JPH10188861A - 画像表示方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スペーサを有する平面型の画像表示装置にお
いて、電子放出素子を高密度に安価に実装可能で、高品
質の画像を表示することのできる画像表示方法とその装
置を提供する。 【解決手段】 直交する行列方向において画素が隣接す
る２行２列にＲ，Ｇ，Ｂ蛍光体と該蛍光体と同形状の非
発光部（Ｓ）とを備え、これらで１画素を構成する。そ
して、それがＸＹ方向に多数連続することで画像表示面
を形成する。スペーサは、ストライプ状のＲ，Ｇ，Ｂ蛍
光体を区分しているブラックストライプに隠れるように
設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示方法とそ
の装置、特に、表面伝導型電子放出素子を多数個備える
平面型の画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、冷陰極電子放出素子を用いた平面
型の画像表示装置として、図１の断面を示すような装置
が知られている（特開平２−２９９１３６号公報）。

【０００３】この画像表示装置は、表面伝導型電子放出
素子と呼ばれる冷陰極放出素子を用いたもので、基板３
００１上に電子放出素子３００５（電極３００２、３０
０３と該電極間に形成された電子放出部３００４からな
る）が作製され、該基板３００１と対向して配置される
フェースプレート３０１０は、ガラス板３００７の内面
に蛍光面３００８が形成されている。蛍光面３００８
は、カラー画像形成装置では通常図２に示すようなブラ
ックストライプなどと呼ばれる黒色伝導材３０１１と蛍
光体３０１２がガラス板３００７上にパターニングされ
た後、ブラックストライプ３０１１と蛍光体３０１２の
両者を覆うようにメタルバック３００９が形成されて、
構成される。

【０００４】ブラックストライプが設けられる目的は、
カラー蛍光面で必要となる三原色蛍光体の、各蛍光体３
０１２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、蛍光面３００８で外光を反射すること
により生じるコントラストの低下を防ぐことなどであ
る。

【０００５】また、メタルバック３００９の目的は、比
抵抗が、一般に、１０１０〜１０１２Ω・ｃｍと高い蛍
光体３０１２に電荷（電子）が溜まり電位が低下するこ
とを防ぎ、電子ビーム加速用の電圧を印加するための電
極として作用すること、蛍光体の発光のうち装置内側へ
の光を鏡面反射することにより輝度を向上させること、
負イオンの衝突によるダメージからの蛍光体３０１２の
保護等があり、上記目的に適した材料として通常Ａｌが
用いられる。

【０００６】メタルバック３００９は、ブラックストラ
イプ３０１１と蛍光体３０１２のパターン形成後、フィ
ルミングと呼ばれる処理（有機膜をブラックストライプ
３０１１と蛍光体３０１２上に塗布する）の後、Ａｌの
真空装着で形成され、その後有機フィルムの焼成除去に
よって完成するが、メタルバック処理後の蛍光面３００
８、特に、メタルバック３００９の強度は指で擦るとは
がれる程度に弱い。

【０００７】また、電子放出素子３００５が形成された
基板３００１とフェースプレート３０１０を、大気から
受ける圧力に対してほぼ一定の間隔に保つために、耐気
圧スペーサ３００６が複数個配置されている。

【０００８】また、本発明者等は、平面型の画像表示装
置において、スペーサと、フェースプレートとの接合方
法について提案している。図３と図４に代表的な図を示
し、説明する。

【０００９】図４の断面を示したフェースプレートにお
いて、スペーサ接合部３０１３に当たるメタルバック３
００９は、作製時に、メタルマスク法等の適当な方法で
パターニングされており、ブラックストライプ３０１１
が露出している部分が形成されている。

【００１０】図３に示すように、ブラックストライプ３
０１１は線状なので、スペーサ接合部もブラックストラ
イプ３０１１に沿って、線状に形成される。また、スペ
ーサ３００６（図４）も、ブラックストライプ３０１１
と重なり目立たないようにするため、薄板状のガラスか
ら成る。

【００１１】スペーサ３００６の固定は、該線状のスペ
ーサ接合部３０１３に沿ってフリットガラス３０１４を
ディスペンサー等にて塗布し、ガラス板から成るスペー
サ３００６を位置合わせ後、４１０℃にて１０分以上焼
成することにより、固定する。

【００１２】次に、スプレー法等により、メタルバック
３００９とスペーサ３００６の側壁面が電気的に接続さ
れるよう、導電層３０１５を形成した。

【００１３】以上により、スペーサとフェースプレート
との接合部において、位置ずれが起きず、蛍光面やメタ
ルバックが損傷を受けないので、画像形成面が損傷した
り、メタルバックがはがれることがなく、放電等を発生
しにくくすることができた。また、スペーサ３００６の
壁面に電子やイオン等の不測の電荷が滞ることがないよ
う、スペーサ３００６がスペーサ基材３０１７の表面に
半導電性膜３０１６を形成して構成される場合は特に、
スペーサ３００６とフェースプレート内面のメタルバッ
ク３００９との電気的接続が連続しているため、電場が
滑らかに変化し、電子ビームの起動が安定した。

【００１４】ここで、電子放出素子３００５として用い
た表面伝導型電子放出素子は、熱陰極素子に対して冷陰
極素子と呼ばれる電子放出素子の一つである。このうち
冷陰極素子としては、たとえば電界放出型素子（以下Ｆ
Ｅ型と記す）や、金属／絶縁層／金属型放出素子（以下
ＭＩＭ型と記す）や、表面伝導型放出素子などが知られ
ている。

【００１５】ＦＥ型の例としては、たとえば、W.P.Dyke
&W.W.Dolan, “Field emission”,Advance in Electron
Physics, 8, 89(1956)や、あるいは、C.A.Spindt, “P
hysical properties of thin-film field emissioncath
odes with molybdenum cones”, J.Appl.Phys., 47,524
8(1976)などが知られている。

【００１６】また、ＭＩＭ型の例としては、たとえば、
C.A.Mead,“Operationof tunnel-emission Devices”,
J.Appl.Phys., 32,646(1961)などが知られている。

【００１７】また、表面伝導型放出素子としては、たと
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。

【００１８】表面伝導型放出素子は、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
伝導型放出素子としては、前記エリンソン等によるＳｎ
Ｏ2 薄膜を用いたものの他に、Ａｕ薄膜によるもの[G.D
ittmer:“Thin Solid Films”,9,317(1972)]や、Ｉｎ2
Ｏ3 ／ＳｎＯ2 薄膜によるもの[M.Hartwell and C.G.Fo
nstad:“IEEE Trans.EDConf.”, 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(1983)］等が報告されている。

【００１９】これらの表面伝導型放出素子の素子構成の
典型的な例として、図５に前述のM.Hartwellらによる素
子の平面図を示す。同図において、３０２０は基板で、
３０２１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。導電性薄膜３０２１は図示のようにＨ
字形の平面形状に形成されている。該導電性薄膜３０２
１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３０２２が形成される。図中の
間隔Ｌは、０．５〜１［ｍｍ］，Ｗは、０．１［ｍｍ］
で設定されている。尚、図示の便宜から、電子放出部３
０２２は導電性薄膜３０２１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。

【００２０】Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌらによる素子をはじ
めとして、上述の表面伝導型放出素子においては、電子
放出を行う前に導電性薄膜３０２１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３０２
２を形成するのが一般的であった。すなわち、通電フォ
ーミングとは、前記導電性薄膜３０２１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３０２１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
３０２２を形成することである。

