JP3397414B2

JP3397414B2 - 電子源とその製造方法、及び、画像形成装置とその製造方法

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Publication number: JP3397414B2
Application number: JP33592693A
Authority: JP
Inventors: 英俊鱸; 嘉和坂野; 俊彦武田; 一郎野村; 哲也金子; 征四郎吉岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 2003-04-14
Anticipated expiration: 2018-04-14
Also published as: JPH06251691A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子線を放出する電子源
とその製造方法、さらには、電子線の照射により画像を
形成する表示装置などの画像形成装置とその製造方法に
関する発明である。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子放出素子として熱電子源と冷
陰極電子源の２種類が知られている。

【０００３】そのうち、冷陰極電子源としては、電界放
出型（以下、ＦＥと略す）、金属／絶縁層／金属型（以
下、ＭＩＭと略す）や表面伝導形電子放出素子等があ
る。

【０００４】上記ＦＥの例としては、W.P.Dyke & W.W.D
olan,"Fieldemission",Advance inElectron Physics,8,
89(1956) 、あるいは、C.A.Spindt,"Physical properti
esof thin-film field emission cathodes with Molybd
enium cones",J.Appl.Phys,47,5248(1976)などが知られ
ている。

【０００５】上記ＭＩＭの例としては、C.A.Mead,"The
tunnel-emission amplifier", J.Appl.Phys,32,646(196
1)などが知られている。

【０００６】上記表面伝導形電子放出素子の例として
は、M.I.Elinson,Radio Eng.ElectronPhys.,10(1965)
などが知られている。

【０００７】ここで表面伝導形電子放出素子は、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。この表面伝導形電子放出素子としては、前記エリン
ソン等によるＳｎＯ₂ 薄膜を用いたもののほかに、Ａｕ
薄膜によるもの［G.Dittmer:"Thin Solid Films",9,317
(1972)］、Ｉｎ₂ Ｏ₃ ／ＳｎＯ₂ 薄膜によるもの［M.Ha
rtwell and C.G.Fonstad:"IEEE Trans.ED Conf.",519(1
975)］、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。

【０００８】これらの表面伝導形電子放出素子の典型的
な素子構成として前述のＭ．ハートウェルの素子構成を
図２９に示す。同図において 231は絶縁性基板、 232は
電子放出部形成用薄膜で、Ｈ型形状のパターンに、スパ
ッタで形成された金属酸化物薄膜等からなり、後述のフ
ォーミングと呼ばれる通電処理により電子放出部 233が
形成される。 234は電子放出部を含む薄膜と呼ぶ。

【０００９】従来、これらの表面伝導形電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に電子放出部形成用薄膜 2
32を予めフォーミングと呼ばれる通電処理によって電子
放出部 233を形成するのが一般的であった。即ち、フォ
ーミングとは前記電子放出部形成用薄膜 232の両端に電
圧印加し通電処理することで、電子放出部形成用薄膜を
局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気的に高抵
抗な状態にした電子放出部 233を形成することである。
このようにフォ−ミング処理を施した表面伝導形電子放
出素子は、上記電子放出部を含む薄膜 234に電圧を印加
し、素子に電流を流すことにより、上記電子放出部 233
より電子を放出せしめるものである。

【００１０】しかしながら、これら従来の表面伝導形電
子放出素子においては、実用化にあったて、様々な問題
があった。そこで、本出願人等は、後述するような様々
な改善を鋭意検討し、実用化上の問題点を解決してき
た。

【００１１】例えば、図２８に示すように、基板 241上
の電極(242、243) 間に、電子放出部形成用薄膜として微
粒子膜244 を配置し、この微粒子膜244 に通電処理を施
すことにより、電子放出部245 を形成した新規な表面伝
導形電子放出素子（特開平２−５６８２２号公報）を本
出願人は提案している。

【００１２】また、多数の表面伝導形電子放出素子を配
列形成した例としては、並列に表面伝導形電子放出素子
を配列し、個々の素子の両端を配線にてそれぞれ結線し
た行を多数行配列した電子源が挙げられる（例えば、本
出願人の特開昭６４−３１３３２号公報）。

【００１３】一方、近年では特に、表示装置をはじめと
する画像形成装置の分野においては、液晶を用いた平板
型表示装置がＣＲＴに替わって普及してきたが、液晶表
示装置は自発光型でないために、バックライト等を持た
なければならない等の問題点があり、自発光型の表示装
置の開発が望まれてきた。

【００１４】このような要求に対し、表面伝導形電子放
出素子を多数配置した電子源と、電子源より放出された
電子によって、可視光を発光せしめる蛍光体とを組み合
わせた表示装置である画像形成装置は、大画面の装置で
も比較的容易に製造でき、かつ表示品位の優れた自発光
型表示装置である（例えば、本出願人の米国特許公報５
０６６８８３号）。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】以上述べた表示装置を
はじめとする、各種画像形成装置においては、更なる大
画面化や高精細化が期待されるのは必然的要求である
が、上述のように電子放出素子を多数個配列形成した電
子源の場合、特にその製造上の不具合により、例えば以
下のような問題が発生する場合があった。１）電子放出素子自身の欠陥や不良２）共通配線の断線、あるいは隣接した配線間の短絡３）共通配線の交差部での層間絶縁不良

【００１６】そこで本発明は、電子放出素子を多数個配
列形成した電子源において、その製造上の不具合により
発生する上記問題点のうち、とりわけ、電子放出素子自
身の欠陥や不良に対処し、電子源及び画像形成装置の製
造歩留まりを大幅に向上することを目的とする。

【００１７】また、本発明は、電子放出素子自身の欠
陥、不良に充分対処することができ、更には、画像表示
した際の画素欠陥、輝度むらといった画質劣化の極めて
少ない、よって、高品位の画像を得ることのできる電子
源とその製造方法、及び画像形成装置とその製造方法を
提供することを目的とする。

【００１８】また、特に本発明は、電子放出素子の中で
もとりわけ、表面伝導形電子放出素子を多数個配列形成
した電子源と該電子源を用いた画像形成装置に関し、上
記製造歩留まり向上と、上記画質劣化の改善により高品
位の画像を得ることのできる電子源及び該電子源を用い
た画像形成装置の提供を目的とするものである。

【００１９】

【課題を解決する為の手段】以上の目的は、以下の本発
明により達成される。

【００２０】即ち本発明は、基体と、該基体上に配置さ
れた電子放出素子とを有する電子源において、前記電子
放出素子は、電極間に、電子放出部を有する複数の導電
性膜が電気的に並列に接続されており、該電極と該導電
性膜との接続が、加熱されることで当該接続を断絶する
熱断線部材を介して行われていることを特徴とする電子
源である。

【００２１】更に本発明は、基体と、該基体上に配置さ
れた電子放出素子とを有する電子源において、該電子放
出素子は、電圧供給手段に接続された電子放出部と、前
記電圧供給手段に接続されておらず、電子放出部の形成
されていない電子放出部形成用薄膜とを有し、前記電子
放出部の電圧供給手段との接続は、加熱されることで当
該接続を断絶する熱断線部材を介して行われているとと
もに、前記電子放出部形成用薄膜と前記電圧供給手段と
の間には、加熱されることで前記電子放出部形成用薄膜
と前記電圧供給手段との接続を形成する熱結線部材が配
置されていることを特徴とする電子源である。

【００２２】

【００２３】更に本発明は、電子源と、該電子源より放
出される電子ビ−ムの照射により画像を形成する画像形
成部材と、入力される画像信号に応じて該画像形成部材
に照射される電子ビ−ムを変調する変調手段とを有する
画像形成装置において、該電子源が上記本発明の電子源
であることを特徴とする画像形成装置である。

【００２４】更に本発明は、基体と、該基体上に配置さ
れた電子放出素子とを有する電子源の製造方法におい
て、基体上に、電気的に並列接続された、複数の電子放
出部を有する電子放出素子を形成する工程と、該複数の
電子放出部に対し、電子放出特性を検出するための検査
工程と、該検査工程の結果に基づいて選択された前記電
子放出部の、前記電気的な接続を切断する工程とを有す
ることを特徴とする電子源の製造方法である。

【００２５】更に本発明は、基体と、該基体上に配置さ
れた電子放出素子とを有する電子源の製造方法におい
て、基体上に、電子放出部形成用薄膜と、電圧供給手段
に接続された電子放出部とを有する電子放出素子を形成
する工程と、該電子放出部に対し、電子放出特性を検出
するための検査工程と、該検査工程の結果に基づいて前
記電子放出部と前記電圧供給手段との接続を切断する工
程と、該電子放出部形成用薄膜を前記電圧供給手段に接
続する工程と、該電子放出部形成用薄膜に電子放出部を
形成する工程とを有することを特徴とする電子源の製造
方法である。

