JPH1012134A - 画像形成装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、画像形成装置製造における加熱工
程での所用時間を短縮し、製造コストの安価な画像形成
装置を提供することを目的にする。 【解決手段】 電子放出素子を複数備えた電子源と、該
電子源に対向して配置された蛍光体および電子加速電極
を真空を保持する外囲器内に備えた画像形成装置の製造
方法において、前記外囲器を加熱する工程を少なくとも
１回含み、該加熱工程（加熱工程が複数回あるときはそ
の中の少なくとも１回の工程）における昇温工程または
降温工程の少なくとも一方が、不活性ガスを前記外囲器
内に導入した後に昇温または降温し、昇温または降温後
に不活性ガスを排気する工程からなることを特徴とする
画像形成装置の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子を用
いた画像形成装置の製造方法、特に熱処理工程を、画像
形成装置の外囲器を損傷することなく効率よく行う方法
に関する。

【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」という。）、金属／絶縁層／金
属型（以下、「ＭＩＭ型」という。）や表面伝導型電子
放出素子等がある。ＦＥ型の例としてはＷ．Ｐ．Ｄｙｋ
ｅ＆Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ、”Ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉ
ｏｎ”、Ａｄｖａｎｃｅｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ、８、８９（１９５６）あるいはＣ．Ａ．Ｓ
ｐｉｎｄｔ，”ＰＨＹＳＩＣＡＬ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅ
ｓ ｏｆ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓ
ｓｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅｓ ｗｉｔｈｍｏｌｙｂｄｅ
ｎｉｕｍ ｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，
４７，５２４８（１９７６）等に開示されたものが知ら
れている。

【０００３】ＭＩＭ型の例としてはＣ．Ａ．Ｍｅａ
ｄ、”Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｕｎｎｅｌ−Ｅｍ
ｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ”、Ｊ．Ａｐｐｌｙ．Ｐ
ｈｙｓ．、３２、６４６（１９６１）等に開示されたも
のが知られている。

【０００４】表面伝導型電子放出素子型の例としては、
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ、Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇ．Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎ Ｐｙｓ．、１０、１２９０，（１９６５）
等に開示されたものがある。

【０００５】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、電子放出が生ずる減少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：”Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉ
ｌｍｓ”、９、３１７（１９７２）］、Ｉｎ₂０₃／Ｓｎ
Ｏ₂薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ ａｎｄ
Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：”ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｅ
Ｄ Ｃｏｎｆ．”、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。

【０００６】このような表面伝導型放出素子は、構造が
単純で製造も容易であることから、大面積にわたり多数
素子を配列形成できる利点がある。そこで、この特徴を
生かせるようないろいろな応用が研究されている。例え
ば、荷電ビーム源、表示装置等があげられる。多数の表
面伝導型放出素子を配列形成した例としては、後述する
様に、並列に表面伝導型電子放出素子を配列し、個々の
素子の両端を配線（共通配線とも呼ぶ）で、それぞれ結
線した行を多数行配列した電子源があげられる（例え
ば、特開昭６４−０３１３３２、特開平１−２８３７４
９、特開平２−２５７５５２等）。また、特に表示装置
等の画像形成装置においては、近年、液晶を用いた平板
型表示装置がＣＲＴに替わって普及してきたが、自発光
型でないため、バックライトを持たなければならない等
の問題点があり、自発光型の表示装置の開発が望まれて
きた。自発光型表示装置としては、表面伝導型放出素子
を多数配置した電子源と電子源より放出された電子によ
って、可視光を発光せしめる蛍光体と組み合わせた表示
装置である画像形成装置が知られている（例えば、ＵＰ
５０６６８８３）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記電子放出素子を適
用した画像形成装置、例えばフラットテレビにおいて、
表面伝導型電子放出素子を多数配列形成した電子源と該
電子源からの電子線の照射により発光する蛍光体等から
なる画像形成装置を製造する際、一部の工程では電子源
を高温にする場合がある。例えば、電子放出素子形成処
理前の電子源、蛍光体、加速電極等を外囲器内に配設
し、一体化してから電子放出素子形成処理を行う場合に
は外囲器自身を加熱することにより所望の温度まで昇温
或いは降温する必要があった。

【０００８】しかしながら上記の場合には、電子放出素
子の特性に悪影響を及ぼさないように、外囲器内を真空
に保ちながら加熱して昇温および降温していた。このた
め、昇温・降温時の温度分布による熱歪みや装置内外に
おける圧力差による影響等により、昇温・降温レートを
速くすると外囲器が破損（例えば画像形成装置内の真空
を維持できなくなる）するという問題があった。従っ
て、前記破損を防ぐために昇温・降温レートを非常に遅
くしなければならないために、加熱工程に膨大な時間を
要し画像形成装置製造コストが高くなってしまうという
問題があった。特に、画像形成部材を設けたフェースプ
レートと電子源を備えたリアプレートと電子源外周の支
持枠だけで外囲器が構成される画像形成装置の場合、大
気圧を支えられるようフェースプレートとリアプレート
を厚くしなければならないが、これにより昇温・降温時
の温度分布差が発生しやすくなるため、より一層昇温・
降温レートを遅くする必要が生じ、加熱工程時間がより
長くなっていた。

【０００９】本発明は、かかる従来の問題を鑑みてなさ
れたものであり、画像形成装置製造における加熱工程で
の所用時間を短縮し、製造コストの安価な画像形成装置
を提供することを目的にする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、表面伝導型電
子放出素子を複数備えた電子源と、該電子源に対向して
配置された蛍光体および電子加速電極を真空を保持する
外囲器内に備えた画像形成装置の製造方法において、前
記外囲器を加熱する工程を少なくとも１回含み、該加熱
工程（加熱工程が複数回あるときはその中の少なくとも
１回の工程）における昇温工程または降温工程の少なく
とも一方が、不活性ガスを前記外囲器内に導入した後に
昇温または降温し、昇温または降温後に不活性ガスを排
気する工程からなることを特徴とする画像形成装置の製
造方法に関する。

【００１１】本発明においては、前記不活性ガスはヘリ
ウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラド
ンおよび窒素からなる群より選ばれる少なくとも１種類
のガスからなることが好ましい。

【００１２】また、不活性ガス導入後の外囲器内部の圧
力は外囲器外部の圧力より大きくないことが好ましい。

【００１３】本発明では、このように不活性ガスを外囲
器内に導入してから昇温および降温を行うことにより、
真空排気したままで外囲器を昇温・降温する場合に比べ
以下の点で効果がある。まず第１に外囲器内外の圧力差
が殆どなくなるために外囲器へ加わる大気圧力が減少す
る。第２に外囲器内部で、不活性ガスの対流等による熱
伝導が生じるため、外囲器の内側部分の温度の不均一が
緩和され歪みが減少する。またこの時、電子放出素子の
特性に影響を与えない不活性ガスを用いるため電子源へ
の影響がない。このため、外囲器を損傷することなく昇
温および降温時の温度変化レートを上げることが可能と
なり、従来の製造方法より加熱工程の時間を短く、ひい
てはトータルの画像形成装置製造時間を短くできるた
め、画像形成装置の製造コストを下げることが可能とな
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明が適用できる画像形
成装置およびその製造方法を説明する。

【００１５】本発明で用いられる電子放出素子は表面伝
導型電子放出素子が好ましく、図２に示すような平面型
の表面伝導型電子放出素子および図３に示すような垂直
型の表面伝導型電子放出素子がある。

【００１６】図２において、１は基板、２、３は素子電
極であり、４は電子放出部を含む導電性薄膜、５は電子
放出部を示す。また、図２（ａ）は電子放出素子の平面
図、図２（ｂ）は電子放出素子の断面図である。

【００１７】基板１としては、石英ガラス、Ｎａ等の不
純物含有量を減少したガラス、青板ガラス、青板ガラス
にスパッタ法等により形成したＳｉＯ₂を積層したガラ
ス基板及びアルミナ等のセラミックス及びＳｉ基板等を
用いることができる。

【００１８】対向する素子電極２、３の材料としては、
一般的な導体材料を用いることができる。これは例えば
Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃ
ｕ，Ｐｄ等の金属或いは合金及びＰｄ，Ａｇ，Ａｕ，Ｒ
ｕＯ₂，Ｐｄ−Ａｇ等の金属或いは金属酸化物とガラス
等から構成されるの印刷導体、Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂等の
透明導電体及びポリシリコン等の半導体導体材料等から
適宣選択することができる。

【００１９】素子電極間隔Ｌ、素子電極長さＷ、導電性
薄膜４の形状等は、応用される形態等を考慮して設計さ
れる。素子電極間隔Ｌは、好ましくは数千Ａ°（オング
ストローム）から数百μｍの範囲とすることができ、よ
り好ましくは、素子電極間に印加する電圧等を考慮して
数μｍから数十μｍの範囲とすることができる。

