(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス配線を構成する、走査信号が印加される複数の走査配線及び変調信号が印加される複数の変調配線と、前記走査信号と前記変調信号によって駆動される複数の冷陰極型の電子放出素子とを備えた電子源基板と、
前記電子源基板に対向配置され、加速電極を保持するプレートと、
前記電子源基板と前記プレートとの間に配置されたスペーサと、
を有する電子線発生装置において、
前記電子放出素子は前記走査配線間に配置されており、
前記複数の走査配線は、第１、第２、及び第３の走査配線を含んでいて、前記スペーサは前記第１の走査配線上に配置され、前記第２、第３の走査配線は前記スペーサから順次離れる方向に配置されており、
前記スペーサは絶縁性のスペーサであるか又は表面に高抵抗膜を有するスペーサであり、
前記スペーサは前記第１の走査配線に接続される導電部を有しており、
前記第２の走査配線の前記電子源基板からの高さが、前記第３の走査配線の前記電子源基板からの高さより高いことを特徴とする電子線発生装置。
【請求項２】
前記導電部は前記スペーサの表面の一部に形成された低抵抗膜を有することを特徴とする請求項１に記載の電子線発生装置。
【請求項３】
前記電子放出素子は、表面伝導型電子放出素子であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子線発生装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子線発生装置からなる画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子線発生装置およびその応用である表示装置等の画像形成装置にかかわり、特に表面伝導型電子放出素子を多数個備える電子線発生装置および画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、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型と記す）や、金属／絶縁層／金属型放出素子（以下ＭＩＭ型と記す）、などが知られている。
【０００３】
表面伝導型放出素子としては、たとえば、M.I.Elison,Radio Eng.Electron Phys.,10,1290,(1965)や、後述する他の例が知られている。
【０００４】
表面伝導型放出素子は、基板上に形成された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより電子放出が生ずる現象を利用するものである。この表面伝導型放出素子としては、前記エリンソン等によるＳｎＯ2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[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放出素子の素子構成の典型的な例として、図２０に前述のＭ．Ｈａｒｔｗｅｌｌらによる素子の平面図を示す。同図において、３００１は基板で、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に後述の通電フォーミングと呼ばれる通電処理を施すことにより、電子放出部３００５が形成される。
【０００６】
図中の間隔Ｌは、０．５〜１［ｍｍ］、Ｗは、０．１［ｍｍ］で設定されている。なお、図示の便宜から、電子放出部３００５は導電性薄膜３００４の中央に矩形の形状で示したが、これは模式的なものであり、実際の電子放出部の位置や形状を忠実に表現しているわけではない。
【０００７】
Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌらによる素子をはじめとして上述の表面伝導型放出素子においては、電子放出を行う前に導電性薄膜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。
【０００８】
すなわち、通電フォーミングとは、前記導電性薄膜３００４の両端に一定の直流電圧、もしくは、たとえば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させ、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。
【０００９】
なお、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。
【００１０】
また、ＦＥ型の例は、たとえば、W.P.Dyke&W.W.Dolan,"Field emission",Advance in Electron Physics,8,89(1956)や、あるいは、C.A.Spindt,"Physical properties of thin-film field emission cathodes with molybdenium cones",J.Appl.Phys.,47,5248(1976)などが知られている。ＦＥ型の素子構成の典型的な例として、図２１に前述のＣ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔらによる素子の断面図を示す。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こさせるものである。
【００１１】
なお、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平行にエミッタとゲート電極を配置した例もある。
【００１２】
また、ＭＩＭ型の例としては、たとえば、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、図において、３０２０は基板で、３０２１は金属よりなる下電極、３０２２は厚さ１００Å程度の薄い絶縁層、３０２３は厚さ８０〜３００Å程度の金属よりなる上電極である。
【００１３】
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こさせるものである。
【００１４】
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、加熱用ヒーターを必要としない。したがって、熱陰極素子よりも構造が単純であり、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ー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速いという利点もある。このため、冷陰極素子を応用するための研究が盛んに行われてきている。
【００１５】
たとえば、表面伝導型放出素子は、冷陰極素子のなかでも特に構造が単純で構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利点がある。そこで、たとえば特開昭６４−３１３３２号公報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。
【００１６】
また、表面伝導型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。特に、画像表示装置への応用としては、たとえばＵＳＰ５，０６６，８８３や特開平２−２５７５５１号公報や特開平４−２８１３７号公報において開示されているように、表面伝導型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。
【００１７】
表面伝導型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、視野角が広い点が優れていると言える。
【００１８】
また、ＦＥ型を多数個ならべて駆動する方法は、たとえば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、たとえば、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 Microele-ctronics Conf.,Nagahama,pp.6〜9(1991)]。
【００１９】
また、ＭＩＭ型を多数個並べて画像表示装置に応用した例は、たとえば、特開平３−５５７３８号公報に開示されている。上記のような電子放出素子を用いた画像形成装置のうちで、奥行きの薄い平面型表示装置は省スペースかつ軽量であることから、ブラウン管型の表示装置に置き換わるものとして注目されている。
【００２０】
図２３は、平面型の画像表示装置をなす表示パネル部の一例を示す斜視図であり、内部構造を示すためにパネルの一部を切り欠いて示している。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。
