JPH0922672A

JPH0922672A - 画像表示装置

Info

Publication number: JPH0922672A
Application number: JP17242295A
Authority: JP
Inventors: Naohito Nakamura; 尚人中村; Hideaki Mitsutake; 英明光武
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-07-07
Filing date: 1995-07-07
Publication date: 1997-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】電子放出素子の電子放出の特性を十分考慮
し、かつ利用した蛍光体形状とすることにより、表示画
素密度の向上を図った画像表示装置を提供することを目
的とする。【解決手段】基板上に形成された一対の素子電極間に
電子放出部を有し、前記素子電極間に電圧を印加するこ
とで電子放出する冷陰極型の電子放出素子がマトリクス
形状に複数配置された電子源よりの電子の照射を受けて
画像を形成する蛍光体を有し、その蛍光体のそれぞれは
電子放出素子のそれぞれに対応して配設され、蛍光体の
それぞれの形状は、電子放出素子より到達する電子のほ
ぼ分布形状に合うようにほぼ台形形状であり、行毎にそ
の形状が列方向（Ｙ軸）を対称軸として反転している。
又これに合わせて、マトリクス状に配線された電子放出
素子では、一対の素子電極のそれぞれと行方向配線及び
列方向配線との接続が行毎に変更され、駆動方法を変更
することなく、各行毎に素子電極に印加する電界方向を
矢印の如く切替えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばディスプレ
イやＴＶ表示器等の画像表示装置に係り、特に冷陰極型
の電子放出素子をマトリクス形状に配置した画像表示装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子を放出させて蛍光体に衝突
させて発光させることにより画像を表示する画像表示装
置では、その電子を放出する真空雰囲気を維持する外囲
器、電子を放出させるための電子源（電子放出素子）
と、その駆動回路、更には電子の衝突により発光する蛍
光体等を有する画像形成部材、電子を画像形成部材に向
けて加速するための加速電極と、その加速電極に加速電
圧を印加するための高圧電源などが必要である。

【０００３】従来から、電子放出素子としては、熱陰極
素子と冷陰極素子の２種類が知られている。このうち冷
陰極素子では、例えば、表面伝導型電子放出素子や、電
界放出型素子（以下ＦＥ型と記す）や、金属／絶縁層／
金属型放出素子（以下ＭＩＭ型と記す）、などが知られ
ている。

【０００４】表面伝導型電子放出素子としては、例え
ば、M. I. Elinson Radio Eng. Electron Phys., 10, 1
290. (1965)や、後述する他の例が知られている。

【０００５】表面伝導型電子放出素子は、基板上に形成
された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことに
より電子放出が生ずる現象を利用するものである。この
表面伝導型電子放出素子としては、前記エリンソン(Eli
nson)等によるＳｎＯ2 薄膜を用いたものの他に、Ａｕ
薄膜によるもの［G. Dittmer:“Thin Solid Films”,，
9,317(1972)］や、Ｉｎ2 Ｏ3 ／ＳｎＯ2 薄膜によるも
の［M. Hartwell and C. G. Fonstad:“IEEE Trans. ED
Conf.”,519 (1975)］や、カーボン薄膜によるもの
［荒木久他：真空、第２６巻、第１号、２２（１９８
３）］等が報告されている。

【０００６】これらの表面伝導型電子放出素子の素子構
成の典型的な例として、M. Hartwellらによる素子の平
面図を図２３に示す。同図において、３００１は基板
で、３００４はスパッタで形成された金属酸化物よりな
る導電性薄膜である。この導電性薄膜３００４は図示の
ようにＨ字形の平面形状に形成されている。この導電性
薄膜３００４に後述の通電フォーミングと呼ばれる通電
処理を施すことにより、電子放出部３００５が形成され
る。尚、図中の間隔Ｌは、０．５〜１［ｍｍ］，Ｗは
０．１［ｍｍ］で設定されている。また、図示の便宜か
ら、電子放出部３００５は導電性薄膜３００４の中央に
矩形の形状で示したが、これは模式的なものであり、実
際の電子放出部の位置や形状を忠実に表現しているわけ
ではない。

【０００７】M. Hartwellらによる素子を初めとして上
述の表面伝導型電子放出素子においては、電子放出を行
う前に導電性薄膜３００４に通電フォーミングと呼ばれ
る通電処理を施すことにより電子放出部３００５を形成
するのが一般的であった。即ち、通電フォーミングと
は、導電性薄膜３００４の両端に一定の直流電圧、もし
くは、例えば１Ｖ／分程度の非常にゆっくりとしたレー
トで昇圧する直流電圧を印加して通電し、導電性薄膜３
００４を局所的に破壊もしくは変形もしくは変質せし
め、電気的に高抵抗な状態の電子放出部３００５を形成
することである。尚、局所的に破壊もしくは変形もしく
は変質した導電性薄膜３００４の一部には亀裂が発生す
る。そして、この通電フォーミング後に導電性薄膜３０
０４に適宜の電圧を印加した場合には、その亀裂付近に
おいて電子放出が行われる。

【０００８】また、ＦＥ型の例は、例えば、W. P. Dyke
＆W. W. Dolan，“Field emission”，Advance in Elec
tron Physics, 8, 89 (1956)や、或は、C. A. Spindt,
“Physical Properties of thin-film field emission
catheodes with molybdenumcones”，J. Appl. Phys.,
47, 5248 (1976)等が知られている。

【０００９】ＦＥ型の素子構成の典型的な例として、図
２４に前述のC. A. Spindtらによる素子の断面図を示
す。同図において、３０１０は基板で、３０１１は導電
材料よりなるエミッタ配線、３０１２はエミッタコー
ン、３０１３は絶縁層、３０１４はゲート電極である。
本素子は、エミッタコーン３０１２とゲート電極３０１
４の間に適宜の電圧を印加することにより、エミッタコ
ーン３０１２の先端部より電界放出を起こさせるもので
ある。

【００１０】また、ＦＥ型の他の素子構成として、図２
４のような積層構造ではなく、基板上に基板平面とほぼ
平行にエミッタとゲート電極を配置した例もある。

【００１１】また、ＭＩＭ型の例としては、例えば、C.
A. Mead, “Operation of tunnel-emission Devices,
J. Appl. Phys., 32,646 (1961)などが知られている。
このＭＩＭ型の素子構成の典型的な例を図２５に示す。
同図は断面図であり、この図において、３０２０は基板
で、３０２１は金属よりなる下電極、３０２２は厚さ１
００オングストローム程度の薄い絶縁層、３０２３は厚
さ８０〜３００オングストローム程度の金属よりなる上
電極である。ＭＩＭ型においては、上電極３０２３と下
電極３０２１との間に適宜の電圧を印加することによ
り、上電極３０２３の表面より電子放出を起こさせるも
のである。

【００１２】上述の冷陰極素子は、熱陰極素子と比較し
て低温で電子放出を得ることができるため、加熱用ヒー
タを必要としない。従って、熱陰極素子よりも構造が単
純であり、微細な素子を作成可能である。また、基板上
に多数の素子を高い密度で配置しても、基板の熱溶融な
どの問題が発生しにくい。また、熱陰極素子がヒータの
加熱により動作するため応答速度が遅いのとは異なり、
冷陰極素子の場合には応答速度が速いという利点もあ
る。

