JP2000306495A

JP2000306495A - 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: JP2000306495A
Application number: JP37168099A
Authority: JP
Inventors: Takashi Iwaki; 孝志岩城; Hitoshi Oda; 仁織田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-12-25
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2000-11-02
Anticipated expiration: 2019-12-27
Also published as: JP4027003B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電子放出素子上に配置された有機膜の、電子
放出特性への影響が、極力低減された電子放出素子、さ
らには、その製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】基板上に、間隙を隔てて配置された一対
の導電性膜と、前記導電性膜上に配置された有機膜とを
備える電子放出素子であって、前記有機膜が、前記導電
性膜上領域内に配置されていることを特徴とする電子放
出素子である。また、基板上に、間隙を隔てて配置され
た一対の導電性膜と、前記導電性膜上に配置された有機
膜とを備える電子放出素子であって、前記有機膜の前記
基板上における前記導電性膜縁辺からのはみ出し部分が
５μｍ以下であることを特徴とする。

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、電
子源、画像形成装置、及び、それらの製造方法に関す
る。さらに詳しくは、電子放出素子上に有機膜が配置さ
れた電子放出素子及び、電子源、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】従来より、電子放出素子としては大別し
て熱電子放出素子と冷陰極電子放出素子を用いた２種類
のものが知られている。冷陰極電子放出素子には電界放
出（ＦＥ）型、金属／絶縁層／金属（ＭＩＭ）型や表面
伝導型電子放出素子等がある。

【０００３】これらの電子放出素子においては、その電
子放出特性を向上する目的で、素子表面に炭素などの被
膜を設ける場合がある。

【０００４】例えば、素子電極間に導電性薄膜を形成
し、その素子電極間に電圧を印加する通電フォーミング
処理により導電性薄膜に電子放出部を形成し、その後、
炭素化合物のある雰囲気中で、電子放出効率アップのた
め、その素子電極間に再び電圧を印加する活性化処理が
施される電子放出素子の製造方法について、ＥＰ−Ａ−
６６０３５７号公報、特開平０７−２３５２５５号公
報、特開平０８−００７７４９号公報などに記載されて
いる。

【０００５】また、特開平９−２３７５７１号公報、Ｅ
Ｐ−Ａ−７８８１３０号公報には、上記同様に電子放出
効率アップを目的として、素子電極間に形成された導電
性膜上に、熱硬化性樹脂、電子線ネガレジスト、あるい
は、ポリアクリロニトリル等の有機材料をスピンコート
法により塗布し有機物質膜を形成する工程及びこれら有
機物質膜を炭素化する工程を有する電子放出素子の製造
方法が記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここで、前記特開平９
−２３７５７１号公報及びＥＰ−Ａ−７８８１３０号公
報に記載された製造方法においては、上記炭素化工程の
後に、導電性膜上に残存する有機物質膜を反応ガス雰囲
気下で除去する工程を採ることにより、駆動中における
電子放出素子特性の不安定性を解消している。このよう
に、上記従来技術にあっては、電子放出素子を構成する
導電性膜上に有機物質膜が存在することは、駆動中に電
子放出特性へ影響を与えることを示唆するものの、その
対策としては、有機物質膜を除去するという解決手段を
見出していたに過ぎなかった。

【０００７】本発明においては、電子放出素子上に配置
された有機膜の、電子放出特性への影響が、極力低減さ
れた電子放出素子、さらには、その製造方法を提供する
ことを目的とする。

【０００８】また、本発明においては、電子放出効率の
より向上した電子放出素子、さらには、その製造方法を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、とりわけ、以
下に述べる構成を有するものである。即ち、本発明は、
基板上に、間隙を隔てて配置された一対の導電性膜と、
前記導電性膜上に配置された有機膜とを備える電子放出
素子であって、前記有機膜が、前記導電性膜上領域内に
配置されていることを特徴とする電子放出素子である。

【００１０】また、本発明は、基板上に、間隙を隔てて
配置された一対の導電性膜と、前記導電性膜上に配置さ
れた有機膜とを備える電子放出素子であって、前記有機
膜の前記基板上における前記導電性膜縁辺からのはみ出
し部分が５μｍ以下であることを特徴とする電子放出素
子である。

【００１１】また、本発明は、基板上に、間隙を隔てて
配置された一対の導電性膜と、前記導電性膜上に配置さ
れた有機膜と、前記一対の導電性膜の間隙に面する端部
に配置された炭素膜とを備える電子放出素子であって、
前記有機膜が、前記導電性膜上領域内に配置されている
ことを特徴とする電子放出素子である。

【００１２】また、本発明は、基板上に、間隙を隔てて
配置された一対の導電性膜と、前記導電性膜上に配置さ
れた有機膜と、前記一対の導電性膜の間隙に面する端部
に配置された炭素膜とを備える電子放出素子であって、
前記有機膜の前記基板上における前記導電性膜縁辺から
のはみ出し部分が５μｍ以下であることを特徴とする電
子放出素子である。

【００１３】また、本発明は、上記構成に加え更に、以
下の構成をも含む電子放出素子の発明でもある。即ち、
前記有機膜は、有機高分子からなる膜であること。更
に、前記有機高分子は、耐熱性の有機高分子であるこ
と、あるいは、ポリイミドであること。

【００１４】また、本発明は、複数の電子放出素子を備
える電子源であって、前記電子放出素子が、以上述べた
電子放出素子であることを特徴とする電子源である。

【００１５】また、本発明は、複数の電子放出素子を有
する電子源と、該電子源から放出される電子の照射によ
り画像を形成する画像形成部材とを備える画像形成装置
であって、前記電子放出素子が、以上述べた電子放出素
子であることを特徴とする画像形成装置である。

【００１６】また、本発明は、基板上に導電性膜を形成
する工程と、前記導電性膜上に有機膜を形成する工程
と、前記有機膜が形成された導電性膜に通電する工程と
を有する電子放出素子の製造方法であって、前記有機膜
を形成する工程は、前記有機膜を構成する材料を含有す
る液体をインクジェット法にて前記導電性膜上領域内に
付与する工程を有することを特徴とする電子放出素子の
製造方法である。

【００１７】また、本発明は、基板上に導電性膜を形成
する工程と、前記導電性膜上に有機膜を形成する工程
と、前記有機膜が形成された導電性膜に通電する工程と
を有する電子放出素子の製造方法であって、前記有機膜
を形成する工程は、前記有機膜を構成する材料を含有す
る液体をインクジェット法にて前記導電性膜上に付与す
る工程を有し、前記有機膜は、該有機膜の基板上におけ
る前記導電性膜縁辺からのはみ出し部分が５μｍ以下に
形成されることを特徴とする電子放出素子の製造方法で
ある。

【００１８】また、本発明は、基板上に導電性膜を形成
する工程と、前記導電性膜上に有機膜を形成する工程
と、前記有機膜が形成された導電性膜に通電する工程と
を有する電子放出素子の製造方法であって、前記有機膜
を形成する工程は、前記有機膜を構成する材料を含有す
る液体をインクジェット法にて前記導電性膜上に付与す
る工程を有し、かつ、前記有機膜を形成する工程に先立
って、前記導電性膜表面と前記基板表面との間に前記液
体に対する濡れ性の差を設ける工程を更に有することを
特徴とする電子放出素子の製造方法である。

【００１９】また、本発明は、基板上に導電性膜を形成
する工程と、前記導電性膜上に有機膜を形成する工程
と、前記有機膜が形成された導電性膜に通電する工程と
を有する電子放出素子の製造方法であって、前記有機膜
を形成する工程は、前記有機膜を構成する材料を含有す
る液体をインクジェット法にて前記導電性膜上に付与す
る工程を有し、かつ、前記有機膜を形成する工程に先立
って、前記基板に、該基板表面の前記液体に対する濡れ
性を低下させる表面処理を施す工程を更に有することを
特徴とする電子放出素子の製造方法である。

【００２０】また、本発明は、上記構成に加え更に、以
下の構成をも含む電子放出素子の製造方法の発明でもあ
る。即ち、前記液体は、ポリアミック酸と、アミンと、
有機溶剤とを含有する液体であること。

【００２１】更に、前記アミンは、ジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン、トリスヒドロキシメチルア
ミノメタンの中から選択される少なくとも一種であるこ
と。また、前記インクジェット法は、熱エネルギーを利
用して液体に気泡を発生させて該液体を吐出させる方
式、あるいは、力学的エネルギーを利用して液体を吐出
させる方式、であること。

【００２２】また、本発明は、複数の電子放出素子を備
える電子源の製造方法であって、前記電子放出素子が、
以上述べた方法にて製造されることを特徴とする電子源
の製造方法である。

【００２３】また、本発明は、複数の電子放出素子を有
する電子源と、該電子源から放出される電子の照射によ
り画像を形成する画像形成部材とを備える画像形成装置
の製造方法であって、前記電子放出素子が、以上述べた
方法にて製造されることを特徴とする画像形成装置の製
造方法である。

【００２４】以上述べた本発明は、有機膜を備える電子
放出素子が駆動中において、その電子放出特性が不安定
となる原因が、電子放出素子が有する有機膜が、その製
造工程中あるいは駆動中において導電化し、これにより
導電性膜の間隙部に電流のリークパスが発生して、電子
放出電流に関与する電流のみならずオーミックな電流が
流れる結果、電子放出効率が低下してしまうことにある
との知見を得ることによってなされた。

【００２５】即ち、本発明の電子放出素子によれば、導
電性膜表面の保護のために形成された有機膜、あるい
は、製造工程中での炭素膜形成の結果として残存する有
機膜は、導電性膜上領域内に配置されているので、導電
性膜領域外の基板面上にも有機膜が存在する場合におけ
る該基板上の有機膜の導電化による上記間隙でのリーク
パスの発生を防止することができる。

【００２６】また、本発明の電子放出素子によれば、上
記有機膜が仮に導電性膜領域外の基板面上にも存在する
場合であっても、その程度が５μｍ以下と低減されてい
るために、電子放出特性を大幅に低減せしめるような上
記間隙のリークパスを発生させることを防止できる。

【００２７】ここで、上記５μｍ以下とは、後述する図
6（ｃ）に示す通り、上記有機膜４１の基板１上におけ
る上記導電性膜４の縁辺からの最大のはみ出し部分Dが
５μｍ以下であることを意味する。

【００２８】また、本発明の電子放出素子の製造方法に
よれば、上記有機膜の形成は、有機膜を構成する材料を
含有する液体をインクジェット法にて上記導電性膜上領
域内に付与する工程を含むことにより、上述した通り、
導電性膜上領域内に有機膜を形成することができ、よっ
て上記間隙でのリークパスの発生を防止することができ
る。