【００２１】
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上には冷陰極素子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に示すとおり、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。
【００２２】
基板３１１１、冷陰極素子３１１２、行方向配線３１１３および列方向配線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の少なくとも交差する部分には、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。
【００２３】
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をなす上記各色蛍光体の間には黒色体（不図示）が設けてあり、さらに蛍光膜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。Ｄ×１〜Ｄ×ｍ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。Ｄ×１〜Ｄ×ｍ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。
【００２４】
また、上記気密容器の内部は１０-6［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の変形あるいは破壊を防止する手段が必要となる。リアプレート３１１５およびフェースプレート３１１７を厚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。
【００２５】
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（スペーサある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３１１７間は通常サブミリ乃至数ミリに保たれ、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。
【００２６】
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Ｄ×１乃至Ｄ×ｍ、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１００［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。
【００２７】
【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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、スペーサ帯電をひきおこす可能性がある。さらには、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ひきおこす可能性がある。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し、スペーサ近傍の画像がゆがんで表示される。
【００３０】
この問題点を解決するために、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、除電と称する。）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。
【００３１】
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異なる。このため動画を表示したときに、画像がゆらいで見えてしまう等の欠点があった。
【００３２】
（発明の目的）
本発明は上記従来スペーサの欠点を改善するものであり、スペーサ帯電によりひきおこされる電子ビームのずれを補正することにより、画像のゆがみが小さく、かつ、輝度依存の少ない画像表示装置を提供するものである。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子線発生装置は、マトリクス配線を構成する、走査信号が印加される複数の走査配線及び変調信号が印加される複数の変調配線と、前記走査信号と前記変調信号によって駆動される複数の冷陰極型の電子放出素子とを備えた電子源基板と、前記電子源基板に対向配置され、加速電極を保持するプレートと、前記電子源基板と前記プレートとの間に配置されたスペーサと、を有する電子線発生装置において、前記電子放出素子は前記走査配線間に配置されており、前記複数の走査配線は、第１、第２、及び第３の走査配線を含んでいて、前記スペーサは前記第１の走査配線上に配置され、前記第２、第３の走査配線は前記スペーサから順次離れる方向に配置されており、前記スペーサは絶縁性のスペーサであるか又は表面に高抵抗膜を有するスペーサであり、前記スペーサは前記第１の走査配線に接続される導電部を有しており、前記第２の走査配線の前記電子源基板からの高さが、前記第３の走査配線の前記電子源基板からの高さより高いことを特徴とする。
【００３４】
（作用）
本発明によれば、スペーサや、外囲器の側壁等の絶縁性部材の近傍の配線部の基板上からの高さを、他の場所の配線部より高く形成することにより、電子放出部近傍で電子ビームの軌道を補正して、スペーサや外囲器の側壁などの絶縁性部材の帯電により変化する量をキャンセルして正規の照射位置に照射する。
【００３５】
また、スペーサ等の絶縁性部材の表面の一部に、所定の高さに形成した導電部を備え、これを配線部と電気的に接続することにより、配線電極電位を規定し、電子ビームの軌道を補正する。
【発明の実施の形態】
図１を用いて本発明の機能について説明する。図１は、スペーサと電子放出素子の構成についての説明図であり画像形成装置における断面図である。（ａ）、（ｂ）において、１１０は蛍光体とメタルバックを含むフェースプレート、１１１は電子源基板を含むリアプレート、１１２はスペーサ、１１３はスペーサ表面の導電部、１１４はスペーサ設置した素子駆動用配線部、１１５は第一近接素子駆動用配線部、１１６は第二近接素子駆動用配線部、１１７は第一近接素子、１１８は第二近接素子、１１９は等電位線、１２０は代表的な電子ビーム軌道である。また、ａはスペーサ設置配線における電子源基板からスペーサに形成された導電部１１３の上端までの高さを示す。
【００３６】
（ａ）は従来例の構成を示す図であり、（ａ）において、スペーサ１１２に直接入射する電子やスペーサ１１２の近傍から電子入射による放出された電子の一部がスペーサ１１２に当たること、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１１２に付着することによりスペーサ１１２に正帯電が発生する。このスペーサ帯電により電場が等電位線１１９に示したように変化し、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する。この結果、画像形成装置においてスペーサ近傍の画像がゆがんで見える問題が生じていた。
【００３７】
これに対し、（ｂ）は本発明の構成を適用し、電子の到達位置を補正した状態である。スペーサ１１２を設置した素子駆動用配線部１１４上に形成した導電部１１３により配線電極電位をａの高さまで規定するとともに第一近接素子駆動用配線部１１５の配線の高さを高くして、電場形状を等電位線１１９で示した様に変えて、電子が電子軌道１２０の軌跡を通過してフェースプレート１１０の正規位置に入射することが可能となる。この結果、歪みのない高品位な画像形成が実現できる。
【００３８】
また、本発明はスペーサ１１２の表面に不図示の高抵抗膜を施し、スペーサ帯電を緩和する導電性スペーサを用いた場合において、冷陰極素子からの電子放出量が大きい場合等、高抵抗膜の除電能力が不足する場合においても、適用することが可能である。
【００３９】
さらに、本発明の電子線装置は、以下のような形態を有するものであってもよい。
【００４０】
▲１▼  前記電子線装置は、前記電子源より放出された電子を加速する加速電極を有し、入力信号に応じて前記冷陰極素子から放出された電子を前記ターゲット（被照射部材）に照射して画像を形成する画像形成装置をなす。特に、前記ターゲット（被照射部材）が蛍光体である画像表示装置をなす。
【００４１】
▲２▼  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。
【００４２】
▲３▼  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。
【００４３】
▲４▼  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。
