JP3168382B2 - 電子放出素子、電子源、画像形成装置、及びこれらの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面伝導型電子放出素
子、該表面伝導型電子放出素子を複数用いた電子源、そ
れを用いた表示装置や露光装置等の画像形成装置、更に
はこれらの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】表面伝導型電子放出素子は、絶縁性の基
板上に形成された導電性薄膜に、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。

【０００３】表面伝導型電子放出素子の典型的な構成例
としては、絶縁性の基板上に設けた一対の素子電極間を
連絡する金属酸化物等の導電性薄膜に、予めフォーミン
グと称される通電処理により電子放出部を形成したもの
が挙げられる。フォーミングは、導電性薄膜の両端に電
圧を印加通電することで通常行われ、導電性薄膜を局所
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を形成する処理であ
る。電子放出は、上記電子放出部が形成された導電性薄
膜に電圧を印加して電流を流すことにより、電子放出部
に発生した亀裂付近から行われる。

【０００４】上記表面伝導型電子放出素子は、構造が単
純で製造も容易であることから、大面積に亙って多数配
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。例えば表示装置等の
画像形成装置への利用が挙げられる。

【０００５】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（梯型配置とも呼ぶ）した電子源が挙げ
られる（特開昭６４−３１３３２号公報、特開平１−２
８３７４９号公報、同１−２５７５５２号公報）。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）。

【０００６】上記表面伝導型電子放出素子を利用した表
示装置において、高品位、高精細な画像を大画面で得る
ためには、表面伝導型電子放出素子の行・列の数が夫々
数百〜数千となり、非常に多くの表面伝導型電子放出素
子を配列する必要がある。従って、各表面伝導型電子放
出素子の電気特性が均一で制御しやすいことが望まれ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
表面伝導型電子放出素子には次のような問題があった。

【０００８】導電性薄膜の状態が電子放出部を形成する
フォーミング工程を左右し、最終的に表面伝導型電子放
出素子の電子放出特性を決定する。ここでフォーミング
に必要な電圧や電流が大きい、即ちフォーミングに要す
るエネルギーが大きい場合には、（１）フォーミング時
に発生する熱量も大きく、該熱により電子放出部、電極
と薄膜の境界、更には電極の破壊が生じ、結果として安
定した電子放出素子が得られない、（２）フォーミング
工程に大容量の電気回路や装置が必要となり、素子の駆
動電圧も高くなる、などの問題がある。

【０００９】フォーミングに係るエネルギーを低減する
手段として、導電性薄膜を微粒子で構成すると効果的で
ある。しかしながら、膜の組成だけでなく、微粒子の粒
径や微粒子間のつながりが膜の導電性を決める重要なパ
ラメータとなっており、これらを制御することは容易で
はない。

【００１０】一方、導電性薄膜の形成工程としては、従
来は工程の簡便さと大面積（電子源の場合）の作製が容
易なことから、有機金属溶液を塗布して有機金属薄膜を
形成し、該薄膜を焼成して金属或いは金属酸化物薄膜と
する手段が取られていた。しかしながら、当該手段で
は、上記した良好に制御された微粒子膜の形成が困難で
あった。

【００１１】本発明の目的は上記問題点を解決し、均一
な電子放出特性を有する表面伝導型電子放出素子を提供
することにあり、具体的には、フォーミング特性が良好
な導電性薄膜を形成することにあり、更に詳細には、微
粒子の粒径やつながり等を良好に制御した均一な微粒子
膜からなる導電性薄膜を特に繁雑な工程や設計変更を加
えることなく形成する方法を提供し、該製造方法によ
り、優れた電子放出特性を有する表面伝導型電子放出素
子、及び該表面伝導型電子放出素子を複数用いた電子
源、更には画像形成装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段及び作用】請求項１〜５の
発明は、表面伝導型電子放出素子の製造方法であり、導
電性薄膜が有機金属化合物薄膜を加熱焼成してなる金属
酸化物からなる微粒子膜であり、該加熱焼成工程におい
て、有機金属化合物の熱酸化温度付近における昇温速度
を、熱分解温度領域における昇温速度よりも低く制御す
ることを特徴とする。

【００１３】請求項６〜８の発明は、上記製造方法で製
造されたことを特徴とする表面伝導型電子放出素子、請
求項９及び１０の発明は、該表面伝導型電子放出素子を
複数用いたことを特徴とする電子源、更に、請求項１１
〜１３の発明は該電子源を用いたことを特徴とする画像
形成装置である。

【００１４】請求項１４〜１６の発明は、上記電子源の
製造方法であり、請求項１７及び１８の発明は、上記画
像形成装置の製造方法である。

【００１５】各発明の構成及び作用を以下に詳細に説明
する。

【００１６】表面伝導型電子放出素子には平面型と垂直
型があり、本発明についてはいずれの表面伝導型電子放
出素子でも用いることができる。まず、平面型表面伝導
型電子放出素子の基本的な構成について説明する。

【００１７】図１（ａ）、（ｂ）は、平面型表面伝導型
電子放出素子の基本的な構成を示す図である。

【００１８】図１において１は基板、２は電子放出部、
３は導電性薄膜、４と５は素子電極である。

【００１９】基板１としては、例えば石英ガラス、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等が挙げられる。

【００２０】対向する素子電極４，５の材料としては、
一般的導体材料が用いられ、例えばＮｉ、Ｃｒ、Ａｕ、
Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属ある
いは合金及びＰｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ₂ 、Ｐｄ−Ａｇ
等の金属あるい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。

【００２１】素子電極間隔Ｌ、素子電極長さＷ、導電性
薄膜３の形状等は、応用される形態等によって設計され
る。

【００２２】素子電極間隔Ｌは、数百Å〜数百μｍであ
ることが好ましく、より好ましくは、素子電極４，５間
に印加する電圧と電子放出し得る電界強度等により、数
μｍ〜数十μｍである。

【００２３】素子電極長さＷは、電極の抵抗値や電子放
出特性を考慮すると、好ましくは数μｍ〜数百μｍであ
り、また素子電極厚ｄは、数百Å〜数μｍである。

【００２４】尚、図１に示される表面伝導型電子放出素
子は、基板１上に、素子電極４，５、導電性薄膜３の順
に積層されたものとなっているが、基板１上に、導電性
薄膜３、素子電極４，５の順に積層したものとしてもよ
い。

【００２５】本発明において、導電性薄膜３は微粒子で
構成された微粒子膜であり、その膜厚は、素子電極４，
５へのステップカバレージ、素子電極４，５間の抵抗値
及び後述するフォーミング条件等によって適宜選択され
る。この導電性薄膜３の膜厚は、好ましくは数Å〜数千
Åで、特に好ましくは１０Å〜５００Åであり、その抵
抗値は、１０³ 〜１０⁷ Ω／□のシート抵抗値である。

【００２６】導電性薄膜３を構成する材料としては、例
えばＰｄ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃ
ｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属酸化物
である。

【００２７】尚、上記微粒子膜とは、複数の微粒子が集
合した膜であり、その微細構造として、微粒子が個々に
分散配置した状態のみならず、微粒子が互いに隣接、あ
るいは重なり合った状態（島状も含む）の膜をさす。微
粒子の粒径は、数Å〜数千Åであることが好ましく、特
に好ましくは１０Å〜２００Åである。

【００２８】電子放出部２には亀裂が含まれており、電
子放出はこの亀裂付近から行われる。この亀裂を含む電
子放出部２及び亀裂自体は、導電性薄膜３の膜厚、膜
質、材料及び後述するフォーミング条件等の製法に依存
して形成される。従って、電子放出部２の位置及び形状
は図１に示されるような位置及び形状に特定されるもの
ではない。

【００２９】亀裂は、数Å〜数百Åの粒径の導電性微粒
子を有することもある。この導電性微粒子は、導電性薄
膜３を構成する材料の元素の一部、あるいは総てと同様
のものである。また、亀裂を含む電子放出部２及びその
近傍の導電性薄膜３は炭素及び炭素化合物を有すること
もある。

【００３０】次に、垂直型表面伝導型電子放出素子の基
本的な構成について説明する。

【００３１】図２は、垂直型表面伝導型電子放出素子の
基本的な構成を示す図で、図中２１は段差形成部材で、
その他図１と同じ符号は同じ部材を示すものである。

【００３２】基板１、電子放出部２、導電性薄膜３及び
素子電極４，５は、前述した平面型表面伝導型電子放出
素子と同様の材料で構成されたものである。

【００３３】段差形成部材２１は、例えば真空蒸着法、
印刷法、スパッタ法等で付設されたＳｉＯ₂ 等の絶縁性
材料で構成されたものである。この段差形成部材２１の
膜厚は、先に述べた平面型表面伝導型電子放出素子の素
子電極間隔Ｌ（図１参照）に対応するもので、段差形成
部材２１の作成法や素子電極４，５間に印加する電圧と
電子放出し得る電界強度により設定されるが、好ましく
は数百Å〜数十μｍであり、特に好ましくは数百Å〜数
μｍである。