【００２１】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３０２１の一部には、亀裂が発生す
る。前記通電フォーミング後に導電性薄膜３０２１に適
宜の電圧を印加した場合には、前記亀裂付近において電
子放出が行われる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、ＣＲＴ等にて良く用いられるストライ
プ状の蛍光面（蛍光体、及び、ブラックストライプから
なる）形状を用いていたため、蛍光面自体の作製は容易
で、かつ、単位面積当たりの蛍光体面積（以降、蛍光体
面積率と呼ぶ）を大きくできるが、電子源が作製された
基板と蛍光面が作製されたフェースプレートが平面状で
対向して配置され、該対向する距離を大気圧に抗して保
持できるようなスペーサを有する平面型の画像表示装置
においては、スペーサを画像表示面内に目立たなくする
ために、該ブラックストライプと重ね合わせる必要があ
り、その位置合わせの精度は高いものが要求され、装置
の作製を困難としていた。

【００２３】また、位置合わせ余裕を大きくするために
は、少なくともスペーサが当接する部分のブラックスト
ライプ幅を広くする必要があるが、部分的にブラックス
トライプの幅を変えると画面上非常に目立つため、スペ
ーサを設置するブラックストライプ部は全体的に幅を広
くする必要があり、結局、装置全体の作製余裕を考慮す
ると蛍光体面積率もあまり大きくできないため、高輝度
化に不利となる等の問題があった。

【００２４】本発明は、上記従来例に鑑みてなされたも
ので、スペーサを有する平面型の画像表示装置におい
て、電子放出素子を高密度に安価に実装可能で、高品質
の画像を表示することのできる画像表示方法とその装置
を提供することを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の画像表示方法とその装置は、以下の構成を
備える。即ち、基板上に複数の冷陰極電子放出素子を備
える電子源と、前記基板に対向して配置され、前記複数
の冷陰極電子放出素子から放出された電子の照射を受け
て発光し画像を形成する複数色の蛍光体が内面に塗布さ
れた画像表示面を有するフェースプレートと、前記基板
と前記フェースプレートとの間隔を所定の距離に保持す
るための複数のスペーサとを備える画像表示装置であっ
て、前記画像表示面は、各色ごとに区分された複数色の
蛍光体が成す蛍光体配列が、画像表示面水平方向に沿っ
た行に対し、列が格子状に直交しているか、あるいは斜
めに交差するように構成し、前記蛍光体配列のそれぞれ
隣接する２行２列に、３色の蛍光体と前記スペーサを当
接する領域を一組として配置し、前記一組をカラー画像
表示の最小単位画素とする。

【００２６】また、別の発明は、基板上に複数の冷陰極
電子放出素子を備える電子源と、前記基板に対向して配
置され、前記複数の冷陰極電子放出素子から放出された
電子の照射を受けて発光し画像を形成する複数色の蛍光
体が内面に塗布された画像表示面を有するフェースプレ
ートと、前記基板と前記フェースプレートとの間隔を所
定の距離に保持するための複数のスペーサとを備える画
像表示装置における画像表示方法であって、前記画像表
示面は、各色ごとに区分された複数色の蛍光体が成す蛍
光体配列が、画像表示面水平方向に沿った行に対し、列
が格子状に直交しているか、あるいは斜めに交差するよ
うに構成し、前記蛍光体配列のそれぞれ隣接する２行２
列に、３色の蛍光体と前記スペーサを当接する領域を一
組として配置し、前記一組をカラー画像表示の最小単位
画素とする。

【００２７】

【発明の実施の形態】はじめに、本発明の実施の形態の
画像表示装置のポイントを要約した後に、その詳細な説
明に入るものとする。

【００２８】本発明の実施の形態の画像表示装置は、基
板上に複数の冷陰極電子放出素子が作製されて成る電子
源と、該電子源が作製された基板と対向して配置され、
前記複数の冷陰極電子放出素子から放出された電子の照
射を受けて発光し、画像を形成するＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）３原色蛍光体が内面に塗布されたカラ
ー画像表示面を有するフェースプレートと、該電子源が
作製された基板と該フェースプレートとの間隔を所定の
距離に保持するための複数のスペーサとを少なくとも有
する画像表示装置である。

【００２９】ここで、前記画像表示面は、各色ごとに区
分された複数の蛍光体が成す配列が、画像表示面水平方
向に沿った行に対し、列が格子状に直交しているか、あ
るいは斜めに交差するように構成されており、かつ、該
直交あるいは斜めに交差した行列状の蛍光体配列のそれ
ぞれ隣接する２行２列に蛍光体Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）と、該蛍光体と同一形状の非発光部とからなる４
単位を一組として配置してカラー画像表示の最小単位の
画素とし、該画素が多数連続することで構成されている
ことを特徴とする。

【００３０】また、前記スペーサが、画素内の非発光部
において、フェースプレートと当接していることを特徴
とするものであり、冷陰極電子放出素子が基板上に平面
的に作製された電極間に電子放出部を有し、該電極間に
電圧を印加することにより電子放出する素子である画像
表示装置において、前記画素内の非発光部のうちスペー
サが当接している非発光部を挟んで行方向において隣合
う蛍光体に電子を照射するための前記電子放出素子への
電圧印加方向は、行方向に沿って、該スペーサ当接部を
中心に互い向かい合うように、少なくとも該スペーサ当
接部の両側では電圧印加方向が反転していることを特徴
とする。

【００３１】さらに、本発明に係る実施の形態では、前
記画素中の非発光部は黒色とすることでコントラストの
向上に効果がある。

【００３２】また、本発明に係る実施の形態の電子放出
素子としては、冷陰極型電子放出素子の中でも、特に表
面伝導型電子放出素子であることが望ましい。

【００３３】従来のカラー画像表示面は、蛍光体をスト
ライプ状としていた（図３）。

【００３４】これに対し、本発明に係る実施の形態おい
ては、図６に示すように、直交する行列方向において画
素が隣接する２行２列にＲ，Ｇ，Ｂ蛍光体と該蛍光体と
同形状の非発光部（図中Ｓ）とを備える。即ち、図にお
いて○印をつけたＲ，Ｇ，Ｂ蛍光体と非発光部Ｓとで１
画素を構成する（図７のＡ−Ａ’で区切られた部分）。
そして、それがＸＹ方向に多数連続することで画像表示
面を形成する。

【００３５】従来の画像表示面において、スペーサを目
立たないように、フェースプレートに当接するために
は、ストライプ状のＲ，Ｇ，Ｂ蛍光体を区分しているブ
ラックストライプ３０１１に隠れるようにスペーサを設
置すれば良い（図３参照）。そのためには、薄板状のス
ペーサをブラックストライプ３０１１に沿って設置すれ
ば良いと考えられる。

【００３６】しかしながら、例えば、蛍光体に高圧を印
加して輝度の高い表示を行おうとする場合、フェースプ
レートと電子放出素子を作製した基板との距離は数ｍｍ
以上は必要であり、その間隔を保持するスペーサは加工
上の歩留まり等を考えると、薄板の厚さとしては、２０
０μｍ程度が望ましい。

【００３７】Ｒ，Ｇ，Ｂ間に形成されるブラックストラ
イプ３０１１は印刷等で形成でき、その幅Ｗ２は、１０
０μｍ程度で作製可能である。

【００３８】しかしながら、スペーサ接合部（スペーサ
当接部）３０１３のブラックストライプ幅Ｗ１は、上記
薄板の厚さに加えて作製時の位置ずれ余裕（片側Ｗμｍ
とする）を考慮しなければならない。また、スペーサは
蛍光体ストライプの何本かあるいはその何十本かおきに
（スペーサの配置数、ピッチ等はスペーサの断面積や、
フェースプレートや素子基板の厚さ等に応じて決められ
る）配置すれば良いが、その部分のブラックストライプ
のみ幅を太くすると画面上目立つため、図のように３原
色の区切りごとに、ブラックストライプ幅を太くしてお
き、そのうちスペーサの必要数等に応じて任意のピッチ
でスペーサを配置するのが望ましい。

