JPH08190853A

JPH08190853A - 電子源及び該電子源を用いた画像形成方法及びその装置

Info

Publication number: JPH08190853A
Application number: JP311995A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Ando; 洋一安藤; Hidetoshi Suzuki; 英俊鱸
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-01-12
Filing date: 1995-01-12
Publication date: 1996-07-23

Abstract

(57)【要約】【目的】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
形成方法及びその装置を提供することを目的とする。【構成】複数の表面伝導型電子放出素子をＭ本のＸ方
向配線とＮ本のＹ方向配線とによって２次元的に行列状
に配線した表示パネル１６０１と、複数の表面伝導型電
子放出素子のそれぞれを入力信号に応じて変調・駆動す
る変調信号発生回路１６０７と、その変調・駆動された
表面伝導型電子放出素子のそれぞれより出力される電子
線を、入力信号に応じて偏向するための水平偏向信号発
生器１６１０と垂直偏向信号発生器１６０９と、その偏
向された電子線に基づいて表示パネル１６０１の蛍光体
を発光させることにより可視画像を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子源及びその応用で
ある表示装置等の画像形成方法及びその装置に関し、特
に表面伝導型電子放出素子を複数備える電子源及びその
応用である画像形成方法及びその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) やC.A.Spindt, “PHYSICAL Properties
of thin-film field emission cathodes with molybden
um cones”, J.Appl.Phys. 47,5248(1976)等が知られて
いる。

【０００４】ＭＩＭ型の例としてはC.A.Mead, “Operat
ion of tunnel-emission Devices,J.Appl.Phys., 32,64
6(1961) 等が知られている。

【０００５】表面伝導型電子放出素子の例としては、M.
I.Elinson, Radio Eng.Electron Pys., 10, 1290, (196
5) 等がある。

【０００６】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。

【０００７】この表面伝導型電子放出素子としては、前
記エリンソン(Elinson)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 Fil
ms”,9,317(1972)] 、Ｉn2Ｏ3／ＳnＯ2薄膜によるもの
[M. Hartwell and C.G. Fonstad:“IEEE Trans. ED Con
f. ”, 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。

【０００８】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(Hartwell)の
素子構成を図８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。

【０００９】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
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。

【００１０】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、電子放出部
３より電子を放出させる。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。こ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１−０３１３３
２）。また、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に代
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、視野角の狭い等の問題
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
子が衝突することにより発光、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９及び図１
０に、従来の電子線ディスプレイ装置の概略図を示す。

【００１２】図９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、７７は硝
子板、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７
１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、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
熱す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に衝突させて画像を表示す
る。また、配線電極７３と変調電極７６でＸ・Ｙマトリ
クスを形成し、画像形成部材である蛍光体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１０は装置の構成図、図１１はその原理図であ
る。

【００１５】図１０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は下
偏向電極、９６は透明電極と蛍光体、レジスト材等の電
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に電流を流して電子放出さ
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との間隔は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
９７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れ、フェースプレート９６
上の蛍光体に衝突して発光する。また、電子ビーム９７
は、フェースプレート９６、偏向電極９４，９５、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、
結像を行なって画像を表示している。

【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９，図１０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１０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し、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）。

【００２１】（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、電子光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
方向或は収束特性に差が生じやすい。

【００２２】（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、蓄熱を利
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。

【００２３】上記理由により大面積に亙って均一な画像
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。

【００２４】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４５−３１
６１５号においては、図１２及び図１３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
格子を形成するように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
５０２’が丁度、前述の格子の交点に位置するように配
置し、その孔５０２’にガスを封入されている。そして
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。

【００２５】この特公昭４５−３１６１５号には、横電
流型電子放出体に関する詳しい説明は記述されていない
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）。

【００２６】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
て放電させているが、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、および、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、１５mmHg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。

【００２７】このため、かかる表示装置は多階調の表示
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。

【００２８】係る問題に鑑みて本出願人は、電子放出素
子なら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号において
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号において、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。本願発明はさらに鋭意研究を重ねた結果なされたも
のである。

【００２９】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
を提供することを目的とする。

【００３０】また本発明の他の目的は、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その装置を提
供することを目的とする。

【００３１】本発明は、高品位の階調画像を得ることが
できる電子源と該電子源を用いた画像形成方法及びその
装置を提供することを目的とする。

【００３２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
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Ｍ本のＸ方向配線
とＮ本のＹ方向配線とによって２次元的に行列状に配線
した電子源手段と、前記電子源手段の表面伝導型電子放
出素子のそれぞれを前記入力信号に応じて変調駆動する
変調手段と、前記変調手段によって変調駆動された前記
表面伝導型電子放出素子のそれぞれから放出される電子
線を偏向する偏向手段とを有する。

【００３３】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Ｍ本のＸ方向
配線とＮ本のＹ方向配線とによって２次元的に行列状に
配線した電子源手段と、前記複数の表面伝導型電子放出
素子のそれぞれを前記入力信号に応じて順次変調・駆動
する変調手段と、前記変調手段によって変調・駆動され
る前記複数の表面伝導型電子放出素子のそれぞれより放
出される電子線をＸ方向又はＹ方向に偏向する偏向手段
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有する。

【００３４】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備えた画像形成装置に
おける画像形成方法であって、Ｍ本のＸ方向配線とＮ本
のＹ方向配線とによって２次元的に行列状に配線された
複数の表面伝導型電子放出素子を順次駆動する工程と、
前記複数の表面伝導型電子放出素子のそれぞれを前記入
力信号に応じて順次変調駆動する変調工程と、変調駆動
される前記複数の表面伝導型電子放出素子のそれぞれか
ら放出される電子線をＸ方向又はＹ方向に偏向する工程
と、その偏向された電子線に基づいて可視画像を形成す
る工程とを有する。

【００３５】

【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Ｍ本のＸ方向配線とＮ本のＹ方向配線とによっ
て２次元的に行列状に配線し、複数の表面伝導型電子放
出素子のそれぞれを前記入力信号に応じて変調・駆動し
て電子線を放出させ、その変調・駆動された電子線を前
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動作する。

【００３６】

【実施例】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。（表示装置の概要）次に、本実施例の画像表示装置の概
要を説明する。