【００２６】更に本発明は、電子源と、該電子源より放
出される電子ビ−ムの照射により画像を形成する画像形
成部材と、入力される画像信号に応じて該画像形成部材
に照射される電子ビ−ムを変調する変調手段とを有する
画像形成装置の製造方法において、該電子源が上記本発
明の製造方法にて作成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。

【００２７】以下に本発明について詳述する。

【００２８】電子放出素子を多数個配列形成した電子源
及び画像形成装置の場合における、上述の製造上の不具
合のうち、電子放出素子の欠陥や不良には、次のような
ものが考えられる。ａ）電気的な短絡（欠陥）ｂ）電気的な断絶（欠陥）ｃ）電子放出特性の不良（不良）

【００２９】以上の電子放出素子の欠陥や不良に関して
本発明者等は鋭意検討した結果、電子放出素子の中でも
とりわけ表面伝導形電子放出素子に関しては、以下の興
味ある知見を得るに至った。かかる知見について図２７
を用いて説明する。

【００３０】図２７は、表面伝導形電子放出素子が設け
られた基板を上から見た平面図で、電子放出部形成にあ
たって行われるフォ−ミング処理が施される前の状態を
示している。

【００３１】まず、表面伝導形電子放出素子において発
生する電気的な短絡については、例えば、図２７の
（１）に示すように、素子電極225 と226 との間が、導
電性物質によってブリッジされることにより生じる。こ
のようなブリッジが発生した場合には、当然のことなが
ら、電子放出部形成用薄膜224 には電圧が有効に印加で
きなくなり、フォ−ミング処理（電子放出形成用膜224
の通電処理）あるいは実駆動が不可能となってしまう。

【００３２】上記のようなブリッジが発生する主な原因
は、例えば、素子電極225 と226 をフォトリソグラフィ
−・エッチングで作成する際に、フォトレジスト上にご
みが付着する、あるいは、エッチャント濃度に局所的な
むらが生じる、などにより適正なエッチングが行えなか
ったことにある。また、これ以外にも電極パタ−ンをリ
フトオフで形成する場合に、リフトオフ後の洗浄が不充
分で、剥離した断片が素子電極225、226 に跨がった状態
でブリッジを形成してしまう場合もある。

【００３３】次に、表面伝導形電子放出素子において発
生する電気的な断絶については、例えば、図２７の
（２）、（３）に示すように、電子放出部形成用薄膜22
4 が形成された素子電極（225、226 ）間のいずれかの箇
所で電気的な断絶が生じることにより起こる。このよう
な断絶が発生した場合にも、当然のことながら、電子放
出部形成用薄膜224 には電圧が有効に印加できなくな
り、上記フォ−ミング処理、あるいは実駆動が不可能と
なってしまう。

【００３４】図２７の（２）に示されるような電気的な
断絶は、例えば、電子放出部形成用薄膜224 の形成過程
で、マスクパタ−ンの位置がずれたり、あるいは、電子
放出部形成用薄膜224 の形成後に、その一部が剥離する
ことにより発生する場合が多い。

【００３５】また、図２７の（３）に示されるような電
気的な断絶は、例えば、素子電極225 、226 を作成する
際の成膜欠陥や、成膜後にその一部が剥離することによ
り発生する場合が多い。

【００３６】次に、表面伝導形電子放出素子において発
生する電子放出特性の不良については、例えば、図２７
の（４）〜（６）に示すように、上述の電気的な短絡、
断絶が致命的な欠陥に至らぬ程度に生じた場合に起こ
る。この場合、電子放出部形成用薄膜224 に実効的に印
加される電圧、あるいは、電界、あるいは、電気エネル
ギーが本来の設計値からずれるため、上記フォ−ミング
処理、あるいは駆動時の印加電圧が設計者の意図通りに
行われなくなり、このことが、放出電流（出力される電
子ビ−ム）の大幅な減少をもたらす。

【００３７】本発明は、主として以上の知見に基づき成
されたものである。

【００３８】以下に本発明の好ましい態様について詳述
する。

【００３９】本願発明者らは電子放出素子として、とり
わけ表面伝導形電子放出素子を備える電子源や画像形成
装置において以下のような２つの手段により上述の問題
を解決した。

【００４０】すなわち、本発明の第１の手段によれば、
表面伝導形電子放出素子の各素子にあらかじめ電気的に
並列に複数の電子放出部形成用薄膜（導電性膜）を設け
ておき、通電フォーミングにより電子放出部を形成す
る。そして、形成した電子放出部について特性の検査を
行い、特性が良好な電子放出部はそのまま用いるが、特
性不良や欠陥のある電子放出部については、電気的な接
続を切断する。そして、各電子放出素子の特性の良好な
電子放出部の数をメモリに記憶し、駆動時には前記メモ
リから読み出されるデータにもとづいて駆動信号を補正
する。

【００４１】本発明の第１の方法によれば、各素子に複
数の電子放出部形成用薄膜を設けておくことにより完全
な素子欠陥の発生する確率を極めて小さくすることが可
能である。しかも、良好な電子放出部の数に応じた駆動
補正を行うことにより、各電子放出素子ごとの電子ビー
ム出力のばらつきを極めて小さなものにすることが可能
である。

【００４２】また、本発明の第２の手段によれば、表面
伝導形電子放出素子の各素子に、あらかじめ配線電極と
電気的に接続された電子放出部形成用薄膜と、配線電極
と未接続な予備の電子放出部形成用薄膜を設けておき、
前者に対して通電フォーミングを行う。そして、通電フ
ォーミングで形成した電子放出部について特性の検査を
行い、特性が良好であった場合には該電子放出部を用い
るが、特性不良や欠陥が発生した場合には該電子放出部
と配線電極との電気的接続を切断し、電気的に未接続で
あった予備の電子放出部形成用薄膜を配線電極と接続し
てこれに対して通電フォーミングを行うことを特徴とす
る。

【００４３】本発明の第２の手段によれば、最初にフォ
ーミングした電子放出部に不都合があっても予備の電子
放出部形成用薄膜と切り替えられるため、表面伝導形電
子放出素子の製造歩留りを飛躍的に向上させることが可
能である。

【００４４】また、前記予備の電子放出部形成用薄膜
は、あらかじめ電気的に接続される電子放出部形成用薄
膜とは必ずしも同じ形状である必要はない。空間的な制
約などから予備の電子放出部形成用薄膜を小型な形状に
する場合もあるが、その場合には、形状の違いによる電
子放出特性の差を補正するための駆動補正手段を設けて
おく。これにより、予備の電子放出部形成用薄膜を用い
た場合でもほとんど同等の電子ビーム出力を得ることが
できる。

【００４５】上述した本発明の２つの手段は、単独で実
施してもよいし、あるいは両方を組み合わせて実施して
も良い。

【００４６】本発明は特に表面伝導形電子放出素子に好
ましく適用されうるもので、たとえば以下に記載するよ
うな素子に対して極めて有効であった。すなわち、電子
放出部を含む薄膜のうち電子放出部としては粒径が数十
ンオングストロームの伝導性微粒子からなり、それ以外
の電子放出部を含む薄膜は微粒子膜からなる。なおここ
で述べる微粒子膜とは、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。

【００４７】またこれとは別に電子放出部を含む薄膜
は、導電性微粒子が分散されたカーボン薄膜等の場合が
ある。

【００４８】電子放出部を含む薄膜の具体例を挙げるな
らずＰｄ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃ
ｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、Ｐｄ
Ｏ、ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＰｂＯ、Ｓｂ₂Ｏ₃等の酸化
物、ＨｆＢ₂、ＺｒＢ₂、ＬａＢ₆、ＣｅＢ₆、ＹＢ₄、Ｇ
ｄＢ₄等の硼化物、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、
ＳｉＣ、ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ等の
窒化物、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体、カーボン、Ａｇ、Ｍ
ｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｓｎ等である。

【００４９】そして電子放出部を含む薄膜は真空蒸着
法、スパッタ法、化学的気相堆積法、分散塗布法、ディ
ッピング法、スピナー法等によって形成される。

【００５０】以下に、実施例を挙げ、本発明を更に詳述
する。

【００５１】

【実施例】まず、図１〜図１７を参照しながら本発明の
第一の態様について説明する。

【００５２】本発明の第一の態様は、基本的には、少な
くとも複数の導電性材料よりなる電子放出部形成用薄膜
を電気的に並列に設けておき、これらに電子放出部を形
成する。例えば、表面伝導形電子放出素子であれば、通
電フォ−ミングして各電子放出部形成用薄膜に電子放出
部を形成する。その後、形成された電子放出部の特性を
検査し、良好でないものについては電気的接続を切り離
し、駆動信号が印加されないようにするものである。そ
して、良好な電子放出部の数にあわせて駆動信号を補正
するものである。

