JPH08180801A - 表面伝導型電子放出素子、それを用いた電子源、画像形成装置及びこれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子放出特性の安定した表面伝導型電子放出
素子、これを用いた電子源、高品位な画像形成装置を得
る。 【構成】 表面伝導型電子放出素子の表面を帯電防止膜
６で被覆する。

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、これを用いた電子源、表示装置や露光装置等の画像
形成装置、更には該表面伝導型電子放出素子、電子源及
び画像形成装置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直
流電圧あるいは非常にゆっくりとした昇電圧、例えば１
Ｖ／１分程度の昇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（特開平１−３１３３２号公報、同１−２８３７
４９号公報、同２−２５７５５２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５０６６
８８３号明細書）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の表面
伝導型電子放出素子は、真空中で取り扱われるが、真空
中での電子放出特性の不安定性の一要因として、電子放
出部近傍に絶縁性基板表面が露出していると、その表面
の電位が不安定となるため電子放出特性が不安定になる
ことが、本出願人による特願平２−０７２５３４号で述
べられている。

【０００７】更に、上記絶縁性基板表面に電子、イオン
等の荷電粒子が吸着ないし注入されると、絶縁性基板表
面が帯電し、特に高電界下では放電に至るため表面伝導
型電子放出素子の電子放出特性が著しく低下し、最悪の
場合には、表面伝導型電子放出素子が破壊することが実
験的に確かめられている。この帯電現象については未だ
不明な点があるが、表面伝導型電子放出素子から放出さ
れた電子による帯電、あるいは表面伝導型電子放出素子
を構成する部材から発生したイオンによる帯電等が考え
られる。

【０００８】これら、真空中での電子放出特性の不安定
性、表面伝導型電子放出素子の放電劣化を防止するため
には、絶縁性基板表面が露出しないように適当な導電体
被膜（帯電防止膜）で被覆することが効果的であるが、
この被膜によって素子電極間にリーク電流が流れるの
で、表面伝導型電子放出素子の見かけの効率が低下す
る。ここで効率とは、表面伝導型電子放出素子の一対の
対向する素子電極に電圧を印加したとき、流れる電流
（以下、「素子電流Ｉｆ」という。）に対する真空中に
放出される電流（以下、「放出電流Ｉｅ」という。）と
の電流比を指す。

【０００９】即ち、素子電流Ｉｆはできるだけ小さく、
放出電流Ｉｅはできるだけ大きいことが望ましいが、上
記帯電防止膜のリーク電流が素子電流Ｉｆに加算される
ため、効率が低下する。

【００１０】従って、帯電を防止でき、かつリーク電流
が実質上問題にならないほど小さい被膜を形成するのが
好ましく、この被膜の膜厚、抵抗値を精度良くコントロ
ールした状態で均一に形成できる技術が望まれている。

【００１１】以上のように電子放出特性の安定性と寿命
の向上がなされれば、例えば蛍光体を画像形成部材とす
る画像形成装置においては、高品位な画像形成装置、例
えばフラットテレビが実現される。

【００１２】本発明は、電子放出特性の安定性の良い表
面伝導型電子放出素子が得られるようにすると共に、高
品位な画像が得られる画像形成装置を得ることを目的と
する。

【００１３】

【課題を解決するための手段及び作用】請求項１〜７の
発明は、表面伝導型電子放出素子の製造方法に関する発
明で、基板上に素子電極を形成すると共に、素子電極間
を連絡する電子放出部形成用の薄膜を形成する工程と、
帯電防止膜を形成する工程と、電子放出部形成用の薄膜
に電子放出部を形成するフォーミング工程とを有する点
に特徴を有するものである。

【００１４】請求項８〜１２の発明は、上記製造方法で
得られる表面伝導型電子放出素子に関する発明である。

【００１５】請求項１３〜１９の発明は、上記表面伝導
型電子放出素子を複数個備えた電子源の製造方法に関す
る発明で、基板上に複数対の素子電極を形成すると共
に、各対の素子電極間を連絡する電子放出部形成用の薄
膜を形成する工程と、各表面伝導型電子放出素子上に帯
電防止膜を形成する工程と、各電子放出部形成用の薄膜
に電子放出部を形成するフォーミング工程とを有する点
に特徴を有するものである。

【００１６】請求項２０〜２４の発明は、上記製造方法
で得られる電子源に関する発明である。

【００１７】更に、請求項２４〜２８の発明は、上記電
子源を用いた画像形成装置及びその製造方法に関する発
明である。

【００１８】上記のように、本発明は、新規な表面伝導
型電子放出素子、この表面伝導型電子放出素子を複数個
備えた新規な電子源、これを用いた新規な画像形成装置
及びこれらの製造方法に係るもので、各発明の構成及び
作用を以下に更に説明する。

【００１９】本発明の表面伝導型電子放出素子には平面
型と垂直型がある。まず、平面型の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。

【００２０】図１（ａ）、（ｂ）は、平面型の表面伝導
型電子放出素子の基本的な構成を示す図である。

【００２１】図１において１は基板、２は電子放出部、
３は電子放出部を含む薄膜、４と５は素子電極、６は帯
電防止膜である。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】素子電極間隔Ｌ、素子電極長さＷ、電子放
出部を含む薄膜３の形状等は、応用される形態等によっ
て設計される。

【００２５】素子電極間隔Ｌは、数百オングストローム
から数百マイクロメートル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、数マイクロメートルから数
十マイクロメートルである。

【００２６】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、好ましくは数マイクロメートルか
ら数百マイクロメートルであり、また素子電極厚ｄは、
数百オングストロームから数マイクロメートルである。

【００２７】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、電子放出部を含む
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、電子放出部を含む薄膜３、素子電極４，５の順に積
層したものとしてもよい。

【００２８】電子放出部を含む薄膜３は、良好な電子放
出特性を得るためには、微粒子で構成された微粒子膜で
あることが特に好ましく、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。この電子放出部を含む薄膜３の膜厚は、好ましくは
数オングストロームから数千オングストロームで、特に
好ましくは１０オングストロームから５００オングスト
ロームである。

【００２９】また、この電子放出部を含む薄膜３の抵抗
値は、１０の７乗オーム／□以下のシート抵抗値を示す
のが好ましい。この電子放出部を含む薄膜３の抵抗値
は、後述する電子放出部の形成工程、すなわちフォーミ
ング工程において、良好な電子放出部の形成できるシー
ト抵抗値として制限される。良好な電子放出部を形成す
るには、１０の３乗オーム／□以上１０の７乗オーム／
□以下のシート抵抗値であることが好ましい。

【００３０】しかしながら、電子放出部２を形成した後
は、素子電極を通じて印加される電圧が十分に電子放出
部２に印加されるのが好ましく、電子放出部を含む薄膜
３のシート抵抗値はより低い方が好ましい。このため、
詳しくは後述するが、電子放出部を含む薄膜３は、１０
の３乗オーム／□以上１０の７乗オーム／□以下のシー
ト抵抗値を持つ金属酸化膜半導体薄膜として形成し、フ
ォーミング処理後に還元して、より低抵抗な金属薄膜と
して用いることができる。従って、最終的な状態での電
子放出部を含む薄膜３の抵抗値の下限は特に限定されな
い。尚、ここに言う電子放出部を含む薄膜３の抵抗値と
は、電子放出部２を含まない領域で測定されるシート抵
抗値を意味している。

【００３１】本発明における電子放出部を含む薄膜３を
構成する材料としては、例えばＰｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓ
ｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、ＰｄＯ、ＳｎＯ₂ 、Ｉｎ
₂ Ｏ₃ 、ＰｂＯ、Ｓｂ₂ Ｏ₃ 等の酸化物、ＨｆＢ₂ 、Ｚ
ｒＢ₂ 、ＬａＢ₆ 、ＣｅＢ₆ 、ＹＢ₄ 、ＧｄＢ₄ 等の硼
化物、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＳｉＣ、ＷＣ
などの炭化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ等の窒化物、Ｓ
ｉ、Ｇｅ等の半導体、カーボン等が挙げられる。

【００３２】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
粒子膜である場合、微粒子の粒径は、数オングストロー
ムから数千オングストロームであることが好ましく、特
に好ましくは１０オングストロームから２００オングス
トロームである。

【００３３】一方、帯電防止膜６は、金属ないし半導体
を主成分とする島状の薄膜であるが、この帯電防止膜６
の好ましい抵抗値は、以下に述べるように決定される。

【００３４】本発明の表面伝導型電子放出素子の特性
は、素子の両端に印加される電圧Ｖｆと、素子間を流れ
る電流Ｉｆと、放出される電子による電流Ｉｅとによっ
て特徴づけられる。図２に、最大電圧Ｖｍの三角波を表
面伝導型電子放出素子に印加したときのＩｆ、Ｉｅの波
形を示す。図２（ａ）は、帯電防止膜６を形成していな
い表面伝導型電子放出素子の場合であり、ＩｆはＶｔｈ
以上で立ち上がり、Ｉｆが増加するに伴いＩｅも増加す
る特性を有している。図２（ｂ）は、帯電防止膜６を形
成した表面伝導型電子放出素子の場合であり、回路的に
は表面伝導型電子放出素子と並列に抵抗Ｒａが接続され
たものと等価である。図２（ｂ）に示されるように、Ｉ
ｆの波形は図２（ａ）のＩｆの波形にオーミックな電流
を足し合わせたような波形になる。

