JPH07235257A

JPH07235257A - 電子源、電子線発生装置、及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH07235257A
Application number: JP19620194A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Mitsutake; 英明光武; Naohito Nakamura; 尚人中村; Yoshihisa Sano; 義久左納
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1994-07-29
Publication date: 1995-09-05

Abstract

(57)【要約】【目的】画像形成装置等に用いられる電子線発生装置
を提供する。【構成】対向する一対の素子電極５，６とこれらに跨
がる電子放出部を含む薄膜４とで構成される表面伝導型
電子放出素子を複数有する電子源と、電子被照射部材を
有する電子線発生装置において、電子源と電子被照射部
材との間に、電子源に飛翔してくる帯電粒子を遮蔽する
ための遮蔽部材９を設けたことを特徴とする。【効果】電子被照射部材として蛍光体等の画像形成部
材を用いて画像形成装置を構成した際に、画像形成部材
で発生する正イオンの衝突による電子放出部の劣化を防
止でき、装置の耐久性が増す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子源、電子線発生装
置及びその応用である表示装置等の画像形成装置に関わ
り、特に表面伝導型電子放出素子等の電子放出素子を備
える電子源、電子線発生装置及び画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子を用いた画像形成装置にお
いては、真空雰囲気を維持する外囲器、電子を放出させ
る為の電子源とその駆動回路、電子の衝突により発光す
る蛍光体等の画像形成部材、電子を画像形成部材に向け
て加速するための加速電極及び高圧電源が必要である。
また、薄型画像表示装置などのように扁平な外囲器を用
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）を用いる場合もある。

【０００３】上記画像形成装置において、上記外囲器内
を加速電子が飛翔する時、真空雰囲気内や蛍光体上の残
留ガス等が電離され、その正イオンが上記加速電極によ
り電子源側へ向けて飛翔する現象が生じる。この正イオ
ンが電子源、特に電子放出部を有する電子放出素子に衝
突すると、上記電子源を劣化させてしまう。このため、
電子放出素子に対して帯電粒子が直接衝突するのを防ぐ
ことは、電子源の長寿命化及び信頼性の向上を図る上で
重要である。

【０００４】上記現象による電子源の劣化を防止するた
めの構成として、ＵＳＰ４１５５０２８に示されるよう
な静電偏向システムがある。図２７はその概略構成を示
したものであり、３０１１は熱陰極からなる電子放出素
子、３０１２は第１グリッド、３０１３は第２グリッ
ド、３０１４は加速電極である。第１グリッド３０１２
と第２グリッド３０１３は、互いに一定の角度を成して
配置され、両者は電子放出素子から電子を引き出すには
十分であるが、正イオンの生成には不十分である同一の
電位が与えられている。図中、３０１５の実線は電子放
出素子３０１１からの放出電子の軌道を表しており、第
２グリッド３０１３の近傍で偏向され、加速電極３０１
４に対して垂直な軌道になる。一方、加速電極３０１４
で発生する正イオンは、電子に比べて質量が大きいの
で、第２グリッド３０１３近傍での偏向量は少なく、３
０１６で示される点線の軌道をとる。従って、上記正イ
オンが直接電子放出素子３０１１に向かうことはない。
この様にＵＳＰ４１５５０２８においては、傾斜配置を
成す複数の制御電極を用いて電子放出素子の劣化を防止
した。

【０００５】画像形成装置の電子源に用いられる電子放
出素子としては、上記熱陰極素子の他に冷陰極素子が知
られている。冷陰極素子には電界放出型（以下、「ＦＥ
型」と称す）、金属／絶縁層／金属型（以下、「ＭＩＭ
型」と称す）や表面伝導型電子放出素子等が有る。

【０００６】ＦＥ型の例としては、Ｗ．Ｐ．Ｄｙｋｅ
＆Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ，“Ｆｉｅｌｄｅｍｉｓｓｉ
ｏｎ”，ＡｄｖａｎｃｅｉｎＥｌｅｃｔｒｏｎＰ
ｈｙｓｉｃｓ，８，８９（１９５６）あるいはＣ．Ａ．
Ｓｐｉｎｄｔ，“ＰｈｙｓｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉ
ｅｓｏｆＴｈｉｎ−ｆｉｌｍＦｉｅｌｄＥｍｉ
ｓｓｉｏｎＣａｔｈｏｄｅｓｗｉｔｈＭｏｌｙｂ
ｄｅｎｕｍＣｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．，４７，５２４８（１９７６）等が知られている。

【０００７】ＭＩＭ型の例としては、Ｃ．Ａ．Ｍｅａ
ｄ，“Ｔｈｅｔｕｎｎｅｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎａｍ
ｐｌｉｆｉｅｒ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３２，
６４６（１９６１）等が知られている。

【０００８】表面伝導型電子放出素子の例としては、
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，ＲａｄｉｏＥｎｇ．Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎＰｈｙｓ．，１０，１２９０（１９６５）等
がある。

【０００９】表面伝導型電子放出素子は、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
表面伝導型電子放出素子としては、前記エリンソン等に
よるＳｎＯ₂ 薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によるもの
［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ：“ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉ
ｌｍｓ”，９，３１７（１９７２）］、Ｉｎ₂ Ｏ₃ ／Ｓ
ｎＯ₂ 薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌａｎｄ
Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：“ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．
ＥＤＣｏｎｆ．”，５１９（１９７５）］、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）］等が報告されている。

【００１０】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な素子構成として、前述のＭ．ハートウェルの素子構成
を図２８に示す。同図において３１０１は絶縁性基板で
ある。３１０２は電子放出部形成用薄膜（導電性膜）
で、Ｈ型形状のパターンにスパッタで形成された金属酸
化物等からなり、後述のフォーミングと呼ばれる通電処
理により電子放出部３１０３が形成されている。

【００１１】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に導電性膜３１０２に予め
フォーミングと呼ばれる通電処理によって電子放出部３
１０３を形成するのが一般的であった。即ち、フォーミ
ングとは、導電性膜３１０２の両端に電圧を印加通電
し、導電性膜を局所的に破壊、変形もしくは変質せし
め、電気的に高抵抗な状態にした電子放出部３１０３を
形成する処理である。なお、電子放出部３１０３は導電
性膜３１０２の一部に亀裂が発生しその亀裂付近から電
子放出が行われる。以下フォーミングにより形成した電
子放出部を含む導電性膜３１０２を電子放出部を含む薄
膜３１０４と呼ぶ。前記フォーミング処理をした表面伝
導型電子放出素子は、電子放出部を含む薄膜３１０４に
電圧を印加し、素子に電流を流すことにより、電子放出
部３１０３より電子を放出せしめるものである。

【００１２】多数の表面伝導型電子放出素子を配列形成
した例としては、並列に表面伝導型電子放出素子を配列
し、個々の素子の両端を配線にてそれぞれ結線した行を
多数行配列した電子源が挙げられる（例えば、本出願人
の特開昭６４−３１３３２号公報）。

【００１３】表面伝導型電子放出素子を複数個配置して
なる電子源と、上記電子源より放出された電子によって
可視光を発光せしめる画像形成部材としての蛍光体とを
組み合わせることにより、種々の画像形成装置が構成さ
れるが（例えば、本出願人によるＵＳＰ５０６６８８
３）、大画面の装置でも比較的容易に製造でき、且つ表
示品位に優れた自発光型表示装置であるため、ＣＲＴに
替わる画像形成装置として期待されている。

【００１４】例えば、本出願人が先に提案した特開平２
−２５７５５１号公報等に記載された様な画像形成装置
において、多数形成された表面伝導型電子放出素子の選
択は、上記表面伝導型電子放出素子を並列に配置し結線
した配線（行方向配線）、及び上記行方向配線と直行す
る方向（列方向）に電子源と蛍光体間の空間に設置され
た制御電極（グリッドと呼ぶ）への適当な駆動信号によ
り行われる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本出願人は、表面伝導
型電子放出素子を用いた画像形成装置をより簡単な構成
で実現する方法として、複数本の行方向配線と複数本の
列方向配線とによって、表面伝導型電子放出素子の対向
する一対の素子電極をそれぞれ結線することで、行列状
に表面伝導型電子放出素子を配列した単純マトリクス型
の電子源を構成し、行方向と列方向に適当な駆動信号を
与えることで、多数の表面伝導型電子放出素子を選択
し、電子放出量を制御し得る系を考えている。

【００１６】（第１の課題）上記単純マトリクス型の表
面伝導型電子放出素子電子源を用いた画像形成装置にお
いても、電子源、特に表面伝導型電子放出素子の電子放
出部に帯電粒子が衝突して、上記電子源が劣化してしま
う可能性がある。また、上記電子源、特に表面伝導型電
子放出素子の電子放出部が、加速電極側からみて直接露
出しているために、不測の放電が起こった場合に電子源
が劣化してしまう可能性がある。

【００１７】（第２の課題）また、上記単純マトリクス
型の表面伝導型電子放出素子電子源を用いた画像形成装
置の検討において、本発明者らは、画像形成部材をなす
蛍光体上の発光位置（電子の衝突位置）や発光形状が設
計値からずれる場合が生ずることを見いだした。特に、
カラー画像用の画像形成部材を用いた場合は、発光位置
ずれと併せて、輝度低下や色ずれの発生も見られる場合
あった。また、本現象は電子源と画像形成部材間に配置
される支持枠または支持柱（スペーサ）の近傍、或は画
像形成部材の周縁部で起こることを確認した。

【００１８】本発明は上記問題点に鑑み、電子放出素子
として特に表面伝導型電子放出素子などのように、基板
面に並設された電極間に電子放出部を有する電子放出素
子を用いた電子源を有する画像形成装置において、簡易
な構成でかつ容易に素子の選択及び電子放出量を制御し
得ると同時に、発光位置ずれ等がなく長寿命で信頼性の
高い新規な画像形成装置の提供を目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らは鋭
意研究した結果、上記課題のうち、第２の課題である蛍
光体上の発光位置や発光形状の変化についても、電子源
から放出される電子がその誘因となることを見いだし
た。

【００２０】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の他に、確率は低いが真空中の残
留ガスへの衝突が起こる。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。

【００２１】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。

【００２２】以下で、上記の課題を解決する為の手段及
びその作用を説明する。

【００２３】上記目的を達成するためになされた本発明
は、電子放出素子と、該電子放出素子に飛翔してくる帯
電粒子を遮蔽するための遮蔽部材とを、基板上に一体配
置したことを特徴とする電子源にあり、特に、前記電子
放出素子は、基板面に並設された電極間に電子放出部を
有するがために、その駆動時に、前記基板面に平行な電
界成分を発生する素子であり、前記遮蔽部材は、前記電
子放出素子の電子放出部の直上部を覆っていることを特
徴とする電子源にある。