【００５３】（実施例１）図１は、本発明の第一の態様
に係る電子源の一実施例を示す模式図である。

【００５４】図１において、１は基板、点線で囲まれた
３１は表面伝導形電子放出素子の１素子を模式的に示し
ており、基板１上には該表面伝導形電子放出素子が複数
形成されている。尚、図１にはこれら複数の素子のうち
の９素子が示されている。

【００５５】また、各表面伝導形電子放出素子は、図１
中、Ａで示される部分（以下これをＡ部と呼ぶ）と斜線
部３２で示される部分（以下これを熱断線部と呼ぶ）を
各３個ずつ構成要素として含んでいる。このうち、Ａ部
は具体的には電子放出部及びその周辺部であり、また熱
断線部３２は室温では導電性に優れるが加熱されると溶
融あるいは酸化して電気的に絶縁状態に変化する機能を
有する部材である。尚、隣接して描かれているＡ部と熱
断線部３２は、これらが電気的に直列していることを模
式的に示したもので、必ずしも空間的に隣接していると
は限らない。

【００５６】図１に示されるように、表面伝導形電子放
出素子の１素子は、電気的には、Ａ部と熱断線部３２が
直列に接続された１組が、計３組、並列に接続されて構
成されている。また、３３および３４はＸ方向に沿って
並ぶ上記表面伝導形電子放出素子同志を電気的に並列に
接続するための共通配線を模式的に示している。

【００５７】次に、前記表面伝導形電子放出素子３１に
ついて、より具体的に以下で説明する。

【００５８】図２は、前記表面伝導形電子放出素子の構
造を説明するための斜視図で、図２中、１は、例えば青
板ガラスを材料とする基板、３３および３４は、例えば
Ｎｉを材料とする共通配線電極であり、点線３１で囲ま
れた領域が、前記表面伝導形電子放出素子の１素子に対
応する。また、４１、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４５
は、例えば、Ｎｉを材料とする電極であり、電極４１
と、電極４３ａ、４３ｂ、４３ｃそれぞれとの間には、
それぞれ電子放出部形成用薄膜４２ａ、４２ｂ、４２ｃ
が個別に設けられている。また、電子放出部形成用薄膜
４２ａ、４２ｂ、４２ｃそれぞれには、後述する通電フ
ォ−ミングにより、電子放出部３ａ、３ｂ、３ｃが形成
されている。

【００５９】ここで、前記図１中に示されたＡ部は、例
えば、この図２においては電子放出部形成用薄膜４２
ａ、電子放出部３ａ、電極４３ａ、及び電極４１の一
部、により構成される部分に相当する。また、図２にお
いて、電極４５と電極４３ａ、４３ｂ、４３ｃとの間に
は、例えば、Ｉｎ₂ Ｏ₃ を材料とする薄膜４４ａ、４４
ｂ、４４ｃが設けられており、この薄膜４４ａ、４４
ｂ、４４ｃが前記図１中に示された熱断線部に相当する
ものである。

【００６０】尚、熱断線部に用いる薄膜は、たとえば前
記Ｉｎ₂ Ｏ₃ のように常温では導電性に優れるが加熱す
ることにより容易に蒸発あるいは溶融あるいは変形しや
すい材料が好適であり、場合によってはＩｎ₂ Ｏ₃ の代
わりにＩＴＯなどを用いてもよい。また、例えば、Ａｌ
のように常温では導電性に優れるが、加熱することによ
り容易に酸化して電気的に極めて高抵抗になる材料も場
合によっては使用可能である。

【００６１】以上述べた表面伝導形電子放出素子は、共
通配線電極３３と３４より駆動電圧を印加することによ
り電子放出部３ａ、３ｂ、３ｃより電子ビ−ムを出力す
るものである。

【００６２】次に、前記図２の表面伝導形電子放出素子
の製造方法について以下に具体的に説明する。

【００６３】図３、図４は、前記表面伝導形電子放出素
子の製造工程を説明するための図で、前記図２のＢ−
Ｂ’に沿って切った基板断面を示している。尚、図示の
便宜上、図３、図４はすべて任意の縮尺で描かれてい
る。

【００６４】［工程−１］純水、洗剤、および有機溶剤
により十分に洗浄した青板ガラス基板１上に、ホトレジ
スト（ＲＤ−２０００Ｎ−４１日立化成社製）でパタ
−ン５１を形成した後、真空蒸着により厚さ５０オング
ストロ−ムのＴｉ膜５６、厚さ１０００オングストロ−
ムのＮｉ膜５７を順次積層した（図３のＡ）。

【００６５】［工程−２］次に、ホトレジストパタ−ン
５１を有機溶剤を用いて溶解し、Ｎｉ／Ｔｉ堆積膜５
６、５７の一部をリフトオフし、Ｎｉ／Ｔｉより成る電
極４１および４３ｂおよび４５を形成した。尚、本実施
例では電極４１と４３ｂの間隔Ｇは２ミクロンとした
（図３のＢ）。

【００６６】［工程−３］電極４３ｂと４５の間に、真
空製膜とフォトリソグラフィ−により厚さ１０００オン
グストロ−ムのＩｎ₂ Ｏ₃ 膜４４ｂを形成した（図３の
Ｃ）。

【００６７】［工程−４］電子放出部形成用薄膜を作成
するためのマスクパタ−ン５２を、真空蒸着法で堆積し
た厚さ１０００オングストロ−ムのＣｒ膜にて形成した
（図３のＤ）。

【００６８】［工程−５］基板をスピンナ−を用いて回
転させ、その上に有機Ｐｄ溶液（ＣＣＰ４２３０、奥野
製薬（株）社製）を塗布した後焼成して、Ｐｄ微粒子か
らなる薄膜５３を形成した（図３のＥ）。

【００６９】［工程−６］酸エッチャントにてＣｒを選
択的にウエットエッチングして薄膜５３／Ｃｒ堆積膜を
リフトオフし、電子放出部形成用薄膜４２ｂを形成した
（図３のＦ）。

【００７０】［工程−７］次に、電子放出部形成用薄膜
４２ｂに対して、通電フォ−ミングを行う。すなわち、
フォ−ミング用電源５４より電極４１と４５の間に所定
のフォ−ミング電圧を印加し、電子放出部形成用薄膜４
２ｂに通電することにより電子放出部３ｂを形成した。
尚、上記通電フォ−ミングにより、電子放出部形成用薄
膜４２ａ、４２ｃにも同時に、それぞれ電子放出部３
ａ、３ｃが形成された（図４のＧ）。

【００７１】ここで、上記所定のフォ−ミング電圧の一
例を図５に示す。

【００７２】フォ−ミング電圧は、三角波パルスで、Ｔ
１を１ミリ秒、Ｔ２を１０ミリ秒、ピ−ク電圧を５
［Ｖ］とし、１Ｘ１０マイナス６乗［ｔｏｒｒ］の真空
雰囲気下でこの波形を６０秒間印加した。このようにし
て電子放出部形成用薄膜４２ｂの一部に電子放出部３ｂ
が形成されるが、電子放出部３ｂにはパラジウム元素を
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３０オングストロ−ムであった。

【００７３】尚、フォ−ミング電圧については上記の波
形に限るものではなく、例えば、矩形波など他の波形を
もちいてもよく、またその波高値やパルス幅、パルス間
隔等についても必ずしも上述の値に限ることはなく、電
子放出部が良好に形成されれば所望の値を選択すること
ができる。

【００７４】［工程−８］以上のようにして前記図２の
表面伝導形電子放出素子３１が作成された。しかしなが
ら、従来技術における課題で述べたように、必ずしもす
べての電子放出部形成用薄膜に電子放出部が良好に形成
されているとは限らないので、次に電子放出特性の検査
を行う。

【００７５】図６に表面伝導形電子放出素子の電子放出
特性を検査するための測定評価装置の概略構成を例示す
る。

【００７６】図６において、７１は表面伝導型放出素子
に素子電圧Ｖｆを印加するための電源、７２は表面伝導
形電子放出素子より放出される放出電流Ｉｅを捕捉する
ためのアノ−ド電極、７３はアノ−ド電極７２に電圧を
印加するための高圧電源、７４は放出電流Ｉｅを測定す
るための電流計である。尚、表面伝導型放出素子および
アノ−ド電極７２は真空装置内に設置され、その真空装
置には排気ポンプおよび真空計など真空装置に必要な機
器が具備されており（不図示）、所望の真空下で測定評
価を行えるようになっている。

