JPH04133239A

JPH04133239A - 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

Info

Publication number: JPH04133239A
Application number: JP2256101A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Nomura; 一郎野村; Haruto Ono; 治人小野; Hidetoshi Suzuki; 英俊鱸; Tetsuya Kaneko; 哲也金子; Shinya Mishina; 伸也三品
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-09-25
Filing date: 1990-09-25
Publication date: 1992-05-07
Anticipated expiration: 2014-11-29
Also published as: JP2984346B2

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、情報信号に応じて電子ビームを放出する電子
線発生装置と、該電子線発生装置を用いた画像表示装置
及び記録装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、面状に展開した複数の電子放出素子と、この
電子放出素子から放出された電子ビームの照射により画
像を形成する画像形成部材（例えば蛍光体、レジスト材
等、電子が衝突することで発光、変色、帯電、変質等す
る部材）とを、各々相対向させた薄形の画像表示装置が
ある。この様な画像表示装置の例として、第１０図及び
第１１図に、従来の電子線デイスプレィ装置の概略構成
図を示す。

まず、第１０図は相対向させた電子放出素子と画像形成
部材との間に変調電極を配置した構成を有する電子線デ
イスプレィ装置であって、詳述すると７１はリアプレー
ト、７２は支持体、７３は配線電極、７４は電子放出部
、７５は電子通過孔、７６は変調電極、７７はガラス板
、７８は透明電極、７９は蛍光体（画像形成部材）、８
０はフェースプレイド、８１は蛍光体の輝点である。電
子放出素子゛（７２，７３，７４で構成）の電子放出部
７４は薄膜技術により形成され、リアプレート７１とは
接触することがない中空構造を成すものである。又、変
調電極７６は、電子放出部７４の上方（電子放出方向）
空間内に配置されており、その為、放出された電子ビー
ムの通過孔７５を有している。

この電子線デイスプレィ装置は、配線電極７３に電圧を
印加し中空構造をなす電子放出部７４を加熱せしめるこ
とにより熱電子を放出させ、これら電子流を情報信号に
応じて変調する変調電極７６に電圧を印加することによ
り通過孔７５より電子を取り出し、取り出した電子を加
速させ、蛍光体７９に衝突させるものである。また、配
線電極７３と変調電極７６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７９上に画像表示を行う
ものである。

又、第１１図において、９１は基板、９２は変調電極、
９３は熱電子線源（電子放出素子）、９４は上偏向電極
、９５は下偏向電極、９６は透明電極と蛍光体（画像形
成部材）を設けたフェースプレートであって、基板９Ｊ
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３５μｍ１動作温度は７００
〜８５０℃で熱電子を放出する。

〔発明が解決しようとしている課題〕

しかしなから、上記従来の画像表示装置においては、次
の様な問題点があった。即ち、■第１０図においては、
変調電極が電子放出素子の上方（電子放出方向）空間内
に配置されている為、変調電極の電子通過孔と電子放出
部との位置合せが難しく、結果として、電子ビームの充
分な電子放出量が得られない。

■第１Ｏ図及び第１１図において、相対向する変調電極
と電子放出素子との間に空隙を有する為、■）変調電極
−電子放出部間の距離を一定に保つことが難しく、結果
として、該距離の変動（衝撃、駆動時の熱歪等による変
動）が、意図せぬ電子ビームの電子放出量の変動を生ぜ
しめる。

２）全ての変調電極−電子放出部間の距離を揃えること
が難しく、結果として、該距離の違いが、異なる電子放
出部より放出される電子ビーム間での変調ムラを生ぜし
める。

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
せしめる。

そこで本発明は、上記問題点を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
が容易である為、その作製が簡単な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、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
ラの少なく、さらには変調効率の良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。

〔課題を解決する為の手段〕

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、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
と該変調電極とが同一の絶縁性基体面に並設されており
、該電子放出素子の厚さが０．０１μｍ〜２００μｍで
あることを特徴とする電子線発生装置、及び電子放出素
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同一の絶
縁性基体面に並設されており、該絶縁性基体面から該電
子放出素子の電子放出部までの距離が０．０１μｍ〜２
００μｍであることを特徴とする電子線発生装置である
。

