JPH087807A

JPH087807A - 電子線照射方法、電子線発生装置および該電子線発生装置を用いた画像形成装置

Info

Publication number: JPH087807A
Application number: JP14463594A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Sano; 義久左納; Hideaki Mitsutake; 英明光武; Naohito Nakamura; 尚人中村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-06-27
Filing date: 1994-06-27
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】電子放出素子からの電子放出軌道を安定さ
せ、電子の到達位置ずれを防止する。【構成】電子源１には、複数の電子放出素子１５がマ
トリクス状に配置されるとともに、外囲器１０の内部の
耐大気圧構造体として絶縁性部材からなるスペーサ５が
設けられる。電子源１には、電子が衝突することにより
発光する蛍光膜７が設けられたフェースプレート３が対
向配置される。各電子放出素子１５のうち、スペーサ５
の近傍にスペー５サに沿って配置されたものはスペーサ
５に向けて電子を放出するもので、これにより、外囲器
１０の内部に生じた正イオンによるスペーサ５の帯電を
中和する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子線発生装置および
それを利用した画像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備える電子線
発生装置画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子放出素子としては、熱電子源
と冷陰極電子源の２種類が知られており、また、これら
の電子源を利用した画像形成装置が知られている。

【０００３】熱電子源を用いた平面型の画像形成装置と
しては、図２１に示すものが知られている。図２１は、
熱電子源を用いた従来の画像形成装置の概略構成図であ
る。この画像形成装置は、絶縁支持体１５０１上に平行
に配置され、表面に電子線衝撃により発光する部材（蛍
光体）が塗布された複数の陽極１５０２と、陽極１５０
２と平行に、かつ、対向して配置された複数のフィラメ
ント１５０３と、陽極１５０２とフィラメント１５０３
との間に、陽極１５０２およびフィラメント１５０３と
直交して配置された複数のグリッド１５０４とを有し、
これら陽極１５０２、フィラメント１５０３およびグリ
ッド１５０４は、透明の容器１５０５内に保持されてい
る。容器１５０５は、その内部の真空を保持できるよう
に絶縁支持体１５０１に気密接着（以下、「封着」とい
う）され、容器１５０５と絶縁支持体１５０１とで構成
される外囲器の内部は１０^-6Ｔｏｒｒ程度の真空に保た
れている。

【０００４】フィラメント１５０３は、真空中で加熱さ
れることにより電子を放出し、グリッド１５０４と陽極
１５０２に適当な電圧を印加することにより、フィラメ
ント１５０３から放出された電子が陽極１５０２に衝突
し、陽極１５０２上に塗布された蛍光体が発光する。陽
極１５０２の列（Ｘ方向）とグリッド１５０４の列（Ｙ
方向）をマトリクスアドレッシングすることにより、発
光する位置の制御が可能となり、容器１５０５を通して
画像を表示することができる。

【０００５】しかし、熱電子源を用いた画像形成装置
は、（１）消費電力が大きい。（２）変調スピードが遅いため、大容量の表示が困難で
ある。（３）各素子間のばらつきが生じやすく、また構造が複
雑となるため大画面化が難しい。という問題点がある。

【０００６】そこで、熱電子源にかえて、冷陰極電子源
を用いた画像形成装置が考えられている。

【０００７】冷陰極電子源には電界放出型（以下、ＦＥ
型という）、金属／絶縁層／金属型（以下、ＭＩＭ型と
いう）や表面伝導型電子放出素子（以下、ＳＣＥとい
う）等がある。

【０００８】ＦＥ型の例としては、W.P.Dyke & W.W.Dol
an, "Field emission", Advance inElectron Physics,
8, 89(1956)、あるいはC.A.SPindt, "PHYSICAL Propert
iesof thin-film field emission cathodes with moybd
enium coces", J.Appl.Phys., 47, 5248(1976) 等が知
られている。

【０００９】ＭＩＭ型の例としては、C.A.Mead, "Opera
tion of Tunnel-emission Devices", J.Appl.Phys., 3
2, 646(1961) 等が知られている。

【００１０】ＳＣＥの例としては、M.I.Elinson, Radio
Eng. Electron Phys., 10, (1965)等がある。ＳＣＥ
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ＳＣＥ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, 317(1972)］、Ｉ
ｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂ 薄膜によるもの［M.Hartwell and C.
G.Fonstad:"IEEE Trans. ED Conf.", 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。

【００１１】これら表面伝導型電子放出素子の典型的な
素子構成として、前述のハートウェル（M.Hartwell）の
文献による素子構成を図２２に示す。図２２において、
絶縁性基板２０１１には、素子電極となる電子放出部形
成用薄膜２０１２が形成されている。電子放出部形成用
薄膜２０１２は、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２０２３が形成さ
れる。また、電子放出部形成用薄膜２０１２のうち電子
放出部２０２３が含まれる部分を、電子放出部を含む薄
膜２０１８と呼ぶことにする。

【００１２】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行なう前に、電子放出部形成用薄
膜２０１２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２０２３を形成するのが一般的であっ
た。すなわちフォーミングとは、電子放出部形成用薄膜
２０１２の両端に電圧を印加し、電子放出部形成用薄膜
２０１２を局所的に破壊もしくは変質させ、電気的に高
抵抗な状態にした電子放出部２０２３を形成することで
ある。なお、電子放出部２０２３は、電子放出部形成用
薄膜２０１２の一部に亀裂が発生し、その亀裂付近から
電子放出が行なわれる。以下、フォーミングにより形成
した電子放出部を含む電子放出部形成用薄膜２０１２
を、電子放出部を含む薄膜２０１８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、上述の電
子放出部を含む薄膜２０１８に電圧を印加し、素子に電
流を流すことにより、上述の電子放出部２０２３より電
子を放出させるものである。

【００１３】例えば、この種の電子放出素子を用いた画
像形成装置としては、電子放出素子が設けられた電子源
と、電子の衝突により発光する蛍光体等を備えた画像形
成部材とを支持枠を介して対向配置し、これら電子源と
画像形成部材と支持枠とで構成される外囲器の内部を真
空にしたものが知られていいる。また、画像形成部材に
は、電子源から放出された電子を画像形成部材に向けて
加速するための加速電極が備えられ、加速電極に高電圧
を印加することで放出電子が画像形成部材へ向けて加速
され、画像形成部材に衝突する。また、薄型画像表示装
置等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。

【００１４】多数のＳＣＥを配列した例としては、並列
にＳＣＥを配列し、個々の要素の両端を配線にてそれぞ
れ結線した行を多数配列した電子源が挙げられる（例え
ば、特開平１−３１３３２号公報）。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本出願人は、ＳＣＥ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、ＳＣＥの対向する１対の素子電極をそれぞれ結線
することで、行列状に、多数個のＳＣＥ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ＳＣＥを選択し、電
子放出量を制御し得る系を考えている。

【００１６】上記単純マトリクス型のＳＣＥ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すなわち電子の到達
位置や発光形状が設計値からずれる場合が生じることを
見出した。特に、カラー画像用の画像形成部材を用いた
場合は、発光位置ずれとあわせて、輝度低下や色ずれの
発生も見られる場合があった。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、あるいは画像形成部材の周縁部で起こる
ことを確認した。

【００１７】そこで本発明は、電子放出素子からの電子
放出軌道を安定させ、電子の到達位置ずれのない電子線
発生装置および画像形成装置を提供することを目的とす
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の電子線照射方法は、電気信号に応じて電子を放
出する電子源から、絶縁性部材を間において前記電子源
と対向配置された電子被照射部材へ電子を照射する電子
照射方法において、前記電子源から電子を放出し、前記
電子被照射部材に電子を照射する第１の工程と、前記電
子源から電子を放出し、前記絶縁性部材に電子を照射す
る第２の工程とを有することを特徴とする。

【００１９】また、前記第１の工程を行なわない期間
に、前記第２の工程を行なうものであってもよく、この
場合、前記電子被照射部材は、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であるとともに、前記
電気信号は画像信号であり、前記第１の工程を行なわな
い期間は、前記画像信号の帰線期間であってもよい。