【００７７】また、アノ−ド電極に高圧電源７３より印
加される電圧は１［ｋＶ］〜１０［ｋＶ］、アノ−ド電
極と表面伝導形電子放出素子との距離Ｈは３［ｍｍ］〜
８［ｍｍ］、の範囲で測定評価を行った。

【００７８】次に、図７に上記測定評価装置で測定され
た表面伝導形電子放出素子の出力特性を示す。尚、出力
特性の絶対値は素子の寸法形状などにより異なるため、
同図では任意単位で特性グラフを示す。

【００７９】ここで、表面伝導形電子放出素子の３個の
電子放出部３ａ、３ｂ、３ｃがすべて良好な場合には、
放出電流Ｉｅは図７中の（１）で示されるような特性を
示す。これに対して、上記３個の電子放出部のうち２個
が良好であった場合には図７中の（２）で示される特性
を示す。また、上記３個のうち１個だけが良好であった
場合には図７中の（３）で示される特性を示す。

【００８０】また、確率的には極めて起こりにくいこと
だが、上記３個のなかに良好な電子放出部がなかった場
合には、放出電流Ｉｅはほとんど検出されない。このよ
うな場合には該素子を使用しないが、不良箇所が修理可
能な場合には修理して再度検査する。また、修理が困難
な場合には原材料として再利用することが環境上好まし
い。

【００８１】本発明によれば、電子放出特性が図７の
（１）のようであった場合には、該素子をそのまま使用
するが、図７の（２）あるいは図７の（３）であった場
合には良好でない電子放出部と電気的に直列接続してい
る熱断線部を選択的に加熱して切断する。

【００８２】以下に、上記切断までの過程について説明
する。

【００８３】まず、電子放出特性が図７の（２）あるい
は図７の（３）であった表面伝導形電子放出素子に対し
ては、３ａ、３ｂ、３ｃの３個の電子放出部のうち良好
なものと不良もしくは欠陥のあるものとを区別するため
に、画像処理を用いた方法で検査がおこなわれる。すな
わち、前記図２７で例示したように、不良もしくは欠陥
を有する電子放出部形成用薄膜の周辺は欠けや突起など
形状的に特徴があり、この特徴は通電フォ−ミングを行
った後も残存する。そこで、その形状から良好なものと
不良や欠陥があるものとは容易に判別が可能である。

【００８４】具体的には、たとえば拡大レンズを備えた
工業用ＴＶカメラのような撮像装置と画像メモリと画像
処理プロセッサなどを用いて検査を行う。すなわち、撮
像装置で表面伝導形電子放出素子を上面から撮影し、画
像デ−タを画像メモリにいったん記憶する。一方、あら
かじめ別の画像メモリには正常な場合の画像パタ−ンが
記憶されており、画像処理プロセッサが正常なパタ−ン
と撮影した画像デ−タとのパタ−ンマッチングを行い、
一致した場合には正常と判定する。

【００８５】そこで、たとえば仮に電子放出特性が前記
図７の（２）のようであったとし、上記画像処理を用い
た検査方法により電子放出部形成用薄膜４２ｂには正常
な電子放出部が形成されていないと判定された場合を想
定し、以後の工程について説明する。

【００８６】［工程−９］本実施例において正常でない
電子放出部と直列に接続された熱断線部４４ｂを、たと
えばレ−ザビ−ムで選択的に加熱して電気的な接続を断
絶する。

【００８７】すなわち、図４のＨに示すようにレ−ザ光
源５４を用いて４４ｂを局所的に照射して溶融せしめ、
電気的接続を断絶する。レ−ザ光源５４としては、たと
えば炭酸ガスレ−ザやＣＯレ−ザ、あるいはＹＡＧレ−
ザ等の赤外域のものを用いたが、要は比較的高出力が得
られて容易に加熱できる光源であればよい。

【００８８】なお、レ−ザビ−ムは図４に示すように４
４ｂを直接照射すればよいが、間に透光性の部材をはさ
んでもよく、また場合によっては、図４中、点線で示す
ようにガラス基板１の下面から照射してもよい。

【００８９】以上のようにして製造された本実施例の電
子源の中の、一つの表面伝導形電子放出素子部分を図８
に示す。

【００９０】

【００９１】図９は参考例を説明するための図で、本参
考例においては電極４１と電極４５の間に電子放出部形
成用薄膜１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが形成され、ま
た、前記電子放出部形成用薄膜の間には飛翔防止部材１
０１が設けられている。

【００９２】図９は前記図８の例と同様、３個の電子放
出部のうち中央の１個が正常に形成されなかった場合を
想定した図であるが、前記図８の４４ｂの代わりに本参
考例の場合には電子放出部形成用薄膜１０２ｂの一部が
レ−ザビ−ムで照射されて、電気的接続を断絶されたも
のである。

【００９３】ここで、飛翔防止部材１０１は電子放出部
形成用薄膜をレ−ザビ−ムで加熱した際に、隣接する正
常な電子放出部に断片が飛翔して悪影響をあたえるのを
防止するために設けられているもので、電極４１や４５
と同様の材質を用いればよいが、厚さはたとえば１ミク
ロン以上にした方がより効果的である。

【００９４】（実施例２）また、本発明の第一の態様に係る電子源の構成は、前記
図１で模式的に示したものに限るわけではない。

【００９５】すなわち、１素子中に電気的に並列に設け
られた電子放出部の数はなにも３個に限る必要はなく、
要は複数個備えることが重要である。たとえば、６個で
あっても差し支えなく、またそれらは空間的に１列に並
ぶ必要もない。

【００９６】例えば、図１０に模式的にしめすように、
１素子３１中に電気的に並列な６個のＡ部を備え、それ
らは空間的には３個ずつ２列に並んでいてもよい。ある
いは、図１１に模式的に示すように、１素子３１中に２
個のＡ部を備えるものであっても良い。

【００９７】（実施例３）次に本実施例では、図１１に示す電子源を用いた画像表
示装置の一例を述べる。図１２は、本実施例の表示装置
の表示パネル部分の模式図である。

【００９８】図１２中、１は電子源の基板、Ｇ１、Ｇ
２、Ｇ３は電子ビ−ムを変調するためのグリッド電極、
１３３は表示パネルのフェ−スプレ−トである。

【００９９】また、図１２は、多数の画素を備える表示
パネルのうちの９画素分を示すもので、フェ−スプレ−
ト１３３と基板１は真空容器（不図示）の一部を兼ねて
おり、容器内部は、例えば、１０のマイナス６乗［Ｔｏ
ｒｒ］程度の真空度が維持されている。また、フェ−ス
プレ−ト１３３は、例えば、ガラスを材料とする透明基
板１３０の内面に、例えば、蛍光体１３１とメタルバッ
ク１３２が形成されている。尚、場合によっては蛍光体
１３１と基板１３０との間にＩＴＯ薄膜を材料とする透
明電極（不図示）を設けることも可能である。

【０１００】前記メタルバック１３２には、不図示の高
圧電源よりたとえば１０［ＫＶ］の電圧が印加されてお
り、電子ビ−ムが照射されると蛍光体１３１は可視光を
発光する。

【０１０１】また、前記グリッド電極Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３
は例えば、薄板状の金属材料を加工して作られたストラ
イプ状の電極で、電子ビ−ムを透過させるための開口１
３５が各表面伝導形電子放出素子に対応して設けられて
いる。更に、このグリッド電極は互いに電気的に独立で
あり、外部からグリッド電極に印加する変調電圧の大き
さを変えることにより、開口１３５を透過して蛍光体を
照射する電子ビ−ムの強度を制御することが可能であ
る。また、変調電圧パルスの時間的な長さを変えれば、
開口１３５を透過して蛍光体を照射する電子ビ−ムの電
荷量を制御することが可能である。したがって、グリッ
ド電極に印加する変調電圧の大きさか、もしくは変調電
圧パルスの長さを制御することにより、蛍光体の発光輝
度を任意に制御することが可能である。

【０１０２】また、ガラス基板１上には、前記図１１に
示されたのと同様に、一つの表面伝導形電子放出素子３
１（図１１）が複数配列形成されており、Ｘ方向に沿っ
て配列した表面伝導形電子放出素子同志は互いに電気的
に並列に接続されている。

【０１０３】図１２中、３３ｄ、３４ｄ、３３ｅ、３４
ｅ、３３ｆ、３４ｆは、このための共通配線電極であ
る。

【０１０４】本実施例の表示パネルは、Ｘ方向に沿って
配列形成された表面伝導形電子放出素子の素子列とＹ方
向に沿って配列されたストライプ状のグリッド電極によ
りＸＹマトリクスが形成されている。即ち、前記共通配
線電極に適当な駆動電圧を印加すれば素子列のうちの任
意の１列を選択的に駆動することができ、同時にグリッ
ド電極に適当な変調信号を印加すれば、前記素子列から
放出された電子ビ−ムを個別に変調することができる。
従って、駆動する素子列を順次切り替えてゆけば、表示
画面の全画素（図中１３４で示す）を順次走査してゆく
ことが可能である。

