JPH09129163A

JPH09129163A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09129163A
Application number: JP28850295A
Authority: JP
Inventors: Tomokazu Ando; 友和安藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-11-07
Filing date: 1995-11-07
Publication date: 1997-05-16
Anticipated expiration: 2015-11-07
Also published as: JP3372732B2

Abstract

(57)【要約】【課題】フェースプレートの温度分布を均一化でき、
放熱の効果を上げ、軽量化された画像形成装置を提供す
る。【解決手段】電子放出素子を有する電子源基板（１）
と、電子を受ける蛍光体等を搭載したフェースプレート
（２）とを有し、フェースプレート（２）の中央の画像
形成領域（７）上に透明導電膜層（５）を有することを
特徴とする表示パネル等の画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子、特
に表面伝導型電子放出素子を用いた画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、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型と略す）、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。ＦＥ型の例は、W.P.Dyke & W.W.D
olan, "Field emission", Advance in Electron Physic
is, 8 89 (1956) あるいは C.A.Spindt,“Physical Pro
perties of thin-film field emission cathodes with
molybdenium", J.Appl.Phys., 47 5248 (1976)等に記載
されている。ＭＩＭ型の例は、C.A.Mead, "The tunnel-
emission amplifier", J. Appl. Phys., 32 646 (1961)
等に記載されている。

【０００３】表面伝導型電子放出素子の例は、M.I.Elin
son, Radio Eng. Electron Phys.,10 (1965) 等に記載
されている。この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、電子が放出する現象を利用するものである。こ
の素子としては、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, 9 317(1972)] 、Ｉｎ₂ Ｏ₃ ／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（１
９８３）］等が報告されている。

【０００４】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１５に示す。同図において２０１は基板である。２
０４は導電性薄膜であり、スパッタリングで形成された
金属酸化物薄膜等によってＨ型形状のパターンに形成さ
れ、後述の通電フォーミングと呼ばれる通電処理により
電子放出部２０５が形成される。なお、図中の素子電極
の間隔Ｌは、０．５〜１ｍｍ、Ｗ’は０．１ｍｍに設定
されている。電子放出部２０５の位置及び形状について
は厳密には不明なので模式的に表わした。

【０００５】この通電フォーミングとは、導電性薄膜２
０４の両端に直流電圧あるいは非常にゆっくりとした昇
電圧（例えば１Ｖ／分程度）を印加通電し、導電性薄膜
２０４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２０５を形成するこ
とである。通電フォーミング処理をした表面伝導型電子
放出素子の導電性薄膜２０４に電圧を印加して素子に電
流を流すと、導電性薄膜２０４の一部に形成した亀裂付
近から電子が放出する。

【０００６】この表面伝導型放出素子は、構造が単純で
製造も容易なので大面積にわたり多数の素子を配列形成
できる利点がある。したがって、例えば荷電ビーム源、
画像表示装置など、この特徴を生かせる様な種々の応用
が研究されている。この電子放出素子を用いた画像形成
装置においては、電子放出素子で発生した電子を加速電
圧によって加速し、フェースプレート上に設けられた蛍
光体に照射させることによって画像を形成できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この様な画像形成装置
においては、電子の持つ加速エネルギーから光の発光エ
ネルギーを除いたエネルギーが蛍光体に付与されて発熱
が起きる。その結果、フェースプレートの中央部の温度
が高く、周縁部の温度が低いという温度勾配が生じ、熱
歪、すなわち熱応力が生じる。従来技術においては、こ
の熱応力により外囲器が壊れないように、構成部材を厚
くする等の手段によって画像形成装置の剛性を高めてい
た。その結果、従来の画像形成装置は、比較的重量が重
くなっていた。

【０００８】本発明は、この様な従来技術の課題に鑑み
なされたものであり、電子放出素子（特に表面伝導型放
出素子）を用いた画像形成装置において、フェースプレ
ート内の温度分布を均一化でき、放熱の効果を上げ、こ
の結果軽量化可能な画像形成装置を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、少
なくとも電子放出素子を有する電子源基板と、前記電子
源基板に対向して配置され前記電子放出素子から放出さ
れる電子を受ける被照射部材を搭載したフェースプレー
トとを有し、該フェースプレートの少なくとも一部に画
像形成領域を有する画像形成装置において、前記画像形
成領域上に透明導電膜層を有することを特徴とする画像
形成装置により達成できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好ましい実施態様
を示す。

【００１１】図１は、本発明の画像形成装置の一態様と
しての画像形成パネルを示す斜視図である。図１におい
て、１は素子電極、電子放出素子等（図示せず）を搭載
する電子源基板である。２は電子放出素子から放出され
る電子を受ける被照射部材である蛍光体等（図示せず）
を搭載し、この蛍光体の発光により画像を形成する部分
である画像形成領域７をその中央部に有するフェースプ
レートである。３は支持枠、４は封着用フリット、５は
フェースプレート２の外側の画像形成領域７上に設けら
れた透明導電膜層、６は電子源基板１とフェースプレー
ト２と支持枠３と封着用フリット４によって作られた外
囲器、１１はフェースプレート２の外側の画像形成領域
以外の同一面上に設けられた導電膜層である。図２は、
フェースプレート２の外側の画像形成領域７上に設けら
れた透明導電膜層５を示す拡大概略断面図であり、８は
下地膜、９は透明金属膜、１０は上層膜である。

【００１２】この画像形成装置は、次の様にして製造で
きる。まず、電子源基板１とフェースプレート２と支持
枠３と封着用フリット４を固定用治具（図示せず）によ
って固定し、所定の温度で焼成封着し、外囲器６を作製
する。次いで、フェースプレート２上に、透明金属膜９
を平坦な連続膜とする為の下地膜８を成膜し、次いで透
明金属膜９を成膜し、次いで透明金属膜９を保護する為
の上層膜１０を成膜し、サンドイッチ構造の透明導電膜
層５を得る。フェースプレート２上において、電気的に
絶縁の必要がある部分については、予め絶縁膜を設ける
か、その部分には透明導電膜層５を設けないでおけばよ
い。

