JP2000251670A

JP2000251670A - 電子放出素子、電子源、画像形成装置、それらの製造方法、及び電子源製造装置

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Publication number: JP2000251670A
Application number: JP4732399A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kojima; 誠小嶋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】良好な電子放出特性を有する電子放出素子、
均一性の高い電子源、均一性が高く良好な表示品質を有
する画像形成装置、歩留り良く製造できるそれらの製造
方法、及び電子源製造装置を提供する。【解決手段】電子放出素子の製造方法が、基体１に一
対の素子電極２，３を形成する工程と、素子電極２，３
を形成した基体表面に薬液を噴霧して表面処理する工程
と、基体１に有機金属を含有する溶液を付与する工程
と、付与した溶液を熱分解して導電性膜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、
それらの製造方法、及び電子源製造装置に関する。

【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
８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】電子放出素子や電子源
基板等を形成するには、フォトリソグラフィ技術および
エッチング技術を多用する方法によって製造されてい
た。しかし、より簡便な方法により低コストで電子放出
素子を製造する方法として、導電性膜をインクジェット
法を用いて形成する方法が報告されている。インクジェ
ット法で導電性膜を形成する上では、基板の表面エネル
ギーの調整が重要になる。すなわち、インクジェット法
により基板上に吐出された液滴の形状が基板の表面エネ
ルギーによって異なるため、一様な特性の素子を得るに
は、基板全面にわたって均一な表面エネルギーを実現し
なければならない。また、基板間で、常に同一の液的形
状に調整されることが望ましい。

【００１３】一般に、基板を水洗浄した直後では、基板
表面が親水性の表面となり、水系の液滴では接触角が小
さくなり、液滴が大きく広がりやすい。そのため、液滴
が適性な形状を保持するためには、基板洗浄後数時間か
ら数日放置するか、あるいは基板表面に表面エネルギー
調整のための処理が施される。

【００１４】例えば、特開平９−６９３３４号公報に
は、基板表面におけるインクジェットの液滴形状を制御
する目的で、基板表面に疎水性処理として、ＨＭＤＳを
スピンナーによって塗布することが開示されている。

【００１５】このように薬液を基板表面にスピンナーで
塗布する方法では、例えば３０ｉｎｃｈ以上の大きなサ
イズの基板を扱う上では、装置が大掛かりになり、また
基板１枚あたりの処理に時間を要し、量産に不向きであ
る。また、スピンナーでは基板表面に実際に塗布される
薬液の数倍の量の薬液を滴下しなければならず、大量の
薬液を消費することになり、コストの面でも問題があっ
た。さらに回転中心付近と、中心から離れた部分とで
は、基板処理の状態が異なりやすく、大きなサイズの基
板では特にむらになりやすい。

【００１６】基板処理のむらは素子特性のむらになるた
め、画像形成装置の表示むらとして現れる結果になる。
また、同一の基板に同一条件で処理を行っているにも関
わらず、インクのロットが変わったり、インクジェット
法を行う環境が異なったりすると、同一の形状の液滴を
形成できなくなるという問題が生じる。

【００１７】このように従来の基板処理方法では、そう
いった微妙な素子の形成状態の変化に対して応ずる手段
がなかった。

【００１８】本発明の目的は、上記問題を鑑み、良好な
電子放出特性を有する電子放出素子の新規な構成、均一
性の高い電子源、均一性が高く良好な表示品質を有する
画像形成装置、歩留り良く製造できるそれらの製造方
法、及び電子源製造装置を提供することにある。

【００１９】

【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。

【００２０】即ち、本発明の第一は、基体に一対の素子
電極を形成する工程と、素子電極を形成した基体の表面
に薬液を噴霧して表面処理する工程と、基体に有機金属
を含有する溶液を付与する工程と、付与した溶液を熱分
解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
とを有することを特徴とする電子放出素子の製造方法に
ある。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】本発明によれば、基板の表面処理をノズル
による薬液噴霧を利用して連続的に行うことで、単位時
間内に処理できる基板の枚数を増やすことができる。そ
して、基板上の必要な部分のみに薬液の噴霧を行うこと
ができるので、薬液の使用量が少なくて済み、薬液の回
収手段を併用すれば、さらに低コストで電子放出素子を
製造することができる。