【００１３】このため、冷陰極素子を応用するための研
究が盛んに行われてきている。

【００１４】例えば、表面伝導型電子放出素子は、冷陰
極素子の中でも特に構造が単純で製造も容易であること
から、大面積に亙って多数の素子を形成できる利点があ
る。そこで、例えば本件出願人による特開昭６４−３１
３３２号公報において開示されるように、多数の素子を
配列して駆動するための方法が研究されている。

【００１５】また、表面伝導型放出素子の応用について
は、例えば、画像表示装置、画像記録装置などの画像形
成装置や、荷電ビーム源、等が研究されている。

【００１６】特に、画像表示装置への応用としては、例
えば本件出願人によるUSP 5,066,883や特開平２−２５
７５５１号公報や特開平４−２８１３７号公報において
開示されているように、表面伝導型電子放出素子と電子
ビームの照射により発光する蛍光体とを組み合わせて用
いた画像表示装置が研究されている。このような表面伝
導型電子放出素子と蛍光体とを組み合わせて用いた画像
表示装置は、従来の他の方式の画像表示装置よりも優れ
た特性が期待されている。例えば、近年普及してきた液
晶表示装置と比較しても、自発光型であるためバックラ
イトを必要としない点や、視野角が広い点が優れている
と言える。

【００１７】また、ＦＥ型を多数個ならべて駆動する方
法は、例えば本件出願人によるUSP4,904,895に開示され
ている。また、ＦＥ型を画像表示装置に応用した例とし
て、例えば、R. Meyerらにより報告された平板型表示装
置が知られている。［R. Meyer：“Recent Development
on Microtips Display at LETI”，ech. Digest of 4t
h Int. Vacuum Micro-electronics Conf., Nagahara. p
p. 6-9 (1991)］また、ＭＩＭ型を多数個並べて画像表示装置に応用した
例は、例えば本件出願人による特開平３−５５７３８号
公報に開示されている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本願発明者らは、上記
従来技術に記載したものを初めとして、さまざまな材
料、製法、構造の冷陰極素子を試みてきた。更に、多数
の冷陰極素子を配列したマルチ電子ビーム源、ならびに
このマルチ電子ビーム源を応用した画像表示装置につい
て研究を行ってきた。

【００１９】本願発明者らは、例えば、図２６に示す電
気的な配線方法によるマルチ電子ビーム源を試みてき
た。即ち、冷陰極素子を２次元的に多数個配列し、これ
らの素子を図示のようにマトリクス状に配線したマルチ
電子ビーム源である。

【００２０】図中、４００１は冷陰極素子を模式的に示
したもの、４００２は行方向配線、４００３は列方向配
線である。行方向配線４００２及び列方向配線４００３
は、実際には有限の電気抵抗を有するものであるが、図
においては配線抵抗４００４及び４００５として示され
ている。上述のような配線方法を、単純マトリクス配線
と呼ぶ。

【００２１】尚、図示の便宜上、６×６のマトリクスで
示しているが、マトリクスの規模はむろんこれに限った
わけではなく、例えば画像表示装置用のマルチ電子ビー
ム源の場合には、所望の画像表示を行うのに足りるだけ
の素子を配列し配線するものである。

【００２２】冷陰極素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子ビーム源においては、所望の電子ビームを出力さ
せるため、行方向配線４００２及び列方向配線４００３
に適宜の電気信号を印加する。例えば、マトリクスの中
の任意の１行の冷陰極素子を駆動するには、選択する行
の行方向配線４００２には選択電圧Ｖｓを印加し、同時
に非選択の行の行方向配線４００２には非選択電圧Ｖｎ
ｓを印加する。これと同期して列方向配線４００３に電
子ビームを出力するための駆動電圧Ｖｅを印加する。こ
の方法によれば、配線抵抗４００４及び４００５による
電圧降下を無視すれば、選択する行の冷陰極素子には、
（Ｖｅ−Ｖｓ）の電圧が印加され、また非選択行の冷陰
極素子には（Ｖｅ−Ｖｎｓ）の電圧が印加される。これ
らＶｅ，Ｖｓ，Ｖｎｓの電圧値を適宜の大きさにすれ
ば、選択する行の冷陰極素子だけから所望の強度の電子
ビームが出力されるはずであり、また列方向配線の各々
に異なる駆動電圧Ｖｅを印加すれば、選択する行の素子
の各々から異なる強度の電子ビームが出力されるはずで
ある。また、駆動電圧Ｖｅを印加する時間の長さを変え
れば、電子ビームが出力される時間の長さも変えること
ができる。

【００２３】従って、冷陰極素子を単純マトリクス配線
したマルチ電子ビーム源はいろいろな応用可能性があ
り、例えば画像情報に応じた電気信号を適宜印加すれ
ば、画像表示装置用の電子源として好適に用いることが
できる。

【００２４】また、本願出願人により、簡単な構造で、
電子ビームの集束性を高めることができる構成が研究さ
れている。例えば特開平２−１１２１２５号には、高電
位側電極の周囲に接して電子放出部を設け、更にこの電
子放出部の周囲に接して低電位側電極を配設することに
より、この低電位側電極から高電位側電極へ向かう電場
により電子ビームを集束させ得ることが開示されてい
る。

【００２５】しかしながら、従来の画像形成装置におい
ては、前記複数の電子放出素子から放出された電子の各
々に対応して画像形成部材上に形成された部位である画
素の形状が、表面伝導型電子放出素子の特性を十分考慮
したものではなかった。

【００２６】例えば、従来の画像形成装置において、蛍
光体の形状は図２７（Ａ）（Ｂ）に示すように、もっと
も一般的には通常ＣＲＴに用いられているようなストラ
イプ形（Ａ）状、或は円形状（Ｂ）であった。或いは、
矩形や亀甲形を基盤目状や蜂の巣状に配置したもの等も
あるが、いずれも、表面伝導型電子放出素子の電子放出
特性から見て最適な形状とはいえず、画素密度の向上に
よる高精細化や放出電子の利用効率の点からみても、最
適な形状とはいえないことが、本願発明者らの研究の結
果分かってきた。

【００２７】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、電子放出素子の電子放出の特性を十分考慮し、かつ
利用した蛍光体形状とすることにより、表示画素密度の
向上を図った画像表示装置を提供することを目的とす
る。

【００２８】又本発明の他の目的は、電子放出される電
子の分布特性に応じた蛍光体の形状とすることにより、
画像の高精細化が可能で高品位な画像を表示できる画像
表示装置を提供することにある。

【００２９】また本発明の目的は、マトリクス形状の配
列された複数の電子放出素子が、行毎に電子放出素子に
印加する電界方向を変更するように配線されていること
により、前記複数の電子放出素子の駆動方法を変更する
ことなく、蛍光体の形状に応じて各行毎に電子ビームの
形状を変更して発光させることができる画像表示装置を
提供することにある。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の画像表示装置は以下のような構成を備える。
即ち、基板上に形成された一対の素子電極間に電子放出
部を有し、前記素子電極間に電圧を印加することで電子
放出する冷陰極型の電子放出素子がマトリクス形状に複
数配置された電子源と、複数の電子放出素子から放出さ
れた電子の照射を受けて画像を形成する蛍光体を有する
画像形成手段とを有する。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態を詳細に説明する。

