JP3195290B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子線を用いた表
示装置等の画像形成装置に係わり、特に、前記画像形成
装置の外囲器内部に支持部材（スペーサ）を備えた画像
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、たとえば表面伝導型放出素子や、電界放
出型素子（以下ＦＥ型素子と記す）や、金属／絶縁層／
金属型電子放出素子（以下ＭＩＭ型素子と記す）などが
知られている。

【０００３】表面伝導型電子放出素子としては、たとえ
ば、M.I.Elinson, Radio Eng. Electron Phys.,10,129
0,(1965)や、後述する他の例が知られている。

【０００４】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Ｓｎ０2 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、Ｉｎ2Ｏ3 ／ＳｎＯ2 薄膜によるものや［M.Hartwel
l and C.G.Fonstad:"IEEE Trans.ED Conf.",519(197
5)］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。

【０００５】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、図１７に上述したM.Hartwellら
による表面伝導型電子放出素子の平面図を示す。図１７
において３００１は基板、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。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。該導電性薄膜３００４に後述する通電フォーミン
グと呼ばれる通電処理を施すことにより、電子放出部３
００５が形成される。図中の間隔Ｌは、０．５〜１ｍ
ｍ，幅Ｗは０．１ｍｍに設定されている。尚、便宜上、
図２０において電子放出部３００５は導電性薄膜３００
４のほぼ中央に矩形の形状により示したが、これは模式
的なものであり、実際の電子放出部３００５の位置や形
状を忠実に表現しているわけではない。

【０００６】M.Hartwellらによる素子をはじめとして、
上述した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、通電により電子放出部を形成するものであり、
例えば、前記導電性薄膜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３００４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。前記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、前記亀裂付近に
おいて電子放出が行われる。

【０００７】また、ＦＥ型素子の例としては、例えば、
W.P.Dyke & W.W.Dolan,"Field emission",Advance in E
lectron Physics,8,89(1956) や、あるいは、C.A.Spind
t,"Pysical properties of thin-film field emmission
cathodes with molybdemumcones",J. Appl. Phys.,47,
5248(1976)などが知られている。

【０００８】ＦＥ型の素子構成の典型的な例（前述の
Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔらの素子）の断面図を図１８に示
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させるものであ
る。

【０００９】また、ＦＥ型の他の素子構成として図１８
のような積層構造ではなく、基板上に基板平面とほぼ並
行にエミッタとゲート電極を配置した例もある。

【００１０】また、ＭＩＭ型素子の例としては、例え
ば、C.A.Mead,"Operation of tunnel-emission Device
s",J. Appl. Phys.,32,646(1961)などが知られている。
ＭＩＭ型の素子構成の典型的な例を図１９に示す。同図
は断面図であり、図示において３０２０は基板で、３０
２１は金属よりなる下電極、３０２２は厚さ１００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３０２
１の間に適宜の電圧を印加することにより、上電極３０
２３の表面より電子放出を起させるものである。

【００１１】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。したがって、熱陰極素子よりも構造
が簡単であり、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早いという利点も
ある。

【００１２】以上の理由により、冷陰極素子を応答する
ための研究が盛んに行われてきている。

【００１３】たとえば、表面伝導型電子放出素子は、冷
陰極素子のなかでも特に構造が単純で製造も容易である
ことから、大面積にわたり多数の素子を形成できるとい
う利点がある。そこで、例えば本出願人による特開昭６
４−３１３３２号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。ま
た、表面伝導型電子放出素子の応用については、たとえ
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。

【００１４】特に、画像表示装置への応用としては、た
とえば本出願人によるＵＳＰ ５，０６６，８８３号や
特開平２−２５７５５１号、特開平４−２８１３７号に
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。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。たとえば、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において優れてい
ると言える。

【００１５】また、ＦＥ型を多数個ならべて駆動する方
法は、例えば本出願人による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", Tech.Di
gest of 4th Int. Vacuum Microelectronics Conf.,Nag
ahama, pp.6〜9(1991)］）。

【００１６】また、ＭＩＭ型を多数個並べて画像表示装
置に応用した例は、例えば本出願人による特開平３−５
５７３８号に開示されている。

【００１７】上記のような電子放出素子を用いた画像表
示装置のうちで、奥行きの薄い平面型表示装置は省スペ
ース且つ軽量であることから、ブラウン管の表示装置に
置き換わるものとして注目されている。

【００１８】図２０は、平面型の画像表示装置をなす表
示パネルの一例を示す斜視図であり、内部構造を示すた
めのパネルの一部を切り欠いて示している。

【００１９】図中、３１１５はリアプレート、３１６６
は側壁、３１１７はフェースプレートであり、リアプレ
ート３１１５、側壁３１１６およびフェースプレート３
１１７により、表示パネルの内部を真空に維持するため
の外囲器（気密容器）を形成している。

【００２０】リアプレート３１１５には、基板３１１１
が固定されているが、この基板３１１１上には例陰極素
子３１１２がＮ×Ｍ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）。また、前記Ｎ×Ｍ個の冷陰極素子３１
１２は、図２３に示す通り、Ｍ本の行方向配線３１１３
とＮ本の列方向配線３１１４により配線されている。こ
れら基板３１１１、冷陰極素子３１１２、行方向配線３
１１３及び列方向配線３１１４によって構成される部分
をマルチ電子ビーム源と呼ぶ。また、行方向配線３１１
３と列方向配線３１１４の少なくとも交叉する部分に
は、両配線間に絶縁層（不図示）が形成されており、電
気的な絶縁が保たれている。

【００２１】また、フェースプレート３１１７の下面に
は、蛍光体からなる蛍光膜３１１８が形成されており、
赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の蛍光体（不図
示）が塗り分けられている。また、蛍光膜３１１８をな
す上記各蛍光体間には黒色体（不図示）が設けてあり、
更に蛍光膜３１１８のリアプレート３１１５側の面に
は、Ａｌ等からなるメタルバック３１１９が形成されて
いる。

【００２２】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３１
１３と、Ｄy1〜Ｄynはマルチ電子ビーム源の列方向配線
３１１４と、Ｈｖはメタルバック３１１９と各々電気的
に接続している。

【００２３】また、上記気密容器の内部は１０のマイナ
ス６乗Ｔｏｒｒ程度の真空に保持されており、画像表示
装置の表示面積が大きくなるにしたがい、気密容器内部
と外部の気圧差によるリアプレート３１１５およびフェ
ースプレート３１１７の変形或いは破壊を防止する手段
が必要になる。リアプレート３１１５及びフェースプレ
ート３１１６を熱くすることによる方法は、画像表示装
置の重量を増加させるのみならず、斜め方向から見たと
きに画像のゆがみや視差を生ずる。これに対し、図２３
においては、比較的薄いガラス板からなり大気圧を支え
るための構造支持体（スペーサ或いはリブと呼ばれる）
３１２０が設けられている。このようにしてマルチビー
ム電子源が形成された基板３１１１と蛍光膜３１１８が
形成されたフェースプレート３１１６間は通常サブミリ
ないし数ミリに保たれ、前述したように気密容器内部は
高真空に保持されている。

【００２４】以上説明した表示パネルを用いた画像表示
装置は、容器外端子Ｄｘ１乃至Ｄｘｍ、Ｄｙ１乃至Ｄｙ
ｎを通じて各冷陰極素子３１１２に電圧を印加すると、
各冷陰極素子３１１２から電子が放出される。それと同
時にメタルバック３１１９に容器外端子Ｈｖを通じて数
百［Ｖ］乃至数［ｋＶ］の高圧を印加して、上記放出さ
れた電子を加速し、フェースプレート３１１７の内面に
衝突させる。これにより、蛍光膜３１１８をなす各色の
蛍光体が励起されて発光し、画像が表示される。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】以上述べた、画像形成
装置等の電子線装置は、装置内部の真空雰囲気を維持す
るための外囲器、該外囲器内に配置された電子源、該電
子源から放出された電子線が照射されるターゲット、電
子線をターゲットに向けて加速するための加速電極等を
有するが、さらに、外囲器に加わる大気圧を外囲器内部
から支持するための支持部材（スペーサ）が外囲器内部
に配置されることがある。

【００２６】このような画像表示装置の表示パネルにお
いては、以下のような問題点があった。

【００２７】まず、スペーサの近傍から放出された電子
の一部がスペーサに当たる、あるいは放出電子の作用で
イオン化したイオンがスペーサに付着する、更には、フ
ェースプレートに到達した電子が一部反射、散乱され、
その一部がスペーサに当たること等により、スペーサ帯
電を引き起こすことである。このスペーサの帯電により
冷陰極素子から放出された電子はその軌道を曲げられ、
蛍光体上の正規な位置とは異なる場所に到達する。この
結果、スペーサ近傍の画像が歪んで表示される。

【００２８】この問題点を解決するため、スペーサに微
小電流が流れるようにして帯電を除去（以下、除電）す
る提案がなされている。そこでは、絶縁性のスペーサの
表面に高抵抗膜を形成することにより、スペーサ表面に
微小電流が流れるようにしている。