【００２０】素子電極長さＷは、電極の抵抗値、電子放
出特性を考慮して、数μｍから数百μｍの範囲とするこ
とができる。素子電極２、３の膜厚ｄは、数百Ａ°から
数μｍの範囲とすることができる。

【００２１】尚、図２に示した構成だけでなく、基板１
上に、導電性薄膜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。

【００２２】導電性薄膜４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特
に好ましく、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宣選択される。

【００２３】この導電性薄膜の膜厚は、数Ａ°から数千
Ａ°の範囲とするのが好ましく、より好ましくは１０Ａ
°より５００Ａ°の範囲とするのが良く、その抵抗値
は、Ｒ _Sが１０³から１０⁷Ω／□の値が好ましい。なお
Ｒ_Sは、厚さがｔ、幅がｗで長さがｌの薄膜の長さ方向
に測定した抵抗Ｒを、Ｒ＝Ｒ_S（ｌ／ｗ）とおいたとき
に現れる値である。

【００２４】本願明細書において、フォーミング処理に
ついては、通電処理を例に挙げて説明するが、フォーミ
ング処理はこれに限られるものではなく、膜に亀裂を生
じさせて高抵抗状態を形成する処理を包含するものであ
る。

【００２５】導電性薄膜４を構成する材料は、Ｐｄ、Ｐ
ｔ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆ
ｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、ＰｄＯ、Ｓ
ｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＰｂＯ、Ｓｂ₂Ｏ₃等の酸化物、Ｈｆ
Ｂ₂、ＬａＢ₆、ＣｅＢ₆、ＹＢ₄、ＧｄＢ₄等の硼化物、
ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＳｉＣ、ＷＣ等の炭
化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ等の窒化物、Ｓｉ、Ｇｅ
等の半導体、カーボン等の中から適宣選択される。

【００２６】ここで述べる微粒子膜とは、複数の微粒子
が集合した膜であり、その微細構造は、微粒子が個々に
分散配置した状態あるいは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）をとってい
る。微粒子の粒径は、数Ａ°から数千Ａ°の範囲、好ま
しくは、１０Ａ°から２００Ａ°の範囲である。

【００２７】電子放出部５は、導電性薄膜４の一部に形
成された高抵抗の亀裂により構成され、導電性薄膜４の
膜厚、膜質、材料及び後述する通電フォーミング等の手
法等に依存したものとなる。電子放出部５の内部には、
数Ａ°から数百Ａ°の範囲の粒径の導電性微粒子が存在
する場合もある。この導電性微粒子は、導電性薄膜４を
構成する材料の元素の一部、あるいは全ての元素を含有
するものとなる。電子放出部５及びその近傍の導電性薄
膜４には、炭素及び炭素化合物を有することもできる。

【００２８】次に、垂直型表面伝導型電子放出素子につ
いて説明する。

【００２９】図３は、本発明の画像形成装置に適用でき
る垂直型表面伝導型電子放出素子の一例を示す模式図で
ある。

【００３０】図３においては、図２に示した部位と同じ
部位には図２に付した符号と同一の符号を付している。
２１は、段差形成部である。基板１、素子電極２及び
３、導電性薄膜４、電子放出部５は、前述した平面型表
面伝導型電子放出素子の場合と同様の材料で構成するこ
とができる。段差形成部２１は、真空蒸着法、印刷法、
スパッタ法等で形成されたＳｉＯ₂等の絶縁性材料で構
成することができる。段差形成部２１の膜厚は、先に述
べた平面型表面伝導型電子放出素子の素子電極間隔Ｌに
対応し、数千Ａ°から数十μｍの範囲とすることができ
る。この膜厚は、段差形成部の製法、及び、素子電極間
に印加する電圧を考慮して設定されるが、数百Ａ°から
数μｍの範囲が好ましい。

【００３１】導電性薄膜４は、素子電極２及び３と段差
形成部２１作製後に、該素子電極２、３の上に積層され
る。電子放出部５は、図３においては、段差形成部２１
に形成されているが、作成条件、フォーミング条件等に
依存し、導電性薄膜４の中心部に位置する以外は、形
状、位置ともこれに限られるものでない。

【００３２】上述の表面伝導型電子放出素子の製造方法
としては様々な方法があるが、その一例を図４に模式的
に断面図を示す。

【００３３】以下、図２及び図４を参照しながら製造方
法の一例について説明する。図４においても、図２に示
した部位と同じ部位には図２に付した符号と同一の符号
を付している。

【００３４】１） 基板１を洗剤、純水および有機溶剤
等を用いて十分に洗浄し、真空蒸着法、スパッタ法等に
より素子電極材料を堆積後、例えばフォトリソグラフィ
ー技術を用いて基板１上に素子電極２、３を形成する
（図４（ａ））。

【００３５】２） 素子電極２、３を設けた基板１に、
有機金属溶液を塗布して、有機金属薄膜を形成する。有
機金属溶液には、前述の導電性膜４の材料の金属を主元
素とする有機金属化合物の溶液を用いることができる。
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し、導電性薄膜４を形成する
（図４（ｂ））。ここでは、有機金属溶液の塗布法を挙
げて説明したが、導電性薄膜４の形成法はこれに限られ
るものでなく、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。

【００３６】３） つづいて、フォーミング処理を施
す。このフォーミング処理の方法の一例として通電処理
による方法を説明する。素子電極２、３間に、不図示の
電源を用いて、通電を行うと、導電性薄膜４の部位に、
構造の変化した電子放出部５が形成される（図４
（ｃ））。通電フォーミングによれば導電性薄膜４に局
所的に破壊、変形もしくは変質等の構造の変化した部位
が形成される。該部位が電子放出部５を構成する。

【００３７】通電フォーミングの電圧波形の例を図５に
示す。電圧波形は、パルス波形が、好ましい。これには
パルス波高値を定電圧としたパルスを連続的に印加する
図５（ａ）に示した手法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図５（ｂ）に示した手法があ
る。

【００３８】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１マイク
ロ秒〜１０ミリ秒、Ｔ２は、１０マイクロ秒〜１００ミ
リ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、表面伝導型電子放出素形態
に応じて適宣選択される。このような条件のもと、例え
ば、数秒から数十分間電圧を印加する。パルス波形は三
角波に限定されるものではなく、短形波など所望の波形
を採用することができる。

【００３９】図５（ｂ）におけるＴ１及びＴ２は、図５
（ａ）に示したのと同様とすることができる。三角波の
波高値（通電フォーミング時のピーク電圧）は、例えば
０．１Ｖステップ程度づつ、増加させることができる。

【００４０】通電フォーミング処理の終了は、パルス間
隔Ｔ２中に、導電性薄膜４を局所的に破壊、変形しない
程度の電圧を印加し、電流を測定して検知することがで
きる。例えば０．１Ｖ程度の電圧印加により流れる素子
電流を測定し、抵抗値を求めて、１ＭΩ以上の抵抗を示
した時、通電フォーミングを終了させる。

【００４１】４） フォーミングを終えた素子には活性
化処理を施すのが好ましい。活性化処理を施すことによ
り、素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅが著しく変化する。

【００４２】活性化処理は、例えば、有機物質のガスを
含有する雰囲気下で、通電フォーミングと同様に、パル
スの印加を繰り返すことで行うことができる。この雰囲
気は、例えば油拡散ポンプやロータリーポンプなどを用
いて画像形成装置の外囲器（真空容器）内を排気した場
合に雰囲気内に残留する有機ガスを利用して形成するこ
とができる他、イオンポンプなどにより一旦十分に排気
した真空中に適当な有機物質のガスを導入することによ
っても得られる。このときの好ましい有機物質のガス圧
は、前述の応用の形態、外囲器の形状や、有機物質の種
類などにより異なるため場合に応じた適宣設定される。
適当な有機物質としては、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_nＨ
_{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_nＨ_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。この処理によ
り、雰囲気中に存在する有機物質から、炭素あるいは炭
素化合物が素子上に堆積し、素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉ
ｅが、著しく変化するようになる。

【００４３】活性化処理の終了判定は、素子電流Ｉｆと
放出電流Ｉｅを測定しながら、適宣行う。なおパルス
幅、パルス間隔、パルス波高値などは適宣設定される。

【００４４】炭素及び炭素化合物とは、例えばグラファ
イト（いわゆるＨＯＰＧ，ＰＧ，ＧＣを包含する。ＨＯ
ＰＧはほぼ完全なグラファイトの結晶構造、ＰＧは結晶
粒が２００Ａ°程度で結晶構造がやや乱れたもの、ＧＣ
は結晶粒２０Ａ°程度になり結晶構造の乱れがさらに大
きくなったものを指す。）、非晶質カーボン（アモルフ
ァスカーボン及び、アモルファスカーボンと前記グラフ
ァイトの微結晶の混合物を指す。）であり、その膜厚
は、５００Ａ°以下の範囲とするのが好ましく、３００
Ａ°以下の範囲とすることがより好ましい。

