(57)【要約】【課題】  蛍光体の残光を利用することにより、電力消費量が小さく、輝度むらがなく且つ大きな発光量（輝度）を得ることができる発光装置を提供すること。【解決手段】  発光装置１０は、電子を面状に放出する電子放出素子１２と、１つの電子放出素子１２に対向するように配置された３つのコレクタ電極１４（左側コレクタ電極１４Ｌ，中央コレクタ電極１４Ｃ，右側コレクタ電極１４Ｒ）と、各コレクタ電極１４を覆うように形成された蛍光体１５とを備えている。発光装置は、電子放出素子から電子を放出させている期間において、左側コレクタ電極１４Ｌ，中央コレクタ電極１４Ｃ，右側コレクタ電極１４Ｒの順に、これらのコレクタ電極の１つずつにコレクタ電圧を付与する。これにより、コレクタ電圧が付与されたコレクタ電極の近傍の蛍光体に電子が引き寄せられて衝突し、その部分の蛍光体が発光する。その他の部分の蛍光体は残光を発する。【選択図】  図１
2006236810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の書込み電圧が付与されたときに多数の電子を内部に蓄積するとともに所定の電子放出電圧が付与されたとき平面状の電子放出部から同蓄積された多数の電子を平面状に放出する電子放出素子と、
所定の電圧であるコレクタ電圧が付与されたとき前記電子放出素子から放出された電子を引き寄せる電極であって前記電子放出部に対向するように配置された複数のコレクタ電極と、
前記複数のコレクタ電極に近接配置されるとともに電子が衝突することにより発光する蛍光体と、
前記電子放出素子に前記書込み電圧と前記電子放出電圧とを交互に付与する電子放出駆動回路と、
前記電子放出素子が電子を放出しているとき前記コレクタ電圧を前記複数のコレクタ電極のそれぞれに互いに異なる期間において付与するコレクタ電圧付与回路と、
を備えた発光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光装置において、
前記コレクタ電圧付与回路は、前記複数のコレクタ電極のうちの１つのコレクタ電極に前記コレクタ電圧を付与しているとき、同複数のコレクタ電極のうちの残りのコレクタ電極に前記コレクタ電圧を付与しないように構成された発光装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の発光装置において、
前記コレクタ電圧付与回路は、前記複数のコレクタ電極のそれぞれに対し所定の順序に従って前記コレクタ電圧を付与する動作を繰り返し行うように構成された発光装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の発光装置において、
前記電子放出駆動回路は、前記複数のコレクタ電極の何れかに前記コレクタ電圧が付与されている期間にのみ前記電子放出電圧を前記電子放出素子に付与し、同複数のコレクタ電極の何れにも同コレクタ電圧が付与されていない期間にのみ前記書込み電圧を同電子放出素子に付与するように構成された発光装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の発光装置において、
前記コレクタ電圧付与回路は、前記電子放出駆動回路が前記電子放出電圧を付与し始めてから同電子放出電圧の付与を終了するまでの間に前記複数のコレクタ電極のそれぞれに前記コレクタ電圧を少なくとも１回は付与するように構成された発光装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の発光装置において、
前記蛍光体は白色光を発光する白色蛍光体である発光装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の発光装置であって、
前記蛍光体を複数備え、同複数の蛍光体のそれぞれは前記複数のコレクタ電極毎に近接配置されるとともに互いに異なる色の光を発生する蛍光体である発光装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の発光装置であって、
前記コレクタ電極を少なくとも３つ備えるとともに、前記蛍光体を少なくとも３つ備え、同３つの蛍光体のそれぞれは同３つのコレクタ電極毎に近接配置され、同３つの蛍光体のうちの１つの蛍光体は赤色光を発光する赤色蛍光体であり、同３つの蛍光体のうちの他の１つの蛍光体は緑色光を発光する緑色蛍光体であり、同３つの蛍光体のうちのうちの残りの１つの蛍光体は青色光を発光する青色蛍光体である発光装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の発光装置であって、
前記電子放出部に対向し且つ同電子放出部のなす平面に平行な面を下面とする薄板状の透明板と、反射板又は散乱板と、を備えるとともに、前記電子放出素子を複数備え、
前記複数のコレクタ電極及び前記蛍光体は、前記透明板の下面に形成され、
前記反射板又は散乱板は、前記電子放出素子から放出された電子の前記複数のコレクタ電極への進行を阻害しない位置であって、且つ、前記透明板に対向する位置及び前記コレクタ電極に対向する位置に配設され、
前記透明板は、前記複数の電子放出素子のうちの１つの電子放出素子から放出された電子を引寄せる前記複数のコレクタ電極のうちの端部に位置するコレクタ電極と、このコレクタ電極に隣接するとともに前記複数の電子放出素子のうちの他の１つの電子放出素子から放出された電子を引寄せる前記複数のコレクタ電極のうちの他の１つのコレクタ電極との間に、前記反射板又は散乱板により反射された光を透過させる光透過部が形成されてなる発光装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の発光装置であって、
前記電子放出素子は、薄板状の誘電体からなるエミッタ部と同エミッタ部の下部に形成された下部電極と前記電子放出部として同エミッタ部を挟んで同下部電極に対向するように同エミッタ部の上部に形成されるとともに微細貫通孔が複数形成されてなる上部電極とを有し、前記書込み電圧が同下部電極と同上部電極との間に付与されたとき同書込み電圧に伴う同エミッタ部の負側分極反転により前記多数の電子を同エミッタ部の上部に蓄積し、前記電子放出電圧が同下部電極と同上部電極との間に付与されたとき同電子放出電圧に伴う同エミッタ部の正側分極反転により同蓄積された多数の電子を同上部電極の微細貫通孔を通して平面状に放出する素子である発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の電子を平面状に放出する電子放出素子と、前記電子放出素子から放出された電子が付与されることにより発光する蛍光体と、を備えた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば液晶ディスプレイ用のバックライト等に用いられる光源として、種々発光装置が開発されて来ている。これらの装置のうち、冷陰極放電ランプを用いたものは、図２５に示したように、管状の冷陰極放電ランプ２０１、冷陰極放電ランプ２０１に対向配置された拡散板２０２、拡散シート２０３、ＢＥＦ２０４及びＤＢＥＦ２０５を備えるとともに、冷陰極放電ランプ２０１を拡散板２０２との間に挟むように配置された反射シート２０６を備えている（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２３５１０３号公報（段落番号００１９及び００２０）
【０００３】
このような冷陰極放電ランプを用いた発光装置は、以下の点で改善すべき点がある。
・冷陰極放電ランプは水銀（Ｈｇ）を使用しているので、環境に対して好適でない。
・冷陰極放電ランプは線状（又は棒状）に発光する。このため、複数の冷陰極放電ランプを用いても、明部と暗部と（発光の不均一性、輝度むら）が生じてしまう。このような、発光の不均一性を有する発光装置は、液晶ディスプレイ等のバックライトとして好ましくない。従って、光を拡散すること等により発光を均一にするために、拡散板２０２のみならず、拡散シート２０３、ＢＥＦ２０４及びＤＢＥＦ２０５等の多数のフィルムが必要となる。その結果、装置の厚さＬが大きくなるとともに、コストが高くなるという問題がある。
【発明の開示】
【０００４】
一方、薄板状の誘電体からなるエミッタ部、エミッタ部の下部に形成された下部電極及びエミッタ部を挟んで同下部電極に対向するように同エミッタ部の上部に形成されるとともに微細貫通孔が複数形成されてなる上部電極を有する電子放出素子が開発されてきている。この電子放出素子は、下部電極と上部電極との間に所定の書込み電圧が付与されるとエミッタ部に電子を蓄積し、下部電極と上部電極との間に所定の電子放出電圧が付与されると蓄積した電子を上部電極の微細貫通孔を通じて平面状に放出する。従って、このような電子放出素子に対向するように電子の衝突によって発光する蛍光体を配置すれば、その蛍光体を面状に発光させることができる。従って、上述の問題（環境問題や発光の不均一性）を解決した発光装置が提供され得ると考えられる。
【０００５】
ところで、一般に、上述した蛍光体は、衝突した電子により励起状態となり、その励起状態から基底状態へと遷移するときに発光する。従って、電子放出素子に電子放出電圧を付与し続けることにより蛍光体に衝突する電子量を多くすれば、発光量を多く（輝度を大きく）することができる。しかしながら、蛍光体に過剰な電子が衝突した場合、その電子によりもたらされる過剰なエネルギーは熱へと変化し、発光量は増大しない。つまり、電子放出素子に付与されている電子放出電圧に基づく過剰な電力は熱へと変化するので、蛍光体の発光に対して無駄に消費されているという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記のような面状に電子を放出する電子放出素子を使用した発光装置であって、電力消費量が小さく、輝度むらがなく且つ大きな発光量（輝度）を得ることができる発光装置を提供することを１つの目的としている。本発明による発光装置は、例えば、液晶ディスプレイ等のバックライトのみでなくカラーディスプレイ装置の画素（ＲＧＢ等の有色の光を発光する発光体）や車両のターンシグナルランプ、或いはストップランプ等の広範囲の装置に適用され得る。
