JP3478763B2

JP3478763B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3478763B2
Application number: JP20752099A
Authority: JP
Inventors: 和也宮崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-07-22
Filing date: 1999-07-22
Publication date: 2003-12-15
Anticipated expiration: 2019-07-22
Also published as: JP2000100356A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子を用
いた画像形成装置に関する発明である。

【０００２】

【従来の技術】奥行きの薄い平面型ディスプレイは、省
スペース且つ軽量であることから、ブラウン管型ディス
プレイに置き変わるものとして注目される。現在平面型
ディスプレイには液晶型、プラズマ発光型、マルチ電子
源を用いたものがある。中でも、プラズマ発光型および
マルチ電子源ディスプレイは視野角が大きく、画質がブ
ラウン管並みであるために高品位な画像の表示が可能で
ある。

【０００３】このような画像形成装置は、多数の微小な
電子放出素子を備えた電子源が配置された背面板と、蛍
光体が配置された前面板と、この背面板と前面板ととも
に真空容器を形成する支持枠と、背面板および前面板間
の間隔を保持するスペーサを備えている。また、前記電
子放出素子としては、高密度化が可能な、円錐状あるい
は針状の先端から電子を電界放出させる電界放出型電子
放出素子あるいは表面伝導型電子放出素子などの冷陰極
素子が開発されている。

【０００４】ディスプレイの表示面積が大きくなるにし
たがい、内部の真空と外部の大気圧差による真空容器の
変形を抑えるため、背面板および前面板を厚くする必要
がある。これは、ディスプレイの重量を増加させるのみ
ならず、斜めから見たときに画像のひずみをもたらす。
そこで、比較的薄い部材を使用して大気圧に耐え得る真
空容器を構成するために、背面板と前面板との間にはス
ペーサあるいはリブと呼ばれる構造支持体が配置され
る。また電子源が配置された背面板と、蛍光体が配置さ
れた前面板との間は、通常サブミリメートルないし数ミ
リメートルに保たれ、前述したように、内部は高真空に
保持されている。電子源からの放出電子を加速するため
に、電子源と蛍光体との間には数百Ｖ以上の高電圧が印
加されている。すなわち、蛍光体と電子源との間には電
界強度にして１ｋＶ／ｍｍを越える強電界が印加される
ため前記スペーサなどの構造支持体部での放電が懸念さ
れる。

【０００５】また、スペーサは、電子源から放出された
電子や、蛍光体側からの反射電子の一部が当たることに
より、あるいは、放出された電子によりイオン化した正
イオンがスペーサに付着することにより、帯電を引き起
こす。スペーサの帯電により、電子源から放出された電
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、表示画像を前面ガラスを介して見た
とき、スペーサ近傍の画像がゆがんで表示される。

【０００６】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する提案がなさ
れている（たとえば特開昭５７−１１８３５５号公報、
特開昭６１−１２４０３１号公報）。この技術では、絶
縁性のスペーサの表面に半導電性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。
ここで用いられている帯電防止膜は酸化スズ、あるいは
酸化スズと酸化インジウム混晶薄膜や金属膜である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例に使用され
た酸化スズ等の半導体型薄膜は、ガスセンサに応用され
るほど酸素等のガスに敏感なため、雰囲気でその抵抗値
が変化しやすい。また、これらの材料や金属膜は比抵抗
が小さいために、半導電性化するには島状に成膜した
り、極めて薄膜化する必要がある。すなわち、従来の帯
電防止膜は、成膜の再現性が難しかったり、ディスプレ
イ作製工程でのフリット封着やベーキングといった熱工
程で抵抗値が変化しやすい。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、より高品位な
画像を形成し得る画像形成装置を提供することを目的と
する。

【０００９】また、本発明は、画像形成装置内に配置さ
れたスペーサの、画像形成に及ぼす影響を極力低減する
ことにより、高品位な画像を形成する画像形成装置を提
供することを目的とする。

【００１０】以上の目的を達成するための本発明は、
間隔をおいて配置された第１の基板と第２の基板とを構
成部材として備える容器と、該容器内に配置された、電
子源と該電子源からの電子の照射により画像を形成する
画像形成部材と、前記第１の基板と前記第２の基板の間
隔を保持するスペーサとを備える画像形成装置であっ
て、前記スペーサは前記第１の基板及び前記第２の基板
のいずれにも対面しない部分に導電性領域を有し、且
つ、該導電性領域の最表面を覆う耐熱性の有機ポリマー
の膜を有することを特徴とする画像形成装置である。

【００１１】

【発明の実施の形態】画像形成装置において、帯電防止
膜は、電子源および該電子源からの電子の照射により画
像を形成する画像形成部材を内包する容器内の絶縁性部
材の表面を導電性膜で被覆することにより、絶縁性部材
表面に蓄積される電荷を除去するものである。通常、帯
電防止膜の表面抵抗（シート抵抗Ｒｓ）は１０¹²Ω以下
であることが好ましい。さらに、十分な帯電防止効果を
得るためにはより低い抵抗値であることが望ましく、そ
のシート抵抗Ｒｓは１０¹¹Ω以下であることが特に好ま
しい。また、より低抵抗であれば除電効果が向上する。

【００１２】前記帯電防止膜を画像形成装置のとりわけ
スペーサに適応した場合においては、スペーサの表面抵
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。シート抵抗の下限はスペーサにおける
消費電力により制限される。低抵抗であるほどスペーサ
に蓄積する電荷を速やかに除去することが可能となる
が、スペーサで消費される電力が大きくなる。スペーサ
に使用する帯電防止膜としては比抵抗が小さい金属膜よ
りは半導電性の材料からなる膜であることが好ましい。
その理由は比抵抗が小さい金属材料からなる膜を帯電防
止膜として用いた場合、表面抵抗Ｒｓを所望の値にする
ためには、帯電防止膜の厚みを極めて薄くしなければな
らないからである。帯電防止膜を構成する材料の表面エ
ネルギーおよび基材との密着性や基材温度によっても異
なるが、帯電防止膜を極端に薄くしすぎると薄膜は島状
となり、抵抗が不安定で成膜再現性が乏しくなる。

【００１３】したがって、比抵抗値が金属導電体より大
きく、絶縁体よりは小さい範囲にある半導電性材料が好
ましいのであるが、これらは抵抗温度係数が負の材料が
多い。抵抗温度係数が負であると、スペーサ表面で消費
される電力による温度上昇で抵抗値が減少し、さらに発
熱し温度が上昇しつづけ、過大な電流が流れる、いわゆ
る熱暴走を引き起こす。しかし、発熱量すなわち消費電
力と放熱がバランスした状況では熱暴走は発生しない。
また、帯電防止膜材料の抵抗温度係数ＴＣＲの絶対値が
小さければ熱暴走し難い。

【００１４】ＴＣＲが−１％の帯電防止膜を用いた条件
で、スペーサ１ｃｍ²当たりの消費電力がおよそ０．１
Ｗを越えるようになると、スペーサに流れる電流が増加
しつづけ、熱暴走状態となることが実験で認められた。
これはもちろん、スペーサ形状とスペーサ間に印加され
る電圧Ｖａ〔Ｖ〕および帯電防止膜の抵抗温度係数によ
り左右されるが、以上の条件から、消費電力が１ｃｍ²
当たり０．１Ｗを越えないＲｓの値は１０×Ｖａ²Ω／
□以上である。すなわち、スペーサ上に形成した帯電防
止膜のシート抵抗Ｒｓは１０×Ｖａ²Ω／□から１０¹¹
Ω／□の範囲に設定されるのが好ましい。