【００２７】また、表面処理工程における薬液濃度、処
理温度、処理時間によって、表面エネルギーを調整する
ことが可能で、液滴付与後に液滴形状を観察し以後の基
板の表面処理条件にフィードバックすることで、より適
性な表面処理の状態に管理することが可能である。これ
により、インクのロットが変わったり、インクジェット
工程の環境が異なった場合においても、均一な電子放出
素子の形成状態を維持することができる。

【００２８】さらに、表面処理の面内むらを改善するこ
とができ、その結果、大面積にわたって多数の電子放出
素子を形成する場合でも、均一な電子放出特性が得ら
れ、均一性の高い電子源、均一性が高く良好な表示品質
を有する画像形成装置を提供することができる。

【００２９】

【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。

【００３０】図１は、本発明の電子放出素子の一構成例
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
出部である。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】素子電極間隔Ｌ、素子電極長さＷ、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Ｌは、好ましくは、数百ｎｍから数
百μｍ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Ｗ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ｄ
は、数十ｎｍから数μｍの範囲とすることができる。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】本明細書において、フォーミング処理につ
いては、通電処理を例に挙げて説明するが、フォーミン
グ処理はこれに限られるものでななく、膜に亀裂を生じ
させて高抵抗状態を形成する処理を包含するものであ
る。

【００３７】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、
０．１ｎｍの数倍から数十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。

【００３８】本発明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、その一例を図２に基づいて説明す
る。尚、図２においても図１に示した部位と同じ部位に
は、図１と同一の符号を付している。

【００３９】１）基板１上に素子電極２，３を対向して
形成する。素子電極２，３の形成は、素子電極材料を真
空蒸着法、スパッタリング法等により成膜し、リフトオ
フ、エッチング等によりパターニングする方法、または
素子電極材料を含むぺーストを印刷し焼成する方法等に
より形成される（図２（ａ））。ここでは、少なくとも
素子電極２，３が形成され、導電性膜４が形成されてい
ない基板１を電極基板１１と呼ぶことにする。また図２
では、素子電極２，３の対は模式的に１対のみしか示し
ていないが、電極基板１１上には、通常複数対の素子電
極が形成される。

【００４０】２）素子電極を形成した電極基板１１の表
面全面に、疎水性処理７を施す（図２（ｂ））。―般
に、清浄なガラス、金属、金属酸化物の表面は水などの
溶液に濡れやすく、プラスチックス等の有機物表面は濡
れにくい。板表面の濡れやすさは表面構造に由来するた
め、基板表面に疎水性の高いハイドロカーボン基、フル
オロカーボン基などを導入して基板表面を疎水化処理す
ることにより、これらの溶液に対して濡れにくくするこ
とができる。本発明において、疎水化処理にはハイドロ
カーボン、フルオロカーボン等の疎水基を有する有機ケ
イ素化合物が好適に用いられ、これらを含有する溶液を
ノズル噴霧を利用して、処理を行うことができる。

【００４１】有機ケイ素化合物としては、例えば、トリ
メチルメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メ
チルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、
トリメチルエトキシシラン、メチルトリエトキシシラ
ン、メチルジエトキシシラン、トリフェニルメトキシシ
ラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルトリメト
キシシラン、トリフェニルエトキシシラン、ジフェニル
ジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のア
ルコキシシラン類、ビニルトリクロロシラン、ビニルト
リメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニル
トリス（β−メトキシエトキシ）シラン等のビニルシラ
ン類、γ−クロロプロピルトリクロロシラン、γ−クロ
ロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルト
リエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−ア
ミノプロピルジメチルエトキシシラン、γ−アミノプロ
ピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）
−γアミノプロピルトリメトキシラン、Ｎ−β（アミノ
エチル）−γアミノプロピルメチルジメトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メ
タクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカ
プトプロピルトリメトキシシラン等の有機官能性シラン
類、フルオロエチルトリメトキシシラン、γ−フルオロ
プロピルトリメトキシシラン、フルオロエチルジメトキ
シエトキシシラン、フルオロエチルメチルジエトキシシ
ラン、パーフルオロエチルトリメトキシシラン、バーフ
ルオロエチルトリエトキシシラン、パーフルオロプロピ
ルトリメトキシシラン、パーフルオロプロピルトリエト
キシシラン等のフルオロアルキルシラン類（Ｃ４以上の
ものも含む）、ヘキサメチルジシラン等のジシラン類、
ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラ
ザン等のシラザン類、ジフェニルシランジオール等のシ
ラノール類、Ｎ−トリメチルシリルアセトアミド、ビス
（トリメチルシリル）アセトアミド、Ｎ、Ｎ’−ビス
（トリメチルシリル）尿素等のシリルアミド類等が挙げ
られる。

