JP2000243255A

JP2000243255A - 電子放出素子、電子源、画像形成装置及びそれらの製造方法

Info

Publication number: JP2000243255A
Application number: JP4289199A
Authority: JP
Inventors: Toshifumi Yoshioka; 利文吉岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-02-22
Filing date: 1999-02-22
Publication date: 2000-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストかつ容易に、均一な素子電極及び導
電性膜を大面積に形成することができる電子放出素子の
新規な構成、電子源、画像形成装置、及びそれらの製造
方法を提供する。【解決手段】電子放出素子の製造方法が、基板１上に
一対の素子電極２，３を形成する工程と、素子電極２，
３間に導電性膜形成材料を含有する溶液の液滴１２を付
与する工程と、付与した液滴１２を加熱、焼成して導電
性膜４を形成する工程と、素子電極２，３間に通電し導
電性膜４に電子放出部５を形成するフォーミング工程と
を有し、液滴付与工程において、少なくとも、液滴付与
装置の吐出ヘッド７から基板面に降ろした垂線に対し、
吐出ヘッド側にチルト角φを設けて吐出する。

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、該
電子放出素子を多数個配置してなる電子源、該電子源を
用いて構成した表示装置や露光装置等の画像形成装置、
及びそれらの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子放出素子には大別して熱電子
放出素子と冷陰極電子放出素子の２種類が知られてい
る。冷陰極電子放出素子には電界放出型（以下、「ＦＥ
型」と称す。）、金属／絶縁層／金属型（以下、「ＭＩ
Ｍ型」と称す。）や表面伝導型電子放出素子等が有る。

【０００３】ＦＥ型の例としては、Ｗ．Ｐ．Ｄｙｋｅ
ａｎｄＷ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ，“ＦｉｅｌｄＥｍ
ｉｓｓｉｏｎ”，ＡｄｖａｎｃｅｉｎＥｌｅｃｔ
ｒｏｎＰｈｙｓｉｃｓ，８，８９（１９５６）ある
いはＣ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ， “Ｐｈｙｓｉｃａｌ
Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｆｉ
ｅｌｄｅｍｉｓｓｉｏｎｃａｔｈｏｄｅｓｗｉｔ
ｈｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４７，５２４８（１９７６）
等に開示されたものが知られている。

【０００４】ＭＩＭ型の例としては、Ｃ．Ａ．Ｍｅａ
ｄ， “ＯｐｅｒａｔｉｏｎｏｆＴｕｎｎｅｌ−Ｅｍ
ｉｓｓｉｏｎＤｅｖｉｃｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．
Ｐｈｙｓ．，３２，６４６（１９６１）等に開示され
たものが知られている。

【０００５】表面伝導型電子放出素子の例としては、
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，ＲａｄｉｏＥｎｇ．
ＥｌｅｃｔｒｏｎＰｈｙｓ．，１０，１２９０（１
９６５）等に開示されたものがある。

【０００６】表面伝導型電子放出素子は、絶縁性基板上
に形成された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流す
ことにより、電子放出が生ずる現象を利用するものであ
る。この表面伝導型電子放出素子としては、前記エリン
ソン等によるＳｎＯ₂ 薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によ
るもの［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ：“ＴｈｉｎＳｏｌｉｄ
Ｆｉｌｍｓ”，９，３１７（１９７２）］、Ｉｎ₂
Ｏ₃ ／ＳｎＯ₂ 薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ
ａｎｄＣ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：“ＩＥＥＥＴ
ｒａｎｓ．ＥＤＣｏｎｆ．”，５１９（１９７
５）］、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（１９８３）］等が報告され
ている。

【０００７】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な例として、前述のＭ．ハートウェルの素子構成を図１
７に模式的に示す。同図において１は基板である。４は
導電性膜で、Ｈ型形状のパターンに形成された金属酸化
物薄膜等からなり、後述の通電フォーミングと呼ばれる
通電処理により電子放出部５が形成される。尚、図中の
素子電極間隔Ｌは、０．５〜１ｍｍ、Ｗ’は、０．１ｍ
ｍで設定されている。

【０００８】これらの表面伝導型電子放出素子において
は、電子放出を行う前に導電性膜４を予め通電フォーミ
ングと呼ばれる通電処理によって電子放出部５を形成す
るのが一般的である。即ち、通電フォーミングとは、前
記導電性膜４の両端に電圧を印加通電し、導電性膜４を
局所的に破壊、変形もしくは変質させて構造を変化さ
せ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部５を形成する処
理である。尚、電子放出部５では導電性膜４の一部に亀
裂が発生しており、その亀裂付近から電子放出が行われ
る。

【０００９】上述の表面伝導型電子放出素子は、構造が
単純であることから、大面積に亙って多数素子を配列形
成できる利点がある。そこで、この特徴を活かすための
種々の応用が研究されている。例えば、荷電ビーム源、
表示装置等の画像形成装置への利用が挙げられる。

【００１０】従来、多数の表面伝導型電子放出素子を配
列形成した例としては、並列に表面伝導型電子放出素子
を配列し、個々の表面伝導型電子放出素子の両端（両素
子電極）を配線（共通配線とも呼ぶ）にて夫々結線した
行を多数行配列（梯子型配置とも呼ぶ）した電子源が挙
げられる（例えば、特開昭６４−３１３３２号公報、特
開平１−２８３７４９号公報、同２−２５７５５２号公
報）。

【００１１】また、特に表示装置においては、液晶を用
いた表示装置と同様の平板型表示装置とすることが可能
で、しかもバックライトが不要な自発光型の表示装置と
して、表面伝導型電子放出素子を多数配置した電子源
と、この電子源からの電子線の照射により可視光を発光
する蛍光体とを組み合わせた表示装置が提案されている
（アメリカ特許第５０６６８８３号明細書）。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】また図１８は、特開平
２−５６８２２号公報に開示されている電子放出素子の
構成を示す斜視図である。同図において、１は基板、２
および３は素子電極、４は導電性膜、５は電子放出部で
ある。この電子放出素子の製造方法としては、様々な方
法があるが、例えば、基板１に一般的な真空蒸着技術
や、フォトリソグラフィ技術により素子電極２、３を形
成する。次いで導電性膜４は分散塗布法によって形成す
る。その後、素子電極２、３に電圧を印加し通電処理を
施すことによって電子放出部５を形成している。

【００１３】しかしながら、従来の電子放出素子の製造
方法は、半導体プロセスを主体とする方法によるため、
工程数が多く、現行の技術では大面積に電子放出素子を
形成することが困難であって、特殊かつ高価な製造装置
を必要とし、生産コストが高いといった欠点があった。

【００１４】そこで本出願人等は、金属含有溶液を液滴
の状態で基板上に吐出して素子電極及び素子膜を形成
し、その素子を絶縁基板上にマトリックス状に配列した
電子源基板を検討している。

【００１５】図１９は、従来の金属含有溶液を液滴状態
で基板上に吐出して素子電極及び導電性膜を形成する製
造方法を示す模式図である。

【００１６】図１９において、基板ステージ８上の基板
１の上方に吐出ヘッド７が設置され、該吐出ヘッド７に
設けられた吐出ノズル９から金属含有溶液が液滴状態で
吐出され、基板１上に付着する。その後、焼成等により
素子電極あるいは導電性膜を形成するものである。

【００１７】ここで、実際の工程としては、複数個の素
子を形成するために、ステージ側を固定してヘッド側
をスキャンしながら連続的に吐出する方法、ヘッド側
を固定してステージ側をスキャンしながら連続的に吐出
する方法、ステージ側／ヘッド側の両方をスキャンし
ながら連続的に吐出する方法のいずれかの方法が一般的
に行われる。

【００１８】このとき、吐出口−基板間距離ｄは、予め
設定されているが、実際の工程では、基板のうねりや厚
みムラ、ステージの平面度、駆動軸の直進性や平行度等
によるばらつきが存在する。特に基板面積が大きくなる
と、これらのばらつき幅が大きくなる。

【００１９】ところで、吐出ヘッドの製造上の問題等に
より吐出ヘッドの向きと実際の吐出方向（基本的にはノ
ズルの方向）は必ずしも一致せず、ある角度（図１９中
のφ）が存在する。

【００２０】例えば、本発明者等が現在、試験的に使用
している、熱エネルギーの付与により気泡を形成させて
液滴として吐出させるバブルジェット方式の吐出ヘッド
においては、ヘッドと吐出方向（ノズル穴方向）の角度
φは１０度に設定されている。

【００２１】また、本発明者等の検討によると、実際に
は、ヘッド毎、更にはノズル毎に、吐出角度が微妙に異
なっていることが判った。

【００２２】前述の吐出口−基板間距離ｄの変動は、例
えばステージ速度が一定の場合、液滴が吐出されてから
基板に着液するまでにおけるステージの移動距離が変動
するため、液滴の着液位置の変動を引き起こすが、吐出
角度が加わることにより、前記着液位置の変動幅が大幅
に増大される。このため、抵抗値のばらつきや形状不良
等による歩留まり低下を招くという問題があった。

【００２３】なお、図１９は、基板の上方にヘッドを配
置した例であるが、逆にヘッドを下方に配置して下から
吐出する、或いは横方向に配置して吐出する場合等にお
いても、吐出口−基板間距離ｄという点で同様である。

【００２４】本発明の目的は、上記問題を鑑み、低コス
トかつ容易に、均一な素子電極及び導電性膜を大面積に
形成することができる電子放出素子の新規な構成、並び
にそれを用いた電子源、画像形成装置、及びそれらの製
造方法を提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべく
成された本発明の構成は、以下の通りである。

【００２６】即ち、本発明の第一は、基板上に一対の素
子電極を形成する工程と、素子電極間に導電性膜形成材
料を含有する溶液の液滴を付与する工程と、付与した液
滴を加熱、焼成して導電性膜を形成する工程と、素子電
極間に通電して、導電性膜に電子放出部を形成するフォ
ーミング工程とを有しており、液滴付与工程において、
少なくとも、液滴付与装置の吐出ヘッドから基板面に降
ろした垂線に対し、吐出ヘッド側にチルト角を設けて吐
出を行うことを特徴とする電子放出素子の製造方法にあ
る。

【００２７】また、本発明の第二は、上記本発明の第一
の方法により製造されることを特徴とする電子放出素子
にある。

【００２８】また、本発明の第三は、入力信号に応じて
電子を放出する電子源であって、基体上に、上記本発明
の第二の電子放出素子を複数配置したことを特徴とする
電子源にある。