【００１５】上述したように、絶縁性のスペーサ基材上
に形成された帯電防止膜の厚みｔは１０ｎｍ以上が望ま
しい。一方、膜厚ｔが１μｍ以下では膜応力による膜は
がれの危険性が極めて少なく、また成膜時間も短縮化さ
れ生産性も高まる。したがって、膜厚は１０ｎｍ〜１μ
ｍの範囲とされるのが好ましく、さらに２０〜５００ｎ
ｍの範囲とされることが特に好ましい。

【００１６】比抵抗ρは、シート抵抗Ｒｓと膜厚ｔの積
であり、以上に述べたＲｓとｔの好ましい範囲から、帯
電防止膜の比抵抗ρは１０^-5×Ｖａ²〜１０⁷Ωｃｍで
あることが好ましく、さらにシート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２×１０^-5Ｖａ²
〜５×１０⁶Ωｃｍとするのがよい。

【００１７】また、画像形成装置における電子の加速電
圧Ｖａは好ましくは１００Ｖ以上であり、十分な輝度を
得るためには１ｋＶの電圧であることがより好ましい。
Ｖａ＝１ｋＶの条件においては、帯電防止膜の比抵抗は
１０〜１０⁷Ωｃｍが好ましい範囲である。

【００１８】本発明者は、以上に述べた特性を実現する
帯電防止膜について鋭意検討した結果、上述比抵抗の導
電性膜上にさらに耐熱性有機ポリマーの膜を被覆した帯
電防止膜が極めて優れていることを見いだした。

【００１９】以下に、本発明に係る帯電防止膜について
詳述する。

【００２０】まず前記導電性膜の材料としては、抵抗値
が上述したスペーサに好ましい範囲に調節でき、且つ安
定であるものが好ましく、とりわけ酸化物、窒化物の中
でもから選択されるのが好ましい。中でも、遷移金属と
セラミクスの複合体（サーメット）、Ｃｒ−ＳｉＯ、Ｃ
ｒ−ＳｉＯ₂、Ｃｒ−Ａｌ₂Ｏ₃、Ｉｎ₂Ｏ₃−Ａｌ ₂
Ｏ₃等や遷移金属と高抵抗窒化物（窒化アルミニウム、
窒化ホウ素、窒化アルミニウム珪素など）の複合体等は
抵抗値の調節が容易且つ画像形成装置作製プロセス中で
抵抗値が安定で好ましい材料である。

【００２１】遷移金属は、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔ
ａ，Ｗ等の中でもから選ばれるものであり、これらを単
独で使用してもよいが、２種以上の遷移金属を合わせて
用いることも可能である。遷移金属窒化物は金属的な良
導電体であり、III 属あるいはIV属典型元素の窒化物は
絶縁体である。III 属あるいはIV属典型元素と遷移金属
との合金窒化膜は遷移金属組成を調整することにより、
良導電体からほぼ絶縁体まで広い範囲に比抵抗値を制御
できる。すなわち、スペーサ用帯電防止膜として望まし
い上述した比抵抗値を組成を変えることにより実現する
ことができる。さらに後述する画像形成装置の作製の工
程において抵抗値の変化が少なく比較的安定な材料であ
ることがわかっている。且つ、その抵抗温度係数は負で
あるが絶対値は１％より小さく熱暴走しにくい材料であ
る。

【００２２】また、導電性膜上を被覆する耐熱性有機ポ
リマーに関しては、帯電荷の発生を抑制するために、二
次電子放出係数の小さい材料を用いるのがよい。

【００２３】有機ポリマーあるいは種々の金属や無機絶
縁体に関して、二次電子放出効率δの最大値δ_m、δ_m
をとるときの入射電子のエネルギーＥ_0m〔ｋｅＶ単位の
値〕は、経験的にδ_m＝９．５Ｅ_0m、Ｅ_0m＝（Ｋ／１
２．０９）^0.580と与えられることが知られている。
（Ｅ．Ａ．Ｂｕｒｋｅ，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ｏｎ
ＮｕｃｌｅａｒＳｃｉ．，ＮＳ−２７，１７６０（１
９８０）．）ここで、Ｋは物質によって決まる定数であ
る。一般にＫ値は有機ポリマーにおける繰り返しユニッ
トの構造的な複雑さとともに小さくなり、モノマーの価
電子数Ｎ（Ｈ，Ｃ，Ｎ，Ｏに対してそれぞれＮ＝１，
３，４，５）とモノマー分子量Ｍの比（Ｎ／Ｍ）により
Ｋ＝１０．６４（Ｎ／Ｍ）−３．１５と定量的に表わさ
れる。たとえば、テフロンはＫ＝１．５５（（Ｎ／Ｍ）
＝０．４４）であり、カプトン（ポリイミド）はＫ＝
０．６８（（Ｎ／Ｍ）＝０．３６０）であり、セラゾー
ル（ポリベンゾイミダゾール）はＫ＝０．７２（（Ｎ／
Ｍ）＝０．３６４）である。

【００２４】したがって、合金窒化膜を被覆する耐熱性
有機ポリマー膜としては、モノマーの価電子数Ｎと分子
量Ｍの比（Ｎ／Ｍ）ができるだけ小さいものが好まし
く、（Ｎ／Ｍ）≦０．４が好適な範囲である。

【００２５】また、ポリイミドおよびポリベンゾイミダ
ゾール等の耐熱性有機ポリマー膜に関して、二次電子放
出による表面帯電層の厚さは４００〜１０００Åであ
る。本発明において帯電量の抑制と、さらに導電性の確
保の点から、膜厚の好適な範囲は１０〜５００Åであ
る。

【００２６】本発明における導電性膜は、スパッタ法、
反応性スパッタ法、電子ビーム蒸着法、イオンプレーテ
ィング法、イオンアシスト蒸着法、ＣＶＤ法、アルコキ
シド法等の薄膜形成手段により絶縁性部材上に形成する
ことができる。

【００２７】導電性膜は、熱的に安定であり、抵抗が雰
囲気に依存しない材料を用いるのが好ましいが、本発明
におけるスペーサは耐熱性有機ポリマー膜で前述の導電
性膜が被覆されるので、画像形成装置の作製工程での雰
囲気の影響を直接的に受けにくくなる。したがって、物
性についてだけでなく、材料費や製法上のメリットも含
めて材料選択が可能となる。

【００２８】本発明における耐熱性有機ポリマー膜は、
スパッタ法、ディッピング法、スピンコート法、ラング
ミュアプロジェット法、有機分子線エピタキシー（ＯＭ
ＢＥ）法、蒸着重合法等の薄膜形成手段により合金窒化
膜上に形成することができる。

【００２９】以上、画像形成装置のスペーサの帯電防止
膜に関して説明したが、導電性膜を耐熱性有機ポリマー
膜で被覆した帯電防止膜は、非常に優れた帯電防止能を
有するので、画像形成装置のスペーサ以外の用途として
も非常に有用性が高い材料である。

【００３０】本発明の画像形成装置についてさらに、好
ましい実施態様例を挙げて述べる。

【００３１】図１は、本実施態様の画像形成装置のスペ
ーサ１０を中心とした部分を模式的に示す断面図であ
る。図１において、符号１は多数の微小な電子放出素
子、１３は電子源基板、２はリアプレート、３は側壁で
ある。また４は蛍光膜５が形成されたガラス基板、６は
メタルバックで、これによりフェースプレート７を構成
する。そしてリアプレート２、側壁３、フェースプレー
ト７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（外囲器８）を形成している。