【００２９】尚、後述する通り、上記液体をインクジェ
ット法にて上記導電性膜上領域内に付与する方法は、例
えば、上記液体の組成を制御することにより可能となっ
た。

【００３０】また、本発明の電子放出素子の製造方法に
よれば、上記有機膜の形成は、インクジェット法にて上
記液体を導電性膜上に付与するに際し、上記導電性膜表
面と上記基板表面との間に、付与される液体に対する濡
れ性の差を設ける、好ましくは、上記基板に、該基板表
面の上記液体に対する濡れ性を低下させる表面処理を施
こすことにより、形成される有機膜は上記導電性膜上領
域内に、あるいは、有機膜が仮に導電性膜領域外の基板
面上にも形成される場合であっても、その程度が上記５
μｍ以下とすることができるため、上記間隙でのリーク
パスの発生を防止することができる。

【００３１】以上の通り、本発明の電子放出素子、及
び、その製造方法によれば、とりわけ、素子が備える有
機膜が、製造工程中あるいは駆動中においてその一部が
導電化してしまい、電子放出電流に関与する電流だけで
なくオーミックな電流が流れ、電子放出効率が小さくな
ることが極めて少なく、よって、良好な素子が得られ
る。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の、特に好ましい
実施態様について詳述する。

【００３３】まず、本発明の電子放出素子の、好ましい
例について図1及び図６を用いて以下に説明する。

【００３４】図１は本発明の電子放出素子の第1の実施
形態を示す模式図であり、図1（ａ）は平面図、図１
（ｂ）は断面図である。

【００３５】図1に示される電子放出素子は、表面伝導
型電子放出素子であり、図1において、１は基板、２、
３は電極、４は導電性膜、６は有機膜、５は導電性膜が
有する亀裂などの第1の間隙、７は有機膜が有するやは
り亀裂などの第2の間隙で、第1及び第2の間隙のうち少
なくとも第１の間隙の端部には炭素膜１０が配置されて
いる。

【００３６】ここで、基板体１としては、石英ガラス、
Ｎａ等の不純物含有量を減少したガラス、ガラスにスパ
ッタ法等により形成したＳｉＯ₂を積層したガラス基板
体等を用いることができる。

【００３７】また、対向する電極２、３の材料として
は、一般的な導電性の金属材料を用いることができる。
例えばＮｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａ
ｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属或は合金、あるいは、Ｐｄ、Ａ
ｇ、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、あるいは、Ｉｎ
₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂等の透明導電体、あるいは、ポリシリ
コン等の半導体材料等から適宜選択される。

【００３８】尚、図１に示した構成だけでなく、基板１
上に、導電性膜４、対向する電極２、３の順に積層した
構成とすることもできる。

【００３９】また、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，Ｉ
ｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ等
の金属、ＰｄＯ，ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＰｂＯ，Ｓｂ
₂Ｏ₃等の酸化物導電体、ＨｆＢ ₂，ＺｒＢ₂ ，ＬａＢ
₆ ，ＣｅＢ₆，ＹＢ₄，ＧｄＢ₄等の硼化物、ＴｉＣ，
ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ等の炭化物、Ｔ
ｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ等の窒化物、Ｓｉ，Ｇｅ等の半導
体、カーボン等が挙げられる。

【００４０】導電性膜４には、良好な電子放出特性を得
るために、微粒子で構成された微粒子膜を用いるのが好
ましい。その膜厚は、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〜５０ｎｍの範囲とす
るのが良い。その抵抗値は、Ｒｓ（シート抵抗値）が１
０²Ω／□から１０⁷Ω／□の値であるのが好ましい。

【００４１】また、炭素膜１０は、炭素あるいは炭素化
合物から構成され、図１に示される通り、第1の間隙５
に面する該導電性膜４の端部に配置されており、導電性
膜４の間隙５よりも狭い第3の間隙を形成している。

【００４２】導電性膜４上に形成される有機膜６は、図
1に示す通り、導電性膜４の上面領域内に配置されてお
り、電極２、３間の基板１面には有機膜６は存在してい
ない。ここで有機膜材料は、有機高分子材料であること
が好ましく、例えば、フルフリールアルコール、フラン
樹脂、フェノール樹脂、ポリアクリルニトリル、レーヨ
ン、メタクリル酸グリシジル−アクリル酸エチル共重合
体、ポリフタル酸ジアリル、アクリル酸グリシジル−ス
チレン共重合体、ポリアミック酸、ポリイミド、エポキ
シ化１，４−ポリブタジエン、ポリメタクリル酸グリシ
ジル等が挙げられる。更には、後述する通電による電子
放出部形成工程、電子放出素子表面及び電子放出素子が
内包される容器内のクリーニングのためのベーキング工
程などを経るため、高耐熱性であることが好ましい。ま
た、耐熱性を有する有機材料としてはポリエーテルエー
テルケトン、ポリアミドイミド、ポリイミドなどが知ら
れており、これら耐熱性の有機材料の中でも、特に、成
膜のし易さ等の点から、前駆体のポリアミック酸が可溶
媒性であることなどからポリイミドが好ましい。ポリイ
ミドの中でもとくに全芳香族系のポリイミドが耐熱性の
点で好ましい。

【００４３】また、ポリイミドの前駆体であるポリアミ
ック酸は、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−
ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシ
ド（ＤＭＳＯ）などの有機溶媒によく溶ける。この溶液
をインクジェット方式で塗布し、乾燥、焼成すれば、ポ
リイミド膜を形成することができる。

【００４４】また、ポリイミドの前駆体であるポリアミ
ック酸の溶液をインクジェット方式で塗布する場合に
は、ポリアミック酸を溶解する溶媒自体も比較的粘度が
高いためノズルの目詰まり、吐出電圧を高くしないなど
の点から、ポリアミック酸の濃度を低めにおさえた１％
以下の溶液が良い。

【００４５】本発明者は、インクジェット方式でポリイ
ミド前駆体であるポリアミック酸を塗布するときに、ノ
ズルの目詰まりもおこらず、吐出電圧も許容範囲内で、
ポリアミック酸の濃度を高めに設定することによりポリ
アミック酸のドットを小さくすることができ、焼成する
ことにより径の小さいポリイミドドットを得ることが出
来ることを見出した。

【００４６】また、ポリイミド膜の前駆体であるポリア
ミック酸の濃度としては、ポリアミック酸はポリマーで
あるため溶液の粘度は高めになり、ポリアミック酸の濃
度を高めにすると、溶液粘度が上がり、吐出量が減少す
る。したがってポリイミドドット径が小さくなる。２％
から４％くらいの濃度が吐出に適した粘度となる。

【００４７】さらに、ポリアミック酸溶液に有機アミン
を添加すると、ポリイミドのドット径が小さくなること
が分かった。これはポリアミック酸と有機アミンとが反
応してアンモニウム塩をつくり、粘度が上がるためとも
考えられる。使用する有機アミンとしては、ジエタノー
ルアミン、トリエタノールアミン、トリスヒドロキシメ
チルアミノメタンなどのアルコールアミンが好ましい。
有機アミンの濃度としては、インクジェット方式の吐出
性、溶液の粘性からみて２％から２０％が好ましい。

【００４８】以上のように、濃度を高くしたポリアミッ
ク酸溶液に有機アミンを添加した溶液、すなわち塗布溶
液としては、２％〜４％のポリアミック酸及び２％〜２
０％の有機アミンのＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）な
どの有機溶媒に溶かした溶液を、インクジェット方式に
より、吐出量を減らして塗布することにより、導電性膜
上にのみ又は導電性膜上に限定してポリイミド膜を形成
することができた。

【００４９】このように塗布工程に、とりわけ、インク
ジェット方式を用いることは、導電性膜上にのみポリイ
ミドの有機膜を塗布することができるので、ポリイミド
ドット径が大きくなり、導電性膜と基板との境界部分で
基板側にはみだし、ポリイミド膜に通電処理したときに
一部が導電化し、電子放出電流に関与する電流だけでな
く、オーミックな電流が流れるという可能性を低減する
ことができる。

【００５０】さらに、基板上に設けた一対の電極上の導
電性膜上にのみインクジェット方式を用いて、粘性のあ
る、有機アミンを含むポリアミック酸を配置した後、焼
成してポリイミドとし、一対の電極に電圧を印加する電
子放出素子の製造方法にあっては、インクジェット方式
により一定量のポリイミドを導電性膜上のみに形成でき
るため、簡便に電子放出素子が作製でき、ポリイミド膜
に通電処理したときに一部のポリイミド膜が導電化し、
電子放出に関与する電流だけでなくオーミックな電流が
流れる可能性が低減し、電子放出効率のよい、しかも、
寿命の長い素子を実現でき、大きな面積にわたり、均一
な画質の画像形成装置を簡便に安価に製造することもで
きる。

【００５１】以上述べた第1の実施形態の電子放出素子
は、一対の電極２、３間に所定の電圧を印加することに
より、炭素膜１０で形成される上記第3の間隙付近から
電子を放出する素子であり、よって、導電性膜４に電子
放出部を有する電子放出素子であると換言することがで
きる。

【００５２】次に、図６は本発明の電子放出素子の第２
の実施形態を示す模式図であり、図６（ａ）は平面図、
図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ′断面図、図６（ｃ）
は図６（ａ）のＢ−Ｂ′断面図である。

【００５３】図６に示される電子放出素子は、表面伝導
型電子放出素子であり、図６において、１は基板、２、
３は電極、４は導電性膜、４１は有機膜、５は導電性膜
が有する亀裂などの第1の間隙、７は有機膜が有するや
はり亀裂などの第2の間隙で、第1及び第2の間隙のうち
少なくとも第１の間隙の端部には炭素膜１０が配置され
ている。

【００５４】尚、本実施形態における、基板１、電極
２、３、導電性膜４、有機膜４１、炭素膜１０について
は上述した第1の実施形態と同様である。

【００５５】本実施形態においては、図6（ｃ）に示す
通り、有機膜４１が導電性膜４の上面領域外の基板１面
上にも存在している。但し、有機膜４１の基板１面上に
おける導電性膜４の縁辺からのはみ出し部分Dは、基板
１面上で最大でも５μｍである。即ち、有機膜４１の基
板１面上における導電性膜４の縁辺からのはみ出し部分
Dは５μｍ以下となっている。

【００５６】また、本実施形態の電子放出素子において
も、炭素膜１０は、図６に示される通り、第1の間隙５
に面する導電性膜４の端部に配置されており、導電性膜
４の間隙５よりも狭い第3の間隙を形成しており、一対
の電極２、３間に所定の電圧を印加することにより、炭
素膜１０で形成される上記第3の間隙付近から電子を放
出する。よって、本実施形態の電子放出素子もまた、導
電性膜４に電子放出部を有する電子放出素子であると換
言することができる。

