JPH103853A

JPH103853A - 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

Info

Publication number: JPH103853A
Application number: JP17288396A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Aeba; 利明饗場; Masanori Mitome; 正則三留; Takashi Noma; 敬野間; Kazuhiro Takada; 一広高田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-06-13
Filing date: 1996-06-13
Publication date: 1998-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】リーク領域及び不活性領域が存在し、均一な
電子放出特性が得られなかった。【解決手段】基板１上に素子電極材料を堆積する工程
と、堆積した素子電極材料に、微細加工技術によって一
対の素子電極２，３及びこれらの間に狭間隙を形成する
工程と、狭間隙に電子放出部５を形成する活性化工程と
を有する。

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】従来、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の２種類が知られて
いる。冷陰極電子放出素子には電界放出型（以下、「Ｆ
Ｅ型」と称す。）、金属／絶縁層／金属型（以下、「Ｍ
ＩＭ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，“ＦｉｅｌｄＥｍｉｓ
ｓｉｏｎ”，ＡｄｖａｎｃｅｉｎＥｌｅｃｔｒｏｎ
Ｐｈｙｓｉｃｓ，８，８９（１９５６）あるいはＣ．
Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ，“ＰｈｙｓｉｃａｌＰｒｏｐｅｒ
ｔｉｅｓｏｆｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｆｉｅｌｄｅｍ
ｉｓｓｉｏｎｃａｔｈｏｄｅｓｗｉｔｈｍｏｌｙｂ
ｄｅｎｕｍｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．，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−Ｅｍｉ
ｓｓｉｏｎＤｅｖｉｃｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．，３２，６４６（１９６１）等に開示されたものが
知られている。

【０００５】表面伝導型電子放出素子の例としては、
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，ＲａｄｉｏＥｎｇ．Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎＰｈｙｓ．，１０，１２９０（１９６５）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、絶縁性基板上
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ＳｎＯ_２薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によ
るもの［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ：“ＴｈｉｎＳｏｌｉｄ
Ｆｉｌｍｓ”，９，３１７（１９７２）］、Ｉｎ_２Ｏ_３
／ＳｎＯ_２薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌａ
ｎｄＣ．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１
７に模式的に示す。同図において１は基板である。４は
導電性膜で、Ｈ型形状のパターンに形成された金属酸化
物薄膜等からなり、後述の通電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、０．１ｍ
ｍで設定されている。

【０００８】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導電性膜４を予め通電フォーミ
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
るのが一般的である。即ち、通電フォーミングとは、前
記導電性膜４の両端に電圧を印加通電し、導電性膜４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５を形成する処
理である。尚、電子放出部５では導電性膜４の一部に亀
裂が発生しており、その亀裂付近から電子放出が行われ
る。

【０００９】上述の表面伝導型電子放出素子は、構造が
単純であることから、大面積に亙って多数素子を配列形
成できる利点がある。そこで、この特徴を活かすための
種々の応用が研究されている。例えば、荷電ビーム源、
表示装置等の画像形成装置への利用が挙げられる。

【００１０】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（梯子型配置とも呼ぶ）した電子源が挙
げられる（例えば、特開昭６４−３１３３２号公報、特
開平１−２８３７４９号公報、同２−２５７５５２号公
報）。

【００１１】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５０６６８８３号明細書）。

【００１２】尚、従来、多数の表面伝導型電子放出素子
より構成された電子源より、電子放出させ、蛍光体の発
光をさせる素子の選択は、上述の多数の表面伝導型電子
放出素子を並列に配置し結線した配線（行方向配線と呼
ぶ）と、行方向配線と直交する方向に（列方向と呼ぶ）
該電子放出素子と蛍光体間の空間に設置された制御電極
（グリッドと呼ぶ）への適当な駆動信号によるものであ
る（例えば、本出願人による特開平１−２８３７４９号
公報等参照）。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の表面
伝導型電子放出素子及びその応用に際して、電子放出部
５を形成するには、導電性膜４を通電処理や熱処理し、
該導電性膜４の一部を局所的に破壊、変形もしくは変質
せしめるフォーミング処理を行っている。

【００１４】一般に、導電性膜４の破壊、変形、変質過
程は、導電性膜４の膜質、基板１の種類、基板１の表面
状態、導電性膜４が触れている雰囲気などに大きく依存
する。そのため、通電処理、熱処理のいずれの方法を用
いたとしても、生成される破壊領域、もしくは変形、変
質領域の幅には、ある程度のばらつきがあるのが一般的
である。

【００１５】このような破壊、変形領域の幅にばらつき
のある表面伝導型電子放出素子に対して、後述する活性
化工程を施した場合には、ほとんどの領域で電子放出を
司るものの、極端に狭い破壊、変形領域は電気的な抵抗
が極端に小さくなり、素子電流こそ流れるものの、電子
放出を司らなくなってしまったり、逆に極端に広い領域
では電気的な抵抗が極端に大きくなり、素子電流も流れ
ず、電子放出も司らなくなってしまう場合がある。以
下、電気抵抗が小さすぎて電子放出を司らない領域を
「リーク領域」と称し、電気抵抗が大き過ぎて電子放出
を司らない領域を「不活性領域」と称する。

【００１６】本発明は、より均一な電子放出特性を得る
ため、又、より高効率な電子放出素子を得るため、リー
ク領域及び不活性領域の少ない電子放出素子が得られる
ようにすると共に、低電流で明るく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。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１〜７の発明は、
電子放出素子の製造方法に関する発明で、基板上に素子
電極材料を堆積する工程と、堆積した素子電極材料に、
微細加工技術によって一対の素子電極及び素子電極間に
狭間隙を形成する工程と、狭間隙に電子放出部を形成す
る活性化工程とを有する点に特徴を有するものである。

