JPH11250804A - 画像形成装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放出電流が大きく、電子放出特性に優れた特
性を得る。 【解決手段】 結合された、画像形成部材が配置された
部材と電子放出素子が配置された部材とを備える画像形
成装置の製造方法において、画像形成部材が配置された
部材８６の結合部に接着剤を配する工程と、接着剤を加
熱する工程と、加熱工程の後に、画像形成部材が配置さ
れた部材８６と電子放出素子が配置された部材８１とを
結合する工程とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子を備
える画像形成装置の製造方法に関する。

【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。

【０００３】ＦＥ型の例としては、W.P.Dyke & W.W.Dol
an,“Field Emission”,Advance inElectron Physics,
8,89(1956)あるいはC.A.Spindt,“PHYSICAL Properties
ofthin-film field emission cathodes with molybden
ium cones”,J.Appl.Phys.,47,5248(1976)等に開示され
たものが知られている。ＭＩＭ型の例としてはC.A.Mea
d,“Operation of Tunnel-Emission Devices”,J.Appl.
Phys.,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.Electron Phys.,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、電子放出が生ずる現象を利用するものである。こ
の表面伝導型電子放出素子としては、前記エリンソン等
によるＳｎＯ₂ 薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によるもの
［G.Dittmer:“Thin Solis Films,”9,317(1972)］、Ｉ
ｎ₂ Ｏ₃ ／ＳｎＯ₂ 薄膜によるもの［M.Hartwell and
C.G.Fonstad:“IEEE Trans.ED 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】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薄膜を予め通電フ
ォーミングと呼ばれる通電処理によって電子放出部形成
するのが一般的であった。すなわち、通電フォーミング
とは前記導電性薄膜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
電性薄膜を局所的に破壊、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。なお、電子放出部は導電性薄膜の一部に亀裂が発
生しその亀裂付近から電子放出が行われる。前記通電フ
ォーミング処理をした表面伝導型電子放出素子は、上述
導電性薄膜に電圧を印加し、素子に電流を流すことによ
り、上述電子放出部より電子を放出せしめるものであ
る。

【０００７】上述の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
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、後述
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行配列した電子源が挙げられる。
（例えば、特開昭６４−０３１３３２号公報、特開平１
−２８３７４９号公報、特開平１−２５７５５２号公報
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る電子によって、可視光を発光させ
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（例えば米国特許第５０６６８８３
号）。

【０００８】従来、これらの冷陰極電子放出素子を用い
て画像形成装置を製造するには、冷陰極電子放出素子を
多数有する電子源を配置したリアプレート、可視光を発
光せしめる蛍光体を有したフェースプレート、これらリ
アプレートとフェースプレートとの間隔を表示領域部の
外で保持する支持枠、さらに排気管等を組み合わせて画
像形成装置を形成する。さらに、大気圧支持のため表示
領域部内で上記フェースプレートとリアプレートとの間
隔を保持するスペーサが用いられる場合がある。

【０００９】上記の画像形成装置を形成する際、リアプ
レートとフェースプレートへの支持枠の接着、更には、
リアプレートとフェースプレートへのスペーサの接着
を、フリット剤を用いて行う場合がある。

【００１０】特開平８−１３８５５４号公報には、表面
伝導型電子放出素子を備える画像表示装置において、大
気圧支持のために、表示領域内に配置される上記スペー
サの、フェースプレート及びリアプレートへの接着をフ
リット剤を用いて行うことが開示されており、更に、電
子放出素子をもつリアプレート上に、上記スペーサを接
着するためのフリット剤の塗布を行わないことにより、
上記フリット剤の仮焼成時の溶剤やバインダーによる電
子放出素子特性への影響を減少させることができること
が開示されている。

【００１１】本発明は、とりわけ放出電流が大きい、電
子放出特性に優れた電子放出素子を備える画像形成装置
を提供することを目的とする。

【００１２】また、本発明は、放出電流などの電子放出
特性のバラツキが低減された、複数の電子放出素子を備
える画像形成形成装置を提供することを目的とする。

【００１３】また、本発明は、十分な輝度を有する画像
形成装置を提供することを目的とする。

【００１４】また、本発明は、輝度バラツキが低減され
た画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、結合された、
画像形成部材が配置された部材と電子放出素子が配置さ
れた部材とを備える画像形成装置の製造方法において、
前記画像形成部材が配置された部材の前記結合部に接着
剤を配する工程と、前記接着剤を加熱する工程と、該加
熱工程の後に、前記画像形成部材が配置された部材と前
記電子放出素子が配置された部材とを結合する工程とを
有することを特徴とする画像形成装置の製造方法であ
る。