【００２４】また、上記目的を達成するためになされた
本発明は、複数の電子放出素子を有する電子源と、電子
被照射部材を有する電子線発生装置において、前記電子
源と前記電子被照射部材との間に、該電子源に飛翔して
くる帯電粒子を遮蔽するための遮蔽部材を設置したこと
を特徴とする電子線発生装置にあり、特に、前記電子放
出素子は、基板面に並設された電極間に電子放出部を有
するがために、その駆動時に、前記基板面に平行な電界
成分を発生する素子であり、前記遮蔽部材は、前記電子
放出素子の電子放出部の直上部を覆っていることを特徴
とする電子線発生装置にある。

【００２５】また、上記目的を達成するためになされた
本発明は、複数の電子放出素子を有する電子源と、電子
被照射部材を有する電子線発生装置において、前記電子
源と前記電子被照射部材との間に、該電子源に飛翔して
くる帯電粒子を遮蔽するための遮蔽部材を設置し、且つ
前記電子源は、前記複数の電子放出素子の各々が、その
交差部に絶縁層を介して積層された行方向配線と列方向
配線とに結線されて行列状に配列している電子源である
ことを特徴とする電子線発生装置にあり、特に、前記電
子放出素子は、基板面に並設された電極間に電子放出部
を有するがために、その駆動時に、前記基板面に平行な
電界成分を発生する素子であることを特徴とする電子線
発生装置にある。

【００２６】また、上記目的を達成するためになされた
本発明は、複数の電子放出素子を有する電子源と、電子
被照射部材を有する電子線発生装置において、前記電子
源と前記電子被照射部材との間に、該電子源に飛翔して
くる帯電粒子を遮蔽するための遮蔽部材を設置し、且つ
前記電子源は、前記複数の電子放出素子の各々が行方向
配線によって結線されており、且つ変調機能を有する制
御電極が列方向配線によって結線されていることを特徴
とする電子線発生装置にあり、特に、前記遮蔽部材が、
前記制御電極よりも前記電子源側或は前記電子被照射部
材側に配置され、前記電子放出素子は、基板面に並設さ
れた電極間に電子放出部を有するがために、その駆動時
に、前記基板面に平行な電界成分を発生する素子であ
り、前記遮蔽部材が、前記電子放出素子の電子放出部の
直上部を覆っていることを特徴とする電子線発生装置に
ある。

【００２７】また、上記目的を達成するためになされた
本発明は、上記本発明の電子線発生装置における前記電
子被照射部材に代えて、前記電子源に対向配置され、前
記電子放出素子から放出された電子が衝突することによ
り画像が形成される画像形成部材を有することを特徴と
する画像形成装置にある。

【００２８】本発明によれば、画像形成装置内の電子源
と画像形成部材間に設置された遮蔽部材により、画像形
成部材側から電子源側へ飛翔する粒子（主に正イオン）
が、主として電子源に衝突したり、付着するのを防ぎ、
電子源の劣化や不要な帯電を生じない画像形成装置を提
供できる。また、帯電の防止に関しては、電子源以外の
部分に対しても上記方法が有効であり、耐大気圧支持部
材（スペーサ）等の絶縁性表面を覆うように上記遮蔽部
材の形状や配置を決めればよい。

【００２９】特に、本発明者らは、表面伝導型電子放出
素子のように、基板面に並設された素子電極間に電子放
出部を有するタイプの電子放出素子は、その駆動時に、
前記基板面に平行な電界成分を発生する素子であるがゆ
えに、電子放出部からの放出電子の軌道が、電子放出部
の真上方向に対して一対の素子電極のなす電界方向にず
れる点、さらには画像形成装置内で発生する正イオン
が、電子源と画像形成部材間に印加させる高圧により形
成されるこれらに垂直な電界にほぼ沿って飛翔する点に
着目し、本発明の最も好ましい形態を完成させたもので
ある。

【００３０】即ち、本発明の画像形成装置によれば、電
子放出素子の電子放出部から放出された電子は、上記素
子の真上方向に対して一対の素子電極のなす電界方向に
ずれて飛翔する為、電子放出部の直上部を覆う遮蔽部材
を成す上記遮蔽電極に遮られることなく蛍光体等の画像
形成部材へ向かうことができると共に、上記画像形成部
材で発生する正イオンから電子放出部を保護することが
できる。また、不測の放電が生じた場合にも電子源の劣
化を防止できる。従って、本発明の場合、図２７に示し
たような電子偏向の為のグリッドを付加する必要はな
い。

【００３１】従って、複雑な付加構造を必要としない本
発明の構成は、本出願人の提案による複数本の行方向配
線と複数本の列方向配線とによって、表面伝導型電子放
出素子の対向する１対の素子電極をそれぞれ結線する事
で、行列状に表面伝導型電子放出素子を配列した単純マ
トリクス型の電子源を用いた画像形成装置に、特に好適
である。

【００３２】また、本発明は、表面伝導型電子放出素子
以外の冷陰極素子のうち、電子放出素子の真上方向に対
してずれた電子軌道を成すいずれの電子放出素子に対し
ても適用できる。具体例としては、本出願人による特開
昭６３−２７４０４７号公報に記載されたような対向す
る一対の電極を電子源を成す基板面に沿って構成した電
界放出型の電子放出素子がある。

【００３３】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、上記制御電
極からみて、表面伝導型電子放出素子を有する電子源側
或は蛍光体を有するフェースプレート側に本発明の遮蔽
電極を付加したものを挙げることができる。

【００３４】また、本発明の思想によれば、表示用とし
て好適な画像形成装置に限るものではなく、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ーの発光
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。

【００３５】また、本発明の思想によれば、例えば電子
顕微鏡のように、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。

【００３６】以下、本発明に関わる電子源の一構成例を
図１に示す。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ），（ｃ）
は断面図であり、図中、１は絶縁性基板、５と６は素子
電極、４は電子放出部を含む導電性膜、３は電子放出
部、９は電子放出部の直上部を覆う遮蔽部材である。
尚、図１は、基板１上に並設された素子電極５，６間
に、電子放出部３を含む導電性膜４を有する表面伝導型
電子放出素子と、遮蔽部材９とが一体配置された構成を
有する電子源の例を示すものである。

【００３７】図１に示した電子源を例に、図２（図１の
Ａ−Ａ’断面）の製造工程図に基づいて、製造方法の一
例を以下に説明する。尚、以下の工程ａ〜ｄは図２の
（ａ）〜（ｄ）に対応する。

【００３８】工程ａ：絶縁性基板１を洗剤、純水および
有機溶剤により十分に洗浄後、真空蒸着法、スパッタ法
等により素子電極材料を堆積後、フォトリソグラフィー
技術により上記絶縁性基板１上に素子電極５，６を形成
する。

【００３９】絶縁性基板１としては、石英ガラス，Ｎａ
等の不純物含有量を減少したガラス，青板ガラス，青板
ガラスにスパッタ法等により形成したＳｉＯ₂ を積層し
たガラス基板等のガラス部材及びアルミナ等のセラミッ
クス部材等が挙げられる。

【００４０】素子電極５，６の材料としては導電性を有
するものであればどのようなものであっても構わない
が、例えばＮｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，
Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等の金属、或は合金、及びＰｄ，Ａ
ｇ，Ａｕ，ＲｕＯ₂ ，Ｐｄ−Ａｇ等の金属や金属酸化物
とガラス等から構成される印刷導体、或はＩｎ₂ Ｏ₃ −
ＳｎＯ₂ 等の透明導電体及びポリシリコン等の半導体導
体材料等が挙げられる。

【００４１】工程ｂ：絶縁性基板１上に設けられた素子
電極５と素子電極６との間に、有機金属溶液を塗布して
有機金属薄膜を形成する。この後、有機金属薄膜を加熱
焼成処理し、リフトオフ、エッチング等によりパターニ
ングし、電子放出部形成用薄膜（導電性膜）２を形成す
る。

【００４２】電子放出部を含む薄膜（導電性膜）４を構
成する材料の具体例を挙げるならば、Ｐｄ，Ｒｕ，Ａ
ｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓ
ｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ等の金属、ＰｄＯ，ＳｎＯ₂ ，Ｉｎ
₂ Ｏ₃ ，ＰｂＯ，Ｓｂ₂ Ｏ₃ 等の酸化物、ＨｆＢ₂ ，Ｚ
ｒＢ₂ ，ＬａＢ₆ ，ＣｅＢ₆ ，ＹＢ₄ ，ＧｄＢ₄ 等の硼
化物、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ
等の炭化物、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ等の窒化物、Ｓ
ｉ，Ｇｅ等の半導体、カーボン等であり、基本的には微
粒子膜からなる。

【００４３】なお、上記有機金属溶液とは、前記Ｐｄ，
Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚ
ｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ等の金属を主元素とする有機
化合物の溶液である。

【００４４】なお、ここでは、有機金属溶液の塗布法に
より説明したが、これに限る物ではなく、真空蒸着法、
スパッタ法、化学的気相堆積法、分散塗布法、ディッピ
ング法、スピンナー法等によって形成される場合もあ
る。

【００４５】工程ｃ：電子放出部形成用薄膜２の保護層
７をＣｒで形成した後、犠牲層８及び遮蔽部材９を順次
積層形成する。このとき、上記遮蔽部材９の両端部が絶
縁性基板１上に形成されるように、犠牲層８及び遮蔽部
材９のサイズを選択する。遮蔽部材９としては導電性を
有するものが好ましく、例えばＡｌ等の薄膜金属により
構成される。

【００４６】工程ｄ：犠牲層８をエッチング除去して、
薄膜２と遮蔽部材９との間に間隙部を成す。次に、上記
エッチング時における薄膜２の保護層７を除去する。最
後に、素子電極５，６間に不図示の電源により電圧を印
加することで、先述のフォーミングと呼ばれる通電処理
を施し、電子放出部形成用薄膜２の部位に構造の変化し
た電子放出部３を形成する。このようにして形成した電
子放出部３は導電性微粒子で構成されていることを本出
願人らは確認している。