【０１０５】次に、図１３は、前記図１２の表示パネル
を、外部から入力される画像信号に応じて駆動するため
の電気回路構成を示す簡易ブロック図である。

【０１０６】図１３中、１４０は前記図１２の表示パネ
ル、１４１は画像信号デコ−ダ、１４２はタイミングコ
ントロ−ラ、１４３は素子情報メモリ、１４４は補正演
算回路、１４５はシリ／パラ変換器、１４６はラインメ
モリ、１４７は変調信号発生回路、１４８は走査信号発
生回路である。以下、各部の機能を説明してゆく。

【０１０７】まず、画像信号デコ−ダ１４１は、外部か
ら入力されるたとえばＮＴＳＣテレビ信号などのような
コンポジット画像信号から同期信号成分と輝度信号成分
を分離して再生するための回路で、再生された同期信号
と輝度信号は各々タイミングコントロ−ラ１４２と補正
演算回路１４４に入力される。

【０１０８】タイミングコントロ−ラ１４２は、各部の
動作タイミングを調整するための回路で、前記同期信号
にもとずいたタイミング制御信号を発生する。即ち、素
子情報メモリ１４３に対してタイミング制御信号Ｔ１
を、シリ／パラ変換器１４５にＴ２を、ラインメモリ１
４６にＴ３を、変調信号発生回路１４７にＴ４を出力す
る。

【０１０９】素子情報メモリ１４３は、あらかじめ表面
伝導形電子放出素子の全素子に関する正常な電子放出
部、即ち、熱断線部が切断されていない電子放出部の数
が書き込まれているメモリで、前記タイミング制御信号
Ｔ２にしたがって適宜記憶内容を読み出して補正演算回
路１４４に出力する。

【０１１０】タイミング制御信号Ｔ２は、画像信号デコ
−ダ１４１から補正演算回路１４４に送られる輝度信号
と同期して当該画素用の表面伝導形電子放出素子の情報
が読み出されるようタイミングを調整する。

【０１１１】また、補正演算回路１４４は、画像信号デ
コ−ダ１４１から入力する輝度信号を、素子情報メモリ
１４３から入力する素子情報にもとずいて補正するため
の演算回路である。

【０１１２】演算方法としては例えば、ある画素の輝度
信号が入力されたとき、対応する表面伝導形電子放出素
子の電子放出部が２個とも正常な場合には輝度信号を１
倍するが、２個の電子放出部のうち１個だけが正常だっ
た場合には輝度信号は２倍される。尚、図１２の表示パ
ネルでは表面伝導形電子放出素子は１素子あたり２個の
Ａ部を有するため上記係数を乗算するが、図１や図１０
のように１素子あたりこれと異なる数のＡ部を有する素
子を用いる場合には、正常なものの個数に応じて異なる
係数を乗算することは言うまでもない。

【０１１３】また、演算方法は必ずしも上記の方法に限
るものではなく、要は正常な電子放出部の数に応じて表
示パネルの発光特性を補正できるものであればよく、例
えば、輝度信号に応じて係数が変わるような非線形な演
算方法であってもよい。

【０１１４】補正演算回路１４４で補正された輝度信号
はシリ／パラ変換器１４５に入力され、画像の１ライン
分を並列してラインメモリ１４６に出力する。

【０１１５】ラインメモリ１４６は１ライン分の画像デ
−タを所定の期間保持するためのメモリで、保持されて
いる画像デ−タは変調信号発生回路１４７に対して出力
される。

【０１１６】変調信号発生回路１４７は、前記画像デ−
タにもとずき画像１ライン分の変調信号を発生し、表示
パネルのグリッド電極Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、・・・・・に
該信号を印加する。ここで、変調信号は、たとえば画像
デ−タにもとずいて電圧を変化させる電圧変調方式か、
または画像デ−タにもとずいて変調パルスの長さを変化
させるパルス幅変調方式を用いればよい。

【０１１７】一方、走査信号発生回路１４８はタイミン
グコントロ−ラ１４２の発生するタイミング制御信号Ｔ
５にもとづいて、表面伝導形電子放出素子の素子列のう
ちの１列を選択的に駆動するための回路であり、共通配
線電極３３ｆ、３３ｅ、３３ｄ・・・・のうち駆動する
列の配線電極には駆動電圧を、また、駆動しない列の配
線電極には０［Ｖ］、すなわちグランドレベルを印加す
る。

【０１１８】共通配線電極の３４ｆ、３４ｅ、３４ｄ、
・・・・・・はグランドレベルと接続されているため、
走査信号発生回路の発生する駆動電圧により任意の１列
を選択的に駆動することが可能である。

【０１１９】走査信号発生回路１４８と変調信号発生回
路１４７は、タイミングコントロ−ラ１４２の作用によ
り動作タイミングが調整されるため、表示パネル１４０
は、入力される画像信号にもとずいて画像を１ラインず
つ順次表示していくことが可能である。

【０１２０】以上述べた画像表示装置においては、表面
伝導形電子放出素子の各素子の正常でない電子放出部
は、前述したように熱断線部で電気的に切り離されてお
り、また、グリリッド電極には正常な電子放出部の数に
応じて補正された変調信号が印加されるため、たとえ一
部の電子放出部が正常でなかったとしても原画像信号に
忠実な輝度で表示することが可能となった。

【０１２１】尚、上述した画像表示装置では図１２で説
明したように、変調用のグリッド電極Ｇ１、Ｇ２、Ｇ
３、・・・を表面伝導形電子放出素子と蛍光体１３２の
中間に設置したが、グリッド電極の位置はこれに限るも
のではなく、例えば、図１４に示すように表面伝導形電
子放出素子の下に設けてもさしつかえない。図１４にお
いて、グリッド電極Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３は、表面伝導形電
子放出素子の形成されている基板１とは別体の基板１５
１上に形成されているが、要はグリッド電極に印加する
変調電圧により電子放出素子周辺の電界分布を変化せし
め、電子ビ−ムの軌道を制御できるものであればよい。
したがって、電子放出素子の形成されたガラス基板１の
下面にグリッド電極を形成することも可能だし、場合に
よっては電子放出素子と同一平面上に設けてもよい。

【０１２２】（実施例４）前記実施例４においては、表面伝導形電子放出素子の素
子列とグリッド電極とでＸＹマトリクスを構成したが、
マトリクスを構成する方法はこれに限るものではない。

【０１２３】例えば、図１５に模式的に示すように、グ
リッド電極を用いず、表面伝導形電子放出素子３１を単
純マトリクス配線した電子源てもよい。

【０１２４】図１５中、ｘ１、ｘ２、ｘ３、・・・は、
基板１上に形成された表面伝導形電子放出素子３１のう
ち、Ｘ方向に沿って配列されたもの同志を接続する共通
電極であり、また、ｙ１、ｙ２、ｙ３、・・・はＹ方向
に沿って配列されたもの同志を接続する共通電極であ
る。

【０１２５】本実施例によれば、上記共通電極に適当な
駆動信号を印加することにより、任意の表面伝導形電子
放出素子を選択的に駆動できる。その際、駆動信号の電
圧の大きさを変えることにより出力される電子ビ−ムの
強度を制御することができ、また駆動信号のパルスの長
さを変えることにより出力される電子の総電荷量を制御
することが可能である。したがって、たとえば表示装置
に応用した場合には、グリッド電極を用いなくても表示
輝度を変調することが可能である。

【０１２６】図１６は、前記図１５の電子源を用いた表
示パネルの一部を示したもので、図１５中、１７３はフ
ェ−スプレ−トである。このフェ−スプレ−ト１７３は
例えば、ガラスを材料とする透明基板１７０と、これに
積層されたモザイク状の蛍光体と黒色物質１７５（いわ
ゆるブラックマトリクス）が塗り分けられた蛍光層１７
１とメタルバック１７２よりなり、場合によっては基板
１７０と蛍光層１７１との間に透明電極をさらに付加し
てもよい。

【０１２７】蛍光層１７１には、表面伝導形電子放出素
子の各素子に対応してモザイク状の蛍光体が設けられて
いるが、各モザイクは図示のように赤色用蛍光体Ｒ、緑
色用蛍光体Ｇ、青色用蛍光体Ｂが塗り分けられている。

