JPH0945266A

JPH0945266A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0945266A
Application number: JP19500195A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Sakano; 嘉和坂野; Yasue Sato; 安栄佐藤; Kumiko Kaneko; 久美子金子; Shinichi Kawate; 信一河手; Yasuko Tomita; 康子富田; Yoshiyuki Osada; 芳幸長田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-07-31
Filing date: 1995-07-31
Publication date: 1997-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題】スペーサの配置による輝度の低下や画像欠陥
などを低減し得る画像形成装置を提供すること。【解決手段】外囲器内に、電子源と、スペーサと、該
電子源からの電子の照射により画像を形成する画像形成
部材とを有する画像形成装置において、前記画像形成部
材（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と前記スペーサ（１６）とで構成され
る画素を有することを特徴とする画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スペーサの配置に
伴う画像欠陥、輝度低下を防止する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は大別し
て熱電子源と冷陰極電子源を用いた２種類のものが知ら
れている。冷陰極電子源には電界放出型（以下、「ＦＥ
型」という。）、金属／絶縁層／金属型（以下、「ＭＩ
Ｍ型」という。）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．Ｄｏｌａｎ、”Ｆｉｅｌｄｅｍｉｓｓｉｏ
ｎ”、ＡｄｖａｎｃｅｉｎＥｌｅｃｔｒｏｎＰｈ
ｙｓｉｃｓ、８、８９（１９５６）あるいは、Ｃ．Ａ．
Ｓｐｉｎｄｔ，”ＰＨＹＳＩＣＡＬＰｒｏｐｅｒｔｉ
ｅｓｏｆｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｆｉｅｌｄｅｍｉ
ｓｓｉｏｎｃａｔｈｏｄｅｓｗｉｔｈｍｏｌｂｄ
ｅｎｕｍｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，
４７，５２４８（１９７６）等に開示されたものが知ら
れている。

【０００４】ＭＩＭ型の例としてはＣ．Ａ．Ｍｅａ
ｄ、”Ｔｈｅｔｕｎｎｅｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎａｍ
ｐｌｉｆｉｅｒ、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、３２、６
４６（１９６１）等に開示されたものが知られている。

【０００５】表面伝導型電子放出素子型の例としては、
Ｍ．Ｉ．ＥｌｉｎｓｏｎＲａｄｉｏＥｎｇ．Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎＰｙｓ．、１０、（１９６５）等に開示さ
れたものがある。

【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。こ
の表面伝導型電子放出素子としては、前記エリンソン等
によるＳｎＯ₂薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によるもの
〔Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ：”ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉ
ｌｍｓ”、９、３１７（１９７２）〕、Ｉｎ₂Ｏ₃／Ｓｎ
Ｏ₂薄膜によるもの〔Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌａｎｄ
Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：”ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．
ＥＤＣｏｎｆ．”、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。

【０００７】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な例として、前述のＭ．ハートウェルの素子構成を図１
８に模式的に示す。同図において２０１は基板、２０３
は導電性薄膜で、該導電性薄膜は、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薄膜等からなり、ま
た、該導電性薄膜には、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２０２が形成されている。
尚、図中の素子電極間隔Ｌ１は０．５〜１ｍｍ、Ｗ１
は、０．１ｍｍで設定されている。

【０００８】従来、前記フォーミングは、前記導電性薄
膜２０３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２０２を形成することで
ある。

【０００９】例えば、電子放出部２０２は、導電性薄膜
２０３の一部に発生した亀裂であり、電子放出は、その
亀裂付近から行われる。

【００１０】以上のような表面伝導型電子放出素子は、
前記導電性薄膜２０３に電圧を印加し、素子に電流を流
すことにより、前記電子放出部２０２より電子を放出せ
しめるものである。

【００１１】また、上記冷陰極電子源を用いた平面型の
画像形成装置としては、次の様な装置があげられる。

【００１２】その一例を図１５を参照しながら説明す
る。

【００１３】図１５において後方から前方に向かって順
に面状冷陰極（電子放出素子）３２を配置した背面基板
３１、第１のスペーサ３６、電子ビーム流を制御する制
御電極４１と電子ビームを蛍光面に集束させるための集
束電極３３とを具備した、一定の間隔で孔３９のあいて
いる電極基板３８、第２のスペーサ４２、蛍光体３４及
び電子ビーム加速電極を具備した表示窓板３５が構成さ
れており、上記構成部品は、端部を低融点ガラスフリッ
トにて封着され内部を真空にして収納される。真空排気
は、真空排気管４４にて排気される。