【００２０】本発明の電子線発生装置は、電気信号に応
じて電子を放出する照射用の電子放出素子が設けられた
電子源と、前記電子源に真空雰囲気中で対向配置された
電子被照射部材と、前記電子源と前記電子被照射部材と
の間に配置された絶縁性部材とを有する電子線発生装置
において、前記絶縁性部材に向けて電子を放出するため
の中和用の電子放出素子を有することを特徴とする。

【００２１】前記絶縁性部材は、前記電子源と電子被照
射部材との間の真空雰囲気を維持するための外囲器の一
部をなす支持枠や、前記電子源と電子被照射部材との間
に設置された耐大気圧構造体や、前記電子被照射部材を
構成する部材の一部や、前記電子源と電子被照射部材と
の間に配置された電極を支持する支柱であってもよい。

【００２２】また、前記中和用の電子放出素子は、前記
照射用の電子放出素子と前記電子源の同一基板上に設け
られるものであってもよいし、前記照射用の電子放出素
子からの電子の放出方向が切り替え可能となっており、
前記照射用の電子放出素子が前記中和用の電子放出素子
を兼ねているものであってもよい。この場合、前記照射
用の電子放出素子に前記電子被照射部材へ電子を照射す
るときと異なる電気信号を印加することで、前記照射用
電子放出素子から前記絶縁性部材に向けて電子が放出さ
れるものでもよい。

【００２３】さらに、前記絶縁性部材に電子を照射する
際には、前記電子被照射部材に電子を作用させる際とは
異なる電圧が前記電子被照射部材に印加されるものや、
前記中和用の電子放出素子からは、所定のタイミングで
定期的に電子が放出されるものであってもよい。

【００２４】そして、前記電子放出素子は、冷陰極型電
子放出素子であってもよく、その中でも特に、表面伝導
型電子放出素子を用いたものであってもよい。

【００２５】この場合、前記表面伝導型電子放出素子が
２次元のマトリクス状に複数個配置され、前記各表面伝
導型電子放出素子は、複数本の行方向配線と複数本の列
方向配線とによって、それぞれ結線されているものであ
ってもよい。

【００２６】本発明の画像形成装置は、上記本発明の電
子線発生装置を用いた画像形成装置であって、前記照射
用の電子放出素子に代えて、画像信号に応じて電子を放
出する発光用の電子放出素子とするとともに、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て、前
記発光用の電子放出素子から放出された電子が衝突るす
ことにより画像が形成される部材を備えた画像形成部材
としたものである。

【００２７】また、前記中和用の電子放出素子からは、
前記画像信号の帰線期間中に定期的に電子が放出される
ものであってもよい。

【００２８】

【作用】本発明者らは鋭意研究した結果、上記課題は電
子源から放出される電子がその誘因となることを見出し
た。

【００２９】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、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。

【００３０】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、あるいは散乱粒子が上記
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。

【００３１】以下に、上述の課題を解決するための手段
による作用を説明する。

【００３２】上記のとおり構成された本発明の電子線発
生装置では、電子源の照射用の電子放出素子から電子が
放出され、電子被照射部材に衝突すると、電子被照射部
材からは正イオンが発生する。また、この他に、電子源
と電子被照射部材との間にあるガスに電子が衝突して正
イオンが発生することもある。これら正イオンは、電子
源と電子被照射部材との間に配置された、支持枠や耐大
気圧構造体等の絶縁性部材を帯電させ、照射用の電子放
出素子から放出される電子の軌道がずれるが、中和用の
電子放出素子により絶縁性部材に向けて電子を放出する
ことで絶縁性部材の帯電が中和される。これにより、照
射用の電子放出素子から放出される電子の軌道のずれが
抑えられる。

【００３３】照射用の電子放出素子と中和用の電子放出
素子とは、いずれも電子を放出するという同じ機能を有
するものであるから、両者は同一の構成とすることがで
きる。したがって、両者を電子源の同一の基板上に設け
ても、電子源は従来と同様の工程で製造可能である。

【００３４】また、照射用の電子放出素子からの電子の
放出方向を切り替え可能とし、照射用の電子放出素子で
中和用の電子放出素子を兼用させれば、最小限の構成で
すむ。

【００３５】さらに、中和用の電子放出素子からは、必
ずしも電子を常時放出する必要はなく、所定のタイミン
グで定期的に放出すればよい。これにより、中和用の電
子放出素子の駆動が最小限ですみ、消費電力が最小限に
抑えられる。

【００３６】また本発明は、複数本の行方向配線と複数
本の列方向配線とによってＳＣＥをそれぞれ結線するこ
とで、行列状に多数個のＳＣＥを配列した単純マトリク
ス型の電子源を用いた電子線発生装置に好適である。上
記単純マトリクス型の電子源は、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ＳＣＥを選択し電子
放出量を制御し得るので、基本的には他の制御電極を付
加する必要がなく、１枚の基板上で容易に構成できる。

【００３７】もちろん、本発明は電子源と電子被照射部
材との間に何らかの付加構造（例えば集束電極や偏向電
極等）を有する場合についても、上記の考え方を該付加
構造間の各々の空間に適用し、支持部材に設けられる複
数の電極の構成を決めることで同様の効果を与える。さ
らに、上記付加構造が上記複数の電極の一部を兼ねる場
合についても適用できる。

【００３８】本発明の画像形成装置では、本発明の電子
線発生装置で用いた照射用の電子放出素子に代えて、画
像信号に応じて電子を放出する発光用の電子放出素子と
するとともに、電子被照射部材に代えて、発光用の電子
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
が形成される部材および加速電極を備えた画像形成部材
とすることで、上述したようにしたように発光用の電子
放出素子から放出される電子の軌道が安定し、その結
果、発光位置のずれのない良好な画像が形成される。

【００３９】この場合、特に、画像信号の帰線期間中に
定期的に中和用の電子を放出させることで、発光用の電
子放出素子が中和用の電子放出素子を兼用する場合に、
画像の形成に影響を及ぼすことなく絶縁性部材の帯電の
中和が行なわれる。

【００４０】

【実施例】本発明にかかわる画像形成装置は基本的に
は、薄型の真空容器内に、基板上に多数の冷陰極素子を
配列してなるマルチ電子ビーム源と、電子ビームの照射
により画像を形成する画像形成部材とを対向して備えて
いる。

【００４１】冷陰極素子は、たとえばフォトリソグラフ
ィーやエッチングのような製造技術を用いれば基板上に
精密に位置決めして形成できるため、微小な間隔で多数
個を配列することが可能である。しかも、従来からＣＲ
Ｔ等で用いられてきた熱陰極と比較すると、陰極自身や
周辺部が比較的低温の状態で駆動できるため、より微細
な配列ピッチのマルチ電子ビーム源を容易に実現するこ
とができる。

【００４２】本発明は、上述した冷陰極素子をマルチ電
子ビーム源として用いた画像形成装置にかかわるもので
ある。

【００４３】また、冷陰極素子のなかでもとりわけ好ま
しいのは、表面伝導型電子放出素子（ＳＣＥ）である。
すなわち、前記ＭＩＭ型素子は絶縁層や上部電極の厚さ
を比較的精密に制御する必要があり、またＦＥ型は針状
の電子放出部の先端形状を精密に制御する必要がある。
そのため、これらの素子は比較的製造コストが高くなっ
たり、製造プロセス上の制限から大面積のものを作製す
るのが困難となる場合があった。

【００４４】これに対してＳＣＥは、構造が単純で製造
が簡単であり、大面積のものを容易に作製できる。近
年、特に大画面で安価な表示装置が求められている状況
においては、とりわけ好適な冷陰極素子であるといえ
る。

【００４５】ＳＣＥの典型的な構成を図１９に示す。図
１９は、ＳＣＥの典型的な素子構成を示す図である。す
なわち図１９に示すように、絶縁性基板１０１１上に１
対の素子電極１０１６、１０１７を設け、これら各電極
１０１６、１０１７を連絡するように金属酸化物等の薄
膜１０１８（以下、「電子放出部形成用薄膜」とい
う。）を成膜し、この薄膜１０１８をフォーミングと呼
ばれる通電処理により局所的に破壊もしくは変質させ電
子放出部１０２３を形成したものである。

