JP2967284B2

JP2967284B2 - 画像形成装置及び電子放出素子列

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Publication number: JP2967284B2
Application number: JP5807790A
Authority: JP
Inventors: 英俊鱸; 治人小野; 尚人中村; 一郎野村; 哲也金子
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-03-12
Filing date: 1990-03-12
Publication date: 1999-10-25
Anticipated expiration: 2014-10-25
Also published as: JPH03261027A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、多数の電子放出素子を基板上に配列形成し
て成る電子放出素子列をマルチ電子ビーム源として備え
る画像形成装置及び当該電子放出素子列に関する。

［従来の技術］従来、簡単な構造で電子の放出が得られる素子とし
て、例えば、エムアイエリンソン（M.I.Elinson）
等によって発表された冷陰極素子が知られている。［ラ
ジオエンジニアリングエレクトロンフィジィッス
（Radio Eng.Electron.Phys.）第10巻、1290〜1296頁、
1965年］この種の表面伝導形電子放出素子としては、前記エリ
ンソン等により開発されたSnO₂（Sb）薄膜を用いたも
の、Au薄膜によるもの［ジー・ディトマー“スインソ
リドフィルムス”（G.Dittmer:“Thin Solid Film
s"）,9巻,317頁，（1972年）］、ITO薄膜によるもの
［エムハートウェルアンドシージーフォンス
タッド“アイイーイーイートランス”イーディ
ーコンフ（M.Hartwell and C.G.Fonstad:“IEEE Tran
s.ED Gonf."519頁，（1975年）］、カーボン薄膜による
もの［荒木久他：“真空",第26巻，第１号,22頁，（198
3年）］などが報告されている。

これらは、成膜技術やフォトリソグラフィー技術の急
速な進歩とあいまって、基板上に多数の表面伝導形電子
放出素子を形成することが可能となりつつあり、マルチ
電子ビーム源として、平板形表示素子への応用が期待さ
れるところである。

ところで、これらの表面伝導形電子放出素子を画像形
成装置に応用する場合、一般には、基板上に多数の表面
伝導形電子放出素子を配列形成し、各表面伝導形電子放
出素子間を薄膜もしくは厚膜の電極で電気的に配線し、
マルチ電子ビーム源として用いるが、配線抵抗で生じる
電圧降下のために、各表面伝導形電子放出素子毎に印加
される電圧がばらついてしまうという現象が起きる。そ
の結果、各表面伝導形電子放出素子から放出される電子
ビームの電流量にばらつきが生じ、形成される画像に輝
度（濃度）むらが起こるという問題が発生していた。

第５図は、この問題をより詳しく説明するための図
で、（ａ）は表面伝導形電子放出素子と配線抵抗及び電
源を含む等価回路図であり、（ｂ）は各表面伝導形電子
放出素子の正極と負極の電位を示す図、また（ｃ）は各
表面伝導形電子放出素子の正負極間に印加される電圧を
示す図である。第５図（ａ）は、並列接続されたＮ個の
電子放出素子D₁〜D_Nと電源V_Eとを接続した回路を示すも
ので、電源の正極と表面伝導形電子放出素子D₁の正極
を、また電源の負極と表面伝導形電子放出素子D_Nの負極
を接続したものである。また、各表面伝導形電子放出素
子を並列に結ぶ共通配線は、図に示すように隣接する表
面伝導形電子放出素子間でｒの抵抗値を有するものとす
る。（画像形成装置では、電子ビームのターゲットとな
る画素は、通常等ピッチで配列されている。従って、表
面伝導形電子放出素子も空間的に等間隔をもって配列さ
れており、これらを結ぶ配線は幅や膜厚が製造上ばらつ
かない限り、表面伝導形電子放出素子間で等しい抵抗値
を有する。）また、全ての表面伝導形電子放出素子D₁〜D_Nは、ほぼ
等しい抵抗値Rdを各々有するものとする。