【００２９】また、本発明の第四は、上記本発明の第三
の電子源を製造する方法であって、複数個の電子放出素
子を上記本発明の第一の方法により製造することを特徴
とする電子源の製造方法にある。

【００３０】また、本発明の第五は、入力信号に基づい
て画像を形成する装置であって、少なくとも、上記本発
明の第三の電子源と、該電子源から放出される電子線の
照射により画像を形成する画像形成部材とを有すること
を特徴とする画像形成装置にある。

【００３１】さらに、本発明の第六は、上記本発明の第
五の画像形成装置を製造する方法であって、電子源を上
記本発明の第四の方法により製造することを特徴とする
画像形成装置の製造方法にある。

【００３２】本発明によれば、素子電極間に導電性膜形
成材料を含有する溶液の液滴を付与する工程において、
少なくとも、液滴付与装置の吐出ヘッドから基板面に降
ろした垂線に対し、吐出ヘッド側にチルト角を設けて吐
出を行っている。

【００３３】これにより、基板やステージ、駆動軸等に
起因する吐出口−基板間距離の変動による着液位置のず
れを抑えることができ、大面積の基板全面において、良
好な素子特性を有する電子放出素子を作製して、電子源
基板を歩留まり良く得ることが可能になる。更に、製造
タクトを上げられるため、コストダウンも可能になるも
のである。

【００３４】電極形成材料を含む溶液の液滴は、インク
ジェット法で付与されることが望ましく、このインクジ
ェット法は、熱的エネルギーの付与により気泡を発生さ
せて液滴を吐出させるバブルジェット方式であることが
より好ましい。

【００３５】また、電極形成材料を含む溶液も液滴を吐
出して基板に付与する工程は、導電性膜形成工程及び素
子電極形成工程の少なくとも一方の工程において行うこ
とができる。

【００３６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好ましい実施態様
を示す。

【００３７】図１は、本発明の電子放出素子を基板上に
複数配置した電子源基板の一構成例を示す模式図であ
り、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）はＡ−Ａ’線縦断
面図である。図１において、１は基板、２と３は電極
（素子電極）、４は導電性膜、５は電子放出部、６は絶
縁層、１０は行方向配線、１１は列方向配線である。

【００３８】基板１としては、石英ガラス、Ｎａ等の不
純物含有量を減少させたガラス、青板ガラス、青板ガラ
スにスパッタ法等によりＳｉＯ₂ を積層した積層体、ア
ルミナ等のセラミックス及びＳｉ基板等を用いることが
できる。

【００３９】対向する素子電極２，３の材料としては、
一般的な導体材料を用いることができ、例えばＮｉ、Ｃ
ｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等
の金属或は合金及びＰｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ₂ 、Ｐｄ
−Ａｇ等の金属或は金属酸化物とガラス等から構成され
る印刷導体、Ｉｎ₂ Ｏ₃ −ＳｎＯ₂ 等の透明導電体及び
ポリシリコン等の半導体導体材料等から適宜選択され
る。

【００４０】素子電極間隔、素子電極長さ、導電性膜４
の形状等は、応用される形態等を考慮して、設計され
る。素子電極間隔は、好ましくは、数百ｎｍから数百μ
ｍの範囲とすることができ、より好ましくは、素子電極
間に印加する電圧等を考慮して数μｍから数十μｍの範
囲とすることができる。素子電極長さは、電極の抵抗
値、電子放出特性を考慮して、数μｍから数百μｍの範
囲とすることができる。素子電極２，３の膜厚は、数十
ｎｍから数μｍの範囲とすることができる。

【００４１】尚、図１に示した構成とは別に、基板１上
に、導電性膜４、素子電極２，３の順に形成した構成と
することもできる。また、製法によっては、対向する素
子電極２，３間の全てが電子放出部として機能する場合
もある。

【００４２】導電性膜４を構成する材料としては、例え
ばＰｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，
Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ等の金属、Ｐ
ｄＯ，ＳｎＯ₂ ，Ｉｎ₂ Ｏ₃ ，ＰｂＯ，Ｓｂ₂ Ｏ₃ 等の
酸化物導電体、ＨｆＢ₂ ，ＺｒＢ₂ ，ＬａＢ₆ ，ＣｅＢ
₆ ，ＹＢ₄ ，ＧｄＢ₄ 等の硼化物、ＴｉＣ，ＺｒＣ，Ｈ
ｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ，Ｚｒ
Ｎ，ＨｆＮ等の窒化物、Ｓｉ，Ｇｅ等の半導体、カーボ
ン等が挙げられる。

【００４３】導電性膜４の膜厚は、素子電極２，３への
ステップカバレージ、素子電極２，３間の抵抗値等を考
慮して適宜設定されるが、通常は、数Å〜数百ｎｍの範
囲とするのが好ましく、より好ましくは１ｎｍ〜５０ｎ
ｍの範囲とするのが良い。その抵抗値は、Ｒｓが１０²
Ω／□から１０⁷ Ω／□の値であるのが好ましい。な
お、Ｒｓは、幅がｗで長さがｌの薄膜の長さ方向に測定
した抵抗Ｒを、Ｒ＝Ｒｓ（ｌ／ｗ）と置いたときに現れ
る値である。

【００４４】電子放出部５は、導電性膜４の一部に形成
された高抵抗の亀裂により構成され、その内部には、数
Åから数十ｎｍの範囲の粒径の導電性微粒子が存在する
場合もある。この導電性微粒子は、導電性膜４を構成す
る材料の元素の一部、あるいは全ての元素を含有するも
のとなる。また、電子放出部５及びその近傍の導電性膜
４には、後述の活性化工程によって形成される炭素ある
いは炭素化合物を有することもできる。

【００４５】本発明の電子放出素子を基板上に複数配置
する電子源基板の製造方法としては様々な方法がある
が、その一例を以下に説明する。

【００４６】本発明の電子源基板の製造方法の説明に先
立ち、まず、本発明の製造方法に採用する液滴付与装置
について、図２に基づき説明する。

【００４７】図２は、本発明の製造方法における液滴付
与装置の要部示す模式図である。

【００４８】液滴付与装置としては、任意の液滴を形成
できる装置であればどのような装置を用いても構わない
が、特に十数ｎｇから数十ｎｇ程度の範囲で制御が可能
で、かつ数十ｎｇ程度以上の微少量の液滴を容易に形成
できるインクジェット装置を用いるのが好ましい。

【００４９】また、液滴としては、液滴が形成できる状
態であればどのような状態でも構わないが、水、溶剤等
に前述の導電性膜形成材料を分散、溶解した金属含有溶
液等が挙げられる。

【００５０】図２において、基板ステージ８上の基板１
の上方に吐出ヘッド７が設置され、ステージ８（或いは
ヘッド７）を移動させながら、該吐出ヘッド７に設けら
れた吐出ノズル９から金属含有溶液が液滴状態で吐出さ
れ、基板１上に付着する。

【００５１】ステージ８（又はヘッド７）の移動速度
は、目標タクトと基板サイズ、及び吐出性能等によって
異なるが、１ｍｍ／ｓｅｃ〜１０００ｍｍ／ｓｅｃが好
ましい。

【００５２】また、吐出口−基板間距離ｄは、１０μｍ
〜２ｍｍ程度に設定され、小さいほど着液位置のばらつ
きが抑えられることが判っているが、装置及び基板厚み
等の精度から１００〜１０００μｍ程度が一般的であ
る。

【００５３】本発明においては、吐出ヘッド７に回転機
構１３が取り付けられている。この回転機構１３によ
り、吐出ヘッド７と実際の吐出方向の角度に応じて、ヘ
ッド側にチルト角φを設けることが出来る。これにより
液滴の実吐出方向を基板面に対して鉛直方向に合せるこ
とによって、吐出口−基板間距離ｄの変動による着液位
置のばらつきを抑えることが出来る。

【００５４】チルト角φは、ヘッドの仕様上の吐出角度
の他に、実際にヘッド毎、ノズル毎に異なる吐出角を計
測したものを用いることにより、着液位置精度の更なる
向上が可能になる。

【００５５】図２において、１２は液滴である。液滴１
２の速度（吐出速度）は、吐出条件や液の種類、粘度等
によって異なるが、一般的には数ｍ／ｓｅｃ〜数十ｍ／
ｓｅｃである。例えば、吐出速度が１０ｍ／ｓｅｃで、
ステージ速度が５００ｍｍ／ｓｅｃ、ｄの変動が１００
μｍ、ヘッドと吐出方向の角度が１０度の場合、基板面
に鉛直に吐出されたものに対し、１０度の傾きを持って
吐出された液滴の着液位置は、単純計算で約１８μｍず
れることになる。

【００５６】図１に示した電子源基板は以下の手順で作
製される。

【００５７】１）まず、絶縁性基板１を有機溶剤等で充
分洗浄し乾燥させた後、スパッタ法、フォトリソグラフ
ィー技術等を用いて素子電極２、３を形成する。

【００５８】素子電極２，３の形成方法はこれに限られ
るものではなく、真空蒸着法、化学的気相堆積法、分散
塗布法、ディッピング法、スピンナー法、印刷法等を用
いることもできる。

【００５９】２）そして、列方向配線１１、絶縁層６、
もう一方の素子電極と接続する行方向配線１０を順次形
成する。

【００６０】３）次に、この基板を上記液滴付与装置の
ステージ８上に固定する。一方、ヘッド側は、予めヘッ
ドと実際の吐出方向を測定等により求め、基板面（ステ
ージ面）に対して鉛直に吐出されるよう、回転機構１３
によりチルト角φを調整する。

【００６１】４）そして、ステージ側（或いはヘッド
側）を移動しながら、導電性膜形成材料を含有する溶液
の液滴１２を付与し、３００〜４００℃で焼成すること
により導電性膜４を形成する。

【００６２】５）次に、フォーミングと呼ばれる通電処
理を施す。素子電極２，３間に通電を行うと、導電性膜
４の部位に電子放出部５が形成される。フォーミング工
程においては、瞬間的に導電性膜４の一部に局所的に熱
エネルギーが集中し、その部位に構造の変化した電子放
出部５が形成される。

【００６３】通電フォーミングの電圧波形の例を図３に
示す。

【００６４】電圧波形は、特にパルス波形が好ましい。
これにはパルス波高値を定電圧としたパルスを連続的に
印加する図３（ａ）に示した手法と、パルス波高値を増
加させながらパルスを印加する図３（ｂ）に示した手法
がある。