【００４４】
▲５▼  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、以下の実施例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。
【００４５】
また、本発明の思想によれば、たとえば電子顕微鏡のように、電子源からの放出電子のターゲット（被照射部材）が、蛍光体等の画像形成部材以外のものである場合についても、本発明は適用できる。したがって、本発明は被照射部材を特定しない一般的電子線装置としての形態もとりうる。
【００４６】
次に、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。図２は、実施例に用いた表示パネルの斜視図であり、内部構造を示すためにパネルの一部を切り欠いて示している。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。
【００４７】
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分以上焼な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。
【００４８】
また、上記気密容器の内部は１０-6［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、スペーサ１０２０が設けられている。
【００４９】
リアプレート１０１５には、基板１０１１が固定されているが、該基板１０１１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。）。
【００５０】
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。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１０１２を単純マトリクス配線した電子源であれば、冷陰極素子１０１２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。
【００５１】
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。本実施例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３の（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ことや、外光の反射を防止して表示コントラストの低下を防ぐこと、電子ビームによる蛍光膜のチャージアップを防止することなどである。黒色の導電体１０１０には、黒鉛を主成分として用いたが、上記の目的に適するものであればこれ以外の材料を用いてもよい。
【００５２】
さらに、３原色の蛍光体の塗り分け方は前記図３（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３（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。なお、モノクロームの表示パネルを作製する場合には、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。
【００５３】
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ことや、負イオンの衝突から蛍光膜１０１８を保護することや、電子ビーム加速電圧を印加するための電極として作用させることや、蛍光膜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。
【００５４】
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Ａｌ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。
【００５５】
次に、冷陰極素子１０１２として表面伝導型放出素子（後述）を基板１０１１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。
【００５６】
図４に示すのは、図２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７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。
【００５７】
図４のＢ−Ｂ′に沿った断面を、図５に示す。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（後述）と通電活性化処理（後述）を行うことにより製造した。
【００５８】
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本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。
【００５９】
なお、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。
【００６０】
図６は図２のＡ−Ａ’の断面模式図であり、各部の番号は図２に対応している。スペーサ１０２０は絶縁性部材１０２０ａの表面に帯電防止を目的とした高抵抗膜１０２０ｂを成膜し、かつフェースプレート１０１７の内側（メタルバック１０１９等）および基板１０１１の表面（行方向配線１０１３または列方向配線１０１４）に面したスペーサ１０２０の当接面３に低抵抗膜１０２０ｃを成膜した部材からなるもので、上記目的を達成するのに必要な数だけ、かつ必要な間隔をおいて配置され、フェースプレートの内側および基板１０１１の表面に接合材１０４１により固定される。
【００６１】
また、高抵抗膜は、絶縁性部材１０２０ａ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１０２０ｃおよび接合材１０４１を介して、フェースプレート１０１７の内側（メタルバック１０１９等）および基板１０１１の表面（行方向配線１０１３または列方向配線１０１４）に電気的に接続される。
【００６２】
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。
【００６３】
スペーサ１０２０としては、基板１０１１上の行方向配線１０１３および列方向配線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する必要がある。
【００６４】
スペーサ１０２０の絶縁性部材１０２０ａ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挙げられる。なお、絶縁性部材１０２０ａはその熱膨張率が気密容器および基板１０１１をなす部材と近いものが好ましい。
【００６５】
本実施形態では、絶縁性部材の表面に高抵抗膜を形成しなくとも、実施することができる。しかし、帯電を抑制する目的で高抵抗膜を形成してもよい。ここで、この高抵抗膜について説明する。スペーサ１０２０を構成する高抵抗膜１０２０ｂ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１０２０ｂの抵抗値Ｒｓで除した電流が流れる。そこで、スペーサの抵抗値Ｒｓは帯電防止およ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１０１２Ω以下であることが好ましい。
【００６６】
また、十分な帯電防止効果を得るためには、１０１１Ω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、１０５Ω以上であることが好ましい。さらに、絶縁材料上に形成された帯電防止膜の厚みｔは１０ｎｍ〜１μｍの範囲が望ましい。
【００６７】
材料の表面エネルギーおよ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。したがって、膜厚は５０〜５００ｎｍであることが望ましい。
【００６８】
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、帯電防止膜の比抵抗ρは０．１［Ωｃｍ］乃至１０８［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１０２乃至１０６Ωｃｍとするのがよい。
【００６９】
スペーサは上述したようにその上に形成した帯電防止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。帯電防止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ときに抵抗値が減少し、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。