【００１４】ここで、前記第１のスペーサ３６及び第２
のスペーサ４２としては、電気的に絶縁性を有するガラ
ス、セラミック等を使用している。また電極基板３８も
ガラス、セラミック等を使用し、両面には制御電極４
１、集束電極３３がそれぞれスクリーン印刷等により形
成されている。第１、第２のスペーサ及び電極基板に
は、それぞれ面状冷陰極に平行なスリット３７、４３及
び孔３９、真空排気用スリット４０を形成している。こ
れら孔、スリットはエッチング、あるいは機械加工等に
よって加工出来る。

【００１５】第１のスペーサ３６、電極基板３８はμｍ
〜１００μｍ程度の厚さで、第２のスペーサ４２は上、
下基板間の放電対策のため、１０ｍｍ程度の厚さを持っ
ている。

【００１６】また表示窓板３５には透明導電膜からなる
電子ビーム加速電極（図示せず）と、この電極上にＲ、
Ｇ、Ｂの蛍光体９及びメタルバック層（図示せず）が形
成されており、加速電極には、１０ｋｖ〜２０ｋｖの高
電圧が印加され、内部を構成している。

【００１７】またＦＥ型の冷陰極電子源を使用した、平
面型の画像形成装置〔Ｒ．ＭＥＹＥＲ、”ＲＥＳＥＮＴ
ＤＥＹＥＬＯＰＭＥＮＴＯＮ”ＭＩＣＲＯＴＩＰ
Ｓ”ＤＩＳＰＬＡＹＡＴＬＥＴＩ”、ＩＶＭＣ．、
６（１９９１）〕の従来例を図面を参照しながら説明す
る。図１６において、下方から上方に向かって順に絶縁
性基体（ベースプレート）５１上に配置、構成された、
電導性被覆材５２、微小ポイント５３（電子放出部）、
絶縁性被覆材５４、グリッド５５からなるＦＥ型の冷陰
極電子源、前記電子源上にランダムに配置された絶縁体
により形成された球状のスペーサ５６、絶縁性の基体５
７に透明導電膜５８、蛍光体５９を形成したフェースプ
レート６０を配置し、真空排気（図示せず）しベースプ
レートとフェースプレートの間隔を数百μｍから数ｍｍ
に保つ様に画像形成装置を構成している。上記ＦＥ型の
電子源を用いた画像形成装置は、フェースプレート６０
に加速電圧数百Ｖ〜数ＫＶの高電圧を印加し微小ポイン
ト５３から放出された電子線をフェースプレート６０の
蛍光体５９に照射し、蛍光体５９を発光させ画像を形成
している。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
画像形成装置では、１×１０^-5ｔｏｒｒ程度以下の真空
中で電子源を動作させるために、画像形成装置の大気圧
を支えるスペーサが、画像を形成するうえで以下のよう
な欠点があった。（１）スペーサと、フェースプレートとの接する面の面
積が大きいため、１画素中の開口率がおちる。その為、
ＣＲＴで用いられている蛍光体では、輝度が低下する。
又、輝度を上げるためフェースプレートに印加する電圧
を上げると、沿面耐圧を上げる（放電を防ぐ）必要があ
るために、内部構造が複雑になる欠点がある。（２）ビーズ状のスペーサを用いるとランダムに画素の
一部又は、全てに接するために、ランダムに画素欠陥が
発生し、画像が劣る欠点がある。（３）カラー表示をする際、特に全面を黒色に表示する
際、スペーサとフェースプレートとの接する面で外部光
が反射し、画像上ちらつきを発生させる欠点がある。

【００１９】以上のような問題点があるため、素子構造
が簡単でかつ２つ以上の複数の素子をライン状に配置す
ることが容易である。

【００２０】表面伝導型電子放出素子や、面状に複数の
電子放出部を容易に形成することができるＦＥ型などの
冷陰極電子源を用いた画像形成装置が産業上、積極的に
応用されるには至っていない。

【００２１】そこで、本発明の課題は、スペーサの配置
による輝度の低下や画像欠陥などを低減し得る画像形成
装置を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、外囲器内に、電子源と、スペーサと、該電子源か
らの電子の照射により画像を形成する画像形成部材とを
有する画像形成装置において、前記画像形成部材と前記
スペーサとで構成される画素を有することを特徴とする
画像形成装置である。

