JPH07326310A

JPH07326310A - 電子源及び該電子源を用いた画像形成方法及び装置

Info

Publication number: JPH07326310A
Application number: JP11712194A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Takeda; 俊彦武田; Hidetoshi Suzuki; 英俊鱸
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-05-30
Filing date: 1994-05-30
Publication date: 1995-12-12

Abstract

(57)【要約】【目的】電子線の発生効率が高く、安定した電子の放
出ができる電子源を用いて、電子線の発生効率が良く、
安定した階調画像を表現できる画像形成方法及び装置を
提供することを目的とする。【構成】入力信号に基づいて電子を放出する電子源を
備えた画像形成装置であって、複数の表面伝導型電子放
出素子を線状に配置した線状電子源を複数並列に配列し
たマルチ電子源を備える表示パネル１６０１と、これら
マルチ電子源を駆動する走査回路１６０２と、マルチ電
子源から放出される電子線を入力信号に応じて変調する
変調信号発生器と、前記マルチ電子源から放出される電
子線を偏向する偏向信号発生器１６０９，１６１０と、
前記偏向信号発生器により偏向された電子線に基づいて
可視画像を形成する蛍光板とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の電子源を備えた
電子源と、その応用である、例えば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を多数個
用いて画像を形成する画像形成方法及び装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子放出素子として熱電子源と冷
陰極電子源の２種類が知られている。冷陰極電子源には
電界放出型（以下ＦＥと略す）、金属／絶縁層／金属型
（以下ＭＩＭ型と略す）や表面伝導型電子放出素子（以
下ＳＣＥと略す）等がある。

【０００３】ＦＥ型の例としては、W.P.Dyke & W.W.Dol
an、 “Field emission”,Advance in Electron Physic
s, 8,89 (1956) 等が知られている。

【０００４】ＭＩＭ型の例としてはC.A.Mead, “The tu
nnel-emission amplifier, J.Appl.Phys., 32,646(196
1) やC.A.Spindt, “PHYSICAL Properties of thin-fil
m field emission cathodes with moly bdenium cone
s”, J.Appl.Phys. 47,5248(1976)等が知られている。

【０００５】ＳＣＥ型の例としては、M.I.Elinson, Rad
io Eng. Electron Pys., 10,(1965)等がある。ＳＣＥ型
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。

【０００６】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: “Thin Solid Films” 9,3
17(1972)] 、Ｉｎ2Ｏ3／ＳｎＯ2薄膜によるもの [M.Har
twell and C.G.Fonstad:“IEEE Trans.ED Conf. ”, 51
9(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。

【０００７】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１に示す。同図において、１は絶縁性基板である。電
子放出部形成用薄膜はスパッタで形成されたＨ型形状金
属酸化物薄膜等からなり、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３が形成される。４は電子
放出部を含む薄膜と呼ぶことにする。

【０００８】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電子放出部形成用薄膜
を、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を形成するのが一般的であった。即ち、フォー
ミングとは、前記電子放出部形成用薄膜の両端に電圧を
印加通電し、電子放出部形成用薄膜を局所的に破壊、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３を形成することである。

【０００９】このような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４に電圧を
印加し、素子表面に電流を流すことにより、上述電子放
出部３より電子を放出せしめるものである。なお、電子
放出部３は電子放出部形成用薄膜の一部に亀裂が発生し
て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薄膜４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３より電子を放出せしめるものである。

【００１０】上述の表面伝導型放出素子は、構造が単純
で製造も容易であることから、大面積に亙る多数素子を
配列形成できる利点がある。そこで、この特徴を生かせ
るようないろいろな応用が研究されている。例えば、荷
電ビーム源や表示装置等があげられる。多数の表面伝導
型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あげられ
る（例えば、本出願人の特開平１−０３１３３２）。一
方、特に表示装置等の画像形成装置においては、近年、
液晶を用いた平板型表示装置がＣＲＴに替わって普及し
てきたが、自発光型でないため、バックライト等を持た
なければならない、視野角が狭い等の問題点があり、自
発光型の表示装置の開発が望まれていた。

【００１１】また、自発光型の表示装置としては従来よ
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型の画像表示装置があ
る。このような画像表示装置の例として、図２及び図３
に、従来の電子線ディスプレイ装置の概略図を示す。

【００１２】まず、図２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
る電子線ディスプレイ装置であって、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、７
７は硝子板、７８は透明電極、７９は蛍光体（画像形成
部材９、８０はフェースプレート、８２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。また、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、そのため、放出
された電子ビームの通過孔７５を有している。

【００１３】この電子線ディスプレイ装置は、配線電極
７３に電圧を印加し中空構造を成す電子放出部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Ｘ・Ｙマトリ
クスを形成せしめ、画像形成部材たる蛍光体７９上に画
像表示を行なうものである。

【００１４】また、他のディスプレイ装置の一つとして
金沢工業大学の宮崎栄一氏と坂本康正氏らが開発を進め
る、水平アドレス垂直静電偏向方式ディスプレイ装置が
ある。図３は装置の構成図、図４はその原理図である。

【００１５】図４において、９１は基板、９２は変調電
極、９３は熱電子線源、９４は上偏向電極、９５はした
偏向電極、９６は透明電極と蛍光体、レジスト材等電子
が衝突することにより発光、変色、帯電、変質等する画
像形成部材を設けたフェースプレート、９７は電子ビー
ム、９８は等電位線である。熱電子線源９３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３５
μｍ、動作温度は７００〜８５０℃である。

【００１６】熱電子線源９３に電流を流し電子放出さ
せ、放出した電子を変調電極９２に電圧を印加すること
により電子ビームをオン、オフ制御する。熱電子線源９
３と変調電極９２の間隔は０．１５mmであり、変調電極
９２に印加する電圧が−５Ｖでカットオフし、０Ｖ電子
ビームを引き出す。こうして引き出された電子ビーム９
７は偏向電極９４，９５に−２００〜２００Ｖの電圧を
印加することにより偏向させ、フェースプレート９６上
の蛍光体に衝突して発光させるものである。また、電子
ビーム７は、フェースプレート９６、偏向電極９４，９
５、変調電極９２の各電位によって決定される電界分布
で、偏向、結像を行ない画像表示するものである。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の画像表示装置においては、以下のような問題点があ
った。即ち、１．図２、図３に示したような通電加熱により電子放出
する熱電子源を用いた場合には、加熱による消費電力が
大きく効率が悪い。

【００１８】２．各構成部品を高精度に組み立てないと
表示画像にひずみを生じる。

【００１９】３．図３に示したような構成では、タング
ステン線を母体とした線状の熱電子源を用いるため、通
電加熱による電子線源が熱膨張するため所定の放出電子
量にばらつき、変動が生じる。

【００２０】４．電子工学的に隣接電極の影響を受けや
すく、微細なピッチのマルチ電子ビーム源を実現するの
が困難。（ディスプレイとして高精細化が困難）５．熱ラインカソードは、通電加熱時に電位勾配が発生
するため、電子工学的には条件が不均一になる。即ち、
出力電子ビームのビーム毎の強度や軌道方向あるいは収
束特性に差が生じやすい。

【００２１】６．上記問題に対処するため、通電加熱で
カソードを加熱したのち、一旦通電を止め、蓄熱が利用
することも試みられているが、加熱・冷却サイクルによ
り、熱ラインカソードが伸縮して機械的に振動するた
め、電子光学的に不安定となってしまう。

【００２２】上記理由により大面積に亙って均一な表示
を行う画像表示装置への応用は事実上不可能であった。

【００２３】また、上記従来知られてきた表面伝導型放
出素子を用いて試みられた画像表示装置においては、表
示された画像の輝度が、原画像信号を忠実に再現しない
という問題があった。即ち、例えば特公昭４５−３１６
１５においては、図５および図６に示すように、直列に
接続された横電流型電子放出体５０２と、これと格子を
形成するごとく配置された帯状の透明電極４の間に小さ
な孔５０２’を有するガラス板５０３を、その孔５０
３’が丁度前述の格子の交点にくるように配置し、その
孔５０３’にガスを封入し、電子を放出している横電流
型電子放出体５０２と加速電圧Ｅ2が印加された透明電
極５０４の交点のみがガス放電によって発光するように
した表示装置が開示されている。