【００１３】更に、図１に示す態様においては、導電膜
層１１を、フェースプレート２の外側の面であって画像
形成領域７以外の同一面上に設ける。この導電膜層１１
は透明でも不透明でもよい。また、導電膜層１１を透明
導電膜層５よりも厚い膜（金属伝熱膜層等）にすること
により、伝熱の効率を更に向上することもできる。また
例えば、導電膜層１１を透明導電膜膜５と同一構成の膜
（透明金属伝熱膜層等）にして、導電膜層１１と透明導
電膜膜５を同時に一体として成膜し、製造工程を簡略化
することもできる。この導電膜層１１としては、代表的
には金属めっき膜が挙げられるが、これに限定されず、
例えば電解又は無電解めっき、真空成膜、蒸着法、スパ
ッタ法など何れの方法でも成膜できる。導電膜層１１の
構成材料は、熱伝導率及び比重の点から、ニッケル、
銅、アルミニウム、銀、金等が好ましい。特に、無電解
ニッケルめっき被膜、無電解銅めっき被膜、無電解複合
めっき被膜、蒸着銅被膜などを好適に使用できる。ま
た、多層構成にしてもよい。導電膜層１１の膜厚は１μ
ｍ〜５００μｍ程度が望ましく、更に１０μｍ〜５００
μｍ程度が好ましい。

【００１４】透明導電膜層５の透明度は、例えば表示画
像の明るさや画質など所望の画像が得られる程度の透明
度であればよく、本発明において特に限定されない。た
だし、通常は可視光領域において約５０％以上の透過率
が望ましく、更に約８０％以上の透過率が好ましい。

【００１５】図２に示す透明導電膜層５の態様におい
て、透明金属膜９としては、金、銀、酸化物半導体透明
導電膜などが好適に使用できる。また、成膜後焼鈍する
ことで、格子欠陥や吸蔵ガス等を除去し、熱伝導率を向
上させることが好ましい。この透明金属膜９の膜厚は、
１ｎｍ〜１μｍ程度が望ましく、更に１０ｎｍ〜１００
ｎｍ程度がより好ましい。

【００１６】また、透明金属膜９として金を用いる場合
は、下地膜８および上層膜１０として、例えばＢｉ₂ Ｏ
₃ 、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 、ＺｒＯ₂ 、Ｓｂ₂ Ｏ₃ 、ＰｂＯ等の酸
化物を使用でき、透明金属膜９として銀を用いる場合
は、下地膜８および上層膜１０として、ＴｉＯ₂ 、Ｚｎ
Ｓを用いても構わない。この下地膜８の膜厚は１ｎｍ〜
３００ｎｍ程度が望ましく、上層膜１０の膜厚は１ｎｍ
〜３００ｎｍ程度が望ましい。また、透明導電膜層５全
体としての膜厚は１ｎｍ〜１．５μｍ程度が望ましく、
更に１０ｎｍ〜３００ｎｍ程度がより好ましい。これら
の成膜法としては、スパッタ法が代表的に挙げられる
が、これに制限されず、その他の公知の各種成膜法も採
用できる。

【００１７】この様な透明導電膜層５は、フェースプレ
ート２の画像形成領域７上に設けることにより、スペー
スを必要としない放熱構造として機能する。すなわち、
画像形成領域７内の蛍光体で発生する熱を速やかにフェ
ースプレート２面内に伝導でき、温度を均一化できる。
更には、フェースプレート２における放熱の効率も向上
し、熱応力を抑制できる。この結果、構成部材を従来の
装置よりも薄くでき、かつ放熱手段の占めるスペースも
小さいので、装置の軽量化、薄板化が可能となる。更
に、図１に示す態様においては、画像形成領域７以外の
面上に、透明導電膜層５と接する（すなわち熱的に連結
する）導電膜層１１を有するので、温度の均一化、放熱
効率の向上が更に促進される。

【００１８】なお、本発明において透明導電膜層５や導
電膜層１１は、図２に示した構成の透明金属伝熱膜層も
好適なものの一つであるが、これに限定されず、上述の
温度の均一化、放熱効率の向上など所望の作用を奏する
各種の導電膜層を制限無く使用できる。また図１に示す
態様においては、透明導電膜層５を画像形成領域７の全
面に形成し、導電膜層１１を画像形成領域７以外の同一
面の全面に形成したが、これに限定されず、所望に応じ
て全面でなく部分的に形成しても構わない。

【００１９】図３は、本発明の別の態様を示す斜視図で
ある。図３において、１２は放熱フィンであり、図１と
同一の部材については同一の符号を付与してある。この
画像形成装置は、先に説明した様に外囲器６を作製した
のち、透明導電膜層５を画像形成領域７上に設け、更
に、画像形成領域７を除くフェースプレート２の外側面
と側面、及び支持枠３の外側面と側面に導電膜層１１を
設け、更に、フェースプレート２の側面及び支持枠３の
側面に設けた導電膜層１１上に放熱フィン１２を固定す
ることにより製造できる。この放熱フィン１２は、自然
対流による放熱が良好に行われる様に、画像形成装置を
使用する際に放熱フィン１２が重力に対してほぼ平行と
なるよう設置するとよい。

【００２０】図３に示す態様においては、導電膜層１１
がフェースプレート２の側面及び支持枠３の側面まで延
びており、更に、その部分の導電膜層１１と接する（す
なわち熱的に連結する）放熱フィン１２を有するので、
温度の均一化、放熱効率の向上が更に促進される。な
お、本発明において放熱フィン１２の形状や数は、図３
に示すものも好適な例の一つであるが、特に限定され
ず、上述の温度の均一化、放熱効率の向上など所望の作
用が得られる範囲で種々の変形が可能である。

【００２１】また、本発明の別の態様として、ガス放電
型画像形成装置が挙げられる。以下に製造方法を簡単に
説明する。まず、背面板上に放電プラズマ電極、電子引
き出し電極を配置する。更に、板状の絶縁基体上に付設
された帯状の電極群からなる制御電極を配置する。その
後、蛍光膜が付設してあるフェースプレートを、引き出
し電極と平行に相対するように配置し封着する。そし
て、画像形成装置内の真空排気を行い、低気圧の稀ガス
を封入することで、ガス放電型画像形成装置を製造でき
る。この様な態様においても同様の効果が得られる。

【００２２】本発明において、電子源基板１に搭載する
電子放出素子としては、特に表面伝導型電子放出素子が
好適である。以下、この表面伝導型電子放出素子につい
て説明する。表面伝導型電子放出素子としては、基本的
に平面型表面伝導型電子放出素子及び垂直型表面伝導型
電子放出素子の２種類が挙げられる。図４は、基本的な
表面伝導型電子放出素子の構成を示す図であり、（ａ）
は模式的平面図、（ｂ）はその断面図である。図４にお
いて、２０１は基板、２０２及び２０３は素子電極、２
０４は導電性薄膜、２０５は電子放出部である。