前記第５図（ａ）の回路図に於て、各表面伝導形電子
放出素子の正極及び負極の電位を示したのが第５図
（ｂ）である。図の横軸は、D₁〜D_Nの素子番号を示し、
縦軸は電位を示す。●印は各表面伝導形電子放出素子の
正極電位、■印は負極電位を表わしており、電位分布の
傾向を見易くするため、便宜的に●印（■印）を実線で
結んでいる。

本図から明らかなように、配線抵抗ｒによる電圧降下
は、一様に起こるわけではなく、正極側の場合は、表面
伝導形電子放出素子D₁に近い程急峻であり、逆に負極側
では、表面伝導形電子放出素子D_Nに近い程急峻になって
いる。これは、正極側ではD₁に近い程、配線抵抗ｒを流
れる電流が大きく、また負極側ではD_Nに近い程、大きな
電流が流れるためである。

これから、各表面伝導形電子放出素子の正負極間に印
加される電圧をプロットしたのが第５図（ｃ）である。
図の横軸は、D₁〜D_Nの表面伝導形電子放出素子番号、縦
軸は印加電圧を各々示し、第５図（ｂ）と同様傾向を見
易くするために便宜的にを実線で結んでいる。

本図から明らかなように、第５図（ａ）のような回路
の場合には、両端の表面伝導形電子放出素子（D₁及び
D_N）に近い程大きな電圧が印加され、中央部付近の表面
伝導形電子放出素子では印加電圧が小さくなる。

従って、各表面伝導形電子放出素子から放出される電
子ビームは、両端の表面伝導形電子放出素子程ビーム電
流が大きくなり、画像表示装置に応用した場合、極めて
不都合である。（例えば、両端に近い部分の画像は濃度
が濃く、中央部付近の濃度は淡くなってしまう。）以上示したような、表面伝導形電子放出素子毎の印加
電圧のばらつきの程度は、並列接続される表面伝導形電
子放出素子の数が多いほど顕著となる傾向がある。

そこで、画素数の多い（すなわち、多数の表面伝導形
電子放出素子を必要とする）大容量表示装置を実現しよ
うとする場合には、第６図に示すように、表面伝導形電
子放出素子を複数の群に分割し、並列接続された各群を
直列接続する方法が行なわれていた。第６図の場合、表
面伝導形電子放出素子はｍ個の群に分けられ、各群毎に
ｎ個の表面伝導形電子放出素子が並列接続されている。
（表面伝導形電子放出素子の総数をＮとすると、Ｎ＝ｍ
×ｎである。）この方法によれば、各表面伝導形電子放出素子に印加
される電圧のばらつきは、前記第５図に示したＮ個の表
面伝導形電子放出素子すべてを並列接続する場合と比較
して、大幅に低減することができる。この際、ｎを小さ
くするほど、表面伝導形電子放出素子印加電圧のばらつ
きを低減できるが、直列接続される段数ｍが多くなる
と、電源電圧を高くしなければならなくなる。そこで、
従来は表面伝導形電子放出素子印加電圧ばらつきと、電
源の負担という２点を鑑みて、適当なｎを選択し、並列
と直列の組み合わせ回路を構成していた。

空間的に一列に並んだ表面伝導形電子放出素子列を、
前述のように並列と直列を組み合わせて電気的に結線す
る為には、第７図に示すような方法が行なわれている。
第７図は、たとえばガラスなどのような電気的絶縁性の
基板上に配列形成された表面伝導形電子放出素子列を、
金属などの電気的良導体を用いて結線した一例を示すた
めの平面図で、図中101で示されるのは表面伝導形電子
放出素子で、その一部分である102（黒く塗られた部
分）は、表面伝導形電子放出部を示している。また103
（斜線がほどこされた部分）は、金属の薄膜もしくは厚
膜によって形成された配線パターンである。

同図では、図面を簡単化する為に、便宜的に表面伝導
形電子放出素子の総数Ｎ＝15,群の数ｍ＝5,各群で並列
接続される表面伝導形電子放出素子数ｎ＝３の場合を示
しているが、（点線で囲まれた部分は、１つの群を示し
ている。）実際には、たとえばＮ＝500,m＝5,n＝100程
度の数を並べることは容易である。

