JPH04137427A - 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変調電極とを備えた電子線発生
装置に関し、具体的には蛍光表示管等に適用が可能な画
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．Ｅ
ｌ　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（Ｒａｄｉｏ　　Ｅｎｇ、　　Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎ。

Ｐｈｙｓ、）第１０巻、１２９０〜１２９６頁、１９６
５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Ｓ　ｎ　Ｏ２（Ｓ　ｂ　）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。

Ｄｉｉｔｔｍｅｒ：“Ｔｈ１ｎ　　ＳｏｌｉｄＦｉｌｍ
ｓ　　）、９巻、３１７頁、（１９７２年）］　　ＩＴ
Ｏ薄膜によるもの［エム　バー　トウエル　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−コンフ（Ｍ、Ｈａｒｔｗｅｌｌ
　　ａｎｄＣ，Ｇ、Ｆｏｎｓｔａｄ：　　　”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、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１１図及び第１２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、５１は基板、５２は支持体、
５３は配線電極、５４は電子放出部、５５は電子通過孔
、５６は変調電極、５７はガラス板、５８は透明電極、
５９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、帯電、変質等する
部材から成る。

６０はフェースプレート、６１は蛍光体の輝点である。

電子放出部５４は薄膜技術により形成され、基板（ガラ
ス）５１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５３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５２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５３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５６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５９に衝突させるもので
ある。また、配線電極５３と変調電極５６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５９上に
画像表示を行うものである。

［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１１図に示されるように変調電極５６が、電子放
出素子（支持体５２．配線電極５３及び電子放出部５４
より成る）の電子放出方向上部に配置される為、変調電
極５６の電子通過孔５５と電子放出素子の電子放出部５
４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５６と電子放出素子
の電子放出部５４との間に空間を有して相方配置される
為、変調電極５６と電子放出素子の電子放出部５４との
距離を、全ての変調電極５６と電子放出部５４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、表示画像の輝度むらが顕著となってしまう。

一方、第１２図に示された従来の電子線デイスプレィで
は、変調電極６２が線状カソード６４（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、依然として先述の問題■、■に
ついては解消し得ない。

そこで本発明は上記問題点に鑑みて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、電子ビーム間での変調ムラの少な
く変調効率が良（、更には低電位駆動の可能な電子線発
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］ 本発明の電子線発生装置は、電子放出部を挟んで素子電
極が設けられてなる電子放出素子と該電子放出素子から
放出された電子ビームを変調する変調電極を有する電子
線発生装置において、■該変調電極は該素子電極と同一
基板上に設けられ、かつ、■該変調電極が該素子電極厚
より厚いことを特徴とするものである。

なお、ここで、「素子電極厚」は、電子放出部に隣接し
合う素子電極部分の厚さをいう。

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、１は基板（リアプレート）２は変調電極（グ
リッド電極）　３は素子電極、４は電子放出部である。

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１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、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（、例えば
Ａｕ、Ａｇ、Ａｊ２．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適用が考えられる。

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が好ましい。

本発明においては、変調電極厚は素子電極厚より厚いこ
とが必要である。通常、変調電極厚（第２図中、Ｌ）は
０．０５〜３０００ｔＬｍであり、素子電極厚（第２図
中、Ｉ２）は０．０１〜５００μｍである。また変調電
極と素子電極との間隔（第２図中、Ｓ）は５〜５００μ
ｍが好ましい。

また、後述の実施例で示す第４図〜第６図のように、変
調電極を段差状に形成することで、電子ビームの成形、
収束、変調をより容易にすることができる。

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、上記の配置を採るに伴い、
電子ビームの変調効率の点及び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じ得なのである。

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（、上記の条
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．Ｅｌｉ
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・フィジイツス（Ｒａ
ｄｉ。

Ｅｎｇ、　　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、Ｐｈｙｓ、）第１０巻
、１２９０〜１２９６頁、１９６５年］であり、これは
基板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、Ｄｉｔｔｍｅｒ　：　　“Ｔｈ１ｎＳ
ｏｌｉｄ　　Ｆｉｌｍｓ”）、９巻、３１７頁。