【０１２８】尚、前記図１２の表示装置と同様、フェ−
スプレ−トおよび基板１は真空容器の一部を構成してい
る。

【０１２９】また、前記メタルバック１７２には、たと
えば１０［ｋＶ］の高電圧が印加される。

【０１３０】次に、図１７は、前記図１６の表示パネル
を外部から入力される画像信号に応じて駆動するための
電気回路構成を示す簡易ブロック図である。

【０１３１】図１７中、１８０は前記図１６の表示パネ
ルである。また、画像信号デコ−ダ１４１、タイミング
コントロ−ラ１４２、素子情報メモリ１４３、補正演算
回路１４４、シリ／パラ変換器１４５、ラインメモリ１
４６、の各回路については前記図１３と同様の機能であ
るので説明を省略する。

【０１３２】本実施例の場合には、走査信号発生回路お
よび変調信号発生回路は、前記図１５の電子源を駆動す
るためのもので、変調信号発生回路は前記図１３の実施
例と同様、正常な電子放出部の数に応じて補正された輝
度信号にもとずいて変調信号を発生させるものである。

【０１３３】以上、本発明の第一の態様についての実施
例を説明したが、次に、本発明の第二の態様について、
図１８〜図２６参照しながら以下に説明する。

【０１３４】まず、本発明の第二の態様は、基本的に
は、あらかじめ複数の電子放出部形成用薄膜を形成し、
そのうち少なくとも１個は熱断線部を介して電圧供給用
電極と電気的に接続され、また少なくとも他の１個は電
圧供給電極とは未接続にしておかれる。そして、前記電
気的に接続された電子放出部形成用薄膜には電圧供給用
電極を介して通電フォ−ミングが行われ、電子放出部が
形成される。

【０１３５】しかる後に、電子放出部の特性を検査し、
良好でないものについては熱断線部を加熱して電気的接
続を切り離して電圧が印加されないようにするととも
に、前記未接続の電子放出部形成用薄膜を電圧供給用電
極と接続して通電フォ−ミングする。すなわち、最初に
接続されていた電子放出部形成用薄膜に良好な特性の電
子放出部が形成されなかった場合に、未接続であった予
備の電子放出部形成用薄膜に別途電子放出部を形成す
る。

【０１３６】（実施例５）図１８は、本発明の第二の態様の電子源に係る一実施例
を説明するための模式図で、表面伝導形電子放出素子を
多数備えた電子源の一部を示すものである。

【０１３７】図１８中、１は基板、点線で囲まれた１９
０は表面伝導形電子放出素子の１素子を模式的に示して
おり、基板１上には多数の該表面伝導形電子放出素子１
９０が形成されている。尚、図１８には、これら多数の
素子のうちの９素子のみが示されている。

【０１３８】各表面伝導形電子放出素子１９０は、図１
８中、Ａで示される部分（以下これをＡ部と呼ぶ）と、
Ｂで示される部分（以下これをＢ部と呼ぶ）と、熱断線
部１９１と、熱結線部材１９２とを構成要素として含ん
でいる。

【０１３９】このうちＡ部は具体的には、電圧供給用電
極と、これと予め接続されている電子放出部形成用薄膜
と、その周辺部をさす。

【０１４０】また、Ｂ部は、電圧供給用電極とは最初に
未接続状態にである電子放出部形成用薄膜と、その周辺
部とをさす。

【０１４１】また、熱断線部１９１は、室温では導電性
に優れるが、加熱されると溶融あるいは酸化して電気的
に絶縁状態に変化する機能を有する部材である。

【０１４２】また、熱結線部材１９２は、加熱されると
溶融あるいは変形して、それ以後Ｂ部と電圧供給用電極
とを電気的に接続した状態に変化させる機能を有する部
材である。

【０１４３】また、１９３と１９４は各表面伝導形電子
放出素子に電圧を供給するための電圧供給用電極を模式
的に示したもので、Ｘ方向に沿って並ぶ素子を電気的に
並列に接続している。

【０１４４】次に、前記表面伝導形電子放出素子１９０
について、より具体的に説明する。

【０１４５】図１９は、表面伝導形電子放出素子の一例
を示した斜視図で、図１９中、１は、例えば、青板ガラ
スを材料とする基板、１９１は、例えば、Ｉｎ₂ Ｏ₃ を
材料とする熱断線部材、１９２は、例えば、ＰｂとＳｎ
を成分に含むはんだ等を材料とする熱結線部材、１９３
および１９４は、例えば、Ｎｉを材料とする電圧供給用
電極、２０１および２０２は素子電極、２０３は電子放
出部形成用薄膜、２０４および２０５は素子電極、２０
６は電子放出部形成用薄膜である。

【０１４６】このうち前記Ａ部は、素子電極２０１と２
０２、および電子放出部形成用薄膜２０３よりなり、ま
た前記Ｂ部は、素子電極２０４と２０５、および電子放
出部形成用薄膜２０６よりなる。

【０１４７】熱断線部１９１は、前記図２などの実施例
で説明したのと同様なものを用いればよく、また熱結線
部材は導電性を有するとともに加熱により容易に溶融す
る材料が望ましい。

【０１４８】本実施例においては、まず電圧供給用電極
１９３および１９４の間にフォ−ミング用電圧を印加し
て、電子放出部形成用薄膜に電子放出部２０７を形成す
る。尚、フォ−ミング用電圧やフォ−ミング時の真空条
件などは前記本発明の第一の態様に係る実施例で述べた
ものと同様であるので詳しい説明は省略する。

【０１４９】次に、電子放出部形成用薄膜２０３に形成
された電子放出部２０７の電子放出特性を、前記図５で
説明した測定評価装置を用いて検査する。

【０１５０】本発明の第二の態様によれば、検査の結
果、電子放出部２０７が正常な特性を示した場合には該
電子放出素子をそのまま使用する。また、電子放出部２
０７が正常な特性を示さなかった場合には、まず熱断線
部１９１を加熱してこれを断絶し、次に熱結線部材１９
２を加熱して、素子電極２０５と電圧供給用電極１９３
とを電気的に接続する。

【０１５１】上記２つの加熱工程は、場合によっては同
時かまたは逆の順序で行っても良い。また、加熱は、前
記図４のＨ（工程−９）で説明したように、レ−ザ光源
を用いて局所加熱をおこなえばよい。

【０１５２】次に、上記工程後、ふたたび電圧供給用電
極１９３と１９４の間にフォ−ミング用電圧を印加して
電子放出部形成用薄膜２０６に電子放出部２１０を形成
する。

【０１５３】以上のように作成された表面伝導形電子放
出素子を図２０に示す。２１１は熱結線部材を加熱溶融
して形成された導電経路である。

【０１５４】また、新たに形成された電子放出部２１０
についても、電子放出特性を検査することが望ましい。
確率的には極めて稀だが、電子放出部２１０も電子放出
特性が正常でなかった場合には、該素子は使用しない。
ただし、修理可能な場合には修理して再度用い、また修
理が困難な場合には原材料として再利用することが資源
の有効利用上望ましい。

【０１５５】また、前記図１８で模式的に示した素子
は、図１９〜図２０のものに限られるわけではなく、た
とえば図２１に示すような形態でもよい。

【０１５６】本実施例の場合、前記図１９の素子にあっ
た素子電極２０２と２０４は用いないで、電圧供給用電
極１９３、１９４を素子電極として兼用している。ま
た、本実施例の場合、電子放出部形成用薄膜２０７の幅
Ｌ１と電子放出部形成用薄膜２０５の幅Ｌ２とを異なる
大きさにしている。これは、１素子の占める面積を小さ
くし、細かなピッチでマルチ素子を配列するための工夫
であるが、一般に、一定の電圧で駆動した場合には電子
放出部の幅と放出電流の大きさには比例関係がある。し
たがって、電子放出部２０７に不都合があって電子放出
部形成用薄膜２０６側を使用する場合には、駆動電圧の
大きさか、もしくは駆動パルスの長さを適宜補正して、
強度もしくは電荷量の等しい電子ビ−ムが出力されるよ
うにする。

【０１５７】また、本実施例で用いられる熱断線部は、
前述の第一の態様に係る図９の実施例で説明したよう
に、電子放出部形成用薄膜の一部がこれを兼ねてもよ
い。

【０１５８】次に、本実施例の電子源を用いた表示パネ
ルの例を図２２に示す。

【０１５９】本表示パネルは、基本的には前記図１２の
表示パネルの電子源部を図１８の電子源におきかえたも
のあるのであり、フェ−スプレ−ト１３３やグリッド電
極Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、・・・等は、前記図１２と同様で
あるので詳しい説明は省略する。

【０１６０】また、本表示パネルの駆動回路は、基本的
には前記図１３と同様の構成でよいが、素子情報メモリ
１４３には、各素子について、Ａ部かＢ部のどちらが使
用されているかを記憶させておき、補正演算回路１４４
は、Ａ部とＢ部の電子放出特性の違いにもとずいた補正
演算をおこなう。