更に本発明は、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、該電子放出素
子と該変調電極とが同一の絶縁性基体面に並設されてお
り、該電子放出素子の厚さが０．０１μｍ〜２００μｍ
であることを特徴とする画像表示装置、及び電子放出素
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、該電子放出素子と該変調電極とが同一の
絶縁性基体面に並設されており、該絶縁性基体面から該
電子放出素子の電子放山部までの距離が０．ＯＩｌ、ｔ
ｍ〜２００μｍであることを特徴とする画像表示装置で
ある。

更に本発明は、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と
を有する記録装置において、該電子放出素子と該変調電
極とが同一の絶縁性基体面に並設されており、該電子放
出素子の厚さが０．０１μｍ〜２００μｍであることを
特徴とする記録装置、及び電子放出素子と、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
被記録体とを有する記録装置において、該電子放出素子
と該変調電極とが同一の絶縁性基体面に並設されており
、該絶縁性基体面から該電子放出素子の電子放出部まで
の距離が０．０１１１ｍ〜２００μｍであることを特徴
とする記録装置、及び電子放出素子と、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、該電子放
出素子と該変調電極とが同一の絶縁性基体面に並設され
ており、該電子放出素子の厚さが０．０１μｍ〜２００
μｍであることを特徴とする記録装置、及び電子放出素
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、該電子放出素子と該変調電極とが同一の絶
縁性基体面に並設されており、該絶縁性基体面から該電
子放出素子の電子放出部までの距離が０．０１μｍ〜２
００μｍであることを特徴とする記録装置である。

以下、本発明についてい詳述する。

本発明の主たる特徴は、電子線発生装置において、次の
（１）及び（２）の二つの構成要件を具備することにあ
る。即ち、（１）電子線発生源である電子放出素子と、該電子放出
素子から放出される電子ビームを変調する変調電極とが
、同一の絶縁性基体面に並設されていること及び、（２）該電子放出素子の厚さ、或は該絶縁性基体面から
該電子放出素子の電子放出部までの距離が０．０１μｍ
〜２００μｍの範囲にあること、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出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。又、電子放出
素子と変調電極との並設間隔は、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特に制限される
ものではないが、放出される電子ビームの変調効率がよ
り一層優れた電子線発生装置とする為には、好ましくは
３０μｍ以下、特に好ましくは５μｍ〜２０μｍとされ
るのが望ましい。

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ビームの０Ｎ１
０ＦＦ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、その厚さが０．０１μｍ〜
２００μｍの範囲にある素子、或は、該絶縁性基体面か
ら電子放出素子の電子放出部までの距離が０．０１μｍ
〜２００μｍの範囲にある素子である。以上の条件を満
たす電子放出素子であれば、熱陰極、冷陰極のいずれで
あっても構わない。ここで、本発明で言う電子放出素子
の厚さとは、素子形態にかかわらず、該絶縁性基体面か
ら電子放出素子の最上端までの距離（鉛直方向距離）を
意味する。又、本発明で言う該絶縁性基体面から電子放
出素子の電子放出部までの距離とは、電子放出部の形態
にかかわらず、該絶縁性基体面から最短の、電子放出部
までの距離を意味する。又、上記厚さ或は距離は、放出
される電子ビームの変調効率のより一層の改善を図る為
には０．１μｍ−１０μｍであることが特に好ましい。

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って、
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。

本発明における電子放出素子は先述した如く、上記（２
）の条件を満たすものであれば、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、ｌ）−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．Ｅｌｌ
ｎｓｏｎ　）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・フイジイツス（Ｒ
ａｄｉｏ　　Ｅｎｇ、ＥＩｅｃｔｒｏｎ。