【００１８】請求項８〜１０の発明は、上記製造方法で
得られる電子放出素子に関する発明である。

【００１９】請求項１１〜１７の発明は、上記電子放出
素子を複数個備えた電子源の製造方法に関する発明で、
複数の電子放出素子を備えた電子源の製造方法におい
て、基板上の複数位置に素子電極材料を堆積する工程
と、堆積した各素子電極材料に、微細加工技術によって
一対の素子電極及び素子電極間に狭間隙を形成する工程
と、各狭間隙に電子放出部を形成する活性化工程とを有
する点に特徴を有するものである。

【００２０】請求項１８〜２２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。

【００２１】更に、請求項２３〜２６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。

【００２２】本発明によれば、素子長さに相当する全領
域から電子放出し、且つ各電子放出素子の電子放出特性
が極めて均一であることから、均一性の高い画像形成装
置を実現することができる。

【００２３】また、電子放出素子にリーク領域が存在し
ないため、電子放出効率が高く、低い消費電力で高輝度
な画像形成装置を実現することができるものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好ましい実施態様
を示す。

【００２５】本発明を適用し得る電子放出素子の基本的
構成には大別して、平面型及び垂直型の２つがある。

【００２６】まず、平面型の電子放出素子について説明
する。

【００２７】図１は、本発明の平面型の電子放出素子の
一構成例を示す模式図であり、図１（ａ）は平面図、図
１（ｂ）は断面図である。図１において、１は基板、２
と３は素子電極、５は素子電極２，３間の狭間隙、すな
わち電子放出部である。

【００２８】基板１としては、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及びＳｉ基板等を用いることが
できる。

【００２９】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、例えばＮｉ、Ｃ
ｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等
の金属或は合金及びＰｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ₂、Ｐｄ
−Ａｇ等の金属或は金属酸化物とガラス等から構成され
る印刷導体、Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂等の透明導電体及びポ
リシリコン等の半導体導体材料等から適宜選択される。

【００３０】素子電極長さＷ、素子電極間の狭間隙の幅
Ｌ、素子電極２，３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
十ｎｍから数μｍの範囲とすることができる。

【００３１】素子電極間の狭間隙の幅Ｌは、集束イオン
ビーム（ＦＩＢ）やフォトリソグラフィなどの微細加工
技術によって形成され、素子電極間の狭間隙の幅のばら
つきが３０％以下であり、かつ素子電極間の狭間隙の幅
が０．１μｍ以下であるように形成される。この狭間隙
は、素子電極間に１０Ｖの電圧を印加する場合に該電極
間に流れる電流が素子電極長さ１００μｍ当たり０．１
μＡ以下であるような絶縁された領域として素子電極
２，３間に形成する。

【００３２】電子放出部５には、後述する活性化工程を
経た場合、その活性化工程を行った気相中に含まれる一
部あるいは全ての元素からなる単体物質及び化合物を有
する場合もある。

【００３３】次に、垂直型の電子放出素子について説明
する。

【００３４】図２は、本発明の垂直型の電子放出素子の
一構成例を示す模式図であり、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。
２１は段さ形成部である。基板１、素子電極２及び３、
電子放出部５は、前述した平面型の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。段さ形成部２１
は、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形成されたＳ
ｉＯ₂等の絶縁性材料で構成することができる。また、
素子電極長さＷ、素子電極間の狭間隙の幅Ｌ、素子電極
２，３の形状等は、前述した平面型の電子放出素子の場
合と同様に設計することができる。段さ形成部２１の膜
厚は、素子電極間の狭間隙の幅Ｌ及び素子電極の膜厚ｄ
の和と同程度である。この膜厚は、段さ形成部の製法等
を考慮して設定される。

【００３５】本発明の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３に基づいて説明す
る。尚、図３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。

【００３６】１）基板１を洗剤、純水及び有機溶剤等を
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、例えば集束イオンビーム（ＦＩ
Ｂ）やフォトリソグラフィなどの微細加工技術を用いて
基板１上に素子電極２，３及び素子電極間の狭間隙６を
形成する（図３（ａ））。

【００３７】２）次に、活性化工程と呼ばれる処理を施
す。活性化工程とは、この工程により、活性化工程前に
は０であった素子電流Ｉｆ，放出電流Ｉｅが著しく変化
して増加する工程である。

【００３８】活性化工程は、例えば、有機物質のガスを
含有する雰囲気下で、図４に示すようなパルスの印加を
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、真空容器の形
状や、有機物質の種類などにより異なるため、場合に応
じ適宜設定される。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電極間の狭間隙及
びその周囲に堆積し、素子電流Ｉｆ，放出電流Ｉｅが、
著しく変化して増加するようになり、前記狭間隙付近が
電子放出部５となる（図３（ｂ））。

【００３９】ここで、活性化工程の電圧波形の例を図４
に示す。

【００４０】電圧波形は、特に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４（ａ）に示した手法と、パルス波高値を増
加させながらパルスを印加する図４（ｂ）に示した手法
がある。

【００４１】まず、パルス波高値を定電圧とした場合に
ついて図４（ａ）で説明する。図４（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。三
角波の波高値（活性化時のピーク電圧）は、表面伝導型
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、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、
図５（ｃ）に示す矩形波等の所望の波形を採用すること
ができる。