【０１６１】（実施例６）本発明の第二の態様に係る、他の実施例を図２３に模式
的に示す。

【０１６２】本実施例では、電圧供給用電極１９３と１
９４の間に、熱断線部１９１とＡ部とが電気的に直列し
て設けられるが、熱断線部１９１と並列してＢ部が設け
られている。また、Ｂ部と電圧供給用電極１９４との間
には熱結線部材１９２が設けられている。点線でかこま
れた部分１９０が、表面伝導形電子放出素子の１素子を
示している。

【０１６３】本実施例においても、まず電圧供給用電極
１９３と１９４との間に、フォ−ミング電圧を印加し、
Ａ部に対して通電フォ−ミングを行う。その際、熱断線
部１９１は、Ｂ部と比較して十分に電気抵抗が小さくさ
れているため、Ｂ部には実質的には電流が流れず、Ｂ部
に対してはフォ−ミングは行われない。

【０１６４】その後、前記実施例６と同様に、電子放出
特性を検査し、特性が良好な場合には、そのままＡ部に
形成された電子放出部を用いる。また、電子放出特性が
良好でなかった場合には、熱断線部１９１を加熱して電
気的に断絶するとともに、熱結線部材１９２を加熱し、
共通電極１９４とＢ部を電気的に接続する。

【０１６５】そして、再度、電圧供給用電極１９３と１
９４との間にフォ−ミング電圧を印加し、Ｂ部に電子放
出部を形成する。

【０１６６】図２４は、前記図２３で模式的に示した表
面伝導形電子放出素子の具体的な例であり、表面伝導形
電子放出素子の１素子の斜視図である。

【０１６７】図２４中、２５１は、Ａ部の電子放出部形
成用薄膜、２５２は、Ｂ部の電子放出部形成用薄膜、２
５３は素子電極である。

【０１６８】本実施例では、電圧供給用電極１９４は、
Ａ部の素子電極の一方を兼ねており、同様に電圧供給用
電極１９３はＢ部の素子電極の一方を兼ねている。ま
た、素子電極２５３は、Ａ部とＢ部の両方に対して素子
電極として働く。また、本実施例の場合、図示のように
電子放出部形成用薄膜２５１と２５２は、素子電極２５
３をまたいで形成された連続した薄膜であってもよい。

【０１６９】（実施例７）本発明の第二の態様に係る、他の実施例を図２５に模型
式的に示す。

【０１７０】本実施例の表面伝導形電子放出素子の１素
子である１９０は、Ａ部、Ｂ１部、Ｂ２部、熱断線部２
６３および２６４、熱結線部材２６１および２６２、と
を含む構成となっている。

【０１７１】本実施例においては、まず電圧供給電極１
９３と１９４との間に、フォ−ミング電圧を印加し、Ａ
部に電子放出部を形成する。

【０１７２】その後、電子放出特性を検査するが、良好
な電子放出特性を示した場合には、そのまま使用する
が、良好でなかった場合には、熱断線部２６３を加熱し
て電気的に断絶するとともに、熱結線部２６１を加熱し
て、Ｂ１部と電圧供給用電極１９３とを電気的に接続す
る。

【０１７３】そして、再度フォ−ミング電圧を印加し、
Ｂ１部に電子放出部を形成する。

【０１７４】その後、再度電子放出特性を検査するが、
良好な結果が得られた場合には該素子をそのまま使用す
る。また、良好な結果が得られなかった場合には、熱断
線部２６４を加熱して電気的に断絶するとともに、熱結
線部材２６２を加熱し、Ｂ２部と電圧供給用電極１９３
とを電気的に接続する。

【０１７５】以上のように、Ｂ１部とＢ２部の２個の予
備を備えることにより、本実施例の電子放出素子の製造
歩留は、ほとんど１００％に近い値を達成することが可
能となった。

【０１７６】（実施例８）本発明の第二の態様に係る表面伝導形電子放出素子は、
図２６に示すように単純マトリクス型に接続することも
可能である。

【０１７７】図２６中、ｘ１、ｘ２、ｘ３、・・・は、
基板１上に形成された表面伝導形電子放出素子のうち、
Ｘ方向に沿って配列されたもの同志を接続する電圧供給
用電極であり、また、ｙ１、ｙ２、ｙ３、・・・はＹ方
向に沿って配列されたもの同志を接続する電圧供給用電
極である。ここで、もちろん、図２５の電子源は、たと
えば、前記図１６の表示装置の電子源部に用いることが
可能である。

【０１７８】

【発明の効果】以上、本発明について実施例を挙げて説
明したが、本発明の第一の態様によれば、複数の電子放
出部形成用薄膜を電気的に並列に設けておき、これらに
電子放出部を形成する。例えば、表面伝導形電子放出素
子の各素子について、複数の電子放出部形成用薄膜を電
気的に並列に設けておき、これらを通電フォ−ミングし
て各電子放出部形成用薄膜に電子放出部を形成する。そ
の後、電子放出特性を検査し、正常でない電子放出部の
電気的接続を切り離し、該電子放出部には駆動信号が印
加されないようにする。また、正常な電子放出部の個数
に応じて変調信号を補正する。

【０１７９】以上の態様により、従来の１電子放出素子
あたり１電子放出部を備える電子源と比較して、製造歩
留りを飛躍的に向上させることが可能となった。また、
一部の電子放出部に不具合があっても、電子ビ−ム出力
が補正されるため、たとえば表示装置に応用した場合に
は原画像信号に忠実な表示がおこなえるようになった。

【０１８０】また、本発明第二の態様によれば、予め複
数の電子放出部形成用薄膜を形成するが、そのうち少な
くとも１個は熱断線部を介して電圧供給用電極と電気的
に接続され、また少なくとも他の１個は電圧供給用電極
とは未接続にしておかれる。そして、前記電気的に接続
された電子放出部形成用薄膜には、電子放出部が形成さ
れる。例えば、表面伝導形電子放出素子においては、電
圧供給用電極を介して該電子放出部形成用薄膜に通電フ
ォ−ミングがおこなわれ、電子放出部が形成される。し
かる後に、電子放出部の特性を検査し、良好でないもの
に関しては熱断線部を加熱して電気的接続を切り離して
電圧が印加されないようにするとともに、前記未接続の
電子放出部形成用薄膜を電圧供給用電極と接続して前記
同様に電子放出部を形成する。これにより、もし最初の
電子放出部形成用薄膜に良好な電子放出部が形成されな
かったとしても、未接続であった電子放出部形成用薄膜
に別途電子放出部を形成することができる。

【０１８１】以上の態様により、電子源の製造歩留りを
飛躍的に向上させることが可能となった。

【０１８２】また、あらかじめ未接続にしておかれる予
備の電子放出部形成用薄膜は、最初接続している電子放
出部形成用薄膜と必ずしも同じ形状でなくとも良い。た
とえば、予備の電子放出部形成用薄膜は小面積にしてお
けば、１素子の占める面積を小さくできるため、素子の
配列ピッチを細かくすることができる。また、予備の電
子放出部形成用薄膜を接続して用いる場合には寸法の違
いによる電子放出特性の差を補正するような駆動補正手
段をもうけることにより、予備を用いても同等の電子ビ
−ム出力がえられるようになった。これにより、たとえ
ば表示装置に用いた場合に、輝度ムラのない原画像信号
に忠実な表示が可能となった。

【０１８３】以上のように、本発明によれば、電子放出
素子、とりわけ表面伝導形電子放出素子の製造歩留を大
幅に向上できるため、同じ素子数ならばより安価にこれ
を提供でき、また、より多数の素子を備える電子源も容
易に製造が可能となった。これにより、たとえば、より
多数の画素を備える大画面表示装置を低コストで実現す
ることが可能となった。このような長所を有する本発明
による画像表示装置は、高品位テレビジョン受像器やコ
ンピュ−タの端末はもとより、大画面ホ−ムシアタ−
や、テレビ会議システム、あるいはテレビ電話など、民
生用あるいは産業用として広く応用が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の態様の電子源の実施例を説明す
るための模式図。