【００２３】基板２０１としては、石英ガラス、Ｎａ等
の不純物含有量の少ないガラス、青板ガラス、ＳｉＯ₂
を表面に形成したガラス基板及びアルミナ等のセラミッ
クス基板等が用いられる。素子電極２０２、２０３の材
料としては一般的導電体が用いられ、例えばＮｉ、Ｃ
ｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等
の金属又は合金、及びＰｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ₂ 、Ｐ
ｄ−Ａｇ等の金属又は金属酸化物とガラス等から構成さ
れる印刷導体、Ｉｎ₂ Ｏ₃ −ＳｎＯ₂ 等の透明導電体及
びポリシリコン等の半導体材料等から適宜選択される。

【００２４】素子電極間隔Ｌは、好ましくは数千オング
ストローム乃至数百マイクロメートルである。また、素
子電極間に印加する電圧は低い方が望ましく、再現良く
作製することが要求されるので、好ましい素子電極間隔
は１マイクロメートル乃至百マイクロメートルである。

【００２５】素子電極長さＷは、電極の抵抗値、電子放
出特性から数マイクロメートル乃至数百マイクロメート
ルが好ましく、また素子電極２０２，２０３の膜厚は、
数百オングストローム乃至数マイクロメートルが好まし
い。

【００２６】なお、図４の構成以外にも、例えば、基板
２０１上に導電性薄膜２０４、素子電極２０２，２０３
の電極を順次形成させた構成にしてもよい。

【００２７】導電性薄膜２０４は、良好な電子放出特性
を得るために微粒子で構成された微粒子膜が特に好まし
く、その膜厚は素子電極２０２，２０３へのステップカ
バレージ、素子電極２０２，２０３間の抵抗値及び後述
する通電フォーミング条件等によって適宜設定される
が、好ましくは数オングストローム乃至数千オングスト
ロームで、特に好ましくは１０オングストローム乃至５
００オングストロームである。そのシート抵抗値は１０
³ 乃至１０⁷ オーム／□である。

【００２８】また導電性薄膜２０４を構成する材料は、
Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃ
ｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｄ等の金属、Ｐｄ
Ｏ、ＳｎＯ₂ 、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 、ＰｄＯ、Ｓｂ₂ Ｏ₃ 等の酸
化物、ＨｆＢ₂ 、ＺｒＢ₂ 、ＬａＢ₆ 、ＣｅＢ₆ 、ＹＢ
₄ 、ＧｄＢ₄ 等の硼化物、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、Ｔ
ａＣ、ＳｉＣ、ＷＣ等の炭化物、Ｔｉｎ、ＺｒＮ、Ｈｆ
Ｎ等の窒化物、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体、カーボン等が挙
げられる。

【００２９】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
さしており、微粒子の粒径は数オングストローム乃至数
千オングストロームであり、好ましくは１０オングスト
ローム乃至２００オングストロームである。

【００３０】電子放出部２０５は、導電性薄膜２０４の
一部に形成された高抵抗の亀裂であり、通電フォーミン
グ等により形成される。また亀裂内には数オングストロ
ーム乃至数百オングストロームの粒径の導電性微粒子を
有することもある。この導電性微粒子は、導電性薄膜２
０４を構成する物質の少なくとも一部の元素を含んでい
る。また電子放出部２０５及びその近傍の導電性薄膜２
０４は炭素及び炭素化合物を含有することもある。

【００３１】図５は、基本的な垂直型表面伝導型電子放
出素子の構成を示す模式的断面図である。図５におい
て、２２１は段差形成部であり、図４と同一の部材につ
いては同一符号を付与してある。

【００３２】基板２０１、素子電極２０２と２０３、導
電性薄膜２０４、電子放出部２０５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することが
できる。段差形成部２２１は絶縁性材料で構成され、段
差形成部２２１の膜厚が先に述べた図４中の平面型表面
伝導型電子放出素子の素子電極間隔Ｌに相当する。その
間隔は、数百オングストローム乃至数十マイクロメート
ルである。またその間隔は、段差形成部２２１の製法及
び素子電極間に印加する電圧により制御することができ
るが、好ましくは数百オングストローム乃至数マイクロ
メートルである。

【００３３】導電性薄膜２０４は、素子電極２０２，２
０３と段差形成部２２１作製後に形成するため、素子電
極２０２，２０３の上に積層される。なお、図５におい
て、電子放出部２０５は段差形成部２２１に直線状に形
成されているように示されているが、作製条件、通電フ
ォーミング条件等に依存し、形状、位置ともこれに限る
ものではない。

【００３４】先に述べた図４の表面伝導型電子放出素子
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６に示し説明する。図６中、図４と同一の部材
については同一の符号を付与してある。

【００３５】１）基板２０１を洗剤、純水及び有機溶剤
により充分に洗浄後、真空蒸着法、スパッタ法等により
素子電極材料を堆積する。その後、フォトリソグラフィ
ー技術によりパターニングし、この基板２０１上に素子
電極２０２，２０３を形成する［図６（ａ）］。

【００３６】２）素子電極２０２，２０３を設けた基板
２０１に、有機金属溶液を塗布し放置することにより有
機金属薄膜を形成する。ここでいう有機金属溶液とは前
述の導電性薄膜２０４を形成する金属を主元素とする有
機金属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、エッチング等の公知の技術
を用いてパターニングし、導電性薄膜２０４を形成する
［図６（ｂ）］。なお、ここでは有機金属溶液の塗布法
により説明したが、これに限るものでなく、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り形成してもよい。

【００３７】３）続いて、通電フォーミングと呼ばれる
通電処理を行う。通電フォーミングは素子電極２０２，
２０３間に不図示の電源より通電を行い、導電性薄膜２
０４を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、構造を
変化させた部位を形成させるものである。この局所的に
構造変化させた部位を電子放出部２０５と呼ぶ［図６
（ｃ）］。

【００３８】通電フォーミングの電圧波形の例を図７に
示す。電圧波形は特にパルス波形が好ましく、パルス波
高値が一定の電圧パルスを連続的に印加する場合［図７
（ａ）］とパルス波高値を増加させながら、電圧パルス
を印加する場合［図７（ｂ）］とがある。