【００２９】しかしながら、冷陰極素子からの放出電子
量が大きくなると、これらの除電能力は十分とは言え
ず、電子ビームの強度により帯電量が変化する。これに
伴い、スペーサ付近の素子から放出された電子ビームは
その強度（輝度）によって、ターゲット上の正規な位置
からのずれが発生し、例えば動画を表示したときに、画
像がゆらいで見えてしまうという問題を抱えていた。

【００３０】本発明は、画像形成部材に電子を照射して
画像を形成する際に、歪みや揺らぎを抑制して画像を形
成することを可能ならしめる画像形成装置を提供しよう
とするものである。

【００３１】

【課題を解決するための手段】ここで図１を用いてスペ
ーサと電子放出素子の構成にについて説明する。同図
（ａ），（ｂ）ともに、３０は蛍光体とメタルバックを
含むフェースプレート、３１は電子源基板を含むリアプ
レート、５０はスペーサ、５１はスペーサ表面の高抵抗
膜、５２はフェースプレート側の電極、１３は素子駆動
用配線、１１１は素子、１１２は代表的な電子ビーム軌
道、２５は等電位線である。また、ａはフェースプレー
ト内面からフェースプレート側の中間層（低抵抗膜）の
下端までの長さ、ｄは電子源基板−フェースプレート間
距離である。

【００３２】以下、本発明に至った考え方を順を追って
説明する。

【００３３】まず、スペーサの近傍から放出された電子
の一部がスペーサにあたることにより、あるいは放出電
子の作用でイオン化したイオンがスペーサに付着するこ
とによりスペーサ帯電が起こる。このスペーサ帯電によ
り素子から放出された電子はその軌道を曲げられ、正規
な位置とは異なる位置に到達し、スペーサ近郷の画像が
歪んで見える問題があった。このため、スペーサ５０の
表面に高抵抗膜５１を施し、スペーサ帯電を緩和する対
策を採っている。しかし、冷陰極素子からの電子放出量
が大きくなると高抵抗膜の除電能力が足らなくなり、帯
電量が電子放出量に依存するようになる。この場合、電
子ビームも揺らいでしまう新たな問題が生じた。特に、
電子が直接スペーサに当たらない場合はフェースプレー
トからの反射電子による帯電が寄与すると考えられ、フ
ェースプレートで反射される電子によるスペーサ帯電は
図２に示すようにフェースプレート側で多く帯電するよ
うな分布となる。そこで、この帯電分布において最も帯
電量の多い場所を電極で覆うことによって電子ビームの
揺らぎを抑制することができると考えた。従って、本発
明の第一の要件として、図１（ａ）に示すようにフェー
スプレート側の電極５２（長さａ）をリアプレート側に
伸ばした。しかし、スペーサ付近の空間は２５の等電位
線で示すような電界になり、電子ビームは１１２のよう
な軌道をとり、定常的にスペーサ５０（５１〜５３を含
む）寄りに移動することが予想される。従って、本発明
の第二の要件として、同図（ｂ）に示すようにスペーサ
付近の電子放出素子１１１をそこからの電子がフェース
プレート上の到達位置よりもスペーサから離れる方向へ
ずらすことにより電子ビームを正規の位置に到達させる
ことができる。

【００３４】この結果、電子ビームのフェースプレート
上での到達位置が電子放出量に依存し難くなり、動画表
示時の画像の歪み、揺らぎが減少する。

【００３５】

【００３６】

【００３７】

【００３８】本願に係る画像形成装置の発明は以下のよ
うに構成される。

【００３９】概略直線状に配置された複数の電子放出素
子を有するリア基板と、前記電子放出素子が放出する電
子により画像が形成される画像形成部材を有するフロン
ト基板と、前記リア基板と前記フロント基板との間隔を
保持するための支持部材と、前記フロント基板に設けら
れ、前記電子放出素子が放出する電子を前記フロント基
板の側に向けて加速させる電圧が印加される加速電極と
を有する画像形成装置であって、前記支持部材には、前
記加速電極に接続された電極であって、当該接続位置か
ら前記リア基板に向けて所定位置まで伸び、前記電子放
出素子より放出され加速される電子に対して当該支持部
材側へ偏向する力を与えるための電極が設けられてお
り、前記複数の電子放出素子それぞれから放出させた電
子の前記画像形成部材への照射点の間隔を概略均等とす
るように、前記複数の電子放出素子における前記支持部
材を間に挟んで隣接する、前記偏向力の影響が大きな２
つの電子放出素子間の間隔を当該偏向力の大きさに依存
した間隔にすることで、前記支持部材を挟む２つの隣接
する電子放出素子の間隔を、前記支持部材を間に挟まな
い２つの電子放出素子の間隔よりも広くすることを特徴
とする画像形成装置。

【００４０】この構成においては、支持部材に設けられ
る電極は、フロント基板近傍に設けられることになるの
で、特に帯電が生じ易い支持部材のフロント基板近傍で
の帯電の影響を緩和することができる。支持部材の電極
は、加速電極に接続されているため、電子放出素子が放
出する電子は支持部材側に偏向されるが、電子放出素子
の間隔を異ならせているため、該偏向により、各電子放
出素子が放出する電子の軌道形状が均一でなくなること
による各電子放出素子が放出する電子の画像形成部材へ
の照射点の不均一性は緩和される。

【００４１】上記発明において、前記支持部材には、該
支持部材における帯電を緩和するための導電性を与える
導電手段が設けられていても良い。より具体的には、支
持部材のリア基板との当接部とフロント基板との当接部
の間で導通させる導通手段を設ければよい。例えば、支
持部材の、リア基板との当接部からフロント基板との当
接部に渡って設けられる導電性膜である。この導電性手
段に電流が流れるようにすることにより、帯電を有効に
緩和できるが、この電流が大きくなりすぎると消費電力
が増大してしまうので、この導電性手段の抵抗は、前記
支持部材に設ける電極よりも大きくするのが望ましい。

【００４２】

【００４３】また、本発明において、予期せぬ放電を抑
制するためには、前記支持部材に設けられる電極の電位
と前記支持部材の前記リア基板との当接部分の電位との
電位差と、前記支持部材における前記電極が設けられて
いない部分の長さの関係が８ｋＶ／ｍｍ以下となるよう
に設定することが望ましく、また、４ｋＶ／ｍｍ以下と
なるように設定することがより望ましい。

【００４４】すなわち、上述の発明においては、前記支
持部材に設けられる電極は高電位になるので、放電の可
能性が生じるが、上述のように電位差と支持部材におけ
る電極が設けられていない部分の長さの関係を設定する
ことにより放電を起こりにくくすることができる。より
具体的には、前記支持部材に設けられる電極における放
電は、該電極のリアプレートに近い部分で生じ易いと考
えられるので、該電極のリア基板側の電位と前記支持部
材のリア基板との当接部分の電位との電位差と、前記支
持部材における前記電極が設けられていない部分の長さ
の関係が上記の関係になるようにすればよい。ただし、
例えば前記支持部材に設けられる電極が電子を加速する
電圧を印加する加速電極に接続されている場合で、かつ
前記支持部材の電極における電圧降下が前記加速電極に
印加される電圧に比べて小さいときには、加速電極に印
加される電圧と、前記支持部材における前記電極が設け
られていない部分の長さの関係を上述のように設定すれ
ばよい。

【００４５】また、上記の発明において、前記支持部材
に設けられる電極は、前記フロント基板に当接してお
り、該当接面にも設けられていると良い。

【００４６】前記支持部材に設けられる電極は、例えば
前記支持部材に層状に設けられるが、その層をフロント
基板との当接面にも設けることにより、フロント基板に
前記支持部材に設けられた電極を高電位にする電極（よ
り具体的には、例えば加速電極がその機能を兼ねる）が
設けられている構成において、前記支持部材に設けられ
た電極とフロント基板に設けられた電極との導通が良好
になる。

【００４７】また、前記支持部材に設けられる電極の表
面抵抗が前記フロント基板に当接する位置から測って、
前記フロント基板と前記リア基板の間の距離の１０分の
１以上まで達しているようにすることにより最も帯電が
生じ易い位置において、高い除電能を得ることできる。

【００４８】又、上述の発明において、前記支持部材
の、前記リア基板との当接部分近傍と、前記電子放出素
子の間に、前記電子放出素子が放出する電子に対して前
記支持部材から遠ざかる方向の力を生じさせる偏向手段
を有するようにしてもよい。この偏向手段を有すること
により、支持部材を間に挟んで隣接する電子放出素子の
間隔を、支持部材を間に挟まずに隣接する電子放出素子
の間隔よりも大きくする程度を少なくすることができ
る。この偏向手段としては、例えば、支持部材の、リア
基板との当接部近傍に設けた電極であったりする。該電
極は例えば層状に設けられたりする。またこの電極は支
持部材において該電極がない部分よりも抵抗が低くなっ
ていると良い。抵抗が低いと、支持部材においてフロン
ト基板に向けた単位長さ当たり電圧上昇が抑制されるた
め、支持部材のリア基板との当接部近傍において等電位
線の法線が支持部材から離れる方向に向く。それによ
り、電子に支持部材から離れる方向の力を与えることが
できる。又、支持部材をリア基板上の配線の上に設ける
ときは、該電極は該配線に電気的に接続するようにする
とよい。