【００５７】上述の第1及び第2の実施形態の表面伝導型
電子放出素子の製造方法について、以下にその一例を挙
げ説明する。

【００５８】まず、電子放出素子の製造方法に関する第
1の実施形態のとして、図1に示された電子放出素子の製
造方法の各工程の一例について、図２、図３を参照しつ
つ説明する。

【００５９】（１）基板１を洗剤、純水および有機溶剤
等を用いて十分に洗浄し、真空蒸着法、スパッタ法等に
より素子電極材料を堆積後、例えばフォトリソグラフィ
ー技術を用いて基板体１上に素子電極２、３を形成する
（図２（ａ））。

【００６０】（２）素子電極２、３を設けた基板体１
に、インクジェット方式により金属化合物溶液を塗布
（液滴付与）して（図２（ｂ））、乾燥、焼成して金属
化合物の導電性膜４を形成する（図２（ｃ））。インク
ジェット方式としては、所謂、バブルジェット方式と呼
ばれる、熱エネルギーを利用して液体に気泡を発生させ
て該液体を吐出させる方式、あるいは、ピエゾ方式と呼
ばれる、力学的エネルギーを利用して液体を吐出させる
方式とがあり、いずれの方式でもよい。

【００６１】また、上記乾燥工程は通常用いられる自然
乾燥、送風乾燥、熱乾燥等を用いればよく、更に上記焼
成工程は通常用いられる加熱手段を用いればよい。ま
た、乾燥工程と焼成工程とは必ずしも区別された別工程
として行う必要はなく、連続して同時に行ってもかまわ
ない。

【００６２】（３）つづいて、フォーミング処理と呼ば
れる工程を施す。このフォーミング工程の方法の一例と
して通電処理による方法を説明する。素子電極２、３間
に不図示の電源を用いて通電を行うと、導電性膜４の部
位に、亀裂などの間隙部５が形成され（図２（ｄ））、
通電フォーミングの電圧波形の例を図４に示す。

【００６３】電圧波形は、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
せながら電圧パルスを印加する図４（ｂ）に示した手法
がある。

【００６４】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〜
１０ｍ秒、Ｔ２は、１０μ秒〜１００ｍ秒の範囲で設定
される。三角波の波高値（通電フォーミング時のピーク
電圧）は、表面伝導型電子放出素子の形態に応じて適宜
選択される。このような条件の下、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、矩形波など所望の波形を採用すること
ができる。

【００６５】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（通電フォーミング時のピーク電圧）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。

【００６６】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。

【００６７】（４）次に、上記フォーミングを終えた素
子の導電性膜４上に有機膜６を形成する。この有機膜６
の形成は、有機膜の構成材料を含有する溶液をインクジ
ェット法により導電性膜４の上面領域内に付与し、これ
を乾燥、焼成することにより行われる。尚、この場合の
インクジェット方式もまた、上記バブルジェット方式あ
るいは上記ピエゾ方式のいずれの方式も用いることがで
きる。

【００６８】有機膜の構成材料を含有する溶液をインク
ジェット法により導電性膜４の上面領域内に付与するた
めの手法としては、例えば、付与する溶液の組成を適宜
制御する方法が挙げられる。

【００６９】本実施形態においては、上記インクジェッ
ト方式にて付与される溶液は、有機アミン、中でも好ま
しくは、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、
トリスヒドロキシメチルアミノメタンなどのアルコール
アミンを２％から２０％含んだ、ポリイミドの前駆体で
あるポリアミック酸の２％から４％濃度のＮ−メチルピ
ロリドン（ＮＭＰ）などの有機溶液が好ましく用いられ
る。

【００７０】上記溶液を付与する際は、導電性膜の中央
にポリアミック酸溶液を塗布出来るように着弾位置を制
御し導電性膜上にのみ付与する。導電性膜上での重ね打
ち付与回数を増やしていくとポリアミック酸ドット径は
広がる傾向があるので付与回数は５回以内がよい。また
ドット径、濃度、付与回数にもよるが、ポリイミド膜の
膜厚は１０ｎｍから１５０ｎｍとなる。

【００７１】以上の様にして、有機膜を構成する材料を
含有する溶液を導電性膜上に付与した後、乾燥、焼成す
ることにより有機膜６が形成される（図３（ｅ））。

【００７２】（５）ついで、導電性膜４に通電処理する
ことにより有機膜６にも亀裂７が形成され、更には、該
有機膜６の亀裂７近傍は炭化される。よって、導電性膜
４の亀裂５に面する導電性膜４の端部には、炭素膜が形
成される（図３（ｆ））。

【００７３】なお、以上述べた製造方法において、上記
のフォーミング処理工程（３）、及び、有機膜形成の工
程（４）の手順は、逆に行っても良い。

【００７４】すなわち、工程（３′）として、上記工程
（２）により形成された導電性薄膜４上に、上記工程
（４）に示したのと同様にして有機膜を形成する（図３
（ｇ））工程を行ない、その後、工程（４′）として、
上記工程（３）と同様に、通電フォーミング処理工程を
行う。これにより、導電性膜４及び有機膜６の双方に亀
裂５，７が生成し、この場合も、該有機膜６の亀裂７近
傍は炭化され、よって、亀裂５に面する導電性膜４の端
部には、炭素膜１０が形成される。

【００７５】（６）以上のようにして作成された電子放
出素子に対して次に、安定化工程と呼ばれる処理を施す
ことが好ましい。安定化工程とは、炭化工程により形成
された電子放出素子を高真空内で駆動することにより電
子放出特性を一定にする工程である。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。

【００７６】真空容器内の有機成分の分圧は、炭素及び
炭素化合物がほぼ新たに堆積しない分圧で１．３×１０
-6Ｐａ以下が好ましく、さらには１．３×１０-8Ｐａ以
下が特に好ましい。

【００７７】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、８０〜２００℃で５時間以
上が望ましいが、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。

【００７８】真空容器内の圧力は極力低くすることが必
要で、１．３×１０^-5Ｐａ以下が好ましく、さらに１．
３×１０^-6Ｐａ以下が特に好ましい。

【００７９】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、真空度自体は多少低下しても十分安定な
特性を維持することが出来る。

【００８０】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。次
に、電子放出素子の製造方法に関する第2の実施形態と
して、図６に示された電子放出素子の製造方法の各工程
の一例について、図７〜８を参照しつつ説明する。

【００８１】（１）基板１を洗剤、純水及び有機溶剤等
を用いて十分に洗浄し、真空蒸着法、スパッタ法等によ
り素子電極材料を堆積後、例えばフォトリソグラフィー
技術を用いて基板１上に電極２及び３を形成する（図７
（ａ））。

【００８２】（２）電極２、３を形成した基板１の表面
に表面処理を行い表面処理層１１を形成する（図７
（ｂ））。

【００８３】例えば、一般に、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。基板表面の濡れや
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。

【００８４】本実施形態において、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、スピンコート、スプ
レーコート等の塗布法や気相堆積法によって処理を行う
ことができる。

【００８５】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、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
シシラン類が挙げられる。

【００８６】また、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
ン類が挙げられる。

【００８７】さらに、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が挙げられる。

【００８８】また、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、パ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）が挙げられる。

【００８９】さらに、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。

【００９０】その他、一般に溌水材として使用されてい
るシリコーン樹脂や、フッ素樹脂を用いてもよい。

【００９１】（３）表面処理した基板１上に、導電性膜
４を形成する材料を含む溶液を付与する（図７
（ｃ））。図７では一例として、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の液滴９を付与
する方法を示す。液滴９の量を調節することによって導
電性膜４の面積や膜厚を制御することができる。上記液
滴の付与にはインクジェット方式が用いられるのが好ま
しく、また、このインクジェット方式としては、所謂、
バブルジェット方式と呼ばれる、熱エネルギーを利用し
て液体に気泡を発生させて該液体を吐出させる方式、あ
るいは、ピエゾ方式と呼ばれる、力学的エネルギーを利
用して液体を吐出させる方式とがあり、いずれの方式で
もよい。

【００９２】（４）以上のようにして、導電性膜４を形
成する材料を含む溶液の液滴９を付与した後、必要に応
じて乾燥し、加熱処理等をおこない導電性膜４を形成す
る（図７（ｄ））。導電性膜の形成方法として液滴９を
付与する例を述べたが、これに限るものではなく、蒸
着、スパッタ、スピンコート、印刷法によって成膜し、
フォトリソグラフィー等によりパターニングすることも
可能である。

【００９３】（５）次に、上述の電子放出素子の製造方
法に関する第1の実施形態と同様の、フォーミング処理
と呼ばれる工程を施し、上記導電性膜４に亀裂などの間
隙５を形成する（図７（ｅ））。

【００９４】（６）次に、導電性膜４上に有機材料を含
む溶液の液滴９′を液滴付与装置８を用いて付与し（図
８（ｆ））、これを乾燥、焼成して有機膜４１を形成す
る（図８（ｇ））。また、上記液滴付与装置としては、
上記バブルジェット方式あるいは上記ピエゾ方式のイン
クジェット装置が好ましく用いられる。

【００９５】本実施形態における上記液滴の付与は、上
述の製造方法の第1の形態と同様に、付与する溶液の組
成を適宜制御することにより、上記液滴を導電性膜４の
上面領域内に付与することが可能で、その結果、形成さ
れる有機膜４１も導電性膜４の上面領域内とすることが
可能となるが、本実施形態においてはとりわけ、液滴の
付与に先立って、表面処理層１１が形成されているの
で、付与溶液の組成を厳密に制御せずとも、形成される
有機膜４１の導電性膜４縁辺からの基板1面上における
はみ出し部分を無くすること、もしくは、該はみ出し部
分をより小さくすることができる。

【００９６】即ち、本実施形態において上記の工程は、
まず基板全面を表面処理し、その上に導電性膜４を積層
することで、導電性膜上とそれ以外の表面との間に濡れ
性の差をつけるものである。一方、素子電極２，３を形
成する金属と導電性膜４を形成する金属とを比較したと
き、導電性膜４を形成する金属の方が酸化還元反応が活
発であるときは、以下に述べるような工程も可能とな
る。