【００３２】図１は、本実施の形態に用いたディスプレ
イパネル２１００の斜視図であり、内部構造を示すため
にパネルの１部を切り欠いて示している。

【００３３】図中、１００５はリアプレート、１００６
は側壁、１００７はフェースプレートであり、１００５
〜１００７により表示パネルの内部を真空に維持するた
めの気密容器を形成している。気密容器を組み立てるに
あたっては、各部材の接合部に十分な強度と気密性を保
持させるため封着する必要があるが、例えばフリットガ
ラスを接合部に塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気中
で、摂氏４００〜５００度で１０分以上焼成することに
より封着を達成した。気密容器内部を真空に排気する方
法については後述する。

【００３４】リアプレート１００５には、基板１００１
が固定されているが、この基板１００１上には冷陰極素
子１００２がＮ×Ｍ個形成されている。（ここでＮ，Ｍ
は“２”以上の正の整数であり、目的とする表示画素数
に応じて適宜設定される。例えば、高品位テレビジョン
の表示を目的とした表示装置においては、Ｎ＝３００
０，Ｍ＝１０００以上の数を設定することが望ましい。
本実施の形態においては、Ｎ＝３０７２，Ｍ＝１０２
４）とした。前記Ｎ×Ｍ個の冷陰極素子は、Ｍ本の行方
向配線１００３とＮ本の列方向配線１００４とにより単
純マトリクス配線されている。前記、１００１〜１００
４によって構成される部分をマルチ電子ビーム源と呼
ぶ。尚、マルチ電子ビーム源の製造方法や構造について
は、後で詳しく述べる。

【００３５】本実施の形態においては、気密容器のリア
プレート１００５にマルチ電子ビーム源の基板１００１
を固定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板１
００１が十分な強度を有するものである場合には、気密
容器のリアプレートとしてマルチ電子ビーム源の基板１
００１自体を用いてもよい。

【００３６】また、フェースプレート１００７の下面に
は、蛍光膜１００８が形成されている。

【００３７】本実施の形態ではカラー表示装置であるた
め、蛍光膜１００８の部分にはＣＲＴの分野で用いられ
る赤、緑、青の３原色の蛍光体が塗り分けられている。
各色の蛍光体は、電子源の個々の電子放出素子から放出
された電子の各々に対応して、それぞれ画素を形成して
おり、また図２に示すように、Ｙ軸に関して大きさ（塗
布面積）が非対称な台形の形状にて形成されている。具
体的には、台形状でＹ方向に隣接する画素毎に塗り分け
られ、蛍光体の間には黒色の導電体１０１０が設けてあ
る。黒色の導電体１０１０を設ける目的は、電子ビーム
の照射位置に多少のずれがあっても表示色にずれが生じ
ないようにする事や、外光の反射を防止して表示コント
ラストの低下を防ぐ事、電子ビームによる蛍光膜のチャ
ージアップを防止する事などである。黒色の導電体１０
１０には、黒鉛を主成分として用いたが、上記の目的に
適するものであればこれ以外の材料を用いても良い。
尚、画素を形成する蛍光体の形状は台形の他３角形や扇
形でも良い。このようにＹ軸に関して非対称な形状の画
素にて均一に発光が得られる場合、画素の対称性をＹ方
向に関して隣合った画素毎に反転されることにより、図
２に示したように、画素をＹ方向について重ねることが
できる（図中Ｄの部分）ため、画素をより高密度に配置
でき、かつ電子ビームの利用効率を高めることができ
る。

【００３８】また、蛍光膜１００８のリアプレート側の
面には、ＣＲＴの分野では公知のメタルバック１００９
を設けてある。このメタルバック１００９を設けた目的
は、蛍光膜１００８が発する光の一部を鏡面反射して光
利用率を向上させるためや、負イオンの衝突から蛍光膜
１００８を保護するため、電子ビーム加速電圧を印加す
るための電極として作用させるため、蛍光膜１００８を
励起した電子の導電路として作用させるためなどであ
る。メタルバック１００９は、蛍光膜１００８をフェー
スプレート基板１００７上に形成した後、蛍光膜表面を
平滑化処理し、その上にＡｌを真空蒸着する方法により
形成した。尚、蛍光膜１００８に低電圧用の蛍光体材料
を用いた場合には、メタルバック１００９は用いない。

【００３９】また、本実施の形態では用いなかったが、
加速電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、
フェースプレート基板１００７と蛍光膜１００８との間
に、例えばＩＴＯを材料とする透明電極を設けてもよ
い。

【００４０】また、Ｄx1〜Ｄxm及びＤy1〜Ｄyn及びＨｖ
は、当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気的に接
続するために設けた気密構造の電気接続用端子である。
Ｄx1〜Ｄxmはマルチ電子ビーム源の行方向配線１００３
と、Ｄy1〜Ｄynはマルチ電子ビーム源の列方向配線１０
０４と、Ｈｖはフェースプレートのメタルバック１００
９と電気的に接続されている。

【００４１】また、気密容器内部を真空に排気するに
は、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポ
ンプとを接続し、気密容器内を１０のマイナス７乗［Ｔ
ｏｒｒ］程度の真空度まで排気する。その後、排気管を
封止するが、気密容器内の真空度を維持するために、封
止の直前あるいは封止後に気密容器内の所定の位置にゲ
ッター膜（不図示）を形成する。ゲッター膜とは、例え
ばＢａを主成分とするゲッター材料をヒータもしくは高
周波加熱により加熱し蒸着して形成した膜であり、該ゲ
ッター膜の吸着作用により気密容器内は１×１０マイナ
ス５乗ないしは１×１０マイナス７乗［Ｔｏｒｒ］の真
空度に維持される。

【００４２】以上、本発明実施の形態の表示パネルの基
本構成と製法を説明した。

【００４３】次に、図２に示すような形状の蛍光体を用
いた利点を説明する。

【００４４】基板上に形成された一対の素子電極間に電
子放出部を有し、該素子電極間に電圧を印加することで
電子放出する冷陰極型電子放出素子、例えば表面伝導型
電子放出素子においては、基板上に形成された薄膜の膜
面に平行な電流を流すために、薄膜に接続された電極に
は基板面と平行に電圧が印加され、これにより電子放出
する。このため、放出された電子は、電圧印加により形
成される電場の影響を受け、高電位な電極側に偏向され
たり、軌道が曲げられたりする。この結果、画像形成部
材に衝突した時の電子ビームスポットの形状が変形した
り、歪んだものとなる。

【００４５】図３（Ａ）（Ｂ）に示したような構成の装
置にて観察した画像形成部材上のビームスポットの形状
を図４に示す。

【００４６】図３（Ａ）は本実施の形態の画像表示装置
における１画素の表示部分の拡大図、図３（Ｂ）は、電
子放出を説明するための側面図で、前述の図１と共通す
る部分は同じ番号で示している。