【００７０】
そして電流は電源の限界を越えるまで増加しつづける。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、帯電防止膜の抵抗温度係数は−１％未満であることが望ましい。
【００７１】
帯電防止特性を有する高抵抗膜１０２０ｂの材料としては、たとえば金属酸化物を用いることができる。金属酸化物のなかでも、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。
【００７２】
帯電防止特性を有する高抵抗膜１０２０ｂの他の材料として、アルミと遷移金属合金の窒化物は遷移金属の組成を調整することにより、良伝導体から絶縁体まで広い範囲に抵抗値を制御できるので好適な材料である。さらには後述する表示装置の作製工程において抵抗値の変化が少なく安定な材料である。かつ、その抵抗温度係数が−１％未満であり、実用的に使いやすい材料である。遷移金属元素としてはＴｉ、Ｃｒ、Ｔａ等があげられる。
【００７３】
合金窒化膜はスパッタ、窒素ガス雰囲気中での反応性スパッタ、電子ビーム蒸着、イオンプレーティング、イオンアシスト蒸着法等の薄膜形成手段により絶縁性部材上に形成される。金属酸化膜も同様の薄膜形成法で作製することができるが、この場合窒素ガスに変えて酸素ガスを使用する。その他、ＣＶＤ法、アルコキシド塗布法でも金属酸化膜を形成できる。
【００７４】
カーボン膜は蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法で作製され、特に非晶質カーボンを作製する場合には、成膜中の雰囲気に水素が含まれるようにするか、成膜ガスに炭化水素ガスを使用する。
【００７５】
スペーサ１０２０を構成する低抵抗膜１０２０ｃは、高抵抗膜１０２０ｂを高電位側のフェースプレート１０１７（メタルバック１０１９等）および低電位側の基板１０１１（配線１０１３、１０１４等）と電気的に接続するために設けられたものであり、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。
【００７６】
▲１▼  高抵抗膜１０２０ｂをフェースプレート１０１７および基板１０１１と電気的に接続する。既に記載したように、高抵抗膜１０２０ｂはスペーサ１０２０表面での帯電を防止する目的で設けられたものであるが、高抵抗膜１０２０ｂをフェースプレート１０１７（メタルバック１０１９等）および基板１０１１（配線１０１３、１０１４等）と直接あるいは当接材１０１４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。
【００７７】
これを避けるために、フェースプレート１０１７、基板１０１１および当接材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た。
【００７８】
▲２▼  高抵抗膜１１の電位分布を均一化する。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なす。スペーサ１０２０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１０２０ｂの電位分布を全域にわたって制御する必要がある。
【００７９】
高抵抗膜１０２０ｂをフェースプレート１０１７（メタルバック１０１９等）および基板１０１１（配線１０１３、１０１４等）と直接あるいは当接材１０４１を介して接続した場合、接続部界面の接触抵抗のために、接続状態のむらが発生し、高抵抗膜１０２０ｂの電位分布が所望の値からずれてしまう可能性がある。
【００８０】
これを避けるために、スペーサ１０２０がフェースプレート１０１７および基板１０１１と当接するスペーサ端部（当接面３あるいは側面部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１０２０ｂ全体の電位を制御可能とした。
▲３▼  放出電子の軌道を制御する。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なす。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。
【００８１】
このような場合、歪みやむらのな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および基板１０１１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。
【００８２】
低抵抗膜１０２０ｃは、高抵抗膜１０２０ｂ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、および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  等の透明導体およびポリシリコン等の半導体材料等より適宜選択される。
【００８３】
接合材１０４１はスペーサ１０２０が行方向配線１０１３およびメタルバック１０１９と電気的に接続するように、導電性をもたせる必要がある。すなわち、導電性接着材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。
【００８４】
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。
【００８５】
また、気密容器内を真空に排気するには、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポンプとを接続し、気密容器内を１０-7［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。
【００８６】
ゲッター膜とは、たとえばＢａを主成分とするゲッター材料をヒーター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１×１０-5ないしは１×１０-7［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乃至Ｄｘｍ、Ｄｙ１乃至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Ｈｖを通じて数１００［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間の電圧は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、およ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、前記実施例の表示パネルに用いたマルチ電子ビーム源の製造方法について説明する。本発明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なかでも、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。
【００９２】
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なかでも、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。
【００９３】
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、上記実施例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。
【００９４】
（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。
【００９５】
（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７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。
【００９６】
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。
【００９７】
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Ｉｎ2Ｏ3  −ＳｎＯ2  をはじめとする金属酸化物、ポリシリコンなどの半導体、などのなかから適宜材料を選択して用いればよい。
【００９８】
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。
【００９９】