【００９７】まず、基板１の所定の位置に導電性金属膜
を形成する。次に、上述したように導電性金属膜にフォ
ーミング処理をして亀裂を形成する。そして、全面に表
面処理を行った後、導電性膜を形成する金属のみが酸化
し、電極を形成する金属は酸化しない酸素雰囲気および
温度下で、導電性金属膜のみ酸化させる。このとき導電
性金属膜上に堆積している表面処理膜のみが下地金属の
酸化反応により分解する。その結果、導電性膜上とそれ
以外の基板面との間に濡れ性に差が生じることになる。
この上に上記の有機材料を含む溶液の液滴を付与する
と、形成される有機膜４１の導電性膜４縁辺からの基板
1面上におけるはみ出し部分を無くすること、もしく
は、該はみ出し部分をより小さくすることができる。

【００９８】本実施形態においては、図８（ｇ）のＡ−
Ａ′断面図である図９に示される上記はみ出し部分の大
きさＤは、電極２，３間の基板面上領域において最大で
５μｍである。

【００９９】また、本実施形態において、付与する液滴
の数は、１つの有機薄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湯合に比べて
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、液滴の数によって有機薄膜の膜厚を制
御することができる。

【０１００】また、液滴９として付与される溶液は、有
機膜４１を形成する材料を有機溶媒に分散または溶解し
た溶液等が望ましい。

【０１０１】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２０〜９０ｄｙｎｅ／ｃ
ｍ、好ましくは５０〜８０ｄｙｎｅ／ｃｍの溶液が望ま
しい。

【０１０２】また、本実施形態においては、図９に示す
ように、付与された溶液は、導電性膜上では拡がりその
外縁に達すると留まるため有機膜が導電性膜よりはみだ
すことはない、あるいははみ出しても上記最小限（D）
にとどめることができる。そのため、導電性膜の面積と
付与する液滴の量によって有機膜４１の厚みを容易に制
御することが可能となり、有機膜４１の厚みの再現性や
均一性が向上する。

【０１０３】また、有機膜４１の形成位置は導電性膜４
の位置によって定まるため、液滴の着液点が導電性膜の
中心から多少ずれても影響はなく、導電性膜４と同じ位
置に有機膜４１を形成することができる。

【０１０４】（７）ついで、導電性膜４に通電処理する
ことにより有機膜４１にも亀裂７が形成され、更には、
該有機膜４１の亀裂７近傍は炭化される。よって、導電
性膜４の亀裂５に面する導電性膜４の端部には、炭素膜
が形成される。（図８（ｈ））。

【０１０５】なお、以上述べた製造方法に関する第2の
実施形態においても前述の第1の実施形態と同様に、上
記のフォーミング処理工程５）、及び、有機膜形成の工
程６）の手順は、逆に行っても良い。

【０１０６】すなわち、工程（５′）として、上記工程
（４）により形成された導電性薄膜４上に、上記工程
６）に示したのと同様にして有機膜４１を形成する工程
を行ない、その後、工程（６′）として、上記工程
（５）と同様に、通電フォーミング処理工程を行う。こ
れにより、導電性膜４及び有機膜４１の双方に亀裂５，
７が生成し、この場合も、該有機膜４１の亀裂７近傍は
炭化され、よって、亀裂５に面する導電性膜４の端部に
は、炭素膜１０が形成される。

【０１０７】また、本実施形態においても上述の製造方
法に関する第1の実施形態と同様に、更に、安定化工程
を施すことが好ましい。

【０１０８】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。

【０１０９】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。

【０１１０】本発明の電子放出素子については、特徴的
には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。

【０１１１】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１２
を用いて説明する。図１２において、７１は電子源基
板、７２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。

【０１１２】ｍ本のＸ方向配線７２は、Ｄx1，Ｄx2，…
…，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）。

【０１１３】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。

【０１１４】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。

【０１１５】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。

【０１１６】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。

【０１１７】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。

【０１１８】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１３及び図１
４を用いて説明する。図１３は、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１４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。

【０１１９】図１３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８
４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。

【０１２０】また、７４は、図１あるいは図6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方向配線ある。

【０１２１】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。

【０１２２】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１７
（ａ））あるいはブラックマトリクス（図１７（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。

【０１２３】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。

【０１２４】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。

【０１２５】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。

【０１２６】図１３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。

【０１２７】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。

【０１２８】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１４を用いて説明する。図１４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。

【０１２９】表示パネル１０１は、端子Ｄox1 乃至Ｄox
m 、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。

【０１３０】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。

【０１３１】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。

【０１３２】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Ｔmry の各制
御信号を発生する。

【０１３３】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１０４に
入力される。

【０１３４】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１０
４のシフトクロックであると言い換えてもよい。）。

【０１３５】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個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。

【０１３６】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。

【０１３７】変調信号発生器１０７は、画像データＩd'
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１０１内の電
子放出素子に印加される。

【０１３８】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。

【０１３９】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。

【０１４０】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。

【０１４１】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
する必要があるが、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。

【０１４２】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。

【０１４３】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Ｄox
1 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８７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。

【０１４４】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。

【０１４５】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１５及び図１６を用いて説明す
る。

【０１４６】図１５は、梯子型配置の電子源の一例を示
す模式図である。図１５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。

【０１４７】図１６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Ｇ
n 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１５においては、図１２、図１３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１２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８
６の間にグリッド電極１２０を備えているか否かであ
る。

【０１４８】図１６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１５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。

【０１４９】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。

【０１５０】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。

【０１５１】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。

【０１５２】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について説明
するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。

【０１５３】［実施例１］本実施例では、前述の図１
（ａ）、（ｂ）に示すタイプの表面伝導型電子放出素子
を作製した。

【０１５４】図２及び図３を用いて、本実施例の表面伝
導型電子放出素子の作製方法を述べる。

【０１５５】絶縁性基板１として清浄化したガラス基板
上に０．５ミクロンのＳｉＯxをＣＶＤ法で形成した基
板を用い、これを有機溶剤により充分に洗浄後、該基板
１面上に、白金からなる素子電極２、３を形成した（図
２（ａ））。この時、素子電極間隔Ｌ（図１）は１０μ
ｍとし、素子電極の幅Ｗ（図１）を５００μｍ、その厚
さを１００μｍとした。次に、酢酸パラジウムテトラエ
タノールアミン錯体［Ｐｄ（Ｈ₂ＮＣ₂Ｈ₄ＯＨ）₄（ＣＨ
₃ＣＯＯ）₂］０．６ｇ、８６％鹸化ポリビニルアルコー
ル（平均重合度５００）０．０５ｇ、イソプロピルアル
コール２５ｇ、エチレングリコール１ｇをとり、水を加
えて全量を１００ｇとし、パラジウム化合物溶液を調整
した。

【０１５６】このパラジウム化合物溶液をポアサイズ
０．２５μｍのメンブランフィルターで濾過し、キヤノ
ン（株）製のバブルジェットヘッドＢＣ−０１に充填
し、所定のヘッド内ヒータに外部より２０Ｖの直流電圧
を７μ秒印加して、前記の絶縁性基板１上の素子電極
２、３のギャップ部分にパラジウム化合物溶液の液滴９
を吐出した（図２（ｂ））。ヘッド８と基板１の位置を
保持したままさらに５回吐出を繰り返した。液滴は基板
１面上において、ほぼ円形でその直径は約１１０μｍと
なった。この基板１を大気雰囲気３５０℃のオーブン中
で３０分加熱して前記金属化合物を基板１上で分解堆積
させたところ、ほぼ円形状の酸化パラジウムからなる導
電性膜４が形成された（図２（ｃ））。また、この酸化
パラジウムからなる導電性膜の直径（ドット径）は、約
１１０μｍであった。

【０１５７】つぎに、素子電極２および３の間に電圧を
印加し、導電性膜４を通電処理（フォーミング処理）す
ることにより、該導電性膜４に亀裂５を形成した（図２
（ｄ））。

【０１５８】本実施例におけるフォーミング処理の電圧
波形を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）中、Ｔ１及びＴ２
は電圧波形のパルス幅とパルス間隔であり、本実施例で
はＴ１を１ミリ秒、Ｔ２を１０ミリ秒とし、三角波の波
高値（フォーミング時のピーク電圧）は５Ｖとし、フォ
ーミング処理は約１×１０^-6Ｐａの真空雰囲気下で６０
秒間行った。

【０１５９】ついで、インクジェット方式のピエゾヘッ
ドを用い、２％ポリアミック酸、５％トリエタノールア
ミンのＮ−メチルピロリドン溶液を上記円形状の酸化パ
ラジウムからなる導電性膜４の中心に上記ピエゾヘッド
を位置合わせして、２５Ｖの三角波を印加し該溶液を２
滴吐出させ、３５０℃、３０分焼成したところ、ほぼ円
形状のポリイミドからなる有機膜６が前記酸化パラジウ
ム膜上にのみ得られた。また、このポリイミドからなる
有機膜の直径（ドット径）は、約８０μｍであった（図
３（ｅ））。

【０１６０】つぎに、素子電極２、３の間に両極パルス
波形の電圧を印加した。電圧値は２．０Ｖから徐々に上
げていき、１４〜１８Ｖで高抵抗を示したので電圧印加
を止めた。この時の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察によ
るとフォーミング処理によって生じた酸化パラジウムか
らなる導電性膜４の亀裂５にそってポリイミドの有機膜
６に亀裂７が形成されていた。また、有機膜６の亀裂７
近傍は炭化されており、亀裂５に面する導電性膜４の端
部には、炭素膜１０が形成されていた（図３（ｆ））。

【０１６１】以上のようにして作製された電子放出素子
について、その電子放出特性の測定を行った。図５に作
成した電子放出特性の測定評価装置の概略構成図を示
す。

【０１６２】図５において、１乃至８は本実施例により
作製された上述の電子放出素子であり、５１は素子電極
２、３間に電圧を印加するための電源、５０は素子電流
Ｉｆを測定するための電流計、５４は電子放出素子より
発生する放出電流Ｉｅを測定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は放出電流を測定するための電流計である。

【０１６３】また、電子放出素子の上記素子電流Ｉｆ、
放出電流Ｉｅの測定にあたっては、素子電極２、３に電
源５１と電流計５０とを接続し、該電子放出素子の上方
に電源５３と電流計５２とを接続したアノード電極５４
を配置している。また、本電子放出素子及びアノード電
極５４は真空装置５５内に設置されており、その真空装
置には排気ポンプ５６及び不図示の真空計等の真空装置
に必要な機器が具備されており、所望の真空下で本電子
放出素子の測定評価を行えるようになっている。

【０１６４】なお、本実施例では、アノード電極と電子
放出素子間の距離Ｈを４ｍｍ、アノード電極の電位を１
ｋＶ、電子放出特性測定時の真空装置内の圧力を１×１
０^-6Ｐａとした。