【０００７】
上記目的を達成するための本発明による発光装置は、
所定の書込み電圧が付与されたときに多数の電子を内部に蓄積するとともに所定の電子放出電圧が付与されたとき平面状の電子放出部から同蓄積された多数の電子を平面状に放出する電子放出素子と、
所定の電圧であるコレクタ電圧が付与されたとき前記電子放出素子から放出された電子を引き寄せる電極であって前記電子放出部に対向するように配置された複数のコレクタ電極と、
前記複数のコレクタ電極に近接配置されるとともに電子が衝突することにより発光する蛍光体と、
前記電子放出素子に前記書込み電圧と前記電子放出電圧とを交互に付与する電子放出駆動回路と、
前記電子放出素子が電子を放出しているとき前記コレクタ電圧を前記複数のコレクタ電極のそれぞれに互いに異なる期間において付与するコレクタ電圧付与回路と、
を備えた発光装置である。
【０００８】
これによれば、電子放出素子は、書込み電圧が付与されたときに電子を内部に蓄積し、電子放出電圧が付与されたときに蓄積した電子を平面状に放出する。この放出された電子は、コレクタ電圧が付与されているコレクタ電極に引き寄せられる。この結果、そのコレクタ電極の近傍に配置されている蛍光体に電子が衝突し、電子が衝突した蛍光体が発光する。その後、そのコレクタ電極にはコレクタ電圧が付与されなくなる。従って、電子は、そのコレクタ電極の近傍に配置されている蛍光体には衝突しなくなる。しかしながら、その蛍光体はその後しばらく残光を発する。
【０００９】
一方、コレクタ電圧は、前記複数のコレクタ電極のそれぞれに互いに異なる期間において付与される。従って、１つの蛍光体が残光を発している期間に他のコレクタ電極にコレクタ電圧が付与される。これにより、前記他のコレクタ電極の近傍に配置されている蛍光体に電子が衝突し、その電子が衝突した蛍光体が発光する。従って、本発明による発光装置は、ある蛍光体の残光と、他の蛍光体の電子の衝突による発光とを利用することができるので、各蛍光体に過剰な電子を衝突させることなく（換言すると、電子放出素子に付与する電力を無駄にすることなく）、大きな光量の光を発することができる。この残光を利用するということは、蛍光体を励起する為に印加されるエネルギーがゼロになった後にも光量を得る（光を取り出す）ということであるので、蛍光体の発光効率（即ち、発光光量／蛍光体への印加エネルギー）を大きくすることに寄与する。
【００１０】
この場合、前記コレクタ電圧付与回路は、前記複数のコレクタ電極のうちの１つのコレクタ電極に前記コレクタ電圧を付与しているとき、同複数のコレクタ電極のうちの残りのコレクタ電極に前記コレクタ電圧を付与しないように構成されることが好適である。
【００１１】
これによれば、電子放出素子が放出した電子を何れかのコレクタ電極に確実に引寄せることができる。従って、電子を引寄せたコレクタ電極の近傍に配置されている蛍光体を確実に発光させることができる。
【００１２】
更に、前記コレクタ電圧付与回路は、前記複数のコレクタ電極のそれぞれに対し所定の順序に従って前記コレクタ電圧を付与する動作を繰り返し行うように構成されることが好適である。
【００１３】
これによれば、各コレクタ電極の近傍に配置されている蛍光体の残光量が過度に小さくなる前に、その蛍光体に電子を衝突させ、その蛍光体を再度発光させることが可能となる。この結果、発光の不均一性（輝度むら）を小さくすることができる。
【００１４】
更に、前記電子放出駆動回路は、前記複数のコレクタ電極の何れかに前記コレクタ電圧が付与されている期間にのみ前記電子放出電圧を前記電子放出素子に付与し、同複数のコレクタ電極の何れにも同コレクタ電圧が付与されていない期間にのみ前記書込み電圧を同電子放出素子に付与するように構成されることが好適である。
【００１５】
これによれば、複数のコレクタ電極の何れかにコレクタ電圧が付与されている期間には、電子放出素子に電子放出電圧が付与されるので、電子が放出される。換言すると、電子の放出がないにもかかわらずコレクタ電極にコレクタ電圧が付与されている事態を回避することができる。この結果、コレクタ電圧付与回路内において無駄に電力を消費することを回避することができる。加えて、複数のコレクタ電極の何れにもコレクタ電圧が付与されていない期間には、電子放出素子に書込み電圧が付与される。従って、蛍光体に電子を衝突させる必要のない期間において、電子放出素子は電子を蓄積することができる。この結果、電子放出素子に効率よく電子を蓄積させ、及び、効率よく電子を放出させることができる。また、電子放出素子に書込み電圧を付与している間に、コレクタ電圧に伴う強電界がコレクタ電極と上部電極との間に印加されるのを回避できるので、上部電極の損耗及び電子放出素子の絶縁破壊を防ぐことができる。
【００１６】
更に、前記コレクタ電圧付与回路は、前記電子放出駆動回路が前記電子放出電圧を付与し始めてから同電子放出電圧の付与を終了するまでの間に前記複数のコレクタ電極のそれぞれに前記コレクタ電圧を少なくとも１回は付与するように構成されることもできる。
【００１７】
これによれば、電子放出素子からの１回の連続した電子放出により、各コレクタ電極の近傍に配置されている蛍光体の全てを、少なくとも１回は発光させることができる。
【００１８】
また、これらの発光装置において、前記蛍光体は白色光を発光する白色蛍光体であってもよい。これによれば、液晶ディスプレイなどのバックライトとして利用し易い発光装置（光源）が提供される。
【００１９】
一方、これらの発光装置は、前記蛍光体を複数備え、同複数の蛍光体のそれぞれは前記複数のコレクタ電極毎に近接配置されるとともに互いに異なる色の光を発生する蛍光体であってもよい。これによれば、異なる色の光を発生する発光装置を提供することができる。
【００２０】
他方、これらの発光装置は、前記コレクタ電極を少なくとも３つ備えるとともに、前記蛍光体を少なくとも３つ備え、同３つの蛍光体のそれぞれは同３つのコレクタ電極毎に近接配置され、同３つの蛍光体のうちの１つの蛍光体は赤色光を発光する赤色蛍光体であり、同３つの蛍光体のうちの他の１つの蛍光体は緑色光を発光する緑色蛍光体であり、同３つの蛍光体のうちのうちの残りの１つの蛍光体は青色光を発光する青色蛍光体でもよい。これによれば、所謂、ＲＧＢからなる画素を構成するデバイスを提供することができる。従って、この発光装置を、カラーディスプレイに使用することができる。
【００２１】
従来のカラーディスプレイの画素を構成するデバイスは、先ず、白色光を発生させ、その白色光を赤、緑及び青の各色のカラーフィルタに通すことにより所望の色の光を得ている。しかしながら、白色光には、これら以外の色（例えば、黄色等）の光が含まれている。従って、白色光に含まれている光であって上記各色のカラーフィルタを通過できない光は、発光量（輝度）に何らの影響も及ぼさないので、結果として無駄に発生されていることになる。つまり、従来のデバイスは、白色光を発生させることにより無駄な電力を消費していることになる。これに対し、上記構成の発光装置によれば、所望の色を発生する蛍光体に電子を衝突させているから、無駄な光を発生することがない。従って、装置の消費電力を小さくすることができる。更に、３色の蛍光体を備えた前記構成を液晶ディスプレイ用のバックライトとして用いることも好ましい。この場合は、白色蛍光体のみを使用する場合よりも、カラーフィルタとのスペクトル特性を合わせ易いという利点を有する。更に、１フレーム時間を３分割して赤・緑・青それぞれ単色の画像表示に割り当てる「フィールドシーケンシャル方式」に対応した時分割による３原色の発光も可能である。
【００２２】
更に、前記発光装置は、
前記電子放出部に対向し且つ同電子放出部のなす平面に平行な面を下面とする薄板状の透明板と、反射板又は散乱板と、を備えるとともに、前記電子放出素子を複数備えることができる。この場合、
前記複数のコレクタ電極及び前記蛍光体は、前記透明板の下面に形成され、
前記反射板又は散乱板は、前記電子放出素子から放出された電子の前記複数のコレクタ電極への進行を阻害しない位置であって、且つ、前記透明板に対向する位置及び前記コレクタ電極に対向する位置に配設され、
前記透明板は、前記複数の電子放出素子のうちの１つの電子放出素子から放出された電子を引寄せる前記複数のコレクタ電極のうちの端部に位置するコレクタ電極と、このコレクタ電極に隣接するとともに前記複数の電子放出素子のうちの他の１つの電子放出素子から放出された電子を引寄せる前記複数のコレクタ電極のうちの他の１つのコレクタ電極との間に、前記反射板又は散乱板により反射された光を透過させる光透過部が形成されてなることが好適である。
【００２３】
蛍光体が発した光の一部は、透明板を通して発光装置外部に直接放出させられる。ところが、蛍光体が発した光の大部分は、散乱によって電子放出素子が配置されている側（即ち、発光装置の内部）に向う。そこで、上記構成のように、透明板に光透過部を形成するとともに反射板又は散乱板を配置すれば、散乱によって電子放出素子が配置されている側に向う光を反射板又は散乱板により反射して再び透明板の方へ向わせ、その光を光透過部を通して発光装置の外部に放出することができる。この結果、より少ない消費電力で大きな発光量の光を発することができる発光装置が提供される。
【００２４】
なお、電子放出素子から放出された電子の複数のコレクタ電極への進行を阻害しない位置に反射板又は散乱板を形成するとは、例えば、電子放出素子の電子放出部と同一面に反射板の鏡面又は散乱板の散乱面を一致させるように反射板又は散乱板を配置・形成したり、或いは、電子放出素子が透明な基板の上面に形成されている場合には、その基板の下面に鏡面又は散乱面を有するように反射板又は散乱板を配置・形成したりすることを含む。
【００２５】
更に、上記電子放出素子を、
薄板状の誘電体からなるエミッタ部と同エミッタ部の下部に形成された下部電極と前記電子放出部として同エミッタ部を挟んで同下部電極に対向するように同エミッタ部の上部に形成されるとともに微細貫通孔が複数形成されてなる上部電極とを有し、前記書込み電圧が同下部電極と同上部電極との間に付与されたとき同書込み電圧に伴う同エミッタ部の負側分極反転により前記多数の電子を同エミッタ部の上部に蓄積し、前記電子放出電圧が同下部電極と同上部電極との間に付与されたとき同電子放出電圧に伴う同エミッタ部の正側分極反転により同蓄積された多数の電子を同上部電極の微細貫通孔を通して平面状に放出する素子とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明による発光装置の各実施形態について図面を参照しながら説明する。      
