(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子放出素子が設けられたリア基板と、画像形成部材が設けられたフロント基板と、前記リア基板とフロント基板の間隔を保持する支持部材とを有する画像形成装置であって、
前記支持部材が保持する、前記リア基板及び前記フロント基板の間隔Ｌは０．５ｍｍ乃至１０ｍｍであり、
前記画像形成部材には、前記電子放出素子が放出する電子を前記画像形成部材に向けて加速するための、１乃至１５ｋＶの加速電圧が印加され、
更に、前記支持部材は、その基材表面に該基材よりも二次電子放出特性が小さいと共に、帯電量が概略一定した状態を維持するため、その表面抵抗が１０の１２乗Ω／□よりも大きい膜を有し、且つ、前記電子放出素子が放出する電子に前記支持部材から離れる方向に偏向する力を与えるため、前記支持部材における前記リア基板近傍に設けられ、フロント基板側への長さが前記間隔Ｌの１／４以下且つ１／２０以上の電極を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記支持部材における前記電極は、前記リア基板上に設けられた配線に接続さ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。
【請求項３】
前記電極は前記支持部材が有するものであり、前記リア基板に当接して設けられることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記電極は前記当接面にも設けられる請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記電子放出素子を複数有することを特徴とする請求項１乃至第４項のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【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.,10,1290,(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.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(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２０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２０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３００５が形成される。図中の間隔Ｌは、０．５〜１ｍｍ，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３００４のほぼ中央にＨ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って、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３００４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 Electron Physics,8,89(1956) や、あるいは、C.A.Spindt,"Pysical properties of thin-film field emmission cathodes with molybdemum cones",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２１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３０１４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２１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 Devices",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２２に示す。同図は断面図であり、図示において３０２０は基板で、３０２１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３０２１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６４−３１３３２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.Digest of 4th Int. Vacuum Microelectronics Conf.,Nagahama, 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３−５５７３８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２３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、３１１６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３１１７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３１１２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３１１３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３１１３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３１１３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Ｄｙｎ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】
本発明は、上記の支持部材による欠点を改善できるものである。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
本願に係る画像形成装置の第１番目の発明は以下のように構成される。
【００３０】
電子放出素子が設けられたリア基板と、画像形成部材が設けられたフロント基板と、前記リア基板とフロント基板の間隔を保持する支持部材とを有する画像形成装置であって、
前記電子放出素子が放出する電子に、前記支持部材から離れる方向に偏向する力を与える電極を有し、
前記支持部材は絶縁性を有しており、
前記支持部材が絶縁性を有していることによる前記電子放出素子が放出する電子の前記支持部材の側への偏向を、前記電極により緩和することを特徴とする画像形成装置。
【００３１】