（１９７２年）］、ＩＴ○薄膜によるもの［エム・ハー
トウェル・アンド・シー・ジー・フオンスタッド：゛ア
イ・イー・イー・イー・トランス・イー・デイ−・コン
フ（Ｍ、Ｈａｒｔｗｅ　ｌ　１ａｎｄ　　Ｃ，Ｇ、Ｆｏ
ｎｓｔａｄ：　　”ＩＥＥＥＴｒａｎｓ、ＥＤ　　Ｃｏ
ｎｆ、　　）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）コ等が報告されている。また、我々は鋭
意検討した結果、新型表面伝導形電子放出素子を技術開
示した。

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。一般に表面
伝導形電子放出素子とは前記電極間隔が０．０１μｍ〜
１１００Ｉｉ、前配電子放出部のシート抵抗が１０３Ω
／口〜１０９Ω／口のものをいう。

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×ρ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〜Ｄｐｉ）（端子Ｄ　ｍｔ
〜Ｄ　ｍｉ’）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１の上面には、変調電極（グリッド電極）が
設けられている。かかる変調電極（グリッド電極）２は
、前記素子列と直交してＮ本設けられており、また、各
変調電極（グリッド電極）２は、端子１６（Ｇ、〜Ｇ、
）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、β個の電子放出素子列（線電子放出
素子）と、Ｎ個の変調電極（グリッド電極）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）するのと同期して変調電極
（グリッド電極）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（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（、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−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、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、端子り、、Ｄ、ｎ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１の上面には、変調電極（グリッド電極）が
設けられている。かかる変調電極（グリッド電極）４は
、前記素子列と直交してＮ本設けられており、また、各
変調電極（グリッド電極）４は、端子４６（Ｇ、〜Ｇ、
）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
と同期して変調電極（グリッド電極）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、該被記録体か感熱材である場合
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（被記録体或
いは発光源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５
３）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、クノーナ−６７及び帯電
器６８が設けられている。

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
に優れ、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。

［実施例］ 以下、本発明に係る実施例により、本発明の具体的製造
例と作用効果を示す。

Ｋ胤土ユ 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１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、また素子電極材
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素子電極パ
ターンを形成した。この時の素子電極３の幅は１５μｍ
、厚さは０．　１μｍ、電極ギャップは２μｍであった
。

０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（２
５μｍＸ１５０μｍ）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。

０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（奥野製薬社製ｃｃｐ−４２３０
）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バターニング用
Ｃｒをエッチアウトした。

０次に、抵抗加熱法のかわりにＥＢ蒸着法を用い、Ｃｒ
５０人厚、Ｃｕ１μｍ厚を素子電極パターン形成と同様
の方法で形成し、変調電極２とした。この時、素子電極
３・変調電極２間の距離は２５μｍとした。

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、２Ｘ１０’　Ｔｏ
ｒｒ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。更に変調電極に一５０ｖ〜＋２
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
５０Ｖ以下でＯＦＦ制御＋３０Ｖ以上でＯＮ制御が可能
であった。

更に、上記において素子電極（幅１５μｍ、厚さ０．１
μｍ）を固定し、変調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。

即ち１．変調電極の厚さを大きくすることによって、Ｏ
ＦＦ制御の場合、カットオフ電圧を小さ（することがで
きる。またＯＮ制御の場合には、幅が広い程収束性が向
上した。

見立±１ 第３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。１はリアプレート、２は変調電極、３は
素子電極、４は電子放出部、５は素子配線電極、６は変
調配線電極、７はフェースプレート、８はガラス板、９
は透明電極、１ｏは蛍光体、１１はメタルバック、１２
は該変調配線電極と該素子配線電極間の絶縁性を保持す
るための絶縁層である。

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、配
線電極との絶縁性を保持したまま直交させた以外は実施
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。なお、配線電極は実施例１中の変調電極も同
様の方法で形成し、上記絶縁層はスパッタ法により５ｉ
ｎ２を必要部のみにマスクデポジションした。

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７をリアプレート１から５ｍｍ（＝ｈ）離して設
け、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ＯＮ１０　Ｆ　Ｆ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、船釣
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一５０Ｖ以下で電子
ビームをＯＦＦ制御し、２０Ｖ以上でＯＮ制御した。ま
た、−５０ｖ〜２０Ｖ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２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２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４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４を挾む位置に変調電極２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−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４と変調電極２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。