【００４６】次に、図１９に示した電子放出素子の製造
方法を、本出願人による特開平２−５６８２２、４−２
８１３９を参考にして、図２０の製造工程図を用いて概
説する。なお、以下の工程ａ〜ｃは図２０の（ａ）〜
（ｃ）に対応する。

【００４７】工程ａ：絶縁性基板１０１１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
フィー技術により絶縁性基板１０１１の面上に素子電極
１０１６、１０１７を形成する。

【００４８】絶縁性基板１０１１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。素子電極１０１６、
１０１７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、Ｃ
ｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等
の金属、あるいは合金、或いはＰｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ
Ｏ₂ 、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、あるいはＩｎ₂ Ｏ₃ ／ＳｎＯ₂ 等
の透明導電体、あるいはポリシリコン等の半導体導体材
料等が挙げられる。

【００４９】工程ｂ：絶縁性基板１０１１上に設けられ
た素子電極１０１６、１０１７の間に、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。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１０１８を形成する。

【００５０】上記有機金属溶液とは、電圧印加により電
子を放出しやすいもの、即ち仕事関数の低いもので、か
つ安定なもの、例えばＰｄ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、
Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐ
ｂ、Ｈｇ、Ｃｄ、Ｐｔ、Ｍｎ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｏ、Ｃ
ｅ、Ｚｒ、Ｔｈ、Ｖ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒ等
の金属、ＡｇＭｇ、ＮｉＣｕ、Ｐｂ、Ｓｎ等の合金を主
元素とする有機化合物の溶液である。

【００５１】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。

【００５２】工程ｃ：素子電極１０１６、１０１７間に
電圧を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１０１８に、電子放出部形成用薄膜１０１８
の構造が変化した部位である電子放出部１０２３を形成
する。このようにして形成された電子放出部１０２３
は、導電性微粒子で構成されていることを本発明者等は
観察している。

【００５３】このＳＣＥは、素子電極１０１６、１０１
７間にある程度（しきい値電圧）以上の電圧を印加する
ことにより急激に放出電流が増加して電子放出部１０２
３から電子を放出し、一方、上記しきい値電圧未満では
放出電流がほとんど検出されない非線形素子である。Ｓ
ＣＥの放出電流は素子電極１０１６、１０１７間に印加
する電圧で制御でき、また、放出電荷はこの電圧の印加
時間により制御できる。

【００５４】また、本出願人は、ＳＣＥ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
が特性上、あるいは大面積化する上で好ましいことを見
出している。

【００５５】そこで、以下に述べる実施例では、微粒子
膜を用いて形成したＳＣＥ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
い例として図面を参照して説明する。

【００５６】（第１実施例）図１は、本発明の電子線発
生装置を応用した画像形成装置の第１実施例の一部を破
断した斜視図であり、図２は、図１に示した画像形成装
置の電子源近傍の拡大斜視図である。

【００５７】図１において、リアプレート２には、複数
の表面伝導型の電子放出素子（ＳＣＥ）１５がマトリク
ス状に配列された電子源１が固定されている。電子源１
には、ガラス基板６の内面に蛍光膜７と加速電極である
メタルバック８が形成された、画像形成部材としてのフ
ェースプレート３が、絶縁性材料からなる支持枠４を介
して対向配置されており、電子源１とメタルバック８と
の間には、不図示の電源により高電圧が印加される。こ
れらリアプレート２、支持枠４およびフェースプレート
３は互いにフリットガラス等で封着され、リアプレート
２と支持枠４とフェースプレート３とで外囲器１０を構
成する。

【００５８】また、外囲器１０の内部は１０^-6Ｔｏｒｒ
程度の真空に保持されるので、大気圧や不意の衝撃など
による外囲器１０の破壊を防止する目的で、耐大気圧構
造体として、外囲器１０の内部には薄板状のスペーサ５
が設けられている。スペーサ５は絶縁性材料からなるも
ので、上記目的を達成するのに必要な数だけ、かつ、必
要な間隔をおいてＹ方向に平行に配置され、外囲器１０
の内面および電子源１の表面にフリットガラス等で封着
される。

【００５９】上記各電子放出素子１５は、その機能から
見て２種類に分けられる。図２に示すように、画像信号
に応じてフェースプレート３（図１参照）に電子を照射
する発光用電子放出素子１５ａと、スペーサ５の帯電を
中和するためにスペーサ５に電子を照射する中和用電子
放出素子１５ｂである。発光用電子放出素子１５ａは、
Ｘ方向およびＹ方向に等間隔に、２次元のマトリクス状
に配置される。中和用電子放出素子１５ｂは、スペーサ
５の近傍に、スペーサ５に沿って配置されている。これ
ら発光用電子放出素子１５ａと中和用電子放出素子１５
ｂとは全く同一の構造であり、同一の基板上に同時に形
成することができる。

【００６０】以下に、上述した各構成要素について詳細
に説明する。

【００６１】（１）電子源１図３は、図１に示した画像形成装置の電子源の要部平面
図であり、図４は、図３に示した電子源のＡ−Ａ’線断
面図である。なお、上述したように電子源１に設けられ
る発光用電子放出素子１５ａと中和用電子放出素子１５
ｂとは同一の基板上に全く同一の構造で形成され、しか
も作動原理も同じなので、説明を簡単にするために、こ
こでは両者を区別せず単に電子放出素子１５として説明
する。

【００６２】図３および図４に示すように、ガラス基板
等からなる絶縁性基板１１には、ｍ本のＸ方向配線１２
とｎ本のＹ方向配線１３とが、層間絶縁層１４（図３で
は不図示）で電気的に分離されてマトリクス状に配線さ
れている。各Ｘ方向配線１２と各Ｙ方向配線１３との間
には、それぞれ表面伝導型の電子放出素子１５が電気的
に接続されている。各電子放出素子１５は、それぞれＸ
方向に間をおいて配置された１対の素子電極１６、１７
と、各素子電極１６、１７を連絡する電子放出部形成用
薄膜１８とで構成され、１対の素子電極１６、１７のう
ち一方の素子電極１６が、層間絶縁層１４に形成された
コンタクトホール１４ａを介してＸ方向配線１２に電気
的に接続され、他方の素子電極１７がＹ方向配線１３に
電気的に接続される。各素子電極１６、１７は、それぞ
れ導電性金属等からなるものであり、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等で形成される。

【００６３】絶縁性基板１１の大きさ及び厚みは、絶縁
性基板１１に設置される電子放出素子１５の個数および
個々の素子の設計上の形状や、電子源１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。

【００６４】各Ｘ方向配線１２および各Ｙ方向配線１３
は、それぞれ絶縁性基板１１上に、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等により所望のパターンに形成された導
電性金属等からなり、多数の電子放出素子１５にできる
だけ均等な電圧が供給されるように、材料、膜厚、配線
巾が設定される。また、層間絶縁層１４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１２を形成した絶縁性基板１１の全面或
いは一部に所望の形状で形成され、特にＸ方向配線１２
とＹ方向配線１３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。

【００６５】また、Ｘ方向配線１２には、Ｘ方向に配列
する電子放出素子１５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１３には、Ｙ方
向に配列する電子放出素子１５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１５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てい
るものである。

【００６６】ここで、電子源１の製造方法の一例につい
て図５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〜ｈは、図５の（ａ）〜（ｈ）に対応する。

【００６７】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絶
縁性基板１１上に、真空蒸着により厚さ５０オングスト
ロームのＣｒ、厚さ６０００オングストロームのＡｕを
順次積層した後、ホトレジスト（ＡＺ１３７０ヘキス
ト社製）をスピンナーにより回転塗布、べークした後、
ホトマスク像を露光、現像して、Ｘ方向配線１２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１２を形成す
る。

【００６８】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１４をＲＦスパッタ法により
堆積する。

【００６９】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１４ａ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
をエッチングしてコンタクトホール１４ａを形成する。
エッチングはＣＦ₄ とＨ₂ ガスを用いたＲＩＥ（Ｒｅａ
ｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）法による。