【００２３】以下に、本発明について更に詳述する。

【００２４】以下に、本発明で、特に好ましく用いられ
る表面伝導型電子放出素子について詳述する。

【００２５】表面伝導型電子放出素子は、その基本的な
構成において、平面型と垂直型の２つに大別される。

【００２６】まず、平面型の表面伝導型電子放出素子に
ついて説明する。

【００２７】図１は、平面型の表面伝導型電子放出素子
の構成を示す模式図であり、図１の（ａ）は平面図、図
１の（ｂ）は断面図である。

【００２８】尚、図１において、１は基板、２と３は素
子電極、４は導電性膜、５は電子放出部である。

【００２９】基板１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
ス基板等及びアルミナ等のセラミックス等を用いること
ができる。

【００３０】また、対向する素子電極２、３の材料とし
ては、一般的な導体材料を用いることができ、例えば、
Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａ１、Ｃ
ｕ、Ｐｄ等の金属、或はこれらの合金、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の印刷導体、Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂
等の透明導電体及びポリシリコン等の半導体導体材料等
から適宜選択することができる。

【００３１】素子電極間隔Ｌ、素子電極長さＷ１、導電
性膜４の形状等は、応用される形態等を考慮して設計さ
れるが、素子電極間隔Ｌは、好ましく、数千オングスト
ロームから数百マイクロメートルの範囲とし、より好ま
しくは、素子電極間に印加する電圧等を考慮して数マイ
クロメートルから数十マイクロメートルの範囲とする。

【００３２】また、素子電極長さＷ１は、電極の抵抗
値、電子放出特性を考慮して、好ましくは、数マイクロ
メートルから数百マイクロメートルの範囲とする。ま
た、素子電極２、３の膜厚ｄは、数百オングストローム
から数マイクロメートルの範囲とすることが好ましい。

【００３３】尚、図１に示した構成だけでなく、基板１
上に、導電性膜４、対向する素子電極２、３の順に積層
した構成とすることもできる。

【００３４】導電性膜４には、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を用いるのが好
ましい。その膜厚は、素子電極２、３へのステップカバ
レージ、素子電極２、３の間の抵抗値及び後述するフォ
ーミング条件等を考慮して適宜設定されるが、通常は、
数オングストロームから数千オングストロームの範囲と
することが好ましく、より好ましくは１０オングストロ
ームから５００オングストロームの範囲とするのが良
い。また、その抵抗値は、１０²〜１０⁷オーム／□のシ
ート抵抗値である。

【００３５】導電性膜４を構成する材料は、Ｐｄ、Ｐ
ｔ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆ
ｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、ＰｄＯ、Ｓ
ｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＰｂＯ、Ｓｂ₂Ｏ₃等の酸化物、Ｈｆ
Ｂ₂、ＺｒＢ₂、ＬａＢ₆、ＣｅＢ₆、ＹＢ₄、ＧｄＢ₄等の
硼化物、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＳｉＣ、Ｗ
Ｃ等の炭化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ等の窒化物、Ｓ
ｉ、Ｇｅ等の半導体、カーボン等の中から適宜選択され
る。

【００３６】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、その微細構造は、微粒子が個々に
分散配置した状態あるいは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）をとっている。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
ームの範囲が望ましく、好ましくは、１０オングストロ
ームから２００オングストロームの範囲である。

【００３７】電子放出部５は、導電性膜４の一部にフォ
ーミング処理により形成された高抵抗の亀裂により構成
され、導電性膜４の膜厚、膜質、材料及び後述するフォ
ーミング処理等の手法等に依存したものとなる。

【００３８】尚、本願明細書において、フォーミング処
理については、後に、通電処理を例に挙げて説明する
が、これに限られるものではなく、膜に亀裂を生じさせ
て高抵抗状態を形成する物理的処理、あるいは化学的処
理を包含するものである。

【００３９】電子放出部５は、数オングストロームから
数百オングストロームの範囲の粒径の導電性微粒子を用
いて構成することもできる。この導電性微粒子は、導電
性膜４を構成する材料の元素の一部、あるいは全ての元
素を含有するものとなる。