【００３４】導電性薄膜３は、通常、素子電極４，５の
作成後に形成されるので、素子電極４，５の上に積層さ
れるが、導電性薄膜３の形成後に素子電極４，５を作成
し、導電性薄膜３の上に素子電極４，５が積層されるよ
うにすることも可能である。また、平面型表面伝導型電
子放出素子の説明においても述べたように、電子放出部
２の形成は、導電性薄膜３の膜厚、膜質、材料及び後述
するフォーミング条件等の製法に依存するので、その位
置及び形状は図２に示されるような位置及び形状に特定
されるものではない。

【００３５】尚、以下の説明は、上述の平面型表面伝導
型電子放出素子と垂直型表面伝導型電子放出素子の内、
平面型を例にして説明するが、平面型表面伝導型電子放
出素子に代えて垂直型表面伝導型電子放出素子としても
よい。

【００３６】表面伝導型電子放出素子の製法としては様
々な方法が考えられるが、その一例を図３に基づいて説
明する。尚、図３において図１と同じ符号は同じ部材を
示すものである。

【００３７】１）基板１を洗剤、純水及び有機溶剤によ
り十分に洗浄した後、真空蒸着法、スパッタ法等により
素子電極材料を堆積させた後、フォトリソグラフィー技
術により基板１の面上に素子電極４，５を形成する（図
３（ａ））。

【００３８】２）素子電極４，５を設けた基板１上に有
機金属溶液を塗布して放置することにより、素子電極４
と素子電極５間を連絡して有機金属薄膜を形成する。
尚、有機金属溶液とは、前述の導電性薄膜３の構成材料
の金属を主元素とする有機化合物の溶液である。この
後、有機金属薄膜を加熱焼成処理し、リフトオフ、エッ
チング等によりパターニングされた導電性薄膜３を形成
する（図３（ｂ））。

【００３９】本発明においては、上記加熱焼成処理の際
に、熱酸化温度付近での昇温速度を制御し、通常の加熱
工程よりも昇温速度を低く保つ。本発明が特に好ましく
適用される導電性薄膜３の素材は、有機金属化合物の熱
分解温度と熱酸化温度とが接近しているものであり、具
体的には例えば酢酸Ｐｄである。図１７はＰｄ（Ｃ_nＨ
_2n+1ＣＯＯ）₂ のｎと熱物性の関係を示したものであ
る。熱分解温度及び熱酸化温度がそれぞれ範囲を有して
いるのは、それらの温度が一般的なバルクでの値と、本
発明に係る薄膜の場合の値とで変わり得るためである。
図１７に示したように、酢酸Ｐｄは非常に熱分解温度と
熱酸化温度が接近している。

【００４０】具体的には、酢酸Ｐｄの熱分解温度は大気
中で約２２０℃、熱酸化温度は約２５０℃であり、加熱
焼成時に急速に昇温すると、熱分解とほぼ同時に熱酸化
が始まる。この状態では微粒子は形成しにくく、微粒子
間のつながりが大きく連続的な膜となってしまう。

【００４１】しかしながら、熱酸化温度付近で昇温速度
を低くすると、微粒子間のつながりは保たれたまま、粒
径が小さくなる。粒径が小さくなるということは、粒状
性が向上するということを意味し、その結果フォーミン
グに要するエネルギーが低減し、望ましいフォーミング
条件で電子放出部を形成することができる。

【００４２】このような本発明の効果は、図１７でｎの
値が大きい化合物では、熱酸化温度と熱分解温度が離れ
ているため、急激に昇温しても、熱酸化が始まる前に十
分に熱分解されるため、特に熱酸化温度付近で昇温速度
を制御する必要はない。

【００４３】本発明において、熱酸化温度付近で制御さ
れる昇温速度は、低くする程形成される微粒子の平均粒
径は小さくなる。しかしながら、１℃／ｍｉｎ未満では
粒径の減少の割合は小さくなり、フォーミングに係るエ
ネルギーの低減効果は小さくなるものの、加熱工程に要
する時間は長くなり生産性が低下する。従って、最も効
果的な範囲として、１〜１０℃／ｍｉｎの範囲で行なう
のが好ましい。

【００４４】また、焼成工程全般で昇温速度を低くして
も問題はないが、微粒子の粒径が影響を受けるのは熱酸
化温度域であり、熱分解温度域ではその効果がない。従
って、特に他の問題を生じないのであれば、工程時間を
短縮する上で必要な温度域までは急速に加熱することが
望ましい。特に、酢酸Ｐｄでは、熱分解温度域で昇温速
度を低くすると膜の変質を生じる場合があり、好ましく
ない。

【００４５】本発明において、熱分解温度域までの昇温
速度と、熱酸化温度域までの昇温速度を変化させる手段
は特に限定されず、同じ装置で両方の昇温速度を制御し
うる場合には、該装置で通して加熱焼成して構わない
が、両方の昇温速度を制御できない場合には、加熱工程
を２回に分け、先ず急速に加熱し得る装置で加熱して熱
分解した後、昇温速度を低く制御し得る装置に移して熱
酸化処理を行なっても良い。

【００４６】３）続いて、フォーミングと呼ばれる通電
処理を施す。素子電極４，５間に、不図示の電源より通
電すると、導電性薄膜３の部位に構造の変化した電子放
出部２が形成される（図３（ｃ））。この通電処理によ
り導電性薄膜３を局所的に破壊、変形もしくは変質せし
め、構造の変化した部位が電子放出部３である。

【００４７】フォーミングの電圧波形の例を図４に示
す。

【００４８】電圧波形は、特にパルス波形が好ましく、
パルス波高値を定電圧とした電圧パルスを連続的に印加
する場合（図４（ａ））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場合（図４（ｂ））とがあ
る。

【００４９】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。

【００５０】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り、例えば、Ｔ₁ を１μ
ｓｅｃ〜１０ｍｓｅｃ、Ｔ₂ を１０μｓｅｃ〜１００ｍ
ｓｅｃとし、波高値（フォーミング時のピーク電圧）を
前述した表面伝導型電子放出素子の形態に応じて適宜選
択して、適当な真空度の真空雰囲気下で、数秒から数十
分印加する。尚、印加する電圧波形は、図示される三角
波に限定されるものではなく、矩形波等の所望の波形を
用いることができる。

【００５１】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。

【００５２】図４（ｂ）におけるＴ₁ 及びＴ₂ は図４
（ａ）と同様であり、波高値（フォーミング時のピーク
電圧）を、例えば０．１Ｖステップ程度ずつ増加させ、
図４（ａ）の説明と同様の適当な真空雰囲気下で印加す
る。

【００５３】尚、パルス間隔Ｔ₂ 中に、導電性薄膜３
（図１及び図２参照）を局所的に破壊、変形もしくは変
質させない程度の電圧、例えば０．１Ｖ程度の電圧で素
子電流を測定して抵抗値を求め、例えば１ＭΩ以上の抵
抗を示した時にフォーミングを終了する。

【００５４】４）次に、フォーミング工程が終了した素
子に活性化工程を施すのが好ましい。

【００５５】活性化工程とは、例えば１０^-4〜１０^-5ｔ
ｏｒｒ程度の真空度で、フォーミング工程での説明と同
様に、パルス波高値を定電圧としたパルスの印加を繰り
返す処理のことをいい、真空雰囲気中に存在する有機物
質から炭素及び炭素化合物を電子放出部２（図１及び図
２参照）に堆積させることで、素子電流、放出電流の状
態を著しく向上させることができる工程である。この活
性化工程は、例えば素子電流や放出電流を測定しながら
行って、例えば放出電流が飽和した時点で終了するよう
にすれば効果的であるので好ましい。また、活性化工程
でのパルス波高値は、好ましくは駆動電圧の波高値であ
る。

【００５６】尚、上記炭素及び炭素化合物とは、グラフ
ァイト（単結晶及び多結晶の双方を指す）、非晶質カー
ボン（非晶質カーボン及びこれと多結晶グラファイトと
の混合物を指す）である。また、その堆積膜厚は、好ま
しくは５００Å以下、より好ましくは３００Å以下であ
る。

【００５７】５）更に好ましくは、こうして作製した表
面伝導型電子放出素子を、フォーミング工程、活性化工
程での真空度より高い真空度の真空雰囲気にして動作駆
動する。また、より好ましくは、このより高い真空度の
真空雰囲気下で８０℃〜１５０℃の加熱後、動作駆動す
る。

【００５８】尚、フォーミング工程、活性化処理した真
空度より高い真空度の真空雰囲気とは、例えば約１０^-6
以上の真空度を有する真空度であり、より好ましくは、
超高真空系であり、炭素及び炭素化合物が新たに堆積し
ない真空度である。