【００４５】５） このような処理を経て得られた電子
放出素子は、安定化処理を行うことが好ましい。この処
理は、外囲器内の有機物質を排気する。外囲器を排気す
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。

【００４６】前記活性化の工程で、排気装置として油拡
散ポンプやロータリーポンプを用い、これから発生する
オイル成分に由来する有機ガスを用いた場合は、この成
分の分圧を極力低く抑える必要がある。外囲器内の有機
成分の分圧は、上記の炭素及び炭素化合物がほぼ新たに
堆積しない分圧で１×１０^-8ｔｏｒｒ以下が好ましく、
さらには１×１０^-10ｔｏｒｒ以下が特に好ましい。さ
らに外囲器内を排気するときには、外囲器全体を加熱し
て、外囲器内壁や、電子放出素子に吸着した有機物質分
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、８０〜２００℃、好ましくは１５０〜２００℃で
できるだけ長時間行うのが望ましいが、特にこの条件に
限るものではなく、外囲器の大きさや形状、電子放出素
子の構成などの諸条件により適宣選ばれる条件により行
う。外囲器内の圧力は極力低くすることが必要で、１〜
３×１０^-7ｔｏｒｒ以下が好ましく、さらに１×１０^-8
ｔｏｒｒ以下が特に好ましい。

【００４７】安定化処理を行った後の、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、有機物質が十分除去
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。

【００４８】このような真空雰囲気を採用することによ
り、新たな炭素あるいは炭素化合物の堆積を抑制できる
ので素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅが安定する。

【００４９】このようにして電子放出素子が得られる
が、画像形成装置の製造方法においては、後述するよう
に、通常は３）のフォーミング処理以降の工程を外囲器
の中で行うのが好ましい。

【００５０】電子放出素子の基本特性は図６の測定評価
機能を備えた真空処理装置を用いて測定することができ
る。図６において、５５は真空容器であり、５６は排気
ポンプである。真空容器５５内には電子放出素子が配さ
れている。また、１は基板であり、２及び３は素子電
極、４は導電性薄膜、５は電子放出部である。５１は、
電子放出素子に素子電圧Ｖｆを印加するための電源、５
０は素子電極２・３間の導電性薄膜４を流れる素子電流
Ｉｆを測定するための電流計、５４は素子の電子放出部
より放出される放出電流Ｉｅを補足するためのアノード
電極である。５３はアノード電極５４に電圧を印加する
ための高圧電源、５２は素子の電子放出部５より放出さ
れる放出電流Ｉｅを測定するための電流計である。一例
として、アノード電極の電圧を１ｋＶ〜１０ｋＶの範囲
とし、アノード電極と電子放出素子との距離Ｈを２ｍｍ
〜８ｍｍの範囲として測定を行うことができる。

【００５１】真空容器５５内には、不図示の真空計等の
真空雰囲気下での測定に必要な機器が設けられていて、
所望の真空雰囲気下での測定評価を行えるようになって
いる。排気ポンプ５６は、ターボポンプ、ロータリーポ
ンプ等を備えた通常の高真空装置系と更に、イオンポン
プ等を備えた超高真空装置系とにより構成されている。
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。従って、この
真空処理装置を用いて、前述の通電フォーミング処理以
降の工程を行うこともできる。

【００５２】図７は、図６に示した真空処理装置を用い
て測定された放出電流Ｉｅ、素子電流Ｉｆと素子電圧Ｖ
ｆの関係を模式的に示した図である。図７においては、
放出電流Ｉｅが素子電流Ｉｆに比べて著しく小さいの
で、任意単位で示している。なお。縦・横軸ともリニア
スケールである。

【００５３】図７からも明らかなように、本発明が適用
される画像形成装置に用いられる表面伝導型電子放出素
子は、放出電流Ｉｅに関して対する三つの特徴的性質を
有する。

【００５４】（ｉ）ある電圧（しきい値電圧と呼ぶ、図
７中のＶｔｈ）以上の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がほとんど検出されない。つまり、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。

【００５５】（ｉｉ）放出電流Ｉｅが素子電圧Ｖｆに単
調増加依存するため、放出電流Ｉｅは素子電圧Ｖｆで制
御できる。

【００５６】（ｉｉｉ）アノード電極５４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。
つまり、アノード電極５４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。

【００５７】従って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に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。

【００５８】図７においては、素子電流Ｉｆが素子電圧
Ｖｆに対して単調増加する（以下、「ＭＩ特性」とい
う。）例を実線に示した。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）。これら特
性は、前述の処理を制御することで制御できる。

【００５９】本発明が適用できる画像形成装置は、これ
ら表面伝導型電子放出素子を複数個を基板上に配列した
電子源と画像形成部材を外囲器内に配設したものであ
る。

【００６０】電子放出素子の配列としては、はしご型配
置やマトリクス型配置が挙げられる。

【００６１】はしご型配置は、並列に配置した多数の電
子放出素子の個々を両端で接続し、電子放出素子の行を
多数個配し（行方向と呼ぶ）、この配線と直交する方向
（列方向と呼ぶ）で、該電子放出素子の上方に配した制
御電極（グリッドとも呼ぶ）により、電子放出素子から
の電子を制御駆動する方式である。

【００６２】また、マトリクス配置は、電子放出素子を
Ｘ方向及びＹ方向に行列状に複数個配し、同じ行に配さ
れた複数の電子放出素子の電極の一方を、Ｘ方向の配線
に共通に接続し、同じ列に配された複数の電子放出素子
の電極の他方を、Ｙ方向の配線に共通に接続する方式で
ある。

【００６３】まず、マトリクス配置について説明する。
本発明に適用可能な表面伝導型電子放出素子は、前述の
通り、表面伝導型電子放出素子からの電子の放出電流
は、しきい値電圧以上では、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巾で制御できる。一方、し
きい値電圧以下では、殆ど放出されない。この特性によ
れば、多数の電子放出素子を配置した場合においても、
個々の素子に、パルス状電圧を適宣印加すれば、入力信
号に応じて、表面伝導型電子放出素子を選択して電子放
出量を制御できるのでマトリクス駆動が可能となる。

【００６４】マトリクス配置の電子源基板は、図８に示
すようになっている。図８において、７１は電子源基
板、７２はＸ方向配線、７３はＹ方向配線である。７４
は表面伝導型電子放出素子、７５は結線である。尚、表
面伝導型電子放出素子７４は、前述した平面型あるいは
垂直型のどちらであってもよい。

【００６５】ｍ本のＸ方向配線７２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、巾は、適宣設計される。
Ｙ方向配線７３は、Ｄｙ１，Ｄｙ２，．．Ｄｙｎ本の配
線よりなり、Ｘ方向配線７２と同様に形成される。これ
らｍ本のＸ方向配線７２とｎ本のＹ方向配線７３との間
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（ｍ，ｎは、共に正の整数）。

【００６６】不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等を用いて形成されたＳｉＯ₂等で構成
される。例えば、Ｘ方向配線７２を形成した基板７１の
全面域は一部に所望の形状で形成され、特に、Ｘ方向配
線７２とＹ方向配線７３の交差部の電位差に耐え得るよ
うに、膜厚、材料、製法が、適宣設定される。Ｘ方向配
線７２とＹ方向配線７３は、それぞれ外部端子として引
き出されている表面伝導型放出素子７４を構成する一対
の電極（不図示）は、ｍ本のＸ方向配線７２とｎ本のＹ
方向配線７３と導電性金属等からなる結線７５によって
電気的に接続されている。

【００６７】配線７２と配線７３を構成する材料、結線
７５を構成する材料及び一対の素子電極を構成する材料
は、その構成元素の一部あるいは全部が同一であって
も、またそれぞれ異なってもよい。これら材料は、例え
ば前述の素子電極の材料より適宣選択される。素子電極
を構成する材料と配線材料が同一である場合には、素子
電極に接続した配線は素子電極ということもできる。

【００６８】Ｘ方向配線７２には、Ｘ方向に配列した表
面伝導型放出素子７４の行を、選択するための走査信号
を印加する不図示の走査信号印加手段が接続される。一
方、Ｙ方向配線７３には、Ｙ方向に配列した表面伝導型
放出素子７４の各列を入力信号に応じて、変調するため
の不図示の変調信号手段が接続される。各電子放出素子
に印加される駆動電圧は、当該素子に印加される走査信
号と変調信号の差電圧として供給されるので、マトリク
ス配線を用いて、個別の素子を選択し、独立に駆動する
ことができる。