【００３５】一般に、Ｉｅ／Ｉｆは電子放出効率ηとし
て定義され、効率ηは大きいほど好ましいので、図２
（ｂ）のようなＩｆの増加は表面伝導型電子放出素子の
特性を低下させる。また、このような表面伝導型電子放
出素子を、後述するような単純マトリックス駆動する場
合は、選択時（駆動素子）に流れる電流に対して半選択
時（非駆動素子）に流れる電流は十分小さい方が望まし
い。一般には、半選択時に表面伝導型電子放出素子に印
加される電圧は選択時に印加される電圧（駆動電圧Ｖｏ
ｐ）の１／２であり、その時の電流は選択時の電流の１
／（１ラインの素子数ｎ）以下であるのが望ましい。

【００３６】例えば、図２（ａ）の特性を持つ表面伝導
型電子放出素子をＶｏｐ＝Ｖｍで駆動する場合、Ｖｏｐ
／２の電圧ではＩｆ〜０なので単純マトリックス駆動に
おいて理想的であるが、図２（ｂ）の特性を持つ表面伝
導型電子放出素子の場合は、Ｖｏｐ／２の電圧ではＩｆ
＝Ｖｏｐ／（２×Ｒａ）の電流が流れるため、好ましく
は印加電圧Ｖｏｐ時の素子電流Ｉｏｐに対し１／ｎ以下
となるようにＲａを設定する。従って、Ｒａ≧ｎＶｏｐ
／２ＩｏｐとなるＲａを実現するのが望ましい。尚、Ｒ
ａ〜ρａ×Ｌ／（ｄ×Ｗ’）であり、ここで、Ｌは素子
電極間距離、Ｗ’は素子電極長さから素子幅を差し引い
た長さ、ｄは帯電防止膜６の厚さ、ρａは帯電防止膜６
の比抵抗であり、ρａ／ｄはシート抵抗として定義され
る。

【００３７】それぞれの典型的な値として、Ｖｏｐ＝２
０Ｖ、Ｉｏｐ＝１ｍＡ、Ｗ’＝１０マイクロメートル、
ｎ＝１０００とすると、ρａ／ｄ≧１×１０の８乗オー
ム／□となる。

【００３８】また、帯電防止膜６が十分な帯電防止効果
を有するために必要な抵抗値は、放出電子による基板表
面の帯電レートや放出電子を加速するためのアノード電
圧、表面伝導型電子放出素子とアノード電極間の距離等
によって異なるが、放電を防止するためには１０の１２
乗オーム／□程度のシート抵抗値以下であるのが好まし
く、また、電子放出特性の安定化のためには１０の１０
乗オーム／□程度のシート抵抗値以下であるのが好まし
い。

【００３９】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、電子放出部を含む薄膜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。

【００４０】亀裂は、数オングストロームから数百オン
グストローム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、電子放出部を含む薄膜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及びその近傍の電
子放出部を含む薄膜３は炭素及び炭素化合物を有するこ
ともある。

【００４１】次に、垂直型の表面伝導型電子放出部の基
本的な構成について説明する。

【００４２】図３は、垂直型の表面伝導型電子放出部の
基本的な構成を示す図で、図中３１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。

【００４３】基板１、電子放出部２、電子放出部を含む
薄膜３、素子電極４，５及び帯電防止膜６は、前述した
平面型の表面伝導型電子放出部と同様の材料で構成され
たものである。

【００４４】段差形成部材３１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３１の
膜厚は、先に述べた平面型の表面伝導型電子放出部の素
子電極間隔Ｌ（図１参照）に対応するもので、段差形成
部材３１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
は数百オングストロームから数十マイクロメートルであ
り、特に好ましくは数百オングストロームから数マイク
ロメートルである。

【００４５】電子放出部を含む薄膜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、電子放出部を含む薄膜３の形成後に
素子電極４，５を作成し、電子放出部を含む薄膜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、平面型の表面伝導型電子放出部の説明にお
いても述べたように、電子放出部２の形成は、電子放出
部を含む薄膜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３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。

【００４６】尚、以下の説明は、上述の平面型の表面伝
導型電子放出部と垂直型の表面伝導型電子放出部の内、
平面型を例にして説明するが、平面型の表面伝導型電子
放出部に代えて垂直型の表面伝導型電子放出部としても
よい。

【００４７】本発明の表面伝導型電子放出部の製法とし
ては様々な方法が考えられるが、その一例を図４ないし
図７に基づいて説明する。尚、図４において図１と同じ
符号は同じ部材を示すものである。

【００４８】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
４（ａ））。

【００４９】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、前述の電子放出部形成用の薄膜
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電子放出
部形成用の薄膜３を形成する（図４（ｂ））。

【００５０】本発明においては、上記加熱焼成時に加熱
温度を所定の温度に制御することにより、電子放出部形
成用の薄膜３の構成材料が、酸化物と金属の２相混合状
態か、あるいは非化学量論組成を有する酸化物を有する
状態にすることが好ましい。これは再酸化又は再還元に
よって抵抗値の調整を広範囲で行えるためである。

【００５１】尚、ここでは、有機金属溶液の塗布法によ
り説明したが、これに限ることなく、例えば真空蒸着
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、スピンナー法等によって有機金属膜を形成
することもできる。

【００５２】３）次に、帯電防止膜６を形成する（図４
（ｃ））。帯電防止膜６の材料は、容易かつ大面積に均
一な島状の膜が得られるものが好ましく、後述するよう
に、酸化パラジウムあるいは金属パラジウムが好適であ
る。尚、この工程は、２）の電子放出部形成用の薄膜３
の形成の前に行っても同様の効果が得られる。

【００５３】大面積に均一な膜を形成する技術としてラ
ングミュア・ブロジェット法（以下、「ＬＢ法」とい
う。）が知られている。これは、水面上に浮かべた有機
分子の単分子層を基板上に累積していくことにより分子
長オーダで制御された膜厚の薄膜（ＬＢ膜）を形成する
方法である。ＬＢ法は、一般には、有機分子（高分子を
含む）の成膜に用いられる。金属、酸化物等の無機薄膜
を形成するには、有機金属錯体を用いて成膜し、その
後、紫外線照射や加熱処理等の処理を施すことによって
無機薄膜を得ることができる。本発明者等の検討によれ
ば、比較的に合成、入手し易い有機金属錯体である酢酸
パラジウム錯体は、ＬＢ法による成膜が可能であり、Ｌ
Ｂ膜の累積層数及び成膜後の適当な処理を行うことで、
均一な酸化パラジウムの微粒子膜あるいは島状膜を形成
することができる。尚、酸化パラジウムは、通常ｐ型伝
導を有する半導体である。

【００５４】更に、この酸化パラジウム微粒子膜あるい
は島状膜を、還元雰囲気中にさらすか、真空中で１５０
℃程度以上のアニーリングを行うと、微粒子サイズが減
少した金属パラジウム膜、すなわち均一なパラジウムの
島状膜が得られる。ＬＢ法によれば、酸化パラジウム島
状膜、および還元後に得られるパラジウム島状膜におけ
る島の大きさや密度を、ＬＢ膜の累積層数によって精度
良くコントロールすることが可能である。すなわち、Ｌ
Ｂ膜の累積層数によって１０の８乗オーム／□から１０
の１３乗オーム／□の所望のシート抵抗値を有する酸化
パラジウム薄膜あるいは金属パラジウムを得ることがで
きる。

【００５５】尚、上述の酸化パラジウムから金属パラジ
ウムへの還元工程は、次のフォーミング工程後に行って
も良い。特に、電子放出部を含む薄膜３が同時に還元さ
れる材質のものの場合は、フォーミング工程後に還元す
る方が好ましい。これは、還元後の電子放出部を含む薄
膜３の抵抗値が１０の３乗オーム／□以下になると、フ
ォーミング処理による電子放出部２の形成が困難になる
ためである。

【００５６】４）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、電子放出部形成用の薄膜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４（ｄ））。この通
電処理により電子放出部形成用の薄膜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２である。

【００５７】フォーミングの電圧波形の例を図５に示
す。

【００５８】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５（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５（ｂ））とがあ
る。

【００５９】まず、パルス波高値を定電圧とした場合に
ついて図５（ａ）で説明する。

【００６０】図５（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１マ
イクロ秒〜１０ミリ秒、Ｔ２を１０マイクロ秒〜１００
ミリ秒とし、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。