【００４９】又、上述の発明において、前記複数の電子
放出素子における隣接する電子放出素子の間隔は、電子
が前記支持部材の側に偏向される程度に応じて設定され
る様にしても良い。より具体的には、上述の各発明にお
いて、画像形成部材において各電子放出素子が放出する
電子を照射したい各点を、リア基板に垂直に投射した位
置から、各電子放出素子を設ける位置を支持部材から離
れる方向にずらす際に、そのずらす大きさを偏向を受け
る程度に応じて設定すればよい。

【００５０】又、上記の発明において、前記複数の電子
放出素子における隣接する電子放出素子の間隔は、電子
が前記支持部材の側に偏向される程度に応じて、各電子
放出素子が放出する電子が前記画像形成部材に照射され
る点が概略均等な間隔になるように設定されるようにし
ても良い。より具体的には、上述の各発明において、画
像形成部材において各電子放出素子が放出する電子を照
射したい各点を、リア基板に垂直に投影した位置から、
各電子放出素子を設ける位置を支持部材から離れる方向
にずらす際に、そのずらす大きさを支持部材に近い素子
ほど大きく、支持部材から離れるに従って小さくすれば
よい。

【００５１】本発明の画像形成装置は、以下のような形
態を有するものであってもよい。 前記冷陰極素子は、電子放出部を含む導電性膜を一対
の電極間に有する冷陰極素子であり、特に好ましくは表
面伝導型放出素子である。 前記電子源は、複数の行方向配線と複数の列方向配線
とでマトリクス配線された複数の冷陰極素子を有する単
純マトリクス状配置の電子源をなす。 前記電子源は、並列に配置した複数の冷陰極素子の個
々を両端で接続した冷陰極素子の行を複数配し（行方向
と呼ぶ）、この配線と直交する方向（列方向と呼ぶ）に
沿って、冷陰極素子の上方に配した制御電極（グリッド
とも呼ぶ）により、冷陰極素子からの電子を制御するは
しご状配置の電子源をなす。 また、本発明の思想によれば、表示用として好適な画
像形成装置に限るものでなく、感光性ドラムと発光ダイ
オード等で構成された光プリンタの発光ダイオード等の
代替の発光源として、上述の画像形成装置を用いること
もできる。またこの際、上述のｍ本体の行方向配線とｎ
本の列方向配線を、適宜選択することで、ライン状発光
源だけでなく、２次元状の発光源としても応用できる。
この場合、画像形成部材としては、以下の実施形態で用
いる蛍光体のような直接発光する物質に限るものではな
く、電子の帯電による潜像画像が形成されるような部材
を用いることもできる。

【００５２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係る実施形態の一例を詳細に説明する。

【００５３】＜画像表示装置概要＞先ず、本発明を適用
した画像表示装置の表示パネルの構成と製造方法につい
て、具体的な例を示して説明する。

【００５４】図１２は、実施形態に用いた表示パネルの
斜視図であり、内部構造を示す為にパネルの一部を切り
欠いて示している。

【００５５】図中、１０１５はリアプレート、１０１６
は側壁、１０１７はフェースプレートであり、１０１５
〜１０１７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、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。また、上記気密容器の内部は１
０のマイナス６乗［Ｔｏｒｒ］程度の真空に保持される
ので、大気圧や不意の衝撃などによる気密容器の破壊を
防止する目的で、耐大気圧構造体として、低抵抗膜２１
を有するスペーサ１０２０が設けられている。

【００５６】リアプレート１０１５には、基板１０１１
が固定されているが、該基板上には冷陰極素子１０１２
がＮ×Ｍ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＝１０００以上
の数を設定することが望ましい）。前記Ｎ×Ｍ個の冷陰
極素子は、Ｍ本の行方向配線１０１３とＮ本の列方向配
線１０１４により単純マトリクス配線されている。前
記、１０１１〜１０１４によって構成される部分をマル
チ電子ビーム源と呼ぶ。

【００５７】本発明の画像表示装置に用いるマルチ電子
ビーム源は、冷陰極素子を単純マトリクス配線した電子
源であれば、冷陰極素子の材料や形状あるいは製法に制
限はない。従って、たとえば表面伝導型放出素子やＦＥ
型、あるいはＭＩＮ型などの冷陰極素子を用いることが
できる。

【００５８】次に、冷陰極素子として表面伝導型放出素
子（後述）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。

【００５９】図１４Ａ、１４Ｂに示すのは、図１２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り、
図１４Ａはスペーサのない領域の平面図、図１４Ｂはス
ペーサのある領域の平面図を示す。基板１０１１上に
は、後述の図５で示す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１０１３と
列方向配線電極１０１４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１０１３と列方向配線電極
１０１４の交差する部分では、それら電極間に絶縁層が
形成されており、電気的な絶縁が保たれている。また、
図中、ａはビームスポットが形成される位置を有するラ
インを示す。図１４Ａのスペーサが形成されていない領
域では、電子放出素子部は同じピッチで配置している
が、スペーサ近傍では図１４Ｂに示すように、スペーサ
に近い電子放出素子部は、ビームスポットの形成される
位置に対しスペーサから離れる位置に形成している。ま
た、列方向配線電極１０１４と並行方向に配置する電子
放出部において、複数の電子放出部の位置をビームスポ
ットが形成されるラインからずらす場合、ビームの形成
されるライン位置に対する電子放出部のずれ量はスペー
サに近いほど電子放出部のずれ量がより大きくなるよう
に配置される。

【００６０】図１４ＡのＢ−Ｂ’に沿った断面を、図１
５に示す。

【００６１】なお、このような構造のマルチ電子源は、
予め基板上に行方向配線電極１０１３、列方向配線電極
１０１４、電極間絶縁層（不図示）、及び表面伝導型放
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１０１３及び列方向配線電極１０１４を介して各
素子に給電して通電フォーミング処理（後述）と通電活
性化処理（後述）を行うことにより製造した。

【００６２】本実施形態においては、気密容器のリアプ
レート１０１５にマルチ電子ビーム源の基板１０１１を
固定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板１０
１１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１０
１１自体を用いてもよい。

【００６３】また、フェースプレート１０１７の下面に
は、蛍光膜１０１８が形成されている。本実施形態はカ
ラー表示装置であるため、蛍光膜１０１８の部分にはＣ
ＲＴ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４
（ａ）に示すようにストライプ状に塗り分けられ、蛍光
体のストライプ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。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良
い。

【００６４】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は前記
図４（ａ）に示したストライプ状の配列に限られるもの
ではなく、たとえば同図（ｂ）に示すようなデルタ状配
列や、それ以外の配列であってもよい。

【００６５】なお、モノクロームの表示パネルを作成す
る場合には、単色の蛍光体材料を蛍光膜１０１８に用い
ればよく、また黒色導電材料は必ずしも用いなくともよ
い。

【００６６】また、蛍光膜１０１８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１０１９
を設けてある。メタルバック１０１９を設けた目的は、
蛍光膜１０１８が発する光の一部を鏡面反射して光利用
率を向上させる事や、負イオンの衝突から蛍光膜１０１
８を保護する事や、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事や、蛍光膜１０１８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１０１９は、蛍光膜１０１８をフェースプレー
ト基板１０１７上に形成した後、蛍光膜表面を平滑化処
理し、その上にＡ１を真空蒸着する方法により形成し
た。なお、蛍光膜１０１８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１０１９は用いない。

【００６７】また、本実施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１０１７と蛍光膜１０１８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。

【００６８】図１３は図１２のＡ−Ａ’の断面模式図で
あり、各部の番号は図１２に対応している。本実施形態
においては、フェースプレート近傍の帯電を有効に緩和
する為の電極である低抵抗膜２１に加えて、スペーサ１
０２０は絶縁性部材１の表面に帯電緩和を目的とした高
抵抗膜１１を成膜している。更に、フェースプレート１
０１７の内側（メタルバック１０１９等）に面したスペ
ーサの当接面３及び接する側面５に低抵抗膜２１を成膜
している。上記目的を達成するのに必要な数だけ、かつ
必要な間隔において配置され、フェースプレートの内側
及び基板１０１１の表面に接合材１０４１により固定さ
れる。

【００６９】また、高抵抗膜１１は、絶縁性部材１の表
面のうち、少なくとも気密容器内の真空中に露出してい
る面に成膜されており、スペーサ１０２０上の低抵抗膜
２１及び接合材１０４１を介して、フェースプレート１
０１７の内側（メタルバック１０１９等）及び基板１０
１１の表面（行方向配線１０１３または列方向配線１０
１４）に電気的に接続される。ここで説明される態様に
おいては、スペーサ１０２０の形状は薄板状とし、行方
向配線１０１３に平行に配置され、行方向配線１０１３
に電気的に接続されている。

【００７０】スペーサ１０２０としては、基板１０１１
上の行方向配線１０１３及び列方向配線１０１４とフェ
ースプレート１０１７内面のメタルバック１０１９との
間に印加される高電圧に耐えるだけの絶縁性を有し、か
つスペーサ１０２０の表面への帯電を防止する程度の導
電性を有している。

【００７１】スペーサ１０２０の絶縁性部材１として
は、たとえば石英ガラス、Ｎａ等の不純物含有量を減少
したガラス、ソーダライムガラス、アルミナ等のセラミ
ックス部材等があげられる。なお、絶縁性部材１はその
熱膨張率が気密容器及び基板１０１１をなす部材と近い
ものが好ましい。