【００７０】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ー２０
００Ｎー４１日立化成社製）で形成し、真空蒸着法に
より厚さ５０オングストロームのＴｉ、厚さ１０００オ
ングストロームの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、Ｎｉ／Ｔｉ堆積膜をリフト
オフし、素子電極間隔Ｌ１（図３参照）が３μｍ、素子
電極幅Ｗ１（図３参照）が３００μｍである素子電極１
６、１７を形成する。

【００７１】工程ｅ：素子電極１６、１７の上にＹ方向
配線１３のホトレジストパターンを形成した後、厚さ５
０オングストロームのＴｉ、厚さ５０００オングストロ
ームの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１
３を形成する。

【００７２】工程ｆ：図６に示すような、素子電極間隔
Ｌ１だけ間をおいて位置する１対の素子電極１６、１７
を跨ぐような開口２０ａを有するマスク２０を用い、膜
厚１０００オングストロームのＣｒ膜２１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）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。

【００７３】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１８の膜厚は
約１００オングストローム、シート抵抗値は５×１０⁴
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。

【００７４】工程ｇ：酸エンチャントによりＣｒ膜２１
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１８を形成した。

【００７５】工程ｈ：コンタクトホール１４ａ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５０オングストロームのＴｉ、厚さ５００
０オングストロームの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１４ａを埋め込んだ。

【００７６】以上の工程を経て、Ｘ方向配線１２、Ｙ方
向配線１３および電子放出素子１５が絶縁性基板１１上
に２次元状に等間隔に形成配置される。

【００７７】そして、外囲器１０（図１参照）を、不図
示の排気管を通じて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Ｄ
ｏｙ１ないしＤｏｙｎを通じ、電子放出素子１５の素子
電極１６、１７間に電圧を印加し、電子放出部形成用薄
膜１８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２３（図４参照）が形成される。例えば、フ
ォーミング処理として、１０^-6Ｔｏｒｒの真空雰囲気下
で、図７に示すようなパルス幅Ｔ₁が１ミリ秒、波高値
（フォーミング時のピーク電圧）が５Ｖの三角波を、１
０ミリ秒のパルス間隔Ｔ₂ で６０秒間、素子電極１６、
１７間に通電することにより、電子放出部形成用薄膜１
８が局所的に破壊され、電子放出部形成用薄膜１８に電
子放出部２３を形成できる。

【００７８】このような表面伝導型の電子放出素子１５
の特性を図８に示す。図８のグラフからわかるように、
電子放出素子１５を構成する１対の素子電極１６、１７
に印加する電圧Ｖｆがある特定値（しきい値）Ｖthを越
えるまでは放出電流Ｉｅは検出されないが、Ｖth（例え
ば、８Ｖ）を越えると放出電流Ｉｅが検出される。すな
わち、素子電極１６、１７間にしきい値電圧以上の電圧
を印加することによって、電子放出部２３から電子が放
出される。

【００７９】例えば、電子放出素子１５が６×６のマト
リクス状に配置され、その素子番号をＤ（Ｘ，Ｙ）で表
わすとする。画像を形成する場合、Ｘ軸と平行な１ライ
ンを単位としてライン順に画像を形成していく方法をと
る。画像の１ラインに対応した電子放出素子１５を駆動
するには、Ｘ＝１〜６のうち、表示ラインに対応する行
の端子に０Ｖの電圧を印加し、それ以外の端子には７Ｖ
の電圧を印加する。それと同期して、画像パターンに従
って、Ｙ＝１〜６の列のうち発光させる列に、例えば１
４Ｖの電圧を印加すると電子が放出される。このとき、
それ以外の電子放出素子１５には７Ｖあるいは０Ｖの電
圧が印加されるが、この電圧はしきい値電圧以下なの
で、電子は放出されない。以上の説明では６×６のマト
リクスの構成としたが、実際には、これよりもはるかに
多数の画素を備えたものが用いられ、その場合でも同様
の原理で作動する。

【００８０】また、電子放出素子１５から放出された電
子は、素子電極１６、１７の負極側から正極側へ向かう
速度を持っている。そのため、図９に示すように、メタ
ルバック８との間に数ｋＶ以上の高電圧を印加すること
によりメタルバック８側へ加速された電子は、電子放出
素子１５の形成された面に対するする電子放出部２３か
らの法線に対して、正極側の素子電極１６のほうに向か
う放物線軌跡をとって飛翔する。

【００８１】（２）蛍光膜７蛍光膜７は、モノクロームの場合は蛍光体のみから成る
が、カラーの場合は、図１０に示されるように、三原色
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）等の蛍光体７ａの配列により構成され、
各蛍光体７ａを囲むように格子状の黒色導電体７ｂが配
される。この黒色導電体７ｂは、各蛍光体７ａ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７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。黒色導電体７ｂ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。また、ガラス基板６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。

【００８２】本実施例では、黒色導電体７ｂの幅を２０
０μｍ、各蛍光体７ａの寸法を約６００μｍ×２００μ
ｍ、画素のピッチを８００μｍ×４００μｍとした。ま
た、図１０では蛍光体７ａのＲ、Ｇ、Ｂの配置が直線状
になっているが、これに限るものではない。

【００８３】（３）メタルバック８メタルバック８の目的は、蛍光膜７の発光のうち内面側
への光をフェースプレート３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１０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７ａの保
護等である。メタルバック８は、蛍光膜７を作製後、蛍
光膜７の内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３には、さらに蛍光
膜７の導電性を高めるため、蛍光膜７とガラス基板６と
の間にＩＴＯ等の透明電極（不図示）を設けてもよい
が、メタルバック８のみで十分な導電性が得られる場合
には必ずしも必要ない。

【００８４】（４）外囲器１０外囲器１０は、不図示の排気管に通じ、１０^-6Ｔｏｒｒ
程度の真空度にされた後、封止される。そのため、外囲
器１０を構成するリアプレート２、フェースプレート
３、支持枠４は、外囲器１０に加わる大気圧に耐えて真
空雰囲気を維持でき、かつ、電子源１とメタルバック８
間に印加される高電圧に耐えるだけの絶縁性を有するも
のを用いることが望ましい。その材料としては、例えば
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、アルミナ等のセラミックス部材等が挙げら
れる。ただし、フェースプレート３については可視光に
対して一定以上の透過率を有するものを用いる必要があ
る。また、各々の部材の熱膨張率が互いに近いものを組
み合わせることが好ましい。

【００８５】リアプレート２は、主に電子源１の強度を
補強する目的で設けられるため、電子源１自体で十分な
強度をもつ場合にはリアプレート２は不要であり、電子
源１に直接支持枠４を封着し、電子源１と支持枠４とフ
ェースプレート３とで外囲器１０を構成してもよい。

【００８６】また、外囲器１０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１０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１０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。ゲッターは通常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^-5
〜１×１０^-7Ｔｏｒｒの真空度を維持するものである。

【００８７】（５）スペーサ５スぺーサ５としては、電子源１とメタルバック８間に印
加される高電圧に耐えるだけの絶縁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、アルミナ等のセラミックス部材等が挙げられ
る。ただし、その熱膨張率が外囲器１０を成す部材と近
いものが好ましい。

【００８８】また、スペーサ５は、蛍光膜７の黒色導電
体７ｂ（図１０参照）に沿って配置され、蛍光体７ａの
発光の傷害とならないようになっている。本実施例で
は、外囲器１０の受ける大気圧や他の部材との熱膨張率
の整合等を考慮して厚さが４００μｍのガラスを用い、
蛍光体７ａの１０列おきに配置した。

【００８９】次に、本実施例の特徴となる機能について
図１１を参照しつつ説明する。図１１は、図１に示した
画像形成装置の一連の動作を説明するための、Ｙ方向か
ら見た断面図である。

【００９０】発光用電子放出素子１５ａに、容器外端子
Ｄｘ１ないしＤｘｍとＤｙ１ないしＤｙｎを通じて電圧
を印加すると、電子放出部２３から電子が放出される。
それと同時にメタルバック８（あるいは不図示の透明電
極）に高圧端子Ｈ_V を通じて数ｋＶ以上の高電圧（以
下、「加速電圧」という）を印加して電子放出部２３か
ら放出された電子を加速し、フェースプレート３の内面
に衝突させる。これにより、蛍光膜７の蛍光体７ａが励
起されて発光し、画像が表示される（図１１の
（ａ））。