Ｒｈｙｓ、）第１０巻、　　１２９０〜１２９６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）開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ＳｎＯ２（Ｓｂ）薄膜
を用いたものの他、Ａｕ薄膜によるもの［ジー・ディト
マー：“スイン・ソリッド・フィルムス”　（Ｇ、Ｄｉ
ｔｔｍｅｒ　：Ｔｈ１ｎ　　５ｏｌｉｄ　　ＦＮｍｓ”
）、９巻、３１７頁、（１９７２年）コ、ＩＴＯ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・デイ−・コン７″（Ｍ、Ｈａｒｔｗｅｌｌ　　
ａｎｄＣ，Ｇ、Ｆｏｎｓｔａｄ　：“ＩＥＥＥ　　Ｔｒ
ａｎｓ、ＥＤ　　Ｃｏｎｆ、”）５１９頁、（１９７５
年）コ、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出素子は、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。好ましい表
面伝導形放出素子の形態としては、上記薄膜（電子放出
部）のシート抵抗が１０３Ω／口〜１０’Ω／口であり
、又、上記電極間隔は０．０１μｍ〜１００μｍである
。

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、各電子ビ
ーム間での電子放出量ムラ、変調ムラを防止する上で好
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３図に示す。

第３図は表示パネルの構造を示しており、図中、１７は
ガラス製の真空容器で、その一部である。１１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ｈ
ｌ’ｌ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、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。（
透明電極、蛍光体、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１３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１７の底面には本発明の電子線発生
装置が固定されている。１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Ｘ１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１４（負極側
配線１５）は、端子Ｄｐｌ〜Ｄ□（端子り、１〜Ｄ、１
）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ｌの上面には、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）４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）４は、端子１６　（Ｇ　、〜
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、
ＸＹマトリクスが構成されている。上記電子放出素子列
を〜・列づつ順次駆動（走査）するのと同期してグリッ
ド電極（変調電極）に情報信号に応じて画像１ライン分
の変調信号を同時Ｃご印加することにより、各電子ビー
ムの蛍光体−・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９、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７図に示す。

第７図は光プリンターの概略構造を示しており、図中、
４７はガラス製の真空容器で、その一部である４１は被
記録体４５に向け、光線が発せられるフェースプレート
を示している。フェースプレート４１の内面には、例え
ば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、蛍光体、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、前記真空容器４７の底面には、先述した本発明の
電子線発生装置が固定されている。ｌ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一列に配列
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Ｄ２、Ｄｒｎ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ｌの上面には、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）４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）４は、端子４６　（Ｇ　ｒ〜
ＧＮ）によって真空容器外と電気的に接続されている。

本光プリンターでは、上記電子放出素子列を駆動するの
と同期してグリッド電極（変調電極）に情報信号に応じ
て画像１ライン分の変調信号を同時に印加することによ
り、各電子ビームの蛍光体（発光体）への照射を制御し
、画像１ライン分の発光パターンを形成する。該発光パ
ターンに従い発光体から放出された光線は、被記録体に
照射され、該被記録体が感光材である場合には感光パタ
ーンが形成され、又、該被記録体が感熱材である場合に
は感熱パターンが、被記録体表面に形成される。以上の
動作を第８図（ａ）、（ｂ）に示す如く被記録体或は発
光源５１　（第７図、４８）を１ライン毎に走査しなか
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８図
（ａ）、（ｂ）に示す様に感光（感熱）シート５４であ
って良く、この場合、記録装置は該シートを支持する為
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９図に示す様に感光ドラ
ム６４であっても良い。

第９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が設けられている帯電器により被記録体６４を帯
電する。次に、まず、発光源６１の発光によって画像が
表わされ、この画像の光が被記録体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、非感光部が現像機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によって帯電が解除されると、吸着
されていたトナーが落下する。この時、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とさ
れ、更に帯電器６８によって帯電状態を形成するもので
ある。

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

以下、本発明を実施例を用いて更に詳述する。

実施例１第１図は本発明の第１の実施例を示す概略的な構成図で
ある。第２図は第１図におけるＤ−Ｄ’　　の斜面図で
ある。１は絶縁性基体、２は表面伝導形電子放出素子の
素子電極、３は電子放出部、４は変調電極、５（５−ａ
、５−ｂ）は素子配線電極、６は絶縁体膜、７は変調配
線電極である。