【０１６５】以上のような測定評価装置を用いて、本実
施例で作成した電子放出素子の電極２及び３間に、素子
電圧２５Ｖを印加したところ素子電流Ｉｆは０．４ｍ
Ａ、放出電流Ｉｅは３．８μＡとなった。また、本実施
例において作成された電子放出素子は、オーミックな電
流が流れることなく素子電流Ｉｆが小さく、放出電流Ｉ
ｅと素子電流Ｉｆとの比、即ち、（Ｉｅ／Ｉｆ）も大き
いものとなった。

【０１６６】次に、アノード電極５４の代わりに、前述
した蛍光膜とメタルバックを有するフェースプレートを
真空装置内に配置した。こうして本実施例にて作成した
電子放出素子の特性を評価する。

【０１６７】また、複数の電子放出素子を平面的にｘ−
ｙ軸上形成して電子源とし、電子源からの電子放出を試
みたところ蛍光膜の一部が発光した。こうして本実施例
にて作成された電子放出素子及び電子源が発光表示素子
として機能することがわかった。

【０１６８】［実施例２］本実施例においては、実施例
１における有機膜６を、２％ポリアミック酸、２％トリ
エタノールアミンのＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶
液の組成物を用いて形成した点以外は実施例１と同様に
して図１（ａ）、（ｂ）に示す表面伝導型電子放出素子
を作成した。本実施例においても、実施例１にて述べた
導電性膜４上にのみほぼ円形状のポリイミドからなる有
機膜６が得られ、本実施例においてこのポリイミド膜の
直径（ドット径）は、約８７μｍであった。

【０１６９】本実施例において作成された電子放出素子
も、実施例１と同様の特性及び機能を有するものであっ
た。

【０１７０】［実施例３］本実施例においては、実施例
１における有機膜６を、２％ポリアミック酸、１０％ト
リエタノールアミンのＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）
溶液の組成物を用いて形成した点以外は実施例１と同様
にして図１（ａ）、（ｂ）に示す表面伝導型電子放出素
子を作成した。本実施例においても、実施例１にて述べ
た導電性膜４上にのみほぼ円形状のポリイミドからなる
有機膜６が得られ、本実施例においてこのポリイミド膜
の直径（ドット径）は、約７７μｍであった。

【０１７１】本実施例において作成された電子放出素子
も、実施例１と同様の特性及び機能を有するものであっ
た。

【０１７２】［実施例４］以下の本実施例は、導電性膜
に亀裂を形成するための前述の通電フォーミング処理を
導電性膜上に有機膜を形成した後で実行する例である。
本実施例について実施例１と同様に図１〜図３を用いて
以下に説明する。

【０１７３】絶縁性基板１として清浄化したガラス基板
上に０．５ミクロンのＳｉＯxをＣＶＤ法で形成した基
板を用い、これを有機溶剤により充分に洗浄後、該基板
１面上に、白金からなる素子電極２、３を形成した（図
２（ａ））。この時、素子電極間隔Ｌ（図１）は１０μ
ｍとし、素子電極の幅Ｗ（図１）を５００μｍ、その厚
さを１００μｍとした。次に、酢酸パラジウムテトラエ
タノールアミン錯体［Ｐｄ（Ｈ₂ＮＣ₂Ｈ₄ＯＨ）₄（ＣＨ
₃ＣＯＯ）₂］０．６ｇ、８６％鹸化ポリビニルアルコー
ル（平均重合度５００）０．０５ｇ、イソプロピルアル
コール２５ｇ、エチレングリコール１ｇをとり水を加え
て全量を１００ｇとし、パラジウム化合物溶液を調整し
た。

【０１７４】このパラジウム化合物溶液をポアサイズ
０．２５μｍのメンブランフィルターで濾過し、キヤノ
ン（株）製のバブルジェットヘッドＢＣ−０１に充填
し、所定のヘッド内ヒータに外部より２０Ｖの直流電圧
を７μ秒印加して、前記の絶縁性基板１の素子電極２、
３のギャップ部分にパラジウム化合物溶液の液滴９を吐
出した（図２（ｂ））。ヘッド８と基板１の位置を保持
したままさらに５回吐出を繰り返した。液滴はほぼ円形
でその直径は約１１０μｍとなった。この基板１を大気
雰囲気３５０℃のオーブン中で３０分加熱して前記金属
化合物を基板１上で分解堆積させたところ、ほぼ円形状
の酸化パラジウムからなる導電性膜４が形成された。ま
た、この酸化パラジウムからなる導電性膜の直径（ドッ
ト径）は、約１１０μｍであった（図２（ｃ））。

【０１７５】つぎに、ピエゾヘッドを用い、２％ポリア
ミック酸、５％トリエタノールアミンのＮ−メチルピロ
リドン溶液を上記円形状の酸化パラジウムからなる導電
性膜４の中心に上記ピエゾヘッドを位置合わせして、２
５Ｖの三角波を印加し、２滴吐出させ、３５０℃３０分
焼成したところ、ほぼ円形状のポリイミドからなる有機
膜６が前記酸化パラジウムからなる導電性膜４上にのみ
得られた。また、このポリイミドからなる有機膜６の直
径（ドット径）は、約８０μｍであった（図３
（ｇ））。

【０１７６】つぎに、素子電極２、３の間に電圧を印加
し、ポリイミドからなる有機膜６が設けられている導電
性膜４を通電処理（フォーミング処理）した。フォーミ
ング処理の電圧波形を図４（ｂ）に示す。

【０１７７】図４（ｂ）中、Ｔ１及びＴ２は電圧波形の
パルス幅とパルス間隔であり、本実施例ではＴ１を１ミ
リ秒、Ｔ２を１０ミリ秒とし、三角波の波高値（フォー
ミング時のピーク電圧）は８Ｖ〜１６Ｖとし、とし、フ
ォーミング処理は約１×１０ ^-6Ｐａの真空雰囲気下で行
った。この時の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察によると
フォーミング処理によって酸化パラジウムからなる導電
性膜４、ポリイミドからなる有機膜６ともに亀裂５，７
が形成されていた。また、有機膜６の亀裂７近傍は炭化
されており、亀裂５に面する導電性膜４の端部には、炭
素膜１０が形成されていた（図３（ｆ））。

【０１７８】以上のようにして作製された本実施例の電
子放出素子について、その電子放出特性の測定を行っ
た。電子放出特性の測定には、実施例１と同様に図５に
示された測定評価装置を用いた。なお、本実施例におい
ても、測定条件は実施例１と同様であり、アノード電極
と電子放出素子間の距離Ｈを４ｍｍ、アノード電極の電
位を１ｋＶ、電子放出特性測定時の真空装置内の圧力を
１×１０^-6Ｐａとした。

【０１７９】以上のような測定評価装置を用いて、本実
施例で作成された電子放出素子の電極２及び３間に素子
電圧Ｖｆ２５Ｖを印加したところ素子電流Ｉｆは０．４
５ｍＡ、放出電流Ｉｅは３．７μＡとなった。

【０１８０】本実施例において作成された電子放出素子
においても、オーミックな電流が流れることなく素子電
流Ｉｆが小さく、放出電流Ｉｅと素子電流Ｉｆとの比、
即ち（Ｉｅ／Ｉｆ）も大きいものとなった。

【０１８１】また、アノード電極５４の代わりに、前述
した蛍光膜とメタルバックを有するフェースプレートを
真空装置内に配置した。こうして電子源からの電子放出
を試みたところ蛍光膜の一部が発光した。こうして本実
施例にて作成された電子放出素子が発光表示素子として
機能することがわかった。

【０１８２】［実施例６］本実施例は、図１２及び図１
３で示されるように、多数の表面伝導型電子放出素子７
４が、複数のＸ方向配線７２と複数のＹ方向配線７３と
によりマトリクス配線された電子源を用いた画像形成装
置を作成した例を示すものである。まず、絶縁性基板７
１として清浄化したガラス基板上に０．５ミクロンのＳ
ｉＯxをＣＶＤ法で形成した基板（２０ｃｍ×２０ｃ
ｍ）を用い、これを有機溶剤により充分に洗浄後、該基
板７１面上に、白金からなる一対の素子電極２、３を複
数対形成し、続いて、Ａｇからなる、複数のＸ方向配線
７２及び複数のＹ方向配線７３を形成して、上記複数の
素子電極対をマトリクス配線した。尚、Ｘ方向配線７２
とＹ方向配線７３との交差部には不図示ではあるが絶縁
層が形成されている。以降、実施例１と同様にして複数
の表面伝導型電子放出素子を作成した。

【０１８３】まず、以上の各対の素子電極２、３間に対
して、それぞれ実施例１にて用いた同様の有機金属化合
物溶液の液滴をバブルジェット方式のインクジェット装
置により付与し、焼成して、ほぼ円形状の酸化パラジウ
ムからなる導電性膜４を形成した（図２（ｃ））。尚、
各導電性膜の直径（ドット径）は、約１１０μｍであっ
た。次に、各々の導電性膜４をフォーミング処理するこ
とで、各導電性膜４に亀裂５を形成し（図２（ｄ））、
続いて、かかる導電性膜４上に、ピエゾヘッドを用い、
２％ポリアミック酸、５％トリエタノールアミンのＮ−
メチルピロリドン溶液を円形状の酸化パラジウムからな
る上記各々の導電性膜４の中心に該ピエゾヘッドを位置
合わせして、２５Ｖの三角波を印加し、２滴吐出させ、
３５０℃３０分焼成したところ、各々の導電性膜４上の
みにほぼ円形状のポリイミドからなる有機膜６が直径
（ドット径）約８０μｍで形成された（図３（ｅ））。

【０１８４】つぎに、素子電極２、３の間に実施例１と
同様の電圧印加条件にて電圧を印加したところ、上記フ
ォーミング処理によって生じた酸化パラジウムからなる
導電性膜４の亀裂５にそってポリイミドの有機膜６に亀
裂７が形成された。また、有機膜６の亀裂７近傍は炭化
されており、亀裂５に面する導電性膜４の端部には、炭
素膜１０が形成されていた（図３（ｆ））。

【０１８５】図１３に示すように、この電子源基板７１
にリアプレート８１、支持枠８２とフェイスプレート８
６を接続し真空封止して、前述した図１４の概念図に従
う駆動回路を有する画像形成装置を作製した。端子Ｄｏ
ｘ１ないしＤｏｘｍと端子Ｄｙｏ１ないしＤｏｙｎを通
じて各電子放出素子に時分割で所定電圧を印加し、端子
８７を通じてメタルバック８５に高電圧を印加すること
によって、任意のマトリクス画像パターンを表示するこ
とができ均一な画質の画像形成装置であった。