＜第１実施形態＞
（構造）
部分断面図である図１及び部分平面図である図２に示したように、本発明の第１実施形態に係る発光装置１０は、基板１１、複数の電子放出素子１２、透明板（発光基板）１３、複数のコレクタ電極１４及び蛍光体１５を備えている。なお、図１は、図２に示した発光装置１０を、１−１線に沿った平面にて切断した断面図である。
【００２７】
基板１１は、互いに直交するＸ軸及びＹ軸により形成される平面（Ｘ−Ｙ平面）に平行な上面及び下面を有し、Ｘ軸及びＹ軸のそれぞれに直交するＺ軸方向に厚み方向を有する薄板体である。基板１１は、例えば、酸化ジルコニウムを主成分とした材料（例えば、ガラス又はセラミックス）からなっている。
【００２８】
電子放出素子１２は、Ｚ軸方向に僅かな厚みを有し、Ｘ軸方向に一定の幅を有しながらＹ軸方向に伸びている。複数の電子放出素子１２は、Ｘ軸方向に沿う所定の間隔毎に、基板１１の上面に形成されている。各電子放出素子１２は、後に詳述するように、所定の書込み電圧が付与されたときに多数の電子を内部に蓄積するとともに所定の電子放出電圧が付与されたとき平面状の電子放出部から同蓄積された多数の電子を平面状に上方（Ｚ軸正方向）に向けて放出するようになっている。電子放出部とは、電子放出素子１２の上部に形成された後述する上部電極のことである。
【００２９】
透明板１３は、互いに平行な上面及び下面を有し、これらの面に直交する方向に厚み方向を有する薄板体である。透明板１３は、透明な材質（ここでは、ガラス又はアクリル）からなっている。透明板１３は、基板１１及び電子放出素子１２の上方（Ｚ軸正方向）に、これらから所定の距離だけ離れた位置に配設されている。透明板１３は、その下面が電子放出素子の電子放出部のなす平面と平行となるように（即ち、下面がＸ−Ｙ平面に沿うように）配設されている。
【００３０】
コレクタ電極１４は、導電性物質（ここでは、透明導電膜，ITO）からなっている。コレクタ電極１４は、透明板１３の下面に形成・固定されている。複数のコレクタ電極１４のそれぞれは、Ｚ軸方向に僅かな厚みを有し、Ｘ軸方向に電子放出素子の幅よりも僅かに大きい一定の幅を有しながらＹ軸方向に伸びている。
【００３１】
より具体的に述べると、コレクタ電極１４は、１つの電子放出素子１２に対して３つ設けられている。これら３つのコレクタ電極１４を、説明の便宜上、中央コレクタ電極１４Ｃ、左側コレクタ電極１４Ｌ及び右側コレクタ電極１４Ｒと称呼する。これらのコレクタ電極は互いに同一形状を備えている。
【００３２】
この称呼方法によれば、中央コレクタ電極１４Ｃは、図２に示したように、平面視においてそのＹ軸方向の軸線が１つの電子放出素子１２のＹ軸方向の軸線と一致するように配置されている。左側コレクタ電極１４Ｌは、中央コレクタ電極Ｃから所定の距離ｘ１だけＸ軸負方向に離間した位置に形成されている。右側コレクタ電極１４Ｒは、中央コレクタ電極Ｃから所定の距離ｘ１だけＸ軸正方向に離間した位置に形成されている。右側コレクタ電極１４Ｒは、そのＸ軸正方向において隣接する左側コレクタ電極１４Ｌと距離ｘ１以上の距離ｘ２だけ隔てた位置に形成されている。
【００３３】
蛍光体１５は、複数のコレクタ電極１４を覆うように透明板１３の下面において膜状に形成されている。蛍光体１５は、電子が衝突すると、その電子により励起状態となり、その励起状態から基底状態へと遷移するときに白色の光を発生するようになっている。このような白色蛍光体としての代表例は、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂである。或いは、白色蛍光体は、赤色蛍光体（例えば、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ）、緑色蛍光体（例えば、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ）及び青色蛍光体（例えば、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ）の蛍光体を混ぜ合わせることにより作製することもできる。蛍光体１５が発生した光は、透明板１３を通して発光装置１０の上方（外部）に進行する。
【００３４】
基板１１、電子放出素子１２及び蛍光体１５により囲まれた空間は略真空（１０２〜１０−６Ｐａが好ましく、より好ましくは１０−３〜１０−５Ｐａ）に維持されている。換言すると、基板１１、電子放出素子１２及び透明板１３は、図示しない発光装置１０の側壁部とともに密閉空間を形成する空間形成部材を構成している。そして、この密閉空間は略真空に維持されている。従って、電子放出素子１２は、空間形成部材により略真空状態に維持されている密閉空間内に配置されていることになる。
【００３５】
ここで、電子放出素子１２について、電子放出素子１２の断面図である図３を参照しながら説明する。電子放出素子１２は、基板１１の上に形成された下部電極（下部電極層）１２ａ、エミッタ部１２ｂ及び上部電極（上部電極層）１２ｃを備えている。なお、電子放出素子１２を構成する材料及び製造方法等については後に詳述する。
【００３６】
下部電極１２ａは、導電性物質（ここでは、銀又は白金）からなり、基板１１の上面の上に層状に形成されている。下部電極１２ａの平面視における形状はＹ軸方向に長手方向を有する帯状である。
【００３７】
エミッタ部１２ｂは、比誘電率が大きい誘電体（例えば、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）、チタン酸鉛（ＰＴ）及びジルコン酸鉛（ＰＺ）の３成分系材料ＰＭＮ−ＰＴ−ＰＺ）からなり、下部電極１２ａの上面の上に形成されている。エミッタ部１２ｂは、Ｚ軸方向に厚み方向を有する薄板体であり、平面視において下部電極１２ａと同一の形状を有している。エミッタ部１２ｂの上面には、誘電体の粒界による凹凸１２ｂ１が形成されている。
【００３８】
上部電極１２ｃは、導電性物質（ここでは、白金）からなり、エミッタ部１２ｂを挟んで下部電極１２ａに対向するようにエミッタ部１２ｂの上部（エミッタ部１２ｂの上面の上）に層状に形成されている。上部電極１２ｃは、平面視において下部電極１２ａ及びエミッタ部１２ｂと略同一の形状を有している。更に、上部電極１２ｃには、図３及び上部電極１２ｃの部分拡大平面図である図４に示したように、複数の微細な貫通孔１２ｃ１が形成されている。
【００３９】
下部電極１２ａ、エミッタ部１２ｂ及び白金レジネートペーストからなる上部電極１２ｃは焼成処理によって一体化させられている。この一体化のための焼成処理により、上部電極１２ｃとなる膜が例えば厚み１０μｍから厚み０．１μｍに収縮する。このとき、上部電極１２ｃには前述した複数の微細貫通孔１２ｃ１が形成される。
【００４０】
発光装置１０は、回路図である図５に示したように、電子放出駆動回路１６とコレクタ電圧付与回路１７と、を備えている。なお、図５は、１つの電子放出素子１２と、その１つの電子放出素子１２から放出される電子を回収する３つのコレクタ電極１４（１４Ｌ，１４Ｃ，１４Ｒ）のみを示している。
【００４１】
電子放出駆動回路１６は、下部電極１２ａ及び上部電極１２ｃに接続されていて、電子放出素子１２に駆動電圧Ｖinを印加するようになっている。具体的には、電子放出駆動回路１６は、駆動電圧Ｖinとして、書込み電圧Ｖｍと電子放出電圧Ｖｐとを交互に発生し、これらの電圧を電子放出素子１２（下部電極１２ａと上部電極１２ｃとの間）に付与する。
【００４２】
書込み電圧Ｖｍは、エミッタ部１２ｂに負側分極反転を発生せしめることにより、多数の電子をエミッタ部１２ｂの上部に蓄積させるための電圧である。書込み電圧Ｖｍは、下部電極１２ａを基準としたときに上部電極１２ｃの電位が正の電圧Ｖｍだけ低くなるように印加される電圧である。
【００４３】
電子放出電圧Ｖｐは、エミッタ部１２ｂに正側分極反転を発生せしめることにより、エミッタ部１２ｂの上部に蓄積されている多数の電子を上部電極１２ｃの微細貫通孔１２ｃ１を通して平面状に放出させるための電圧である。電子放出電圧Ｖｐは、下部電極１２ａを基準としたときに上部電極１２ｃの電位が正の電圧Ｖｐだけ高くなるように印加される電圧である。
【００４４】
コレクタ電圧付与回路１７は、複数のコレクタ電極１４のそれぞれに接続されている。コレクタ電圧付与回路１７は、電子放出素子１２が電子を放出しているとき複数のコレクタ電極１４のそれぞれに所定の電圧（ここでは、方形波のパルス状電圧）であるコレクタ電圧Ｖｃを互いに異なる期間において付与するようになっている。
【００４５】
（電子放出の原理及び作動）
次に、上記のように構成された電子放出素子１２の作動原理について説明する。
【００４６】
先ず、図６に示したように、下部電極１２ａの電位を基準とした下部電極１２ａと上部電極１２ｃの実際の電位差Ｖka（素子電圧Ｖka）が正の所定電圧Ｖｐに維持され、エミッタ部１２ｂの電子が総て放出した直後であって、電子がエミッタ部１２ｂに蓄積されていない状態から説明を開始する。このとき、エミッタ部１２ｂの双極子の負極はエミッタ部１２ｂの上面（Ｚ軸正方向、即ち、上部電極１２ｃ側）に向いた状態となっている。この状態は、図７に示したグラフ上の点ｐ１の状態である。図７のグラフは、横軸に素子電圧Ｖkaをとり、縦軸に上部電極１２ｃ近傍部分の電荷Ｑをとったエミッタ部１２ｂの電圧−分極特性のグラフである。
【００４７】
この状態において、電子放出駆動回路１６は、駆動電圧Ｖinを負の所定電圧である書込み電圧Ｖｍに変更する。これにより、素子電圧Ｖkaは図７の点ｐ２を経由して点ｐ３に向けて減少する。そして、素子電圧Ｖkaが図７に示した負の抗電界電圧Ｖａの近傍の電圧になると、エミッタ部１２ｂの双極子の向きが反転し始める。即ち、図８に示したように、分極反転（負側分極反転）が開始する。
【００４８】