本発明では、前記支持部材が絶縁性を有していることによって、前記電子放出素子が放出する電子が前記支持部材の側へ偏向され、前記支持部材が絶縁性を有していることによる前記支持部材の側への偏向がないときと比べて、画像形成部材における電子の照射位置が前記支持部材の側によってしまう程度が、前記電極での偏向によって緩和される。この緩和の程度は所望の程度に設定することができる。
【００３２】
本願に係る画像形成装置の第２番目の発明は以下のように構成される。
【００３３】
電子放出素子が設けられたリア基板と、画像形成部材が設けられたフロント基板と、前記リア基板とフロント基板の間隔を保持する支持部材とを有する画像形成装置であって、
前記電子放出素子が放出する電子に前記支持部材から離れる方向に偏向する力を与える電極を有し、
前記支持部材は帯電量が概略一定した状態を維持し、
前記支持部材が帯電していることによる前記電子放出素子が放出する電子の前記支持部材の側への偏向を、前記電極により緩和することを特徴とする画像形成装置。
【００３４】
本発明では、前記支持部材が帯電していることによって、前記電子放出素子が放出する電子が前記支持部材の側へ偏向され、前記支持部材が帯電していることによる前記支持部材の側への偏向がない時と比べて、画像形成部材における電子の照射位置が前記支持部材の側によってしまう程度が、前記電極での偏向によって緩和される。該緩和の程度は所望の程度に設定することができる。
【００３５】
本願に係る発明において、支持部材の絶縁性の程度、もしくは帯電量が概略蝕一定した状態を維持する特性の程度とは、具体的には、電子放出素子を駆動する際に、支持部材の帯電が概略安定している状態を維持できる程度であり、より具体的には、前記電子放出素子が周期的に駆動される構成において、少なくとも１周期の間に変化する支持部材の帯電量の変化による前記電子放出素子が放出する電子の偏向の程度の変化が許容できる範囲で、帯電量の変化を抑制できる特性であったりする。また上記第１番目もしくは第２番目の発明において、電子放出素子が放出する電子に支持部材から離れる方向に偏向する力を与える電極は、具体的には、支持部材が該電極を有するものとするか、もしくは支持部材と電子放出素子の間に設ければよい。
【００３６】
本願に係る画像形成装置の第３番目の発明は以下のように構成される。
【００３７】
電子放出素子が設けられたリア基板と、画像形成部材が設けられたフロント基板と、前記リア基板とフロント基板の間隔を保持する支持部材とを有する画像形成装置であって、
前記支持部材は絶縁性を有し、
前記支持部材は前記電子放出素子が放出する電子に前記支持部材から離れる方向に偏向する力を与える電極を有していることを特徴とする画像形成装置。
【００３８】
本願に係る画像形成装置の第４番目の発明は以下のように構成される。
【００３９】
電子放出素子が設けられたリア基板と、画像形成部材が設けられたフロント基板と、前記リア基板とフロント基板の間隔を保持する支持部材とを有する画像形成装置であって、
前記支持部材は帯電量が概略一定した状態を維持し、
前記支持部材は前記電子放出素子が放出する電子に前記支持部材から離れる方向に偏向する力を与える電極を有していることを特徴とする画像形成装置。
【００４０】
上記第３番目もしくは第４番目の発明においては、前記支持部材が帯電していることによる前記電子放出素子が放出する電子の前記支持部材の側への偏向は、前記支持部材が有する電極により緩和される。
【００４１】
すなわち、前記支持部材が帯電していることによって、前記電子放出素子が放出する電子が前記支持部材の側へ偏向され、前記支持部材が帯電していることによる前記支持部材の側への偏向がないときと比べて、画像形成部材における電子の照射位置が前記支持部材の側によってしまう程度が、前記電極での偏向によって緩和される。この緩和の程度は所望の程度に設定することができる。
【００４２】
又、上述の各発明において、前記電極は前記リア基板上に設けられた配線に接続されている構成を取りうる。上述の各発明において、電子に対して支持部材から離れる方向の偏向を与えるための電極には低い電位を与えるとよいが、リア基板における低い電位が、該電極において、フロント基板側に向けて上昇しにくいように、該電極は低抵抗にすることが望ましい。
【００４３】
又、上述の各発明において、前記支持部材が有する電極、もしくは前記支持部材と電子放出素子の間に設けた電極により、電子放出素子が放出する電子を支持部材から離れる方向に偏向する力を与えるためには、該電極を低電位にすればよい。更に具体的に言えば、該電極により、前記支持部材から離れる方向の法線を等電位面が有するようにすればよい。
【００４４】
又、上述の各発明において、前記電極は前記支持部材が有するものであり、前記支持部材のリア基板近傍に設けられ、前記支持部材における所定の位置を越えてフロント基板に近い側には設けられないするとよい。前記電極には、電子を支持基板から離れる方向に偏向するために、低い電位を与えるとよく、ここでより具体的には、前記所定の位置とは、フロント基板、もしくはフロント基板近傍の高電位と、前記電極の電位との電位差により放電が生じる可能性があるため、その放電の可能性を実用上支障のない範囲で減ずることができる位置である。
【００４５】
更に具体的には、前記リア基板と前記フロント基板間の距離が０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、前記フロント基板上の放出電子を受けて形成される画素サイズが１００ｍｍ〜１ｍｍ、前記電子放出素子が放出する電子を前記画像形成部材に向けて加速するための加速電圧が１〜１６ｋＶである場合、前記所定の位置は、前記リア基板と前記フロント基板間の距離の１／４以下で１／２０以上であるとよい。
【００４６】
また、上記各発明において、前記電極は前記支持部材が有するものであり、前記リア基板に当接して設けられるものであってもよく、特にリア基板上の配線上に支持部材を設け、前記電極を該配線に当接して設ける時には、当接面にも電極を設けることによって接続を良好にすることができる。
【００４７】
又、上述の各発明において、前記支持部材の絶縁性、もしくは帯電量が概略一定した状態を維持する特性は、前記支持部材表面に設けられた膜により与えられるものであってもよく、より具体的には十分に高抵抗な膜を有していればよい。
また、上述の各発明において、前記支持部材の表面抵抗は１０の１２乗［Ω／□］より大きいものであると支持部材の帯電状態を概略安定に保ちやすい。
【００４８】
又、上述の各発明において、前記電子放出素子を複数有していてもよい。
【００４９】
又、上述の各発明において、概略直線状に配置される複数の電子放出素子を有しており、前記電極による偏向の程度は、前記概略直線状に設けられた複数の電子放出素子のうち、前記支持部材を間に挟んで隣接する電子放出素子がそれぞれ放出する電子が前記画像形成部材に照射される点の間隔と、前記支持部材を間に挟まずに隣接する電子放出素子が放出する電子がそれぞれ放出する電子が前記画像形成部材に照射される点の間隔が概略等しくなる程度であるようにしてもよい。この構成は、形成される画像の歪みを抑制するのに特に好適である。