【００５９】上記５）の工程によりこれ以上の炭素及び
炭素化合物の堆積が抑制され、素子電流及び放出電流が
安定する。

【００６０】このようにして得られる表面伝導型電子放
出素子の基本特性を以下に説明する。

【００６１】図５は、表面伝導型電子放出素子の電子放
出特性を測定するための測定評価系の一例を示す概略構
成図で、まずこの測定評価系を説明する。

【００６２】図５において、図１と同じ符号は同じ部材
を示す。また、５１は素子に素子電圧Ｖ_f を印加するた
めの電源、５０は素子電極４，５’間の導電性薄膜３を
流れる素子電流Ｉ_f を測定するための電流計、５４は電
子放出部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は放出電流Ｉ_e を測定するため
の電流計、５５は真空装置、５６は排気ポンプである。

【００６３】表面伝導型電子放出素子及びアノード電極
５４等は真空装置５５内に設置され、この真空装置５５
には不図示の真空系等の必要な機器が具備されていて、
所望の真空下で表面伝導型電子放出素子の測定評価がで
きるようになっている。

【００６４】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から構成されている。
また、真空装置５５全体及び表面伝導型電子放出素子の
基板１は、ヒーターにより２００℃程度まで加熱できる
ようになっている。尚、この測定評価系は、後述するよ
うな表示パネル（図８における２０１参照）の組み立て
段階において、表示パネル及びその内部を真空装置５５
及びその内部として構成することで、前述のフォーミン
グ工程、活性化工程及び後述するそれ以後の工程におけ
る測定評価及び処理に応用することができるものであ
る。

【００６５】以下に述べる表面伝導型電子放出素子の基
本特性は、上記測定評価系のアノード電極５４の電圧を
１ｋＶ〜１０ｋＶとし、アノード電極５４と表面伝導型
電子放出素子の距離Ｈを２〜８ｍｍとして行った測定に
基づくものである。

【００６６】まず、放出電流Ｉ_e 及び素子電流Ｉ_f と、
素子電圧Ｖ_f との関係の典型的な例を図６に示す。尚、
図６において、放出電流Ｉ_e は素子電流Ｉ_f に比べて著
しく小さいので、任意単位で示されている。

【００６７】図６から明らかなように、表面伝導型電子
放出素子は、放出電流Ｉ_e に対する次の３つの特徴的特
性を有する。

【００６８】まず第１に、表面伝導型電子放出素子はあ
る電圧（しきい値電圧と呼ぶ：図６中のＶ_th）以上の素
子電圧Ｖ_f を印加すると急激に放出電流Ｉ_e が増加し、
一方しきい値電圧Ｖ_th以下では放出電流Ｉ_e が殆ど検出
されない。即ち、放出電流Ｉ_e に対する明確なしきい値
電圧Ｖ_thを持った非線形素子である。

【００６９】第２に、放出電流Ｉ_e が素子電圧Ｖ_f に対
して単調増加する特性（ＭＩ特性と呼ぶ）を有するた
め、放出電流Ｉ_e は素子電圧Ｖ_f で制御できる。

【００７０】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。即ち、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。

【００７１】放出電流Ｉ_e が素子電圧Ｖ_f に対してＭＩ
特性を有すると同時に、素子電流Ｉ_f も素子電圧Ｖ_f に
対してＭＩ特性を有する場合もある。このような表面伝
導型電子放出素子の特性の例が図６の実線で示す特性で
ある。一方、図６に破線で示すように、素子電流Ｉ_f は
素子電圧Ｖ_f に対して電圧制御型負性抵抗特性（ＶＣＮ
Ｒ特性と呼ぶ）を示す場合もある。いずれの特性を示す
かは、表面伝導型電子放出素子の製法及び測定時の測定
条件等に依存する。但し、素子電流Ｉ_f が素子電圧Ｖ_f
に対してＶＣＮＲ特性を有する表面伝導型電子放出素子
でも、放出電流Ｉ_e は素子電圧Ｖ_f に対してＭＩ特性を
有する。

【００７２】次に、本発明の電子源における表面伝導型
電子放出素子の配列について説明する。

【００７３】本発明の電子源における表面伝導型電子放
出素子の配列方式としては、従来の技術の項で述べたよ
うな梯型配置の他、ｍ本のＸ方向配線の上にｎ本のＹ方
向配線を層間絶縁層を介して設置し、表面伝導型電子放
出素子の一対の素子電極に夫々Ｘ方向配線、Ｙ方向配線
を接続した配置方式が挙げられる。これを以後単純マト
リクス配置と呼ぶ。まず、この単純マトリクス配置につ
いて詳述する。

【００７４】前述した表面伝導型電子放出素子の基本的
特性によれば、単純マトリクス配置された表面伝導型電
子放出素子における放出電子は、しきい値電圧を超える
電圧では、対向する素子電極間に印加するパルス状電圧
の波高値とパルス幅で制御できる。一方、しきい値電圧
以下では殆ど電子は放出されない。従って、多数の表面
伝導型電子放出素子を配置した場合においても、個々の
素子に上記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、その電子放出
量が制御でき、単純なマトリクス配線だけで個別の表面
伝導型電子放出素子を選択して独立に駆動可能となる。

【００７５】単純マトリクス配置はこのような原理に基
づくもので、本発明の電子源の一例である、この単純マ
トリクス配置の電子源の構成について図７に基づいて更
に説明する。

【００７６】図７において基板１は既に説明したような
ガラス板等であり、この基板１上に配列された表面伝導
型電子放出素子１０４の個数及び形状は用途に応じて適
宜設定されるものである。

【００７７】ｍ本のＸ方向配線１０２は、夫々外部端子
Ｄ_x1，Ｄ_x2，……，Ｄ_xmを有するもので、基板１上に、
真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形成した導電性金
属等である。また、多数の表面伝導型電子放出素子１０
４にほぼ均等に電圧が供給されるように、材料、膜厚、
配線幅が設定されている。

【００７８】ｎ本のＹ方向配線１０３は、夫々外部端子
Ｄ_y1，Ｄ_y2，……，Ｄ_ynを有するもので、Ｘ方向配線１
０２と同様に作成される。

【００７９】これらｍ本のＸ方向配線１０２とｎ本のＹ
方向配線１０３間には、不図示の層間絶縁層が設置さ
れ、電気的に分離されて、マトリクス配線を構成してい
る。尚、このｍ，ｎは共に正の整数である。

【００８０】不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等で形成されたＳｉＯ₂ 等であり、Ｘ方
向配線１０２を形成した基板１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１０２とＹ方向配線
１０３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。

【００８１】更に、表面伝導型電子放出素子１０４の対
向する素子電極（不図示）が、ｍ本のＸ方向配線１０２
と、ｎ本のＹ方向配線１０３と、真空蒸着法、印刷法、
スパッタ法等で形成された導電性金属等からなる結線１
０５によって電気的に接続されているものである。

【００８２】ここで、ｍ本のＸ方向配線１０２と、ｎ本
のＹ方向配線１０３と、結線１０５と、対向する素子電
極とは、その構成元素の一部あるいは全部が同一であっ
ても、また夫々異なっていてもよく、前述の素子電極の
材料等より適宜選択される。これら素子電極への配線
は、素子電極と材料が同一である場合は素子電極と総称
する場合もある。また、表面伝導型電子放出素子１０４
は、基板１あるいは不図示の層間絶縁層上どちらに形成
してもよい。

【００８３】また、詳しくは後述するが、前記Ｘ方向配
線１０２には、Ｘ方向に配列された表面伝導型電子放出
素子１０４の行を入力信号に応じて走査するために、走
査信号を印加する不図示の走査信号印加手段が電気的に
接続されている。

【００８４】一方、Ｙ方向配線１０３には、Ｙ方向に配
列された表面伝導型電子放出素子１０４の列の各列を入
力信号に応じて変調するために、変調信号を印加する不
図示の変調信号発生手段が電気的に接続されている。更
に、各表面伝導型電子放出素子１０４に印加される駆動
電圧は、当該表面伝導型電子放出素子１０４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もので
ある。

【００８５】次に、以上のような単純マトリクス配置の
本発明の電子源を用いた本発明の画像形成装置の一例
を、図８〜図１０を用いて説明する。尚、図８は表示パ
ネル２０１の基本構成図であり、図９は蛍光膜１１４を
示す図であり、図１０は図８の表示パネル２０１で、Ｎ
ＴＳＣ方式のテレビ信号に応じてテレビジョン表示を行
うための駆動回路の一例を示すブロック図である。

【００８６】図８において、１は上述のようにして表面
伝導型電子放出素子を配置した電子源の基板、１１１は
基板１を固定したリアプレート、１１６はガラス基板１
１３の内面に蛍光膜１１４とメタルバック１１５等が形
成されたフェースプレート、１１２は支持枠であり、リ
アプレート１１１、支持枠１１２及びフェースプレート
１１６にフリットガラス等を塗布し、大気中あるいは窒
素中で、４００〜５００℃で１０分以上焼成することで
封着して外囲器１１８を構成している。