【００７２】スペーサ１０２０を構成する高抵抗膜１１
には、高電位側のフェースプレート１０１７（メタルバ
ック１０１９等）に印加される加速電圧Ｖａを帯電防止
膜である高抵抗膜１１の抵抗値Ｒｓで除した電流が流さ
れる。そこで、スペーサの抵抗値Ｒｓは帯電防止及び消
費電力からその望ましい範囲に設定される。帯電防止の
観点から表面抵抗Ｒ／□は１０の１２乗Ω以下であるこ
とが好ましい。十分な帯電防止効果を得るためには１０
の１１乗Ω以下がさらに好ましい。表面抵抗の下限はス
ペーサ形状とスペーサ間に印加される電圧により左右さ
れるが、１０の５乗Ω以上であることが好ましい。

【００７３】絶縁材料上に形成された高抵抗膜の厚みｔ
は１０ｎｍ〜１μｍの範囲が望ましい。材料の表面エネ
ルギー及び基板との密着性や基板温度によっても異なる
が、一般的に１０ｎｍ以下の薄膜は島状に形成され、抵
抗が不安定で再現性に乏しい。一方、膜厚ｔが１μｍ以
上では膜応力が大きくなって膜はがれの危険性が高ま
り、かつ成膜時間が長くなるため生産性が悪い。従っ
て、膜厚は５０〜５００ｎｍであることが望ましい。表
面抵抗Ｒ／□はρ／ｔであり、以上に述べたＲ／□とｔ
の好ましい範囲から、高抵抗膜の比抵抗ρは０．１［Ω
ｃｍ］乃至１０の８乗［Ωｃｍ］が好ましい。さらに表
面抵抗と膜厚のより好ましい範囲を実現するためには、
ρは１０の２乗乃至１０の６乗Ωｃｍとするのが良い。

【００７４】スペーサは上述したようにその上に形成し
た高抵抗膜を電流が流れることにより、あるいはディス
プレイ全体が動作中に発熱することによりその温度が上
昇する。高抵抗膜の抵抗温度係数が大きな負の値である
と温度が上昇した時に抵抗値が減少し、スペーサに流れ
る電流が増加し、さらに温度上昇をもたらす。そして電
流は電源の限界を越えるまで増加し続ける。このような
電流の暴走が発生する抵抗温度係数の値は経験的に負の
値で絶対値が１％以上である。すなわち、高抵抗膜の抵
抗温度係数は−１％未満であることが望ましい。

【００７５】帯電防止特性を有する高抵抗膜１１の材料
としては、例えば金属酸化物を用いることができる。金
属酸化物の中でも、クロム、ニッケル、銅の酸化物が好
ましい材料である。その理由はこれらの酸化物は二次電
子放出効率が比較的小さく、冷陰極素子１０１２から放
出された電子がスペーサ１０２０に当たった場合におい
ても帯電しにくいためと考えられる。金属酸化物以外に
も炭素は二次電子放出効率が小さく好ましい材料であ
る。特に、非晶質カーボンは高抵抗であるため、スペー
サ抵抗を所望の値に制御しやすい。

【００７６】ここでは、スペーサ１０２０を構成する低
抵抗膜２１は、高抵抗膜１１を高電位側のフェースプレ
ート１０１７（メタルバック１０１９等）と電気的に接
続する機能も有している。以下では、中間電極層（中間
層）という名称も用いる。中間電極層（中間層）は以下
に列挙する複数の機能を有することができる。

【００７７】高抵抗膜１１をフェースプレート１０１
７と電気的に接続する。

【００７８】既に記載したように、高抵抗膜１１はスペ
ーサ１０２０表面での帯電を緩和する目的で設けられた
ものであるが、高抵抗膜１１をフェースプレート１０１
７（メタルバック１０１９等）と直接あるいは当接材１
０４１を介して接続した場合、接続部界面に大きな接触
抵抗が発生し、スペーサ表面に発生した電荷を速やかに
除去できなくなる可能性がある。フェースプレート１０
１７及び接合材１０４１と接触するスペーサ１０２０の
当接面３あるいは側面部５に低抵抗の中間層を設けるこ
とにより、この問題も改善することができる。

【００７９】高抵抗膜１１の電位分布を均一化する。

【００８０】冷陰極素子１０１２より放出された電子
は、フェースプレート１０１７と基板１０１１の間に形
成された電位分布に従って電子軌道を成す。スペーサ１
０２０の近傍で電子軌道に乱れが生じないようにするた
めには、高抵抗膜１１の電位分布を全域にわたって制御
する必要がある。高抵抗膜１１をフェースプレート１０
１７（メタルバック１０１９等）及び基板１０１１（配
線１０１３，１０１４等）と直接あるいは当接材１０４
１を介して接続した場合、接続部界面の接触抵抗の為
に、接続状態のむらが発生し、高抵抗膜１１の電位分布
が所望の値からずれてしまう可能性がある。スペーサ１
０２０がフェースプレート１０１７と当接するスペーサ
端部（当接面３あるい側面部５）の全長域に低抵抗の中
間層を設け、この中間層部に所望の電位を印加すること
によって、高抵抗膜１１全体の電位を制御可能とする効
果もある。

【００８１】放出電子の軌道を制御する。

【００８２】冷陰極素子１０１２より放出された電子
は、フェースプレート１０１７と基板１０１１の間に形
成された電位分布に従って電子軌道を成す。スペーサ近
傍の冷陰極素子から放出された電子に関しては、スペー
サを設置することに伴う制約（配線、素子位置の変更
等）が生じる場合がある。このような場合、歪みやむら
の無い画像を形成するためには、放出された電子の軌道
を制御してフェースプレート１０１７上の所望の位置に
電子を照射する必要がある。フェースプレート１０１７
と当接する面の側面部５に低抵抗の中間層を設けること
により、スペーサ１０２０近傍の電位分布に所望の特性
を持たせ、放出された電子の軌道を制御することができ
る。

【００８３】低抵抗膜２１は、高抵抗膜１１に比べ十分
に低い抵抗値を有する材料を選択すればよく、Ｎｉ，Ｃ
ｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等
の金属、あるいは合金、及びＰｄ，Ａｇ，Ａｕ，ＲｕＯ
２，Ｐｄ−Ａｇ等の金属や金属酸化物とガラス等から構
成される印刷導体、あるいはＩｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２等の
透明導体及びポリシリコン等の半導体材料等より適宜選
択される。

【００８４】接合材１０４１はスペーサ１０２０が行方
向配線１０１３及びメタルバック１０１９と電気的に接
続するように、導電性を持たせる必要がある。即ち、導
電性接着剤や金属粒子や導電性フィラーを添加したフリ
ットガラスが好適である。

【００８５】また、Ｄｘ１〜Ｄｘｍ及びＤｙ１〜Ｄｙｎ
及びＨｖは、当該表示パネルと不図示の気回路とを電気
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１０１３と、Ｄｙ１〜Ｄｙｎはマルチ電子ビーム源の
列方向配線１０１４と、Ｈｖはフェースプレートのメタ
ルバック１０１９と電気的に接続している。

【００８６】また、気密容器内部を真空に排気するに
は、気密容器を組立てた後、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、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。

【００８７】以上説明した表示パネルを用いた画像表示
装置は、容器外端子Ｄｘ１ないしＤｘｍ、Ｄｙ１ないし
Ｄｙｎを通じて各冷陰極素子１０１２に電圧を印加する
と、各冷陰極素子１０１２から電子が放出される。それ
と同時にメタルバック１０１９に容器外端子をＨｖを通
じて数百［Ｖ］ないし数［ｋＶ］の高圧を印加して、上
記放出された電子を加速し、フェースプレート１０１７
の内面に衝突させる。これにより、蛍光膜１０１８をな
す各色の蛍光体が励起されて発光し、画像が表示され
る。

【００８８】通常、冷陰極素子である本発明の表面伝導
型放出素子への１０１２への印加電圧は１２〜１６
［Ｖ］程度、メタルバック１０１９と冷陰極素子１０１
２との距離ｄは０．１［ｍｍ］から８［ｍｍ］程度、メ
タルバック１０１９と冷陰極素子１０１２間の電圧０．
１［ｋＶ］から１０［ｋＶ］程度である。

【００８９】以上、本発明の実施形態の表示パネルの基
本構成と製法、及び画像表示装置の概要を説明した。

【００９０】＜マルチ電子ビーム源の製造方法＞次に、
前記実施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。本実施形態の画像表示装
置に用いるマルチ電子ビーム源は、冷陰極素子を単純マ
トリクス配線した電子源であれば、冷陰極素子の材料や
形状あるいは製法に制限はない。したがって、たとえば
表面伝導型放出素子やＦＥ型、あるいはＭＩＭ型などの
冷陰極素子を用いることができる。

【００９１】ただし、表示画面が大きくてしかも安価な
表示装置が求められる状況のもとでは、これらの冷陰極
素子の中でも、表面伝導型放出素子が特に好ましい。す
なわち、ＦＥ型ではエミッタコーンとゲート電極の相対
位置や形状が電子放出特性を大きく左右するため、極め
て高精度の製造技術を必要とするが、これは大面積化や
製造コストの低減を達成するには不利な要因となる。ま
た、ＭＩＭ型では、絶縁層と上電極の膜厚を薄くてしか
も均一にする必要があるが、これも大面積化や製造コス
トの低減を達成するには不利な要因となる。その点、表
面伝導型放出素子は、比較的製造方法が単純なため、大
面積化や製造コストの低減が容易である。また、発明者
らは、表面伝導型放出素子の中でも、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とりわけ電
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。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。