【００５０】
又、上述の各発明において、電極の形状は、層状のものであったり、ブロック状のものであったり、種々の形状をとることができる。
【００５１】
又、上述の各発明において、前記電子放出素子が放出する電子を前記画像形成部材側に加速する電圧を印加する加速電極を設けてもよく、例えばフロント基板に該加速電極を設けてもよい。
【００５２】
ここで図１を用いて本願に係る発明の原理について説明する。図１は本発明の画像形成装置の基本的な構成を示す簡単な断面図で、図１６のＡ−Ａ’断面を簡略化した図である。３１は電子源基板を含むリアプレート、３０は蛍光体とメタルバックを含むフェースプレート、２０はスペーサであり、２１は低抵抗膜からなる電極、１３は配線、２５は等電位線、１１１は素子、１１２は電子ビーム軌道を示す。
【００５３】
上記構成においてスペーサ２０の付近の素子１１１から放出された電子によりスペーサは帯電する。この帯電は駆動開始後しばらくすると飽和し、帯電量は略安定する。この場合、スペーサ付近の素子から放出された電子がリアプレート３１付近では電極２１による電界（等電位線２５に示すような）のためスペーサから遠ざかる方向に進むが、上記帯電によるフェースプレート付近の電界（等電位線２５に示すような）により電子はスペーサに近づく方向へ戻ってくる。この結果、電子は正規の位置へ到達し、歪みのない画像を得ることができる。また、スペーサには電流が流れないため上記帯電の除電には時間がかかり、例えばＮＴＳＣ画像の走査間隔である６０Ｈz程度では除電されることはなく、空間の電位分布も正常である。このため電子は電子放出量に依らず同じ位置に到達するため揺らぎのない画像を得ることができる。
【００５４】
また、スペーサの低抵抗電極２１（以下、中間層と呼ぶ）は、図２のようにスペーサの電子源基板に面する当接面にまで及んでいても良い。この場合、電子源基板とスペーサの電子源基板に接する側面の低抵抗電極（中間層）との導通が確実になり好ましい。
【００５５】
更に、本発明のスペーサは、図３のように絶縁部材２０の表面に絶縁性膜２２が施してあっても良い。これらの絶縁性膜は２次電子放出効率がスペーサ基板よりも小さければ該膜がないときよりも帯電量が減り、リアプレート側の電極を低く抑えることができ放電耐圧を上げることができ、なお良い。
【００５６】
また更に、図４に示すように本発明のスペーサのフェースプレートに面する当接面及びスペーサのフェースプレートに接する側面にもフェースプレートと同電位にするための電極（中間層）があっても良い。これはフェースプレートとスペーサとの微小間隙による放電を抑制するためである。
【００５７】
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。
▲１▼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。
▲２▼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。
▲３▼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。
▲４▼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。
【００５８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明にかかる実施形態の一例を詳細に説明する。
【００５９】
＜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。
【００６０】
図１６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。
【００６１】
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１０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、低抵抗膜からなる電極２１を有するスペーサ１０２０が設けられている。
【００６２】
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。
【００６３】
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ＭＩＭ型などの冷陰極素子を用いることができる。
【００６４】
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。
【００６５】
図１７に示すのは、図１６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１０１１上には、後述の図９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。
【００６６】
図１７のＢ−Ｂ’に沿った断面を、図１８に示す。
【００６７】
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。
【００６８】
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１０１１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１０１１自体を用いてもよい。
【００６９】
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８（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。
【００７０】
また、３原色の蛍光体の塗り分け方は前記図８（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、たとえば図８（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。
【００７１】
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。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１０１８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。
【００７２】
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。
【００７３】
スペーサ１０２０に用いる絶縁性部材は、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。
【００７４】
＜放出電子軌道を制御する＞