【００３７】本実施例の画像表示装置は、真空容器内の
Ｍ本のＸ方向配線とＮ本のＹ方向配線とを２次元的に行
列状にマトリクス配線した複数の表面伝導型電子放出素
子と、各表面伝導型電子放出素子の近傍に設けられた偏
向電極により、情報信号に応じた電子線を垂直方向、水
平方向に偏向し、更に加速電圧によって加速されて、表
面伝導型電子放出素子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
基板を設け、その蛍光体基板の所望の位置に電子線を照
射することで面状の発光を得るものである。

【００３８】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。

【００３９】本装置ではＭ本のＸ方向配線とＮ本のＹ方
向配線とによって２次元的に行列状にマトリクス配線さ
れた表面伝導型電子放出素子群の内の１つの電子放出素
子から、後述する方法により情報信号に応じた電子線を
放出させ、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一本の電子線によっ
て面状の発光輝点を形成させるもので、画像表示面積に
対して少ない電子放出素子数で画像表示を可能としてい
る。従って、例えば一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Ｘ方
向、Ｙ方向それぞれ１０本ずつの配線で電気的に接続し
て配置し、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なう。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、前記例の場合で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エリアの電子
放出素子に接続された配線に与えられ、垂直方向の偏向
電極には１ライン目を走査す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ライン分の割り当
て時間内に割り当てエリアを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ライン分の割り当て時間内に同時に駆動して
も、順次駆動しても同様の画像表示が可能である。以上
の走査を順次行なうことで面状の画像表示が可能とな
る。

【００４０】また情報信号に応じて電子放出させるため
には、これら電子放出素子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）、或は割り当て時間内に印加する
振幅一定の微小パルスの入力数を変える（パルス数変
調）など、いかなる方法を用いても構わない。

【００４１】また、Ｘ方向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、電子放出素子の放出部近傍に設けることが偏向
電圧の低下に有利である。

【００４２】以上のように、それぞれのエリア毎で電子
線による表示走査を繰り返すことにより、１電子線より
画像表示エリア内に画像信号に応じた画像が形成され
る。そして、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
なうことで可能となる。

【００４３】（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１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。

【００４４】図中、１０３は表面伝導型電子放出素子で
あり、図のＸ，Ｙ方向に沿って複数の素子が走査配線１
９６、信号配線１９７によって電気的に複数マトリクス
配線されている（本図では、１素子のみ図示してい
る）。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等と呼ばれる黒
色伝導材１７０１と蛍光体１７０２とで構成される（図
２参照）。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
黒くすることにより、混色など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２（ａ））を採用しており、先にブ
ラックストライプを形成し、その間隔部に各色蛍光体１
７０２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。また、フェースプレート１３１には加速電圧を印加
するための高圧端子Ｈvが設けられている。

【００４５】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。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、
発生した負イオンの衝突によるダメージからの蛍光体１
７０２を保護すること等である。

【００４６】メタルバックは、蛍光膜製作後、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。なお、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。以上のような
構造により、良好な画像を表示できる画像形成装置が得
られた。

【００４７】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。

【００４８】（偏向電極の説明）次に、本実施例の特徴
であるＸ方向にビームを偏向するための偏向電極１９５
ａ，１９５ｂ、及びＹ方向にビームを偏向するための偏
向電極１９４ａ，１９４ｂ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１９４ａ，１９４ｂ，１９５
ａ，１９５ｂ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に応じた電子線が、そ
の所望の位置に到達するように偏向電極１９４ａ，１９
４ｂ，１９５ａ，１９５ｂに適当な電圧を順次印加する
ことにより、１つの走査線を形成する。

【００４９】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に応じた電子線を放出さ
せると同時に、偏向電極１９４ａ，１９４ｂ，１９５
ａ，１９５ｂに所望の電圧を印加して第２の走査線に対
応する位置にその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。

【００５０】また、偏向電極１９４ａ，１９４ｂ，１９
５ａ，１９５ｂは、予め板状のガラス部材１７２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。偏向電極１９４ａ，ｂ，１９５ａ，ｂが形成された
ガラス部材１７２は、表示パルス内部に、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。

【００５１】図１に示されるように、隔壁１７２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１９４ａ，１９４ｂ，１９
５ａ，１９５ｂの形成法は、必ずしも蒸着に限られたも
のではなく、たとえば、板状の金属を前記ガラス部材７
２に張り付ける方法を用いても良い。偏向電極１９４
ａ，１９４ｂ，１９５ａ，１９５ｂは、隔壁１７２の両
側面に設けられており、電子放出素子１０３を挟んで対
向する両電極が対になって機能する。

【００５２】（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。

【００５３】次に、説明の便宜上、Ｘ方向配線とＹ方向
配線とによって行列状に単純マトリクス配線された複数
の表面伝導型電子放出素子を有し、画像信号に応じた電
子ビームを放出させる駆動方法について、詳細に説明す
る。

【００５４】図３に示すのは、６行６列の行列状に表面
伝導型放出素子をマトリクス配線したマルチ電子ビーム
源であり、説明上、各素子を区別するためにＤ（１，
１），Ｄ（１，２）〜Ｄ（６，６）のように、（Ｘ，
Ｙ）座標で各電子放出素子の位置を示している。

【００５５】この内、ある素子より電子を放出させるに
はＤx1〜Ｄx6（走査側配線）のうち走査線表示ラインに
対応する行の端子に０［Ｖ］を、それ以外の端子には７
［Ｖ］を印加する。それと同期して当該ラインの画像情
報に従ってＤy1〜Ｄy6（信号配線）の各端子に変調信号
を印加する。

【００５６】例えば図３は、Ｄ（２，３），Ｄ（３，
３），Ｄ（４，３）で示される素子を駆動する場合に、
各端子を通じて各素子に印加される電圧値を示してい
る。同図から明らかなように、Ｄ（２，３），Ｄ（３，
３），Ｄ（４，３）の各素子には１４［Ｖ］が印加され
て電子ビームが出力される。一方、これら３素子以外の
素子には７［Ｖ］（図中斜線で示す素子）もしくは０
［Ｖ］（図中白抜きで示す素子）が印加されている。こ
れらの電子放出素子は、電子放出の閾値電圧以下が印加
されているため、これらの素子からは電子ビームは出力
されない。