【００６５】まず、パルス波高値を定電圧とした場合に
ついて図３（ａ）で説明する。図３（ａ）におけるＴ₁
及びＴ₂ は電圧波形のパルス幅とパルス間隔である。三
角波の波高値（ピーク電圧）は、電子放出素子の形態に
応じて適宜選択される。このような条件のもと、例え
ば、数秒から数十分間電圧を印加する。パルス波形は、
三角波に限定されるものではなく、矩形波等の所望の波
形を採用することができる。

【００６６】次に、パルス波高値を増加させながら電圧
パルスを印加する場合について図３（ｂ）で説明する。
図３（ｂ）におけるＴ₁ 及びＴ₂ は、図３（ａ）に示し
たのと同様とすることができる。三角波の波高値（ピー
ク電圧）は、例えば０．１Ｖステップ程度づつ、増加さ
せることができる。

【００６７】通電フォーミング処理の終了は、パルス間
隔Ｔ₂ 中に、導電性膜４を局所的に破壊，変形しない程
度の電圧を印加し、電流を測定して検知することができ
る。例えば０．１Ｖ程度の電圧印加により流れる電流を
測定し、抵抗値を求めて、１ＭΩ以上の抵抗を示した
時、通電フォーミングを終了させる。

【００６８】フォーミング処理以降の電気的処理は、例
えば図４に示すような真空処理装置内で行うことかでき
る。この真空処理装置は測定評価装置としての機能をも
兼ね備えている。図４においても、図１に示した部位と
同じ部位には図１に付した符号と同一の符号を付してい
る。

【００６９】図４において、５５は真空容器であり、５
６は排気ポンプである。真空容器５５内には電子放出素
子が配されている。また、５１は電子放出素子に素子電
圧Ｖｆを印加するための電源、５０は素子電極２，３間
を流れる素子電流Ｉｆを測定するための電流計、５４は
素子の電子放出部５より放出される放出電流Ｉｅを捕捉
するためのアノード電極、５３はアノード電極５４に電
圧を印加するための高圧電源、５２は電子放出部５より
放出される放出電流Ｉｅを測定するための電流計であ
る。一例として、アノード電極５４の電圧を１ｋＶ〜１
０ｋＶの範囲とし、アノード電極５４と電子放出素子と
の距離Ｈを２ｍｍ〜８ｍｍの範囲として測定を行うこと
かできる。

【００７０】真空容器５５内には、不図示の真空計等の
真空雰囲気下での測定に必要な機器が設けられていて、
所望の真空雰囲気下での測定評価を行えるようになって
いる。

【００７１】排気ポンプ５６は、ターボポンプ、ロータ
リーポンプ等からなる通常の高真空装置系と、イオンポ
ンプ等からなる超高真空装置系とにより構成されてい
る。ここに示した電子放出素子基板を配した真空処理装
置の全体は、不図示のヒーターにより加熱できる。

【００７２】６）次に、フォーミングを終えた素子に活
性化工程と呼ばれる処理を施す。

【００７３】活性化工程は、例えば、有機物質のガスを
含有する雰囲気下で、通電フォーミングと同様に、素子
電極２，３間にパルスの印加を繰り返すことで行うこと
ができ、この処理により、素子電流Ｉｆ，放出電流Ｉｅ
が、著しく変化するようになる。

【００７４】活性化工程における有機物質のガスを含有
する雰囲気は、例えば油拡散ポンプやロータリーポンプ
などを用いて真空容器内を排気した場合に雰囲気内に残
留する有機ガスを利用して形成することができる他、オ
イルを使用しないイオンポンプなどにより一旦十分に排
気した真空中に適当な有機物質のガスを導入することに
よっても得られる。このときの好ましい有機物質のガス
圧は、前述の素子の形態、真空容器の形状や、有機物質
の種類などにより異なるため、場合に応じ適宜設定され
る。適当な有機物質としては、アルカン、アルケン、ア
ルキンの脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、アルコ
ール類、アルデヒド類、ケトン類、アミン類、フェノー
ル、カルボン、スルホン酸等の有機酸類等を挙げること
が出来、具体的には、メタン、エタン、プロパンなどＣ
_n Ｈ_2n+2で表される飽和炭化水素、エチレン、プロピレ
ンなどＣ_n Ｈ_2n等の組成式で表される不飽和炭化水素、
ベンゼン、トルエン、メタノール、エタノール、ホルム
アルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、メチルエチ
ルケトン、メチルアミン、エチルアミン、フェノール、
蟻酸、酢酸、プロピオン酸等が使用できる。

【００７５】この処理により、雰囲気中に存在する有機
物質から、炭素あるいは炭素化合物が素子上に堆積し、
素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅが、著しく変化するように
なる。

【００７６】炭素あるいは炭素化合物とは、例えばグラ
ファイト（いわゆるＨＯＰＧ，ＰＧ，ＧＣを包含するも
ので、ＨＯＰＧはほぼ完全なグラファイト結晶構造、Ｐ
Ｇは結晶粒が２０ｎｍ程度で結晶構造がやや乱れたも
の、ＧＣは結晶粒が２ｎｍ程度になり結晶構造の乱れが
さらに大きくなったものを指す。）、非晶質カーボン
（アモルファスカーボン及び、アモルファスカーボンと
前記グラファイトの微結晶の混合物を指す。）であり、
その膜厚は、５０ｎｍ以下の範囲とするのが好ましく、
３０ｎｍ以下の範囲とすることがより好ましい。

【００７７】活性化工程の終了判定は、素子電流Ｉｆと
放出電流Ｉｅを測定しながら、適宜行うことができる。

【００７８】７）このような工程を経て得られた電子放
出素子は、安定化工程を行うことが好ましい。この工程
は、真空容器内の有機物質を排気する工程である。真空
容器を排気する真空排気装置は、装置から発生するオイ
ルが素子の特性に影響を与えないように、オイルを使用
しないものを用いるのが好ましい。具体的には、ソープ
ションポンプ、イオンポンプ等の真空排気装置を挙げる
ことが出来る。

【００７９】真空容器内の有機成分の分圧は、上記炭素
あるいは炭素化合物がほぼ新たに堆積しない分圧で１０
^-6Ｐａ以下が好ましく、さらには１０^-10 Ｐａ以下が特
に好ましい。さらに真空容器内を排気するときには、真
空容器全体を加熱して、真空容器内壁や、電子放出素子
に吸着した有機物質分子を排気しやすくするのが好まし
い。このときの加熱条件は、８０〜２５０℃好ましくは
１５０℃以上で、できるだけ長時間処理するのが望まし
いが、特にこの条件に限るものではなく、真空容器の大
きさや形状、電子放出素子の構成などの諸条件により適
宜選ばれる条件により行う。真空容器内の圧力は極力低
くすることが必要で、１０^-5Ｐａ以下が好ましく、さら
には１０^-6Ｐａ以下が特に好ましい。

【００８０】安定化工程を行った後の、駆動時の雰囲気
は、上記安定化処理終了時の雰囲気を維持するのが好ま
しいが、これに限るものではなく、有機物質が十分除去
されていれば、圧力自体は多少上昇しても十分安定な特
性を維持することが出来る。このような真空雰囲気を採
用することにより、新たな炭素あるいは炭素化合物の堆
積を抑制でき、結果として素子電流Ｉｆ，放出電流Ｉｅ
が、安定する。

【００８１】上述した工程を経て得られた本発明の電子
放出素子の基本特性について、図５を参照しながら説明
する。

【００８２】図５は、図４に示した真空処理装置を用い
て測定された放出電流Ｉｅ及び素子電流Ｉｆと、素子電
圧Ｖｆとの関係を模式的に示した図である。図５におい
ては、放出電流Ｉｅが素子電流Ｉｆに比べて著しく小さ
いので、任意単位で示している。尚、縦・横軸ともリニ
アスケールである。

【００８３】図５からも明らかなように、本発明の電子
放出素子は、放出電流Ｉｅに関して次の３つの特徴的性
質を有する。

【００８４】即ち、第１に、本素子はある電圧（閾値電
圧と呼ぶ；図５中のＶｔｈ）以上の素子電圧を印加する
と急激に放出電流Ｉｅが増加し、一方閾値電圧Ｖｔｈ以
下では放出電流Ｉｅが殆ど検出されない。つまり、放出
電流Ｉｅに対する明確な閾値電圧Ｖｔｈを持った非線形
素子である。

【００８５】第２に、放出電流Ｉｅが素子電圧Ｖｆに単
調増加依存するため、放出電流Ｉｅは素子電圧Ｖｆで制
御できる。

【００８６】第３に、アノード電極５４（図４参照）に
捕捉される放出電荷は、素子電圧Ｖｆを印加する時間に
依存する。つまり、アノード電極５４に捕捉される電荷
量は、素子電圧Ｖｆを印加する時間により制御できる。

【００８７】以上の説明より理解されるように、本発明
の電子放出素子は、入力信号に応じて、電子放出特性を
容易に制御できることになる。この性質を利用すると複
数の電子放出素子を配して構成した電子源、画像形成装
置等、多方面への応用が可能となる。

【００８８】図５においては、素子電流Ｉｆが素子電圧
Ｖｆに対して単調増加する（ＭＩ特性）例を示したが、
素子電流Ｉｆが素子電圧Ｖｆに対して電圧制御型負性抵
抗特性（ＶＣＮＲ特性）を示す場合もある（不図示）。
これらの特性は、前述の工程を制御することで制御でき
る。

【００８９】次に、本発明の電子放出素子の応用例につ
いて以下に述べる。本発明の電子放出素子を複数個基板
上に配列し、例えば電子源や画像形成装置が構成でき
る。

【００９０】電子放出素子の配列については、種々のも
のが採用できる。一例として、並列に配置した多数の電
子放出素子の個々を両端で接続し、電子放出素子の行を
多数個配し（行方向と呼ぶ）、この配線と直交する方向
（列方向と呼ぶ）で、該電子放出素子の上方に配した制
御電極（グリッドとも呼ぶ）により、電子放出素子から
の電子を制御駆動する梯子状配置のものがある。これと
は別に、電子放出素子をＸ方向及びＹ方向に行列状に複
数個配し、同じ行に配された複数の電子放出素子の電極
の一方を、Ｘ方向の配線に共通に接続し、同じ列に配さ
れた複数の電子放出素子の電極の他方を、Ｙ方向の配線
に共通に接続するものが挙げられる。このようなものは
所謂単純マトリクス配置である。まず単純マトリクス配
置について以下に詳述する。