【００２４】前記特公昭４５−３１６１５のなかに横電
流型電子放出体に関する詳しい説明はないが、記載され
た材料（金属薄膜、ネサ膜）やネック部の構造が従来技
術の項で述べた表面伝導型放出素子と同一であることか
らこの範疇に含まれるものと考えられる（なお、本願発
明者らが用いた表面伝導型放出素子という呼称は、薄膜
ハンドブックの記載に準じたものである）。

【００２５】上記表示装置においては、横電流型電子放
出体から放出された電子を加速し、ガス分子と衝突させ
て放電させるものであるが、横電流型電子放出体に同じ
電流を流しても、放電発光輝度が画素毎にばらついた
り、同一画素でも輝度が変動するという問題があった。
この原因としては、放電強度はガスの状態に大きく依存
して制御性が良くないこと、及び、横電流型電子放出素
子の出力が実験例として紹介されているような、１５mm
Hg程度の圧力下では必ずしも安定でないこと等が挙げら
れる。

【００２６】このため、かかる表示装置は多階調での表
示が困難であり、テレビジョン受像機等に広く応用され
るには至っていない。

【００２７】係る問題点に鑑み本出願人は、電子放出素
子並びにその応用である表示装置を研究してきた。例え
ば、その一例として特開平２−５６８２２において新規
な表面伝導形電子放出素子を開示した。更に他の一例と
して、特開平２−２５０２４４において、表面伝導形電
子放出素子を微細なピッチで配列形成するとともに、該
表面伝導形電子放出素子より放出される電子ビームを偏
向する手段を備えた画像形成装置を提案してきた。本願
発明は更に鋭意研究を重ねた結果なされたものである。

【００２８】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、効率が良く、安定した電子線の放出ができる電子源
と、これら電子源より放出される電子線を用いることに
より安定した階調画像を得ることができる画像形成方法
及び装置を提供することを目的とする。

【００２９】本発明は、高品位の階調画像を得ることが
できる画像形成方法と装置を提供することを目的とす
る。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電子源は以下のような構成を備える。即ち、
入力信号に基づいて電子を放出する電子源であって、複
数の表面伝導型電子放出素子を線状に配置した線状電子
源を複数並列に配列したマルチ電子源と、前記マルチ電
子源から放出される電子線を前記入力信号に応じて変調
する変調手段と、前記変調手段により変調された電子線
を偏向する偏向手段とを備える。

【００３１】上記目的を達成するために本発明の画像形
成装置は以下のような構成を備える。即ち、入力信号に
基づいて電子を放出する電子源を備えた画像形成装置で
あって、複数の表面伝導型電子放出素子を線状に配置し
た線状電子源を複数並列に配列したマルチ電子源と、前
記マルチ電子源を前記入力信号に基づいて駆動する駆動
手段と、前記マルチ電子源から放出される電子線を前記
入力信号に応じて変調する変調手段と、前記マルチ電子
源から放出される電子線を前記入力信号に応じて偏向す
る偏向手段と、前記偏向手段により偏向された電子線に
基づいて可視画像を形成する画像形成手段とを備える。

【００３２】上記目的を達成するために本発明の画像形
成方法は以下のような工程を備える。即ち、入力信号に
基づいて電子を放出する電子源を用いて画像を形成する
画像形成方法であって、複数の表面伝導型電子放出素子
を線状に配置した線状電子源を複数並列に配列したマル
チ電子源を入力信号に基づいて駆動する工程と、前記マ
ルチ電子源から放出される電子線を前記入力信号に応じ
て変調する工程と、駆動されたマルチ電子源から放出さ
れる電子線を前記入力信号に応じて偏向する偏向工程
と、その偏向された電子線に基づいて可視画像を形成す
る工程とを備える。

【００３３】

【作用】以上の構成において、複数の表面伝導型電子放
出素子を線状に配置した線状電子源を複数並列に配列し
たマルチ電子源を入力信号に基づいて駆動し、マルチ電
子源から放出される電子線を前記入力信号に応じて変調
する。更に、その変調されたマルチ電子源から放出され
る電子線を前記入力信号に応じて偏向し、その偏向され
た電子線に基づいて可視画像を形成するように動作す
る。

【００３４】

【実施例】本発明者らは、表面伝導型放出素子のなかで
は、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形成
したものが電子放出特性上、あるいは大面積にわたって
多数個を製造する上で好ましいことを見いだしている。
そこで、以下に述べる本発明の実施例の項では、微粒子
膜を用いて形成した表面伝導型放出素子をマルチ電子ビ
ーム源として用いた画像表示装置を、本発明の画像形成
装置の好ましい例として説明する。以下、添付図面を参
照して本発明の好適な実施例を詳細に説明する。まずは
じめに本発明に係る電子放出素子について説明し、次に
本発明一実施例である表示装置の構成と、その駆動方法
を説明する。

【００３５】＜実施例１＞本実施例の表示装置を説明す
る前に、以下に本出願人による本発明の一実施例に関わ
る素子の基本的な構成と製造方法および特徴（特開平２
−５６８２２等を参考にして）および本発明者らが、鋭
意検討した結果見出した本発明の原理となる特性につい
て概説する。

【００３６】本実施例の表面伝導型電子放出素子の構
成、及び製法の特徴は、次の様なものがあげられる。

【００３７】（１）フォーミングとよばれる通電処理前
の電子放出部形成用薄膜（図８の符号２）は、微粒子分
散体を分散し形成された微粒子からなる薄膜、或は、有
機金属等を加熱焼成し形成された微粒子からなる薄膜
等、基本的には、微粒子より構成される。

【００３８】（２）フォーミングとよばれる通電処理後
の電子放出部を含む薄膜４は、電子放出部３、電子放出
部を含む薄膜４とも基本的には、微粒子より構成され
る。

【００３９】本実施例に係わる表面伝導型電子放出素子
の基本的な構成には、平面型および垂直型の２つの構成
があげられる。

【００４０】まず、平面型表面伝導型電子放出素子につ
いて説明する。

【００４１】図７（ａ），（ｂ）は、それぞれ本実施例
に係わる基本的な平面型表面伝導型電子放出素子の構成
を示す平面図及び断面図である。それらの図を用いて、
本発明の一実施例に関わる素子の基本的な構成を説明す
る。

【００４２】図７において、１は絶縁性基板、５と６は
素子電極、４は電子放出部３を含む薄膜、３は電子放出
部である。絶縁性基板１としては、石英ガラス、Ｎａ等
不純物含有量を減少したガラス、青板ガラス、青板ガラ
スにスパッタ方等により形成したＳｉＯ2を積層したガ
ラス基板等及びアルミナ等のセラミックなどが挙げられ
る。また対向する素子電極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，Ｔ
ｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等の金属或は合金及びＰｄ，Ａ
ｇ，Ａｕ，ＲｕＯ2，Ｐｄ−Ａｇ等の金属或は金属酸化
物とガラス等から構成される印刷導体、Ｉｎ2Ｏ3−Ｓｎ
Ｏ2等の透明導伝体及びポリシリコン等の半導体材料等
があげられる。

【００４３】素子電極間隔Ｌ1は、数百オングストロー
ムより数百マイクロメートルであり、素子電極の製法の
基本となるフォトリングラフィ技術、即ち、露光機の性
能とエッチング方法等、及び、素子電極間に印加する電
圧と電子放出し得る電界強度等により設定されるが、好
ましくは、１マイクロメートルより１０マイクロメート
ルである。素子電極長さＷ1、素子電極５，６の膜厚ｄ
は、電極の抵抗値、前述したＸ，Ｙ配線との結線、多数
配置された電子源の配置上の問題より適宜設計され、通
常は、素子電極長さＷ1は、数マイクロメートルより数
百マイクロメートルであり、素子電極５，６の膜厚ｄ
は、好ましくは数百オングストロームより数マイクロメ
ートルである。

【００４４】絶縁性基板１上に設けられた対向する素子
電極５と素子電極６間及び素子電極５，６上設定された
電子放出部を含む薄膜４は、電子放出部３を含む。図７
に示された場合だけでなく、素子電極５，６上には設置
されない場合もある。即ち、絶縁性基板１上に、電子放
出部形成用薄膜２、対向する素子電極５，６の電極順に
積層構成した場合である。また、対向する素子電極５と
素子電極６間全てが製法によっては、電子放出部として
機能する場合もある。この電子放出部３を含む薄膜４の
膜厚は、数オングストロームより数千オングストローム
であり、好ましくは１０オングストロームから２００オ
ングストロームであり素子電極５，６へのステップカバ
レージ、電子放出部３と素子電極５，６間の抵抗値及び
電子放出部３の導電性微粒子の粒径、後述する通電処理
条件等によって、適宜設定される。その抵抗値は、１０
の３乗〜１０の７乗Ω／□のシート抵抗値を示す。