【００５７】なお上述した通り発光輝度を変調して中間
調表示を行なう場合、変調信号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）、或は割り当て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）など、いかなる
方法を用いても構わない。

【００５８】次に、一個の電子源（表面伝導型電子放出
素子）が受け持つエリアの表示動作を図４のタイミング
チャート図、図５に示す表示装置のブロック図を用いて
説明する。

【００５９】図４において、（ａ）は走査線（Ｄx1〜Ｄ
xm）側に印加される電圧波形を示し、（ｂ）は信号配線
（Ｄy1〜Ｄyn）側に印加される電圧波形を示し、図４
（ｃ）及び（ｄ）は、一対の水平方向偏向電極１９５
ａ，１９５ｂに印加される偏向電圧波形を示し、図４
（ｅ）及び（ｆ）は、垂直方向偏向電極１９４ａ，１９
４ｂに印加される偏向電圧の波形を示している。例えば
前述の１００エリアに分割された内の１つのエリアの走
査線を形成する場合、電子放出素子１０３は、１走査線
の割当時間内に走査配線と信号配線より印加される電圧
に従って画像信号に基づいて、連続的に電子放出を行
う。

【００６０】次に、一対の水平方向偏向電極１９５ａ，
１９５ｂ及び垂直方向の偏向電極１９４ａ，１９４ｂに
順次電圧を印加することにより、電子線を所望の位置に
偏向することで、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。上記電子線による走査を、この
エリア内で繰り返し行い、同様の走査が各エリアで行わ
れることにより、画面全体に亙って面状の画像表示が可
能となる。

【００６１】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。

【００６２】図５において、表示パネル１６０１は、例
えば図１に示されたものであり、その垂直偏向電極１９
４は垂直偏向信号発生器１６０９、水平偏向電極１９５
は水平偏向信号発生器１６１０にそれぞれ接続され、信
号配線１９７は変調信号発生回路１６０７、走査配線１
９６は走査回路１６０２にそれぞれ接続される。

【００６３】図４（ａ）〜（ｆ）は、図５の構成におけ
る表示動作のタイミングを示している。図４（ａ）は、
走査回路１６０２から走査配線１９６に印加される電圧
波形を示し、図４（ｂ）は、変調信号発生回路１６０７
から信号配線１９７に印加される電圧を示し、（ｃ）は
水平偏向電極の一方１９５ａに水平偏向信号発生器１６
１０から印加される電圧Ｖrh1、（ｄ）はもう一方の水
平偏向電極１９５ｂに印加される電圧Ｖrh2の波形を示
している。図４は、特定の表面伝導型電子放出素子列に
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。

【００６４】次に図４と図５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。

【００６５】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を入力して、信号ＴSFTと信号ＴS
CAN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〜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４（ａ）のように選択されている電子放出素
子列に電子放出閾値付近の適当な電圧を印加する（本実
施例では７Ｖ、その他の端子はＧＮＤ）。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、素子に印加される駆動
電圧は図４（ａ）と（ｂ）の差電圧として与えられ、こ
の電圧が電子放出閾値（本実施例では８Ｖ）を上回った
時に電子が放出され、またその最高値は、その電圧の時
に十分な輝度で光るように加速電圧とともに、論理的或
は実験的に定められる。

【００６６】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〜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１９４
ａ，１９４ｂに接続されており、それらスイッチは同時
に切り替えられる。これにより走査回路１６０２により
電圧（０Ｖ）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１９４ａ，１９４ｂ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１６０
９は、スイッチＳriをオンするように動作する。

【００６７】それと共に、垂直偏向信号発生器１６０９
は、偏向電極１９４ａ，１９４ｂに電圧を供給する電源
Ｖr1とＶr2とにより発生される偏向電圧を、それぞれ図
４（ｅ），（ｆ）のように、走査線が替わる毎に段階状
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。

【００６８】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。

【００６９】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１ライン分の画像信
号（１ラインは、表面伝導形電子放出素子１列分であ
り、本実施例ではｎ＝１００画素）は、ＩＧ1〜ＩＧnか
らなる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。

【００７０】ラインメモリ１６０５は、１ライン分の画
像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。こうして記憶された内容はＩＧ1’〜ＩＧn’とし
て出力され、変調信号発生回路１６０７に入力される。
変調信号発生回路１６０７は、入力されたデータＩＧ
1’〜ＩＧn’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電圧をＤy1〜Ｄynに印
加する。その信号が図４（ｂ）で示されている。このＤ
y1〜Ｄynに印加される電圧に応じて、表面伝導形電子放
出素子から放出されて蛍光体に当たる電子の量が加減さ
れる。

【００７１】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。

【００７２】次に、図４の駆動タイミングチャート図
と、図６の電子線の軌道図とを参照して、本実施例にお
ける表示装置の動作を詳細に説明する。図６においては
便宜上水平、垂直の偏向電極は省略している。

【００７３】図４において、第１走査線表示期間中に水
平方向偏向電極１９５ａ，１９５ｂ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
６に示したように走査順序に従って（図６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，Ｖrv2は、図４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（電子放出素子）に対して
水平方向に１０個の表示画素を割り当てている。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，Ｖrv2を、図４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。

【００７４】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。

【００７５】＜第２実施例＞第２実施例の画像表示装置
の全体の構成は第１実施例と同様であるが、画像信号に
応じて電子線の変調を行なう変調方法としては、振幅一
定の駆動電圧（図７（ａ），（ｂ）の差電圧、本実施例
では１４Ｖ）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前述の図５とほぼ同様であ
るが、変調信号発生回路１６０７は、入力信号ＩＧi’
に従って電圧の変化するパルスでなく、その幅の変化す
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７に示す。この場合のパルス幅は１μｓｅｃ〜１ｍ
ｓｅｃであり、偏向電圧は第１実施例と同様にほぼ１０
０Ｖであった。