【００３９】まず、パルス波高値を一定電圧とした場合
［図７（ａ）］について説明する。図７（ａ）における
Ｔ１及びＴ２は、電圧波形のパルス幅とパルス間隔であ
る。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（通電フォ
ーミング時のピーク電圧）は表面伝導型電子放出素子の
形態に応じて適宜選択し、適当な真空度、例えば１０^-5
ｔｏｒｒ程度の真空雰囲気下で、数秒から数十分印加す
る。なお、素子の電極間に印加する波形は三角波に限定
されず、例えば矩形波等所望の波形を用いてもよい。

【００４０】図７（ｂ）におけるＴ１及びＴ２は図７
（ａ）と同様であり、三角波の波高値（通電フォーミン
グ時のピーク電圧）は、例えば０．１Ｖステップ程度ず
つ増加させて適当な真空雰囲気下で印加する。この場合
の通電フォーミングは、パルス間隔Ｔ２中に導電性薄膜
２０４を局所的に破壊、変形しない程度の電圧、例えば
０．１Ｖ程度の電圧で、素子電流を測定し、抵抗値を求
め、例えば１Ｍオーム以上の抵抗を示したときに通電フ
ォーミング終了とする。

【００４１】４）次に通電フォーミングが終了した素子
に活性化工程と呼ぶ処理を施すことが望ましい。活性化
工程とは、例えば１０^-4〜１０^-5ｔｏｒｒ程度の真空度
で、通電フォーミング同様、パルス波高値が一定の電圧
パルスを繰り返し印加する処理のことであり、真空中に
存在する有機物質に起因する炭素及び炭素化合物を導電
薄膜上に堆積させ素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅを著しく
変化させる処理である。活性化工程は、素子電流Ｉｆと
放出電流Ｉｅを測定しながら、例えば放出電流Ｉｅが飽
和した時点で終了する。また印加する電圧パルスは、動
作駆動電圧で行うことが好ましい。ここで炭素及び炭素
化合物とは、グラファイト（単、多結晶双方を指す）、
非晶質カーボン（非晶質カーボン及び多結晶グラファイ
トとの混合物を指す）であり、その膜厚は５００オング
ストローム以下が好ましく、より好ましくは３００オン
グストローム以下である。

【００４２】５）こうして作製した電子放出素子を、通
電フォーミング工程、活性化工程における真空度よりも
高い真空度の雰囲気下において動作駆動させることが望
ましい。また、更に高い真空度の雰囲気下で、８０℃〜
１５０℃の加熱後動作駆動させることが好ましい。ここ
で、通電フォーミング工程、活性化処理した真空度より
高い真空度とは、例えば約１０^-6以上の真空度であり、
より好ましくは超高真空系であり、新たに炭素及び炭素
化合物が導電薄膜上に殆ど堆積しない真空度である。こ
うすることによって素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅを安定
化させることが可能になる。

【００４３】図８は、図４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評価装置の一例を示
す概略構成図である。図８において、図４と同様の符号
は同一のものを示す。また、２５１は電子放出素子に素
子電圧Ｖｆを印加するための電源、２５０は素子電極２
０２，２０３間の導電性薄膜２０４を流れる素子電流Ｉ
ｆを測定するための電流計、２５４は素子の電子放出部
２０５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、２５３はアノード電極２５４に電圧を印加
するための高圧電源、２５２は素子の電子放出部２０５
より放出される放出電流Ｉｅを測定するための電流計、
２５５は真空装置、２５６は排気ポンプである。

【００４４】次に、本発明の画像形成装置について述べ
る。

【００４５】画像形成装置に用いられる電子源基板は、
例えば複数の表面伝導型電子放出素子を基板上に配列す
ることにより形成される。表面伝導型電子放出素子の配
列の方式には、表面伝導型電子放出素子を並列に配置
し、個々の素子の両端を配線で接続するはしご型配置
（以下はしご型配置電子源基板と呼ぶ）や、表面伝導型
電子放出素子の一対の素子電極にそれぞれＸ方向配線、
Ｙ方向配線を接続した単純マトリクス配置（以下マトリ
クス型配置電子源基板と呼ぶ）が挙げられる。なお、は
しご型配置電子源基板を有する画像形成装置には電子放
出素子からの電子の飛翔を制御する電極である制御電極
（グリッド電極）を必要とする。

【００４６】以下この原理に基づき構成した単純マトリ
ックス型配置電子源基板について、図９を用いて説明す
る。図９において、２７１は電子源基板、２７２はＸ方
向配線、２７３はＹ方向配線、２７４は表面伝導型電子
放出素子、２７５は結線である。表面伝導型電子放出素
子２７４は前述した平面型あるいは垂直型のどちらであ
ってもよい。電子源基板２７１に用いる基板は前述した
ガラス基板等であり、用途に応じて形状が適宜設定され
る。

【００４７】ｍ本のＸ方向配線２７２は、Ｄｘ１，Ｄｘ
２，・・・・，Ｄｘｍからなり、Ｙ方向配線２７３は、
Ｄｙ１，Ｄｙ２，・・・，Ｄｙｎのｎ本の配線よりな
る。また、多数の表面伝導型電子放出素子２７４にほぼ
均等な電圧が供給されるように、材料、膜厚、配線幅が
適宜設定される。これらｍ本のＸ方向配線２７２とｎ本
のＹ方向配線２７３間は、不図示の層間絶縁層により電
気的に分離されてマトリック配線を構成する（ｍ，ｎ
は、共に正の整数）。不図示の層間絶縁層は、Ｘ方向配
線２７２を形成した基板２７１の全面あるいは一部に所
望の領域で形成される。Ｘ方向配線２７２とＹ方向配線
２７３は、それぞれ外部端子として引き出される。更
に、表面伝導型電子放出素子２７４の素子電極（図示せ
ず）が、ｍ本のＸ方向配線２７２とｎ本のＹ方向配線２
７３と、結線２７５によって電気的に接続されている。
また、表面伝導型電子放出素子２７４は、基板あるいは
不図示の層間絶縁層上のどちらに形成してもよい。

【００４８】詳しくは後述するが、Ｘ方向配線２７２
は、Ｘ方向に配列する表面伝導型電子放出素子２７４の
行を入力信号に応じて走査するための走査信号を印加す
る不図示の走査信号発生手段と電気的に接続されれてい
る。一方、Ｙ方向配線２７３は、Ｙ方向に配列する表面
伝導型電子放出素子２７４の列の各列を入力信号に応じ
て変調するための変調信号を印加する不図示の変調信号
発生手段と電気的に接続されている。

【００４９】更に、表面伝導型電子放出素子２７４の各
素子に印加される駆動電圧は、素子に印加される走査信
号と変調信号の差電圧として供給される。この様な構成
において、単純なマトリクス配線だけで個別の素子を選
択して独立に駆動可能になる。