【００６１】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５（ｂ）で説明する。

【００６２】図５（ｂ）におけるＴ１及びＴ２は図５
（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５（ａ）の説明と同様の適当な真空雰囲気下で印加す
る。

【００６３】尚、パルス間隔Ｔ２中に、電子放出部形成
用の薄膜３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１Ｍオーム以上の抵抗を示
したときにフォーミングを終了することが好ましい。

【００６４】上記フォーミング工程からそれ以降の工程
は、図６に示されるような測定評価系内で行われるもの
である。この測定評価系について説明する。

【００６５】図６において、図１と同じ符号は同じ部材
を示す。また、６１は素子に素子電圧Ｖｆを印加するた
めの電源、６０は素子電極４，５間の電子放出部形成用
の薄膜３を流れる素子電流Ｉｆを測定するための電流
計、６４は電子放出部２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、６３はアノード電極６４
に電圧を印加するための高圧電源、６２は電子放出部２
より放出される放出電流Ｉｅを測定するための電流計、
６５は真空装置、６６は排気ポンプである。

【００６６】表面伝導型電子放出素子及びアノード電極
６４等は真空装置６５内に設置され、この真空装置６５
には不図示の真空計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。

【００６７】排気ポンプ６６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６５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６５及びその内部として構成する
ことで、フォーミング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されるものである。

【００６８】５）本発明の表面伝導型電子放出素子の場
合、更に活性化工程を施すことが好ましい。

【００６９】活性化工程とは、例えば１０の−４乗〜１
０の−５乗ｔｏｒｒ程度の真空度で、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。

【００７０】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５００オングストローム以下、より好ましくは３
００オングストローム以下である。

【００７１】６）このようにして作成した表面伝導型電
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下で動作駆動する、安定
化工程を施すことが好ましい。より好ましくは、この高
い真空度の真空雰囲気下で、８０〜１５０℃の加熱の
後、動作駆動する。

【００７２】尚、フォーミング工程、活性化工程の真空
度より高い真空度の真空雰囲気とは、例えば約１０の−
６乗ｔｏｒｒ以上の真空度を有する真空雰囲気であり、
より好ましくは超高真空系であり、炭素及び炭素化合物
が新たにほぼ堆積しない真空度である。

【００７３】即ち、表面伝導型電子放出素子を上記真空
雰囲気中に封入してしまうことにより、これ以上の炭素
及び炭素化合物の堆積を抑制することが可能となり、こ
れによって素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅが安定する。

【００７４】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。

【００７５】以下に述べる表面伝導型電子放出素子の基
本特性は、図６の測定評価系のアノード電極６４の電圧
を１ｋＶ〜１０ｋＶとし、アノード電極６４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。

【００７６】まず、放出電流Ｉｅ及び素子電流Ｉｆと、
素子電圧Ｖｆとの関係の典型的な例を図７に示す。尚、
図７において、放出電流Ｉｅは素子電流Ｉｆに比べて著
しく小さいので、任意単位で示されている。尚、縦軸，
横軸ともにリニアスケールである。

【００７７】図７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Ｉｅに対する次の３つの特徴的特
性を有する。

【００７８】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７中のＶｔｈ）を超え
る素子電圧Ｖｆを印加すると急激に放出電流Ｉｅが増加
し、一方しきい値電圧Ｖｔｈ以下では放出電流Ｉｅが殆
ど検出されない。即ち、放出電流Ｉｅに対する明確なし
きい値電圧Ｖｔｈを持った非線形素子である。

【００７９】第２に、放出電流Ｉｅが素子電圧Ｖｆ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Ｉｅは素子電圧Ｖｆで制御できる。

【００８０】第３に、アノード電極６４（図６参照）に
補足される放出電荷は、素子電圧Ｖｆを印加する時間に
依存する。即ち、アノード電極６４に捕捉される電荷量
は、素子電圧Ｖｆを印加する時間により制御できる。

【００８１】放出電流Ｉｅが素子電圧Ｖｆに対してＭＩ
特性を有すると同時に、素子電流Ｉｆも素子電圧Ｖｆ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７の実線で示す特性で
ある。一方、図７に破線で示すように、素子電流Ｉｆは
素子電圧Ｖｆ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、図７において、実線及び破線
で表わされた特性は互いに、縦横軸とも異なるスケール
で示されている。また、素子電流Ｉｆが素子電圧Ｖｆに
対してＶＣＮＲ特性を有する表面伝導型電子放出素子で
も、上記３つの特性上の特徴を有する。

【００８２】本発明における帯電防止膜６の形成によっ
て、表面伝導型電子放出素子の基本的な特性は左右され
ない。これは、帯電防止膜６の抵抗値が十分に高いため
（１０の８乗オーム／□以上）、電子放出を行っている
ときに観測される素子電流に比べて、帯電防止膜６を通
って流れるリーク電流が十分に小さいためである。

【００８３】一方、絶縁性基板表面の帯電が防止される
ため、絶縁性基板表面の電位不安定に起因した電子放出
特性の不安定性や、素子近傍とアノード電極間での放電
が抑制されるために、長時間の安定な電子放出特性が得
られる。

【００８４】以上のように本発明の表面伝導型電子放出
素子は、長時間にわたって安定な電子放出特性、即ち、
素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅの素子印加電圧に対する単
調増加特性を有するため、多方面への応用が期待でき
る。

【００８５】以上、表面伝導型電子放出素子の基本的な
構成、製法について述べたが、本発明の思想によれば、
表面伝導型電子放出素子の特性で３つの特徴を有すれ
ば、上述の構成等に限定されず、後述の電子源、表示装
置等の画像形成装置においても適用できる。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】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８に基づいて更
に説明する。

【００９０】図８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上に配列された本発明の
表面伝導型電子放出素子８４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。

【００９１】ｍ本のＸ方向配線８２は、夫々外部端子Ｄ
ｘ１，Ｄｘ２，……，Ｄｘｍ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
８４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。

【００９２】ｎ本のＹ方向配線８３は、夫々外部端子Ｄ
ｙ１，Ｄｙ２，……，Ｄｙｎを有するもので、Ｘ方向配
線８２と同様に作成される。

【００９３】これらｍ本のＸ方向配線８２とｎ本のＹ方
向配線８３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。

【００９４】不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等で形成されたＳｉＯ₂ 等であり、Ｘ方
向配線８２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８２とＹ方向配線８３
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。

【００９５】更に、表面伝導型電子放出素子８４の対向
する素子電極（不図示）が、ｍ本のＸ方向配線８２と、
ｎ本のＹ方向配線８３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８５によ
って電気的に接続されているものである。

【００９６】ここで、ｍ本のＸ方向配線８２と、ｎ本の
Ｙ方向配線８３と、結線８５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８４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。

【００９７】また、詳しくは後述するが、前記Ｘ方向配
線８２には、Ｘ方向に配列された表面伝導型電子放出素
子８４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。

【００９８】一方、Ｙ方向配線８３には、Ｙ方向に配列
された表面伝導型電子放出素子８４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８４に印加される駆動電圧
は、当該表面伝導型電子放出素子８４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。

【００９９】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９〜図１１を用いて説明する。尚、図９は表示パ
ネル１１１の基本構成図であり、図１０は蛍光膜９４を
示す図であり、図１１は図９の表示パネル１１１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。

【０１００】図９において、１は上述のようにして本発
明の表面伝導型電子放出素子を配置した電子源の基板、
９１は基板１を固定したリアプレート、９６はガラス基
板９３の内面に蛍光膜９４とメタルバック９５等が形成
されたフェースプレート、９２は支持枠であり、リアプ
レート９１、支持枠９２及びフェースプレート９６にフ
リットガラス等を塗布し、大気中あるいは窒素中で、４
００〜５００℃で１０分以上焼成することで封着して外
囲器９８を構成している。

【０１０１】図９において、２は図１における電子放出
部に相当する。８２、８３は、表面伝導型電子放出素子
８４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Ｄｘ１ないしＤｘｍ，Ｄ
ｙ１ないしＤｙｎを有している。

【０１０２】外囲器９８は、上述の如く、フェースープ
レート９６、支持枠９２、リアプレート９１で構成され
ている。しかし、リアプレート９１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９１は不要
で、基板１に直接支持枠９２を封着し、フェースプレー
ト９６、支持枠９２、基板１にて外囲器９８を構成して
もよい。また、フェースプレート９６、リアプレート９
１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９８とすることもできる。

【０１０３】蛍光膜９４は、モノクロームの場合は蛍光
体１０２のみからなるが、カラーの蛍光膜９４の場合
は、蛍光体１０２の配列により、ブラックストライプ
（図１０（ａ））あるいはブラックマトリクス（図１０
（ｂ））等と呼ばれる黒色導伝材１０１と蛍光体１０２
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１０２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９４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１０１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。

【０１０４】ガラス基板９３に蛍光体１０２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。

【０１０５】また、図９に示されるように、蛍光膜９４
の内面側には通常メタルバック９５が設けられる。メタ
ルバック９５の目的は、蛍光体１０２（図１０参照）の
発光のうち内面側への光をフェースプレート９６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９８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１０２の保護等である。メタルバック９５
は、蛍光膜９４の作製後、蛍光膜９４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。