【００４７】以上の工程を経て得られる電子源は、電子
放出素子として表面伝導型電子放出素子を有し、該素子
は、電子放出部を含む薄膜４に電圧を印加し、素子表面
に電流を流すことにより、電子放出部３より電子を放出
する。この表面伝導型電子放出素子より放出された電子
は、素子電極５，６により電子放出部３の近傍に形成さ
れる水平方向の電界により、電子放出部３の真上から外
れた軌道を持つため、電子放出部の真上を覆うようにし
て形成された遮蔽部材９によって遮られることはない。
このとき遮蔽部材９に対して、電位を規定する電圧印加
手段を設けることが好ましい。

【００４８】尚、本発明に関わる電子源の製造方法は、
上述の方法に限定されるものではなく、前記基本的な製
造方法のうちの一部を変更してもよい。

【００４９】次に、本発明にかかわる電子源の評価方法
について図４を用いて説明する。

【００５０】図４は、図１で示した構成を有する電子源
の電子放出特性を測定するための測定評価装置の概略構
成図である。図４において、１は絶縁性基板、５及び６
は素子電極、４は電子放出部を含む薄膜、３は電子放出
部、９は遮蔽部材を示す。また、４１は素子に素子電圧
Ｖｆを印加するための電源、４０は素子電極５，６間の
電子放出部を含む薄膜４を流れる素子電流Ｉｆを測定す
るための電流計、４４は素子の電子放出部より放出され
る放出電流Ｉｅを捕捉するためのアノード電極、４３は
アノード電極４４に電圧を印加するための高圧電源、４
２は素子の電子放出部３より放出される放出電流Ｉｅを
測定するための電流計である。電子放出素子の上記素子
電流Ｉｆ，放出電流Ｉｅの測定にあたっては、素子電極
５，６に電源４１と電流計４０とを接続し、上記電子放
出素子の上方に電源４３と電流計４２とを接続したアノ
ード電極４４を配置している。また、本電子源及びアノ
ード電極４４は真空装置内に設置され、その真空装置に
は不図示の排気ポンプ及び真空計等の真空装置に必要な
機器が具備されており、所望の真空下で本電子源の測定
評価を行えるようになっている。

【００５１】なお、アノード電極の電圧は１ｋＶ〜１０
ｋＶ、アノード電極と電子放出素子との距離Ｈは３ｍｍ
〜８ｍｍの範囲で測定した。

【００５２】図４に示した測定評価装置により測定され
た放出電流Ｉｅ及び素子電流Ｉｆと素子電圧Ｖｆの関係
の典型的な例を図５に示す。なお、図５は著しくＩｆ，
Ｉｅの大きさが異なるため任意単位で示されており、放
出電流Ｉｅは素子電流Ｉｆのおおよそ２０００分の１程
度である。

【００５３】次に、本発明の電子線発生装置及び画像形
成装置について説明する。

【００５４】図６は、電子放出素子７４の多数個を単純
マトリクス配線して構成した本発明の電子源の概略図で
あり、７１はガラス基板等からなる絶縁性基板であり、
その大きさ及び厚みは、絶縁性基板７１に設置される電
子放出素子の個数及び個々の素子の設計上の形状、及び
電子源の使用時に容器の一部を構成する場合には、その
容器を真空に保持するための条件等に依存して適宜設定
される。尚、図６及び、後述する図７は、説明の便宜
上、本発明の主眼である遮蔽部材は明示していないが、
個々の電子放出素子７４には、前述の図１に示したよう
な、遮蔽部材が配置されている。

【００５５】ｍ本のＸ方向配線７２は、ＤＸ₁ ，ＤＸ
₂ ，・・・ＤＸ_m からなり、絶縁性基板７１上に、真空
蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形成し、所望のパター
ンとした導電性金属等からなり、多数の電子放出素子に
できるだけ均等な電圧が供給される様に、材料、膜厚、
配線巾が設定される。Ｙ方向配線７３は、ＤＹ₁ ，ＤＹ
₂ ，・・・ＤＹ_n のｎ本の配線からなり、Ｘ方向配線７
２と同様に、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形成
し、所望のパターンとした導電性金属等からなり、多数
の電子放出素子にできるだけ均等な電圧が供給される様
に、材料、膜厚、配線巾が設定される。これらｍ本のＸ
方向配線７２とｎ本のＹ方向配線７３間は、不図示の層
間絶縁層で電気的に分離されて、マトリックス配線を構
成する。尚、このｍ，ｎは、共に正の整数である。不図
示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等
で形成されたＳｉＯ₂ 等であり、Ｘ方向配線７２を形成
した絶縁性基板７１の全面或は一部に所望の形状で形成
され、特にＸ方向配線７２とＹ方向配線７３の交差部の
電位差に耐え得るように、膜厚，材料，製法が適宜設定
される。

【００５６】更に、電子放出素子７４の対向する素子電
極（不図示であるが、図１の部材５，６に相当する）
が、ｍ本のＸ方向配線７２とｎ本のＹ方向配線７３に、
真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形成された導電性
金属等からなる結線７５によって電気的に接続されてい
る。

【００５７】また、Ｘ方向配線７２には、Ｘ方向に配列
する電子放出素子７４の行を任意に走査するための走査
信号を印加するための不図示の走査信号発生手段と電気
的に接続されている。一方、Ｙ方向配線７３には、Ｙ方
向に配列する電子放出素子７４の各列を任意に変調する
ための変調信号を印加するための不図示の変調信号発生
手段と電気的に接続されている。ここにおいて、各電子
放出素子に印加される駆動電圧は、当該素子に印加され
る走査信号と変調信号の差電圧として供給されるもので
ある。

【００５８】上記の電子源を用いた電子線発生装置とし
て、電子の被照射部材に画像形成部材を用いた画像形成
装置の例を図７と図８を用いて説明する。図７は画像形
成装置の基本構成図であり、図８は該画像形成装置に用
いられる蛍光膜のパターンである。８１は図６に示した
ような構成を有する電子源、８２は電子源８１を固定し
たリアプレート、９０はガラス基板８７の内面の蛍光膜
８８とメタルバック８９等が形成されたフェースプレー
ト、８３は支持枠であり、リアプレート８２及びフェー
スプレート９０をフリットガラス等で封着して、外囲器
９１を構成する。

【００５９】外囲器９１は上述の如く、フェースプレ−
ト９０、支持枠８３、リアプレート８２で構成したが、
リアプレート８２は主に電子源８１の強度を補強する目
的で設けられるため、電子源８１自体で十分な強度を持
つ場合は別体のリアプレート８２は不要であり、電子源
８１に直接支持枠８３を封着し、フェースプレート９
０、支持枠８３、電子源８１にて外囲器９１を構成して
も良い。

【００６０】蛍光膜８８は、モノクロームの場合は蛍光
体のみから成るが、カラーの蛍光膜の場合は、図９に示
されるように蛍光体の配列によりブラックストライプあ
るいはブラックマトリクスなどと呼ばれる黒色導電材９
２と蛍光体９３とで構成される。ブラックストライプ、
ブラックマトリクスが設けられる目的は、カラー表示の
場合必要となる三原色蛍光体の、各蛍光体９３間の塗り
分け部を黒くすることで混色を目立たなくすることと、
蛍光膜８８における外光反射によるコントラストの低下
を抑制することである。ブラックストライプの材料とし
ては、通常よく用いられている黒鉛を主成分とする材料
だけでなく、導電性があり、光の透過及び反射が少ない
材料であれば適用できる。

【００６１】ガラス基板８７に蛍光体を塗布する方法は
モノクローム、カラーによらず、沈殿法や印刷法が用い
られる。

【００６２】また、蛍光膜８８の内面側には通常メタル
バック８９が設けられる。メタルバックの目的は、蛍光
体の蛍光のうち内面側への光をフェースプレート９０側
へ鏡面反射することにより輝度を向上すること、電子ビ
ーム加速電圧を印加するための電極として作用するこ
と、外囲器内で発生した負イオンの衝突によるダメージ
からの蛍光体の保護等である。メタルバックは、蛍光膜
作製後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理（通常フィル
ミングと呼ばれる）を行い、その後Ａｌを真空蒸着等で
堆積することで作製できる。フェースプレート９０に
は、更に蛍光膜８８の導電性を高めるため、蛍光膜８８
の外面側に透明電極（不図示）を設けてもよい。

【００６３】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはいけないた
め、十分な位置合わせを行う必要がある。

【００６４】外囲器９１は、不図示の排気管に通じ、１
０のマイナス６乗［Ｔｏｒｒ］程度の真空度にされた
後、封止される。

【００６５】また、外囲器９１の封止後の真空度を維持
するために、ゲッター処理を行う場合もある。これは、
外囲器９１の封止を行う直前あるいは封止後に、抵抗加
熱あるいは高周波加熱等により、外囲器９１内の所定の
位置（不図示）に配置されたゲッターを加熱し、蒸着膜
を形成する処理である。ゲッタ−は通常Ｂａが主成分で
あり、該蒸着膜の吸着作用により、たとえば１×１０の
マイナス５乗ないしは１×１０のマイナス７乗［Ｔｏｒ
ｒ］の真空度を維持するものである。

【００６６】以上のようにして完成した本発明の画像形
成装置において、各電子放出素子には、容器外端子Ｄｏ
ｘ１ないしＤｏｘｍとＤｏｙ１ないしＤｏｙｎを通じ、
電圧を印加することにより、電子放出させ、高圧端子Ｈ
ｖを通じ、メタルバック８９、あるいは透明電極（不図
示）に数ｋＶ以上の高圧を印加し、電子ビームを加速
し、蛍光膜８８に衝突させ、励起・発光させることで画
像を表示するものである。このときフェースプレート９
０側で発生する正イオンは、高圧により形成されるＺ方
向の電界に沿った飛翔軌道を成すので、電子放出素子７
４の電子放出部に向かう正イオンは、前述の図１に示す
ように個々の電子放出素子７４に配置された遮蔽部材９
によって遮ることができる。

【００６７】尚、通常、電子放出素子の一対の素子電極
間の印加電圧は１２〜１６Ｖ程度、メタルバック或は透
明電極と電子放出素子との距離は２ｍｍ〜８ｍｍ程度、
メタルバック或は透明電極と電子放出素子間の高圧は１
ｋＶ〜１０ｋＶ程度である。また、遮蔽部材９は好まし
くは電子放出素子寄りに設置し、その電位は遮蔽部材を
設けない時の遮蔽部材位置の電位と同じ程度に設定した
ほうが良い。但し、遮蔽部材の電位はこの条件以外であ
っても、放出電子を遮蔽してしまわない限り、本発明の
効果は失われない。また、放出電子を遮蔽してしまわな
い限り、遮蔽部材９は電子放出部３の直上部だけでな
く、電子放出部を含む薄膜４や、素子電極５，６の直上
部の一部または全部を覆ってもよい。