この負側分極反転により、エミッタ部１２ｂの上面と、上部電極１２ｃと、これらの周囲の媒質（この場合、真空）との接触箇所（トリプルジャンクション）及び／又は微細貫通孔１２ｃ１を形成している上部電極１２ｃの先端部分において電界が大きくなる（電界集中が発生する。）。その結果、図９に示したように、上部電極１２ｃからエミッタ部１２ｂに向けて電子が供給され始める。
【００４９】
この供給された電子は、主としてエミッタ部１２ｂの上部であって上部電極１２ｃの微細貫通孔１２ｃ１から露呈している部分の近傍及び微細貫通孔１２ｃ１を形成している上部電極１２ｃの端部近傍（以下、単に「微細貫通孔１２ｃ１近傍」とも言う。）に蓄積される。その後、所定の時間が経過して負側分極反転が完了すると、素子電圧Ｖkaは負の所定電圧Ｖｍに向けて急激に変化し負の所定電圧Ｖｍとなる。この結果、電子の蓄積が完了する（電子の蓄積飽和状態に至る）。この状態が、図７の点ｐ４の状態である。
【００５０】
次に、電子放出駆動回路１６は、電子放出タイミングが到来すると、駆動電圧Ｖinを正の所定電圧である電子放出電圧Ｖｐに変更する。これにより、素子電圧Ｖkaは増大し始める。このとき、素子電圧Ｖkaが図７の点ｐ５に対応する正の抗電界電圧Ｖｄより僅かに小さい電圧Ｖｂ（点ｐ６）に到達するまでは、図１０に示したように、エミッタ部１２ｂの帯電状態が維持される。
【００５１】
その後、素子電圧Ｖkaは正の抗電界電圧Ｖｄの近傍の電圧に到達する。これにより、双極子の負極がエミッタ部１２ｂの上面側に向き始める。即ち、図１１に示したように、分極が再び反転する（正側分極反転が開始する。）。この状態が図７の点ｐ５近傍の状態である。
【００５２】
その後、正側分極反転が完了する時点の近傍の時点になると、負極がエミッタ部１２ｂの上面側に反転した双極子の数が多くなる。この結果、図１２に示したように、クーロンの反発力により微細貫通孔１２ｃ１の近傍に蓄積されていた電子が微細貫通孔１２ｃ１を通って上方（Ｚ軸正方向）に放出され始める。この場合、上部電極１２ｃには多数の微細貫通孔１２ｃ１が形成されているから、多数の電子はそれらの微細貫通孔１２ｃ１を通して平面状に放出される。
【００５３】
そして、正側分極反転が完了すると、素子電圧Ｖkaは急激に増大を開始し、電子が活発に放出される。その後、電子の放出は完了し、素子電圧Ｖkaは正の所定電圧Ｖｐに到達する。この結果、エミッタ部１２ｂの状態は図６に示した当初の状態（図７の点ｐ１の状態）に復帰する。以上が、電子の蓄積及び放出に係る一連の作動原理である。
【００５４】
（発光制御…駆動電圧Ｖinとコレクタ電圧Ｖｃの制御）
次に、第１実施形態に係る発光装置１０の発光時における作動について、図１３のタイムチャートを参照しながら説明する。なお、図１３の（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）に示した発光相当値とは、透明板１３の上部に配置した光出力測定装置（アバランシェ・フォト・ダイオード）ＡＰＤが出力する光の出力の大きさに応じた電圧（ＡＰＤ出力電圧）を示している。この点に関しては、他のタイムチャートにおいても同様である。
【００５５】
先ず、時刻ｔ１以前において、多数の電子が電子放出素子１２のエミッタ部１２ｂの上部に蓄積された状態にあると仮定する。このとき、時刻ｔ１になると、電子放出駆動回路１６は図１３の（Ｄ）に示したように電子放出素子１２の下部電極１２ａと上部電極１２ｃとの間に電子放出電圧Ｖｐ（Ｖ）を印加する。これにより、エミッタ部１２ｂの上部に蓄積されている多数の電子が上部電極１２ｃの微細貫通孔１２ｃ１を通して平面状に放出される。
【００５６】
同時（時刻ｔ１）に、コレクタ電圧付与回路１７は、図１３の（Ａ）に示したように、左側コレクタ電極１４Ｌに一定の正のコレクタ電圧Ｖｃ（Ｖ）を付与する。即ち、左側コレクタ電極１４Ｌに印加する電圧Ｖc14Lを０（Ｖ）からＶｃ（Ｖ）に変更する。また、コレクタ電圧付与回路１７は、図１３の（Ｂ）及び（Ｃ）に示したように、中央コレクタ電極１４Ｃ及び右側コレクタ電極１４Ｒにそれぞれ印加する電圧Ｖc14C及び電圧Ｖc14Rを０（Ｖ）に維持する。
【００５７】
これにより、電子放出素子１２から放出された電子は、図１に示したように、コレクタ電圧Ｖｃが印加されている左側コレクタ電極１４Ｌに引き寄せられる。従って、その左側コレクタ電極１４Ｌの近傍に配置されている蛍光体１５（蛍光体１５のうち左側コレクタ電極１４Ｌに接している部分）に電子が衝突する。この結果、図１３の（Ｅ）に示したように、蛍光体１５の一部であって、左側コレクタ電極１４Ｌに近接しているために電子が衝突する部分（電子が衝突する部分における蛍光体１５）が発光する。
【００５８】
次に、所定の時間Ｔtnが経過して時刻ｔ２になると、電子放出駆動回路１６は図１３の（Ｄ）に示したように電子放出素子１２の下部電極１２ａと上部電極１２ｃとの間に書込み電圧Ｖｍ（Ｖ）を印加する。これにより、電子の放出は停止し、エミッタ部１２ｂの上部に電子が蓄積され始める。なお、時間Ｔtnは、電子放出素子１２が電子を放出するのに必要な時間又はそれ以上の長さの時間であり、且つ、蛍光体１５の左側コレクタ電極１４Ｌに近接している部分に、その時間以上継続して電子を照射しても、蛍光体の発光量は増大せず、電子のエネルギーが熱に変化してしまうような時間よりも短い時間に設定されることが好ましい。
【００５９】
同時（時刻ｔ２）に、コレクタ電圧付与回路１７は、図１３の（Ａ）に示したように、左側コレクタ電極１４Ｌに対するコレクタ電圧Ｖｃ（Ｖ）の付与を停止する。即ち、左側コレクタ電極１４Ｌに印加する電圧Ｖc14LをＶｃ（Ｖ）から０（Ｖ）に変更する。
【００６０】
これらにより、左側コレクタ電極１４Ｌの近傍に配置されている蛍光体１５への電子衝突が終了する。この結果、蛍光体１５のうち時刻ｔ１〜ｔ２において発光していた部分は、図１３の（Ｅ）に示したように、時刻ｔ２以降において残光を発するようになる。残光の強さ（光量）は時間とともに減衰する。
【００６１】
時刻ｔ２から所定の時間Ｔsyが経過して時刻ｔ３になると、電子放出駆動回路１６は図１３の（Ｄ）に示したように電子放出素子１２の下部電極１２ａと上部電極１２ｃとの間に電子放出電圧Ｖｐ（Ｖ）を再び印加する。これにより、多数の電子が上部電極１２ｃの微細貫通孔１２ｃ１を通して平面状に再び放出される。なお、時間Ｔsyは、電子放出素子１２が十分な数の電子をエミッタ部１２ｂの上部に蓄積するのに必要な時間（または、それより長い時間）に設定されている。
【００６２】
同時（時刻ｔ３）に、コレクタ電圧付与回路１７は、図１３の（Ｂ）に示したように、中央コレクタ電極１４Ｃに一定の正のコレクタ電圧Ｖｃ（Ｖ）を付与する。即ち、中央コレクタ電極１４Ｃに印加する電圧Ｖc14Cを０（Ｖ）からＶｃ（Ｖ）に変更する。また、コレクタ電圧付与回路１７は、図１３の（Ａ）及び（Ｃ）に示したように、左側コレクタ電極１４Ｌ及び右側コレクタ電極１４Ｒにそれぞれ印加する電圧Ｖc14L及び電圧Ｖc14Rを０（Ｖ）に維持する。
【００６３】
これにより、電子放出素子１２からＺ軸正方向に向けて平面状に放出された電子は、コレクタ電圧Ｖｃが印加されている中央コレクタ電極１４Ｃに引き寄せられる。従って、その中央コレクタ電極１４Ｃの近傍に配置されている蛍光体１５（蛍光体１５のうち中央コレクタ電極１４Ｃに接している部分）に電子が衝突する。この結果、図１３の（Ｆ）に示したように、蛍光体１５の電子が衝突する部分が発光する。
【００６４】
時刻ｔ３から所定の時間Ｔtnが経過して時刻ｔ４になると、電子放出駆動回路１６は図１３の（Ｄ）に示したように電子放出素子１２に再び書込み電圧Ｖｍ（Ｖ）を印加する。これにより、電子の放出は停止し、エミッタ部１２ｂの上部に電子が蓄積され始める。
【００６５】
同時（時刻ｔ３）に、コレクタ電圧付与回路１７は、図１３の（Ｂ）に示したように、中央コレクタ電極１４Ｃに対するコレクタ電圧Ｖｃ（Ｖ）の付与を停止する。即ち、中央コレクタ電極１４Ｃに印加する電圧Ｖc14CをＶｃ（Ｖ）から０（Ｖ）に変更する。
【００６６】
従って、その中央コレクタ電極１４Ｃの近傍に配置されている蛍光体１５への電子衝突が終了する。この結果、蛍光体１５のうち時刻ｔ３〜ｔ４において発光していた部分は、時刻ｔ４以降において残光を発するようになる。残光の強さ（光量）は時間とともに減衰する。
【００６７】
時刻ｔ４から所定の時間Ｔsyが経過して時刻ｔ５になると、電子放出駆動回路１６は図１３の（Ｄ）に示したように電子放出素子１２に電子放出電圧Ｖｐ（Ｖ）を再び印加する。これにより、多数の電子が上部電極１２ｃの微細貫通孔１２ｃ１を通して平面状に再び放出される。
【００６８】
同時（時刻ｔ５）に、コレクタ電圧付与回路１７は、図１３の（Ｃ）に示したように、右側コレクタ電極１４Ｒに一定の正のコレクタ電圧Ｖｃ（Ｖ）を付与する。即ち、右側コレクタ電極１４Ｒに印加する電圧Ｖc14Rを０（Ｖ）からＶｃ（Ｖ）に変更する。また、コレクタ電圧付与回路１７は、図１３の（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、左側コレクタ電極１４Ｌ及び中央コレクタ電極１４Ｃにそれぞれ印加する電圧Ｖc14L及び電圧Ｖc14Cを０（Ｖ）に維持する。
【００６９】
これにより、電子放出素子１２からＺ軸正方向に向けて平面状に放出された電子は、コレクタ電圧Ｖｃが印加されている右側コレクタ電極１４Ｒに引き寄せられる。従って、その右側コレクタ電極１４Ｒの近傍に配置されている蛍光体１５（蛍光体１５のうち右側コレクタ電極１４Ｒに接している部分）に電子が衝突する。この結果、図１３の（Ｇ）に示したように、蛍光体１５の電子が衝突する部分が発光する。
【００７０】
時刻ｔ５から所定の時間Ｔtnが経過して時刻ｔ６になると、電子放出駆動回路１６は図１３の（Ｄ）に示したように電子放出素子１２に再び書込み電圧Ｖｍ（Ｖ）を印加する。これにより、電子の放出は停止し、エミッタ部１２ｂの上部に電子が蓄積され始める。
【００７１】
同時（時刻ｔ６）に、コレクタ電圧付与回路１７は、図１３の（Ｃ）に示したように、右側コレクタ電極１４Ｒに対するコレクタ電圧Ｖｃ（Ｖ）の付与を停止する。即ち、右側コレクタ電極１４Ｒに印加する電圧Ｖc14RをＶｃ（Ｖ）から０（Ｖ）に変更する。
【００７２】