【００４５】電子放出部３を含む薄膜４構成する材料の
具体例を挙げるならばＰｄ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，
Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｄ
等の金属、ＰｄＯ，ＳｎＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＰｂＯ，Ｓｂ2
Ｏ3等の酸化物、ＨｆＢ2，ＺｒＢ2，ＬａＢ6，ＣｅＢ
6，ＹＢ4，ＧｄＢ4等の硼化物、ＴｉＣ，ＺｒＣ，Ｈｆ
Ｃ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ，Ｚｒ
Ｎ，ＨｆＮ等の窒化物、Ｓｉ，Ｇｅ等の半導体、カーボ
ン、ＡｇＭｇ，ＮｉＣｕ，Ｐｂ，Ｓｎ等であり、微粒子
膜からなる。尚、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
指す。

【００４６】電子放出部３は、数オングストロームより
数千オングストローム、好ましくは１０オングストロー
ムより２００オングストロームの粒径の導電性微粒子多
数個からなり、電子放出部を含む薄膜４の膜厚及び後述
する通電処理条件等の製法に依存しており、適宜設定さ
れる。電子放出部３を構成する材料は、電子放出部を含
む薄膜４を構成する材料の元素の一部あるいは全てと同
様の物である。

【００４７】電子放出部３を有する電子放出素子の製造
方法としては様々な方法が考えられるが、その一例を図
８に示す。尚、図において、電子放出部形成用薄膜２は
電子放出部を形成する前の薄膜で、例えば微粒子膜があ
げられる。

【００４８】以下、順を追って、本実施例の表面伝導型
電子放出素子の製造方法を図７及び図８を参照して説明
する。

【００４９】（１）絶縁性基板１を洗剤、純水および有
機溶剤により充分に洗浄後、真空蒸着技術、フォトリン
グラフィ技術により絶縁性基板１の面状に素子電極５，
６を形成する（図８（ａ））。

【００５０】（２）絶縁性基板１上に設けられた素子電
極５と素子電極６との間の絶縁性基板１上に、有機金属
溶液を塗布して放置することにより有機金属薄膜を形成
する。なお、有機金属溶液とは、前記Ｐｄ，Ｒｕ，Ａ
ｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓ
ｎ，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。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２を形成する（図８（ｂ））。
尚、ここでは、有機金属溶液の塗布法より説明したが、
これに限られるものではなく、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。

【００５１】（３）続いて、フォーミングと呼ばれる通
電処理を、素子電極５，６間に、不図示の電源によりパ
ルス状電圧による通電処理が行われると、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が形成
される（図８（ｃ））。この通電処理により電子放出部
形成用の薄膜２を局所的に破壊、変形もしくは変質せし
め、構造の変化した部位を電子放出部３と呼ぶ。前に説
明したように、電子放出部３は金属粒子で構成されてい
る場合があることを本出願人らは観察している。

【００５２】このフォーミング処理を行う際に印加する
電圧波形を図１１に示す。

【００５３】図１１中、Ｔ1及びＴ2は電圧波形のパルス
幅とパルス間隔であり、Ｔ1を１マイクロ秒〜１０ミリ
秒、Ｔ2を１０マイクロ秒〜１００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４Ｖ〜１０
Ｖ程度、フォーミング処理は真空雰囲気下で数十秒間程
度で適宜選択した。

【００５４】以上説明した電子放出部３を形成する際
に、素子の電極間に三角波パルスを印加してフォーミン
グ処理を行っているが、素子の電極間に印加する波形は
三角波に限定されることはなく、矩形波など所望の波形
を用いても良く、その波高値及びパルス幅・パルス間隔
等についても上述の値に限ることなく、電子放出部が良
好に形成されれば所望の値を選択することが出来る。

【００５５】上述のような素子構成と製造方法によって
作成された電子放出素子の基本特性について、図９及び
図１０を用いて説明する。

【００５６】（電子放出素子の特性）図９は、図７で示
した構成を有する素子の電子放出特性を測定するための
測定装置の概略構成図である。

【００５７】図９において、電源３１は素子電圧Ｖfを
素子に印加するための電源、電流計３０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系、電極３４は素子の電子放出部３
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、電源３３はアノード電極３４に電圧を印加するた
めの高圧電源、電流計３２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。

【００５８】電子放出素子の素子電流Ｉfと放出電流Ｉe
の測定にあたっては、素子電極５，６に電源３１と電流
計３０とを接続し、該電子放出素子の上方に電源３３と
電流計３２とを接続したアノード電極３４を配置してい
る。また、本電子放出素子及びアノード電極３４は真空
装置３５内に配設され、その真空装置３５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、所望の真空下で本素子の測定・評価を行え
るようになっている。なお、アノード電極３４の電圧は
１ｋＶ〜１０ｋＶ、アノード電極３４と電子放出素子と
の距離Ｈは３mm〜８mmの範囲で測定した。

【００５９】更に、本発明者等は、上述の本発明の一実
施例に関わる表面伝導型電子放出素子の特定を鋭意検討
した結果、本発明の原理となる特性上の特徴を見出し
た。

【００６０】図９に示した測定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との関係の典
型的な例を図１０に示す。図１０からも明らかなよう
に、本電子放出素子は、放出電流Ｉeに対して三つの特
性を有する。

【００６１】まず第１に、本素子に或は電圧Ｖth以上の
素子電圧を印加すると急激に放出電流Ｉeが増加し、一
方、電圧Ｖth以下では放出電流Ｉeがほとんど検出され
ない。即ち、本素子は、放出電流Ｉeに対する明確な閾
値電圧Ｖthを持った非線形素子である。

【００６２】第２に、放出電流Ｉeが素子電圧Ｖfに依存
するため、放出電流Ｉeは素子電圧Ｖfで制御できる。

【００６３】第３に、アノード電極３４に捕捉される放
出電荷は、素子電圧Ｖfを素子に印加する時間に依存す
る。即ち、アノード電極３４に捕捉される電荷量は、素
子電圧Ｖfを印加する時間により制御できる。

【００６４】以上のような特性を有するため、本実施例
に関わる電子放出素子は、多方面への応用が期待でき
る。

【００６５】また、素子電流Ｉfは素子電圧Ｖfに対して
単調増加する（ＭＩ）特性の例を図１０に示したが、こ
の他にも、素子電流Ｉfが素子電圧Ｖfに対して電圧制御
型負性抵抗（ＶＣＮＲ）特性を示す場合もある。なおこ
の場合も、本電子放出素子は上述した三つの特性を有す
る。

【００６６】尚、予め導電性微粒子を分散して構成した
表面伝導型電子放出素子においては、前記本実施例の基
本的な素子構成の基本的な製造方法のうち一部を変更し
ても構成できる。

【００６７】次に本実施例に係わる別な構成の表面伝導
型電子放出素子である垂直型表面伝導型電子放出素子に
ついて説明する。

【００６８】図１２は本実施例の垂直型表面伝導型電子
放出素子の構成を示す図面である。図１２において、１
は絶縁性基板、５，６は素子電極、４は電子放出部を含
む薄膜、３は電子放出部、６７は段差形成部である。
尚、電子放出部３は段差形成部６７の厚さ、製法及び、
電子放出部を含む薄膜４の厚さ、製法等によりその位置
は変化し、図１２で示された位置に限るものではない。

【００６９】絶縁性基板１、素子電極５と６、電子放出
部を含む薄膜４、電子放出部３は、前述した平面型表面
伝導型電子放出素子と同様の材料で構成されたものであ
り、垂直型表面伝導型電子放出素子を特徴づける段差形
成部６７、電子放出部を含む薄膜４について詳述する。
段差形成部６７は、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等
で形成されたＳｉＯ2等の絶縁性材料で構成され、段差
形成部６７の厚さが、先に述べた平面型表面伝導型電子
放出素子の素子電極間隔Ｌ1に対応し、数百オングスト
ロームより数十マイクロメートルであり、段差形成部６
７の製法及び素子電極間に印加する電圧と電子放出し得
る電界強度により設定されるが、好ましくは、１０００
オングストロームより１０マイクロメートルである。