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、数１００Åから数１００μｍ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μｍより数１０μｍ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１００Åから数μｍの範囲から適当な数値が選ばれる。
【０１００】
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。
【０１０１】
微粒子膜に用いた微粒子の粒径は、数Åから数１０００Åの範囲に含まれるものであるが、なかでも好ましいのは１０Åから２００Å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。
【０１０２】
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Åから数１０００Åの範囲のなかで設定するが、なかでも好ましいのは１０Åから５００Åの間である。
【０１０３】
また、微粒子膜を形成するのに用いられる材料としては、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、これらのなかから適宜選択される。
【０１０４】
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、１０3から１０7［Ω／ｓｑ］の範囲に含まれるよう設定した。
【０１０５】
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７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。
【０１０６】
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Åから数１００Å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７においては模式的に示した。
【０１０７】
さらに、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。
【０１０８】
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、もしくはその混合物であり、膜厚は５００［Å］以下とするが、３００［Å］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７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。
【０１０９】
以上、好ましい素子の基本構成を述べたが、本実施形態においては以下のような素子を用いた。
【０１１０】
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［Å］、電極間隔Ｌは２［μｍ］とした。
【０１１１】
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［Å］、幅Ｗは１００［μｍ］とした。
【０１１２】
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８の（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、各部材の表記は前記図７と同一である。
【０１１３】
（１）まず、図８（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。
【０１１４】
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いればよい。）。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、（ａ）に示した一対の素子電極（１１０２と１１０３）を形成する。
【０１１５】
（２）次に、同図（ｂ）に示すように、導電性薄膜１１０４を形成する。
【０１１６】
形成するにあたっては、まず前記（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、本実施例では主要元素としてＰｄを用いた。また、実施例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。）。
【０１１７】
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、本実施例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。
【０１１８】
（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。
【０１１９】
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、もしくは変質させ、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。
【０１２０】
通電方法をより詳しく説明するために、図９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、本実施例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。
【０１２１】
本実施形態においては、たとえば１０-5［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［ｍｓ］、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。
【０１２２】
そして、素子電極１１０２と１１０３の間の電気抵抗が１×１０-6［Ω］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１×１０-7［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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
（４）次に、図８の（ｄ）に示すように、活性化用電源１１１２から素子電極１１０２と１１０３の間に適宜の電圧を印加し、通電活性化処理を行って、電子放出特性の改善を行う。
【０１２５】
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。
【０１２６】
具体的には、１０-4乃至１０-5［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、もしくはその混合物であり、膜厚は５００［Å］以下、より好ましくは３００［Å］以下である。
【０１２７】
通電方法をより詳しく説明するために、図１０の（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［ｍｓ］、パルス間隔Ｔ４は１０［ｍｓ］とした。なお、上述の通電条件は、本実施例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。
【０１２８】
図８の（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、表示パネルのなか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。
【０１２９】
そして、電流計１１１６で計測された放出電流Ｉｅの一例を図１０（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。
【０１３０】
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。以上のようにして、図８（ｅ）に示す平面型の表面伝導型放出素子を製造した。
【０１３１】
（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。
【０１３２】
図１１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。
【０１３３】
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、前記図７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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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１２の（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１１と同一である。
【０１３６】
