JPH07182972A - 電子放出素子、電子源及びそれを用いた画像形成装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像形成装置等の電子源に用いられる電子放
出素子の製造方法を提供する。 【構成】 対向する電極５，６間に跨がる電子放出部を
含む薄膜４を有する電子放出素子の製造方法において、
電子放出部を含む薄膜４を形成する工程が、電子放出部
形成用薄膜を形成する工程と、電子放出部形成用薄膜に
電子放出部３を形成する工程を含み、電子放出部形成用
薄膜を形成する工程が、電子放出材料を含む有機金属化
合物の分解温度以下の雰囲気中に存在する該有機金属の
気体を、その分解温度以上に加熱した基板に接触させて
加熱焼成する工程を有することを特徴とする。 【効果】 素子の電子放出特性の再現性が確保される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子放出素子及びそれ
を電子源として用いた表示装置等の画像形成装置に関わ
り、特に表面伝導型電子放出素子の製造方法に関する。

【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。冷陰極電子源には
電界放出型、金属／絶縁層／金属型や表面伝導型電子放
出素子（以下ＳＣＥと記す）等が有る。

【０００３】ＳＣＥ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。その典型的な構成とし
ては、絶縁性基板上に１対の素子電極を設け、該電極を
連絡するように金属酸化物等の薄膜（以下、「電子放出
部形成用薄膜」という。）を成膜し、該薄膜を予めフォ
ーミングと呼ばれる通電処理により局所的に破壊して電
子放出部を形成したもので、フォーミング前後の薄膜は
基本的に微粒子膜より形成されている。以下、フォーミ
ングにより形成した電子放出部を含む電子放出部形成用
薄膜を、電子放出部を含む薄膜と呼ぶ。

【０００４】このＳＣＥはある電圧（閾値電圧）以上の
素子電圧を印加することにより急激に放出電流が増加
し、一方、上記閾値電圧未満では放出電流がほとんど検
出されない非線形素子である。ＳＣＥの放出電流は素子
電圧で制御でき、また放出電荷は素子電圧の印加時間に
より制御できる。さらに、このＳＣＥを複数個配置して
なる電子源と、該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ることにより
種々の表示装置が構成されるが、大画面の装置でも比較
的容易に製造でき、且つ表示品位に優れた自発光型表示
装置であるため、ＣＲＴに替わる画像形成装置として期
待されている。

【０００５】上記電子放出部形成用薄膜の材料として
は、金属酸化物に限らず金属やカーボンをはじめとし、
多くの物が使用可能である。これらのうち、金属もしく
は金属酸化物を用いる場合の製造方法として、有機金属
化合物を塗布して有機金属薄膜を形成した後、加熱焼成
して金属もしくは金属酸化物膜を形成する方法は、他の
薄膜形成技術と比較して工程が簡単、大面積での作製が
可能といったような生産技術の利点が大きい事などか
ら、研究が進められている。

【０００６】ここで、従来用いられてきた電子放出素子
の製造方法について、図１１を用いて概説する。尚、以
下の工程ａ〜ｋは同図の（ａ）〜（ｋ）に対応する。

【０００７】工程ａ： 絶縁性基板１上に素子電極５，
６を形成する。

【０００８】工程ｂ： この上にＣｒなどの膜を全面に
成膜する。

【０００９】工程ｃ： この上にレジストを塗布する。

【００１０】工程ｄ： 電子放出部形成用薄膜のパター
ンを持つフォトマスクを用いて露光する。

【００１１】工程ｅ： 上記レジストを現像する。

【００１２】工程ｆ： 酸エッチャントによりレジスト
のない部分のＣｒをエッチングして除去する。

【００１３】工程ｇ： 有機溶剤を用いてレジストを取
り除く。

【００１４】工程ｈ： 有機金属溶液をスピンナー等の
方法により塗布し有機金属薄膜７を形成する。

【００１５】工程ｉ： ３００℃の炉内で１０分間程度
の加熱焼成処理をし有機金属薄膜７を金属酸化物とす
る。

【００１６】工程ｊ： 残ったＣｒ膜をリフトオフして
所望のパターンの電子放出部形成用薄膜２を形成する。

【００１７】工程ｋ： 前記フォーミングにより電子放
出部３を形成する。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の方法で加熱焼成して得られる電子放出部形成用薄膜
は、膜厚の均一性が悪く、この膜厚の制御は困難であっ
た。

【００１９】このため、多数の素子を作製した場合、各
素子の電子放出特性にばらつきが発生し易く、特に、多
数の電子放出素子を高精細な表示装置等の電子源として
用いると、各素子の電子放出量のばらつき、ひいては表
示画像のばらつきといった問題が生じ易い。

【００２０】従って本発明の目的とするところは、電子
放出部を含む薄膜を有する電子放出素子及びそれを用い
た画像形成装置において、電子放出特性の再現性を向上
でき、さらには表示画像のばらつきを低減し得る新規な
製造方法を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために成された本発明は、電子放出部を含む薄膜を
電極間に有する電子放出素子の製造方法において、上記
電子放出部を含む薄膜を形成する工程が、電子放出部形
成用薄膜を形成する工程と、該電子放出部形成用薄膜に
電子放出部を形成する工程を含み、上記電子放出部形成
用薄膜を形成する工程が、電子放出材料を含む有機金属
化合物の分解温度以下の雰囲気中に存在する該有機金属
の気体を、その分解温度以上に加熱した基板に接触させ
て加熱焼成する工程を有することを特徴とする電子放出
素子の製造方法にあり、

【００２２】また、電子放出部を含む薄膜を電極間に有
する多数個の電子放出素子を基板上に有する電子源の製
造方法において、上記電子放出部を含む薄膜を形成する
工程が、電子放出部形成用薄膜を形成する工程と、該電
子放出部形成用薄膜に電子放出部を形成する工程を含
み、上記電子放出部形成用薄膜を形成する工程が、電子
放出材料を含む有機金属化合物の分解温度以下の雰囲気
中に存在する該有機金属の気体を、その分解温度以上に
加熱した基板に接触させて加熱焼成する工程を有するこ
とを特徴とする電子源の製造方法にあり、

【００２３】更には、電子放出部を含む薄膜を電極間に
有する多数個の電子放出素子を基板上に有する電子源
と、該電子源から放出される電子線の照射により画像を
形成する画像形成部材を具備する画像形成装置の製造方
法において、上記電子放出部を含む薄膜を形成する工程
が、電子放出部形成用薄膜を形成する工程と、該電子放
出部形成用薄膜に電子放出部を形成する工程を含み、上
記電子放出部形成用薄膜を形成する工程が、電子放出材
料を含む有機金属化合物の分解温度以下の雰囲気中に存
在する該有機金属の気体を、その分解温度以上に加熱し
た基板に接触させて加熱焼成する工程を有することを特
徴とする画像形成装置の製造方法にあり、

