JPH08212909A

JPH08212909A - 電子源及び画像形成装置、並びにこれらの活性化処理方法

Info

Publication number: JPH08212909A
Application number: JP28917295A
Authority: JP
Inventors: Toshiichi Onishi; 敏一大西; Tatsuya Iwasaki; 達哉岩崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-10-17
Filing date: 1995-10-12
Publication date: 1996-08-20
Anticipated expiration: 2015-10-12
Also published as: CA2160656C; US6160347A; CN1287409C; CN1264153A; CA2160656A1; DE69514073D1; JP2946189B2; KR960015661A; US6283815B1; KR100279304B1; CN1055590C; DE69514073T2; CN1132444A; EP0708471B1; EP0708471A1

Abstract

(57)【要約】【課題】画像形成装置の電子ビーム源として用いられ
る電子源の特性劣化を抑制、あるいは該劣化の回復を可
能とする構成を得る。【解決手段】素子電極２，３と、電子放出部５を有す
る導電性膜４とで構成される電子放出素子を有する電子
源において、該電子放出素子に活性化物質を供給するた
めの活性化物質源８，加熱用抵抗膜７等からなる活性化
物質供給手段を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子源及び画像形
成装置に関し、とりわけ、電子源及び画像形成装置の特
性（機能）の劣化を抑制し、また、該劣化の回復を可能
とする活性化手段を具備する電子源及び画像形成装置
と、その活性化処理方法に関する発明である。

【０００２】

【従来の技術】従来より電子放出素子としては大別して
熱電子放出素子と冷陰極電子放出素子を用いた２種類の
ものが知られている。冷陰極電子放出素子には電界放出
型（以下、「ＦＥ型」と称す。）、金属／絶縁層／金属
型（以下、「ＭＩＭ型」と称す。）や表面伝導型電子放
出素子等が有る。

【０００３】ＦＥ型の例としては、Ｗ．Ｐ．Ｄｙｋｅ
ａｎｄＷ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ，“ＦｉｅｌｄＥｍ
ｉｓｓｉｏｎ”，ＡｄｖａｎｃｅｉｎＥｌｅｃｔ
ｒｏｎＰｈｙｓｉｃｓ，８，８９（１９５６）ある
いはＣ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ， “ＰＨＹＳＩＣＡＬ
Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｆｉ
ｅｌｄｅｍｉｓｓｉｏｎｃａｔｈｏｄｅｓｗｉｔ
ｈｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４７，５２４８（１９７６）
等に開示されたものが知られている。

【０００４】ＭＩＭ型の例としては、Ｃ．Ａ．Ｍｅａ
ｄ， “ＯｐｅｒａｔｉｏｎｏｆＴｕｎｎｅｌ−Ｅｍ
ｉｓｓｉｏｎＤｅｖｉｃｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．
Ｐｈｙｓ．，３２，６４６（１９６１）等に開示され
たものがある。

【０００５】表面伝導型電子放出素子の例としては、
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，ＲａｄｉｏＥｎｇ．
ＥｌｅｃｔｒｏｎＰｈｙｓ．，１０，１２９０（１
９６５）等に開示されたものがある。

【０００６】表面伝導型電子放出素子は、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
の表面伝導型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、Ａｕ薄膜によるもの
［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ：“ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉ
ｌｍｓ”，９，３１７（１９７２）］、Ｉｎ₂ Ｏ₃ ／
ＳｎＯ₂ 薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌａｎ
ｄＣ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：“ＩＥＥＥＴｒａｎ
ｓ．ＥＤＣｏｎｆ．”，５１９（１９７５）］、
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。

【０００７】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な例として前述のＭ．ハートウェルの素子構成を図３３
に模式的に示す。同図において１は基板である。４は導
電性薄膜で、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５が形成される。
尚、図中の素子電極間隔Ｌは０．５〜１ｍｍ、Ｗ’は
０．１ｍｍに設定されている。

【０００８】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に予め通電フォーミングと
呼ばれる通電処理によって電子放出部５を形成するのが
一般的であった。即ち、通電フォーミングとは前記導電
性薄膜４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１Ｖ／分程度を印加通電し、導電性膜を
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５を形成することである。
尚、電子放出部５は導電性薄膜４の一部に亀裂が発生
し、その亀裂付近から電子放出が行われる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】電子放出素子について
は、電子放出素子を適用した画像形成装置が明るい表示
画像を安定して提供できるよう更に安定な電子放出特性
及び電子放出の効率向上が要望されている。ここで言う
効率とは、例えば図３３に示したような表面伝導型電子
放出素子であれば、導電性薄膜４の両端に電圧を印加し
た際に、導電性薄膜４に流れる電流（以下、「素子電
流」又はＩｆという。）と真空中に放出される電流（以
下、「放出電流」又はＩｅという。）との比を指すもの
であり、素子電流が小さく、放出電流が大きい電子放出
素子が望まれている。安定的に制御し得る電子放出特性
が得られ、また効率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、低電流
で明るい高品位な画像形成装置、例えばフラットテレビ
が実現できる。また、低電流化に伴い、画像形成装置を
構成する駆動回路等のローコスト化も図れる。

【００１０】しかしながら、前述のＭ．ハートウェルの
電子放出素子にあっては、安定な電子放出特性及び電子
放出効率について必ずしも満足のゆくものが得られてお
らず、これを用いて高輝度で動作安定性に優れた画像形
成装置を提供するのは極めて難しいというのが実状であ
る。

【００１１】本発明者らは、上記表面伝導型電子放出素
子の性能の改善につき検討した結果、上記フォーミング
処理を行った後、炭素化合物や金属化合物を含む雰囲気
中で表面伝導型電子放出素子に電圧を印加することによ
りＩｆおよびＩｅがドラスティックに増大することを見
いだした。この処理を「活性化工程」と呼ぶ。

【００１２】活性化工程を施した表面伝導型電子放出素
子の電子放出部近傍には、炭素、金属ないしそれらの化
合物が堆積しており、これがＩｆ，Ｉｅの増大をもたら
したものと思われる。

【００１３】電子放出を長時間行うことにより、上記電
子放出部近傍の堆積物が分解などにより消耗すること等
により、電子放出特性の劣化が起こる場合があるが、活
性化工程の条件を適当に選ぶことなどにより、特性の劣
化を抑制することが可能である。これは上記堆積物の結
晶性などが消耗の早さに影響しており、活性化の条件を
変えることにより結晶性などが変化することなどが理由
と思われる。また、Ｗなどの高融点の金属を堆積させる
ことも効果がある。

【００１４】しかしながら、画像形成装置など様々な形
態での応用をめざすには、電子放出特性の劣化抑制を一
層すすめ、さらなる装置の長寿命化を可能とすることが
望まれる。

【００１５】また、上記の「活性化工程」を行うために
は、製造用の真空装置に、炭素化合物、金属化合物など
の導入装置を付属させる必要があり、装置が大型にな
る。また、ガラスなどの真空容器（外囲器）を有する画
像形成装置に対して、この工程を行うためには、内部を
真空に引くための排気管などの細い管を通して、真空容
器内に上記物質を導入しなければならないが、操作が煩
雑なばかりでなく、上記物質の分子量が大きい場合には
十分な量の上記物質を導入するまでにかなりの時間を要
する場合もある。これらは製造コストの上昇の要因にな
る。

【００１６】本発明は、上記事情に鑑み、電子源及び画
像形成装置の機能劣化、とりわけ、該電子源及び画像形
成装置が具備する電子放出素子の電子放出特性の劣化を
防止したり、劣化した特性を回復させる為の手法を提供
することを目的とするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく成
された本発明の構成は以下の通りである。

【００１８】即ち、本発明の第一は、電子放出素子を有
する電子源において、前記電子源が、前記電子放出素子
に活性化物質を供給するための活性化物質供給手段を備
えることを特徴とする電子源にある。

【００１９】上記本発明第一の電子源は、さらにその特
徴として、「前記活性化物質は、前記電子放出素子に付
与されることにより該電子放出素子の放出電子量を増加
する物質である」こと、「前記活性化物質供給手段は、
前記電子放出素子が配置された基板上に配置されてい
る」こと、「前記活性化物質供給手段は、活性化物質源
と、該活性化物質源から活性化物質を気化させる手段と
を有する」こと、「前記活性化物質を気化させる手段
は、前記活性化物質源に電子を衝突させる手段を有す
る」こと、「前記活性化物質を気化させる手段は、前記
活性化物質源を加熱する手段を有する」こと、「前記活
性化物質源を加熱する手段は、前記活性化物質源に近接
配置された抵抗体と、該抵抗体に通電する手段とを有す
る」こと、「前記電子放出素子を複数有する」こと、
「前記電子放出素子が、電極間に、電子放出部を有する
導電性膜を備える電子放出素子である」こと、「前記電
子放出素子が、表面伝導型電子放出素子である」こと。
をも含むものである。

【００２０】また、本発明の第二は、電子放出素子を有
する電子源と、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画像形成装置におい
て、前記画像形成装置が、前記電子放出素子に活性化物
質を供給するための活性化物質供給手段を備えることを
特徴とする画像形成装置にある。

【００２１】上記本発明第二の画像形成装置は、さらに
その特徴として、「前記活性化物質は、前記電子放出素
子に付与されることにより該電子放出素子の放出電子量
を増加する物質である」こと、「前記活性化物質供給手
段は、前記電子放出素子が配置された基板上に配置され
ている」こと、「前記活性化物質供給手段は、前記電子
源及び前記画像形成部材が内包された外囲器に付設され
ている」こと、「前記活性化物質供給手段は、活性化物
質源と、該活性化物質源から活性化物質を気化させる手
段とを有する」こと、「前記活性化物質を気化させる手
段は、前記活性化物質源に電子を衝突させる手段を有す
る」こと、「前記活性化物質を気化させる手段は、前記
活性化物質源を加熱する手段を有する」こと、「前記活
性化物質源を加熱する手段は、前記活性化物質源に近接
配置された抵抗体と、該抵抗体に通電する手段とを有す
る」こと、「更に、ゲッタを備える」こと、「前記電子
放出素子を複数有する」こと、「前記電子放出素子が、
電極間に、電子放出部を有する導電性膜を備える電子放
出素子である」こと、「前記電子放出素子が、表面伝導
型電子放出素子である」こと、「前記画像形成部材が、
蛍光体である」こと、をも含むものである。

【００２２】また、本発明の第三は、電子放出素子と活
性化物質源とを有する電子源の活性化処理方法であっ
て、前記活性化物質源から活性化物質を気化させ、該活
性化物質を前記電子放出素子に付与する工程を有するこ
とを特徴とする電子源の活性化処理方法にある。

【００２３】上記本発明第三の活性化処理方法は、さら
にその特徴として、「前記活性化物質は、前記電子放出
素子に付与されることにより該電子放出素子の放出電子
量を増加する物質である」こと、「前記活性化物質の気
化は、前記活性化物質源に電子を衝突させる工程を有す
る」こと、「前記活性化物質の気化は、前記活性化物質
源を加熱する工程を有する」こと、「前記活性化物質源
を加熱する工程は、前記活性化物質源に近接配置された
抵抗体に通電する工程を有する」こと、「前記活性化物
質源を加熱する工程は、前記活性化物質源に光を照射す
る工程を有する」こと、「前記電子源が、前記電子放出
素子を複数有する電子源である」こと、「前記電子放出
素子が、電極間に、電子放出部を有する導電性膜を備え
る電子放出素子である」こと、「前記電子放出素子が、
表面伝導型電子放出素子である」こと、「前記活性化物
質を前記電子放出素子に付与する工程は、前記電子源を
駆動しながら行われる」こと、「前記活性化物質を前記
電子放出素子に付与する工程は、前記電子放出素子の特
性劣化に際して行われる」こと、をも含むものである。

【００２４】更に、本発明の第四は、電子放出素子を有
する電子源と、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、活性化物質源とを備える画
像形成装置の活性化処理方法であって、前記活性化物質
源から活性化物質を気化させ、該活性化物質を前記電子
放出素子に付与する工程を有することを特徴とする画像
形成装置の活性化処理方法にある。

【００２５】上記本発明第四の活性化処理方法は、さら
にその特徴として、「前記活性化物質は、前記電子放出
素子に付与されることにより該電子放出素子の放出電子
量を増加する物質である」こと、「前記活性化物質の気
化は、前記活性化物質源に電子を衝突させる工程を有す
る」こと、「前記活性化物質の気化は、前記活性化物質
源を加熱する工程を有する」こと、「前記活性化物質源
を加熱する工程は、前記活性化物質源に近接配置された
抵抗体に通電する工程を有する」こと、「前記活性化物
質源を加熱する工程は、前記活性化物質源に光を照射す
る工程を有する」こと、「前記活性化物質を前記電子放
出素子に付与する工程の後に、更に、ゲッタを活性化す
る工程を有する」こと、「前記電子源が、前記電子放出
素子を複数有する電子源である」こと、「前記電子放出
素子が、電極間に、電子放出部を有する導電性膜を備え
る電子放出素子である」こと、「前記電子放出素子が、
表面伝導型電子放出素子である」こと、「前記活性化物
質を前記電子放出素子に付与する工程は、前記電子源を
駆動しながら行われる」こと、「前記活性化物質を前記
電子放出素子に付与する工程は、前記電子放出素子の特
性劣化に際して行われる」こと、をも含むものである。