【図２】本発明の第一の態様の電子源の実施例で用いら
れた表面伝導形電子放出素子の具体的構成を示す斜視
図。

【図３】図２の表面伝導形電子放出素子の製造方法を説
明するための工程図。

【図４】図２の表面伝導形電子放出素子の製造方法を説
明するための工程図。

【図５】表面伝導形電子放出素子の製造工程において、
通電フォ−ミングを行うための電圧波形の一例を示す
図。

【図６】表面伝導形電子放出素子の出力特性を評価する
ための評価装置を示す図。

【図７】本発明の電子源に係る、表面伝導形電子放出素
子の出力特性の一例を示す図。

【図８】本発明の第一の態様の電子源において、正常で
ない電子放出部の電気的接続が断絶された表面伝導形電
子放出素子を示す図。

【図９】参考例で用いられた表面伝導形電子放出素子の
具体的構成を示す斜視図。

【図１０】本発明の第一の態様の電子源の他の実施例を
説明するための模式図。

【図１１】本発明の第一の態様の電子源の他の実施例を
説明するための模式図。

【図１２】本発明の第一の態様の電子源を用いた表示装
置の模式図。

【図１３】図１１の表示装置の駆動回路を説明するため
の簡易ブロック図。

【図１４】本発明の第一の態様の電子源の他の実施例を
説明するための模式図。

【図１５】本発明の第一の態様の電子源の他の実施例を
説明するための模式図。

【図１６】図１５の電子源を用いた表示装置の模式図。

【図１７】図１５の表示装置の駆動回路を説明するため
の簡易ブロック図。

【図１８】本発明の第二の態様の電子源の実施例を説明
するための模式図。

【図１９】図１８の電子源に係る、表面伝導形電子放出
素子の具体的な構成の一例を示す斜視図。

【図２０】図１９の表面伝導形電子放出素子のＢ部をフ
ォ−ミングして電子放出部を形成した例を示す斜視図。

【図２１】図１８の表面伝導形電子放出素子の他の構成
を示す斜視図。

【図２２】図１８の電子源を用いた表示装置の模式図。

【図２３】本発明の第二の態様の電子源の他の実施例を
説明するための模式図。

【図２４】図２３の表面伝導形電子放出素子の具体的な
構成の一例を示す斜視図。

【図２５】本発明の第二の態様の電子源の他の実施例を
説明するための模式図。

【図２６】本発明の第二の態様の電子源の他の実施例を
説明するための模式図。

【図２７】表面伝導形電子放出素子において発生する欠
陥もしくは不良の例を示す平面図。

【図２８】従来の表面伝導形電子放出素子の一例を示す
平面図。

【図２９】従来の表面伝導形電子放出素子の他の例を示
す平面図。

【符号の説明】

１，２４１，２３１基板２３３，２４５，３，２０７，２１０電子放出部３１，１９０表面伝導形電子放出素子３２，４４，１９１，２６３，２６４熱断線部材３３，３４，ｘ，ｙ共通配線電極４２，１０２，２０３，２０６，２５１，２５２，２４
４，２３２，２２４電子放出部形成用薄膜５４フォーミング用電源７１，７３電源７２アノード電極７４電流計４１，４５電極１０１飛翔防止部材Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３グリッド電極１３５開口部１３３，１７３フェースプレート２２５，２２６，２４２，２４３素子電極１３０，１７０透明基板１３１，１７１蛍光膜１３２，１７２メタルバック１７５黒色物質１７４，１３４画素１９４，１９３電圧供給用電極１９２，２１１，２６１，２６２熱結線部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＨ０１Ｊ 9/50 Ｈ０１Ｊ 29/04 29/04 31/12 Ｃ 31/12 1/30 Ｅ (72)発明者野村一郎東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者金子哲也東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者吉岡征四郎東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開平４−359830（ＪＰ，Ａ) 特開平４−284324（ＪＰ，Ａ) 特開平２−247936（ＪＰ，Ａ) 特許3158064（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 1/30 - 1/316 H01J 9/02 H01J 9/50 H01J 29/04 H01J 31/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基体と、該基体上に配置された電子放出
素子とを有する電子源において、前記電子放出素子は、
電極間に、電子放出部を有する複数の導電性膜が電気的
に並列に接続されており、該電極と該導電性膜との接続
が、加熱されることで当該接続を断絶する熱断線部材を
介して行われていることを特徴とする電子源。
【請求項２】前記電子放出素子が、前記基体上に複数
配置されている請求項１に記載の電子源。
【請求項３】前記電子放出素子に印加する駆動信号
を、前記電子放出部の個数に応じて補正する手段を有す
る請求項１に記載の電子源。
【請求項４】前記電子放出素子を複数有し、各々の電
子放出素子が有する電子放出部の個数に応じて、電子放
出素子に印加する駆動信号を、該電子放出素子毎に補正
する手段を有する請求項１に記載の電子源。
【請求項５】前記電子放出素子の有する電子放出部の
個数を記憶するメモリ手段と、該メモリ手段に記憶され
た情報に基づき、該電子放出素子に印加する駆動信号を
補正するための手段を有する請求項１に記載の電子源。
【請求項６】前記電子放出素子を複数有し、各々の電
子放出素子が有する電子放出部の個数を記憶するメモリ
手段と、該メモリ手段に記憶された情報に基づき、電子
放出素子に印加する駆動信号を該電子放出素子毎に補正
する手段を有する請求項１に記載の電子源。
【請求項７】電子源と、該電子源より放出される電子
ビ−ムの照射により画像を形成する画像形成部材と、入
力される画像信号に応じて該画像形成部材に照射される
電子ビ−ムを変調する変調手段とを有する画像形成装置
において、該電子源が請求項１〜６のいずれかに記載の
電子源であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】基体と、該基体上に配置された電子放出
素子とを有する電子源において、該電子放出素子は、電
圧供給手段に接続された電子放出部と、前記電圧供給手
段に接続されておらず、電子放出部の形成されていない
電子放出部形成用薄膜とを有し、前記電子放出部の電圧
供給手段との接続は、加熱されることで当該接続を断絶
する熱断線部材を介して行われているとともに、前記電
子放出部形成用薄膜と前記電圧供給手段との間には、加
熱されることで前記電子放出部形成用薄膜と前記電圧供
給手段との接続を形成する熱結線部材が配置されている
ことを特徴とする電子源。
【請求項９】前記電子放出素子は、電極間に、前記熱
断線部材を介して該電極に接続された、電子放出部を有
する導電性膜と、前記電子放出部形成用薄膜とを有する
請求項８に記載の電子源。
【請求項１０】前記電子放出素子が、前記基体上に複
数配置されている請求項８に記載の電子源。
【請求項１１】前記電子放出素子に印加する駆動信号
を、前記電子放出素子の電子放出特性に応じて補正する
手段を有する請求項８に記載の電子源。
【請求項１２】前記電子放出素子を複数有し、各々の
電子放出素子の電子放出特性の違いに応じて、電子放出
素子に印加する駆動信号を、該電子放出素子毎に補正す
る手段を有する請求項８に記載の電子源。
【請求項１３】電子源と、該電子源より放出される電
子ビ−ムの照射により画像を形成する画像形成部材と、
入力される画像信号に応じて該画像形成部材に照射され
る電子ビ−ムを変調する変調手段とを有する画像形成装
置において、該電子源が請求項８〜１２のいずれかに記
載の電子源であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】基体と、該基体上に配置された電子放
出素子とを有する電子源の製造方法において、基体上
に、電気的に並列接続された、複数の電子放出部を有す
る電子放出素子を形成する工程と、該複数の電子放出部
に対し、電子放出特性を検出するための検査工程と、該
検査工程の結果に基づいて選択された前記電子放出部
の、前記電気的な接続を切断する工程とを有することを
特徴とする電子源の製造方法。
【請求項１５】電子源と、該電子源より放出される電
子ビ−ムの照射により画像を形成する画像形成部材と、
入力される画像信号に応じて該画像形成部材に照射され
る電子ビ−ムを変調する変調手段とを有する画像形成装
置の製造方法において、該電子源が請求項１４に記載の
製造方法にて作成されることを特徴とする画像形成装置
の製造方法。
【請求項１６】基体と、該基体上に配置された電子放
出素子とを有する電子源の製造方法において、基体上
に、電子放出部形成用薄膜と、電圧供給手段に接続され
た電子放出部とを有する電子放出素子を形成する工程
と、該電子放出部に対し、電子放出特性を検出するため
の検査工程と、該検査工程の結果に基づいて前記電子放
出部と前記電圧供給手段との接続を切断する工程と、該
電子放出部形成用薄膜を前記電圧供給手段に接続する工
程と、該電子放出部形成用薄膜に電子放出部を形成する
工程とを有することを特徴とする電子源の製造方法。
【請求項１７】電子源と、該電子源より放出される電
子ビ−ムの照射により画像を形成する画像形成部材と、
入力される画像信号に応じて該画像形成部材に照射され
る電子ビ−ムを変調する変調手段とを有する画像形成装
置の製造方法において、該電子源が請求項１６に記載の
製造方法にて作成されることを特徴とする画像形成装置
の製造方法。