【００８７】図８において、２は図１における電子放出
部に相当する。１０２、１０３は、表面伝導型電子放出
素子１０４の一対の素子電極４，５と接続されたＸ方向
配線及びＹ方向配線で、夫々外部端子Ｄ_x1〜Ｄ_xm，Ｄ_y1
〜Ｄ_ynを有している。

【００８８】外囲器１１８は、上述の如く、フェースー
プレート１１６、支持枠１１２、リアプレート１１１で
構成されている。しかし、リアプレート１１１は主に基
板１の強度を補強する目的で設けられるものであり、基
板１自体で十分な強度を持つ場合は別体のリアプレート
１１１は不要で、基板１に直接支持枠１１２を封着し、
フェースプレート１１６、支持枠１１２、基板１にて外
囲器１１８を構成してもよい。また、フェースプレート
１１６、リアプレート１１１の間にスぺーサーと呼ばれ
る不図示の支持体を更に設置することで、大気圧に対し
て十分な強度を有する外囲器１１８とすることもでき
る。

【００８９】蛍光膜１１４は、モノクロームの場合は蛍
光体１２２のみからなるが、カラーの蛍光膜１１４の場
合は、蛍光体１２２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伝材１２１と蛍光体１２２
とで構成される。ブラックストライプ、ブラックマトリ
クスが設けられる目的は、カラー表示の場合必要となる
三原色の各蛍光体１２２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１１４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で
ある。黒色導伝材１２１の材料としては、通常良く用い
られている黒鉛を主成分とする材料だけでなく、導電性
があり、光の透過及び反射が少ない材料であれば他の材
料を用いることもできる。

【００９０】ガラス基板１１３に蛍光体１２２を塗布す
る方法としては、モノクローム、カラーによらず、沈澱
法や印刷法が用いられる。

【００９１】また、図８に示されるように、蛍光膜１１
４の内面側には通常メタルバック１１５が設けられる。
メタルバック１１５の目的は、蛍光体１２２（図９参
照）の発光のうち内面側への光をガラス基板１１３側へ
鏡面反射することにより輝度を向上すること、電子ビー
ム加速電圧を印加するための電極として作用すること、
外囲器１１８内で発生した負イオンの衝突によるダメー
ジからの蛍光体１２２の保護等である。メタルバック１
１５は、蛍光膜１１４の作製後、蛍光膜１１４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を真空蒸着等で堆積することで作製でき
る。

【００９２】フェースプレート１１６には、更に蛍光膜
１１４の導電性を高めるため、蛍光膜１１４の外面側に
透明電極（不図示）を設けてもよい。

【００９３】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体１２２と表面伝導型電子放出素子１０４とを対応
させなくてはいけないため、十分な位置合わせを行なう
必要がある。

【００９４】外囲器１１８内は、不図示の排気管を通
じ、１×１０^-7ｔｏｒｒ程度の真空度にされ、封止され
る。また、外囲器１１８の封止を行う直前あるいは封止
後に、ゲッター処理を行うこともある。これは、外囲器
１１８内の所定の位置に配置したゲッター（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^-5〜１×１０^-7ｔｏｒｒの真空度を維持す
るためのものである。

【００９５】尚、前述したフォーミング及びこれ以降の
表面伝導型電子放出素子の各製造工程は、通常、外囲器
１１８の封止直前又は封止後に行われるもので、その内
容は前述の通りである。

【００９６】上述の表示パネル２０１は、例えば図１０
に示されるような駆動回路で駆動することができる。
尚、図１０において、２０１は表示パネル、２０２は走
査回路、２０３は制御回路、２０４はシフトレジスタ、
２０５はラインメモリ、２０６は同期信号分離回路、２
０７は変調信号発生器、Ｖ_x 及びＶ_a は直流電圧源であ
る。

【００９７】図１０に示されるように、表示パネル２０
１は、外部端子Ｄ_x1〜Ｄ_xm、外部端子Ｄ_y1〜Ｄ_yn及び高
圧端子Ｈｖを介して外部の電気回路と接続されている。
この内、外部端子Ｄ_x1〜Ｄ_xmには前記表示パネル２０１
内に設けられている表面伝導型電子放出素子、即ちｍ行
ｎ列の行列状にマトリクス配置された表面伝導型電子放
出素子群を１行（ｎ素子ずつ）順次駆動して行くための
走査信号が印加される。

【００９８】一方、外部端子Ｄ_y1〜Ｄ_ynには、前記走査
信号により選択された１行の各表面伝導型電子放出素子
の出力電子ビームを制御するための変調信号が印加され
る。また、高圧端子Ｈｖには、直流電圧源Ｖ_a より、例
えば１０ｋＶの直流電圧が供給される。これは表面伝導
型電子放出素子より出力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ための加速電
圧である。

【００９９】走査回路２０２は、内部にｍ個のスイッチ
ング素子（図１０中Ｓ₁ 〜Ｓ_m で模式的に示す）を備え
るもので、各スイッチング素子Ｓ₁ 〜Ｓ_m は、直流電圧
電源Ｖ_x の出力電圧もしくは０Ｖ（グランドレベル）の
いずれか一方を選択して、表示パネル２０１の外部端子
Ｄ_x1〜Ｄ_xmと電気的に接続するものである。各スイッチ
ング素子Ｓ₁ 〜Ｓ_m は、制御回路２０３が出力する制御
信号Ｔ_scanに基づいて動作するもので、実際には、例え
ばＦＥＴのようなスイッチング機能を有する素子を組み
合わせることにより容易に構成することが可能である。

【０１００】本例における前記直流電圧源Ｖ_x は、前記
表面伝導型電子放出素子の特性（しきい値電圧）に基づ
き、走査されていない表面伝導型電子放出素子に印加さ
れる駆動電圧がしきい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。

【０１０１】制御回路２０３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
動作を整合させる働きを持つものである。次に説明する
同期信号分離回路２０６より送られる同期信号Ｔ_syncに
基づいて、各部に対してＴ_scan、Ｔ_sft 及びＴ_mry の各
制御信号を発生する。

【０１０２】同期信号分離回路２０６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
輝度信号成分を分離するための回路で、よく知られてい
るように、周波数分離（フィルター）回路を用いれば、
容易に構成できるものである。同期信号分離回路２０６
により分離された同期信号は、これもよく知られるよう
に、垂直同期信号と水平同期信号よりなる。ここでは、
説明の便宜上Ｔ_syncとして図示する。一方、前記テレビ
信号から分離された画像の輝度信号成分を便宜上ＤＡＴ
Ａ信号と図示する。このＤＡＴＡ信号はシフトレジスタ
２０４に入力される。

【０１０３】シフトレジスタ２０４は、時系列的にシリ
アル入力される前記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２０３より送られる制御信号Ｔ_sft に基づいて作動
する。この制御信号Ｔ_sft は、シフトレジスタ２０４の
シフトクロックであると言い換えてもよい。また、シリ
アル／パラレル変換された画像１ライン分（表面伝導型
電子放出素子のｎ素子分の駆動データに相当する）のデ
ータは、Ｉ_d1〜Ｉ_dnのｎ個の並列信号として前記シフト
レジスタ２０４より出力される。

【０１０４】ラインメモリ２０５は、画像１ライン分の
データを必要時間だけ記憶するための記憶装置であり、
制御回路２０３より送られる制御信号Ｔ_mry に従って適
宜Ｉ_d1〜Ｉ_dnの内容を記憶する。記憶された内容は、Ｉ
_d'1 〜Ｉ_d'n として出力され、変調信号発生器２０７に
入力される。

【０１０５】変調信号発生器２０７は、前記画像データ
Ｉ_d'1 〜Ｉ_d'n の各々に応じて、表面伝導型電子放出素
子の各々を適切に駆動変調するための信号源で、その出
力信号は、端子Ｄ_y1 〜Ｄ_yn を通じて表示パネル２０１
内の表面伝導型電子放出素子に印加される。

【０１０６】前述したように、表面伝導型電子放出素子
は電子放出に明確なしきい値電圧を有しており、しきい
値電圧を超える電圧が印加された場合にのみ電子放出が
生じる。また、しきい値電圧を超える電圧に対しては表
面伝導型電子放出素子への印加電圧の変化に応じて放出
電流も変化して行く。表面伝導型電子放出素子の材料、
構成、製造方法を変えることにより、しきい値電圧の値
や印加電圧に対する放出電流の変化度合いが変わる場合
もあるが、いずれにしても以下のことがいえる。

【０１０７】即ち、表面伝導型電子放出素子にパルス状
の電圧を印加する場合、例えばしきい値電圧以下の電圧
を印加しても電子放出は生じないが、しきい値電圧を超
える電圧を印加する場合には電子放出を生じる。その
際、第１には電圧パルスの波高値を変化させることによ
り、出力される電子ビームの強度を制御することが可能
である。第２には、電圧パルスの幅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。