【００４７】図３（Ａ）において、１０１９はフェース
プレート１００７上に電子ビームにより形成されたスポ
ット形状を示している。１０１５はガラス板、１００８
は蛍光膜、１００９はメタルバックである。１０２０は
本実施の形態の電子放出素子を駆動するための電源で、
その出力電圧はＶｆである。１０２４は電子放出素子か
ら放出された電子を加速するための加速電圧電源で、そ
の出力電圧はＶａである。１０１２，１０１３は基板１
００１に形成された素子駆動用電極で、１０１２は低電
位側の電極、１０１３は高電位側の電極を示している。
１０１４は電子放出部である。

【００４８】図３（Ｂ）に示すように、電子放出部１０
１４より放出された電子のほとんどは点線で示すような
軌跡を描いて蛍光面に到達すると考えられる。

【００４９】ここで図４に示すような形状のビームスポ
ット１０１９が形成される理由、即ち、電子ビームが
Ｘ，Ｙ方向にある程度広がりをもち、かつ高電位の素子
電極１０１３側（図中Ｘプラス方向）の面積が大きいほ
ぼ扇形の形状にて画像形成部材（フェースプレート）に
到達する理由は、表面伝導型電子放出素子の電子放出機
構について完全に解明されてはいないので明確ではない
が、本発明者らは、電子の放出機構については、幾多の
実験から初速度を持った電子があらゆる方向へ散乱され
るように放出されていると考えている。

【００５０】また、あらゆる方向へ放出される電子のう
ち、高電位の素子電極１０１３側方向（図中Ｘプラス方
向）に放出された電子がビームスポット１０１９の先端
部１０２１に到達し、低電位の素子電極１０１２方向
（図中Ｘマイナス方向）に放出された電子がビームスポ
ット１０１９の尾部１０２２到達すると考えられる。但
し、ビームスポット１０１９の尾部１０２２の輝度は、
他の部分に比べて低いため、低電位の素子電極１０１２
側方向に放出される電子の量は非常に少ないと推察され
る。

【００５１】また、Ｙ方向の初速度成分を持った電子に
ついて考えると、図３において、電子放出部１０１４の
Ｙ方向端側より放出された電子は素子電極１０１２，１
０１３の端部の影響を受け、電子放出部１０１４のＹ方
向中央付近から放出された電子とはフェースプレート１
００７への到達点が徐々に異なる。このため、図４に示
すように、ビームスポット全体の内の先端部、即ちＸプ
ラス方向の初速度成分を持って放出された電子により形
成される部分（Ｘ方向の初速度＝０にて放出された電子
がビームスポットの中心軸１０２３に達すると考えられ
るから、中心軸１０２３よりＸプラス方向の部分に到達
した電子は、電子放出部１０１４から放出された時に
は、Ｘプラス方向の初速度成分を有していたと考えられ
る）が半円形或いは半楕円形となることが、コンピュー
タ・シミュレーションにより、ほぼ判明している。

【００５２】いずれにせよ、基板１０１１上に並設され
た素子電極１０１２，１０１３間に駆動電圧Ｖｆを印加
することにより、基板１００１にほぼ平行な電界が生じ
る状態で電子放出する表面伝導型電子放出素子のような
素子においては、例えば複数個の電子放出部１０１４が
高電位側素子電極を囲んで軸対称な位置に配置されてい
る、或いはビーム形状の補正用電極を有するといった、
なんらかの補正がない場合、ビームスポット１０１９の
形状は、素子電極１０１２，１０１３間に印加する電圧
の方向と垂直な軸に関して非対称な形状となることは避
けられない。このように、ビームスポット１０１９の形
状が非対称であること自体は、画像表示装置への応用に
際して、特に大きな支障となるとは考えられない。

【００５３】但し、上述したような表面伝導型電子放出
素子をはじめとする、電子放出素子を形成した基板面と
ほぼ平行な電界を形成することで電子放出する電子源に
おいては、その電子放出特性の傾向、即ち、電圧印加方
向と垂直な軸に関して非対称なビームスポットとなるこ
とを考慮せず、従来と同様な画像形成部材の画素配列を
採用する場合には、放出された電子ビームを有効に利用
することができず、更に画素密度を向上する点でも不利
であると考えられる。

【００５４】図５は、従来のストライプ形状の蛍光膜に
表面伝導型電子放出素子を用いた電子源から電子ビーム
が照射されている状態を模式的に示した図である。

【００５５】図から分かる通り、Ｙ方向において、隣接
するビームスポット１０１９同士が重ならないように、
各画素として区別できるようにするためには、ビームス
ポットの間隔をＰy’とする必要がある。ここで、各ビ
ームスポット１０１９のサイズが同一であれば、本実施
の形態のＹ方向画素ピッチＰy（図６参照）は、明らか
にＰy’より小さくできることがわかる。

【００５６】又この時、図中、Ｓで示された部分（１つ
の画素を代表して示す）は、電子が照射されないか、或
はビームスポット１０１９の尾部に相当する部分で、輝
度が低く暗い部分であるが、図のような従来のストライ
プ配列の蛍光面では、ビームスポット同士の重なりを回
避するために必要な部分である。

【００５７】従って、各画素を形成する蛍光体上に輝度
の低い部分が生じるが、そのような部分の発生は避けら
れないものであるため、電子ビームの利用効率（画像形
成部材に蛍光体を用いているので、この場合、電子エネ
ルギーの光への変換効率）が低下する。

【００５８】これに対し本実施の形態では、形成される
画素形状を電子ビームスポット１０１９の形状にほぼ近
似したものとしているため、図中Ｙ方向に関しては、よ
り高密度に画素を配列できると共に、ビームスポット１
０１９の尾部の部分の蛍光体（画像形成部材）は面積が
小さくなっており、電流密度の小さい部分に無駄な蛍光
体（画像形成部材）を配置していないので、放出された
電子ビームを有効に光等に変換できる。

【００５９】次に、本実施の形態における画素形状の構
成と電子放出方向について、更に詳しく説明する。ま
ず、画素の形状については、コントラストの向上と隣接
する蛍光体（画像形成部材）のはみ出し等を防ぐため
に、一般的に設けられるブラックストライプやブラック
マトリクスと呼ばれる黒色部材を、まず印刷などの製法
で形成し、その空間部にＲ，Ｇ，Ｂの蛍光体を、やはり
印刷等で形成すれば良い。即ち、画素形状に関しては、
概ね任意の画素形状を、従来のＣＲＴや、ＰＤＰ等で用
いられた方法で作製できる。

【００６０】本実施の形態では、図６に示すように、Ｙ
軸に関して片側の面積が大きい非対称な形状（台形形
状）の画素が表示されるように、Ｘ軸方向に沿った行毎
に対称性を反転させて蛍光体を形成している。これによ
り、Ｙ軸方向に表示される画素をオーバラップさせるよ
うにして、Ｙ軸方向の画素密度を向上させている。但
し、行毎に対称性を反転させた蛍光体に対応させて、電
子放出素子に対する電圧の印加方向も行毎に反転させな
ければならない。即ち、図４に示すようなビームスポッ
ト１０１９が形成される方向を行毎に反転しなければな
らない。