【００７０】電子放出部３を含む薄膜４は、素子電極
５，６と段差形成部６７の作成後に、形成するため、素
子電極５，６の上に積層され、場合によっては素子電極
５，６との電気的接続を担う重なりの一部を除いた所望
の形状にされる。また、電子放出部を含む薄膜４の膜厚
は、その製法に依存して、段差部での膜厚と素子電極
５，６の上に積層された部分の膜厚とでは異なる場合が
多く、一般に段差部分の膜厚が薄い。その結果、前述し
た平面型表面伝導型電子放出素子と比べて、容易に通電
処理され、電子放出部３が形成されたりする場合が多
い。

【００７１】（表示装置の概要）次に、本発明の実施例
である画像表示装置の概要を説明する。

【００７２】本実施例の画像表示装置は、真空容器内に
複数並列に接続された線状表面伝導型放出素子（ＳＣＥ
素子）列と、該素子列と直交するように配置された、各
放出素子に対応する電子通過孔を有する変調電極とによ
りＸ−Ｙマトリクスを構成すると共に、電子放出素子、
近傍に設けられた偏向電極により、情報信号に応じて輝
度変調された電子線を垂直方向、水平方向に偏向し、電
子放出素子列に対向する位置に設けられた、電子線照射
により可視光を発する蛍光体を付設した蛍光体基板状の
所望の位置に照射することで面状の発光を得るものであ
る。

【００７３】以下に、本実施例の画像表示装置の動作に
ついて詳述する。

【００７４】本装置では、並列接続された複数の電子放
出素子群のうちの１つの電子放出素子から放出された電
子線を、変調電極によって情報信号に応じて変調した
後、電子放出素子近傍に設けられた偏向電極により垂直
方向及び水平方向に偏向して１本の電子線によって面状
の発光輝点を形成するものであり、画像表示面積に対し
て少ない数の電子放出素子で画像表示を可能とするもの
である。従って、例えば１つの画像表示装置の表示面を
垂直方向、水平方向に各々１０分割、即ち、１００個の
エリアに分割した場合には、１００個の電子放出素子を
面状に配置すると共に、各々に対応した変調電極を設け
て、情報信号に応じて電子放出素子から放出された電子
線を変調し、変調された電子線を１つのエリア内で垂
直、水平方向に偏向することで１つのエリア内の画像表
示を行うものである。

【００７５】従って、画像情報を表示する場合、１ライ
ン分の情報を水平方向の分割数、前記例においては水平
方向のデータを１０分割し、各々のデータはそれぞれに
対応する変調電極に情報信号として与えられ、垂直方向
の偏向電極には１ライン目を走査させるための偏向電圧
が与えられる。また、水平方向の偏向電極には１ライン
分の割当時間内に割当エリアを１走査するように偏向電
圧が与えられる。１ライン分に対応した１０個の電子放
出素子は、１ライン分の割当時間内に同時に駆動して
も、順次駆動しても良く、水平方向に配列された放出素
子は個々に独立して配置され、独立に駆動されても、各
々並列に接続され、並列駆動されても同様の画像表示が
可能である。

【００７６】以上の走査を順次行うことにより面状の画
像表示が可能となる。また、上述したように情報信号に
応じた変調を行うためには、変調電極に印加するパルス
電圧の印加時間を変える（パルス幅変調）、或はパルス
電圧の振幅を変える（振幅変調）、或は割当時間内に印
加する振幅一定の微小パルスの入力数を変える（パルス
数変調）等、いかなる方法を用いても構わない。また、
１本の電子放出素子列で形成する走査線数も任意に選択
可能であるが、走査線数を多くした場合には偏向の幅が
増加するため、偏向電圧を高くする必要がある。また、
偏向電極は適当な位置に配置すれば良いが電子放出素子
列の放出部近傍に設けることが偏向電圧の低下に有効で
ある。

【００７７】以上のように走査を繰り返すことにより、
１電子放出素子列で形成される画像表示エリア内に情報
信号に応じた画像が形成されることになり、更に画像表
示エリアを拡大するためには、上記表示ユニットを複数
シリアルに形成、順次駆動を行うことで可能となる。

【００７８】次に、本実施例の表示装置を更に詳細に説
明するが、説明の便宜状、まず始めに本実施例で用いた
表面伝導型放出素子についてその製造方法及び特性につ
いて具体的に説明し、次に本実施例の画像形成装置の構
成及びその特性について説明する。

【００７９】（電子放出素子の作成）本実施例の電子放
出素子として図７（ａ），（ｂ）に示すタイプの電子放
出素子を作成した。図７（ａ）は本素子の平面図を、図
７（ｂ）は断面図を示している。また図７（ａ），
（ｂ）中の１は絶縁性基板、、５及び６は素子に電圧を
印加するための素子電極、４は電子放出部を含む薄膜、
３は電子放出部を示す。なお、図中のＬ1は素子電極５
と素子電極６の素子電極間隔、Ｗ1は素子電極の幅、ｄ
は素子電極の厚さ、Ｗ2は素子の幅を表している。

【００８０】次に図８を用いて、本実施例の電子放出素
子の作成方法を述べる。

【００８１】絶縁性基板１として青板ガラスを用い、
これを有機溶剤により充分に洗浄後、該基板１の面上
に、Ｎｉからな素子電極５，６を形成した（図８の
（ａ））。この時、素子電極間隔Ｌ1は３ミクロンとし
て、素子電極の幅Ｗ1を５００ミクロン、その厚さｄを
１０００オングストロームとした。

【００８２】有機パラジウム（奥野製薬（株）製、ｃ
ｃｐ−４２３０）含有溶剤を塗布した後、３００℃で１
０分間の加熱処理をして、酸化パラジウム（ＰｄＯ）微
粒子（平均粒径：７０オングストローム）からなる微粒
子膜を形成し、電子放出部形成用薄膜２とした（図８の
（ｂ））。ここで電子放出部形成用薄膜２は、その幅
（素子の幅）Ｗを３００ミクロンとし、素子電極５と６
のほぼ中央部に配置した。また、この電子放出部形成用
薄膜２の膜厚は１００オングストローム、シート抵抗値
は５×１０の４乗Ω／□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、微粒子がここに分散配置した状態のみ
ならず、微粒子が互いに隣接、或は重なりあった状態
（島状も含む）の膜を指し、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。

【００８３】次に、図８（ｃ）に示すように、電子放
出部３を素子電極５及び６の簡易電圧を印加し、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
ことにより作成した。フォーミング処理の電圧波形を図
１１に示す。

【００８４】図１１において、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Ｔ1を１ミ
リ秒、Ｔ2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１×１０の−６乗[torr]の真空雰囲気下で６０秒間
行った。このように作成された電子放出部３は、パラジ
ウム元素を主成分とする微粒子が分散配置された状態と
なり、その微粒子の平均粒径は３０オングストロームで
あった。

【００８５】以上のようにして作成された素子につい
て、その電子放出特性の測定を行った。図９に測定装置
の概略構成図を示す。

【００８６】図９においても、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
出部を示し、３１は素子に電圧を印加するための電源、
３０は素子電流Ｉfを測定するための電流計、３４は素
子より発生する放出電流Ｉeを測定するためのアノード
電極、３３はアノード電極３４に電圧を印加するための
高圧電源、３２は放出電流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電源３１と電流計３０
とを配置している。また、本電子放出素子及びアノード
電極３４は真空装置内に設置されており、その真空装置
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、所望の真空下で本素子の測定・
評価を行うようになっている。なお本実施例では、アノ
ード電極と電子放出素子間の距離を４mm、アノード電極
の電位を１ＫＶ、電子放出特定測定時の真空装置内の真
空度を１×１０の−６乗[torr]とした。

【００８７】以上のような測定装置を用いて、本電子放
出素子の電極５及び６の簡易素子電圧を印加し、その時
に流れる素子電流Ｉf及び放出電流Ｉeを測定したとこ
ろ、図１３に示したような電流−電圧特性が得られた。
本素子では、素子電圧８Ｖ程度から急激に放出電流Ｉe
が増加し、素子電圧１４Ｖでは素子電流Ｉfが２．２ｍ
Ａ、放出電流Ｉeが１．１μＡとなり、電子放出効率η
＝Ｉe／Ｉf（％）は０．０５％であった。