従って、その右側コレクタ電極１４Ｒの近傍に配置されている蛍光体１５への電子衝突が終了する。この結果、蛍光体１５のうち時刻ｔ５〜ｔ６において発光していた部分は、時刻ｔ６以降において残光を発するようになる。残光の強さ（光量）は時間とともに減衰する。その後、時刻ｔ６から所定の時間ｔsyが経過して時刻ｔ７になると、再び、時刻ｔ１以降と同じ動作が繰り返される。
【００７３】
このように、第１実施形態に係る発光装置１０によれば、一つのコレクタ電極１４にコレクタ電圧Ｖｃが付与されて電子が衝突せしめられている期間において、例えば、時刻ｔ５〜ｔ６を例にとると、右側コレクタ電極１４Ｒ近傍の蛍光体１５は電子衝突により光を発生し、左側コレクタ電極１４Ｌ及び中央コレクタ電極１４Ｃは残光による光を発生する。この期間においては、中央コレクタ電極１４Ｃからの残光の強度は減衰開始（時刻ｔ４）から短時間しか経過していないから相当に大きい。一方、左側コレクタ電極１４Ｌからの残光の強度は、減衰開始（時刻ｔ２）からかなりの時間が経過しているので、かなり小さくなっているが、完全には「０」になっていない。この結果、３つのコレクタ電極１４Ｌ、１４Ｃ及び１４Ｒは、何れもが光を発生しているので、発光装置１０は、大きな光量の光を発光の均一性を確保しながら（輝度むらが小さく）発することができる。
【００７４】
同様に、例えば、何れのコレクタ電極１４にも電子が衝突せしめられていない時刻ｔ４〜ｔ５の期間を例に挙げて説明すると、３つのコレクタ電極１４Ｌ、１４Ｃ及び１４Ｒは、それぞれの強度の残光を発生している。従って、これによっても、大きな光量及び発光の均一性が確保される（輝度むらが小さい。）。
【００７５】
以上、説明したように、本発明の第１実施形態に係る発光装置１０は、コレクタ電圧Ｖｃを複数のコレクタ電極（１４Ｌ、１４Ｃ、１４Ｒ）のそれぞれに互いに異なる期間において付与している。これにより、コレクタ電極Ｖｃが付与されているコレクタ電極の近傍の蛍光体に電子が衝突し、蛍光体１５のその部分は発光する。このとき、他の蛍光体１５（蛍光体１５の他の部分）は残光を発している。従って、発光装置１０は、蛍光体１５の電子の衝突による発光と、蛍光体１５の残光による光と、を利用することができるので、蛍光体１５に過剰な電子を衝突させることなく（換言すると、電子放出素子に付与する電力を無駄にすることなく）、高効率に大きな光量の光を発することができる。
【００７６】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る発光装置について説明する。この発光装置は、コレクタ電圧Ｖｃ及び駆動電圧Ｖin（書込み電圧Ｖｍ及び電子放出電圧Ｖｐ）の印加方法が第１実施形態に係る発光装置１０と相違する点を除き、発光装置１０と同一の構成を備えている。従って、以下、かかる相違点を中心に図１４に示したタイムチャートを参照しながら説明する。
【００７７】
この発光装置の電子放出駆動回路１６は、図１４の（Ｄ）に示したように、時刻ｔ１〜ｔ２の所定の期間（書込み期間）Ｔsyにおいて、電子放出素子１２の下部電極１２ａと上部電極１２ｃとの間に書込み電圧Ｖｍ（Ｖ）を印加する。従って、この期間においては、電子の放出は停止し、電子はエミッタ部１２ｂの上部に蓄積される。
【００７８】
更に、電子放出駆動回路１６は、時刻ｔ２〜ｔ３の所定の期間（電子放出期間、点灯期間）Ｔtnにおいて、電子放出素子１２の下部電極１２ａと上部電極１２ｃとの間に電子放出電圧Ｖｐ（Ｖ）を印加する。従って、この期間においては、多数の電子が上部電極１２ｃの微細貫通孔１２ｃ１を通して平面状に放出される。
【００７９】
一方、コレクタ電圧付与回路１７は、図１４の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示したように、時刻ｔ１〜ｔ２の所定の期間Ｔsyにおいて、何れのコレクタ電極１４Ｌ、１４Ｃ及び１４Ｒにもコレクタ電圧Ｖｃを印加しない。
【００８０】
更に、コレクタ電圧付与回路１７は、時刻ｔ２〜ｔ３の電子放出期間Ｔtnにおいて、一定時間Ｔｃの経過毎に、左側コレクタ電極１４Ｌ、中央コレクタ電極１４Ｃ、右側コレクタ電極１４Ｒ、次いで、再び、左側コレクタ電極１４Ｌ…のように、予め定められた順序に従って各コレクタ電極にコレクタ電圧Ｖｃを付与して行く。即ち、コレクタ電圧付与回路１７は、複数のコレクタ電極（１４Ｌ、１４Ｃ、１４Ｒ）のそれぞれに対し所定の順序（ここでは、１４Ｌ、１４Ｃ、１４Ｒの順序）に従ってパルス状のコレクタ電圧Ｖｃを付与する動作を繰り返し行う。
【００８１】
これにより、電子放出素子１２から電子が放出されている時刻ｔ２〜ｔ３の期間Ｔtnにおいては、左側コレクタ電極１４Ｌ、中央コレクタ電極１４Ｃ、右側コレクタ電極１４Ｒ、次いで、再び、左側コレクタ電極１４Ｌ…の順番で、各コレクタ電極（１４Ｌ、１４Ｃ、１４Ｒ）に電子が引寄せられる。この結果、図１４の（Ｅ）〜（Ｇ）に示したように、電子を引寄せるコレクタ電極の近傍に配置されている蛍光体１５の部分は、電子衝突により発光する。また、コレクタ電圧Ｖｃが付与されていないコレクタ電極の近傍に配置されている蛍光体１５の部分は、時間の経過とともに減衰する残光を発する。
【００８２】
そして、この発光装置は、時刻ｔ２〜ｔ３の期間Ｔtnにおいて、各コレクタ電極に対して４回だけパルス状のコレクタ電圧Ｖｃを付与する。また、この発光装置は、時刻１〜ｔ３を一周期としている。従って、時刻ｔ３以降になると、再び、時刻ｔ１以降と同じ動作が繰り返される。
【００８３】
以上、説明したように、第２実施形態に係る発光装置は、第１実施形態の発光装置１０と同様に、効率よく光を発生することができる。更に、第２実施形態のコレクタ電圧付与回路１７は、電子放出駆動回路１６が電子放出電圧Ｖｐを付与し始めてから同電子放出電圧Ｖｐの付与を終了するまでの間（例えば、時刻ｔ２〜ｔ３）に複数のコレクタ電極（１４Ｌ、１４Ｃ、１４Ｒ）のそれぞれにコレクタ電圧Ｖｃを少なくとも１回は付与する。
【００８４】
従って、電子放出素子１２からの１回の連続した電子放出により、各コレクタ電極の近傍に配置されている蛍光体１５の全てを、少なくとも１回は発光させることができる。つまり、電子の蓄積から電子放出までに伴う電子放出素子の駆動エネルギーを最小化した状態で、高効率に、出来るだけ広範囲に、且つ、均一に、発光させることができる。
【００８５】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る発光装置２０について図１５を参照しながら説明する。図１５の（Ａ）は発光装置２０の部分平面図であり、図１５の（Ｂ）は図１５の（Ａ）に示した発光装置２０を２−２線に沿った平面にて切断した発光装置２０の部分断面図である。以下において、互いに上記距離ｘ１を隔てて隣接し且つ１つの電子放出素子１２から放出された電子を回収（引寄せる）左側コレクタ電極１４Ｌ、中央コレクタ電極１４Ｃ及び右側コレクタ電極１４Ｒからなる３つのコレクタ電極を一組のコレクタ電極群１４ｇと称呼する。
【００８６】
この発光装置２０は、１つのコレクタ電極群１４ｇと隣接する他の１つのコレクタ電極群１４ｇとの間に光透過部（開口部）２１を形成した点、及び、基板１１の上面に複数の反射板（又は散乱板）２２を形成した点において、第１実施形態の発光装置１０と相違している。従って、以下、主として係る相違点について説明する。
【００８７】
光透過部２１は、１つのコレクタ電極群１４ｇの右側コレクタ電極１４ＲとＸ軸正方向（右側方向）において隣接する他の１つのコレクタ電極群１４ｇの左側コレクタ電極１４Ｌとの間の透明板１３の部分である。この部分の透明板１３の下面には、図示しないコレクタ電極への共通配線以外は何も設けられていない。光透過部２１のＸ軸方向の幅ｘ３は前記距離ｘ２より大きくなっている。
【００８８】
反射板（又は散乱板）２２は、電子放出素子１２と同程度の厚みを有している。反射板（又は散乱板）２２は、一つの電子放出素子１２と、この一つの電子放出素子１２に隣接する電子放出素子１２と、の間に形成され、コレクタ電極群１４ｇ及び光透過部２１（即ち、透明板１３の下面）と対向するように、基板１１の上面に形成されている。反射板（又は散乱板）２２のＸ軸方向の幅（長さ）は、互いに隣接する電子放出素子１２間の距離より僅かだけ小さい。
【００８９】
この発光装置２０においては、図１５の（Ｂ）に破線の矢印により示したように、蛍光体１５が発光装置２０の内部に向けて発する光（光の散乱によりＺ軸負方向の成分を有して進行する光）が、反射板（又は散乱板）２２により反射される。そして、反射板（又は散乱板）２２により反射された光は、光透過部２１を通過して発光装置２０の上方へ進行する。
【００９０】
従って、発光装置２０は、コレクタ電極１４（１４Ｌ，１４Ｃ，１４Ｒ）の上面から透明板１３を通過して発光装置２０の上方へ進行する光だけでなく、散乱によって発光装置２０の内部に進行する光であって反射板（又は散乱板）２２の反射により発光装置２０の上方へ進行する光となった光を発することができる。従って、発光装置２０は、より小さい消費電力にて、より大きい光量の光を発生することができる。
【００９１】
（第３実施形態の第１変形例）
第３実施形態の第１変形例である発光装置３０は、図１６の（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、反射板（又は散乱板）３１を基板１１の下面に配設した点のみにおいて、発光装置２０と相違している。この発光装置３０も、発光装置２０と同様に、散乱によって発光装置３０の内部に進行する光であって反射板（又は散乱板）３１の反射により発光装置３０の上方へ進行することとなった光を発することができる。従って、発光装置３０も、より小さい消費電力にて、より大きい光量の光を発生することができる。なお、発光装置３０においては、基板１１は光透過性が良好となるように形成されることが望ましい。
【００９２】
（第３実施形態の第２変形例）
次に、第３実施形態の第２変形例である発光装置４０について、図１７及び図１８を参照しながら説明する。図１７は発光装置４０の部分平面図であり、図１８は電子放出素子１２及び反射板（又は散乱板）４１の部分平面図である。
【００９３】