そして、前述のような表面伝導形電子放出素子列をマ
ルチ電子ビーム源として、たとえば第８図に示すような
平板形表示装置が試みられている。

第８図は表示パネルの構造を示しており、図中VCはガ
ラス製の真空容器で、その一部であるFPは、表示面側の
フェースプレートを示している。フェースプレートFPの
内面には、例えばITOを材料とする透明電極が形成さ
れ、さらにその内側には、赤，緑，青の蛍光体がモザイ
ク状に塗り分けられ、CRTの分野では公知のメタルバッ
ク処理が施されている。（透明電極，蛍光体，メタルバ
ックは図示せず。）また、前記透明電極は、加速電圧を
印加するために、端子EVを通じて真空容器外と電気的に
接続されている。

また、Ｓは前記真空容器VCの底面に固定されたガラス
基板で、その上面には、表面伝導形電子放出素子がＮ個
×ｌ列にわたり配列形成されている。該表面伝導形電子
放出素子は、列毎に前記第７図の方法によって接続され
ており、各列の配線は、端子D_p1〜D_pl及び端子D_m1〜m_ml
によって真空容器外と電子的に接続されている。すなわ
ち本装置では、第７図の接続法による表面伝導形電子放
出素子列がｌ列にわたり、基板Ｓ上に形成されている。
（１列あたりの表面伝導形電子放出素子数はＮ個であ
る。）また、基板ＳとフェースプレートEPの中間には、スト
ライプ状のグリッド電極GRが設けられている。グリッド
電極GRは、表面伝導形電子放出素子列と直交してＮ本設
けられており、各電極には電子ビームを透過するための
空孔Ghが設けられている。空孔Ghは、第８図の例のよう
に各表面伝導形電子放出素子に対応して１個づつ設けて
もよい。あるいは微小な孔をメッシュ状に多数設けても
よい。各グリッド電極は、端子G₁〜G_Nによって真空容器
外と電気的に接続されている。

本パネルでは、ｌ個の表面伝導形電子放出素子列とＮ
個のグリッド電極列により、XYマトリクスが構成されて
いる。表面伝導形電子放出素子列を一列づつ順次駆動
（走査）するのと同期してグリッド電極列に画像１ライ
ン分の変調信号を同時に印加することにより、各電子ビ
ームの蛍光体への照射を制御し、画像を１ラインづつ表
示していくものである。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記従来の平板形表示装置に於ては、
蛍光面上の発光点（画素）の位置が、本来意図した位置
に対して、ずれるという問題が発生していた。

すなわち、前記第８図の表示パネルに於て、同一走査
線上の画素は、本来ｘ軸と平行に一直線に並ばなくては
ならない。ところが、前記従来パネルに於ては、同一走
査線上の発光点が、一直線に並ばず、第９図に示すよう
に、ｙ方向にずれるという現象があった。

このように、発光点が一直線に並ばない原因について
述べる。

第10図は、前記第７図の従来例に電源を接続した状態
を模式的に表わしたもので、並列接続されている表面伝
導形電子放出素子群を、電源から近い順に便宜的に、第
１群、第２群、第３群…と順に呼ぶこととする。電源
が、５×V_E［Ｖ］の電圧を供給した場合、配線抵抗によ
る電圧降下を無視すれば、配線電極E1の電位は、５×V_E
［Ｖ］，配線電極E2の電位は４×V_E［Ｖ］…配線電極E6
の電位は０［Ｖ］となり、どの表面伝導形電子放出素子
にもV_E［Ｖ］の電圧が印加される。この時、第１群の表
面伝導形電子放出素子に対しては、配線電極E1が正極，
配線電極E2が負極として作用するが、第２群の表面伝導
形電子放出素子に対しては配線電極E2が正極、配線電極
E3が負極として作用する。同様に見てゆくと、奇数群の
表面伝導形電子放出素子列に於ては、ｙ軸正方向に位置
する電極が正極として働き、逆に偶数群の表面伝導形電
子放出素子列に於ては、ｙ軸負方向に位置する電極が正
極として働くことがわかる。