【００６１】以下詳しく説明する。

【００６２】図７は、基板１００１上に形成された複数
の素子電極対１２０１を示し、各電極対１２０１の間に
電子放出部１０１４が形成される。ここではＹ軸方向
（列方向）の配線に印加される電位を高電位に、Ｘ軸方
向の配線に印加される電位を低電位とすると、電子放出
部より放出される電子は列方向配線と結線された素子電
極側にビームの先端部がくる形状になる。このビームの
先端部側が、ビームスポット１０１９の面積が大きくな
っている方向である。

【００６３】図８は、素子電極対１２０１と他の電極対
との間にＹ軸方向の配線１００４を設けた状態を示す図
である。

【００６４】このように、図７に示されるように、電子
放出部（または電子放出部が形成される部分）を挟む一
対の素子電極１２０１をほぼ対称な形で作製して、行及
び列方向にほぼ一定の間隔で配置しておき、次に図８に
示すように、一対の素子電極１２０１同士の行方向（Ｘ
方向）の、ほぼ中央を列方向配線１００４が通るように
配線し、更に図９に示すように、一行毎に、列方向配線
１００４と素子電極とを結線する方向を、Ｙ軸について
行毎に反対にする。即ち、ある行において列方向配線１
００４と左側の素子電極とを結線電極１２０２にて結線
すると、その次の行では、右側の素子電極と列方向配線
１００４とを接続し、更にその次の行では、再び列方向
配線１００４と左側の素子電極とを結線電極１２０２に
て結線する。

【００６５】図９は、素子電極対１２０１それぞれの一
方の電極と列方向の配線１００４とを接続部１２０２に
より接続した状態を示す図で、この列方向の配線１００
４に接続された電極が、図３に示す高電位の電極１０１
３となる。

【００６６】更に図１０は、列方向の配線１００４に加
えて、行方向（Ｘ軸方向）の配線１００３を敷設した状
態を示す図である。これらＹ軸方向の配線１００４とＸ
軸方向の配線１００３とは、互いに異なる層に配設され
る多層基板で構成されている。そして、一対の素子電極
１２０１の未結線側と行方向配線１００３とを結線電極
１２０３を用いてそれぞれ結線する。

【００６７】次に、一対の素子電極１２０１間のそれぞ
れに導電性薄膜を形成し、最後に図１１に示すように、
作製上最適な工程時において、これら行方向配線１００
３及び列方向配線１００４に電圧を印加して導電性薄膜
に通電し、電子放出部１０１４を形成する（フォーミン
グ）ことにより、マルチ電子ビーム源が完成する。尚、
図１１における各矢印は、ビームスポットの形状が大き
くなる方向（ビームスポット１０１９の先端１０２１方
向）を示している。

【００６８】以上のように形成されたマルチ電子源の行
方向配線１００３に主走査信号を入力することにより、
ある行が選択されているとき、その行方向配線１００３
に入力される信号電圧を、その行が選択されている期間
中、一定とすることができる。従って、この主走査信号
の電圧が、列方向配線１００４の電位に比べて常に低電
位となるように、かつ、列方向配線１００３には、画像
の変調信号に応じて、行方向配線１００３の電位に比べ
て常に高電位の信号を印加するようにして駆動すれば、
電子放出部１０１４より電子が放出される方向は、常
に、図１１の各矢印で示したようになり、隣接する行毎
に、そのビームスポットが形成される方向を反転させる
ことができる。

【００６９】以上説明したように、列方向配線１００４
と素子電極の一方を結線する時の方向を行毎に反転する
だけで、特別な作製行程を付加することなく、また駆動
方式を変更すること無く、本実施の形態の画像表示装置
に適用できる電子源を作成できる。尚、以上の説明で
は、行毎にＸ方向への電子放出方向を反転するのに最も
容易な方法と考えているが、その他に列方向配線１００
４を蛇行させても良い。

【００７０】図１２は、前述したように形成されたマル
チ電子源を有するディスプレイパネル２１００（図１）
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ブロック図である。

【００７１】図中、２１００は本実施の形態のディスプ
レイパネルで、例えば蛍光体１００８には図２に示す形
状の蛍光体を有し、その列方向配線及び行方向配線は例
えば図１０のように構成されている。２１０１ａ，２１
０１ｂのそれぞれは、ディスプレイパネル２１００の駆
動回路で、２１０１ａはＸ軸方向の駆動回路、２１０１
ｂはＹ軸方向の駆動回路を示している。本実施の形態の
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。尚、本発明の趣旨
とは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などについての説
明は省略する。

【００７２】以下、画像信号の流れに沿って各部の機能
を説明する。

【００７３】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。こ
こで受信される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
方式などいずれの処理方式でもよい。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
式を初めとするいわゆる高品位ＴＶ）は、大面積化や大
画素数化に適したディスプレイパネル２１００の利点を
生かすのに好適な信号源である。こうしてＴＶ信号受信
回路２１１３で受信されたＴＶ信号は、デコーダ２１０
４に出力される。

【００７４】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。
このＴＶ信号受信回路２１１２もまた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。

【００７５】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。画像メモリインターフェース回路２１１０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。画像メモリ
インターフェース回路２１０９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。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。

【００７６】入出力インターフェース回路２１０５は、
本実施の形態の表示装置と、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
字データ・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
と外部機器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。

【００７７】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、あるいはＣＰＵ
２１０６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。
この画像生成回路２１０７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する、画像の生成に必要な各種回路
が組み込まれている。この画像生成回路２１０７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
クやプリンタ入出力することも可能である。

【００７８】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。また、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、あるいは前
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て画像データや文字
・図形情報を入力する。尚、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も良い。
例えば、パーソナルコンピュータやワードプロセッサな
どのように、情報を生成したり処理する機能に直接関わ
っても良い。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
と協動して行っても良い。

【００７９】２１１４は入力部で、ＣＰＵ２１０６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，バーコードリーダー，音声認識
装置など多様な入力機器を用いる事が可能である。

【００８０】デコーダ２１０４は、回路２１０７〜２１
１３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２１
０４は内部に画像メモリを備えるのが望ましい。これ
は、例えばＭＵＳＥ方式をはじめとして、圧縮されてい
る画像データ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、このよう
な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。又或は、画像生成回路２１０７及びＣＰＵ２１
０６と協動して、画像の間引き、補間、拡大、縮小、合
成等の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。

【００８１】また、マルチプレクサ２１０３は、ＣＰＵ
２１０６より入力される制御信号に基づき表示画像を適
宜選択するものである。即ち、マルチプレクサ２１０３
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２１０
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、各領域毎
に異なる画像を表示することも可能である。

【００８２】また、ディスプレイパネルコントローラ２
１０２は、前記ＣＰＵ２１０６より入力される制御信号
に基づき駆動回路２１０１ａ，２１０１ｂの動作を制御
するための回路である。

【００８３】まず、ディスプレイパネル２１００の基本
的な動作にかかわるものとして、例えばディスプレイパ
ネル２１００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２１０１ａ，２１０
１ｂに対して出力する。また、ディスプレイパネル２１
００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
ａ，２１０１ｂ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２１０
１ａ，２１０１ｂに対して出力する場合もある。