【００４０】次に、垂直型表面伝導型電子放出素子につ
いて説明する。

【００４１】図１７は、垂直型の表面伝導型電子放出素
子の構成を示す模式図である。

【００４２】尚、図１７において、図１と同じ符号を付
した部材は、図１と同じ部材であることを意味してい
る。また、図１７において、３０は段差形成部を示す。

【００４３】段差形成部３０は、真空蒸着法、印刷法、
スパッタ法等で形成されたＳｉＯ₂等の絶縁性材料で構
成することができ、その膜厚は、先に述べた平面型の表
面伝導型電子出素子の素子電極間隔Ｌに対応し、数千オ
ングストロームから数十マイクロメートル、より好まし
くは、数百オングストロームから数マイクロメートルの
範囲とすることが望ましい。この段差形成部３０の膜厚
は、その製法、及び、素子電極間に印加する電圧等を考
慮して設定される。

【００４４】導電性膜４は、素子電極２、３と段差形成
部３０の作成後に、該素子電極２、３上に積層される。
また、図１７においては、電子放出部５は、段差形成部
３０に直線状に示されているが、作成条件、フォーミン
グ条件等に依存し、形状、位置ともこれに限られるもの
でない。

【００４５】次に、本発明に用いたスペーサについて詳
述する。

【００４６】スペーサとしては、ガラス、Ａｌ₂Ｏ₃、等
の絶縁物ポリイミド等の絶縁性の高い材料であればどの
様な材料を用いてもかまわない。そしてこれらのスペー
サは、エッチング法、機械研磨法等によって形成され
る。又、スペーサの形状としては、角柱、又は円柱状の
形状に制限されるものでなく以下に詳述する蛍光体との
関係を満たしていれば、例えば、こうし状、球状等どの
様な形状であってもかまわない。

【００４７】又、スペーサとフェースプレートとの接す
る面、すなわちスペーサのフェースプレート側上面にブ
ラックストライプもしくは、ブラックマトリックスの材
料として通常良く用いられている黒鉛を主成分とする材
料を形成し、構成してもかまわない。

【００４８】上記構成をとることにより、光の透過及び
反射の少ない画像が得られるように作用する。又、前記
材料としては、黒鉛を主成分とする材料に限るものでは
なく、導伝性があり、光の透過及び反射の少ない材料で
あれば、どのような材料を用いてもかまわない。

【００４９】次に本発明の最も特徴とするところの、フ
ェースプレートについて詳述する。図３、図７、図８、
図９、図１０は本発明に用いたフェースプレートの一実
施態様を示す図面である。

【００５０】同図に於いて、本発明は、蛍光体（Ｒ、
Ｇ、Ｂ）と上述のスペーサとが前記画像形成装置に於
て、１画素を構成していることを特徴としている。特
に、本発明において、表面伝導型電子放出素子を用いる
場合、該素子は電子線放出効率が極めて高いため上記構
成をとることによって高輝度の画像形成が得られるよう
に作用する。

【００５１】又、本発明においては、蛍光体（Ｒ、Ｇ、
Ｂ）とスペーサとが構成する１画素中のＲ、Ｇ、Ｂ配列
と同じ配列の蛍光体（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のみで構成された１
画素を有していても良い。すなわち、蛍光体（Ｒ、Ｇ、
Ｂ）とスペーサによる１画素と蛍光体（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の
みによる１画素が混在しても、画素形成時においてスペ
ーサの有無に関係なく前記同様の画像を形成できるよう
に作用する。

【００５２】又、本発明においては、前記蛍光体（Ｒ、
Ｇ、Ｂ）とスペーサによる１画素と前記蛍光体（Ｒ、
Ｇ、Ｂ）のみで構成された１画素とがくり返し規則正し
く配置されていることにより、鮮明かつ、高コントラス
トの画像を形成できるように作用する。