【００９１】電子がフェースプレート３の内面に衝突す
ることにより、蛍光体７ａの発光現象の他に、蛍光膜７
やメタルバック８から正イオンが発生する。また、空間
中の残留ガスに電子が衝突し、正イオンが発生すること
もある。特に、スペーサ５の近傍で発生した正イオン
は、スペーサ５の表面に付着する（図１１の（ｂ））。

【００９２】正イオンがスペーサ５に付着することによ
ってスペーサ５が帯電し、周辺の電場の乱れが生じる。
その結果、帯電したスペーサ５の近くにある発光用電子
放出素子１５ａから放出される電子の飛翔軌道がずれて
本来衝突すべき位置とはと違った位置に衝突し、輝度損
失や色ずれが生じる（図１１の（ｃ））。

【００９３】そこで、中和用電子放出素子１５ｂから電
子を放出し、この電子をスペーサ５に衝突させる。これ
によりスペーサ５の帯電が中和され、発光用電子放出素
子１５ａから放出される電子の飛翔軌道のずれはなくな
る（図１１の（ｄ））。

【００９４】中和用電子放出素子１５ｂから放出される
電子がスペーサ５に衝突するのは、図９に示した、電子
の飛翔特性を利用したからである。すなわち中和用電子
放出素子１５ｂを、対となる素子電極１６、１７の対向
方向がスペーサ５の側面に対して略垂直になるように配
置し、各素子電極１６、１７のうちスペーサ５側の素子
電極を正極とすることで、中和用電子放出素子１５ｂか
ら放出された電子はスペーサ５に向かって飛翔する。

【００９５】通常、対となる素子電極１６、１７間の印
加電圧は１２〜１６Ｖ程度、メタルバック８と電子源１
との距離は２ｍｍ〜８ｍｍ程度、高圧端子Ｈｖを通じて
メタルバック８に印加される電圧（加速電圧）は１ｋＶ
〜１０ｋＶ程度である。本実施例では、素子電極１６、
１７間の印加電圧を１４Ｖ、メタルバック８と電子源１
との距離を４ｍｍ、メタルバック８への印加電圧を６ｋ
Ｖとした。

【００９６】ここで、発光用電子放出素子および中和用
電子放出素子の制御について図１２を参照しつつ説明す
る。図１２は、図１に示した電子放出素子の駆動制御部
のブロック図である。画像信号情報源３１からは、表示
する画像情報について、発光用電子放出素子駆動回路３
３へ画像信号を送信するとともに、制御用ＣＰＵ３２へ
同期信号を送信する。制御用ＣＰＵからは、発光用電子
放出素子駆動回路３３および中和用電子放出素子駆動回
路３４へそれぞれ制御信号が送信され、制御用ＣＰＵ３
２で発光用電子放出素子駆動回路３３および中和用電子
放出素子駆動回路３４を制御する。発光用電子放出素子
駆動回路３２および中和用電子放出素子駆動回路３４
は、それぞれ発光用電子放出素子駆動信号および中和用
電子放出素子駆動信号を表示パネル３５に送信する。こ
こでは、図１に示した外囲器１０およびその内部に含ま
れる構成要素をまとめて表示パネル３５という。

【００９７】制御用ＣＰＵ３２は、主に中和用電子放出
素子１５ｂからの電子照射のタイミングと照射量を制御
するために用いられる。中和用電子放出素子１５ｂの駆
動タイミングは、本実施例では、スペーサ５の近傍に配
置された発光用電子放出素子１５ａの駆動の直後とし
た。また、実験等により発光用電子放出素子１５ａから
放出される電子の軌道に影響が現れるタイミングを求
め、それに基づいて中和用電子放出素子１５ｂの駆動タ
イミングを設定してもよい。なお、一定量の電子を常時
中和用電子放出素子１５ｂから照射し続けてもよいが、
消費電力を抑えるために、中和用電子放出素子１５ｂか
らの電子の放出は所定のタイミングで定期的に行なった
ほうがよい。また、中和用電子放出素子１５ｂによる電
子の照射量は、発光用電子放出素子１５ａによる電子の
照射量に基づいて決定される。

【００９８】以上説明したように、スペーサ５の近傍に
中和用電子放出素子１５ｂを設け、中和用電子放出素子
１５ｂからスペーサ５に向けて電子を放出することで、
この電子によりスペーサ５の帯電が中和され、発光用電
子放出素子１５ａからの正確で安定した電子放出を維持
することができる。それにより、輝度の損失および色ず
れが防止され、鮮明な画像を得ることができる。また、
中和用電子放出素子１５ｂは、発光陽電子放出素子１５
ａと同一の基板上に、しかも同一の構造で作製すること
ができるので、発光用電子放出素子１５ａと中和用電子
放出素子１５ｂとは同一の製造工程で製造することがで
き、中和用電子放出素子１５ｂを設けることにより製造
工程が増えることはない。

【００９９】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なく、画像形成装置の用途に適
するように適宜選択する。

【０１００】また、本実施例では、発光用電子放出素子
１５ａの電子放出方向と中和用電子放出素子１５ｂの電
子放出方向とが同じである場合について説明したが、ス
ペーサ５の配置によっては、両者の放出方向がそれぞれ
異なるように、中和用電子放出素子１５ｂの向きや結線
を変えてもよい。さらに、本実施例では耐大気圧構造体
であるスペーサ５の帯電を中和するための中和用電子放
出素子１５ｂについて説明したが、中和陽電子放出素子
１５ｂは、それに限らず、板状、メッシュ状、棒状等の
偏光電極や、引き出し電極、あるいは制御電極等をフェ
ースプレート３とリアプレート２との間に固定するため
の支柱の帯電を中和するためのもととしてもよいし、表
面に偏向電極として薄膜を塗布した支柱の帯電を中和す
るためのものとしてもよい。

【０１０１】さらに、本実施例では、スペーサ５の片面
の帯電を中和できるように、スペーサ５の片面側のみに
中和用電子放出素子１５ｂを配置したが、図１３に示す
ように、スペーサ５の両面側に中和用電子放出素子１５
ｂを配置したり、さらにはスペーサ５と平行な支持枠４
の近傍に中和用電子放出素子１５ｂを配置してもよい。
これにより、スペーサ５の両面やスペーサ５と平行な支
持枠４の帯電も中和でき、より好ましい。

【０１０２】（第２実施例）本実施例は、支持枠の帯電
を中和するために、各発光用電子放出素子の一部に中和
用電子放出素子の機能を持たせたものである。すなわち
図１において、容器外端子Ｄｙｎに接続された電子放出
素子１５からの電子の放出方向を、画像表示時と中和時
とで切り替え、中和時には支持枠４へ向けて電子が放出
されるようにしたものである。したがって、電子放出素
子１５の駆動制御部を除く構成は第１実施例と同様であ
り、その説明については省略する。

【０１０３】電子放出素子１５から放出された電子は、
図９に示したように、正極側の素子電極１６へ向かう
（−Ｘ方向）速度成分を持っている。そこで、素子電極
１６、１７に印加する電圧の極性を逆にすれば、電子を
反対方向（＋Ｘ方向）に放出させることができる。ま
た、メタルバック８との間に印加する加速電圧Ｖａを変
化させることによって電子放出素子１５から放出される
電子の軌道をわずかに変化させることも可能で、これを
利用して中和用の電子を帯電箇所に指向させることもで
きる。

【０１０４】以下に、本実施例の特徴となる機能につい
て図１４を参照して説明する。図１４は、本発明の画像
形成装置の第２実施例の一連の動作を説明するための図
であり、図１におけるＹ方向からの断面を示している。
また、図１４において、各電子放出素子１５のうち支持
枠４に最も近い電子放出素子１５が、中和用電子放出素
子の機能を兼用するものである。