【００８８】以上説明した中で、電子放出部３を形成す
る際に、素子の電極５，６間に三角波パルスを印加して
フォーミング処理を行っているが、素子の電極間に印加
する波形は三角波に限定することはなく、矩形波等所望
の波形を用いても良く、その波高値及びパルス幅・パル
ス間隔等についても上述の値に限ることなく、電子放出
部が良好に形成されれば所望の値を選択することができ
る。

【００８９】（表示装置の構成）次に、上述した表面伝
導型電子放出素子を用いた画像表示装置の構成について
以下に詳述する。図１４は本実施例の画像表示装置１つ
の表示エリアの概略部分の斜視図である。図中、９３は
表面伝導形放出素子であるが、図のＸ方向に沿って、複
数の素子（不図示）が配列され、各素子は電気的に並列
接続されている。これを、線状電子源と呼ぶ。尚、線状
電子源は、Ｘ方向と平行に複数本が設けられている。同
図において、線状に複数配列された表面伝導型電子放出
素子群の１つの表面伝導形電子放出素子９３に直交する
ように、ストライプ状の変調電極９２が各放出素子９３
に対応して形成されている。各変調電極９２は、個々に
独立して電圧を印加できるようになっている。従って、
電子放出素子列の１走査時間の間に情報信号に応じた輝
度信号を変調電圧として変調電極９２に印加することに
より、情報信号に応じた量の電子放出が得られることに
なる。

【００９０】なお、図１４においては、変調電極９２
は、表面伝導型電子放出素子９３とフェースプレート１
３１の中間に位置し、ほぼ円形の電子ビーム透過孔を有
するものであるが、変調電極９２の位置や形状は必ずし
もこれに限るものではない。要は、表面伝導型電子放出
素子９３より放出された電子ビームの強度を変調できれ
ば良く、例えば、基板９１上の表面伝導型電子放出素子
９３と同一面上、或は表面伝導型電子放出素子９３より
も下面に設けても良い。

【００９１】また、フェースプレート１３１は、ガラス
基板の内面に蛍光膜とメタルバックとが形成されてな
る。蛍光膜は、それがモノクロームの場合は蛍光体のみ
からなるが、カラーの蛍光膜の場合は、蛍光体の配列に
よりブラックストライプ、或はブラックマトリクスなど
と呼ばれる黒色導伝材１７０１と蛍光体１７０２とで構
成される（図１７参照）。これらブラックストライプや
ブラックマトリクスが設けられる目的は、カラー表示の
場合に必要となる３原色蛍光体の、各蛍光体１７０２間
の塗り分け部を黒くすることで混色等を目立たなくする
ことと、蛍光膜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。本実施例では、蛍光体とし
てはストライプ形状（図１７（ａ））を採用しており、
先にブラックストライプを形成し、その間隙部に各色蛍
光体１７０２を塗布して蛍光膜を作製する。また、ブラ
ックストライプの材料としては、通常良く用いられてい
る黒鉛を主成分とする材料を用いたが、導電性があり、
光の透過及び反射が少ない材料であればこれに限るもの
ではない。

【００９２】ガラス基板に蛍光体１７０２を塗布する方
法としては、モノクローム表示の場合は沈殿法や印刷法
が用いられるが、カラー表示である本実施例ではスラリ
ー法を用いた。カラーの場合にも印刷法を用いて同等の
塗布膜を得ることができる。また、蛍光膜の内側には通
常メタルバックが設けられる。このメタルバックの目的
は、蛍光体の発光のうち、内面側への光フェースプレー
ト側へ鏡面反射することにより輝度を向上すること、電
気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、発生した負イオンの衝突によるダメージからの蛍
光体１７０２を保護すること等である。

【００９３】メタルバックは、蛍光膜の製作後、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（アルミニウム）を真空蒸着
することで作製した。フェースプレートには、更に蛍光
膜の導電性を高めるため、蛍光膜の外面側に透明電極
（不図示）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充分な伝導性が得られたので省略し
た。尚、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ので、
充分な位置合わせを行う必要がある。

【００９４】以上のような構造及び駆動方法により、良
好な画像を表示できる画像形成装置が得られた。

【００９５】なお、電極の導電性金属は、その構成元素
の一部或は全部が同一であっても、またそれぞれ異なっ
ても良く、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，
Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等の金属或は合金及びＰｄ，Ａｇ，Ａ
ｕ，ＲｕＯ2,Ｐｄ−Ａｇ等の金属或は金属酸化物とガラ
ス等から構成される印刷導体、Ｉｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2等の
透明導体及びポリシリコン等の半導体材料等より適宜選
択される。

【００９６】（偏向電極の説明）次に、本実施例の特徴
である偏向電極９４，９５について述べる。上述したよ
うに１走査時間内に情報信号に応じて変調された線状電
子線の軌道を、偏向電極９４，９５に所望の電圧を印加
することによって偏向し、蛍光体上の所望の位置に電子
線を照射することで所望の１エリアの画像を表示する。
即ち、１つの電子放出素子が受け持つ表示エリア内の第
１の走査線を形成する場合、第１の走査線内の情報信号
を順次変調電極９２に入力すると同時に、その所望の位
置に放出された電子線が到達するように偏向電極９４，
９５に適当な電圧を順次印加することで１つの走査線を
形成する。

【００９７】次に第２の走査線を形成する場合には、第
２の走査線に対応する情報信号を順次、変調電極９２に
印加すると同時に、偏向電極９４，９５に所望の電圧を
印加して第２の走査線に対応する位置に電子線を順次偏
向して第２の走査線を形成する。この走査を１つの電子
放出素子の受け持つエリア内で順次行うことにより、１
つのエリア内の画像を形成することが可能となる。ま
た、これらの単位エリアを垂直、水平方向につなぎ合わ
せることで、より大きな面積の画像形成が可能となる。
このとき、各々の単位エリアの画像を形成する方法とし
ては、各エリアを同時に表示しても、または各エリア毎
に順次表示させても同様の画像表示が可能である。

【００９８】また本実施例では、情報信号に応じて輝度
変調するために、電圧印加時間を一定として振幅の異な
るパルス電圧を変調電極９２に印加することで行った。
また、偏向電極９４，９５は、予め板状のガラス部材７
２の両面に導電性金属膜を蒸着することで形成されたも
のである。これら偏向電極９４，９５が形成されたガラ
ス部材７２は、表示パネル内部に、例えば低融点ガラス
を使って接着され、隔壁として固定される。

【００９９】図１４に示されるように、隔壁７２は、大
気圧に対して真空容器を維持するための支持体の一部と
して働く。なお、偏向電極９４，９５の形成法は、必ず
しも蒸着に限られたものではなく、例えば、板状の金属
を前記ガラス部材７２に張り付ける方法を用いても良
い。偏向電極９４，９５は、隔壁７２の両側面に設けら
れており、電子放出素子９３を挟んで対向する両電極が
対になって機能する。これら対となる電極に印加される
電圧のうち、一方の偏向電圧Ｖr1は０〜＋１００Ｖ、も
う一方のＶr2は−１００Ｖ〜０Ｖであり、１個の放出素
子で２０本の走査線を形成した。

【０１００】（表示装置の動作）以上のような制御を画
像表示エリア内で繰り返し行うことにより、面状の画像
表示を可能とする。この時の１個の電子源が受け持つエ
リアの表示動作を図１５のタイミングチャート図と、図
１６の表示装置のブロック図を用いて説明する。

【０１０１】図１５において、（ａ）は電子放出素子の
駆動タイミング、（ｂ）は変調電極９２に印加される変
調電圧Ｖg、（ｃ），（ｄ）は一対の水平方向偏向電極
９５に印加される偏向電圧Ｖrh1、（ｅ），（ｆ）は垂
直方向の偏向電極９４に印加される偏向電圧Ｖrh2のタ
イミングを示している。割当エリアの１本の走査線を形
成する場合、電子放出素子９３は１走査線の割当時間内
に連続的に電子放出を行う。その間、変調電極９２には
１走査線に対応する情報信号に基づいて、（ｂ）に示し
たように変調電圧Ｖgが順次、印加される。次に、１対
の水平方向の偏向電極９５及び垂直方向の偏向電極９４
に順次電圧を印加することにより、変調電極９２によっ
て変調された電子線を所望の位置に偏向して、割当エリ
アの１走査線分の画像表示を行うことが可能となる。上
記走査を、このエリア内で繰り返し行うことにより、面
状の画像表示が可能となる。

【０１０２】また、１つの放出素子に割り当てられた画
像表示エリアを上記走査により時系列的に駆動して画像
表示を行っても、或は全表示エリアを同時に駆動して同
時に表示しても、同様の画像表示が可能である。