【００３２】電子放出素子としては、高密度化が可能な
円錐状あるいは針状の先端から電子を電界放出させる電
界放出型素子、あるいは表面伝導型電子放出素子などの
冷陰極であってよい。９はＸ方向配線、１０はスペーサ
である。なお図１では、電子源を駆動するための配線は
省略してある。

【００３３】スペーサ１０は、絶縁性基材１０ａの表面
に、Ｎａブロック層１０ｂを有し、さらにその表面をII
I 属あるいはIV属典型元素と遷移金属との合金窒化膜か
らなる半導電性膜１０ｃと耐熱性有機ポリマーからなる
絶縁膜１０ｄの２つの層を有する帯電防止膜１０ｅを形
成することにより構成されている。なお本実施態様に於
てＮａブロック層１０ｂは必要に応じて設けられ、スペ
ーサ１０は外囲器８内を真空にすることにより大気圧を
受けて、外囲器８が破損あるいは変形するのを避けるた
めに設けられる。スペーサ１０の材質、形状、配置、配
置本数は外囲器８の形状ならびに熱膨張係数等、外囲器
の受ける大気圧、熱等を考慮して決定される。スペーサ
の形状には、平板型、十字型、Ｌ字型等がある。スペー
サ１０の利用は、画像形成装置が大型化するにしたがっ
て効果が顕著になる。

【００３４】絶縁性基材１０ａはフェースプレート７お
よびリアプレート２にかかる大気圧を支持する必要か
ら、ガラス、セラミクス等の機械的強度の高く、耐熱性
の高い材料が適する。フェースプレート、リアプレート
の材質としてガラスを用いた場合、画像形成装置の作製
工程中の熱応力を抑えるために、絶縁性基材１０ａはで
きるだけこれらの材質と同じものか、同様の熱膨張係数
の材料であることが望ましい。

【００３５】絶縁性基材１０ａにソーダガラス等、アル
カリイオンを含むガラスを使用した場合、たとえばＮａ
イオンにより帯電防止膜１０ｅの導電性を変化させるお
それがある。必要に応じて窒化シリコン、酸化アルミニ
ウム等のＮａブロック層１０ｂを絶縁性基材と帯電防止
膜の中間に形成することでＮａ等アルカリイオンの帯電
防止膜への侵入を抑制することができる。

【００３６】III 属あるいはIV属典型元素と遷移金属と
の合金窒化膜１０ｃからなる半導電性膜は、たとえばＡ
ｌ，ＳｉまたはＢ等の典型元素と遷移金属としてＣｒま
たは，Ｗを組み合せたものを用いた。

【００３７】耐熱性有機ポリマーからなる絶縁膜１０ｄ
としては、たとえばポリイミド、ポリベンゾイミダゾー
ルを用いた。

【００３８】スペーサ１０は、メタルバック６およびＸ
方向配線９と電気的に接続することによりその電位が規
定され、スペーサ１０の両端にはほぼ加速電圧Ｖａと同
じ電圧が印加される。本実施態様では、スペーサはＸ方
向配線９と接続されているが、別途形成した電極に接続
させて電位を規定してもよい。さらに、フェースプレー
ト７とリアプレート２の間に電子ビームの整形あるいは
基板絶縁部の帯電防止を目的とした中間電極板（グリッ
ド電極等）を設置した構成においては、スペーサが中間
電極板等を貫通しても、スペーサと中間電極間は絶縁さ
れていてもよいし、中間電極板等を介して別体の電位規
定手段に接続してもよい。

【００３９】なお、Ａｌ，Ａｕ等の良導電性である電極
１１をスペーサの両端に形成すると、帯電防止膜とフェ
ースプレート上の電極およびリアプレート上の電極との
電気的接続の向上に効果がある。

【００４０】次に、上に説明したスペーサを用いた画像
形成装置について説明する。図２は、後述の実施例に用
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。

【００４１】図中、符号２はリアプレート、３は側壁、
７はフェースプレートであり、２，３，７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（外囲器
８）を形成している。気密容器を組み立てるに当たって
は、各部材の接合部に十分な強度と気密性を保持させる
ために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
着する。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。

【００４２】リアプレート２には、基板１３が固定され
ているが、この基板上には冷陰極素子１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画像形成装置にお
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Ｘ方向配線９とＮ本のＹ方向配線１２により単純マ
トリクス配線としている。前記、１，９，１２，１３に
よって構成される部分が電子源である。なお、電子源の
製造方法や構造については後で詳述する。

【００４３】本実施態様においては、気密容器のリアプ
レート２に電子源の基板１３を固定する構成としたが、
電子源の基板１３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２としてこの電子源の基
板１３自体を用いてもよい。

【００４４】また、フェースプレート７の下面には、蛍
光膜５とメタルバック６とで構成される画像形成部材が
配置されている。本実施態様ではカラー画像形成装置で
あるため、蛍光膜５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５ｂが設けてある。黒色の導電体５
ｂ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５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５ｂ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。

【００４５】３原色の蛍光体の塗り分け方は、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。

【００４６】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５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。

【００４７】また、蛍光膜５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６を設けてあ
る。メタルバック６を設けた目的は、蛍光膜５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５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５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６は、蛍光膜５をフェ
ースプレート基板４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５に低電圧用の蛍光体材料を用いた
場合には、画像形成部材としてメタルバック６は用いな
い。

【００４８】また本実施態様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４と蛍光膜５との間に、たとえばＩＴ
Ｏを材料とする透明電極を設けてもよい。

【００４９】符号Ｄｘ１〜ＤｘｍおよびＤｙｌ〜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は電子源のＸ方向配線と、Ｄ
ｙ１〜Ｄｙｎは電子源のＹ方向配線と、Ｈｖはフェース
プレート７のメタルバック６と電気的に接続している。

【００５０】気密容器内部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^-7Ｔｏｒｒ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、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１０^-5〜１０^-7Ｔｏｒｒの真空度に維
持される。

【００５１】以上、好ましい実施態様を挙げて本発明の
画像形成装置の基本構成の一例を説明した。

【００５２】次に、前記実施態様の画像形成装置に用い
られる電子源の製造方法について説明する。実施態様の
画像形成装置に用いる電子源は、冷陰極素子を単独マト
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。

【００５３】ただし、表示画面が大きくてしかも安価な
画像形成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、絶縁膜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。

【００５４】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。次に、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とした電子源の構造について
述べる。

【００５５】（表面伝導型放出素子の好適な素子構成と
製法）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種類が挙げられる。

【００５６】（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。

【００５７】図４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、１３は基板、１４と１５は素子電
極、１６は導電性薄膜、１７は通電フォーミング処理に
より形成した電子放出部、１８は通電活性化処理により
形成した薄膜である。

【００５８】基板１３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。

【００５９】また、基板１３上に基板面と平行に対向し
て設けられた素子電極１４と１５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，Ａ
ｕ，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中でも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。

【００６０】素子電極１４と１５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は通常は数十ｎｍから数十μｍの範囲か
ら適当な数値を選んで設計されるが、中でも画像形成装
置に応用するために好ましいのは数μｍより数十μｍの
範囲である。また、素子電極の厚さｄについては、通常
は数十ｎｍから数μｍの範囲から適当な数値が選ばれ
る。