【０１０５】電子放出素子１５に電圧を印加すると、電
子放出素子１５の電子放出部から電子が放出される。そ
れと同時にメタルバック８（あるいは不図示の透明電
極）に数ｋＶ以上の加速電圧を印加して電子放出部から
放出された電子を加速し、フェースプレート３の内面に
衝突させる。これにより、蛍光膜７の蛍光体が励起され
て発光し、画像が表示される（図１４の（ａ））。

【０１０６】電子がフェースプレート３の内面に衝突す
ることにより、蛍光体の発光現象の他に、蛍光膜７やメ
タルバック８から正イオンが発生する。また、空間中の
残留ガスに電子が衝突し、正イオンが発生することもあ
る。特に、支持枠４の近傍で発生した正イオンは、支持
枠４の表面に付着する（図１４の（ｂ））。

【０１０７】正イオンが支持枠４に付着することによっ
て支持枠４が帯電し、周辺の電場の乱れが生じる。その
結果、帯電した支持枠４の近くにある電子放出素子１５
から放出される電子の飛翔軌道がずれて本来衝突すべき
位置とはと違った位置に衝突し、輝度損失や色ずれが生
じる（図１４の（ｃ））。

【０１０８】そこで、支持枠４の近くの電子放出素子１
５に印加する電圧の極正を逆にし、この電子放出素子１
５から電子を放出する。すると電子は、発光時とは逆に
支持枠４に向かって（図示右方に）飛翔し、支持枠４に
衝突する。これにより支持枠４の帯電が中和され、電子
放出素子１５から放出される電子の飛翔軌道のずれはな
くなる（図１４の（ｄ））。

【０１０９】ここで、各電子放出素子１５の制御につい
て図１５を参照しつつ説明する。図１５は、本実施例の
画像形成装置の電子放出素子の駆動制御部のブロック図
である。本実施例では、発光時に電子放出素子１５を駆
動する発光用駆動回路４３と、中和時に電子放出素子１
５を駆動する中和用駆動回路４４の２種類の駆動回路を
有し、各駆動回路４３、４４を切り替え回路４６で切り
替えて電子放出素子１５を駆動する。画像信号情報源４
１からは、表示する画像情報について、発光用駆動回路
３３へ画像信号を送信するとともに、制御用ＣＰＵ３２
へ同期信号を送信する。この制御用ＣＰＵ４２で、中和
用駆動回路４４と切り替え回路４６を制御する。制御用
ＣＰＵ４２から発信された切り替え制御信号によって、
発光用駆動回路４３から発信された発光用駆動信号と、
中和用駆動回路４４から発信された中和用駆動信号との
切り替えを行なう。発光時には、切り替え回路４６によ
り発光用駆動回路４３が選択され、この駆動信号が表示
パネル４５に送られ、表示パネル４５に画像が形成され
る。一方、中和時には、切り替え回路４６により中和用
駆動回路４４が選択され、この駆動信号が表示パネル４
５に送られ、所定の電子放出素子１５から中和用の電子
が支持枠４に向けて放出される。

【０１１０】制御用ＣＰＵ４２は、発光用の電子照射
と、中和用の電子照射のタイミングおよび照射量を制御
するのに用いられる。本実施例では、発光用の電子を放
出している間は中和用の電子を放出することができない
ので、中和用の電子照射のタイミングとしては、例え
ば、図１６のタイミングチャートに示すように、１０フ
ィールド毎の垂直帰線期間に行なえばよい。また、中和
用の電子照射量は、発光のための電子照射量に基づいて
決定される。

【０１１１】以上説明したように、支持枠４の近傍の電
子放出素子１５からの電子の放出方向を切り替え、これ
を支持枠４の中和用に用いることで、新たに中和用の電
子放出素子を設けることなく簡単な構成で、支持枠４の
帯電を中和することができる。これにより、支持枠４の
近傍の電子放出素子１５からの正確で安定した電子放出
が維持され、輝度の損失および色ずれのない鮮明な画像
を得ることができる。

【０１１２】本実施例では、電子放出素子１５に印加す
る電圧の極性を切り替えることによって電子の照射方向
を変えたが、メタルバック８（あるいは透明電極）に印
加する加速電圧を調整することによって、電子の照射位
置を微修正することもできる。

【０１１３】（第３実施例）本実施例は、フェースプレ
ートの絶縁部分を中和するための中和用電子放出素子を
設けたものであり、以下、図１７を用いて本実施例につ
いて説明する。

【０１１４】図１７は、本発明の画像形成装置の第３実
施例の一連の動作を説明するための図であり、図１にお
けるＸ方向から見た断面で示している。

【０１１５】上述した実施例で述べたように、フェース
プレート１０３は、ガラス基板１０６の内面に蛍光膜１
０７とメタルバック１０８を設けたものである。一般
に、フェースプレート１０３と支持枠１０４との封着は
ガラス基板１０６において行なわれるので、ガラス基板
１０６の外形寸法は、支持枠１０４との封着部分を考慮
して蛍光膜１０７およびメタルバック１０８の外形寸法
よりも大きいものとしている。そのため、支持枠１０４
の近傍では、ガラス基板１０６が絶縁部分として外囲器
１１０の内部の空間に露出している。

【０１１６】一方、電子源１０１には、図１におけるＹ
方向での最外部の発光用電子放出素子１１５ａと支持枠
１０４との間に、中和用電子放出素子１１５ｂが設けら
れている。中和用電子放出素子１１５ｂは、発光用電子
放出素子１１５ａと同一の構造であるが、発光用電子放
出素子１１５ａとは向きが９０°異なり、しかも、対と
なる素子電極のうち支持枠１０４側の素子電極が正極側
となるように配置されている。その他の構成については
第１実施例と同様なので、その説明は省略する。

【０１１７】次に、本実施例の動作について説明する。

【０１１８】発光用電子放出素子１１５ａに電圧を印加
すると、発光用電子放出素子１１５ａの電子放出部から
電子が放出される。それと同時にメタルバック１０８
（あるいは不図示の透明電極）に数ｋＶ以上の加速電圧
を印加して電子放出部から放出された電子を加速し、フ
ェースプレート１０３の内面に衝突させる。これによ
り、蛍光膜１０７の蛍光体が励起されて発光し、画像が
表示される（図１７の（ａ））。図１７の（ａ）では、
発光用電子放出素子１１５ａから放出された電子は電子
源１０１の面に対して垂直上方に飛翔しているように見
えているが、これは図１におけるＸ方向から見た図なの
で、実際には放物線軌道を描いて飛翔している。

【０１１９】電子がフェースプレート１０３の内面に衝
突することにより、蛍光体の発光現象の他に、蛍光膜１
０７やメタルバック１０８から正イオンが発生する。ま
た、空間中の残留ガスに電子が衝突し、正イオンが発生
することもある。特に、支持枠１０４の近傍で発生した
正イオンは、ガラス基板１０６の端部（支持枠１０４と
の封着部）に付着する（図１７の（ｂ））。

【０１２０】正イオンがガラス基板１０６の端部に付着
することによってその部分が帯電し、周辺の電場の乱れ
が生じる。その結果、最も支持枠１０４に近い位置にあ
る発光用電子放出素子１１５ａから放出される電子の飛
翔軌道がずれて本来衝突すべき位置とはと違った位置に
衝突し、輝度損失や色ずれが生じる（図１７の
（ｃ））。

【０１２１】そこで、中和用電子放出素子１１５ｂから
電子を放出し、この電子をガラス基板１０６と支持枠１
０４との封着部に衝突させる。これによりガラス基板１
０６の端部の帯電が中和され、発光用電子放出素子１１
５ａから放出される電子の飛翔軌道のずれはなくなる
（図１７の（ｄ））。

【０１２２】ここではガラス基板１０６の端部の帯電の
中和について述べたが、メタルバック１０８（あるいは
透明電極）に印加する加速電圧を調整し、支持枠１０４
の帯電を中和させることもできる。

【０１２３】なお、発光用電子放出素子１１５ａおよび
中和用電子放出素子１１５ｂの駆動制御については第１
実施例と同様なので、その説明は省略する。

【０１２４】以上説明したように、中和用電子放出素子
１１５ｂの向きを発光用電子放出素子１１５ａの向きと
は異ならせることによって、発光用電子放出素子１１５
ａから放出される電子の飛翔軌道面に平行な部分におけ
る帯電も中和することができる。