【００５０】次に、このマトリクス型配置電子源基板を
用いた画像形成装置について、図１０、図１１及び図１
２を用いて説明する。図１０は画像形成装置の基本構成
図であり、図１１（ａ）（ｂ）はそれぞれ蛍光膜の構成
例を示す図であり、図１２はＮＴＳＣ方式のテレビ信号
に応じて表示をするための駆動回路ブロック図である。

【００５１】図１０において、２７１は電子放出素子を
基板上に作製した電子源基板、２８１は電子源基板２７
１を固定したリアプレート、２８６はガラス基板２８３
の内面に蛍光膜２８４とメタルバック２８５等が形成さ
れたフェースプレート、２８２は支持枠であり、これら
部材によって外囲器２８８が構成される。２７６は、図
４における電子放出部２０５に相当する。２７２，２７
３は表面伝導型電子放出素子の一対の素子電極と接続さ
れたＸ方向配線及びＹ方向配線である。

【００５２】外囲器２８８は、上述の如くフェースプレ
ート２８６、支持枠２８２、リアプレート２８１で構成
したが、リアプレート２８１は主に電子源基板２７１の
強度を補強する目的で設けられるため、電子源基板２７
１自体で十分な強度もつ場合は別体のリアプレート２８
１は不要である。すなわち、電子源基板２７１に直接支
持枠２８２を設け、フェースプレート２８６、支持枠２
８２、電子源基板２７１にて外囲器２８８を構成しても
よい。

【００５３】フェースプレート２８３の蛍光膜２８４
は、詳細には図１１に示すようになっている。図１１に
おいて、２９２は蛍光体、２９１は黒色導電材である。
蛍光体２９２は、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
ラックストライプあるいはブラックマトリクス等と呼ば
れる黒色導電材２９１と蛍光体２９２とで構成される。
ブラックストライプ、ブラックマトリクスが設けられる
目的は、カラー表示の場合に必要となる三原色蛍光体の
各蛍光体２９２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２８４における外光反
射によるコントラストの低下を抑制することである。ブ
ラックストライプの材料としては、通常よく用いられて
いる黒鉛を主成分とする材料だけなく、導電性があり、
光の透過及び反射が少ない材料であればこれに限るもの
ではない。ガラス基板２８３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、沈澱法や印刷法が用い
られる。

【００５４】また、蛍光膜２８４（図１０）の内面側に
は、通常、メタルバック２８５（図１０）が設けられ
る。メタルバック２８５の目的は、蛍光体の発光成分の
うち内面側へ向かう光の成分をフェースプレート２８６
側へ鏡面反射することにより輝度を向上させること、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２８８内で発生した負イオンの衝突による
ダメージからの蛍光体の保護等がある。メタルバック２
８５は、蛍光膜２８４作製後、蛍光膜２８４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）を真空蒸着法等で堆積
することにより作製できる。

【００５５】そして、フェースプレート２８６上には、
更に、図１〜図３に示した様な導電膜層５等を設ける。

【００５６】外囲器２８８は、不図示の排気管を介して
その内部が排気され、１０^-7ｔｏｒｒ程度の真空度にさ
れ、封止される。また、外囲器２８８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２８８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の加熱法により、外囲器２
８８内の所定の位置（図示せず）に予め配置されたゲッ
ターを加熱し、外囲器内面に蒸着膜を形成する処理であ
る。ゲッターは通常Ｂａ等が主成分であり、該蒸着膜の
吸着作用により、例えば１×１０^-5ｔｏｒｒ乃至１×１
０^-7ｔｏｒｒの真空度を維持するものである。なお、表
面伝導型電子放出素子のフォーミング以降の工程は適宜
設定される。

【００５７】主成分とする材料だけなく、導電性があ
り、光の透過及び反射が少ない材料であればこれに限る
ものではない。ガラス基板２８３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、沈澱法や印刷法が
用いられる。

【００５８】また、蛍光膜２８４（図１０）の内面側に
は、通常、メタルバック２８５（図１０）が設けられ
る。メタルバック２８５の目的は、蛍光体の発光成分の
うち内面側へ向かう光の成分をフェースプレート２８６
側へ鏡面反射することにより輝度を向上させること、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２８８内で発生した負イオンの衝突による
ダメージからの蛍光体の保護等がある。メタルバック２
８５は、蛍光膜２８４作製後、蛍光膜２８４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）を真空蒸着法等で堆積
することにより作製できる。

【００５９】そして、フェースプレート２８６上には、
更に、図１〜図３に示した様な導電膜層５等を設ける。

【００６０】外囲器２８８は、不図示の排気管を介して
その内部が排気され、１０^-7ｔｏｒｒ程度の真空度にさ
れ、封止される。また、外囲器２８８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２８８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の加熱法により、外囲器２
８８内の所定の位置（不図示）に予め配置されたゲッタ
ーを加熱し、外囲器内面に蒸着膜を形成する処理であ
る。ゲッターは通常Ｂａ等が主成分であり、該蒸着膜の
吸着作用により、例えば１×１０^-5ｔｏｒｒ乃至１×１
０^-7ｔｏｒｒの真空度を維持するものである。なお、表
面伝導型電子放出素子のフォーミング以降の工程は適宜
設定される。

【００６１】次に、マトリクス型配置電子源基板を用い
て構成した画像形成装置において、ＮＴＳＣ方式のテレ
ビ信号に基づきテレビジョン表示を行うための駆動回路
の概略構成を、図１２のブロック図を用いて説明する。
図１２において、３０１は画像形成装置（表示パネル）
であり、３０２は走査回路、３０３は制御回路、３０４
はシフトレジスタ、３０５はラインメモリ、３０６は同
期信号分離回路、３０７は変調信号発生器、Ｖｘ及びＶ
ａは直流電圧源である。

【００６２】以下、各部の機能を説明する。画像形成装
置３０１は、端子Ｄｏｘ１乃至Ｄｏｘｍ及び端子Ｄｏｙ
１乃至Ｄｏｙｎ及び高圧端子Ｈｖを介して外部の電気回
路と接続している。このうち端子Ｄｏｘ１乃至Ｄｏｘｍ
には画像形成装置３０１に設けられている電子源、すな
わちＭ行Ｎ列の行列状にマトリクス配線された表面伝導
型電子放出素子群を一行（Ｎ素子）ずつ順次駆動してい
くための走査信号が印加される。一方、端子Ｄｙ１乃至
Ｄｙｎには走査信号により選択された一行の表面伝導型
電子放出素子の各素子の出力電子ビームを制御するため
の変調信号が印加される。また、高圧端子Ｈｖには直流
電圧源Ｖａより、例えば１０［ｋＶ］の直流電圧が供給
されるが、これは表面伝導型電子放出素子より出力され
る電子ビームに蛍光体を励起するのに十分なエネルギー
を付与するための加速電圧である。