【００５３】次に、以下で本発明の画像形成装置につい
て詳述する。本発明の画像形成装置は、上述したフェー
スプレートを用いたことを主たる特徴とするものであ
る。まず、本発明の電子源は、電子放出素子の複数と、
該電子放出素子から放出される電子線を情報信号に応じ
て変調する変調手段とを有するものである。その一実施
態様例を図２、図４、図５、図６及び１１を用いて説明
する。図２、図４、図５及び図６において、１は絶縁性
基板、２、３は電極、４は微粒子膜、５は電子放出部、
１８は変調手段を示す。図２、図４、図５、図６に示す
態様は、電子放出部５を一対の電極間に複数有する線電
子放出素子が、該基板面上に複数並設されており、上記
変調手段として複数のグリッド電極（変調電極）１８
が、該複数の線電子放出素子に対して、行列配置（ＸＹ
マトリクス状配置）されている。該グリッド電極は、図
２では該電子放出素子の電子放出面上方空間内に配置さ
れており、図４では該電子放出素子と同一基板面に並設
されており、図５、図６では該電子放出素子と基板を介
して積層されている。以上例示した本発明の電子源の駆
動方法は、図２、図４、図５、図６においては、まず、
１ラインの線電子放出素子の電極２、３に１０Ｖ〜１４
Ｖの電圧パルスを印加して、複数の電子放出部より電子
線を放出させる。放出された電子線は、該グリッド電極
群１８に、情報信号に対応して＋２０Ｖ〜−５０Ｖの電
圧を印加することによりオン−オフが制御され、該１ラ
イン分の情報信号に対応する電子線放出が得られる。か
かる動作を上記ラインの隣の線電子放出素子に対し順次
行うことにより、一画面分の電子線放出が行われる。

【００５４】次に図２、図６、図１１に本発明の画像形
成装置の一例を示す。同図において、１２はリアプレー
ト（ただし、前記絶縁性基体１を兼用しても良い）、１
８は変調手段（図２のグリッド電極で示したが、図６の
グリッド電極あるいは図４の変調手段であっても構わな
い）、２及び３は電極、４は微粒子膜、５は電子放出
部、１０はフェースプレート、７はガラス板、８は透明
電極、９は蛍光体、１６はスペーサ、６はブラックマト
リックス又はブラックストライプである。以上の本発明
の画像形成装置の駆動方法は、まず、画像形成部材（図
２、図８、図９、図１４においては、透明電極８）に５
００Ｖ〜１０ｋＶの電圧を印加し、次に、上記電子と同
様の駆動方法を行うことで、該画像形成部材に情報信号
に応じた画像が形成される（図２、図６、図１１におい
ては、蛍光画像が表示される）。また、上記画像形成装
置において、画像形成部材が発光体（例えば、蛍光体）
の場合、一画素についてかかる発光体をレッド、グリー
ン、ブルーの三原色発光体とすることによって、フルカ
ラーの表示画像が得られる。また、以上述べた電子源及
び画像形成装置は、通常は、真空度が１０^-4〜１０^-9ｔ
ｏｒｒで駆動される。

【００５５】

【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げ、本発明を更
に詳述する。

【００５６】（実施例１）本実施例の電子線発生装置を
用いた電子放出素子の平面図とその断面図を図１に示
し、本実施例の画像表示装置の構成図を図２に示し、本
実施例のフェースプレートの上面図を図３に示した。

【００５７】図１、図２及び図３において、１は絶縁性
基板、２及び３は電極、４は微粒子膜、５は電子放出部
（領域）Ｗは微粒子膜４の幅、Ｌは電極２、３の間隔、
１２はリアプレート、１１は外囲器、１０はフェースプ
レート（７はガラス基板、８は透明電極、９は蛍光
体）、１３は高圧端子、１４、１５は電極端子、１６は
スペーサ、１９は電子通過孔、１８は電子通過孔１９を
有する変調手段（グリッド電極）、２０は変調端子であ
る。

【００５８】本実施例では上述の如く、フェースプレー
ト１０、スペーサ１６、リアプレート１２で外囲器１１
を構成したが、リアプレート１２は主に基板１の強度を
補強する目的で設けられるため、基板１自体で十分な強
度を持つ場合は別体のリアプレート１２は不要であり、
基板１に直接外囲器１１を封着し、フェースプレート１
０、スペーサ１６、基板１にて外囲器１１を構成しても
良い。

【００５９】図１を用いて、本実施例で用いた電子源の
作成方法を述べる。

【００６０】絶縁性基板１として青板基板を用い、こ
れを有機溶剤により充分に洗浄後、該基板１面上に、Ｎ
ｉからなる素子電極２、３を形成した。この時、素子電
極間隔Ｌは３ミクロンとし、素子電極の幅Ｗ１を５００
ミクロン、その厚さｄを１０００オングストロームとし
た。