【００４２】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４（ｂ）で説明する。
図４（ｂ）におけるＴ１及びＴ２は、図４（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（活性
化時のピーク電圧）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。パルス波形は、三角波に
限定されるものではなく、図５（ｄ）に示す矩形波等の
所望の波形を採用することができる。

【００４３】活性化工程の終了判定は、素子電流Ｉｆと
放出電流Ｉｅを測定しながら、適宜行う。なお、パルス
幅、パルス間隔、パルス波高値などは適宜設定される。

【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を包含するもの
で、ＨＯＰＧはほぼ完全なグラファイト結晶構造、ＰＧ
は結晶粒が２０ｎｍ程度で結晶構造がやや乱れたもの、
ＧＣは結晶粒が２ｎｍ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、５０ｎｍ以下の範囲とするのが好ましく、３０ｎ
ｍ以下の範囲とすることがより好ましい。

【００４５】３）このような工程を経て得られた電子放
出素子は、安定化工程を行うことが好ましい。この工程
は、真空容器内の有機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には、この
成分の分圧を極力低く抑える必要がある。真空容器内の
有機成分の分圧は、上記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。このときの加熱条件は、８０〜２５０℃好ましくは
１５０℃以上で、できるだけ長時間処理するのが望まし
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、１〜３×１０^-7Ｔｏｒｒ以下が好
ましく、さらには１×１０^-8Ｔｏｒｒ以下が特に好まし
い。

【００４７】安定化工程を行った後の、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、圧力自体は多少上昇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、
結果として素子電流Ｉｆ，放出電流Ｉｅが、安定する。

【００４９】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６，図７を
参照しながら説明する。

【００５０】図６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
をも兼ね備えている。図６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。

【００５１】図６において、５５は真空容器であり、５
６は排気ポンプである。真空容器５５内には表面伝導型
電子放出素子が配されている。即ち、１は表面伝導型電
子放出素子を構成する基体であり、２及び３は素子電
極、５は電子放出部である。また、５１は電子放出素子
に素子電圧Ｖｆを印加するための電源、５０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、５４は素子の電子放出部６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、５３は
アノード電極５４に電圧を印加するための高圧電源、５
２は電子放出部２より放出される放出電流Ｉｅを測定す
るための電流計である。一例として、アノード電極５４
の電圧を１ｋＶ〜１０ｋＶの範囲とし、アノード電極５
４と電子放出素子との距離Ｈを２〜８ｍｍの範囲として
測定を行うことができる。

【００５２】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。

【００５３】排気ポンプ５６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２５０℃まで加熱でき
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。

【００５４】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。尚、縦・横軸ともリニ
アスケールである。

【００５５】図７からも明らかなように、本発明の電子
放出素子は、放出電流Ｉｅに関して次の３つの特徴的性
質を有する。

【００５６】即ち、第１に、本素子はある電圧（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が殆ど検出されない。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。

【００５７】第２に、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。

【００５８】第３に、アノード電極５４（図６参照）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。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。

【００５９】以上の説明より理解されるように、本発明
の電子放出素子は、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。

【００６０】図７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（ＶＣＮＲ特性）を示す場
合もある（不図示）。これらの特性は、前述の工程を制
御することで制御できる。

【００６１】以上のような本発明の電子放出素子の特徴
的特性のため、複数の素子を配置した電子源や画像形成
装置等でも、入力信号に応じて、容易に放出電子量を制
御することができることとなり、多方面への応用ができ
る。

【００６２】本発明の電子放出素子の応用例について以
下に述べる。本発明の電子放出素子を複数個基板上に配
列し、例えば電子源あるいは、画像形成装置が構成でき
る。

【００６３】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。一例として、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梯子状配置のものがある。これと
は別に、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
に共通に接続するものが挙げられる。このようなものは
所謂単純マトリクス配置である。まず単純マトリクス配
置について以下に詳述する。

【００６４】本発明の電子放出素子については、前述し
たとおり３つの特性がある。即ち、電子放出素子からの
放出電子は、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幅で制御できる。
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宜印加すれば、
入力信号に応じて、電子放出素子を選択して電子放出量
を制御できる。

【００６５】以下この原理に基づき、本発明の電子放出
素子を複数配して得られる電子源基板について、図８を
用いて説明する。図８において、７１は電子源基板、７
２はＸ方向配線、７３はＹ方向配線である。７４は電子
放出素子、７５は結線である。尚、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。

【００６６】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、幅は適宜設計される。
Ｙ方向配線７３は、Ｄｙ１，Ｄｙ２，……，Ｄｙｎのｎ
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７
３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）。

【００６７】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
全面或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、製法が適宜設定される。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。

【００６８】電子放出素子７４を構成する一対の素子電
極（不図示）は、それぞれｍ本のＸ方向配線７２とｎ本
のＹ方向配線７３に、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。

【００６９】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、また夫々異なってもよい。これらの材料は、例えば
前述の素子電極の材料より適宜選択される。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。

【００７０】Ｘ方向配線７２には、Ｘ方向に配列した電
子放出素子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方向に配列した電子放出素子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
信号発生手段が接続される。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。

【００７１】上記構成においては、単純なマトリクス配
線を用いて、個別の素子を選択し、独立に駆動可能とす
ることができる。

【００７２】このような単純マトリクス配置の電子源を
用いて構成した画像形成装置について、図９と図１０及
び図１１を用いて説明する。図９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１０は、図９の
画像形成装置に使用される蛍光膜の模式図である。図１
１は、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に応じて表示を行うた
めの駆動回路の一例を示すブロック図である。