（１）まず、図１２（ａ）に示すように、基板１２０１上に素子電極１２０３を形成する。
【０１３７】
（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。
【０１３８】
（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。
【０１３９】
（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。
【０１４０】
（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。
【０１４１】
（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８（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。）。
【０１４２】
（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８（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。）。
【０１４３】
以上のようにして、図１２（ｆ）に示す垂直型の表面伝導型放出素子を製造した。
【０１４４】
（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。図１３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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。第１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。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。第２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。
【０１４７】
第３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。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。
【０１４８】
したがって、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。
【０１４９】
また、第２の特性かまたは第３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、階調表示を行うことが可能である。
【０１５０】
（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。図４に示すのは、前記図２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、前記図７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。
【０１５１】
図４のＢ−Ｂ’に沿った断面を、図５に示す。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。
【０１５２】
図１４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。同図中、表示パネル１７０１は前述した表示パネルに相当するもので、前述した様に製造され、動作する。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ラインごと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。
【０１５３】
以下、図１４の装置各部の機能を詳しく説明する。まず表示パネル１７０１は、端子Ｄｘ１乃至Ｄｘｍおよび端子Ｄｙ１乃至Ｄｙｎ、および高圧端子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乃至Ｄｘｍには、表示パネル１７０１内に設けられているマルチ電子ビーム源、すなわちｍ行ｎ列の行列状にマトリクス配線された冷陰極素子を１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乃至Ｄｙｎには、前記走査信号により選択された１行分のｎ個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、たとえば５［ｋＶ］の直流電圧が供給されるが、これはマルチ電子ビーム源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。同回路は、内部にｍ個のスイッチング素子（図中、Ｓ１乃至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Ｄｘ１乃至Ｄｘｍと電気的に接続するものである。
【０１５６】
Ｓ１乃至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、実際にはたとえばＦＥＴのようなスイッチング素子を組合わせることにより容易に構成することが可能である。なお、前記直流電圧源Ｖｘは、図１３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電圧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。
【０１５７】
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なわれるように各部の動作を整合させる働きをもつものである。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およびＴsftおよびＴmryの各制御信号を発生する。
【０１５８】
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信号と表すが、同信号はシフトレジスタ１７０４に入力される。
【０１５９】
シフトレジスタ１７０４は、時系列的にシリアルに入力された前記ＤＡＴＡ信号を、画像の１ラインごとにシリアル／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。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、Ｉｄｌ乃至Ｉｄｎのｎ個の信号として前記シフトレジスタ１７０４より出力される。
【０１６０】
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Ｉｄｌ乃至Ｉｄｎの内容を記憶する。記憶された内容は、I'ｄｌ乃至I'ｄｎとして出力され、変調信号発生器１７０７に入力される。
【０１６１】
変調信号発生器１７０７は、前記画像データI'ｄｌ乃至I'ｄｎの各々に応じて、電子放出素子１０１５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Ｄｙｌ乃至Ｄｙｎを通じて表示パネル１７０１内の電子放出素子１０１５に印加される。
【０１６２】
図１３を用いて説明したように、本発明に関わる表面伝導型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閾値電圧Ｖｔｈ（後述する実施例の表面伝導型放出素子では８［Ｖ］）があり、閾値Ｖｔｈ以上の電圧を印加されたときのみ電子放出が生じる。また、電子放出閾値Ｖｔｈ以上の電圧に対しては、図１３のグラフのように電圧の変化に応じて放出電流Ｉｅも変化する。
【０１６３】
このことから、本素子にパルス状の電圧を印加する場合、たとえば電子放出閾値Ｖｔｈ以下の電圧を印加しても電子放出は生じないが、電子放出閾値Ｖｔｈ以上の電圧を印加する場合には表面伝導型放出素子から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。
【０１６４】
したがって、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の回路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。  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。
【０１６５】
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。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。これに関連してラインメモリ１１５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。