この発光装置４０は、図１７に示したように、３つのコレクタ電極１４（１４Ｌ，１４Ｃ，１４Ｒ）と１つの電子放出素子１２とからなる一つの発光素子群ＨＧを複数備えている。その複数の発光素子群ＨＧは、所謂「千鳥格子状」に配置されている。
【００９４】
より具体的に述べると、１つの発光素子群ＨＧは、Ｘ軸方向において隣接する他の発光素子群ＨＧと距離ｘ３を隔てて配置されている。更に、１つの発光素子群ＨＧはＹ軸方向に隣接する他の発光素子群ＨＧとＹ軸方向に沿う距離ｘ４だけ離間して配置されている。距離ｘ４は距離ｘ３と同等の距離である。加えて、１つの発光素子群ＨＧのＹ軸方向に沿う中心軸ＣＬは、Ｙ軸方向において隣接する他の発光素子群ＨＧの中心軸ＣＬに対して距離ｘ５だけ離間して配置されている。１つの発光素子群ＨＧと他の発光素子群ＨＧとの間の透明板の下面には、図示しないコレクタ電極への共通配線以外、何も形成されていない。これにより、発光装置４０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において光透過部を備えていることになる。
【００９５】
一方、反射板（又は散乱板）４１は、図１８に示したように、素子１２を囲むように基板１１の上面全体に形成されている。
【００９６】
この結果、発光装置４０は、散乱によって発光装置４０の内部に進行する光であって反射板（又は散乱板）４１の反射により発光装置４０の上方へ進行することとなった光を、数多くの光透過部を通して発することができる。従って、発光装置４０も、より小さい消費電力にて大きい光量の光を発生することができる。
【００９７】
以上、説明したように、第３実施形態及びその各変形例は、電子放出素子１２を複数備えている。また、これらは、電子放出素子１２の電子放出部（上部電極１２ｃ）に対向し且つ同電子放出部のなす平面（上部電極１２の上面）に平行な面を下面とする薄板状の透明板１３と、反射板又は散乱板（２２、３１、４１）と、を備えている。
【００９８】
そして、前記複数のコレクタ電極（１４Ｌ、１４Ｃ、１４Ｒ）及び蛍光体１５は、前記透明板１３の下面に形成され、
前記反射板又は散乱板（２２、３１、４１）は、電子放出素子１２から放出された電子の複数のコレクタ電極（１４Ｌ、１４Ｃ、１４Ｒ）への進行を阻害しない位置であって透明板１３の下面に対向する位置及びコレクタ電極（１４Ｌ、１４Ｃ、１４Ｒ）に対向する位置に配設されている。
【００９９】
更に、透明板１３は、複数の電子放出素子１２のうちの１つの電子放出素子から放出された電子を引寄せる複数のコレクタ電極のうちの端部に位置するコレクタ電極（例えば、コレクタ電極１４Ｒ）と、このコレクタ電極に隣接するとともに前記複数の電子放出素子のうちの他の１つの電子放出素子（前記１つの電子放出素子に隣接する他の電子放出素子）１２から放出された電子を引寄せる複数のコレクタ電極のうちの他の１つのコレクタ電極（例えば、前記コレクタ電極１４ＲにＸ軸正方向において隣接するコレクタ電極１４Ｌ）との間に、反射板又は散乱板（２２、３１、４１）により反射された光を透過させる光透過部２１が形成されている。
【０１００】
この結果、散乱によって電子放出素子１２が配置されている側に向う光（Ｚ軸負方向の成分をもって進行する光）を反射板又は散乱板（２２、３１、４１）により反射して再び透明板１３の方へ向わせ（Ｚ軸正方向の成分をもって進行する光に変え）、その光を光透過部２１を通して発光装置（２０，３０，４０）の外部に放出することができる。この結果、これらの発光装置は、より少ない消費電力で、より大きな発光量の光を発することができる。
【０１０１】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る発光装置５０について、図１９及び図２０を参照しながら説明する。図１９は発光装置５０の部分断面図であり、図２０は発光装置５０の部分平面図である。なお、図２０は、図１９に示した発光装置５０を、４−４線に沿った平面にて切断した断面図である。また、第１実施形態の発光装置１０と同一の構成要素には同一の符号が付されていて、その詳細な説明は以下において省略される。
【０１０２】
この発光装置５０は、カラーディスプレイ装置の画素を構成することができるデバイスである。発光装置５０においては、左側コレクタ電極１４Ｌは電子衝突（電子照射）により赤色光を発光する赤色蛍光体１５ＲＤにより覆われている。中央コレクタ電極１４Ｃは電子衝突により緑色光を発光する緑色蛍光体１５ＧＲにより覆われている。右側コレクタ電極１４Ｒは電子衝突により青色光を発光する青色蛍光体１５ＢＬにより覆われている。発光装置１０に使用された電子放出素子１２に代わる電子放出素子５１は、電子放出素子１２よりもＹ軸方向の長さが短くなっていて、画素に相当する大きさとなっている。
【０１０３】
赤色蛍光体１５ＲＤには、例えば、ＳｒＴｉＯ３：Ｐｒ、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ及びＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ等が用いられる。緑色蛍光体１５ＧＲには、例えば、Ｚｎ（Ｃａ，Ａｌ）２Ｏ４：Ｍｎ、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｔｂ及びＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ等が用いられる。青色蛍光体１５ＢＬには、例えば、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，ＺｎＧａ２Ｏ４及びＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ等が用いられる。
【０１０４】
次に、第４実施形態に係る発光装置５０の発光時における作動について、図２１のタイムチャートを参照しながら説明する。
【０１０５】
この発光装置５０の電子放出駆動回路１６は、図２１の（Ｄ）に示したように、電子放出素子５１の下部電極と上部電極との間に電子放出電圧Ｖｐ（Ｖ）及び書込み電圧Ｖｍ（Ｖ）を交互に印加する。電子放出電圧Ｖｐ（Ｖ）は一定の期間Ｔtnだけ印加される。この期間Ｔtnにおいては、エミッタ部の上部に蓄積された多数の電子が上部電極の微細貫通孔を通して平面状に放出される。書込み電圧Ｖｍ（Ｖ）は一定の期間Ｔsyだけ印加される。この期間Ｔsyにおいては、電子の放出は停止し、電子はエミッタ部の上部に蓄積される。期間Ｔtnと期間Ｔsyとを合わせた期間は、１／６０（秒）の１／３である。換言すると、発光装置５０は、１／６０（秒）間を一周期Ｔ（作動周波数＝６０Ｈｚ）として、一周期Ｔに３回だけ、電子放出素子５１から電子を放出する。
【０１０６】
一方、発光装置５０のコレクタ電圧付与回路１７は、図２１の（Ａ）に示したように、時刻ｔ１〜ｔ２の期間Ｔtnにおいて左側コレクタ電極１４Ｌにのみコレクタ電圧Ｖｃを印加する。コレクタ電圧付与回路１７は、図２１の（Ｂ）に示したように、時刻ｔ３〜ｔ４の期間Ｔtnにおいて中央コレクタ電極１４Ｃにのみコレクタ電圧Ｖｃを印加する。更に、コレクタ電圧付与回路１７は、図２１の（Ｃ）に示したように、時刻ｔ５〜ｔ６の期間Ｔtnにおいて右側コレクタ電極１４Ｒにのみコレクタ電圧Ｖｃを印加する。
【０１０７】
この結果、左側コレクタ電極１４Ｌを覆うように形成されている赤色蛍光体１５ＲＤは、時刻ｔ１〜ｔ２の期間において電子衝突によって赤色の光を発し、その他の期間は時間とともに大きさが減衰する赤色の残光を発する。同様に、中央コレクタ電極１４Ｃを覆うように形成されている緑色蛍光体１５ＧＲは、時刻ｔ３〜ｔ４の期間において電子衝突によって緑色の光を発し、その他の期間は時間とともに大きさが減衰する緑色の残光を発する。右側コレクタ電極１４Ｒを覆うように形成されている青色蛍光体１５ＢＬは、時刻ｔ５〜ｔ６の期間において電子衝突によって青色の光を発し、その他の期間は時間とともに大きさが減衰する青色の残光を発する。以降、発光装置は、１／６０（秒）毎に同様な動作を繰り返し行う。
【０１０８】
以上、説明したように、発光装置５０は、前記蛍光体を複数備え、同複数の蛍光体（１５ＲＤ、１５ＧＲ、１５ＢＬ）のそれぞれは複数のコレクタ電極（１４Ｌ、１４Ｃ、１４Ｒ）にそれぞれ近接配置されるとともに互いに異なる色の光を発生する蛍光体である。従って、発光装置１０は、異なる色の光を発生する装置となっている。また、蛍光体（１５ＲＤ、１５ＧＲ、１５ＢＬ）は、光の三原色である赤、緑及び青の光を発生する。従って、発光装置５０は、カラーディスプレイ等の画像表示に使用することができる。
【０１０９】
なお、電子放出素子５１は、書込み期間Ｔsyにおける書込み電圧Ｖｍ（Ｖ）の絶対値が大きいほど多くの電子をエミッタ部に蓄積し、その結果、その書込み期間Ｔsyに続く電子放出期間Ｔtnにおいてより多くの電子を放出することができる。従って、書込み期間Ｔsyにおける書込み電圧Ｖｍ（Ｖ）の絶対値を変化させることにより、各蛍光体には異なる量の電子が衝突することになるので、各蛍光体の発光量を変化させることができる。従って、発光装置５０をマトリクス状に配列したディスプレイにおいて、表示すべき画像に応じて各画素に要求される各色の発光量毎に各書込み期間Ｔsyにおける書込み電圧Ｖｍ（Ｖ）の絶対値を変化させることにより、カラー画像を表示することができる。図２２は、緑色の輝度、赤色の輝度、次いで青色の輝度の順に輝度を小さくする場合の各波形を示している。
【０１１０】
また、上記発光装置５０の作動周波数は６０Ｈｚであったが、この作動周波数は表示される画像の要求に応じて５０Ｈｚ，７２Ｈｚ及びこれらの整数倍の周波数などの周波数に適宜変更してもよい。
【０１１１】
＜各構成部材の材料例及び製法例＞
次に、上記電子放出素子１２，５１の構成部材の材料及び製法例について説明する。
【０１１２】
（基板）
基板は、酸化アルミニウムを主成分とする材料、或いは、酸化アルミニウム及び酸化ジルコニウムとの混合物を主成分とする材料から構成されてもよい。
【０１１３】
（下部電極）
下部電極には、上述したように導電性を有する物質（例えば、白金、モリブデン、タングステン、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム等の金属導体）が使用される。以下、下部電極に好適な物質を列挙する。