【００６３】次に、走査回路３０２について説明する。
同回路は内部にＭ個のスイッチング素子を備えるもので
（図中、Ｓ１乃至Ｓｍで模式的に示している）、各スイ
ッチング素子は直流電圧源Ｖｘの出力電圧もしくは０
［Ｖ］（グランドレベル）のいずれか一方を選択し、表
示パネル３０１の端子Ｄｘ１乃至Ｄｘｍと電気的に接続
するものである。Ｓ１乃至Ｓｍの各スイッチング素子
は、制御回路３０３が出力する制御信号Ｔｓｃａｎに基
づいて動作するものであるが、実際には例えばＦＥＴの
ようなスイッチング素子を組み合わせることにより構成
することが可能である。なお、直流電圧電源Ｖｘは、表
面伝導型放出素子の特性（電子放出しきい値電圧）に基
づき走査されていない素子に印加される駆動電圧が電子
放出しきい値電圧以下となるような一定電圧を出力する
ように設定されている。

【００６４】制御回路３０３は、外部より入力する画像
信号に基づいて適切な表示が行われるように、各部の動
作を整合させる働きをもつ。そして、次に説明する同期
信号分離回路３０６より送られる同期信号Ｔｓｙｎｃに
基づいて、各部に対してＴｓｃａｎ、Ｔｓｆｔ及びＴｍ
ｒｙの各制御信号を発生する。

【００６５】同期信号分離回路３０６は、外部から入力
されるＮＴＳＣ方式のテレビ信号から同期信号成分と輝
度信号成分とを分離するための回路で、周波数分離（フ
ィルター）回路を用いて構成できる。同期信号分離回路
３０６により分離された同期信号は、よく知られるよう
に垂直同期信号と水平同期信号よりなるが、ここでは説
明の便宜上Ｔｓｙｎｃ信号として図示した。一方、テレ
ビ信号から分離された画像の輝度信号成分を便宜上ＤＡ
ＴＡ信号と表わすが、同信号はシフトレジスタ３０４に
入力される。

【００６６】シフトレジスタ３０４は、時系列的にシリ
アルに入力される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、制御回路３
０３より送られる制御信号Ｔｓｆｔに基づいて動作す
る。すなわち、制御信号Ｔｓｆｔは、シフトレジスタ３
０４のシフトクロックであると言い換えてもよい。シリ
アル／パラレル変換された画像１ライン分（電子放出素
子Ｎ素子分の駆動データに相当する）のデータは、Ｉｄ
１乃至ＩｄｎのＮ個の並列信号としてシフトレジスタ３
０４より出力される。

【００６７】ラインメモリ３０５は、画像１ライン分の
データを必要時間の間だけ記憶するための記憶装置であ
り、制御回路３０３より送られる制御信号Ｔｍｒｙにし
たがって、適宜Ｉｄ１乃至Ｉｄｎの内容を記憶する。記
憶された内容はＩｄ’１乃至Ｉｄ’ｎとして出力され、
変調信号発生器３０７に入力される。

【００６８】変調信号発生器３０７は、画像データＩ
ｄ’１乃至Ｉｄ’ｎの各々に応じて表面伝導型電子放出
素子の各々を適切に駆動変調するための信号源で、その
出力信号は、端子Ｄｏｙ１乃至Ｄｏｙｎを通じて表示パ
ネル３０１内の表面伝導型電子放出素子に印加される。

【００６９】本発明における電子放出素子は、放出電流
Ｉｅに対して以下の基本特性を有している。すなわち、
電子放出には明確なしきい値電圧Ｖｔｈがあり、Ｖｔｈ
以上の電圧を印加されたときのみ電子放出が生じる。ま
た、電子放出しきい値以上の電圧に対しては、素子への
印加電圧の変化に応じて放出電流も変化してゆく。な
お、電子放出素子の材料や構成、製造方法を変えること
により、電子放出しきい値電圧Ｖｔｈの値や印加電圧に
対する放出電流の変化の度合いが変わる場合もあるが、
いずれにしても以下のようなことが言える。

【００７０】すなわち、本素子にパネル状の電圧を印加
する場合、例えば電子放出しきい値以下の電圧を印加し
ても電子放出は生じないが、電子放出しきい値以上の電
圧を印加する場合には電子ビームが出力される。その
際、第一にはパルスの波高値Ｖｍを変化させることによ
り出力電子ビームの強度を制御することが可能である。
第二には、パルスの幅Ｐｗを変化させることにより出力
される電子ビームの電荷の総量を制御することが可能で
ある。

【００７１】したがって、入力信号に応じて、電子放出
素子を変調する方式としては、電圧変調方式、パルス幅
変調方式等が挙げられる。電圧変調方式を実施する場合
は、変調信号発生器３０７としては一定長さの電圧パル
スを発生するが入力されるデータに応じて適宜パルスの
波高値を変調するような電圧変調方式の回路を用いる。
また、パルス幅変調方式を実施する場合は、変調信号発
生器３０７としては、一定の波高値の電圧パルスを発生
するが入力されるデータに応じて適宜電圧パルスの幅を
変調するようなパルス幅変調方式の回路を用いる。

【００７２】以上に説明した一連の動作により、本発明
の画像形形成装置３０１を表示パネルとして用いてテレ
ビジョンの表示を行える。なお、上記説明中特に記載し
なかったが、シフトレジスタ３０４やラインメモリ３０
５はデジタル信号式のものでもアナログ信号式のもでも
差し支えない。要は画像信号のシリアル／パラレル変換
や記憶が所定の速度で行なわれればよい。

【００７３】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路３０６の出力信号ＤＡＴＡをデジタル信号化
する必要があるが、これは３０６の出力部にＡ／Ｄ変換
器を備えれば可能である。また、これと関連してライン
メモリ３０５の出力信号がデジタル信号かアナログ信号
かにより、変調信号発生器３０７に用いられる回路が若
干異なったものとなる。

