JPH1055753A

JPH1055753A - 電子放出素子の製造方法及び電子放出素子並びにそれを用いた電子源及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH1055753A
Application number: JP22468196A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Takase; 博光高瀬
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-08-08
Filing date: 1996-08-08
Publication date: 1998-02-24

Abstract

(57)【要約】【課題】電子放出部の位置、形状を精度よく形成し、
素子毎の特性のバラツキがなく、画像形成装置の大面積
化、高品位化の可能な表面伝導型電子放出素子の製造方
法を提供する【解決手段】基体上に設けられた一対の素子電極２，
３間に跨がる導電性膜４に電子放出部５が形成された表
面伝導型電子放出素子の製造方法において、アルカリ成
分を含有するガラス基体１上に絶縁性薄膜６を形成する
第１の工程、６上に一対の電極２，３と配線を形成する
第２の工程、６に狭い亀裂７を形成する第３の工程、亀
裂７を覆い、電極２，３に跨がって導電性膜４を形成す
る第４の工程、電子放出部形成領域以外を還元する第５
の工程、通電処理により４に電子放出部５を形成する第
６の工程を含む製造方法及び該素子、それを複数配列し
た電子源、それを用いた画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子の製
造方法及びその製造方法により得られた電子放出素子並
びにそれを用いた電子源及び画像形成装置に関する。

【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（ＦＥ型）、金属／絶縁層／金属型（ＭＩＭ型）、
表面伝導型電子放出素子型等がある。

【０００３】表面伝導型電子放出素子は、絶縁性の基体
上に形成された小面積の導電性膜に、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、エリ
ンソン等によるＳｎＯ₂ 薄膜を用いたもの〔Ｍ．Ｉ．Ｅ
ｌｉｎｓｏｎ，ＲａｄｉｏＥｎｇ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
Ｐｈｙｓ．，１０，１２９０（１９６５）〕、Ａｕ薄
膜によるもの〔Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ，ＴｈｉｎＳｏｌ
ｉｄＦｉｌｍｓ，９，３１７（１９７２）〕、Ｉｎ₂
Ｏ₃ ／ＳｎＯ₂ 薄膜によるもの〔Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ
ａｎｄＣ．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、第２２頁（１９８３）〕等が報告されている。

【０００４】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、導電性膜を予め通電フ
ォーミングと呼ばれる通電処理によって電子放出部を形
成するのが一般的である。通電フォーミングとは導電性
膜の両端に直流電圧あるいは非常にゆっくりとした昇電
圧、例えば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を形成することである。即ち、
電子放出部においては導電性膜の一部に亀裂が発生し、
この亀裂付近から電子放出が行われる。このような通電
フォーミング処理をした表面伝導型電子放出素子は、導
電性膜に電圧を印加し、電子放出素子に電流を流すこと
により、電子放出部より電子を放出せしめるものであ
る。

【０００５】前記表面伝導型電子放出素子は、構造が単
純で製造も容易であることから、大面積にわたり多数該
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研究がされている。例え
ば荷電ビーム源、表示装置などが挙げられる。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、後記
するように、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配列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１−２５
７５５２号公報等）。

【０００６】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、表面伝導型電子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
せしめる蛍光体とを組み合わせた表示装置である画像形
成装置が挙げられる（例えば、ＵＳＰ５０６６８８３
号）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電子放
出素子にフォーミング処理により電子放出部を形成する
際、電子放出部の位置および形状を完全に制御すること
は難しく、とりわけ、素子電極の間隔が広くなると、電
子放出部が大きく蛇行した形状となり、素子ごとの特性
の不均一が顕著になる場合がある。このことは、前記表
面伝導型電子放出素子を、マルチ電子源、あるいはそれ
を用いた画像形成装置に応用する場合大きな問題とな
る。

【０００８】特に、大面積のマルチ電子源を作成する場
合、配線や電極の形成に比較的微細パターンの対応能力
の低い印刷等の方法を用いる可能性が高く、この場合素
子電極の間隔はせいぜい数十μｍ程度と大きくなり、電
子放出部が大きく蛇行してしまう。

【０００９】このため、大面積電子源を用いた画像形成
装置では、各素子の電子放出量のバラツキ、画面の輝度
ムラを抑制することができ、画像の品位は大幅に低下す
る。

【００１０】本発明は、前記従来技術の問題点に鑑み、
電子放出素子の電子放出部の位置および形状を精度よく
制御し、素子ごとの特性のバラツキを抑制し、電子放出
素子を多数配列した電子源、およびこの電子源を用いた
画像形成装置の大面積化、高品位を実現することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、基体上に対向
して設けられた一対の素子電極間に跨がる導電性膜に電
子放出部が形成された電子放出素子の製造方法におい
て、アルカリ金属を含有するガラスからなる基体上に絶
縁性薄膜を形成する第１の工程と、該絶縁性薄膜上に、
一対の素子電極と該電極に電圧を供給するための配線と
を形成する第２の工程と、該一対の素子電極間の該絶縁
性薄膜に狭い亀裂を形成する第３の工程と、最終的には
電子放出部を含む導電性膜となる電子放出部形成用薄膜
を、該亀裂を覆い、該一対の素子電極間に跨がって形成
する第４の工程と、該第４の工程が熱処理を伴わない場
合には熱処理を施す第４’の工程と、還元雰囲気中で該
電子放出部形成用薄膜の電子放出部領域以外を還元する
第５の工程と、該電子放出部形成用薄膜に通電して、該
電子放出部形成領域内に電子放出部を形成する第６の工
程とを、有することを特徴とする電子放出素子の製造方
法にある。

