド゛・フ
ィルムス”　　（Ｇ、Ｄｉｔｔｍｅｒ：　　“Ｔｈ１ｎ
Ｓｏｌｉｄ　　Ｆｉｌｍｓ”）、９巻、３１７頁。

（１９７２年）］、ＩＴＯ薄膜によるもの［エム・ハー
トウェル・アンド・シー・ジー・フォンスタッド：　“
アイ・イー・イー・イー・トランス・イー・デイ−・コ
ン７″　（Ｍ、Ｈａｒｔｗｅｌ　１ａｎｄ　　Ｃ，Ｇ、
Ｆｏｎｓｔａｄ：　　“Ｉ　ＥＥＥＴｒａｎｓ、ＥＤ　
　Ｃｏｎｆ、　　）５１９頁。

（１９７５年）］、カーボン薄膜によるもの［荒木久他
：　“真空”、第２６巻、第１号、２２頁（１９８３年
）］等が報告されている。

本発明で使用される表面伝導形放比素子は、上記以外に
も後述する様に、その電子放出部が金属微粒子の分散に
よって形成されているものであっても良い。

又、本発明においては、電子放出素子と変調電極に電圧
を印加する電圧印加手段は、別個独立して設けられ、又
、かかる電圧印加手段は各々、印加電圧可変手段をも具
備している。

又、本発明においては、その用途にもよるが、好ましく
は、電子放出素子がライン状に複数の電子放出部を有す
る線電子放出素子であって、該線電子放出素子の複数と
該変調電極の複数とがＸＹマトリックスを構成するもの
である。この様に、電子放出部を多数有する、マルチ電
子線発生装置にあっては、特に、本発明の如き前記（１
）及び（２）なる構成要件を具備することは、低電圧駆
動する上で好ましい。

以上、本発明の、主として電子線発生装置について詳述
したが、かかる電子線発生装置は画像表示装置及び記録
装置の電子源として特に好適に用いられる。

本発明の電子線発生装置を用いた画像表示装置の一態様
例を第４図を基に述へる。

第４図は表示パネルの構造を示しており、図中、４７は
ガラス製の真空容器で、その一部である４１は表示面側
のフェースプレートを示している。フェースプレート４
１の内面には、例えはＩＴＯを材料とする透明電極が形
成され、さらにその内側には、赤、緑、青の蛍光体（画
像形成部材）がモザイク状に塗り分けられ、ＣＲＴの分
野では公知のメタルバック処理が施されている。また、
前記透明電極は、加速電圧を印加する為に端子４３を通
じて、真空容器外と電気的に接続されている。

また、前記真空容器４７の底面には、本発明の電子線発
生装置が固定されている。１１はガラス基板（絶縁性基
体）で、その上面には電子放出素子がＮ個×℃列にわた
り配列形成されている。該電子放出素子群は、列毎に電
気的に並列接続されており、各列の正極側配線４４（負
極側配線４５）は、端子ＤＰ＋　〜Ｄｐｕ　（端子Ｄｍ
ｌ　〜Ｄｍｕ）によって真空容器外と電気的に接続され
ている。

また、該基板１１を介し、て、基板１１の裏面には、グ
リッド電極（変調電極）が設けられている。かかるグリ
ッド電極（変調電極）１２は、前記素子列と直交してＮ
本設けられており、また、各グリッド電極（変調電極）
１２は、端子４６（ａ１〜ＧＮ）によって真空容器外と
電気的に接続されている。

本表示パネルでは、１個の電子放出素子列（線電子放出
素子）と、Ｎ個のグリッド電極（変調電極）列により、
ＸＹ７１〜リクスが構成されている。上記電子放出素子
列を一列づつ順次駆ａ（走査）するのと同期してグリッ
ド電極（変調電極）に情報信号に応じて画像１ライン分
の変調信号を同時に印加することにより、各電子ビーム
の蛍光体への照射を制御し、画像を１ラインづつ表示し
ていくものである。