【０１０６】フェースプレート９６には、更に蛍光膜９
４の導伝性を高めるため、蛍光膜９４の外面側に透明電
極（不図示）を設けてもよい。

【０１０７】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体１０２と表面伝導型電子放出素子８４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。

【０１０８】外囲器９８内は、不図示の排気管を通じ、
１０の−７乗ｔｏｒｒ程度の真空度にされ、封止され
る。また、外囲器９８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９
８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の−５乗ないしは１×１０の−７乗ｔｏｒｒの
真空度を維持するためのものである。

【０１０９】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
９８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。

【０１１０】上述の表示パネル１１１は、例えば図１１
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１１において、１１１は表示パネル、１１２は走
査回路、１１３は制御回路、１１４はシフトレジスタ、
１１５はラインメモリ、１１６は同期信号分離回路、１
１７は変調信号発生器、Ｖｘ及びＶａは直流電圧源であ
る。

【０１１１】図１１に示されるように、表示パネル１１
１は、外部端子Ｄｘ１ないしＤｘｍ、外部端子Ｄｙ１な
いしＤｙｎ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Ｄｘ１ないしＤｘｍ
には前記表示パネル１１１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。

【０１１２】一方、端子Ｄｙ１ないし外部端子Ｄｙｎ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
Ｖａ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。

【０１１３】走査回路１１２は、内部にｍ個のスイッチ
ング素子（図１１中Ｓ１ないしＳｍで模式的に示す）を
備えるもので、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓｍは、直流
電圧電源Ｖｘ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１１１の外
部端子Ｄｘ１ないしＤｘｍと電気的に接続するものであ
る。各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓｍは、制御回路１１３
が出力する制御信号Ｔｓｃａｎ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。

【０１１４】本例における前記直流電圧源Ｖｘ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。

【０１１５】制御回路１１３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１１６より送られる同期信号Ｔｓｙｎ
ｃ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。

【０１１６】同期信号分離回路１１６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１１６
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Ｔｓｙｎｃ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Ｄ
ＡＴＡ信号と図示する。このＤＡＴＡ信号はシフトレジ
スタ１１４に入力される。

【０１１７】シフトレジスタ１１４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１１３より送られる制御信号Ｔｓｆｔに基づいて作
動する。この制御信号Ｔｓｆｔは、シフトレジスタ１１
４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、Ｉｄ１ないしＩｄｎのｎ個の並列信号とし
て前記シフトレジスタ１１４より出力される。

【０１１８】ラインメモリ１１５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１１３より送られる制御信号Ｔｍｒｙに従って
適宜Ｉｄ１ないしＩｄｎの内容を記憶する。記憶された
内容は、Ｉｄ’１ないしＩｄ’ｎとして出力され、変調
信号発生器１１７に入力される。

【０１１９】変調信号発生器１１７は、前記画像データ
Ｉｄ’１ないしＩｄ’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Ｄｙ１ないしＤｙｎを通じて
表示パネル１１１内の表面伝導型電子放出素子に印加さ
れる。

【０１２０】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。

【０１２１】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。

【０１２２】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１１７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１１７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。

【０１２３】シフトレジスタ１１４やラインメモリ１１
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。

【０１２４】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路１１６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１１６の出力
部にＡ／Ｄ変換器を設けることで行える。

【０１２５】また、これと関連して、ラインメモリ１１
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１１７に設けられる回路が若干異なるも
のとなる。

【０１２６】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１１７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１１７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。

【０１２７】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１１７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。

【０１２８】以上のような表示パネル１１１及び駆動回
路を有する本発明の画像形成装置は、端子Ｄｘ１〜Ｄｘ
ｍ及びＤｙ１〜Ｄｙｎ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９５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９４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。

【０１２９】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。

【０１３０】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１２及び
図１３を用いて説明する。

【０１３１】図１２において、１は基板、８４は表面伝
導型電子放出素子、１２４は表面伝導型電子放出素子８
４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。

【０１３２】表面伝導型電子放出素子８４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。

【０１３３】各素子行の共通配線１２４（例えば外部端
子Ｄ１とＤ２の共通配線１２４）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１２４、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１２４を一体の同一配線としても行うことがで
きる。

【０１３４】図１３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１３１の
構造を示す図である。

【０１３５】図１３中１３２はグリッド電極、１３３は
電子が通過するための開口、Ｄ１〜Ｄｍ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〜
Ｇｎはグリッド電極１３２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１２４は一体の同一配
線として基板１上に形成されている。

【０１３６】尚、図１３において図９と同じ符号は同じ
部材を示すものであり、図９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１１１との大きな違い
は、基板１とフェースプレート９６の間にグリッド電極
１３２を備えている点である。

【０１３７】基板１とフェースプレート９６の間には、
上記のようにグリッド電極１３２が設けられている。こ
のグリッド電極１３２は、表面伝導型電子放出素子８４
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８４に対応して１個ずつ円形の開口１
３３を設けたものとなっている。

【０１３８】グリッド電極１３２の形状や配置位置は、
必ずしも図１３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１３３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１３２を、例えば表面伝導型
電子放出素子８４の周囲や近傍に設けてもよい。

【０１３９】外部端子Ｄ１〜Ｄｍ及びＧ１〜Ｇｎ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１３２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９４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。

【０１４０】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。

【０１４１】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳述す
る。

【０１４２】実施例１ 本実施例で用いた表面伝導型電子放出素子の構成は、図
１（ａ），（ｂ）に示されるものと同様である。

【０１４３】表面伝導型電子放出素子の製法は、基本的
には図４で説明した方法と同様である。以下、図１及び
図４を用いて、本実施例で用いた表面伝導型電子放出素
子の基本的な構成及び製造法を説明する。

【０１４４】図１において１は基板、４と５は素子電
極、２は電子放出部、３は電子放出部２を含む薄膜、６
は帯電防止膜である。

【０１４５】以下、製造手順を図１及び図４に基づいて
説明する。

【０１４６】工程−ａ 清浄化した青板ガラス上に厚さ０．５マイクロメートル
のシリコン酸化膜をスパッタ法で形成した基板１上に、
所望の電極形状開口を有するパターンをホトレジスト
（ＲＤ−２０００Ｎ−４１・日立化成社製）で形成し、
真空蒸着法により、厚さ５ナノメートルのＴｉ、厚さ１
００ナノメートルのＮｉを順次堆積した。ホトレジスト
パターンを有機溶剤で溶解し、Ｎｉ／Ｔｉ堆積膜をリフ
トオフして、素子電極間隔Ｌが３マイクロメートル、幅
Ｗが３００マイクロメートルの素子電極４，５を形成し
た。

【０１４７】工程−ｂ 次に、電子放出部２を形成するための電子放出部形成用
の薄膜３を所定の形状にパターニングするために、通常
よく用いられる蒸着マスクを素子電極４，５上に配置
し、膜厚１００ナノメートルのＣｒ膜を真空蒸着により
堆積、パターニングし、その上に有機Ｐｄ（ｃｃｐ４２
３０奥野製薬（株）製）をスピンナーにより回転塗布
し、３００℃で１２分間の加熱焼成処理をした。また、
こうして形成された、主元素がＰｄの微粒子からなる電
子放出部形成用の薄膜３の膜厚は１００オングストロー
ム、シート抵抗値は２×１０の４乗Ω／□であった。
尚、ここで述べる微粒子膜とは、前述したように、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、この状態で粒子形状が認識
可能な微粒子ついての径をいう。

【０１４８】工程−ｃ Ｃｒ膜及び焼成後の電子放出部形成用の薄膜３を酸エッ
チャントによりエッチングして所望のパターンを形成し
た。

【０１４９】以上の工程により、基板１上に素子電極
４，５及び電子放出部形成用の薄膜３を形成した。

【０１５０】工程−ｄ 素子電極４，５及び電子放出部形成用の薄膜３を形成し
た基板１を再度洗浄し、乾燥させた後、以下に述べる方
法により、基板１の表面全体を疎水化処理した。

【０１５１】オクタデシルアミンのクロロホルム溶液
（１ｍｍｏｌ／ｌ）を純水上に展開し、表面圧を２０ｍ
Ｎ／ｍにまで高め、オクタデシルアミンの単分子膜を純
水上に形成した。かかる表面圧を一定に保持したまま、
基板１を速度０．５ｍｍ／秒にて前記単分子層を横切る
方向に静かに浸漬し、引き続き同じ速度でこれを引き上
げた。これにより、基板１の表面にはオクタデシルアミ
ンが疎水基側を向けて堆積するため、基板１の表面全体
が疎水表面となった。