線電子放出素子は、素子配線電極５−ａと５−ｂの間に
電子放出部３と素子電極２を有する電子放出素子（表面
伝導形放出素子）を複数配置することにより形成する。

変調電極４は、素子電極２を挟む位置に配置され、また
、第２図に示すように絶縁体膜６のコンタクトホールを
介して変調配線電極７に接続されている。以後これを線
変調電極と呼ぶ。また、かかる線電子放出素子と線変調
電極７を複数並列に設けることにより線電子放出素子群
と線変調電極群を形成する。

本実施例は、上記電子放出素子と変調電極を設けた基板
上方に第３図のような画像形成部材付フェースプレート
１１を設けることで画像表示装置を作製するものである
。

本実施例では、基板１の同一面上に表面伝導形電子放出
素子と変調電極４を設けることを特徴とする。

素子電極２の幅（Ｗ）は、１〜５０μｍが好適で、実用
的には３〜２０μｍが望ましいがこれに限るものではな
い。また、素子電極の幅（Ｗ）が小さい方が変調電極４
に印加する電圧を小さくできるが、上記範囲より小さい
と素子電極、の抵抗が高くなるという欠点を生じる。電
子放出部３であるところの素子電極２の間隔（Ｇ）は、
実用的には０．５〜５μｍであるがこれに限るものでは
ない。次に、電子放出部３の形成については、奥野製薬
株式会社製ＣＣＰ−４２３０の有機パラジウムを分散塗
布し、その後３００℃の温度で大気焼成することにより
、パラジウム微粒子と酸化パラジウム微粒子の混合微粒
子膜を素子電極間に設けることで電子放出部を形成した
。しかし、これに限るものではない。次に、素子電極２
と変調電極４の間隔（Ｓ）は、各電極間の電気的絶縁さ
え維持できれば、できる限り小さくすることが望ましく
３０Ｉ１ｍ以下が好適で、実用的には５〜２０μｍが望
ましい。かかる間隔（Ｓ）は、変調電極４に印加する電
圧を深（係わるものであり、間隔（Ｓ）が大きくなると
変調電極４に印加する電圧が高くなる。また、第１図に
示す電子放出部３の長さ（１）は、素子電極２の相対向
する長さで、この長さ（１）から−様に電子が放出され
る。

変調電極４の幅（Ｌ）は、電子放出部３の長さ（Ｉりよ
り長くすることが必要である。例えば、電子放出部３の
長さＣ１＞が５０〜１５０μｍであれば、素子電極の幅
（Ｗ）や素子電極と変調電極の間隔（Ｓ）にもよるが、
変調電極の幅（Ｌ）は１００〜２００μｍが実用的であ
る。

次に、本実施例の構成材料を説明する。絶縁性基体ｌと
しては、一般にはガラス材料を用いるが、５ｉＯ７やア
ルミナセラミックス等の絶縁体であれば良い。素子電極
２と変調電極４は、金、ニッケル等の金属材料で形成さ
れることが望ましいが、その他のいかなる導電性材料を
用いても構わない。絶縁体膜６は８１０２等絶縁体膜で
一般に形成するが、素子配線電極５と変調配線電極７の
絶縁ができればこれに限るものではない。

次に、本実施例の電子線発生装置及び画像表示装置の製
造方法を第４図に基づいて説明する。

■ガラス基板１を十分洗浄し通常良く用いられる蒸着技
術とホトリソグラフィー技術により素子電極２と変調電
極４を形成する（第４図Ａ）。ここでは、電極材料とし
てニッケル材料を用いたが、導電性材料であればこれに
限るものではない。素子電極間（Ｇ）は２μｍ１素子電
極幅（Ｗ）は１０μｍ１素子電極２と変調電極４の距離
（Ｓ）は５μｍ１電子放出部の長さ（Ｉ２）は１５０μ
ｍ１変調電極の幅（Ｌ）は２２０μｍに形成した。ここ
で、素子電極２と変調電極４は同一プロセスで、すなわ
ち同一材料で形成したが、それぞれ別の材料を用いて形
成しても構わない。本実施例の電子放出素子及び線電子
源、線変調電極は全て１．０ｍｍピッチに形成した。