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

次に、本発明の電子線発生装置を用いた記録装置の一態
様例を第５図に示す。

第５図は光プリンターの概略構造を示しており、図中、
４７はガラス製の真空容器で、その一部である４１は被
記録体４５に向は光線が発せられるフェースプレートを
示している。フェースプレート４１の内面には、例えば
ＩＴＯを材料とする透明電極が形成され、さらにその内
側には、蛍光体（発光体）が配設されており、ＣＲＴの
分野では公知のメタルバック処理が施されている。（透
明電極、生先体、メタルバックは図示せず。）また、前
記透明電極は、加速電圧を印加する為に端子４３を通じ
て、真空容器外と電気的に接続されている。

また、前記真空客器４７の底面には、先述した本発明の
電子線発生装置が固定されている。１１はガラス基板（
絶縁性基体）で、その上面には電子放出素子が１列に配
列形成されている。該電子放出素子群の正極側配線（負
極側配線）４４は、端子Ｄｐ、Ｄｍ、によって真空容器
外と電気的に接続されている。

また、基板１１を介してグリッド電極（変調電極）が積
層されている。かかるグリッド電極（変調電極）１２は
、前記素子列と直交してＮ本設けられており、また、各
グリッド電極（変調電極）１２は、端子４６（Ｇｌ〜Ｇ
Ｎ）によって真空容器外と電気的に接続されている。

本光プリンターでは、上記電子放出素子列を駆動するの
と同期してグリッド電極（変調電極）に情報信号に応じ
て画像１ライン分の変ａ信号を同時に印加することによ
り、各電子ビームの蛍光体く発光体）への照射を制御し
、画像１ライン分の発光パターンを形成する。該発光パ
ターンに従い発光体から放出された光線は、被記録体に
照射され、該被記録体が感光材である場合には感光パタ
ーンが形成され、又、該被記録体が感熱材である場合に
は感熱パターンが被記録体表面に形成される。以上の動
作を、第６図（ａ）、（ｂ）に示す如く被記録体或いは
発光源５１　（第８図４８）を１ライン毎に走査しなが
ら全画像ラインに対して順次繰返すことにより、被記録
体表面に画像記録を行う。ここで、該被記録体は第６図
（ａ）。

（ｂ）に示す様態光（感熱）シート５４であって良く、
この場合、記録装置は、該シートを支持する為の支持体
（例えば、ドラム５２．搬送ローラ５３）を有している
。又、該被記録体は第７図に示す様に感光ドラム６４で
あっても良い。

第７図の装置を説明すると、ドラム状の被記録体６４の
周囲には、上記発光源６１の他に、回転方向に沿って順
に、現像機６５、除電器６６、クリーナー６７及び帯電
器６８が設けられている。

まず、帯電器６８により被記録体６４を帯電する。次に
発光源６１の発光によフて画像が表わされ、この画像の
光が被記録体６４に照射されて被記録体６４を感光させ
る。被記録体６４の感光部分は除電し、非露光部が現像
機６５から供給されるトナーを吸着する。

上記トナーを吸着した部分は被記録体６４の回転と共に
移動し、除電器６６によってＩＦＮが解除されると、吸
着されていたトナーが落下する。この時、被記録体６４
と除電器６６の間には、画像を形成すべき紙６９が位置
しており、トナーはこの紙６９上に落下される。

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

一方、ドラム状の被記録体６４は更に回転してクリーナ
ー６７へとわ動し、ここで歿留するトナーが払い落され
、更に帯電器６８によってＶＩ！状態を形成するもので
ある。

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

次に、上述した構成要素の具体的な寸法については、基
板１の板厚については、特に素子特性に影響を及ぼすわ
けではないが、機械的強度等の面から０．８ｍｍ〜１ｍ
ｍが好ましく、グリッド電＆２については、膜厚０．　
０１　ｐ、ｍ　〜１　ｍｍ、幅０．０５μｍ以上が好ま
しい。絶縁層５については膜厚０．１μｍ〜２００μｍ
が好ましい。