【０１８６】図１３において、リアプレート８１側に
は、電子源基板７１と、該基板７１上にＸ方向配線７２
と、Ｙ方向配線７３と、Ｘ方向配線７２とＹ方向配線７
３の各交差点に形成された電子放出素子７４とが形成さ
れ、フェイスプレート８６側には、透明なガラス基材８
３と、蛍光膜８４と、メタルバック８５が形成され、メ
タルバック８５に高圧電圧を供給する高圧端子８７とが
備えられている。また、リアプレート８１、支持枠８２
とフェイスプレート８６間はフリットガラスで接着さ
れ、内部を高真空に密封されている。

【０１８７】かかる構成において、高圧端子８７に５ｋ
Ｖ〜１０数ｋＶが印加され、端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘ
ｍと端子Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎには、画像信号と走査
信号が供給されて、電子放出素子を多数形成した電子源
から放出された電子が蛍光膜を照射することにより、フ
ェースプレート８６側から観察すれば、鮮明な高輝度の
画像映像を視認することができた。

【０１８８】また、以上の実施例によれば、基板上に設
けた導電性膜上に、有機膜形成材料として、ポリイミド
の前駆体であるポリアミック酸濃度を２％〜４％とした
粘性のある溶液をインクジェット方式で塗布することに
より導電性膜上にのみポリイミド膜を形成することがで
きる。また、ポリイミド膜に通電処理により亀裂を形成
する際に、一部導電化して放出電流に関与する電流以外
にオーミックな電流が流れることもなく効率のよい、均
一性のよい電子放出素子、および電子放出素子の製造方
法を提供できる。

【０１８９】さらにポリアミック酸に有機アミンを添加
することにより導電性膜上にのみポリイミド膜を形成で
き、均一性のよい電子放出素子、及び電子放出素子の製
造方法を提供できる。

【０１９０】また、インクジェット方式により一定量の
有機膜材料を導電性膜上にのみ付与できるため、簡便に
電子放出素子が作製でき、また、電子放出素子が備える
導電性膜上のみに有機膜が配置されることとなるので、
導電性膜上に形成された有機膜に由来する、駆動時及び
製造時の該有機膜の炭化による電気的リークパスの形成
を防止することができ、電子放出効率のよい、寿命の長
い、電子放出素子ができ、大きな面積にわたり、均一な
画質の画像形成装置を簡便に安価に製造することもでき
る。

【０１９１】［実施例７］本実施例に係る表面伝導型電
子放出素子の基本的な構成は、図６と同様である。

【０１９２】本実施例における表面伝導型電子放出素子
の製造法は、基本的には図７および図８と同様である。
以下、図６〜図８を用いて、本実施例における表面伝導
型電子放出素子の製造方法を順をおって説明する。

【０１９３】［工程−ａ］青板ガラス基板１上に、素子
電極パターンに対応する開口部を有するホトレジスト
（ＲＤ−２０００Ｎ−４１／日立化成社製）のマスクパ
ターンを形成し、スパッタリング法により、厚さ５００
ÅのＰｔを堆積した。次に、ホトレジスト有機溶剤で溶
解し、Ｐｔ堆積膜をリフトオフして、素子電極２，３を
形成した（図７（ａ））。素子電極の間隔Ｌ（図６）は
１０μｍとした。

【０１９４】［工程−ｂ］素子電極２、３を形成した基
板１を十分に洗浄した後、６０℃の加熱下において基板
１表面をジメチルメトキシシラン蒸気に暴露し、ジメチ
ルジメトキシシランを気相堆積させることにより、基板
１全面を表面処理した（図７（ｂ））。尚、図７中、１
１は表面処理層を示している。

【０１９５】［工程−ｃ］表面処理した基板１の素子電
極２、３間に、インクジェット方式の噴射装置８を用
い、酢酸パラジウムテトラエタノールアミン錯体０．６
ｇ、８６％けん化ポリビニルアルコール０．０５ｇ、イ
ソプロピルアルコール２５ｇ、エチレングリコール１ｇ
をとり、水を加えて１００ｇとしたパラジウム化合物溶
液を４滴付与した（図７（ｃ））。このとき付与された
液滴９は、基板１面上で直径１００μｍまで拡がり、円
形のドットを形成した。

【０１９６】［工程−ｄ］液滴付与後、３００℃で２時
間加熱処理して酸化パラジウムの微粒子からなる導電性
膜４を形成した（図７（ｄ））。この酸化パラジウムか
らなる導電性膜４はほぼ円形状を有し、その直径（ドッ
ト径）は１００μｍであった。

【０１９７】［工程−ｅ］次に、１．３×１０^-4Ｐａの
真空中にて素子電極２、３間に電圧を印加して通電フォ
ーミングを行い、導電性膜４に亀裂５を形成した（図７
（ｅ））。通電フォーミングの電圧波形は図４（ｂ）に
示す波形とし、パルス幅Ｔ1 を０．１ｍｓｅｃ．、パル
ス間隔Ｔ2 を２５ｍｓｅｃ．とし、ピーク電圧を０〜１
８Ｖとした。

【０１９８】［工程−ｆ］次に、ポリイミドの前駆体で
ある０．８％ポリアミック酸のＮ−メチルピロリドン溶
液の液滴９′を、インクジェット方式の噴射装置８を用
い、酸化パラジウムの微粒子からなる導電性膜４上に３
滴付与した（図８（ｆ））。溶液は導電性膜４上を拡が
り、その外縁で止まった。

【０１９９】［工程−ｇ］そして、大気中３５０℃で３
０分焼成して導電性膜４上にポリイミドからなる有機膜
４１を形成した（図８（ｇ））。形成された有機膜４１
はほぼ円形状を有し、図９に示す、素子電極２、３間領
域での、該有機膜４１の基板１上における導電性膜４の
縁辺からの最大のはみ出し部分Ｄは５μｍであった。
尚、図９は、図８（ｇ）のＡ−Ａ′断面図である。

【０２００】［工程−ｈ］次に、１．３×１０-5Ｐａ以
下の真空度まで排気した後、駆動電圧を０〜２５Ｖまで
印加して炭化処理した。炭化工程時の印加電圧パルスは
フォーミング時の印加電圧パルスと同様とした。

【０２０１】以上により、上記フォーミング処理によっ
て生じた酸化パラジウムからなる導電性膜４の亀裂５に
そってポリイミドの有機膜４１に亀裂７が形成され、ま
た、有機膜４１の亀裂７近傍は炭化されており、亀裂５
に面する導電性膜４の端部には、炭素膜１０が形成され
ていた（図８（ｈ））。

【０２０２】以上のようにして作製した電子放出素子を
図５に示した測定系を用い、１．３×１０^-5Ｐａの真空
度まで排気した後、駆動電圧２５Ｖ、アノード電圧１ｋ
Ｖを印加して電子放出特性を測定したところ、リーク電
流が存在せず、素子電流Ｉf＝０．５ｍＡ、放出電流Ｉe
＝５．０μＡが得られ、良好な電子放出特性を示し
た。

【０２０３】［比較例１］実施例７の工程−ｂの基板表
面処理を行なわなかったこと以外は、実施例７と同様に
して表面伝導型電子放出素子を作製した。

【０２０４】［工程−ａ］青板ガラス基板１上に、素子
電極パターンに対応する開口部を有するホトレジスト
（ＲＤ−２０００Ｎ−４１／日立化成製）のマスクパタ
ーンを形成し、スッパタリング法により、厚さ５００Å
のＰｔを堆積した。次に、ホトレジスト有機溶液で溶解
し、Ｐｔ堆積膜をリフトオフして、素子電極２、３を形
成した（図７（ａ））。素子電極の間隔Ｌ（図６）は１
０μｍとした。

【０２０５】［工程−ｂ］上記基板１の素子電極２、３
間に、インクジェット方式の噴霧装置８を用い、酢酸パ
ラジウムテトラエタノールアミン錯体０．６ｇ、８６％
けん化ポリビニルアルコール０．０５ｇ、イソプロピル
アルコール２５ｇ、エチレングリコール１ｇをとり、水
を加えて１００ｇとしたパラジウム化合物溶液を４滴付
与した（図７（ｃ））。このとき付与された液滴９は、
基板１上で直径１００μｍまで拡がり、円形のドットを
形成した。

【０２０６】［工程−ｃ］液滴付与後、３００℃で２時
間加熱処理して酸化パラジウムの微粒子からなる導電性
膜４を形成した（図７（ｄ））。この酸化パラジウムか
らなる導電性膜４はほぼ円形状を有し、その直径（ドッ
ト径）は１００μｍであった。

【０２０７】［工程−ｄ］次に、１．３×１０^-4Ｐａ
の真空中にて素子電極２、３間に電圧を印加して通電フ
ォーミングを行い、導電性膜４に亀裂５を形成した（図
７（ｅ））。通電フォーミングの電圧波形は図４（b）
に示す波形とし、パルス幅T１を0.1msec 、パルス間隔T
2を25msecとし、ピーク電圧を０〜１８Vとした。

【０２０８】［工程−ｅ］次に、ポリイミドの前駆体で
ある０．８％ポリアミック酸のＮ−メチルピロリドン溶
液を、インクジェット方式の噴射装置８を用い、酸化パ
ラジウムの微粒子からなる導電性薄膜４上に３滴付与し
た（図３（ｆ））。溶液は導電性膜４上を拡がり、その
外縁で止まった。

【０２０９】［工程−ｆ］そして、大気中３５０℃で３
０分焼成して導電性膜４上にポリイミドからなる有機膜
４１を形成した。形成された有機膜４１はほぼ円形状を
有し、図９に示すように、素子電極２、３間領域におい
て、該有機膜４１の基板１上における導電性膜４の縁辺
からの最大のはみ出し部分Ｄは７μｍであった。

【０２１０】［工程−ｇ］次に、１．３×１０^-5Ｐａ以
下の真空度まで排気した後、駆動電圧を０〜２５Ｖまで
印加した結果、電子放出電流に関与する電流だけでなく
大きなオーミックな電流が流れ、リークしていることが
わかった。

【０２１１】以上実施例７と比較例１とから、導電性膜
上、有機膜のはみ出しが５μｍまでなら、リークのない
電子放出素子が得られたが、有機膜のはみ出しが７μｍ
だと大きなリーク電流が流れることがわかった。

【０２１２】［実施例８］実施例７の［工程−ａ］〜
［工程−ｇ］と同様にして導電性膜４上にポリイミドか
らなる有機膜４１を積層し、これを図５に示した真空容
器内に入れ、アルゴンガスをフローした状態で大気圧下
で炭化処理を行った。印加電圧は実施例７の［工程−
ｈ］と同じとした。