【００９１】本発明の電子放出素子については、前述し
た通り３つの特性がある。即ち、表面伝導型電子放出素
子からの放出電子は、閾値電圧以上では、対向する素子
電極間に印加するパルス状電圧の波高値と幅で制御でき
る。一方、閾値電圧以下では、殆ど放出されない。この
特性によれば、多数の電子放出素子を配置した場合にお
いても、個々の素子にパルス状電圧を適宜印加すれば、
入力信号に応じて、表面伝導型電子放出素子を選択して
電子放出量を制御できる。

【００９２】以下この原理に基づき、本発明の電子放出
素子を複数配して得られる電子源基板について、図６を
用いて説明する。図６において、７１は電子源基板、７
２はＸ方向配線、７３はＹ方向配線である。７４は電子
放出素子、７５は結線である。

【００９３】ｍ本のＸ方向配線７２は、Ｄｘ１，Ｄｘ
２，……，Ｄｘｍからなり、真空蒸着法、印刷法、スパ
ッタ法等を用いて形成された導電性金属等で構成するこ
とができる。配線の材料、膜厚、幅は適宜設計される。
Ｙ方向配線７３は、Ｄｙ１，Ｄｙ２……Ｄｙｎのｎ本の
配線よりなり、Ｘ方向配線７２と同様に形成される。こ
れらｍ本のＸ方向配線７２とｎ本のＹ方向配線７３との
間には、不図示の層間絶縁層が設けられており、両者を
電気的に分離している（ｍ，ｎは、共に正の整数）。

【００９４】不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等を用いて形成されたＳｉＯ₂ 等で構成
される。例えば、Ｘ方向配線７２を形成した基板７１の
全面或は一部に所望の形状で形成され、特に、Ｘ方向配
線７２とＹ方向配線７３の交差部の電位差に耐え得るよ
うに、膜厚、材料、製法が適宜設定される。Ｘ方向配線
７２とＹ方向配線７３は、それぞれ外部端子として引き
出されている。

【００９５】電子放出素子７４を構成する一対の素子電
極（不図示）は、それぞれｍ本のＸ方向配線７２とｎ本
のＹ方向配線７３に、導電性金属等からなる結線７５に
よって電気的に接続されている。

【００９６】配線７２と配線７３を構成する材料、結線
７５を構成する材料及び一対の素子電極を構成する材料
は、その構成元素の一部あるいは全部が同一であって
も、また夫々異なってもよい。これらの材料は、例えば
前述の素子電極の材料より適宜選択される。素子電極を
構成する材料と配線材料が同一である場合には、素子電
極に接続した配線は素子電極ということもできる。

【００９７】Ｘ方向配線７２には、Ｘ方向に配列した電
子放出素子７４の行を選択するための走査信号を印加す
る不図示の走査信号印加手段が接続される。一方、Ｙ方
向配線７３には、Ｙ方向に配列した電子放出素子７４の
各列を入力信号に応じて変調するための、不図示の変調
信号発生手段が接続される。各電子放出素子に印加され
る駆動電圧は、当該素子に印加される走査信号と変調信
号の差電圧として供給される。

【００９８】上記構成においては、単純なマトリクス配
線を用いて、個別の素子を選択し、独立に駆動可能とす
ることができる。

【００９９】このような単純マトリクス配置の電子源を
用いて構成した画像形成装置について、図７と図８及び
図９を用いて説明する。図７は、画像形成装置の表示パ
ネルの一例を示す模式図であり、図８は、図７の画像形
成装置に使用される蛍光膜の模式図である。図９は、Ｎ
ＴＳＣ方式のテレビ信号に応じて表示を行うための駆動
回路の一例を示すブロック図である。

【０１００】図７において、７１は電子放出素子を複数
配した電子源基板、８１は電子源基板７１を固定したリ
アプレート、８６はガラス基板８３の内面に蛍光膜８４
とメタルバック８５等が形成されたフェースプレートで
ある。８２は支持枠であり、該支持枠８２には、リアプ
レート８１、フェースプレート８６がフリットガラス等
を用いて接続されている。８８は外囲器であり、例えば
大気中あるいは窒素中で、４００〜５００℃の温度範囲
で１０分間以上焼成することで、封着して構成される。

【０１０１】７４は、図１に示したような電子放出素子
である。７２，７３は、表面伝導型電子放出素子の一対
の素子電極と接続されたＸ方向配線及びＹ方向配線であ
る。

【０１０２】外囲器８８は、上述の如く、フェースプレ
ート８６、支持枠８２、リアプレート８１で構成され
る。リアプレート８１は主に基板７１の強度を補強する
目的で設けられるため、基板７１自体で十分な強度を持
つ場合は別体のリアプレート８１は不要とすることがで
きる。即ち、基板７１に直接支持枠８２を封着し、フェ
ースプレート８６、支持枠８２及び基板７１で外囲器８
８を構成してもよい。一方、フェースプレート８６とリ
アプレート８１の間に、スペーサーと呼ばれる不図示の
支持体を設置することにより、大気圧に対して十分な強
度をもつ外囲器８８を構成することもできる。

【０１０３】図８は、蛍光膜を示す模式図である。蛍光
膜８４は、モノクロームの場合は蛍光体のみで構成する
ことができる。カラーの蛍光膜の場合は、蛍光体の配列
により、ブラックストライプ（図８（ａ））あるいはブ
ラックマトリクス（図８（ｂ））等と呼ばれる黒色導電
材９１と蛍光体９２とから構成することができる。ブラ
ックストライプ、ブラックマトリクスを設ける目的は、
カラー表示の場合、必要となる三原色蛍光体の各蛍光体
９２間の塗り分け部を黒くすることで混色等を目立たな
くすることと、蛍光膜８４における外光反射によるコン
トラストの低下を抑制することにある。黒色導電材９１
の材料としては、通常用いられている黒鉛を主成分とす
る材料の他、導電性があり、光の透過及び反射が少ない
材料を用いることができる。

【０１０４】ガラス基板８３に蛍光体を塗布する方法
は、モノクローム、カラーによらず、沈澱法や印刷法等
が採用できる。蛍光膜８４の内面側には、通常メタルバ
ック８５が設けられる。メタルバックを設ける目的は、
蛍光体の発光のうち内面側への光をフェースプレート８
６側へ鏡面反射することにより輝度を向上させること、
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、外囲器内で発生した負イオンの衝突によるダ
メージから蛍光体を保護すること等である。メタルバッ
クは、蛍光膜作製後、蛍光膜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を真空蒸着等を用いて堆積させることで作製でき
る。

【０１０５】フェースプレート８６には、更に蛍光膜８
４の導電性を高めるため、蛍光膜８４の外面側に透明電
極（不図示）を設けてもよい。

【０１０６】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体と電子放出素子とを対応させる必要があり、十分
な位置合わせが不可欠となる。

【０１０７】図７に示した画像形成装置は、例えば以下
のようにして製造される。

【０１０８】外囲器８８内は、適宜加熱しなから、イオ
ンポンプ、ソープションポンプ等のオイルを使用しない
排気装置により不図示の排気管を通じて排気し、１０^-5
Ｐａ程度の真空度の有機物質の十分に少ない雰囲気にし
た後、封止が成される。外囲器８８の封止後の真空度を
維持するために、ゲッター処理を行うこともできる。こ
れは、外囲器８８の封止を行う直前あるいは封止後に、
抵抗加熱あるいは高周波加熱等を用いた加熱により、外
囲器８８内の所定の位置に配置されたゲッター（不図
示）を加熱し、蒸着膜を形成する処理である。ゲッター
は通常Ｂａ等が主成分であり、該蒸着膜の吸着作用によ
り、例えば１×１０^-5Ｐａ以上の真空度を維持するもの
である。ここで、電子放出素子のフォーミング処理以降
の工程は適宜設定できる。

【０１０９】次に、単純マトリクス配置の電子源を用い
て構成した表示パネルに、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に
基づいたテレビジョン表示を行う為の駆動回路の構成例
について、図９を用いて説明する。図９において、１０
１は画像表示パネル、１０２は走査回路、１０３は制御
回路、１０４はシフトレジスタ、１０５はラインメモ
リ、１０６は同期信号分離回路、１０７は変調信号発生
器、Ｖｘ及びＶａは直流電圧源である。

【０１１０】表示パネル１０１は、端子Ｄｏｘ１乃至Ｄ
ｏｘｍ、端子Ｄｏｙ１乃至Ｄｏｙｎ及び高圧端子８７を
介して外部の電気回路と接続している。端子Ｄｏｘ１乃
至Ｄｏｘｍには、表示パネル１０１内に設けられている
電子源、即ち、ｍ行ｎ列の行列状にマトリクス配線され
た電子放出素子群を１行（ｎ素子）づつ順次駆動する為
の走査信号が印加される。端子Ｄｏｙ１乃至Ｄｏｙｎに
は、前記走査信号により選択された１行の電子放出素子
の各素子の出力電子ビームを制御する為の変調信号が印
加される。高圧端子８７には、直流電圧源Ｖａより、例
えば１０ｋＶの直流電圧が供給されるが、これは電子放
出素子から放出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為の加速電圧である。

【０１１１】走査回路１０２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Ｓ
ｍで模式的に示している）を備えたものである。各スイ
ッチング素子は、直流電圧電源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１０１の端子Ｄｏｘ１乃至Ｄｏｘｍと電気的
に接続される。各スイッチング素子Ｓ１乃至Ｓｍは、制
御回路１０３が出力する制御信号Ｔｓｃａｎに基づいて
動作するものであり、例えばＦＥＴのようなスイッチン
グ素子を組み合わせることにより構成することができ
る。

【０１１２】直流電圧源Ｖｘは、本例の場合には電子放
出素子の特性（電子放出閾値電圧）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閾値電圧
以下となるような一定電圧を出力するよう設定されてい
る。

【０１１３】制御回路１０３は、外部より入力される画
像信号に基づいて適切な表示が行われるように、各部の
動作を整合させる機能を有する。制御回路１０３は、同
期信号分離回路１０６より送られる同期信号Ｔｓｙｎｃ
に基づいて、各部に対してＴｓｃａｎ，Ｔｓｆｔ及びＴ
ｍｒｙの各制御信号を発生する。

【０１１４】同期信号分離回路１０６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、一般的な周波
数分離（フィルター）回路等を用いて構成できる。同期
信号分離回路１０６により分離された同期信号は、垂直
同期信号と水平同期信号より成るが、ここでは説明の便
宜上Ｔｓｙｎｃ信号として図示した。前記テレビ信号か
ら分離された画像の輝度信号成分は、便宜上ＤＡＴＡ信
号と表した。このＤＡＴＡ信号は、シフトレジスタ１０
４に入力される。