【００１６】また、本発明は、結合された、画像形成部
材が配置された部材と電子放出素子が配置された部材と
を備える画像形成装置の製造方法において、前記電子放
出素子が配置される部材の前記結合部に接着剤を配する
工程と、前記接着剤を加熱する工程と、該加熱工程の後
に、前記電子放出素子の電子放出部材を形成する工程と
を有することを特徴とする画像形成装置の製造方法であ
る。

【００１７】また、本発明は、結合された、画像形成部
材が配置された部材と電子放出素子が配置された部材と
を備える画像形成装置の製造方法において、前記電子放
出素子が配置されている部材の前記結合部に接着剤を配
する工程と、前記接着剤と前記電子放出素子との間に隔
壁を配置して前記接着剤を加熱する工程とを有すること
を特徴とする画像形成装置の製造方法である。

【００１８】また、本発明は、結合された、画像形成部
材が配置された部材と電子放出素子が配置された部材と
を備える画像形成装置の製造方法において、前記電子放
出素子が配置されている部材の前記結合部に接着剤を配
する工程と、前記接着剤を局所的に加熱する工程とを有
することを特徴とする画像形成装置の製造方法である。

【００１９】

【発明の実施の態様】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。

【００２０】本発明を適用し得る表面伝導型電子放出素
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。

【００２１】まず、平面型表面伝導型電子放出素子につ
いて説明する。

【００２２】図１は、本発明を適用可能な平面表面伝導
型電子放出素子の構成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。

【００２３】図１において、１は基板、２と３は素子電
極、４は導電性薄膜、５は電子放出部である。

【００２４】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。

【００２５】対向する素子電極２，３の材料としては、
一般的な半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，
Ｃｕ，Ｐｄ等の金属あるいは合金及びＰｄ，Ａｕ，Ｒｕ
Ｏ₂ ，Ｐｄ−Ａｇ等の金属あるいは金属酸化物とガラス
等から構成される印刷導体等、Ｉｎ₂ Ｏ₃ −ＳｎＯ₂等
の透明導電体及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。

【００２６】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、数千オングストロームから
数百マイクロメートル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好ま
しくは数マイクロメートルから数十マイクロメートルの
範囲とすることができる。

【００２７】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、数マイクロメートルから数百マイク
ロメートルの範囲とすることができる。素子電極２，３
の膜厚ｄは、数百オングストロームから数マイクロメー
トルの範囲とすることができる。

【００２８】なお、図１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。

【００２９】導電性薄膜４には、良好な電子放出特性を
得るために、微粒子で構成された微粒子膜を用いるのが
好ましい。その膜厚は、素子電極２，３へのステップカ
バレージ、素子電極２，３間の抵抗値及び後述するフォ
ーミング条件等を考慮して適宜設定されるが、通常は数
オングストロームから数千オングストロームの範囲とす
るのが好ましく、より好ましくは１０オングストローム
より５００オングストロームの範囲とするのが良い。そ
の抵抗値はＲｓが１０²から１０⁷Ω／□の値である。な
お、Ｒｓは、厚さがｔ、幅がｗで長さがｌの薄膜の抵抗
Ｒを、Ｒ＝Ｒｓ（ｌ／ｗ）とおいたときに現れる。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、フォーミング処理にはこれ
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。

【００３０】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，Ｉｎ₂ Ｏ₃ ，ＰｂＯ，Ｓｂ₂ Ｏ₃ 等の酸化物、
ＨｆＢ₂ ，ＺｒＢ₂ ，ＬａＢ₆，ＣｅＢ₆ ，ＹＢ₄ ，Ｇ
ｄＢ₄ 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
宜選択される。

【００３１】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、数オングストロームから数千オン
グストロームの範囲、好ましくは１０オングストローム
から２００オングストロームの範囲である。

【００３２】なお、本明細書では頻繁に「微粒子」とい
う言葉を用いるので、その意味について説明する。

【００３３】小さな粒子を「微粒子」と呼び、これより
も小さなものを「超微粒子」と呼ぶ。「超微粒子」より
もさらに小さく原子の数が数百個程度以下のものを「ク
ラスター」と呼ぶことは広く行われている。