【００７６】この表示装置は、第１実施例と説明したの
と同様に順次電子ビームを偏向して画像を表示すること
ができる。

【００７７】（マルチ電子ビーム源の説明）次に、前記
実施例の表示パネルに用いたマルチ電子ビーム源の製造
方法について説明する。本発明の画像表示装置に用いる
マルチ電子ビーム源は、表面伝導型放出素子を単純にマ
トリクス配線した電子源であれば、表面伝導型放出素子
の材料や形状或は製法に制限はない。しかしながら、発
明者らは、表面伝導型放出素子の中では、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
出特性に優れ、しかも製造が容易に行えることを見出し
ている。従って、高輝度で大画面の画像表示装置のマル
チ電子ビーム源に用いるには、最も好適であると言え
る。そこで、上記実施例の表示パネルにおいては、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表面
伝導型放出素子を用いた。そこで、まず好適な表面伝導
型放出素子について基本的な構成と製法及び特性を説明
し、その後で多数の素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子ビーム源の構造について述べる。

【００７８】（表面伝導型放出素子の好適な素子構成と
製法）電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形
成する表面伝導型放出素子の代表的な構成には、平面型
と垂直型の２種類があげられる。（平面型の表面伝導型放出素子）まず最初に、平面型の
表面伝導型放出素子の素子構成と製法について説明す
る。

【００７９】図１４に示すのは、平面型の表面伝導型放
出素子の構成を説明するための平面図（ａ）および断面
図（ｂ）である。図中、１１０１は基板、１１０２と１
１０３は素子電極、１１０４は導電性薄膜、１１０５は
通電フォーミング処理により形成した電子放出部、１１
１３は通電活性化処理により形成した薄膜である。

【００８０】ここで、基板１１０１としては、例えば、
石英ガラスや青板ガラスをはじめとする各種ガラス基板
や、アルミナをはじめとする各種セラミクス基板、或は
上述の各種基板上に例えばＳｉＯ2 を材料とする絶縁層
を積層した基板、などを用いることができる。

【００８１】また、基板１１０１上に基板面と平行に対
向して設けられた素子電極１１０２と１１０３は、導電
性を有する材料によって形成されている。例えば、Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｐｄ，
Ａｇ等をはじめとする金属、或はこれらの金属の合金、
或はＩｎ2Ｏ3 −ＳｎＯ2 をはじめとする金属酸化物、
ポリシリコンなどの半導体などの中から適宜材料を選択
して用いればよい。電極を形成するには、例えば真空蒸
着などの製膜技術とフォトリソグラフィー、エッチング
などのパターンニング技術を組み合わせて用いれば容易
に形成できるが、それ以外の方法（例えば印刷技術）を
用いて形成してもさしつかえない。

【００８２】素子電極１１０２と１１０３の形状は、当
該電子放出素子の応用目的に合わせて適宜設計される。
一般的には、電極間隔Ｌは通常は数百オングストローム
から数百マイクロメータの範囲から適当な数値を選んで
設計されるが、なかでも表示装置に応用するために好ま
しいのは数マイクロメータより数十マイクロメータの範
囲である。また、素子電極の厚さｄについては、通常は
数百オングストローム数マイクロメータの範囲から適当
な数値が選ばれる。

【００８３】また、導電性薄膜１１０４の部分には、微
粒子膜を用いる。ここで述べた微粒子膜とは、構成要素
として多種の微粒子を含んだ膜（島状の集合体も含む）
のことをさす。微粒子膜を微視的に調べれば、通常は、
個々の微粒子が離間して配置された構造か、或は微粒子
が互いに隣接した構造か、或は微粒子が互いに重なりあ
った構造が観測される。

【００８４】微粒子膜に用いた微粒子の粒径は、数オン
グストロームから数千オングストロームの範囲に含まれ
るものであるが、なかでも好ましいのは１０オングスト
ロームから２００オングストロームの範囲のものであ
る。また、微粒子膜の膜厚は、以下に述べるような諸条
件を考慮して適宜設定される。即ち、素子電極１１０２
或は１１０３と電気的に良好に接続するのに必要な条
件、後述する通電フォーミングを良好に行うのに必要な
条件、微粒子膜自身の電気抵抗を後述する適宜の値にす
るために必要な条件、などである。具体的には、数オン
グストロームから数千オングストロームの範囲のなかで
設定するが、なかでも好ましいのは１０オングストロー
ムから５００オングストロームの間である。

【００８５】また、微粒子膜を形成するのに用いられう
る材料としては、例えば、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔ
ａ，Ｗ，Ｐｂなどをはじめとする金属や、ＰｄＯ，Ｓｎ
Ｏ2 ，Ｉｎ2Ｏ3，ＰｂＯ，Ｓｂ2Ｏ3などをはじめとする
酸化物や、ＨｆＢ2，ＺｒＢ2 ，ＬａＢ6，ＣｅＢ6，Ｙ
Ｂ4，ＧｄＢ4などをはじめとする炭化物や、ＴｉＮ，Ｚ
ｒＮ，ＨｆＮなどをはじめとする窒化物やＳｉ，Ｇｅな
どをはじめとする半導体や、カーボンなどがあげられ、
これらの中から適宜選択される。

【００８６】以上述べたように、導電性薄膜１１０４を
微粒子膜で形成したがそのシート抵抗値については、１
０の３乗から１０の７乗［オーム／□］の範囲に含まれ
るよう設定した。

【００８７】なお、導電性薄膜１１０４と素子電極１１
０２および１１０３とは、電気的に良好に接続されるの
が望ましいため、互いの一部が重なりあうような構造を
とっている。その重なり方は、図１４の例においては、
下から、基板、素子電極、導電性薄膜の順序で積層した
が、場合によっては下から基板、導電性薄膜、素子電
極、の順で積層してもさしつかえない。また、電子放出
部１１０５は、導電性薄膜１１０４の一部に形成された
亀裂状の部分であり、電気的には周囲の導電性薄膜より
も高抵抗な性質を有している。亀裂は、導電性薄膜１１
０４に対して、後述する通電フォーミングの処理を行う
ことにより形成する。亀裂内には、数オングストローム
から数百オングストロームの粒径の微粒子を配置する場
合がある。なお、実際の電子放出部の位置や形状を精密
かつ正確に図示するのは困難なため、図１４においては
模式的に示した。また、薄膜１１１３は、炭素もしくは
炭素化合物によりなる薄膜で、電子放出部１１０５およ
びその近傍を被覆している。薄膜１１１３は、通電フォ
ーミング処理後に、後述する通電活性化の処理を行うこ
とにより形成する。薄膜１１１３は、単結晶グラファイ
ト、多結晶グラファイト、非晶質カーボン、のいずれか
か、もしくはその混合物であり、膜厚は５００［オング
ストローム］以下とするが、３００［オングストロー
ム］以下とするのがさらに好ましい。なお、実際の薄膜
１１１３の位置や形状を精密に図示するのは困難なた
め、図１４においては模式的に示した。また、平面図
（ａ）においては、薄膜１１１３の一部を除去した素子
を図示した。