【０１５２】次に、以下の方法により帯電防止膜６を形
成した。まず、長鎖アルキル脂肪酸の一種であるベヘン
酸と、酢酸パラジウムにジデシルアミンを二個配位させ
たパラジウム錯体をそれぞれ、１．６ｍｍｏｌ／ｌ、
０．４ｍｍｏｌ／ｌの濃度でクロロホルム中で混合した
（以下、この混合物を「混合物Ａ」と記す。）この混合
物Ａのクロロホルム溶液を純水上に展開し、表面圧を２
０ｍＮ／ｍにまで高め、混合物Ａの単分子膜を純水上に
形成した。かかる表面圧を一定に維持したまま、基板１
を速度２ｍｍ／秒にて前記単分子層を横切る方向に静か
に浸漬し、引き続き同じ速度でこれを引き上げた。かか
る浸漬・引き上げを繰り返して、混合物Ａからなる５０
層のＬＢ膜を形成させた。尚、ここで、ベヘン酸はＬＢ
膜の成膜を容易にするために混合しており、他の脂肪酸
やアルキルアミン等のＬＢ膜成膜の容易な材料で代用す
ることができ、本発明に特に必須のものではない。

【０１５３】次に、この基板１をＵＶ／Ｏ₃ 処理装置
（サムコ製ＵＶ−３００）を用いて、室温下で３時間の
ＵＶ／Ｏ₃ 処理を行った後、クリーンオーブンにて、大
気中３００℃で１２分間の焼成を行い、ＰｄＯの微粒子
状の帯電防止膜６を形成した。

【０１５４】１）抵抗測定 工程−ｄと同様の工程で、混合物ＡのＬＢ膜をガラス基
板上に、それぞれ２０、３０、４０、５０、６０、７
０、８０層累積し、工程−ｄに記載の方法でＰｄＯ薄膜
を形成した後、水素と窒素の比が２：９８の雰囲気下に
１時間放置し、Ｐｄの薄膜を得た。各層数の基板のシー
ト抵抗値を４端子法により測定したところ、２０層…測
定できず（１０の１３乗オーム／□以上）、３０層…〜
１０の１１乗オーム／□、４０層…１×１０の１０乗オ
ーム／□、５０層…８×１０の８乗オーム／□、６０層
…２×１０の８乗オーム／□、７０層…１×１０の７乗
オーム／□、８０層…３×１０の６乗オーム／□であっ
た。尚、これらのＬＢ膜の累積層数と抵抗値の関係は、
混合物Ａの混合比率を変えたり、ＰｄＯないしＰｄ膜形
成後の熱処理、雰囲気処理等で変えることもでき、上記
関係は普遍的なものではない。

【０１５５】２）走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によるチ
ャージアップ観察 上記各層数の基板のＳＥＭ観察を２５ｋＶの加速電圧で
行ったところ、２０層のサンプルはチャージアップが酷
く、３０層のサンプルもチャージアップがあったが、４
０層以上のサンプルではチャージアップは殆ど見られな
かった。また、６０層以下のＰｄ膜は島状の薄膜であっ
た。

【０１５６】上記１），２）の検討により、本実施例で
は５０層の混合物ＡのＬＢ膜を用いた。

【０１５７】工程−ｅ 次に、上記基板１を図６の測定評価系に設置し、真空ポ
ンプにて排気して、２×１０の−５乗ｔｏｒｒの真空度
に達した後、素子電圧Ｖｆを印加するための電源６１よ
り各素子電極４，５間に電圧を印加し、通電処理（フォ
ーミング処理）を施した。フォーミング処理の電圧波形
は図５（ｂ）に示されるような波形とした。

【０１５８】図５（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０．１Ｖステップで昇圧させ
てフォーミング処理を行なった。また、フォーミング処
理中は、同時に、０．１Ｖの電圧でＴ２間に抵抗測定パ
ルスを挿入して抵抗を測定した。尚、フォーミング処理
の終了は、抵抗測定パルスでの測定値が約１Ｍオーム以
上になった時とし、同時に、表面伝導型電子放出素子へ
の電圧の印加を終了した。表面伝導型電子放出素子のフ
ォーミング電圧ＶＦは５．０Ｖであった。

【０１５９】この後、素子を真空中に保持したまま、１
５０℃でアニーリングし、電子放出部を含む膜３と帯電
防止膜６を同時に還元した。

【０１６０】工程−ｆ 続いて、アセトンをアンプルに封じたものをスローリー
クバルブを通して真空内に導入し、１．０×１０の−３
乗ｔｏｒｒを維持した。次に、フォーミング処理した表
面伝導型電子放出素子に、波高値が１４Ｖの三角波を印
加して活性化処理をした。

【０１６１】活性化処理は、図６の測定評価系内で、素
子電極４，５間に、素子電流Ｉｆ及び放出電流Ｉｅを測
定しながら上記パルス電圧を印加することで行った。効
率η（Ｉｅ／Ｉｆ）が、約３０分で最大となったので、
通電を停止し、スローリークバルブを閉め、活性化処理
を終了した。

【０１６２】工程−ｇ 更に、上述の工程で作製した表面伝導型電子放出素子の
電子放出特性を、上述の図６の測定評価系を用いて測定
した。この測定は、真空オイルを使用しないイオンポン
プ等の超高真空排気装置を用いて排気し、有機物質の混
入を極力防止した条件下で行った。

【０１６３】尚、図６におけるアノード電極６４と表面
伝導型電子放出素子の距離を４ｍｍ、アノード電極６４
の電位を１ｋＶ、電子放出特性測定時の真空装置内の真
空度は１×１０の−６．５乗ｔｏｒｒとした。

【０１６４】素子電極４，５間に素子電圧を１４Ｖ印加
したが、電子放出特性は極めて安定で、放電等による表
面伝導型電子放出素子の破壊は生じなかった。

【０１６５】尚、比較のため、混合物ＡのＬＢ膜を２
０、３０、４０、６０、７０、８０層累積して同様に作
製したサンプル、及び帯電防止膜６を形成しない以外は
同様に作製したサンプルを評価したところ、帯電防止膜
６のないサンプルおよび２０層のサンプルはいずれも１
時間以内に放電が生じ、表面伝導型電子放出素子が破壊
した。また、３０層のサンプルでは、放電は生じなかっ
たが、電子放出特性は不安定なものであった。４０層の
サンプルは、本実施例の５０層のサンプルと同様の特性
を示した。６０、７０、８０層のサンプルでは、電子放
出特性は安定していたが、素子電流Ｉｆが大きく、効率
は４０層、５０層のサンプルに比べて極めて悪かった。

【０１６６】以上のように、本発明における帯電防止膜
６によって、安定で放電の生じない電子放出特性が得ら
れた。

【０１６７】実施例２ 本実施例では、上記の工程−ｄまで実施例１と同様の工
程で行った。但し、本実施例では、混合物ＡからなるＬ
Ｂ膜の層数を３０層とした。

【０１６８】１）抵抗測定 実施例１の工程−ｄと同様の工程で、混合物ＡのＬＢ膜
をガラス基板上に、それぞれ２０、３０、４０、５０層
累積し、工程−ｄに記載の方法でＰｄＯ薄膜を得た。各
層数の基板のシート抵抗値を４端子法により測定したと
ころ、２０層…測定できず（１０の１３乗オーム／□以
上）、３０層…４×１０の８乗オーム／□、４０層…５
×１０の６乗オーム／□、５０層…５×１０の５乗オー
ム／□であった。尚、これらのＬＢ膜の累積層数と抵抗
値の関係は、混合物Ａの混合比率を変えたり、ＰｄＯ膜
形成後の熱処理、雰囲気処理等で変えることもでき、上
記関係は普遍的なものではない。

【０１６９】２）ＳＥＭによるチャージアップ観察 上記各層数の基板のＳＥＭ観察を２５ｋＶの加速電圧で
行ったところ、２０層のサンプルはチャージアップが酷
く、３０層以上のサンプルではチャージアップは殆ど見
られなかった。また、３０層以下のＰｄ膜は島状の薄膜
であった。

【０１７０】上記１），２）の検討により、本実施例で
は３０層の混合物ＡのＬＢ膜を用いた。

【０１７１】更に、本実施例では、電子放出部を含む薄
膜３と帯電防止膜６の還元を行わない以外は、実施例１
に記載の工程−ｅ、工程−ｆ、工程−ｇと同様の工程
で、表面伝導型電子放出素子を作製した。上述の工程で
作製した表面伝導型電子放出素子の電子放出特性を、上
述の図６の測定評価系を用いて測定した。この測定は、
真空オイルを使用しないイオンポンプ等の超高真空排気
装置を用いて排気し、有機物質の混入を極力防止した条
件下で行った。

【０１７２】尚、図６におけるアノード電極６４と表面
伝導型電子放出素子の距離を４ｍｍ、アノード電極６４
の電位を１ｋＶ、電子放出特性測定時の真空装置内の真
空度は１×１０の−６．５乗ｔｏｒｒとした。