本発明においては、素子電極３は低電位側が高電位側よ
りも、少なくとも電極厚が厚いか電８ｉ幅が広いことが
必要である６第２図においては、電極３ａが低電位側で
あり、電極３ｂが高電位側である。通常、低電位側の電
極幅は５〜１００μｍ、電極厚は０．０５〜１０μｍで
あり、高電位側の電極幅は５〜２０μｍ、電極厚は０，
０５〜０．５μｍが好ましいが、勿論上記範囲に限るわ
けではない。

以下本発明を実施例に基づき更に詳述する。

［実施例コ 実施例１ 第１図及び第２図に示す態様の電子線発生装置を作製し
た。

まず、製造工程を詳述する。

■　リアプレート１１である石英ガラス（コーニング社
製）を、中性洗剤によるこすり洗い、有機溶剤による超
音波洗浄等で十分に洗浄した後、ホトリソグラフィー技
術によりレジストパターンを形成した。

■　次に抵抗加熱法により、密着性向上のための下引き
材であるＴｉを膜厚５０人となるように、また変調電極
材であるＮｉを膜厚９５０人となるようにレジストパタ
ーン上に全面蒸着した後、リフトオフ法により変調電極
パターンを形成した。

■　次にスパッタ法により、絶縁性基体であるＳｉｎ、
を必要部にマスクデポジションして膜厚１．５μｍの絶
縁層１５を設けた。

■　次に変調電極パターン形成法と全く同様の方法にて
、第２図に示す素子電極パターンを形成した。この時、
素子電極１３ａの幅は５０μｍ１厚さは１μｍであり、
素子電極１３ｂの幅は１５μｍ％厚さは０．１μｍであ
った。また素子電極１３ａと１３ｂの電極ギャップは２
μｍであフた。

■　次に放出材料をパターニングするためのＣｒを抵抗
加熱法により、膜厚１０００人となるように全面蒸着し
た。

■　次のホトリソグラフィー技術を用い、放出部近傍（
２５μｍＸ１５０μｍ）のＣｒのみを除去するためのレ
ジストパターンを形成した。

■　次にエツチングにより所望のＣｒを除去した。エッ
チャントには硝酸セリウムアンモニウム、過塩素酸水溶
液を用いた。

■　次に有機パラジウム（実計製薬社製ｃｃｐ−４２３
０）を分散塗布し、その後大気中３００℃下、１２分間
焼成して、放出材料であるパラジウムを全面に形成した
。

■　次に■のエッチャントを用い放出材料パターニング
用Ｃｒをエッチアウトした。

上記手法により作製した電子線発生装置を、この装置上
方５ｍｍに配置された蛍光板と共に、２Ｘ１０６Ｔｏｒ
ｒの環境下において外部より蛍光板にＩＫＶの電圧を印
加し素子電極間に電極３ａを低電位側とし電ｉ３ｂを高
電位側として１４Ｖの電圧パルスを印加した。

その結果、蛍光板に放出された電子ビームに対応するス
ポット光が観察された。更に変調電極に一３５Ｖ〜＋３
０Ｖの電圧を印加したところ、変調電圧に対応して電子
ビーム量が連続的に変化した。またこの時変調電圧が一
３５Ｖ以下でＯＦＦ制御、＋３０Ｖ以上でＯＮ制御が可
能であった。

更に、上記において高電位側電極（幅１５μｍ、厚さ０
．１μｍ）を固定し、低電位側電極の幅及び厚さを変え
た場合のカットオフ電圧は次の通りであった。

（以下余白） 即ち、低電位側電極の幅又は厚さを大きくすることによ
って、ＯＦＦ制御の場合、カットオフ電圧を小さくする
ことができる。またＯＮ制御の場合には、放出される電
子はより大きな初速度をもつために、第３図中のｖＡの
ように；素子電極による電場の歪みのなくなる領域で電
子が鉛直方向に向い収束性が上がる。