【００２６】本発明の活性化処理方法は、前述した電子
源及び画像形成装置の製造プロセス中における「活性化
工程」に適用して、工程の簡略化を達成するのに有効で
あるほか、電子源、画像形成装置の具備する電子放出素
子の電子放出特性の経時的な劣化を防止したり、一旦劣
化した特性を回復させる手法として有効に用い得るもの
である。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい態様につ
いて説明する。

【００２８】図１は、本発明の電子源の構成の一例を示
す模式図である。図１（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−
Ａ’に沿った断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ’に沿った断面図
である。

【００２９】図１中、１は基板、２，３は電極（素子電
極）、４は導電性膜、５は電子放出部である。７は加熱
用抵抗膜、８は活性化物質源であり、加熱用抵抗膜７は
一方の素子電極２と活性化物質供給用電極６を連絡して
形成されている。ここで、図１に示された態様例におい
ては、素子電極２，３、電子放出部５を有する導電性膜
４にて電子放出素子（とりわけ表面伝導型電子放出素
子）が構成されており、また、加熱用抵抗膜７、活性化
物質源８、素子電極２及び活性化物質供給用電極６にて
活性化物質供給手段が構成されている。

【００３０】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。

【００３１】対向する素子電極２，３及び活性化物質供
給用電極６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，Ａ
ｇ，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。

【００３２】素子電極間隔Ｌ、素子電極２，３及び活性
化物質供給用電極６の長さＷ₁ 〜Ｗ₃ 、及び導電性膜４
の形状等は、応用される形態等を考慮して設計される。

【００３３】素子電極間隔Ｌは、好ましくは数百ｎｍ〜
数百μｍであり、より好ましくは数μｍ〜数十μｍの範
囲である。

【００３４】素子電極長さＷ₁ ，Ｗ₂ は、電極の抵抗値
や電子放出特性を考慮して、数μｍ〜数百μｍの範囲と
することができる。素子電極２，３の膜厚ｄは、数十ｎ
ｍ〜数μｍの範囲とすることができる。

【００３５】尚、図１に示した構成だけでなく、基板１
上に、導電性膜４、対向する素子電極２，３の順に積層
した構成とすることもできる。

【００３６】導電性膜４には、良好な電子放出特性を得
るために、微粒子で構成された微粒子膜を用いるのが好
ましい。その膜厚は、素子電極２，３へのステップカバ
レージ、素子電極２，３間の抵抗値及び後述するフォー
ミング条件等によって適宜設定される。この導電性膜４
の膜厚は、通常は０．１ｎｍの数倍から数百ｎｍの範囲
とするのが好ましく、より好ましくは１ｎｍ〜５０ｎｍ
の範囲とするのが良い。その抵抗値は、Ｒ_s が１０² 〜
１０⁷ Ω／□の値である。なおＲ_s は、厚さがｔ、幅が
ｗで長さがｌの薄膜の抵抗Ｒを、Ｒ＝Ｒ_s （ｌ／ｗ）と
おいたときに現れる値である。

【００３７】導電性膜４を構成する材料としては、例え
ばＰｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，
Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ等の金属、Ｐ
ｄＯ，ＳｎＯ₂ ，Ｉｎ₂ Ｏ₃ ，ＰｂＯ，Ｓｂ₂ Ｏ₃ 等の
酸化物、ＨｆＢ₂ ，ＺｒＢ₂，ＬａＢ₆ ，ＣｅＢ₆ ，Ｙ
Ｂ₄ ，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、Ｓｉ，Ｇｅ等の半導体、カーボン等
が挙げられる。

【００３８】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（いくつかの微粒子が集合し、
全体として島状構造を形成している場合も含む）の膜を
さす。微粒子膜である場合、微粒子の粒径は、０．１ｎ
ｍの数倍から数百ｎｍの範囲、好ましくは１ｎｍ〜２０
ｎｍの範囲である。

【００３９】なお、本明細書では頻繁に「微粒子」とい
う言葉を用いるので、その意味について説明する。

【００４０】小さな粒子を「微粒子」と呼び、これより
も小さなものを「超微粒子」と呼ぶ。「超微粒子」より
もさらに小さく、原子の数が数百個程度以下のものを
「クラスター」と呼ぶことは広く行われている。

【００４１】しかしながら、それぞれの境は厳密なもの
ではなく、どの様な性質に注目して分類するかにより変
化する。また「微粒子」と「超微粒子」を一括して「微
粒子」と呼ぶ場合もあり、本明細書中での記述はこれに
沿ったものである。

【００４２】例えば、「実験物理学講座１４表面・微
粒子」（木下是雄編、共立出版１９８６年９月１日発
行）では、「本稿で微粒子と言うときにはその直径がだ
いたい２〜３μｍ程度から１０ｎｍ程度までとし、特に
超微粒子というときは粒径が１０ｎｍ程度から２〜３ｎ
ｍ程度までを意味することにする。両者を一括して単に
微粒子と書くこともあってけっして厳密なものではな
く、だいたいの目安である。粒子を構成する原子の数が
２個から数十〜数百個程度の場合はクラスターと呼
ぶ。」（１９５ページ２２〜２６行目）と記述されて
いる。

【００４３】付言すると、新技術開発事業団の“林・超
微粒子プロジェクト”での「超微粒子」の定義は、粒径
の下限はさらに小さく、次のようなものであった。

【００４４】「創造科学技術推進制度の“超微粒子プロ
ジェクト”（１９８１〜１９８６）では、粒子の大きさ
（径）がおよそ１〜１００ｎｍの範囲のものを“超微粒
子”(ultra fine particle) と呼ぶことにした。すると
１個の超微粒子はおよそ１００〜１０⁸ 個くらいの原子
の集合体という事になる。原子の尺度でみれば超微粒子
は大〜巨大粒子である。」（「超微粒子−創造科学技
術」林主税、上田良二、田崎明編；三田出版１９８
８年２ページ１〜４行目）／「超微粒子よりさらに小
さいもの、すなわち原子が数個〜数百個で構成される１
個の粒子は、ふつうクラスターと呼ばれる」（同書２ペ
ージ１２〜１３行目）。

【００４５】上記のような一般的な呼び方をふまえて、
本明細書において「微粒子」とは多数の原子・分子の集
合体で、粒径の下限は０．１ｎｍの数倍から１ｎｍ程
度、上限は数μｍ程度のものを指すこととする。

【００４６】電子放出部５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５及び亀裂自体は、導電性膜４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。

【００４７】亀裂内部には、０．１ｎｍの数倍から数十
ｎｍの範囲の粒径の微粒子を有することもある。この微
粒子は、導電性膜４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５及びその近傍の導電性膜４は炭素を主成分とする
膜を有する。

【００４８】活性化物質源８の材料としては、活性化物
質が炭素化合物である場合には、高分子化合物及びそれ
らの焼成物が薄膜を形成するのには好適である。あるい
は多孔質材料に炭化水素などの有機化合物を吸着させた
もの、あるいはさらにそれを焼成したものなども使用可
能である。

【００４９】高分子材料としては、ポリビニルアセテー
ト、ポリビニルブチラール、３，５−ジメチルフェノー
ル樹脂、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。これらは、２
００〜３００℃程度の温度で焼成して、室温で高真空中
に保持しても有機化合物ガスの発生が少ないような状態
にして使用される。また、吸着されて用いられる炭素化
合物としては、芳香族炭化水素、オレフィン類などを挙
げることができる。

【００５０】また、活性化物質が金属化合物で電子放出
部５にＷ，Ｎｂ等の高融点金属を堆積させて活性化が行
われる場合、活性化物質源８の材料としては、フッ化
物、塩化物、臭化物、ヨウ化物等の金属ハロゲン化物、
メチル化物、エチル化物、ベンジル化物などのアルキル
金属類、アセチルアセトナート、ジピバノイルメタナー
ト、ヘキサフルオロアセチルアセトナート等の金属β−
ジケトナート類、アリル錯体、シクロペンタジエニル錯
体等の金属エニル錯体類、ベンゼン錯体等のアレーン錯
体、金属カルボニル類、金属アルコキシド類など及びこ
れらの複合した化合物などを挙げることができる。具体
的な物質としては、ＮｂＦ₅ ，ＮｂＣｌ₅，Ｎｂ（Ｃ₅
Ｈ₅ ）（ＣＯ）₄ ，Ｎｂ（Ｃ₅ Ｈ₅ ）₂ Ｃｌ₂ ，ＯｓＦ
₄ ，Ｏｓ（Ｃ₃ Ｈ₇ Ｏ₂ ）₃ ，Ｏｓ（ＣＯ）₅ ，Ｏｓ₃
（ＣＯ）₁₂，Ｏｓ（Ｃ₅ Ｈ₅ ）₂ ，ＲｅＦ₅ ，ＲｅＣｌ
₅ ，Ｒｅ（ＣＯ）₁₀，ＲｅＣｌ（ＣＯ）₅ ，Ｒｅ（ＣＨ
₃ ）（ＣＯ）₅ ，Ｒｅ（Ｃ₅ Ｈ₅ ）（ＣＯ）₃ ，Ｔａ
（Ｃ₅ Ｈ₅ ）（ＣＯ）₄ ，Ｔａ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₅ ，Ｔａ
（Ｃ₅ Ｈ₅ ）₂ Ｃｌ₂ ，Ｔａ（Ｃ₅ Ｈ₅ ）₂ Ｈ₃ ，ＷＦ
₆ ，Ｗ（ＣＯ）₆ ，Ｗ（Ｃ₅ Ｈ₅ ）₂ Ｃｌ₂ ，Ｗ（Ｃ₅
Ｈ₅ ）₂ Ｈ₂ ，Ｗ（ＣＨ₃ ）₆ 等が挙げられる。中で
も、最も融点の高い金属であるＷを形成できるＷ（Ｃ
Ｏ）₆ （タングステンヘキサカルボニル）は、比較的取
り扱いが容易であるため最も好ましく用いられる。

【００５１】図１の例では、活性化物質源８は加熱用抵
抗膜７の上に形成されている。これは一方の素子電極２
と活性化物質供給用電極６との間に電圧を印加し、加熱
用抵抗膜７に電流を流して発熱させ、活性化物質源８か
ら活性化物質を蒸発させ電子放出部５付近に供給するも
のである。該加熱用抵抗膜７の材質は、Ａｕ，Ｐｔ，Ｎ
ｉ等の金属や、ＳｎＯ₂ −Ｉｎ₂ Ｏ₃ （ＩＴＯ）等の導
電性酸化物の薄膜を用いることができる。薄膜の代わり
にワイヤー等を用いても良い。

【００５２】図１の例では、素子電極の一方が加熱用抵
抗膜７に電流を供給するための電極（活性化物質供給用
電極）を兼ねているが、素子電極と活性化物質供給用電
極が独立に設けられたものであっても良い。また、活性
化物質源と加熱用抵抗膜が電子放出部５の両側に設けら
れてもよく、活性化物質の電子放出部近傍への供給が可
能であれば、どのような配置を用いても差し支えない。

【００５３】また、図１（ａ）のＡ−Ａ’に沿った断面
部分が、図２に示すような断面形状を有する垂直型の表
面伝導型電子放出素子を用いて、本発明の電子源を構成
することもできる。尚、図２において、１０は絶縁体で
構成された段差形成用部材である。

【００５４】本発明の構成の別の例としては、活性化物
質源から活性化物質を供給する方法が、上記例のように
抵抗膜に通電して加熱するのではなく、電子放出素子か
ら放出される電子ビームを、活性化物質源に照射してそ
のエネルギーによって行う方法が挙げられる。この場合
の電子源の構成を図３に模式的に示す。本例において活
性化物質供給用電極６は、素子電極２，３、電子放出部
５を有する導電性膜４にて構成される電子放出素子（表
面伝導型電子放出素子）の正極側電極に印加される電位
よりも高い電位を与えられることにより、電子放出部５
から放出された電子を吸引し、活性化物質源８に電子を
衝突させるものである。これによりエネルギーを与えら
れ、活性化物質を電子放出部近傍に供給する。

【００５５】本発明の電子源の第１の例（図１参照）に
ついて、その製造方法の一例を図１及び図４を用いて説
明する。図４は本製造方法を説明するための模式図であ
る。

【００５６】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
電極材料を堆積し、フォトリソグラフィー技術等により
該基板１上に素子電極２，３及び活性化物質供給用電極
６（不図示）を形成する（図４（ａ）；本図は図１
（ａ）のＡ−Ａ’に沿った断面を示す。）。

【００５７】２）素子電極２，３及び活性化物質供給用
電極６を設けた基板１上に有機金属溶液を塗布して、有
機金属膜を形成する。尚、有機金属溶液とは、前述の導
電性膜４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。有機金属膜を加熱焼成処理した後、リフト
オフ、エッチング等によりパターニングし、導電性膜４
を形成する（図４（ｂ））。

【００５８】ここでは、有機金属溶液の塗布法を挙げて
説明したが、導電性膜４の形成法はこれに限られるもの
ではなく、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
を用いることもできる。

【００５９】３）続いて、加熱用抵抗膜７及び活性化物
質源８を形成する。加熱用抵抗膜の形成方法は、導電性
膜４の形成に用いられる手法がいずれも利用可能であ
る。この上に活性化物質源を形成し、必要に応じて焼成
などの処理を行う（図４（ｃ）；本図は図１（ａ）のＢ
−Ｂ’に沿った断面を示す。）。

【００６０】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２，３間に不図示の電源より電圧
を印加すると、導電性膜３の一部に、電子放出部（亀
裂）５が形成される（図４（ｄ）；本図は図１（ａ）の
Ａ−Ａ’に沿った断面を示す。）。