【００３９】従って、従来のストライプ形状蛍光面にお
ける蛍光体面積率は、蛍光体ストライプ幅を１５０μｍ
とし、一画素の大きさが一辺が の正方形とすると、 ((150×3)/(150×3+100×2+(200+2W)))×100 (%) （式１）となる。ここで、例えば、Ｗ＝２５μｍ とす
れば、一画素の一辺は９００μｍとなり、蛍光体面積率
は５０％となる。

【００４０】これに対し、本発明における実施の形態で
は、図６において、 Ｌ１＝４５０μｍ とすると、ブラックストライプ幅は、従来と同様１００
μｍで作製可能だから、各色蛍光体の一辺Ｌ２＝３５０
μｍとする。

【００４１】本発明における実施の形態では、Ｒ，Ｇ，
Ｂ蛍光体と、該蛍光体と同形状の非発光部の４つを一組
として画素を形成するから、一画素は本実施の形態では
一辺９００μｍの正方形形状となる。

【００４２】蛍光体面積率は、一画素中の蛍光体面積比
率に等しいので、この場合、 (350×350×3)/900×900 =45.4 (%) となる。

【００４３】この結果から、本発明に係る実施の形態で
は、画像表示面での蛍光体面積率が減少し、輝度の上か
ら望ましくないように思える。但し、ここで、スペーサ
を設ける時の位置ずれ余裕等を考えなければいけない。

【００４４】図６の場合、画素内に非発光部が３５０μ
ｍ角の大きさで存在し、そこにスペーサを位置合わせ
し、当接させ接合すれば良い。なお、スペーサの形状と
しては、非発光部の形状に合わせ、本実施の形態では、
円柱状か４角柱状が適している。この時、スペーサの位
置合わせ余裕は、例えば、３００μｍφの円柱状のスペ
ーサを用いた場合、ブラックストライプ部も含めるとＸ
Ｙ両方向とも、±１２５μｍとなる。このため、スペー
サの位置合わせ余裕が、従来に比べて格段に大きくな
る。

【００４５】もし、従来のストライプ形状にて、位置合
わせ余裕幅Ｗを１２５μｍとすると、蛍光体面積率は、
（式１）から４０％となる。但し、この場合は、画素ピ
ッチが１．１ｍｍとなってしまう。また、画素ピッチ９
００μｍを維持しながら位置合わせ余裕を１００μｍ以
上とすると、蛍光体面積率はさらに低下するので、実質
上、従来のストライプ状蛍光体配列では無理である。

【００４６】逆に、本発明の実施の形態では、位置合わ
せ余裕を２５μｍとすれば、スペーサ径を５００μｍ
（円柱形状の場合）とすることができ、スペーサの作製
が容易となる。

【００４７】このように、本発明に係る実施の形態の、
スペーサの設置を前提とした薄型の画像表示装置では、
スペーサを画素表示上に目立たないように装置内に組み
込むことが従来に比べて非常に簡単となる。

【００４８】さらに、本発明に係る実施の形態よる画素
の蛍光体と非発光部の配列構成を用いれば、上述したよ
うに十分なスペーサ設置のための位置余裕を確保しなが
ら、スペーサとの当接部とする画素内の非発光部が、画
像表示面内に多数連続して、各方向から見て、均一に配
置されることになるため（図７参照）、適当な視距離か
ら画面を見た場合、非発光部はほとんど目立たない。

【００４９】また、図６、図７に示した実施の形態で
は、画像のコントラストを向上を目的に画像表示面の外
光反射率をなるべく減らす目的で、画素内の非発光部を
ブラックストライプと同じ材料で作製したが、非発光部
を画像表示面内で目立たないようにすることを目的とす
る場合は、本発明の他の実施の形態に示すように該非発
光部を、蛍光体と反射率が近い材料で作製すれば良い
（図２２参照）。

【００５０】本発明に係る他の実施の形態では、例え
ば、平面型の表面伝導型放出素子の数と蛍光体数を１:
１に対応させてマトリクス状に配置し、２行２列に隣接
する４ドット中の１ドットにスペーサを設置し、そのス
ペーサを挟んで隣接する２つの素子への電圧印加方向を
反転させる構成を備えることで、従来技術にはなかった
以下に示す特有の効果を得ることができる。即ち、 １. 耐大気圧強度向上のために、下広がりの台形型ス
ペーサを用いることができる。

【００５１】２. 素子側でのスぺーザの位置合わせ余
裕を大きくとることができる。

【００５２】（２）の素子側でスペーサの位置合わせ余
裕が大きいことが効果があるのは、はじめにスペーサを
フェースプレートにフリットで固定（接着）した後、素
子基板にスペーサが固定されたフェースプレートを位置
合わせし、接着する場合の話である。この場合、素子基
板側では、フェースプレート側よりスペーサを設置する
ための余裕が大きいことが望ましい。即ち、このスペー
サの接着工程では、 １. フェースプレートのブラックストライプ上にフリ
ット（接着剤）を塗る。

【００５３】２. スペーサをフェースプレート上に接
着する。

【００５４】３. 素子基板にフリットを塗る。

【００５５】４. 素子基板と、スペーサが固定された
フェースプレートとを位置合わせをした後、スぺーサと
素子基板及びフェースプレートと素子基板を接着する。
という処理工程を経るため、素子側（後からスペーサを
接着する基板側）では、そこまでの工程での誤差を許容
するスペース、即ち、上述の’スペーサの位置合わせ余
裕が大きいことが望ましい。尚、実際はさらに、ブラッ
クストライプの設計誤差、素子の配線の設計誤差など様
々な誤差を許容する必要がある。本発明に係る実施の形
態では、このような誤差を許容するスペースを容易にす
ることが可能となる。

【００５６】以上、本発明に係る実施の形態のポイント
を要約した。次に、本発明の実施の形態の詳細な説明を
行う。

【００５７】［実施の形態１］図８は、本実施の形態に
用いた表示パネルの一例を示す斜視図であり、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。

【００５８】図中、９０１はスペーサ、１００５はリア
プレート、１００６は側壁、１００７はフェースプレー
トガラスであり、９０１，１００５〜１００７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。

【００５９】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、たとえば、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。

【００６０】リアプレート１００５には、基板１００１
が固定されているが、該基板上には表面伝導型放出素子
１００２がＮｘＭ個形成されている。（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。たとえば、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＝３０００，Ｍ＝１０
００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＝１０２４とした。） 前記Ｎ×Ｍ個の表面伝導型放出素子は、Ｍ本の行方向配
線１００３とＮ本の列方向配線１００４により単純マト
リクス配線されている。前記１００１〜１００４によっ
て構成される部分をマルチ電子ビーム源と呼ぶ。なお、
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。

【００６１】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。

【００６２】また、フェースプレートガラス１００７の
下面には、蛍光膜１００８が形成されている。本実施の
形態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、たと
えば、図６に示すように矩形状に塗り分けられており、
さらに、図６に示すように蛍光体と同形状の非発光部
（Ｓ）が形成されている。蛍光体のストライプの間、及
び、非発光部には、黒色の導電体１０１０が設けてあ
る。図６では説明の都合上、非発光部の黒色を薄くし
た。

【００６３】蛍光体の境界部に黒色の導電体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ことや、外光
の反射を防止して表示コントラストの低下を防ぐこと、
電子ビームによる蛍光膜のチャージアップを防止するこ
となどである。尚、黒色の導電体１０１０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よい。

【００６４】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。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
率を向上させることや、負イオンの衝突から蛍光膜１０
０８を保護することや、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ことや、蛍光膜１００８を
励起した電子の導電路として作用させることなどであ
る。メタルバック１００９は、蛍光膜１００８をフェー
スプレートガラス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。