【００６８】以上述べた構成は、画像表示等に用いられ
る好適な画像形成装置を作製する上で必要な概略構成で
あり、例えば各部材の材料や配置等、詳細な部分は上述
内容に限定されるものではなく、画像形成装置の用途に
適するように適宜選択する。

【００６９】

【実施例】以下、実施例を用いて本発明を説明する。

【００７０】実施例１本実施例における電子源の概略的な部分斜視図を図１０
に示す。また、図中のＣ−Ｃ’断面図及びＤ−Ｄ’断面
図を図１１に示す。但し、図６，図１０及び図１１にお
いて同じ符号で示したものは、同等部材を示している。
図中、７１は絶縁性基板、７２は絶縁性基板７１上にパ
ターン形成されたＹ方向配線、７２はＹ方向配線７３と
層間絶縁層（不図示）を介して印刷法などにより形成し
た膜厚５０μｍのＸ方向配線であり、７４は電子放出素
子である。

【００７１】電子放出素子７４は、前述した図１の、並
設された素子電極５，６間に、電子放出部３を含む導電
性膜４を有する表面伝導型電子放出素子であり、この電
子放出素子７４の多数個が図１０に示すように、結線７
５によりＸ方向配線７２及びＹ方向配線７３と電気的に
接続されている。

【００７２】９は導電性を有する薄板（アルミニウム
等）からなる遮蔽部材であり、Ｘ方向配線７２上に絶縁
層（不図示）を介して設置される。遮蔽部材９は各電子
放出素子７４の直上部を覆い、かつ各電子放出素子の電
子放出部から放出される電子の軌道を遮らないように電
子通過孔１０が形成されている。具体的には、電子放出
部の直上から４０μｍ（図１１に示すＳ２）ずれた位置
に中心を持つ半径３０μｍの円形の電子通過孔１０を遮
蔽部材９上に形成した。

【００７３】以下、本実施例の電子源の製造方法を工程
順に従って簡単に説明する。

【００７４】１）清浄化した青板ガラス上に厚さ０．５
μｍのシリコン酸化膜をスパッタ法で形成した基板７１
上に、真空蒸着により、厚さ５０ÅのＣｒ、厚さ６００
０ÅのＡｕを順次積層した後、ホトレジスト（ＡＺ１３
７０ヘキスト社製）をスピンナ−により回転塗布、ベ
−クした後、ホトマスク像を露光、現像して、Ｙ方向配
線７３のレジストパタ−ンを形成し、Ａｕ／Ｃｒ堆積膜
をウエットエッチングして、所望の形状のＹ方向配線７
３を形成した。

【００７５】２）次に、厚さ１．０μｍのシリコン酸化
膜からなる層間絶縁層（不図示）をＲＦスパッタ法によ
り堆積した。

【００７６】３）上記シリコン酸化膜に、Ｙ方向配線７
３と素子電極との電気的接続のためのコンタクトホ−ル
を形成するためのホトレジストパタ−ンを作り、これを
マスクとして層間絶縁層をエッチングしてコンタクトホ
−ル（不図示）を形成した。エッチングはＣＦ₄ とＨ₂
ガスを用いたＲＩＥ（ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔ
ｃｈｉｎｇ）法によった。

【００７７】４）その後、素子電極５，６と素子電極間
ギャップとなるべきパタ−ンをホトレジスト（ＲＤ−２
０００Ｎ−４１日立化成社製）で形成し、真空蒸着法
により、厚さ５０ÅのＴｉ、厚さ１０００ÅのＮｉを順
次堆積した。ホトレジストパタ−ンを有機溶剤で溶解
し、Ｎｉ／Ｔｉ堆積膜をリフトオフし、素子電極５，６
を形成した。

【００７８】５）素子電極５，６の上にＸ方向配線７２
のホトレジストパタ−ンを形成した後、厚さ５０ÅのＴ
ｉ，厚さ５０００ÅのＡｕを順次真空蒸着により堆積
し、リフトオフにより不要の部分を除去して、所望の形
状のＸ方向配線７２を形成した。

【００７９】６）素子電極間ギャップおよびこの近傍に
開口を有するマスクにより膜厚１０００ÅのＣｒ膜を真
空蒸着により堆積・パターニングし、その上に有機Ｐｄ
（ｃｃｐ−４２３０奥野製薬（株）製）をスピンナー
により回転塗布、３００℃で１０分間の加熱焼成処理を
した。このようにして、主元素としてＰｄよりなる微粒
子からなる電子放出部形成用薄膜（導電性膜）を形成し
た。

【００８０】７）上記Ｃｒ膜および焼成後の電子放出部
形成用薄膜を酸エッチャントによりエッチングして、所
望のパターン形状を有する電子放出部形成用薄膜を形成
した。

【００８１】８）全面にレジストを塗布し、マスクを用
いて露光の後現像し、上記コンタクトホール部分のみレ
ジストを除去した。この後、真空蒸着により、厚さ５０
ÅのＴｉ、厚さ５０００ÅのＡｕを順次堆積し、リフト
オフにより不要な部分を除去することによりコンタクト
ホールを埋め込んだ。

【００８２】以上の工程により、絶縁性基板７１上にＹ
方向配線７３、層間絶縁層（不図示）、Ｘ方向配線７
２、素子電極５，６、電子放出部形成用薄膜３等を形成
し、未フォーミングの電子源を得た。

【００８３】続いて、前述の導電性を有する薄板（アル
ミニウム等）からなる遮蔽部材９を、Ｘ方向配線７２上
に絶縁層（不図示）を介して所定の位置に配置した。

【００８４】次に、以上のようにして作製した未フォー
ミングの電子源を用いて表示装置を構成した例を、図７
及び図８を用いて説明する。

【００８５】まず、未フォーミングの電子源８１をリア
プレート８２に固定した後、電子源８１の５ｍｍ上方
に、フェースプレート９０（ガラス基板８７の内面に画
像形成部材であるところの蛍光膜８８とメタルバック８
９が形成されて構成される。）を支持枠８３を介し配置
し、フェースプレート９０、支持枠８３、リアプレート
８２の接合部にフリットガラスを塗布し、大気中で４０
０℃乃至５００℃で１０分以上焼成することで封着した
（図７参照）。また、リアプレート８２への電子源８１
の固定もフリットガラスで行った。

【００８６】画像形成部材であるところの蛍光膜８８
は、モノクロームの場合は蛍光体のみから成るが、本実
施例では蛍光体はストライプ形状（図８参照）を採用
し、蛍光膜８８を作製した。ブラックストライプの材料
として、通常よく用いられている黒鉛を主成分とする材
料を用いた。ガラス基板８７に蛍光体を塗布する方法は
スラリー法を用いた。

【００８７】また、蛍光膜８８の内面側に設けられるメ
タルバックは、蛍光膜作製後、蛍光膜の内面側表面の平
滑化処理（通常フィルミングと呼ばれる）を行い、その
後Ａｌを真空蒸着することで作製した。フェースプレー
ト９０には、更に蛍光膜８８の導電性を高めるため、蛍
光膜８８の外面側に透明電極が設けられる場合もある
が、本実施例では、メタルバックのみで十分な導電性が
得られたので省略した。前述の封着を行う際、カラーの
場合は各色蛍光体を電子放出素子とを対応させなくては
いけないため、十分な位置合わせを行った。

【００８８】以上のようにして完成したガラス容器内の
雰囲気を排気管（不図示）を通じ真空ポンプにて排気
し、十分な真空度に達した後、容器外端子Ｄｏｘ１ない
しＤｏｘｍとＤｏｙ１ないしＤｏｙｎを通じ電子放出素
子７４の素子電極５，６間に電圧を印加し、電子放出部
形成用薄膜２を通電処理（フォーミング処理）すること
により電子放出部３を形成した。フォーミング処理に用
いた電圧波形を図３に示す。図３中、Ｔ₁ 及びＴ₂ は電
圧波形のパルス幅とパルス間隔であり、本実施例ではＴ
₁を１ミリ秒、Ｔ ₂を１０ミリ秒とし、三角波の波高値
（フォーミング時のピーク電圧）は５Ｖとし、フォーミ
ング処理は約１０のマイナス６乗Ｔｏｒｒの真空雰囲気
下で６０秒間行った。

【００８９】次に１０^-6Ｔｏｒｒ程度の真空度で、不図
示の排気管をガスバーナで熱することで溶着し外囲器９
１の封止を行った。

【００９０】最後に、封止後の真空度を維持するため
に、ゲッター処理を行った。

【００９１】以上のようにして完成した画像表示装置に
おいて、各電子放出素子には、容器外端子Ｄｏｘ１ない
しＤｏｘｍ，Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎを通じ、走査信号
及び変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加
することにより、電子放出させ、高圧端子Ｈｖを通じ、
メタルバック８９に高圧を印加し、電子ビームを加速
し、蛍光膜８８に衝突させ、励起・発光させることで画
像を表示した。尚、高圧端子Ｈｖへの印加電圧は５ｋ
Ｖ、遮蔽部材９への印加電圧は５０Ｖ、一対の素子電極
５，６間の印加電圧は１４Ｖとした。

【００９２】このとき、電子放出部３から放出される電
子は、素子電極５，６により放出部近傍に形成される水
平方向の電界により電子放出部３の真上からはずれた軌
道を成し、遮蔽部材９によって放出電子が遮られること
は無かった。一方、フェースプレート９０側で発生する
正イオンは、高圧により形成される垂直な電界に沿った
飛翔軌道を成し、正イオンは遮蔽部材９で遮ることがで
き、電子放出部３がダメージを受けるような現象は発生
しなかった。

【００９３】本実施例の場合、遮蔽部材９は電子放出部
３（図１参照）以外にも、素子電極５，６（図１参
照）、結線７５及び配線７２，７３の一部の直上部も覆
っているので、これらの部分へのダメージもなかった。
また、絶縁性基板１の露出絶縁面また、電子通過孔１０
の形状及び位置を多少変えることにより、電子ビームの
整形及び偏向機能なども兼ねることができた。

【００９４】実施例２図１２は第２の実施例の画像形成装置を示したものであ
り、（ａ）は装置の一部を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）
のＥ−Ｅ’断面図である。実施例１と異なる点は、
（ａ）に示されるように、電子源をなす４枚の基板８１
ａ〜ｄを合わせて電子源全体を構成しているものであ
る。なお、上記電子源以外の構成部材、例えばリアプレ
ート８２、支持枠８３、フェースプレート９０等は実施
例１と同様である。