【００６１】通電フォーミングの電圧波形の例を図３に
示す。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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る。通常Ｔ１は１μ秒〜
１０ｍ秒、Ｔ２は１０μ秒〜１００ｍ秒の範囲で設定さ
れる。三角波の波高値（通電フォーミング時のピーク電
圧）は、前述した電子放出素子の形態に応じて適宜選択
される。このような条件のもと、真空雰囲気下で、数秒
から数十分間電圧を印加する。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ても良く、その波高値及びパル
ス幅・パルス間隔等についても上述の値に限るものでは
なく、電子放出部５が良好に形成されるように、電子放
出素子の抵抗値等に合わせて所望の値を選択することが
できる。

【００６５】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。

【００６６】図５（ｂ）におけるＴ１及びＴ２は図５
（ａ）と同様であり、三角波の波高値（通電フォーミン
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。

【００６７】尚、パルス間隔Ｔ２中に、導電性膜４を局
所的に破壊、変形もしくは変質させない程度のパルス電
圧、例えば０．１Ｖ程度のパルス電圧で素子電流を測定
して抵抗値を求め、例えば１ＭΩ以上の抵抗を示したと
きにフォーミングを終了することが好ましい。

【００６８】５）フォーミング処理を終えた電子放出素
子には活性化処理と呼ばれる処理を施す。

【００６９】活性化処理は、炭素化合物あるいは金属化
合物（活性化物質）が微量に存在する真空中で、電子放
出素子にパルスの印加を繰り返すことで行うことができ
る。この処理により電子放出部に炭素、炭素化合物、あ
るいは金属などが堆積し、素子電流Ｉｆ，放出電流Ｉｅ
が著しく変化するようになる。素子電流Ｉｆと放出電流
Ｉｅを測定しながら、例えば、放出電流Ｉｅが飽和した
時点で活性化工程を終了させる。

【００７０】このときの活性化物質の供給には、前記工
程で形成した加熱用抵抗膜７に通電し、活性化物質源８
から蒸発する物質を用いても良いし、適当な活性化物質
導入装置を真空装置に付属させ、これにより適当な物質
を導入しても良い。

【００７１】なお、炭素化合物を活性化物質として用い
る場合は、拡散ポンプやロータリーポンプなどのオイル
を用いる排気装置から真空装置内に拡散するオイル成分
を利用しても良いし、排気装置としてイオンポンプなど
の超高真空用排気装置を用いて真空容器内の排気をした
後炭素化合物を導入しても良い。

【００７２】このとき用いられる物質としては、アルカ
ン、アルケン、アルキンの脂肪族炭化水素類、芳香族炭
化水素類、アルコール類、アルデヒド類、ケトン類、ア
ミン類、フェノール、カルボン、スルホン酸等の有機酸
類等を挙げることが出来、具体的には、メタン、エタ
ン、プロパンなどＣ_n Ｈ_2n+2で表される飽和炭化水素、
エチレン、プロピレンなどＣ_n Ｈ_2n等の組成式で表され
る不飽和炭化水素、ベンゼン、トルエン、メタノール、
エタノール、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ア
セトン、メチルエチルケトン、メチルアミン、エチルア
ミン、フェノール、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等が使用
できる。

【００７３】金属化合物を活性化物質として導入する場
合には、活性化物質源の材料として前述した金属化合物
を用いることができる。

【００７４】このとき電子放出素子に印加する電圧パル
スの波形は、例えば図６（ａ）に示すような矩形波パル
スを用いることが出来る。あるいは、目的によっては図
６（ｂ）に示すような、交互に極性の反転する矩形波パ
ルスを用いても良い。

【００７５】６）このような工程を経て得られた電子源
は、安定化工程を行うことが好ましい。この工程は、電
子源に設けられた活性化物質源８以外に真空容器内に吸
着などにより残存する活性化物質を排気する工程であ
る。真空容器を排気する真空排気装置は、装置から発生
するオイルが電子放出素子の特性に影響を与えないよう
に、オイルを使用しないものを用いるのが好ましい。具
体的には、ソープションポンプ、イオンポンプ等の真空
排気装置を挙げることが出来る。

【００７６】真空容器内の活性化物質の分圧は、上記炭
素、炭素化合物、あるいは金属がほぼ新たに堆積しない
分圧で１０^-6Ｐａ以下が好ましく、さらには１０^-8Ｐａ
以下が特に好ましい。さらに真空容器内を排気するとき
には、真空容器全体を加熱して、真空容器内壁や、電子
放出素子に吸着した活性化物質分子を排気しやすくする
のが好ましい。このときの加熱条件は、８０〜２５０℃
で５時間以上が望ましいが、特にこの条件に限るもので
はなく、真空容器の大きさや形状、電子放出素子の構成
などの諸条件により適宜選ばれる条件により行う。真空
容器内の圧力は極力低くすることが必要で、１×１０^-5
Ｐａ以下が好ましく、さらに１×１０^-6Ｐａ以下が特に
好ましい。

【００７７】安定化工程を行った後の、電子源駆動時の
雰囲気は、上記安定化処理終了時の雰囲気を維持するの
が好ましいが、これに限るものではなく、活性化物質が
十分除去されていれば、真空度自体は多少低下しても十
分安定な特性を維持することが出来る。

【００７８】このような真空雰囲気を採用することによ
り、新たな炭素、炭素化合物、あるいは金属の堆積を抑
制でき、また外囲器（真空容器）内壁や基板表面などに
吸着したＨ₂ Ｏ，Ｏ₂ 等も除去される。その結果として
素子電流Ｉｆ，放出電流Ｉｅが、安定する。

【００７９】なお、前述のように電子放出部に堆積した
炭素、炭素化合物、あるいは金属が消耗して電子放出特
性が劣化する場合があるが、電子放出素子に電子を放出
させるのと並行して、電子源が具備する加熱用抵抗膜に
通電し、活性化物質源から活性化物質を過剰に供給され
ないように制御しながら、徐々に供給するようにして、
特性の劣化を防止することが可能である。また、適当な
間隔で、あるいは特性の劣化が検知された場合に、活性
化物質源から活性化物質を供給して、活性化工程と同様
の処理を行い、特性を回復させることにより、実用上特
性の劣化の影響が現れないようにすることが可能であ
る。

【００８０】前述の第２の例（図３）の場合は、同様な
方法で製造されるが、活性化工程は外部から活性化物質
を導入して行う方法に限られ、電子放出素子が完成した
後、電子放出させる際に、放出された電子の一部を活性
化物質源８に吸引して衝突させ活性化物質を供給して、
特性の劣化を防止したり、同様にして劣化した特性を回
復させる。

【００８１】上述した工程を経て得られた本発明を適用
可能な電子放出素子の基本特性について、図７，図８を
参照しながら説明する。

【００８２】図７は、真空処理装置の一例を示す模式図
であり、この真空処理装置は測定評価装置としての機能
も兼ね備えている。図４においても、図１に示した部位
と同じ部位には図１に付した符号と同一の符号を付して
いる。

【００８３】図７において、１１は素子に素子電圧Ｖｆ
を印加するための電源、１２は素子電極２，３間の導電
性膜４を流れる素子電流Ｉｆを測定するための電流計、
１５は電子放出部５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、１４はアノード電極１５に電
圧を印加するための高圧電源、１５は電子放出部５より
放出される放出電流Ｉｅを測定するための電流計、１６
は真空容器、１７は排気ポンプである。

【００８４】電子放出素子及びアノード電極１５等は真
空容器１６内に設置され、この真空容器１５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
下で電子放出素子の測定評価ができるようになってい
る。

【００８５】排気ポンプ１７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。
ここに示した電子源基板を配した真空処理装置の全体
は、不図示のヒーターにより加熱できる。また、図では
省略されているが、活性化物質供給用電極に電圧を印加
する装置も備えており、必要に応じて電源１１による電
子放出素子への電圧印加と適宜同調して活性化物質供給
用電極に電圧を印加する。従って、この真空処理装置を
用いると、前述の通電フォーミング以降の工程も行うこ
とができる。

【００８６】以下に述べる本発明に係る表面伝導型電子
放出素子の基本特性は、図７の真空処理装置のアノード
電極１５の電圧を１ｋＶ〜１０ｋＶとし、アノード電極
１５と電子放出素子の距離Ｈを２〜８ｍｍとして、通常
測定を行う。

【００８７】図８は、図７に示した真空処理装置を用い
て測定された放出電流Ｉｅ及び素子電流Ｉｆと、素子電
圧Ｖｆとの関係を模式的に示した図である。図８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・横軸ともリニ
アスケールである。

【００８８】図８からも明らかなように、本発明に係る
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。

【００８９】まず第１に、本電子放出素子はある電圧
（しきい値電圧と呼ぶ：図８中のＶｔｈ）を超える素子
電圧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。

【００９０】第２に、放出電流Ｉｅが素子電圧Ｖｆに対
して単調増加依存するため、放出電流Ｉｅは素子電圧Ｖ
ｆで制御できる。

【００９１】第３に、アノード電極１５（図７参照）に
捕捉される放出電荷は、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１５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。

【００９２】以上の説明より理解されるように、本発明
に係る表面伝導型電子放出素子は、入力信号に応じて、
電子放出特性を容易い制御できることになる。この性質
を利用すると複数の電子放出素子を配して構成した電子
源、画像形成装置等、多方面への応用が可能となる。

【００９３】図８においては、素子電流Ｉｆも素子電圧
Ｖｆに対して単調増加する（以下、「ＭＩ特性」とい
う。）例を示したが、素子電流Ｉｆが素子電圧Ｖｆに対
して電圧制御型負性抵抗特性（以下、「ＶＣＮＲ特性」
という。）を示す場合もある（不図示）。いずれの特性
を示すかは、前述の工程を制御することで制御できる。
ＶＣＮＲ特性は、活性化物質供給手段により過剰な活性
化物質が電子放出部に供給された場合などに生ずる場合
がある。

【００９４】以上で説明した表面伝導型電子放出素子を
絶縁性基板上に複数配置し、適当な配線を形成すること
により、線状又は面状の電子源を構成することができ
る。また、これを用いて画像表示装置などの画像形成装
置を構成することができる。

【００９５】電子放出素子の配列については、種々のも
のが採用できる。

【００９６】一例として、並列に複数の電子放出素子を
配列し、個々の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）にて各々結線した行を多数配列
した梯型配置のものがある。

【００９７】これとは別に、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、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。

【００９８】本発明を適用可能な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、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。

【００９９】単純マトリクス配置はこのような原理に基
づくもので、本発明に係る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９に基づい
て更に説明する。

【０１００】図９において、２１は電子源基板、２２は
Ｘ方向配線、２３はＹ方向配線、２６は活性化物質供給
用配線である。２４は表面伝導型電子放出素子、２５は
結線、２７は加熱用抵抗膜と活性化物質源からなる活性
化物質供給手段である。尚、表面伝導型電子放出素子２
４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。

【０１０１】ｍ本のＸ方向配線２２は、Ｄｘ１，Ｄｘ
２，……，Ｄｘｍからなり、真空蒸着法、印刷法、スパ
ッタ法等を用いて形成された導電性金属等で構成するこ
とができる。配線の材料、膜厚、幅は適宜設計される。
ｎ本のＹ方向配線２３は、Ｄｙ１，Ｄｙ２，……，Ｄｙ
ｎからなり、Ｘ方向配線２２と同様に形成される。ｍ本
の活性化物質供給用配線２６は、Ａｘ１，Ａｘ２，…
…，Ａｘｍからなり、やはりＸ方向配線２２と同様に形
成される。

【０１０２】これらｍ本のＸ方向配線２２及び活性化物
質供給用配線２６とｎ本のＹ方向配線２３間には、不図
示の層間絶縁層が設けられており、両者を電気的に分離
している。尚、このｍ，ｎは共に正の整数である。

【０１０３】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 等で構成され
る。例えば、Ｘ方向配線２２及び活性化物質供給用配線
２６を形成した基板２１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２２及び活性化物質供給用
配線２６とＹ方向配線２３の交差部の電位差に耐え得る
ように、膜厚、材料、製法が適宜設定される。Ｘ方向配
線２２及び活性化物質供給用配線２６とＹ方向配線２３
は、それぞれ外部端子として引き出されている。

【０１０４】更に、表面伝導型電子放出素子２４を構成
する一対の素子電極（不図示）は、ｍ本のＸ方向配線２
２及びｎ本のＹ方向配線２３と、導電性金属等からなる
結線２５によって電気的に接続されているものである。

【０１０５】ｍ本のＸ方向配線２２と、ｎ本のＹ方向配
線２３と、結線２５と、一対の素子電極とは、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。

【０１０６】また、詳しくは後述するが、前記Ｘ方向配
線２２には、Ｘ方向に配列された表面伝導型電子放出素
子２４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
される。一方、Ｙ方向配線２３には、Ｙ方向に配列され
た表面伝導型電子放出素子２４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る。各表面伝導型電
子放出素子２４に印加される駆動電圧は、当該表面伝導
型電子放出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。

【０１０７】上記構成においては、単純なマトリクス配
線を用いて、個別の表面伝導型電子放出素子を選択し、
独立に駆動可能とすることができる。また、活性化物質
供給手段２７は、Ｘ方向配線２２と活性化物質供給用配
線２６の対応する対の間に適当な電圧を印加することに
より、行単位で駆動、活性化物質の供給を行うことがで
きる。