【０２１３】以上のようにして作成した本実施例の電子
放出素子の電子放出持性は、実施例７と同様であった。

【０２１４】［実施例９］［工程−ａ］実施例７と同様に、青板ガラス基板１上
に、素子電極パターンに対応する開口部を有するホトレ
ジスト（ＲＤ−２０００Ｎ−４１／日立化成社製）のマ
スクパターンを形成し、スパッタリング法により、厚さ
５００ÅのＰｔを堆積した。次に、ホトレジスト有機溶
剤で溶解し、Ｐｔ堆積膜をリフトオフして、素子電極
２、３を形成した（図１０（ａ））。素子電極の間隔Ｌ
（図6）は１０μｍとした。

【０２１５】［工程−ｂ］素子電極２、３の形成された
基板１を十分に洗浄した後、基板１の素子電極２、３間
に、インクジェット方式の噴射装置８を用い、酢酸パラ
ジウムテトラエタノールアミン錯体０．６ｇ、８６％け
ん化ポリビニルアルコール０．０５ｇ、イソプロピルア
ルコール２５ｇ、エチレングリコール１ｇをとり、水を
加えて１００ｇとしたパラジウム化合物溶液を４滴（２
ドット）付与した（図１０（ｂ）)。このとき付与され
た液滴９は基板面上で直径１５０μｍまで拡がり、円形
のドットを形成した。

【０２１６】［工程−ｃ］液滴付与後、３００℃で２時
間加熱処理をして酸化パラジウムの微粒子からなる導電
性膜４を形成した。この酸化パラジウムからなる導電性
膜４はほぼ円形状を有し、その直径（ドット径）は１５
０μｍであった（図１０（ｃ））。

【０２１７】［工程−ｄ］次に、１．３×１０^-4Ｐａの
真空中にて素子電極２、３間に電圧を印加して通電フォ
ーミングを行い、導電性膜４に亀裂５を形成した（図１
０（ｄ））。通電フォーミングの電圧波形は図４（ｂ）
に示す波形とし、パルス幅Ｔ1 を０．１ｍｓｅｃ．、パ
ルス間隔Ｔ2 を２５ｍｓｅｃ．とし、ピーク電圧を０〜
１８Ｖとした。

【０２１８】［工程−ｅ］そして、上記のフォーミング
を終了した素子を図５の真空容器内に入れ、基板温度を
５０℃に保った状態で、水素２％／窒素９８％の混合気
体を容器内にフローした。約３０分後に酸化パラジウム
膜が金属パラジウム膜４′に還元された。還元反応が終
了したことは、同じ容器内にいれたモニター用の酸化パ
ラジウム膜の電気抵抗が小さくなった後一定値に落ち着
いたことから判断した。

【０２１９】［工程−ｆ］次に、室温下で基板表面をジ
メチルジメトキシシラン蒸気に１時間暴露させ、上記表
面処理膜を基板全面に堆積させた（図１１（ｅ））。
尚、図１１（ｅ）の１１は表面処理膜を示す。その後、
基板を大気中３５０℃で３０分間熱処理した。

【０２２０】この条件では金属Ｐｄ膜は再酸化するが、
Ｐｔ電極膜は金属状態のまま保たれるため、基板全面に
堆積した表面処理膜のうちＰｄ膜の上のみがＰｄ膜の酸
化反応により分解される。その結果、Ｐｄ膜上とそれ以
外の表面との間に濡れ性の差が発生する（図１１
（ｆ））。

【０２２１】［工程−ｇ］次に、ポリイミドの前駆体で
ある０．８％ポリアミック酸のをＮ−メチルピロリドン
溶液を、インクジェット方式の噴射装置８を用い、酸化
パラジウムの微粒子からなる導電性膜４上に３滴付与し
た。溶液は導電性膜４上を拡がり、その外縁で止まっ
た。

【０２２２】［工程−ｈ］その後、大気中３５０℃で３
０分間焼成して導電性膜４上にポリイミドからなる有機
膜４１を形成した（図１１（ｇ））。形成された有機膜
４１はほぼ円形状を有し、図９にて示した通り、素子電
極２，３間領域での、該有機膜４１の基板１上における
導電性膜４の縁辺からの最大のはみ出し部分Ｄは３μｍ
であった。

【０２２３】［工程−ｉ］次に、１．３×１０^-5Ｐａ以
下の真空度まで排気した後、駆動電圧を０〜２５Ｖまで
印加して炭化処理を行った。炭化工程時の印加電圧パル
スはフォーミング時の印加電圧パルスと同様とした。

【０２２４】以上により、上記フォーミング処理によっ
て生じた酸化パラジウムからなる導電性膜４の亀裂５に
そってポリイミドの有機膜４１に亀裂７が形成され、ま
た、有機膜４１の亀裂７近傍は炭化されており、亀裂５
に面する導電性膜４の端部には、炭素膜１０が形成され
ていた（図１１（ｈ））。

【０２２５】以上のようにして作製した電子放出素子を
図５に示した測定系を用い、１．３×１０^-5Ｐａ以下の
真空度まで排気した後、駆動電圧２５Ｖ、アノード電圧
１ｋＶを印加して電子放出特性を測定したところ、素子
電流Ｉf ＝０．７ｍＡ、放出電流Ｉe ＝８．０μＡが得
られ、良好な電子放出特性を示した。

【０２２６】［実施例１０］実施例７と同様の基板１表
面にパーフルオロエチルトリメトキシシラン溶液をスピ
ンナー法を用いて塗布し、１５０℃で１５分間焼成し
て、基板１全面を表面処理した以外は、実施例７と同様
である。

【０２２７】以上のようにして作成した電子放出素子の
電子放出持性は、実施例７と同様であった。

【０２２８】［実施例１１］実施例７と同様に表面処
理、酸化Ｐｄ膜の形成、および通電フォーミング処理を
行った。

【０２２９】次に、１％ポリアクリロニトリルのをＮ、
Ｎ−ジメチルアセトアミド溶液を、インクジェット方式
の噴射装置を用い、酸化パラジウムの微粒子からなる導
電性膜４上に２滴付与した。溶液は導電性膜上を拡が
り、その外縁で止まった。

【０２３０】次に、大気中２５０℃で３０分間焼成して
導電性膜４上にポリアクリロニトリルからなる有機膜４
１を形成した。形成された有機膜４１はほぼ円形状を有
し、図９に示す、素子電極２、３間領域での、該有機膜
４１の基板１上における導電性膜４の縁辺からの最大の
はみ出し部分Ｄは５μｍであった。

【０２３１】そして、１．３×１０^-5Ｐａ以下の真空度
まで排気した後、駆動電圧を０〜２５Ｖまで印加して炭
化処理を行った。炭化工程時の印加電圧パルスはフォー
ミング時の印加電圧パルスと同様とした。

【０２３２】以上により、上記フォーミング処理によっ
て生じた酸化パラジウムからなる導電性膜４の亀裂５に
そってポリアクリロニトリルの有機膜４１に亀裂７が形
成され、また、有機膜４１の亀裂７近傍は炭化されてお
り、亀裂５に面する導電性膜４の端部には、炭素膜１０
が形成されていた。

【０２３３】以上のようにして作製した電子放出素子を
図５に示した測定系を用い、１．３×１０^-5Ｐａ以下の
真空度まで排気した後、駆動電圧２５Ｖ、アノード電圧
１ｋＶを印加して電子放出特性を測定したところ、素子
電流Ｉf ＝０．６ｍＡ、放出電流Ｉe ＝６．０μＡが得
られ、良好な電子放出特性を示した。

【０２３４】［実施例１２］実施例７の表面伝導型電子
放出素子を用いて図１２および図１３に示すようなマト
リックス形状の電子源基板および画像形成装置を作製し
た。

【０２３５】青板ガラス基板７１上に、素子電極パター
ンに対応する開口部を有するホトレジスト（ＲＤ−２０
００Ｎ−４１／日立化成社製）のマスクパターンを形成
し、スパッタリング法により、厚さ５００ÅのＰｔを堆
積した。次に、ホトレジスト有機溶剤で溶解し、Ｐｔ堆
積膜をリフトオフして、複数対の素子電極２，３を形成
した。各々の対の素子電極の間隔Ｌは１０μｍとした。

【０２３６】スクリーン印刷法によりＡｇペーストを印
刷し、加熱焼成することにより、Ｘ方向配線７２および
Ｙ方向配線７３を形成し、上記複数対の素子電極２，３
をマトリクス配線した。また、Ｘ方向配線７２とＹ方向
配線７３との交差部には、スクリーン印刷法により絶縁
性ペーストを印刷し、加熱焼成して不図示の絶縁層を形
成した。

【０２３７】素子電極および配線を形成した基板７１
を、実施例７と同様にして表面処理した。

【０２３８】表面処理した基板１の素子電極２、３間
に、実施例７と同様にして酢酸パラジウムテトラエタノ
ールアミン錯体０．６ｇ、８６％けん化ポリビニルアル
コール０．０５ｇ、イソプロピルアルコール２５ｇ、エ
チレングリコール１ｇをとり、水を加えて１００ｇとし
たパラジウム化合物溶液を４滴ずつ付与した。このとき
付与された液滴は、直径１００μｍの真円状となった。

【０２３９】液滴付与後、３００℃で２時間加熱処理し
て酸化パラジウムの微粒子からなる導電性膜４を形成し
た。この酸化パラジウムからなる導電性膜４はほぼ円形
状を有し、その直径（ドット径）は１００μｍであっ
た。

【０２４０】このようにして作成した電子源基板におい
て、Ｘ方向配線及びＹ方向配線を介して、実施例７と同
様に素子電極２、３間に０〜１８Ｖの電圧を印加してフ
ォーミングを行い、各導電性膜４に亀裂５を形成した。

【０２４１】次に、実施例７と同様にポリイミドの前駆
体である０．８％ポリアミック酸のＮ−メチルピロリド
ン溶液を、インクジェット方式の噴射装置を用い、酸化
パラジウムの微粒子からなる導電性膜４上に３滴ずつ付
与した。溶液は導電性膜上を拡がり、その外縁で止まっ
た。

【０２４２】そして、大気中３５０℃で３０分間焼成し
て導電性膜４上にポリイミドからなる有機膜４１を形成
した。形成された有機膜４１はほぼ円形状を有し、図９
に示す、素子電極２，３間領域での、該有機膜４１の基
板１上における導電性膜４の縁辺からの最大のはみ出し
部分Ｄは５μｍであった。