【００６１】また、導電性薄膜１６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。

【００６２】微粒子膜に用いた微粒子の粒径は、１０分
の数ｎｍから数百ｎｍの範囲に含まれるものであるが、
中でも好ましいのは１ｎｍから２０ｎｍ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１４
あるいは１５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、十分の数
ｎｍから数百ｎｍの範囲の中で設定するが、中でも好ま
しいのは１ｎｍから５０ｎｍの間である。

【００６３】また、微粒子膜を形成するのに用いられう
る材料としては、たとえば、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，
Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔ
ａ，Ｗ，Ｐｂなどをはじめとする金属や、ＰｄＯ，Ｓ
ｎ，ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＰｂＯ，Ｓｂ₂Ｏ₃などを
はじめとする酸化物や、ＨｆＢ₂，ＺｒＢ₂，Ｌａ
Ｂ₆，ＣｅＢ₆，ＹＢ₄，ＧｄＢ₄などをはじめとする
ホウ化物や、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，Ｓｉ
Ｃ，ＷＣなどをはじめとする炭化物や、ＴｉＮ，Ｚｒ
Ｎ，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、カーボンなどが挙げられ、
これらの中でもから適宜選択される。

【００６４】以上述べたように、導電性薄膜１６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
³〜１０⁷Ω／□の範囲に含まれるよう設定した。

【００６５】なお、導電性薄膜１６と素子電極１４およ
び１５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４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。

【００６６】また、電子放出部１７は、導電性薄膜１６
の一部に形成された亀裂状の部分であり、電気的には周
囲の導電性膜よりも高抵抗な性質を有している。亀裂
は、導電性薄膜１６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、十分
の数ｎｍから数十ｎｍ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且つ
正確に図示するのは困難なため、図４においては模式的
に示した。

【００６７】また、薄膜１８は炭素もしくは炭素化合物
よりなる薄膜で、電子放出部１７およびその近傍を被覆
している。薄膜１８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。

【００６８】薄膜１８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５０ｎｍ以下とするが、３
０ｎｍ以下とするのがさらに好ましい。

【００６９】なお、実際の薄膜１８の位置や形状を精密
に図示するのは困難なため、図４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１８の一部
を除去した素子を図示した。

【００７０】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、実施例においては以下のような素子を用いた。

【００７１】すなわち、基板１３には青板ガラスを用
い、素子電極１４と１５にはＰｔ薄膜を用いた。素子電
極の厚さｄは１００ｎｍ、電極間隔Ｌは２μｍとした。
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１０ｎｍ、幅Ｗは１０ｎｍとした。

【００７２】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。

【００７３】図５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４と同一である。

【００７４】１）まず、図５（ａ）に示すように、基板
１３上に素子電極１４および１５を形成する。

【００７５】形成するに当たっては、あらかじめ基板１
３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、堆積した電極材料や、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１４および１５を形成す
る。

【００７６】２）次に、同図（ｂ）に示すように、導電
性薄膜１６を形成する。

【００７７】形成するに当たっては、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、
本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）。

【００７８】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。

【００７９】３）次に、同図（ｃ）に示すように、フォ
ーミング用電源１９から素子電極１４および１５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１７を形成する。

【００８０】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１６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１７）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１７が形成される前と比較すると、形成された後
は素子電極１４および１５の間で計測される電気抵抗は
大幅に増加する。

【００８１】通電方法をより詳しく説明するために、図
６に、フォーミング用電源１９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１７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２０で計測した。

【００８２】本例においては、たとえば１０^-5Ｔｏｒｒ
程度の真空雰囲気下において、たとえばパルス幅Ｔ１を
１ｍｓ、パルス間隔Ｔ２を１０ｍｓとし、波高値Ｖｐｆ
を１パルスごとに０．１Ｖ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Ｖｐｆは
０．１Ｖに設定した。そして、素子電極１４および１５
の間の電気抵抗が１×１０⁶Ωになった段階、すなわち
モニターパルス印加時に電流計２０で計測される電流が
１×１０^-7Å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。

【００８３】なお、上記の方法は、本例の表面伝導型放
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。

【００８４】４）次に、図５の（ｄ）に示すように、活
性化用電源２１から素子電極１４および１５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。

【００８５】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１７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１８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。

【００８６】具体的には、１０^-4ないし１０^-5Ｔｏｒｒ
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１８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５０ｎｍ以下、より好ましくは３０ｎｍ以下
である。

【００８７】通電方法をより詳しく説明するために、図
７の（ａ）に、活性化用電源２１から印加する適宜の電
圧波形の一例を示す。本例においては、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１４Ｖ、パルス幅Ｔ３は
１ｍｓ、パルス間隔Ｔ４は１０ｍｓとした。なお、上述
の通電条件は本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好まし
い。

【００８８】図５の（ｄ）に示す２２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２３および電流計２４が
接続されている。（なお、基板１３を表示パネルの中で
も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２２として用いる。）活性化用電源２１から電圧を印加する間、電流計２４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２１の動作を制御する。電流計
２４で計測された放出電流Ｉｅの一例を図７（ｂ）に示
すが、活性化電源２１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
がて飽和する。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２１からの電圧印加を停止し、通
電活性化処理を終了する。

【００８９】なお、上述の通電条件は本例の表面伝導型
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。

【００９０】以上のようにして、図５（ｅ）に示す平面
型の表面伝導型放出素子を製造した。

【００９１】（垂直型の表面伝導型放出素子）図８は電
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である。図８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２５は基板、２６と２７は素子電極、２８は段差形成
部材、２９は微粒子膜を用いた導電性薄膜、３０は通電
フォーミング処理により形成した電子放出部、３１は通
電活性化処理により形成した薄膜である。

【００９２】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（２６）が段差形成部材２８
上に設けられており、導電性薄膜２９が段差形成部材２
８の側面を被覆している点にある。したがって、前記図
４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２８の段差高Ｌｓとして設定される。な
お、基板２５、素子電極２６および２７、微粒子膜を用
いた導電性薄膜２９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２８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。

【００９３】（画像形成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、次に画像形成装
置に用いた素子の特性について述べる。

【００９４】図９に、画像形成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。

【００９５】画像形成装置に用いた素子は、放出電流Ｉ
ｅに関して以下に述べる３つの特性を有している。

【００９６】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。

【００９７】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。

【００９８】第二に、放出電流Ｉｅは素子に印加する電
圧Ｖｆに依存して変化するため、電圧Ｖｆで放出電流Ｉ
ｅの大きさを制御できる。

【００９９】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。

【０１００】以上のような特性を有するため、表面伝導
型放出素子を画像形成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
けた画像形成装置において、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。

【０１０１】また、第二の特性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、階調表示を行うことが可能である。

【０１０２】（多数素子を単純マトリクス配線した電子
源の構造）次に、上述の表面伝導型放出素子を基板上に
複数個配列して単純マトリクス配線した電子源の構造に
ついて述べる。

【０１０３】図１０に示すのは、前記図４に示した表面
伝導型放出素子を基板１３上に複数個配列して単純マト
リクス配線した電子源の平面図である。基板１３上に
は、前記図４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Ｘ方向配線９とＹ方向配線
１２により単純マトリクス状に配線されている。Ｘ方向
配線９とＹ方向配線１２の交差する部分には、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。