【０１１４】
（１）高温酸化雰囲気に対して耐性を有する導体（例えば、金属単体又は合金）
例）白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム、モリブデン等の高融点貴金属
例）銀−パラジウム、銀−白金、白金−パラジウム等の合金を主成分とするもの
（２）高温酸化雰囲気に対して耐性を有する絶縁性セラミックスと金属単体との混合物
例）白金とセラミック材料とのサーメット材料
（３）高温酸化雰囲気に対して耐性を有する絶縁性セラミックスと合金との混合物
（４）カーボン系、又は、グラファイト系の材料
【０１１５】
これらのうち、白金のみ又は白金系の合金を主成分とする材料が非常に好ましい。なお、電極材料中にセラミック材料を添加する場合、その添加されるセラミック材料の割合は５〜３０体積％程度が好適である。また、後述する上部電極の材料と同様な材料を用いてもよい。下部電極は、厚膜形成法により形成されることが好適である。下部電極の厚さは、好ましくは２０μｍ以下であり、更に好ましくは５μｍ以下である。
【０１１６】
（エミッタ部）
エミッタ部を構成する誘電体としては、上述したように比誘電率が比較的高い（例えば、比誘電率が１０００以上）の誘電体を採用することができる。以下、エミッタ部に好適な物質を列挙する。
【０１１７】
（１）チタン酸バリウム、ジルコン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、マグネシウムタンタル酸鉛、ニッケルタンタル酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、チタン酸鉛、マグネシウムタングステン酸鉛、コバルトニオブ酸鉛等
（２）上記（１）に記載の物質のうちの任意の物質を組み合わせたものを含有するセラミックス
【０１１８】
（３）上記（２）に記載のセラミックスに、更に、ランタン、カルシウム、ストロンチウム、モリブデン、タングステン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル及びマンガン等の酸化物を添加したもの、上記（２）に記載のセラミックスにこれらの酸化物の任意の物質を組み合わせたものを添加したもの、又は、更に他の化合物を適切に添加したもの
（４）主成分が上記（１）に記載の物質を５０％以上有する物質
【０１１９】
なお、例えば、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）とチタン酸鉛（ＰＴ）との２成分系ｎＰＭＮ−ｍＰＴ（ｎ，ｍをモル数比とする。）については、ＰＭＮのモル数比を大きくすることにより、キューリー点が低下し且つ室温での比誘電率を大きくすることができる。特に、ｎ＝０．８５〜１．０及びｍ＝１．０−ｎとしたｎＰＭＮ−ｍＰＴは、比誘電率が３０００以上となるので、エミッタ部の材料として非常に好ましい。例えば、ｎ＝０．９１及びｍ＝０．０９のｎＰＭＮ−ｍＰＴの室温における比誘電率は１５０００となり、ｎ＝０．９５及びｍ＝０．０５のｎＰＭＮ−ｍＰＴの室温における比誘電率は２００００となる。
【０１２０】
また、例えば、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）、チタン酸鉛（ＰＴ）及びジルコン酸鉛（ＰＺ）の３成分系ＰＭＮ−ＰＴ−ＰＺについては、ＰＭＮのモル数比を大きくすることにより比誘電率を大きくすることができる。更に、この３成分系においては、正方晶と擬立方晶又は正方晶と菱面体晶のモルフォトロピック相境界（ＭＰＢ：Morphotropic Phase Boundary）付近の組成とすることにより、比誘電率を大きくすることができる。
【０１２１】
例えば、ＰＭＮ：ＰＴ：ＰＺ＝０．３７５：０．３７５：０．２５とすると比誘電率は５５００、ＰＭＮ：ＰＴ：ＰＺ＝０．５：０．３７５：０．１２５とすると比誘電率は４５００となり、このような組成のＰＭＮ−ＰＴ−ＰＺはエミッタ部の材料として特に好ましい。
【０１２２】
更に、絶縁性が確保できる範囲内でこれらの誘電体に白金のような金属を混入することにより、誘電率を向上させることが好ましい。この場合、例えば、誘電体に白金を重量比で２０％混入させるとよい。
【０１２３】
エミッタ部には、更に、圧電／電歪層や反強誘電体層等を用いることができる。エミッタ部に圧電／電歪層を用いる場合、その圧電／電歪層として、例えば、ジルコン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、マグネシウムタンタル酸鉛、ニッケルタンタル酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、チタン酸鉛、チタン酸バリウム、マグネシウムタングステン酸鉛、コバルトニオブ酸鉛等、又はこれらのいずれかの組み合わせを含有するセラミックスを挙げることができる。
【０１２４】
当然、エミッタ部には、主成分が上記化合物を５０重量％以上含有するものを使用することができる。また、前記セラミックスのうち、ジルコン酸鉛を含有するセラミックスは、エミッタ部を構成する圧電／電歪層の構成材料として最も頻繁に使用される。
【０１２５】
また、圧電／電歪層をセラミックスにて構成する場合、前記セラミックスに、さらに、ランタン、カルシウム、ストロンチウム、モリブデン、タングステン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガン等の酸化物、もしくはこれらのいずれかの組み合わせ、又は他の化合物を、適宜、添加したセラミックスを用いてもよい。また、前記セラミックスにＳｉＯ2、ＣｅＯ2、Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11もしくはこれらのいずれかの組み合わせを添加したセラミックスを用いてもよい。具体的には、ＰＴ−ＰＺ−ＰＭＮ系圧電材料にＳｉＯ2を０．２ｗｔ％、もしくはＣｅＯ2を０．１ｗｔ％、もしくはＰｂ5Ｇｅ3Ｏ11を１〜２ｗｔ％添加した材料が好ましい。
【０１２６】
より具体的には、例えば、マグネシウムニオブ酸鉛とジルコン酸鉛及びチタン酸鉛とからなる成分を主成分とし、さらにランタンやストロンチウムを含有するセラミックスを用いることが好ましい。
【０１２７】
圧電／電歪層は、緻密であっても、多孔質であってもよい。多孔質の場合、その気孔率は４０％以下であることが好ましい。
【０１２８】
エミッタ部に反強誘電体層を用いる場合、その反強誘電体層としては、ジルコン酸鉛を主成分とするもの、ジルコン酸鉛とスズ酸鉛とからなる成分を主成分とするもの、更には、ジルコン酸鉛に酸化ランタンを添加したもの、ジルコン酸鉛とスズ酸鉛とからなる成分に対してジルコン酸鉛やニオブ酸鉛を添加したものが望ましい。
【０１２９】
反強誘電体層は、多孔質であってもよい。多孔質の場合、その気孔率は３０％以下であることが望ましい。
【０１３０】
更に、タンタル酸ビスマス酸ストロンチウム（ＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9）は、分極反転疲労が小さいので、エミッタ部に適している。このような分極反転疲労が小さい材料は、層状強誘電体化合物で、（ＢｉＯ2）2+（Ａm-1ＢmＯ3m+1）2-という一般式で表される。ここで、金属Ａのイオンは、Ｃａ2+、Ｓｒ2+、Ｂａ2+、Ｐｂ2+、Ｂｉ3+、Ｌａ3+等であり、金属Ｂのイオンは、Ｔｉ4+、Ｔａ5+、Ｎｂ5+等である。更に、チタン酸バリウム系、ジルコン酸鉛系、ＰＺＴ系の圧電セラミックスに添加剤を加えて半導体化させることも可能である。この場合、エミッタ部内で不均一な電界分布をもたせられるので、電子放出に寄与する上部電極との界面近傍に電界を集中させることができる。
【０１３１】
また、圧電／電歪／反強誘電体セラミックスに、例えば鉛ホウケイ酸ガラス等のガラス成分や、他の低融点化合物（例えば酸化ビスマス等）を混ぜることによって、エミッタ部の焼成温度を下げることができる。
【０１３２】
また、エミッタ部を圧電／電歪／反強誘電体セラミックスで構成する場合、エミッタ部はシート状の成形体、シート状の積層体、又は、これらを他の支持用基板に積層又は接着したものから作成することができる。
【０１３３】
また、エミッタ部に非鉛系の材料を使用すること等により、エミッタ部を融点もしくは蒸散温度の高い材料により形成すれば、電子もしくはイオンの衝突に対し損傷しにくいエミッタ部が得られる。
【０１３４】
なお、エミッタ部は、スクリーン印刷法、ディッピング法、塗布法、電気泳動法、エアロゾルデポジション法等の各種厚膜形成法や、イオンビーム法、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、化学気相成長法（ＣＶＤ）、めっき等の各種薄膜形成法により形成することができる。特に、圧電／電歪材料を粉末化したものを、エミッタ部として形成し、これに低融点のガラスやゾル粒子を含浸させることにより、７００℃或いは６００℃以下といった低温で膜を形成することができる。
【０１３５】
（上部電極）
上部電極には焼成後に薄い膜が得られる有機金属ペースト（例えば、白金レジネートペースト等の材料）が使用される。また、上部電極の材料には、分極反転疲労を抑制する酸化物電極、或いは、分極反転疲労を抑制する酸化物電極を例えば白金レジネートペーストに混ぜた材料が好適である。分極反転疲労を抑制する酸化物電極としては、例えば、酸化ルテニウム（ＲｕＯ2）、酸化イリジウム（ＩｒＯ2）、ルテニウム酸ストロンチウム（ＳｒＲｕＯ3）、Ｌａ1-xＳｒxＣｏＯ3（例えばｘ＝０．３や０．５）、Ｌａ1-xＣａxＭｎＯ3（例えばｘ＝０．２）、Ｌａ1-xＣａxＭｎ1-yＣｏyＯ3（例えばｘ＝０．２、ｙ＝０．０５）等を挙げることができる。
【０１３６】
また、上部電極に、鱗片状の物質（例えば黒鉛等）の集合体や、鱗片状の物質を含んだ導電性の物質の集合体を使用することが好適である。このような物質の集合体は、元来、鱗片と鱗片とが離間している部分を有しているので、焼成などの熱処理を経なくても、その部分を上部電極の上記微細貫通孔として使用することができる。更に、エミッタ部上に有機樹脂と金属薄膜とをこの順に層状に形成した後で焼成し、有機樹脂を燃焼させることにより金属薄膜に微細貫通孔を形成し、上部電極としてもよい。