ところで、表面伝導形電子放出素子の場合印加する電
圧の向きにより放出された電子ビームの飛翔方向が、微
妙に異なることが判ってきた。第11図は、この現象を示
しており、前記第８図の従来形表示装置を、ｙ軸と平行
で、基板Ｓと垂直な平面で切った断面の一部を示してい
る。103A及び103Bは図示された表面伝導形電子放出素子
に電圧を印加する為に設けられた配線電極であるが、ど
ちらが正極もしくは負極として作用するかは、該表面伝
導形電子放出素子が奇数群に属しているか偶数群に属し
ているかにより決まるものである。

該表面伝導形電子放出素子が、もし奇数群に属してい
る場合には、配線電極103Aは正極として、103Bは負極と
して働き、該表面伝導形電子放出素子の両端にV_E［Ｖ］
の電圧を供給するが、この場合、電子放出部102より放
射される電子ビームは、図中の実線で示すように、基
板面に対する法線方向よりも、やや電極103A寄りの方向
に飛翔し、フェースプレートFPの蛍光面（内面）に衝突
する。このように電子ビームが、法線方向からずれて飛
翔するのは配線電極103A及び103Bに印加される電圧によ
り、電子放出部102上の空間に、ｙ軸負方向の電界が発
生している為と考えられる。（尚、グリッド電極GRに、
ビームカットオフ電位が印加された場合には、電子ビー
ムは、カットオフされ、フェースプレートFPに到達しな
くなるが、発光点のずれとは直接関係ないので、詳しい
説明は省略する。）一方、該表面伝導形電子放出素子が偶数群に属してい
た場合には、前記奇数群の場合とは逆方向（ｙ軸正方
向）に電界が作用する為、電子放出部102より放射され
る電子ビームは、図中の点線で示すように、法線方向
よりもやや電極103B寄りに飛翔して、蛍光面に衝突す
る。

この結果、奇数群の表面伝導形電子放出素子による発
光点と、偶数群の表面伝導形電子放出素子による発光点
は、電子ビームが法線方向からそれた分だけずれること
となり、前記第９図に示したような発光点列となる。そ
の為、表示画像と画品位が低下してしまい、忠実な画像
再生に支障をきたしていた。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明は、前記問題点に鑑みなされたもので、発光点
の位置ずれを防止し忠実な画像再生を実現し得る画像形
成装置、及び電子放出素子列を提供するものであり、以
下のような手段を講じるものである。

すなわち、本発明第１は、基板面に沿って並設された
一対の電極間に該一対の電極を介して電圧が印加される
電子放出部を有する電子放出素子の複数がそれぞれの電
子放出部に流れる電流方向が同一となるように並列接続
された並列接続群を複数有し、該複数の並列接続群が直
列接続され、且つ、隣り合う並列接続群同士は、該電子
放出部に流れる電流方向が互いに180度異なるように配
列される電子放出素子列と、該電子放出素子から放出さ
れた電子ビームの照射により発光するターゲットと、該
電子放出素子列とXYマトリックス状に配設された複数の
変調グリッド電極と、を有する画像形成装置において、流れる電流方向が同一である複数の電子放出部を、そ
の電流方向と直交する同一直線上に配置し、且つ、前記複数の電子放出素子から放出される電子ビ
ームの全てが前記ターゲット上に一直線に並ぶように、
流れる電流方向が互いに180度異なる電子放出部同士
を、その電流方向にずらして配置したことを特徴とする
画像形成装置に関する。

本発明の画像形成装置は、流れる電流方向が互いに18
0度異なる電子放出部同士の該電流方向に沿った距離を
ｄ［ｍ］とするとき、Ｌ≦ｄ≦2Lの関係が成立すること
が好ましい。

ただし、Ｈ［ｍ］：前記基板面と前記ターゲットとの距離 V_E［Ｖ］：前記電子放出素子に印加される駆動電圧 V_a［Ｖ］：前記ターゲットに印加される加速電圧また、本発明の画像形成装置は、前記複数の電子放出
素子の電子放出部の全てが、該電子放出部に流れる電流
方向と直交する方向に沿って等間隔に配置されているこ
とが好ましい。