【００７３】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７１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。８２は支持枠であり、該支持枠８２には、リアプ
レート８１、フェースプレート８６がフリットガラス等
を用いて接続されている。８８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分間以上焼成することで、封着して構成される。

【００７４】７４は、図１に示したような電子放出素子
である。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方向配線あ
る。

【００７５】外囲器８８は、上述の如く、フェースプレ
ート８６、支持枠８２、リアプレート８１で構成され
る。リアプレート８１は主に基板７１の強度を補強する
目的で設けられるため、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、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及び基板７１で外囲器８
８を構成してもよい。一方、フェースプレート８６とリ
アプレート８１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。

【００７６】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で構成す
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（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抑制することにある。黒色導
電材９１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。

【００７７】ガラス基板８３に蛍光体を塗布する方法
は、モノクローム、カラーによらず、沈澱法や印刷法等
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。メタルバックを設ける目的は、
蛍光体の発光のうち内面側への光をフェースプレート８
６側へ鏡面反射することにより輝度を向上させること、
電子ビーム加速電圧を印加するための電極として作用さ
せること、外囲器内で発生した負イオンの衝突によるダ
メージから蛍光体を保護すること等である。メタルバッ
クは、蛍光膜作製後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理
（通常、「フィルミング」と呼ばれる。）を行い、その
後Ａｌを真空蒸着等を用いて堆積させることで作製でき
る。

【００７８】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。

【００７９】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る必要があり、十分
な位置合わせが不可欠となる。

【００８０】図９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。

【００８１】外囲器８８内は、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
ンプ等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^-7Ｔｏｒｒ程度の真空度の有
機物質の十分に少ない雰囲気にした後、封止が成され
る。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
位置に配置されたゲッター（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^-7
Ｔｏｒｒ以上の真空度を維持するものである。

【００８２】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、１０３は
制御回路、１０４はシフトレジスタ、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及びＶａは直流電圧源である。

【００８３】表示パネル１０１は、端子Ｄｘ１乃至Ｄｘ
ｍ、端子Ｄｙ１乃至Ｄｙｎ及び高圧端子８７を介して外
部の電気回路と接続している。端子Ｄｘ１乃至Ｄｘｍに
は、表示パネル１０１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電子放出
素子群を１行（ｎ素子）づつ順次駆動する為の走査信号
が印加される。端子Ｄｙ１乃至Ｄｙｎには、前記走査信
号により選択された１行の電子放出素子の各素子の出力
電子ビームを制御する為の変調信号が印加される。高圧
端子８７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
ルギーを付与する為の加速電圧である。

【００８４】走査回路１０２について説明する。同回路
は、内部にｍ個のスイッチング素子（図中、Ｓ１乃至Ｓ
ｍで模式的に示している）を備えたものである。各スイ
ッチング素子は、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、
表示パネル１０１の端子Ｄｘ１乃至Ｄｘｍと電気的に接
続される。各スイッチング素子Ｓ１乃至Ｓｍ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ＦＥＴ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。

【００８５】直流電圧源Ｖｘは、本例の場合には電子放
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。

【００８６】制御回路１０３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，Ｔｓｆｔ及びＴ
ｍｒｙの各制御信号を発生する。

【００８７】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成るが、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。このＤＡＴＡ信号は、シフトレジスタ１０
４に入力される。

【００８８】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言い換えてもよ
い。）。シリアル／パラレル変換された画像１ライン分
のデータ（電子放出素子ｎ素子分の駆動データに相当）
は、Ｉｄ１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。

【００８９】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為の記憶装置であ
り、制御回路１０３より送られる制御信号Ｔｍｒｙに従
って適宜Ｉｄ１乃至Ｉｄｎの内容を記憶する。記憶され
た内容は、Ｉｄ’１乃至Ｉｄ’ｎとして出力され、変調
信号発生器１０７に入力される。

【００９０】変調信号発生器１０７は、画像データＩ
ｄ’１乃至Ｉｄ’ｎの各々に応じて、電子放出素子の各
々を適切に駆動変調する為の信号源であり、その出力信
号は、端子Ｄｙ１乃至Ｄｙｎを通じて表示パネル１０１
内の電子放出素子に印加される。

【００９１】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に関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以上の電圧が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、電子放出しきい値電圧以上の電圧
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Ｖｍを変化させることにより、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ことが可能である。

【００９２】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、電圧変調方式とパルス幅変調方
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としては、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宜電圧パル
スの波高値を変調できるような電圧変調方式の回路を用
いることができる。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宜電圧
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。

【００９３】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でもアナログ信号式のもの
でも採用できる。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。

【００９４】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、これには同期信号分離回路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１０５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等
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。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。

【００９５】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、例えばオペアンプ等を
用いた増幅回路を採用でき、必要に応じてレベルシフト
回路等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。

【００９６】このような構成をとり得る本発明を適用可
能な画像形成装置においては、各電子放出素子に、容器
外端子Ｄｘ１乃至Ｄｘｍ、Ｄｙ１乃至Ｄｙｎを介して電
圧を印加することにより、電子放出が生じる。高圧端子
８７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。

【００９７】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方式等の他、
これらよりも多数の走査線からなるＴＶ信号（例えば、
ＭＵＳＥ方式をはじめとする高品位ＴＶ）方式をも採用
できる。