【００２４】また更には、上記本発明の製造方法により
得られた電子放出素子あるいは電子源あるいは画像形成
装置にある。

【００２５】本発明に関わる電子放出素子の基本的な一
構成例を図１に示す。同図において、１は絶縁性基板、
５と６は電極（素子電極）、４は電子放出部を含む薄
膜、３は電子放出部である。図１の素子は、電子放出部
を含む薄膜が基板面と平行である平面型素子であるが、
本発明はこれに限定されるものではなく、電子放出部を
含む薄膜が基板面と垂直あるいは角度を成した垂直型
（縦型）素子であってもよく、更には、図１８に示され
るように電極と薄膜の上下関係が逆の構成であってもよ
い。

【００２６】図１に示した素子を例に図２の製造工程図
に基づいて本発明の製造方法の一例を以下に説明する。
尚、以下の工程ａ〜ｃは図２の（ａ）〜（ｃ）に対応す
る。

【００２７】工程ａ：絶縁性基板１を洗剤、純水および
有機溶剤により十分に洗浄後、真空蒸着法、スパッタ法
等により素子電極材料を堆積後、フォトリソグラフィー
技術により該絶縁性基板１上に素子電極５，６を形成す
る。

【００２８】絶縁性基板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，青板ガラス，青板
ガラスにスパッタ法等により形成したＳｉＯ₂を積層し
たガラス基板等、及びアルミナ等のセラミックス等が挙
げられる。

【００２９】素子電極の材料としては、導電性を有する
ものであればどのようなものであっても構わないが、例
えばＮｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，
Ｃｕ，Ｐｄ等の金属或は合金、及びＰｄ，Ａｇ，ＲｕＯ
₂，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、Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂等の透明導電
体及びポリシリコン等の半導体等が挙げられる。

【００３０】工程ｂ：密閉容器内で、絶縁性基板１上に
設けられた素子電極５と素子電極６との間に、ＣＶＤ法
により金属あるいは金属酸化物膜を成膜し、リフトオ
フ、エッチング等によりパターニングし、電子放出部形
成用薄膜２を形成する。

【００３１】具体的には、有機金属化合物を沸点あるい
は昇華温度以上、分解温度以下に加熱し、気化させる。
尚、有機金属化合物の沸点あるいは昇華温度が分解温度
に近い場合には、密閉容器内を減圧して沸点や昇華温度
を下げるのが好ましい。

【００３２】また一方において、密閉容器内に設置した
上記の絶縁性基板１を有機金属化合物の分解温度以上に
加熱し、該基板上で有機金属化合物の有機成分を分解さ
せて、金属あるいは金属酸化物膜を得る。金属膜を得る
場合には密閉容器内を真空雰囲気とし、金属酸化物膜を
得る場合には酸素を供給して行うことができる。

【００３３】上記有機金属化合物の金属としては、電圧
印加により電子を放出しやすいもの、すなわち仕事関数
の比較的低いもので、且つ安定なもの、例えばＰｄ，Ｒ
ｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚ
ｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ，Ｈｇ，Ｃｄ，Ｈｇ，Ｐｔ，
Ｍｎ，Ｓｃ，Ｌａ，Ｃｏ，Ｃｅ，Ｚｒ，Ｔｈ，Ｖ，Ｍ
ｏ，Ｎｉ，Ｏｓ，Ｒｈ，Ｉｒ等の金属、ＡｇＭｇ，Ｎｉ
Ｃｕ，ＰｂＳｎ等の合金等が挙げられる。

【００３４】有機成分としては、カルボン酸塩、シュウ
酸塩、アルキル金属、アリール金属などが好ましい。

【００３５】また、遷移金属を用いたときには錯体を形
成しうるが、配位子としてＩ^- ，ＳＣＮ^-，ＣＮ^-，
Ｈ^-，Ｓ₂Ｏ₃ ^2-，Ｃｌ^-，ＣｌＯ₄ ^-，ＮＯ₃ ^-，ＣＨ₃ＣＯ₂
^-，ＳＯ₄ ^-，ＣＯ₃ ^-，ＰＯ₄ ^3- あるいは一般式Ｒ₂Ｓ，Ｒ
ＳＨ，Ｒ₃Ｐ，Ｒ₃Ａｓ，Ｒ^- ，Ｒ₂Ｏ，ＲＯＨ，ＲＮ
Ｈ₂，ＯＲ^-（Ｒはアルキル）、エチレンジアミン、アセ
チルアセトナト、２，２’−ジピリジル、ｏ−フェニレ
ンビス（ジメチルアルシン）等、３座配位子として２，
２’，２”−テルピリジン、ジエチレントリアミン等、
４座配位子としてトリエチレンテトラミン等、６座配位
子としてエチレンジアミンテトラ酢酸等が挙げられる。

【００３６】酢酸金属塩もしくはハロゲン化金属塩を用
いた場合、アミンを混合もしくは配位子として錯形成さ
せることにより、有機金属化合物を昇華性とすることが
できる。また、ハロゲン化金属塩においてはアミンが有
機成分である。アミンの例としてはｎ−プロピルアミ
ン，ｉｓｏ−プロピルアミンのようなモノアルキルアミ
ン、ジエチルアミン，ジｎ−プロピルアミン，ジｉｓｏ
−プロピルアミン，ジｎ−ブチルアミンのようなジアル
キルアミン、トリエチルアミン，トリｎ−プロピルアミ
ン，トリｎ−ブチルアミンのようなトリアルキルアミ
ン、ピリジン，ピペリジンなどのような飽和・不飽和環
状アミンなどを用いることができる。

【００３７】有機金属化合物を用いる理由は、これを気
化して基板上で加熱焼成して金属あるいは金属酸化物を
得る工程において、比較的低温で気化させることができ
るとともに、ほとんどの場合３００℃前後で分解して、
金属や金属酸化物などの無機化合物あるいはそれらの表
面に炭素数の小さな簡単な有機物が付着した化合物に変
化させることができるからである。一方、有機成分を含
まないハロゲン化物や無機酸塩では、融点・沸点・昇華
温度および分解温度が約１０００℃であり、電子放出素
子の基板および電極材料などの耐熱温度よりはるかに高
い。