【０１０３】図１６において、表示パネル１６０１は、
例えば図１４に示されたものであり、その垂直偏向電極
９４は垂直偏向信号発生器１６０９、水平偏向電極９５
は水平方向信号発生器１６１０にそれぞれ接続され、変
調電極９２は変調信号発生器１６０７に接続されてい
る。また、表面伝導形電子放出素子９３の電極は、列毎
に走査回路１６０２に接続される。

【０１０４】図１５（ａ）〜（ｆ）は、図１６の構成に
おける表示動作のタイミングを示している。図１５
（ａ）は、走査回路１６０２から表面伝導形電子放出素
子に印加される電圧Ｖfを示し、（ｂ）は、変調信号発
生器１６０７から変調電極９２に印加される電圧Ｖgを
示し、（ｃ）は偏向電極９４の一方に偏向信号発生器１
６０９から印加される電圧Ｖrh1、（ｄ）はもう一方の
偏向電極９５に印加される電圧Ｖrh2の波形を示してい
る。図１５は、特定の表面伝導形電子放出素子列につい
て示したもので、表示パネル１６０１の第１列目の素子
列から始めて、その素子列について２０走査線分の表示
を完了すると、連続する次の素子列について同じ動作を
行う。こうして１画面分の表示を終えたなら再び１列目
に戻って、同様の動作を繰り返す。

【０１０５】次に図１５と図１６とを参照して、本実施
例の表示装置における表示動作を説明する。

【０１０６】ＮＴＳＣ方式のＴＶ信号は、同期信号分離
回路１６０６により同期信号Ｔsyncと画像信号ＤＡＴＡ
とに分離される。同期信号Ｔsyncには垂直同期信号と水
平同期信号とが含まれている。駆動信号制御回路１６０
３は、同期信号Ｔsyncを入力として、信号ＴSFTと信号
ＴSCANとを発生する。走査回路１６０２は、内部にｎ個
のスイッチング素子（図中、Ｓ1ないしＳnで模式的に示
されており、本実施例ではｎ＝１０としている）を備え
るもので、各スイッチング素子は、信号ＴSCANに従って
切り替えられ、図１５（ａ）のように電子放出素子列に
パルスを印加する。駆動される素子列はある時点では１
列であり、ある素子列について第１〜２０走査線分のパ
ルスを印加し終えたなら、次の素子列について同様に行
う。またパルスの電圧は、電子放出閾値Ｖth（本実施例
では８Ｖ）を上回り、放出された電子全てが変調電極９
２の影響を受けずに蛍光膜に当たった時に、充分な輝度
で光る程度の電圧として、論理的或は実験的に定められ
る。

【０１０７】垂直偏向信号発生器１６０９は、内部に２
個１組のスイッチング素子（図中Ｓr1ないしＳrn）をｎ
組備えている。それらスイッチング素子は、偏向信号制
御回路１６０８により信号Ｔsyncに基づいて発生される
信号Ｔr1に同期して切り替えられる。１組のスイッチ
は、１列の表面伝導形電子放出素子を挟む両偏向電極９
４，９５に接続されており、それらスイッチは同時に切
替えられる。これにより走査回路１６０２により電Ｖf
が印加されている表面伝導形電子放出素子列の偏向電極
９４，９５のスイッチをオンし、他のスイッチをオフと
する。即ち、走査回路１６０２がスイッチＳiをオンし
たら、垂直偏向信号発生器１６０９は、スイッチＳriを
オンする。

【０１０８】それと共に、垂直偏向信号発生器１６０９
は、偏向電極９４，９５に電圧を供給す電源Ｖr1とＶr2
とにより発生される偏向電圧を、それぞれ図１５
（ｄ），（ｅ）のように、走査線が変わる毎に段階状に
制御し、１列の表面伝導形電子放出素子から放出される
電子を偏向させて複数ラインを走査させる。この段階状
の各段差の値は、偏向電圧により偏向された電子線が成
す走査線が、等間隔になるように決められる。

【０１０９】各表面伝導形電子放出素子列につき２０走
査線分の動作が終わると、次の素子列について同じこと
を行う。

【０１１０】シフトレジスタ１６０４は、時系列的に入
力されるＤＡＴＡ信号を、画像の１ライン毎にシリアル
／パラレル変換するためのもので、信号ＴSFTに基づい
て動作する。即ち、ＴSFTはシフトレジスタ１６０４の
シフトクロックであると言い換えることができる。こう
してシリアル／パラレル変換された画像１ライン分（１
ラインは、表面伝導形電子放出素の１列分であり、本実
施例ではｎ＝１００画素）のデータは、ＩＧ1〜ＩＧnの
ｎ個の並列信号としてシフトレジスタ１６０４より出力
される。

【０１１１】ラインメモリ１６０５は画像データ１ライ
ン分のデータを必要な時間だけ記憶するための記憶装置
であり、信号ＴMRYに従って適宜ＩＧ1〜ＩＧnの内容を
記憶する。記憶された内容はＩＧ1’〜ＩＧn’として出
力され、変調信号発生器１６０７に入力される。変調信
号発生器１６０７は、入力されたデータＩＧ1’〜ＩＧ
n’に応じて、表面伝導形電子放出素子の放出する電子
を適切に加減するための変調電圧Ｖgを変調電極９２に
印加する。その信号が図１５（ｂ）で示されている。こ
の変調電極９２に印加される電圧Ｖgに応じて、表面伝
導形電子放出素から放出されて蛍光膜に当たる電子の量
が加減される。

【０１１２】以上のような構造及び駆動方法の画像表示
装置により、良好な画像を表示することができる。

【０１１３】次に、図１５の駆動タイミングチャート
と、図２０の電子線の軌道図とを用いて、本実施例に於
ける表示装置の動作を詳細に説明する。図２０において
は便宜上変調電極、水平、垂直法区の偏向電極は省略し
ている。

【０１１４】図１５において、第１走査線表示期間中に
水平方向の偏向電極９５に図示した所望の電圧を印加し
た場合、電子源から放出された電子線は図２０に示した
ように走査順序に従って（図２０においては左から右に
順次走査）、第１走査線を形成する。このとき、垂直方
向偏向電圧Ｖrv1は図１５に示したように一定であるた
め、１本の走査線のみを形成する。本実施例において
は、１個の電子源に対して水平方向に１０個の表示画素
を割り当てている。

【０１１５】次に、第１走査線の表示が終了した後、第
２の走査線を形成するために、垂直方向偏向電圧Ｖrv1
を図１５に示したように変える。水平方向の偏向は上述
と同様である。

【０１１６】以上のように、水平、垂直方向を順次偏向
して行くことにより、１個の電子源に割り当てられた画
像表示エリア（本実施例の場合１０×１０＝１００個）
を形成することが可能となる。

【０１１７】＜第２実施例＞次に、本発明の第２の実施
例を説明する。なお、説明の便宜上、まず本実施例に用
いた電子放出素子の説明を行ない、次いで画像形成装置
の構成、駆動方法について述べる。

【０１１８】本実施例の電子放出素子の斜視図は図１２
に示されたものである。図１２においても、１は絶縁性
基板、５および６は素子電極（下部および上部）、４は
電子放出部を含む薄膜、３は電子放出部を示す。また、
６７は段差形成層で本実施例ではＳｉＯ2よりなる。以
上の本実施例の電子放出素子は、例えば、図１８に示す
ようにして作成される。即ち、絶縁性基板１として青板ガラスを用い、これを有機溶
剤により十分に洗浄後、該基板１面上に、真空蒸着法に
よりＮｉを１０００オングストローム積層し、フォトリ
ソおよびエッチング・プロセスによってパターニング
し、Ｎｉからなる下部素子電極５を形成して（図１８
（ａ））。その上に、最終的に段差形成層６７となるＳ
ｉＯ2をＣＶＤ法により２ミクロン積層した（図１８
（ｂ））。

【０１１９】更に、その上にリフトオフ法で、厚さ１０
００オングストロームのＮｉからなる上部素子電極６
（真空蒸着法により堆積）を図１８（ｃ）に示したよう
に形成した。その後、上部素子電極５をマスクとしてド
ライエッチング法によりＳｉＯ2を部分的に除去してＳ
ｉＯ2の絶縁層端面８を形成し、段差形成層６７とした
（図１８（ｄ））。なお、上述の素子電極２および３の
幅は５００ミクロンとした。