【０１６６】
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、たとえば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、たと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加することもできる。
【０１６７】
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、たと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、たとえば、電圧制御型発振回路（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。
【０１６８】
このような構成をとりうる本発明を適用可能な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。
【０１６９】
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方式などの他、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。
【０１７０】
【実施例】
以下に実施例を挙げて、本発明の特徴であるスペーサ近傍のビームずれの補正方法について、さらに説明を加える。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＝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２および図４参照）したマルチ電子ビーム源を用いた。
【０１７１】
（実施例１）
本実施例は、表面に導電部を設けた絶縁性スペーサを用いた場合に本発明を適用した例であり、図１５と図１６とを用いて説明する。図１５は、本実施例を適用した画像装置のスペーサ近傍の断面図、図１６は本実施例に用いたスペーサを示す。
【０１７２】
図１５において、１１０は蛍光体とメタルバックを含むフェースプレート、１１１は電子源基板を含むリアプレート、１１２はスペーサ、１１３はスペーサ表面の導電部、１１４はスペーサ設置した素子駆動用配線部、１１５は第一近接素子駆動用配線部、１１６は第二近接素子駆動用配線部、１２１は第三近接素子駆動用配線部、１１７は第一近接素子、１１８は第二近接素子、１２２は第三近接素子、１１９は代表的な電子ビーム軌道、１２０は等電位線である。また、ａはスペーサ設置配線における電子源基板からスペーサに形成された導電部上端までの高さを示す。
【０１７３】
本実施例において、フェースプレート１１０と電子源基板１１１間の距離は３ｍｍとし、素子サイズは８５０μｍ×３５０μｍとして、図１５の配線部は８５０μｍ周期で配置されている。また、第一近接素子駆動用配線部１１５と第二近接素子駆動用配線部１１６の電子源基板１１１からの高さは、各々２００μｍ、１００μｍとした。また、他の配線部上端までの距離は６０μｍとした。また、スペーサ１１２の表面に形成した導電部の高さは、７４０μｍとしてａの大きさを８００μｍとした。また、配線部の幅は、すべて３００μｍとした。
【０１７４】
ここで図１６を用いて、導電部１１３の説明をする。図１６において、１１２はスペーサ、１１３は導電部を示す。スペーサ１１２に０．２ｍｍ厚の青板ガラスを用い、導電部１１３はスパッタ法を用いてＡｌを両側に１μｍの厚みに形成した。このとき、Ａｌを導電部側端部にも形成することにより、配線部との電気的接続を取りやすくしている。
【０１７５】
また、配線部との電気的接続とスペーサの固定は、ＰｄＯを主成分とするペースト材に、表面にＡｕめっきを施した粒状のガラスフィラーを分散させて形成した導電性ペースト（図示せず）を用いて実施した。さらに、第一近接素子駆動用配線部１１５、第二近接素子駆動用配線部１１６はスクリーン印刷の工程をそれぞれ１０回と５回追加実施することにより形成した。
【０１７６】
本発明の画像形成装置を６ｋＶの加速電圧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なく高品位な画像を得ることが可能となった。
【０１７７】
（実施例２）
図１７を用いて、実施例２について説明する。図１７において１４１、１４２、１４３は配線部上に配置した金属部であり、一括形成した配線部１１４、１１５、１１６とともに配線部を構成する。他は、実施例１と同じ構成とした。本実施例において、スペーサ１１２はアルミナよりなるスペーサを用いており、金属部１４１、１４２、１４３は厚さがそれぞれ７７０μｍ、１６０μｍ、６０μｍ、幅が３００μｍの４２６合金からなる棒状体を配線上に配置固定することにより形成した。
【０１７８】
なお、金属部の固定は、ＰｄＯを主成分とするペースト材に、表面にＡｕめっきを施した粒状のガラスフィラーを分散させて形成した導電性ペーストを用いて行った。また、本実施例において、フェースプレート１１０と電子源基板１１１間の距離は３ｍｍとし、画素サイズは８５０μｍ×３００μｍとした。
【０１７９】
本発明の画像形成装置を１０ｋＶの加速電圧で駆動させたところ、実施例１と同様、スペーサ近傍においてもビームずれがなく高品位な画像を得ることが可能となった。
【０１８０】
（実施例３）
図１８は、実施例３を説明するための図であり、スペーサ上に高抵抗膜１５１を形成した場合である。本実施例において、高抵抗膜１５１は、以下のようにして作製した。
【０１８１】
ＴｉおよびＡｌのターゲットを高周波電源で同時スパッタすることにより、Ｔｉ−Ａｌ合金窒化膜を青板ガラスよりなるスペーサ１１２上に形成した。スパッタガスはＡｒ：Ｎ２  が１：２の混合ガスで全圧力は１ｍＴｏｒｒである。このとき、ＴｉおよびＡｌターゲットに加える高周波電力を調整することにより、合金窒化膜の比抵抗を調整することが可能であり、本実施例において、高抵抗膜１５１の表面抵抗値は、８×１０9［Ω／□］とした。
【０１８２】
また、電極部はスクリーン印刷法により各々３５０μｍ幅に形成した。印刷用のペーストは、Ａｇ、ＰｂＯを主成分とするＡｇペーストを用いて作製した。このとき、形成後の中間層部の厚みは８μｍであった。
【０１８３】
本実施例においては、フェースプレート１１０と電子源基板１１１間の距離は２ｍｍとし、素子サイズは６００μｍ×２５０μｍとして、図１８の配線部は６００μｍ周期で配置されている。また、第一近接素子駆動用配線部１１５の電子源基板１１１からの高さは８０μｍとした。本実施例において、配線部の高さを変化させたのは第一近接素子駆動用配線部１１５のみであり、他の配線部上端までの距離は４０μｍとした。
【０１８４】
また、スペーサ１１２の表面に形成した導電部の高さは、２５０μｍとしａの大きさは３００μｍとした。また、本実施例では、フェースプレート１１０側にも、同様の導電部１１３を設けている。これにより、フェースプレート１１０と高抵抗膜１５１との電気的接続を行っている。なお、第一近接素子駆動用配線部１１５は他の配線部と同様に５０μｍの配線を形成後、ディスペンサを用いて、ＰｄＯを主成分とするペースト材に、表面にＡｕめっきを施した粒状のガラスフィラーを分散させて形成した導電性ペーストを塗布し焼成して、他の配線部と高さが異ならせた。
【０１８５】
本発明の画像形成装置を４．５ｋＶの加速電圧で駆動させたところ、実施例１同様、スペーサ近傍においてもビームずれがなく高品位な画像を得ることが可能となった。
【０１８６】
（実施例４）
本実施例では、前述した図２に示すスペーサ１０２０を配置した表示パネルを作製した。以下、図２および図６を用いて詳述する。まず、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基板１０１１を、リアプレート１０１５に固定した。
【０１８７】
次に、ソーダライムガラスからなる絶縁性部材１０２０ａの表面のうち、気密容器内に露出する４面に後述の高抵抗膜１０２０ｂを成膜し、当接面に導電膜１０２０ｃを成膜したスペーサ１０２０（高さ５［ｍｍ］、板厚２００［μｍ］、長さ２０ｍｍ）を基板１０１１の行方向配線１０１３上に等間隔で、行方向配線１０１３と平行に固定した。
【０１８８】
その後、基板１０１１の５ｍｍ上方に、内面に蛍光膜１０１８とメタルバック１０１９が付設されたフェースプレート１０１７を、側壁１０１６を介し配置し、リアプレート１０１５、フェースプレート１０１７、側壁１０１６およびスペーサ１０２０の各接合部を固定した。基板１０１１とリアプレート１０１５の接合部、リアプレート１０１５と側壁１０１６の接合部、およびフェースプレート１０１７と１０側壁１０１６の接合部は、フリットガラス（不図示）を塗布し、大気中で４００℃乃至５００℃で１０分以上焼成することで封着した。
【０１８９】