【００９２】＜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。

【００９３】＜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５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）および断面
図（ｂ）である。図中、１１０１は基板、１１０２と１
１０３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、１１
１３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、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。

【００９５】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Ｉｎ2 Ｏ3 −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。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。

【００９６】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ー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ーより数十マイクロメータ
ーの範囲である。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ーの
範囲から適当な数値が選ばれる。

【００９７】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。

【００９８】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。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、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 ，Ｉｎ2 Ｏ3 ，ＰｂＯ，Ｓｂ2 Ｏ3 ，などをはじ
めとする酸化物や、ＨｆＢ2 ，ＺｒＢ2 ，ＬａＢ6 ，Ｃ
ｅＢ6 ，ＹＢ4 ，ＧｄＢ4 ，などをはじめとする硼化物
や、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ，
などをはじめとする炭化物や、ＴｉＮ，ＺｒＮ，Ｈｆ
Ｎ，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。

【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】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５（ｂ）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。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５においては模式的に示してある。

【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。

【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５に
おいては模式的に示した。また、平面図（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、実施形態においては以下のような素子を用いた。

【０１０６】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。

【０１０７】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。

【０１０８】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６（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、各部材の表記は図５と同一である。

【０１０９】１）まず、図６（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。

【０１１０】形成するにあたっては、あらかじめ基板１
１０１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。）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、同図（ａ）に示した一対の素子電極（１１０２と１
１０３）を形成する。

【０１１１】２）次に、同図（ｂ）に示すように、導電
性薄膜１１０４を形成する。

【０１１２】形成するにあたっては、まず図６（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、本実施形態では主要元素としてＰｄを用いた。ま
た、実施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。）。

【０１１３】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。

【０１１４】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１１０
３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。

【０１１５】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。
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１１０３の間で
計測される電気抵抗は大幅に増加する。

【０１１６】通電方法をより詳しく説明するために、図
７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１
１１１で計測した。

【０１１７】実施形態においては、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、モニターパルス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、モニターパルスの電圧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１ｘ１０の６乗［オーム］になった段階、す
なわちモニターパルス印加時に電流計１１１１で計測さ
れる電流が１ｘ１０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。

【０１１８】なお、上記の方法は、本実施形態の表面伝
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。

【０１１９】４）次に、図６（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、先の
工程で形成された電子放出特性の改善を行う。

【０１２０】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１１１３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１００倍以上に増加させることがで
きる。

【０１２１】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。

【０１２２】通電方法をより詳しく説明するために、図
８（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。なお、上述の通電条件は、本実施形態の
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】図６（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。（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。）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８（ｂ）に示すが、活性化電源１１１
２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。

【０１２４】なお、上述の通電条件は、本実施形態の表
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。

【０１２５】以上のようにして、図６（ｅ）に示す平面
型の表面伝導型放出素子を製造した。

【０１２６】＜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。

【０１２７】図９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、１２
０２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、１２１
３は通電活性化処理により形成した薄膜、である。

【０１２８】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。し
たがって、図５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１２０６の段差高Ｌｓとし
て設定される。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１２０
４、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１
２０６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。

【０１２９】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１０（ａ）〜（ｆ）は、製造工程
を説明するための断面図で、各部材の表記は前記図９と
同一である。

【０１３０】１）まず、図１０（ａ）に示すように、基
板１２０１上に素子電極１２０３を形成する。

【０１３１】２）次に、同図（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。

【０１３２】３）次に、同図（ｃ）に示すように、絶縁
層の上に素子電極１２０２を形成する。

【０１３３】４）次に、同図（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。

【０１３４】５）次に、同図（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。

【０１３５】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６（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６（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）。

【０１３６】以上のようにして、図１０（ｆ）に示す垂
直型の表面伝導型放出素子を製造した。

【０１３７】＜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。

【０１３８】図１１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。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。

【０１３９】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。

【０１４０】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。

【０１４１】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。

【０１４２】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。

【０１４３】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。

【０１４４】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Ｖｔ
ｈ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。

【０１４５】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。

【０１４６】＜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。

【０１４７】図１４に示すのは、図１２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５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１０１３と列方
向配線電極１０１４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１０１３と列方向配線電極１０
１４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。

【０１４８】図１４のＢ−Ｂ’に沿った断面を図１５に
示す。

【０１４９】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１０１３、列方向配
線電極１０１４、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１０１３および列方向配線電極１０１４
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。

【０１５０】＜駆動回路構成（及び駆動方法）＞図１６
は、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づいてテレビジョン
表示を行なうための駆動回路の概略構成をブロック図で
示したものである。

【０１５１】図中、表示パネル１７０１は前述したよう
に製造され、動作する装置である。また、走査回路１７
０２は表示ラインを走査し、制御回路１７０３は走査回
路へ入力する信号等を生成する。シフトレジスタ１７０
４は１ライン毎のデータをシフトし、ラインメモリ１７
０５は、シフトレジスタ１７０４からの１ライン分のデ
ータを変調信号発生器１７０７に入力する。同期信号分
離回路１７０６はＮＴＳＣ信号から同期信号を分離す
る。

【０１５２】以下、図１６の装置各部の機能を詳しく説
明する。

【０１５３】まず表示パネル１７０１は、端子Ｄｘ１な
いしＤｘｍ、及び端子Ｄｙ１ないしＤｙｎ、及び高圧端
子Ｈｖを介して外部の電気回路と接続されている。この
うち、端子Ｄｘ１ないしＤｘｍには、表示パネル１７０
１内に設けられている電子源１、すなわちｍ行ｎ列の行
列上にマトリクス配線された電子放出素子群１５を一行
（ｎ素子）ずつ順次駆動してゆくための走査信号が印加
される。

【０１５４】一方、端子Ｄｙ１ないしＤｙｎには、前記
走査信号により選択された一行の電子放出素子１５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５Ｋ［Ｖ］の直流電圧が供給されるが、これ
は電子放出素子１５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。

【０１５５】次に、走査回路１７０２について説明す
る。

【０１５６】同回路は、内部にｍ個のスイッチング素子
（図中、Ｓ１ないしＳｍで模式的に示されている）を備
えるもので、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１７０１の端子Ｄｏｘ１な
いしＤｏｘｍと電気的に接続するものである。Ｓ１ない
しＳｍの各スイッチング素子は、制御回路１７０３が出
力する制御信号ＴSCANに基づいて動作するものだが、実
際には例えばＦＥＴの様なスイッチング素子を組み合わ
せることにより容易に構成することが可能である。

【０１５７】なお、前記直流電圧源Ｖｘは、図１１に例
示した電子放出素子の特性に基づき、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Ｖｔｈ電
圧以下となるよう、一定電圧を出力するよう設定されて
いる。

【０１５８】また、制御回路１７０３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持つものである。次に説明
する同期信号分離回路１７０６より送られる同期信号Ｔ
syncに基づいて、各部に対してＴscan及びＴsft及びＴm
ryの各制御信号を発生する。

【０１５９】同期信号分離回路１７０６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、よく知られ
ているように周波数分離（フィルタ）回路を用いれば容
易に構成できるものである。同期信号分離回路１７０６
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、前記テレビ信
号から分離された画像の輝度信号成分を便宜上ＤＡＴＡ
信号として表すが、同信号はシフトレジスタ１７０４に
入力される。

【０１６０】シフトレジスタ１７０４は、時系列的にシ
リアルに入力される前記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、前記
制御回路１７０３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１７０４のシフトクロックであると言い換えること
もできる。

【０１６１】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、ＩD1ないしＩDnのｎ個の並列信号として前
記シフトレジスタ１７０４より出力される。

【０１６２】ラインメモリ１７０５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１７０３より送られる制御信号Ｔmryに
したがって適宜ＩD1ないしＩDnの内容を記憶する。記憶
された内容は、Ｉ’D1ないしＩ’Dnとして出力され、変
調信号発生器１７０７に入力される。

【０１６３】変調信号発生器１７０７は、前記画像デー
タＩ’D1ないしＩ’Dnの各々に応じて電子放出素子１５
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ないしＤｏｙｎを通じて表示パネ
ル１７０１内の電子放出素子１５に印加される。

【０１６４】図１１を用いて説明したように、本発明に
関わ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（後述する実施形態の表面伝導型放出素
子では８［Ｖ］）があり、しきい値Ｖｔｈ以上の電圧が
印加されたときのみ電子放出が生じる。

【０１６５】また、電子放出しきい値Ｖｔｈ以上の電圧
に対しては、図１１のように電圧の変化に応じて放出電
流Ｉｅも変化してゆく。このことから、本素子にパルス
状の電圧を印加する場合、電子放出しきい値Ｖｔｈ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Ｖｔｈ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、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。また、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。

【０１６６】従って、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
方式等が採用できる。電圧変調方式を実施するに際して
は、変調信号発生器１７０７として一定の長さの電圧パ
ルスを発生し、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を用いることがで
きる。また、パルス幅変調方式を実施するに際しては、
変調信号発生器１７０７として一定の波高値の電圧パル
スを発生し、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
ことができる。