冷陰極素子１０１２に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ればよい。フェースプレート１０１７及び基板１０１１と当接する面の側面部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。
【００７５】
図１は或るスペーサ近傍の断面図を示している。上記の低抵抗の中間層は図示の２１に示す通りであり、同じく図１に示したスペーサを構成する絶縁部材２０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，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等の金属、あるいは合金、及びＰｄ，Ａｇ，Ａｕ，ＲｕＯ２，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。
【００７６】
接合材（不図示）はスペーサが行方向配線１０１３（図１では１３）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。
【００７７】
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。
【００７８】
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［Ｔｏｒｒ］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。
【００７９】
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。
【００８０】
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１０１２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。
【００８１】
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。
【００８２】
＜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。
【００８３】
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。
【００８４】
＜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。
【００８５】
＜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１１０３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。
【００８６】
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。
【００８７】
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、Ｎｉ，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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。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。
【００９１】
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，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ，などをはじめとする金属や、ＰｄＯ，ＳｎＯ2 ，Ｉｎ2 Ｏ3 ，ＰｂＯ，Ｓｂ2 Ｏ3 ，などをはじめとする酸化物や、ＨｆＢ2 ，ＺｒＢ2 ，ＬａＢ6 ，ＣｅＢ6 ，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，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。
【００９２】
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。
【００９３】
なお、導電性薄膜１１０４と素子電極１１０２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（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。
【００９４】
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てある。
【００９５】
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。
【００９６】
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（ａ）においては、薄膜１１１３の一部を除去した素子を図示した。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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１００［マイクロメータ］とした。
【０１００】
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）〜（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９と同一である。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。）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１１０３）を形成する。
【０１０３】
２）次に、同図（ｂ）に示すように、導電性薄膜１１０４を形成する。
【０１０４】
形成するにあたっては、まず図９（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。）。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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１１０３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。
【０１０７】
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１１０５）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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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、先の工程で形成された電子放出特性の改善を行う。