【０１１５】シフトレジスタ１０４は、時系列的にシリ
アルに入力される前記ＤＡＴＡ信号を、画像の１ライン
毎にシリアル／パラレル変換するためのもので、前記制
御回路１０３より送られる制御信号Ｔｓｆｔに基づいて
動作する（即ち、制御信号Ｔｓｆｔは、シフトレジスタ
１０４のシフトクロックであると言い換えてもよ
い。）。シリアル／パラレル変換された画像１ライン分
のデータ（電子放出素子ｎ素子分の駆動データに相当）
は、Ｉｄ１乃至Ｉｄｎのｎ固の並列信号として前記シフ
トレジスタ１０４より出力される。

【０１１６】ラインメモリ１０５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為の記憶装置であ
り、制御回路１０３より送られる制御信号Ｔｍｒｙに従
って適宜Ｉｄ１乃至Ｉｄｎの内容を記憶する。記憶され
た内容は、Ｉｄ’１乃至Ｉｄ’ｎとして出力され、変調
信号発生器１０７に入力される。

【０１１７】変調信号発生器１０７は、画像データＩ
ｄ’１乃至Ｉｄ’ｎの各々に応じて、電子放出素子の各
々を適切に駆動変調する為の信号源であり、その出力信
号は、端子Ｄｏｙ１乃至Ｄｏｙｎを通じて表示パネル１
０１内の電子放出素子に印加される。

【０１１８】前述したように、本発明の電子放出素子は
放出電流Ｉｅに関して以下の基本特性を有している。即
ち、電子放出には明確な閾値電圧Ｖｔｈがあり、Ｖｔｈ
以上の電圧が印加された時のみ電子放出が生じる。電子
放出閾値以上の電圧に対しては、素子への印加電圧の変
化に応じて放出電流も変化する。このことから、本素子
にパルス状の電圧を印加する場合、例えば電子放出閾値
電圧以下の電圧を印加しても電子放出は生じないが、電
子放出閾値電圧以上の電圧を印加する場合には電子ビー
ムが出力される。その際、パルスの波高値Ｖｍを変化さ
せることにより、出力電子ビームの強度を制御すること
が可能である。また、パルスの幅Ｐｗを変化させること
により、出力される電子ビームの電荷の総量を制御する
ことが可能である。

【０１１９】従って、入力信号に応じて電子放出素子を
変調する方式としては、電圧変調方式とパルス幅変調方
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１０７としては、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電圧パル
スの波高値を変調できるような電圧変調方式の回路を用
いることができる。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１０７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。

【０１２０】シフトレジスタ１０４やラインメモリ１０
５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。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なわれれば良いからである。

【０１２１】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路１０６の出力信号ＤＡＴＡをデジタル信号化
する必要かあるが、これには同期信号分離回路１０６の
出力部にＡ／Ｄ変換器を設ければ良い。これに関連して
ラインメモリ１０５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１０７に用いられる回
路が若干異なったものとなる。即ち、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１０７には、
例えばＤ／Ａ変換回路を用い、必要に応じて増幅回路等
を付加する。パルス幅変調方式の場合、変調信号発生器
１０７には、例えば高速の発振器及び発振器の出力する
波数を計数する計数器（カウンタ）及び計数器の出力値
と前記メモリの出力値を比較する比較器（コンパレー
タ）を組み合わせた回路を用いる。必要に応じて、比較
器の出力するパルス幅変調された変調信号を電子放出素
子の駆動電圧にまで電圧増幅するための増幅器を付加す
ることもできる。

【０１２２】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１０７には、例えばオペアンプ等を
用いた増幅回路を採用でき、必要に応じてレベルシフト
回路等を付加することもできる。パルス幅変調方式の場
合には、例えば電圧制御型発振回路（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。

【０１２３】このような構成をとり得る本発明の画像形
成装置においては、各電子放出素子に、容器外端子Ｄｏ
ｘ１乃至Ｄｏｘｍ、Ｄｏｙ１乃至Ｄｏｙｎ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８
７を介してメタルバック８５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８４に衝突し、発光が生じて画像か形
成される。

【０１２４】ここで述べた画像形成装置の構成は、本発
明の画像形成装置の一例であり、本発明の技術思想に基
づいて種々の変形が可能である。入力信号についてはＮ
ＴＳＣ方式を挙げたが、入力信号はこれに限られるもの
ではなく、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ方式等の他、これらより
も多数の走査線からなるＴＶ信号（例えば、ＭＵＳＥ方
式をはじめとする高品位ＴＶ）方式をも採用できる。

【０１２５】次に、前述の梯子型配置の電子源及び画像
形成装置について、図１０及び図１１を用いて説明す
る。

【０１２６】図１０は、梯子型配置の電子源の一例を示
す模式図である。図１０において、１１０は電子源基
板、１１１は電子放出素子である。１１２は、電子放出
素子１１１を接続するための共通配線Ｄｘ１〜Ｄｘ１０
であり、これらは外部端子として引き出されている。電
子放出素子１１１は、基板１１０上に、Ｘ方向に並列に
複数個配置されている（これを素子行と呼ぶ）。この素
子行が複数個配置されて、電子源を構成している。各素
子行の共通配線間に駆動電圧を印加することで、各素子
行を独立に駆動させることができる。即ち、電子ビーム
を放出させたい素子行には、電子放出閾値以上の電圧を
印加し、電子ビームを放出させたくない素子行には、電
子放出閾値以下の電圧を印加する。各素子行間に位置す
る共通配線Ｄｘ２〜Ｄｘ９は、例えばＤｘ２とＤｘ３、
Ｄｘ４とＤｘ５、Ｄｘ６とＤｘ７、Ｄｘ８とＤｘ９とを
とを夫々一体の同一配線とすることもできる。

【０１２７】図１１は、梯子型配置の電子源を備えた画
像形成装置におけるパネル構造の一例を示す模式図であ
る。１２０はグリッド電極、１２１は電子が通過するた
めの開口、Ｄｏｘ１乃至Ｄｏｘｍは容器外端子、Ｇ１乃
至Ｇｎはグリッド電極１２０と接続された容器外端子で
ある。１１０は各素子行間の共通配線を同一配線とした
電子源基板である。図１１においては、図７、図１０に
示した部位と同じ部位には、これらの図に付したのと同
一の符号を付している。ここに示した画像形成装置と、
図７に示した単純マトリクス配置の画像形成装置との大
きな違いは、電子源基板１１０とフェースプレート８６
の間にグリッド電極１２０を備えているか否かである。

【０１２８】図１１においては、基板１１０とフェース
プレート８６の間には、グリッド電極１２０が設けられ
ている。グリッド電極１２０は、電子放出素子１１１か
ら放出された電子ビームを変調するためのものであり、
梯子型配置の素子行と直交して設けられたストライプ状
の電極に電子ビームを通過させるため、各素子に対応し
て１個ずつ円形の開口１２１が設けられている。グリッ
ド電極の形状や配置位置は、図１１に示したものに限定
されるものではない。例えば、開口としてメッシュ状に
多数の通過口を設けることもでき、グリッド電極を電子
放出素子の周囲や近傍に設けることもできる。

【０１２９】容器外端子Ｄｏｘ１乃至Ｄｏｘｍ及びグリ
ッド容器外端子Ｇ１乃至Ｇｎは、不図示の制御回路と電
気的に接続されている。

【０１３０】本例の画像形成装置では、素子行を１列ず
つ順次駆動（走査）して行く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。これ
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ラインずつ表示することができる。

【０１３１】以上説明した本発明の画像形成装置は、テ
レビジョン放送の表示装置、テレビ会議システムやコン
ピューター等の表示装置の他、感光性ドラム等を用いて
構成された光プリンターとしての画像形成装置等として
も用いることができる。

【０１３２】

【実施例】以下に、具体的な実施例を挙げて本発明を説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はなく、本発明の目的が達成される範囲内での各要素の
置換や設計変更がなされたものをも包含する。

【０１３３】［実施例１］本実施例の電子放出素子を基
板上に複数配置した電子源基板の基本的な構成は、図１
と同様である。また、本実施例における電子源基板の製
造方法は、基本的には図２と同様である。以下、図１及
び図２を用いて、本実施例における電子源基板の製造方
法を順をおって説明する。

【０１３４】工程−１絶縁基板１として９００×６００（ｍｍ）の青板ガラス
基板を用い、これを有機溶剤等により充分に洗浄後、１
２０℃で乾燥させた。該基板１上に真空成膜技術および
フォトリソグラフイ技術を用いてＰｔからなる素子電極
２、３を形成した。このときのＰｔの厚みは２００Å、
素子電極２、３の距離は２０μｍとした。

【０１３５】工程−２次に真空成膜技術およびフォトリソグラフィ技術を用い
てＮｉからなる列方向配線１１を形成した。このとき配
線の幅を３００μｍ、その厚さを１００Åとした。さら
に、真空成膜技術とフォトリソグラフィー技術およびエ
ッチング技術を用いて絶縁層６を列方向配線１１上に形
成した。絶縁層６の厚さは５０００Åとした。そして、
真空成膜技術およびフォトリソグラフィー技術を用いて
Ａｕからなる行方向配線１０を形成した。配線の幅は２
００μｍ、厚さは５０００Åとした。

【０１３６】工程−３一方、使用する吐出ヘッドの吐出角度を調査したとこ
ろ、設計上で１０度の傾きがあることが判ったので、ヘ
ッド回転機構１３により、チルト角φを１０度に設定し
た。

【０１３７】工程−４その後、前記基板を本発明における液滴付与装置のステ
ージに吸着し、吐出口−基板間距離ｄの基本値を３００
μｍに設定し、導電性膜形成材料を含有する溶液の液滴
１２を付与した。

【０１３８】溶液としては、有機パラジウム含有溶液
（酢酸Ｐｄ−モノエタノールアミン錯体０．４ｗｔ％、
イソプロピルアルコール２０％、エチレングリコール
１．０％、ポリビニルアルコール０．０５％の水溶液）
を使用した。