【０１０４】図１０のＡ−Ａ′に沿った断面を、図１１
に示す。

【０１０５】なお、このような構造の電子源は、あらか
じめ基板上にＸ方向配線９、Ｙ方向配線１２、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
１４，１５と導電性薄膜１６を形成した後、Ｘ方向配線
９およびＹ方向配線１２を介して各素子に通電フォーミ
ング処理と通電活性化処理を行うことにより製造した。

【０１０６】

【実施例】次に本発明の実施例を示す。

【０１０７】（実施例１）本実施例では複数の表面伝導
型電子放出素子を電子源として備える、前述の図１、図
２で示された画像形成装置を作製した。まず、図１２に
示す様に、清浄化した青板ガラスからなる基板１３上に
表面伝導型電子放出素子を形成するための、一対の素子
電極１４，１５と導電性膜１６とをマトリクス状に１６
０×７２０個、さらに、形成される複数の表面伝導型電
子放出素子をマトリクス配線する複数のＸ方向（行方
向）配線９および複数のＹ方向（列方向）配線１２を形
成した。ここで素子電極１４，１５はスパッタ法により
形成したＰｔ膜であり、Ｘ方向配線９、Ｙ方向配線１２
はスクリーン印刷法により形成したＡｇ配線である。導
電性膜１６はＰｄアミン錯体溶液を塗布し焼成して形成
したＰｄＯ微粒子膜である。なお、図１３は、図１２の
Ａ−Ａ′部分の断面図である。

【０１０８】次に、図１および図２で示された蛍光膜５
は図１４に示すように、各色蛍光体５ａがＹ方向にのび
るストライプ形状を採用し、黒色導電材５ｂとしては各
色蛍光体５ａ間にだけでなく、Ｙ方向の画素間を分離し
かつ後述するスペーサを設置するための部分を加えた形
状を用いた。先に黒色導電材５ｂを形成し、その間隙部
に各色蛍光体５ａを塗布して蛍光膜５を作成した。ブラ
ックストライプの材料として通常よく用いられている黒
鉛を主成分とする材料を用いた。ガラス基板上に各色蛍
光体５ａを塗布する方法はスラリー法を用いた。

【０１０９】また、図１および図２で示されるように蛍
光膜５の内面側にはメタルバック６が設けられ、このメ
タルバック６は、蛍光膜５の作成後、蛍光膜５の内面側
表面の平滑化処理（通常フィルミングと呼ばれる）を行
い、その後Ａｌを真空蒸着することで作成した。

【０１１０】また、図１および図２で示されたスペーサ
１０は清浄化したソーダライムガラスからなる絶縁性基
材１０ａ（高さ３．８ｍｍ、板厚２００μｍ、長さ２０
ｍｍ）上に、Ｎａブロック層１０ｂとして窒化シリコン
膜を０．５μｍ成膜し、その上に半導電性膜１０ｃとし
て、Ｗ，ＡｌおよびＮの各元素を含有する膜を真空成膜
法により成膜し、さらにその上にポリイミドからなる耐
熱性有機ポリマー絶縁膜１０ｄを真空成膜法により成膜
して形成した。

【０１１１】本実施例で用いたＷ，ＡｌおよびＮの各元
素を含有する半導電性膜１０ｃはスパッタリング装置を
用いてアルゴンと窒素混合雰囲気中でＷとＡｌのターゲ
ットを同時スパッタすることにより成膜した。それぞれ
のターゲットにかける電力を変化することにより組成の
調節を行い、最適の抵抗値を得た。基板は室温で、アー
スに接続されている。作製したＷ，ＡｌおよびＮの各元
素を含有する半導電性膜１０ｃは、膜厚がｔ＝２００ｎ
ｍで比抵抗がρ＝２．８×１０⁵Ωｃｍであった。

【０１１２】本実施例で用いたポリイミドからなる耐熱
性有機ポリマーの絶縁膜１０ｄに関しては、まずポリイ
ミド・スパッタリングターゲットの作製から行い、スパ
ッタリング装置でこのターゲットをアルゴン雰囲気中で
ＲＦスパッタすることにより成膜した。ポリイミド・タ
ーゲットは、φ５インチのＮａフリー・ガラス基板上で
ポリイミド（バイヤーＭＬ：（株）Ｉ．Ｓ．Ｔ．製）の
ワニスをスピンナーにより１５００ｒｐｍ，３０ｓの条
件で塗布・乾燥を５回行い、その後３５０℃でキュアし
てイミド化を行って作製した。キュア後において、Ｎａ
フリーガラス基板上に形成されたポリイミド膜厚は５０
μｍであった。

【０１１３】このポリイミド・ターゲットをＡｒ０．５
Ｔｏｒｒ，２００Ｗの条件でＲＦスパッタすることによ
り、前述の半導電性膜１０ｃ上にポリイミドからなる耐
熱性有機ポリマー絶縁膜１０ｄを膜厚１５０Åで成膜し
た。

【０１１４】スペーサ１０には図１に示すように、Ｘ方
向配線９との接続およびメタルバック６との接続を確実
にするためにその両接続部にＡｌによる電極１１をそれ
ぞれ設けた。この電極１１はＸ方向配線上面からフェー
スプレート７に向かって５０μｍ、メタルバック表面か
らリアプレート２に向かって３００μｍの範囲で外囲器
８内に露出するスペーサ１０の４面を完全に被覆した。

【０１１５】以上の様に作製された、Ｗ，Ａｌ，Ｎの各
元素を含有する半導電性膜１０ｃ上にポリイミドからな
る耐熱性有機ポリマー絶縁膜１０ｄを成膜したスペーサ
１０を等間隔でＸ方向配線９上に固定した。

【０１１６】その後、電子放出素子１の３．８ｍｍ上方
にフェースプレート７が配置されるよう、図１および図
２に示すようにフェースプレート７を支持枠３を介し配
置し、リアプレート２、フェースプレート７、支持枠３
およびスペーサ１０の接合部を固定した。

【０１１７】リアプレート２と支持枠３の接合部および
フェースプレート７と支持枠３の接合部はフリットガラ
スを塗布し、大気中で４３０℃で１０分以上焼成するこ
とで封着した。スペーサ１０はフェースプレート７側の
黒色導電材５ｂ（線幅３００μｍ）上に、Ａｕで被覆さ
れたシリカ球を含有した導電性フリットガラス４０を用
いることにより固定し、さらに、帯電防止膜１０ｅとメ
タルバック６との導通を確保した。

【０１１８】以上のようにして完成した外囲器８内の雰
囲気を排気管を通じ真空ポンプにて排気し、十分な真空
度に達した後、図２に示される容器外端子Ｄｘ１〜Ｄｘ
ｍとＤｙ１〜ＤｙｎおよびＸ方向配線９とＹ方向配線１
２を通じて、前述の図１２に示された、基板１３上の複
数対の素子電極１４，１５間に電圧を印加し、複数の導
電性膜１６を通電処理（フォーミング処理）することに
より各導電性膜１６に電子放出部を形成した。フォーミ
ング処理は、図６に示した波形の電圧を印加することに
より行った。

【０１１９】次に排気管を通してアセトンを１ｍＴｏｒ
ｒとなるように外囲器８内に導入し、容器外端子Ｄｘ１
〜ＤｘｍとＤｙ１〜Ｄｙｎに電圧パルスを定期的に印加
することにより、炭素あるいは炭素化合物を各導電性膜
１６上に堆積する活性化処理を行った。活性化処理は図
７に示すような波形の電圧を印加することにより行っ
た。以上のようにして、図１０に示されるような、複数
の表面伝導型電子放出素子がマトリクス配線された電子
源を作製した。