【００６１】素子数は１ライン上に１ｍｍで１００素
子、ライン数は１ｍｍピッチで１００ラインとし、電極
を形成した。

【００６２】有機パラジウム（奥野製薬（株）製、ｃ
ｃｐ−４２３０）含有溶液を塗布した後、３００℃で１
０分間の加熱処理をして、酸化パラジウム（ＰｄＯ）微
粒子（平均粒径：７０オングストローム）からなる微粒
子膜を形成し、電子放出部形成用薄膜２とした。ここで
電子放出部形成用薄膜４は、その幅Ｗを３００ミクロン
とし、素子電極２と３のほぼ中央部に配置した。また、
この電子放出部形成用薄膜４の膜厚は１００オングスト
ローム、シート抵抗値は５×１０⁴Ω／□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。

【００６３】次に、電子放出部５を素子電極２および
３の間に１ラインごとに電圧を印加し、電子放出部形成
用薄膜２を通電処理（フォーミング処理）することによ
り作成した。

【００６４】以上のようにして電子放出素子を作製した
基板１をリアプレート１２上に固定した後、基板１の５
ｍｍ上方に、フェースプレート１０（ガラス基板７の内
面に蛍光体９と透明電極８が形成されて構成される）を
外囲器１１を介し配置し、スペーサ１６をエッチング法
で幅０．６ｍｍ、長さ８０ｍｍ、高さ５ｍｍに加工し、
３ｍｍピッチで４９ヶ所ライン状の素子に平行にかつ、
素子間のあいだに、スペーサ１６、フェースプレート１
０、リアプレート１２の接合部にフリットガラスを塗布
し、大気中あるいは窒素雰囲気中で４００℃ないし５０
０℃で１０分以上焼成することで封着した。

【００６５】またリアプレート１２への基板１の固定も
フリットガラスで行った。

【００６６】尚、本実施例では、ＲＧＢの蛍光体９とス
ペーサ１６を規則正しくくり返し配置した。

【００６７】上記の於く形成された画像形成装置のフェ
ースプレート１０の上面図は、図３に示す様に形成され
た。

【００６８】上記の於く形成された画像形成装置を以下
の方法にて駆動した。装置内の真空度１×１０^-6ｔｏｒ
ｒとし、蛍光体面の電圧を高圧端子１３を通じて５〜１
０ｋＶに設定し、電極端子１４、１５を通じて、まず、
一対の電極２、３に駆動電圧１４Ｖを印加した。次に、
情報信号に対応して変調手段にグリッド端子２０を通じ
て電圧を印加することにより該放出電子線のオン−オフ
を制御した。ここで、−３０Ｖ以下で電子線をオフ制御
でき０Ｖ以上でオン制御できた。また、−３０〜＋０Ｖ
の間で電子線の電子量を連続的に変化でき、諧調表示も
可能であった。

【００６９】上記変調手段により放出された該情報信号
に対応する電子線は蛍光体９に衝突し、蛍光体９は情報
信号に応じて１ライン上の表示を行った。以上の動作を
隣の線電子放出素子に対し順次行うことで１画面の表示
を行うことができた。

【００７０】本実施例の画像形成装置により得られた上
記表示画像は画素欠陥がなく輝度ムラが少なく高コント
ラストで鮮明な画面であった。

【００７１】（実施例２）図４に本実施例に用いた電子
源を示す。

【００７２】本実施例では、電子源を図４に示した装置
を用いた以外は実施例１と同様に作成した。

【００７３】図４に示すように、変調手段（グリッド電
極）１８を絶縁性基体１の面上に配設したことを除いて
実施例１と同様の電子線発生装置を作成した。該装置の
駆動も実施例１と同様に行い、情報信号に応じた電子線
の放出が得られた。ただし、本装置においては、変調手
段に印加される電圧として、−３０Ｖ以下で電子線をオ
フ制御でき＋２０Ｖ以上でオン制御できた。また、−３
０〜＋２０Ｖの間で電子線の電子量を連続的に変化し得
た。