【００６５】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、
フェースプレートガラス１００７と蛍光膜１００８との
間に、たとえば、ＩＴＯを材料とする透明電極を設けて
もよい。

【００６６】また、Ｄx1〜ＤxM、および、Ｄy1〜ＤyN、
および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１００４と、Ｈｖはフェースプレートのメタルバ
ック１００９と電気的に接続している。

【００６７】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［To
rr］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、たと
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。

【００６８】以上、本発明の実施の形態の表示パネルの
基本構成と製法を説明した。

【００６９】次に、前記実施の形態の表示パネルに用い
たマルチ電子ビーム源の製造方法について説明する。本
発明に係る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。

【００７０】しかしながら、発明者らは、表面伝導型放
出素子の中では、電子放出部、もしくは、その周辺部を
微粒子膜から形成したものが電子放出特性に優れ、しか
も製造が容易に行えることを見いだしている。

【００７１】したがって、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、上記実施の形態の表示パネルにおい
ては、電子放出部、もしくは、その周辺部を微粒子膜か
ら形成した表面伝導型放出素子を用いた。そこで、まず
好適な表面伝導型放出素子について基本的な構成と製法
および特性を説明し、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種類があげられる。 （平面型の表面伝導型放出素子）まず最初に、平面型の
表面伝導型放出素子の素子構成と製法について説明す
る。図９（ａ）（ｂ）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それぞれ平面図および
断面図である。

【００７２】図中、１１０１は基板、１１０２と１１０
３は素子電極、１１０４は導電性薄膜、１１０５は通電
フォーミング処理により形成した電子放出部、１１１３
は通電活性化処理により形成した薄膜である。

【００７３】基板１１０１としては、たとえば、石英ガ
ラスや青板ガラスをはじめとする各種ガラス基板や、ア
ルミナをはじめとする各種セラミクス基板、あるいは、
上述の各種基板上に、たとえば、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。

【００７４】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。たとえば、Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｐｄ，
Ａｇ等をはじめとする金属、あるいは、これらの金属の
合金、あるいは、Ｉｎ2Ｏ3 −ＳｎＯ2をはじめとする金
属酸化物、ポリシリコンなどの半導体などの中から適宜
材料を選択して用いればよい。

【００７５】電極を形成するには、たとえば、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（たとえば印刷技術）を用
いて形成してもさしつかえない。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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。すなわち、素子電極１１
０２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。

【００７９】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。

【００８０】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、たとえば、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，
Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔ
ａ，Ｗ，Ｐｂ，などをはじめとする金属や、ＰｄＯ，Ｓ
ｎＯ2 ，Ｉｎ2Ｏ3，ＰｂＯ，Ｓｂ2Ｏ3などをはじめとす
る酸化物や、ＨｆＢ2，ＺｒＢ2，ＬａＢ6，ＣｅＢ6，Ｙ
Ｂ4，ＧｄＢ4などをはじめとする硼化物や、ＴｉＣ，Ｚ
ｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣなどをはじめとす
る炭化物や、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮなどをはじめとす
る窒化物や、Ｓｉ，Ｇｅなどをはじめとする半導体や、
カーボンなどがあげられ、これらの中から適宜選択され
る。

【００８１】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。

【００８２】なお、導電性薄膜１１０４と素子電極１１
０２および１１０３とは、電気的に良好に接続されるの
が望ましいため、互いの一部が重なりあうような構造を
とっている。その重なり方は、図９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。

【００８３】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。なお、実際の電
子放出部の位置や形状を精密かつ正確に図示するのは困
難なため、図９においては模式的に示した。

【００８４】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およびその
近傍を被覆している。薄膜１１１３は、通電フォーミン
グ処理後に、後述する通電活性化の処理を行うことによ
り形成する。

【００８５】薄膜１１１３は、単結晶グラファイト、多
結晶グラファイト、非晶質カーボン、のいずれかか、も
しくはその混合物であり、膜厚は５００［オングストロ
ーム］以下とするが、３００［オングストローム］以下
とするのがさらに好ましい。なお、実際の薄膜１１１３
の位置や形状を精密に図示するのは困難なため、図９に
おいては模式的に示した。また、平面図（図９（ａ））
においては、薄膜１１１３の一部を除去した素子を図示
した。

【００８６】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、実施の形態においては以下のような素子を用いた。

【００８７】すなわち、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［マイクロメーター］とした。

【００８８】微粒子膜の主要材料としてＰｄもしくはＰ
ｄＯを用い、微粒子膜の厚さは約１００［オングストロ
ーム］、幅Ｗは１００［マイクロメータ］とした。

【００８９】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１０（ａ）〜（ｅ）
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、各部材の表記は図９と同一である。

【００９０】１）まず、図１０（ａ）に示すように、基
板１１０１上に素子電極１１０２および１１０３を形成
する。

【００９１】形成するにあたっては、あらかじめ、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、たとえば、蒸着法やスパッタ法などの真空成膜技術
を用ればよい。

【００９２】その後、堆積した電極材料を、フォトリソ
グラフィ・エッチング技術を用いてパターニングし、図
１０（ａ）に示した一対の素子電極（１１０２と１１０
３）を形成する。

【００９３】２）次に、図１０（ｂ）に示すように、導
電性薄膜１１０４を形成する。

【００９４】形成するにあたっては、まず、図１０
（ａ）の基板に有機金属溶液を塗布して乾燥し、加熱焼
成処理して微粒子膜を成膜した後、フォトリソグラフィ
ー・エッチングにより所定の形状にパターニングする。
ここで、有機金属溶液とは、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。

【００９５】尚、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、たとえば、スピン
ナー法やスプレー法を用いてもよい。

【００９６】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、たとえば、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。

【００９７】３）次に、図１０（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。

【００９８】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（すなわち、電子放出部１１０
５）においては、薄膜に適当な亀裂が形成されている。

【００９９】なお、電子放出部１１０５が形成される前
と比較すると、形成された後は素子電極１１０２と１１
０３の間で計測される電気抵抗は大幅に増加する。

【０１００】通電方法をより詳しく説明するために、図
１１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
況をモニターするためのモニターパルス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。

【０１０１】実施の形態においては、たとえば、１０の
マイナス５乗［torr］程度の真空雰囲気下において、た
とえば、パルス幅Ｔ１を１［ミリ秒］、パルス間隔Ｔ２
を１０［ミリ秒］とし、波高値Ｖｐｆを１パルスごとに
０．１［Ｖ］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、すなわ
ち、モニタパルス印加時に電流計１１１１で計測される
電流が１×１０のマイナス７乗［Ａ］以下になった段階
で、フォーミング処理にかかわる通電を終了した。

【０１０２】なお、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、たとえ
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。

【０１０３】４）次に、図１０（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。

【０１０４】通電活性化処理とは、前記通電フォーミン
グ処理により形成された電子放出部１１０５に適宜の条
件で通電を行って、その近傍に炭素、もしくは、炭素化
合物を堆積せしめる処理のことである。（図において
は、炭素、もしくは炭素化合物よりなる堆積物を部材１
１１３として模式的に示した。） なお、通電活性化処理を行うことにより、行う前と比較
して、同じ印加電圧における放出電流を典型的には１０
０倍以上に増加させることができる。

【０１０５】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。

【０１０６】通電方法をより詳しく説明するために、図
１２（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。

【０１０７】なお、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。

【０１０８】図１０（ｄ）に示す１１１４は、該表面伝
導型放出素子から放出される放出電流Ｉｅを捕捉するた
めのアノード電極で、直流高電圧電源１１１５および電
流計１１１６が接続されている。