【０１２０】次に、外囲器８全体を２００℃に加熱しつ
つ１０時間、真空排気した後、１０ ^-6Ｔｏｒｒ程度の真
空度で、排気管をガスバーナーで熱することで溶着し外
囲器８の封止を行った。

【０１２１】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。

【０１２２】以上のように完成した図１および図２に示
される画像形成装置において、各電子放出素子１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６
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５に電子を衝突させ、
蛍光体を励起・発光させることで画像を表示した。な
お、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖａは１ｋＶ〜５ｋＶ、
素子電極１４，１５間への印加電圧Ｖｆは１４Ｖとし
た。

【０１２３】スペーサ１０について帯電防止膜１０ｅの
抵抗値を、組み込み前、フェースプレートへの封着後、
リアプレートへの封着後、真空排気後、素子電極通電処
理後等各工程で計測したところ全工程を通じてほとんど
抵抗値の変動が見られなかった。

【０１２４】また、スペーサ１０に近い位置にある電子
放出素子１からの放出電子による発光スポットも含め、
二次元上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１０を設置しても電子軌道に影響を及ぼすような
電界の乱れは発生せず、スペーサ１０の帯電も無視でき
る程度であることを示している。また、本材料の抵抗温
度係数は−０．５％であり、Ｖａ＝５ｋＶにおいても熱
暴走は見られなかった。

【０１２５】（実施例２）本実施例において実施例１と
異なるのは、図１に示されるスペーサ１０の半導電性膜
１０ｃとして、Ｗ，ＢおよびＮの各元素を含有する膜を
使用した点であり、その他は実施例１と同様にして図１
および図２に示される画像形成装置を作製した。

【０１２６】本実施例で用いたＷ，ＢおよびＮの各元素
を含有する半導電性膜１０ｃはスパッタリング装置を用
いてアルゴンと窒素混合雰囲気中でＷとＢのターゲット
を同時スパッタすることにより成膜した。それぞれのタ
ーゲットにかける電力を変化することにより組成の調節
を行い、最適の抵抗膜を得た。基板は室温で、アースに
接地されている。作製したＷ，ＢおよびＮの各元素を含
有する半導電性膜１０ｃは、膜厚がｔ＝２００ｎｍで比
抵抗がρ＝２．７×１０⁵Ωｃｍであった。

【０１２７】さらにその上には実施例１と同様にポリイ
ミドからなる耐熱性有機ポリマー絶縁膜１０ｄを成膜し
て本実施例のスペーサ１０を作製した。

【０１２８】本実施例におけるスペーサ１０について、
帯電防止膜１０ｅの抵抗値を、組み込み前、フェースプ
レートへの封着後、リアプレートへの封着後、真空排気
後、素子電極通電処理後等各工程で計測したところ全工
程を通じてほとんど抵抗値の変動が見られなかった。

【０１２９】また、スペーサ１０に近い位置にある電子
放出素子１からの放出電子による発光スポットも含め、
二次元上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１０を設置しても電子軌道に影響を及ぼすような
電界の乱れは発生せず、スペーサ１０の帯電も無視でき
る程度であることを示している。また、本材料の抵抗温
度係数は−０．５％であり、Ｖａ＝５ｋＶにおいても熱
暴走は見られなかった。

【０１３０】（実施例３）本実施例において実施例１と
異なるのは、図１に示されるスペーサ１０の耐熱性有機
ポリマー絶縁膜１０ｄをポリイミド（ＰＩＸ−Ｌ１１０
ＳＸ：日立化成工業（株）社製）を使用して成膜した点
であり、その他は実施例１と同様にして図１および図２
に示される画像形成装置を作製した。

【０１３１】なお、実施例１と同様の方法で作製した
Ｗ，ＡｌおよびＮの各元素を含有する半導電性膜１０ｃ
は、膜厚がｔ＝２００ｎｍで比抵抗がρ＝２．８×１０
⁵Ωｃｍであった。

【０１３２】本実施例で用いたポリイミドからなる耐熱
性有機ポリマーの絶縁膜１０ｄに関しては、まずポリイ
ミド・スパッタリングターゲットの作製から行い、スパ
ッタリング装置でこのターゲットをアルゴン雰囲気中で
ＲＦスパッタすることにより成膜した。ポリイミド・タ
ーゲットは、φ５インチのＮａフリー・ガラス基板上に
ポリイミド（ＰＩＸ−Ｌ１１０ＳＸ：日立化成工業
（株）社製）のワニスをスピンナーにより１５００ｒｐ
ｍ，３０ｓの条件で塗布・乾燥を５回行い、その後３５
０℃でキュアしてイミド化を行って作製した。キュア後
において、Ｎａフリーガラス基板上に形成されたポリイ
ミド膜厚は５０μｍであった。

【０１３３】このポリイミド・ターゲットをＡｒ０．５
Ｔｏｒｒ，２００Ｗの条件でＲＦスパッタすることによ
り、前述の半導電性膜１０ｃ上にポリイミドからなる耐
熱性有機ポリマー絶縁膜１０ｄを膜厚１５０Åで成膜し
た。

【０１３４】本実施例におけるスペーサ１０について、
帯電防止膜１０ｅの抵抗値を、組み込み前、フェースプ
レートへの封着後、リアプレートへの封着後、真空排気
後、素子電極通電処理後等各工程で計測したところ全工
程を通じてほとんど抵抗値の変動が見られなかった。

【０１３５】また、スペーサ１０に近い位置にある電子
放出素子１からの放出電子による発光スポットも含め、
二次元上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１０を設置しても電子軌道に影響を及ぼすような
電界の乱れは発生せず、スペーサ１０の帯電も無視でき
る程度であることを示している。また、本材料の抵抗温
度係数は−０．５％であり、Ｖａ＝５ｋＶにおいても熱
暴走は見られなかった。

【０１３６】（実施例４）本実施例において実施例３と
異なるのは、図１に示されるスペーサ１０の半導電性膜
１０ｃとしてＷ，ＢおよびＮの各元素を含有する膜を使
用した点であり、その他は実施例３と同様にして図１お
よび図２に示される画像形成装置を作製した。

【０１３７】本実施例で用いたＷ．ＢおよびＮの各元素
を含有する半導電性膜１０ｃはスパッタリング装置を用
いてアルゴンと窒素混合雰囲気中でＷとＢのターゲット
を同時スパッタすることにより成膜した。それぞれのタ
ーゲットにかける電力を変化することにより組成の調節
を行い、最適の抵抗値を得た。基板は室温で、アースに
接地されている。作製したＷ，ＢおよびＮの各元素を含
有する半導電性膜１０ｃは、膜厚がｔ＝２００ｎｍで比
抵抗がρ＝２．７×１０⁵Ωｃｍであった。

【０１３８】さらにその上には実施例３と同様に、ポリ
イミドからなる耐熱性有機ポリマー絶縁膜１０ｄを成膜
して本実施例のスペーサ１０を作製した。

【０１３９】本実施例におけるスペーサ１０について、
帯電防止膜１０ｅの抵抗値を、組み込み前、フェースプ
レートへの封着後、リアプレートへの封着後、真空排気
後、素子電極通電処理後等各工程で計測したところ全工
程を通じてほとんど抵抗値の変動が見られなかった。