次に、電子放出素子を複数同時に駆動する為の素子配線
電極５を形成する。材料としては、金、銅、アルミニウ
ム等の金属材料が適当であり、電子放出素子を多数同時
に駆動する為には、電気抵抗の小さな材料がより望まし
い。本実施例では、銅を主体とする材料で１．５μｍの
厚さに形成した。

■次に、絶縁体膜６を変調電極４の端部に設ける（第４
図Ｂ）。このとき、絶縁体膜６は素子配線電極５と直角
方向に設けられ、絶縁体膜上に設ける変調配線電極７と
素子配線電極５との電気的絶縁をとる必要がある。その
為には、絶縁体膜６の厚さは素子配線電極５より厚（形
成する必要がある。

本実施例では、厚さ３μｍの５ＩＯ２で形成した。

次に変調電極４と変調配線電極７の電気的接続を得る為
に絶縁体膜６にコンタクトホール８を形成する。

■次に、変調配線電極７を絶縁体膜６上に形成する。

このときコンタクトホール８を介して変調電極の結線が
成され、かつ電子放出部３を挟む２つの変調電極に同一
の電圧が印加されるように配線する（第４図Ｃ）。本実
施例では基体端部でこの配線を行った。本実施例の変調
配線電極７は、５μｍのＮｉ材料で形成した。

■次に、素子電極間に微粒子膜を形成し電子放出部３を
形成する（第４図Ｄ）。かがる微粒子膜は、有機パラジ
ウム微粒子をスピナー塗布し、その後約３００℃で３０
分焼成することにより形成した。

得られた微粒子膜は、パラジウムと酸化パラジウムの混
合微粒子膜であった。尚、パターニング方法は、通常良
く用いられるリフトオフ技術によることができ、このと
き微粒子膜は素子電極４の間のみに配置されるだけでな
く、素子電極４上に配置されていても構わない。

尚、本実施例において、電子放出素子の厚さ（絶縁性基
体面から電子放出部までの距離に同じ）（Ｔ）は０．２
μｍである。

０以上説明したプロセスで形成された電子線発生装置を
リアプレート１２上に配置し、該リアプレート１２から
５　ｍ　ｍ離して蛍光体を有するフェースプレートを設
け、第３図に示される画像表示装置を作製した。

次に本実施例の駆動方法を説明する。

蛍光体面の電圧をＥＶ端子１３を通じて０．８ｋＶ〜１
．５ｋＶに設定する。配線１４．１５を通じて一対の素
子配線電極に（本実施例では１４Ｖの）電圧パルスを印
加し、線状に並べた複数の電子放出素子から電子を放出
させる。放出された電子は、情報信号に対応して線変調
電極群に配線１６を通じて電圧を印加することにより電
子ビームを０Ｎ１０ＦＦ制御する。変調電極４により引
き出された電子は、加速し蛍光体に衝突する。蛍光体は
情報信号に応じて一ラインの表示を行う。次にこの隣り
の配線電極に（本実施例では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、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。尚、素子に印加するパル
ス電圧は、素子の材料や構造にもよるが、一般的には８
〜２０Ｖの範囲である。

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、変調電極群に印加する電圧は一３６Ｖ以下で電子
ビームをＯＦＦ制御し、２６Ｖ以上でＯＮ制御した。ま
た、−３６ｖ〜２６Ｖ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４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４に印加する電圧によって電子ビームが制御で
きる理由は、変調電極の電圧によって電子放出部３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。また、本実施例では
電子放出部３を挟む位置に変調電極４を設けているが、
これに限定されるものではなく、一つの変調電極でも変
調電圧を高（すれば同様に電子ビームを制御できる。

以上説明したように、電子放出素子と変調電極が同一基
体上に同一プロセスで形成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、電子放出部３と変調電極４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
ることができた。

また、表面伝導形電子放出素子においては数ボルトの初
速度を持った電子が真空中に放出されるが、このような
素子の変調に対して本発明は極めて有効である。

又、表示画像全体は、高輝度、高コントラストであり、
輝度むらもなかった。

実施例２実施例１における電子放出素子を、その厚さ（絶縁性基
体面から電子放出部までの距離に同じ）（Ｔ）が０，０
１μｍである表面伝導形放出素子に変えた以外は、実施
例１と同様の電子線発生装置及び画像表示装置を作製し
た。本実施例の装置も、実施例１とほぼ同等の品位の画
像表示が可能であった。