【０１０８】以上のような単純マトリクス配置の電子源
を用いて構成した本発明に係る画像形成装置を、図１０
〜図１３を用いて説明する。図１０は画像形成装置の表
示パネルの一例を示す模式図であり、図１１は図１０の
表示パネルにおけるゲッターの配置図であり、図１２は
画像形成装置に使用される蛍光膜の模式図であり、図１
３は図１０の表示パネルでＮＴＳＣ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。

【０１０９】図１０において、２１は電子放出素子を複
数配した電子源基板、３１は電子源基板２１を固定した
リアプレート、３６はガラス基板３３の内面に蛍光膜３
４とメタルバック３５等が形成されたフェースプレート
である。３２は支持枠であり該支持枠３２には、リアプ
レート３１及びフェースプレート３６がフリットガラス
等を用いて接続されている。３７は外囲器であり、例え
ば大気中あるいは窒素中で、４００〜５００℃の温度範
囲で１０分以上焼成することで、封着して構成される。

【０１１０】図１０において、２４は表面伝導型電子放
出素子、２２，２３は表面伝導型電子放出素子２４の一
対の素子電極と接続されたＸ方向配線及びＹ方向配線
で、夫々外部端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍ，Ｄｏｙ１な
いしＤｏｙｎを有している。

【０１１１】外囲器３７は、上述の如く、フェースプレ
ート３６、支持枠３２、リアプレート３１で構成されて
いる。リアプレート３１は主に電子源基板２１の強度を
補強する目的で設けられるものであり、電子源基板２１
自体で十分な強度を持つ場合は別体のリアプレート３１
は不要とすることができる。即ち、電子源基板２１に直
接支持枠３２を封着し、フェースプレート３６、支持枠
３２、電子源基板２１にて外囲器３７を構成してもよ
い。また、フェースプレート３６、リアプレート３１の
間にスぺーサーと呼ばれる不図示の支持体を設置するこ
とで、大気圧に対して十分な強度を有する外囲器３７を
構成することもできる。

【０１１２】図１２は、蛍光膜３４を示す模式図であ
る。蛍光膜３４は、モノクロームの場合は蛍光体のみか
らなるが、カラーの蛍光膜の場合は、蛍光体の配列によ
り、ブラックストライプ（図１２（ａ））あるいはブラ
ックマトリクス（図１２（ｂ））等と呼ばれる黒色導電
材３８と蛍光体３９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３９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３４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。黒色導電材３８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。

【０１１３】ガラス基板３３に蛍光体を塗布する方法と
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。

【０１１４】また、図１０に示されるように、蛍光膜３
４の内面側には通常メタルバック３５が設けられる。メ
タルバック３５の目的は、蛍光体の発光のうち内面側へ
の光をフェースプレート３６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３７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３５は、蛍光膜３４の作製後、蛍
光膜３４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。

【０１１５】フェースプレート３１６には、更に蛍光膜
３４の導電性を高めるため、蛍光膜３４の外面側に透明
電極（不図示）を設けてもよい。

【０１１６】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体３９と表面伝導型電子放出素子２４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。

【０１１７】図１０に示した画像形成装置は、例えば以
下のようにして製造される。

【０１１８】外囲器３７は、前述の安定化工程と同様
に、適宜加熱しながら、イオンポンプ、ソープションポ
ンプなどのオイルを使用しない排気装置により不図示の
排気管を通じて排気し、１０^-5Ｐａ程度の真空度の有機
物質の十分少ない雰囲気にした後、封止が成される。ま
た、外囲器３７の封止後の真空度を維持するために、ゲ
ッター処理を行うこともできる。これは、外囲器３７の
封止を行う直前あるいは封止後に、抵抗加熱あるいは高
周波加熱等を用いた加熱により、外囲器３７内の所定の
位置に配置し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１．３×１０^-4〜１．３
×１０^-5Ｐａの真空度を維持するためのものである。こ
こで、表面伝導型電子放出素子のフォーミング処理以降
の工程は、適宜設定される。

【０１１９】尚、後述するように、後にゲッター処理を
繰り返し行う場合には、この時点で必要なゲッター以外
に、余分のゲッターを外囲器３７内に配置しておく。例
えば、図１１に模式的に示すように、外囲器３７と電子
源基板２１との間にゲッター２８を配置する。電子源基
板２１上へのゲッター蒸着膜の付着を防止するために、
必要に応じて飛散防止壁２９を設ける場合もある。

【０１２０】次に、単純マトリクス配置の電子源を用い
て構成した表示パネルに、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に
基づいたテレビジョン表示を行う為の駆動回路の構成例
について、図１３を用いて説明する。図１３において、
４１は画像表示パネル（図１０参照）、４２は走査回
路、４３は制御回路、４４はシフトレジスタ、４５はラ
インメモリ、４６は同期信号分離回路、４７は変調信号
発生器、Ｖｘ及びＶａは直流電圧源である。

【０１２１】図１３に示されるように、表示パネル４１
は、外部端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍ、外部端子Ｄｏｙ
１ないしＤｏｙｎ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Ｄｏｘ１ない
しＤｏｘｍには、表示パネル４１内に設けられている電
子源、即ちｍ行ｎ列の行列状にマトリクス配置された表
面伝導型電子放出素子群を１行（ｎ素子ずつ）順次駆動
するための走査信号が印加される。

【０１２２】一方、外部端子Ｄｏｙ１ないし外部端子Ｄ
ｏｙｎ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各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放出
される電子ビームに、蛍光体を励起するのに十分なエネ
ルギーを付与するための加速電圧である。

【０１２３】走査回路４２は、内部にｍ個のスイッチン
グ素子（図１３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０［Ｖ］（グランドレベ
ル）のいずれか一方を選択して、表示パネル４１の外部
端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍ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４３
が出力する制御信号Ｔｓｃａｎに基づいて動作するもの
で、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構成することができる。

【０１２４】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（電子放出しきい値電
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電子放出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。

【０１２５】制御回路４３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４６より送られる同期信号Ｔｓｙｎｃに
基づいて、各部に対してＴｓｃａｎ、Ｔｓｆｔ及びＴｍ
ｒｙの各制御信号を発生する。

【０１２６】同期信号分離回路４６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４６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ＤＡＴ
Ａ信号と図示する。このＤＡＴＡ信号はシフトレジスタ
４４に入力される。

【０１２７】シフトレジスタ４４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４３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４４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４４より出力される。

【０１２８】ラインメモリ４５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４３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４７に入力される。

【０１２９】変調信号発生器４７は、前記画像データＩ
ｄ’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４１内の表面伝導型電子放出素子に印加される。

【０１３０】前述したように、本発明を適用可能な表面
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。

【０１３１】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。

【０１３２】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４７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。

【０１３３】また、パルス幅変調方式を行う場合、変調
信号発生器４７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。

【０１３４】シフトレジスタ４４やラインメモリ４５
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。

【０１３５】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路４６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４６の出力部に
Ａ／Ｄ変換器を設けることで行える。

【０１３６】また、これと関連して、ラインメモリ４５
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４７に設けられる回路が若干異なるものと
なる。

【０１３７】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４７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４７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。

【０１３８】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４７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。

【０１３９】以上のような構成をとり得る本発明の画像
形成装置において、各電子放出素子に、外部端子Ｄｏｘ
１〜Ｄｏｘｍ及びＤｏｙ１〜Ｄｏｙｎを介して電圧を印
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３５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３４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。

【０１４０】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、本発明の画像形成装置はこ
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。

【０１４１】次に、前述の梯型配置の電子源及びこれを
用いて構成される画像形成装置について図１４及び図１
５を用いて説明する。

【０１４２】図１４は、梯型配置の電子源の一例を示す
模式図である。図１４において、５１は電子源基板、５
２は電子放出素子である。５３は、電子放出素子５２を
接続するための共通配線であり、Ｄｘ１〜Ｄｘ１０の１
０本が形成されている。電子放出素子５２は、基板５１
上にＸ方向に並列に複数個配置されている。これを素子
行と呼ぶ。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。

【０１４３】各素子行の共通配線間に駆動電圧を印加す
ることで、各素子行を独立に駆動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Ｄｘ２〜Ｄｘ９について、夫々
相隣接する共通配線Ｄｘ２とＤｘ３，Ｄｘ４とＤｘ５，
Ｄｘ６とＤｘ７，Ｄｘ８とＤｘ９を一体の同一配線とし
ても行うことができる。

【０１４４】図１４において、５４は加熱用抵抗膜及び
活性化物質源などからなる活性化物質供給手段であり、
電子放出素子５２の近傍にそれぞれ配置される。活性化
物質供給手段５４は、各行毎に共通配線の一方（Ｄｘ
１，Ｄｘ３，・・・）と、活性化物質供給用配線５５
（Ａｘ１，Ａｘ２，・・・）に接続され、この間に電圧
を印加することにより電子放出素子に活性化物質を供給
する。

【０１４５】図１５は、上記梯型配置の電子源を備えた
画像形成装置における表示パネル構造の一例を示す模式
図である。

【０１４６】図１５中、６１はグリッド電極、６２は電
子が通過するための開口、６３はＤｏｘ１〜Ｄｏｘｍよ
りなる外部端子、６４はグリッド電極６１に接続された
Ｇ１〜Ｇｎからなるは外部端子、６５はＡｏｘ１〜Ａｏ
ｘ（ｍ／２）からなる活性か物質供給用の外部端子であ
る。

【０１４７】図１５において図１０と図１４に示した部
位と同じ部位には、これらの図に付したのと同一の符号
を付している。ここに示した画像形成装置と、図１０に
示した単純マトリクス配置の電子源を用いた画像形成装
置との大きな違いは、電子源基板５１とフェースプレー
ト３６の間にグリッド電極６１を備えているか否かであ
る。

【０１４８】図１５においては、基板５１とフェースプ
レート３６の間には、上記のようにグリッド電極６１が
設けられている。このグリッド電極６１は、表面伝導型
電子放出素子から放出された電子ビームを変調するため
のものであり、梯型配置の素子行と直交して設けられた
ストライプ状の電極に、電子ビームを通過させるため
に、各表面伝導型電子放出素子に対応して１個ずつ円形
の開口６２を設けたものとなっている。

【０１４９】グリッド電極６１の形状や配置位置は、必
ずしも図１５に示すようなものでなければならないもの
ではなく、開口３０３としてメッシュ状に多数の通過口
を設けることもでき、またグリッド電極を表面伝導型電
子放出素子の周囲や近傍に設けることもできる。

【０１５０】外部端子６３及び６４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６１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
子ビームの蛍光体への照射を制御し、画像を１ラインず
つ表示することができる。

【０１５１】なお、画像表示装置においては、上述のよ
うに絶縁性基板上に配置された電子放出素子の近傍に活
性化物質供給手段を設ける構成だけでなく、各電子放出
素子とは独立した活性化物質供給手段を、画像表示装置
の真空容器内、あるいは該真空容器に接続された別の容
器内に設ける構成、あるいはこれらを併用した構成をと
ることも可能である。

【０１５２】上記マトリクス配置あるいは梯型配置のい
ずれの場合においても、一旦外囲器封止した後、上記い
ずれかの方法で活性化物質の供給を行った後に、必要に
応じて再度ゲッター処理を行うことにより、安定化処理
工程終了時の特性を再現することができる。

【０１５３】本発明の画像形成装置は、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の他、感光ドラムとで
構成した光プリンターとしての画像形成装置等としても
用いることができる。

【０１５４】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を説明する。

【０１５５】（実施例１）本実施例の電子源の構成を図
１６，図１７に示す。図１６は本実施例の電子源の構成
を模式的に示す平面図である。図１７は図１６の各断面
線に沿った断面図であり、（ａ）はＡ−Ａ’に沿った断
面図、（ｂ）はＢ−Ｂ’に沿った断面図、（ｃ）はＣ−
Ｃ’に沿った断面図である。

【０１５６】本実施例の電子源は、素子電極２，３、電
子放出部５を有する導電性膜４にて表面伝導型電子放出
素子が構成されており、又、素子電極２、活性化物質供
給用電極６、加熱用抵抗膜７、活性化物質源８にて活性
化物質供給手段が構成されている。本実施例の電子源の
構成は図１に示したものと類似しているが、活性化物質
供給手段を電子放出部の両側に有するもので、素子電極
３と活性化物質供給用電極６は絶縁層９により互いに絶
縁されている。

【０１５７】本実施例の電子源の製造工程を図１８，図
１９を用いて説明する。

【０１５８】（ａ）石英基板１を洗剤、純水及び有機溶
剤により十分に洗浄、乾燥した後、フォトレジスト（Ｒ
Ｄ−２０００Ｎ−４１；日立化成社製）を、スピンナー
を用いて塗布、８０℃で２５分間プリベークを行い、フ
ォトレジスト層７１を形成した（図１８（ａ））。

【０１５９】（ｂ）フォトマスクを用いて露光、素子電
極の形状をパターニングし現像、素子電極の形状に対応
する開口７２を形成した。これに１２０℃で２０分間の
ポストベークを施した（図１８（ｂ）；図１６のＡ−
Ａ’に沿った断面図を示す。）。

【０１６０】（ｃ）真空蒸着によりＮｉ膜７３を形成。
膜厚は１００ｎｍとした（図１８（ｃ）；図１６のＡ−
Ａ’に沿った断面図を示す。）。

【０１６１】（ｄ）アセトンでレジストを溶解し、リフ
トオフにより素子電極２，３を形成。アセトン、イソプ
ロピルアルコール（ＩＰＡ）、つづいて酢酸ブチルで洗
浄、乾燥した（図１８（ｄ）；図１６のＡ−Ａ’に沿っ
た断面図を示す。）。