【０１４０】また、スペーサ１０に近い位置にある電子
放出素子１からの放出電子による発光スポットも含め、
二次元上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１０を設置しても電子軌道に影響を及ぼすような
電界の乱れは発生せず、スペーサ１０の帯電も無視でき
る程度であることを示している。また、本材料の抵抗温
度係数は−０．５％であり、Ｖａ＝５ｋＶにおいても熱
暴走は見られなかった。

【０１４１】（実施例５）本実施例において実施例１と
異なるのは、図１に示されるスペーサ１０の耐熱性有機
ポリマー絶縁膜１０ｄを、ポリベンゾイミダゾール（Ｐ
ＢＩ）（Ｃｅｒａｚｏｌｅ：ヘキストインダストリー
（株）社製）を使用して成膜した点であり、その他は実
施例１と同様にして図１および図２に示される画像形成
装置を作製した。

【０１４２】なお、実施例１と同様の方法で作製した
Ｗ，ＡｌおよびＮの各元素を含有する半導電性膜１０ｃ
は、膜厚がｔ＝２００ｎｍで比抵抗がρ＝２．８×１０
⁵Ωｃｍであった。

【０１４３】本実施例で用いたポリベンゾイミダゾール
（ＰＢＩ）からなる耐熱性有機ポリマーの絶縁膜１０ｄ
に関しては、まずＰＢＩ・スパッタリングターゲットの
作製から行い、スパッタリング装置でこのターゲットを
アルゴン雰囲気中でＲＦスパッタすることにより成膜し
た。ＰＢＩ・ターゲットは、φ５インチのＮａフリー・
ガラス基板上にポリベンゾイミダゾール（Ｃｅｒａｚｏ
ｌｅ：ヘキストインダストリー（株）製）のワニスをス
ピンナーにより１０００ｒｐｍ，３０ｓの条件で塗布・
乾燥を５回行い、その後３００℃で熱処理を行って作製
した。熱処理後において、Ｎａフリーガラス基板上に形
成されたＰＢＩ膜厚は６０μｍであった。

【０１４４】このＰＢＩ・ターゲットをＡｒ０．５Ｔｏ
ｒｒ，２００Ｗの条件でＲＦスパッタすることにより、
前述の半導電性膜１０ｃ上にポリベンゾイミダゾールか
らなる耐熱性有機ポリマー絶縁膜１０ｄを膜厚１５０Å
で成膜した。

【０１４５】本実施例におけるスペーサ１０について、
帯電防止膜１０ｅの抵抗値を、組み込み前、フェースプ
レートへの封着後、リアプレートへの封着後、真空排気
後、素子電極通電処理後等各工程で計測したところ全工
程を通じてほとんど抵抗値の変動が見られなかった。

【０１４６】また、スペーサ１０に近い位置にある電子
放出素子１からの放出電子による発光スポットも含め、
二次元上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１０を設置しても電子軌道に影響を及ぼすような
電界の乱れは発生せず、スペーサ１０の帯電も無視でき
る程度であることを示している。また、本材料の抵抗温
度係数は−０．５％であり、Ｖａ＝５ｋＶにおいても熱
暴走は見られなかった。

【０１４７】（実施例６）本実施例において実施例５と
異なるのは、図１に示されるスペーサ１０の半導電性膜
１０ｃとして、Ｗ，ＢおよびＮの各元素を含有する膜を
使用した点であり、その他は実施例５と同様にして図１
および図２に示される画像形成装置を作製した。

【０１４８】本実施例で用いたＷ，ＢおよびＮの各元素
を含有する半導電性膜１０ｃはスパッタリング装置を用
いてアルゴンと窒素混合雰囲気中でＷとＢのターゲット
を同時スパッタすることにより成膜した。それぞれのタ
ーゲットにかける電力を変化することにより組成の調節
を行い、最適の抵抗値を得た。基板は室温で、アースに
接地されている。作製したＷ，ＢおよびＮの各元素を含
有する半導電性膜１０ｃは、膜厚がｔ＝２００ｎｍで比
抵抗がρ＝２．７×１０⁵Ωｃｍであった。

【０１４９】さらにその上には実施例５と同様に、ポリ
ベンゾイミダゾールからなる耐熱性有機ポリマー絶縁膜
１０ｄを成膜して本実施例のスペーサ１０を作製した。

【０１５０】本実施例におけるスペーサ１０について、
帯電防止膜１０ｅの抵抗値を、組み込み前、フェースプ
レートへの封着後、リアプレートへの封着後、真空排気
後、素子電極通電処理後等各工程で計測したところ全工
程を通じてほとんど抵抗値の変動が見られなかった。

【０１５１】またスペーサ１０に近い位置にある電子放
出素子１からの放出電子による発光スポットも含め、二
次元上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１０を設置しても電子起動に影響を及ぼすような電
界の乱れは発生せず、スペーサ１０の帯電も無視できる
程度であることを示している。また、本材料の抵抗温度
係数は−０．５％であり、Ｖａ＝５ｋＶにおいても熱暴
走は見られなかった。

【０１５２】（実施例７）本実施例において実施例１と
異なるのは、図１および図２に示される外囲器８を形成
する工程であり、それ以外は実施例１と同様にして、図
１および図２に示された画像形成装置を作製した。外囲
器８の形成に際し、実施例１では、フリットガラスおよ
び導電性フリットガラスを外囲器８内の所定の位置に塗
布し、大気中・４３０℃で１０分以上焼成することで封
着した。これに対して、本実施例では下記工程を用い
た。

【０１５３】（ａ）リアプレート２と支持枠３の接合部
およびフェースプレート７と支持枠３の接合部にフリッ
トガラスを塗布し、溶媒を蒸発させるために１２０℃で
乾燥し、バインダを除去するために大気中で３８０℃で
焼成した。

【０１５４】（ｂ）フェースプレート７上のスペーサ１
０が接合される位置に、Ａｕの被覆されたシリカ球を含
有した導電性フリットガラスを塗布し、溶媒を蒸発させ
るために１２０℃で乾燥し、バインダを除去するために
大気中で３８０℃で焼成した。

【０１５５】（ｃ）リアプレート２、支持枠３、フェー
スプレート７およびスペーサ１０は互いに所望の精度で
位置合せを行った後に、窒素雰囲気中・４３０℃で１０
分以上加熱することで外囲器８を封着した。

【０１５６】以上の工程を経る前後でのスペーサ１０に
ついて、帯電防止膜１０ｅの抵抗値を計測したところ、
顕著な抵抗値の変動は見られなかった。

【０１５７】（実施例８）本実施例において実施例１と
異なるのは、電子放出素子のフォーミング処理および通
電活性化後に行う、真空中加熱の条件を２００℃、１０
時間に換えて３００℃、１０時間とした点である。

【０１５８】以上の工程を経る前後でのスペーサ１０に
ついて、帯電防止膜１０ｅの抵抗値を計測したところ、
顕著な抵抗値の変動は見られなかった。

【０１５９】（実施例９）本実施例において実施例１と
異なるのは、図１に示されるスペーサ１０の半導電性膜
１０ｃとして酸化スズ（ＳｎＯ₂）を用いた点であり、
それ以外は実施例１と同様にして図１および図２に示さ
れる画像形成装置を作製した。本実施例では真空成膜法
によりＳｎＯ₂を数十Å成膜し、その上に実施例１と同
様にポリイミドを成膜した。後述する比較例に比べて、
ディスプレイ作製工程での抵抗値変動は小さかった。