【０１０９】なお、基板１１０１を、表示パネルの中に
組み込んでから活性化処理を行う場合には、表示パネル
の蛍光面をアノード電極１１１４として用いる。

【０１１０】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ーし、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１２（ｂ）に示すが、活性化電源１
１１２からパルス電圧を印加しはじめると、時間の経過
とともに放出電流Ｉｅは増加するが、やがて飽和してほ
とんど増加しなくなる。このように、放出電流Ｉｅがほ
ぼ飽和した時点で活性化用電源１１１２からの電圧印加
を停止し、通電活性化処理を終了する。

【０１１１】なお、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。

【０１１２】以上のようにして、図１０（ｅ）に示す平
面型の表面伝導型放出素子を製造した。 （垂直型の表
面伝導型放出素子）次に、電子放出部、もしくは、その
周辺を微粒子膜から形成した表面伝導型放出素子のもう
ひとつの代表的な構成、すなわち、垂直型の表面伝導型
放出素子の構成について説明する。

【０１１３】図１３は、垂直型の基本構成を説明するた
めの模式的な断面図であり、図中の１２０１は基板、１
２０２と１２０３は素子電極、１２０６は段差形成部
材、１２０４は微粒子膜を用いた導電性薄膜、１２０５
は通電フォーミング処理により形成した電子放出部、１
２１３は通電活性化処理により形成した薄膜である。

【０１１４】垂直型が先に説明した平面型と異なる点
は、素子電極のうちの片方（１２０２）が段差形成部材
１２０６上に設けられており、導電性薄膜１２０４が段
差形成部材１２０６の側面を被覆している点にある。

【０１１５】したがって、前記図９の平面型における素
子電極間隔Ｌは、垂直型においては段差形成部材１２０
６の段差高Ｌｓとして設定される。

【０１１６】なお、基板１２０１、素子電極１２０２お
よび１２０３、微粒子膜を用いた導電性薄膜１２０４に
ついては、前記平面型の説明中に列挙した材料を同様に
用いることが可能である。また、段差形成部材１２０６
には、たとえば、ＳｉＯ2のような電気的に絶縁性の材
料を用いる。

【０１１７】次に、垂直型の表面伝導型放出素子の製法
について説明する。図１４（ａ）〜（ｆ）は、製造工程
を説明するための断面図で、各部材の表記は図１３と同
一である。

【０１１８】１）まず、図１４（ａ）に示すように、基
板１２０１上に素子電極１２０３を形成する。

【０１１９】２）次に、図１４（ｂ）に示すように、段
差形成部材を形成するための絶縁層を積層する。絶縁層
は、たとえばＳｉＯ2をスパッタ法で積層すればよい
が、たとえば、真空蒸着法や印刷法などの他の成膜方法
を用いてもよい。

【０１２０】３）次に、図１４（ｃ）に示すように、絶
縁層の上に素子電極１２０２を形成する。

【０１２１】４）次に、図１４（ｄ）に示すように、絶
縁層の一部を、たとえばエッチング法を用いて除去し、
素子電極１２０３を露出させる。

【０１２２】５）次に、図１４（ｅ）に示すように、微
粒子膜を用いた導電性薄膜１２０４を形成する。形成す
るには、前記平面型の場合と同じく、たとえば、塗布法
などの成膜技術を用いればよい。

【０１２３】６）次に、前記平面型の場合と同じく、通
電フォーミング処理を行い、電子放出部を形成する。
（図１０（ｃ）を用いて説明した平面型の通電フォーミ
ング処理と同様の処理を行えばよい。） ７）次に、前記平面型の場合と同じく、通電活性化処理
を行い、電子放出部近傍に炭素もしくは炭素化合物を堆
積させる。（図１０（ｄ）を用いて説明した平面型の通
電活性化処理と同様の処理を行えばよい。） 以上のようにして、図１４（ｆ）に示す垂直型の表面伝
導型放出素子を製造した。

【０１２４】（表示装置に用いた表面伝導型放出素子の
特性）以上、平面型と垂直型の表面伝導型放出素子につ
いて素子構成と製法を説明したが、次に表示装置に用い
た素子の特性について述べる。

【０１２５】図１５に、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、および、
（素子電流Ｉｆ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性の典型的
な例を示す。

【０１２６】なお、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。

【０１２７】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。

【０１２８】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。

【０１２９】すなわち、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。

【０１３０】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。

【０１３１】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。

【０１３２】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。た
とえば、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。すなわ
ち、駆動中の素子には所望の発光輝度に応じて閾値電圧
Ｖｔｈ以上の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子には
閾値電圧Ｖｔｈ未満の電圧を印加する。駆動する素子を
順次切り替えてゆくことにより、表示画面を順次走査し
て表示を行うことが可能である。

【０１３３】また、第二の特性か、または、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。

【０１３４】図１６に示すのは、図８の表示パネルに用
いたマルチ電子ビーム源の平面図である。基板上には、
図９で示したものと同様な表面伝導型放出素子が配列さ
れ、これらの素子は行方向配線電極１００３と列方向配
線電極１００４により単純マトリクス状に配線されてい
る。行方向配線電極１００３と列方向配線電極１００４
の交差する部分には、電極間に絶縁層（不図示）が形成
されており、電気的な絶縁が保たれている。

【０１３５】図１６のＡ−Ａ’に沿った断面を、図１７
に示す。

【０１３６】なお、このような構造のマルチ電子源は、
あらかじめ基板上に行方向配線電極１００３、列方向配
線電極１００４、電極間絶縁層（不図示）、および、表
面伝導型放出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した
後、行方向配線電極１００３および列方向配線電極１０
０４を介して、各素子に給電して通電フォーミング処理
と通電活性化処理を行うことにより製造した。

【０１３７】また、本発明に係る実施の形態では、２行
にわたりＲ，Ｇ，Ｂ蛍光体が位置するため、一画素に対
応する電子放出素子の駆動も単純マトリクス配線の２行
分から電子放出させる必要がある。

【０１３８】最後に、スペーサとフェースプレート及び
リアプレート（あるいは素子基板）との組み立てについ
て、図６、図７、図１８を用いて説明する。

【０１３９】本実施の形態では、スペーサ９０１の材料
としてソーダライムガラスからなる３００μｍφ、長さ
４ｍｍのガラス棒を用いた。

【０１４０】先ず、スペーサ材が所望の位置に立て直し
て接合できるように、適当な治具にセットした後、フェ
ースプレート１０１１（ガラス１００７、蛍光膜１００
８、メタルバック１００９からなる）との当接部９０２
にフリットガラスを塗布し、治具によりフェースプレー
トを各スペーサを位置合わせした状態で４００〜５００
℃で焼成し、フェースプレート１０１１にスペーサ９０
１を固定する。

【０１４１】その後、前述したように支持枠１００６を
介し、フェースプレート１０１１とリアプレート１００
５の接合部にフリットガラスを塗布、焼成し真空容器を
完成する。

【０１４２】上記において、スペーサ９０１は画素の非
発光部全てに当接するように配置される必要はなく、容
器が大気圧に耐えるだけの強度を有するよう設計された
数とピッチにより、配置されれば良く、従って、例え
ば、図１８に示したように、画素内の非発光部のうち、
スペーサ９０１が当接していない部分も生じる場合があ
る。但し、各画素に非発光部が等しく存在することは、
画像表示の連続性を保つために必要であった（即ち、画
面上、非発光部が目立ちにくい）。

【０１４３】なお、支持枠１００６の焼成時に、位置決
めしたスペーサが動かないように、各々を接合するため
のフリットガラスは、焼成温度や結晶性を選択する必要
がある。また、支持枠１００６とスペーサ９０１の高さ
は合わせておく必要があるのは言うまでもない。