また、本発明の画像形成装置は、前記電子放出素子列
を複数列有することも好ましい。

また、本発明第２は、基板面に沿って並設された一対
の電極間に該一対の電極を介して電圧が印加される電子
放出部を有する電子放出素子の複数がそれぞれの電子放
出部に流れる電流方向が同一となるように並列接続され
た並列接続群を複数有し、該複数の並列接続群が直列接
続され、且つ、隣り合う並列接続群同士は、該電子放出
部に流れる電流方向が互いに180度異なるように配列さ
れる電子放出素子列において、流れる電流方向が同一である複数の電子放出部を、そ
の電流方向と直交する同一直線上に配置し、且つ、前記複数の電子放出素子から放出される電子ビ
ームの全てが前記基板と対向して配置されたターゲット
上に一直線に並ぶように、流れる電流方向が互いに180
度異なる電子放出部同士を、その電流方向にずらして配
置したことを特徴とする電子放出素子列に関する。

本発明によれば、第９図で説明したような発光点列の
ずれを、視覚上、目立たない範囲におさめることができ
る。

［実施例］以下、本発明の具体的実施例について説明する。

実施例１第１図は表示パネルの構造を示しており、図中VCはガ
ラス製の真空容器で、その一部であるFPは、表示面側の
フェースプレートを示している。フェースプレートFPの
内面には、例えばITOを材料とする透明電極が形成さ
れ、さらにその内面には、赤，緑，青の蛍光体がモザイ
ク状に塗り分けられ、CRTの分野では公知のメタルバッ
ク処理が施されている。（透明電極，蛍光体，メタルバ
ックは図示せず。）また、前記透明電極は、加速電圧を
印加するために、端子EVを通じて真空容器外と電気的に
接続されている。

また、Ｓは前記真空容器VCの底面に固定されたガラス
基板で、その上面には、表面伝導形電子放出素子がＮ個
×ｌ列にわたり配列形成されている。

各列の表面伝導形電子放出素子の配置は、後に第２図
と第３図を用いて説明するが、各列の配線は、端子D_p1
〜D_plおよび端子D_m1〜D_mlによって真空容器外と電気的
に接続されている。すなわち本装置では、後述する第２
図の接続法による電子放出素子列がｌ列にわたり、基板
Ｓ上に形成されている。（１列あたりの表面伝導形電子
放出素子数はＮ個である。）また、基板ＳとフェースプレートFPの中間には、スト
ライプ状のグリッド電極GRが設けられている。グリッド
電極GRは、電子放出素子列と直交してＮ本設けられてお
り、各電極には電子ビームを透過するための空孔Ghが設
けられている。空孔Ghは、第１図の例のように各表面伝
導形電子放出素子に対応して１個づつ設けてもよいし、
あるいは微小な孔をメッシュ状に多数設けてもよい。各
グリッド電極GRは、端子G₁〜G_Nによって真空容器外と電
気的に接続されている。

本パネルでは、ｌ個の表面伝導形電子放出素子列とＮ
個のグリッド電極列により、XYマトリクスが構成されて
いる。電子放出素子列を一列づつ順次駆動（走査）する
のと同期してグリッド電極列に画像１ライン分の変調信
号を同時に印加することにより、各電子ビームの蛍光体
への照射を制御し、画像を１ラインづつ表示していくも
のである。

第２図は、基板Ｓ上に設けられた表面伝導形電子放出
素子の配列を、より詳しく説明する為の平面図で、電子
放出素子列の一部を切り取って示したものである。かか
る電子放出素子列は、画像の走査線方向（Ｘ方向）に配
列形成されており、複数の電子放出素子101がそれぞれ
の電子放出部102に流れる電流方向が同一となるように
並列接続された並列接続群の複数を直列接続して構成さ
れている。尚、第２図においては、１つの並列接続群は
３個の電子放出素子で構成されている。