【００６９】マトリクス配置の電子源を用いて構成した
画像形成装置を図９に示す。図９において、７１は電子
放出素子を複数配した電子源基板、８１は電子源基板７
１を固定したリアプレート、８６はガラス基板８３の内
面に蛍光膜８４と電子加速電極としてメタルバック８５
等が形成されたフェースプレートである。外囲器８８
は、支持枠８２、リアプレート８１およびフェースプレ
ート８６で構成される。

【００７０】７４は、図２における電子放出部に相当す
る。７２、７３は、表面伝導型電子放出素子の一対の素
子電極と接続されたＸ方向配線及びＹ方向配線である。

【００７１】リアプレート８１は主に電子源基板７１の
強度を補強する目的で設けられるため、電子源基板７１
自体で十分な強度を持つ場合は別体のリアプレート８１
は不要とすることができる。即ち、電子源基板７１に直
接支持枠８２を封着し、フェースプレート８６、支持枠
８２及び電子源基板７１で外囲器８８を構成しても良
い。一方、フェースプレート８６、リアプレート８１間
に、スぺーサーとよばれる支持体を設置することによ
り、大気圧に対して十分な強度をもつ外囲器８８を構成
することもできる。

【００７２】図１０は、蛍光膜を示す模式図である。蛍
光膜８４は、モノクロームの場合は蛍光体のみから構成
することができる。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あるいはブラックマトリ
クスなどと呼ばれる黒色導電材９１と蛍光体９２とから
構成することができる。ブラックストライプ、ブラック
マトリクスを設ける目的は、カラー表示の場合、必要と
なる三原色蛍光体の各蛍光体９２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８４
における外光反射によるコントラストの低下を制御する
ことにある。ブラックストライプの材料としては、通常
用いられている黒鉛を主成分とする材料の他、導電性が
あり、光の透過及び反射が少ない材料を用いることがで
きる。

【００７３】ガラス基板８３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、印刷
法等が採用できる。蛍光膜８４の内面側には、通常メタ
ルバック８５が設けられる。メタルバックは電子ビーム
の加速電圧電極として作用するほか、蛍光体の発光のう
ち内面側への光をフェースプレート８６側へ鏡面反射し
て輝度を向上させたり、外囲器内で発生した負イオンの
衝突によるダメージから蛍光体を保護すること等の機能
を有する。メタルバックは、蛍光膜作製後、蛍光膜の内
面側表面の平滑化処理（通常、「フィルミング」と呼ば
れる。）を行い、その後Ａｌを真空蒸着等で堆積させて
作製できる。

【００７４】フェースプレート８６には、更に蛍光膜８
４の導電性を高めるため、蛍光膜８４の外面側に透明電
極（不図示）を設けてもよい。

【００７５】前述の封着を行う際には、カラーの場合は
各色蛍光体と電子放出素子とを対応させる必要があり、
十分な位置合わせが不可欠である。

【００７６】この図９に示す画像形成装置の製造は、つ
ぎのようにして行う。

【００７７】まず、前述のようにして形成されるフォー
ミング前の電子放出素子（導電性薄膜および一対の素子
電極）およびそれらに接続されたＸ方向配線およびＹ方
向配線を備えた電子源基板をリアプレートに固定し、こ
のリアプレートと支持枠の間およびフェースプレート
（蛍光膜およびメタルバックが設けられている。）と支
持枠の間にフリットガラス等を塗布し、例えば大気中あ
るいは窒素中４００〜５００℃の温度範囲で１０分以上
焼成し、封着し外囲器を作製する。

【００７８】その後、真空排気等を行い外囲器内を所望
の雰囲気にしてから導電性薄膜への電圧印加等によりフ
ォーミング処理を実施する。フォーミング処理終了後、
真空排気された外囲器内に活性化処理に適した有機物質
のガスを導入し電圧印加により活性化処理を実行して電
子放出部を形成する。

【００７９】さらに、外囲器内壁や電子源基板等に付着
した有機物質等を取り除き、電子放出特性の安定化をは
かるために安定化処理を行う。即ち、外囲器を適宣加熱
することにより昇温し外囲器を高温に保ち、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前述の活性化に寄与
する有機ガスを排気し、外囲器の温度を室温まで降温す
ることで外囲器内を１０^-7ｔｏｒｒ程度の真空度の有機
物質の十分少ない雰囲気にした後、封止することで画像
形成装置を製造する。

【００８０】また、外囲器８８の封止後の真空度を維持
するために、ゲッター処理を行なうこともできる。これ
は、外囲器８８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８８内の所定の位置（不図示）に配置されたゲッター
を加熱し、蒸着膜を形成する処理である。ゲッターは通
常Ｂａ等が主成分であり、該蒸着膜の吸着作用により、
たとえば１×１０^-5ないし１×１０^-7ｔｏｒｒの真空度
を維持することができる。

【００８１】本発明の製造方法は、上記製造工程中の外
囲器を加熱する工程、例えば安定化処理工程において、
昇温または降温の少なくとも一方のときに、不活性ガス
を外囲器内に導入した後に昇温または降温し、昇温また
は降温後に不活性ガスを排気することで行われる。

【００８２】図１に示したように、不活性ガスを外囲器
内に導入後、昇温または降温し、所望の温度に到達後真
空排気する。図１中、不活性ガス導入部のＯｎは外囲器
内への不活性ガスの導入をあらわしており、Ｏｆｆは外
囲器内に導入された不活性ガスを外部へ真空排気するこ
とを示している。具体的には、図１（ａ）で示すよう
に、上記活性化工程終了とともに活性化ガスを十分排気
した後、外囲器外の圧力近くまで不活性ガスを導入して
（不活性ガス導入Ｏｎ）から外囲器を加熱することによ
り昇温する。次に、所望の温度に達したところでその温
度を保ちながら真空排気し、不活性ガスを排気（不活性
ガス導入Ｏｆｆ）し安定化処理に必要な真空度に達した
後、その温度を必要な時間だけ保つ。外囲器を室温まで
降温する際も同様の処理を行う。また、必要に応じて図
１（ｂ）や図１（ｃ）に示すように、昇温時および降温
時のいずれか一方のときだけに不活性ガスを導入して昇
温または降温を行うこともできる。

【００８３】本発明で用いられる不活性ガスは、有機物
質ガス以外の電子放出素子の特性に変化を与えないガス
であれば良いが、例えばヘリウム、ネオン、アルゴン、
クリプトン、キセノン、ラドンおよび窒素からなる群よ
り選ばれる少なくとも１種類のガスが好ましい。

【００８４】また、不活性ガスを導入したときの外囲器
内部の圧力としては、外囲器外部の圧力が大気圧７６０
ｔｏｒｒであるとすると、１００〜１０００ｔｏｒｒ程
度とすることができる。しかし、外囲器外部の圧力に近
いほど、また外囲器内部圧力は外囲器外部圧力より大き
くないこと、即ち内部が加圧状態にはならない方が好ま
しく、具体的には、６００〜７６０ｔｏｒｒ程度が好ま
しい。また、昇温・降温時の温度変化の際も、外囲器内
部の圧力が加圧状態にならないように調整することが好
ましい。

【００８５】本発明のように不活性ガスを外囲器内に導
入してから昇温および降温を行うことにより、真空排気
したまで外囲器を昇温・降温する場合に比べ以下の点で
効果がある。まず第１に外囲器内外の圧力差が殆どなく
なるために外囲器へ加わる大気圧力が減少する。第２に
外囲器内部で、不活性ガスの対流等のよる熱伝導が生じ
るため、外囲器の内側部分の温度の不均一が緩和され歪
みが減少する。またこの時、電子放出素子の特性に影響
を与えない不活性ガスを用いるため電子源への影響がな
い。

【００８６】本発明は、ガラスの厚さが、２０ｍｍ程度
の外囲器にも適用が可能であり、昇温速度または降温速
度１〜２℃／分程度を達成できる。

【００８７】このように、本発明によれば外囲器を損傷
することなく昇温および降温時の温度変化レートを上げ
ることができ、従来の製造方法より加熱工程の時間を短
くし、ひいてはトータルの画像形成装置製造時間が短縮
可能であるので、画像形成装置の製造コストを下げるこ
とが可能となる。

【００８８】尚、本発明が適用できる加熱工程は、安定
化処理に限られるものではなく、例えばフォーミング処
理や活性化処理等で外囲器を加熱して昇温・降温する必
要があるときには本発明が適用可能である。

【００８９】また、画像形成装置の製造方法についても
上述のフォーミング処理や活性化処理に限定されるもの
ではなく、適宣必要な処理を選択して画像形成装置を製
造することが可能である。