【００９８】次に、前述の梯子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。

【００９９】図１２は、梯子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。１１２は、電子放出
素子１１１を接続するための共通配線Ｄ１〜Ｄ１０であ
り、これらは外部端子として引き出されている。電子放
出素子１１１は、基板１１０上に、Ｘ方向に並列に複数
個配置されている（これを素子行と呼ぶ）。この素子行
が複数個配置されて、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
印加し、電子ビームを放出させたくない素子行には、電
子放出しきい値以下の電圧を印加する。各素子行間に位
置する共通配線Ｄ２〜Ｄ９は、例えばＤ２とＤ３、Ｄ４
とＤ５、Ｄ６とＤ７、Ｄ８とＤ９をそれぞれ一体の同一
配線とすることもできる。

【０１００】図１３は、梯子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
めの開口、Ｄ１乃至Ｄｍは容器外端子、Ｇ１乃至Ｇｎは
グリッド電極１２０と接続された容器外端子である。１
１０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８、図１１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。

【０１０１】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、電子放出素子１１１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、
梯子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個ずつ円形の開口１２１が設けられている。グリッ
ド電極の形状や配置位置は、図１３に示したものに限定
されるものではない。例えば、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、グリッド電極を電子
放出素子の周囲や近傍に設けることもできる。

【０１０２】容器外端子１２２Ｄ１乃至Ｄｍ及びグリッ
ド容器外端子１２３Ｇ１乃至Ｇｎは、不図示の制御回路
と電気的に接続されている。

【０１０３】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）して行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ラインずつ表示することができる。

【０１０４】以上説明した本発明の画像形成装置は、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。

【０１０５】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳述す
る。

【０１０６】実施例１本実施例の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。

【０１０７】電子放出素子の製法は、基本的には図３で
説明した方法と同様である。以下、図１及び図３を用い
て、本実施例の電子放出素子の基本的な構成及び製造法
を説明する。

【０１０８】図１において１は基板、２と３は素子電
極、５は電子放出部である。なお、図１中のＷは素子電
極長さ、Ｌは素子電極間の狭間隙の幅、ｄは素子電極の
厚さを表している。

【０１０９】以下、製造手順を図１及び図３に基づいて
説明する。

【０１１０】工程−ａ基板１として石英ガラス基板を用い、これを有機溶剤に
より充分に洗浄後、基板１上に厚さ５ｎｍのＴｉ、及び
厚さ３０ｎｍのＰｔを真空蒸着し、素子電極材料を形成
した。次に、素子電極間となる部位を集束イオンビーム
（ＦＩＢ）により局所的に除去してＷ＝１５０μｍ、Ｌ
＝３０ｎｍの素子電極２，３間に狭間隙を形成した（図
３（ａ））。また、素子電極間の狭間隙の幅Ｌのばらつ
きは１０％以下であり、素子電極間の狭間隙の幅Ｌが一
定であることが確認された。次に、この素子電極２及び
３間に１０Ｖの電圧を印加したときに流れる電流値を測
定したところ、０．１μＡであり、素子電極２，３間の
絶縁が確認された。

【０１１１】工程−ｂ次に、真空容器中で素子電極２，３間に１０Ｖの電圧を
印加し、通電処理（活性化処理）をすることにより、活
性化処理前には０であった素子電流Ｉｆ及び放出電流Ｉ
ｅが著しく変化して増加するようになり、電子放出部５
が形成される。活性化処理の電圧波形は、図４（ａ）に
示す三角波を使用した。

【０１１２】図４（ａ）に示すＴ１と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（活性化
時のピーク電圧）は１５Ｖとし、活性化処理はロータリ
ポンプで排気した約１×１０^-3Ｔｏｒｒの真空雰囲気下
で６０分間行った。

【０１１３】更に、以上のように作成した電子放出素子
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。この電子放出素子及びアノード電極５４は真空
装置５５内に設置されており、その真空装置５５には排
気ポンプ５６及び不図示の真空計等の機器が具備されて
おり、所望の真空雰囲気下で電子放出素子の測定評価を
行えるようになっている。

【０１１４】尚、図５におけるアノード電極５４と電子
放出素子の距離を４ｍｍ、アノード電極５４の電位を１
ｋＶ、電子放出特性測定時の真空装置内の真空度は１×
１０^-6Ｔｏｒｒとした。

【０１１５】その結果、素子電流Ｉｆ及び放出電流Ｉｅ
を測定したところ、図７に示したような電流−電圧特性
が得られた。本実施例の電子放出素子では、素子電圧７
Ｖ程度から急激に放出電流Ｉｅが増加し、素子電圧１２
Ｖでは素子電流Ｉｆが０．８ｍＡ、放出電流Ｉｅが０．
８μＡとなり、電子放出効率η＝Ｉｅ／Ｉｆは０．１％
であった。

【０１１６】次に、同様な方法で１０素子を作製し、素
子毎の放出電流Ｉｅのばらつきを測定したところ、ばら
つきの幅は９％であった。

【０１１７】実施例２スパッタ法により厚さ３０ｎｍのＰｄの素子電極２，３
を形成する以外は、実施例１と同様にして電子放出素子
を作製したところ、実施例１と同様な電子放出特性が得
られることが確認された。

【０１１８】実施例３活性化処理をイオンポンプで充分に真空排気した後、約
２×１０^-3Ｔｏｒｒのアセトンを導入した真空雰囲気下
で行った以外は、実施例１と同様の方法で電子放出素子
を作製したところ、実施例１と同様な電子放出特性が得
られることが確認された。