【０１６２】（ｅ）ＳｉＯ₂ をスパッタ法により６００
ｎｍ成膜、フォトレジストパターンを形成後、ＣＦ₄ と
Ｈ₂ を用いてドライエッチングを施し、絶縁層９を形成
した（図１８（ｅ）；平面図を示す。）。

【０１６３】（ｆ）工程（ａ）〜（ｄ）と同様の手順で
活性化物質供給用電極６を形成した（図１９（ｆ）；平
面図を示す。）。

【０１６４】（ｇ）スパッタ法によりＩＴＯ（Ｉｎ₂ Ｏ
₃ −ＳｎＯ₂ ）を成膜。フォトレジスト（ＡＺ−１３７
０；ヘキスト社製）をスピンナーにより塗布、９０℃で
３０分間のプリベークを行い、フォトマスクを用いて露
光・現像し、１２０℃で２０分間のポストベークを行っ
た。これをマスクとしてドライエッチングを行い、ＩＴ
Ｏの加熱用抵抗膜７を形成した。該加熱用抵抗膜７の抵
抗値はＲ_s ＝１００Ω／□であった（図１９（ｇ）；平
面図を示す。）。

【０１６５】（ｈ）真空蒸着法によりＣｒ膜７４を形
成、膜厚を５０ｎｍとした。つづいてフォトレジスト
（ＡＺ−１３７０）をスピンナーを用いて塗布、上記と
同様にプリベークし、フォトレジスト層７５を形成した
後、露光・現像・ポストベークを行い、活性化物質源の
形状に対応する開口７６を形成した（図１９（ｈ）；図
１６のＢ−Ｂ’に沿った断面図を示す。）。

【０１６６】（ｉ）エッチャントに３０秒間浸漬し、上
記開口７６部分のＣｒ膜を除去した。エッチャントの組
成物は、（ＮＨ₄ ）Ｃｅ（ＮＯ₃ ）₆ ／ＨＣｌＯ₄ ／Ｈ
₂ Ｏ＝１７ｇ／５ｃｃ／１００ｃｃである。アセトンに
よりレジストを剥離しＣｒマスクを形成した（図１９
（ｉ）；図１６のＢ−Ｂ’に沿った断面図を示す。）。

【０１６７】（ｊ）ポリビニルアセテートの３％メチル
エチルケトン溶液をスピンナーにより塗布、６０℃で１
０分間の加熱処理により乾燥、つづいて上記のエッチャ
ントによりＣｒマスクを除去、リフトオフにより活性化
物質源８であるポリビニルアセテート膜を形成した（図
１９（ｊ）；図１６のＢ−Ｂ’に沿った断面図を示
す。）。

【０１６８】（ｋ）上記（ｈ）〜（ｉ）と同様の処理に
より、導電性膜の形状に対応する開口を有するＣｒマス
クを形成した（不図示）。

【０１６９】（ｌ）Ｐｄアミン錯体のブチルアセテート
溶液（ｃｃｐ４２３０；奥野製薬（株）製）をスピンナ
ーで塗布、３００℃で１０分間の加熱焼成を行い、つづ
いてＣｒマスクを除去、リフトオフにより酸化パラジウ
ム（ＰｄＯ）微粒子を主体とする導電性膜４を形成し
た。該導電性膜４の膜厚は約１０ｎｍ、抵抗値はＲ_s ＝
５×１０⁴ Ω／□であった（図１９（ｌ）；図１６のＡ
−Ａ’に沿った断面図を示す。）。

【０１７０】本実施例においては、素子電極間距離Ｌ＝
２μｍ、素子電極幅Ｗ₁ ＝５００μｍとした。

【０１７１】（ｍ）上記素子を図７に示した装置に設置
し、真空容器１６内を排気して圧力を２．７×１０^-5Ｐ
ａとした。電源１１により素子電極２，３間にパルス電
圧を印加し、フォーミング処理を行った。なお、このと
き図１６に示された活性化物質供給用電極６は素子電極
２と同電位とし、加熱用抵抗膜７には電圧がかからない
ようにした。

【０１７２】このときのパルス電圧の波形は、図５
（ｂ）のような、波高値の漸増する三角波パルスであ
り、パルス幅Ｔ１＝１ｍｓｅｃ．、パルス間隔Ｔ２＝１
０ｍｓｅｃ．とした。また、フォーミング処理中は、フ
ォーミングパルスの休止時間内に０．１Ｖの抵抗測定用
パルスを挿入し、抵抗値が１ＭΩを超えたところでフォ
ーンミング処理を終了した。フォーミング終了時のパル
ス波高値は、５．０Ｖであった。この処理により導電性
膜４に電子放出部５が形成された。

【０１７３】（ｎ）引き続いて活性化処理を行う。先
ず、真空容器１６内にアセトンを導入した。アセトンの
分圧は１．３×１０^-2Ｐａとした。この雰囲気中で、素
子電極２，３の間にパルス電圧を印加した。なお、上記
工程（ｍ）と同様に、図１６に示された加熱用抵抗膜７
には電圧がかからないようにした。

【０１７４】このときのパルス電圧の波形は、図６
（ａ）に示すような矩形波パルスであり、パルス幅Ｔ１
＝１００μｓｅｃ．、パルス間隔Ｔ２＝１０ｍｓｅｃ．
とした。パルス波高値は、１０Ｖから１４Ｖまで３．３
ｍＶ／ｓｅｃ．のレートで徐々に上昇させた。

【０１７５】この後、パルス印加を停止、アセトンを排
気した。この処理により、電子放出部５の近傍に、炭素
ないし炭素化合物が堆積する。

【０１７６】上記のようにして作成された電子源の特性
を、引き続き上記の装置を用いて測定した。真空容器１
６内の圧力は１．３×１０^-6Ｐａ以下、アノード電極１
５と電子放出素子との距離Ｈは４ｍｍとした。素子電極
２，３間に波高値１４Ｖ、パルス幅１００μｓｅｃ．、
パルス間隔１０ｍｓｅｃ．の矩形波パルスを印加して電
子を放出させた。素子電極２と活性化物質供給用電極６
の間にも波高値５Ｖ、パルス幅５０μｓｅｃ．、パルス
間隔１０ｍｓｅｃ．の矩形波パルスを印加した。両方の
パルスは、同時にオン状態とならないよう、タイミング
を制御して印加した。

【０１７７】測定開始時をτ＝０として、素子電流Ｉｆ
（τ）と、放出電流Ｉｅ（τ）を測定した。Ｉｆ，Ｉｅ
の減少率を次のように定義し、この値も評価した。

【０１７８】

【数１】

【０１７９】本実施例においては、Ｉｆ（０）＝１．８
ｍＡ，Ｉｅ（０）＝０．９μＡ、電子放出効率η（τ）
はη（τ）＝Ｉｅ（τ）／Ｉｆ（τ）として、η（０）
＝０．０５％であった。また、１時間後の減少率は、δ
Ｉｆ（１ｈｏｕｒ）＝５％，δＩｅ（１ｈｕｏｒ）＝５
％であった。

【０１８０】（実施例２）実施例１と同様にして、図１
６に示す電子源を作成した後、特性の評価を行った。た
だし、素子電極２と活性化物質供給用電極６の間には電
圧がかからないようにして駆動した。測定開始時の特性
は、実施例１とほぼ同じであった。Ｉｆ，Ｉｅの１時間
後の減少率は、δＩｆ（１ｈｏｕｒ）＝２０％，δＩｅ
（１ｈｕｏｒ）＝２５％であった。

【０１８１】この後、素子電極２と活性化物質供給用電
極６の間にパルス電圧を印加し、加熱用抵抗膜７に通電
して加熱しながら、素子電極２，３の間に駆動時と同様
のパルスを印加した。素子電極２と活性化物質供給用電
極６の間に印加したパルスは、波高値５Ｖの矩形波パル
スで、パルス幅は２００μｓｅｃ．とした。また、両方
のパルスは、同時にオン状態とならないよう、タイミン
グを制御した。この処理を３分間続けた後、両方のパル
ス印加を停止した。

【０１８２】活性化物質源８の温度を下げるため５分間
放置した後、再度電子源を駆動したところ、Ｉｆ＝１．
５ｍＡ，Ｉｅ＝０．８μＡとなり、上記処理により電子
放出特性が回復することが示された。

【０１８３】（実施例３）本実施例の電子源の構成は、
実施例１とほぼ同様である。製造工程を、実施例１と異
なる部分についてのみ、図２０を用いて説明する。

【０１８４】実施例１と同様に（ａ）〜（ｇ）までを行
い、続いて（ｈ）フォトレジスト（ＡＺ−１３７０）をスピンナー
を用いて塗布、９０℃で３０分間プリベークし、フォト
レジスト層７４を形成した後、露光・現像・ポストベー
クを行い、活性化物質源の形状に対応する開口７６を形
成した（図２０（ｈ）；図１６のＢ−Ｂ’に沿った断面
図を示す。）。

【０１８５】（ｉ）ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）２
％水溶液をスピンナーで塗布、６０℃で１０分間の加熱
乾燥を行い、ＰＶＡ層７７を形成した（図２０（ｉ）；
図１６のＢ−Ｂ’に沿った断面図を示す。）。

【０１８６】（ｊ）つづいて、フォトレジストをアセト
ンで溶解し、リフトオフによりＰＶＡ層７７を所望の形
状にパターニングした後、３００℃に加熱・焼成し、活
性化物質源８を形成した（図２０（ｊ）；図１６のＢ−
Ｂ’に沿った断面図を示す。）。

【０１８７】以下、実施例１の（ｋ）〜（ｎ）と同様の
工程によりＰｄＯ微粒子よりなる導電性膜４を形成し、
フォーミング処理、活性化処理を施した。

【０１８８】上記電子源について、実施例１と同様の特
性測定を行った。その結果、Ｉｆ（０）＝１．７ｍＡ，
Ｉｅ（０）＝１．４μＡで電子放出効率η（０）は０．
０８５％であった。また、１時間駆動後のＩｆ，Ｉｅの
減少率は、δＩｆ（１ｈｏｕｒ）＝７％，δＩｅ（１ｈ
ｕｏｒ）＝８％であった。

【０１８９】（実施例４）図２１は本実施例の電子源の
構成を模式的に示す。図２１（ａ）は平面図であり、
（ｂ）はＡ−Ａ’に沿った断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ’に
沿った断面図である。同図において、１は基板、２，３
は素子電極、４はＰｄＯ微粒子膜よりなる導電性薄膜、
５は電子放出部、６は活性化物質供給用電極、８はポリ
ビニルアセテートよりなる活性化物質源である。

【０１９０】本実施例の電子源は、素子電極２，３、電
子放出部５を有する導電性膜４にて表面伝導型電子放出
素子が構成されており、又、活性化物質供給用電極６、
活性化物質源８にて活性化物質供給手段が構成されてい
る。

【０１９１】本実施例では、素子電極間隔Ｌ＝１０μ
ｍ、素子電極幅Ｗ₁ ＝３００μｍとした。

【０１９２】本実施例の電子源の製造方法を説明する。

【０１９３】（ａ）実施例１の（ａ）〜（ｄ）と同様の
手順で、基板１上に素子電極２，３と活性化物質供給用
電極６を形成する。

【０１９４】（ｂ）実施例１の（ｈ）〜（ｊ）と同様の
手法で、活性化物質供給用電極６の上にポリビニルアセ
テートからなる活性化物質源８を形成する。

【０１９５】（ｃ）実施例１の（ｋ）〜（ｎ）と同様の
手順で、ＰｄＯ微粒子膜からなる導電性膜４を形成、フ
ォーミング処理により電子放出部５を形成した後、活性
化処理を行った。

【０１９６】上記電子源の電子放出特性の測定を行っ
た。素子電極２，３の間に図６（ａ）に示す矩形波パル
スを印加した。パルス波高値は１６Ｖ、パルス幅Ｔ１＝
１００μｓｅｃ．、パルス間隔Ｔ２＝１０ｍｓｅｃ．で
ある。電子放出素子とアノード電極１５の間隔Ｈは４ｍ
ｍ、電位差はＶａ＝１ｋＶとした。

【０１９７】測定開始時の電子放出特性は、Ｉｆ（０）
＝１．３ｍＡ，Ｉｅ（０）＝１．１μＡで電子放出効率
η（０）は０．０８５％であった。また、１時間駆動後
のＩｆ，Ｉｅの減少率は、δＩｆ（１ｈｏｕｒ）＝２０
％，δＩｅ（１ｈｕｏｒ）＝２５％であった。

【０１９８】この後、アノード電極１５への電圧Ｖａの
印加を停止し、活性化物質供給用電極６に１００Ｖの電
圧を印加しながら、上記と同様のパルス電圧を素子電極
２，３の間に印加した。この処理を３分間続けた後、活
性化物質供給用電極６への電圧印加を停止、アノード電
極１５にＶａ＝１ｋＶを印加し、再度測定を行ったとこ
ろ、Ｉｆ＝１．１ｍＡ，Ｉｅ＝１．０μＡが得られ、こ
の処理により電子放出特性の回復が可能であることが示
された。

【０１９９】これは、電子放出部５から放出された電子
が、活性化物質供給用電極６に吸引され、活性化物質源
８に衝突してエネルギーを与えることにより、ポリビニ
ルアセテートの分子が分解して放出され、最初の活性化
処理と同様に炭素又は炭素化合物が電子放出部近傍に堆
積して、消耗した分が回復されるためであると推測され
る。