【００４２】基板表面の表面エネルギー調整として、油
脂類やポリマー被膜等の有機物被膜によって行うことも
可能である。しかし、こうした有機物被膜の膜厚は、極
めて薄く制御しなければ、素子電極と導電性膜との間
で、絶縁膜として作用し、素子全体の抵抗値を高め、素
子に印加される電位を降下させる等の影響がある。

【００４３】前述の有機ケイ素化合物は扱いが簡便で、
基板表面エネルギーの調整が容易である上、本発明者等
の行った検討の結果、他の有機物被膜によって接触角調
整を行った時に比較して、その後形成される電子放出素
子の電気的特性に影響を及ぼしにくいといった利点があ
る。これは、有機ケイ素化合物が基板上で形成する膜は
単分子から数分子の極めて薄い膜の実現が容易であるこ
とと、素子電極に使用される金属材料上には強固に結合
しないことで、素子電極とその上に形成される導電性膜
の間の電気的接触を阻害しにくいといった理由があげら
れる。

【００４４】また後述のように、有機ケイ素化合物の基
板への結合反応を飽和させない条件で利用することで、
素子電極と導電性膜の間の電気的接触を阻害する可能性
は、いっそう低〈なる。従って、本発明が目的とすると
ころの電子放出素子の製造方法において、表面処理剤と
して有機ケイ素化合物を利用することがより好ましい。

【００４５】表面処理後の基板表面エネルギーは液滴形
成に適した値にしなければならない。前述の処理剤のう
ち、例えばジメチルジエトキシシランなどは、基板表面
に対し飽和状態まで反応させた場合に、水に対する接触
角が約５０度となり、インクジェットによる液滴形成に
適した表面エネルギー値になる。しかし、その他の処理
剤の多くは、基板表面に対し飽和状態まで反応させた場
合、撥水性が過剰となり、液滴の位置が却って不安定に
なったり、所望のサイズの液滴が形成できなかったりす
ることがある。この場合は反応を飽和の手前で終了させ
ることで、表面エネルギーを適性な値に調整することが
できる。

【００４６】前述の処理剤は一般にエタノール、メタノ
ール、プロパノール等のアルコール溶液や水溶液にして
使用される。その時の濃度は、撥水性の強いものほど低
濃度にすることで、急激な反応を防止し、適性な処理状
態に調整することが可能になる。また、溶液は必要に応
じてｐＨ値調整がおこなわれる場合もある。

【００４７】表面エネルギーは、処理時の溶液温度およ
び基板温度を制御することでも調整することができる。
一般に高温ほど反応が早く進み、表面エネルギーを低く
調整できる。また表面エネルギーは、処理時間によって
も調整可能である。すなわち、処理時間を長くする程反
応が進み、表面エネルギーを小さくすることができる。

【００４８】図３は、電極基板に表面処理を施すための
装置の例を示す模式図である。この装置は、電極基板１
１上に表面処理の薬液の付与を行う塗布室２８と、基板
上から処理液を取り除き反応を停止させる洗浄室２５と
からなる。塗布室２８は、ノズル１３を直線状、面状に
配列することで、基板全面にむらなく薬液噴霧が行える
構造とする。また、温度管理や搬送スピードの制御とい
った方法により、表面処理の反応を制御し、基板の表面
エネルギーを制御することも可能である。

【００４９】薬液塗布および表面処理反応の終了した基
板は、続いて基板上から薬液が除去されるが、エアーナ
イフ１５を利用した除去と、洗浄液による除去のいずれ
か一方か、両方を併用した方法で除去することができ
る。

【００５０】エアーナイフ１５によって基板から薬液除
去を行う場合には、除去された薬液を回収し、フィルタ
リング、濃度調整等の適切な処理を行った後に再利用す
ることで、薬液の使用効率を高めることができる。洗浄
液による薬液の除去では、ノズル１４による洗浄液の噴
霧によって基板の洗浄を行うことができる。

【００５１】また、洗浄液を複数種類使用する場合に
は、洗浄液が相互に混入することを防ぐために、洗浄室
を複数設けることも可能である。洗浄液としては、水や
アルコール及びそれらの混合物の使用が一般的である。