【００１２】本発明は、さらに、その特徴として、
（１）前記第１の工程で形成される絶縁性薄膜がアルカ
リ金属を透過させないこと（第３の工程で形成される狭
い亀裂を通してのみ、ガラス基体の構成元素であるアル
カリ金属を拡散させるためである。）、（２）前記第４
の工程若しくは第４’の工程を経た電子放出部形成領域
にアルカリ金属が含まれること、（３）前記第５の工程
を経た電子放出部形成用薄膜が、電子放出部形成領域以
外は金属を含み、電子放出部形成領域は該金属の酸化物
を含むこと、さらには、（４）該金属がＰｄまたはＮｉ
であること、（５）前記第１の工程で形成される絶縁性
薄膜が窒化シリコンまたはリンシリケートガラスである
こと、（６）前記絶縁性薄膜の厚さは少なくとも５００
ｎｍであること、（７）前記第３の工程で、狭い亀裂
を、集束イオンビームを用いる方法またはフォトリソグ
ラフィ法により形成することを含む。

【００１３】さらに、本発明は、（８）前記本発明の製
造方法により得られた電子放出素子、（９）（８）記載
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、該電子放出素子を駆動するための配線を有する電
子源、（１０）前記配線がマトリックス配置されている
電子源、（１１）前記配線が梯子状配置されている電子
源、および（１２）前記電子源と、少なくとも該電子源
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
とからなる画像形成装置にある。

【００１４】一般に、最終的には電子放出部を含む導電
性膜となる電子放出部形成用薄膜の表面および薄膜内部
には水が吸着水または結合水の状態で存在する。この電
子放出部形成用薄膜を還元雰囲気中に保持した場合、電
気抵抗が減少する変化は、電子放出部形成用薄膜表面ま
たは薄膜内部に存在する水の影響を大きく受け、水が存
在する場合、電気抵抗の減少は著しく遅くなる。電子放
出部形成用薄膜に通電し、該電子放出部形成用薄膜内部
に電子放出部を制御よく形成するには、所望する位置に
ジュール熱を発生せしめる必要がある。即ち、該薄膜中
の所望位置にのみ水を存在せしめた後、該薄膜を還元雰
囲気中に保持することにより目的が達成される可能性が
ある。

【００１５】また、アルカリ金属との関連については、
次のように考えられる。

【００１６】即ち、アルカリ金属を含むソーダガラスを
基体として、ＰｄＯ膜を形成した試料と、石英を基体と
してＰｄＯ膜を形成した試料を還元雰囲気（２％Ｈ₂ −
９８％Ｎ₂ ）中に保持した場合にＰｄＯ膜のシート抵抗
が２桁低下する時間を、アニール処理の温度に対してプ
ロットした結果は図２に示すとおりである。この結果に
よると、アニール温度が高くなるに伴い、ソーダガラス
を基体としたＰｄＯ膜のシート抵抗が２桁低下するに要
する時間は、石英を基体とするＰｄＯ膜の所要時間に近
づくことがわかる。この現象は、特にアニール温度が低
い場合には、ソーダガラス基体からＰｄＯ膜中に混入し
たＮａがＰｄＯ表面および内部に水と関連する変質層を
形成し、この変質層が還元雰囲気とＰｄＯの接触を阻ん
でいるためと考えられている。

【００１７】本発明においては、電子放出部形成用薄膜
の電子放出部形成領域にアルカリ金属を存在させること
により、第５の工程における電子放出部形成領域の電気
抵抗の減少速度を著しく低下せしめ、電子放出部形成領
域の電気抵抗をそれ以外の領域よりも高くなるようにす
るものである。即ち、第６の工程におけるフォーミング
処理により、電子放出部形成領域に集中してジュール熱
を発生させ、形成される電子放出部の位置及び形状を概
略制御することを可能にしたものである。なお、第３の
工程における絶縁性薄膜に設けられる狭い亀裂はガラス
基体からのＮａの拡散に寄与する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳述する。

【００１９】まず、表面伝導型電子放出素子について、
図面を用いて説明する。図１は本発明の製造方法で得ら
れる表面伝導型電子放出素子の構成を示す模式図であ
り、ａは平面図、ｂは断面図である。図１において、１
はガラス基体、２および３は素子電極、４は導電性膜、
５は電子放出部、６は絶縁性薄膜、７は絶縁性薄膜６に
形成された穴または溝、即ち、前記亀裂である。

【００２０】ガラス基体１はアルカリ金属を含有するガ
ラスからなり、かかるガラスとして、例えばソーダガラ
スを好ましく挙げることができる。金属酸化物からなる
電子放出部形成用薄膜のうち電子放出部領域にアルカリ
金属を拡散させ、かかる領域の還元を抑制するためであ
る。

【００２１】絶縁性薄膜６としては、窒化シリコン、リ
ンシリケートガラスを用いることができるが、これらに
限定されるものではなく、アルカリ金属を透過させない
ものであればよい。膜厚はアルカリ金属を十分に阻止で
き、かつ集束イオンビーム法、フォトリソグラフィ法等
でその深さがガラス基体に到達する穴、または溝等の亀
裂を形成できる厚さであればよく、５，０００Åから
１．５μｍであることが好ましい。絶縁性薄膜６は素子
電極２，３を形成する前に、予めスパッタ法、イオンプ
レーテイング法、ＣＶＤ法などによって形成される。

【００２２】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。例えば、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、
Ｐｄ等の金属または合金、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ
₂ 、Ｐｄ−Ａｇ等の金属また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
導電体およびポリシリコン等の半導体材料等から適宜選
択することができる。