【００８８】以上、好ましい素子の基本構造を述べた
が、実施例においては以下のような素子を用いた。

【００８９】即ち、基板１１０１には青板ガラスを用
い、素子電極１１０２と１１０３にはＮｉ薄膜を用い
た。素子電極の厚さｄは１０００［オングストロー
ム］、電極間隔Ｌは２［マイクロメータ］とした。

【００９０】微粒子膜の主要材料としてＰｄもしくはＰ
ｄＯを用い、微粒子膜の厚さは約１００［オングストロ
ーム］、幅Ｗは１００［マイクロメータ］とした。

【００９１】次に、好適な平面型の表面伝導型放出素子
の製造方法について説明する。図１５の（ａ）〜（ｃ）
及び図１６（ａ）（ｂ）は、表面伝導型放出素子の製造
工程を説明するための断面図で、各部材の表記は前記図
１４と同一である。

【００９２】（１）まず、図１５（ａ）に示すように、
基板１１０１上に素子電極１１０２及び１１０３を形成
する。これら素子電極を形成するにあたっては、予め基
板１１０１を洗剤、純水、有機溶剤を用いて十分に洗浄
後、素子電極の材料を堆積させる（堆積する方法として
は、例えば、蒸着法やスパッタ法などの真空成膜技術を
用いればよい）。その後、堆積した電極材料を、フォト
リソグラフィー・エッチング技術を用いてパターニング
し、（ａ）に示した一対の素子電極（１１０２と１１０
３）を形成する。

【００９３】（２）次に、同図（ｂ）に示すように、導
電性薄膜１１０４を形成する。この導電性薄膜１１０４
を形成するにあたっては、まず図１５（ａ）の基板に有
機金属溶液を塗布して乾燥し、加熱焼成処理して微粒子
膜を成膜した後、フォトリソグラフィー・エッチングに
より所定の形状にパターニングする。ここで、有機金属
溶剤とは、導電性薄膜に用いる微粒子の材料を主要元素
とする有機金属化合物の溶液である（具体的には、本実
施例では主要元素としてＰｄを用いた。また、実施例で
は塗布方法として、ディッピング法を用いたが、それ以
外の例えばスピンナー法やスプレー法を用いてもよ
い）。

【００９４】また、微粒子膜で作られる導電性薄膜の成
膜方法としては、本実施例で用いた有機金属溶液の塗布
による方法以外の、例えば真空蒸着法やスパッタ法、或
は化学的気相堆積法などを用いる場合もある。

【００９５】（３）次に、同図（ｃ）に示すように、フ
ォーミング用電源２から素子電極１１０２と１１０３の
間に適宜の電圧を印加し、通電フォーミング処理を行っ
て、電子放出部１１０５を形成する。この通電フォーミ
ング処理とは、微粒子膜で作られた導電性薄膜１１０４
に通電を行って、その一部を適宜に破壊、変形、もしく
は変質せしめ、電子放出を行うのに好適な構造に変化さ
せる処理のことである。微粒子膜で作られた導電性薄膜
のうち電子放出を行うのに好適な構造に変化した部分
（即ち電子放出部１１０５）においては、薄膜に適当な
亀裂が形成されている。なお、電子放出部１１０５が形
成される前と比較すると、形成された後は素子電極１１
０２と１１０３の間で計測される電気抵抗は大幅に増加
する。

【００９６】通電方法をより詳しく説明するために、図
１７に、フォーミング用電源１１１０から印加する適宜
の電圧波形の一例を示す。

【００９７】前述の微粒子膜で作られた導電性薄膜１１
０４をフォーミングする場合には、パルス状の電圧が好
ましく、本実施例の場合には同図に示したようにパルス
幅Ｔ１の三角波パルスをパルス間隔Ｔ２で連続的に印加
した。その際には、三角波パルスの波高値Ｖｐｆを、順
次昇圧した。また、電子放出部１１０５の形成状況をモ
ニタするためのモニタパルスＰmを適宜の間隔で三角波
パルスの間に挿入し、その際に流れる電流を電流計１１
１１で計測した。

【００９８】実施例においては、例えば１０のマイナス
５乗［ｔｏｒｒ］程度の真空雰囲気下において、例えば
パルス幅Ｔ１を１［ミリ秒］、パルス間隔Ｔ２を１０
［ミリ秒］とし、波高値Ｖｐｆを１パルスごとに０．１
［Ｖ］づつ昇圧した。そして、三角波を５パルス印加す
るたびに１回の割で、モニターパルスＰｍを挿入した。
フォーミング処理に悪影響を及ぼすことがないように、
モニターパルスの電圧Ｖｐｍは０．１［Ｖ］に設定し
た。そして、素子電極１１０２と１１０３の間の電気抵
抗が１×１０の６乗［オーム］になった段階、即ちモニ
ターパルス印加時に電流計１１１１で計測される電流が
１×１０のマイナス７乗［Ａ］以下になった段階で、フ
ォーミング処理に係わる通電を終了した。

【００９９】なお、上記の方法は、本実施例の表面伝導
型放出素子に関する好ましい方法であり、例えば微粒子
膜の材料や膜厚、或は素子電極間隔Ｌなど表面伝導型放
出素子の設計を変更した場合には、それに応じて通電の
条件を適宜変更するのが望ましい。

【０１００】（４）次に、図１６の（ａ）で示すよう
に、活性化用電源１１１２から素子電極１１０２と１１
０３の間に適宜の電圧を印加し、通電活性化処理を行っ
て、電子放出特性の改善を行う。この通電活性化処理と
は、前記通電フォーミング処理により形成された電子放
出部１１０５に適宜の条件で通電を行って、その近傍に
炭素もしくは炭素化合物を堆積せしめる処理のことであ
る（図においては、炭素もしくは炭素化合物によりなる
堆積物を部材１１１３として模式的に示した）。なお、
通電活性化処理を行うことにより、行う前と比較して、
同じ印加電圧における放出電流を典型的には１００倍以
上に増加させることができる。