【００９０】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ための駆動回路の構成
例について、図１１を用いて説明する。図１１におい
て、１０１は画像表示パネル、１０２は走査回路、１０
３は制御回路、１０４はシフトレジスタである。１０５
はラインメモリ、１０６は同期信号分離回路、１０７は
変調信号発生器、ＶｘおよびＶａは直流電圧源である。

【００９１】表示パネル１０１は、端子Ｄｏｘ１乃至Ｄ
ｏｘｍ、端子Ｄｏｙ１乃至Ｄｏｙｎ、及び高圧端子Ｈｖ
を介して外部の電気回路とを接続している。端子Ｄｏｘ
１乃至Ｄｏｘｍには、表示パネル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線された
表面伝導型電子放出素子群を一行（Ｎ素子）ずつ順次駆
動するための走査信号が印加される。

【００９２】端子Ｄｙ１乃至Ｄｙｎには、前記走査信号
により選択された一行の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。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が、これは表面伝導型
電子放出素子から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。

【００９３】走査回路１０２は、内部にＭ個のスイッチ
ング素子を備えたもので（図中、Ｓ１ないしＳｍで模式
的に示している）ある。各スイッチング素子は、直流電
圧源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、表示パネル１０１の端子Ｄｘ１
ないしＤｘｍと電気的に接続される。Ｓｌ乃至Ｓｍの各
スイッチング素子は、制御回路１０３が出力する制御信
号Ｔｓｃａｎに基づいて動作するものであり、例えばＦ
ＥＴのようなスイッチング素子を組み合わせることによ
り構成することができる。

【００９４】直流電圧源Ｖｘは、本例の場合には表面伝
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。

【００９５】制御回路１０３は、外部より入力する画像
信号に基づいて適切な表示が行なわれるように各部の動
作を整合させる機能を有する。制御回路１０３は、同期
信号分離回路１０６より送られる同期信号Ｔｓｙｎｃに
基づいて、各部に対してＴｓｃａｎおよびＴｓｆｔおよ
びＴｍｒｙの各制御信号を発生する。

【００９６】同期信号分離回路１０６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
度信号成分とを分離するための回路で、一般的な周波数
分離（フィルター）回路等を用いて構成できる。同期信
号分離回路１０６により分離された同期信号は、垂直同
期信号と水平同期信号よりなるが、ここでは説明の便宜
上Ｔｓｙｎｃ信号として図示した。前記テレビ信号から
分離された画像の輝度信号成分は便宜上ＤＡＴＡ信号と
表した。該ＤＡＴＡ信号はシフトレジスタ１０４に入力
される。

【００９７】シフトレジスタ１０４は、時系列的にシリ
アルに入力される前記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１０３より送られる制御信号Ｔｓｆｔに基づいて
動作する（即ち、制御信号Ｔｓｆｔは、シフトレジスタ
１０４のシフトクロックであるということもできる。）
シリアル／パラレル変換された画像１ライン分（電子放
出素子Ｎ素子分の駆動データに相当）のデータは、Ｉｄ
ｌ乃至ＩｄｎのＮ個の並列信号として前記シフトレジス
タ１０４より出力される。

【００９８】ラインメモリ１０５は、画像１ライン分の
データを必要時間の間だけ記憶するための記憶装置であ
り、制御回路１０３より送られる制御信号Ｔｍｒｙに従
って適宣Ｉｄｌ乃至Ｉｄｎの内容を記憶する。記憶され
た内容はＩ’ｄｌ乃至Ｉ’ｄｎとして出力され、変調信
号発生器１０７に入力される。

【００９９】変調信号発生器１０７は、画像データＩ’
ｄｌ乃至Ｉ’ｄｎ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あり、そ
の出力信号は、端子Ｄｏｙｌ乃至Ｄｏｙｎを通じて表示
パネル１０１内の表面伝導型電子放出素子に印加され
る。

【０１００】前述したように、本発明を適用可能な電子
放出素子は放出電流Ｉｅに対して以下の基本特性を有し
ている。即ち、電子放出には明確なしきい値電圧Ｖｔｈ
があり、Ｖｔｈ以上の電圧を印加された時のみ電子放出
が生じる。電子放出しきい値以上の電圧に対しては、素
子への印加電圧の変化に応じて放出電流も変化する。こ
のことから、本素子にパルス状の電圧を印加する場合、
例えば電子放出閾値以下の電圧を印加しても電子放出は
生じないが、電子放出閾値以上の電圧を印加する場合に
は電子ビームが出力される。その際、パルスの波高値Ｖ
ｍを変化させる事により出力電子ビームの強度を制御す
ることが可能である。また、パルスの幅Ｐｗ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
する事が可能である。

【０１０１】従って、入力信号に応じて、電子放出素子
を変調する方式としては、電圧変調方式、パルス幅変調
方式等が採用できる。電圧変調方式を実施するに際して
は、変調信号発生器１０７として、一定長さの電圧パル
スを発生し、入力されるデータに応じて適宣パルスの波
高値を変調するような電圧変調方式の回路を用いること
ができる。

【０１０２】パルス幅変調方式を実施するに際しては、
変調信号発生器１０７として、一定の波高値の電圧パル
スを発生し、入力されるデータに応じて適宣電圧パルス
の幅を変調するようなパルス幅変調方式の回路を用いる
ことができる。

【０１０３】シフトレジスタ１０４やラインメモリ１０
５は、デジタル信号式のものをもアナログ信号式のもの
をも採用できる。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なわれれば良いからである。

【０１０４】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路１０６の出力信号ＤＡＴＡをデジタル信号化
する必要があるが、これには１０６の出力部にＡ／Ｄ変
換器を設ければ良い。これに関連してラインメモリ１０
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１０７に用いられる回路が若干異なった
ものとなる。即ち、デジタル信号を用いた電圧変調方式
の場合、変調信号発生器１０７には、例えばＤ／Ａ変換
回路を用い、必要に応じて増幅回路などを付加する。パ
ルス幅変調方式の場合、変調信号発生器１０７には、例
えば高速の発振器およ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。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加するこ
ともできる。

【０１０５】アナログ信号を用いた電圧変調方式の場
合、変調信号発生器１０７には、例えばオペアンプなど
を用いた増幅回路を採用でき、必要に応じてレベルシフ
ト回路などを付加することもできる。パルス幅変調方式
の場合には、例えば、電圧制御型発振回路（ＶＣＯ）を
採用でき、必要に応じて表面伝導型電子放出素子の駆動
電圧まで電圧増幅するための増幅器を付加することもで
きる。

【０１０６】このような構成をとり得る本発明を適用可
能な画像表示装置においては、各電子放出素子に、容器
外端子Ｄｏｘｌ乃至Ｄｏｘｍ、Ｄｏｙｌ乃至Ｄｏｙｎを
介して電圧を印加することにより、電子放出が生ずる。
高圧端子Ｈｖを介してメタルバック８５、あるいは透明
電極（不図示）に高圧を印加し、電子ビームを加速す
る。加速された電子は、蛍光膜８４に衝突し、発光が生
じて画像が形成される。

【０１０７】ここで述べた画像形成装置の構成は、本発
明を適用可能な画像形成装置の一例であり、本発明の技
術思想に基づいて種々の変形が可能である。入力信号に
ついては、ＮＴＳＣ方式を挙げたが入力信号はこれに限
られるものではなく、ＰＡＬ，ＳＥＣＡＭ方式など他、
これよりも、多数の走査線からなるＴＶ信号（例えば、
ＭＵＳＥ方式をはじめとする高品位ＴＶ）方式をも採用
できる。

【０１０８】次に、はしご型配置の電子源及び画像形成
装置について図１２及び図１３を用いて説明する。

【０１０９】図１２は、はしご型配置の電子源の一例を
示す模式図である。図１２において、１１０は電子源基
板、１１１は電子放出素子である。共通配線１１２はＤ
ｘ１〜Ｄｘ１０からなり、電子放出素子１１１を接続す
る。電子放出素子１１１は、基板１１０上に、Ｘ方向に
並列に複数個配されている（これを素子行と呼ぶ）。こ
の素子行が複数個配されて、電子源を構成している。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
子行を独立に駆動させることができる。即ち、電子ビー
ムを放出させたい素子行には、電子放出しきい値以上の
電圧を、電子ビームを放出しない素子行には、電子放出
しきい値以下の電圧を印加する。各素子行間の共通配線
Ｄｘ２〜Ｄｘ９は、例えばＤｘ２、Ｄｘ３を同一配線と
することもできる。