実施例３実施例１における電子放出素子を、その厚さ（絶縁性基
体面から電子放出部までの距離に同じ）（Ｔ）が２００
μｍである表面伝導形放出素子に変えた以外は、実施例
１と同様の電子線発生装置及び画像表示装置を作製した
。本実施例の装置も、実施例１とほぼ同等の品位の画像
表示が可能であった。

実施例４第５図は別の実施例を示す構成図である。

本実施例は、前記実施例１の電子放出素子の形状を換え
たものである。本実施例の電子放出素子は、素子電極２
２の幅が電子放出部２３の長さ（Ｉりを形成するもので
ある。

本実施例の画像表示装置の作製方法は、前記実施例１と
同一の方法が適用できるので省略する。

本実施例は、電子放出部の長さＣ１，）を１０μｍ、変
調電極２４と素子電極２２の距離（Ｓ）を５μｍに形成
した。その他の構成材の寸法は、前記実施例１とほぼ同
等の値とした。

尚、電子放出素子の厚さ（絶縁性基体面から電子放出部
までの距離と同じ）は０．１μｍとした。

本実施例は、前記実施例１とほぼ同様の効果を有するが
、とりわけ電子ビームの収束、発散の制御が可能で、非
常に高精細な画像表示ができる。また、電子放出部２３
と変調電極２４の距離を短くできるので、低電圧にて電
子ビームを０Ｎ１０ＦＦ制御できる。

実施例５実施例１において、電子線発生装置を第６図に示した装
置とした以外は、同様の画像表示装置を実施例１と同様
の方法で作製した。第６図において、３１は絶縁性基体
、３２は素子電極、３３は電子放出部、３４は変調電極
、３６は絶縁体膜、３７は変調配線電極である。又、不
図示ではあるが、実施例１同様に該基体３１面上に素子
配線電極によって複数の電子放出部が配列された線電子
放出素子群と変調電極群とがＸＹマトリックスを構成し
並設されている。本実施例において、先述した定義より
電子放出素子の厚さはＨ１絶縁性基体面から電子放出部
までの距離りはｈｌ、ｈ２のうち小さい方に相当する。

本実施例においては、Ｈ＝６００　μｍ又ｈ　、　＝２
００μｍ１ｈ２＝４００μｍ（従って前記りは２００　
μｍである）となる様作製した。

本実施例の画像表示装置においても、実施例１とほぼ同
等の品位を有する表示画像が得られた。

実施例６第７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、１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、４は変調電極、４４は
電子放出素子に電圧を印加する為の電極（ＤＰ、Ｄｍ）
、４６は変調電極４に電圧を印加する為の電極（Ｇ、〜
ＧＮ）、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
エチレンテレフタレート膜上に２μｍ厚さに均一塗布す
ることにより作製した。感光性組成物は、ａ、バインダ
ー：ポリエチレンメタクリレート（商品名ダイヤナール
ＢＲ，三菱レーヨン）１０重量部、ｂ、モノマー：トリ
メチロールプロパントリアクリレート（商品名ＴＭＰＴ
Ａ、新中村化学）ｉｏ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−ｌオン（商品名イルガキコア９０７、チバガイギ
ー）２．２重量部の混合組成物で溶媒としてメチルエチ
ルケトン７０重量部で作製した。

フェースプレート４１の蛍光体はけい酸塩蛍光体（Ｂａ
、　Ｍｇ、　Ｚｎ）　２　Ｓｉ　２０７：　Ｐｂ２＋を
用いた。

又、発光源４８は実施例１と同様な方法で作製した。

次に本実施例の駆動方法を第８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１５１２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。

次に搬送ローラー５３を動かして同様な駆動を行う。

このような駆動を行うことにより、情報信号に応じた光
重合パターンが被記録体上に光重合パターンとして形成
される。この光重合パターンをメチルエチルケトンで現
像することにより光記録パターンをポリエチレンテレフ
タレート上に形成した。