【００２３】素子電極間隔Ｌ、素子電極長さＷ、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。素子電極間隔Ｌは、好ましくは数千Å〜数百μｍの
範囲とし、さらに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〜数十μｍの範囲とする。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〜数百μｍの範囲とすることが好ましい。素子電
極２，３の膜厚は、数百Å〜数μｍの範囲とすることが
できる。

【００２４】なお、本発明において、表面伝導型電子放
出素子は、図１に示した構成だけでなく、ガラス基体１
上に、絶縁性薄膜６、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。

【００２５】導電性膜４となる電子放出部形成用薄膜に
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。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をとっており、またはい
くつかの微粒子が集合し、全体として島状構造を形成し
ている場合もある。微粒子の粒径は数Å〜数千Å、好ま
しくは１０Å〜２００Åの範囲である。なお、本明細書
において、微粒子とは、多数の原子または分子の集合体
で、一般に微粒子、超微粒子と呼ばれるものを含み、粒
径が数Å〜数μｍのものをいう。ここで粒径は、前記状
態で粒子形状が認識可能な微粒子についての径をいう。

【００２６】電子放出部形成用薄膜の膜厚は、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
抗値および後記するフォーミング条件等を考慮して適宜
設定されるが、通常は、数Å〜数千Åの範囲とするのが
好ましく、さらに好ましくは１０Å〜５００Åの範囲と
する。その抵抗値はＲｓが１０² 〜１０⁷ Ω／□の値で
ある。なお、ここでＲｓは幅がｗ、長さがｌの薄膜の長
さ方向に測定した抵抗Ｒを、Ｒ＝Ｒｓ（ｌ／ｗ）とおい
たときに現れる値である。

【００２７】また、この膜４を構成する材料としては、
Ｐｄ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｏ等の金属、ＰｄＯ、Ｃｒ
₂ Ｏ₃ 、ＮｉＯ、ＦｅＯ、ＭｏＯ₃ 等の金属酸化物の中
から適宜選択される。

【００２８】電子放出部５は、導電性膜４の一部に形成
された高抵抗の亀裂により構成され、後述の絶縁性薄膜
６に形成される溝７のパターンに依存したものとなる。
電子放出部５の内部には数Å〜数千Å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
の近傍の導電性膜４には、炭素及び炭素化合物を含有す
ることもできる。

【００２９】炭素及び炭素化合物としては、例えばグラ
ファイト、非晶質カーボンが挙げられ、その膜厚は５０
０Å以下とすることが好ましく、３００Å以下がより好
ましい。ここでグラファイトには、ほぼ完全なグラファ
イトの結晶構造を示すいわゆるＨＯＰＧのほか、結晶粒
が２００Å程度で結晶構造がやや乱れたＰＧ、結晶粒が
２０Å程度になり結晶構造の乱れがさらに大きいＧＣを
含み、非晶質カーボンには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含む。

【００３０】前記表面伝導型電子放出素子の製造方法の
一例を図３に模式的に示す。以下、図１及び図３を参照
しながら、本発明の表面伝導型電子放出素子の製造方法
の一例について説明する。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
付した。

【００３１】ソーダガラス基体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、イオンプレーテイング法、ＣＶＤ法等により絶縁
性薄膜６を形成（第１の工程）した後、同様な手法によ
り素子電極材料を堆積し、例えばフォトリソグラフィー
技術またはオフセット印刷技術を用いて絶縁性薄膜６上
に素子電極２，３を形成する〔第２の工程、図３
（ａ）〕。

【００３２】素子電極２，３にはさまれ、最終的に電
子放出部形成用薄膜の電子放出部領域となる位置に対応
する絶縁性薄膜６内にフォトリソグラフィー法または集
束イオンビーム法等の方法により溝７を形成する（第３
の工程、図３（ｂ）〕。

【００３３】素子電極２，３を設けた絶縁性薄膜６上
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、前記電子放出部形成用薄膜の材料の
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、金属酸化物か
らなる電子放出部形成用薄膜４を形成する〔第４の工
程、図３（ｃ）〕。上記の加熱焼成処理時にソーダガラ
ス基体１から、絶縁性薄膜６に形成した溝７を通してＮ
ａの熱拡散が生じる。電子放出部形成用薄膜４の形成法
は有機金属溶液の塗布法に限られるものでなく、真空蒸
着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、分散塗布法、デイッピン
グ法、スピナー法等を用いることもできる。

【００３４】次に、電子放出部形成用薄膜４を２％Ｈ
₂ −９８％Ｎ₂ 雰囲気中に保持して金属酸化物からなる
電子放出部形成用薄膜４を還元する。このとき、電子放
出部形成領域に拡散したＮａによる変質層が還元雰囲気
と金属酸化物の接触を阻み、該領域の還元反応が抑制さ
れる一方で、電子放出部形成領域以外の金属酸化物は還
元され、電気抵抗が低下する（第５の工程）。

【００３５】続いて、通電処理によりフォーミング処
理を行う。素子電極２，３間に、不図示の電源を用いて
通電を行うと、溝７に対応する電子放出部形成用薄膜４
の領域に構造の変化した電子放出部５が形成される〔第
６の工程、図３（ｄ）〕。即ち、通電フォーミングによ
り、第５の工程で還元が抑制された溝７に対応する電子
放出部形成用薄膜４の領域に選択的にジュール熱を発生
させることができ、かかる領域に破壊、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。

【００３６】通電フォーミングの電圧波形の例を図４に
示す。

【００３７】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４（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４（ｂ）に示した手法
がある。

【００３８】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。通常Ｔ１はマイクロ
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子形態に
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〜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、矩形波など所望の波形を
採用することができる。

【００３９】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（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】フォーミング処理を終えた素子には活性
化工程と呼ばれる処理を施すのが好ましい。活性化工程
とは、この工程により、素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅが
著しく変化する工程である。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、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
ンプ等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、前記応用
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。