【００７４】本実施例においても、実施例１と同様の効
果が確認できた。

【００７５】（実施例３）図５に本実施例に用いた電子
源を示す。

【００７６】本実施例では、電子源を図５に示した装置
を用いた以外は実施例１と同様に作成した。

【００７７】図５に示すように、変調手段（グリッド電
極）１８を絶縁性基体１を介して、線電子放出素子の電
子放出面に対して反対側面に配設したことを除いて実施
例１と同様の電子線発生装置を作成した。該装置の駆動
も実施例１と同様に行い、情報信号に応じた電子線の放
出が得られた。ただし、本装置においては、変調手段に
印加される電圧として、−３０Ｖ以下で電子線をオフ制
御でき、＋２０Ｖ以上でオン制御できた。また、−３０
〜＋２０Ｖの間で電子線の電子量を連続的に変化し得
た。

【００７８】本実施例においても、実施例１と同様の効
果が確認できた。

【００７９】（実施例４）図６、図７に本実施例の画像
形成装置の構成図、フェースプレートの上面図を示す。

【００８０】本実施例は、実施例２と同様の電子源を用
い、図７に示す様に、フェースプレート１０に、φ０．
５ｍｍのＲＧＢ蛍光体９をΔ（デルタ）配置し、スペー
サ１６にφ０．３ｍｍの円柱状のものを用いた以外は、
実施例１と同様に作成した。該装置の駆動も実施例２と
同様に行った。

【００８１】本実施例においても、実施例１と同様の効
果が確認できた。

【００８２】（実施例５）図８に本実施例に用いたフェ
ースプレートの平面図を示す。

【００８３】本実施例は、フェースプレートにＲ、Ｇ、
Ｂの蛍光体９とスペーサ１６を□２ｍｍで１画素を構成
し、各蛍光体は□１ｍｍとした。又、スペーサ１６は□
１ｍｍの柱状のものを用いＲＧＢの蛍光体９とスペーサ
１６とで、１画素を構成し、前記１画素を規則正しくく
り返し配置した。

【００８４】以上のフェースプレート、スペーサ以外は
実施例４と同様に作成した。該装置の駆動も実施例４と
同様に行った。

【００８５】本実施例においても、実施例１と同様の効
果が確認できた。

【００８６】（実施例６）図９に本実施例に用いたフェ
ースプレートの平面図を示す。

【００８７】本実施例は、フェースプレートにＲ、Ｇ、
Ｂの蛍光体９とスペーサ１６を２×３ｍｍで１画素を構
成し、Ｒ及びＢの蛍光体は２×１ｍｍとし電子源の２素
子に対応させ、Ｇの蛍光体は１×１ｍｍとし１素子に対
応させた。又、スペーサ１６は実施例５と同様のものを
用いた。本実施例は、ＲＧＢの蛍光体９とスペーサ１６
とで１画素を構成し、規則正しくくり返し配置した。以
上のフェースプレート、スペーサ以外は実施例４と同様
に作成した。該装置の駆動も実施例４と同様に行った。

【００８８】本実施例においても、実施例１と同様の効
果が確認できた。

【００８９】（実施例７）図１０に本実施例に用いたフ
ェースプレートの平面図を示す。

【００９０】本実施例は、実施例５と同様な構成でＲＧ
Ｂの蛍光体９とスペーサ１６を配置構成した。ただし図
１０のごとく、前記１画素のスペーサ１６が４画素で１
つの区画になるよう配置し、スペーサ１６を□２ｍｍの
柱状のものを用い、前記４画素を規則正しくくり返し配
置した。以上のフェースプレート、スペーサ以外は実施
例４と同様に作成した。該装置の駆動も実施例４と同様
に行った。

【００９１】本実施例においても、実施例１と同様の効
果が確認できた。

【００９２】（実施例８）図１１、１２に本実施例の画
像形成装置を示す。

【００９３】図１１（ａ）に本実施例の画像形成装置の
構成図、（ｂ）に断面図、図１２に本実施例に用いたフ
ェースプレートの上面図を示した。

【００９４】本実施例はライン状に配置、構成した素子
間にスペーサを配置し、図１２のごとく、ＲＧＢ蛍光体
９の間にスペーサ１６を構成し、蛍光体９とスペーサ１
６により構成された１画素を規則正しくくり返し配置し
た。以上のフェースプレート、スペーサ以外は実施例１
と同様に作成した。

【００９５】以上の画像形成装置を次の方法にて駆動し
た。すなわち該装置を真空度１×１０^-6ｔｏｒｒに排気
し、電極端子１４、１５を介し電極２、３間に駆動電圧
１４Ｖを印加し、蛍光体面の電圧を高圧端子１３を通じ
て、５〜１０ｋＶに設定して駆動させたところ、画素欠
陥がなく充分な輝度が得られた。