また、隣り合う並列接続群同士は、電子放出部に流れ
る電流方向が互いに180度異なるように配列されてお
り、流れる電流方向が同一である複数の電子放出部は、
その電流方向と直交する同一直線上に配置されている。
具体的には、駆動電圧印加時に、Ｙ負方向に電流が流れ
る電子放出部は直線1₁上に配置され、Ｙ正方向に電流が
流れる電子放出部は直線1₂上に配置されている。直線l₁
と直線l₂の間隔ｄについては、後に第３図の説明とあわ
せて具体的な数値を示す。

尚、第１図及び第２図に於ては、図示の容易さから、
３素子をもって１つの群をなしているが、実際に発明者
が試作した表示パネルに於ては、100素子よりなる群を
５群形成し、１列あたり500素子（Ｎ＝500）を配列し
た。このような素子列を400列（ｌ＝400）並べ、500×4
00画素の表示パネルとした。

また、本実施例に用いた表面伝導形電子放出素子を、
これまでの説明では模式的に示してきたが、より具体的
な形態を、第２図101の楕円の中に拡大して示す。該表
面伝導形電子放出素子は、以下の手順により作成した。
すなわち、コーニング社製7059ガラスを用いた基板Ｓ上
に、まず、Auを材料とする厚さ1000Å程度の薄膜104
を、フォトリソグラフィーエッチングにより形成する。
薄膜104は図示のように、中央が細くくびれた形状とす
るが、これは後述のフォーミング処理を容易に行なう為
である。次に、Niを材料とする厚さ１μｍ程度の薄膜を
積層し、配線電極103を形成するが、その際、前記薄膜
パターン104上に、一部重ねて積層することにより、電
気的な導通を良好なものとしておく。

次に、従来公知のフォーミング処理により、電子放出
部102を形成する。すなわち、電極103を通じて、薄膜10
4の両端に電圧を印加し、該薄膜を通電加熱する。この
際、該薄膜の細くくびれた部分が両端よりも電気抵抗が
大きい為、この部分が集中的に加熱され、その結果、一
部が変質して不連続膜となり、電子放出部102が形成さ
れる。

以上の手順により、第１図の表示パネルに用いた表面
伝導形電子放出素子を作成したが、次に第３図を用い
て、パネルの各構成要素の位置関係について説明する。
第３図は、前記第１図の表示パネルを、Ｙ軸と平行で基
板Ｓ面と垂直な面で切った断面の一部を示している。
（図示を容易にする為、縮尺は均等ではない。）表面伝導形電子放出素子が設けられた基板Ｓは、真空
容器VCの底面からh₀＝0.5mmの位置に、図示外の固定手
段により固定されている。ただし、該基板Ｓと容器底面
との距離h₀は、電子ビームとの軌道とは、直接関係しな
いので、必ずしも、h₀＝0.5mmでなくても差し支えな
い。

また、基板Ｓ上には、前記第２図（平面図）で説明し
たように、ｄの間隔を有する２本の平行線l₁又はl₂上に
各並列接続群に属する複数の電子放出素子の電子放出部
が交互に配列形成されているが、ｄについては後で説明
する。

尚、第３図に於ては、電子放出部102が直線l₂上に配
置されている群の表面伝導形電子放出素子の断面が図示
されている。

基板Ｓからh₁＝0.2mmの位置にはグリッド電極GRが設
けられているが、該グリッド電極GRには電子ビームを通
過させる為の空孔Ghが設けられている。

また、グリッド電極GRと、蛍光面（フェースプレート
FPの下面）との距離は、h₂＝5mmとした。表示動作を行
う際には、電子放出素子列を順次駆動し、これと同期し
て、グリッド電極GRに変調電圧を印加する。表面伝導形
電子放出素子を駆動するために各表面伝導形電子放出素
子の正負極間に12［Ｖ］の電圧を印加した。すなわち、
本実施例のパネルでは100素子よりなる群を５群直列接
続して１ラインを構成しているので、第１図の配線端子
D_pとD_mの間に12×５＝60［Ｖ］に配線抵抗による電圧降
下分１［Ｖ］を加え、61［Ｖ］を印加した。この時、表
面伝導形電子放出素子の負極電位は群毎に異なるが、こ
れをV_mと表わすと、変調グリッド電極GRに印加する変調
電圧は、発光させる場合には、V_m＋30［Ｖ］とし、非発
光（電子ビームをカットオフ）させる場合には、V_m−10
［Ｖ］とした。（すなわち、群毎に、V_mの値が異なるの
で、変調電圧も異なる。）また、フェースプレートFP下
面の発光面には、2.0K［Ｖ］の加速電圧を印加した。