【００７４】まず、デジタル信号の場合について述べ
る。電圧変調方式においては変調信号発生器３０７に
は、例えばよく知られるＤ／Ａ変換回路を用い、必要に
応じて増幅回路等を付け加えればよい。また、パルス幅
変調方式の場合、変調信号発生器３０７には、例えば高
速の発振器及び発振器の出力する波数を計数する計数器
（カウンタ）及び計数器の出力値とメモリの出力値を比
較する比較器（コンパレータ）を組み合わせた回路を用
いることにより構成できる。必要に応じて比較器の出力
するパルス幅変調された変調信号を表面伝導型電子放出
素子の駆動電圧にまで電圧増幅するための増幅器を付け
加えてもよい。

【００７５】次に、アナログ信号場合について述べる。
電圧変調方式においては変調信号発生器３０７には、例
えばよく知られるオペアンプ等を用いた増幅回路を用い
ればよく、必要に応じてレベルシフト回路等を付け加え
てもよい。またパルス幅変調方式の場合には、例えばよ
く知られた電圧制御発振回路（ＶＣＯ）を用ればよく、
必要に応じて表面伝導型電子放出素子の駆動電圧にまで
電圧増幅するための増幅器を付け加えてもよい。

【００７６】以上の様に完成した画像形成装置におい
て、各電子放出素子には、容器外端子Ｄｏｘ１乃至Ｄｏ
ｘｍ、Ｄｏｙ１乃至Ｄｏｙｎを通じ、電圧を印加するこ
とにより電子を放出させ、高圧端子Ｈｖを通じ、メタル
バック２８５、あるいは透明電極（図示せず）に高圧を
印加し、電子ビームを加速し、蛍光膜２８４に衝突さ
せ、励起・発光させることで画像を表示することができ
る。

【００７７】以上述べた構成は、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等、詳細な部分は上述内容に限
られるものではなく、画像形成装置の用途に適するよう
適宜選択する。また、入力信号として、ＮＴＳＣ方式を
挙げたが、これに限るものではなく、ＰＡＬ、ＳＥＣＡ
Ｍ方式等の諸方式でもよく、また、これよりも、多数の
走査線からなるＴＶ信号（例えば、ＭＵＳＥ方式をはじ
めとする高品位ＴＶ）方式でもよい。

【００７８】次に、前述のはしご型配置電子源基板及び
それを用いた画像形成装置について、図１３、図１４を
用いて説明する。

【００７９】図１３において、３１０は電子源基板、３
１１は電子放出素子、３１２のＤｘ１〜Ｄｘ１０は、前
記電子放出素子に接続する共通配線である。電子放出素
子３１１は、基板３１０上に、Ｘ方向に並列に複数個配
されている（これを素子行と呼ぶ）。この素子行を複数
個基板上に配置し、はしご型電子源基板となる。各素子
行の共通配線間に適宜駆動電圧を印加することで、各素
子行を独立に駆動することが可能になる。すなわち、電
子ビームを放出させる素子行には電子放出しきい値以上
の電圧を、電子ビームを放出させない素子行には電子放
出しきい値以下の電圧を印加すればよい。また、各素子
行間の共通配線Ｄｘ２〜Ｄｘ９（例えばＤｘ２とＤｘ
３）を同一配線にしてもよい。

【００８０】図１４は、はしご型配置の電子源を備えた
画像形成装置の構造の一例を示す概略構成図である。３
２０はグリッド電極、３２１は電子が通過するための空
孔、３２２はＤｏｘ１，Ｄｏｘ２，・・・，Ｄｏｘｍよ
りなる容器外端子、３２３はグリッド電極３２０と接続
されたＧ１，Ｇ２，・・・Ｇｎからなる容器外端子、３
１０は前述の様に各素子行間の共通配線を同一配線とし
た電子源基板である。なお、図１０と同一符号は同一の
部材を示す。前述の単純マトリクス配置の画像形成装置
（図１０）との違いは、電子源基板３１０とフェースプ
レート２８６の間に、グリッド電極３２０を備えている
ことである。

【００８１】グリッド電極３２０は、表面伝導型電子放
出素子から放出された電子ビームを変調することができ
るもので、はしご型配置の素子行と直交して設けられた
ストライプ状の電極に電子ビームを通過させるため、各
素子に対応して１個ずつ円形の空孔３２１が設けられて
いる。グリッドの形状や設置位置は必ずしも図１４のよ
うなものでなくともよく、開口としてメッシュ状に多数
の通過口を設けることもあり、また例えば表面伝導型放
出素子の周囲や近傍に設けてもよい。容器外端子３２２
及びグリッド容器外端子３２３は、不図示の制御回路と
電気的に接続されている。

【００８２】この画像形成装置では、素子行を１列ずつ
順次駆動（走査）していくのと同期してグリッド電極列
に画像１ライン分の変調信号を同時に印加することによ
り、各電子ビームの蛍光体への照射を制御し、画像を１
ラインずつ表示することができる。

【００８３】以上、表面伝導型電子放出素子を用いた画
像形成装置について説明したが、本発明はこれに限定さ
れず、電子放出素子として、例えば、ＭＩＭ型電子放出
素子、電界放出型電子放出素子等の冷陰極電子源や、熱
電子源も使用可能である。

【００８４】本発明の画像形成装置は、上述したテレビ
ジョン放送の表示装置のみならず、テレビ会議システ
ム、コンピュータ等の表示装置にも適する。更には、感
光性ドラム等で構成された光プリンターとしての画像形
成装置としても用いることができる。

【００８５】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。

【００８６】＜実施例１＞図１及び図２に示した画像形
成装置を、以下の様にして作製した。

【００８７】まず、電子源基板１とフェースプレート２
と支持枠３を封着用フリット４を固定用治具（図示せ
ず）によって固定し、所定の温度で焼成封着し、外囲器
６を作製した。次いで、フェースプレート２の外側の面
の全面にわたって膜厚８ｎｍ以上のＢｉ₂ Ｏ₃ スパッタ
膜を設けて、下地膜８とした。次いで、Ａｕを下地膜８
上へスパッタし、２００℃から３００℃で焼鈍して、膜
厚１５ｎｍの透明金属膜９とした。この焼鈍により格子
欠陥や吸蔵ガス等が除去されて熱伝導率が約４倍に向上
した。次いで、透明金属膜９上にＢｉ₂ Ｏ₃ 膜を形成
し、膜厚４５ｎｍの上層膜１０とした。この様にして形
成した合計層厚７０ｎｍの透明導電膜層５の可視光領域
の透過率は８０％以上であった。更に、先に説明した駆
動回路等を付け加えることによって画像形成装置を完成
した。