見立±１ 第４図は、本発明の別の実施例を示す斜視図である。

第４図に示した、この実施例の製造工程を詳細に述べる
。

■先ず、絶縁性基板１に石英ガラスを用い、中性洗剤に
よるこすり洗浄を行い、ついで、アセトン、ＩＰＡ、酢
酸ブチルなどの有機溶剤による超音波洗浄等を充分に行
い、基板洗浄した後、フォトリソグラフィー技術により
、フォトレジストパターンを形成した。

■次に、上記により形成した絶縁性基板１及びフォトレ
ジスト上全面に、抵抗加熱法により密着性向上の為の材
料にＴｉを用い、膜厚約５０人を真空成膜し、ついで素
子電極材料にＮｉを用い、膜厚約９５０人を真空成膜し
た。ついでリフトオフ法によりフォトレジストを除去し
、素子電極３．３′を形成した。

本実施例では、素子電極幅を１５μｍ、電極間隔を２μ
ｍとした。

■次に、電子放出材料を電子放出部近傍のみに形成する
為、電子放出材形成材料にＣｒを用い、抵抗加熱法によ
り全面に膜厚約１０００人を真空成膜した。

■次にフォトリソグラフィー技術により、電子放出部近
傍２５μｍＸ１５０μｍのみ、Ｃｒを除去する為、フォ
トレジストを形成した。

０次に、ウェットエツチングによりＣｒを所望の寸法に
除去した。使用したエッチャントは、硝酸セリウムアン
モニウム、過塩素酸水溶液である。

０次に、電子放出材料に、有機パラジウム（奥野製薬製
ＣＣＰ−４２３０）を分散塗布し、大気中で約３００℃
、１２ｍ１ｎ間焼成し、全面に電子放出材料を形成した
。

■次に■で用いたエッチャントを用い電子放出材料パタ
ーン形成用Ｃｒをエツチングし、所望の位置のみ、電子
放出材料を形成した。

■次に、変調電極を形成した。まず第１層目の変調電極
をＥＢ蒸着法、リフトオフ法（素子電極と同様の方法に
よる）により、密着性向上の為の材料にＣｒを用い、膜
厚約５０人、変調電極材料にＣｕを用い、膜厚約１．０
μｍを形成した。この時、素子電極と変調電極の間隔は
２５μｍとした。

■ついで、第２層目の変調電極を、第１層目の方法、材
料、構成により、第１層目の電極端より５μｍ短く、第
４図のごと（形成した。

［相］ついで第３層目の変調電極を、第２層目の変調電
極の形成方法、材料、構成により、第２層目の電極端よ
り５μｍ短く形成した。

上記の如（、製造した電子線発生装置及び前記電子線発
生装置の上方５ｍｍの位置に配置されたガラス基板上に
透明電極、蛍光体材料、メタルバックから構成（図示せ
ず）された蛍光板５と共に、約２Ｘ１０−’ｔｏｒｒの
真空雰囲気下に於いて、外部より蛍光体５にＩＫＶの電
圧を印加し、素子電極３，３′間に１４Ｖの電圧パルス
を印加した。

その結果、蛍光板５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２，２′に一
５０Ｖから＋２０Ｖ（７）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。

更に、変調電極２，２′の長手方向すなわち、電子放出
部に対し直交方向の電子ビームを容易に整形・収束出来
る効果を得ることができた。

また、この時、変調電圧が一５０Ｖ以下で、ＯＦＦ制御
、＋３０Ｖ以上でＯＮ制御が可能であった。

去」ｌ引丘 第５図に、本発明の別の実施例を示す。

本実施例は、第４図に示した実施例と同様の製造工程で
作製した。尚、変調電極の構成は素子電極と変調電極の
間隔を２５μｍと、第２層目を第１層目の電極端から５
μｍの位置に、さらに、第３層目を第２層目の電極端か
ら５μｍの位置に、３段からなる階段状の電極とした。

上記の如く製造した電子線発生装置を実施例３と同様の
方法、構成で画像表示部材（フェースプレート）５によ
り放出された電子ビームに対応するスポット光を観察し
た。その結果、変調電極２．２′に一５０Ｖから＋２０
Ｖ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。