【０１１０】図１３は、はしご型配置の電子源を備えた
画像形成装置におけるパネル構造の一例を示す模式図で
ある。１２０はグリッド電極、１２１は電子が通過する
ため空孔、１２２はＤｏｘ１，Ｄｏｘ２．．．Ｄｏｘｍ
よりなる容器外端子である。１２３は、グリッド電極１
２０と接続されたＧ１、Ｇ２．．．Ｇｎからなる容器外
端子、１１０は各素子行間の共通配線を同一配線とした
電子源基板である。図１３においては、図９、図１２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９に示した単純マトリクス配置の画像形成装置との大
きな違いは、電子源基板１１０とフェースプレート８６
の間にグリッド電極１２０を備えているか否かである。

【０１１１】図１３においては、基板１１０とフェース
プレート８６の間には、グリッド電極１２０が設けられ
ている。グリッド電極１２０は、表面伝導型放出素子か
ら放出された電子ビームを変調させるためのものであ
り、はしご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、各素子に
対応して１個ずつ円形の電子通過孔１２１が設けられて
いる。グリッドの形状や設置位置は図１３に示したもの
に限定されるものではない。例えば、電子通過孔の開口
としてメッシュ状に多数の通過口を設けることもでき、
グリッドを表面伝導型放出素子の周囲や近傍に設けるこ
ともできる。

【０１１２】容器外端子１２２およびグリッド容器外端
子１２３は、不図示の制御回路と電気的に接続されてい
る。

【０１１３】本例の画像形成装置では、素子行を１列ず
つ順次駆動（走査）していくのと同期してグリッド電極
列に画像１ライン分の変調信号を同時に印加する。これ
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ラインずつ表示すことができる。

【０１１４】このようなはしご型の画像形成装置は製造
方法は、前述のマトリクス型画像形成装置の製造と同様
にして行うことができ、安定化工程、フォーミング工
程、活性化工程等の加熱工程においては、昇温工程また
は降温工程の少なくとも一方で、不活性ガスを外囲器内
に導入した後に昇温または降温し、昇温または降温後に
不活性ガスを排気することにより、外囲器を損傷するこ
となく昇温または降温を短時間で行うことができる。

【０１１５】本発明を適用した画像形成装置は、テレビ
ジョン放送の表示装置、テレビ会議システムやコンピュ
ーター等の表示装置の他、感光性ドラム等を用いて構成
され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。

【０１１６】

【実施例】以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳し
く説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではない。

【０１１７】［実施例１］まず、電子放出素子を電子源
基板１１０上にライン状に多数配置したはしご型配置の
電子源を作製した（共通配線（ライン）数１００、１ラ
イン上の電子放出素子数２００）。

【０１１８】図２及び図４に示すように、清浄化した厚
さ３ｍｍの青板ガラス上に厚さ０．５μｍのシリコン酸
化膜をスパッタ法で形成した基板１上に、素子電極２及
び３と素子電極間ギャップとなるべきパターンをホトレ
ジスト（ＲＤ−２００Ｎ−４１ 日立化成社製）形成
し、真空蒸着法により、厚さ５０Ａ°のＴｉ、厚さ１０
００Ａ°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は２μｍ、素子電極の長さＷ＝３０
０μｍを有する素子電極２、３を形成した。

【０１１９】更に、多数の素子電極を並列に接続するよ
うに、共通配線を同様の手法で作製した。なお、共通配
線は金よりなり、厚さ１μｍ、幅８００μｍとした。

【０１２０】次に、導電性薄膜を所定の形状にしたパタ
ーニングするために、膜厚１０００Ａ°のＣｒ膜を真空
蒸着により堆積、パターニングし、そのうえに有機Ｐｄ
（ｃｃｐ４２３０奥野製薬（株）社製）をスピンナーに
より回転塗布、３００℃で１０分間大気中で加熱焼成処
理をした。つぎに、Ｃｒ膜および焼成後の導電性薄膜４
を酸エッチャントによりエッチングした。この時のパタ
ーンは、その素子幅が３００μｍであり、素子電極２と
３のほぼ中央部に配した。こうして形成された主として
ＰｄＯよりなる微粒子からなる導電性薄膜の膜厚は１０
０Ａ°であった。なお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、前記状態
で粒子形状が認識可能な微粒子ついての径をいう。

【０１２１】以上の工程により絶縁性基板１上に共通配
線、素子電極２、３、導電性薄膜４等からなるはしご型
配置の電子源基板を形成した。

【０１２２】以上のようにして形成された電子源は、図
１２のような配置になっている。

【０１２３】次に、図１３のように、多数の平面型伝導
電子放出素子１１１が形成された電子源基板１１０をリ
アプレート８１上に固定した後、電子源基板１１０の上
方に、電子通過孔１２１を有するグリッド電極１２０を
電子放出素子の共通配線電極１１２と直交する方向に配
置した。更に電子源基板１１０の５ｍｍ上方に、フェー
スプレート８６（図９と同様に、ガラス基板８３の内面
に蛍光膜８４とメタルバック８５が形成されて構成され
る。）を支持枠８２を介して配置し、フェースプレート
８６、支持枠８２、リアプレート８１の接合部にフリッ
トガラスを塗布し、大気中で４００℃で１０分以上焼成
することで封着した（図１３）。

【０１２４】またリアプレート８１への電子源基板１１
０の固定もフリットガラスで行った。但し、画像形成装
置作製の際、外囲器内を真空にするため、上述のように
作製したガラス容器のリアプレート、フェースプレート
及び枠のみで耐大気圧構造を確保するために、前記リア
プレートのガラス及びフェースプレートのガラス厚さを
１５ｍｍと厚くしている。

【０１２５】蛍光膜８４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
状を採用し、先にブラックストライプを形成し、その間
隔部に各色蛍光体を塗布し、蛍光膜８４を作製した。ブ
ラックストライプの材料としては、通常良く用いられて
いる黒鉛を主成分とする材料を用いた。

【０１２６】ガラス基板８３に蛍光体を塗布する方法は
スラリー法を用いた。

【０１２７】また、蛍光膜８４の内面側には通常メタル
バック８５が設けられる。メタルバックは、蛍光膜作製
後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理（通常フィルミン
グと呼ばれる）を行い、その後、Ａ１を真空蒸着するこ
とで作製した。

【０１２８】フェースプレート８６には、更に蛍光膜８
４の導伝性を高めるため、蛍光膜８４の外面側に透明電
極（不図示）が設けられている。

【０１２９】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはいけないた
め、十分な位置合わせを行った。

【０１３０】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）を通じ真空ポンプで排気
し、十分な真空度に達した後、容器外端子Ｄｘ１ないし
Ｄｘｍを通じ、はしご状に並んだ１ラインの電子放出素
子１１１の素子電極間に電圧を印加し、同一配線上に配
列された導電性薄膜４を同時にフォーミング処理した。
これを共通配線の全ラインにわたり順次実行することで
電子源基板上の全ての電子放出素子についてフォーミン
グ処理を行った。

【０１３１】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。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
テップで昇圧し、フォーミング処理を行った。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、フォーミング実行中の共通
配線上に配置された全電子放出素子の合成抵抗を測定
し、その値から概算される電子放出素子１個当たりの抵
抗値が約１ＭΩ以上になったら素子への電圧印加を終了
し、フォーミング処理を終了した。

【０１３２】尚、フォーミング処理は、約１×１０^-5ｔ
ｏｒｒの真空雰囲気下で行った。

【０１３３】次に、ガラス容器内に有機物質ガスである
アセトンを１×１０^-4ｔｏｒｒ導入し、容器外端子Ｄｘ
１ないしＤｘｍを通じ、フォーミング処理と同様に１ラ
インずつ素子電極間に電圧を印加し活性化処理を行っ
た。

【０１３４】活性化の電圧波形は、波高値は±１０Ｖ、
パルス幅１ミリ秒、パルス間隔１０ミリ秒の両極の矩形
波で、その波高値を±１０Ｖから±１６Ｖまで３．３ｍ
Ｖ／ｓｅｃで徐々に電圧を増加させた。

【０１３５】以上のようにフォーミング処理、活性化処
理を行い、電子放出部５を形成し電子放出素子１１１を
作製した。

【０１３６】その後、アセトンを排気し、１０^-6ｔｏｒ
ｒ程度の真空度に達した後、安定化処理のために図１
（ａ）に示したような加熱処理を行った。まず、不活性
ガスとして窒素を外囲器外圧力である大気圧まで導入
後、室温から２００度まで２℃／１分の昇温レートで外
部ヒーターによりガラス容器を外側から加熱し外囲器の
温度を２００℃まで上げた。この時、外囲器内圧力を装
置外の圧力以下となるよう調整した。その後、外囲器の
ベーク温度を２００℃に保ったまま容器内を真空排気
し、１０時間ベーキングを行って、フェースプレートや
リアプレート及び電子源近傍に付着した有機ガス（アセ
トン）等の除去を行った。次に、外囲器の温度まで加熱
した窒素を大気圧付近までゆっくり導入し、２００℃か
ら１℃／１分の降温レートで外部ヒーターを制御しなが
ら外囲器の温度を室温まで下げた後、窒素を真空排気す
ることにより安定化処理を終了した。