【０１２０】次に、有機パラジウム（奥野製薬（株）
製、ｃｃｐ−４２３０）をスピンコータを用いて塗布し
た後、３００℃で１０分間の加熱処理をして、酸化パラ
ジウム（ＰｄＯ）微粒子からなる微粒子膜を素子電極５
および６間に位置する段差形成層６７の端面８を被覆す
るように形成し、電子放出部形成用薄膜２とした（図１
８（ｅ））。ここで電子放出部形成用薄膜２は、その幅
（素子の幅）を３００ミクロンとした。尚ここで述べる
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、或は重なりあった状態
（島上）も含む）の膜をさす。

【０１２１】次に、素子電極５と６の間に電圧を印加
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を作成した（図１８
（ｆ））。このフォーミング処理時の電圧波形を図１１
に示す。

【０１２２】図１１において、Ｔ1およびＴ2のそれぞれ
は、フォーミング電圧波形のパルス幅とパルス間隔を示
し、本実施例ではＴ1を１ミリ秒、Ｔ2を１０ミリ秒とし
た。また、本実施例ではフォーミング電圧は５Ｖとし、
フォーミング処理は約１×１０の−６乗[torr]の真空雰
囲気下で６０秒間行なった。このようにして作成された
電子放出部３は、パラジウム元素を主成分とする微粒子
が分散された状態である。

【０１２３】以上のようにして作成された素子につい
て、第１実施例で用いた測定装置（図９参照）により、
その電子放出特性を測定した。ただし、本実施例では、
該素子を１×１０の−６乗[torr]の真空下にて、アノー
ド電極３４と電子放出素子間の距離４mm、アノード電極
３４の電位を１ｋＶとし、上部素子電極６が高電圧とな
るように素子電極５及び６の間に素子電圧を印加して、
その時に流れる素子電流Ｉfおよび放出電流Ｉeを測定し
た。その結果、図１３で示した電流−電圧特性とほぼ同
等の特性が得られ、素子電圧が１４Ｖのときに、素子電
流Ｉfが２．２ｍＡ、放出電流Ｉeが１．１μＡとなり、
電子放出効率η＝Ｉe／Ｉf（％）は０．０５％であっ
た。

【０１２４】次に、上述した縦形表面伝導型放出素子を
用いた画像表示の装置の構成について述べる。画像表示
装置の全体の構成は第１実施例と同様であるが、電子放
出素子から放出された電子線の垂直方向の偏向方向を一
方向に限定して、１個の素子に対して１本の垂直方向偏
向電極とした。また、情報信号に応じて電子線の変調を
行なう変調方法としては、振幅一定のパルス電圧の印加
時間を替えるという手法を用いた。そのための表示装置
の構成は図１６とほぼ同様であるが、垂直方向偏向電極
がＳＣＥ素子当たり１本であるため、偏向電圧用の電源
もＶrv1の一方で良く、スイッチも１組１つで済む。ま
た、変調信号発生器１６０７も、入力信号ＩＧi’に従
って電圧の変化するパルスでなく、その幅が変化するパ
ルスを発生する。その時の駆動タイミングチャートを図
１９に示す。この場合の変調電圧の振幅は２０Ｖ、パル
ス幅は１μｓｅｃ〜１ｍｓｅｃであり、偏向電圧は第１
実施例同様ほぼ１００Ｖであった。

【０１２５】この表示装置は、第１実施例と説明したの
と同様に動作して画像を表示することができる。

【０１２６】更に、第１実施例と第２実施例として説明
した装置の構成及び駆動方法を組み合わせて新たな表示
装置を作ることもできる。例えば、第１実施例の装置に
第２実施例による、パルス幅を変調したパルス信号を印
加しても良いし、第２実施例の偏向電極を各ＳＣＥ素子
列につき２つずつ設けてもよい。

【０１２７】また、本発明にかかわるＳＣＥ素子の材料
や構成あるいは製造方法は、本実施例で説明したような
手順や値に限るものではない。また図１３に示した表面
伝導形電子放出素子の特性が異なるＳＣＥ素子に対して
も、本発明を適用できることはもちろんである。

【０１２８】また、本実施例の表示装置はＮＴＳＣ方式
のＴＶとして説明したが、本発明はこれに限らず、他の
方式のＴＶ装置や、ＴＶに限らず計算機や画像メモリネ
ットワーク等に直接あるいは間接的に接続された表示装
置等にも適用することができる。

【０１２９】更に、本実施例としては画像表示装置の説
明をしたが、本発明はこれに限るものではなく、電子線
を用いて画像を描画する装置の電子源として用いること
もできるし、光プリンタのように光像を記録する記録装
置の光源に応用することもできる。

【０１３０】図２１は、前記説明のディスプレイパネル
に、例えばテレビジョン放送を初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
た表示装置の一例を示すための図である。図中、１６０
１は前述した表示パネル、１１０１は表示パネル１６０
１の駆動回路、１１０２はディスプレイコントローラ、
１１０３はマルチプレクサ、１１０４はデコーダ、１１
０５は入出力インターフェース回路、１１０６はＣＰ
Ｕ、１１０７は画像生成回路、１１０８および１１０９
および１１１０は画像メモリインターフェース回路、１
１１１は画像入力インターフェース回路、１１１２およ
び１１１３はＴＶ信号受信回路、１１１４は入力部であ
る。尚、本図においては、テレビジョンをはじめとする
各入力信号の音声成分に関する処理回路やスピーカなど
は省略している。

【０１３１】以下、画像信号の流れに沿って各部の機能
を説明してゆく。

【０１３２】まず、ＴＶ信号受信回路１１１３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
の諸方式でもよい。また、これ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
した前記表示パネル１６０１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１１１３で受信された
ＴＶ信号は、デコーダ１１１４に出力される。

【０１３３】また、ＴＶ信号受信回路１１１２は、例え
ば同軸ケーブルや光ファイバ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１１１３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１１０４に出力さ
れる。画像入力インターフェース回路１１１１は、例え
ばＴＶカメラや画像読み取りスキャナなどの画像入力装
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１１０４に出力される。
画像メモリインターフェース回路１１１０は、ビデオテ
ープレコーダ（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１１０４に出力される。画像メモリインター
フェース回路１１０９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１１０４に出力される。

【０１３４】画像メモリインターフェース回路１１０８
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１１０４に
出力される。入出力インターフェース回路１１０５は、
本表示装置と、外部のコンピュータもしくはコンピュー
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、画像データや文字・図形情報の入
出力を行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ＣＰＵ１１０６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うことも可能である。画像
生成回路１１０７は、前記入出力インターフェース回路
１１０５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、あるいはＣＰＵ１１０６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
うためのプロセッサなどをはじめとする、画像の生成に
必要な回路が組み込まれている。

【０１３５】本回路により生成された表示用画像データ
は、デコーダ１１０４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１１０５を介して外部
のコンピュータネットワークやプリンタに出力すること
も可能である。ＣＰＵ１１０６は、主として本表示装置
の動作制御や、表示画像の生成や選択や編集に関わる作
業を行う。例えば、マルチプレクサ１１０３に制御信号
を出力し、表示パネル１６０１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１１０２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。

【０１３６】また、前記画像生成回路１１０７に対して
画像データや文字・図形情報を直接出力したり、あるい
は前記入出力インターフェース回路１１０５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。なお、ＣＰＵ１１０６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。あるいは、前述したように入出力イン
ターフェース回路１１０５を介して外部のコンピュータ
ネットワークと接続し、例えば数値計算などの作業を外
部機器と協動して行っても良い。

【０１３７】また、入力部１１１４は、前記ＣＰＵ１１
０６に使用者が命令やプログラム、あるいはデータなど
を入力するためのものであり、例えばキーボードやマウ
スのほか、ジョイスティック、バーコードリーダ、音声
認識装置など多様な入力機器を用いることができる。デ
コーダ１１０４は、前記１１０７ないし１１１３のそれ
ぞれ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。なお、同図中に点線で示すように、デコーダ１１
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、あるいは前記画像生成
回路１１０７およびＣＰＵ１１０６と協動して画像の間
引き、補間、拡大、合成をはじめとする画像処理や編集
が容易に行えるようになるという利点が生まれる。