【０１４４】上述したように、位置決めされたスペーサ
９０１は、素子基板上では、例えば、図１６の点線円で
示したような位置で素子基板側とは接することになる。

【０１４５】以上、本発明の第一の実施の形態によれ
ば、スペーサを有する平面型の画像表示装置において、
スペーサの位置合わせが、従来に対し非常に容易になる
上、画像表示上、該スペーサが画像表示面と接合する箇
所が目立ちにくいという利点を有しながら、しかも、蛍
光体面積の画像表示面における割合の低下は最小で済む
ため、輝度の高い画像表示装置が得られる。

【０１４６】なお、Ｒ，Ｇ，Ｂ蛍光体の配置について
は、図６、図７に示したものに限らず、目的に応じて、
Ｒ，Ｇ，Ｂの位置を入れ換えても上述の本発明の効果が
得られる。

【０１４７】［実施の形態２］次に、本発明の第二の実
施の形態を説明する。

【０１４８】装置全体の構成は、実施の形態１と同様な
ので省略するが、本実施の形態では平面型の表面伝導型
放出素子を電子放出素子として用いる。

【０１４９】平面型の表面伝導型放出素子では、図１０
（ｄ）に簡単に示しているように、素子から放出された
電子が蛍光面１１１４に到達するまでに、素子電極の正
極側に偏向される。

【０１５０】この理由は、表面伝導型放出素子からの電
子放出メカニズムが明確でないため、十分にはわかって
いないが、素子から放出された電子は、放出直後の電子
放出部近傍では、素子電極間の電位差により偏向作用を
受け、蛍光面に到達するまでに位置が素子放出部直上か
ら、素子電極正極側にずれるのであると本発明者等は考
えている。

【０１５１】この性質を利用して、さらに、スペーサ設
置時の位置ずれ余裕が大きくなり、また、スペーサ断面
積を増やすことで、スペーサ強度を増す目的でなされた
のが本実施の形態である。

【０１５２】本実施の形態を、以下、図を用いて具体的
に説明する。

【０１５３】本実施の形態では、画面表示面としては、
実施の形態１と同じで図６、図７に示した形状とした。

【０１５４】但し、本実施の形態においては、図６、図
７に示した画素内の非発光部のうちスペーサが当接して
いる非発光部を挟んで行方向において隣合う蛍光体に電
子を照射するための前記電子放出素子への電圧印加が、
行方向に沿っており（これは実施の形態１も同様）、か
つ、該スペーサ当接部を中心に互いに向かい合うよう
に、少なくとも該スペーサ当接部の両側では電圧印加方
向が反転している。

【０１５５】上述した、電圧印加方向の反転した素子
は、スペーサ当接部ではない画素内の非発光部を利用す
る。本実施の形態においては、元々、非発光部が画素内
の構成要素として存在するために、スペーサ当接部を中
心とした電圧印加方向の反転は特に作製上の困難はなく
実施可能である。

【０１５６】図１９は、第一実施の形態の図１６に対応
する図であるが、電子放出素子に対応する画素も示して
ある。

【０１５７】このうち、図中Ｓはスペーサが当接して接
合する非発光部、Ｓ’はスペーサが当接しない非発光部
を表す。Ｇは緑色蛍光体の位置である。

【０１５８】図１９からわかるように、スペーサ当接部
Ｓの両側で、素子への電圧印加方向（正電極に向かう方
向を正とする）はスペーサ当接部に向かうよう、少なく
とも該スペーサ当接部の両側では電圧印加方向が反転し
ている。このため、図中、スペーサ当接部でない非発光
部Ｓ’の下に相当する素子において、電圧印加方向が反
転するように、素子が配線されている。

【０１５９】図１６と図１９を比較すると、もともと、
非発光部が画素内に存在する行に対応する素子の行にお
いては、素子は１列おきに作製されているため、列方向
の素子配置を素子／空きの連続から、素子・素子／空き
・空きとするだけで、行方向の電圧印加方向を反転でき
る。具体的には、列方向配線に正電圧を印加し、該列方
向配線と素子の電極との接続をＸ方向（＝行方向）にお
いて反転させれば良い（図１９）。

【０１６０】本実施の形態によれば、スペーサ当接部Ｓ
の下の素子部においては、図１９に点線で囲まれたＴに
示すように実施の形態１より大きな設置余裕が生じる。
これは、位置合わせ誤差の拡大につながり装置の作製が
より容易となる。

【０１６１】また、位置合わせ誤差が、例えば、実施の
形態１並で十分な場合でも、素子基板側のスペーサ９０
１の断面積を図２０に示すように拡大できる。

【０１６２】図２０では、スペーサ９０１に横からの断
面が台形状のスペーサを用いた。この場合、スペーサの
数を減らすことができ、作製が容易となる。

【０１６３】また、スペーサの数が同じであれば、強度
が増すためフェースプレートやリアプレートをより薄く
でき、装置の軽量化が可能である。

【０１６４】本実施の形態において、電子ビームが、蛍
光体に到達するまでの偏向量（図２０中のＤ）は、素子
に印加する電圧や、蛍光体に印加する電圧、素子〜蛍光
体間の距離Ｈ等により変化するため、蛍光体のピッチ等
に応じて、上記パラメータを可変することで、所望の蛍
光体のピッチ（行方向）に応じて本実施の形態の装置が
作製できる。

【０１６５】また、本実施の形態も実施の形態１と画素
は同一形状であり、画素内のＲ，Ｇ，Ｂの配置について
は、図６、図７に示したものに限らず、Ｒ，Ｇ，Ｂの入
れ替えを行っても、本実施の形態の効果は減じることな
く得られる。

【０１６６】［実施の形態３］図２１に本発明の第３の
実施の形態の画像表示装置の画像表示面を示す。

【０１６７】装置全体の構成や作製法は、実施の形態１
と同様なので省略する。

【０１６８】本実施の形態においては、Ｙ方向の画素列
が行（Ｘ−Ｘ’）に対して斜めに交差している（Ｙ１−
Ｙ１’）。

【０１６９】この場合にも、画素は２行２列にＲ，Ｇ，
Ｂ蛍光体、及び、該蛍光体と同一形状の発光部で構成さ
れているのは、実施の形態１と同様である。

【０１７０】但し、電子放出素子は、行・列が直交して
いる場合に比べ、行ごとに半ピッチずつずらして作成す
る必要がある。

【０１７１】本実施の形態においても、非発光部が存在
する行の構成は前述の実施の形態と同じだから、前述実
施の形態と同様な効果がある。

【０１７２】さらに、本実施の形態では、３原色蛍光体
がデルタ状に配置されているため、画像表示の方向依存
性がより目立たなくなり、均一な解像度が得られるた
め、鮮明な画像の画像表示装置が得られた。

【０１７３】［実施の形態４］図２２に、本発明の第４
の実施の形態の画像表示装置の画像表示面を示す。装置
全体の構成や作製法は実施の形態１と同様なので省略す
る。

【０１７４】本実施の形態においては、画素内の非発光
部がブラックストライプと同じ黒色部材からなるのでは
なく、蛍光体と反射率が近い部材を用いた。

【０１７５】具体的には、灰色のセラミック等を蛍光体
と同程度の粒径（約１０μｍ）とした物を、蛍光体と同
様に印刷バインダーと混ぜ、印刷法で形成した。

【０１７６】本実施の形態では、非発光部が存在する画
素等の構成は前述の実施の形態と同じだから、前述の実
施の形態と同様な効果がある。

【０１７７】さらに、本実施の形態では、非発光部が蛍
光体と同様な外光反射率を持つため、非発光部が前述実
施の形態に比し、より目立たない利点があった。

【０１７８】外光の反射率を減らすと、コントラストが
向上するため、通常は非発光部は黒色部材で作製するの
が適しているが、蛍光体の輝度が十分な場合、コントラ
ストはフェースプレートガラスの透過率を下げることで
外光反射を減らし、向上させることもできるため、本実
施の形態も装置の応用目的に応じて適宜用いることによ
り、より表示品位の高い画像表示装置が得られた。