【０２００】（実施例５）本実施例は、基板上に複数の
表面伝導型電子放出素子を配置し、梯型に配線した電子
源、並びに該電子源を蛍光体などからなる画像形成部材
と共にガラスの真空容器に封入した画像表示装置であ
る。本電子源の構成は図１４に、画像表示装置は図１５
にそれぞれ模式的に示される。

【０２０１】本実施例の製造方法を、図２２を用いて説
明する。

【０２０２】（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５
１上に、実施例１の（ａ）〜（ｄ）と同様の手順で、素
子電極を兼ねる共通配線５３及び活性化物質供給用電極
を兼ねる活性化物質供給用配線５５の形状の開口を有す
るフォトレジスト（ＲＤ−２０００Ｎ−４１：日立化成
社製）パターンを形成し、真空蒸着法により厚さ５ｎｍ
のＴｉ、厚さ１００ｎｍのＮｉを順次積層した。この
後、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て、素子電極を兼ねる共通
配線５３及び活性化物質供給用電極を兼ねる活性化物質
供給用配線５５を形成した。素子電極に相当する部分の
電極間距離Ｌは３μｍとした（図２２（Ａ））。

【０２０３】（Ｂ）スパッタ法によりＳｉＯ₂ 膜を６０
０ｎｍ成膜、フォトレジストで絶縁膜のパターンを形成
後、ＣＦ₄ とＨ₂ を用いてドライエッチングを行い、絶
縁層９を形成した（図２２（Ｂ））。

【０２０４】（Ｃ）実施例１の（ｇ）と同様の手順で、
ＩＴＯよりなる加熱用抵抗膜７を形成した（図２２
（Ｃ））。（Ｄ）実施例１の（ｈ）〜（ｊ）と同様の手
順で、加熱用抵抗膜７上に、ポリビニルアセテート膜よ
りなる活性化物質源８を形成した（図２２（Ｄ））。

【０２０５】（Ｅ）真空蒸着法により厚さ３００ｎｍの
Ｃｒ膜を堆積、通常のフォトリソグラフィー技術により
導電性膜のパターンに相当する開口部５６を形成し、Ｃ
ｒマスク５７とする（図２２（Ｅ））。

【０２０６】（Ｆ）これにＰｄアミン錯体のブチルアセ
テート溶液（ｃｃｐ４２３０；奥野製薬（株）製）をス
ピンナーにより回転塗布し、大気中３００℃で１２分間
の加熱焼成処理を施した。こうして形成された膜はＰｄ
Ｏを主成分とする導電性の微粒子膜で、厚さは７ｎｍ前
後であった。つづいて、Ｃｒマスクをウエットエッチし
て除去、ＰｄＯ膜をリフトオフし所望の形状にパターニ
ングされた導電性膜４を得た（図２２（Ｆ））。この導
電性膜４の抵抗値は、Ｒ_s ＝２×１０⁴ Ω／□程度であ
った。

【０２０７】この様にして作成した電子源を用いて画像
形成装置を構成した。図１５を用いて説明する。

【０２０８】電子源基板５１（図１４参照）をリアプレ
ート３１上に固定した後、グリッド電極６１を電子源基
板５１との位置合わせを十分に行ってから固定、フェー
スプレート３６（ガラス基板３３の内面に蛍光膜３４と
メタルバック３５が形成されて構成される）を支持枠３
２を介して配置し、フェースプレート３６、支持枠３
２、リアプレート３１の接合部にフリットガラスを塗布
し、窒素雰囲気中で４００℃で１０分間焼成することで
封着した。またリアプレート３１への電子源基板５１の
固定もフリットガラスで行った。

【０２０９】蛍光膜３４は、モノクロームの場合は蛍光
体のみからなるが、本実施例では蛍光体はストライプ形
状（図１２（ａ）参照）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を塗布して蛍光
膜３４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３３に蛍光体を塗布する方法として
はスラリー法を用いた。

【０２１０】また、蛍光膜３４の内面側にはメタルバッ
ク３５を設けた。メタルバック３５は、蛍光膜３４の作
製後、蛍光膜３４の内面側表面の平滑化処理を行い、そ
の後、Ａｌを真空蒸着することで作製した。

【０２１１】フェースプレート３６には、更に蛍光膜３
４の導電性を高めるため、蛍光膜３４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３５のみで十分な導電性が得られたの
で省略した。

【０２１２】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体と表面伝導型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。

【０２１３】以上のようにして、図１５に示すように、
電子源基板５１、リアプレート３１、フェースプレート
３６とグリッド電極６１を組み合わせて真空容器（外囲
器）を構成し、更に真空容器の外部に容器外端子６３、
容器外グリッド電極端子６４、容器外活性化物質供給用
電極端子６５を接続して画像表示装置の大枠を構成し
た。なお、６２は、電子通過孔である。

【０２１４】以下の処理及び測定は、図２３に示す装置
によって行った。

【０２１５】画像表示装置８１（図１５）の真空容器８
２は、排気管８４を介して真空チャンバー８５に接続さ
れている。さらに真空チャンバー８５はゲートバルブ８
８を介して排気装置８９に接続されている。真空容器８
２内部の圧力は、真空チャンバー８５に取り付けられた
圧力計８６によりモニタされている。なお、真空チャン
バー８８には四重極質量分析器（Ｑ−ｍａｓｓ）８７も
設置されており、内部のガスの分圧も測定できるように
なっている。

【０２１６】真空容器８２内を排気して、圧力計８６の
表示を１．３×１０^-4Ｐａ以下とした後、不図示の電気
回路により、実施例１と同様のパルス電圧を電子源８３
の各電子放出素子に印加してフォーミング処理を施し
た。パルスの印加は、各素子行の正極側・負極側の配線
を、容器外端子６３を通じてそれぞれ電源に接続して行
った。このとき、加熱用抵抗膜７には電圧がかからない
ようにした。

【０２１７】続いて、活性化工程を施した。真空チャン
バー８５には、ガス導入用バルブ９０を介して活性化物
質の入ったアンプル９１が接続されている。本実施例で
は該活性化物質としてアセトンを用いた。上記バルブ９
０とゲートバルブ８８を調節してアセトンを導入し、圧
力を１．３×１０^-2Ｐａとした。続いて、上記のフォー
ミング工程と同様に不図示の電気回路によりパルス電圧
を印加し、各行毎に活性化処理を行った。これに用いた
パルスの波形は、実施例１と同様のものである。

【０２１８】活性化工程が終了した後、アセトンの導入
を停止、不図示のヒーターにより真空容器８２を約２０
０℃に保持し、ゲートバルブ８８を全開にして排気を行
った。５時間後には圧力は１．３×１０^-4Ｐａに到達
し、Ｑ−ｍａｓｓ８７によりアセトンは残留していない
ことが確認された。

【０２１９】ヒーターをオフにして、画像表示装置８１
を冷却した後、電子源８３から電子を放出させ、画像形
成部材（蛍光体膜）の全面を発光させて、正常に動作す
ることを確認した後、排気管８４をバーナーで熱して封
じきった。最後に画像表示装置８１に配置されたゲッタ
ーを高周波加熱法により加熱して、蒸着膜を形成した。
ゲッターはＢａ等を主成分とするもので、該蒸着膜の吸
着作用により、真空容器８２内部の真空を維持する作用
を持つものである。

【０２２０】本実施例の画像表示装置により画像表示を
行う場合、電子源の各素子行に順次電圧を印加すること
により、「行選択」を行い、その行に属するすべての電
子放出素子から電子ビームを放出させ、素子行と直交す
る各グリッド電極の電位を調整することで電子ビームの
通過のオン−オフ制御を行い、所望の画素に電子ビーム
を照射し発光させる。

【０２２１】特性評価のための測定においては、電子ビ
ームのオン−オフ制御をする必要はないので、グリッド
電極への電圧印加は行わず、各素行への電圧の順次印加
のみを行う。なお、フェースプレートのメタルバックに
は、電子の加速のための高電圧Ｈｖ＝４ｋＶを印加す
る。各素子に印加される電圧は図６（ａ）に示すような
矩形波パルスで、波高値１４Ｖ、パルス幅１００μｓｅ
ｃ．、パルス間隔１０ｍｓｅｃ．である。なお、各素子
行に印加されるパルスのオンになる期間が重ならないよ
う、タイミングをずらしたパルスが印加される。

【０２２２】同時に加熱用抵抗膜７と活性化物質源８か
らなる活性化物質供給手段にも矩形波パルスが印加され
る。このパルス波高値は５Ｖ、パルス幅は５０μｓｅ
ｃ．で、パルス間隔は素子の駆動用パルスと同じく１０
ｍｓｅｃ．である。両方のパルスが１／２周期ずれて印
加されるようにタイミングを調整した。なお、上記のパ
ルスの幅は、長くすると電子放出特性が大きく変化して
しまい好ましくない。これは、活性化物質が過剰に供給
されるためであると考えられる。従って、画像形成装置
の形状などの設計を変更する場合には、パルス幅などを
適当な量の活性化物質を供給するように制御することが
必要である。

【０２２３】測定開始時のＩｆ，Ｉｅの平均値は、１素
子当たりＩｆ（０）＝１．８ｍＡ，Ｉｅ（０）＝２．４
μＡで電子放出効率η（０）は０．１３％であった。ま
た、１時間駆動後のＩｆ，Ｉｅの減少率は、δＩｆ（１
ｈｏｕｒ）＝５％，δＩｅ（１ｈｕｏｒ）＝７％であっ
た。

【０２２４】（実施例６）実施例５と同様にして作成し
た画像表示装置を、活性化物質供給手段に電圧を印加す
ることなく駆動し、特性を評価した。他の条件は実施例
５と同様である。なお、ゲッターは余分に配置してお
き、この余分のゲッターは排気管の封止時には使用しな
かった。

【０２２５】測定開始時の特性は実施例５とほぼ同様で
あった。１時間駆動後のＩｆ，Ｉｅの減少率は、δＩｆ
（１ｈｏｕｒ）＝２２％，δＩｅ（１ｈｕｏｒ）＝２４
％であった。

【０２２６】この後、フェースプレートのメタルバック
に印加する電圧Ｈｖを切り、活性化物質供給手段にパル
スを印加しながら、電子放出素子を駆動する。電子放出
素子に印加する電圧は測定の際と同様で、活性化物質供
給手段には、波高値５Ｖ、パルス幅２００μｓｅｃ．、
パルス間隔１０ｍｓｅｃ．の矩形波パルスを印加、両方
のパルスが同時にオンにならないよう、１／２周期ずら
すようにタイミングを調整した。この処理を３分間行
い、残りのゲッターの一部を高周波加熱して、再度ゲッ
ター処理を行った後、上記と同様の測定を行ったとこ
ろ、Ｉｆ＝１．６ｍＡ，Ｉｅ＝２．２μＡとなり、特性
が回復していることが確かめられた。

【０２２７】（実施例７）本実施例は、基板上に複数の
表面伝導型電子放出素子を配置し、マトリクス状に配線
した電子源、並びに該電子源を蛍光体などからなる画像
形成部材とともにガラスの真空容器に封入した画像形成
装置である。本電子源の構成は図２４に、画像表示装置
の構成は図２５にそれぞれ模式的に示す。電子放出素子
の数は、Ｘ方向、Ｙ方向ともに１００個である。

【０２２８】本実施例の製造方法を図２６〜図２９を用
いて説明する。

【０２２９】図２６は、本実施例の電子源の構成を部分
的に拡大して示した模式図（平面図）である。図２７
は、図２６のＡ−Ａ’に沿った断面の構造を示す模式図
である。図２６における符号２４は、一対の素子電極と
電子放出部を含む導電性膜よりなる表面伝導型電子放出
素子である。また、２２は下配線（Ｘ方向配線）、２３
は上配線（Ｙ方向配線）である。

【０２３０】（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２
１上に、真空蒸着により、厚さ５ｎｍのＣｒ、厚さ６０
０ｎｍ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
し、ベークした後、ホトマスク像を露光、現像して、下
配線のパターンを形成し、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２２を形成した
（図２８（Ａ））。

【０２３１】（Ｂ）次に、厚さ１．０μｍのシリコン酸
化膜からなる層間絶縁層９３をＲＦスパッタ法により堆
積した（図２８（Ｂ））。

【０２３２】（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９４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９
３をエッチングしてコンタクトホール９４を形成した。
エッチングはＣＦ₄ とＯ₂ ガスを用いたＲＩＥ（Ｒｅａ
ｃｔｉｖｅ・Ｉｏｎ・Ｅｔｃｈｉｎｇ）法によった（図
２８（Ｃ））。

【０２３３】（Ｄ）その後、素子電極２，３と素子電極
間ギャップＧとなるべきパターンをフォトレジスト（Ｒ
Ｄ−２０００Ｎ−４１・日立化成社製）で形成し、真空
蒸着法により、厚さ５ｎｍのＴｉ、厚さ１００ｎｍのＮ
ｉ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３μｍ、幅３００μｍの素子電極２，３を形成した
（図２８（Ｄ））。

【０２３４】（Ｅ）素子電極２，３の上に上配線２３の
フォトレジストパターンを形成した後、厚さ５ｎｍのＴ
ｉ、厚さ５００ｎｍ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２３を形成した（図２９（Ｅ））。