【０１０８】従って、入力信号に応じて表面伝導型電子
放出素子を変調する方式としては、電圧変調方式とパル
ス幅変調方式とが挙げられる。電圧変調方式を行う場
合、変調信号発生器２０７としては、一定の長さの電圧
パルスを発生するが、入力されるデータに応じて適宜パ
ルスの波高値を変調できる電圧変調方式の回路を用い
る。また、パルス幅変調方式を行う場合、変調信号発生
器２０７としては、一定の波高値の電圧パルスを発生す
るが、入力されるデータに応じて適宜パルス幅を変調で
きるパルス幅変調方式の回路を用いる。

【０１０９】シフトレジスタ２０４やラインメモリ２０
５は、デジタル信号式のものでもアナログ信号式のもの
でもよく、画像信号のシリアル／パラレル変換や記憶が
所定の速度で行えるものであればよい。

【０１１０】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路２０６の出力信号ＤＡＴＡをデジタル信号化
する必要がある。これは同期信号分離回路２０６の出力
部にＡ／Ｄ変換器を設けることで行える。

【０１１１】また、これと関連して、ラインメモリ２０
５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２０７に設けられる回路が若干異なるも
のとなる。

【０１１２】即ち、デジタル信号で電圧変調方式の場
合、変調信号発生器２０７には、例えばよく知られてい
るＤ／Ａ変換回路を用い、必要に応じて増幅回路等を付
け加えればよい。また、デジタル信号でパルス幅変調方
式の場合、変調信号発生器２０７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
ことで容易に構成することができる。更に、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表
面伝導型電子放出素子の駆動電圧にまで電圧増幅するた
めの増幅器を付け加えてもよい。

【０１１３】一方、アナログ信号で電圧変調方式の場
合、変調信号発生器２０７には、例えばよく知られてい
るオペアンプ等を用いた増幅回路を用いればよく、必要
に応じてレベルシフト回路等を付け加えてもよい。ま
た、アナログ信号でパルス幅変調方式の場合、例えばよ
く知られている電圧制御型発振回路（ＶＣＯ）を用いれ
ばよく、必要に応じて表面伝導型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け加えてもよ
い。

【０１１４】以上のような表示パネル２０１及び駆動回
路を有する本発明の画像形成装置は、端子Ｄ_x1〜Ｄ_xm及
びＤ_y1〜Ｄ_ynから電圧を印加することにより、必要な表
面伝導型電子放出素子から電子を放出させることがで
き、高圧端子Ｈｖを通じて、メタルバック１１５あるい
は透明電極（不図示）に高電圧を印加して電子ビームを
加速し、加速した電子ビームを蛍光膜１１４に衝突させ
ることで生じる励起・発光によって、ＮＴＳＣ方式のテ
レビ信号に応じてテレビジョン表示を行うことができる
ものである。

【０１１５】尚、以上説明した構成は、表示等に用いら
れる本発明の画像形成装置を得る上で必要な概略構成で
あり、例えば各部材の材料等、詳細な部分は上述の内容
に限られるものではなく、画像形成装置の用途に適する
よう、適宜選択されるものである。また、入力信号とし
てＮＴＳＣ方式を挙げたが、本発明に係る画像形成装置
はこれに限られるものではなく、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ方
式等の他の方式でもよく、更にはこれらよりも多数の走
査線からなるＴＶ信号、例えばＭＵＳＥ方式を初めとす
る高品位ＴＶ方式でもよい。

【０１１６】次に、前述の梯型配置の電子源及びこれを
用いた本発明の画像形成装置の一例について図１１及び
図１２を用いて説明する。

【０１１７】図１１において、１は基板、１０４は表面
伝導型電子放出素子、３０４は表面伝導型電子放出素子
１０４を接続する共通配線で１０本設けられており、各
々外部端子Ｄ₁ 〜Ｄ₁₀を有している。

【０１１８】表面伝導型電子放出素子１０４は、基板１
上に並列に複数個配置されている。これを素子行と呼
ぶ。そしてこの素子行が複数行配置されて電子源を構成
している。

【０１１９】各素子行の共通配線３０４（例えば外部端
子Ｄ₁ とＤ₂ の共通配線３０４）間に適宜の駆動電圧を
印加することで、各素子行を独立に駆動することが可能
である。即ち、電子ビームを放出させたい素子行にはし
きい値電圧を超える電圧を印加し、電子ビームを放出さ
せたくない素子行にはしきい値電圧以下の電圧を印加す
るようにすればよい。このような駆動電圧の印加は、各
素子行間に位置する共通配線Ｄ₂ 〜Ｄ₉ について、夫々
相隣接する共通配線３０４、即ち夫々相隣接する外部端
子Ｄ₂ とＤ₃ ，Ｄ₄ とＤ₅ ，Ｄ₆ とＤ₇ ，Ｄ₈ とＤ₉ の
共通配線３０４を一体の同一配線としても行うことがで
きる。

【０１２０】図１２は、本発明の電子源の他の例であ
る、上記梯型配置の電子源を備えた表示パネル３０１の
構造を示す図である。

【０１２１】図１２中３０２はグリッド電極、３０３は
電子が通過するための開口、Ｄ₁ 〜Ｄ_m は各表面伝導型
電子放出素子に電圧を印加するための外部端子、Ｇ₁ 〜
Ｇ_nはグリッド電極３０２に接続された外部端子であ
る。また、各素子行間の共通配線３０４は一体の同一配
線として基板１上に形成されている。

【０１２２】尚、図１２において図８と同じ符号は同じ
部材を示すものであり、図８に示される単純マトリクス
配置の電子源を用いた表示パネル２０１との大きな違い
は、基板１とフェースプレート１１６の間にグリッド電
極３０２を備えている点である。

【０１２３】基板１とフェースプレート１１６の間に
は、上記のようにグリッド電極３０２が設けられてい
る。このグリッド電極３０２は、表面伝導型電子放出素
子１０４から放出された電子ビームを変調することがで
きるもので、梯型配置の素子行と直行して設けられたス
トライプ状の電極に、電子ビームを通過させるために、
各表面伝導型電子放出素子１０４に対応して１個ずつ円
形の開口３０３を設けたものとなっている。

【０１２４】グリッド電極３０２の形状や配置位置は、
必ずしも図１２に示すようなものでなければならないも
のではなく、開口３０３をメッシュ状に多数設けること
もあり、またグリッド電極３０２を、例えば表面伝導型
電子放出素子１０４の周囲や近傍に設けてもよい。

【０１２５】外部端子Ｄ₁ 〜Ｄ_m 及びＧ₁ 〜Ｇ_n は不図
示の駆動回路に接続されている。そして、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３０２の列に画像１ライン分の変調信号を印加するこ
とにより、各電子ビームの蛍光膜１１４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。

【０１２６】以上のように、本発明の画像形成装置は、
単純マトリクス配置及び梯型配置のいずれの本発明の電
子源を用いても得ることができ、上述したテレビジョン
放送の表示装置のみならず、テレビ会議システム、コン
ピューター等の表示装置として好適な画像形成装置が得
られる。更には、感光ドラムとで構成した光プリンター
の露光装置としても用いることができるものである。

【０１２７】

【実施例】

［実施例１］本発明第１の実施例として、図１に示した
表面伝導型電子放出素子を図３の工程に従って作製し
た。以下にその作製手順を具体的に説明する。

【０１２８】（１）基板１として石英基板を洗剤、純水
及び有機溶剤により十分に洗浄する。フォトリソグラフ
ィー技術により該絶縁性基板１の面上にレジストマスク
を作製し、その後真空蒸着法により素子電極材としてＡ
ｕを５０００Å堆積した後、リフトオフにより、素子電
極４，５を形成した（図３（ａ））。本実施例において
素子電極間隔Ｌは２μｍ、素子電極長さＷは３００μ
ｍ、膜厚ｄは１０００Åとした。

【０１２９】（２）基板１上全面にＣｒ膜を真空蒸着法
で形成し、更に、全面にレジスト膜を形成する。所望の
パターンが得られるような露光マスクを用いて露光し、
レジストパターンを形成し、更にそれを利用して、Ｃｒ
膜のパターンを形成する。この上に有機金属溶液とし
て、中心金属がＰｄで酢酸基を持つ酢酸Ｐｄを酢酸ブチ
ル溶液に溶解したものを主成分としたものをスピンナー
塗布法により塗布して有機金属薄膜を形成した。該薄膜
を形成した後、基板をオーブンに入れて焼成した。該オ
ーブンは、内部の温度を検知しながら所定の温度に昇
温、降温できる温度コントローラにより庫内の温度が制
御されている。本焼成工程の温度プロフィルを図１８に
示す。図中Ｔ_a は熱分解温度、Ｔ_b は熱酸化温度であ
る。本実施例では、２３０℃まで１００℃／ｍｉｎで昇
温し、更に３５０℃まで５℃／ｍｉｎで昇温し、３５０
℃に１０分保った後、室温まで１０℃／ｍｉｎで降温し
た。その結果、酢酸Ｐｄ膜は分解、酸化されてＰｄＯの
微粒子膜となった。その後、リフトオフ法によりＣｒ膜
を除去すると共に、電子放出部形成用の導電性薄膜３が
所定の位置に形成される（図３（ｂ））。