【００３８】本発明に好ましく用いられる有機金属材料
は、沸点あるいは昇華温度が比較的低温で且つ分解温度
との差が数十℃ないし数百℃ある物質、あるいは有機金
属化合物がカルボン酸金属塩もしくはハロゲン化金属塩
とアミンとからなる混合物あるいは錯体で、特に好まし
くは有機金属化合物のカルボン酸金属塩が酢酸パラジウ
ムであり且つ有機金属化合物の昇華温度が常圧において
５０℃以上１８０℃以下で、熱分解温度が１８０℃以上
のものである。

【００３９】すなわち、沸点あるいは昇華温度が比較的
低温で且つ分解温度との差が数十℃ないし数百℃ある物
質であれば、熱分解せずに安定に気化でき、分解も確実
に行える。一方、上記温度差が小さいものにあっては、
ＣＶＤ法において減圧して気化させる場合に高真空度が
必要となり、有機金属化合物の分圧が低く、基板上への
時間当たりの堆積量が少なく、効率が悪い。そこで、有
機金属化合物として、上記のカルボン酸金属塩とアミン
との混合物あるいは錯体のように昇華性を有するもの
（蒸気圧が高いもの）を用いれば、比較的低温および低
真空度で気化させることができ、基板上への堆積を効率
よく行うことができる。 工程ｃ：素子電極５，６間に不図示の電源により電圧を
印加することで、先述のフォーミングと呼ばれる通電処
理を施し、電子放出部形成用薄膜の部位に構造の変化し
た電子放出部３を形成する。このようにして形成した電
子放出部３は、導電性微粒子で構成されていることを本
発明者らは確認している。

【００４０】以上の工程を経て得られる電子放出素子
は、電子放出部を含む薄膜４に電圧を印加し、素子表面
に電流を流すことにより、電子放出部３より電子を放出
する。

【００４１】本発明は、上記製造工程における電子放出
部形成用薄膜の形成工程（工程ｂ）に特徴を有するもの
であり、電子放出部形成用薄膜の膜厚の制御を可能と
し、ひいては素子の再現性を向上できるものである。こ
の点について、詳細に説明する。

【００４２】従来方法における電子放出部形成用薄膜の
膜厚のばらつきは、スピンナー等により塗布形成された
有機金属膜の膜厚分布を反映したものである。

【００４３】すなわち、有機金属化合物の塗布膜は、溶
媒が揮発すると基板上で結晶化しやすく、大きく結晶化
した部分とそうでない部分が混在している。その後の焼
成工程において、有機金属はいったん融解し、液状にな
って基板全面に広がり、上記結晶化による凹凸の構造は
小さくなる。しかし、この凹凸構造は完全になくなった
わけではなく、これが膜厚や抵抗値の不均一性の原因と
なる。

【００４４】また、有機金属化合物のうち、カルボン酸
金属塩とアミンの混合物あるいは錯体のような昇華性を
有する塗布膜は、加熱焼成時に熱分解前に昇華して基板
上の膜厚が減少する、いわゆる膜べりが起こり、膜厚や
抵抗値が変化する。また、有機金属化合物のうち、加熱
により融解して液相となり、熱分解前に蒸発する塗布膜
でも、同様の膜べりが起こり、膜厚や抵抗値が変化す
る。

【００４５】さらには、塗布面の凹凸、例えば基板表面
の凹凸や素子電極等の膜厚の違い等も、塗布膜の膜厚や
抵抗値の不均一性の原因となる。

【００４６】これらの要因を伴うため、前記従来の方法
では電子放出部形成用薄膜の膜厚を制御するのが困難で
あり、膜厚の均一性・再現性を確保できずにいた。

【００４７】一方、本発明では、有機金属化合物の分解
温度以上に加熱した電子放出素子基板上に、有機金属材
料をＣＶＤ法によりアモルファス状もしくは金属結晶状
の膜を堆積させるため、従来の有機金属塗布膜のような
結晶化や、成膜する部分の凹凸の影響を受けることな
く、均一な膜厚、均一な抵抗値の電子放出部形成用薄膜
を得ることができる。

【００４８】次に、本発明にかかわる電子放出素子の評
価方法について図４を用いて説明する。

【００４９】図４は、図１で示した構成を有する素子の
電子放出特性を測定するための測定評価装置の概略構成
図である。図４において、１は絶縁性基板、５及び６は
素子電極、４は電子放出部を含む薄膜、３は電子放出部
を示す。また、４１は素子に素子電圧Ｖｆを印加するた
めの電源、４０は素子電極５，６間の電子放出部を含む
薄膜４を流れる素子電流Ｉｆを測定するための電流計、
４４は素子の電子放出部より放出される放出電流Ｉｅを
捕捉するためのアノード電極、４３はアノード電極４４
に電圧を印加するための高圧電源、４２は素子の電子放
出部３より放出される放出電流Ｉｅを測定するための電
流計である。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５，６に電源４１
と電流計４０とを接続し、該電子放出素子の上方に電源
４３と電流計４２とを接続したアノード電極４４を配置
している。また、本電子放出素子及びアノード電極４４
は真空装置内に設置され、所望の真空下で本素子の測定
評価を行えるようになっている。

【００５０】なお、アノード電極の電圧は１ｋＶ〜１０
ｋＶ、アノード電極と電子放出素子との距離Ｈは３ｍｍ
〜８ｍｍの範囲で測定する。

【００５１】図４に示した測定評価装置により測定され
た放出電流Ｉｅ及び素子電流Ｉｆと素子電圧Ｖｆの関係
の典型的な例を図５に示す。なお、図５は任意単位で示
されており、放出電流Ｉｅは素子電流Ｉｆのおおよそ１
０００分の１程度である。

【００５２】次に、上記の電子放出素子を複数搭載した
基板を電子源として用いる画像形成装置について説明す
る。

【００５３】図７は、本発明の一例である複数の電子放
出素子を単純マトリクス配線して構成した電子源の例の
概略図であり、７１はガラス基板等からなる絶縁性基板
であり、その大きさ及び厚みは、絶縁性基板７１に設置
される電子放出素子の個数及び個々の素子の設計上の形
状、及び電子源の使用時に容器の一部を構成する場合に
は、その容器を真空に保持するための条件等に依存して
適宜設定される。

【００５４】ｍ本のＸ方向配線７２は、ＤＸ₁，ＤＸ₂，
・・・ＤＸ_mからなり、絶縁性基板７１上に、真空蒸着
法、印刷法、スパッタ法等で形成し、所望のパターンと
した導電性金属等からなり、多数の電子放出素子にでき
るだけ均等な電圧が供給される様に、材料、膜厚、配線
巾が設定される。Ｙ方向配線７３は、ＤＹ₁，ＤＹ₂，・
・・ＤＹ_nのｎ本の配線からなり、Ｘ方向配線７２と同
様に、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形成し、所
望のパターンとした導電性金属等からなり、多数の電子
放出素子にできるだけ均等な電圧が供給される様に、材
料、膜厚、配線巾が設定される。これらｍ本のＸ方向配
線７２とｎ本のＹ方向配線７３間は、不図示の層間絶縁
層で電気的に分離されて、マトリックス配線を構成す
る。尚、このｍ，ｎは、共に正の整数である。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等である。