【０２４３】このようにして作製した電子源基板７１を
リアプレート８１上に固定した後、基板の５ｍｍ上方に
フェースプレート８６（ガラス基板の内面に蛍光膜とメ
タルバックが形成されて構成される）を支持枠８２を介
して配置し、フリットガラスを用いて４００℃にて封着
を行った。なお、蛍光膜にはＲＧＢ３色がストライプ形
状に配置されたものを用いた。

【０２４４】作製したガラス容器内を排気管を通じ真空
ポンプにて排気した後、容器外端子を通じて、駆動電圧
を０〜２５Ｖまで印加して炭化処理を行った。炭化工程
時の印加電圧パルスは、フオーミング時の印加電圧パル
スと同様にした。以上により、各導電性膜４には、上記
フォーミング処理によって生じた亀裂５にそってポリイ
ミドの有機膜４１に亀裂７が形成され、また、有機膜４
１の亀裂７近傍は炭化されており、亀裂５に面する導電
性膜４の端部には、炭素膜１０が形成されていた。

【０２４５】容器内を十分に排気し、さらに真空度を維
持するためにゲッター処理を行った後、排気管をガスバ
ーナーで溶着して容器を封止し、画像形成装置を作製し
た。

【０２４６】以上のようにして完成した画像形成装置に
おいて、各電子放出素子には容器外端子を通して２５Ｖ
の電圧を印加し、高圧端子を通じてメタルバックに４ｋ
Ｖの電圧を印加したところ、フェースプレート上で均一
性の良好な発光スポットを得ることができた。

【０２４７】また、図１４に示すような駆動回路を用い
て、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づいてテレビジョン
表示を行ったところ、全面において輝度ムラや表示ムラ
のない、良好な画像を表示させることができた。

【０２４８】［実施例１２］実施例７の電子放出素子を
用いて図１５および図１６に示すような梯子形状の電子
源基板および画像形成装置を作製した。

【０２４９】実施例１１と同様にして青板ガラス基板１
１０上に素子電極２，３を形成し、スクリーン印刷法に
より共通配線１１２を形成した。

【０２５０】次に、実施例１１と同様にして電極基板の
表面処理を行い、導電性膜４および有機膜４１を形成し
た。

【０２５１】作製した電子源基板１１０を用い、電子源
基板１１０とフェースプレート８６間にグリッド電極１
２０を配置したこと以外は、実施例１１と同様にして図
１６に示すような画像形成装置を作製した。

【０２５２】以上のようにして完成した画像形成装置に
おいて、素子行を１列ずつ順次駆動（走査）していくの
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とにより、各電子ビームの蛍光体へ
の照射を制御し、画像を１ラインずつ表示することがで
きた。

【０２５３】各電子放出素子に容器外端子を通して２５
Ｖの電圧を印加し、高圧端子を通してメタルバックに４
ｋＶの電圧を印加したところ、フェースプレート上で均
一性の良好な発光スポットを得ることができた。

【０２５４】

【発明の効果】本発明においては、電子放出素子上に配
置された有機膜の、電子放出特性への影響が、極力低減
された電子放出素子、及び電子源、さらには、それらの
製造方法を提供することができる。

【０２５５】また、本発明においては、電子放出効率の
より向上した電子放出素子、及び電子源、さらには、そ
れらの製造方法を提供することができる。

【０２５６】また、本発明においては、電子放出特性の
均一性に優れた複数の電子放出素子を備える電子源、さ
らにはその製造方法を提供することができる。

【０２５７】また、本発明においては、高品位の画像を
形成し得る画像形成装置、さらには、その製造方法を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子放出素子の一例を示す模式的平面
図及び断面図である。

【図２】図１に示す電子放出素子の作製方法の一例を示
す模式図である。

【図３】図1に示す電子放出素子の作製方法の一例を示
す模式図である。

【図４】本発明に係る電子放出素子の製造に際して採用
できる通電フォーミング処理における電圧波形の一例を
示す模式図である。

【図５】測定評価機能を備えた真空処理装置の一例を示
す模式図である。

【図６】本発明の電子放出素子の別の例を示す模式的平
面図及び断面図である。

【図７】図６に示す電子放出素子の作製方法の一例を示
す模式図である。

【図８】図６に示す電子放出素子の作製方法の一例を示
す模式図である。

【図９】図８（ｇ）のＡ−Ａ′断面図である。

【図１０】図６に示す電子放出素子の作製方法の別の例
を示す模式図である。

【図１１】図６に示す電子放出素子の作製方法の別の例
を示す模式図である。

【図１２】本発明に係る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１３】本発明に係る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１４】本発明に係る画像形成装置に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１５】本発明に係る梯子型配置の電子源の一例を示
す模式図である。

【図１６】本発明に係る画像形成装置の表示パネルの別
の例を示す模式図である。

【図１７】本発明に係る画像形成装置の表示パネルにお
ける蛍光膜の一例を示す模式図である。

【符号の説明】

１基板２、３電極４導電性膜５亀裂（第１の間隙）６、４１有機膜７亀裂（第２の間隙）８インクジェットヘッド９、９’ 液滴１０炭素膜１１表面処理層５０電流計５１電源５２電流計５３高圧電源５４アノード電極５５真空装置７１電子源基板７２Ｘ方向配線７３Ｙ方向配線７４電子放出素子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８８外囲器９１黒色導電材９２蛍光体１０１画像表示パネル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１１０電子源基板１１１電子放出素子１１２共通配線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、間隙を隔てて配置された一対
の導電性膜と、前記導電性膜上に配置された有機膜とを
備える電子放出素子であって、前記有機膜が、前記導電
性膜上領域内に配置されていることを特徴とする電子放
出素子。
【請求項２】基板上に、間隙を隔てて配置された一対
の導電性膜と、前記導電性膜上に配置された有機膜とを
備える電子放出素子であって、前記有機膜の前記基板上
における前記導電性膜縁辺からのはみ出し部分が５μｍ
以下であることを特徴とする電子放出素子。
【請求項３】基板上に、間隙を隔てて配置された一対
の導電性膜と、前記導電性膜上に配置された有機膜と、
前記一対の導電性膜の間隙に面する端部に配置された炭
素膜とを備える電子放出素子であって、前記有機膜が、
前記導電性膜上領域内に配置されていることを特徴とす
る電子放出素子。
【請求項４】基板上に、間隙を隔てて配置された一対
の導電性膜と、前記導電性膜上に配置された有機膜と、
前記一対の導電性膜の間隙に面する端部に配置された炭
素膜とを備える電子放出素子であって、前記有機膜の前
記基板上における前記導電性膜縁辺からのはみ出し部分
が５μｍ以下であることを特徴とする電子放出素子。
【請求項５】前記一対の導電性膜の各々に電極が設け
られている請求項１〜４のいずれかに記載の電子放出素
子。
【請求項６】前記有機膜は、有機高分子からなる膜で
ある請求項１〜４のいずれかに記載の電子放出素子。
【請求項７】前記有機高分子は、耐熱性の有機高分子
である請求項６に記載の電子放出素子。
【請求項８】前記有機高分子は、ポリイミドである請
求項６に記載の電子放出素子。
【請求項９】複数の電子放出素子を備える電子源であ
って、前記電子放出素子が、請求項１〜４のいずれかに
記載の電子放出素子であることを特徴とする電子源。
【請求項１０】複数の電子放出素子を有する電子源
と、該電子源から放出される電子の照射により画像を形
成する画像形成部材とを備える画像形成装置であって、
前記電子放出素子は、請求項１〜４のいずれかに記載の
電子放出素子であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】基板上に導電性膜を形成する工程と、
前記導電性膜上に有機膜を形成する工程と、前記有機膜
が形成された導電性膜に通電する工程とを有する電子放
出素子の製造方法であって、前記有機膜を形成する工程
は、前記有機膜を構成する材料を含有する液体をインク
ジェット法にて前記導電性膜上領域内に付与する工程を
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１２】基板上に導電性膜を形成する工程と、
前記導電性膜上に有機膜を形成する工程と、前記有機膜
が形成された導電性膜に通電する工程とを有する電子放
出素子の製造方法であって、前記有機膜を形成する工程
は、前記有機膜を構成する材料を含有する液体をインク
ジェット法にて前記導電性膜上に付与する工程を有し、
前記有機膜は、該有機膜の基板上における前記導電性膜
縁辺からのはみ出し部分が５μｍ以下に形成されること
を特徴とする電子放出素子の製造方法。
【請求項１３】基板上に導電性膜を形成する工程と、
前記導電性膜上に有機膜を形成する工程と、前記有機膜
が形成された導電性膜に通電する工程とを有する電子放
出素子の製造方法であって、前記有機膜を形成する工程
は、前記有機膜を構成する材料を含有する液体をインク
ジェット法にて前記導電性膜上に付与する工程を有し、
かつ、前記有機膜を形成する工程に先立って、前記導電
性膜表面と前記基板表面との間に前記液体に対する濡れ
性の差を設ける工程を更に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１４】基板上に導電性膜を形成する工程と、
前記導電性膜上に有機膜を形成する工程と、前記有機膜
が形成された導電性膜に通電する工程とを有する電子放
出素子の製造方法であって、前記有機膜を形成する工程
は、前記有機膜を構成する材料を含有する液体をインク
ジェット法にて前記導電性膜上に付与する工程を有し、
かつ、前記有機膜を形成する工程に先立って、前記基板
に、該基板表面の前記液体に対する濡れ性を低下させる
表面処理を施す工程を更に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１５】前記液体は、ポリアミック酸と、アミ
ンと、有機溶剤とを含有する液体である請求項１１〜１
４のいずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１６】前記アミンは、ジエタノールアミン、
トリエタノールアミン、トリスヒドロキシメチルアミノ
メタンの中から選択される少なくとも一種である請求項
１５に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１７】前記インクジェット法は、熱エネルギ
ーを利用して前記液体に気泡を発生させて該液体を吐出
させる方式である請求項１１〜１４のいずれかに記載の
電子放出素子の製造方法。
【請求項１８】前記インクジェット法は、力学的エネ
ルギーを利用して前記液体を吐出させる方式である請求
項１１〜１４のいずれかに記載の電子放出素子の製造方
法。
【請求項１９】複数の電子放出素子を備える電子源の
製造方法であって、前記電子放出素子が、請求項１１〜
１４のいずれかに記載の電子放出素子の製造方法にて製
造されることを特徴とする電子源の製造方法。
【請求項２０】複数の電子放出素子を有する電子源
と、該電子源から放出される電子の照射により画像を形
成する画像形成部材とを備える画像形成装置の製造方法
であって、前記電子放出素子が、請求項１１〜１４のい
ずれかに記載の電子放出素子の製造方法にて製造される
ことを特徴とする画像形成装置の製造方法。