【０１１２】
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。
【０１１３】
具体的には、１０のマイナス４乗ないし１０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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。（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１２（ｂ）に示すが、活性化電源１１１２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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
＜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。
【０１１９】
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、１２０２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、１２１３は通電活性化処理により形成した薄膜、である。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。
【０１２０】
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、各部材の表記は前記図１３と同一である。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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）。
【０１２７】
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。
【０１２８】
＜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。
【０１２９】
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。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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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Ｉｅの大きさを制御できる。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
＜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。
【０１３８】
図１７に示すのは、図１６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。
【０１３９】
図１７のＢ−Ｂ’に沿った断面を図１８に示す。
【０１４０】
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。
【０１４１】
＜駆動回路構成（及び駆動方法）＞
図１９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。
【０１４２】
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１７０２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１７０４は１ライン毎のデータをシフトし、ラインメモリ１７０５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。
【０１４３】
以下、図１９の装置各部の機能を詳しく説明する。
【０１４４】
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１７０１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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
次に、走査回路１７０２について説明する。
【０１４７】
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。
【０１４８】
なお、前記直流電圧源Ｖｘは、図１５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。
【０１４９】
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Ｔsyncに基づいて、各部に対してＴscan及びＴsft及びＴmryの各制御信号を発生する。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
図１５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。
【０１５６】
また、電子放出しきい値Ｖｔｈ以上の電圧に対しては、図１５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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
シフトレジスタ１７０４やラインメモリ１７０５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。
【０１５９】
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１７０６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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
＜絶縁スペーサの概要＞
本実施形態では、絶縁性スペーサを用いた平面型の画像形成装置であり、図１６にその構造概略を示したように、複数の冷陰極素子１０１２を形成した基板１０１１と発光材料である蛍光体１０１８を形成した透明なフェースプレート１０１７とをスペーサ１０２０を介して対向させた構造を有する表示装置である。そして、スペーサの電子源基板に面する当接面及びその当接面から所定距離内における側面に低抵抗膜からなる電極を有することを特徴とする画像形成装置である。
【０１６４】