【００４２】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抑える
必要がある。真空容器内の有機成分の分圧は、前記炭素
および炭素化合物がほぼ新たに堆積しない分圧で１．３
×１０^-6Ｐａ以下が好ましく、さらには１×１０^-8Ｐａ
以下が特に好ましい。

【００４３】また、活性化用ガスとして使用される適当
な有機物質としては、アルカン、アルケン、アルキンな
ど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
類、カルボン酸、スルホン酸等の有機酸類等を挙げるこ
とができ、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
レン等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、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Ｉｅが著しく
変化するようになる。

【００４４】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。

【００４５】このような工程を経て得られた表面伝導
型電子放出素子は、安定化工程を経ることが好ましい。
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
置を挙げることができる。

【００４６】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
ときできるだけ高温で長時間処理することが望ましい
が、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^-5
Ｐａ以下が好ましく、さらには１．３×１０^-6Ｐａ以下
が特に好ましい。

【００４７】安定化工程を終えた後の、駆動時の雰囲気
は、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減少しても十分安定な特性を
維持することができる。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。

【００４８】前記の工程を経て得られた表面伝導型電子
放出素子の基本特性について、図５、図６を参照しなが
ら説明する。

【００４９】図５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
をも兼ねている。図５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。図５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。即ち、１は電子放出素子を構成するガラス基
体であり、２及び３は素子電極、４は導電性膜、５は電
子放出部、６は絶縁性薄膜である。５１は電子放出素子
に素子電圧Ｖｆを印加するための電源、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である。５
３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２〜８ｍｍの範囲と
して測定を行うことができる。

【００５０】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
プからなる通常の高真空装置系と、さらにイオンポンプ
等からなる超高真空装置系とにより構成されている。こ
こに示した電子放出素子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ると、前記通電フォーミング以降の
工程の行うことができる。

【００５１】図６は、図５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６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、縦軸、横軸ともリニ
アスケールである。

【００５２】図６からも明らかなように、本発明により
得られる表面伝導型電子放出素子は放出電流Ｉｅに関し
て三つの特徴的性質を有する。

【００５３】即ち、（ｉ）本素子はある電圧（しきい値
電圧と呼ぶ、図６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Ｖ
ｔｈ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。（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。（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。

【００５４】図６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（ＭＩ特性）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（ＶＣＮＲ特性）を示す場合もある（不図
示）。これらの特性は、前記工程を制御することで制御
できる。

【００５５】以上の説明により理解されるように、本発
明により得られ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。

【００５６】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、電子放出素子をＸ方向及
びＹ方向に行列状に複数配列し、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、このようなものはいわゆるマトリックス配置であ
る。

【００５７】本発明の製造方法で得られる表面伝導型電
子放出素子については、前記のとおり、（ｉ）乃至（ｉ
ｉｉ）の特性がある。即ち、表面伝導型電子放出素子か
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ほとんど放出されない。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。

【００５８】以下、この原理に基づき、本発明で得られ
た電子放出素子を複数配置して得られる電子源基板につ
いて、図７を用いて説明する。

【００５９】図７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。ｍ本のＸ方向配線
７２はＤｘ１、Ｄｘ２、・・・Ｄｘｍからなり、真空蒸
着法、印刷法、スパッタ法など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、Ｄｙ
２、・・・Ｄｙｎのｎ本の配線よりなり、Ｘ方向配線７
２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）。

【００６０】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 、ＰｂＯ等
で構成される。例えば、Ｘ方向配線７２を形成した基体
７１び全面或い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。

【００６１】表面伝導型電子放出素子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。配線７２と配線７３を構成
する材料、結線７５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
っていてもよい。これら材料は、例えば前記素子電極の
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。

【００６２】Ｘ方向配線７２には、Ｘ方向に配列した表
面伝導型電子放出素子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方向に配列した表面伝導
型電子放出素子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。

【００６３】このような単純マトリックス配置の電子源
を用いて構成した画像形成装置について、図８を用いて
説明する。図８は画像形成装置の表示パネルの一例を示
す模式図である。

【００６４】図８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はガラス基体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分以上焼成することで、封着して構成される。

【００６５】７４は表面伝導型電子放出素子、７２、７
３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方向配線およびＹ方向配線である。

【００６６】外囲器８８は、前記の如く、フェースプレ
ート８６、リアプレート８１及び支持枠８２で構成され
る。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を構成してもよい。一方、
フェースプレート８６、リアプレート８１間にスペーサ
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持つ外囲器８８を構成するこ
ともできる。

【００６７】図９は、蛍光膜を示す模式図である。図８
に示された蛍光膜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。

【００６８】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。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。

【００６９】図８において、ガラス基体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、沈殿法、印刷法等が採用できる。

【００７０】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側へ鏡面反射させ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り、蛍光膜
を形成した後、Ａｌを真空蒸着等により堆積させること
で作製できる。

【００７１】フェースプレート８６には、さらに、蛍光
膜８４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。

【００７２】前記封着を行う際には、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となる。

【００７３】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１０及び図１１を用いて説明する。

【００７４】図１０は、はしご型配置の電子源の一例を
示す模式図である。図１０において、７１は電子源基
板、７４は電子放出素子である。１０３、Ｄ１〜Ｄ１０
は、電子放出素子７４を接続するための共通配線であ
る。電子放出素子７４は電子源基板７１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Ｄ
２〜Ｄ９は、例えばＤ２とＤ３、Ｄ４とＤ５、Ｄ６とＤ
７、Ｄ８とＤ９とを、夫々同一配線とすることもでき
る。