更に、上記実施例３での電子ビームは、素子電極に印加
された電圧に対し、正電位側にずれる特性を示したが、
本実施例によれば、電子ビームの上記特性を補正して、
電子ビームを変向出来る効果を得ることができた。

また、この時、変調電極電圧が一５０Ｖ以下で、ＯＦＦ
制御、＋３０Ｖ以上でＯＮ制御が可能であった。

宜」１性二 第６図に、本発明の別の実施例を示す。

本実施例は、実施例３と同様の製造工程で作製した。尚
、変調電極の構成は、素子電極と変調電極の間隔を２５
μｍとし、第１層目の各々１辺の電極端から５μｍの位
置に第２層目を形成し、さらに、第３層目を第２層目と
同様に、電極端から５μｍの位置に、段差状に第６図の
如く形成した。

上記の如く製造した、電子線発生装置を実施例３と同様
の方法、構成で、画像表示部材（フェースプレート）５
により放出された電子ビームに対応するスポット光を観
察した。その結果、変調電極２，２′に一５０Ｖから＋
２０Ｖ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。

更に、上記電子ビームの整形、収束、変調を容易に変化
させることが出来た。

つまり、素子電極厚よりも変調型極厚を厚くし、さらに
実施例３〜５で述べた様に変調型極厚に意図的に分布を
もたせることにより、更なるビーム整形、収束、変調を
容易にすることが出来る。

具体的には実施例３では電子放出部からの水平距離の電
界の歪み補正、実施例４では配線電極間の電界の歪み補
正、実施例５では前記歪み両者の補正が可能ということ
である。

また前記歪み補正に関して例えば第１０図（ａ）及び（
ｂ）に示す様に変調電極の平面形状によっても補正可能
であったことをここに述べておく。

なお、この時変調電極電圧が一５０Ｖ以下でＯＦＦ制御
＋３０Ｖ以上でＯＮ制御が可能であった。

夫１１肌旦 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（
Ｄ、、Ｄ、）、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Ｂ
Ｒ，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ＴＭＰＴＡ
。

新中村化学）１０重量部、Ｃ７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（Ｂ
　ａ　＋　Ｍ　ｇ　＋　Ｚ　ｎ　）　　Ｓ　１２０　ｙ
　　：　Ｐ　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共重
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。

叉」１肌ユ 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Ｚｎ２Ｓｉ　Ｏ４：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
に優れ、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］ 以上説明したように、本発明によれば、基板上に平面グ
リッド電極を有する電子線発生装置における電子放出素
子の素子電極よりも、変調電極の電極厚を厚（すること
によって、低電圧駆動が可能となり、素子ダメージが低
減され、またビームの収束性も向上した。このため、産
業用あるいは家庭用として、その利用範囲は大幅に広が
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図は本発明の画像表示装置の一実施例を示す斜視
図であり、第４図〜第６図は段差状の変調電極を有する
画像表示装置の例を示す斜視図である。第７図は光プリ
ンターの概略構造を示したものである。第８図（ａ）、
（ｂ）は被記録体表面に画像記録を行うプロセスの一例
を示す説明図である。第９図は本発明に係る画像表示装
置を、光を信号源として記録を行う記録装置に応用した
場合の例を示すものである。第１０図（ａ）、（ｂ）は
変調電極の平面形状により歪み補正が可能であることを
示すための説明図である。第１１図は従来デイスプレィ
装置の概要を示すものであり、第１２図は従来デイスプ
レィ装置の他の例を示すものである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子放出部を挟んで素子電極が設けられてなる電
   子放出素子と該電子放出素子から放出された電子ビーム
   を変調する変調電極を有する電子線発生装置において、
   ［１］該変調電極は該電子放出素子と同一基板上に設け
   られており、かつ、［２］該変調電極厚が該素子電極厚
   より厚いことを特徴とする電子線発生装置。
2. （２）請求項（１）に記載の電子線発生装置の上方に、
   電子の衝突により画像を形成する画像形成部材を有する
   ことを特徴とする画像表示装置。
3. （３）請求項（１）に記載の電子線発生装置の上方に、
   電子の衝突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を有する記録装置。
4. （４）請求項（１）に記載の電子線発生装置の上方に、
   電子の衝突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を有する
   記録装置。