【０１６０】以上のように、島状の半導電性膜について
も、耐熱性ポリマーを被覆することにより、プロセス安
定性を向上させることができた。

【０１６１】また、実施例７に示した還元雰囲気での加
熱工程を経る場合においても、酸化物半導体であるＳｎ
Ｏ₂からなる半導電性膜の抵抗値変動は、耐熱性ポリマ
ーを被覆することにより減少した。

【０１６２】また、以上述べた各実施例において、耐熱
性有機ポリマー膜の形成をＲＦスパッタに換えて、以下
の方法により行いスペーサ１０を作製したが、上記各実
施例で述べた同様の効果が得られた。

【０１６３】即ち、上記実施例１〜４および７〜９にお
けるポリイミド膜は、日立化成製のポリイミド溶液、Ｐ
ＩＸ−１５００をＮ−２−メチル−ピロリドン溶液によ
り１００倍容量となるように希釈した溶液をスプレーコ
ートにより基板温度８０℃に加熱した基板上に塗布し、
表面の乾燥を確認後、オーブンにて３５０℃、３０分間
の焼成を行った。形成された耐熱性有機ポリマー膜であ
るポリイミド膜の膜厚は、ＳＥＭにて観測した結果、１
０ｎｍであった。

【０１６４】また、上記実施例５，６におけるポリベン
ゾイミダゾール膜は、ヘキストインダストリー（株）製
のポリベンゾイミダゾール溶液、Ｃｅｒａｚｏｌｅを
Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドにより希釈した溶液をス
プレーコートにより基板温度８０℃に加熱した基板上に
塗布し、表面の乾燥を確認後、オーブンにて３００℃、
３０分間の焼成を行った。形成された耐熱性有機ポリマ
ー膜であるポリベンゾイミダゾール膜の膜厚は、ＳＥＭ
にて観測した結果、１０ｎｍであった。

【０１６５】以上述べた実施態様および実施例の画像形
成装置は、次にのような効果を奏する。まず、高品位な
画像を形成することができる。また、スペーサの画像形
成に及ぼす影響を極力低減することができる。また、ス
ペーサの帯電を抑制することができる。また、製造過程
あるいは装置の駆動過程において、熱によるスペーサの
電気的特性の変化を抑制することができる。また、装置
の駆動過程において、スペーサからの放出ガスによる画
像形成への影響を極力低減することができる。

【０１６６】（比較例）比較例として、帯電防止膜とし
てＳｎＯ₂単体を用いたところ各組立て工程において抵
抗値が大きく変動した。全組立工程通過後には比抵抗は
９．２Ωｃｍ、抵抗値で１．８×１０⁶Ωになり、Ｖａ
を１ｋＶまで印加することができなかった。すなわち、
ディスプレイ作製工程で抵抗が大きく変化し、且つその
変化量が一定でないため、工程終了後の抵抗のバラツキ
が大きくなり制御性に乏しい。また、このＳｎＯ₂の比
抵抗値では膜厚を１ｎｍ以下と極めて薄くしなければな
らず、さらに抵抗の制御性は難しい。

【０１６７】

【発明の効果】本発明は、高品位の画像を形成する画像
形成装置を提供することができる。

【０１６８】また、本発明は、画像形成装置内に配置さ
れたスペーサの画像形成に及ぼす影響を極力低減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一部を概略的に示す断
面図。

【図２】本発明の画像形成装置の、表示パネルの一部を
切り欠いて示した斜視図。

【図３】表示パネルのフェースプレートの蛍光体配列を
例示するもので、（ａ）は平面図、（ｂ）はその一部の
拡大平面図。

【図４】平面型表面伝導型電子放出素子の構成を模式的
に示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図。

【図５】平面型表面伝導型電子放出素子の形成工程を示
す工程図。

【図６】電子ビーム源のフォーミング形成印加パルス波
形。

【図７】通電活性化工程における印加パルスの波形を示
し、（ａ）は活性化電源出力電圧、（ｂ）は放出電流を
示すグラフ。

【図８】垂直型表面伝導型電子放出素子の断面図。

【図９】表面伝導型電子放出素子の素子電圧と素子電
流、放出電流の関係を示すグラフ。

【図１０】単純マトリクス配置した電子源の構成を示す
平面図。

【図１１】図１０のＡ−Ａ′線における断面図。

【図１２】単純マトリクス配置した電子源の製造方法を
説明するための平面図。

【図１３】図１２のＡ−Ａ′における断面図。

【図１４】蛍光体配列の別の例を示す図。

【符号の説明】

４ガラス基板５蛍光膜８外囲器１０スペーサ１０ａ絶縁性基材１０ｂＮａブロック層１０ｃ半導電性膜１０ｄ絶縁膜１０ｅ帯電防止膜１３電子源基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 29/87 H01J 31/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】間隔をおいて配置された第１の基板と第
２の基板とを構成部材として備える容器と、該容器内に
配置された、電子源と該電子源からの電子の照射により
画像を形成する画像形成部材と、前記第１の基板と前記
第２の基板の間隔を保持するスペーサとを備える画像形
成装置であって、前記スペーサは前記第１の基板及び前記第２の基板のい
ずれにも対面しない部分に導電性領域を有し、且つ、該
導電性領域の最表面を覆う耐熱性の有機ポリマーの膜を
有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】間隔をおいて配置された第１の基板と第
２の基板とを構成部材として備える容器と、該容器内に
配置された、電子源と該電子源からの電子の照射により
画像を形成する画像形成部材と、前記第１の基板と前記
第２の基板の間隔を保持するスペーサとを備える画像形
成装置であって、前記スペーサは、絶縁性基材と、該絶縁性基材上の前記
第１の基板及び前記第２の基板のいずれにも対面しない
部分に位置する導電性膜と、該導電性膜を覆う耐熱性の
有機ポリマーの膜とを有することを特徴とする画像形成
装置。
【請求項３】前記電子源は、前記第１の基板上に配置
されており、前記画像形成部材は、前記第２の基板上に
配置されている請求項１または２に記載の画像形成装
置。
【請求項４】前記電子源は、複数の電子放出素子と複
数の電子放出素子を結線する配線とを備え、前記画像形
成部材は、蛍光膜とメタルバックとを備えており、前記
スペーサは、該配線と該メタルバックとに当接されてい
る請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記耐熱性の有機ポリマーの膜は、１０
Å〜５００Åの範囲の膜厚を有する請求項１〜４のいず
れかに記載の画像形成装置。
【請求項６】前記耐熱性の有機ポリマーの膜は、モノ
マーの価電子数Ｎと分子量Ｍの比が（Ｎ／Ｍ）≦０．４
の有機ポリマーからなる請求項１〜５のいずれかに記載
の画像形成装置。
【請求項７】前記耐熱性の有機ポリマーの膜は、ポリ
イミドからなる膜である請求項１〜６のいずれかに記載
の画像形成装置。
【請求項８】前記耐熱性の有機ポリマーの膜は、ポリ
ベンゾイミダゾールからなる膜である請求項１〜６のい
ずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】前記導電性膜は、１００Å〜１０００Å
の範囲の膜厚を有する請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記電子源は、複数の表面伝導型電子
放出素子を備える請求項１〜９のいずれかに記載の画像
形成装置。