【００３４】しかしながら、それぞれの境は厳密なもの
ではなく、どのような性質に注目して分類するかにより
変化する。また、「微粒子」と「超微粒子」を一括して
「微粒子」と呼ぶ場合もあり、本明細書中での記述はこ
れに沿ったものである。

【００３５】「実験物理学講座１４ 表面・微粒子」
（木下是雄編、共立出版１９８６年９月１日発行）では
次のように記述されている。

【００３６】「本稿で微粒子というときにはその直径が
だいたい２〜３μｍ程度から１０ｎｍ程度までとし、特
に超微粒子というときには粒径が１０ｎｍ程度から２〜
３ｎｍ程度までを意味することにする。両者を一括して
単に微粒子と書くこともあって決して厳密なものではな
く、だいたいの目安である。粒子を構成する原子の数が
２個から数十〜数百個程度の場合はクラスターと呼
ぶ。」（１９５ページ２２〜２６行目）付言すると、新
技術開発事業団“林・超微粒子プロジェクト”での「超
微粒子」の定義は、粒径の下限はさらに小さく、次のよ
うなものであった。

【００３７】「創造科学技術促進制度の“超微粒子プロ
ジェクト”（１９８１〜１９８６）では、粒子の大きさ
（径）がおよそ１〜１００ｎｍの範囲のものを“超微粒
子”（ultra fain particle）と呼ぶことにした。する
と１個の超微粒子はおよそ１００〜１０⁸個くらいの原
子の集合体ということになる。原子の尺度でみれば超微
粒子は大〜巨大粒子である。」（「超微粒子・創造科学
技術」は林主税、上田良二、田崎明 編；三田出版１９
８８年２ページ１〜４行目）「超微粒子よりさらに小さ
いもの、すなわち原子が数個〜数百個で構成される１個
の粒子は、普通クラスターと呼ばれる」（同書２ページ
１２〜１３行）上記のような一般的な呼び方をふまえ
て、本明細書において「超微粒子」とは多数の原子・分
子の集合体で、粒径の下限は数オングストローム〜１０
オングストローム程度、上限は数μｍ程度のものを指す
こととする。

【００３８】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、材料およ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、数オングストロームから数百オングストロームの範
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およ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。

【００３９】次に、垂直型表面伝導型電子放出素子につ
いて説明する。

【００４０】図２は、本発明の表面伝導型電子放出素子
を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。

【００４１】図２においては、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。

【００４２】２１は段差形成部である。基板１、素子電
極２，３、導電性薄膜４、電子放出部５は、前述して平
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、数千オングストロームから数十マイクロ
メートル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、数百オングストロームから数マイク
ロメートルの範囲が好ましい。

【００４３】導電性薄膜４は、素子電極２，３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２においては、段差形成部２１
に形成されているが、作製条件、フォーミング条件等に
依存し、形状、位置ともこれに限られるものでない。

【００４４】上述の表面伝導型電子放出素子の製造方法
として様々な方法があるが、その一例を図３に模式的に
示す。

【００４５】以下、図１及び図３を参照しながら製造方
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
を付している。

【００４６】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
３（ａ））。

【００４７】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
３（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の形成方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。

【００４８】３）続いて、フォーミング工程を施す。こ
のフォーミング工程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３（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。通電フォーミン
グの電圧波形の例を図４に示す。

【００４９】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。

【００５０】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子に応
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、矩形波等所望の波形を採用
することができる。

【００５１】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ステップ程度ずつ増加させることができる。

【００５２】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
したとき、通電フォーミングを終了させる。

【００５３】４）フォーミング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。

【００５４】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、イオンポンプ等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。

【００５５】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
を挙げることができ、具体的には、メタン、エタン、プ
ロパン等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、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。

【００５６】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。

【００５７】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、パルス波高値等は適宜設定される。

【００５８】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結晶構造、ＰＧは結晶粒
が２００オングストローム程度で結晶構造がやや乱れた
もの、ＧＣは結晶粒が２０オングストローム程度になり
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５００オングストローム以下の
範囲とするのが好ましく、３００オングストローム以下
の範囲とすることがより好ましい。