【０１２５】また、上述した各実施例を組み合せること
によって、外囲器内部のあらゆる絶縁性部材に対して、
その帯電を中和できるような構成とすることもできる。（第４実施例）図１８は、本発明の画像形成装置に、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。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、記憶等に関する回路やスピーカー等については説明
を省略する。

【０１２６】以下、画像信号の流れに沿って各部を説明
してゆく。

【０１２７】まず、ＴＶ信号受信回路５１３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方式を始めとするい
わゆる高品位ＴＶ）は、大面積化や大画素数化に適した
本発明の画像形成装置を用いたディスプレイパネル５０
０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５１３で受信されたＴＶ信号は、デコーダ５０４
に出力される。

【０１２８】また、画像ＴＶ信号受信回路５１２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。ＴＶ信号受信回路５１３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５０４に出力され
る。

【０１２９】また、画像入力インターフェース回路５１
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５０４に出力さ
れる。

【０１３０】また、画像メモリインターフェース回路５
１０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５０４に出力される。

【０１３１】また、画像メモリインターフェース回路５
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
５０４に出力される。

【０１３２】また、画像メモリインターフェース回路５
０８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５０４
に出力される。

【０１３３】また、入出力インターフェース回路５０５
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ＣＰＵ５０６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。

【０１３４】また、画像生成回路５０７は、入出力イン
ターフェース回路５０５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ＣＰＵ５０６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初めとして画像の
生成に必要な回路が組み込まれている。

【０１３５】画像生成回路５０７により生成された表示
用画像データは、デコーダ５０４に出力されるが、場合
によっては入出力インターフェース回路５０５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。

【０１３６】また、ＣＰＵ５０６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。

【０１３７】例えば、マルチプレクサ５０３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５０２に対して制御信号を発生し、画像表示周波数や
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。

【０１３８】また、画像生成回路５０７に対して画像デ
ータや文字・図形情報を直接出力したり、あるいは入出
力インターフェース回路５０５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。

【０１３９】なお、ＣＰＵ５０６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よい。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よ
い。

【０１４０】あるいは、前述したように入出力インター
フェース回路５０５を介して外部のコンピュータ−ネッ
トワークと接触し、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よい。

【０１４１】また、入力部５１４は、ＣＰＵ５０６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他、
ジョイステック、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。

【０１４２】また、デコーダ５０４は、画像生成回路５
０７ないしＴＶ信号受信回路５１３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５０４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、あ
るいは画像生成回路５０７およびＣＰＵ５０６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。

【０１４３】また、マルチプレクサ５０３はＣＰＵ５０
６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。すなわち、マルチプレクサ５０３はデ
コーダ５０４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５０１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。

【０１４４】また、ディスプレイパネルコントローラ５
０２は、ＣＰＵ５０６より入力される制御信号に基づき
駆動回路５０１の動作を制御するための回路である。

【０１４５】まず、ディスプレイパネル５００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
５００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５０１に対して出力する。

【０１４６】また、ディスプレイパネル５００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５０１に対して出力す
る。

【０１４７】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５０１に対して出力する場合
もある。

【０１４８】また、駆動回路５０１は、ディスプレイパ
ネル５００に印加する駆動信号を発生するための回路で
あり、マルチプレクサ５０３から入力される画像信号
と、ディスプレイパネルコントローラ５０２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。

【０１４９】以上、各部の機能を説明したが、図１８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５
００に表示することが可能である。すなわち、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５０
４において逆変換された後、マルチプレクサ５０３にお
いて適宜選択され、駆動回路５０１に入力される。一
方、ディスプレイコントローラ５０２は、表示する画像
信号に応じて駆動回路５０１の動作を制御するための制
御信号を発生する。駆動回路５０１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５００に駆動信
号を印加する。これにより、ディスプレイパネル５００
において画像が表示される。これらの一連の動作は、Ｃ
ＰＵ５０６により統括的に制御される。

【０１５０】また、本表示装置においては、デコーダ５
０４に内蔵する画像メモリや、画像生成回路５０７およ
びＣＰＵ５０６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
回路を設けてもよい。

【０１５１】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。

【０１５２】尚、上記図１８は、本発明による画像形成
装置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１８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
てもよい。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。

【０１５３】本表示装置においては、とりわけ本発明に
よる画像形成装置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。

【０１５４】以上の実施例においては、電子放出素子と
して表面伝導型電子放出素子を用いた例を示したが、そ
れに限らず、ＦＥ型電子放出素子やＭＩＭ型電子放出素
子を用いたものでも、電子放出軌道の安定性の点では同
様の効果が得られる。ただし、素子構造が簡単で、かつ
複数の素子を容易に配置することができるという点を考
えると、表面伝導型電子放出素子を用いることが好まし
い。これは特に、大型の画像形成装置において有効であ
る。

【０１５５】また、本発明の画像形成装置を画像表示装
置に応用した例で示したが、本発明はこの範囲に限られ
るものではなく、光プリンタの画像形成用発光ユニット
として用いるなど、記録装置への応用も可能である。こ
の場合、通常の形態としては１次元的に配列された画像
形成ユニットを用いることが多いが、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。

【０１５６】さらに、以上の実施例で用いた蛍光体のよ
うに直接発光する物質を有する画像形成部材を用いたも
のに限らず、電子の帯電による潜像画像が形成されるよ
うな部材を有する画像形成部材を用いたものであれば、
本発明は適用できる。

【０１５７】そして、電子被照射体は特定せず、マルチ
の平面電子源をなす電子線発生装置としての応用も可能
である。

【０１５８】

【発明の効果】本発明は以上説明したとおり構成されて
いるので、以下に記載する効果を奏する。

【０１５９】本発明の電子線照射方法は、電子被照射部
材に電子を照射する第１の工程と絶縁性部材に電子を照
射する第２の工程とを有するので、第１の工程によって
生じた絶縁性部材の帯電を、第２の工程によって中和す
ることができる。その結果、絶縁性部材の帯電により生
じる電子軌道のずれを防止することができる。

【０１６０】また、第１の工程を行なわない期間に第２
の工程を行なうことにより、電子被照射部材への電子の
照射に影響を及ぼさずに絶縁性部材を中和することがで
きる。すなわち、これを画像の形成に適用した場合に
は、画像の形成に影響を及ぼさずに絶縁性部材を中和す
ることができる。

【０１６１】本発明の電子線発生装置は、電子源と電子
被照射部材との間に配置された支持枠や耐大気圧構造体
等の絶縁性部材に向けて電子を放出する中和用の電子放
出素子が設けられているので、この中和用の電子放出素
子から電子を放出して絶縁性部材の表面の帯電を中和す
ることによって、照射用の電子放出素子から放出される
電子の軌道のずれを防止できる。

【０１６２】また、中和用の電子放出素子を照射用の電
子放出素子と同一の基板上に設けることで、従来の電子
源の製造工程と同様の工程で、中和用の電子放出素子と
照射用の電子放出素子とを同一の基板上に同時に製造す
ることができる。

【０１６３】さらに、照射用の電子放出素子からの電子
の放出方向を切り替え可能とし、照射用の電子放出素子
で中和用の電子放出素子を兼用させることによって、最
小限の構成で絶縁性部材の中和を行なうことができる。

【０１６４】加えて、中和用の電子の放出を、所定のタ
イミングで定期的に行なうことで、中和のための消費電
力を抑えることができる。

【０１６５】また、電子放出素子として冷陰極型電子放
出素子を用いることで、省電力で応答速度が速く、しか
も大型の電子線発生装置を構成することができる。その
中でも特に表面伝導型電子放出素子は、素子構造が簡単
で、かつ複数の素子を容易に配置することができるの
で、表面伝導型電子放出素子を用いることによって、構
造が簡単で、しかも大型の電子線発生装置が達成でき
る。

【０１６６】さらに、複数個の表面伝導型電子放出素子
を２次元のマトリクス状に配置し、複数本の行方向配線
と複数本の列方向配線とによってそれぞれを結線するこ
とで、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
を制御し得るので、基本的には他の制御電極を付加する
必要がなく、電子源を１枚の基板上で容易に構成でき
る。