【００８４】尚、駆動回路２１０１ａ，２１０１ｂ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、マルチプレクサ２１０３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２１０２より入力される制御信号に基づいて動作す
る。

【００８５】以上、各部の機能を説明したが、図１２に
例示した構成により、本実施の形態の表示装置におい
て、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２１００に表示することができる。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２１０１ａ，
２１０１ｂに入力される。

【００８６】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２１０１ａ，２
１０１ｂの動作を制御するための制御信号を発生する。
駆動回路２１０１ａ，２１０１ｂ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２１０
０において画像が表示される。これらの一連の動作は、
ＣＰＵ２１０６により統括的に制御される。

【００８７】また、本実施の形態の表示装置において
は、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の画像処理や、合成、消
去、接続、入れ換え、はめ込みなどの画像編集を行うこ
とも可能である。また、本実施の形態の説明では特に触
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。

【００８８】従って、本実施の形態の表示装置は、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、ワードプロセッサ等の事務用端末機器、ゲーム
機などの機能を一台で兼ね備える事が可能で、産業用あ
るいは民生用として極めて応用範囲が広い。

【００８９】尚、図１２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２１００を用いた表
示装置の構成の一例を示したにすぎず、本発明はこれに
限定されるものではない。例えば、図１２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。

【００９０】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
容易に薄形化できるため、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
表示装置は臨場感あふれ迫力に富んだ画像を視認性良く
表示する事が可能である。

【００９１】次に、本実施の形態のディスプレイパネル
２１００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。本実施の形態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
や形状あるいは製法に制限はない。しかしながら、本願
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い
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、上記実施の形態のディスプレイパネル２１
００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。［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
種類が挙げられるが、本実施の形態で使用する表面伝導
型の電子放出素子は、平面型が最適である。＜平面型の表面伝導型放出素子＞従って、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。

【００９２】図１３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）及び断面図
（ｂ）である。

【００９３】図中、１１０１は基板、１１０２と１１０
３は素子電極で、図７〜図１１に示された電極対１２０
１に対応している。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で、図
３の１０１４に対応している。１１１３は通電活性化処
理により形成した薄膜である。

【００９４】基板１１０１としては、例えば、石英ガラ
スや青板ガラス等の各種ガラス基板や、アルミナ等の各
種セラミクス基板、あるい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。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、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｃｕ，
Ｐｄ，Ａｇ等の金属、あるいはこれらの金属の合金、あ
るいはＩｎ2 Ｏ3 −ＳｎＯ2 等の金属酸化物、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。

【００９５】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から数マイクロメータの範囲から
適当な数値が選ばれる。

【００９６】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
として多数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、あるいは微
粒子が互いに隣接した構造か、あるいは微粒子が互いに
重なり合った構造が観測される。

【００９７】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
あるいは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。

【００９８】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。

【００９９】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等の金属や、ＰｄＯ，ＳｎＯ2 ，Ｉｎ2 Ｏ
3 ，ＰｂＯ，Ｓｂ2 Ｏ3 ，などの酸化物や、ＨｆＢ2 ，
ＺｒＢ2 ，ＬａＢ6 ，ＣｅＢ6 ，ＹＢ4 ，ＧｄＢ4 等の
硼化物や、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，
ＷＣなどの炭化物や、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ，などの
窒化物や、Ｓｉ，Ｇｅ，などの半導体や、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。

【０１００】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、
１０の３乗から１０の７乗［オーム／ｓｑ］の範囲に含
まれるよう設定した。

【０１０１】尚、導電性薄膜１１０４と素子電極１１０
２及び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１３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
順序で積層してもさしつかえない。

【０１０２】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１１０４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。尚、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１３においては模式的に示した。

【０１０３】また、薄膜１１１３は、炭素もしくは炭素
化合物よりなる薄膜で、電子放出部１１０５及びその近
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。

【０１０４】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、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。尚、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１３にお
いては模式的に示した。また、平面図図１３（ａ）にお
いては、薄膜１１１３の一部を除去した素子を図示し
た。

【０１０５】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、本実施の形態においては以下のような素子を用い
た。

【０１０６】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。微粒
子膜の主要材料としてＰｄもしくはＰｄＯを用い、微粒
子膜の厚さは約１００［オングストローム］、幅Ｗは１
００［マイクロメータ］とした。

【０１０７】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１４（ａ）〜（ｄ）
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１３と同一である。

【０１０８】（１）まず、図１４（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。

【０１０９】本実施の形態の電子放出素子を形成するに
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１１０３）を形成する。

【０１１０】（２）次に、同図（ｂ）に示すように、導
電性薄膜１１０４を形成する。

【０１１１】形成するにあたっては、まず前記（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・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
機金属溶液とは、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、本実施の形態では主要元素としてＰｄを用いた。ま
た、実施の形態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。）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、本実施の形態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、あるいは化
学的気相堆積法などを用いる場合もある。

【０１１２】（３）次に、同図（ｃ）に示すように、フ
ォーミング用電源１１１０から素子電極１１０２と１１
０３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。

【０１１３】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。尚、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１１０２と１１０３の間で計測される
電気抵抗は大幅に増加する。

【０１１４】通電方法をより詳しく説明するために、図
１５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。微粒子膜で作られた導電性薄
膜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、本実施の形態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１１１１で計測した。

【０１１５】実施の形態においては、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１
０［ミリ秒］とし、波高値Ｖｐｆを１パルス毎に０．１
［Ｖ］ずつ昇圧した。そして、三角波を５パルス印加す
るたびに１回の割りで、モニタパルス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、即ちモニタパ
ルス印加時に電流計１１１１で計測される電流が１×１
０のマイナス７乗［Ａ］以下になった段階で、フォーミ
ング処理にかかわる通電を終了した。

【０１１６】尚、上記の方法は、本実施の形態の表面伝
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、あるいは素子電極間隔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。

【０１１７】（４）次に、図１４（ｄ）に示すように、
活性化用電源１１１２から素子電極１１０２と１１０３
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。

【０１１８】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１４におい
ては、炭素もしくは炭素化合物よりなる堆積物を部材１
１１３として模式的に示した。）尚、このような通電活
性化処理を行うことにより、この活性化処理を行う前と
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。

【０１１９】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あり、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。

【０１２０】この時の通電方法をより詳しく説明するた
めに、図１６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。本実施の形態にお
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。尚、上述の通電条件
は、本実施の形態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。

【０１２１】図１４（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及び電流
計１１１６が接続されている。尚、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。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１６（ｂ）に示すが、活性化電源１１１２か
らパルス電圧を印加し始めると、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。

【０１２２】尚、上述の通電条件は、本実施の形態の表
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。

【０１２３】以上のようにして、図１４（ｅ）に示す平
面型の表面伝導型放出素子を製造した。［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、次に本実施の形態の表示装置に用いた素子の
特性について述べる。

【０１２４】図１７は、本実施の形態の表示装置に用い
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。尚、放出電流Ｉｅは素子電流Ｉｆ
に比べて著しく小さく、同一尺度で図示するのが困難で
あるうえ、これらの特性は素子の大きさや形状等の設計
パラメータを変更することにより変化するものであるた
め、２本のグラフは各々任意単位で図示した。