Ｋ五（＋ＩＩ　２ 第４図は本発明の他の実施例として画像表示装置を示す
斜視図である。１１はリアプレート、１２は変調電極、
１３は素子電極、１４は電子放圧部、１６は配線電極、
４１はフェースプレートである。

電子放出素子をライン状に２ｍｍピッチで複数配列し、
かつ複数の変調電極２を該ライン状電子放出素子に直交
し配列し、配線電極１６であるＣｕを厚さ２μｍ積層し
た以外は実施例１と全く同様の方法にてリアプレート１
である青板ガラス（市川特殊ガラス社製）上に電子線発
生装置１３を形成した。

次に画像形成部材である蛍光体１０を有するフェースプ
レート４１をリアプレート１１から５ｍｍ（＝℃）ｌｌ
ｌｔして設け、画像表示装置を作製した。

蛍光体面に１．５ＫＶの電圧を印加し、一対の配線ｉｔ
極１６に１４Ｖの電圧パルスを印加しライン状に並べた
複数の電子放出素子から電子を放出させた。と同時に情
報信号として変調電極群に電圧を印加することにより電
子ビームを０Ｎ１０ＦＦ制御した。

更に電極１３−ａ、１３−ｂに１４Ｖの電圧パルスを印
加し上述した一ラインの表示を行う。これを順次行うこ
とにより一画面の画像を形成した。つまり、素子配線電
極群を走査電極として、走査電極と変調電極でＸＹマト
リックスを形成し画像を表示した。

本実施例の表面伝導形電子放出素子は、１００ピコ秒以
下の電圧パルスに応答して駆動できるので、１画面を３
０分の１秒で画像を表示すると１万本以上の走査線数が
形成可能である。

また、変調電極１２群に印加する電圧は、−４０Ｖ以下
で電子ビームをＯＦＦ制御し、３０Ｖ以上でＯＮ制御し
た。また、−４０Ｖ〜３０Ｖの間で電子ビームの量が連
続的に変化した。よって、変調電極に印加する電圧によ
り階調表示が可能であった。

変調電極１２に印加する電圧によフて電子ビームが制御
できる理由は、変調電極の電圧によって電子放出部１４
近傍の電位がプラスからマイナスまで変化し、電子ビー
ムが加速または減速することに基づく。

以上説明した様に、本実施例は電子放出素子と変調電極
が絶縁性基体を介して積層されているので、アライメン
トが容易で、かつ、薄膜製造技術で作製している為、大
画面で高精細なデイスプレィを安価に得ることができた
。さらに、電子放圧部１４と変調電８ｉ１２の間隔を極
めて精度良く作製することができ高解像性の画像表示装
置を得ることかできた。

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

東五■旦 第５図は本発明の実施例である光プリンターの概略的構
成図である。

図中４７はガラス製の真空容器、４１はフェースプレー
ト、４３は蛍光体に電圧印加する為の電極、４２はリア
プレート、１１はガラス基板（絶縁性基体）、３は表面
伝導形電子放出素子の電子放出部、１４は変調電極、４
４は電子放出素子に電圧を印加する為の電＆（Ｄｐ、Ｄ
ｍ）、４６は変調電８ｉ】４に電圧を印加する為の電ｈ
　（ｃ、、〜Ｇ、）、４８は発光源、４５は被記録体で
ある。

被記録体４５は以下の組成よりなる感光性組成物をポリ
エチレンテレフタｌ／−）−膜上に２μｍＨさに均一塗
布することにより作製した。感光性組成物はａ、バイン
ダー・ポリエチレンメタクリレート（商品名ダイヤナー
ルＢＲ，三菱レーヨン）１０重量部、ｂ　千ツマ−・ト
リメチロールプロパントリアクリレート（商品名ＴＭＰ
ＴＡ。

新中村化学）１０重量部、ｃ１重合開始剤：２−メチル
−２−モルホリノ（４−チオメチルフェニル）プロパン
−１−キン（商品名イルガキュア９０７、チバガイギー
）２．２重量部、の混合組成物で、溶媒としてメチルエ
チルケトシフ０！量部で作製した。