【０２３５】（Ｆ）実施例１の（ｋ）と同様の手順で導
電性膜４を形成した（図２９（Ｆ））。

【０２３６】（Ｇ）コンタクトホール９４部分以外にレ
ジストパターンを形成し、真空蒸着により厚さ５ｎｍの
Ｔｉ、厚さ５００ｎｍ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９４を埋め込んだ。

【０２３７】この様にして作成した電子源用基板を用い
て画像形成装置を構成した。図２５を用いて説明する。

【０２３８】（Ｈ）電子源用基板２１をリアプレート３
１上に固定した後、基板２１の５ｍｍ上方に、フェース
プレート３６（ガラス基板３３の内面に蛍光膜３４とメ
タルバック３５が形成されて構成される）を支持枠３２
を介して配置し、フェースプレート３６、支持枠３２、
リアプレート３１の接合部にフリットガラスを塗布し、
窒素雰囲気中で４００℃で１０分以上焼成することで封
着した。またリアプレート３１への基板２１の固定もフ
リットガラスで行った。

【０２３９】蛍光膜３４は、モノクロームの場合は蛍光
体のみからなるが、本実施例では蛍光体はストライプ形
状（図１２（ａ）参照）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を塗布して蛍光
膜３４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３３に蛍光体を塗布する方法として
はスラリー法を用いた。

【０２４０】また、蛍光膜３４の内面側にはメタルバッ
ク３５を設けた。メタルバック３５は、蛍光膜３４の作
製後、蛍光膜３４の内面側表面の平滑化処理を行い、そ
の後、Ａｌを真空蒸着することで作製した。

【０２４１】フェースプレート３６には、更に蛍光膜３
４の導電性を高めるため、蛍光膜３４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３５のみで十分な導電性が得られたの
で省略した。

【０２４２】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体と表面伝導型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。以上のよう
にして外囲器（真空容器）３７を得た。

【０２４３】なお、図３０に示すように、外囲器３７に
は、連絡管１０６を介してガラス容器１０５が取り付け
られ、該ガラス容器１０５内には活性化物質源８が内包
されている。本実施例では、活性化物質源８としてソー
プションポンプの吸着剤などに用いられるモレキュラー
シープにｎ−ドデカンを吸着させたものを用いた。尚、
連絡管１０６には必要に応じて開閉可能なバルブ４０が
取り付けられている。

【０２４４】（Ｉ）以上のようにして完成した画像表示
装置を実施例５と同様に図２３に示した真空装置によっ
て排気した。また、図３１に示すように、Ｙ方向配線２
３を共通結線して１ライン毎にフォーミング処理を行
う。図３１中、１０１はＹ方向配線２３を共通結線した
共通電極、１０２は電源、１０３は電流測定用抵抗、１
０４は電流をモニタするためのオシロスコープである。

【０２４５】フォーミング処理に用いたパルス波形は実
施例１と同様のもので、抵抗測定用パルスも同様に挿入
し、抵抗値を測定しながら処理を行った。抵抗値が１０
ｋΩを超えたところで電圧印加を停止し、次のラインの
フォーミングに移った。これを繰り返し、すべてのライ
ンのフォーミングを完了した。

【０２４６】（Ｊ）続いて、活性化処理を行った。活性
化物質の供給は、バルブ４０を開き、ガラス容器１０５
をＨｅ−Ｎｅレーザーの照射によって加熱し、ｎ−ドデ
カンの蒸気を真空容器３７内に放出させることにより行
った。電圧の印加は上記（Ｉ）と同様に１ライン毎に行
い、その他の条件は実施例５と同様とした。

【０２４７】（Ｋ）活性化工程終了後、バルブ４０を閉
じた後に、実施例５と同様に真空容器内を排気し、動作
を確認した後、排気管を封じきり、最後にゲッター処理
を施した。

【０２４８】本実施例の画像表示装置の特性評価を行っ
た。本装置により画像を表示する場合は、単純マトリク
ス駆動により各画素に対応する電子放出素子から電子ビ
ームを放出させるが、特性評価が目的であるので、フォ
ーミング・活性化処理と同様の結線方法により、各ライ
ン毎に一斉に電子放出を行わせるようにした。

【０２４９】すなわち、Ｘ方向配線にそれぞれ図６
（ａ）に示すような矩形波パルスが印加される。このパ
ルスは、波高値１４Ｖ、パルス幅１００μｓｅｃ．、パ
ルス間隔１０ｍｓｅｃ．である。各Ｘ方向配線に印加さ
れるパルスは、隣り合う配線の間でパルス幅と同じ１０
０μｓｅｃ．づつずれるように制御した。

【０２５０】電子源とフェースプレートのメタルバック
との間には、電子ビームの加速のため４ｋＶの電圧を印
加した。

【０２５１】本実施例の構成をとることにより、真空排
気装置の活性化物質導入用の大掛かりな部品は不要とな
り、製造装置と製造工程が簡易化された。

【０２５２】（実施例８）実施例７と同様に、活性化工
程までを行った。なお、図３０に示したように、真空容
器３７とガラス容器１０５をつなぐ連絡管１０６には、
必要に応じて開閉可能なバルブ４０を取り付けた。バル
ブ４０を閉じて真空容器３７を加熱しながら内部を排気
した後、バーナーで排気管を封じきった。この後、高周
波加熱によりゲッター処理を行った。ただし、ゲッター
は余分に配置しておき、この余分のゲッターはこの時に
は使用しなかった。

【０２５３】この画像形成装置を実施例７と同様に駆動
し、電子放出特性の劣化を確認した後、回復を試みた。
すなわち、連絡管１０６に取り付けたバルブ４０を開
き、上記ガラス容器に活性化工程と同様にレーザーを照
射して加熱し、ｎ−ドデカンを真空容器３７内に再度送
り込んだ後、活性化工程と同様に電子放出素子に電圧を
印加した。バルブ４０を閉じた後、残りのゲッターの一
部を高周波加熱して再度ゲッター処理を施した。この
後、再度特性の測定を行ったところ、ほぼ初期の特性に
回復していることが確かめられた。

【０２５４】（実施例９）実施例８と同様の画像表示装
置を形成した。ただし、本実施例では上記ガラス容器１
０５内にＷ（ＣＯ）₆ を入れた。実施例７と同様の手順
で活性化処理を行った後、バルブ４０を閉じ、真空容器
３７を２００℃に加熱しながら排気した。このとき、Ｗ
（ＣＯ）₆ を入れたガラス容器１０５が加熱されないよ
うに、該ガラス容器１０５に低温の窒素ガスを吹き付け
冷却しながら排気を行った。排気が完了したところで、
排気管をバーナーで封じきり、ゲッター処理を施した。

【０２５５】以上のようにして形成された画像表示装置
の電子放出特性を、実施例７と同様の方法で測定した。
測定開始時の特性は、１素子あたりの平均値で、Ｉｆ
（０）＝１．８ｍＡ，Ｉｅ（０）＝２．０μＡで、電子
放出効率はη（０）＝０．１１％であった。

【０２５６】その後の特性の変化は、炭素化合物を堆積
させた場合とは、若干異なる。測定開始から３０分程度
の間にＩｆ，Ｉｅの低下が観測されたが、その後は低下
の仕方が穏やかになり、その割合は実施例８の場合と比
べると、極めて小さい。

【０２５７】この理由は、炭素・炭素化合物が堆積した
素子の場合は、電子放出に伴って発生する熱等のため
に、堆積物が蒸発するなどして失われたり、場合によっ
ては電子放出部近傍の導電性膜が変形して、電子の放出
される点が消失してしまうなどがして特性の低下が起こ
るのに対し、本実施例では、電子放出部にＷが堆積し、
これが高融点物質であるため、消失したり、変形したり
しにくいためではないかと想像される。初期に起こる特
性の低下は、Ｗ堆積膜の表面に、画像表示装置の真空容
器内に残留するＨ₂ やＣＯが吸着することにより、表面
の仕事関数などが変化して、電子放出が起こりにくくな
るためではないかと推測している。

【０２５８】電子放出特性の初期の低下がほぼ収まった
ところで、フェースプレートのメタルバックに印加して
いた高電圧を切り、バルブ４０を開き、ガラス容器１０
５を加熱して活性化処理の際と同様のパルス電圧を電子
放出素子に印加した。パルス印加は３０秒間続けた後、
停止した。バルブ４０を閉じた後、再度ゲッター処理を
施した。

【０２５９】この後、再び特性の測定を行ったところ、
元の値に回復し、その後の特性の低下は初めの約半分と
なった。この処理により、電子放出部のＷ堆積物の表面
に、再び清浄面が形成された結果と推測される。特性の
低下が小さくなる原因は良く分からないが、吸着される
ガスの残留量が少なくなったことが一因ではないかと想
像している。

【０２６０】本実施例により、金属化合物を活性化物質
として用いる場合にも本発明が適用可能であり、活性化
処理の装置と工程の簡略化が可能であり、またあ、特性
回復処理も同様に可能であることが示された。

【０２６１】（実施例１０）図３２は、実施例９の画像
表示装置（ディスプレイパネル）２０１を、例えばテレ
ビジョン放送をはじめとする種々の画像情報源より提供
される画像情報を表示できるように構成した本発明の画
像表示装置の一例を示す図である。

【０２６２】図中２０１はディスプレイパネル、１００
１はディスプレイパネルの駆動回路、１００２はディス
プレイコントローラ、１００３はマルチプレクサ、１０
０４はデコーダ、１００５は入出力インターフェース回
路、１００６はＣＰＵ、１００７は画像生成回路、１０
０８，１００９及び１０１０は画像メモリインターフェ
ース回路、１０１１は画像入力インターフェース回路、
１０１２及び１０１３はＴＶ信号受信回路、１０１４は
入力部である。

【０２６３】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。

【０２６４】以下、画像信号の流れに沿って各部を説明
してゆく。

【０２６５】先ず、ＴＶ信号受信回路１０１３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。

【０２６６】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、ＳＥ
ＣＡＭ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２０１の利点
を生かすのに好適な信号源である。

【０２６７】ＴＶ信号受信回路１０１３で受信されたＴ
Ｖ信号は、デコーダ１００４に出力される。

【０２６８】画像ＴＶ信号受信回路１０１２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１０１３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１００４に出力さ
れる。

【０２６９】画像入力インターフェース回路１０１１
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１００４に出力さ
れる。

【０２７０】画像メモリインターフェース回路１０１０
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１００４に出力される。

【０２７１】画像メモリインターフェース回路１００９
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１０
０４に出力される。

【０２７２】画像メモリーインターフェース回路１００
８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１００４
に出力される。

【０２７３】入出力インターフェース回路１００５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ＣＰＵ１００６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。

【０２７４】画像生成回路１００７は、前記入出力イン
ターフェース回路１００５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ＣＰＵ１００６
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。

【０２７５】本回路により生成された表示用画像データ
は、デコーダ１００４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１００５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。

【０２７６】ＣＰＵ１００６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。

【０２７７】例えば、マルチプレクサ１００３に制御信
号を出力し、ディスプレイパネル２０１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１００２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１００７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１００５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。

【０２７８】尚、ＣＰＵ１００６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。或いは前述したように、入出力インターフェース回
路１００５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。

【０２７９】入力部１０１４は、前記ＣＰＵ１００６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。

【０２８０】デコーダ１００４は、前記１００７ないし
１０１３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
００４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。

【０２８１】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１００７及
びＣＰＵ１００６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
なるという利点が得られる。

【０２８２】マルチプレクサ１００３は前記ＣＰＵ１０
０６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１００３はデ
コーダ１００４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１００１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。

【０２８３】ディスプレイパネルコントローラ１００２
は、前記ＣＰＵ１００６より入力される制御信号に基づ
き駆動回路１００１の動作を制御するための回路であ
る。

【０２８４】ディスプレイパネル２０１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２０１
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１００１に対して出力する。ディス
プレイパネル２０１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１００１に対して出力する。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１０
０１に対して出力する場合もある。

【０２８５】駆動回路１００１は、ディスプレイパネル
２０１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１００３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１００２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。

【０２８６】以上、各部の機能を説明したが、図３２に
例示した構成により、本表示装置においては多様な画像
情報源より入力される画像情報をディスプレイパネル２
０１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１００４
において逆変換された後、マルチプレクサ１００３にお
いて適宜選択され、駆動回路１００１に入力される。一
方、ディスプレイコントローラ１００２は、表示する画
像信号に応じて駆動回路１００１の動作を制御するため
の制御信号を発生する。駆動回路１００１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２０１に
駆動信号を印加する。これにより、ディスプレイパネル
２０１において画像が表示される。これらの一連の動作
は、ＣＰＵ１００６により統括的に制御される。

【０２８７】本画像形成装置においては、前記デコーダ
１００４に内蔵する画像メモリや、画像生成回路１００
７及びＣＰＵ１００６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。

【０２８８】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。

【０２８９】尚、図３２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。

【０２９０】例えば図３２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
を追加しても良い。例えば、本画像形成装置をテレビ電
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。

【０２９１】本画像形成装置においては、とりわけ本発
明によるディスプレイパネル２０１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、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。

【０２９２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子放出素子の劣化の抑制、ないし特性の回復処理が可
能となり、これを応用した装置の長寿命化をすすめるこ
とが可能となった。

【０２９３】また、画像表示装置などに適用した場合、
工程の簡素化、製造装置の簡略化が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子源の構成の一例を示す模式図であ
る。