【０１３９】このときのステージ８のスキャンスピード
は３００ｍｍ／ｓｅｃとした。液滴の吐出速度は、約１
０ｍ／ｓｅｃであった。

【０１４０】なお、このときの吐出口−基板間距離ｄの
変動を別途測定したところ、全面で最大１５０μｍであ
った。

【０１４１】工程−５さらに、３００℃で１０分間の加熱処理を行って、膜厚
１００Åの酸化パラジウム（ＰｄＯ）からなる導電性膜
４を形成した。

【０１４２】工程−６その後、素子電極対２，３の間に電圧を印加し、導電性
膜４を通電処理（通電フォーミング）することにより、
電子放出部５を形成した。

【０１４３】工程−７こうして作製された電子源基板を用いて、図７に示すよ
うにフェースプレート８６、支持枠８２、リアプレート
８１とで外枠器８８を形成し、封止を行って表示パネ
ル、さらには図９に示すようなＮＴＳＣ方式のテレビ信
号に基づきテレビジョン表示を行うための駆動回路を有
する画像形成装置を作製した。

【０１４４】本実施例の製造方法により以上の如く作製
した電子放出素子は、導電性膜の着液位置精度が優れて
いるため、フォーミング前の素子電極２、３間の導電性
膜４形状及び抵抗値のばらつきが小さい。

【０１４５】このため、導電性膜に均一に電流が流れ、
亀裂が一様に形成され、また電子放出素子にも均一に電
流が流れ素子特性のばらつきは少なく、良好な画像形成
装置を歩留まりよく得ることができた。

【０１４６】［実施例２］本実施例では、最初に吐出ヘ
ッド及びノズルの実際の吐出角度φを測定した。図１２
及び図１３に測定系の概略図を示す。

【０１４７】図１２において、駆動系１４により、吐出
ヘッド７から液滴１２を吐出させ、照明系１５と観察レ
ンズ１６により、吐出ヘッド７の先端及び飛行中の液滴
１２をモニター１７に映し出す。

【０１４８】吐出角度φは、図１３に示すように、吐出
ノズル９の位置とヘッド７から鉛直方向に引いた直線、
及び飛行中の液滴１２の位置から求められる。

【０１４９】本発明者等が試験的に使用している吐出ヘ
ッドでは、１つのヘッドに６４個の吐出ノズルが設けら
れている。

【０１５０】本実施例で、２個のヘッドについて各々５
個のノズルの吐出角度を測定した結果を、表１及び表２
に示す。

【０１５１】

【表１】

【０１５２】

【表２】

【０１５３】表１及び表２において、安定性は、測定中
の吐出状態を液滴１２の位置のばらつき等から評価した
ものである。本実施例では、表１及び表２の測定結果に
基づき、吐出の安定しているヘッドＮｏ．１（表１）の
ノズルＮｏ．３を選択し、ヘッド回転機構１３により、
チルト角φを８．６度に設定した。

【０１５４】それ以外は、全て実施例１と同様の方法で
電子放出素子を作製したところ、着液精度が更に高くな
り、実施例１より更に均一な素子特性を持つ、良好な画
像形成装置を歩留まりよく得ることができた。

【０１５５】［実施例３］実施例２と同様の方法を用
い、複数ノズルを同時に使用して、電子放出素子を作製
した。

【０１５６】表１及び表２より、吐出の安定性と吐出角
度が近いことから、ヘッドＮｏ．１のノズルＮｏ．３を
選択した。チルト角φは、両ノズルの平均値の９．０に
設定した。

【０１５７】この２つのノズルを同時に使用しながら、
実施例２と同じ方法により電子放出素子を作製したとこ
ろ、全体の着液精度は、実施例２より若干悪くなるもの
の、処理時間を約半分に短縮出来た。

【０１５８】［実施例４］実施例２と同様の方法を用
い、複数ヘッドを同時に使用して、電子放出素子を作製
した。

【０１５９】表１及び表２より、吐出の安定性から、ヘ
ッドＮｏ．１のノズルＮｏ３とヘッドＮｏ．２のノズル
Ｎｏ．１を選択した。各々のヘッドに回転機構１３を取
り付け、各々のチルト角を、ヘッドＮｏ．１側は８．６
度、ヘッドＮｏ．２側は９．２度に設定した。

【０１６０】この２つのヘッドの各１ノズルを同時に使
用しながら、実施例２と同じ方法により電子放出素子を
作製したところ、全体の着液精度は、実施例２と同等
で、かつ処理時間を約半分に短縮出来た。

【０１６１】［実施例５］図１４は、本発明の別の実施
例における電子源基板の製造方法を示す図である。図１
４において、導電性膜４の他に素子電極２、３を本発明
における製造方法で作製した。

【０１６２】工程−１絶縁基板１として９００×６００（ｍｍ）の青板ガラス
基板を用い、これを有機溶剤等により充分に洗浄後、１
２０℃で乾燥させた。該基板１上に真空成膜技術および
スクリーン印刷法を用いてＮｉからなる列方向配線１１
を形成した。このとき配線の幅を３００μｍ、その厚さ
を５００Åとした。さらに同様に、厚さ５０００Åの絶
縁層６を行方向配線１１上に形成した後、同様にＡｕか
らなる行方向配線１０を形成した。配線の幅は２００μ
ｍ、厚さは５０００Åとした。

【０１６３】工程−２該基板を本発明における液滴付与装置のステージに吸着
し、表１の吐出ヘッドＮｏ．１のノズルＮｏ．３を選択
し、チルト角φを８．６度に設定し、更に吐出口−基板
間距離ｄを３００μｍに設定し、導電性膜形成材料を含
有する溶液の液滴１２を付与した。

【０１６４】溶液としては、有機パラジウム含有溶液
（酢酸Ｐｄ−モノエタノールアミン錯体０．４ｗｔ％、
イソプロピルアルコール２０％、エチレングリコール
１．０％、ポリビニルアルコール０．０５％の水溶液）
を使用した。

【０１６５】このときのステージ８のスキャンスピード
は、５００ｍｍ／ｓｅｃとした。液滴の吐出速度は、約
１０ｍ／ｓｅｃであった。

【０１６６】工程−３さらに、１００℃で５分間の加熱処理を行った。

【０１６７】工程−４次に、ヘッド、ノズル、チルト角、及び吐出口−基板間
距離ｄの設定を変更せず、該基板上に有機白金含有溶液
（酢酸白金−モノエタノールアミン錯体０．４ｗｔ％、
イソプロピルアルコール２０％、水８０％）を用い、素
子電極２を列方向配線１１に接続するように形成した
後、続いて、この素子電極２から１２０μｍずらした位
置に行方向配線１０と接続するように素子電極３を形成
した。

【０１６８】工程−５さらに、３００℃で１０分間の加熱処理を行って、膜厚
１００Åの酸化パラジウム（ＰｄＯ）からなる導電性膜
４、及びＰｔからなる素子電極２、３を形成した。素子
電極２、３はギャップ間隔を２０μｍ、電極の幅を３１
０μｍ、その厚さを３００Åに制御した。

【０１６９】工程−６その後、素子電極２，３の間に電圧を印加し、導電性膜
４を通電処理（通電フォーミング）することにより、電
子放出部５を形成した。

【０１７０】こうして作製された電子源基板を用いて、
図７に示すようにフェースプレート８６、支持枠８２、
リアプレート８１とで外枠器８８を形成し、封止を行っ
て表示パネル、さらには図９に示すようなＮＴＳＣ方式
のテレビ信号に基づきテレビジョン表示を行うための駆
動回路を有する画像形成装置を作製した。

【０１７１】その結果、実施例２と同様の良好な画像形
成装置を得ることができた。

【０１７２】［実施例６］本実施例では、本発明の更に
効果的な活用法を実施した。図１５は、本発明の製造方
法における液滴付与装置を着液位置、及び吐出口−基板
間距離に注目して模式的にあらわした図である。

【０１７３】実吐出方向が、基板から鉛直に引いた線に
対し傾きを持つと、吐出口−基板間距離ｄの変動により
着液位置が変動するが、チルト角φを合せて鉛直に吐出
した場合でも、着液位置は吐出口−基板間距離ｄの変動
の影響を受ける。その影響度は、一般にチルト角φに比
べて小さいが、更なる大面積、高精度が要求される場
合、問題となってくる。

【０１７４】図１５において、１ａ、１ｂ、１ｃは、吐
出口−基板間距離ｄが変動した時の基板表面であり、１
２ａ、１２ｂ、１２ｃは、各々の場合の基板上に着液し
た液滴である。

【０１７５】液滴が吐出速度Ｖで基板に鉛直方向に吐出
され、基板がＶｓのスピードで矢印方向（図面上左から
右）に進んでいる場合、吐出口−基板間距離ｄが設定値
Ｄと一致する時（図１５の１ａ）、目標着液位置に着液
するようにプロセスを設定すると、ｄが小さく（図１５
の１ｂ）なれば目標位置よりも右側、大きくなれば（図
１５の１ｃ）左側に着液する。

【０１７６】この時の着弾位置のずれ量ｗは、ｗ＝（Ｄ
−ｄ）×Ｖｓ／Ｖで与えられる。

【０１７７】例えば吐出速度Ｖ＝１０ｍ／ｓｅｃ、ステ
ージ送り速度Ｖｓ＝３００ｍｍ／ｓｅｃ、吐出口−基板
間距離変動幅（Ｄ−ｄ）＝１００μｍとした場合、ずれ
量ｗは、３μｍである。

【０１７８】ここでｗは、ステージ速度Ｖｓ、吐出口−
基板間距離（Ｄ−ｄ）の増加に伴って大きくなるため、
更なる大画面化、高精細化においての問題点となりう
る。

【０１７９】そこで本実施例では、本発明を更に発展さ
せ、吐出口−基板間距離ｄの変動に合せて意識的にヘッ
ド側チルト角φを変えることにより液滴の着液位置を制
御した。

【０１８０】工程−１実施例２と同様に、絶縁基板１として９００×６００
（ｍｍ）の青板ガラス基板を用い、これを有機溶剤等に
より充分に洗浄後、１２０℃で乾燥させた。該基板１上
に真空成膜技術およびフォトリソグラフイー技術を用い
てＰｔからなる素子電極２、３を形成した。このときの
Ｐｔの厚みは２００Å、素子電極２、３の距離は２０μ
ｍとした。

【０１８１】工程−２次に、真空成膜技術およびフォトリソグラフイー技術を
用いてＮｉからなる列方向配線１１を形成した。このと
き配線の幅を３００μｍ、その厚さを５００Åとした。
さらに真空成膜技術とフォトリソグラフイー技術および
エッチング技術を用いて絶縁層６を列方向配線１１上に
形成した。絶縁層６の厚さは５０００Åとした。そし
て、真空成膜技術およびフォトリソグラフィー技術を用
いてＡｕからなる行方向配線１０を形成した。配線の幅
は２００μｍ、厚さは５０００Åとした。

