JPH04133240A - 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、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７エはリアプレ
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）、
８０はフェースプレイド、８．１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〕

しかしながら、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１０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、１）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７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
せしめる。

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、結果としで、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せし
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）７足、輝度ムう等の問題点を生
せしめる。

そこで本発明は、上記問題点１〜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、その作製か耽単な電子線発生装置及
びそれを用いた画像表示装置１、記録装置を提供づるこ
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（・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
、且つ該絶縁性基体面上における該変調電極の占有面積
が、該電子放出素子のそれより大きいことを特徴とする
電子線発生装置。

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
子と該変調電朽とが同一の絶縁性基体面に並設さねてお
り、且つ該絶縁性基体面上における該変調Ｎ極の占有面
積が、該電子放出素子のそれより大きいことを特徴とす
る画像表示装置。

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、該電子ヒームの照射ｉコ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、且つ該
絶縁性基体面上における該変調電極の占有面積が、該電
子放出素子のそれより大きい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、且つ該
絶縁性基体面上における該変調電極の占有面積が、該電
子放出素子のそれよりも大き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
（４）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）絶縁性基体面上における該変調電極の占有面積が
、該電子放出素子のそれよりも大きいこと、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
３０１１ｍ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。

第１図、第２図は本発明の一実施態様を示す図である。

第２図は第１図Ａ−Ａ’　の断面図である。■はガラス
基板、２は素子電極、３は電子放出部、５は素子配線電
極、４は変調電極、７は変調配線電極、６は絶縁体膜で
ある。Ｗは素子電極の幅、Ｇは電子放出部の幅、Ｗ、は
電子放出素子の幅、Ｗ２は変調電極の幅、Ｓは電子放出
素子と変調電極の間隔、ｌは電子放出部の長さ、Ｌは変
調電極の長さである。

第１図に示す実施態様では、電子放出素子をはさむ様に
変調電極が配置され、該変調電極に電圧を印加すること
により電子放出素子近傍の電位分布を変え、電子ビーム
を制御する。

本発明は電子放出素子の両側に同様な形の変調電極を設
ける方が望ましいが、これに限定されるものではない。

例えば電子放出素子の片側だけに変調電極を配置しても
、両側にそれぞれ形の異なる変調電極を配置しても良い
。

本実施態様の変調電極の大きさは変調電極の幅Ｗ２と定
義する。このとき電子放出素子をはさむ、変調電極の大
きさが異なる場合は、小さい方を変調電極の幅Ｗ２と定
義する。

又、第１図の実施態様の電子線発生装置では、相対向す
る素子電極の幅Ｗが等しく形成され、素子幅Ｗ、は２Ｗ
＋Ｇて定義される。

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３０μｍ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く係わるものであり、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（Ｉりは、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好ましく、例えば
、電子放出部３の長さｉ）が５０〜１５０μｍであれば
、素子電極の幅（Ｗ）や素子電極との変調電極の間隔（
Ｓ）にもよるが、変調電極４の幅（Ｌ）は１００〜２０
０μｍが変調電極に印加する電圧の低減及び変調効率等
の点で実用的である。

本発明に於て、変調電極の大きさＷ２は素子の大きさＷ
Ｉより大きいことが望ましく、さらに変調電極の大きさ
は素子の大きさの３倍以上が好適でさらに、６倍以上が
より好適条件となる。ここで本実施態様の素子は長方形
である為素子幅Ｗ１が一定であるが、素子がいかなる形
状でも、素子形状に合わせて変調電極が大きいことが望
まれる。

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）の関係を満足させる
ことにより、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、Ｉ、Ｅｌｉ
ｎｓｏｎ）等によって発表された冷陰極素子しラジオ・
エンジニアリング・エレクトロン・フイジイツス（Ｒａ
ｄｉｏ　　Ｅｎｇ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ。

Ｒｈｙｓ、）第１０巻、　１２９０〜１２９６頁；　１
９６５年］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５ｎＯ２（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、Ｄｉｔｔ
ｍｅｒ　：“Ｔｈ１ｎ　５ｏｌｉｄ　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・
フオンスタツド：“アイ・イー・イー・イー・トランス
壷イー・ディー−ｍｌンフ”　（Ｍ　、　Ｈａ　ｒ　ｔ
　ｗ　ｅ　Ｉ　ｌ　　ａ　ｎ　ｄＣ，Ｇ、Ｆｏｎｓｔａ
ｄ　：　’ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、　ＥＤ　Ｃｏｎｆ、
”）５１９頁、　　（１９７５年）］、カーボン薄膜に
よるもの［荒木久他・“真空”、第２６巻、第１号、２
２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１０１Ω／口〜１０９Ω／口てあり
、又、上記電極間隔は０．０１　μｍ　〜１００　μｍ
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。フェースプレート１
１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×１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、端子り、１〜Ｄ、、（端子り、、、、−
Ｄ□）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　１〜
ｃ　Ｎ　）によって真空容器外と電気的に接続されてい
る。