【０１３７】
上部電極は、上記材料を用い、スクリーン印刷、スプレー、コーティング、ディッピング、塗布、電気泳動法等の各種の厚膜形成法や、スパッタリング法、イオンビーム法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、化学気相成長法（ＣＶＤ）、めっき等の各種の薄膜形成法による通常の膜形成法により形成することができる。
【０１３８】
以上、説明したように、本発明の各実施形態に係る電子放出装置は、
所定の書込み電圧Ｖｍが付与されたときに多数の電子を内部に蓄積するとともに所定の電子放出電圧Ｖｐが付与されたとき平面状の電子放出部（上部電極）から同蓄積された多数の電子を平面状に放出する電子放出素子（１２，５１）と、
所定の電圧であるコレクタ電圧Ｖｃが付与されたとき前記電子放出素子から放出された電子を引き寄せる電極であって前記電子放出部に対向するように（前記電子放出部に対向し且つ同電子放出部のなす平面に平行な面に配置された）複数のコレクタ電極（１４、１４’）と、
前記複数のコレクタ電極（１４、１４’）に近接配置されるとともに電子が付与されることにより発光する蛍光体（１５，１５ＲＤ，１５ＧＲ，１５ＢＬ）と、
前記電子放出素子に前記書込み電圧と前記電子放出電圧とを交互に付与する電子放出駆動回路（１６）と、
前記電子放出素子が電子を放出しているとき前記コレクタ電圧を前記複数のコレクタ電極のそれぞれに互いに異なる期間において付与するコレクタ電圧付与回路（１７）と、
を備えている。
【０１３９】
従って、コレクタ電圧Ｖｃは、前記複数のコレクタ電極のそれぞれに互いに異なる期間において付与される。これにより、コレクタ電極Ｖｃが付与されているコレクタ電極の近傍の蛍光体に電子が衝突し、その部分の蛍光体は発光する。また、その蛍光体は、コレクタ電圧Ｖｃの付与を停止しても残光を発する。従って、本発明による発光装置は、蛍光体の電子の衝突による発光と、蛍光体の残光による光と、を利用することができるので、各蛍光体に過剰な電子を衝突させることなく（換言すると、電子放出素子に付与する電力を無駄にすることなく）、大きな光量の光を発することができる。
【０１４０】
また、上記各実施形態において、コレクタ電圧付与回路１７は、１つの電子放出素子１２から電子を受け取る複数のコレクタ電極（１４Ｌ、１４Ｃ、１４Ｒ）のうちの１つのコレクタ電極にコレクタ電圧Ｖｃを付与しているとき、同複数のコレクタ電極のうちの残りのコレクタ電極にコレクタ電圧Ｖｃを付与しないように構成されている。
【０１４１】
これによれば、電子放出素子が放出した電子を何れかのコレクタ電極に確実に引寄せることができる。従って、電子を引寄せたコレクタ電極の近傍に配置されている蛍光体を確実に発光させることができる。
【０１４２】
更に、コレクタ電圧付与回路１７は、前記複数のコレクタ電極のそれぞれに対し所定の順序（例えば、コレクタ電極１４Ｌ、次いで１４Ｃ、次いで１４Ｒの順）に従ってコレクタ電圧Ｖｃを付与する動作を繰り返し行うように構成されている。
【０１４３】
これによれば、各コレクタ電極の近傍に配置されている蛍光体の残光量が過度に小さくなる前に、その蛍光体に電子を衝突させ、その蛍光体を再度発光させることが可能となる。この結果、発光の不均一性（輝度むら）を小さくすることができる。
【０１４４】
更に、電子放出駆動回路１６は、複数のコレクタ電極（１４Ｌ、１４Ｃ、１４Ｒ）の何れかにコレクタ電圧Ｖｃが付与されている期間にのみ電子放出電圧Ｖｐを電子放出素子１２に付与ている。加えて、電子放出駆動回路１６は、複数のコレクタ電極（１４Ｌ、１４Ｃ、１４Ｒ）の何れにもコレクタ電圧Ｖｃが付与されていない期間にのみ書込み電圧Ｖｍを電子放出素子１２に付与するように構成されている。
【０１４５】
従って、電子の放出がないにもかかわらずコレクタ電極（１４Ｌ、１４Ｃ、１４Ｒ）の何れかにコレクタ電圧Ｖｃが付与されている事態を回避することができる。この結果、コレクタ電圧付与回路（１７）内において無駄に電力を消費することを回避することができる。加えて、複数のコレクタ電極（１４Ｌ、１４Ｃ、１４Ｒ）の何れにもコレクタ電圧が付与されていない期間（蛍光体に電子を衝突させる必要のない期間）に、電子放出素子１２に書込み電圧が付与されることにより電子放出素子１２は電子を蓄積することができる。この結果、発光装置１０は、電子放出素子１２に効率よく電子を蓄積させ、及び、効率よく電子を放出させることができる。また、電子放出素子１２における上部電極１２ｃの損耗や電子放出素子１２の絶縁破壊を回避することができる。
【０１４６】
本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、第１〜第３実施形態の白色蛍光体を用いた発光装置において、図２３に示したように、白色蛍光体を各コレクタ電極１４毎に独立して形成してもよい。また、図１６及び図１７に示した反射板又は散乱板を備える構造は、第４実施形態の発光装置５０のようなカラーディスプレイ用の発光装置に適用することもできる。
【０１４７】
また、図２４に一部を示した発光装置のように、発光装置１０等のコレクタ電極１４及び蛍光体１５をコレクタ電極１４’及び蛍光体１５’に置換してもよい。より具体的に説明すると、この発光装置においては、透明板１３の下面（上部電極１２ｃと対向する面）に蛍光体１５’が形成され、蛍光体１５’を覆うようにコレクタ電極１４’が形成されている。コレクタ電極１４’は、エミッタ部１２ｂから上部電極１２ｃの微細貫通孔１２ｃ１を通して放出された電子が貫通できる程度の厚さを有するように形成されている。この場合、コレクタ電極１４’の厚さは１００ｎｍ以下であることが望ましい。コレクタ電極１４’の厚さは、放出された電子の運動エネルギーが大きいほど大きくすることができる。
【０１４８】
係る構成は、ＣＲＴ等に採用される構成である。コレクタ電極１４’はメタルバックとして機能する。エミッタ部１２ｂから上部電極１２ｃの微細貫通孔１２ｃ１を通して放出された電子はコレクタ電極１４’を貫通して蛍光体１５’に進入し、蛍光体１５’を励起し、発光を生ぜしめる。この発光装置は、以下の効果を奏することができる。
【０１４９】
（ａ）蛍光体１５’が導電性でない場合、蛍光体１５’が帯電（負に帯電）することを回避することができる。この結果、電子を加速させる電界を維持することができる。
（ｂ）コレクタ電極１４’により蛍光体１５’が発生した光が反射されるので、その光を効率よく透明板１３側（発光面側）に放出させることができる。
（ｃ）蛍光体１５’への過度の電子の衝突を防ぐことができるので、蛍光体１５’の劣化や蛍光体１５’からガスが発生することを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発光装置の部分断面図である。
【図２】図１に示した発光装置の部分平面図である。
【図３】図１に示した電子放出素子の拡大部分断面図である。
【図４】図１に示した電子放出素子の拡大部分平面図である。
【図５】図１に示した発光装置の回路図である。
【図６】図１に示した電子放出素子の一つの状態を示した図である。
【図７】図１に示した電子放出素子のエミッタ部の電圧−分極特性のグラフである。
【図８】図１に示した電子放出素子の他の状態を示した図である。
【図９】図１に示した電子放出素子の他の状態を示した図である。
【図１０】図１に示した電子放出素子の他の状態を示した図である。
【図１１】図１に示した電子放出素子の他の状態を示した図である。
【図１２】図１に示した電子放出素子の他の状態を示した図である。
【図１３】図１に示した発光装置の作動を示したタイムチャートである。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る発光装置の作動を示したタイムチャートである。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る発光装置の部分平面図及び部分断面図である。
【図１６】本発明の第３実施形態の第１変形例に係る発光装置の部分平面図及び部分断面図である。
【図１７】本発明の第３実施形態の第２変形例に係る発光装置の部分平面図である。
【図１８】図１７に示した発光装置の電子放出素子及び反射板（又は散乱板）の部分平面図である。
【図１９】本発明の第４実施形態に係る発光装置の部分断面図である。
【図２０】図１９に示した発光装置の部分平面図である。
【図２１】図１９に示した発光装置の作動を示したタイムチャートである。
【図２２】図１９に示した発光装置の別の作動を示したタイムチャートである。
【図２３】本発明による発光装置の他の変形例の部分断面図である。
【図２４】本発明による発光装置の他の変形例の透明板、蛍光体及びコレクタ電極の断面図である。
【図２５】従来の冷陰極放電ランプを使用した光源の部分断面図である。
【符号の説明】
【０１５１】
１０…発光装置、１１…基板、１２，５１…電子放出素子、１２ａ…下部電極、１２ｂ…エミッタ部、１２ｃ…上部電極、１２ｃ１…微細貫通孔、１３…透明板、１４…コレクタ電極、１４Ｌ…左側コレクタ電極、１４Ｃ…中央コレクタ電極、１４Ｒ…右側コレクタ電極、１５…蛍光体、１５ＲＤ…赤色蛍光体、１５ＧＲ…緑色蛍光体、１５ＢＬ…青色蛍光体、１６…電子放出駆動回路、１７…コレクタ電圧付与回路、２０…発光装置、２１…光透過部、２２…反射板（又は散乱板）、３０…発光装置、３１…反射板（又は散乱板）、４０…発光装置、４１…反射板（又は散乱板）、５０…発光装置、５１…電子放出素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【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】
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【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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