【０１１９】実施例４活性化処理に矩形波を用い、電圧波形のパルス幅Ｔ１を
１ミリ秒、パルス間隔Ｔ２を２０ミリ秒とし、矩形波の
波高値（活性化時のピーク電圧）は１２Ｖとしたこと以
外は、実施例１と同様の方法で電子放出素子を作製した
ところ、実施例１と同様な電子放出特性が得られること
が確認された。

【０１２０】実施例５図８に示したように、多数の電子放出素子７４を単純マ
トリクス配置した基板７１の各素子電極に対して、夫々
実施例１と同様にしてＦＩＢにより素子電極間に狭間隙
を形成した後、活性化処理を行い電子源基板を形成し
た。

【０１２１】次に、このようにして作成した電子源基板
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。

【０１２２】上述のようにして多数の電子放出素子７４
を設けた基板７１をリアプレート８１上に固定した後、
基板７１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４００℃１０
分焼成することで封着した。またリアプレート８１への
基板７１の固定もフリットガラスで行った。

【０１２３】図９において、７２，７３は夫々Ｘ方向及
びＹ方向配線である。

【０１２４】蛍光膜８４は、モノクロームの場合は蛍光
体９２のみからなるが、本実施例では蛍光体９２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９２を塗布
して蛍光膜８４を作製した。ブラックストライプの材料
としては、通常よく用いられている黒鉛を主成分とする
材料を用いた。

【０１２５】ガラス基板８３に蛍光体９２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８４の内
面側にはメタルバック８５を設けた。メタルバック８５
は、蛍光膜８４の作製後、蛍光膜８４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。

【０１２６】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）が設けられる場合もあるが、本実施例で
は、メタルバック８５のみで十分な導伝性が得られたの
で省略した。

【０１２７】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体９２と電子放出素子７４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。

【０１２８】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
発生手段より夫々電子放出素子７４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８５あるいは透明電極（不図示）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８４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。

【０１２９】実施例６図１４は、実施例５の画像形成装置を、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。

【０１３０】図中１７００はディスプレイパネル、１７
０１はディスプレイパネルの駆動回路、１７０２はディ
スプレイコントローラ、１７０３はマルチプレクサ、１
７０４はデコーダ、１７０５は入出力インターフェース
回路、１７０６はＣＰＵ、１７０７は画像生成回路、１
７０８及び１７０９及び１７１０は画像メモリーインタ
ーフェース回路、１７１１は画像入力インターフェース
回路、１７１２及び１７１３はＴＶ信号受信回路、１７
１４は入力部である。

【０１３１】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。

【０１３２】以下、画像信号の流れに沿って各部の機能
を説明する。

【０１３３】まず、ＴＶ信号受信回路１７１３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。

【０１３４】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。

【０１３５】ＴＶ信号受信回路１７１３で受信されたＴ
Ｖ信号は、デコーダ１７０４に出力される。

【０１３６】ＴＶ信号受信回路１７１２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１７１３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１７０４に出力される。

【０１３７】画像入力インターフェース回路１７１１
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１７０４に出
力される。

【０１３８】画像メモリーインターフェース回路１７１
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１７０４に出力される。

【０１３９】画像メモリーインターフェース回路１７０
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
７０４に出力される。

【０１４０】画像メモリーインターフェース回路１７０
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１７０４に入力さ
れる。

【０１４１】入出力インターフェース回路１７０５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ＣＰＵ１７０６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。

【０１４２】画像生成回路１７０７は、前記入出力イン
ターフェース回路１７０５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ＣＰＵ１７０
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。

【０１４３】本回路により生成された表示用画像データ
は、デコーダ１７０４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１７０５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。

【０１４４】ＣＰＵ１７０６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。

【０１４５】例えば、マルチプレクサ１７０３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
７０２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１７０７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１７０５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。

【０１４６】尚、ＣＰＵ１７０６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１７０５
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。

【０１４７】入力部１７１４は、前記ＣＰＵ１７０６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。

【０１４８】デコーダ１７０４は、前記１７０７ないし
１７１３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１７０
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。

【０１４９】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１７０７
及びＣＰＵ１７０６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。

【０１５０】マルチプレクサ１７０３は、前記ＣＰＵ１
７０６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１７０３
はデコーダ１７０４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１７０１
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。

【０１５１】ディスプレイパネルコントローラ１７０２
は、前記ＣＰＵ１７０６より入力される制御信号に基づ
き、駆動回路１７０１の動作を制御するための回路であ
る。

【０１５２】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１７０１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１７０１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１７０１に対して出力す
る場合もある。

【０１５３】駆動回路１７０１は、ディスプレイパネル
１７００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１７０３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１７０２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。

【０１５４】以上、各部の機能を説明したが、図１４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１７００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
７０４におて逆変換された後、マルチプレクサ１７０３
において適宜選択され、駆動回路１７０１に入力され
る。一方、デイスプレイコントローラ１７０２は、表示
する画像信号に応じて駆動回路１７０１の動作を制御す
るための制御信号を発生する。駆動回路１７０１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
７００に駆動信号を印加する。これにより、ディスプレ
イパネル１７００において画像が表示される。これらの
一連の動作は、ＣＰＵ１７０６により統括的に制御され
る。

【０１５５】本画像形成装置においては、前記デコーダ
１７０４に内蔵する画像メモリや、画像生成回路１７０
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。

【０１５６】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。

【０１５７】尚、図１４は、本発明の電子放出素子を電
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。

【０１５８】例えば図１４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。

【０１５９】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
レイパネルの薄型化が容易なため、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。