【００５５】更に、電子放出素子７４の対向する素子電
極（不図示）が、ｍ本のＸ方向配線７２とｎ本のＹ方向
配線７３に、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７５によって電気的に
接続されている。

【００５６】上記複数の電子放出素子７４は、先述した
本発明の製造方法により形成され、絶縁性基板７１上に
同時に、所望のパターンを有する複数の電子放出部形成
用薄膜が形成されたものである。

【００５７】また、前記Ｘ方向配線７２には、Ｘ方向に
配列する電子放出素子７４の行を任意に走査するための
走査信号を印加するための不図示の走査信号発生手段と
電気的に接続されている。

【００５８】一方、Ｙ方向配線７３には、Ｙ方向に配列
する電子放出素子７４の各列を任意に変調するための変
調信号を印加するための不図示の変調信号発生手段と電
気的に接続されている。

【００５９】さらに、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ものである。尚、上記の例の電子
源は、多数の電子放出素子を単純ＭＴＸ状に配置した
が、本発明はこれに限るものでなく、例えば平行に配設
された配線間に複数の電子源をはしご状に設けたもので
あってもよい。

【００６０】以上のようにして作製した複数電子源（単
純ＭＴＸ配列を例とする）を用いた画像形成装置につい
て図８と図９を用いて説明する。図８は画像形成装置の
基本構成図であり、図９は該画像形成装置に用いられる
蛍光膜のパターンである。８１は上述のようにして電子
放出素子を作製した未フォーミングの電子源、８２は電
子源８１を固定したリアプレート、９０はガラス基板８
７の内面の蛍光膜８８とメタルバック８９等が形成され
たフェースプレート、８３は支持枠であり、リアプレー
ト８２及びフェースプレート９０をフリットガラス等で
封着して、外囲器９１を構成する。

【００６１】外囲器９１は上述の如く、フェースプレ−
ト９０、支持枠８３、リアプレート８２で構成したが、
リアプレート８２は主に電子源８１の強度を補強する目
的で設けられるため、電子源８１自体で十分な強度を持
つ場合は別体のリアプレート８２は不要であり、電子源
８１に直接支持枠８３を封着し、フェースプレート９
０、支持枠８３、電子源８１にて外囲器９１を構成して
も良い。

【００６２】蛍光膜８８は、モノクロームの場合は蛍光
体のみから成るが、カラーの蛍光膜の場合は、図９に示
されるように蛍光体の配列によりブラックストライプあ
るいはブラックマトリクスなどと呼ばれる黒色導電材９
２と蛍光体９３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蛍光体の、各蛍光体９３間の塗り
分け部を黒くすることで混色を目立たなくすることと、
蛍光膜８８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。ブラックストライプの材料とし
ては、通常よ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
材料であれば適用できる。

【００６３】ガラス基板８７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、沈殿法や印刷法が用い
られる。

【００６４】また、蛍光膜８８の内面側には通常メタル
バック８９が設けられる。メタルバックの目的は、蛍光
体の蛍光のうち内面側への光をフェースプレート９０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
からの蛍光体の保護等である。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を真空蒸着等で
堆積することで作製できる。フェースプレート９０に
は、更に蛍光膜８８の導電性を高めるため、蛍光膜８８
の外面側に透明電極（不図示）を設けてもよい。

【００６５】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なくてはいけないた
め、十分な位置合わせを行う必要がある。

【００６６】外囲器９１は、不図示の排気管に通じ、１
０のマイナス６乗［Ｔｏｒｒ］程度の真空度にされ、外
囲器９１の封止が行われる。

【００６７】尚、容器外端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍ
と、Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎを通じ、対向する素子電極
間に電圧を印加し、先述のフォーミングを行い、電子放
出部を形成して電子放出素子７４を作製する。また、外
囲器９１の封止後の真空度を維持するために、ゲッター
処理を行う場合もある。これは、外囲器９１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
等により、外囲器９１内の所定の位置（不図示）に配置
されたゲッターを加熱し、蒸着膜を形成する処理であ
る。ゲッタ−は通常Ｂａが主成分であり、該蒸着膜の吸
着作用により、たとえば１×１０のマイナス５乗ないし
は１×１０のマイナス７乗［Ｔｏｒｒ］の真空度を維持
するものである。

【００６８】以上のようにして完成した本発明に係る画
像形成装置において、各電子放出素子には、容器外端子
Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍとＤｏｙ１ないしＤｏｙｎを通
じ、電圧を印加することにより、電子放出させ、高圧端
子Ｈｖを通じ、メタルバック８９、あるいは透明電極
（不図示）に数ｋＶ以上の高圧を印加し、電子ビームを
加速し、蛍光膜８８に衝突させ、励起・発光させること
で画像を表示するものである。

【００６９】以上述べた構成は、画像表示等に用いられ
る好適な画像形成装置を作製する上で必要な概略構成で
あり、例えば各部材の材料等、詳細な部分は上述内容に
限定されるものではなく、画像形成装置の用途に適する
ように適宜選択する。

【００７０】また、本発明の思想によれば、画像表示に
用いられる好適な画像形成装置に限るものでなく、感光
性ドラムと発光ダイオード等で構成された光プリンター
の発光ダイオード等の代替の発光源として、上述の画像
形成装置を用いることもできる。またこの際、上述のｍ
本の行方向配線とｎ本の列方向配線を、適宜選択するこ
とで、ライン状発光源だけでなく、２次元状の発光源と
しても応用できる。

【００７１】

【実施例】以下、実施例を用いて本発明を説明する。

【００７２】実施例１ 本実施例の電子放出素子として、図１に示すタイプの電
子放出素子を作製した。図１（ａ）は本素子の平面図
を、図１（ｂ）は断面図を示している。なお、図中のＬ
１は素子電極５，６間の間隔、Ｗ１は素子電極の幅、ｄ
は素子電極の厚さ、Ｌ２は電子放出部を含む薄膜４の長
さ、Ｗ２は電子放出部を含む薄膜４の幅を表している。