【０１３０】上記導電性薄膜３の平均粒径をＸ線回折法
で求めたところ、６５Åであった。また、シート抵抗は
５×１０⁴ Ω／□、膜厚は約１５ｎｍであった。

【０１３１】（３）続いて、上記導電性薄膜３にフォー
ミング処理を施し、電子放出部２を形成した（図３
（ｃ））。フォーミングは三角波パルスを用い、約１×
１０^-6ｔｏｒｒの真空雰囲気下で６０秒間行なった。三
角波の波高値は最大で５Ｖ、パルス幅は１ｍｓｅｃ、パ
ルス間隔は１０ｍｓｅｃとした。

【０１３２】上述のようにして作製した本実施例の表面
伝導型電子放出素子の電子放出特性を図５に示した測定
評価系で測定した。尚、アノード電極の電圧は１ｋＶ、
アノード電極と素子との距離Ｈは５ｍｍで、１×１０^-5
ｔｏｒｒ以上の真空下で行なった。

【０１３３】その結果、本実施例の表面伝導型電子放出
素子は素子電圧約８Ｖで電子が急激に放出し始め、１６
Ｖでは素子に流れる電流Ｉ_f は２ｍＡ、Ｉ_e は１μＡ
で、電子放出効率Ｉ_e ／Ｉ_f は０．０５％であった。

【０１３４】比較例として、焼成工程における昇温速度
を５℃／ｍｉｎとする以外は上記工程と同様にして導電
性薄膜３を形成したところ、微粒子の平均粒径は７５Å
で、連続膜に近い膜質であった。これを上記実施例同様
にフォーミングし、表面伝導型電子放出素子として電子
放出特性を評価したところ、１６Ｖでは素子に流れる電
流Ｉ_fは１ｍＡ、放出電流Ｉ_eは０．０５μＡで電子放出
効率Ｉ_e／Ｉ_fは０．００５％となった。

【０１３５】［実施例２］図１９に示す温度プロファイ
ルに沿って昇温する以外は実施例１と全く同様にして表
面伝導型電子放出素子を作製した。

【０１３６】実施例１においては、加熱工程は１回で行
なったが、本実施例では加熱工程を昇温速度により２回
に分けて行なった。即ち、２３０℃に熱したオーブンに
基板を投入して加熱した後、一旦オーブンから取り出し
て室温に戻した後、ヒーターを利用して３５０℃まで加
熱した。

【０１３７】上記工程で得られた導電性薄膜の微粒子の
平均粒径は、６．５ｎｍであり、フォーミング後の表面
伝導型電子放出素子の電子放出特性は、１６ＶでＩ_fは
２．５ｍＡ、Ｉ_eは１．５μＡでＩ_e／Ｉ_fは０．０６％
であった。

【０１３８】オーブンを用いた場合、基板の昇温速度は
素子の熱容量に依存し、昇温速度を単独で制御すること
はできないが、１００℃／ｍｉｎ程度の比較的速い昇温
速度が得られる一方、ヒーターは、速い昇温速度は得ら
れないものの、厳密に温度制御することができるため、
細かな温度制御が必要な熱酸化温度付近での加熱に適し
ている。

【０１３９】以上のような加熱工程を経ることで、工程
数は増えるが、装置にかかる負担は少なくなり、装置コ
ストの低減など生産上の効果が得られる。

【０１４０】［実施例３］図８に示した単純マトリクス
型の表示パネルを有する画像形成装置を作製した。その
電子源の一部の平面図を図１３に示す。また図１３中の
Ａ−Ａ’断面図を図１４に示す。更に、本実施例の電子
源の作製方法を工程順に図１５、図１６に示す。但し、
図１３〜１６中同じ記号を示したものは同じ部材を示
す。図中、１は基板、１０２は下配線であるＸ方向配
線、１０３は上配線であるＹ方向配線、３は導電性薄
膜、４，５は素子電極、１４１は層間絶縁層、１４２は
素子電極５とＸ方向配線１０２との電気的接続のための
コンタクトホール、１６１はＣｒ膜である。以下、製造
工程を工程順に具体的に説明する。

【０１４１】工程−ａ 清浄化した青板ガラス上に厚さ０．５μｍのシリコン酸
化膜をスパッタ法で形成した基板１上に、真空蒸着によ
り厚さ５０ÅのＣｒ、厚さ６０００ÅのＡｕを順次積層
した後、フォトレジスト（ＡＺ１３７０；ヘキスト社
製）をスピンナーにより回転塗布、ベークした後、フォ
トマスク像を露光、現像して、Ｘ方向配線１０２のレジ
ストパターンを形成し、Ａｕ／Ｃｒ堆積膜をウエットエ
ッチングして、所望の形状のＸ方向配線１０２を形成す
る（図１５（ａ））。

【０１４２】工程−ｂ 次に厚さ１．０μｍのシリコン酸化膜からなる層間絶縁
層１４１をＲＦスパッタ法により堆積する（図１５
（ｂ））。

【０１４３】工程−ｃ 工程ｂで堆積したシリコン酸化膜にコンタクトホール１
４２を形成するためのフォトレジストパターンを作製
し、これをマスクとして層間絶縁層１４１をエッチング
してコンタクトホール１４２を形成する。エッチングは
ＣＦ₄ とＨ₂ ガスを用いたＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ
Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法によった。（図１５
（ｃ））。

【０１４４】工程−ｄ 素子電極４，５と素子電極間隙Ｌとなるべきパターンを
フォトレジスト（ＲＤ−２０００Ｎ−４１；日立化成社
製）を形成し、真空蒸着法により、厚さ５０ÅのＴｉ、
厚さ１０００ÅのＮｉを順次堆積した。フォトレジスト
パターンを有機溶剤で溶解し、Ｎｉ／Ｔｉ堆積膜をリフ
トオフし、素子電極間隙Ｌが２μｍ、素子電極の幅Ｗが
２２０μｍの素子電極４，５を形成した（図１５
（ｄ））。

【０１４５】工程−ｅ 素子電極４，５上にＹ方向配線のフォトレジストパター
ンを形成した後、厚さ５０ÅのＴｉ、厚さ５０００Åの
Ａｕを順次真空蒸着により堆積し、リフトオフにより不
要の部分を除去して、所望の形状のＹ方向配線１０３を
形成した（図１６（ｅ））。

【０１４６】工程−ｆ 素子電極間隙Ｌ及びこの近傍に開口を有するマスクによ
り膜厚１０００ÅのＣｒ膜１６１を真空蒸着により堆積
・パターニングし、その上に実施例１と同様の条件で酢
酸Ｐｄ膜を２０００Å塗布形成した（図１６（ｆ））。

【０１４７】工程−ｇ 次に実施例１と同様に熱処理して酸化し、導電性薄膜３
を形成した。該薄膜の幅は１００μｍである。Ｃｒ膜１
６１を酸エッチャントによりエッチングしてＣｒ膜１６
１をリフトオフすることにより所望のパターンを形成し
た。こうして形成された主元素としてＰｄＯよりなる微
粒子からなる導電性薄膜３の微粒子の平均粒径は６ｎ
ｍ、膜厚は１００Å、シート抵抗値は７×１０⁴ Ω／□
であった（図１６（ｇ））。

【０１４８】工程−ｈ コンタクトホール１４２以外にレジストを塗布するよう
なパターンを形成し、真空蒸着により厚さ５０ÅのＴ
ｉ、厚さ５０００ÅのＡｕを順次堆積した。リフトオフ
により不要の部分を除去することにより、コンタクトホ
ール１４２を埋め込んだ（図１６（ｈ））。

【０１４９】以上の工程により絶縁性基板１上にＸ方向
配線１０２、層間絶縁層１４１、Ｙ方向配線１０３、素
子電極４，５、導電性薄膜３を形成した。

【０１５０】以上のようにして作製した電子源で、図８
に示した表示パネルを構成し、画像形成装置を作製し
た。

【０１５１】上記工程で作製した未フォーミングの電子
源基板１をリアプレート１１１に固定した後、電子源１
の５ｍｍ上方に、フェースプレート１１６（ガラス基板
１１３の内面に蛍光膜１１４とメタルバック１１６が形
成されている）を支持枠１１２を介して十分に位置合わ
せをして配置し、フェースプレート１１６、支持枠１１
２、リアプレート１１１の接合部にフリットガラスを塗
布し、大気中で４００℃〜５００℃で１０分以上焼成す
ることで封着した。またリアプレート１１１への電子源
基板１の固定もフリットガラスで行なった。