【０１６７】本発明の画像形成装置は、本発明の電子線
発生装置を用いているので上述したように電子の軌道が
安定し、発光位置ずれのない良好な画像を形成すること
ができる。

【０１６８】特に、電子放出素子として表面伝導型電子
放出素子を用いれば、構造が簡単で大画面のの画像形成
装置が達成でき、さらに、画像信号の帰線期間中に中和
用の電子を放出させることで、発光用の電子放出素子が
中和用の電子放出素子を兼用する場合でも、画像の形成
に影響を及ぼすことなく絶縁性部材の帯電の中和を行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の第１実施例の一部を破
断した斜視図である。

【図２】図１に示した画像形成装置の電子源近傍の拡大
斜視図である。

【図３】図１に示した画像形成装置の電子源の要部平面
図である。

【図４】図３に示した電子源のＡ−Ａ’線断面図であ
る。

【図５】図１に示した画像形成装置の電子源の製造工程
を順に示した図である。

【図６】電子放出部形成用薄膜を形成する際に用いられ
るマスクの一例の平面図である。

【図７】フォーミング処理に用いられる電圧波形の一例
を示す図である。

【図８】表面伝導型電子放出素子の印加電圧を放出電流
の関係を示すグラフである。

【図９】表面伝導型電子放出素子から放出された電子の
飛翔の特性を説明するための図である。

【図１０】蛍光膜の構成を説明するための図である。

【図１１】図１に示した画像形成装置の一連の動作を説
明するための図である。

【図１２】図１に示した電子放出素子の駆動制御部のブ
ロック図である。

【図１３】図１に示した画像形成装置における中和用電
子放出素子の配置の他の例を示す図である。

【図１４】本発明の画像形成装置の第２実施例の一連の
動作を説明するための図である。

【図１５】本発明の画像形成装置の第２実施例の電子放
出素子の駆動制御部のブロック図である。

【図１６】本発明の画像形成装置の第２実施例におけ
る、中和のための電子放出のタイミングチャートであ
る。

【図１７】本発明の画像形成装置の第３実施例の一連の
動作を説明するための図である。

【図１８】本発明の画像形成装置を用いた画像表示装置
の一例のブロック図である。

【図１９】表面伝導型電子放出素子の典型的な素子構成
を示すであり、同図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）は
そのＡ−Ａ’線断面図である。

【図２０】図１９に示した表面伝導型電子放出素子の製
造工程を順に示した図である。

【図２１】熱電子源を用いた従来の画像形成装置の概略
構成図である。

【図２２】従来の表面伝導型電子放出素子の平面図であ
る。

【符号の説明】

１、１０１電子源２リアプレート３、１０３フェースプレート４、１０４支持枠５スペーサ６、１０６ガラス基板７、１０７蛍光膜７ａ蛍光体７ｂ黒色導電体８、１０８メタルバック１０、１１０外囲器１１絶縁性基板１２Ｘ方向配線１３Ｙ方向配線１４層間絶縁層１４ａコンタクトホール１５、１１５電子放出素子１５ａ、１１５ａ発光用電子放出素子１５ｂ、１１５ｂ中和用電子放出素子１６、１７素子電極１８電子放出部形成用薄膜２０マスク２０ａ開口２１Ｃｒ膜２３電子放出部３１、４１画像情報信号源３２、４２制御用ＣＰＵ３３発光用電子放出素子駆動回路３４中和用電子放出素子駆動回路３５、４５表示パネル４３発光用駆動回路４４中和用駆動回路４６切り替え回路５００ディスプレイパネル５０１駆動回路５０２ディスプレイパネルコントローラ５０３マルチプレクサ５０４デコーダ５０５入出力インターフェース回路５０６ＣＰＵ５０７画像生成回路５０８、５０９、５１０画像メモリインターフェー
ス回路５１１画像入力インターフェース回路５１２、５１３ＴＶ信号受信回路５１４入力部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気信号に応じて電子を放出する電子源
から、絶縁性部材を間において前記電子源と対向配置さ
れた電子被照射部材へ電子を照射する電子照射方法にお
いて、前記電子源から電子を放出し、前記電子被照射部材に電
子を照射する第１の工程と、前記電子源から電子を放出し、前記絶縁性部材に電子を
照射する第２の工程とを有することを特徴とする電子線
照射方法。
【請求項２】前記第１の工程を行なわない期間に、前
記第２の工程を行なう請求項１に記載の電子線照射方
法。
【請求項３】前記電子被照射部材は、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であるととも
に、前記電気信号は画像信号であり、前記第１の工程を行なわない期間は、前記画像信号の帰
線期間である請求項２に記載の電子線照射方法。
【請求項４】電気信号に応じて電子を放出する照射用
の電子放出素子が設けられた電子源と、前記電子源に真
空雰囲気中で対向配置された電子被照射部材と、前記電
子源と前記電子被照射部材との間に配置された絶縁性部
材とを有する電子線発生装置において、前記絶縁性部材に向けて電子を放出するための中和用の
電子放出素子を有することを特徴とする電子線発生装
置。
【請求項５】前記絶縁性部材は、前記電子源と電子被
照射部材との間の真空雰囲気を維持するための外囲器の
一部をなす支持枠である請求項４に記載の電子線発生装
置。
【請求項６】前記絶縁性部材は、前記電子源と電子被
照射部材との間に設置された耐大気圧構造体である請求
項４または５に記載の電子線発生装置。
【請求項７】前記絶縁性部材は、前記電子被照射部材
を構成する部材の一部である請求項４、５または６に記
載の電子線発生装置。
【請求項８】前記絶縁性部材は、前記電子源と電子被
照射部材との間に配置された電極を支持する支柱である
請求項４、５、６または７に記載の電子線発生装置。
【請求項９】前記中和用の電子放出素子は、前記照射
用の電子放出素子と前記電子源の同一基板上に設けられ
る請求項４、５、６、７または８に記載の電子線発生装
置。
【請求項１０】前記照射用の電子放出素子からの電子
の放出方向が切り替え可能となっており、前記照射用の
電子放出素子が前記中和用の電子放出素子を兼ねている
請求項４ないし９のいずれか１項に記載の電子線発生装
置。
【請求項１１】前記照射用の電子放出素子に前記電子
被照射部材へ電子を照射するときと異なる電気信号を印
加することで、前記照射用電子放出素子から前記絶縁性
部材に向けて電子が放出される請求項１０に記載の電子
線発生装置。
【請求項１２】前記絶縁性部材に電子を照射する際に
は、前記電子被照射部材に電子を作用させる際とは異な
る電圧が前記電子被照射部材に印加される請求項１ない
し１１のいずれか１項に記載の電子線発生装置。
【請求項１３】前記中和用の電子放出素子からは、所
定のタイミングで定期的に電子が放出される請求項１な
いし１２のいずれか１項に記載の電子線発生装置。
【請求項１４】前記電子放出素子は、冷陰極型電子放
出素子である請求項１ないし１３のいずれか１項に記載
の電子線発生装置。
【請求項１５】前記冷陰極型電子放出素子は表面伝導
型電子放出素子である請求項１４に記載の電子線発生装
置。
【請求項１６】前記表面伝導型電子放出素子が２次元
のマトリクス状に複数個配置され、前記各表面伝導型電
子放出素子は、複数本の行方向配線と複数本の列方向配
線とによって、それぞれ結線されている請求項１５に記
載の電子線発生装置。
【請求項１７】請求項１ないし１６のいずれか１項に
記載の電子線発生装置を用いた画像形成装置であって、前記照射用の電子放出素子に代えて、画像信号に応じて
電子を放出する発光用の電子放出素子とするとともに、
前記電子被照射部材に代えて、前記電子源に対向配置さ
れて、前記発光用の電子放出素子から放出された電子が
衝突るすことにより画像が形成される部材を備えた画像
形成部材とした画像形成装置。
【請求項１８】前記中和用の電子放出素子からは、前
記画像信号の帰線期間中に定期的に電子が放出される請
求項１８に記載の画像形成装置。