以上のような基本構成のパネルについて、発明者らは
距離ｄをいろいろ変えて試作し、発光点のずれを評価し
た。

その結果、ｄ［mm］を0.81≦ｄ≦1.6の範囲とするこ
とにより、視覚上、発光点のずれがほとんど目立たない
パネルを試作することに成功した。

上記実施例は、Ｈ≒5.2mm,V_a＝2.0KV,V_E＝12Vの系で
あるが、これら３つのパラメータの異なる系に於ても、の範囲の距離ｄをもって流れる電流方向が互いに180度
異なる電子放出部同士を配列することにより、本発明を
実施しない場合と比較して、視覚上、発光点のずれを極
めて小さくすることが可能で、文字あるいは図形の表示
品位を、著しく高める効果があった。

実施例２第４図は、他の実施例における表面伝導形電子放出素
子の配列を示すもので、実施例１の第２図に対応する平
面図である。図に示すように、本実施例では、配線電極
103は蛇行しない直線状形態で、表面伝導形電子放出素
子の電子放出部102だけが群毎にｄの間隔をもって配列
されている。

本実施例の表面伝導形電子放出素子は、第２図で説明
したものとは製法や形状が異なるもので、第４図中の楕
円105に拡大して形状を示す。

該表面伝導形電子放出素子は、次の様な手順で製造さ
れる。すなわち、まず基板Ｓ上に、NiもしくはCrを材料
とする厚さ約5000Åの薄膜106を、真空成膜とフォトリ
ソグラフィーエッチングにより形成する。該薄膜パター
ンはＷ＝２μｍの間隔をもって対向して設けられるが、
この薄膜106で挟まれた部分を、ギャップ107と呼ぶこと
とする。

ギャップ107は表面伝導形電子放出素子が完成した際
に、電子放出部となる領域であるので、群毎にＹ方向に
ｄの距離をもって配置されている。

次に、厚さ約１μｍのNiを材料とする配線電極103を
形成する。その際、前記薄膜106との電気的接続を良好
とする為に、配線電極103が一部薄膜106を覆うようにす
る。

さらに、前記ギャップ107に、パラジウムの超微粒子
を付着させる。すなわち、たとえば奥野製薬製のパラジ
ウム微粒子分散液（商品名:CCP4230）を、スピナーを用
いて、スピンコートした後、140℃前後の温度で乾燥さ
せる。尚、この際、ギャップ107以外の部分に微粒子が
付着いても差し支えなく、スピンコート以外の手法（た
とえばディッピングやスプレー等）で塗布を行なっても
良い。

次に配線電極103に電圧を印加し、電子放出特性が安
定化するまで、エージングを行なう。

以上の手順で、第４図の電子放出素子列を製造した。
本実施例においてh₀,h₁,h₂の各パラメータは、h₀＝0.5m
m,h₁＝0.2mm,h₂＝3.8mmとした。

また、本実施例で用いた表面伝導形電子放出素子の場
合、駆動電圧としては16［Ｖ］が好適であるので、１列
あたり５群を直列接続した場合、パネルには80［Ｖ］を
印加した。また、蛍光体に印加する加速電圧V_a＝1600V
とし、グリッド印加電圧は、オン時にはV_m＋25［Ｖ］、
オフ時にはV_m−５［Ｖ］とした。