【０１５２】本実施例では蛍光体はストライプ形状（図
９（ａ）参照）を採用し、ブラックストライプの材料と
しては黒鉛を主成分とする材料を用い、ガラス基板１１
３に蛍光体を塗布する方法としてはスラリー法を用い
た。

【０１５３】また、蛍光膜１１４の内面側に設けられる
メタルバック１１５は、蛍光膜作製後、蛍光膜の内面側
表面の平滑化処理（フィルミング）を行ない、その後Ａ
ｌを真空蒸着することで作製した。フェースプレート１
１６には、更に蛍光膜１１４の導電性を高めるため、蛍
光膜１１４の外面側に透明電極が設けられる場合もある
が、本実施例では、メタルバック１１５のみで十分な導
電性が得られたため省略した。

【０１５４】以上のようにして完成したガラス容器内の
雰囲気を排気管（不図示）を通じ真空ポンプにて排気
し、十分な真空度に達した後、容器該端子Ｄ_x1〜Ｄ_xmな
いしＤ_y1〜Ｄ_ynを通じて素子電極間に電圧を印加し、フ
ォーミング処理を行ない、電子放出部を形成した。この
時フォーミング処理の電圧波形は図４（ａ）と同じで、
Ｔ₁ を１ｍｓｅｃ、Ｔ₂ を１０ｍｓｅｃ、三角波の波高
値は１５Ｖとし、１×１０^-6ｔｏｒｒの真空雰囲気下で
行なった。

【０１５５】このように作製された電子放出部は、Ｐｄ
元素を主成分とする微粒子が分散配置された状態とな
り、その微粒子の平均粒径は３０Åであった。

【０１５６】次に、約１×１０^-6.5ｔｏｒｒ程度の真空
度で、不図示の排気管をガスバーナーで熱することで融
着し、外囲器１１８の封止を行なった。

【０１５７】最後に、封止後の真空度を維持するため
に、高周波加熱法でゲッター処理を行なった。

【０１５８】以上のようにして作製した表示パネルの容
器該端子Ｄ_x1〜Ｄ_xmないしＤ_y1〜Ｄ_yn、及び高圧端子Ｈ
ｖをそれぞれ必要な駆動系に接続し、画像形成装置を完
成した。各表面伝導型電子放出素子に容器該端子Ｄ_x1〜
Ｄ_xmないしＤ_y1〜Ｄ_ynを通じ、走査信号及び変調信号を
不図示の信号発生手段によりそれぞれ印加することによ
り、電子放出を行ない、高圧端子Ｈｖを通じ、メタルバ
ック１１５に数ｋＶ以上の高圧を印加し、電子ビームを
加速し、蛍光膜１１４に衝突させ、励起・発光させるこ
とで良好な画像を表示した。

【０１５９】［実施例４］図２０は実施例３の画像形成
装置を、例えばテレビジョン放送をはじめとする種々の
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
構成した表示装置の一例を示すための図である。図中２
８０はディスプレイパネル、２６１はディスプレイパネ
ルの駆動回路、２６２はディスプレイコントローラ、２
６３はマルチプレクサ、２６４はデコーダ、２６５は入
出力インターフェース回路、２６６はＣＰＵ、２６７は
画像生成回路、２６８、２６９及び２７０は画像メモリ
インターフェース回路、２７１は画像入力インターフェ
ース回路、２７２及び２７３はＴＶ信号受信回路、２７
４は入力部である。尚、本表示装置は、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、記憶などに関する回
路やスピーカーなどについては説明を省略する。

【０１６０】以下、画像信号の流れに沿って各部を説明
してゆく。

【０１６１】先ず、ＴＶ信号受信回路２７３は、例えば
電波や空間光通信などのような無線伝送系を用いて伝送
されるＴＶ画像信号を受信するための回路である。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、ＳＥＣＡＭ方式などの
諸方式でも良い。また、これらよりさらに多数の走査線
よりなるＴＶ信号（例えばＭＵＳＥ方式をはじめとする
いわゆる高品位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。ＴＶ信号受信回路２７３で受信されたＴＶ
信号は、デコーダ２６４に出力される。

【０１６２】また、画像ＴＶ信号受信回路２７２は、例
えば同軸ケーブルや光ファイバーなどのような有線伝送
系を用いて伝送されるＴＶ画像信号を受信するための回
路である。前記ＴＶ信号受信回路２７３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２６４に出力さ
れる。

【０１６３】また、画像入力インターフェース回路２７
１は、例えばＴＶカメラや画像読取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２６４に出力さ
れる。

【０１６４】また、画像メモリインターフェース回路２
７０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２６４に出力される。

【０１６５】また、画像メモリインターフェース回路２
６９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
２６４に出力される。

【０１６６】また、画像メモリ−インターフェース回路
２６８は、いわゆる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２６
４に出力される。

【０１６７】また、入出力インターフェース回路２６５
は、本表示装置と、外部のコンピュータ、コンピュータ
ネットワークもしくはプリンタ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
入出力を行なうのはもちろんのこと、場合によっては本
表示装置の備えるＣＰＵ２６６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なうことも可能である。

【０１６８】また、画像生成回路２６７は、前記入出力
インターフェース回路２６５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、或いはＣＰＵ２６６
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や、
画像処理を行なうためのプロセッサなどをはじめとして
画像の生成に必要な回路が組み込まれている。

【０１６９】本回路により生成された表示用画像データ
は、デコーダ２６４に出力されるが、場合によっては前
記入出力インターフェース回路２６５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。

【０１７０】また、ＣＰＵ２６６は、主として本表示装
置の動作制御や、表示画像の生成、選択、編集に関わる
作業を行なう。

【０１７１】例えば、マルチプレクサ２６３に制御信号
を出力し、ディスプレイパネル２８０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。また、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２６２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。

【０１７２】また、前記画像生成回路２６７に対して画
像データや文字・図形情報を直接出力したり、或いは前
記入出力インターフェース回路２６５を介して外部のコ
ンピュータやメモリをアクセスして画像データや文字・
図形情報を入力する。

【０１７３】尚、ＣＰＵ２６６は、むろんこれ以外の目
的の作業にも関わるものであっても良い。例えば、パー
ソナルコンピュータやワードプロセッサなどのように、
情報を生成したり処理する機能に直接関わっても良い。

【０１７４】或いは、前述したように入出力インターフ
ェース回路２６５を介して外部のコンピュータネットワ
ークと接続し、例えば数値計算などの作業を外部機器と
協同して行なっても良い。

【０１７５】また、入力部２７４は、前記ＣＰＵ２６６
に使用者が命令やプログラム、或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
装置など多様な入力機器を用いることが可能である。

【０１７６】また、デコーダ２６４は、前記２６７ない
し２７３より入力される種々の画像信号を３原色信号、
または輝度信号とＩ信号、Ｑ信号に逆変換するための回
路である。尚、同図中に点線で示すように、デコーダ２
６４は内部に画像メモリを備えるのが望ましい。これ
は、例えばＭＵＳＥ方式をはじめとして、逆変換するに
際して画像メモリを必要とするようなテレビ信号を扱う
ためである。また、画像メモリを備えることにより、静
止画の表示が容易になる、或いは前記画像生成回路２６
７及びＣＰＵ２６６と協同して画像の間引き、補間、拡
大、縮小、合成をはじめとする画像処理や編集が容易に
行なえるようになるという利点が生まれるからである。

【０１７７】また、マルチプレクサ２６３は前記ＣＰＵ
２６６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２６３はデ
コーダ２６４から入力される逆変換された画像信号のう
ちから所望の画像信号を選択して駆動回路２６１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、いわゆる多画面テレビの
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。

【０１７８】また、ディスプレイパネルコントローラ２
６２は、前記ＣＰＵ２６６より入力される制御信号に基
づき駆動回路２６１の動作を制御するための回路であ
る。

【０１７９】先ず、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（不図示）の動作シーケンスを制御するための信
号を駆動回路２６１に対して出力する。

【０１８０】また、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２６１に対して出力する。

【０１８１】また、場合によっては表示画像の輝度、コ
ントラスト、色調、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２６１に対して出力する場合
もある。

【０１８２】また、駆動回路２６１は、ディスプレイパ
ネル２８０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２６３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２６２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。

【０１８３】以上、各部の機能を説明したが、図２０に
例示した構成により、本表示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２
７０に表示することが可能である。即ち、テレビジョン
放送をはじめとする各種の画像信号はデコーダ２６４に
おいて逆変換された後、マルチプレクサ２６３において
適宜選択され、駆動回路２６１に入力される。一方、デ
ィスプレイコントローラ２６２は、表示する画像信号に
応じて駆動回路２６１の動作を制御するための制御信号
を発生する。駆動回路２６１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２８０に駆動信号を印
加する。これにより、ディスプレイパネル２８０におい
て画像が表示される。これらの一連の動作は、ＣＰＵ２
６６により統括的に制御される。