本実施形態の画像形成装置において、前記スペーサ１０２０の一方の辺は冷陰極素子を形成した基板１０１１上の配線に電気的に接続されている。また、その対向する辺は冷陰極素子より放出された電子を高いエネルギーで発光材料（蛍光膜１０１８）に衝突させるための加速電極（メタルバック１０１９）に接続される。スペーサ部材として絶縁性部材を用いており、冷陰素子１０１２を駆動させた時に、表面に静電荷が発生し、スペーサ近傍の電子をスペーサ側に引き寄せる働きをする。
【０１６５】
この様子を図５を用いて説明する。図５は図１６のＡ−Ａ’断面を簡略化した図である。３１は電子源基板を含むリアプレート、３０は蛍光体とメタルバックを含むフェースプレート、２０はスペーサであり、２１は低抵抗膜からなる電極（中間層）、１３は配線、２５は等電位線、１１１は素子、１１２は電子ビーム軌道を示す。同図（ａ）に示すように絶縁性スペーサ２０では、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、スペーサ帯電を引き起こす可能性がある。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によりスペーサ帯電を引き起こす可能性がある。このスペーサの帯電によりスペーサ付近の空間は等電位線２５に示すような電界となり、冷陰極素子から放出された電子はその軌道を曲げられ、蛍光体上の到達位置はスペーサ側に近寄る、または完全に吸い寄せられてしまう。このスペーサ帯電またはスペーサ帯電によるずれ位置は駆動開始後しばらくすると飽和する。更にこれらの除電は非常に遅いため、例えばＮＴＳＣ画像の走査間隔では除電されることはなく、空間の電界も定常である。
【０１６６】
そこで上記の定常的な帯電（または帯電による空間電界）による電子ビームの軌道を制御し、蛍光体上において正規の位置に到達させる為に同図（ｂ）に示すようにスペーサのリアプレート３１に面する当接面及び接する側面に低抵抗膜からなる電極（中間層とも呼ぶ）２１を形成し、空間の電界を等電位線２５に示すように変化せしめる。これにより、電子はリアプレート付近ではいったんスペーサから遠ざかる方向に進み、フェースプレートに近づくにつれスペーサに近づく向きに進行方向が変わる。この電極の高さｈを適当に選択することにより電子を蛍光体上で正規な位置に到達させることが可能となる。
【０１６７】
パネル内厚が０．５〜１０ｍｍであり、少なくとも電極（中間層）２１の高さｈがパネル内厚の２０分の１以上で４分の１以下の長さである時は、中間層２１の高さｈと電子の到達位置とは、図６に示す如くほぼ線形の関係を示し、幾つかの条件を実験的に試すことにより、適当な高さｈを見積ることができた。
【０１６８】
また、本実施形態のスペーサの低抵抗電極２１は、図２に示すようにスペーサの電子源基板に面する当接面にまで及んでいても良い。この場合、電子源基板とスペーサの電子源基板に接する側面の低抵抗電極との導通が確実になり好ましい。
【０１６９】
更に、本発明のスペーサは絶縁性であるならば、図３のように絶縁部材２０の表面にポリイミド、ＡｌＮ、ＢＮ、ＳｉＮ、高抵抗シリコン等の絶縁性膜２２が施しあっても良い。これらの絶縁性膜は２次電子放出効率が小さい方がなおよい。
【０１７０】
また更に、図４に示すように本発明のスペーサのフェースプレートに面する当接面及びスペーサのフェースプレートに接する側面にもフェースプレートと同電位にするための電極があっても良い。この場合、フェースプレートとスペーサとの微小間隙による放電を抑制することができ好ましい。
【０１７１】
以下に、実施例を挙げてさらに詳述する。
【０１７２】
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＝３０７２，Ｍ＝１０２４０）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１６及び図１７参照）したマルチ電子ビーム源を用いた。
【０１７３】
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。
【０１７４】
＜第１の実施例＞
第１の実施例を図７を用いて説明する。図７は本発明（実施例）のスペーサを用いた際の表示装置である図１６のＡ−Ａ’断面を簡略化した図である。図中、３１は電子源基板を含むリアプレート、３０は蛍光体とメタルバックを含むフェースプレート、２０はソーダライムガラスからなる絶縁性スペーサであり、２１は低抵抗膜からなる電極（中間層）、１３は配線、２５は等電位線、１１１は素子、１１２は電子ビーム軌道を示す。
【０１７５】
まず、フェースプレート３０の内面とリアプレート３１の内面間の距離（以下パネル内厚）ｄを１ｍｍ、電極２１の高さｈを２００μｍとした。この時、スペーサから約２５０μｍ離れたところに位置する素子列（以下最近接ライン）からの電子は蛍光体上で正規の位置へ到達した。これは中間層２１がないときに最近接ラインからの電子が蛍光体上の正規の位置からスペーサ側に約１２０μｍほどずれた位置に到達するのに対して改善されている。この時スペーサから約９５０μｍ離れたところに位置する素子列（以下第二近接ライン）以遠の素子からの電子はその軌道に影響を受けていない。よって、歪み、揺らぎのない画像を得ることができた。
【０１７６】
＜第２の実施例＞
第２の実施例が上記の第１の実施例と異なるのは、パネル内厚ｄを２ｍｍ、中間層２１の高さｈを３５０μｍとしたことである。この時、最近接ラインは正規の位置に到達し、第二近接ラインからの電子は、蛍光体上で約１５０μｍほどスペーサ側に寄っていた。これは中間層２１が無いときに、最近接ラインは完全にビームが見えないほどスペーサに吸い寄せられ、第二近接ラインからの電子が蛍光体上で約２００μｍほどスペーサ側に寄っていたことに比べて改善されている。この時、第二近接ラインより遠い素子からの電子は影響を受けていない。よって、中間層２１が無いときに比べて、歪みのない画像を得ることができた。もちろん揺らぎは確認されていない。
【０１７７】
＜第３の実施例＞
本実施例が上記第１の実施例と異なるのは、スペーサの表面にＡｌＮ膜を施したことである。このＡｌＮの表面抵抗は１０の１３乗［Ω／□］であった。この場合も実施形態１と同様の効果が確認された。
【０１７８】
以上説明したように本実施形態によれば、絶縁スペーサの定常的な帯電とスペーサの電子源基板側の電極による定常的な電界により、電子を正規の位置に到達させ、歪み、揺らぎのない画像表示が可能（または歪みを軽減することが可能）となった。
【０１７９】
＜第４の実施例＞
本実施例は、中間層部材としてブロック状の低抵抗部材を適用した例を示す。
【０１８０】