【００５２】先のエアーナイフ１５による薬液の除去と
洗浄液による洗浄とを併用すれば、効率的な薬液除去が
行え、洗浄液の使用量が少なくてすむという利点があ
る。一方薬液塗布後エアーナイフを使用せずに洗浄液で
洗浄を行う場合、基板上で薬液の乾燥が起こりにくいた
め、しみや表面処理むらが発生しにくいという利点があ
る。

【００５３】洗浄後の基板は、基板上からの洗浄液の除
去が行われるが、基板上にしみを作らないように、速や
かな除去が望まれる。ここでもエアーナイフ１６等を利
用した方法を行うことができる。また、温水を利用し
て、基板上の洗浄液を急速に蒸発させる等の方法をとる
こともできる。

【００５４】洗浄液除去を終了した基板はさらに乾燥さ
せる目的と、表面処理の定着の目的のため、必要に応じ
てベーク行うことができる。べークには、ホットプレー
ト１７を使用した方法やオーブン中に保管する方法、熱
風を当てる方法、赤外線照射による方法等の加熱手段が
ある。

【００５５】３）続いて表面処理した電極基板１１をＸ
Ｙステージ１８上に設け、液滴付与装置８を用いて導電
性膜４を形成する材料を含む溶液を付与する。液滴の付
与される位置は図２（ｃ）に示すように、素子電極２，
３の間である。

【００５６】ここで用いられる液滴付与装置８の具体例
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程度から
数十μｇ程度の範囲において制御が可能であり、かつ数
十ｎｇ程度以上の微小量の液滴が容易に形成できるイン
クジェット装置が望ましい。インクジェット装置とし
て、例えばバブルジェット方式やピエゾジェット方式の
装置を好適に用いることができる。

【００５７】付与する液滴の数は、１つの導電性膜の形
成に対して単数であっても複数であってもよい。単数の
場合は複数の場合に比べて製造時間が短縮できる。一
方、複数の場合は、１つの液滴の量に加えて液滴の数に
よって導電性膜の膜厚を制御することができ、形成する
導電性膜の形状およびパターン精度をより高めることが
できる。また、１つの導電性膜の形成に対して付与する
液滴数が単数、複数にかかわらず、１対の素子電極２，
３に対して２箇所以上に液滴を付与して導電性膜を形成
してもよい。

【００５８】液滴として付与される溶液は、導電性膜４
を形成する材料を水もしくは水と有機溶剤の混合溶媒に
分散または溶解した溶液等が望ましい。ここで用いられ
る導電性膜４を形成する材料としては、前述の導電性膜
４を構成する材料や、導電性膜４を構成する材料を含む
有機金属化合物などが挙げられる。また、基板の表面処
理方法によっても異なるが、室温における表面張力が２
０〜９０ｄｙｎｅ／ｃｍ、好ましくは３０〜５０ｄｙｎ
ｅ／ｃｍの溶液が望ましい。

【００５９】この場合、電極基板１１上における付与さ
れた液滴の形状は、基板の表面エネルギーとインクの表
面エネルギーおよびインクの付与量によって決定され、
液滴が基板上で不規則に拡がることがない。そのため、
均一な表面処理状態と均一な液滴付与量を実現すること
で、均一な形状の電子放出素子を形成可能である。

【００６０】付与する溶液として、導電性膜４を形成す
る材料を有機溶剤に分散または溶解した溶液も同様に用
いることができるが、一般に有機溶剤は表面張力が１５
〜４０ｄｙｎｅ／ｃｍと低く、種々の基板に対して濡れ
やすい。この場合、基板表面の疎水化処理には、より表
面エネルギーの小さい（塗れにくい）基板表面を形成す
ることが可能な上記フルオロアルキルシラン等のフッ素
含有化合物を用いて表面処理を行うのが好ましい。

【００６１】また、基板上に液滴付与を行った時点にお
いて、基板上の液滴の付与状態が適切かどうかを観察す
ることが好ましい。液滴の付与状態の観察は、顕微鏡、
ＸＹステージ、ＣＣＤカメラ、画像処理システム等を組
み合わせた装置によって行うことができる。液滴の付与
状態を観察して、例えば液滴の直径が規定値よりも大き
い場合は前述の表面処理における処理条件を強め、より
撥水性を強くすることで、以後の基板に形成される基板
上の液滴の直径を小さくすることができる。すなわち、
溶液濃度を上げるか、処理温度を高くするか、処理時間
を長くするかのいずれか一つ以上を行えばよい。逆に、
液滴の直径が規定値よりも小さい場合は、前述の表面処
理条件を弱めれば良い。