【００７３】図２を用いて、本実施例の電子放出素子の
製造方法を述べる。尚、以下の工程ａ〜ｃは図２の
（ａ）〜（ｃ）に対応する。

【００７４】工程ａ：絶縁性基板１として石英基板を用
い、これを有機溶剤により充分に洗浄後、該基板１面上
に、Ｎｉからなる素子電極５，６を形成した。この時、
素子電極間隔Ｌ１は３μｍとし、素子電極の幅Ｗ１を５
００μｍ、その厚さｄを１０００Åとした。

【００７５】工程ｂ：有機金属化合物として０．１モル
（２２．４９ｇ）の酢酸パラジウムと０．２モル（２
０．２４ｇ）のジｎ−プロピルアミンの混合物を用い
た。該混合物の大気圧での昇華温度は約１２０℃、分解
温度は１８０℃である。

【００７６】これを容積３リットルの密閉容器内で１３
０℃に加熱して昇華させた。また、密閉容器内で前記素
子電極５，６を形成した絶縁性基板１を３００℃に加熱
して、前記有機金属化合物昇華物を該基板上に堆積さ
せ、酸化パラジウム微粒子（平均粒径：７０Å）からな
る微粒子膜を形成し、電子放出部形成用薄膜２とした。
尚、該微粒子が酸化パラジウムであることはＸ線分析で
確認した。

【００７７】ここで電子放出部形成用薄膜２は、その幅
Ｗ２を３００μｍとし、素子電極５と６のほぼ中央部に
配置した。また、この電子放出部形成用薄膜２の膜厚ｄ
は１００Å、シート抵抗値は５×１０⁴Ω／□であっ
た。

【００７８】工程ｃ：素子電極５，６間に電圧を印加
し、電子放出部形成用薄膜２を通電処理（フォーミング
処理）することにより、電子放出部３を形成した。フォ
ーミング処理に用いた電圧波形を図３に示す。

【００７９】図３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１０の
マイナス６乗Ｔｏｒｒの真空雰囲気下で６０秒間行っ
た。このようにして作成された電子放出部３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３０Åであった。

【００８０】以上のようにして作製した電子放出素子の
電子放出特性の測定を、図４に示した測定評価装置を用
いて行った。

【００８１】尚、測定条件は、アノード電極４４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真空度を約１
０のマイナス６乗Ｔｏｒｒとした。その結果、本実施例
の素子では、図６に示すような電流−電圧特性が得られ
た。本素子では、素子電圧８Ｖ程度から急激に放出電流
Ｉｅが増加し、素子電圧１４Ｖで素子電流Ｉｆが２．２
ｍＡ、放出電流Ｉｅが１．１μＡとなり、電子放出効率
η＝Ｉｅ／Ｉｆ（％）は０．０５％であった。

【００８２】同様にして複数の素子を作製し、各素子間
の放出電流Ｉｅのばらつきを見たところ、従来の製法に
よる素子と比較して、そのばらつきの程度が２分の１以
下に抑えられていた。

【００８３】実施例２ 実施例１と同様の電子放出素子の製造方法において、有
機金属化合物として０．１モル（２４．８８ｇ）の酢酸
ニッケル（４水和物）と０．２モル（２０．２４ｇ）の
トリエチルアミンの混合物を用いた。該混合物の大気圧
での昇華温度は約１５０℃、分解温度は３５０℃であ
る。これを開放系で１００℃に５分間予備加熱して酢酸
ニッケルの結晶水を飛ばしたのち、容積３リットルの密
閉容器内で１５０℃に加熱して昇華させた。また、密閉
容器内で素子電極５，６を形成した絶縁性基板１を３５
０℃に加熱して、前記有機金属化合物昇華物を該基板上
に堆積させ、酸化ニッケル微粒子（平均粒径：７０Å）
からなる微粒子膜を形成し、電子放出部形成用薄膜２と
した。尚、該微粒子が酸化ニッケルであることはＸ線分
析で確認した。

【００８４】以下、実施例１と同様にフォーミング処理
を行い電子放出素子を得た。

【００８５】同様にして複数の素子を作製し、各素子間
の放出電流Ｉｅのばらつきを見たところ、実施例１の素
子と同程度であった。

【００８６】実施例３ 実施例１と同様の電子放出素子の製造方法において、有
機金属化合物として０．１モル（１７．７３ｇ）の塩化
パラジウムと０．２モル（２０．２４ｇ）のジｎ−プロ
ピルアミンの混合物を用いた。該混合物の大気圧での昇
華温度は約１２０℃、分解温度は１８０℃である。これ
を容積３リットルの密閉容器内で１３０℃に加熱して昇
華させた。また、密閉容器内で素子電極５，６を形成し
た絶縁性基板１を３００℃に加熱して、前記有機金属化
合物昇華物を該基板上に堆積させ、酸化パラジウム微粒
子（平均粒径：７０Å）からなる微粒子膜を形成し、電
子放出部形成用薄膜２とした。尚、該微粒子が酸化パラ
ジウムであることはＸ線分析で確認した。

【００８７】以下、実施例１と同様にフォーミング処理
を行い電子放出素子を得た。同様にして複数の素子を作
製し、各素子間の放出電流Ｉｅのばらつきを見たとこ
ろ、実施例１の素子と同程度であった。実施例４ 本実施例では、電子放出素子を行列状に多数個配列して
なる図７に示したような電子源を用いて、図８に示した
ような画像形成装置を作製した例を説明する。電子源の
一部の平面図を図１２に示す。また、図中のＡ−Ａ’断
面図を図１３に示す。但し、図７，図１２，図１３で、
同じ符号で示したものは、同じものを示す。ここで、７
１は基板、７２はＸ方向配線（下配線とも呼ぶ）、７３
はＹ方向配線（上配線とも呼ぶ）、４は電子放出部を含
む薄膜、５，６は素子電極、１９４は層間絶縁層、１９
５は素子電極５と下配線７２との電気的接続のためのコ
ンタクトホールである。

【００８８】まず、電子源の製造方法を図１４により工
程順に従って具体的に説明する。尚、以下の工程ａ〜ｈ
は、図１４の（ａ）〜（ｈ）に対応する。

【００８９】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６０
００ÅのＡｕを順次積層した後、フォトレジスト（ＡＺ
１３７０ 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、
下配線７２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、所望の形状の下配線７
２を形成する。

【００９０】工程ｂ：次に、厚さ０．１μｍのシリコン
酸化膜からなる層間絶縁層１９４をＲＦスパッタ法によ
り堆積する。

【００９１】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１９５を形成するためのフォトレジ
ストパターンを作り、これをマスクとして層間絶縁層１
９４をエッチングしてコンタクトホール１９５を形成す
る。エッチングはＣＦ₄とＨ₂ガスを用いたＲＩＥ（Ｒｅ
ａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法によった。