【００７５】図１１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成の一例を示す模式図で
ある。図１１において、１１２はグリッド電極、１１３
は電子が通過するための空孔、１１４はＤｏｘ１，Ｄｏ
ｘ２，・・・Ｄｏｘｍよりなる容器外端子である。１１
５はグリッド電極１１２と接続されたＧ１、Ｇ２、・・
・、Ｇｎからなる容器外端子、７１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１１におい
ては、図８、図１０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じ符号を付した。ここに示した画
像形成装置と、図８に示した単純マトリックス配置の画
像形成装置との大きな違いは、電子源基板７１とフェー
スプレート８６の間にグリッド電極１１２を備えている
か否かである。

【００７６】図１１においては、電子源基板７１とフェ
ースプレート８６の間には、グリッド電極１１２が設け
られている。グリッド電極１１２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、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個ずつ円形の空孔１１３が設けられてい
る。グリッドの形状や設置位置は図１１に示したものに
限定されるものではない。例えば、空孔としてメッシュ
状に多数の通過口を設けることもでき、グリッドを表面
伝導型電子放出素子の周囲や近傍に設けることもでき
る。

【００７７】容器外端子１１４およびグリッド容器外端
子１１５は、不図示の制御回路と電気的に接続されてい
る。

【００７８】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ラインずつ表示することができる。

【００７９】このような画像形成装置は、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。

【００８０】次に、単純マトリッ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１２を用いて説明する。図１２におい
て、１２１は画像表示パネル、１２２は走査回路、１２
３は制御回路、１２４はシフトレジスタである。１２５
はラインメモリ、１２６は同期信号分離回路、１２７は
変調信号発生器、Ｖｘ及びＶａは直流電圧源である。

【００８１】表示パネル１２１は、端子Ｄｏｘ１乃至Ｄ
ｏｘｍ、端子Ｄｏｙ１乃至Ｄｏｙｎ、及び電圧端子Ｈｖ
を介して外部の電気回路と接続している。端子Ｄｏｘ１
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ックス配線された表
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。

【００８２】端子Ｄｏｙ１乃至Ｄｏｙｎ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。

【００８３】走査回路１２２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を備えたもので（図
中、Ｓ１乃至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１２１の端子Ｄｏｘ１乃至Ｄｏｘｍと電気的に接続
される。Ｓ１乃至Ｓｍの各スイッチング素子は、制御回
路１２３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。

【００８４】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。

【００８５】制御回路１２３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われるように各部の動作
を整合さあせる機能を有する。制御回路１２３は、分離
回路１２６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及びＴｍｒ
ｙの各制御信号を発生する。

【００８６】同期信号分離回路１２６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１２６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。外ＤＡＴＡ信号はシフトレジスタ１２４に
入力される。

【００８７】シフトレジスタ１２４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１２３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
１２４のシフト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、Ｉｄ１
乃至ＩｄｎのＮ個の並列信号として前記シフトレジスタ
１２４より出力される。

【００８８】ラインメモリ１２５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１２３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１２７に入力される。

【００８９】変調信号発生器１２７は、画像データＩ
ｄ’１乃至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あり、
その出力信号は、端子Ｄｏｙ１乃至Ｄｏｙｎを通じて表
示パネル１２１内の表面伝導型電子放出素子に印加され
る。

【００９０】前記のとおり、本発明の製造方法により得
られる電子放出素子は、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。

【００９１】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１２７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宜パルスの波
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。

【００９２】パルス方式を実施するに際しては、変調信
号発生器１２７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１２４やラインメモリ１２
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われればよいからである。

【００９４】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路１２６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１２６の出力部にＡ／Ｄ変
換器を設ければよい。これに関連してラインメモリ１２
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１２７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１２７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１２７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。

【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１２７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（ＶＯＣ）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。

【００９６】このような構成をとり得る本発明の画像形
成装置においては、各電子放出素子に、容器外端子Ｄｏ
ｘ１乃至Ｄｏｘｍ、Ｄｏｙ１乃至Ｄｏｙｎを介して電圧
を付加することにより、電子放出が生ずる。高圧端子Ｈ
ｖ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具体的構成
は、本発明の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方式等のほ
か、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。

【００９８】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳述す
る。

【００９９】〔実施例１〕図１３に示す基本的な構成を
有する表面伝導型電子放出素子を、図１４〜図１６に示
す製造方法により作製した。

【０１００】図１３は、本発明の電子源により構成され
た画像形成装置の代表的な素子構成の平面図である。図
１４〜図１６は本発明の製造工程を示す平面図である。
図１４〜図１６では不図示の基体上に電子放出素子を３
個×３個、計９個マトリックス状に配線とともに形成し
た例で示す。なお、以下の工程ａ〜ｆは図１４〜図１６
の（ａ）〜（ｆ）に対応する。

【０１０１】以下、図１４〜図１６に基づいて順を追っ
て製造方法を説明する。

【０１０２】工程ａ清浄化した青板ガラスを基体としてこれを２００℃に保
持しながら、Ｎ₂ 雰囲気中でＳｉをターゲットとしたス
パッタ法により、青板ガラス上に図１４では不図示の厚
さ０．５μｍの窒化シリコン膜を形成した。次に、素子
電極２及び３を形成した。本実施例では、膜の成膜方法
として、金属成分としてＡｕを含むＭＯＤを厚膜ペース
ト材料を用いた厚膜印刷法を使用した。印刷の方法はス
クリーン印刷法である。印刷の後、７０℃で１０分乾燥
し、次に本焼成した。焼成温度は５５０℃でピーク保持
時間は約８分であった。印刷、焼成後のパターンは３５
０μｍ×１５０μｍ、厚みは約０．３μｍ、電極間隙は
２０μｍとした。