【００６２】４）以上のようにして、電子基板１１上に
導電性膜４を形成する材料を含む溶液を付与した後、必
要に応じて乾燥、加熱処理等をおこない導電性膜４を形
成する（図２（ｄ））。

【００６３】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（図２（ｅ））。
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。

【００６４】通電フォーミングの電圧波形の例を図４に
示す。

【００６５】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４（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４（ｂ）に示した手法
がある。

【００６６】まず、パルス波高値を定電圧とした場合に
ついて図４（ａ）で説明する。図４（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。通
常、Ｔ₁ は１μ秒〜１０μ秒、Ｔ₂ は１０μ秒〜１００
ｍ秒の範囲で設定される。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。

【００６７】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４（ｂ）で説明する。
図４（ｂ）におけるＴ₁ 及びＴ₂ は、図４（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ステップ程度ずつ、増加さ
せることができる。

【００６８】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。

【００６９】フォーミング処理以降の電気的処理は、例
えば図５に示すような真空処理装置内で行うことができ
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５においても、図１に示した部位と
同じ部位には同一の符号を付している。

【００７０】図５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Ｖ_f 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Ｉ_f 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Ｉ_e 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Ｉ_e 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
ができる。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。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Ｉ_f ，放出電流Ｉ_e 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Ｉ_f 、放出電流Ｉ_e 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Ｉ_f と
放出電流Ｉ_e 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Ｉ_f ，放出電流Ｉ_e
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６を参照しながら説明
する。

【００８２】図６は、図５に示した真空処理装置を用い
て測定された放出電流Ｉ_e 及び素子電流Ｉ_f と、素子電
圧Ｖ_f との関係を模式的に示した図である。図６におい
ては、放出電流Ｉ_e が素子電流Ｉ_f 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６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Ｉ_e 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６中のＶ_th）以上の素子電圧を印加すると
急激に放出電流Ｉ_e が増加し、一方閾値電圧Ｖ_th以下で
は放出電流Ｉ_e が殆ど検出されない。つまり、放出電流
Ｉ_e に対する明確な閾値電圧Ｖ_thを持った非線形素子で
ある。

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

【００８６】第３に、アノード電極５４（図５参照）に
捕捉される放出電荷は、素子電圧Ｖ_f 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Ｖ_f 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６においては、素子電流Ｉ_f が素子電圧
Ｖ_f に対して単調増加する（ＭＩ特性）例を示したが、
素子電流Ｉ_f が素子電圧Ｖ_f 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７を
用いて説明する。図７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８、図９及び
図１０を用いて説明する。図８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９は、図８の画像
形成装置に使用される蛍光膜の模式図である。図１０
は、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。

【０１００】図８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９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９（ａ））あるいはブ
ラックマトリクス（図９（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８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１０を用いて説明する。図１０において、
１０１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Ｉ_e 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Ｖ_thがあり、Ｖ_th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、発光が生じて画像が形
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１１及び図１２を用いて説明す
る。

【０１２６】図１１は、梯子型配置の電子源の一例を示
す模式図である。図１１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
夫々一体の同一配線とすることもできる。

【０１２７】図１２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１２においては、図８、図１１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８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１２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１４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］本実施例に使用する製造装置
の基本的な構成は、図３と同様である。また、本実施例
における電子放出素子の基本的構成は図１と同様であ
り、また電子放出素子の製造方法は、図２に示した製造
方法と同様である。

【０１３４】以下、図１、図２及び図３を用いて、本実
施例における電子放出素子の製造方法を順をおって説明
する。

【０１３５】電極基板１１が搬送ローラ１２によって塗
布室２８に搬送されると、まずノズル１３によって表面
処理を行うための薬液が噴霧される。ノズルは基板の幅
と同等の長さにアレイ状に配置され、散布むらの起きな
いようにノズル数、ノズル間距離、基板との距離、噴霧
量が調節される。また必要に応じて、アレイ状配列を複
数列配置したり、列ごとにノズル間隔を補間するように
ずらして配置する等の方法をとることができる。塗布室
下部に滴下した薬液は、不図示の回収手段により回収さ
れ再利用することができる。

【０１３６】次に、基板上の薬液はエアーナイフ１５に
よって除去される。エアーナイフで取り除かれた薬液
も、不図示の回収手段により回収し再利用することがで
きる。薬液を再利用する上では、フィルタリング等によ
り、不純物除去を行い、濃度調整等を行った上で使用さ
れることが望ましい。