図２４は、このときのスペーサ部の断面を示す図であり、３１は電子源基板を含むリアプレート、３０は蛍光体とメタルバックを含むフェースプレート、２０はスペーサであり、２１０はブロック状の低抵抗部材、１３は配線、１１１は素子、１１２は電子ビーム軌道を示す。まず，フェースプレート３０の内面とリアプレート３１の内面間の距離（以下パネル内厚）ｄを２．３ｍｍ，低抵抗部材２１０の高さｈを３５０μｍとした．この時，スペーサから約３００μｍ離れたところに位置する素子列（以下最近接ライン）からの電子は、ブロック状の低抵抗部材によりスペーサから遠ざかる方向に軌道を取った後、スペーサ上の正電荷によりスペーサ側に引き寄せられる。この結果、蛍光体上では正規の位置へ到達した。この時スペーサから約１１００μｍ離れたところに位置する素子列（以下第二近接ライン）以遠の素子からの電子はその軌道に影響を受けておらず他の実施例同様，歪み，揺らぎのない画像を得ることができた。
【０１８１】
なお、本実施例においてブロック状の低抵抗部材は３５０×３００μｍのアルミ材を用いたが、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等の金属およぴそれらの合金を適用することができる。また、本実施例においてスペーサ材はアルミナを用いた。
【０１８２】
＜第５の実施例＞
＜凹型低抵抗部＞
図２５は、本発明第５の実施例を説明する図であり、凹型の低抵抗部材を用いた場合である。
【０１８３】
３１は電子源基板を含むリアプレート、３０は蛍光体とメタルバックを含むフェースプレート、２０はスペーーサであり、２２０は凹型の低抵抗部材、１３は配線、１１１は素子、１１２は電子ビーム軌道を示す。フェースプレート３０の内面とリアプレート３１の内面間の距離（以下パネル内厚）ｄを１．６ｍｍ，凹型低抵抗部材２２０の高さｈを１５０μｍとした。この時、スペーサから約２００μｍ離れたところに位置する素子列（以下最近接ライン）からの電子は蛍光体上で正規の位置へ到達した。この時スペーサから約８００μｍ離れたところに位置する素子列（以下第二近接ライン）以遠の素子からの電子はその軌道に影響を受けておらず他の実施例同様，歪み，揺らぎのない画像を得ることができた。
【０１８４】
なお、本実施例において凹型の低抵抗部材は３３０×１５０μｍの形状に導電性フリットを配線上にディスペンサにより塗布することにより凹型の高い部分をスペーサの両側に形成した。なお、導電性フリットは導電性のフイラーあるいは金属等の導電材を混合したフリットガラスに混合して作製した。
【０１８５】
＜第６の実施例＞
本実施例において、平面フイールドエミッション（ＦＥ）型電子放出素子を本発明の電子放出素子として用いた例を示す。
【０１８６】
図２６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３１０３は電子放出部３１０１に電位を与える一対の素子電極、３１１３は行方向配線である。また、３１１４は列方向配線、１０２０はスペーサである。
【０１８７】
電子放出は、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圧（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。本実施例に於いて、実施例１と同様な方法でスペーサを配置して画像装置を形成し、実施例１と同様に駆動させたとろ、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可能となった。
【０１８８】
【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電子照射位置と照射させた位置のずれを減らすことができる。また、特には、歪み、揺らぎのない画像を形成することが可能になる。
【０１８９】
【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】実施形態におけるスペーサの構成断面図である。
【図３】実施形態におけるスペーサの他の構成断面図である。
【図４】実施形態におけるスペーサの他の構成断面図である。
【図５】実施形態における電子放出軌道の改善結果を説明するための図である。
【図６】実施形態の電子の到達位置の特性を示す図である。
【図７】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８】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９】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１０】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），放出電流Ｉｅの変化（ｂ）を示す図である。
【図１３】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１４】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１５】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１６】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１７】実施形態におけるマルチ電子ビーム源の基板の平面図である。
【図１８】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１９】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２０】表面伝導型放出素子の一例を示す図である。
【図２１】ＦＥ型素子の一例を示す図である。
【図２２】ＭＩＮ型素子の一例を示す図である。
【図２３】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。
【図２５】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２６】実施形態におけるマルチ電子ビーム源の基板の平面図である。
【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
２０  スペーサ
２１  ２１  中間層
１１１  配線
１１２  電子ビームの軌道
【図１】
0003703287.tif 000002
【図２】
0003703287.tif 000003
【図３】
0003703287.tif 000004
【図４】
0003703287.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003703287.tif 000007
【図７】
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【図８】
0003703287.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003703287.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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