【０１２５】本実施の形態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。

【０１２６】第一に、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。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。

【０１２７】第二に、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。

【０１２８】第三に、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。

【０１２９】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、第一の特性を利用すれば、表示画面を順
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Ｖ
ｔｈ未満の電圧を印加する。こうして駆動する電子放出
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。また、第二の特性或
は第三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、諧調表示を行うことが可能であ
る。［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。

【０１３０】図１８は、図１１のＡ−Ａ’に沿った断面
形状を示す断面図で、本実施の形態のディスプレイパネ
ル２１００に用いたマルチ電子ビーム源の１つの電子放
出素子の断面形状を示している。

【０１３１】基板１００１上には、前述の図１３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
各素子は行方向配線１００３と列方向配線１００４に接
続され、単純マトリクス状に配線されている。尚、行方
向配線１００３と列方向配線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。

【０１３２】以上のようにして作製した本実施の形態の
電子源の駆動方法を以下に説明する。

【０１３３】例えば、図１２に示す構成の表示装置にお
いて、駆動回路２１０１ａにより行方向配線１００３に
は走査信号に応じた電圧（Ｖｘとする）を入力し、列方
向配線１００４には駆動回路２１０１ｂから変調信号に
応じた電圧（Ｖｙとする）を入力し、かつＶｘ≦Ｖｙと
することで、列方向配線１００４に接続された高電位電
極１０１３側で、図４に示すようにビームスポット１０
１９の面積が大きくなるのは前述の通りである。そし
て、このビームスポット１０１９の形状と、各色の蛍光
体からなる画素の形状（向き）を合わせることにより、
Ｙ方向に画素を高密度に配列できるのは、前述の通りで
ある。

【０１３４】図３を参照して説明すると、本実施の形態
では、素子電極１０１２，１０１３間に印加する電圧
（Ｖｆ）を１４Ｖ（Ｖｘ＝−７Ｖ，Ｖｙ＝７Ｖとした）
とし、素子基板１００１とフェースプレート１００７の
内面との距離を４ｍｍ、フェースプレート１００７に印
加する電子の加速電圧Ｖａを６ｋＶとした時、Ｙ方向の
ビームスポット１０１９の長さは約６００μｍであっ
た。図５に示すように、従来のストライプ形状の蛍光体
（＝画素）の時は、Ｙ方向の画素ピッチ（図５のＰ
ｙ’）が重ならないように余裕をとって約７００μｍと
した。

【０１３５】しかし、図６に示すような形状の蛍光体を
使用することにより、Ｙ方向の画素ピッチ（図６のＰ
ｙ）を約６００μｍとしても、Ｙ方向に隣接するビーム
のはみ出しが全くなかった。これは、表示画素密度が約
１５％高められたことを意味している。また、本実施の
形態による蛍光体による画素形状と、ビーム形状の組み
合わせの最適化により、放出電子の利用効率を低下する
ことなく、表示密度を高精細化できたため、単位面積あ
たりの輝度も約１５％向上できた。

【０１３６】＜第２実施の形態＞図１９〜図２１に本発
明の第２実施の形態の画像形成装置の蛍光体の平面図を
示す。な第２実施の形態における電子源の作製法、画像
形成装置の作製法と駆動法については、前述の第１実施
の形態と同様なので省略する。

【０１３７】前述の第１実施の形態の図２と参照すると
明らかなように、図１９〜図２１のいずれかの場合も、
Ｙ方向に隣り合った画素の色が異なっている。

【０１３８】即ち、図２では、各列毎にＲ，Ｇ，Ｂと定
められているのに対し、図１９ではある列ではＹ方向に
ＲＧＲが繰り返されており、その隣の列ではＧＢＧが繰
り返され、更にその隣の列ではＢＲＢが繰返されるよう
に設定されている図２０及び図２１においても同様に、
その配列順が変更されている。

【０１３９】この第２実施の形態の蛍光体（画素）の配
列によれば、Ｙ方向の画素密度を高めて放出電子の利用
効率も高めることができ、単位面積あたりの輝度を高く
できるという前述の第１実施の形態と同様の利点を有す
るのに加えて、各色の蛍光体が画面の特定方向に配列さ
れることなく、平面上に分散している。これにより、特
に斜め方向の解像度が向上して画面全体の解像度も均一
化できる。これにより、グラフィック表示等に適した画
像形成装置が得られた。

【０１４０】＜第３実施の形態＞図２２に本発明の第３
実施の形態の画像形成装置の分解斜視図を示す。この図
２２では、簡単のために装置を構成する支持枠等の部材
の記述を省略して主要部分のみを示したが、基本的な構
成は前述第１実施の形態の図１の表示パネルと同様であ
る。

【０１４１】この第３実施の形態では、基板２００１上
で、Ｎｉ薄膜（厚さ１０００オングストローム）の素子
電極２００２，２００３間に、第１実施の形態と同様な
方法で複数の電子放出部２００４を作製した。

【０１４２】図２２では、素子電極２００２，２００３
と、素子電極２００２，２００３の配線部２０１１を一
体形成した場合を示したが、更に低い配線抵抗を得たい
場合には、配線部２０１１に、更にＡｌ等の電極を、例
えば厚さ２μｍで形成しても良い。

【０１４３】この第３実施の形態では、電子ビームは各
行毎に電子放出部２００４から放出され、この放出され
た電子がフェースプレート２０１０へ到達する量を制御
するために、変調電極２００５が電子放出素子を形成し
た基板２００１とフェースプレート２０１０間に設けら
れている。例えば、多数（Ｅ個とする）ある行方向配線
電極のＸ1〜Ｘm-1行に０Ｖ、Ｘm〜ＸE行に１４Ｖを印加
すると、行方向配線電極のＸm-1行とＸm行との間にのみ
閾値以上の電圧が印加され、その間に形成された電子放
出部２００４の行（図２２のＳm）からのみ、電子を放
出させることができる。

【０１４４】また、変調電極２００５を、これら電子放
出部２００４が並んだ行と直交するよう列方向に配線し
て変調信号に応じた電圧を印加し、フェースプレート２
０１０への電子ビームの通過量を制御することで、１行
分の任意の画像情報信号に応じた表示ができる。これを
繰り返し行なうことにより、任意の画像をディスプレイ
パネルに表示することができる。

【０１４５】このように、変調電極２００５により電子
ビーム量を制御するような画像表示装置においても、図
２２に示したように、１行分の配線電極と結線される素
子電極が列方向（Ｙ−Ｙ’軸）における対称性を行毎に
反転させることで、行毎に電子ビームスポット１０１９
の形状が反転することは前述の第１の実施の形態と同様
である（前述の駆動法により、Ｓｍ行から電子放出する
ときはＸ1〜Ｘm-1行が０Ｖ，Ｘm行以降が１４Ｖ、Ｓm+1
行から電子放出するときはＸ1〜Ｘm行が０Ｖ，Ｘm+1行
以降が１４Ｖであるから、ビームスポットの先端部の向
きは、図中矢印の向きとなり、行毎に反転する）。ま
た、フェースプレート２０１０の画素形状も前述の第１
実施の形態と同様とした。更に、変調電極２００５の電
子ビーム通過孔２００６は、前述した電子ビームスポッ
ト１０１９の非対称性に影響することないよう十分広く
形成されている。