【０１３７】基板は続いて洗浄液による洗浄を行われ
る。洗浄により、基板上に未反応で付着している薬液を
完全に除去し、表面処理反応を停止させる。図３では、
ノズル１４を基板上部にのみ配置してあるが、基板下部
にも設置し、基板の裏面にも洗浄液をあてることで、効
率の良い洗浄が行える。また、図３では基板は横置きで
あるが、基板を縦置きにする等の手段もとることができ
る。

【０１３８】洗浄を終えた基板は、再びエアーナイフ１
６を通過し、洗浄液が除去される。その後、電極基板１
１はホットプレート１７上に搬送され、ベークが行われ
る。

【０１３９】以上で表面処理が終了した基板は、導電性
膜形成のためＸＹステージ１８上に搬送され、液滴付与
装置８により、基板上に導電性膜形成材料を含有する溶
液が液滴状態で付与される。そして、基板上に付与され
た液滴を加熱して熱分解することにより、素子電極２，
３、導電性膜４の形成された電子源基板を得ることがで
き、単体の電子放出素子としては図１に示したような構
成を有している。

【０１４０】以上説明した装置により、短時間のうち
に、基板の表面処理および導電性膜の形成までを行うこ
とが出来、生産性にすぐれた電子源基板の製造装置が実
現できる。

【０１４１】［実施例２］図１３は、実施例２の製造方
法に使用する製造装置を示す模式図である。実施例１と
比較して、反応室１９を設けたことで、表面処理反応の
進行を制御可能とするものである。

【０１４２】反応室１９内部では、基板および薬液の温
度が管理され、また搬送スピードをコントロールするこ
とで、薬液付与から除去までの時間を制御できる。これ
により、表面処理の反応スピードと処理時間を制御する
ことができ、反応が飽和する以前の任意の段階で停止さ
せることが可能になる。

【０１４３】また、放置中に基板上の薬液が乾燥する
と、表面処理状態にむらが生じるため、反応室１９で
は、雰囲気を薬液の飽和蒸気で満たし、基板上の薬液の
乾燥を防止することが望ましい。

【０１４４】実施例１と同様に洗浄、液滴付与まで終え
たあと、観察系２０によって、液滴の付与状態を観察す
る。観察系２０は、顕微鏡２１、ＣＣＤカメラ２２、画
像処理装置２３、モニタ２４等で構成され、形成された
液滴の直径から、表面処理が適切な条件で行われている
かを判断する。

【０１４５】液滴の付与状態を観察して、例えば液滴の
直径が規定値よりも大きい場合は、前述の反応室１９の
搬送スピードを遅くして処理時間を長くするか、反応室
の温度を高くして反応スピードを速くするか、塗布域２
８における散布液濃度を高くすることで反応スピードを
速くする等の方法により処理条件を強め、より撥水性を
強くすることで、以後の電極基板１１に形成される液滴
の直径を小さくすることができる。逆に、液滴の直径が
規定値よりも小さい場合は、表面処理条件を弱めれば良
い。

【０１４６】また、この観察系２０は液滴付与装置と一
体化することができ、そうすることで、ＸＹステージ１
８を共有できるうえ、液滴付与直後に観察することがで
きる。そのため、すばやいフィードバックが可能とな
る。

【０１４７】以上説明した装置により、液滴付与時のイ
ンクのロットが変わったり、インクジェット工程を行う
環境が異なったりした場合においても、表面処理の条件
を調節することで、常に安定した形状の電子放出素子の
形成が可能な電子源基板の製造装置が得られる。

【０１４８】［実施例３］図１４は、実施例３の製造方
法に使用する製造装置を示す模式図である。実施例２と
同様に反応室１９を設けたことで、表面処理反応の進行
を制御可能とするものである。

【０１４９】反応室１９内部では、基板および噴霧され
る薬液の温度が管理され、また搬送スピードをコントロ
ールすることで、薬液付与から除去までの時間を制御す
ることができる。これにより、表面処理の反応スピード
と処理時間を制御することができ、反応が飽和する以前
の任意の段階で停止させることが可能になる。

【０１５０】また、反応室１９全体に薬液供給機能を設
けたことによって、基板上の薬液の乾燥を防止する上、
基板上で薬液の停滞が起きないため、処理むらの防止の
上でも効果がある。薬液の使用量が多くなるため、反応
室１９の下部に滴下した薬液は不図示の回収手段により
回収され、フィルタリング、濃度調整等の適切な処理を
行った後に再利用されることが望ましい。