フェースプレート４１の蛍光体はけい酸塩宝光体（Ｂａ
、Ｍｇ、Ｚｎ）３　　Ｓｔ２　ｏ７　　：Ｆ’ｂ”を用
いた。

又、発光源４８は実施例１と同様な方法で作製した。

次に本実施例の駆動方法を第６図（ａ）を用いて説明す
る。図中５１は発光源４８．５４は被記録体４５．５２
は被記録体４５の支持体であり、５３は被記録体４５の
搬送ローラーである。ここで、発光源５１は被記録体５
４に相対向して１ｍｍ以下の位置に配置されている。

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

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

夫妻ＩＩ４ 第７図は他の実施例である光プリンターの概略的構成図
である。６１は実施例６と同様な発光源、６４は被記録
体であるところの電子写真用感光体、６８は帯電器、６
５は現像器、６６は除電器、６７はクリーナー、６９は
画像を形成すべき紙である。又、本実施例は、蛍光体と
してＺｎ２５　ｉ　０４　　：　Ｍｎ　（Ｐ　１蛍光体
）の黄緑発光蛍光体、電子写真用感光体としてアモルフ
ァスシリコン感光体を用いた。

次に本実施例の光プリンターの駆動方法を説明する。

まず帯電器６８により被記録体６４をプラス電圧に帯電
する。帯電する電圧は１００■〜５００Ｖが適当である
がこれに限るものではない。次に発光源６１により情報
信号に応じた発光パターンを被記録体６４に照射し光照
射部を除電し静電潜像パターンを形成する。次に現像器
６５によりトナー粒子で被記録体６４を現像する。

上記トナーを吸着した部分は被記録体６４の回転と共に
移動し、除電器６６によってＩＦ電が解除されると、吸
着されていたトナーが落下する。この時、被記録体６４
と除電器６６の間には、画像を形成すべき紙６９が位置
しており、トナーはこの紙６９上に落下される。

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

一方、ドラム状の被記録体６４は更に回転してクリーナ
ー６７へと移動し、ここで残留するトナーが払い落され
、更に帯電器６８によって帯電状態を形成するものであ
る。

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

［発明の効果］ 以上述べた本発明の電子線発生装置は、変調電極と電子
放出素子との位置合せが容易である為、その作製が簡単
である上、従来にくらべて充分な電子放出量が得られ、
駆動時の意図せぬ電子放出量の変動や複数の電子ビーム
間での変調ムラが著しく改善された。更に、本発明の電
子線発生装置は、放出される電子ビームの低電圧駆動化
においても優れたものであった。