また、スペーサ１０２０は、基板１０１１側では行方向配線１０１３（線幅３００［μｍ］）上に、フェースプレート１０１７側ではメタルバック１０１９面上に、導電性のフィラーあるいは金属等の導電材を混合した導電性フリットガラス（不図示）を介して配置し、上記気密容器の封着と同時に、大気中で４００℃乃至５００℃で１０分以上焼成することで、接着しかつ電気的な接続も行った。
【０１９０】
なお、本実施例においては、蛍光膜１０１８は、図１９に示すように、各色蛍光体２１ａが列方向（Ｙ方向）の延びるストライプ形状を採用し、黒色の導電体２１ｂは各色蛍光体（Ｒ，Ｇ，Ｂ）２１ａ間だけでなく、Ｙ方向の各画素間をも分離するように配置された蛍光膜が用いられ、スペーサ１０２０は、行方向（Ｘ方向）に平行な黒色の導電体２１ｂ領域（線幅３００［μｍ］）内にメタルバック１０１９を介して配置された。
【０１９１】
また、前述の封着を行う際には、各色蛍光体２１ａと基板１０１１上に配置された各素子とを対応させなくてはいけないため、リアプレート１０１５、フェースプレート１０１７およびスペーサ１０２０は十分な位置合わせを行った。
【０１９２】
以上のようにして完成した気密容器内を排気管（不図示）を通じ真空ポンプにて排気し、十分な真空度に達した後、容器外端子Ｄｘ１〜ＤｘｍとＤｙ１〜Ｄｙｎを通じ、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前述の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マルチ電子ビーム源を製造した。
【０１９３】
次に、１０-6［Ｔｏｒｒ］程度の真空度で、不図示の排気管をガスバーナーで熱することで溶着し外囲器（気密容器）の封止を行った。最後に、封止後の真空度を維持するために、ゲッター処理を行った。
【０１９４】
以上のように完成した、図２および図６に示されるような表示パネルを用いた画像表示装置において、各冷陰極素子（表面伝導型放出素子）１０１２には、容器外端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍ、Ｄｙ１〜Ｄｙｎを通じ、走査信号および変調信号を不図示の信号発生手段によりそれぞれ印加することにより電子を放出させ、メタルバック１０１９には、高圧端子Ｈｖを通じて高圧を印加することにより放出電子ビームを加速し、蛍光膜１０１８に電子を衝突させ、各色蛍光体２１ａ（図１９のＲ，Ｇ，Ｂ）を励起・発光させることで画像を表示した。
【０１９５】
なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖａは３［ｋＶ］乃至１０［ｋＶ］、各配線１０１３、１０１４間への印加電圧Ｖｆは１４［Ｖ］とした。
【０１９６】
このとき、スペーサ１０２０に近い位置にある冷陰極素子１０１２からの放出電子による発光スポットも含め、２次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮明で色再現性のよいカラー画像表示ができた。このことは、スペーサ１０２０を設置しても電子軌道に悪影響を及ぼすような電界の乱れは発生しなかったことを示している。
【０１９７】
（その他の実施例）
また、本発明は、ＳＣＥ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、特開昭６３−２７４０４７号公報に記載された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。
【０１９８】
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。たとえば、特開平２−２５７５５１号公報等に記載された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、電子源と制御電極間等に上記のような支持部材を用いた場合である。
【０１９９】
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。
【０２００】
また、本発明の思想によれば、たとえば電子顕微鏡等のように、電子源からの放出電子の被照射部材が、画像形成部材以外の部材である場合についても、本発明は適用できる。したがって、本発明は被照射部材を特定しない電子線発生装置としての形態もとり得る。
【０２０１】
【発明の効果】
以上のように本発明における画像表示装置においては、スペーサ近傍の配線高の高さを最適値に変えることにより、スペーサ帯電により乱れる電子軌道を補正し、フェースプレートの適正な位置にスポットを形成することが可能となる。この結果、ゆらぎのない高い品位の画像装置の提供が可能となる。
【０２０２】
また、電子線被照射体は特定せず、マルチ平面電子源を成す電子線発生装置においても同様の効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明と従来例の電子線発生装置の断面図である。
【図２】本発明の実施例および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３】本発明の実施例および実施形態の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４】本発明の実施例および実施形態のマルチ電子ビーム源の基板の平面図である。
【図５】本発明の実施例および実施形態のマルチ電子ビーム源の基板の一部断面図である。
【図６】本発明の実施例および実施形態の表示パネル（図２）のＡ−Ａ’断面図である。
【図７】本発明の実施例および実施形態の平面型の表面伝導型放出素子の平面図および断面図である。
【図８】本発明の実施例および実施形態の平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を示す断面図である。
【図９】通電フォーミング処理の際の印加電圧波形である。
【図１０】通電活性化処理の際の印加電圧波形及び放出電流Ｉｅの変化を示す図である。
【図１１】本発明の実施例および実施形態の垂直型の表面伝導型放出素子の断面図である。
【図１２】本発明の実施例および実施形態の垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施例および実施形態の表面伝導型放出素子の典型的な特性を示すグラフである。
【図１４】本発明の実施例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１５】本発明の実施例１に示すの画像形成装置の断面図である。
【図１６】本発明の実施例１に示すの画像形成装置に用いるスペーサの説明図である。
【図１７】本発明の実施例２に示すの画像形成装置の断面図である。
【図１８】本発明の実施例３に示すの画像形成装置の断面図である。
【図１９】蛍光体の他の構成例を示す図である。
【図２０】従来技術の表面伝導型放出素子の一例である
【図２１】従来技術のＦＥ型素子の一例である
【図２２】従来技術のＭＩＭ型素子の一例である
【図２３】従来技術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。
【符号の説明】
１１０，１０１７，３１１７    フェースプレート
１１１    リアプレート
１００１，１０１１，１１０１，３０１０，３０２０，３１１１    基板
１１２，１０２０，３１２０    スペーサ
１１３    導電部
１１４    スペーサ設置した素子駆動用配線部
１１５    第一近接素子駆動用配線部
１１６    第二近接素子駆動用配線部
１２１    第三近接素子駆動用配線部
１１７    第一近接素子
１１８    第二近接素子
１２２    第三近接素子
１１９    電子ビーム軌道
１２０    等電位線
１０１０    黒色導電材
１０１２    電子放出素子
１０１３，３１１３    Ｘ方向配線
１０１４，３１１４    Ｙ方向配線
１０１６    側壁
１０１８    蛍光体
１１１０，１１１２    電源
１１１１，１１１６    電流計
１１１３、１２１３    薄膜
１０２０ａ    絶縁性部材
１０２０ｂ    高抵抗膜
１０２０ｃ    導電膜
１７０１    表示パネル
１７０２    走査回路
１７０３    制御回路
１７０４    シフトレジスタ
１７０５    ラインメモリ
１７０６    同期信号分離回路
１７０７    変調信号発生器
１１０２、１１０３、１２０２、１２０３    素子電極
１１０４、１２０４、３００４    導電性薄膜
１１０５、１２０５、３００５    電子放出部
【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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