【０１５１】実施例２と同様に洗浄、液滴付与まで終え
たあと、観察系２０によって、液滴の付与状態を観察
し、観察結果を反応室１９における処理条件にフィード
バックする。

【０１５２】以上説明した装置により、液滴付与時のイ
ンクのロットが変わったり、インクジェット工程を行う
環境が異なったりした場合においても、表面処理の条件
を調節することで、常に安定した形状の電子放出素子の
形成が可能な電子源基板の製造装置が得られる。

【０１５３】［実施例４］図１５は、実施例４の製造方
法に使用する製造装置を示す模式図である。本実施例は
実施例１〜３と比較して、洗浄工程の洗浄室を複数設け
た構成である。

【０１５４】例えば、第１洗浄室２６ではアルコールを
使用した洗浄、第２洗浄室２７では水を使った洗浄とい
うように、複数種類の洗浄液を使用する時に、互いの洗
浄液の混入を防止できる。洗浄室は３つ以上設置するこ
とも可能である。また、洗浄室間にエアーナイフを設置
することで、より洗浄効果が向上する。

【０１５５】図１５では、ノズルを基板上部にのみ配置
してあるが、基板下部にも設置し、基板の裏面にも洗浄
液をあてることで、効率の良い洗浄が行える。また図１
５では、基板は横置きであるが、基板を縦置きにする等
の手段もとることができる。

【０１５６】［実施例５］図１６は、実施例５の製造方
法に使用する製造装置を示す模式図である。本実施例は
実施例１〜４と比較して、反応室１９と洗浄室２５との
間のエアーナイフがない構成となっている。

【０１５７】本構成では、基板上の薬液がエアーナイフ
で除去され乾燥すると、しみやむらの原因になる場合に
有効である。すなわち基板上で薬液の乾燥を起こさずに
洗浄液で除去するため、しみやむらが生じるおそれがな
い。

【０１５８】［実施例６］図１７は、実施例６の製造方
法に使用する製造装置を示す模式図である。本実施例は
実施例１〜５と比較して、洗浄工程がない構成である。
表面処理に使用される薬液のうち、洗浄工程を必要とし
ないものについては、本構成の製造装置を使用すること
ができる。

【０１５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
単位時間内に処理できる基板の数を増加することがで
き、薬液使用量を少なくして低コストで良好な電子放出
特性を有する電子放出素子を歩留り良く作製することが
できる。また、インクのロットが変わったり、インクジ
ェット工程の環境が異なった場合においても、均一な電
子放出素子を形成することができる。

【０１６０】さらに、多数の電子放出素子を配列形成
し、入力信号に応じて電子を放出する電子源において
は、安定で、かつ歩留りよく作製できる。

【０１６１】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】本発明に係る電子放出素子の一例を示す模式図
である。

【図２】本発明の電子放出素子の製造方法を説明するた
めの図である。

【図３】本発明の電子源の製造方法に使用する製造装置
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５】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６】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７】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８】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９】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１０】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１１】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１２】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１３】実施例２の製造方法に使用する製造装置の一
例を示す模式図である。