【００８８】この様にして得た画像形成装置は、表示画
像の明るさと画質を大きく劣化させることなく、蛍光体
で発生する熱を速やかにフェースプレート面内に伝導
し、温度が均一化され、更にはフェースプレートにおけ
る放熱の効率も向上した。したがって、構造部材の厚さ
を薄くする等の軽量化が可能なものである。

【００８９】＜実施例２＞フェースプレート２の画像形
成領域７以外の面の導電膜層１１を、フェースプレート
２の画像形成領域７の透明導電膜層５よりも厚くした、
すなわち透明金属膜９の膜厚を７００ｎｍにしたこと以
外は、実施例１と同様にして画像形成装置を作製した。
この画像形成装置は、更に良好な温度分布の均一化、放
熱効率の向上を示した。

【００９０】＜実施例３＞図３に示した画像形成装置
を、以下の様にして作製した。

【００９１】まず、実施例２と同様にして、外囲器６、
透明導電膜層５を設け、更に、画像形成領域７を除くフ
ェースプレート２の外側面と側面、支持枠３の外側面と
側面に実施例２と同様の厚い導電膜層１１を形成し、放
熱フィン１２を薄く塗布した接着剤（図示せず）等で図
３に示す様に固定し、更に、先に説明した駆動回路等を
付け加えることによって画像形成装置を完成した。この
画像形成装置は、更に良好な温度の均一化、放熱効率の
向上を示した。

【００９２】＜実施例４＞ガス放電型画像形成装置（図
示せず）を、以下の様にして作製した。

【００９３】まず、ガラス製の背面板上に放電プラズマ
を生起する放電電極を配し、次に、放電プラズマから電
子を引き出すための電子引き出し電極を配置した。この
引き出し電極は、規則正しい多数の透孔を有する金属板
からなる。更に、板状の絶縁基体上に付設された帯状の
電極群からなる制御電極を配置した。この制御電極に
は、前記電子引き出し電極上の透孔と同軸上に透孔を有
し、電子の直進を妨げないようになっている。その後、
蛍光膜が付設してあるガラス製のフェースプレートを、
電子源基板上に形成された引き出し電極と平行に相対す
るように配置し、低融点ガラスで封着した。そして、画
像形成装置内の真空排気を行い、低気圧の稀ガスを封入
することで、ガス放電型画像形成装置を製造した。更
に、実施例１と同様の透明導電膜層を設けた。この画像
形成装置においても同様の効果が得られた。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子放出素子（特に表面伝導型電子放出素子）を用いた
画像形成装置において、フェースプレート内の温度を均
一化でき、更に放熱効果を向上できるので熱応力の発生
が抑制でき、従来の装置と比較して軽量化、薄板化が可
能である。したがって、本発明の画像形成装置は、特
に、軽量化、薄板化されたプレート状の画像形成装置と
して非常に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の一態様を示す斜視図である。

【図２】透明導電膜層の一態様を示す拡大概略断面図で
ある。

【図３】本発明の装置の他の態様を示す斜視図である。

【図４】基本的な平面型表面伝導型電子放出素子の構成
を例示する図であり、（ａ）は模式的平面図、（ｂ）は
その模式的断面図である。

【図５】基本的な垂直型表面伝導型電子放出素子の構成
を例示する模式的断面図である。

【図６】表面伝導型電子放出素子の製造方法の一例を示
す工程図である。

【図７】（ａ）（ｂ）は、各々、表面伝導型電子放出素
子に施す通電フォーミングの電圧波形の例を示すグラフ
である。

【図８】電子放出特性を測定するために用いる測定評価
装置の概略構成図である。

【図９】単純マトリクス配置の電子源基板の構成例を示
す模式図である。

【図１０】単純マトリクス配置の電子源基板を用いた画
像形成装置の一例を示す基本構成図である。

【図１１】（ａ）（ｂ）は、各々、フェースプレートの
蛍光膜の構成例を示す模式図である。

【図１２】ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に応じて表示を行
うための駆動回路を組み込んだ例を示すブロック図であ
る。

【図１３】はしご型配置の電子源基板の構成例を示す模
式図である。

【図１４】はしご型配置の電子源基板を用いた画像形成
装置の一例を示す基本構成図である。

【図１５】従来の表面伝導型電子放出素子の構成図であ
る。

【符号の説明】

１電子源基板２フェースプレート３支持枠４封着用フリット５透明導電膜層６外囲器７画像形成領域８下地膜９透明金属膜１０上層膜１１導電膜層１２放熱フィン２０１基板２０２素子電極２０３素子電極２０４導電性薄膜２０５電子放出部２２１段差形成部２５０電流計２５１電源２５２電流計２５３高圧電源２５４アノード電極２５５真空装置２５６排気ポンプ２７１電子源基板２７２Ｘ方向配線２７３Ｙ方向配線２７４表面伝導型電子放出素子２７５結線２７６電子放出部２８１リアプレート２８２支持枠２８３ガラス基板２８４蛍光膜２８５メタルバック２８６フェースプレート２８８外囲器２９１黒色導電材２９２蛍光体３０１画像形成装置（表示パネル）３０２走査回路３０３制御回路３０４シフトレジスタ３０５ラインメモリ３０６同期信号分離回路３０７変調信号発生器３１０電子源基板３１１電子放出素子３１２共通配線３２０グリッド電極３２１電子が通過するための空孔３２２容器外端子３２３容器外端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも電子放出素子を有する電子源
基板と、前記電子源基板に対向して配置され前記電子放
出素子から放出される電子を受ける被照射部材を搭載し
たフェースプレートとを有し、該フェースプレートの少
なくとも一部に画像形成領域を有する画像形成装置にお
いて、前記画像形成領域上に透明導電膜層を有すること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記画像形成領域以外の面上に、画像形
成領域上の前記透明導電膜層と熱的に連結する導電膜層
を有する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】画像形成領域以外の面上の前記導電膜層
が、画像形成領域上の前記透明導電膜層と同一構成の膜
である請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】画像形成領域以外の面上の前記導電膜層
が、画像形成領域上の前記透明導電膜層よりも厚い膜で
ある請求項２記載の画像形成装置。
【請求項５】画像形成領域以外の面上の前記導電膜層
と熱的に連結する放熱フィンを有する請求項２〜４の何
れか一項記載の画像形成装置。
【請求項６】前記電子放出素子が表面伝導型電子放出
素子である請求項１〜５の何れか一項記載の画像形成装
置。