本実施例に於ては、距離ｄ［mm］を0.8≦ｄ≦1.6の範
囲とすることにより、視覚上、発光点のずれの目立たな
い好適な表示パネルとすることができた。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、流れる電流方
向が同一である複数の電子放出部を、その電流方向と直
交する同一直線上に配置し、且つ、流れる電流方向が互
いに180度異なる電子放出部同士を、その電流方向に所
定量ずらして配置することにより、電子放出素子列中の
全ての電子放出素子からの電子ビームによる発光点のず
れを視覚上ほとんど目立たなくすることを可能とした。

本発明により、電子放出素子を用いた平板形表示装置
の画品位は大幅に向上し、産業用あるいは家庭用とし
て、その利用範囲を大幅に広げることを可能とした。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した表示パネルの全体図、第２図
は本発明の表面伝導形電子放出素子の配列方法を示す
図、第３図は表示パネルの一部断面図、第４図は本発明
第２実施例の素子配列方法を示す図、第５図は並列配線
時の素子印加電圧のばらつきを説明する図、第６図は並
列・直列配線を示す図、第７図は従来の配列方法を示す
平面図、第８図は従来方式の表示パネルの全体図、第９
図は従来問題点（発光点の位置ずれ）を示す図、第10図
は従来方式における素子印加電圧の向きを説明する為の
図、第11図は電子ビームの飛翔方向を示す為のパネル断
面図である。 102……電子放出部、103……配線電極Ｓ……基板、VC……真空容器 GR……グリッド電極、Gh……空孔 FP……フェースプレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野村一郎東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者金子哲也東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開昭51−135460（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−183353（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01J 1/30 H01J 31/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板面に沿って並設された一対の電極間に
該一対の電極を介して電圧が印加される電子放出部を有
する電子放出素子の複数がそれぞれの電子放出部に流れ
る電流方向が同一となるように並列接続された並列接続
群を複数有し、該複数の並列接続群が直列接続され、且
つ、隣り合う並列接続群同士は、該電子放出部に流れる
電流方向が互いに180度異なるように配列される電子放
出素子列と、該電子放出素子から放出された電子ビーム
の照射により発光するターゲットと、該電子放出素子列
とXYマトリックス状に配設された複数の変調グリッド電
極と、を有する画像形成装置において、流れる電流方向が同一である複数の電子放出部を、その
電流方向と直交する同一直線上に配置し、且つ、前記複数の電子放出素子から放出される電子ビー
ムの全てが前記ターゲット上に一直線に並ぶように、流
れる電流方向が互いに180度異なる電子放出部同士を、
その電流方向にずらして配置したことを特徴とする画像
形成装置。
【請求項２】流れる電流方向が互いに180度異なる電子
放出部同士の該電流方向に沿った距離をｄ［ｍ］とする
とき、Ｌ≦ｄ≦2Lの関係が成立する請求項１に記載の画
像形成装置。ただし、Ｈ［ｍ］：前記基板面と前記ターゲットとの距離 V_E［Ｖ］：前記電子放出素子に印加される駆動電圧 V_a［Ｖ］：前記ターゲットに印加される加速電圧
【請求項３】前記複数の電子放出素子の電子放出部の全
てが、該電子放出部に流れる電流方向と直交する方向に
沿って等間隔に配置されている請求項１又は請求項２に
記載の画像形成装置。
【請求項４】前記電子放出素子列を複数列有する請求項
１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】基板面に沿って並設された一対の電極間に
該一対の電極を介して電圧が印加される電子放出部を有
する電子放出素子の複数がそれぞれの電子放出部に流れ
る電流方向が同一となるように並列接続された並列接続
群を複数有し、該複数の並列接続群が直列接続され、且
つ、隣り合う並列接続群同士は、該電子放出部に流れる
電流方向が互いに180度異なるように配列される電子放
出素子列において、流れる電流方向が同一である複数の電子放出部を、その
電流方向と直交する同一直線上に配置し、且つ、前記複数の電子放出素子から放出される電子ビー
ムの全てが前記基板と対向して配置されたターゲット上
に一直線に並ぶように、流れる電流方向が互いに180度
異なる電子放出部同士を、その電流方向にずらして配置
したことを特徴とする電子放出素子列。