【０１８４】また、本表示装置においては、前記デコー
ダ２６４に内蔵する画像メモリや、画像生成回路２６７
及びＣＰＵ２６６が関与することにより、単に複数の画
像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
変換などをはじめとする画像処理や、合成、消去、接
続、入れ替え、はめ込みなどをはじめとする画像編集を
行な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
回路を設けても良い。

【０１８５】従って、本表示装置は、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、コンピューターの端末機器、ワ
ードプロセッサをはじ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
或いは民生用として極めて応用範囲が広い。

【０１８６】尚、上記図２０は、本発明の画像形成装置
の一例を示したに過ぎず、これのみに限定されるもので
ないことは言うまでもない。例えば図２０の構成要素の
うち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
さらに構成要素を追加しても良い。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など
を構成要素に追加するのが好適である。

【０１８７】本表示装置においては、とりわけ表面伝導
型電子放出素子を電子源とするディスプレイパネルの薄
型化が容易なため、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、表面伝導型電子放出素子を電
子源とするディスプレイパネルは大画面化が容易で輝度
が高く視野角特性にも優れるため、本表示装置は臨場感
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。

【０１８８】更に、本発明の電子源は各表面伝導型電子
放出素子間での電子放出特性が均一であるため、形成さ
れる画像の画質が高く、また高精細な画像の表示も可能
である。

【０１８９】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、電
子放出部を形成する導電性膜を粒状性の制御された微粒
子膜とすることができるため、（１）フォーミングに要
するエネルギー（電圧×電流）を低減することができる
という効果がある。また、その結果、（２）電子放出特
性が良好な表面伝導型電子放出素子を作製できる、
（３）フォーミング及び駆動の電気回路の容量を低減で
きる、更には、（４）良好な画像形成装置を構成するこ
とができる、という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面伝導型電子放出素子の一実施態様
を示す断面図である。

【図２】本発明の表面伝導型電子放出素子の他の実施態
様を示す断面図である。

【図３】本発明の表面伝導型電子放出素子の製造工程例
を示す図である。

【図４】本発明の表面伝導型電子放出素子の製造に係る
通電処理の電圧波形を示す図である。

【図５】本発明の表面伝導型電子放出素子の電子放出特
性を評価するための測定評価系を示す図である。

【図６】本発明の表面伝導型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電子源の模式図であ
る。

【図８】本発明の画像形成装置の表示パネルの一実施態
様を示す図である。

【図９】本発明の画像形成装置に用いる蛍光膜を示す図
である。

【図１０】本発明の画像形成装置の一実施態様のブロッ
ク図である。

【図１１】本発明の梯子型電子源の模式図である。

【図１２】梯子型電子源を用いた本発明の画像形成装置
の表示パネルを示す図である。

【図１３】本発明の実施例３の画像形成装置に用いた電
子源を示す図である。

【図１４】本発明の実施例３に係る電子源の部分断面図
である。

【図１５】実施例３に係る電子源の製造工程図である。

【図１６】実施例３に係る電子源の製造工程図である。

【図１７】本発明に係る有機金属の熱物性例を示す図で
ある。

【図１８】本発明の実施例１の導電性薄膜の加熱焼成工
程の温度プロファイルである。

【図１９】本発明の実施例２の導電性薄膜の加熱焼成工
程の温度プロファイルである。

【図２０】本発明の実施例４の画像形成装置のブロック
図である。

【符号の説明】

１ 絶縁性基板 ２ 電子放出部 ３ 導電性薄膜 ４，５ 素子電極 ２１ 段差形成部 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 ５６ 排気ポンプ １０２ Ｘ方向配線 １０３ Ｙ方向配線 １０４ 表面伝導型電子放出素子 １０５ 結線 １１１ リアプレート １１２ 支持枠 １１３ ガラス基板 １１４ 蛍光膜 １１５ メタルバック １１６ フェースプレート １１８ 外囲器 １２１ 黒色導伝材 １２２ 蛍光体 １４１ 層間絶縁層 １４２ コンタクトホール １６１ Ｃｒ膜 ２０１ 表示パネル ２０２ 走査回路 ２０３ 制御回路 ２０４ シフトレジスタ ２０５ ラインメモリ ２０６ 同期信号分離回路 ２０７ 変調信号発生器 ２６１ 駆動回路 ２６２ ディスプレイパネルコントローラ ２６３ マルチプレクサ ２６４ デコーダ ２６５ 入出力インターフェース ２６６ ＣＰＵ ２６７ 画像生成回路 ２６８ 画像メモリーインターフェース ２６９ 画像メモリーインターフェース ２７０ 画像メモリーインターフェース ２７１ 画像入力メモリーインターフェース ２７２ ＴＶ信号受信回路 ２７３ ＴＶ信号受信回路 ２７４ 入力部 ２８０ ディスプレイパネル ３０１ 表示パネル ３０２ グリッド電極 ３０３ 開口 ３０４ 共通配線

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に形成された素子電極間に電子放
   出部を含む導電性薄膜を有する電子放出素子の製造方法
   であって、 上記導電性薄膜が、有機金属化合物薄膜を加熱焼成して
   なる金属酸化物からなる微粒子膜であり、上記加熱焼成
   工程において、有機金属化合物の熱酸化温度付近におけ
   る昇温速度を、熱分解温度領域における昇温速度よりも
   低く制御することを特徴とする電子放出素子の製造方
   法。
2. 【請求項２】 加熱焼成工程を大気中で行うことを特徴
   とする請求項１の電子放出素子の製造方法。
3. 【請求項３】 熱酸化温度付近における昇温速度が１〜
   １０℃／ｍｉｎであることを特徴とする請求項１又は２
   の電子放出素子の製造方法。
4. 【請求項４】 有機金属化合物の熱分解温度と熱酸化温
   度が近接していることを特徴とする請求項１〜３のいず
   れかの電子放出素子の製造方法。
5. 【請求項５】 有機金属化合物が酢酸Ｐｄであることを
   特徴とする請求項４の電子放出素子の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかの製造方法によ
   り製造されたことを特徴とする電子放出素子。
7. 【請求項７】 素子電極が同一面上に形成された平面型
   の素子であることを特徴とする請求項６の電子放出素
   子。
8. 【請求項８】 素子電極が絶縁層を介して上下に位置
   し、該絶縁層の側面に導電性薄膜が形成された垂直型の
   素子であることを特徴とする請求項６の電子放出素子。
9. 【請求項９】 請求項６〜８のいずれかの電子放出素子
   を複数個並列に配置し結線してなる素子列を少なくとも
   １列以上有し、各素子を駆動するための配線がはしご状
   配置されていることを特徴とする電子源。
10. 【請求項１０】 請求項７〜９のいずれかの電子放出素
    子を複数個配列してなる素子列を少なくとも１列以上有
    し、各素子を駆動するための配線がマトリクス配置され
    ていることを特徴とする電子源。
11. 【請求項１１】 請求項１０の電子源と、画像形成部
    材、及び情報 信号により各素子から放出される電子線を
    制御する制御電極を有することを特徴とする画像形成装
    置。
12. 【請求項１２】 請求項１１の電子源と画像形成部材と
    を有することを特徴とする画像形成装置。
13. 【請求項１３】 テレビジョン放送の表示装置、テレビ
    会議システムの表示装置、コンピューターの表示装置の
    いずれかに用いられる請求項１１又は１２の画像形成装
    置。
14. 【請求項１４】 請求項１〜５のいずれかの製造方法で
    同一基板上に複数の電子放出素子を形成することを特徴
    とする電子源の製造方法。
15. 【請求項１５】 電子源が、電子放出素子を複数個並列
    に配置し結線してなる素子列を少なくとも１列以上有
    し、各素子を駆動するための配線がはしご状配置されて
    いる電子源であることを特徴とする請求項１４の電子源
    の製造方法。
16. 【請求項１６】 電子源が、電子放出素子を複数個配列
    してなる素子列を少なくとも１列以上有し、各素子を駆
    動するための配線がマトリクス配置されている電子源で
    あることを特徴とする請求項１４の電子源の製造方法。
17. 【請求項１７】 請求項１５の製造方法で電子源を製造
    し、得られた電子源を、該電子源から放出される電子線
    を制御する制御電極と、該電子源からの電子線の照射に
    より画像を形成する画像形成部材と組み合わせることを
    特徴とする画像形成装置の製造方法。
18. 【請求項１８】 請求項１６の製造方法で電子源を製造
    し、得られた電子源を、該電子源からの電子線の照射に
    より画像を形成する画像形成部材と組み合わせることを
    特徴とする画像形成装置の製造方法。