【０１８２】工程−３該基板を本発明における液滴付与装置のステージ８に吸
着し、表１より吐出ヘッドＮｏ．１のノズルＮｏ．３を
選択し、チルト角φの基本値を８．６度に設定した。

【０１８３】工程−４次に、吐出口−基板間距離ｄの基本値を３００μｍに設
定した後、基板全面について吐出口−基板間距離ｄの変
動を測定した。変動幅は最大で１８０μｍあった。

【０１８４】工程−５その後、前記吐出口−基板間距離ｄの測定値を基に、チ
ルト角φを変えることで着液位置を制御しながら、導電
性膜形成材料を含有する溶液の液滴１２を付与した。チ
ルト角φの変更は、ステージ８の高速移動に対応するた
め、ヘッド回転機構１３にピエゾ素子を取り付けて、吐
出口−基板間距離ｄの変動値に合せて制御した。溶液と
しては、有機パラジウム含有溶液（酢酸Ｐｄ−モノエタ
ノールアミン錯体０．４ｗｔ％、イソプロピルアルコー
ル２０％、エチレングレコール１．０％、ポリビニルア
ルコール０．０５％の水溶液）を使用した。このときの
ステージ８のスキャンスピードは、６００ｍｍ／ｓｅｃ
とした。液滴の吐出速度は、約１０ｍ／ｓｅｃであっ
た。さらに、３００℃で１０分間の加熱処理を行って、
膜厚１００Åの酸化パラジウム（ＰｄＯ）からなる導電
性膜４を形成した。

【０１８５】工程−６さらに、素子電極２、３の間に電圧を印加し、導電性膜
４を通電処理( 通電フォーミング）することにより、電
子放出部５を形成した。

【０１８６】工程−７こうして作製された電予源基板を用いて、図７に示すよ
うにフェースプレート８６、支持枠８２、リアプレート
８１とで外枠器８８を形成し、封止を行って表示パネ
ル、さらには図９に示すようなＮＴＳＣ方式のテレビ信
号に基づきテレビジョン表示を行うための駆動回路を有
する画像形成装置を作製した。

【０１８７】本実施例の製造方法により以上の如く作製
した電子放出素子は、吐出口−基板間距離ｄの変動に対
応して吐出角φを制御しているため、実施例２に比べて
導電性膜の着液位置精度が更に優れていた。また、ステ
ージ速度が着液位置精度に影響しないため、速度を上げ
て、処理時間を短縮することが出来た。

【０１８８】［実施例７］図１６は、ディスプレイパネ
ル（図７）に、例えばテレビジョン放送を初めとする種
々の画像情報源より提供される画像情報を表示できるよ
うに構成した本発明の画像形成装置の一例を示す図であ
る。

【０１８９】図中２０１はディスプレイパネル、１００
１はディスプレイパネルの駆動回路、１００２はディス
プレイコントローラ、１００３はマルチプレクサ、１０
０４はデコーダ、１００５は入出カインターフェース回
路、１００６はＣＰＵ、１００７は画像生成回路、１０
０８及び１００９及び１０１０は画像メモリーインター
フェース回路、１０１１は画像入カインターフェース回
路、１０１２及び１０１３はＴＶ信号受信回路、１０１
４は入力部である。

【０１９０】尚、本画像形成装置は、例えばテレビジョ
ン信号のように、映像情報と音声情報の両方を含む信号
を受信する場合には当然映像の表示と同時に音声を再生
するものであるが、本発明の特徴と直接関係しない音声
情報の受信、分離、再生、処理、記憶等に関する回路や
スピーカ一等については説明を省略する。

【０１９１】以下、画像信号の流れに沿って各部の機能
を説明する。

【０１９２】まず、ＴＶ信号受信回路１０１３は、例え
ば電波や空間光通信等のような無線伝送系を用いて伝送
されるＴＶ信号を受信するための回路である。

【０１９３】受信するＴＶ信号の方式は特に限られるも
のではなく、例えばＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式、ＳＥＣ
ＡＭ方式等、いずれの方式でもよい。また、これらより
更に多数の走査線よりなるＴＶ信号、例えばＭＵＳＥ方
式を初めとする所謂高品位ＴＶは、大面積化や大画素数
化に適した前記ディスプレイパネルの利点を生かすのに
好適な信号源である。

【０１９４】ＴＶ信号受信回路１０１３で受信されたＴ
Ｖ信号は、デコーダ１００４に出力される。

【０１９５】ＴＶ信号受信回路１０１２は、例えば同軸
ケーブルや光ファイバー等のような有線伝送系を用いて
伝送されるＴＶ信号を受信するための回路である。前記
ＴＶ信号受信回路１０１３と同様に、受信するＴＶ信号
の方式は特に限られるものではなく、また本回路で受信
されたＴＶ信号もデコーダ１００４に出力される。

【０１９６】画像入カインターフェース回路１０１１
は、例えばＴＶカメラや画像読み取りスキャナーなどの
画像入力装置から供給される画像信号を取り込むための
回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ１００４に出
力される。

【０１９７】画像メモリーインターフェース回路１０１
０は、ビデオテープレコーダー（以下ＶＴＲと略す）に
記憶されている画像信号を取り込むための回路で、取り
込まれた画像信号はデコーダ１００４に出力される。

【０１９８】画像メモリーインターフェース回路１００
９は、ビデオディスクに記憶されている画像信号を取り
込むための回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ１
００４に出力される。

【０１９９】画像メモリーインターフェース回路１００
８は、静止画ディスクのように、静止画像データを記憶
している装置から画像信号を取り込むための回路で、取
り込まれた静止画像データはデコーダ１００４に入力さ
れる。

【０２００】入出カインターフェース回路１００５は、
本表示装置と、外部のコンピュータもしくはコンピュー
タネットワークもしくはプリンターなどの出力装置とを
接続するための回路である。画像データや文字・図形情
報の入出力を行うのは勿論のこと、場合によっては本画
像形成装置の備えるＣＰＵ１００６と外部との間で制御
信号や数値データの入出力などを行うことも可能であ
る。

【０２０１】画像生成回路１００７は、前記入出カイン
ターフェース回路１００５を介して外部から入力される
画像データや文字・図形情報や、あるいはＣＰＵ１００
６より出力される画像データや文字・図形情報に基づ
き、表示用画像データを生成するための回路である。本
回路の内部には、例えば画像データや文字・図形情報を
蓄積するための書き換え可能メモリーや、文字コードに
対応する画像パターンが記憶されている読み出し専用メ
モリーや、画像処理を行うためのプロセッサー等を初め
として、画像の生成に必要な回路が組み込まれている。

【０２０２】本回路により生成された表示用画像データ
は、デコーダ１００４に出力されるが、場合によっては
前記入出カインターフェース回路１００５を介して外部
のコンピュータネットワークやプリンターに出力するこ
とも可能である。

【０２０３】ＣＰＵ１００６は、主として本表示装置の
動作制御や、表示画像の生成や選択や編集に関わる作業
を行う。

【０２０４】例えば、マルチプレクサ１００３に制御信
号を出力し、ディスプレイパネルに表示する画像信号を
適宜選択したり組み合わせたりする。その際には表示す
る画像信号に応じてディスプレイパネルコントローラ１
００２に対して制御信号を発生し、画面表示周波数や走
査方法（例えばインターレースかノンインターレース
か）や一画面の走査線の数など表示装置の動作を適宜制
御する。また、前記画像生成回路１００７に対して画像
データや文字・図形情報を直接出力したり、あるいは前
記入出カインターフェース回路１００５を介して外部の
コンピュータやメモリーをアクセスして画像データや文
字・図形情報を入力する。

【０２０５】尚、ＣＰＵ１００６は、これ以外の目的の
作業にも関わるものであってよい。例えば、パーソナル
コンピュータやワードプロセッサ等のように、情報を生
成したり処理する機能に直接関わってもよい。あるいは
前述したように、入出カインターフェース回路１００５
を介して外部のコンピュータネットワークと接続し、例
えば数値計算等の作業を外部機器と協同して行ってもよ
い。

【０２０６】入力部１０１４は、前記ＣＰＵ１００６に
使用者が命令やプログラム、あるいはデータなどを入力
するためのものであり、例えばキーボードやマウスの
他、ジョイスティック、バーコードリーダー、音声認識
装置等の多様な入力機器を用いることが可能である。

【０２０７】デコーダ１００４は、前記１００７ないし
１０１３より入力される種々の画像信号を３原色信号、
又は輝度信号とＩ信号、Ｑ信号に逆変換するための回路
である。尚、図中に点線で示すように、デコーダ１００
４は内部に画像メモリーを備えるのが望ましい。これ
は、例えばＭＵＳＥ方式を初めとして、逆変換するに際
して画像メモリーを必要とするようなテレビ信号を扱う
ためである。

【０２０８】画像メモリーを備える事により、静止画の
表示が容易になる。あるいは前記画像生成回路１００７
及びＣＰＵ１００６と協同して、画像の間引き、補間、
拡大、縮小、合成を初めとする画像処理や編集が容易に
なるという利点が得られる。

【０２０９】マルチプレクサ１００３は、前記ＣＰＵ１
００６より入力される制御信号に基づき、表示画像を適
宜選択するものである。即ち、マルチプレクサ１００３
はデコーダ１００４から入力される逆変換された画像信
号の内から所望の画像信号を選択して駆動回路１００１
に出力する。その場合には、一画面表示時間内で画像信
号を切り換えて選択することにより、所謂多画面テレビ
のように、一画面を複数の領域に分けて領域によって異
なる画像を表示することも可能である。

【０２１０】ディスプレイパネルコントローラ１００２
は、前記ＣＰＵ１００６より入力される制御信号に基づ
き、駆動回路１００１の動作を制御するための回路であ
る。

【０２１１】ディスプレイパネルの基本的な動作に関わ
るものとして、例えばディスプレイパネルの駆動用電源
（図示せず）の動作シーケンスを制御するための信号を
駆動回路１００１に対して出力する。ディスプレイパネ
ルの駆動方法に関わるものとして、例えば画面表示周波
数や走査方法（例えばインターレースかノンインターレ
ースか）を制御するための信号を駆動回路１００１に対
して出力する。また、場合によっては、表示画像の輝度
やコントラストや色調やシャープネスといった画質の調
整に関わる制御信号を駆動回路１００１に対して出力す
る場合もある。