【０１０３】工程ｂ窒化シリコン膜上に、第１層の配線７２を素子電極２の
片側一方に各々接続するように形成する。本実施例では
第１層配線の形成方法として厚膜スクリーン印刷法を用
いた。使用した厚膜ペースト材料はＡｇペーストで金属
部分はＡｇである。所望のパターンでスクリーン印刷の
後、１１０℃で２０分の乾燥を行い、さらに５５０℃、
ピーク保持時間１５分の焼成を行って、幅１００μｍ、
厚み１２μｍの第１層のＸ方向の配線７２を作製した。

【０１０４】工程ｃ層間絶縁膜１４４を形成する。この層間絶縁層は素子電
極２に対向する位置で凹型の部分を有し、本実施例では
厚膜スクリーン印刷法を用いた。ペースト材料はＰｂＯ
を主成分として、ガラスバインダーを混合したペースト
である。焼成温度は５５０℃、ピーク保持温度は１５分
である。スクリーン印刷、焼成後の幅は５００μｍ、厚
さは約３０μｍであった。絶縁層は上下層間の絶縁性を
確保するために、印刷、焼成を２回ずつ実施例した。厚
膜ペーストにより１回目のポーラスな状態を埋め込むよ
うにして２回目の膜１４５を印刷、焼成し、絶縁性が確
保されることになる。

【０１０５】工程ｄ第２の配線層７３を前記絶縁層１４５の凹部分以外では
前記絶縁層からはみ出さない程度に幅が狭く、かつ前記
絶縁層の凹部分で素子電極と十分にコンタクトがとれる
ように形成した。形成法は厚膜ペースト材料としてＡｇ
ペーストを用いたスクリーン印刷法とした。所望のパタ
ーンでスクリーン印刷の後、１１０℃で２０分の乾燥を
行い、５５０℃、ピーク保持時間１５分の焼成を行っ
て、幅３００μｍ、厚さ１０μｍの第２の配線層７３を
形成した。

【０１０６】工程ｅ素子電極２と３のギャップ間のＳｉＮ層に集束イオンビ
ーム法（ＦＩＢ、日立ＦＢ２０００）により、幅３００
Åでその底が青板ガラスに到達している溝７を形成し
た。本実施例では、入射イオンにＧａ⁺ 、入射エネルギ
ー３０ＫｅＶ、イオン電流を２ｐＡとし、溝７を形成し
た。

【０１０７】工程ｆ最後に電子放出部形成用薄膜４を形成した。素子電極
２，３上に有機パラジウム〔ＣＣＰ４２３０、奥野製薬
工業（株）〕をスピナーにより回転塗布し、３５０℃、
１０分の熱処理を行い、ＰｄＯからなる微粒子から構成
される電子放出部形成用薄膜４を形成した。その膜厚は
１０ｎｍ、シート抵抗値は５×１０⁴ Ω／口であった。
このパラジウム膜をパターニングし、フォーミング処理
前までの電子源基板の製造工程が完了する。

【０１０８】この工程により、基体を構成する青板ガラ
スからＮａの熱拡散が生じ、後記工程で還元されにくい
部分が形成されるものと考えられる。

【０１０９】以上の工程により、基体上に絶縁性薄膜を
介してＸ方向配線７２、Ｙ方向配線７３、素子電極２，
３、電子放出部形成用薄膜４を二次元状に、かつ等間隔
に形成した。

【０１１０】以上の工程により作製された表面伝導型電
子放出素子を複数配した電子源基板を用いて図８に示す
構成のパネルを作製した。該パネルの構成を説明する。

【０１１１】７１は前記工程ａ〜ｆにより作製された表
面伝導型電子放出素子を複数配した電子源基板に同じで
ある。８１は電子源基板７１を固定したリアプレート、
７２はＸ方向配線、７３はＹ方向配線、７４は表面伝導
型電子放出素子、８６はガラス基体８３の内面に蛍光膜
８４とメタルバック８５を形成したフェースプレートで
ある。８２は支持枠枠であり、該支持枠８２にはリアプ
レート８１、フェースプレート８６がフリットガラスを
用いて接続されている。８８は外囲器であり、大気中で
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。

【０１１２】次に、還元工程について説明する。不図示
の排気管を介して外囲器８８内に２％Ｈ₂ −９８％Ｎ₂
ガスを導入しつつ、Ｙ方向配線７３を共通にしてＸ方向
配線７２とＹ方向配線間の抵抗を測定する。この抵抗値
が２０％以下に減少したところで上記ガスの導入を止
め、真空ポンプにて外囲器８８内を排気し、１．３×１
０^-4Ｐａに達したところで真空ポンプを停止した。

【０１１３】次に、電子放出部形成用薄膜４に電子放出
部を形成するフォーミング処理について説明する。外囲
器８８内が十分な真空に達している状態で、容器外端子
Ｄｏｘ１乃至ＤｏｘｍとＤｏｙ１乃至Ｄｏｙｎを通じ、
電子放出部形成用薄膜４の素子電極２，３間に電圧を印
加し、電子放出部形成用薄膜４を通電処理（フォーミン
グ処理）することにより、前記工程ｅで形成した狭い溝
７に沿って電子放出部を形成した。具体的には、フォー
ミング処理として、１．３×１０^-4Ｐａの真空雰囲気下
で、図４（ａ）に示すようなパルス幅Ｔ１が１ミリ秒、
波高値（フォーミング時のピーク電圧）が１５Ｖの三角
波を、１０ミリ秒のパルス間隔で６０秒間、素子電極
２，３間に通電した。