【図１４】実施例３の製造方法に使用する製造装置の一
例を示す模式図である。

【図１５】実施例４の製造方法に使用する製造装置の一
例を示す模式図である。

【図１６】実施例５の製造方法に使用する製造装置の一
例を示す模式図である。

【図１７】実施例６の製造方法に使用する製造装置の一
例を示す模式図である。

【図１８】従来例の表面伝導型電子放出素子の模式図で
ある。

【符号の説明】

１基板２，３素子電極４導電性膜５電子放出部１２搬送ローラ１３，１４ノズル１５，１６エアーナイフ１７ホットプレート１８ＸＹステージ１９反応室２０観察系２１顕微鏡２２ＣＣＤカメラ２３画像処理装置２４モニタ２５洗浄室２６第１洗浄室２７第２洗浄室２８塗布室５０素子電流Ｉ_f を測定するための電流計５１電子放出素子に素子電圧Ｖ_f 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Ｉ_e 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６１素子電極等が形成されている基体６３表面エネルギー測定手段６４測定値を基準値と比較するための比較回路６５表面エネルギー調整装置制御回路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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体に一対の素子電極を形成する工程
と、素子電極を形成した基体の表面に薬液を噴霧して表面処
理する工程と、基体に有機金属を含有する溶液を付与する工程と、付与した溶液を熱分解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することを特徴とする電子放
出素子の製造方法。
【請求項２】前記表面処理の薬液の噴霧が、ノズル噴
霧により行わ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】前記表面処理が疎水性処理であることを
特徴とする請求項１又は２に記載の電子放出素子の製造
方法。
【請求項４】前記溶液を付与する工程の後に、溶液付
与の状態を観察する工程を有し、その観察結果を以降の
表面処理工程へとフィードバックして、少なくとも処理
時間、処理温度、溶液濃度のうちのいずれかを制御する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子
放出素子の製造方法。
【請求項５】表面処理の薬液反応が飽和する前に、表
面処理を停止することを特徴とする請求項１〜４のいず
れかに記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項６】表面処理の薬液が有機ケイ素化合物を含
有する溶液であ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】前記溶液を付与する工程が、インクジェ
ット法により液滴を付与することを特徴とする請求項１
〜６のいずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項８】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７に記載の電子
放出素子の製造方法。
【請求項９】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７に記載の電子放出素子の製造
方法。
【請求項１０】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１〜９の
いずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１１】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１〜９のいずれかに記載の
電子放出素子の製造方法。
【請求項１２】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
１１に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１３】請求項１〜１２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１４】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１３に記載の電子放
出素子。
【請求項１５】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１３又は１４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１６】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１５に記
載の電子源。
【請求項１７】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１５に記載の電
子源。
【請求項１８】請求項１５〜１７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１〜１２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１９】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１５〜１７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２０】請求項１９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１８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。
【請求項２１】請求項１５〜１７のいずれかに記載の
電子源を請求項１８に記載の方法によって製造する装置
であって、上記基体を搬送する搬送手段と、搬送されてくる基体へ
向けて表面処理の薬液を噴霧するための複数のノズルが
配置された塗布室と、表面処理された基体をベークする
加熱手段と、該基体上に導電性膜形成材料を含有する溶
液の液滴を付与する液滴付与装置とを備えていることを
特徴とする電子源製造装置。
【請求項２２】前記塗布室の搬送方向前方側に、液分
を除去するためのエアーナイフが配置されていることを
特徴とする請求項２１に記載の電子源製造装置。
【請求項２３】前記塗布室の搬送方向前方側に、薬液
を洗浄するための洗浄室が配置されていることを特徴と
する請求項２１に記載の電子源製造装置。
【請求項２４】前記塗布室の搬送方向前方側に、薬液
を洗浄するための洗浄室が、液分を除去するためのエア
ーナイフを介して配置されていることを特徴とする請求
項２３に記載の電子源製造装置。
【請求項２５】前記塗布室の搬送方向前方側に、洗浄
液の異なる複数の洗浄室が配置されていることを特徴と
する請求項２２又は２３に記載の電子源製造装置。
【請求項２６】前記塗布室の搬送方向前方側に、表面
処理の反応速度を調整するための反応室が配置されてい
ることを特徴とする請求項２１〜２５のいずれかに記載
の電子源製造装置。
【請求項２７】前記液滴付与装置に、基体上に付与さ
れた液滴の形状を観察するための観察系が備えられてい
ることを特徴とする請求項２１〜２６のいずれかに記載
の電子源製造装置。
【請求項２８】前記液滴付与装置がインクジェット装
置であることを特徴とする請求項２１〜２７のいずれか
に記載の電子源製造装置。
【請求項２９】インクジェット装置が、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２８に記載
の電子源製造装置。
【請求項３０】インクジェット装置が、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２８に記載の電子源製造装
置。
【請求項３１】前記液滴付与装置に、液滴付与位置を
ＸＹ方向に調整するＸＹステージが備えられていること
を特徴とする請求項２１〜３０のいずれかに記載の電子
源製造装置。
【請求項３２】前記観察系の観察結果が塗布室または
反応室へとフィードバックされ、以降の表面処理工程に
おいて、少なくとも処理時間、処理温度、溶液濃度のう
ちのいずれかが制御されることを特徴とする請求項２１
〜３１のいずれかに記載の電子源製造装置。
【請求項３３】前記観察系が、液滴形状を拡大するた
めの顕微鏡と、拡大された液滴形状を撮影するためのＣ
ＣＤカメラと、撮影画像を処理する画像処理装置と、画
像を表示するモニタとを備えていることを特徴とする請
求項３２に記載の電子源製造装置。