【００９５】図１２中のＥ−Ｅ’断面は、図１０中のＣ
−Ｃ’断面と同等の方向のものである。各電子源８１ａ
〜ｄは図１０及び図１１で示した電子源と基本的に同等
の構造を有するものであり、図１２（ｂ）に示したよう
に、例えば基板７１ｄ上のＸ方向配線７２ｄ上に不図示
の絶縁層を介して設置された遮蔽部材をなす電極板９ｄ
は、電子放出素子７４ｄからの電子が通過する為の電子
通過孔１０ｄを有する。

【００９６】各遮蔽部材９ａ〜ｄは、実施例１と同様に
各電子放出素子７４ａ〜ｄの直上部、特に電子放出部を
覆い、かつ各電子放出素子の電子放出部から放出される
電子の軌道を遮らない様に電子通過孔１０ａ〜ｄが形成
されている。具体的には、電子放出部の直上から４０μ
ｍずれた位置に中心を持つ半径３０μｍの円形の電子通
過孔１０ａ〜ｄを遮蔽部材９ａ〜ｄ上に形成した。

【００９７】以上のようにな構成を持つ本実施例の画像
表示装置において、実施例１と同様に、各電子放出素子
には、容器外端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍ，Ｄｏｙ１な
いしＤｏｙｎを通じ、走査信号及び変調信号を不図示の
信号発生手段よりそれぞれ印加することにより、電子放
出させ、高圧端子Ｈｖを通じ、メタルバック８９に高圧
を印加し、電子ビームを加速し、蛍光膜８８に衝突さ
せ、励起・発光させることで画像を表示した。尚、高圧
端子Ｈｖへの印加電圧は５ｋＶ、遮蔽部材９ａ〜ｄへの
印加電圧は１００Ｖ、一対の素子電極５，６間の印加電
圧は１４Ｖとした。

【００９８】本実施例においても、実施例１と同様の効
果を得た。また、本実施例においては、複数電子源及
び、複数の遮蔽電極部材を用いることにより、より大画
面での画像表示ができる画像形成装置を実現できた。

【００９９】本実施例の変形例の一つとしては、一枚の
電子源上に複数の遮蔽電極部材を配置した構成としても
よい。この場合も、本実施例と同様の効果を得た。

【０１００】実施例３本実施例は、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変調機能を有する制御電極を
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、上記制御電極からみて、表面伝導型電子放
出素子を有する電子源側に本発明の遮蔽電極部材を付加
したものである。

【０１０１】本実施例における画像形成装置の概略斜視
図を図１３に示す。また、図１４に図１３の一部拡大斜
視図を、図１５に図１３中のＦ−Ｆ’断面図を示す。

【０１０２】図中、２０１は絶縁性基板、２０２，２０
３は各々絶縁性基板２０１上に印刷法等により形成され
た正極側配線及び負極側配線であり、２０４は電子放出
素子である。各電子放出素子２０４は、遮蔽部材９がな
い点を除いて図１に示したような構成とし、結線２０５
により正極側配線２０２及び負極側配線２０３と電気的
に接続した。

【０１０３】２０９は導電性を有する薄板（アルミニウ
ム等）からなる遮蔽部材であり、正極側配線２０２およ
び負極側配線２０３上に絶縁層（不図示）を介して設置
した。遮蔽部材２０９は各電子放出部２０４の直上部を
覆いかつ各電子放出部２０４から放出される電子の軌道
を遮らないように電子通過孔２１０が形成されている。
具体的には、電子放出部の直上から４０μｍずれた位置
に中心を持つ半径３０μｍの円形の電子通過孔２１０を
遮蔽部材２０９上に形成した。

【０１０４】以上の絶縁性基板２０１及び絶縁性基板２
０１上に形成された各部材を含め、電子源２１１と呼
ぶ。

【０１０５】２０７は電子源２１１と後述のフェースプ
レート２２０の中間に正極側敗戦２０２及び負極側配線
２０３と直交して設けられたストライプ状の制御電極、
２０８は制御電極２０７上に各電子放出素子２０４に対
応して１個づつ設けられた電子通過孔であり、制御電極
２０７は支持板２１５上に形成され、支持柱２１４によ
り電子源２１１とフェースプレート２２０の中間部に保
持されている。

【０１０６】２１２は電子源２１１を固定したリアプレ
ート、２２０はガラス基板２１７の内面の蛍光膜２１８
とメタルバック２１９が形成されたフェースプレート、
２１３は支持枠である。画像形成部材であるところの蛍
光膜２１８は、実施例１の蛍光膜８８と同様の構成のも
のを用いた。

【０１０７】本画像表示装置では、リアプレート２１
２、支持枠２１３及びフェースプレート２２０をフリッ
トガラスで封着して、外囲器２２１を構成する。

【０１０８】まず、未フォーミングの電子源２１１をリ
アプレート２１２に固定し、次に電子源２１１の上方
に、支持柱２１４を介して支持板２１５を固定した。更
に、電子源２１１の上方に、支持枠２１３を介してフェ
ースプレート２２０を配置し、フェースプレート２２
０、支持枠２１３、リアプレート２１２の接合部にフリ
ットガラスを塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気中で４
００℃乃至５００℃で１０分以上焼成することで封着し
た。また、リアプレート２１２への電子源２１１の固
定、及び電子源２１１への支持板２１５の固定もフリッ
トガラスで行った。

【０１０９】また、正極側配線２０２は容器外端子Ｄａ
１〜Ｄａｍを通じ、負極側配線２０３は容器外端子Ｄｂ
１〜Ｄｂｎを通じ、制御電極２０７は容器外端子Ｇ１〜
Ｇｎを通じ、遮蔽電極２０９は容器外端子Ｓｖを通じ、
メタルバック２１９は高圧端子Ｈｖを通じて、各々不図
示の電圧印加手段と接続した。

【０１１０】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはいけないた
め、十分な位置合わせを行った。また、制御電極と電子
放出素子との位置合わせも十分行った。

【０１１１】以上のようにして完成したガラス容器内の
雰囲気を排気管（不図示）を通じ真空ポンプにて排気
し、十分な真空度に達した後、容器外端子Ｄａ１ないし
ＤａｍとＤｂ１ないしＤｂｎを通じて電子放出素子２０
４を実施例１と同様に通電処理（フォーミング処理）す
ることにより電子放出部を作成した。

【０１１２】次に、１０^-6Ｔｏｒｒ程度の真空度で、不
図示の排気管をガスバーナで熱することで溶着し外囲器
２２１の封止を行った。なお、封止後の真空度を維持す
るために封止の直前にゲッター処理を行った。

【０１１３】以上のように完成した画像表示装置におい
て、各電子放出素子２０４には容器外端子Ｄａ１ないし
Ｄａｍ，Ｄｂ１ないしＤｂｎを通じ走査信号に応じた電
圧波形を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加するこ
とにより電子を放出させ、各制御電極２０７には容器外
端子Ｇ１ないしＧｎを通じ変調信号に応じた電圧波形を
不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加することにより
電子通過孔２０８の通過電子量を制御し、メタルバック
２１９には高圧端子Ｈｖを通じて高圧を印加し、電子通
過孔２０８を通過した電子ビームを加速して蛍光膜２１
８に衝突させ、励起・発光させることで画像を表示し
た。

【０１１４】尚、電子源２１１の電子放出素子２０４と
メタルバック２１９間の距離は５ｍｍとし、高圧端子Ｈ
ｖへの印加電圧は５ｋＶ、遮蔽部材２０９への印加電圧
は１００Ｖ、電子放出素子２０４の一対の素子電極間の
印加電圧は１４Ｖとした。

【０１１５】本実施例においても、実施例１と同様な効
果を得た。また、本実施例においては、遮蔽電極２０９
を付加したことにより、制御電極２０７に印加される変
調電圧に拘らず、遮蔽電極２０９と電子放出素子２０４
間の電位分布がほぼ一定に保たれるので、より安定した
発光位置，形状を持つ画像表示装置を実現できた。

【０１１６】本実施例の変形例の一つとしては、図１６
の部分拡大斜視図、及び図１７の断面図に示すように、
遮蔽部材２０９をフェースプレート２２０と制御電極２
０７の間に配置した構成がある。この場合、実施例１と
同様の効果に加え、遮蔽電極２０９により、制御電極２
０７に印加される変調電圧に拘らず、遮蔽電極２０９と
フェースプレート２２０間の電位分布がほぼ一定に保た
れるので、フェースプレート２２０側から発生する正イ
オンを確実に遮断できた。

【０１１７】実施例４本実施例では、図１に示したような電子放出素子を行列
状に多数個配列してなる図６に示したような電子源を用
いて、図７に示したような画像形成装置を作製した例を
説明する。電子源の一部の平面図を図１８に示す。ま
た、図中のＧ−Ｇ’断面図を図１９に示す。但し、図
７，図１８，図１９で、同じ符号で示したものは、同じ
ものを示す。ここで、７１は絶縁性基板、７２はＸ方向
配線、７３はＹ方向配線、４は電子放出部を含む薄膜、
５，６は素子電極、１４１は層間絶縁層、１４２は素子
電極５とＸ方向配線７２との電気的接続のためのコンタ
クトホールである。

【０１１８】まず、電子源の製造方法を図２０により工
程順に従って具体的に説明する。尚、以下の工程ａ〜ｍ
は、図２０の（ａ）〜（ｍ）に対応する。

【０１１９】工程ａ：清浄化した青板ガラス上に厚さ
０．５μｍのシリコン酸化膜をスパッタ法で形成した基
板７１上に、真空蒸着により厚さ５０ÅのＣｒ、厚さ６
０００ÅのＡｕを順次積層した後、ホトレジスト（ＡＺ
１３７０ヘキスト社製）をスピンナーにより回転塗
布、ベークした後、ホトマスク像を露光、現像して、Ｘ
方向配線７２のレジストパターンを形成し、Ａｕ／Ｃｒ
堆積膜をウエットエッチングして、所望の形状のＸ方向
配線７２を形成する。

【０１２０】工程ｂ：次に、厚さ１．０μｍのシリコン
酸化膜からなる層間絶縁層１４１をＲＦスパッタ法によ
り堆積する。

【０１２１】工程ｃ：工程ｂで堆積したシリコン酸化膜
にコンタクトホール１４２を形成するためのホトレジス
トパターンを作り、これをマスクとして層間絶縁層１４
１をエッチングしてコンタクトホール１４２を形成す
る。エッチングはＣＦ４とＨ２ガスを用いたＲＩＥ（Ｒ
ｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）法によっ
た。