【０１０１】具体的には、１０のマイナス４乗ないし１
０のマイナス５乗［ｔｏｒｒ］の範囲内の真空雰囲気中
で、電圧パルスを定期的に印加することにより、真空雰
囲気中に存在する有機化合物を起源とする炭素もしくは
炭素化合物を堆積させる。堆積物１１１３は、単結晶グ
ラファイト、多結晶グラファイト、非晶質カーボン、の
いずれかか、もしくはその混合物でり、膜厚は５００
［オングストローム］以下、より好ましくは３００［オ
ングストローム］以下である。

【０１０２】通電方法をより詳しく説明するために、図
１８の（ａ）に、活性化用電源１１１２から印加する適
宜の電圧波形の一例を示す。本実施例においては、一定
電圧の矩形波を定期的に印加して通電活性化処理を行っ
たが、具体的には、矩形波の電圧Ｖａｃは１４［Ｖ］、
パルス幅Ｔ３は１［ミリ秒］、パルス間隔Ｔ４は１０
［ミリ秒］とした。なお、上述の通電条件は、本実施例
の表面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表
面伝導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応
じて条件を適宜変更するのが望ましい。

【０１０３】図１６の（ｄ）に示す１１１４は、該表面
伝導型放出素子から放出される放出電流Ｉｅを捕捉する
ためのアノード電極で、直流高電圧電源１１１５および
電流計１１１６が接続されている（なお、基板１１０１
を、表示パネルの中に組み込んでから活性化処理を行う
場合には、表示パネルの蛍光面をアノード電極１１１４
として用いる）。

【０１０４】活性化用電源１１１２から電圧を印加する
間、電流計１１１６で放出電流Ｉｅを計測して通電活性
化処理の進行状況をモニタし、活性化用電源１１１２の
動作を制御する。電流計１１１６で計測された放出電流
Ｉｅの一例を図１８（ｂ）に示すが、活性化電源１１１
２からパルス電圧を印加しはじめると、時間の経過とと
もに放出電流Ｉｅは増加するが、やがて飽和してほとん
ど増加しなくなる。このように、放出電流Ｉｅがほぼ飽
和した時点で活性化用電源１１１２からの電圧印加を停
止し、通電活性化処理を終了する。

【０１０５】なお、上述の通電条件は、本実施例の表面
伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝導
型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて条
件を適宜変更するのが望ましい。

【０１０６】以上のようにして、図１６（ｂ）に示す平
面型の表面伝導型放出素子を製造した。

【０１０７】（垂直型の表面伝導型放出素子）次に、電
子放出部もしくはその周辺を微粒子膜から形成した表面
伝導型放出素子のもうひとつの代表的な構成、即ち垂直
型の表面伝導型放出素子の構成について説明する。

【０１０８】図１９は、垂直型の基本構成を説明するた
めの模式的な断面図であり、図中の１２０１は基板、１
２０２と１２０３は素子電極、１２０６は段差形成部
材、１２０４は微粒子膜を用いた導電性薄膜、１２０５
は通電フォーミング処理により形成した電子放出部、１
２１３は通電活性化処理により形成した薄膜である。

【０１０９】垂直型が先に説明した平面型と異なる点
は、素子電極のうちの片方（１２０２）が段差形成部材
１２０６上に設けられており、導電性薄膜１２０４が段
差形成部材１２０６の側面を被覆している点にある。従
って、前記図１４の平面型における素子電極間Ｌは、垂
直型においては段差形成部材１２０６の段差高Ｌｓとし
て設定される。なお、基板１２０１、素子電極１２０２
及び１２０３、微粒子膜を用いた導電性薄膜１２０４に
ついては、前記平面型の説明中に列挙した材料を同様に
用いることが可能である。また、段差形成部材１２０６
には、例えばＳｉＯ2のような電気的に絶縁性の材料を
用いる。

【０１１０】次に、垂直型の表面伝導型放出素子の製法
について説明する。図２０の（ａ）〜（ｆ）は、製造工
程を説明するための断面図で、各部材の表記は前記図１
９と同一である。

【０１１１】（１）まず、図２０（ａ）に示すように、
基板１２０１上に素子電極１２０３を形成する。

【０１１２】（２）次に、同図（ｂ）に示すように、段
差形成部材を形成するための絶縁性を積層する。絶縁層
は、例えばＳｉＯ2をスパッタ法で積層すればよいが、
例えば真空蒸着法や印刷法などの他の成膜方法を用いて
もよい。

【０１１３】（３）次に、同図（ｃ）に示すように、絶
縁層の上に素子電極１２０２を形成する。

【０１１４】（４）次に、同図（ｄ）に示すように、絶
縁層の一部を、例えばエッチング法を用いて除去し、素
子電極１２０３を露出させる。

【０１１５】（５）次に、同図（ｅ）に示すように、微
粒子膜を用いた導電性薄膜１２０４を形成する。この導
電性薄膜１２０４を形成するには、前記平面型の場合と
同じく、例えば塗布法などの成膜技術を用いればよい。

【０１１６】（６）次に、前記平面型の場合と同じく、
通電フォーミング処理を行い、電子放出部を形成する
（図１５（ｃ）を用いて説明した平面型の通電フォーミ
ング処理と同様の処理を行えばよい）。

【０１１７】（７）次に、前記平面型の場合と同じく、
通電活性化処理を行い、電子放出部近傍に炭素もしくは
炭素化合物を堆積させる（図１６（ａ）を用いて説明し
た平面型の通電活性化処理と同様の処理を行えばよ
い）。

【０１１８】以上のようにして、図２０（ｆ）に示す垂
直型の表面伝導型放出素子を製造した。

【０１１９】（表示装置に用いた表面伝導型放出素子の
特性）以上、平面型と垂直型の表面伝導型放出素子につ
いて素子構成と製法を説明したが、次に表示装置に用い
た素子の特性について述べる。

【０１２０】図２１に、本実施例の表示装置に用いた素
子の、（放出電流Ｉｅ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性、
及び（素子電流Ｉｆ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性の典
型的な例を示す。この表示装置に用いた素子は、放出電
流Ｉｅに関して以下に述べる３つの特性を有している。