【０１１４】狭い溝７を形成しない場合、電子放出部は
素子電極２，３間に１０μｍ以上の幅にわたって大きく
蛇行して形成されたり、素子電極の近傍に形成されたの
に対し、溝７を形成することによって、蛇行は溝７の幅
内に抑えることができた。

【０１１５】次に、１．３×１０^-4Ｐａ程度の真空度で
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８８を封止した。さらにこの真空度を維持するた
めにゲッター処理を行った。画像形成装置内の所定の位
置（不図示）に設置されたＢａゲッターを加熱して表面
に吸着した外囲器８８内の残留ガス成分をゲッター内に
取り込みながら、外囲器８８内の真空度を上げる。

【０１１６】本画像形成装置の各表面伝導型電子放出素
子には、容器外端子Ｄｏｘ１〜Ｄｏｘｍ、Ｄｏｙ１〜Ｄ
ｏｙｎを通じ走査信号および変調信号を不図示の信号発
生手段により印加することにより電子を放出させ、高圧
端子Ｈｖを通じてメタルバック８５に数ｋＶ以上の高圧
を印加し、放出された電子を加速して蛍光膜８４に衝突
させ発光させることで画像を形成した。

【０１１７】狭い溝７を形成することにより、各表面伝
導型電子放出素子からの放出電子量のバラツキを数％に
抑えられるため、画像の明るさの分布は均一になり信頼
性が向上した。

【０１１８】〔実施例２）素子電極間の狭い溝７をフォ
トリソ法によって形成する点以外は実施例１と全く同様
にして電子源を作製した。

【０１１９】即ち、実施例１記載の工程ａの後に、絶縁
層上にフォトレジストによりポジパターンを形成し、Ｃ
Ｆ₄ ＋Ｏ₂ ガスを用いたドライエッチングにより溝７を
形成した。溝７の幅の限界は露光する光の波長で決定さ
れるが、Ｘ線露光をした場合でも０．２μｍ程度であっ
た。

【０１２０】次に、工程ｂ〜工程ｆによって基体上に、
絶縁性薄膜を介してＸ線方向配線７２、Ｙ方向配線７
３、素子電極２，３、電子放出部形成用薄膜４を二次元
状に、かつ等間隔に形成した。

【０１２１】次いで、実施例１と同様に還元工程、フォ
ーミング処理を行って、素子電極２，３間の電子放出部
形成用薄膜４に電子放出部５を形成した。溝７を形成す
ることによって蛇行は溝７の幅内に抑えることができ
た。

【０１２２】本実施例で作製された電子源を画像形成装
置とした場合、狭い溝７を形成することにより、各表面
伝導型電子放出素子からの放出電子量のバラツキを抑え
られるため、画像の明るさの分布は均一になり信頼性が
向上した。

【０１２３】〔実施例３〕図１７は、実施例２の本発明
による画像表示装置を、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表示装置の一例を示すための図で
ある。

【０１２４】図中２０１は画像表示装置（ディスプレイ
パネル）、１００１は画像表示装置の駆動回路、１００
２はディスプレイコントローラ、１００３はマルチプレ
クサ、１００４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、１００８及び１００９及び１０１０は画像メモリ
ー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。

【０１２５】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。

【０１２６】以下、画像信号の流れに沿って各部の機能
を説明する。

【０１２７】まず、ＴＶ信号受信回路１０１３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。

【０１２８】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
化に適した前記画像表示装置の利点を生かすのに好適な
信号源である。

【０１２９】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。

【０１３０】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。

【０１３１】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１００４に出
力される。

【０１３２】画像メモリーインターフェース回路１０１
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１００４に出力される。

【０１３３】画像メモリーインターフェース回路１００
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
００４に出力される。

【０１３４】画像メモリーインターフェース回路１００
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１００４に入力さ
れる。

【０１３５】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うことも可能であ
る。

【０１３６】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、あるいはＣＰＵ１００
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。

【０１３７】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。

【０１３８】ＣＰＵ１００６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。

【０１３９】例えば、マルチプレクサ１００３に制御信
号を出力し、画像表示装置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
信号に応じて画像表示装置コントローラ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、ある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。

【０１４０】尚、ＣＰＵ１００６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１００５
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。

【０１４１】入力部１０１４は、前記ＣＰＵ１００６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。

【０１４２】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、
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１００
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。

【０１４３】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１００７
及びＣＰＵ１００６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。マルチプレクサ１００３
は、前記ＣＰＵ１００６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内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、
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。

【０１４４】画像表示装置コントローラ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。

【０１４５】画像表示装置の基本的な動作に関わるもの
として、例えば画像表示装置の駆動用電源（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１０
０１に対して出力する。画像表示装置の駆動方法に関わ
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１００１に対して出力する場合もある。

【０１４６】駆動回路１００１は、画像表示装置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
記画像表示装置コントローラ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。

【０１４７】以上、各部の機能を説明したが、図１７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画像表示装置２０
１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１００４に
おて逆変換された後、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、
デイ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画像表示装置２０１に駆動信号を
印加する。これにより、画像表示装置２０１において画
像が表示される。これらの一連の動作は、ＣＰＵ１００
６により統括的に制御される。

【０１４８】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。

【０１４９】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。

【０１５０】図１７に示した表示装置は、本発明の技術
的思想に基づいて種々の変形が可能である。例えば図１
７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。

【０１５１】本表示装置においては、とりわけ表面伝導
型電子放出素子を電子ビーム源とする画像表示装置の薄
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、大面積化が容易で輝度が高く
視野角特性にも優れるため、本表示装置は臨場感にあふ
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。