【００９６】又、本実施例では、変調手段を設けなかっ
たが、手調手段を有する画像形成装置に於いても、本実
施例の構成をとることにより、同様の効果が得られる。

【００９７】（実施例９）図１３に本実施例の画像形成
装置の断面図を示す。本実施例ではスペーサ１６のフェ
ースプレートに接する面に真空蒸着法により厚さ５００
Åのアークカーボンを成膜した以外は実施例８と同様に
作成した。

【００９８】実施例８と同様に駆動したところ、画素欠
陥がなく充分な輝度が得られたばかりでなく、スペーサ
１６での光の反射が減少し、画像のちらつきが減少し
た。

【００９９】（実施例１０）図１４に本実施例の画像形
成装置の断面図を示す。本実施例では、ブラックストラ
イプ６を３ヶ所毎に２ヶ所のみ形成し、ブラックストラ
イプ６の形成されていないヶ所に、実施例９と同様にア
ークカーボン付のスペーサ１６を形成した以外は実施例
１と同様に作成した。

【０１００】実施例９と同様に駆動したところ同様な効
果を得た。

【０１０１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置は、画像欠陥のない情報信号に忠実な高コントラス
トで鮮明な画像形成装置である。又、発光画像の表示の
ちらつき、輝度ムラの極めて少ない画像形成装置であ
る。又、内部構造が簡易でかつ、作成が容易な画像形成
装置である。

【図面の簡単な説明】

【図１】表面伝導型電子放出素子の基本的な構造を説明
するための平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。

【図２】本発明の画像形成装置の実施態様例を示す概略
構成図である。

【図３】本発明の画像形成装置のフェースプレートの実
施態様例を示す概略構成図である。

【図４】本発明に用いられる電子源の例を示す概略構成
図である。

【図５】本発明に用いられる電子源の他の例を示す概略
構成図である。

【図６】本発明の画像形成装置の他の実施態様例を示す
概略構成図である。

【図７】本発明の画像形成装置のフェースプレートの他
の実施態様例を示す概略構成図である。

【図８】本発明の画像形成装置のフェースプレートの更
に他の実施態様例を示す概略構成図である。

【図９】本発明の画像形成装置のフェースプレートの更
に他の実施態様例を示す概略構成図である。

【図１０】本発明の画像形成装置のフェースプレートの
更に他の実施態様例を示す概略構成図である。

【図１１】本発明の画像形成装置の更に他の実施態様例
を示す概略構成図である。

【図１２】本発明の画像形成装置のフェースプレートの
更に他の実施態様例を示す概略構成図である。

【図１３】本発明の画像形成装置の更に他の実施態様例
を示す概略構成図である。

【図１４】本発明の画像形成装置の更に他の実施態様例
を示す概略構成図である。

【図１５】従来の画像形成装置の例を示す概略構成図で
ある。

【図１６】従来の画像形成装置の別の例を示す概略構成
図である。

【図１７】表面伝導型電子放出素子の別の例を示す断面
図である。

【図１８】表面伝導型電子放出素子の更に別の例を示す
平面図である。

【符号の説明】

１、３１、５１基体（絶縁性基体）２、３電極４微粒子膜５電子放出部（電子放出領域）６ブラックマトリックスもしくはブラックストライプ７、５７ガラス基板８、５８透明電極９、３４、５９蛍光体１０、６０フェースプレート１１外周器１２リアプレート１３高圧端子１４、１５電極端子１６、３６、４２耐大気圧支持部材１７反射防止材１８変調手段１９電子通過孔２０変調手段端子２１、５４絶縁部材３２面状冷陰極３３集束電極３５表示窓板３７、３９、４０、４３スリット４１制御電極５２電導性被覆材５３微小ポイント５５グリット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河手信一東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者富田康子東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者長田芳幸東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外囲器内に、電子源と、スペーサと、該
電子源からの電子の照射により画像を形成する画像形成
部材とを有する画像形成装置において、前記画像形成部
材と前記スペーサとで構成される画素を有することを特
徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記画像形成部材は、蛍光体である請求
項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記蛍光体は、レッド、グリーン、ブル
ーの蛍光体である請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記電子放出素子は、表面伝導型電子放
出素子である請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成
装置。