【００９２】工程ｄ：その後、素子電極と素子電極間ギ
ャップとなるべきパターンをフォトレジスト（ＲＤ−２
０００Ｎ−４１ 日立化成社製）で形成し、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、素子電極間隔Ｌ
１は３μｍとし、素子電極の幅Ｗ１を３００μｍ、を有
する素子電極５，６を形成した。

【００９３】工程ｅ：素子電極５，６の上に上配線７３
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
状の上配線７３を形成した。

【００９４】工程ｆ：図１５に本工程に関わる電子放出
素子の電子放出部形成用薄膜２のマスクの平面図の一部
を示す。これは素子電極間ギャップＬ１およびこの近傍
に開口を有するマスクであり、このマスクにより膜厚１
０００ÅのＣｒ膜１９３を真空蒸着により堆積・パター
ニングした。次に、図１６に示す常圧ＣＶＤ装置を用い
て電子放出部形成用薄膜となる微粒子の成膜を行う。

【００９５】このＣＶＤ装置は、チャンバー１６１内の
上部に、ヒーターを配した基板ホルダー１６２があり、
これに基板１を成膜面を下に向けてクランプ等（不図
示）により固定する。基板ホルダー１６２には、熱電対
（不図示）が付随され、基板温度を３００℃に保つよう
にヒーターを制御する。チャンバー１６１の下部に、ヒ
ーター１６３を巻き、熱電対（不図示）を配した溶液槽
１６４を置き、これに有機パラジウム（ｃｃｐ４２３０
奥野製薬（株）社製）を入れておく。基板ホルダー１
６２の周囲に、Ｏ₃を導入すべく数点ガス導入口１６５
が開けられている（図には一点のみを示している）。Ｏ
₃はオゾナイザー装置１６６により、Ｏ₂から生成され
る。

【００９６】微粒子を成膜する際は、ヒーター１６３の
温度を８０〜１００℃に上げ、Ｏ₃をガス導入口１６５
より導入し、有機Ｐｄが３００℃に加熱された基板１上
で分解し、酸化されてＰｄを主元素とする微粒子を形成
した。

【００９７】このようにして形成された微粒子からなる
電子放出部形成用薄膜２の膜厚は約１００Å、シート抵
抗値は５×１０⁴Ω／□±５〜６％であった。

【００９８】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
をさし、その粒径とは、前記状態で粒子形状が認識可能
な微粒子についての径をいう。

【００９９】工程ｇ：リフトオフ法によりＣｒ膜１９３
を除去して、所望のパターン形状を有する電子放出部形
成用薄膜２を形成した。

【０１００】工程ｈ：全面にレジストを塗布し、マスク
を用いて露光の後現像し、コンタクトホール１９５部分
のみレジストを除去する。この後、真空蒸着により厚さ
５０ÅのＴｉ、厚さ５０００ÅのＡｕを順次堆積した。
リフトオフにより不要な部分を除去することによりコン
タクトホール１９５を埋め込んだ。

【０１０１】以上の工程により、絶縁性基板１上に下配
線７２、層間絶縁層１９４、上配線７３、素子電極５，
６、電子放出部形成用薄膜２等を形成した。

【０１０２】以上のようにして作製した未フォーミング
の電子源を用いて表示装置を構成した例を、図８及び図
９を用いて説明する。

【０１０３】まず、未フォーミングの電子源８１をリア
プレート８２に固定した後、電子源８１の５ｍｍ上方
に、フェースプレート９０（ガラス基板８７の内面に画
像形成部材であるところの蛍光膜８８とメタルバック８
９が形成されて構成される。）を支持枠８３を介し配置
し、フェースプレート９０、支持枠８３、リアプレート
８２の接合部にフリットガラスを塗布し、大気中で４０
０℃乃至５００℃で１０分以上焼成することで封着した
（図８参照）。また、リアプレート８２への電子源８１
の固定もフリットガラスで行った。

【０１０４】画像形成部材であるところの蛍光膜８８
は、モノクロームの場合は蛍光体のみから成るが、本実
施例では蛍光体はストライプ形状（図９参照）を採用
し、蛍光膜８８を作製した。ブラックストライプの材料
として、通常よく用いられている黒鉛を主成分とする材
料を用いた。ガラス基板８７に蛍光体を塗布する方法は
スラリー法を用いた。

【０１０５】また、蛍光膜８８の内面側に設けられるメ
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を真空蒸着することで作製した。フェースプレー
ト９０には、更に蛍光膜８８の導電性を高めるため、蛍
光膜８８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、メタルバックのみで十分な導電性が
得られたので省略した。前述の封着を行う際、カラーの
場合は各色蛍光体を電子放出素子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った。

【０１０６】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、容器外端子Ｄｏｘ１ない
しＤｏｘｍとＤｏｙ１ないしＤｏｙｎを通じ実施例１に
示した要領で素子電極間に電圧を印加し、前述の通電処
理（フォーミング処理）を行い、電子放出部を形成し電
子放出素子を作製した。

【０１０７】次に１０^-6Ｔｏｒｒ程度の真空度で、不図
示の排気管をガスバーナで熱することで溶着し外囲器９
１の封止を行った。

【０１０８】最後に、封止後の真空度を維持するため
に、ゲッター処理を行った。

【０１０９】以上のようにして完成した画像表示装置に
おいて、各電子放出素子には、容器外端子Ｄｏｘ１ない
しＤｏｘｍ，Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎ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、電子放出させ、高圧端子Ｈｖを通
じ、メタルバック８９に数ｋＶ以上の高圧を印加し、電
子ビームを加速し、蛍光膜８８に衝突させ、励起・発光
させることで画像を表示した。このとき、パラジウム元
素を主成分とする微粒子の不均一性に伴う輝度ムラや、
無発光点等は見られなかった。

【０１１０】比較例１ 実施例４の電子放出部形成用薄膜の形成（工程ｆ）を以
下の手法で行った以外は、全て実施例４と同様にして電
子源を作製した。

【０１１１】工程ｆ：図１５に示したマスクにより膜厚
１０００ÅのＣｒ膜１９３を真空蒸着により堆積・パタ
ーニングし、その上に有機Ｐｄ（ｃｃｐ４２３０ 奥野
製薬（株）社製）をスピンナーにより回転塗布し、３０
０℃で１０分間の加熱焼成処理をした。このようにして
形成されたＰｄ元素を主元素とする微粒子からなる電子
放出部形成用薄膜２の膜厚は約１００Åであるが、成膜
面の凹凸或はスピンナー塗布による膜厚の不均一性によ
り、シート抵抗値は５×１０⁴Ω／□±７〜８％であっ
た。