【０１７３】素子電極４，５間に素子電圧を１４Ｖ印加
したが、電子放出特性は極めて安定で、放電等による表
面伝導型電子放出素子の破壊は生じなかった。

【０１７４】尚、比較のため、混合物ＡのＬＢ膜を２
０、４０、５０層累積して同様に作製したサンプル、及
び帯電防止膜６を形成しない以外は同様に作製したサン
プルを評価したところ、帯電防止膜６のないサンプルお
よび２０層のサンプルはいずれも１時間以内に放電が生
じ、表面伝導型電子放出素子が破壊した。また、４０
層、５０層のサンプルでは、電子放出特性は安定してい
たが、素子電流Ｉｆが大きく、効率は３０層のサンプル
に比べて極めて悪かった。

【０１７５】以上のように、本発明における帯電防止膜
６によって、安定で放電の生じない電子放出特性が得ら
れた。

【０１７６】実施例３ 本実施例は、多数の表面伝導型電子放出素子を単純マト
リクス配置した電子源を用いた画像形成装置の例であ
る。

【０１７７】電子源の一部の平面図を図１４に示す。ま
た、図中のＡ−Ａ’断面図を図１５に、製造手順を図１
６及び図１７に示す。但し、図１４、図１５、図１６及
び図１７において同じ符号は同じ部材を示す。

【０１７８】ここで１は基板、８２はＸ方向配線（下配
線とも呼ぶ）、８３はＹ方向配線（上配線とも呼ぶ）、
３は電子放出部を含む薄膜、４，５は素子電極、６は帯
電防止膜、１５１は層間絶縁層、１５２は素子電極５と
下配線８２と電気的接続のためのコンタクトホールであ
る。

【０１７９】次に製造方法を、図１６及び図１７に基づ
いて工程順に従って具体的に説明する。尚、以下の各工
程ａ〜ｉは図１６及び図１７の（ａ）〜（ｉ）に対応す
るものである。

【０１８０】工程−ａ 清浄化した青板ガラス上に厚さ０．５マイクロメートル
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５ナノメートルのＣｒ、厚さ６０
０ナノメートルのＡｕを順次積層した後、ホトレジスト
（ＡＺ１３７０・ヘキスト社製）をスピンナーにより回
転塗布し、ベークした後、ホトマスク像を露光、現像し
て、下配線８２のレジストパターンを形成し、Ａｕ／Ｃ
ｒ堆積膜をウエットエッチングして、所望の形状の下配
線８２を形成した。

【０１８１】工程−ｂ 次に、厚さ１．０マイクロメートルのシリコン酸化膜か
らなる層間絶縁層１５１をＲＦスパッタ法により堆積し
た。

【０１８２】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
５２を形成するためのホ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１５１をエッチングしてコ
ンタクトホール１５２を形成した。エッチングはＣＦ₄
とＨ₂ ガスを用いたＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ・Ｉｏｎ
・Ｅｔｃｈｉｎｇ）法によった。

【０１８３】工程−ｄ その後、素子電極５と素子電極間ギャップＧとなるべき
パターンをホトレジスト（ＲＤ−２０００Ｎ−４１・日
立化成社製）で形成し、真空蒸着法により、厚さ５ナノ
メートルのＴｉ、厚さ１００ナノメートルのＮｉを順次
堆積した。ホ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が３
マイクロメートル、幅Ｗが３００マイクロメートルの素
子電極４，５を形成した。

【０１８４】工程−ｅ 素子電極４，５の上に上配線８３のホトレジストパター
ンを形成した後、厚さ５ナノメートルのＴｉ、厚さ５０
０ナノメートルの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８３を形成した。

【０１８５】工程−ｆ 本工程に関する電子放出部形成用の薄膜３のマスクは、
素子電極間ギャップＬ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１００ナノメートル
のＣｒ膜１５３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）製）をスピンナーにより回転塗布し、３００℃で
１０分間の加熱焼成処理をした。また、こうして形成さ
れた主元素がＰｄの微粒子からなる電子放出部形成用の
薄膜３の膜厚は１００オングストローム、シート抵抗値
は５×１０の４乗Ω／□であった。尚、ここで述べる微
粒子膜とは、上述したように、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、上記状態で粒子形状が認識可能な微粒子つい
ての径をいう。

【０１８６】工程−ｇ Ｃｒ膜１５３及び焼成後の電子放出部形成用の薄膜３を
酸エッチャントによりエッチングして所望のパターンを
形成した。

【０１８７】工程−ｈ コンタクトホール１５２部分以外にレジストを塗布して
パターンを形成し、真空蒸着により厚さ５ナノメートル
のＴｉ、厚さ５００ナノメートルの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１５２を埋め込んだ。

【０１８８】工程−ｉ 実施例１と同様の工程で、下配線８２、層間絶縁層１５
１、上配線８３、素子電極４，５、電子放出部形成用の
薄膜３等を有する基板１上に帯電防止膜６を形成した。

【０１８９】以上の工程により、絶縁性基板上に下配線
８２、層間絶縁層１５１、上配線８３、素子電極４，
５、電子放出部形成用の薄膜３、帯電防止膜６等を形成
した。

【０１９０】次に、以上のようにして作成した未フォー
ミングの電子源を用いて画像形成装置を構成した例を、
図９と図１０を用いて説明する。

【０１９１】上述のようにして多数の表面伝導型電子放
出素子８４を設けた基板１をリアプレート９１上に固定
した後、基板１の５ｍｍ上方に、フェースプレート９６
（ガラス基板９３の内面に蛍光膜９４とメタルバック９
５が形成されて構成される）を支持枠９２を介して配置
し、フェースプレート９６、支持枠 ９２、リアプレー
ト９１の接合部にフリットガラスを塗布し、大気中で４
００℃で１０分焼成することで封着した。またリアプレ
ート９１への基板１の固定もフリットガラスで行った。

【０１９２】図９において、８２，８３は夫々Ｘ方向及
びＹ方向配線である。

【０１９３】蛍光膜９４は、モノクロームの場合は蛍光
体１０２のみからなるが、本実施例では蛍光体１０２は
ストライプ形状（図１０（ａ））を採用し、先にブラッ
クストライプを形成し、その間隙部に各色蛍光体１０２
を塗布して蛍光膜９４を作製した。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
とする材料を用いたガラス基板９３に蛍光体１０２を塗
布する方法としてはスラリー法を用いた。また、蛍光膜
９４の内面側にはメタルバック９５を設けた。メタルバ
ック９５は、蛍光膜９４の作製後、蛍光膜９４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。

【０１９４】フェースプレート９６には、更に蛍光膜９
４の導伝性を高めるため、蛍光膜９４の外面側に透明電
極（不図示）が設けられる場合もあるが、本実施例で
は、メタルバック９５のみで十分な導伝性が得られたの
で省略した。

【０１９５】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体１０２と表面伝導型電子放出素子８４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。

【０１９６】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（図示せず）を通じ真空ポンプにて排気
し、十分な真空度に達した後、外部端子Ｄｘ１ないしＤ
ｘｍとＤｙ１ないしＤｙｎを通じ、表面伝導型電子放出
素子８４の素子電極４，５間に電圧を印加し、電子放出
部形成用の薄膜３をフォーミング処理することにより電
子放出部２を作成した。

【０１９７】フォーミング処理の電圧波形は、図５
（ｂ）と同様とした。また、本実施例ではＴ１を１ミリ
秒、Ｔ２を１０ミリ秒とし、約１×１０の−５乗ｔｏｒ
ｒの真空雰囲気下で行った。

【０１９８】このようにして作成された電子放出部２
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
トロームであった。

【０１９９】次に、パネルの排気管（不図示）よりアセ
トンをスローリークバルブを通してパネル内に導入し、
１．０×１０の−３乗ｔｏｒｒを維持した。フォーミン
グと同一波形、波高値１４Ｖで、真空度２×１０の−５
乗の真空度で、素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅを測定しな
がら、活性化処理を行なった。

【０２００】以上のようにフォーミング工程、活性化工
程を行い、電子放出部２を有する電表面伝導型電子放出
素子８４を作製した。

【０２０１】その後、１０の−６．５乗ｔｏｒｒ程度の
真空度まで排気し、不図示の排気管をガスバーナーで熱
することで溶着し、外囲器９８の封止を行い、更に封止
後の真空度を維持するために、高周波加熱法でゲッター
処理を行った。

【０２０２】以上のように完成した本発明の画像形成装
置において、外部端子Ｄｘ１ないしＤｘｍとＤｙ１ない
しＤｙｎを通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号
発生手段より夫々表面伝導型電子放出素子８４に印加す
ることにより電子放出させると共に、高圧端子Ｈｖを通
じてメタルバック９５に数ｋＶ以上の高圧を印加して、
電子ビームを加速し、蛍光膜９４に衝突させ、励起・発
光させることで画像の表示が得られた。

【０２０３】実施例４ 図１８は、前述の表面伝導型電子放出素子を電子源とし
て用いたディスプレイパネルに、例えばテレビジョン放
送を初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本発明の画像形成装置の
一例を示す図である。