【０１３７】次に１０^-6ｔｏｒｒ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
し外囲器の封止を行った。

【０１３８】最後に封止後の真空度を維持するために、
高周波加熱法でゲッター処理を行った。

【０１３９】以上のように完成した本発明の画像表示装
置において、各電子放出素子には、容器外端子Ｄｘ１な
いしＤｘｍを通じ、共通配線にそって配置された１ライ
ン全ての電子放出素子１１１の素子電極間に電圧を印加
することにより、電子放出させ、その特性を測定したと
ころ、電子放出素子に必要な三つの特徴的性質が安定に
得られ、加熱工程の昇温および降温時において不活性ガ
スを使用しても全く問題がなかった。

【０１４０】次に、容器外端子を通じて各電子放出素子
に走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段よりそ
れぞれ、印加することにより、電子放出させ、高圧端子
Ｈｖを通じ、メタルバック８５、あるいは透明電極（不
図示）に５ｋＶ以上の高圧を印加し、電子ビームを加速
し、蛍光膜８４に衝突させ、励起・発光させることで画
像を表示したところ、品位の高い均一な表示がなされ、
本実施例の製造方法によっても高品位な画像形成装置を
製造することができた。

【０１４１】［比較例１］実施例１で、安定化処理の際
に外囲器内に不活性ガスを導入せず真空に保ったまま２
℃／１分の昇温レートでガラス容器を加熱したところ、
外囲器の温度が２００℃に到達する前にガラス容器の一
部に破損が生じてリークが発生し、外囲器内の真空度を
維持できなくなってしまった。すなわち、実施例１と同
じ時間で加熱処理を通すことは不可能であり、昇温レー
トをより小さくしなければ安定化処理を実行できないた
め、画像形成装置の製造に際し、非常に時間のかかるこ
とがわかった。

【０１４２】以上、実施例１、比較例１より、画像形成
装置製造に際し、その安定化処理での加熱工程で不活性
ガスを導入して昇温・降温することにより、その工程に
かかる時間を短縮できることがわかった。

【０１４３】［実施例２］本実施例は、多数の表面伝導
電子放出素子を単純マトリクス配置した画像形成装置の
製造方法の一例である。

【０１４４】電子源の一部の平面図及び断面図をを図１
４、図１５に示す。図１５は、図１４中のＡ−Ａ’断面
図である。但し、図１４〜図１７で、同じ記号を示した
ものは、同じものを示す。ここで１は基板、７２は図８
のＤｘｍに対応するＸ方向配線（下配線とも呼ぶ）、７
３は図９のＤｙｎに対応するＹ方向配線（上配線とも呼
ぶ）、４は導電性薄膜、２、３は素子電極、１５１は層
間絶縁層、１５２は、素子電極３と下配線７２と電気的
接続のためのコンタクトホールである。

【０１４５】次に製造方法を図１６〜図１７により工程
順に具体的に説明する。

【０１４６】工程−ａ（図１６（ａ）） 清浄化した厚さ３ｍｍの青板ガラス上に厚さ０．５μｍ
のシリコン酸化膜をスパッタ法で形成した基板１上に、
真空蒸着により厚さ５０Ａ°のＣｒ、厚さ６０００Ａ°
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、ベーク
した後、ホトマスク像を露光、現像して、下配線７２の
レジストパターンを形成し、Ａｕ／Ｃｒ堆積膜をウエッ
トエッチングして、所望の形状の下配線７２を形成す
る。

【０１４７】工程−ｂ（図１６（ｂ）） 次に厚さ１．０μｍ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する。

【０１４８】工程−ｃ（図１６（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を形成する。エッチングはＣＦ₄
とＨ₂ガスを用いたＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ
Ｅｔｃｈｉｎｇ）法によった。

【０１４９】工程−ｄ（図１６（ｄ）） その後、素子電極２、３と素子電極間ギャップとなるべ
きパターンをホトレジスト（ＲＤ−２００Ｎ−４１ 日
立化成社製）形成し、真空蒸着法により、厚さ５０Ａ°
のＴｉ、厚さ３００Ａ°のＮｉを順次堆積した。ホトレ
ジストを有機溶剤で溶解し、Ｎｉ／Ｔｉ堆積膜をリフト
オフした後、素子電極間隔Ｌは１０μｍとし、素子電極
の幅Ｗ１＝３００μｍを有する素子電極２、３を形成し
た。

【０１５０】工程−ｅ（図１７（ｅ）） 素子電極２、３の上に上配線７３のホトレジストパター
ンを形成した後、厚さ５０Ａ°のＴｉ、厚さ５０００Ａ
°のＡｕを順次真空蒸着により堆積し、リフトオフによ
り不要の部分を除去して、所望の形状の上配線７３を形
成した。

【０１５１】工程−ｆ（図１７（ｆ）） 素子間電極ギャップＬ近傍に開口を有する膜厚１０００
Ａ°のＣｒ膜１５３を真空蒸着等により堆積・パターニ
ングし、そのうえに有機Ｐｄ（ｃｃｐ４２３０奥野製薬
（株）社製）をスピンナーにより回転塗布、３００℃で
１２分間の加熱焼成処理をした。

【０１５２】工程−ｇ（図１７（ｇ）） Ｃｒ膜１５３および焼成後の導電性薄膜４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。
また、こうして形成された主としてＰｄＯよりなる微粒
子からなる導電性薄膜の膜厚は７０Ａ°であった。

【０１５３】工程−ｈ（図１７（ｈ）） コンタクトホール１５２部以外にレジストを塗布するよ
うなパターンを形成し、真空蒸着により厚さ５０Ａ°の
Ｔｉ、厚さ５０００Ａ°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。

【０１５４】以上の工程により絶縁性基板１上に配線７
２、層間絶縁層１５１、上配線７３、素子電極２、３、
導電性薄膜４等を形成した。

【０１５５】以上のようにして電子源（フォーミング
前）を、図８のような配置に形成した後、次に、図９の
ように、多数の電子源（フォーミング前）が形成された
電子源基板７１をリアプレート８１上に固定した後、基
板１の５ｍｍ上方に、フェースプレート８６（ガラス基
板８３の内面に蛍光膜８４とメタルバック８５が形成さ
れて構成される）を支持枠８２を介して配置し、フェー
スプレート８６、支持枠８２、リアプレート８１の接合
部にフリットガラスを塗布し、大気中で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８１
への基板１の固定もフリットガラスで行った。但し、画
像形成装置作製の際、外囲器内を真空にするため、上述
のように作製したガラス容器のリアプレート、フェース
プレート及び枠のみで耐大気圧構造を確保するために、
前記リアプレートのガラス及びフェースプレートのガラ
ス厚さを１５ｍｍと厚くしている。

【０１５６】図９において、７４は電子放出素子、２、
３はＸ方向及びＹ方向の素子配線である。

【０１５７】蛍光膜８４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
状を採用し、先にブラックストライプを形成し、その間
隔部に各色蛍光体を塗布し、蛍光膜８４を作製した。ブ
ラックストライプの材料としては、通常良く用いられて
いる黒鉛を主成分とする材料を用いた。

【０１５８】ガラス基板８３に蛍光体を塗布する方法は
スラリー法を用いた。

【０１５９】また、蛍光膜８４の内面側には通常メタル
バック８５が設けられる。メタルバックは、蛍光膜作製
後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理（通常フィルミン
グと呼ばれる）を行い、その後、Ａ１を真蒸着すること
で作製した。

【０１６０】フェースプレート８６には、更に蛍光膜８
４の導電性を高めるため、蛍光膜８４の外面側に透明電
極（不図示）を設けた。

【０１６１】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはいけないた
め、十分な位置合わせを行った。

【０１６２】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、容器外端子Ｄｘ１ないし
ＤｘｍとＤｙ１ないしＤｙｎを通じ、一つのＹ方向配線
を選択し、そのＹ方向配線上に配置された全ての電子放
出素子７４の素子電極２、３間に同時に電圧を印加し、
同一配線上に配列された導電性薄膜４を同時にフォーミ
ング処理した。これをＹ方向配線の全ラインにわたり順
次実行することで電子源基板上の全ての電子放出素子に
ついてフォーミング処理を行った。