【０１１２】また、以上のようにして作製した未フォー
ミングの電子源を用いて、実施例４と全く同様にして表
示装置を構成し、電子放出させたところ、各電子放出素
子の特性のばらつきに伴い、わずかに輝度ムラが生じ
た。

【０１１３】実施例５ 実施例４の電子放出部形成用薄膜の形成（工程ｆ）を以
下の手法で行った以外は、全て実施例４と同様にして電
子源を作製した。

【０１１４】工程ｆ：図１５に示したマスクにより膜厚
１０００ÅのＣｒ膜１９３を真空蒸着により堆積・パタ
ーニングした。次に、図１７に示す減圧ＣＶＤ装置を用
いて電子放出部形成用薄膜となる微粒子の成膜を行う。

【０１１５】このＣＶＤ装置は、チャンバー１６１内の
上部に、ヒーターを配した基板ホルダー１６２があり、
これに基板１を成膜面を下に向けてクランプ等（不図
示）により固定する。基板ホルダー１６２には、熱電対
（不図示）が付随され、基板温度を３００℃に保つよう
にヒーターを制御する。チャンバー１６１の外部に、ヒ
ーター１６３を巻き、熱電対（不図示）を配した溶液槽
１６４を置き、これに有機パラジウム（ｃｃｐ４２３０
奥野製薬（株）社製）を入れておく。基板ホルダー１
６２の周囲に、Ｏ₃を導入すべく数点ガス導入口１６５
が開けられている（図には一点のみを示している）。Ｏ
₃はオゾナイザー装置１６６により、Ｏ₂から生成され
る。チャンバー１６１の下部には排気口１７１があり、
不図示の真空ポンプで減圧できる。

【０１１６】微粒子を成膜する際は、基板ホルダー１６
２に設置した基板１を３００℃に昇温し、ヒーター１６
３の温度を８０〜１００℃に上げ、窒素またはＡｒガス
を数ＳＬＭ流して、チャンバー１６１内に有機Ｐｄの蒸
気を導入する。この時、Ｏ₃をガス導入口１６５より導
入する。成膜時の圧力は、０．１〜１０Ｔｏｒｒが望ま
しい。チャンバー内に導入された有機Ｐｄが３００℃に
加熱された基板１上で分解し、酸化されてＰｄを主元素
とする微粒子を形成した。

【０１１７】このようにして形成された微粒子からなる
電子放出部形成用薄膜２の膜厚は約１００Å、シート抵
抗値は５×１０⁴Ω／□±５〜６％であり、シート抵抗
値のばらつきは実施例４の常圧ＣＶＤで成膜した時と同
様であるが、より大面積の基板に微粒子を均一に成膜す
る際は、本実施例のような減圧ＣＶＤの方に優位性が現
れるのは言うまでもない。

【０１１８】次に、以上のようにして作製した未フォー
ミングの電子源を用いて、実施例４と全く同様にして表
示装置を構成し、電子放出させたところ、パラジウム元
素を主成分とする微粒子の不均一性に伴う輝度ムラや、
無発光点等は見られなかった。

【０１１９】実施例６ 図１０は、実施例４で作製した表示装置（ディスプレイ
パネル）に、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
うに構成した画像表示装置の一例を示すための図であ
る。図中１００はディスプレイパネル、１０１はディス
プレイパネルの駆動回路、１０２はディスプレイコント
ローラ、１０３はマルチプレクサ、１０４はデコーダ、
１０５は入出力インターフェース回路、１０６はＣＰ
Ｕ、１０７は画像生成回路、１０８，１０９及び１１０
は画像メモリインターフェース回路、１１１は画像入力
インターフェース回路、１１２及び１１３はＴＶ信号受
信回路、１１４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。）以下、画像信号の流れに沿って各部を説明し
てゆく。

【０１２０】先ず、ＴＶ信号受信回路１１３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１１３で受信されたＴＶ
信号は、デコーダ１０４に出力される。

【０１２１】また、画像ＴＶ信号受信回路１１２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１１３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１０４に出力さ
れる。

【０１２２】また、画像入力インターフェース回路１１
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１０４に出力さ
れる。

【０１２３】また、画像メモリインターフェース回路１
１０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１０４に出力される。

【０１２４】また、画像メモリインターフェース回路１
０９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
１０４に出力される。

【０１２５】また、画像メモリ−インターフェース回路
１０８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１０
４に出力される。

【０１２６】また、入出力インターフェース回路１０５
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ＣＰＵ１０６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。

【０１２７】また、画像生成回路１０７は、前記入出力
インターフェース回路１０５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ＣＰＵ１０６
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。

【０１２８】本回路により生成された表示用画像データ
は、デコーダ１０４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１０５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。

【０１２９】また、ＣＰＵ１０６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。

【０１３０】例えば、マルチプレクサ１０３に制御信号
を出力し、ディスプレイパネルに表示する画像信号を適
宜選択したり組み合わせたりする。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１０２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。

【０１３１】また、前記画像生成回路１０７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１０５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。

【０１３２】尚、ＣＰＵ１０６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。

【０１３３】或いは、前述したように入出力インターフ
ェース回路１０５を介して外部のコンピューターネット
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。

【０１３４】また、入力部１１４は、前記ＣＰＵ１０６
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。

【０１３５】また、デコーダ１０４は、前記１０７ない
し１１３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１
０４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１０
７及びＣＰＵ１０６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。

【０１３６】また、マルチプレクサ１０３は前記ＣＰＵ
１０６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１０３はデ
コーダ１０４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１０１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。

【０１３７】また、ディスプレイパネルコントローラ１
０２は、前記ＣＰＵ１０６より入力される制御信号に基
づき駆動回路１０１の動作を制御するための回路であ
る。

【０１３８】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１０１に対して出力する。

【０１３９】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１０１に対して出力する。

【０１４０】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１０１に対して出力する場合
もある。

【０１４１】また、駆動回路１０１は、ディスプレイパ
ネル１００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１０３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１０２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。

【０１４２】以上、各部の機能を説明したが、図１０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１
００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１０４に
おいて逆変換された後、マルチプレクサ１０３において
適宜選択され、駆動回路１０１に入力される。一方、デ
ィスプレイコントローラ１０２は、表示する画像信号に
応じて駆動回路１０１の動作を制御するための制御信号
を発生する。駆動回路１０１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１００に駆動信号を印
加する。これにより、ディスプレイパネル１００におい
て画像が表示される。これらの一連の動作は、ＣＰＵ１
０６により統括的に制御される。また、本表示装置にお
いては、前記デコーダ１０４に内蔵する画像メモリや、
画像生成回路１０７及びＣＰＵ１０６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。