【０２０４】図中１８００はディスプレイパネル、１８
０１はディスプレイパネルの駆動回路、１８０２はディ
スプレイコントローラ、１８０３はマルチプレクサ、１
８０４はデコーダ、１８０５は入出力インターフェース
回路、１８０６はＣＰＵ、１８０７は画像生成回路、１
８０８及び１８０９及び１８１０は画像メモリーインタ
ーフェース回路、１８１１は画像入力インターフェース
回路、１８１２及び１８１３はＴＶ信号受信回路、１８
１４は入力部である。

【０２０５】尚、本画像形成装置は、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、記憶等に関する回路や
スピーカー等については説明を省略する。

【０２０６】以下、画像信号の流れに沿って各部の機能
を説明する。

【０２０７】まず、ＴＶ信号受信回路１８１３は、例え
ば電波や空間光通信等のような無線伝送系を用いて伝送
されるＴＶ信号を受信するための回路である。

【０２０８】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、ＳＥＣ
ＡＭ方式等、いずれの方式でもよい。また、これらより
更に多数の走査線よりなるＴＶ信号、例えばＭＵＳＥ方
式を初めとする所謂高品位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。

【０２０９】ＴＶ信号受信回路１８１３で受信されたＴ
Ｖ信号は、デコーダ１８０４に出力される。

【０２１０】ＴＶ信号受信回路１８１２は、例えば同軸
ケーブルや光ファイバー等のような有線伝送系を用いて
伝送されるＴＶ信号を受信するための回路である。前記
ＴＶ信号受信回路１８１３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１８０４に出力される。

【０２１１】画像入力インターフェース回路１８１１
は、例えばＴＶカメラや画像読み取りスキャナーなどの
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１８０４に出
力される。

【０２１２】画像メモリーインターフェース回路１８１
０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１８０４に出力される。

【０２１３】画像メモリーインターフェース回路１８０
９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１
８０４に出力される。

【０２１４】画像メモリーインターフェース回路１８０
８は、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１８０４に入力さ
れる。

【０２１５】入出力インターフェース回路１８０５は、
本表示装置と、外部のコンピュータもしくはコンピュー
タネットワークもしくはプリンター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
報の入出力を行うのは勿論のこと、場合によっては本画
像形成装置の備えるＣＰＵ１８０６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うことも可能であ
る。

【０２１６】画像生成回路１８０７は、前記入出力イン
ターフェース回路１８０５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、あるいはＣＰＵ１８０
６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ーや、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
モリーや、画像処理を行うためのプロセッサー等を初め
として、画像の生成に必要な回路が組み込まれている。

【０２１７】本回路により生成された表示用画像データ
は、デコーダ１８０４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１８０５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。

【０２１８】ＣＰＵ１８０６は、主として本表示装置の
動作制御や、表示画像の生成や選択や編集に関わる作業
を行う。

【０２１９】例えば、マルチプレクサ１８０３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。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１
８０２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。また、前記画像生成回路１８０７に対して画像
データや文字・図形情報を直接出力したり、あるいは前
記入出力インターフェース回路１８０５を介して外部の
コンピュータやメモリーをアクセスして画像データや文
字・図形情報を入力する。

【０２２０】尚、ＣＰＵ１８０６は、これ以外の目的の
作業にも関わるものであってよい。例えば、パーソナル
コンピュータやワードプロセッサ等のように、情報を生
成したり処理する機能に直接関わってもよい。あるいは
前述したように、入出力インターフェース回路１８０５
を介して外部のコンピュータネットワークと接続し、例
えば数値計算等の作業を外部機器と協同して行ってもよ
い。

【０２２１】入力部１８１４は、前記ＣＰＵ１８０６に
使用者が命令やプログラム、ある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
装置等の多様な入力機器を用いることが可能である。

【０２２２】デコーダ１８０４は、前記１８０７ないし
１８１３より入力される種々の画像信号を３原色信号、
又は輝度信号とＩ信号、Ｑ信号に逆変換するための回路
である。尚、図中に点線で示すように、デコーダ１８０
４は内部に画像メモリーを備えるのが望ましい。これ
は、例えばＭＵＳＥ方式を初めとして、逆変換するに際
して画像メモリーを必要とするようなテレビ信号を扱う
ためである。

【０２２３】画像メモリーを備える事により、静止画の
表示が容易になる。あるいは前記画像生成回路１８０７
及びＣＰＵ１８０６と協同して、画像の間引き、補間、
拡大、縮小、合成を初めとする画像処理や編集が容易に
なるという利点が得られる。

【０２２４】マルチプレクサ１８０３は、前記ＣＰＵ１
８０６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１８０３
はデコーダ１８０４から入力される逆変換された画像信
号の内から所望の画像信号を選択して駆動回路１８０１
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、所謂多画面テレビ
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。

【０２２５】ディスプレイパネルコントローラ１８０２
は、前記ＣＰＵ１８０６より入力される制御信号に基づ
き、駆動回路１８０１の動作を制御するための回路であ
る。

【０２２６】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
（図示せず）の動作シーケンスを制御するための信号を
駆動回路１８０１に対して出力する。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１８０１に対
して出力する。また、場合によっては、表示画像の輝度
やコントラストや色調や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１８０１に対して出力す
る場合もある。

【０２２７】駆動回路１８０１は、ディスプレイパネル
１８００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１８０３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１８０２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。

【０２２８】以上、各部の機能を説明したが、図１８に
例示した構成により、本画像形成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１８００に表示することが可能である。即ち、テレビ
ジョン放送を初めとする各種の画像信号は、デコーダ１
８０４におて逆変換された後、マルチプレクサ１８０３
において適宜選択され、駆動回路１８０１に入力され
る。一方、デイスプレイコントローラ１８０２は、表示
する画像信号に応じて駆動回路１８０１の動作を制御す
るための制御信号を発生する。駆動回路１８０１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１
８００に駆動信号を印加する。これにより、ディスプレ
イパネル１８００において画像が表示される。これらの
一連の動作は、ＣＰＵ１８０６により統括的に制御され
る。

【０２２９】本画像形成装置においては、前記デコーダ
１８０４に内蔵する画像メモリや、画像生成回路１８０
７及び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
縦横比変換等を初めとする画像処理や、合成、消去、接
続、入れ換え、嵌め込み等を初めとする画像編集を行う
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
てもよい。

【０２３０】従って、本画像形成装置は、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、コンピュータの端末機器、
ワードプロセッサを初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
あるいは民生用として極めて応用範囲が広い。

【０２３１】尚、図１８は、表面伝導型電子放出素子を
電子ビーム源とする表示パネルを用いた画像形成装置と
する場合の構成の一例を示したに過ぎず、本発明の画像
形成装置が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。

【０２３２】例えば図１８の構成要素の内、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更に構成要素
を追加してもよい。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等を構成要素に追加す
るのが好適である。

【０２３３】本画像形成装置においては、とりわけ表面
伝導型電子放出素子を電子源としているので、デイスプ
レイパネルの薄形化が容易であり、画像形成装置の奥行
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ビーム源とする表示パネルは大画
面化が容易で輝度が高く視野角特性にも優れるため、画
像形成装置は臨場感にあふれ、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。

【０２３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表面伝導型電子放出素子の電子放出特性が極めて安定
し、また放電による表面伝導型電子放出素子の劣化も防
止することができる。

【０２３５】入力信号に応じて電子を放出する電子源に
おいては、上記の表面伝導型電子放出素子を基体上に複
数個配置して電子源を構成することにより、また、個々
の表面伝導型電子放出素子の両端を配線に接続した表面
伝導型電子放出素子の行を複数持ち、更に、変調手段を
有している配置法、あるいは基体に互いに電気的に絶縁
されたｍ本のＸ方向配線とｎ本のＹ方向配線とに、該表
面伝導型電子放出素子の一対の素子電極とを接続した表
面伝導型電子放出素子を複数個配列した配置とする電子
源とすることで、各表面伝導型電子放出素子が安定かつ
歩留り良く製造できる。

【０２３６】画像形成装置においては、入力信号に基づ
いて、画像を形成する装置であって、少なくとも画像形
成部材と前記電子源より構成されたことを特徴とする画
像形成装置であるため、電子放出特性の安定性と寿命の
向上がなされ、例えば蛍光体を画像形成部材とする画像
形成装置においては、高品位な画像形成装置、例えばカ
ラーフラットテレビが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の平面型表面伝導型電子放出素子を示す
概略的構成図である。

【図２】本発明の表面伝導型電子放出素子の特性を説明
するための図である。

【図３】本発明の垂直型表面伝導型電子放出素子を示す
概略的構成図である。

【図４】本発明の表面伝導型電子放出素子の製造方法を
示す図である。

【図５】フォーミング波形の例を示す図である。

【図６】本発明の表面伝導型電子放出素子の測定評価系
の一例を示す概略的構成図である。

【図７】本発明の表面伝導型電子放出素子の放出電流−
素子電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）を示す図である。