【０１６７】シフトレジスタ１７０４やラインメモリ１
７０５は、デジタル信号式のものでもアナログ信号式の
ものでも採用できる。すなわち、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われればよいから
である。

【０１６８】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路１７０６の出力信号ＤＡＴＡをデジタル信号
化する必要があるが、これには同期信号分離回路１７０
６の出力部にＡ／Ｄ変換器を設ければよい。これに関し
てラインメモリ１７０５の出力信号がデジタル信号かア
ナログ信号かにより、変調信号発生器に用いられる回路
が若干異なったものとなる。すなわち、デジタル信号を
用いた電圧変調方式の場合、変調信号発生器１７０７に
は、例えばＤ／Ａ変換回路を用い、必要に応じて増幅回
路などを付加する。パルス幅変調方式の場合、変調信号
発生器１７０７には、例えば高速の発振器および発振器
の出力する波数を計数する計数器（カウンタ）および計
数器の出力値と前記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。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
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
器を付与することもできる。

【０１６９】アナログ信号を用いた電圧変調方式の場
合、変調信号発生器１７０７には、例えばオペアンプな
どを用いた増幅回路を採用でき、必要に応じてシフトレ
ベル回路などを付加することもできる。パルス幅変調方
式の場合には、例えば、電圧制御型発信回路（ＶＣＯ）
を採用でき、必要に応じて電子放出素子の駆動電圧まで
電圧増幅するための増幅器を付加することもできる。

【０１７０】このような構成をとりうる本実施形態の画
像表示装置においては、各電子放出素子に、容器外端子
Ｄｘ１乃至Ｄｘｍ、Ｄｙ１乃至Ｄｙｎを介して電圧を印
加することにより、電子放出が生じる。高圧端子Ｈｖを
介してメタルバック１０１９あるいは透明電極（不図
示）に高圧を印加し、電子ビームを加速する。加速され
た電子は蛍光膜１０１８に衝突し、発光が生じて画像が
形成される。

【０１７１】ここで述べた画像表示装置の構成は、本発
明を適用可能な画像形成装置の一例であり、本発明の思
想に基づいて種々の変形が可能である。入力信号につい
てはＮＴＳＣ方式を挙げたが、入力信号はこれに限るも
のではなく、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ方式など他、これらよ
り多数の走査線からなるＴＶ信号（ＭＵＳＥ方式をはじ
めとする高品位ＴＶ）方式をも採用できる。

【０１７２】＜スペーサと周辺の電子放出素子の構成＞
ここで図１を用いてスペーサと電子放出素子の構成につ
いて説明する。同図（ａ），（ｂ）ともに、３０は蛍光
体とメタルバックを含むフェースプレート、３１は電子
源基板を含むリアプレート、５０はスペーサ、５１はス
ペーサ表面の高抵抗膜、５２はフェースプレート側の電
極（中間層）、１３は素子駆動用配線、１１１は素子、
１１２は代表的な電子ビーム軌道、２５は等電位線であ
る。また、ａはフェースプレート内面からフェースプレ
ート側の電極（中間層）の下端部までの長さ、ｄは電子
源基板−フェースプレート間距離である。

【０１７３】以下、本発明に至った考え方を再度順を追
って説明する。

【０１７４】スペーサの近傍から放出された電子の一部
がスペーサにあたることにより、あるいは放出電子の作
用でイオン化したイオンがスペーサに付着することによ
りスペーサ帯電が起こる。このスペーサ帯電により素子
から放出された電子はその軌道を曲げられ、正規な位置
とは異なる位置に到達し、スペーサ近傍の画像が歪んで
みえる問題があった。このため、スペーサ５０の表面に
高抵抗膜５１を施し、スペーサ帯電を緩和する対策を採
っている。しかし、冷陰極素子からの電子放出量が大き
くなると高抵抗膜の除電能力が足らなくなり、帯電量が
電子放出量に依存するようになる。この場合、電子ビー
ムも揺らいでしまう新たな問題が生じた。特に、電子が
直接スペーサに当たらない場合はフェースプレートから
の反射電子による帯電が主に寄与すると考えられ、フェ
ースプレートで反射される電子によるスペーサ帯電は図
２に示すようにフェースプレート側で多く帯電するよう
な分布となる。図２に示すように最も多い帯電量の多い
場所はフェースプレートからおよそ電子源基板−フェー
スプレート間距離の１０分の１の位置にある。従って、
本発明の第一の要件として、この最も帯電量の多い場所
を電極で覆うことは電子ビームの揺らぎを抑制する上で
最も効果的であると考えた。よって、図１の（ａ）に示
すようにフェースプレート側の中間層５２（長さａ）を
リアプレート側に伸ばした。

【０１７５】しかし、電子ビームは１１２のような軌道
をとり、定常的にスペーサ５０（５１〜５３を含む）寄
りに移動することが予想される。従って、本発明の第二
の要件として、同図（ｂ）に示すようにスペーサ付近の
電子放出素子１１１をそこからの電子がフェースプレー
ト上の到達位置よりもスペーサから離れる方向へずらす
ことにより電子ビームを正規の位置に到達させることが
できる。スペーサのフェースプレート側の電極の影響は
スペーサに近い素子ほど受け易く電子の到達位置との距
離を離さなければならない。

【０１７６】ここで、スペーサのフェースプレート側の
中間層の長さは放電耐圧の低下、長くし過ぎるとスペー
サ周辺の素子をずらしても補正しきれない、等の問題が
生じるために加速電圧とスペーサの高抵抗膜の露出中の
関係が８ｋＶ／ｍｍ以下となるようにスペーサの中間層
の長さを設定する必要がある。また、放電耐圧を更に上
げるために加速電圧と高抵抗膜の露出長の関係が４ｋＶ
／ｍｍ以下となるようにスペーサの中間層の長さを設定
することが好ましい。

【０１７７】また、スペーサの電子源基板に接する側
面、スペーサの電子源基板に面する当接面にも電子源基
板と同電位にするための電極を付けても良い。この場
合、電子源基板とスペーサの導通が良くなることに加
え、側面にある程度の長さの電極を設けることでスペー
サ近傍の素子から放出された電子ビームをいったんスペ
ーサから離れる方向へ移動させ、フェースプレート側の
電極によってスペーサ側へ移動することで相殺でき、ビ
ームを正規の位置に到達させすることもできる。この
時、電子源基板側の電極を長くし過ぎるといったんスペ
ーサから離れた電子ビームがフェースプレート側の電極
によっても引き戻すことが出来なくなるため、電子源基
板側の電極の長さは電子源基板−フェースプレート間距
離に応じて設定しなければならない。このようにスペー
サの電子源基板に面する当接面及び側面に中間層を設け
た場合、素子のずらし量が電極のない場合に比べて少な
く済み、配線や素子を形成するマージンが広がる。

【０１７８】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳
述する。

【０１７９】以下に述べる各実施例においては、マルチ
電子ビーム源として、前述した、電極間の導電性微粒子
膜に電子放出部を有するタイプのＮ×Ｍ個（Ｎ＝３０７
２、Ｍ＝１０２４）の表面伝導型放出素子を、Ｍ本の行
方向配線とＮ本の列方向配線とによりマトリクス配線
（図１２及び図１４参照）を用いた。

【０１８０】なお、スペーサは画像形成装置の耐大気圧
性を得るための適当な枚数を配置している。

【０１８１】＜実施例１＞本実施例１を図１（ｂ）〜図
３を用いて説明する。３０は蛍光体とメタルバックを含
むフェースプレート、３１は電子源基板を含むリアプレ
ート、５０はスペーサ、５１はスペーサ表面の導電性薄
膜、５２はフェースプレート側の中間層、５３はリアプ
レート側の中間層、１３は列方向または行方向配線、１
１１の１はスペーサに最も近い列または行の素子（以下
最近接ライン）、１１１の２はスペーサに２番目に近い
列または行の素子（以下第二近接ライン）、以降順に第
ｎ近接ラインとする。１１２の１は最近接ラインの代表
的な電子ビーム軌道、１１２の２は第二近接ラインの代
表的な電子ビーム軌道、２５は等電位線である。また、
ａはフェースプレート内面からフェースプレート側の中
間層の下端部までの長さ、ｂはリアプレート内面からリ
アプレート側の中間層の上端部までの長さ、ｄは電子源
基板−フェースプレート間距離。

【０１８２】本実施例１の特徴は電極５２に電気接続を
取るためだけでなく、電子放出素子を正規の位置からず
らすことと合わせて、スペーサ付近の電子ビームの軌
道、例えば１１２の１及び１１２の２を補正する効果を
持たせることにある。電子源基板−フェースプレート間
距離ｄは２ｍｍ、スペーサの厚さは２００μｍ、スペー
サ側面と最近接ラインの距離は５６０μｍ、第２近接ラ
インとの距離は１０７０μｍ、第３近接ラインは１６８
０μｍ、第４近接ラインは２３５０μｍ、以降７００μ
ｍ間隔で並んでいる。