【０１２１】第１に、ある電圧（これを閾値電圧Ｖthと
呼ぶ）以上の大きさの電圧を素子に印加すると急激に放
出電流Ｉｅが増加するが、一方、閾値電圧Ｖth未満の電
圧では、放出電流Ｉｅはほとんど検出されない。尚、本
実施例の素子では、Ｖth＝８［Ｖ］であった。即ち、放
出電流Ｉｅに関して、明確な閾値電圧Ｖthを持った非線
形素子である。

【０１２２】第２に、放出電流Ｉｅは素子に印加する電
圧Ｖｆに依存して変化するため、電圧Ｖｆで放出電流Ｉ
ｅの大きさを制御できる。

【０１２３】第３に、素子に印加する電圧Ｖｆに対して
素子から放出される電流Ｉｅの応答速度が速いため、電
圧Ｖｆを印加する時間の長さによって素子から放出され
る電子の電荷量を制御できる。

【０１２４】以上のような特性を有するため、表面伝導
型放出素子を表示装置に好適に用いることができた。例
えば、多数の素子を表示画面の画素に対応して設けた表
示装置において、前述の第１の特性を利用すれば、表示
が面を順次走査して表示を行うことが可能である。即
ち、駆動中の素子には所望の発光輝度に応じて閾値電圧
Ｖth以上の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子には閾
値電圧Ｖth未満の電圧を印加する。駆動する素子を順次
切り替えることにより、表示画面を順次走査して表示を
行うことが可能である。

【０１２５】また、第２の特性かまたは第３の特性を利
用することにより、発光輝度を制御することができるた
め、階調表示を行うことが可能である。

【０１２６】（多数素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子ビーム源の構造）次に、上述の表面伝導型放出素
子を基板上に配列して単純マトリクス配線したマルチ電
子ビーム源の構造について述べる。

【０１２７】図２２に示すのは、前記図５の表示パネル
１６０１に用いたマルチ電子ビーム源の平面図である。
基板上には、前記図１４で示したものと同様な表面伝導
型放出素子が配列され、これらの素子は行方向配線電極
１００３と列方向配線電極１００４により単純マトリク
ス状に配線されている。行方向配線電極１００３と列方
向配線電極１００４の交差する部分には、電極間に絶縁
層（不図示）が形成されており、電気的な絶縁が保たれ
ている。

【０１２８】図２２のＡ−Ａ’に沿った断面を、図２３
に示す。尚、このような構造のマルチ電子源は予め基板
１００１上に行方向配線電極１００３、列方向配線電極
１００４、電極間絶縁層（不図示）、及び表面伝導型放
出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した後、行方向配
線電極１００３及び列方向配線電極１００４を介して各
素子に給電して通電フォーミング処理と通電活性化処理
を行うことにより製造した。

【０１２９】図２４は、前記説明の表面伝導型放出素子
を電子ビーム源として用いた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多
機能表示装置の一例を示すための図である。

【０１３０】図中、２１００はディスプレイパネル、２
１０２はディスプレイパネル２１００の駆動回路、２１
０２はディスプレイ・コントローラ、２１０３はマルチ
プレクサ、２１０４はデコーダ、２１０５は入出力イン
ターフェース回路、２１０６はＣＰＵ、２１０７は画像
生成回路、２１０８及び２１０９及び２１１０は画像メ
モリインターフェース回路、２１１１は画像入力インタ
ーフェース回路、２１１２及び２１１３はＴＶ信号受信
回路、２１１４は入力部である（なお、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）。

【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２１１３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、これらより、更に多数の走査
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２１１３で受信された
ＴＶ信号は、デコーダ２１０４に出力される。

【０１３３】また、ＴＶ信号受信回路２１１２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２１１３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２１０４に出力さ
れる。また、画像入力インターフェース回路２１１１
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２１０４に出力
される。

【０１３４】また、画像メモリインターフェース回路２
１１０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２１０４に出力される。

【０１３５】また、画像メモリインターフェース回路２
１０９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２１０４に出力される。また、画像メモリインターフ
ェース回路２１０８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２１０４に出力される。入出力インターフェー
ス回路２１０５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ある。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ＣＰＵ２１０６
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。

【０１３６】また、画像生成回路２１０７は、前記入出
力インターフェース回路２１０５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、或はＣＰＵ２１
０６より出力される画像データや文字・図形情報にもと
ず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
して画像の生成に必要な回路が組み込まれている。

【０１３７】本回路により生成された表示用画像データ
は、デコーダ２１０４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２１０５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。

【０１３８】また、ＣＰＵ２１０６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２１０３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２１０２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。前記画像生成回路２１０７に対して画像デ
ータや文字・図形情報を直接出力したり、或は前記入出
力インターフェース回路２１０５を介して外部のコンピ
ュータやメモリをアクセスした画像データや文字・図形
情報を入力する。

【０１３９】なお、ＣＰＵ２１０６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。或は、前述したように入出力インターフェース回路
２１０５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同して
行っても良い。また、入力部２１１４は、前記ＣＰＵ２
１０６に使用者が命令プログラム、或はデータなどを入
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可能である。デ
コーダ２１０４は、前記２１０７ないし２１１３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２１０４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。或は前記画像生成回路２１０７及びＣ
ＰＵ２１０６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える
ようになるという利点が生まれるからである。

【０１４０】また、マルチプレクサ２１０３は、前記Ｃ
ＰＵ２１０６より入力される制御信号にもとずき表示画
像を適宜選択するものである。即ち、マルチプレクサ２
１０３はデコーダ２１０４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
２１０１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２１０２は、前記ＣＰＵ
２１０６より入力される制御信号にもとずき駆動回路２
１０１の動作を制御するための回路である。

【０１４１】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２１０１に対して出力する。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
２１０１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２１０１に対
して出力する場合もある。

【０１４２】また、駆動回路２１０１は、ディスプレイ
パネル２１００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２１０３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２１
０２より入力される制御信号にもとずいて動作するもの
である。

【０１４３】以上、各部の機能を説明したが、図２４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２
１００に表示することが可能である。