【０１２２】工程ｄ：その後、素子電極と素子電極間ギ
ャップとなるべきパターンをホトレジスト（ＲＤ−２０
００Ｎ−４１日立化成社製）で形成し、真空蒸着法に
より厚さ５０ÅのＴｉ、厚さ１０００ÅのＮｉを順次堆
積した。ホトレジストパターンを有機溶剤で溶解し、Ｎ
ｉ／Ｔｉ堆積膜をリフトオフし、素子電極間隔が３μ
ｍ、素子電極幅が３００μｍである素子電極５，６を形
成した。

【０１２３】工程ｅ：素子電極５，６の上にＹ方向配線
７３のホトレジストパターンを形成した後、厚さ５０Å
のＴｉ，厚さ５０００ÅのＡｕを順次真空蒸着により堆
積し、リフトオフにより不要の部分を除去して、所望の
形状のＹ方向配線７３を形成した。

【０１２４】工程ｆ：図２１に本工程に関わる電子放出
素子の電子放出部形成用薄膜２のマスクの平面図の一部
を示す。これは素子電極間ギャップＬ１およびこの近傍
に開口を有するマスクであり、このマスクにより膜厚１
０００ÅのＣｒ膜１５１を真空蒸着により堆積・パター
ニングし、その上に有機Ｐｄ（ｃｃｐ４２３０奥野製
薬（株）社製）をスピンナーにより回転塗布、３００℃
で１０分間の加熱焼成処理をした。

【０１２５】このようにして形成されたＰｄを主元素と
する微粒子からなる電子放出部形成用薄膜２の膜厚は約
１００Å、シート抵抗値は５×１０４Ω／□であった。
なおここで述べる微粒子膜とは、複数の微粒子が集合し
た膜であり、その微細構造として、微粒子が個々に分散
配置した状態のみならず、微粒子が互いに隣接、あるい
は、重なり合った状態（島状も含む）の膜をさし、その
粒径とは、前記状態で粒子形状が認識可能な微粒子につ
いての径をいう。

【０１２６】工程ｇ：酸エッチャントによりＣｒ膜１５
１を除去して、所望のパターン形状を有する電子放出部
形成用薄膜２を形成した。

【０１２７】工程ｈ：コンタクトホール１４２部分以外
にレジストを塗布するようなパターンを形成し、真空蒸
着により厚さ５０ÅのＴｉ、厚さ５０００ÅのＡｕを順
次堆積した。リフトオフにより不要の部分を除去するこ
とにより、コンタクトホール１４２を埋め込んだ。

【０１２８】工程ｉ：電子放出部形成用薄膜２を覆うよ
うにＣｒ薄膜からなる保護層１３１を形成した。

【０１２９】工程ｊ：ポジ型フォトレジスト（ＡＺ１３
５０Ｊヘキスト社製）をスピンコーターにより５μｍ
塗布しパターニングを行って、後述の工程ｌにて除去さ
れる空隙となる犠牲層１３２を形成した。

【０１３０】工程ｋ：遮蔽部材９となるＡｌ薄膜を成膜
し、幅（Ｓ１）０．５μｍでパターニングを行った。こ
の時、遮蔽部材９は素子電極５又は６のいずれかへ接続
されるようにパターンを決めた。

【０１３１】工程ｌ：犠牲層１３２のフォトレジストを
酸素とＣＦ４の混合ガスによりＲＩＥにてエッチング除
去した。

【０１３２】工程ｍ：保護層１３１のＣｒをウエットエ
ッチングで除去した。

【０１３３】以上の工程により、絶縁性基板１上にＸ方
向配線７２、層間絶縁層１４１、Ｙ方向配線７３、素子
電極５，６、電子放出部形成用薄膜２、遮蔽部材９等を
形成した。

【０１３４】以上のようにして作製した電子源を用い
て、実施例１と同様にして図７に示したような表示装置
を構成した。

【０１３５】以上のようにして完成した画像表示装置に
おいて、実施例１同様に、各電子放出素子には、容器外
端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍ，Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎ
を通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段
によりそれぞれ印加することにより電子放出させ、高圧
端子Ｈｖを通じてメタルバック８９に高圧を印加し、放
出電子ビームを加速して蛍光膜８８に衝突させ、励起・
発光させることで画像を表示した。このとき、高圧端子
Ｈｖへの印加電圧は５ｋＶ、一対の素子電極５，６間の
印加電圧は１４Ｖとした。また素子電極５，６のうち遮
蔽部材９へ接続される側を高電位とした。本実施例にお
いても、実施例１と同様の効果を得た。

【０１３６】本実施例の変形例の一つとしては、遮蔽部
材９へ接続する配線及び該配線への電圧印加手段を別途
設け、遮蔽部材９の電位を規定してもよい。本変形例で
は１０Ｖを印加し、実施例１と同様の効果を得た。

【０１３７】また本実施例の変形例の一つとしては、遮
蔽部材９が電子放出部を含む薄膜４の全体まで、或は素
子電極５，６の全体を覆う形状のものでもよい。この場
合も、実施例１と同様の効果を得た。

【０１３８】また、本実施例の変形例の一つとしては、
多数の電子放出素子を基板上に形成し、Ｘ方向配線とＹ
方向配線との層間絶縁層が、該Ｘ，Ｙ方向配線の交差部
にのみ存在し、素子電極とＸ方向配線及びＹ方向配線と
の結線がコンタクトホールを介せず結線され、電気的に
接続され、かつ絶縁性基板に直接設置された場合であ
る。

【０１３９】実施例５本実施例では図２２，図２３に示す電子源を用いて図７
に示したような画像形成装置を構成した例を説明する。
図２２は電子源の概略的な部分斜視図、図２３は縦断面
図であり、また図２２中のＨ−Ｈ’断面図及びＩ−Ｉ’
断面図を図２４に示す。尚、図７，図２２，図２３及び
図２４で、同じ符号で示したものは、同等部材を示す。
図中、１７１は電子源を有する基板７１と蛍光膜を有す
るフェースプレート９０間の間隔を保つために設置され
るスペーサであり、９は該スペ−サ１７１に固定された
棒状の遮蔽部材である。スペーサ１７１はＸ方向配線７
２上に設置した。また、遮蔽部材９は各電子放出素子７
４の直上部を覆い、かつ各電子放出素子７４の電子放出
部から放出される電子の軌道を遮らない様に、位置およ
びサイズを選択した。具体的には、電子放出素子真上２
００μｍの位置に、幅８０μｍ（図２４中のＳ３）、高
さ８０μｍ（図２４のＳ４）の遮蔽部材９を形成した。
基板７１の電子放出素子面とフェースプレート９０のメ
タルバック面間の距離は５ｍｍとした。

【０１４０】スペーサ１７１及び遮蔽部材９は電子軌道
近傍の電位を安定させるために、少なくとも若干の導電
性を有することが好ましく、本実施例ではソーダガラス
の表面に導電性膜をスプレーコートにより形成したもの
を用いた。また、スペーサ１７１及び遮蔽部材９に不図
示の電圧印加手段を接続し、一定電圧を印加した。

【０１４１】また、遮蔽部材９は、スペーサ１７１と予
め一体成型されたものを用いても良いし、組立工程にお
いて接合しても構わない。

【０１４２】本実施例の電子源を用いて実施例１と同様
にして完成した画像表示装置において、実施例１同様
に、各電子放出素子には、容器外端子Ｄｏｘ１ないしＤ
ｏｘｍ，Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎを通じ、走査信号及び
変調信号を不図示の信号発生手段によりそれぞれ印加す
ることにより電子放出させ、高圧端子Ｈｖを通じてメタ
ルバック８９に高圧を印加し、放出電子ビームを加速し
て蛍光膜８８に衝突させ、励起・発光させることで画像
を表示した。このとき、高圧端子Ｈｖへの印加電圧は５
ｋＶ、一対の素子電極５，６間の印加電圧は１４Ｖとし
た。本実施例においても、実施例１と同様の効果を得
た。また、スペーサ１７１への不要な帯電も発生しなか
った。

【０１４３】本実施例の変形例として、遮蔽部材９への
別途電圧印加手段及び配線を設け、遮蔽部材９の電位を
規定してもよい。本例では２００Ｖを印加し、実施例１
と同様の効果を得た。

【０１４４】実施例６本実施例では、実施例１の電子源（図１０参照）おける
遮蔽部材９として、図２５に示すようにフェースプレー
ト９０側にスペーサ１９１を介して設置した遮蔽部材を
用いた以外は、実施例１と同様にして図７に示したよう
な画像形成装置を構成した例を説明する。図２５は遮蔽
部材９を設けたフェースプレート９０の概略的な部分斜
視図であり、図中のＪ−Ｊ’断面図と共に、これに対向
配置される電子源基板７１の断面図を図２６に示す。
尚、図７，図２５及び図２６で、同じ符号で示したもの
は、同等部材を示す。

【０１４５】遮蔽部材９は導電性材料（アルミニウム
等）でメッシュ状に形成され、スペーサ１９１によって
フェースプレート９０との間隔を一定に保って保持され
ている。遮蔽部材９は少なくとも各電子放出素子７４の
直上部を覆い、かつ各電子放出素子７４の電子放出部か
ら放出される電子軌道を完全には遮らない様に、メッシ
ュ位置およびメッシュサイズを選択した。遮蔽部材９
は、電子源基板７１とフェースプレート９０の間隔に対
し、フェースプレート９０側から１０％の位置に配置し
た。また、遮蔽部材９はフェースプレート９０に与えら
れる電位と同等或は１０％程度低い電位となるように不
図示の直流電源により電圧を印加した。

【０１４６】以上の構成以外は実施例１と同様にして完
成した画像表示装置において、実施例１同様に、各電子
放出素子には、容器外端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍ，Ｄ
ｏｙ１ないしＤｏｙｎを通じ、走査信号及び変調信号を
不図示の信号発生手段によりそれぞれ印加することによ
り電子放出させ、高圧端子Ｈｖを通じてメタルバック８
９に数ｋＶ以上の高圧を印加し、放出電子ビームを加速
して蛍光膜８８に衝突させ、励起・発光させることで画
像を表示した。このとき、実施例１と同様の効果を得
た。