【図２】本発明の電子源の構成の別の一例を示す模式図
である。

【図３】本発明の電子源の構成のさらに別の一例を示す
模式図である。

【図４】本発明の電子源の製造方法を示す模式図であ
る。

【図５】本発明の電子源、画像形成装置の製造及び特性
の測定の際に用いるパルス電圧の波形の説明図である。

【図６】本発明の電子源、画像形成装置の製造及び特性
の測定の際に用いるパルス電圧の波形の説明図である。

【図７】表面伝導型電子放出素子の特性を測定する装置
の構成を示す模式図である。

【図８】本発明に係る表面伝導型電子放出素子の特性を
示す模式図である。

【図９】本発明の電子源の構成の一例を示す模式図であ
る。

【図１０】本発明の画像表示装置の構成の一例を示す模
式図である。

【図１１】画像表示装置内のゲッター配置の一例を示す
模式図である。

【図１２】本発明の画像表示装置に用いる蛍光膜の構成
を示す模式図である。

【図１３】本発明の画像形成装置の電気回路の構成の一
例を示すブロック図である。

【図１４】本発明の電子源の構成の別の一例を示す模式
図である。

【図１５】本発明の画像表示装置の構成の別の一例を示
す模式図である。

【図１６】実施例１の電子源の構成を示す模式的平面図
である。

【図１７】実施例１の電子源の構成を示す模式的断面図
である。

【図１８】実施例１の電子源の製造方法を説明する模式
図である。

【図１９】実施例１の電子源の製造方法を説明する模式
図である。

【図２０】実施例３の電子源の製造方法を説明する模式
図である。

【図２１】実施例４の電子源の構成を示す模式図であ
る。

【図２２】実施例５の電子源の製造方法を説明する模式
図である。

【図２３】実施例５の画像形成装置の製造に用いる処理
装置の構成を示す模式図である。

【図２４】実施例７の電子源の構成を示す模式図であ
る。

【図２５】実施例７の画像形成装置の構成を示す模式図
である。

【図２６】実施例７の電子源の構成を示す模式図（部分
図）である。

【図２７】実施例７の電子源の構成を示す模式図（断面
図）である。

【図２８】実施例７の電子源の製造方法を説明する模式
図である。

【図２９】実施例７の電子源の製造方法を説明する模式
図である。

【図３０】実施例７の画像形成装置の構成を示す模式図
である。

【図３１】マトリクス配線の電子源のフォーミング処
理、活性化処理、特性測定の際の結線を示す模式図であ
る。

【図３２】実施例９の画像表示装置を用いた応用例（実
施例１０）の構成を示すブロック図である。

【図３３】従来の表面伝導型電子放出素子の構成を示す
模式図である。

【符号の説明】

１基板２，３素子電極４導電性膜５電子放出部６活性化物質供給用電極７加熱用抵抗膜８活性化物質源９絶縁層１０段差形成用部材１１表面伝導型電子放出素子に素子電圧Ｖｆを印加す
るための電源１２導電性膜４を流れる素子電流Ｉｆを測定するため
の電流計１３電子放出部５より放出される放出電流Ｉｅを測定
するための電流計１４アノード電極１５に電圧を印加するための高圧電
源１５電子放出部５より放出される電子を捕捉するため
のアノ−ド電極１６真空容器１７排気ポンプ２１電子源基板２２Ｘ方向配線２３Ｙ方向配線２４表面伝導型電子放出素子２５結線２６活性化物質供給用配線２７活性化物質供給手段２８ゲッター２９飛散防止壁３１リアプレ−ト３２支持枠３３ガラス基板３４蛍光膜３５メタルバック３６フェ−スプレ−ト３７外囲器３８黒色導電材３９蛍光体４０バルブ４１表示パネル４２走査回路４３制御回路４４シフトレジスタ４５ラインメモリ４６同期信号分離回路４７変調信号発生器Ｖａ直流電圧源Ｖｘ直流電圧源５１電子源基板５２電子放出素子５３共通配線５４活性化物質供給手段５５活性化物質供給用配線５６導電性膜のパターンに対応する開口５７Ｃｒマスク６１グリッド電極６２電子通過口６３共通配線の容器外端子６４グリッドの容器外端子６５活性化物質供給用配線の容器外端子７１フォトレジスト層７２素子電極の形状に対応する開口７３Ｎｉ膜７４Ｃｒ膜７５フォトレジスト層７６活性化物質源の形状に対応する開口７７ＰＶＡ層８１画像表示装置８２真空容器（外囲器）８３電子源８４排気管８５真空チャンバー８６圧力計８７Ｑ−ｍａｓｓ８８ゲートバルブ８９排気装置９０ガス導入用バルブ９１アンプル９３層間絶縁層９４コンタクトホール１０１共通電極１０２電源１０３電流測定用抵抗１０４オシロスコープ１０５ガラス容器１０６連絡管２０１ディスプレイパネル２０１１００１ディスプレイパネル２０１の駆動回路１００２ディスプレイコントローラ１００３マルチプレクサ１００４デコーダ１００５入出力インターフェース回路１００６ＣＰＵ１００７画像生成回路１００８，１００９，１０１０画像メモリインターフ
ェース回路１０１１画像入力インターフェース回路１０１２，１０１３ＴＶ信号受信回路１０１４入力部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子放出素子を有する電子源において、前記電子源が、前記電子放出素子に活性化物質を供給す
るための活性化物質供給手段を備えることを特徴とする
電子源。
【請求項２】前記活性化物質は、前記電子放出素子に
付与されることにより該電子放出素子の放出電子量を増
加する物質であることを特徴とする請求項１に記載の電
子源。
【請求項３】前記活性化物質供給手段は、前記電子放
出素子が配置された基板上に配置されていることを特徴
とする請求項１又は２に記載の電子源。
【請求項４】前記活性化物質供給手段は、活性化物質
源と、該活性化物質源から活性化物質を気化させる手段
とを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載の電子源。
【請求項５】前記活性化物質を気化させる手段は、前
記活性化物質源に電子を衝突させる手段を有することを
特徴とする請求項４に記載の電子源。
【請求項６】前記活性化物質を気化させる手段は、前
記活性化物質源を加熱する手段を有することを特徴とす
る請求項４に記載の電子源。
【請求項７】前記活性化物質源を加熱する手段は、前
記活性化物質源に近接配置された抵抗体と、該抵抗体に
通電する手段とを有することを特徴とする請求項６に記
載の電子源。
【請求項８】前記電子放出素子を複数有することを特
徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の電子源。
【請求項９】前記電子放出素子が、電極間に、電子放
出部を有する導電性膜を備える電子放出素子であること
を特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の電子源。
【請求項１０】前記電子放出素子が、表面伝導型電子
放出素子であることを特徴とする請求項１〜９のいずれ
かに記載の電子源。
【請求項１１】電子放出素子を有する電子源と、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
部材とを有する画像形成装置において、前記画像形成装置が、前記電子放出素子に活性化物質を
供給するための活性化物質供給手段を備えることを特徴
とする画像形成装置。
【請求項１２】前記活性化物質は、前記電子放出素子
に付与されることにより該電子放出素子の放出電子量を
増加する物質であることを特徴とする請求項１１に記載
の画像形成装置。
【請求項１３】前記活性化物質供給手段は、前記電子
放出素子が配置された基板上に配置されていることを特
徴とする請求項１１又は１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】前記活性化物質供給手段は、前記電子
源及び前記画像形成部材が内包された外囲器に付設され
ていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の画
像形成装置。
【請求項１５】前記活性化物質供給手段は、活性化物
質源と、該活性化物質源から活性化物質を気化させる手
段とを有することを特徴とする請求項１１〜１４のいず
れかに記載の画像形成装置。
【請求項１６】前記活性化物質を気化させる手段は、
前記活性化物質源に電子を衝突させる手段を有すること
を特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】前記活性化物質を気化させる手段は、
前記活性化物質源を加熱する手段を有することを特徴と
する請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１８】前記活性化物質源を加熱する手段は、
前記活性化物質源に近接配置された抵抗体と、該抵抗体
に通電する手段とを有することを特徴とする請求項１７
に記載の画像形成装置。
【請求項１９】更に、ゲッタを備えることを特徴とす
る請求項１１〜１８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項２０】前記電子放出素子を複数有することを
特徴とする請求項１１〜１９のいずれかに記載の画像形
成装置。
【請求項２１】前記電子放出素子が、電極間に、電子
放出部を有する導電性膜を備える電子放出素子であるこ
とを特徴とする請求項１１〜２０のいずれかに記載の画
像形成装置。
【請求項２２】前記電子放出素子が、表面伝導型電子
放出素子であることを特徴とする請求項１１〜２１のい
ずれかに記載の画像形成装置。
【請求項２３】前記画像形成部材が、蛍光体であるこ
とを特徴とする請求項１１〜２２のいずれかに記載の画
像形成装置。
【請求項２４】電子放出素子と活性化物質源とを有す
る電子源の活性化処理方法であって、前記活性化物質源から活性化物質を気化させ、該活性化
物質を前記電子放出素子に付与する工程を有することを
特徴とする電子源の活性化処理方法。
【請求項２５】前記活性化物質は、前記電子放出素子
に付与されることにより該電子放出素子の放出電子量を
増加する物質であることを特徴とする請求項２４に記載
の電子源の活性化処理方法。
【請求項２６】前記活性化物質の気化は、前記活性化
物質源に電子を衝突させる工程を有することを特徴とす
る請求項２４又は２５に記載の電子源の活性化処理方
法。
【請求項２７】前記活性化物質の気化は、前記活性化
物質源を加熱する工程を有することを特徴とする請求項
２４又は２５に記載の電子源の活性化処理方法。
【請求項２８】前記活性化物質源を加熱する工程は、
前記活性化物質源に近接配置された抵抗体に通電する工
程を有することを特徴とする請求項２７に記載の電子源
の活性化処理方法。
【請求項２９】前記活性化物質源を加熱する工程は、
前記活性化物質源に光を照射する工程を有することを特
徴とする請求項２７に記載の電子源の活性化処理方法。
【請求項３０】前記電子源が、前記電子放出素子を複
数有する電子源であることを特徴とする請求項２４〜２
９のいずれかに記載の電子源の活性化処理方法。
【請求項３１】前記電子放出素子が、電極間に、電子
放出部を有する導電性膜を備える電子放出素子であるこ
とを特徴とする請求項２４〜３０のいずれかに記載の電
子源の活性化処理方法。
【請求項３２】前記電子放出素子が、表面伝導型電子
放出素子であることを特徴とする請求項２４〜３１のい
ずれかに記載の電子源の活性化処理方法。
【請求項３３】前記活性化物質を前記電子放出素子に
付与する工程は、前記電子源を駆動しながら行われるこ
とを特徴とする請求項２４〜３２のいずれかに記載の電
子源の活性化処理方法。
【請求項３４】前記活性化物質を前記電子放出素子に
付与する工程は、前記電子放出素子の特性劣化に際して
行われることを特徴とする請求項２４〜３２のいずれか
に記載の電子源の活性化処理方法。
【請求項３５】電子放出素子を有する電子源と、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、活性化物質源とを備える画像形成装置の活性化
処理方法であって、前記活性化物質源から活性化物質を気化させ、該活性化
物質を前記電子放出素子に付与する工程を有することを
特徴とする画像形成装置の活性化処理方法。
【請求項３６】前記活性化物質は、前記電子放出素子
に付与されることにより該電子放出素子の放出電子量を
増加する物質であることを特徴とする請求項３５に記載
の画像形成装置の活性化処理方法。
【請求項３７】前記活性化物質の気化は、前記活性化
物質源に電子を衝突させる工程を有することを特徴とす
る請求項３５又は３６に記載の画像形成装置の活性化処
理方法。
【請求項３８】前記活性化物質の気化は、前記活性化
物質源を加熱する工程を有することを特徴とする請求項
３５又は３６に記載の画像形成装置の活性化処理方法。
【請求項３９】前記活性化物質源を加熱する工程は、
前記活性化物質源に近接配置された抵抗体に通電する工
程を有することを特徴とする請求項３８に記載の画像形
成装置の活性化処理方法。
【請求項４０】前記活性化物質源を加熱する工程は、
前記活性化物質源に光を照射する工程を有することを特
徴とする請求項３８に記載の画像形成装置の活性化処理
方法。
【請求項４１】前記活性化物質を前記電子放出素子に
付与する工程の後に、更に、ゲッタを活性化する工程を
有することを特徴とする請求項３５〜４０のいずれかに
記載の画像形成装置の活性化処理方法。
【請求項４２】前記電子源が、前記電子放出素子を複
数有する電子源であることを特徴とする請求項３５〜４
１のいずれかに記載の画像形成装置の活性化処理方法。
【請求項４３】前記電子放出素子が、電極間に、電子
放出部を有する導電性膜を備える電子放出素子であるこ
とを特徴とする請求項３５〜４２のいずれかに記載の画
像形成装置の活性化処理方法。
【請求項４４】前記電子放出素子が、表面伝導型電子
放出素子であることを特徴とする請求項３５〜４３のい
ずれかに記載の画像形成装置の活性化処理方法。
【請求項４５】前記活性化物質を前記電子放出素子に
付与する工程は、前記電子源を駆動しながら行われるこ
とを特徴とする請求項３５〜４４のいずれかに記載の画
像形成装置の活性化処理方法。
【請求項４６】前記活性化物質を前記電子放出素子に
付与する工程は、前記電子放出素子の特性劣化に際して
行われることを特徴とする請求項３５〜４４のいずれか
に記載の画像形成装置の活性化処理方法。