【０１６３】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。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
テップで昇圧し、フォーミング処理を行った。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、フォーミング実行中のＹ方
向配線上に配置された全電子放出素子の合成抵抗を測定
し、その値から概算される電子放出素子１個当たりの抵
抗値が約１ＭΩ以上になったら素子への電圧印加を終了
し、フォーミング処理を終了した。

【０１６４】尚、フォーミング処理は、約１×１０^-5ｔ
ｏｒｒの真空雰囲気下で行った。

【０１６５】次に、ガラス容器内に有機物質ガスである
アセトンを１×１０^-4ｔｏｒｒ導入し、容器外端子Ｄｘ
１ないしＤｘｍとＤｙ１ないしＤｙｎとを通じ、フォー
ミング処理と同様に１ラインずつ素子電極間に電圧を印
加し活性化処理を行った。

【０１６６】活性化の電圧波形は、波高値は±１０Ｖ、
パルス幅１ミリ秒、パルス間隔１０ミリ秒の両極の短形
波で、その波高値を±１０Ｖから±１６Ｖまで３．３ｍ
Ｖ／ｓｅｃで徐々に電圧を増加させた。

【０１６７】以上のようにフォーミング処理、活性化処
理を行い、電子放出部５を形成し電子放出素子７４を作
製した。

【０１６８】その後、アセトンを排気し、１０^-6ｔｏｒ
ｒ程度の真空度に達した後、安定化処理のために本実施
例では図１（ｃ）に示したような加熱処理を行った。ま
ず、ガラス製の外囲器の破損を防ぐために、０．２℃／
１分という非常に遅い昇温レートで室温から２００℃ま
で外囲器を真空排気したままの状態で、不図示の外部ヒ
ーターによりガラス容器を外側から加熱し外囲器の温度
を２００℃まで上げた。なお、この昇温工程で約１５時
間要した。その後、外囲器の温度を２００℃に保ったま
ま容器内を真空排気し、１０時間ベーキングを行って、
フェースプレートやリアプレート及び電子源近傍に付着
した有機ガス（アセトン）等の除去を行った。次に、外
囲器の温度まで加熱したヘリウムを大気圧付近までゆっ
くり導入し、２００℃から室温まで１℃／１分の降温レ
ートで外部ヒーターを制御しながら外囲器の温度を室温
まで下げた後、ヘリウムを真空排気することにより安定
化処理を終了した。

【０１６９】次に１０^-6ｔｏｒｒ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
し外囲器の封止を行った。

【０１７０】最後に封止後の真空度を維持するために、
高周波加熱法でゲッター処理を行った。

【０１７１】以上のように完成した本発明の画像表示装
置において、各電子放出素子には、容器外端子Ｄｘ１な
いしＤｘｍ，Ｄｙ１ないしＤｙｎを通じ、Ｙ方向配線に
そって配置された１ライン全ての電子放出素子７４の素
子電極２、３間に電圧を印加することにより、電子放出
させ、その特性を測定したところ、電子放出素子に必要
な三つの特徴的性質が安定に得られ、加熱工程の降温時
において不活性ガスを使用しても全く問題がなかった。

【０１７２】次に、容器外端子を通じて各電子放出素子
に走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段よりそ
れぞれ、印加することにより、電子放出させ、高圧端子
Ｈｖを通じ、メタルバック８５、あるいは透明電極（不
図示）に５ｋＶ以上の高圧を印加し、電子ビームを加速
し、蛍光膜８４に衝突させ、励起・発光させることで画
像を表示したところ、品位の高い均一な表示がなされ、
本実施例により高品位な画像形成装置を製造することが
できた。

【０１７３】［比較例２］実施例２で、安定化処理時降
温の際に外囲器内に不活性ガスを導入せず真空に保った
まま１℃／１分の降温レートでガラス容器を冷却したと
ころ、外囲器の温度が室温に到達する前にガラス容器の
一部に破損が生じてリークが発生し、外囲器内の真空度
を維持できなくなってしまった。すなわち、実施例２と
同じ時間で降温することは不可能であり、降温レートを
より小さくしなければ安定化処理も実行できないため、
画像形成装置の製造に際し、非常に時間がかかることが
わかった。

【０１７４】以上、実施例２、比較例２より、画像形成
装置製造に際し、その安定化処理での加熱工程で不活性
ガスを導入して降温することにより、その工程にかかる
時間を短縮できることがわかった。

【０１７５】

【発明の効果】本発明の画像形成装置の製造方法によれ
ば、各製造工程に置ける加熱時の昇温、降温時間を大幅
に短縮できるため、装置自身の製造時間を短くすること
ができ、それにより安価な画像形成装置を提供すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置製造における加熱工程の
手順の一例を示す図である。

【図２】本発明に用いられる平面型の表面伝導型電子放
出素子の平面図及び断面図である。

【図３】本発明に用いられる垂直型の表面伝導型電子放
出素子の構成を示す図である。

【図４】本発明に用いられる表面伝導型電子放出素子の
製造例を示す図である。

【図５】表面伝導型電子放出素子の製造時の通電フォー
ミング処理における電圧波形の一例を示す図である。

【図６】測定評価機能を備えた真空処理装置の一例を示
す模式図である。

【図７】表面伝導型電子放出素子の放出電流Ｉｅ、素子
電流Ｉｆと素子電圧Ｖｆの関係の一例を示す図である。

【図８】本発明に用いられる単純マトリクス配置した電
子源の一例を示す模式図である。

【図９】本発明に用いられる画像形成装置の一例を示す
図である。

【図１０】蛍光膜一例を示す図である。

【図１１】画像形成装置にＮＴＳＣ方式のテレビ信号に
応じて表示を行なうための駆動回路の一例を示すブロッ
ク図である。

【図１２】本発明に用いられるはしご配置の電子源の一
例を示す模式図である。

【図１３】本発明に用いられる画像形成装置の一例を示
す図である。

【図１４】実施例２に用いられ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２における電子源の製造手順を示す図
である。

【図１７】図１６に続く実施例２における電子源の製造
手順を示す図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２、３ 素子電極 ４ 導電性薄膜 ５ 電子放出部 ２１ 段差形成部 ５０ 素子電極２・３間の導電性薄膜４を流れる素子
電流Ｉｆを測定するための電流計 ５１ 電子放出素子に素子電圧Ｖｆを印加するための
電源 ５２ 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 ５３ アノード電極５４に電圧を印加するための高圧
電源 ５４ 電子放出部より放出される放出電流Ｉｅを補足
するためのアノード電極 ５５ 真空容器 ５６ 排気ポンプ ７１ 電子源基板 ７２ Ｘ方向配線 ７３ Ｙ方向配線 ７４ 表面伝導型電子放出素子 ７５ 結線 ８１ リアプレート ８２ 支持枠 ８３ ガラス基板 ８４ 蛍光膜 ８５ メタルバック ８６ フェースプレート ８７ 高圧端子 ８８ 外囲器 ９１ 黒色導電材 ９２ 蛍光体 １０１ 表示パネル １０２ 走査回路 １０３ 制御回路 １０４ シフトレジスタ １０５ ラインメモリ １０６ 同期信号分離回路 １０７ 変調信号発生器 ＶｘおよびＶａ 直流電圧源 １１０ 電子源基板 １１１ 電子放出素子 １１２ Ｄｘ１〜Ｄｘ１０は、前記電子放出素子を配
線するための共通配線 １２０ グリッド電極 １２１ 電子が通過するための空孔 １２２ Ｄｏｘ１，Ｄｏｘ２，．．．Ｄｏｘｍよりな
る容器外端子 １２３ グリッド電極１２０と接続されたＧ１、Ｇ２

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子放出素子を複数備えた電子源と、該
   電子源に対向して配置された蛍光体および電子加速電極
   を真空を保持する外囲器内に備えた画像形成装置の製造
   方法において、 前記外囲器を加熱する工程を少なくとも１回含み、 該加熱工程（加熱工程が複数回あるときはその中の少な
   くとも１回の工程）における昇温工程または降温工程の
   少なくとも一方が、 不活性ガスを前記外囲器内に導入した後に昇温または降
   温し、昇温または降温後に不活性ガスを排気する工程か
   らなることを特徴とする画像形成装置の製造方法。
2. 【請求項２】 前記不活性ガスがヘリウム、ネオン、ア
   ルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンおよび窒素から
   なる群より選ばれる少なくとも１種類のガスからなるこ
   とを特徴とする請求項１記載の画像形成装置の製造方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１において、不活性ガス導入後の
   外囲器内部の圧力が外囲器外部の圧力より大きくないこ
   とを特徴とする画像形成装置の製造方法。
4. 【請求項４】 前記電子放出素子が、表面伝導型電子放
   出素子である請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成
   装置の製造方法。