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

実施例７第９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Ｚｎ　２　Ｓｉ０４：　Ｍｎ　（ＰＩ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１００Ｖ〜５００■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。

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とさ
れ、更に帯電器６８によって帯電状態を形成されるもの
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（、高コントラストで鮮明な記録画像が
得られた。

〔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変調効率におい
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、輝度ム
ラの少ない画像表示装置であった。

又、本発明の電子線発生装置を用いた記録装置において
も、記録画像の：］ニドラストに優れ、鮮明な画像苓提
供し得るものであった。

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電極と電子放出素
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図、第２図は第１図のＤ−Ｄ’　断面図、第３図は本発明の電子線発生装置を用いた画像表示装置
の一実施例を示す図、第４図Ａ乃至りは第１図に示す本発明の電子線発生装置
の作製工程を説明する為の図、第５図は本発明の電子線
発生装置の別の実施例を示す図、第６図は本発明の電子線発生装置の更に別の実施例を示
す図、第７図、第８図（ａ）、（ｂ）、第９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、第１０図及び第１．１図は従来の画像表示装置を示す図
である。１．２１．３１・・・絶縁性基体２．２２．３２・・・素子電極３．２３．３３．７４・・・電子放出部４．２４．３４
．７６．９２・・・変調電極５．２５．７３・・・素子
配線電極７．２７．３７・・・変調配線電極１２．４２．７１．９１・・・リアプレート（基板）８
・・・コンタクトホール６．２６．３６・・・絶縁体膜１１．４１．８０．９６・・・フユースプレート１４．
１５．１６．４４．４６・・・配線１７．４７・・・真
空容器４８．５１．６１・・・発光源４５．５４．６４・・・被記録体５２．５３・・・支持手段６５・・・現像機６６・・・除電器６７・・・クリーナー６８・・・帯電器６９・・・紙７２・・・支持体７５・・・電子通過孔８２・・・蛍光体の輝点９３・・・熱電子線源９４・・・上偏向電極９５・・・下偏向電極第２図（断面Ｄ−Ｄ’　）３ノ第６図（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）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
電極とが同一の絶縁性基体面に並設されており、該電子
放出素子の厚さが０．０１μｍ〜２００μｍであること
を特徴とする電子線発生装置。
（２）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
電極とが同一の絶縁性基体面に並設されており、該絶縁
性基体面から該電子放出素子の電子放出部までの距離が
０．０１μｍ〜２００μｍであることを特徴とする電子
線発生装置。
（３）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マトリックスを構成して
いる請求項１及び２のいずれかに記載の電子線発生装置
。
（４）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、該電子放出素子と該変
調電極とが同一の絶縁性基体面に並設されており、該電
子放出素子の厚さが０．０１μｍ〜２００μｍであるこ
とを特徴とする画像表示装置。
（５）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、該電子放出素子と該変
調電極とが同一の絶縁性基体面に並設されており、該絶
縁性基体面から該電子放出素子の電子放出部までの距離
が０．０１μｍ〜２００μｍであることを特徴とする画
像表示装置。
（６）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マトリックスを構成して
いる請求項４及び５のいずれかに記載の画像表示装置。
（７）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とを有する
記録装置において、該電子放出素子と該変調電極とが同
一の絶縁性基体面に並設されており、該電子放出素子の
厚さが０．０１μｍ〜２００μｍであることを特徴とす
る記録装置。
（８）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とを有する
記録装置において、該電子放出素子と該変調電極とが同
一の絶縁性基体面に並設されており、該絶縁性基体面か
ら該電子放出素子の電子放出部までの距離が０．０１μ
ｍ〜２００μｍであることを特徴とする記録装置。
（９）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、該電子放出素子と該変調
電極とが同一の絶縁性基体面に並設されており、該電子
放出素子の厚さが０．０１μｍ〜２００μｍであること
を特徴とする記録装置。
（１０）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、該電子放出素子と該変
調電極とが同一の絶縁性基体面に並設されており、該絶
縁性基体面から該電子放出素子の電子放出部までの距離
が０．０１μｍ〜２００μｍであることを特徴とする記
録装置。