【０１６０】比較例比較例として、図１５に示すような表面伝導型電子放出
素子を作製した。

【０１６１】図１５（ａ）は本比較例の表面伝導型電子
放出素子の平面図、（ｂ）はその断面図を示している。
また、図１５（ａ），（ｂ）において、１は基板、２及
び３は素子電極、４は導電性膜、５は電子放出部を示
す。なお、図１５（ａ），（ｂ）中のＬ１は素子電極間
隔、Ｗ１は素子電極の幅、ｄは素子電極の厚さ、Ｗ２は
素子の幅を表している。

【０１６２】図１６は、本比較例の表面伝導型電子放出
素子の製造方法を示している。

【０１６３】まず、基板１として石英ガラス基板を用意
し、これを有機溶剤により充分に洗浄後、基板１上に厚
さ５ｎｍのＴｉ，及び厚さ３０ｎｍのＰｔからなる素子
電極２，３を形成した（図１６（ａ））。素子電極間隔
Ｌ１は３μｍ、素子電極の幅Ｗ１は１５０μｍ、素子電
極の厚さｄは３５ｎｍとした。

【０１６４】ジメチルスルホキシド４０重量％の水溶液
を調整し、これに酢酸パラジウムをパラジウム重量濃度
０．４％となるように溶解して暗赤色の溶液を得た。こ
の溶液の一部を別容器に取り、減圧して赤褐色のペース
トとなるまで溶媒を蒸発させた。

【０１６５】バブルジェット方式のインクジェット装置
３１により、上記暗赤色の溶液の液滴３２を素子電極
２，３を形成した基板１上に素子電極２，３に跨がるよ
うに付与した（図１６（ｂ））。ここで、３３は基板１
に滴下された液滴である。次に、８０℃で２分間乾燥さ
せた後、３５０℃で１２分間焼成して主として酸化パラ
ジウムからなる微粒子薄膜の導電性膜４を形成した（図
１６（ｃ））。

【０１６６】次に、真空容器中で素子電極２及び３の間
に電圧を印加し、導電性膜４を通電処理（フォーミング
処理）することにより、電子放出部５を作製した（図１
６（ｄ））。

【０１６７】フォーミング処理の電圧波形を図４（ａ）
に示す。本比較例では、電圧波形のパルス幅Ｔ１を１ミ
リ秒、パルス間隔Ｔ２を１０ミリ秒とし、三角波の波高
値（フォーミング時のピーク電圧）は５Ｖとし、１×１
０^-6Ｔｏｒｒの真空雰囲気下で６０秒間のフォーミング
処理を行い、電子放出部５を形成した。

【０１６８】次に、真空容器中で素子電極２、３間に１
０Ｖの電圧を印加し、通電処理（活性化処理）をするこ
とにより、活性化処理前にはほとんど測定されなかった
素子電流Ｉｆ及び放出電流Ｉｅが著しく変化して増加す
る。活性化処理の電圧波形は、図４（ａ）に示す三角波
を使用した。

【０１６９】図４（ａ）に示すＴ１と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（活性化
時のピーク電圧）は１５Ｖとし、活性化処理はロータリ
ポンプで排気した約１×１０^-3Ｔｏｒｒの真空雰囲気下
で６０分間行った。

【０１７０】以上のようにして作製された表面伝導型電
子放出素子の電子放出特性を、図６の測定評価系により
測定した。この表面伝導型電子放出素子及びアノード電
極５４は真空装置５５内に設置されており、その真空装
置５５には排気ポンプ５６及び不図示の真空計等の機器
が具備されており、所望の真空雰囲気下で表面伝導型電
子放出素子の測定評価を行えるようになっている。

【０１７１】尚、図６におけるアノード電極５４と表面
伝導型電子放出素子の距離を４ｍｍ、アノード電極５４
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^-6Ｔｏｒｒとした。

【０１７２】その結果、素子電流Ｉｆ及び放出電流Ｉｅ
を測定したところ、図７に示したような電流−電圧特性
が得られた。本比較例の表面伝導型電子放出素子では、
素子電圧７Ｖ程度から急激に放出電流Ｉｅが増加し、素
子電圧１２Ｖでは素子電流Ｉｆが０．８ｍＡ、放出電流
Ｉｅが０．６２μＡとなり、電子放出効率η＝Ｉｅ／Ｉ
ｆは０．０８％であった。

【０１７３】次に、同様な方法で１０素子を作製し、素
子毎の放出電流のばらつきを測定したところ、ばらつき
は１７％であった。

【０１７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
集束イオンビーム（ＦＩＢ）やフォトリソグラフィなど
の微細加工技術を用いて、狭間隙の幅が一定であり、且
つ狭間隙の幅が０．１μｍ以下であるように形成された
一対の素子電極を持ち、同時に素子電極間に１０Ｖの電
圧を印加した場合に、素子電極間に流れる電流が素子電
極長さ１００μｍ当たり０．１μＡ以下であるような絶
縁された領域として狭間隙が形成されている。また、従
来のような通電処理もしくは熱処理によるフォーミング
処理を施さずに活性化処理を施すことによって電子放出
部が作製されるので、フォーミング処理によって生じる
破壊、変形領域の幅にばらつきを持った素子に対して活
性化工程を施した場合に生じるリーク領域及び不活性領
域をできるだけ少なくすることができる。