【０１８３】ここでは、各電子放出素子の放出電子が画
像形成部材に照射される位置を７００μｍ間隔で配置し
たいので、上述のように素子ピッチを設定している。こ
こではスペーサを間に挟んで隣接する電子放出素子の中
央にスペーサの中央がくるように配置しており、該隣接
する電子放出素子それぞれが放出する電子はスペーサの
中央に対して対称な位置に来るように設定している。よ
って、スペーサに最近接の素子が放出する電子の照射位
置は、スペーサの側面から概略２５０μｍはなれた位置
であり、第２近接の素子が放出する電子の照射位置はス
ペーサの側面から概略９５０μｍはなれた位置であり、
以降、概略７００μｍずつ離れた位置に各電子放出素子
が放出する電子が照射されるようにしている。本実施例
における電子放出素子の位置は、各照射点をリア基板に
垂直に投影した位置から、最近接の素子では３１０μｍ
だけスペーサから離れる方向にずらしており、第２近接
の素子では１２０μｍスペーサから離れる方向にずらし
ており、第３近接の素子では３０μｍスペーサから離れ
る方向にずらしている。第４近接の素子以降では、スペ
ーサの電極による偏向の影響は少なく、スペーサからあ
離れる方向にはずらしてない。この時、スペーサの導電
膜としてＳｎＯ2を用い表面抵抗は１０の１０乗Ω台、
フェースプレート側電極の長さは７６０μｍとした。

【０１８４】尚、図１（ｂ）に示す本実施形態ではリア
プレート側の電極５３はつけていない。ここでフェース
プレート３０に３ｋＶの電圧を印可し、素子を駆動した
とき、１素子あたりの電子放出両Ｉｅが３μＡでみる
と、フェースプレート３０上でのビーム位置は、ほぼ７
００μｍ間隔で正規の位置に到達し、１素子当たりＩｅ
が約２〜６μＡに対して位置変動（揺らぎ）がなかっ
た。また、フェースプレートへの印加電圧を２〜６ｋＶ
と変化させたが電子ビームの到達位置に変動はなかっ
た。

【０１８５】これらは従来のように、スペーサとフェー
スプレートが導通を取るためだけのものであって、スペ
ーサの側面と最近接ラインとの距離が２５０μｍ、ライ
ン間隔が７００μｍに比べて、スペーサから素子が離れ
ているがビームは正規の等間隔な位置に到達している。
また、この時、スペーサから第４近接ラインより遠い素
子では殆どスペーサの影響は受けていない。

【０１８６】また、図３にしめすようにスペーサと電子
源基板との導通を良くするためにスペーサの電子源基板
に接する側面に高さが５０μｍ程度の電極５３を付けた
とき、及び図３の（ｂ）のようにスペーサの電子源基板
に面する当接面に電極を付けた時には、該電子源基盤側
の電極による偏向の影響は少なく、同様の結果が得られ
た。

【０１８７】ここで本実施例において、電子源として平
面フィールドエミッション（ＦＥ）型電子放出素子を電
子放出素子として用いた例を図２１を用いて説明する。

【０１８８】図２１は平面ＦＥ型電子放出電子源の上面
図であり、３１０１は電子放出部、３１０２及び３１０
３は電子放出部３１０１に電位を与える一対の素子電
極、３１０４、３１０５は素子電極、３１１３は行方向
配線であり、３１０５に接続された行方向配線３１１３
にはスペーサが形成されている。また、３１１４は列方
向配線、１０２０はスペーサ、ａはスポットの中心が形
成されるラインである。

【０１８９】素子電極３１０２、３１０３間に電圧を印
加することにより電子放出部３１０１内の鋭利な先端部
より電子が放出され、電子源と対向して設けられた加速
電極（図示せず）に電子が引き寄せられて蛍光体（図示
せず）に衝突し蛍光体を発光させる。本例において、素
子電極３１０４、３１０５を上述例と同様にずらすこと
により、スペーサ近傍においてもズームずれが抑制され
た高品位な画像をえることが同様に可能となった。

【０１９０】尚、本例においてビームスポットの形成さ
れる周期は１３５０μｍとし、電子放出部の位置をずら
すのはスペーサに最近接の放出部のみとした。このと
き、スペーサ側面と最近接電子放出部との距離は８５０
μｍ、第２近接ラインとの距離は１９２５μｍ、第３近
接ラインは３２７５μｍである。

【０１９１】また、本発明はスピント型電子放出素子に
おいても適用可能で、同様の効果を得ることが可能であ
る。

【０１９２】なお、本実施例においては、スペーサの基
板材料としては青板ガラスを用いたが、アルミナ、窒化
アルミ等の絶縁性のセラミックスを用いても同様の効果
を得ることが可能である。

【０１９３】＜実施形態２＞本実施例２が実施形態１と
異なるのはスペーサと電子源基板との当接位置からフロ
ント基板側に１８０μｍの位置まで達する電極を付け、
スペーサの側面と最近接ラインとの距離は４４０μｍ
（正規の位置）、第２近接ラインとの距離は１０５０μ
ｍ、第３近接ラインとの距離は１６８０μｍ、第４近接
ライン以降は正規の位置としたことである。

【０１９４】ここでも、各電子放出素子の放出電子が画
像形成部材に照射される位置を７００μｍ間隔で配置し
たいので、上述のように素子ピッチを設定している。こ
こでは、スペーサを間に挟んで隣接する電子放出素子の
中央にスペーサの中央が来るように配置しており、該隣
接する電子放出素子それぞれが放出する電子はスペーサ
の中央に対して対称な位置に来るように設定している。
よって、スペーサに最近接の素子が放出する電子の照射
位置は、スペーサの側面から概略２５０μｍはなれた位
置であり、第２近接の素子が放出する電子の照射位置は
スペーサの側面から概略９５０μｍはなれた位置であ
り、以降概略７００μｍずつ離れた位置に各電子放出素
子が放出する電子が照射されるようにしている。本実施
例における電子放出素子の位置は、各照射点をリア基板
に垂直に投射した位置から、最近接の素子では、１９０
μｍスペーサから離れる方向にずらしており、第２近接
の素子では、１００μｍスペーサから離れる方向にずら
しており、第３近接の素子では、３０μｍスペーサから
離れる方向にずらしている。第４近接の素子以降では、
スペーサの電極による偏向の影響は少なく、スペーサか
ら離れる方向にはずらしていない。この実施例では、ス
ペーサのリア基板近傍に設けた電極により、電子はスペ
ーサから離れる方向の力を受けるので、実施形態１に比
べて、電子の照射点をリア基板に垂直に投影したい力の
各素子をずらす大きさは、小さくなっている。この結果
として、実施形態１と遜色のない結果が得られた。これ
により、支持部材の電子源基板側に設けた電極によって
スペーサ近傍の素子からのビームをスペーサから遠ざけ
ることと、素子をスペーサから遠ざけて配置することの
併用の効果が確認された。

【０１９５】＜実施形態３＞本実施形態が実施形態１と
異なるのは電子源基板−フェースプレート間距離ｄを３
ｍｍ、リアプレート側の電極を２００μｍ、フェースプ
レート側の電極を１０００μｍにし、最近接ライン〜第
５近接ラインまで順にスペーサ側面６９０，１２１０，
１７６０，２４２０，３０７０μｍに位置し、それ以降
は正規の位置に配置したことである。

【０１９６】この結果、Ｉｅが３μＡの時に全ての素子
からの電子が正規の位置に到達し、Ｉｅが３〜６μＡに
対して揺らぎがなかった。

【０１９７】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、電子ビームがスペーサに当たることなくターゲット
まで到達し、スペーサ付近での画像の歪みを軽減するこ
とが可能となった。さらに、スペーサ付近のビームの輝
度に依存したビーム到達位置の変動（揺らぎ）を軽減す
ることが可能となった。

【０１９８】＜実施形態４＞本実施例では、実施例１と
同様の構成を持つ画像形成装置において、中間層の構造
を一部変えた例について説明する。

【０１９９】図２２及び図２３を用いて説明する。図２
２はフェースプレート側の当接面にも電極を形成し、且
つ、リアプレートにも電極を設けたスペーサを説明する
図、図２３は図２２に示したスペーサにおいて更にリア
プレート側の当接面にも電極を形成したスペーサを示す
図であり、（ｂ）図は（ａ）図のＡ−Ａ断面図における
スペーサの断面図を示す。図２２及び図２３において、
５２はフェースプレート側の電極、５１ａはスペーサ基
板、５３はリアプレート側の電極である。なお、本実施
例においても、先の実施例と同様、高抵抗膜（図示せ
ず）をスペーサ基板５１ａの表面に形成しており、他の
構成はすべて実施例１と同様にして作成した。

【０２００】図２２のスペーサ及び図２３のスペーサを
フェースプレート側電極の長さを７６０μｍとし、リア
プレート側の電極の長さを５０μｍとして実施例１の画
像形成装置に適用したところ、実施例１と同様、スペー
サ近傍においてもビームずれが抑制された高品位な画像
を得ることが同様に可能となった。

【０２０１】＜実施形態５＞本実施例では、実施例１と
同様の構成を持つ画像形成装置において、中間層材料に
抵抗材を用いた場合の電子放出素子構成について図２４
を用いて説明する。