【０１４４】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２１０４において逆変換された
後、マルチプレクサ２１０３において適宜選択され、駆
動回路２１０１に入力される。一方、ディスプレイコン
トローラ２１０２は、表示する画像信号に応じて駆動回
路２１０１の動作を制御するための制御信号を発生す
る。駆動回路２１０１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２１００に駆動信号を印加す
る。これにより、ディスプレイパネル２１００において
画像が表示される。これらの一連の動作は、ＣＰＵ２１
０６により統括的に制御される。また、本表示装置にお
いては、前記デコーダ２１０４に内蔵する画像メモリ
や、画像生成回路２１０７及びＣＰＵ２１０６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
集を行うための専用回路を設けても良い。

【０１４５】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、コンピュータの端末機器、ワー
ドプロセッサを初めとする事務端末機器、ゲーム機など
の機能を一台で兼ね備えることが可能で、産業用或は民
生用として極めて応用範囲が広い。

【０１４６】なお、上記図２４は、表面伝導型放出素子
を電子ビーム源とす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すぎず、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２４
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。

【０１４７】本表示装置においては、とりわけ表面伝導
型放出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルが
容易に薄型化できるため、表示装置全体の奥行きを小さ
くすることが可能である。それに加えて、表面伝導型放
出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルは大画
面化が容易で輝度が高く視野角特性にも優れるため、本
表示装置は臨場感に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。

【０１４８】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。

【０１４９】以上説明したように本実施例によれば、効
率が良く、安定して電子線を放出できる電子源を提供す
ることができる。

【０１５０】また本実施例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。

【０１５１】

【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、安定した電子線の放出ができる効果がある。

【０１５２】また本発明によれば、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効果がある。

【０１５３】また本発明によれば、高品位の階調画像を
得ることができる効果がある。

【０１５４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の画像表示装置の斜視断面図
である。

【図２】本実施例の画像表示装置の蛍光膜を示す図であ
る。

【図３】６×６のＭＴＸ配線素子の駆動方法を表す図で
ある。

【図４】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５】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６】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７】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８】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９】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１０】従来の画像表示装置の構成図である。

【図１１】図１０の画像表示装置における電子放出部近
傍の電子ビームの軌道を説明する図である。

【図１２】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１３】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１４】実施例で用いた平面型の表面伝導型放出素子
の平面図（ａ）、断面図（ｂ）である。

【図１５】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を示
す断面図である。

【図１６】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を示
す断面図である。

【図１７】通電フォーミング処理の際の印加電圧波形を
示す図である。

【図１８】通電活性化処理の際の印加電圧波形（ａ）、
放出電流Ｉｅの変化（ｂ）を示す図である。

【図１９】実施例で用いた垂直型の表面伝導型放出素子
の断面図である。

【図２０】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を示
す断面図である。

【図２１】実施例で用いた表面伝導型放出素子の典型的
な特性を示すグラフ図である。

【図２２】実施例で用いたマルチ電子ビーム源の基板の
平面図である。

【図２３】実施例で用いたマルチ電子ビーム源の基板の
一部断面図である。

【図２４】本発明の実施例である多機能画像表示装置の
ブロック図である。

【符号の説明】

１０３電子放出素子１３１フェースプレート１９４ａ，１９４ｂＹ方向の偏向電極１９５ａ，１９５ｂＸ方向の偏向電極１９６走査配線１９７信号配線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１６０７変調信号発生回路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１７０２蛍光体

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Ｍ本のＸ方向配線とＮ
本のＹ方向配線とによって２次元的に行列状に配線した
電子源手段と、前記複数の表面伝導型電子放出素子のそれぞれを前記入
力信号に応じて順次変調・駆動する変調手段と、前記変調手段によって変調・駆動される前記複数の表面
伝導型電子放出素子のそれぞれより放出される電子線を
Ｘ方向又はＹ方向に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、を有することを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項２】前記偏向手段は、前記複数の表面伝導型
電子放出素子のそれぞれから放出された電子線を複数段
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、前記各表面伝導型電子
放出素子に接続するＸ方向配線とＹ方向配線に印加され
る差電圧を駆動電圧として、前記入力信号に基づいて駆
動し、前記駆動電圧は一定の長さを有するパルス状の電
圧であ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】前記表面伝導型電子放出素子は、前記表
面伝導型電子放出素子のそれぞれに接続されるＸ方向配
線とＹ方向配線に印加される差電圧を駆動電圧として、
前記入力信号に基づいて順次電子放出されることを特徴
とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項５】前記表面伝導型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】前記表面伝導型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
源を備えた画像形成装置における画像形成方法であっ
て、Ｍ本のＸ方向配線とＮ本のＹ方向配線とによって２次元
的に行列状に配線された複数の表面伝導型電子放出素子
を順次駆動する工程と、前記複数の表面伝導型電子放出素子のそれぞれを前記入
力信号に応じて順次変調駆動する変調工程と、変調駆動される前記複数の表面伝導型電子放出素子のそ
れぞれから放出される電子線をＸ方向又はＹ方向に偏向
する工程と、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、を有することを特徴とする画像形成方法。
【請求項８】前記変調工程は、前記表面伝導型電子放
出素子のそれぞれに接続されるＸ方向配線とＹ方向配線
に印加される差電圧を駆動電圧とし、前記駆動電圧は一
定の長さを有するパルス状の電圧であることを特徴とす
る請求項７に記載の画像形成方法。
【請求項９】前記表面伝導型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又は８に記
載の画像形成方法。
【請求項１０】前記表面伝導型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又は８に
記載の画像形成方法。
【請求項１１】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Ｍ本のＸ方向配線とＮ
本のＹ方向配線とによって２次元的に行列状に配線した
電子源手段と、前記電子源手段の表面伝導型電子放出素子のそれぞれを
前記入力信号に応じて変調駆動する変調手段と、前記変調手段によって変調駆動された前記表面伝導型電
子放出素子のそれぞれから放出される電子線を偏向する
偏向手段と、を有することを特徴とする電子源。
【請求項１２】前記変調手段は、前記電子源手段の表
面伝導型電子放出素子のそれぞれ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１１に記載の電子源。
【請求項１３】前記変調手段は、前記表面伝導型電子
放出素子のそれぞれに接続されるＸ方向配線とＹ方向配
線に印加される差電圧を駆動電圧とし、前記入力信号に
基づいて順次前記表面伝導型電子放出素子のそれぞれを
駆動することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の
電子源。