本表示パネルでは、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
を一列づつ順次駆動（走査）するのと同期してグリッド
電極（変調電極）に情報信号に応じて画像１５４２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。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ＤＰ、Ｄｌｒ、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　、〜
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１５４２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１５４２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５】（第７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８図（ａ
）、（ｂ）に示す様に感光（感熱）シート５４であって
良（、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６
４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（、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Ａ−Ａ’　の斜面図であ
る。ｌ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ｌ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３
０μｍ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
深く係わるものであり、間隔（Ｓ）が太き（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（ｆ）は、素子電極２の相対向する
長さで、この長さ（Ｉりから一様に電子が放出される。

変調電極４の幅（Ｉ、）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（Ｉりが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１と
しては、一般にはガラス材料を用いるが、ＳｉＯ□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ＳｉＯ２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ｌ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２μｍ、素子電
極幅（Ｗ）は１０μｍ１電子放出素子の大きさ（Ｗｌ）
は２２μｍ１素子電極２と変調電極４の距離（Ｓ）は５
μｍ、電子放出部の長さ（Ｉりは１５０μｍ、変調電極
の幅（Ｌ）は２２０μｍ１変調電極の大きさ（Ｗ２）は
５００μｍ１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
．Ｏｒｎｍ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（プる変調配線電極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より厚く
形成する必要がある。

本実施例では、厚さ３μｍのＳｉＯ２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）。かかる微粒子膜は、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。

■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
５ｍｍ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、Ｉ５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にｌ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
調電圧を高く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−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
速塵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において、電子放出素子の大きさＷ、　＝２０
μｍ１変調電極の大きさＷ２−６０μｍとしたこと以外
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。本実施例の装置は、変調効率及び表示画像
の高輝度、高コントラストが達成された。

実施例３ 実施例１において、電子放出素子の大きさＷ、　＝２０
μｍ、変調電極の大きさＷ２＝１２０μｍとしたこと以
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。本実施例の装置は、実施例２よりも更に
高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（１）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（１）（即ち、電子放出
素子の大きさ（Ｗ　＋　））を１０μｍ、変調電極２４
と素子電極２２の距離（Ｓ）を５μｍ、変調電極の大き
さ（Ｗ２）を２００μｍ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。

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は素子配線電極である。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大
きさ（Ｗ、）は２２　μｍ、変調電極の大きさ（ｗ２）
は５００μｍ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、ｌ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、Ｄ、、
、）、４６は変調電極４に電圧を印加する為の電極（６
１〜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）１０重量部、Ｃ２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）　３Ｓｊ　２０７　：　Ｐｂ”＋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（マ被記録体
５４に相対向して１　ｍ　ｍ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）（ターンとして形
成される。この光重合）々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ノ（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）でターン力く得られた。

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　ＳｉＯ４：　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〜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
、露光むらがなく、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、記録画像のコントラストに優れ、鮮明な画像を提供
し得るものであった。

更に、上記画像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Ａ−Ａ’　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１１図は従来の画像表示装置を示す図で
ある。 ｌ、２１．３１・・・絶縁性基体 ２．２２．３２川素子電極 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・・・フェースプレート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

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （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、且つ該絶縁
   性基体面上における該変調電極の占有面積が、該電子放
   出素子のそれよりも大きいことを特徴とする電子線発生
   装置。
2. （２）該絶縁性基体面上における該変調電極の占有面積
   が、該電子放出素子のそれの３倍以上である請求項１に
   記載の電子線発生装置。
3. （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. （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、且つ
   該絶縁性基体面上における該変調電極の占有面積が、該
   電子放出素子のそれよりも大きいことを特徴とする画像
   表示装置。
5. （５）該絶縁性基体面上における該変調電極の占有面積
   が、該電子放出素子のそれの３倍以上である請求項４に
   記載の画像表示装置。
6. （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. （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、且つ該絶縁性基体
   面上における該変調電極の占有面積が、該電子放出素子
   のそれよりも大きいことを特徴とする記録装置。
8. （８）該絶縁性基体面上における該変調電極の占有面積
   が、該電子放出素子のそれの３倍以上である請求項７に
   記載の記録装置。
9. （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、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、且つ該絶
   縁性基体面上における該変調電極の占有面積が、該電子
   放出素子のそれよりも大きいことを特徴とする記録装置
   。
10. （１０）該絶縁性基体面上における該変調電極の占有面
    積が、該電子放出素子のそれの３倍以上である請求項９
    に記載の記録装置。