又、本発明の電子線発生装置を用いた画像表示装置にお
いては、表示画像のコントラストに優れており、高輝度
でかつ輝度ムラの少ない画像表示装置であフた。

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

更に、上記画像表示装置及び記録装置において、本発明
の電子線発生装置は先述した如く変調Ｎ、極と電子放出
素子との位置合せが容易であることに起因し、電子放出
素子を高密度に配置しても、その電子放出及び電子ビー
ムの変調に従来の如き支障をきたさないので、高解像度
、高精細、高スピードの表示画像及び記録画像を形成し
得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子線発生装置の一実施例を示す斜視
図、第２図は第１図のＡ−Ａ’線における断面図を示す
。第３図はＯＮ制御における放出電子の収束性の向上具
合を示す説明図である。 第４図は本発明の電子線発生装置を用いた画像表示装置
の一実施例、第５図、第６図（ａ）（ｂ）第７図は本発
明の電子線発生装置を用いた記録装置の一実施例を示す
図である。第８図、第９図は従来の画像表示装置を示す
図である。 １１・・・基板　　　　　１２・・・変調電極１３・・
・素子型８ｉ　　　１４・・・電子放出部１５・・・絶
縁層　　　　１６・・・配線電極４１・・・フェイスプ
レート ４２・・・基板 ４３・・・加速電圧を印加するための端子４４・・・配
線端子　　　４５・・・被記録体４６・・・変調電８ｉ
端子 ５１・・・本発明の電子線発生装置 ５２・・・ドラム　　　　５３・・・搬送ローラ５４・
・・感光シート ６１・・・本発明の電子線発生装置（発光源）６４・・
・感光ドラム　　６５・・・現像機６６・・・除電器　
　　　６７・・・クリーナー６８・・・；ｉ’ｉ器　　
　　６９・・・紙８０・・・フェイスプレート ８１・・・基板　　　　　８２・・・支持体８３・・・
配線電極　　　８４・・・電子放出部８５・・・電子通
過孔　　８６・・・変調電極８７・・・ガラス板　　　
８８・・・透明電極８９・・・蛍光体　　　　９０・・
・蛍光体の輝点９１・・・基板　　　　　９２・・・変
調電極９３・・・熱電子線源　　９４・・・上偏向電極
９５・・・下偏向電極　　９６・・・透明電極と蛍光体
第２図 第３図 第６図 （Ｑ”） （ｂ） 第８図（従来例） 第７図 （応用例）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）低電位電極と高電位電極間に電子放出部を有する
   電子放出素子と、該電子放出素子から放出される電子ビ
   ームを情報信号に応じて変調する変調電極とを有する電
   子線発生装置において、該電子放出素子と該変調電極と
   が絶縁性基体を介して積層されており該電子放出素子の
   素子電極の低電位電極が高電位電極よりも電極厚が厚い
   ／又は電極幅が広いことを特徴とする電子線発生装置。
2. （２）該電子放出素子がライン状に複数の電子放出部を
   有する線電子放出素子であって、該線電子放出素子の複
   数と、該変調電極の複数とがＸＹマトリクスを構成して
   いる請求項（１）に記載の電子線発生装置。
3. （３）低電位電極と高電位電極間に電子放出部を有する
   電子放出素子と、該電子放出素子から放出される電子ビ
   ームを情報信号に応じて変調する変調電極と、該電子ビ
   ームの照射により画像を形成する画像形成部材とを有す
   る画像表示装置において、該変調電極、該電子放出素子
   、該画像形成部材が順次配置されており、該電子放出素
   子と該変調電極とが絶縁性基体を介して積層され、該電
   子放出素子の低電位電極が高電位電極よりも電極厚が厚
   い／又は電極幅が広いことを特徴とする画像表示装置。
4. （４）該電子放出素子がライン状に複数の電子放出部を
   有する線電子放出素子であって、該線電子放出素子の複
   数と該変調電極の複数とがＸＹマトリクスを構成するこ
   とを特徴とする請求項（３）に記載の画像表示装置。
5. （５）低電位電極と高電位電極間に電子放出部を有する
   電子放出素子と、該電子放出素子から放出される電子ビ
   ームを情報信号に応じて変調する変調電極と、該電子ビ
   ームの照射により発生する発光体と、該発光体からの光
   の照射により画像記録される被記録体とを有する記録装
   置において、該変調電極、該電子放出素子、該発光体が
   順次配置されており、該電子放出素子と該変調電極とが
   絶縁　性基体を介して積層され、該電子放出素子の低電
   位電極が高電位電極よりも電極厚が厚い／又は電極幅が
   広いことを特徴とする記録装置。（６）低電位電極と高
   電位電極間に電子放出部を有する電子放出素子と、該電
   子放出素子から放出される電子ビームを情報信号に応じ
   て変調する変調電極と、該電子ビームの照射により発光
   する発光体と、該発光体からの光の照射により画像記録
   される被記録体の支持手段とを有する記録装置において
   、該変調電極、該電子放出素子、該発光体が順次配置さ
   れており、該電子放出素子と該変調電極とが絶縁性基体
   を介して積層され該電子放出素子の低電位電極が高電位
   電極よりも電極厚が厚い／又は電極幅が広いことを特徴
   とする記録装置。