【０１４３】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。

【０１４４】尚、上記図１０は、本発明による電子放出
素子を電子源とするディスプレイパネルを用いた表示装
置の構成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１０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。

【０１４５】本表示装置においては、とりわけ本発明に
よる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、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。

【０１４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
によれば、電子放出部形成用薄膜の膜厚およびシ−ト抵
抗値の再現性が向上するため、素子特性のばらつきの少
ない電子放出素子が得られる。

【０１４７】特に、電子放出素子を複数配列し、大面積
にわたって素子を形成する場合に有効な方法と言え、大
画面の画像形成装置において、各画素の輝度のばらつき
を防止し、ひいては高品位な画像を形成することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子放出素子の一例を示す構成図
である。

【図２】実施例１にて示す電子放出素子の製造方法を説
明するための工程図である。

【図３】フォーミング処理時の電圧波形の一例である。

【図４】電子放出素子の電子放出特性の測定評価装置を
示す概略構成図である。

【図５】電子放出素子の電流−電圧特性を示す図であ
る。

【図６】実施例１にて示す電子放出素子の電流−電圧特
性を示す図である。

【図７】多数の電子放出素子を単純マトリクス配線して
構成した電子源の概略図である。

【図８】本発明による画像形成装置の一構成例を示す部
分切り欠き斜視図である。

【図９】画像形成装置における蛍光膜の構成例を示す図
である。

【図１０】本発明による画像表示装置の一構成例を示す
ブロック図である。

【図１１】従来の電子放出素子の製造方法を説明するた
めの工程図である。

【図１２】本発明による電子源の一例を示す部分平面図
である。

【図１３】図１２の電子源の構成を示す部分断面図であ
る。

【図１４】図１２の電子源の製造工程を説明するための
断面図である。

【図１５】図１２の電子源の製造工程で用いたマスク示
す部分平面図である。

【図１６】実施例４にて示す電子源の製造に用いた常圧
ＣＶＤ装置の概略構成図である。

【図１７】実施例５にて示す電子源の製造に用いた常圧
ＣＶＤ装置の概略構成図である。

【図１８】本発明による電子放出素子の別の例を示す構
成図である。

【符号の説明】

１ 絶縁性基板 ２ 電子放出部形成用薄膜 ３ 電子放出部 ４ 電子放出部を含む薄膜 ５，６ 素子電極 ７ 有機金属薄膜 ４０ 電流計 ４１ 電源 ４２ 電流計 ４３ 高圧電源 ４４ アノード電極 ７１ 絶縁性基板 ７２ Ｘ方向配線 ７３ Ｙ方向配線 ７４ 電子放出素子 ７５ 結線 ８１ 電子源 ８２ リアプレート ８３ 支持枠 ８７ ガラス基板 ８８ 蛍光膜 ８９ メタルバック ９０ フェースプレート ９１ 外囲器 ９２ 黒色導電材 ９３ 蛍光体 １６１ チャンバー １６２ 基板ホルダー １６３ ヒーター １６４ 溶液槽 １６５ ガス導入口 １６６ オゾナイザー １７１ 排気口

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子放出部を含む薄膜を電極間に有する
   電子放出素子の製造方法において、 上記電子放出部を含む薄膜を形成する工程が、電子放出
   部形成用薄膜を形成する工程と、該電子放出部形成用薄
   膜に電子放出部を形成する工程を含み、 上記電子放出部形成用薄膜を形成する工程が、電子放出
   材料を含む有機金属化合物の分解温度以下の雰囲気中に
   存在する該有機金属の気体を、その分解温度以上に加熱
   した基板に接触させて加熱焼成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。
2. 【請求項２】 前記有機金属化合物が、カルボン酸金属
   塩とアミンもしくはハロゲン化金属塩とアミンとからな
   る混合物あるいは錯体であることを特徴とする請求項１
   に記載の電子放出素子の製造方法。
3. 【請求項３】 前記カルボン酸金属塩が、酢酸パラジウ
   ムであることを特徴とする請求項２に記載の電子放出素
   子の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３いずれかに記載の製造方法
   により得られた電子放出素子。
5. 【請求項５】 電子放出部を含む薄膜を電極間に有する
   多数個の電子放出素子を基板上に有する電子源の製造方
   法において、 上記電子放出部を含む薄膜を形成する工程が、電子放出
   部形成用薄膜を形成する工程と、該電子放出部形成用薄
   膜に電子放出部を形成する工程を含み、 上記電子放出部形成用薄膜を形成する工程が、電子放出
   材料を含む有機金属化合物の分解温度以下の雰囲気中に
   存在する該有機金属の気体を、その分解温度以上に加熱
   した基板に接触させて加熱焼成する工程を有することを
   特徴とする電子源の製造方法。
6. 【請求項６】 前記有機金属化合物が、カルボン酸金属
   塩とアミンもしくはハロゲン化金属塩とアミンとからな
   る混合物あるいは錯体であることを特徴とする請求項５
   に記載の電子源の製造方法。
7. 【請求項７】 前記カルボン酸金属塩が、酢酸パラジウ
   ムであることを特徴とする請求項６に記載の電子源の製
   造方法。
8. 【請求項８】 請求項５〜７いずれかに記載の製造方法
   により得られた電子源。
9. 【請求項９】 電子放出部を含む薄膜を電極間に有する
   多数個の電子放出素子を基板上に有する電子源と、該電
   子源から放出される電子線の照射により画像を形成する
   画像形成部材を具備する画像形成装置の製造方法におい
   て、 上記電子放出部を含む薄膜を形成する工程が、電子放出
   部形成用薄膜を形成する工程と、該電子放出部形成用薄
   膜に電子放出部を形成する工程を含み、 上記電子放出部形成用薄膜を形成する工程が、電子放出
   材料を含む有機金属化合物の分解温度以下の雰囲気中に
   存在する該有機金属の気体を、その分解温度以上に加熱
   した基板に接触させて加熱焼成する工程を有することを
   特徴とする画像形成装置の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記有機金属化合物が、カルボン酸金
    属塩とアミンもしくはハロゲン化金属塩とアミンとから
    なる混合物あるいは錯体であることを特徴とする請求項
    ９に記載の画像形成装置の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記カルボン酸金属塩が、酢酸パラジ
    ウムであることを特徴とする請求項１０に記載の画像形
    成装置の製造方法。
12. 【請求項１２】 請求項９〜１１いずれかに記載の製造
    方法により得られた画像形成装置。