【０１４７】実施例７図９は、実施例１〜６で作製した表示装置（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
ように構成した画像表示装置の一例を示すための図であ
る。図中１００はディスプレイパネル、１０１はディス
プレイパネルの駆動回路、１０２はディスプレイコント
ローラ、１０３はマルチプレクサ、１０４はデコーダ、
１０５は入出力インターフェース回路、１０６はＣＰ
Ｕ、１０７は画像生成回路、１０８，１０９及び１１０
は画像メモリインターフェース回路、１１１は画像入力
インターフェース回路、１１２及び１１３はＴＶ信号受
信回路、１１４は入力部である。（尚、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ーなどについては説明を省
略する。）以下、画像信号の流れに沿って各部を説明し
てゆく。

【０１４８】先ず、ＴＶ信号受信回路１１３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
諸方式でも良い。また、これらよりさらに多数の走査線
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１１３で受信されたＴＶ
信号は、デコーダ１０４に出力される。

【０１４９】また、画像ＴＶ信号受信回路１１２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１１３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１０４に出力さ
れる。

【０１５０】また、画像入力インターフェース回路１１
１は、例えばＴＶカメラや画像読取スキャナーなどの画
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１０４に出力さ
れる。

【０１５１】また、画像メモリインターフェース回路１
１０は、ビデオテープレコーダー（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１０４に出力される。

【０１５２】また、画像メモリインターフェース回路１
０９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
１０４に出力される。

【０１５３】また、画像メモリ−インターフェース回路
１０８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１０
４に出力される。

【０１５４】また、入出力インターフェース回路１０５
は、本表示装置と、外部のコンピュータ、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・図形情報の
入出力を行な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ＣＰＵ１０６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なうことも可能である。

【０１５５】また、画像生成回路１０７は、前記入出力
インターフェース回路１０５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、或いはＣＰＵ１０６
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出し専用メモリや、
画像処理を行な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。

【０１５６】本回路により生成された表示用画像データ
は、デコーダ１０４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１０５を介して外部のコ
ンピュータネットワークやプリンターに出力することも
可能である。

【０１５７】また、ＣＰＵ１０６は、主として本表示装
置の動作制御や、表示画像の生成、選択、編集に関わる
作業を行なう。

【０１５８】例えば、マルチプレクサ１０３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１０２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。

【０１５９】また、前記画像生成回路１０７に対して画
像データや文字・図形情報を直接出力したり、或いは前
記入出力インターフェース回路１０５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。

【０１６０】尚、ＣＰＵ１０６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。

【０１６１】或いは、前述したように入出力インターフ
ェース回路１０５を介して外部のコンピューターネット
ワークと接続し、例えば数値計算などの作業を外部機器
と協同して行なっても良い。

【０１６２】また、入力部１１４は、前記ＣＰＵ１０６
に使用者が命令やプログラム、或い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
他、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。

【０１６３】また、デコーダ１０４は、前記１０７ない
し１１３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。尚、同図中に点線で示すように、デコーダ１
０４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、或いは前記画像生成回路１０
７及びＣＰＵ１０６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
行なえるようになるという利点が生まれるからである。

【０１６４】また、マルチプレクサ１０３は前記ＣＰＵ
１０６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１０３はデ
コーダ１０４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
り換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。

【０１６５】また、ディスプレイパネルコントローラ１
０２は、前記ＣＰＵ１０６より入力される制御信号に基
づき駆動回路１０１の動作を制御するための回路であ
る。

【０１６６】先ず、ディスプレイパネルの基本的な動作
に関わるものとして、例えばディスプレイパネルの駆動
用電源（不図示）の動作シーケンスを制御するための信
号を駆動回路１０１に対して出力する。

【０１６７】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１０１に対して出力する。

【０１６８】また、場合によっては表示画像の輝度、コ
ントラスト、色調、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１０１に対して出力する場合
もある。

【０１６９】また、駆動回路１０１は、ディスプレイパ
ネル１００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１０３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１０２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。

【０１７０】以上、各部の機能を説明したが、図９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１０
０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１０４にお
いて逆変換された後、マルチプレクサ１０３において適
宜選択され、駆動回路１０１に入力される。一方、ディ
スプレイコントローラ１０２は、表示する画像信号に応
じて駆動回路１０１の動作を制御するための制御信号を
発生する。駆動回路１０１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１００に駆動信号を印加
する。これにより、ディスプレイパネル１００において
画像が表示される。これらの一連の動作は、ＣＰＵ１０
６により統括的に制御される。

【０１７１】また、本表示装置においては、前記デコー
ダ１０４に内蔵する画像メモリや、画像生成回路１０７
及びＣＰＵ１０６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、入れ替え、はめ込みなどをはじめとする画像編集を
行なうことも可能である。また、本実施例の説明では、
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なうための専用
回路を設けても良い。

【０１７２】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、静止画像及び動画
像を扱う画像編集機器、コンピューターの端末機器、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
或いは民生用として極めて応用範囲が広い。

【０１７３】尚、上記図９は、本発明によるディスプレ
イパネルを用いた表示装置の構成の一例を示したに過ぎ
ず、これのみに限定されるものでないことは言うまでも
ない。例えば図９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さら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。

【０１７４】本表示装置においては、とりわけ本発明に
よるディスプレイパネルの薄型化が容易なため、表示装
置の奥行きを小さくすることができる。それに加えて、
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。

【０１７５】他の実施例また、本発明は、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、電子放出素子の真上方向に対し
てずれた電子軌道を成すいずれの電子放出素子に対して
も適用できる。具体例としては、本出願人による特開昭
６３−２７４０４７号公報に記載されたような対向する
一対の電極を電子源を成す基板面に沿って構成した電界
放出型の電子放出素子がある。

【０１７６】また、本発明の思想によれば、表示用とし
て好適な画像形成装置に限るものではなく、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ーの発光
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。

【０１７７】また、本発明の思想によれば、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。

【０１７８】

【発明の効果】本発明によれば、画像形成装置内の電子
源と画像形成部材間に設置された遮蔽電極により、画像
形成部材側から電子源側へ飛翔する粒子（主に正イオ
ン）が、主として電子源に衝突したり、付着するのを防
ぎ、電子源の劣化や不要な帯電を生じない画像形成装置
を提供できる。また、帯電の防止に関しては、電子源以
外の部分に対しても上記方法が有効であり、耐大気圧支
持部材（スペーサ）等の絶縁性表面を覆うように上記遮
蔽電極の形状や配置を決めればよい。

【０１７９】本発明の画像形成装置によれば、電子放出
素子の電子放出部から放出された電子は、上記素子の真
上方向に対して一対の素子電極のなす電界方向にずれて
飛翔する為、電子放出部の直上部を覆う遮蔽部材を成す
上記遮蔽電極に遮られることなく蛍光体等の画像形成部
材へ向かうことができると共に、上記画像形成部材で発
生する正イオンから電子放出部を保護することができ
る。また、不測の放電が生じた場合にも電子源の劣化を
防止できる。従って、本発明の場合、図２７に示したよ
うな電子偏向の為のグリッドを付加する必要はない。

【０１８０】従って、複雑な付加構造を必要としない本
発明の構成は、本出願人の提案による複数本の行方向配
線と複数本の列方向配線とによって、表面伝導型電子放
出素子の対向する一対の素子電極をそれぞれ結線する事
で、行列状に、表面伝導型電子放出素子を配列した単純
マトリクス型の電子源を用いた画像形成装置に、特に好
適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子源の一例を示す基本構成図で
ある。