【０１５２】また、本例の表示装置においては、安定な
電子放出特性と、高い電子放出効率を有する本発明の表
面伝導型電子放出素子を電子源に用いて、画像表示装置
を構成したことにより、高輝度で動作安定性に優れた表
示画像が得られた。

【０１５３】

【発明の効果】以上説明したとおり、電子放出素子にお
いて、電子放出部の位置を制御することができ、これに
より、電子放出量を所望の値にすることができる。表面
伝導型電子放出素子を多数配置して画像形成装置とする
場合、構成する各素子の電子放出量が同等になるため、
画素間で輝度のバラツキを小さくし、画像形成装置とし
ての信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面伝導型電子放出素子の構成の一例
を示す模式的平面図及び断面図である。

【図２】青板基板と石英基板の還元雰囲気下での抵抗の
経時変化を示すグラフである。

【図３】本発明の表面伝導型電子放出素子の製造工程の
一例を示す模式図である。

【図４】本発明の表面伝導型電子放出素子の製造方法に
おいて採用できる通電フォーミング処理における電圧波
形の一例を示す模式図である。

【図５】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６】本発明の表面伝導型電子放出素子の放出電流Ｉ
ｅ、素子電流Ｉｆと素子電圧Ｖｆの関係の一例を示す模
式図である。

【図７】本発明の電子源の一例を示すマトリックス配置
した電子源の模式図である。

【図８】本発明の画像形成装置の一例を示す表示パネル
の模式図である。

【図９】蛍光膜の一例を示す模式図である。

【図１０】本発明の電子源の一例を示すはしご配置の電
子源の模式図である。

【図１１】本発明の画像形成装置の一例を示す表示パネ
ルの模式図である。

【図１２】画像形成装置に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。

【図１３】本発明の電子源の一例であるマトリックス配
置した電子源の素子構成の模式的平面図である。

【図１４】本発明の電子源の一例である単純マトリック
ス配置した電子源の製造工程を順に示す模式図である。

【図１５】本発明の電子源の一例である単純マトリック
ス配置した電子源の製造工程を順に示す模式図である。

【図１６】本発明の電子源の一例である単純マトリック
ス配置した電子源の製造工程を順に示す模式図である。

【図１７】本発明の電子源を用いた画像表示装置の画像
信号の流れを説明するための模式図である。

【符号の説明】

１ガラス基体２，３素子電極４電子放出部形成用薄膜（導電性膜）５電子放出部６絶縁性薄膜７溝（亀裂）５０素子電流Ｉｆ測定のための電流計５１素子電圧Ｖｆを印加するための電源５２放出電流Ｉｅ測定のための電流計５３アノード電極５４に電圧を印加するための高圧
電源５４放出電流Ｉｅを捕捉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７２Ｘ方向配線７３Ｙ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ガラス基体８４蛍光膜８５メタルバック８６フェースプレート８８外囲器９１黒色導電材９２蛍光体１０３共通配線１１２グリッド電極１１３電子が通過するための空孔１１４，１１５容器外端子１２１表示パネル１２２走査回路１２３制御回路１２４シフトレジスタ１２５ラインメモリ１２６同期信号分離回路１２７変調信号発生器Ｖｘ，Ｖａ直流電圧源１４４，１４５層間絶縁層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体上に対向して設けられた一対の素子
電極間に跨がる導電性膜に電子放出部が形成された電子
放出素子の製造方法において、アルカリ金属を含有するガラスからなる基体上に絶縁性
薄膜を形成する第１の工程と、該絶縁性薄膜上に、一対の素子電極と該電極に電圧を供
給するための配線とを形成する第２の工程と、該一対の素子電極間の該絶縁性薄膜に狭い亀裂を形成す
る第３の工程と、最終的には電子放出部を含む導電性膜となる電子放出部
形成用薄膜を、該亀裂を覆い、該一対の素子電極間に跨
がって形成する第４の工程と、該第４の工程が熱処理を伴わない場合には熱処理を施す
第４’の工程と、還元雰囲気中で該電子放出部形成用薄膜の電子放出部領
域以外を還元する第５の工程と、該電子放出部形成用薄膜に通電して、該電子放出部形成
領域内に電子放出部を形成する第６の工程とを、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】該第１の工程で形成される絶縁性薄膜が
アルカリ金属を透過させないことを特徴とする請求項１
記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項３】該第４の工程若しくは第４’の工程を経
た電子放出部形成領域にアルカリ金属が含まれることを
特徴とする請求項１記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項４】該第５の工程を経た電子放出部形成用薄
膜が、電子放出部形成領域以外は金属を含み、電子放出
部形成領域は該金属の酸化物を含むことを特徴とする請
求項１記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項５】該金属がＰｄまたはＮｉであることを特
徴とする請求項４記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項６】該絶縁性薄膜が窒化シリコンまたはリン
シリケートガラスであることを特徴とする請求項１記載
の電子放出素子の製造方法。
【請求項７】該絶縁性薄膜は、厚さが少なくとも５０
０ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の電子放出
素子の製造方法。
【請求項８】該第３の工程における狭い亀裂が、集束
イオンビームを用いる方法またはフォトリソグラフィ法
で形成される請求項１記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項９】請求項１記載の製造方法により得られた
電子放出素子。
【請求項１０】請求項９記載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、該電子放出素子を
駆動するための配線を有することを特徴とする電子源。
【請求項１１】該配線がマトリックス配置されている
ことを特徴とする請求項１０記載の電子源。
【請求項１２】該配線が梯子状配置されていることを
特徴とする請求項１０記載の電子源。
【請求項１３】請求項１０記載の電子源と、少なくと
も該電子源からの電子線の照射により画像を形成する画
像形成部材とから構成されたことを特徴とする画像形成
装置。