【０１３８】マルチプレクサ１１０３は、前記ＣＰＵ１
１０６より入力される制御信号にもとづき表示画像を適
宜選択するものである。即ち、マルチプレクサ１１０３
はデコーダ１１０４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１１０
１に出力する。その場合には、一画面表示時間内で画像
信号を切り替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。ディスプ
レイパネルコントローラ１１０２は、前記ＣＰＵ１１０
６より入力される制御信号にもとづき駆動回路１１０１
の動作を制御するための回路である。まず、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（図示せず）の動作シー
ケンスを制御するための信号を駆動回路１１０１に対し
て出力する。

【０１３９】この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１１０１に対して出力する。また
場合によっては、表示画像の輝度やコントラストや色調
や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１１０１に対して出力する場合もある。駆動回
路１１０１は、表示パネル１６０１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１１
０３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１１０２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。

【０１４０】以上、各部の機能を説明したが、図１１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表示パネル１６０１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１１０４におい
て逆変換された後、マルチプレクサ１１０３において適
宜選択され、駆動回路１１０１に入力される。一方、デ
ィスプレイコントローラ１１０２は、表示する画像信号
に応じて駆動回路１１０１の動作を制御するための制御
信号を発生する。駆動回路１１０１は、上記画像信号と
制御信号に基づいて表示パネル１６０１に駆動信号を印
加する。これにより、表示パネル１６０１において画像
が表示される。これらの一連の動作は、ＣＰＵ１１０６
により統括的に制御される。

【０１４１】また、本表示装置においては、前記デコー
ダ１１０４に内蔵する画像メモリや、画像生成回路１１
０７およびＣＰＵ１１０６が関与することにより、単に
複数の画像情報の中から全多久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、入れ換え、はめ込みなどをはじめとす
る画像編集を行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。

【０１４２】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、画像の編集機器、
コンピュータの端末機器、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、産業用あるいは民生用として極め
て応用範囲が広い。しかも、ディスプレイパネルの薄形
化が容易なため、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、臨場感あふれる画像を視認性良く
表示することが可能である。

【０１４３】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても１つの機器から成る装置に適用し
ても良い。また、本発明は、システム或は装置に、本発
明を実施するプログラムを供給することによって達成さ
れる場合にも適用できることはいうまでもない。

【０１４４】以上説明したように本実施例によれば、効
率が良く、安定した電子放出ができる電子源を提供でき
る。

【０１４５】また本実施例の画像形成装置は、効率が良
く、安定し、階調画像の表現性が高いという効果があ
る。

【０１４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、効
率が良く、安定して電子線を放出できる電子源を提供す
ることができる。

【０１４７】また本発明の画像形成方法と装置によれ
ば、高品位の画像を得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の表面電子放出素子構成の例を示す上面図
である。

【図２】従来の電子線源を用いた画像表示装置の構成図
である。

【図３】従来の画像表示装置の構成図である。

【図４】図３の画像表示装置における電子放出部近傍の
電子ビーム軌道を説明する図である。

【図５】横電流型の電子放出体を用いた従来の画像表示
装置の構成図である。

【図６】横電流型の電子放出体を用いた従来の画像表示
装置の構成図である。

【図７】第１実施例に係る水平型電子放出素子の概略構
成図である。

【図８】第１実施例の電子放出素子の製造方法の一例を
示す概略図である。

【図９】実施例の電子放出素子の特性測定装置を示す構
成図である。

【図１０】本実施例の電子放出素子の電流−電圧特性を
示す図である。

【図１１】本実施例の電子放出素子の製造工程中で行な
われるフォーミング処理時の電圧パルス波形を示す図で
ある。

【図１２】第２実施例の垂直型電子放出素子の概略構成
図である。

【図１３】実施例の電子放出素子の電流−電圧特性を示
す図である。

【図１４】本実施例の画像表示装置の斜視断面図であ
る。

【図１５】第１実施例の画像表示装置の駆動方法を示す
タイミングチャートである。

【図１６】本実施例の画像表示装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１７】実施例の画像表示装置の蛍光膜を示す図であ
る。

【図１８】第２実施例の垂直型電子放出素子の製造方法
を示す工程図である。

【図１９】第２実施例の画像表示装置の駆動方法を示す
タイミングチャートである。

【図２０】本実施例の画像表示装置における電子線の走
査を説明するための図である。

【図２１】他の実施例の画像表示装置の概略構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１絶縁性基板３電子放出部４薄膜５，６素子電極７２隔壁９２変調電極９３線状電子源９４垂直方偏向更電極９５水平方向偏向電極１６０１表示パネル１６０２走査回路１６０３駆動信号制御回路１６０４シフトレジスタ１６０５ラインメモリ１６０６同期信号分離回路１６０７変調信号発生器１６０８偏向信号制御回路１６０９垂直偏向信号発生器１６１０水平偏向信号発生器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力信号に基づいて電子を放出する電子
源を備えた画像形成装置であって、複数の表面伝導型電子放出素子を線状に配置した線状電
子源を複数並列に配列したマルチ電子源と、前記マルチ電子源を順次駆動する駆動手段と、前記駆動手段による駆動に応じて前記マルチ電子源から
放出される電子線を前記入力信号に応じて変調する変調
手段と、前記変調手段により変調された電子線を偏向する偏向手
段と、前記偏向手段により偏向された電子線に基づいて可視画
像を形成する画像形成手段と、を備えることを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項２】前記偏向手段は前記マルチ電子源から放
出された電子線を垂直方向及び水平方向に複数段階に偏
向することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
置。
【請求項３】前記変調手段は前記マルチ電子源とマト
リクスを成すように配置された複数の変調電極を有し、
前記複数の変調電極に前記入力信号に基づいて電圧を変
調した所定幅のパルス電圧を印加することを特徴とする
請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記変調手段は前記マルチ電子源とマト
リクスを成すように配置された複数の変調電極を有し、
前記複数の変調電極に前記入力信号に基づいてパルス幅
を変調した所定電圧のパルス電圧を印加することを特徴
とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記表面伝導形電子放出素子は平面型電
子放出素子であることを特徴とする請求項１乃至４のい
ずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記表面伝導形電子放出素子は垂直型電
子放出素子であることを特徴とする請求項１乃至４のい
ずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】入力信号に基づいて電子を放出する電子
源を用いて画像を形成する画像形成方法であって、複数の表面伝導型電子放出素子を線状に配置した線状電
子源を複数並列に配列したマルチ電子源を順次駆動する
工程と、前記マルチ電子源から放出される電子線を前記入力信号
に応じて変調する変調工程と、変調されたマルチ電子源から放出される電子線を前記入
力信号に応じて偏向する偏向工程と、その偏向された電子線に基づいて可視画像を形成する工
程と、を備えることを特徴とする画像形成方法。
【請求項８】前記偏向工程は前記マルチ電子源から放
出された電子線を垂直方向及び水平方向に複数段階に偏
向することを特徴とする請求項７に記載の画像形成方
法。
【請求項９】前記変調工程は、前記マルチ電子源とマ
トリクスを成すように配置された複数の変調電極に前記
入力信号に基づいて電圧を変調した所定幅のパルス電圧
を印加することを特徴とする請求項７に記載の画像形成
方法。
【請求項１０】前記変調工程は、前記マルチ電子源と
マトリクスを成すように配置された複数の変調電極に前
記入力信号に基づいてパルス幅を変調した所定電圧のパ
ルス電圧を印加することを特徴とする請求項７に記載の
画像形成方法。
【請求項１１】前記表面伝導形電子放出素子は平面型
電子放出素子であることを特徴とする請求項７乃至１０
のいずれか１項に記載の画像形成方法。
【請求項１２】前記表面伝導形電子放出素子は垂直型
電子放出素子であることを特徴とする請求項７乃至１０
のいずれか１項に記載の画像形成方法。
【請求項１３】入力信号に基づいて電子を放出する電
子源であって、複数の表面伝導型電子放出素子を線状に配置した線状電
子源を複数並列に配列したマルチ電子源と、前記マルチ電子源から放出される電子線を前記入力信号
に応じて変調する変調手段と、前記変調手段により変調された電子線を偏向する偏向手
段と、を備えることを特徴とする電子源。
【請求項１４】前記偏向手段は前記マルチ電子源から
放出された電子線を垂直方向及び水平方向に複数段階に
偏向することを特徴とする請求項１３に記載の電子源。
【請求項１５】前記変調手段は前記マルチ電子源とマ
トリクスを成すように配置された複数の変調電極を有す
ることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の電子
源。