【０２０２】ここでは図２４において、３３０は蛍光体
とメタルバックを含むフェースプレート、３３１は電子
源基板を含むリアプレート、３５０はスペーサ、３５１
はスペーサ表面の高抵抗膜、３５２はフェースプレート
側の抵抗膜（中間層）、３５３はリアプレート側の抵抗
膜（中間層）、３１３は素子駆動用配線、３１１１は素
子、３１１２は代表的な電子ビーム軌道、３２５は等電
位線である。また、ｈは電子源基板−フェースプレート
間距離、ａはフェースプレート側の抵抗膜の長さ、ｂは
リアプレート側の抵抗膜の長さである。

【０２０３】本実施例において電子源基板−フェースプ
レート間距離ｈは３ｍｍ、フェースプレート側の電極の
長さａは１０５０μｍ、リアプレート側の電極の長さｂ
は５０μｍとした。

【０２０４】また、本実施例において、スポット間の距
離は６５０μｍとし、スペーサを挟んで一番近い素子間
の距離は７１０μｍ、２番目のスペーサ近傍の素子間距
離は１３３０μｍとし、スペーサから３番目以降に配置
する電子放出素子は、図２４の正規の位置に配置した。

【０２０５】また、中間層のシート抵抗値は１０の５乗
／□、高抵抗膜のシート抵抗値は１０の９乗／□とし
た。本実施例を、実施例１と同様な方法で駆動させたと
ころ、スペーサ近傍においてもビームずれが抑制された
高品位な画像を得ることが同様に可能となった。

【０２０６】なお、本実施例においては、フェースプレ
ート側の中間層３５２、及びリアプレート側の中間層３
５３と高抵抗膜３５１との抵抗値の関係により、中間層
部でも電圧降下による電位勾配が発生する。このため、
中間層と高抵抗膜３５２との電位勾配は低抵抗な電極を
用いた場合に比べ、中間層と高抵抗膜３５２界面での電
界勾配が低く抑えられるため、作製時に中間層と高抵抗
膜の境界部でまれに発生する中間層の突起による放電を
抑制するという効果がある。

【０２０７】なお、本実施例において、中間層材料はア
ンチモンを含む酸化すずターゲットを用い、アルゴン雰
囲気下でスパッタすることで酸化すず抵抗膜を形成して
用いたが、高抵抗膜よりも抵抗が小さい範囲で各種材料
を選択適用することが可能である。また、本実施例で
は、フェースプレート側の抵抗膜３５２、リアプレート
側の抵抗膜３５３とも同一材料で形成したが、一方のみ
電極で形成する構成も可能である。また、中間層を電極
で形成する場合に上述した各種構成が可能である。

【０２０８】＜その他の実施例＞また、本発明は、ＳＣ
Ｅ以外の冷陰極型電子放出素子のうち、いずれの電子放
出素子に対しても適用できる。具体例としては、本出願
人による特開昭６３−２７４０４７号公報に記載されて
いるような対向する一対の電極を電子源を成す基板面に
沿って構成した電界放出型の電子放出素子がある。

【０２０９】また、本発明は、単純マトリクス型以外の
電子源を用いた画像形成装置に対しても適用できる。例
えば、本出願人による特開平２−２５７５５１号公報に
記載されているような制御電極を用いてＳＣＥの選択を
行う画像形成装置において、電子源と制御電極等に上記
のような支持部材を用いた場合である。

【０２１０】また、本発明の思想によれば、表示用とし
て好適な画像形成装置に限るものではなく、感光ドラム
と発光ダイオード等で構成された光プリンタの発光ダイ
オード等の代替えの発光源として、上述の画像形成装置
を用いることもできる。また、この際、上述のｍ本の行
方向配線とｎ本の列方向配線を、適宜選択することで、
ライン状の発光源だけでなく、２次元状の発光源として
も応用できる。

【０２１１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
像形成部材が形成されたフロント基板の正規の位置と電
子の照射点とのずれを抑制し、歪み、揺らぎの少ない画
像を形成することが可能になる。

【０２１２】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態におけるスペーサの構造と電子の飛翔
軌道を示す図である。

【図２】スペーサの帯電モデルを示す図である。

【図３】実施形態における画像表示装置の概略断面図で
ある。

【図４】表示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５】実施形態で用いた平面型の表面伝導型放出素子
の平面図（ａ），断面図（ｂ）である。

【図６】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を示す
図である。

【図７】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８】通電活性化処理の際の印加電圧波形（ａ），放
出電流Ｉｅの変化（ｂ）を示す図である。

【図９】実施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１０】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を示
す図である。

【図１１】実施形態で用いた表面伝導型放出素子の典型
的な特性を示す図である。

【図１２】実施形態の画像表示装置の、表示パネルの一
部を切り欠いて示した斜視図である。

【図１３】実施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１４Ａ】実施形態で用いたマルチ電子ビーム源の基
板の一部平面図である。

【図１４Ｂ】実施形態で用いたマルチ電子ビーム源の基
板の一部平面図である。

【図１５】実施形態で用いたマルチ電子ビーム源の電子
放出部の一部断面図である。

【図１６】実施形態の画像表示装置の駆動回路の概略構
成を示すブロック図である。

【図１７】表面伝導型放出素子の一例を示す図である。

【図１８】ＦＥ型素子の一例を示す図である。

【図１９】ＭＩＮ型素子の一例を示す図である。

【図２０】画像表示装置の表示パネルの一部を切り欠い
て示した斜視図を示す図である。

【図２１】実施形態で用いたマルチ電子ビーム源の基板
の一部平面図である。

【図２２】実施形態で用いたスペーサ板の平面図と断面
図である。

【図２３】実施形態で用いたスペーサ板の平面図と断面
図である。

【図２４】実施形態におけるスペーサの構造と電子の飛
翔軌道を示す図である。

【符号の説明】

２５ 等電位線 ３０ フェースプレート ３１ リアプレート ５０ スペーサ ５１ 高抵抗膜 ５２ 中間層 １１１ 配線 １１２ 電子ビームの軌道

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−22649（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−7811（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−180821（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−149736（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 31/12

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 概略直線状に配置された複数の電子放出
   素子を有するリア基板と、前記電子放出素子が放出する
   電子により画像が形成される画像形成部材を有するフロ
   ント基板と、前記リア基板と前記フロント基板との間隔
   を保持するための支持部材と、前記フロント基板に設け
   られ、前記電子放出素子が放出する電子を前記フロント
   基板の側に向けて加速させる電圧が印加される加速電極
   とを有する画像形成装置であって、 前記支持部材には、前記加速電極に接続された電極であ
   って、当該接続位置から前記リア基板に向けて所定位置
   まで伸び、前記電子放出素子より放出され加速される電
   子に対して当該支持部材側へ偏向する力を与えるための
   電極が設けられており、前記複数の電子放出素子それぞれから放出させた電子の
   前記画像形成部材への照射点の間隔を概略均等とするよ
   うに、 前記複数の電子放出素子における前記支持部材を
   間に挟んで隣接する、前記偏向力の影響が大きな２つの
   電子放出素子間の間隔を当該偏向力の大きさに依存した
   間隔にすることで、前記支持部材を挟む２つの隣接する
   電子放出素子の間隔を、前記支持部材を間に挟まない２
   つの電子放出素子の間隔よりも広くすることを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記支持部材には、該支持部材における
   帯電を緩和するための導電性を与える導電手段が設けら
   れていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
   置。
3. 【請求項３】 前記支持部材は、前記リア基板及びフロ
   ント基板に当接し、前記導電手段は、前記支持部材のリ
   ア基板への当接箇所からフロント基板との当接箇所に渡
   って設けられた導電部材であることを特徴とする請求項
   ２に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記支持部材は、前記リア基板及びフロ
   ント基板に当接し、前記支持部材に設けられる電極の電
   位と前記支持部材の前記リア基板との当接部分の電位と
   の電位差と、前記支持部材における前記電極が設けられ
   ていない部分の長さの関係が８ｋＶ／ｍｍ以下となるよ
   うに設定されていることを特徴とする請求項１乃至３の
   いずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記支持部材に設けられている電極の電
   位と前記支持部材の前記リア基板との当接部分の電位と
   の電位差と、前記支持部材における前記電極が設けられ
   ていない部分の長さの関係が４ｋＶ／ｍｍ以下となるよ
   うに設定されていることを特徴とする請求項４に記載の
   画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記支持部材に設けられている電極は、
   前記フロント基板に当接しており、該当接面にも設けら
   れていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１
   項に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記支持部材に設けられている電極の表
   面抵抗は１０の６乗から１２乗Ω／□であることを特徴
   とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成
   装置。
8. 【請求項８】 前記支持部材に設けられている電極は、
   前記支持部材が前記フロント基板に当接する位置から測
   って、前記フロント基板と前記リア基板の間の距離の１
   ０分の１以上の位置まで達していることを特徴とする請
   求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記支持部材の、前記リア基板との当接
   部分近傍と、前記電子放出素子の間に、前記電子放出素
   子が放出する電子に対して前記支持部材から遠ざかる方
   向の力を生じさせる偏向手段を有することを特徴とする
   請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記複数の電子放出素子における隣接
    する電子放出素子の間隔は、各電子放出素子から放出さ
    れる電子が前記支持部材側に偏向される程度に応じて設
    定されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１
    項に記載の画像形成装置。