【図８】単純マトリクス配置の本発明の電子源の概略的
構成図である。

【図９】単純マトリクス配置の電子源を用いた本発明の
画像形成装置に用いる表示パネルの概略的構成図である

【図１０】図９の表示パネルにおける蛍光膜を示す図で
ある。

【図１１】図９の表示パネルを駆動する駆動回路の一例
を示す図である。

【図１２】梯型配置の電子源の概略的平面図である。

【図１３】梯型配置の電子源を用いた本発明の画像形成
装置に用いる表示パネルの概略的構成図である。

【図１４】実施例３における電子源を示す概略的平面図
である。

【図１５】図１４におけるＡ−Ａ’断面図である。

【図１６】実施例３における電子源の製造手順を示す図
である。

【図１７】実施例３における電子源の製造手順を示す図
である。

【図１８】実施例４における画像形成装置を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ 基体 ２ 電子放出部 ３ 電子放出部を含む薄膜 ４，５ 素子電極 ６ 帯電防止膜 ３１ 段差形成部材 ６０ 素子電流Ｉｆを測定するための電流計 ６１ 電源 ６２ 放出電流Ｉｅを測定するための電流計 ６３ 高圧電源 ６４ アノード電極 ６５ 真空装置 ６６ 排気ポンプ ８２ Ｘ方向配線（下配線） ８３ Ｙ方向配線（上配線） ８４ 表面伝導型電子放出素子 ８５ 結線 ９１ リアプレート ９２ 支持枠 ９３ ガラス基板 ９４ 蛍光膜 ９５ メタルバック ９６ フェースプレート ９８ 外囲器 １０１ 黒色導伝材 １０２ 蛍光体 １１１ 表示パネル １１２ 走査回路 １１３ 制御回路 １１４ シフトレジスタ １１５ ラインメモリ １１６ 同期信号分離回路 １１７ 変調信号発生器 １２４ 共通配線 １３１ 表示パネル １３２ グリッド電極 １３３ 開口 １５１ 層間絶縁層 １５２ コンタクトホール １５３ Ｃｒ層 １８００ ディスプレイパネル １８０１ 駆動回路 １８０２ ディスプレイコントローラ １８０３ マルチプレクサ １８０４ デコーダ １８０５ 入出力インターフェース回路 １８０６ ＣＰＵ １８０７ 画像生成回路 １８０８ 画像メモリーインターフェース回路 １８０９ 画像メモリーインターフェース回路 １８１０ 画像メモリーインターフェース回路 １８１１ 画像入力インターフェース回路 １８１２ ＴＶ信号受信回路 １８１３ ＴＶ信号受信回路 １８１４ 入力部

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に素子電極を形成すると共に、素
   子電極間を連絡する電子放出部形成用の薄膜を形成する
   工程と、 帯電防止膜を形成する工程と、 電子放出部形成用の薄膜に電子放出部を形成するフォー
   ミング工程とを有することを特徴とする表面伝導型電子
   放出素子の製造方法。
2. 【請求項２】 帯電防止膜を形成する工程が、基板上に
   酸化物を主成分とする薄膜ないし微粒子膜を形成する成
   膜工程と、その膜を還元する工程を含むことを特徴とす
   る請求項１の表面伝導型電子放出素子の製造方法。
3. 【請求項３】 帯電防止膜を形成する工程において、基
   板上に酸化物を主成分とする薄膜ないし微粒子膜を形成
   する成膜工程が、ラングミュアブロジェット法による成
   膜工程を含むことを特徴とする請求項２の表面伝導型電
   子放出素子の製造方法。
4. 【請求項４】 酸化物が、酸化パラジウムであることを
   特徴とする請求項２又は３の表面伝導型電子放出素子の
   製造方法。
5. 【請求項５】 フォーミング工程の後に、フォーミング
   工程より高い真空度下で表面伝導型電子放出素子に電圧
   を印加する安定化工程を有することを特徴とする請求項
   １ないし４いずれかの表面伝導型電子放出素子の製造方
   法。
6. 【請求項６】 フォーミング工程の後に、有機物質の存
   在下で表面伝導型電子放出素子に電圧を印加する活性化
   工程を有することを特徴とする請求項１ないし４いずれ
   かの表面伝導型電子放出素子の製造方法。
7. 【請求項７】 活性化工程の後に、フォーミング工程及
   び活性化工程より高い真空度下で表面伝導型電子放出素
   子に電圧を印加する安定化工程を有することを特徴とす
   る請求項６の表面伝導型電子放出素子の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７いずれかの方法で製造
   されたことを特徴とする表面伝導型電子放出素子。
9. 【請求項９】 帯電防止膜が、金属あるいは半導体を主
   成分とする島状膜であることを特徴とする請求項８の表
   面伝導型電子放出素子。
10. 【請求項１０】 帯電防止膜の主成分が、金属パラジウ
    ムであることを特徴とする請求項８の表面伝導型電子放
    出素子。
11. 【請求項１１】 素子電極が同一面上に形成された平面
    型であることを特徴とする請求項８ないし１０いずれか
    の表面伝導型電子放出素子。
12. 【請求項１２】 素子電極が絶縁層を介して上下に位置
    し、該絶縁層の側面に電子放出部を含む薄膜が形成され
    た垂直型であることを特徴とする請求項８ないし１０い
    ずれかの表面伝導型電子放出素子。
13. 【請求項１３】 複数の表面伝導型電子放出素子を備え
    た電子源の製法において、 基板上に複数対の素子電極を形成すると共に、各対の素
    子電極間を連絡する電子放出部形成用の薄膜を形成する
    工程と、 各表面伝導型電子放出素子上に帯電防止膜を形成する工
    程と、 各電子放出部形成用の薄膜に電子放出部を形成するフォ
    ーミング工程とを有することを特徴とする電子源の製造
    方法。
14. 【請求項１４】 帯電防止膜を形成する工程が、基板上
    に酸化物を主成分とする薄膜ないし微粒子膜を形成する
    成膜工程と、その膜を還元する工程を含むことを特徴と
    する請求項１３の電子源の製造方法。
15. 【請求項１５】 帯電防止膜を形成する工程において、
    基板上に酸化物を主成分とする薄膜ないし微粒子膜を形
    成する成膜工程が、ラングミュアブロジェット法による
    成膜工程を含む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】 酸化物が、酸化パラジウムであること
    を特徴とする請求項１４又は１５の電子源の製造方法。
17. 【請求項１７】 フォーミング工程の後に、フォーミン
    グ工程より高い真空度下で表面伝導型電子放出素子に電
    圧を印加する安定化工程を有することを特徴とする請求
    項１３ないし１６いずれかの電子源の製造方法。
18. 【請求項１８】 フォーミング工程の後に、有機物質の
    存在下で各表面伝導型電子放出素子に電圧を印加する活
    性化工程を有することを特徴とする請求項１３ないし１
    ６いずれかの電子源の製造方法。
19. 【請求項１９】 活性化工程の後に、フォーミング工程
    及び活性化工程より高い真空度下で各表面伝導型電子放
    出素子に電圧を印加する安定化工程を有することを特徴
    とする請求項１８の電子源の製造方法。
20. 【請求項２０】 請求項１３ないし１９いずれかの方法
    で製造されたことを特徴とする電子源。
21. 【請求項２１】 表面伝導型電子放出素子が、その素子
    電極が同一面上に形成された平面型であることを特徴と
    する請求項２０の電子源。
22. 【請求項２２】 表面伝導型電子放出素子が、その素子
    電極が絶縁層を介して上下に位置し、該絶縁層の側面に
    電子放出部を含む薄膜が形成された垂直型であることを
    特徴とする請求項２０の電子源。
23. 【請求項２３】 複数の表面伝導型電子放出素子を配列
    した素子列を少なくとも１列以上有し、各表面伝導型電
    子放出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請求項２０ないし２２いずれか
    の電子源。
24. 【請求項２４】 複数の表面伝導型電子放出素子を配列
    した素子列を少なくとも１列以上有し、各表面伝導型電
    子放出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請求項２０ないし２２いずれかの
    電子源。
25. 【請求項２５】 請求項２０ないし２４いずれかの電子
    源と、該電子源からの電子線の照射により画像を形成す
    る画像形成部材とを有することを特徴とする画像形成装
    置。
26. 【請求項２６】 請求項２０ないし２４いずれかの電子
    源と、該電子源から放出される電子線を情報信号に応じ
    て変調する変調手段と、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を有することを特徴
    とする画像形成装置。
27. 【請求項２７】 請求項２０ないし２４いずれかの電子
    源と、該電子源からの電子線の照射により画像を形成す
    る画像形成部材とを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。
28. 【請求項２８】 請求項２０ないし２４いずれかの電子
    源と、該電子源から放出される電子線を情報信号に応じ
    て変調する変調手段と、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を組み合わせること
    を特徴とする画像形成装置の製造方法。