【０１７５】したがって、本発明の電子放出素子によれ
ば、素子長さに相当する全領域から電子放出し、且つ各
電子放出素子間の電子放出特性が極めて均一であること
から、均一性の高い電子源及び画像形成装置を実現する
ことができる。また、本発明の電子放出素子にはリーク
領域が存在しないため、電子放出効率が高く、低い消費
電力で高輝度な画像形成装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の平面型の電子放出素子を示す概略的構
成図である。

【図２】本発明の垂直型の電子放出素子を示す概略的構
成図である。

【図３】本発明の電子放出素子の製造方法を示す図であ
る。

【図４】フォーミング波形（三角波）の例を示す図であ
る。

【図５】フォーミング波形（矩形波）の例を示す図であ
る。

【図６】本発明の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６における画像形成装置を示すブロッ
ク図である。

【図１５】比較例の表面伝導型電子放出素子を示す概略
構成図である。

【図１６】比較例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１７】従来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。

【符号の説明】

１基体２，３素子電極４導電性膜５電子放出部６素子電極間の狭間隙２１段差形成部３１インクジェット装置３２液滴３３基板に滴下された液滴５０素子電流Ｉｆを測定するための電流計５１電源５２放出電流Ｉｅを測定するための電流計５３高圧電源５４アノード電極５５真空装置５６排気ポンプ５７ガス導入管７１基板７２Ｘ方向配線（下配線）７３Ｙ方向配線（上配線）７４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黒色導伝材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１１１電子放出素子１１２共通配線１２０グリッド電極１２１開口１７００ディスプレイパネル１７０１駆動回路１７０２ディスプレイコントローラ１７０３マルチプレクサ１７０４デコーダ１７０５入出力インターフェース回路１７０６ＣＰＵ１７０７画像生成回路１７０８画像メモリーインターフェース回路１７０９画像メモリーインターフェース回路１７１０画像メモリーインターフェース回路１７１１画像入力インターフェース回路１７１２ＴＶ信号受信回路１７１３ＴＶ信号受信回路１７１４入力部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高田一広東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に素子電極材料を堆積する工程
と、堆積した素子電極材料に、微細加工技術によって一対の
素子電極及び素子電極間に狭間隙を形成する工程と、狭間隙に電子放出部を形成する活性化工程とを有するこ
とを特徴とする電子放出素子の製造方法。
【請求項２】素子電極間の狭間隙の幅が一定であるこ
とを特徴とする請求項１の電子放出素子の製造方法。
【請求項３】活性化工程前の素子電極間に１０Ｖの電
圧を印加した場合、素子電極間に流れる電流が素子電極
長さ１００μｍ当たり０．１μＡ以下であることを特徴
とする請求項１または２の電子放出素子の製造方法。
【請求項４】微細加工技術が集束イオンビーム技術ま
たはフォトリソグラフィ技術であることを特徴とする請
求項１ないし３いずれかの電子放出素子の製造方法。
【請求項５】活性化工程が、有機物質の存在下で素子
電極間に電圧を印加して行われることを特徴とする請求
項１ないし４いずれかの電子放出素子の製造方法。
【請求項６】活性化工程において、素子電極間の狭間
隙に炭素を主成分とする堆積物が形成されることを特徴
とする請求項５の電子放出素子の製造方法。
【請求項７】活性化工程の後に、活性化工程より高い
真空度下で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５または６の電子放出素
子の製造方法。
【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電子放出素子。
【請求項９】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の電子放出素子。
【請求項１０】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が形成された垂直型で
あることを特徴とする請求項８の電子放出素子。
【請求項１１】複数の電子放出素子を備えた電子源の
製造方法において、基板上の複数位置に素子電極材料を堆積する工程と、堆積した各素子電極材料に、微細加工技術によって一対
の素子電極及び素子電極間に狭間隙を形成する工程と、各狭間隙に電子放出部を形成する活性化工程とを有する
ことを特徴とする電子源の製造方法。
【請求項１２】各素子電極間の狭間隙の幅が一定であ
ることを特徴とする請求項１１の電子源の製造方法。
【請求項１３】活性化工程前の各素子電極間に１０Ｖ
の電圧を印加した場合、各素子電極間に流れる電流が素
子電極長さ１００μｍ当たり０．１μＡ以下であること
を特徴とする請求項１１または１２の電子源の製造方
法。
【請求項１４】微細加工技術が集束イオンビーム技術
またはフォトリソグラフィ技術であることを特徴とする
請求項１１ないし１３いずれかの電子源の製造方法。
【請求項１５】活性化工程が、有機物質の存在下で各
素子電極間に電圧を印加して行われることを特徴とする
請求項１１ないし１４いずれかの電子源の製造方法。
【請求項１６】活性化工程において、各素子電極間の
狭間隙に炭素を主成分とする堆積物が形成されることを
特徴とする請求項１５の電子源の製造方法。
【請求項１７】活性化工程の後に、活性化工程より高
い真空度下で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１５または１６の電子
源の製造方法。
【請求項１８】請求項１１ないし１７いずれかの方法
で製造されたことを特徴とする電子源。
【請求項１９】各電子放出素子が、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１８の電子源。
【請求項２０】各電子放出素子が、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
部が形成された垂直型であることを特徴とする請求項１
８の電子源。
【請求項２１】複数の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１８ないし２０いずれかの電子源。
【請求項２２】複数の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１８ないし２０いずれかの電子源。
【請求項２３】請求項１８ないし２２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。
【請求項２４】請求項１８ないし２２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。
【請求項２５】請求項１８ないし２２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。
【請求項２６】請求項１８ないし２２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。