【図２】図１の電子源の製造方法を説明するための工程
図である。

【図３】フォーミング処理時の電圧波形の一例である。

【図４】電子源の電子放出特性の測定評価装置を示す概
略構成図である。

【図５】電子放出素子の電流−電圧特性を示す図であ
る。

【図６】多数の電子放出素子を単純マトリクス配線して
構成した電子源の概略図である。

【図７】本発明による画像形成装置の一構成例を示す部
分切り欠き斜視図である。

【図８】画像形成装置における蛍光膜の構成例を示す図
である。

【図９】本発明による画像表示装置の一構成例を示すブ
ロック図である。

【図１０】実施例１にて示す電子源の部分斜視図であ
る。

【図１１】図１０の電子源の部分断面図である。

【図１２】実施例２の電子源の概略斜視図及び断面図で
ある。

【図１３】実施例３の画像形成装置の一構成例を示す部
分切り欠き斜視図である。

【図１４】図１３の画像形成装置の部分斜視図である。

【図１５】図１３の画像形成装置の断面図である。

【図１６】実施例３の変形例の画像形成装置の部分斜視
図である。

【図１７】図１６の画像形成装置の断面図である。

【図１８】実施例４にて示す電子源の部分平面図であ
る。

【図１９】図１８の電子源の部分断面図である。

【図２０】図１８の電子源の製造工程を説明するための
断面図である。

【図２１】図１８の電子源の製造工程で用いたマスクを
示す部分平面図である。

【図２２】実施例５にて示す電子源の部分斜視図であ
る。

【図２３】図２２の電子源を用いて構成した画像形成装
置の断面図である。

【図２４】図２２の電子源の部分断面図である。

【図２５】実施例６にて示すフェースプレートの部分斜
視図である。

【図２６】実施例６にて示す画像形成装置の部分断面図
である。

【図２７】従来例の電子源の概略構成図である。

【図２８】従来例の電子放出素子の概略構成図である。

【符号の説明】

１絶縁性基板２電子放出部形成用薄膜３電子放出部４電子放出部を含む薄膜５，６素子電極７保護層８犠牲層９遮蔽部材１０電子通過孔４０，４２電流計４１電源４３高圧電源４４アノード電極７１絶縁性基板７２Ｘ方向配線７３Ｙ方向配線７４電子放出素子７５結線８１電子源８２リアプレート８３支持枠８７ガラス基板８８蛍光膜８９メタルバック９０フェースプレート９１外囲器９２黒色導電材９３蛍光体１３１保護層１３２犠牲層１４１層間絶縁層１４２コンタクトホール１５１Ｃｒ膜１７１スペーサ１９１スペーサ２０１絶縁性基板２０２正極側電極２０３負極側電極２０４電子放出素子２０５結線２０７制御電極２０８電子通過孔２０９遮蔽電極２１０電子通過孔２１１電子源２１２リアプレート２１３支持枠２１４支持柱２１５支持板２１７ガラス基板２１８蛍光膜２１９メタルバック２２０フェースプレート２２１外囲器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子放出素子と、該電子放出素子に飛翔
してくる帯電粒子を遮蔽するための遮蔽部材とを、基板
上に一体配置したことを特徴とする電子源。
【請求項２】前記遮蔽部材は、前記電子放出素子上に
絶縁層を介して設置されていることを特徴とする請求項
１に記載の電子源。
【請求項３】前記電子放出素子は、前記基板面に並設
された電極間に電子放出部を有することを特徴とする請
求項１に記載の電子源。
【請求項４】前記電子放出素子は、その駆動時に、前
記基板面に平行な電界成分を発生することを特徴とする
請求項３に記載の電子源。
【請求項５】前記電子放出素子が、表面伝導型電子放
出素子であることを特徴とする請求項４に記載の電子
源。
【請求項６】前記電子放出素子が、電界放出型電子放
出素子であることを特徴とする請求項４に記載の電子
源。
【請求項７】前記遮蔽部材が、前記電子放出素子の電
子放出部の直上部を覆っていることを特徴とする請求項
３に記載の電子源。
【請求項８】前記遮蔽部材が、前記電子放出素子の電
極部を覆っていることを特徴とする請求項７に記載の電
子源。
【請求項９】前記電子源は、複数の電子放出素子を有
し、該電子放出素子の各々が、その交差部に絶縁層を介
して積層された行方向配線と列方向配線とに結線されて
行列状に配列している電子源であることを特徴とする請
求項１に記載の電子源。
【請求項１０】前記遮蔽部材は、前記電子放出素子上
に絶縁体を介して設置されていることを特徴とする請求
項９に記載の電子源。
【請求項１１】前記電子放出素子は、前記基板面に並
設された電極間に電子放出部を有することを特徴とする
請求項９に記載の電子源。
【請求項１２】前記電子放出素子は、その駆動時に、
前記基板面に平行な電界成分を発生することを特徴とす
る請求項１１に記載の電子源。
【請求項１３】前記電子放出素子が、表面伝導型電子
放出素子であることを特徴とする請求項１２に記載の電
子源。
【請求項１４】前記電子放出素子が、電界放出型電子
放出素子であることを特徴とする請求項１２に記載の電
子源。
【請求項１５】前記遮蔽部材が、前記電子放出素子の
電子放出部の直上部を覆っていることを特徴とする請求
項１１に記載の電子源。
【請求項１６】前記遮蔽部材が、前記電子放出素子の
電極部を覆っていることを特徴とする請求項１５に記載
の電子源。
【請求項１７】前記遮蔽部材が、前記電子放出素子に
結線された配線部を覆っていることを特徴とする請求項
１５に記載の電子源。
【請求項１８】前記遮蔽部材が、前記電子源の絶縁層
を覆っていることを特徴とする請求項１５に記載の電子
源。
【請求項１９】基板上に複数の電子放出素子を有する
電子源と、電子被照射部材とを有する電子線発生装置に
おいて、前記電子源と前記電子被照射部材との間に、該
電子源に飛翔してくる帯電粒子を遮蔽するための遮蔽部
材を設置したことを特徴とする電子線発生装置。
【請求項２０】前記電子放出素子は、前記基板面に並
設された電極間に電子放出部を有することを特徴とする
請求項１９に記載の電子線発生装置。
【請求項２１】前記電子放出素子は、その駆動時に、
前記基板面に平行な電界成分を発生することを特徴とす
る請求項２０に記載の電子線発生装置。
【請求項２２】前記電子放出素子が、表面伝導型電子
放出素子であることを特徴とする請求項２１に記載の電
子線発生装置。
【請求項２３】前記電子放出素子が、電界放出型電子
放出素子であることを特徴とする請求項２１に記載の電
子線発生装置。
【請求項２４】前記遮蔽部材が、前記電子放出素子の
電子放出部の直上部を覆っていることを特徴とする請求
項２０に記載の電子線発生装置。
【請求項２５】前記遮蔽部材が、前記電子放出素子の
電極部を覆っていることを特徴とする請求項２４に記載
の電子線発生装置。
【請求項２６】前記電子源と前記遮蔽部材との間に絶
縁性部材を有し、前記遮蔽部材は、前記電子被照射部材
からみて該絶縁性部材の表面を覆っていることを特徴と
する請求項１９に記載の電子線発生装置。
【請求項２７】前記絶縁性部材が、耐大気圧機能を有
する支持部材であることを特徴とする請求項２６に記載
の電子線発生装置。
【請求項２８】前記絶縁性部材が、真空雰囲気維持機
能を有する支持部材であることを特徴とする請求項２６
に記載の電子線発生装置。
【請求項２９】前記絶縁性部材が、前記電子線発生装
置内に設置された部材を保持する機能を有する支持部材
であることを特徴とする請求項２６に記載の電子線発生
装置。
【請求項３０】前記電子源は、複数の電子放出素子の
各々が、その交差部に絶縁層を介して積層された行方向
配線と列方向配線とに結線されて行列状に配列している
電子源であることを特徴とする請求項１９に記載の電子
線発生装置。
【請求項３１】前記電子放出素子は、前記基板面に並
設された電極間に電子放出部を有することを特徴とする
請求項３０に記載の電子線発生装置。
【請求項３２】前記電子放出素子は、その駆動時に、
前記基板面に平行な電界成分を発生することを特徴とす
る請求項３１に記載の電子線発生装置。
【請求項３３】前記電子放出素子が、表面伝導型電子
放出素子であることを特徴とする請求項３２に記載の電
子線発生装置。
【請求項３４】前記電子放出素子が、電界放出型電子
放出素子であることを特徴とする請求項３２に記載の電
子線発生装置。
【請求項３５】前記遮蔽部材が、前記電子放出素子の
電子放出部の直上部を覆っていることを特徴とする請求
項３１に記載の電子線発生装置。
【請求項３６】前記遮蔽部材が、前記電子放出素子の
電極部を覆っていることを特徴とする請求項３５に記載
の電子線発生装置。
【請求項３７】前記遮蔽部材が、前記電子放出素子に
結線された配線部を覆っていることを特徴とする請求項
３５に記載の電子線発生装置。
【請求項３８】前記遮蔽部材が、前記電子源の絶縁層
を覆っていることを特徴とする請求項３５に記載の電子
線発生装置。
【請求項３９】前記複数の電子放出素子の各々が行方
向配線によって結線されており、且つ変調機能を有する
制御電極が列方向配線によって結線されていることを特
徴とする請求項１９に記載の電子線発生装置。
【請求項４０】前記遮蔽部材が、前記制御電極よりも
前記電子源側に配置されていることを特徴とする請求項
３９に記載の電子線発生装置。
【請求項４１】前記遮蔽部材が、前記制御電極よりも
前記電子被照射部材側に配置されていることを特徴とす
る請求項３９に記載の電子線発生装置。
【請求項４２】前記電子放出素子は、前記基板面に並
設された電極間に電子放出部を有することを特徴とする
請求項３９に記載の電子線発生装置。
【請求項４３】前記電子放出素子は、その駆動時に、
前記基板面に平行な電界成分を発生することを特徴とす
る請求項４２に記載の電子線発生装置。
【請求項４４】前記電子放出素子が、表面伝導型電子
放出素子であることを特徴とする請求項４３に記載の電
子線発生装置。
【請求項４５】前記電子放出素子が、電界放出型電子
放出素子であることを特徴とする請求項４３に記載の電
子線発生装置。
【請求項４６】前記遮蔽部材が、前記電子放出素子の
電子放出部の直上部を覆っていることを特徴とする請求
項４２に記載の電子線発生装置。
【請求項４７】前記遮蔽部材が、前記電子放出素子の
電極部を覆っていることを特徴とする請求項４６に記載
の電子線発生装置。
【請求項４８】前記遮蔽部材が、前記電子放出素子に
結線された配線部を覆っていることを特徴とする請求項
４６に記載の電子線発生装置。
【請求項４９】前記遮蔽部材が、前記電子放出素子か
ら放出される電子の軌道上に電子通過孔を有することを
特徴とする請求項２０に記載の電子線発生装置。
【請求項５０】前記電子通過孔の位置が、前記電子放
出素子の電子放出部の直上部からずれていることを特徴
とする請求項４９に記載の電子線発生装置。
【請求項５１】前記遮蔽部材が、前記電子源上に設置
されていることを特徴とする請求項１９に記載の電子線
発生装置。
【請求項５２】前記遮蔽部材が、前記電子源上に絶縁
体を介して設置されていることを特徴とする請求項５１
に記載の電子線発生装置。
【請求項５３】前記遮蔽部材が、前記電子源と一体に
形成されていることを特徴とする請求項５１に記載の電
子線発生装置。
【請求項５４】前記遮蔽部材が、前記電子源と前記電
子被照射部材との間に設置された支持部材により保持さ
れていることを特徴とする請求項１９に記載の電子線発
生装置。
【請求項５５】前記支持部材が電圧印加手段により電
位規定されており、前記遮蔽部材が該支持部材を通じて
電位規定されていることを特徴とする請求項５４に記載
の電子線発生装置。
【請求項５６】前記遮蔽部材が、複数の遮蔽電極片か
ら構成されていることを特徴とする請求項１９に記載の
電子線発生装置。
【請求項５７】前記電子源は前記電子放出素子の形成
された複数の電子源基板からなり、各々の電子源基板に
対して、前記遮蔽電極片が少なくとも一つ対応している
ことを特徴とする請求項５６に記載の電子線発生装置。
【請求項５８】前記遮蔽部材が、前記電子放出素子か
ら放出された電子の軌道を変化させる電界成分を発生す
ることを特徴とする請求項１９に記載の電子線発生装
置。
【請求項５９】前記遮蔽部材による電子軌道の変化
は、電子を集束させるものであることを特徴とする請求
項５８に記載の電子線発生装置。
【請求項６０】前記遮蔽部材による電子軌道の変化
は、電子軌道を偏向させるものであることを特徴とする
請求項５８に記載の電子線発生装置。
【請求項６１】前記遮蔽部材が、前記電子被照射部材
上に設置されていることを特徴とする請求項１９に記載
の電子線発生装置。
【請求項６２】前記遮蔽部材が、前記電子被照射部材
上に支持部材を介して設置されていることを特徴とする
請求項６１に記載の電子線発生装置。
【請求項６３】請求項１９〜６２のいずれかに記載の
電子線発生装置における前記電子被照射部材に代えて、
前記電子源に対向配置され、前記電子放出素子から放出
された電子が衝突することにより画像が形成される画像
形成部材を有することを特徴とする画像形成装置。