【０２１２】駆動回路１００１は、ディスプレイパネル
２０１に印加する駆動信号を発生するための回路であ
り、前記マルチプレクサ１００３から入力される画像信
号と、前記ディスプレイパネルコントローラ１００２よ
り入力される制御信号に基づいて動作するものである。

【０２１３】以上、各部の機能を説明したが、図１６に
例示した構成により、本画像形成装置においては多様な
画像情報源より入力される画像情報をディスプレイパネ
ル２０１に表示することが可能である。即ち、テレビジ
ョン放送を初めとする各種の画像信号は、デコーダ１０
０４におて逆変換された後、マルチプレクサ１００３に
おいて適宜選択され、駆動回路１００１に入力される。
一方、デイスプレイコントローラ１００２は、表示する
画像信号に応じて駆動回路１００１の動作を制御するた
めの制御信号を発生する。駆動回路１００１は、上記画
像信号と制御信号に基づいてディスプレイパネル２０１
に駆動信号を印加する。これにより、ディスプレイパネ
ル２０１において画像が表示される。これらの一連の動
作は、ＣＰＵ１００６により統括的に制御される。

【０２１４】本画像形成装置においては、前記デコーダ
１００４に内蔵する画像メモリや、画像生成回路１００
７及び情報の中から選択したものを表示するだけでな
く、表示する画像情報に対して、例えば拡大、縮小、回
転、移動、エッジ強調、間引き、補間、色変換、画像の
縦横比変換等を初めとする画像処理や、合成、消去、接
続、入れ換え、嵌め込み等を初めとする画像編集を行う
ことも可能である。また、本実施例の説明では特に触れ
なかったが、上記画像処理や画像編集と同様に、音声情
報に関しても処理や編集を行なうための専用回路を設け
てもよい。

【０２１５】従って、本画像形成装置は、テレビジョン
放送の表示機器、テレビ会議の端末機器、静止画像及び
動画像を扱う画像編集機器、コンピュータの端末機器、
ワードプロセッサを初めとする事務用端末機器、ゲーム
機などの機能を一台で兼ね備えることが可能で、産業用
あるいは民生用として極めて応用範囲が広い。

【０２１６】図１６に示した表示装置は、本発明の技術
的思想に基づいて種々の変形が可能である。例えば図１
６の構成要素の内、使用目的上必要のない機能に関わる
回路は省いても差し支えない。また、これとは逆に、使
用目的によっては更に構成要素を追加してもよい。例え
ば、本表示装置をテレビ電話機として応用する場合に
は、テレビカメラ、音声マイク、照明機、モデムを含む
送受信回路等を構成要素に追加するのが好適である。

【０２１７】本表示装置においては、とりわけ電子放出
素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルの薄型化
が容易であるため、表示装置の奥行きを小さくすること
ができる。それに加えて、大面積化が容易で輝度が高く
視野角特性にも優れるため、臨場感あふれ迫力に富んだ
画像を視認性良く表示することが可能である。また、均
一な特性を有する多数の電子放出素子を備える電子源を
用いたことにより、従来の表示装置と比較して非常に均
一で明るい高品位なカラーフラットテレビが実現され
た。

【０２１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液滴付与工程におけるヘッド及びノズルによる吐出角度
の傾きを吸収することができ、吐出口−基板間距離の変
動による着液位置のずれを抑え、大面積基板全面におい
て、良好な素子特性をもつ電子源基板を歩留まり良く作
製することが可能になる。

【０２１９】更に、吐出口−基板間距離の変動に応じて
チルト角を制御することにより、更なる着液精度の向上
も可能になる。また、ステージの移動速度を速くできる
ため、製造タクトが上がり、コストダウンを図ることが
できる。

【０２２０】これらにより、大面積基板全面において、
良好な素子特性を有する電子源基板を歩留りよく、ロー
コストで作製することが可能である。

【０２２１】そして、かかる電子源を用いた画像形成装
置においては、低電流で明るい高品位な画像形成装置、
例えばカラーフラットテレビが実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子放出素子を基板上に複数配置した
電子源基板の一構成例を示す模式図である。

【図２】本発明の製造方法における液滴付与装置の要部
示す模式図である。

【図３】本発明の電子放出素子の製造に際して採用でき
る通電処理における電圧波形の一例を示す模式図であ
る。

【図４】本発明の電子放出素子の製造に用いることので
きる真空処理装置（測定評価装置）の一例を示す概略構
成図である。

【図５】本発明の電子放出素子の電子放出特性を示す図
である。

【図６】本発明の単純マトリクス配置の電子源の一例を
示す模式図である。

【図７】本発明の画像形成装置の表示パネルの一例を示
す模式図である。

【図８】表示パネルにおける蛍光膜の一例を示す模式図
である。

【図９】本発明の画像形成装置にＮＴＳＣ方式のテレビ
信号に応じて表示を行うための駆動回路の一例を示すブ
ロック図である。

【図１０】本発明の梯子型配置の電子源の一例を示す模
式図である。

【図１１】本発明の画像形成装置の表示パネルの一例を
示す模式図である。

【図１２】本発明で使用する吐出ヘッド及び吐出ノズル
の吐出角度測定系を模式的に表わす図である。

【図１３】本発明で使用する吐出ヘッド及び吐出ノズル
の吐出角度測定系を模式的に表わす図である。

【図１４】本発明の電子放出素子を基板上に複数配置し
た電子源基板の他の構成例を示す模式図である。

【図１５】本発明の他の製造方法における液滴付与装置
の要部示す模式図である。

【図１６】実施例３の画像表示装置のブロック図であ
る。

【図１７】従来例の表面伝導型電子放出素子の模式図で
ある。

【図１８】従来の他の表面伝導型電子放出素子の斜視図
である。

【図１９】従来例の電子放出素子の製造方法を示す模式
図である。

【符号の説明】

１基板１ａ、１ｂ、１ｃ吐出口−基板間距離ｄが変動した時
の基板表面２，３素子電極４導電性膜５電子放出部６絶縁層７吐出ヘッド８基板ステージ１０列方向配線１１行方向配線１２液滴１２ａ、１２ｂ、１２ｃ基板上に着液した液滴１３回転機構５０素子電流Ｉｆを測定するための電流計５１電子放出素子に素子電圧Ｖｆを印加するための電
源５２電子放出部５より放出される放出電流Ｉｅを測定
するための電流計５３アノード電極５４に電圧を印加するための高圧電
源５４電子放出部５より放出される電子を捕捉するため
のアノード電極５５真空容器５６排気ポンプ７１電子源基板７２Ｘ方向配線７３Ｙ方向配線７４電子放出素子７５結線８１リアプレート８２支持枠８３ガラス基板８４蛍光膜８５メタルバック８６フェースプレート８７高圧端子８８外囲器９１黒色導電材９２蛍光体１０１表示パネル１０２走査回路１０３制御回路１０４シフトレジスタ１０５ラインメモリ１０６同期信号分離回路１０７変調信号発生器Ｖｘ，Ｖａ直流電圧源１１０電子源基板１１１電子放出素子１１２電子放出素子を配線するための共通配線１２０グリッド電極１２１電子が通過するための開口２０１ディスプレイパネル１００１ディスプレイパネルの駆動回路１００２ディスプレイコントローラ１００３マルチプレクサ１００４デコーダ１００５入入力インターフェース回路１００６ＣＰＵ１００７画像生成回路１００８、１００９、１０１０画像メモリーインター
フェース回路１０１１画像入力インターフェース回路１０１２、１０１３ＴＶ信号受信回路１０１４入力部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に一対の素子電極を形成する工程
と、素子電極間に導電性膜形成材料を含有する溶液の液滴を
付与する工程と、付与した液滴を加熱、焼成して導電性膜を形成する工程
と、素子電極間に通電して、導電性膜に電子放出部を形成す
るフォーミング工程とを有しており、液滴付与工程において、少なくとも、液滴付与装置の吐
出ヘッドから基板面に降ろした垂線に対し、吐出ヘッド
側にチルト角を設けて吐出を行うことを特徴とする電子
放出素子の製造方法。
【請求項２】吐出ヘッドから基板面に降ろした垂線に
対する吐出ヘッドの角度が、吐出ヘッドと液滴吐出方向
とのなす角度情報に基づいて決定されることを特徴とす
る請求項１に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項３】液滴付与装置がインクジェット法により
液滴吐出を行う装置であることを特徴とする請求項１又
は２記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項４】インクジェット法が、熱エネルギーによ
って溶液内に気泡を形成させて該溶液を液滴として吐出
させるバブルジェット方式である請求項３に記載の電子
放出素子の製造方法。
【請求項５】インクジェット法が、力学的エネルギー
を利用して溶液を吐出させるピエゾジェット方式である
ことを特徴とする請求項３に記載の電子放出素子の製造
方法。
【請求項６】フォーミング工程の後に、フォーミング
工程より高い真空度下で電子放出素子に電圧を印加する
安定化工程を有することを特徴とする請求項１〜５のい
ずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項７】フォーミング工程の後に、有機物質の存
在下で電子放出素子に電圧を印加する活性化工程を有す
ることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電
子放出素子の製造方法。
【請求項８】活性化工程の後に、フォーミング工程及
び活性化工程より高い真空度下で電子放出素子に電圧を
印加する安定化工程を有することを特徴とする請求項７
に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項９】請求項１〜８のいずれかに記載の方法で
製造されたことを特徴とする電子放出素子。
【請求項１０】電子放出素子が、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９に記載の電子放出
素子。
【請求項１１】入力信号に応じて電子を放出する電子
源であって、基体上に、請求項９又は１０に記載の電子
放出素子を複数配置したことを特徴とする電子源。
【請求項１２】前記複数の電子放出素子が、マトリク
ス状に配線されていることを特徴とする請求項１１に記
載の電子源。
【請求項１３】前記複数の電子放出素子が、梯子状に
配線されていることを特徴とする請求項１１に記載の電
子源。
【請求項１４】請求項１１〜１３のいずれかに記載の
電子源を製造する方法であって、複数個の電子放出素子
を請求項１〜８のいずれかに記載の方法により製造する
ことを特徴とする電子源の製造方法。
【請求項１５】入力信号に基づいて画像を形成する装
置であって、少なくとも、請求項１１〜１３のいずれか
に記載の電子源と、該電子源から放出される電子線の照
射により画像を形成する画像形成部材とを有することを
特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】請求項１５に記載の画像形成装置を製
造する方法であって、電子源を請求項１４に記載の方法
により製造することを特徴とする画像形成装置の製造方
法。