【０１７９】図２３は、前記説明の表面伝導型放出素子
を電子ビーム源として用いたディスプレイパネルに、た
とえば、テレビジョン放送をはじめとする種々の画像情
報源より提供される画像情報を表示できるように構成し
た多機能表示装置の一例を示すための図である。 図
中、２１００はディスプレイパネル、２１０１はディス
プレイパネルの駆動回路、２１０２はディスプレイコン
トローラ、２１０３はマルチプレクサ、２１０４はデコ
ーダ、２１０５は入出力インターフェース回路、２１０
６はＣＰＵ、２１０７は画像生成回路、２１０８および
２１０９および２１１０は画像メモリインターフェース
回路、２１１１は画像入力インターフェース回路、２１
１２および２１１３はＴＶ信号受信回路、２１１４は入
力部である。

【０１８０】なお、本表示装置は、たとえばテレビジョ
ン信号のように映像情報と音声情報の両方を含む信号を
受信する場合には、当然、映像の表示と同時に音声を再
生するものであるが、本発明の特徴と直接関係しない音
声情報の受信，分離，再生，処理，記憶などに関する回
路やスピーカなどについては説明を省略する。

【０１８１】以下、画像信号の流れに沿って各部の機能
を説明してゆく。

【０１８２】まず、ＴＶ信号受信回路２１１３は、たと
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、たとえば、ＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ
方式などの諸方式でもよい。また、これらよりさらに多
数の走査線よりなるＴＶ信号（たとえばＭＵＳＥ方式を
はじめとするいわゆる高品位ＴＶ）は、大面積化や大画
素数化に適した前記ディスプレイパネルの利点を生かす
のに好適な信号源である。ＴＶ信号受信回路２１１３で
受信されたＴＶ信号は、デコーダ２１０４に出力され
る。

【０１８３】また、ＴＶ信号受信回路２１１２は、たと
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。前記ＴＶ信号受信回路２１１３と同様に、
受信するＴＶ信号の方式は特に限られるものではなく、
また本回路で受信されたＴＶ信号もデコーダ２１０４に
出力される。

【０１８４】また、画像入力インターフェース回路２１
１１は、たとえば、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２１０
４に出力される。

【０１８５】また、画像メモリインターフェース回路２
１１０は、ビデオテープレコーダ（以下ＶＴＲと略す）
に記憶されている画像信号を取り込むための回路で、取
り込まれた画像信号はデコーダ２１０４に出力される。

【０１８６】また、画像メモリインターフェース回路２
１０９は、ビデオディスクに記憶されている画像信号を
取り込むための回路で、取り込まれた画像信号はデコー
ダ２１０４に出力される。

【０１８７】また、画像メモリインターフェース回路２
１０８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２１
０４に出力される。

【０１８８】また、入出力インターフェース回路２１０
５は、本表示装置と、外部のコンピュータもしくはコン
ピュータネットワークもしくはプリンタなどの出力装置
とを接続するための回路である。画像データや文字デー
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。

【０１８９】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、ＣＰ
Ｕ２１０６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。

【０１９０】本回路の内部には、たとえば、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
る読みだし専用メモリや、画像処理を行うためのプロセ
ッサなどをはじめとして画像の生成に必要な回路が組み
込まれている。本回路により生成された表示用画像デー
タは、デコーダ２１０４に出力されるが、場合によって
は、前記入出力インターフェース回路２１０５を介し
て、外部のコンピュータネットワークやプリンタ入出力
することも可能である。

【０１９１】また、ＣＰＵ２１０６は、主として本表示
装置の動作制御や、表示画像の生成や選択や編集に関わ
る作業を行う。

【０１９２】たとえば、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（たとえば、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。

【０１９３】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。

【０１９４】なお、ＣＰＵ２１０６は、これ以外の目的
の作業にも関わるものであっても良い。たとえば、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。

【０１９５】あるいは、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、たとえば数値計算などの作業を外部
機器と協同して行ってもよい。

【０１９６】また、入力部２１１４は、前記ＣＰＵ２１
０６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、たとえば、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ことが可
能である。

【０１９７】また、デコーダ２１０４は、前記２１０７
ないし２１１３より入力される種々の画像信号を３原色
信号、または、輝度信号とＩ信号，Ｑ信号に逆変換する
ための回路である。なお、同図中に点線で示すように、
デコーダ２１０４は内部に画像メモリを備えるのが望ま
しい。これは、たとえば、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、
前記画像生成回路２１０７およびＣＰＵ２１０６と協同
して画像の間引き，補間，拡大，縮小，合成をはじめと
する画像処理や編集が容易に行えるようになるという利
点が生まれるからである。

【０１９８】また、マルチプレクサ２１０３は、前記Ｃ
ＰＵ２１０６より入力される制御信号に基づき表示画像
を適宜選択するものである。すなわち、マルチプレクサ
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２１０１に出力する。その場合には、一画面表示時間
内で画像信号を切り替えて選択することにより、いわゆ
る多画面テレビのように、一画面を複数の領域に分けて
領域によって異なる画像を表示することも可能である。

【０１９９】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２１０１の動作を制御するための回路
である。

【０２００】まず、ディスプレイパネルの基本的な動作
にかかわるものとして、たとえばディスプレイパネルの
駆動用電源（図示せず）の動作シーケンスを制御するた
めの信号を駆動回路２１０１に対して出力する。また、
ディスプレイパネルの駆動方法に関わるものとして、た
とえば画面表示周波数や走査方法（たとえばインターレ
ースかノンインターレースか）を制御するための信号を
駆動回路２１０１に対して出力する。

【０２０１】また、場合によっては、表示画像の輝度や
コントラストや色調やシャープネスといった画質の調整
に関わる制御信号を駆動回路２１０１に対して出力する
場合もある。

【０２０２】また、駆動回路２１０１は、ディスプレイ
パネル２１００に印加する駆動信号を発生するための回
路であり、前記マルチプレクサ２１０３から入力される
画像信号と、前記ディスプレイパネルコントローラ２１
０２より入力される制御信号に基づいて動作するもので
ある。

【０２０３】以上、各部の機能を説明したが、図２３に
例示した構成により、本表示装置においては多様な画像
情報源より入力される画像情報をディスプレイパネル２
１００に表示することが可能である。

【０２０４】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２１０４において逆変換さ
れた後、マルチプレクサ２１０３において適宜選択さ
れ、駆動回路２１０１に入力される。一方、ディスプレ
イコントローラ２１０２は、表示する画像信号に応じて
駆動回路２１０１の動作を制御するための制御信号を発
生する。駆動回路２１０１は、上記画像信号と制御信号
に基づいてディスプレイパネル２１００に駆動信号を印
加する。これにより、ディスプレイパネル２１００にお
いて画像が表示される。これらの一連の動作は、ＣＰＵ
２１０６により統括的に制御される。

【０２０５】また、本表示装置においては、デコーダ２
１０４に内蔵する画像メモリや、画像生成回路２１０７
および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、たとえば、拡大，縮
小，回転，移動，エッジ強調，間引き，補間，色変換，
画像の縦横比変換などをはじめとする画像処理や、合
成，消去，接続，入れ換え，はめ込みなどをはじめとす
る画像編集を行うことも可能である。

【０２０６】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
よい。

【０２０７】したがって、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，静止画像およ
び動画像を扱う画像編集機器，コンピュータの端末機
器，ワードプロセッサを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、
産業用あるいは民生用として極めて応用範囲が広い。

【０２０８】なお、図２３は、表面伝導型放出素子を電
子ビーム源とするディスプレイパネルを用いた表示装置
の構成の一例を示したにすぎず、これのみに限定される
ものではないことは言うまでもない。たとえば、図２３
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。