【０１４６】以上説明したように、本実施の形態の画像
表示装置は、変調電極を有する表示装置においても有効
であり、列方向の画素密度を向上させるのに効果があっ
た。

【０１４７】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。

【０１４８】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、電子放出素子として基板上に形成された一対の素子
電極間に電子放出部を有し、該素子電極間に電圧を印加
することで電子放出する冷陰極型の電子放出素子、特に
表面伝導型電子放出素子を電子源として用いた画像形成
装置において、上記電子放出素子の電子放出特性を十分
考慮し、かつ利用して画素の形状を決定することで、特
に画素密度の向上、即ち画像の高精細化が可能で高品位
な画像を形成できる新規な画像形成装置を得ることがで
きた。

【０１４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子放出素子の電子放出の特性を十分考慮し、かつ利用し
た蛍光体形状とすることにより、表示画素密度の向上を
図ることができる。

【０１５０】又本発明によれば、電子放出される電子の
分布特性に応じた蛍光体の形状とすることにより、画像
の高精細化が可能で高品位な画像を表示できるという効
果がある。

【０１５１】また本発明によれば、マトリクス形状の配
列された複数の電子放出素子が、行毎に電子放出素子に
印加する電界方向を変更するように配線されていること
により、前記複数の電子放出素子の駆動方法を変更する
ことなく、蛍光体の形状に応じて各行毎に電子ビームの
形状を変更して発光させることができるという効果があ
る。

【０１５２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である画像表示装置の表
示パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。

【図２】本実施の形態のディスプレイパネルのフェース
プレートの蛍光体配列を例示した平面図である。

【図３】本実施の形態の平面型の表面伝導型電子放出素
子を用いた電子放出実験系の斜視図（Ａ）と、その断面
図（Ｂ）である。

【図４】本実施の形態の平面型の表面伝導型電子放出素
子から放出された電子ビームスポット形状を示す模式図
である。

【図５】従来の蛍光面における電子ビームスポットの状
態を示す模式図である。

【図６】本発明の一実施の形態の蛍光面における電子ビ
ームスプットの状態を示す模式図である。

【図７】本発明の一実施の形態の電子源の電極の形成を
説明するための図である。

【図８】本発明の一実施の形態の電子源の電極の形成を
説明するための図である。

【図９】本実施の形態の電子源の電極と列方向配線との
接続を説明するための図である。

【図１０】本実施の形態の電子源の電極と列方向及び行
方向配線との接続を説明するための図である。

【図１１】本実施の形態のマルチ電子源におけるビーム
スポットの形成方向を説明する図である。

【図１２】本実施の形態のディスプレイパネルを使用し
た表示装置の構成を示すブロック図である。

【図１３】本実施の形態で用いた平面型の表面伝導型放
出素子の平面図（ａ）と、その断面図（ｂ）である。

【図１４】本実施の形態の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１５】本実施の形態における通電フォーミング処理
の印加電圧波形を示す図である。

【図１６】本実施の形態における通電活性化処理の際の
印加電圧波形（ａ）と、放出電流Ｉｅの変化（ｂ）を示
す図である。

【図１７】本実施の形態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１８】図１１のＡ−Ａ’で示したマルチ電子ビーム
源の基板の断面図である。

【図１９】本発明の第２実施の形態の画像形成装置の蛍
光面の模式図である。

【図２０】本発明の第２実施の形態の画像形成装置の蛍
光面の模式図である。

【図２１】本発明の第２実施の形態の画像形成装置の蛍
光面の模式図である。

【図２２】本発明の第３実施の形態の画像形成装置の分
解斜視図である。

【図２３】従来の表面伝導型放出素子の一例を示す図で
ある。

【図２４】従来のＦＥ型素子の一例を示す断面図であ
る。

【図２５】従来のＭＩＮ型素子の一例を示す断面図であ
る。

【図２６】本実施の形態における電子放出素子の配線方
法を説明する等価回路図である。

【図２７】従来の画像形成装置の蛍光面の模式図であ
る。

【符号の説明】１００１，１１０１基板１００２表面伝導型電子放出素子１００３行方向配線１００４列方向配線１００５リアプレート１００７フェースプレート１００８蛍光膜１００９メタルバック１０１０黒色導電体１０１２低電位側素子電極１０１３高電位側素子電極１０１４電子放出部１０１９ビームスポット１２０２，１２０３結線電極２１００ディスプレイパネル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に形成された一対の素子電極間に
電子放出部を有し、前記素子電極間に電圧を印加するこ
とで電子放出する冷陰極型の電子放出素子がマトリクス
形状に複数配置された電子源と、複数の電子放出素子から放出された電子の照射を受けて
画像を形成する蛍光体を有する画像形成手段とを有し、前記蛍光体は前記電子放出素子のそれぞれに対応して配
設され、前記蛍光体のそれぞれの形状は前記電子放出素
子より到達する電子のほぼ分布形状であることを特徴と
する画像表示装置。
【請求項２】前記蛍光体のそれぞれの形状がＹ軸方向
に関して非対象であり、かつ任意の行の蛍光体が列方向
において隣接する行の蛍光体に対してＹ軸方向に関する
対称性が反転していることを特徴とする請求項１に記載
の画像表示装置。
【請求項３】前記一対の素子電極間に印加される電界
の方向が、任意の行の電子放出素子と、列方向において
隣接する行の対応する電子放出素子とで反転しているこ
とを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】前記蛍光体のそれぞれの形状は、ほぼ台
形形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】前記蛍光体の形状は、ある行における蛍
光体形状を隣接する行においてＹ軸に関して対称性を反
転させた形状を有し、隣接する行同士で前記蛍光体同士
のＹ軸方向の重なり余裕が大きくなることを特徴とする
請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項６】前記マトリクス形状の配線は、前記一対
の素子電極の一方が行方向の配線に結線され、他方の素
子電極が列方向配線に結線されてなり、前記一対の素子
電極のそれぞれと前記行方向配線及び列方向配線との配
線が、前記マトリクスの行毎に入れ代わっていることを
特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表
示装置。
【請求項７】前記マトリクス形状は、前記一対の素子
電極の一方が行方向の配線に結線され、他方の素子電極
が列方向配線に結線されることにより配線され、前記行
方向配線に走査信号が入力され、前記列方向配線に変調
信号が入力されることにより画像情報信号に応じて前記
電子放出素子より電子が放出されることを特徴とする請
求項１〜６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項８】前記冷陰極型の電子放出素子は、表面伝
導型放出素子であることを特徴とする請求項１〜乃至７
のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項９】前記画像形成手段は、前記電子放出素子
が形成された基板に対向して配置され、前記複数の電子
放出素子から放出された電子の照射を受けて発光する前
記蛍光体を含むフェースプレートを含むことを特徴とす
る請求項１〜乃至８のいずれか１項に記載の画像表示装
置。