【０２０９】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。たとえば、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。

【０２１０】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。

【０２１１】なお、本発明は、複数の機器（例えばホス
トコンピュータ，インタフェイス機器，リーダ，プリン
タなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置
など）に適用してもよい。

【０２１２】以上説明したように本発明に係る実施の形
態によれば、基板上に複数の冷陰極電子放出素子が作製
されて成る電子源と、該電子源が作製された基板と対向
して配置され、前記複数の冷陰極電子放出素子から放出
された電子の照射を受けて発光し画像を形成するＲ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）３原色蛍光体が内面に塗布
されたカラー画像表示面を有すフェースプレートと、該
電子源が作製された基板と該フェースプレートとの間隔
を所定の距離に保持するための複数のスペーサとを少な
くとも有する画像表示装置において、前記画像表示面
は、各色ごとに区分された複数の蛍光体が成す配列が、
画像表示面水平方向に沿った行に対し、列が格子状に直
交しているか、あるいは斜めに交差するように構成され
ており、かつ、該直交あるいは斜めに交差した行列状の
蛍光体配列のそれぞれ隣接する２行２列に蛍光体Ｒ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）と、該蛍光体と同一形状の
非発光部とからなる４単位を一組として配置してカラー
画像表示の最小単位の画素とし、該画素が多数連続する
ことで構成されていることにより、また、前記スペーサ
が、前記画素内の非発光部において、フェースプレート
と当接しており、前記画素内の非発光部のうちスペーサ
が当接している非発光部を挟んで行方向において隣合う
蛍光体に電子を照射するための前記電子放出素子への電
圧印加方向は、行方向に沿って、該スペーサ当接部を中
心に互い向かい合うように、少なくとも該スペーサ当接
部の両側では電圧印加方向が反転していることとするこ
とにより、スペーサを必要とする平面型の画像表示装置
において、該スペーサの位置合わせ余裕を大きくでき、
装置の作製の容易となる効果があった。

【０２１３】また、画像表示にスペーサ当接部を目立た
なく配置できるため、表示品位の高い画像表示装置が得
られる効果があった。

【０２１４】さらに、スペーサ当接部の位置合わせ時の
余裕を十分とっても蛍光体面積を小さくする必要が無
く、装置の高輝度化に効果があった。

【０２１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
ペーサを有する平面型の画像表示装置において、電子放
出素子を高密度に安価に実装可能で、高品質の画像を表
示することができる。

【０２１６】

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の冷陰極素子を用いた平面画像表示装置の
断面図である。

【図２】従来の冷陰極素子を用いた平面画像表示装置の
蛍光面の図である。

【図３】従来の冷陰極素子を用いた平面画像表示装置の
スペーサ設置を行うための蛍光面の図である。

【図４】従来のスペーサとフェースプレート内面との接
合法を示す図である。

【図５】従来の表面伝導型放出素子の一例を示す図であ
る。

【図６】本発明の第一の実施の形態の画像表示装置の画
素を示す画像表示面の拡大図である。

【図７】本発明の第一の実施の形態の画像表示装置の画
像表示面の図である。

【図８】本発明の第１の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９】第１の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（ａ）及び断面形状（ｂ）を示す図であ
る。

【図１０】平面型の表面伝導型放出素子の製造行程を示
す断面図である。

【図１１】通電フォーミング処理の際の印加電圧波形を
示す図である。

【図１２】通電活性化処理の際の印加電圧波形（ａ）
と、通電活性化処理の際の放出電流Ｉｅの変化（ｂ）を
示す図である。

【図１３】第１の実施の形態で用いた垂直型の表面伝導
型放出素子の断面図である。

【図１４】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を示
す断面図である。

【図１５】第１の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１６】第１の実施の形態で用いたマルチ電子ビーム
源の基板の平面図である。

【図１７】第１の実施の形態で用いたマルチ電子ビーム
源の基板の一部断面図である。

【図１８】本発明の第一の実施の形態の画像表示装置の
断面図である。

【図１９】本発明の第二の実施の形態の画像表示装置の
電子放出素子と画像表示面との対応を説明するための図
である。

【図２０】本発明の第二の実施の形態の画像表示装置の
断面図である。

【図２１】本発明の第三の実施の形態の画像表示装置の
画像表示面の図である。

【図２２】本発明の第四の実施の形態の画像表示装置の
画像表示面の図である。

【図２３】本発明の実施の形態である画像表示装置を用
いた多機能画像表示装置のブロック図である。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に複数の冷陰極電子放出素子を備
   える電子源と、 前記基板に対向して配置され、前記複数の冷陰極電子放
   出素子から放出された電子の照射を受けて発光し画像を
   形成する複数色の蛍光体が内面に塗布された画像表示面
   を有するフェースプレートと、 前記基板と前記フェースプレートとの間隔を所定の距離
   に保持するための複数のスペーサとを備える画像表示装
   置であって、 前記画像表示面は、各色ごとに区分された複数色の蛍光
   体が成す蛍光体配列が、画像表示面水平方向に沿った行
   に対し、列が格子状に直交しているか、あるいは斜めに
   交差するように構成し、 前記蛍光体配列のそれぞれ隣接する２行２列に、３色の
   蛍光体と前記スペーサを当接する領域を一組として配置
   し、前記一組をカラー画像表示の最小単位画素とするこ
   とを特徴とする画像表示装置。
2. 【請求項２】 前記複数色の蛍光体は、Ｒ（赤）、Ｇ
   （緑）、Ｂ（青）の蛍光体であることを特徴とする請求
   項１に記載の画像表示装置。
3. 【請求項３】 前記スペーサが当接する領域を挟んで隣
   合う蛍光体に電子を照射するための前記電子放出素子へ
   の電圧印加方向は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。
4. 【請求項４】 前記冷陰極電子放出素子は、表面伝導型
   電子放出素子であることを特徴とする請求項１に記載の
   画像表示装置。
5. 【請求項５】 前記スペーサを当接する領域は、黒色部
   材を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像表示
   装置。
6. 【請求項６】 基板上に複数の冷陰極電子放出素子を備
   える電子源と、 前記基板に対向して配置され、前記複数の冷陰極電子放
   出素子から放出された電子の照射を受けて発光し画像を
   形成する複数色の蛍光体が内面に塗布された画像表示面
   を有するフェースプレートと、前記基板と前記フェース
   プレートとの間隔を所定の距離に保持するための複数の
   スペーサとを備える画像表示装置における画像表示方法
   であって、 前記画像表示面は、各色ごとに区分された複数色の蛍光
   体が成す蛍光体配列が、画像表示面水平方向に沿った行
   に対し、列が格子状に直交しているか、あるいは斜めに
   交差するように構成し、前記蛍光体配列のそれぞれ隣接
   する２行２列に、３色の蛍光体と前記スペーサを当接す
   る領域を一組として配置し、前記一組をカラー画像表示
   の最小単位画素とすることを特徴とする画像表示方法。
7. 【請求項７】 前記複数色の蛍光体は、Ｒ（赤）、Ｇ
   （緑）、Ｂ（青）の蛍光体であることを特徴とする請求
   項６に記載の画像表示方法。
8. 【請求項８】 前記スペーサが当接する領域を挟んで隣
   合う蛍光体に電子を照射するための前記電子放出素子へ
   の電圧印加方向は反転していることを特徴とする請求項
   ６に記載の画像表示方法。
9. 【請求項９】 前記冷陰極電子放出素子は、表面伝導型
   電子放出素子であることを特徴とする請求項６に記載の
   画像表示方法。
10. 【請求項１０】 前記スペーサを当接する領域は、黒色
    部材を備えることを特徴とする請求項６に記載の画像表
    示方法。