【００５９】５）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
とができる。

【００６０】真空容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１．３
×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。このときの加熱条件は、８０
〜２００℃で５時間以上が望ましいが、特にこの条件に
限るものではなく、真空容器の大きさや形状、電子放出
素子の構成等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１×１０
^-8Ｔｏｒｒ以下が特に好ましい。

【００６１】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、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できる。

【００６２】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。

【００６３】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５、図６を参
照しながら説明する。

【００６４】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
をも兼ね備えている。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。すなわち、１は電子放出素子を構成する
基体であり、２，３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Ｖ
ｆを印加するための電源、５０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Ｉ
ｅを捕捉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２〜８ｍｍの範囲として測定を行
うことができる。

【００６５】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。

【００６６】さらに、真空容器５５には、容器内の雰囲
気を制御できるようなガス導入部（不図示）が設けられ
ている。

【００６７】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２００℃まで加
熱できる。したがって、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。

【００６８】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・横軸ともリニア
スケールである。

【００６９】図６からも明らかなように、本発明を適用
可能な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。

【００７０】すなわち、（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をもった非線形素子である。

【００７１】（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。

【００７２】(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。

【００７３】以上の説明により理解されるように、本発
明の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。

【００７４】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（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、前述の工程を制御することで制御できる。

【００７５】本発明を適用可能な電子放出素子の応用例
について以下に述べる。本発明の表面伝導型電子放出素
子の複数個を基板上に配列し、例えば電子源あるいは、
画像形成装置が構成できる。

【００７６】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。

【００７７】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
子を制御駆動するはしご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。このようなものはい
わゆる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。

【００７８】本発明を適用可能な表面伝導型電子放出素
子については、前述したとおり（ｉ）乃至(iii）の特性
がある。すなわち、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、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。

【００７９】以下この原理に基づき、本発明を適用可能
な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７を用いて説明する。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。な
お、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。

【００８０】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）。

【００８１】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１の全
面ある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。

【００８２】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。

【００８３】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。

【００８４】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。

【００８５】上記構成において、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。

【００８６】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８と図９およ
び図１０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り、図９は、図８の画像
形成装置に使用される蛍光膜の模式図である。図１０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。

【００８７】図８を用いて画像形成装置の組み立てにつ
いて説明する。

【００８８】図８（ａ）において、８１は電子放出素子
を複数配したリアプレートであり、７４は図１における
電子放出素子であり、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。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。

【００８９】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が接続されて
いる。８９はスペーサであり、表示部内に電子源基板７
の強度を補強する目的で設けられるが、その数及び形状
は、適宜選択される。

【００９０】図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＡ−
Ａ′の断面図である。

【００９１】リアプレート８１、フェースプレート８
６、支持枠８２、スペーサ８９、さらに排気管（不図
示）等の他の部品の接続は、フリットガラス８０，９０
によって行われる。

【００９２】フェースプレート８６，支持枠８２，及び
リアプレート８１にて構成される外囲器では、複数の電
子放出素子が配された電子源基板自体でリアプレート８
１を兼ねたが、別体リアプレートを有し、電子源基板と
接続してもよい。その場合、強度が十分であれば、表示
部内におかれるスペーサ８９はなくしてもかまわない。

【００９３】本発明においてフリット剤を接続させる他
の部品の間に塗布される、第１の工程が行われる。フリ
ット剤は、フリットガラスとビークルから構成される。

【００９４】フリットガラスの主成分は、例えばＰｂ
Ｏ，ＰｂＯ−Ｂ₂ Ｏ₃ ，ＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ₂ Ｏ₃ 等で
あり、その他に、ＳｎＯ₂ 等フィラーと呼ばれる成分が
含まれている粉体であり、フリットガラスは結晶性のも
の、あるいは、結晶性のものに非結晶性のものが混合さ
れた複合系のものがある。

【００９５】ビークルは、少なくとも１種類以上の溶剤
から構成される。その中で、フリットガラスを分散し、
軟化点まで形状保持するための溶剤は、バインダー（有
機バインダー）と呼ばれる。

【００９６】バインダーとしては、ニトロセルロース、
エチルセルロース、ポリメタクリル酸イソブチルエステ
ル等の各種の樹脂等が用いられる。

【００９７】さらに、フリットガラス及びバインダーを
溶解するための他の溶剤が使用される。溶剤としては、
酢酸アミル、テルピネオール等があり、他の揮発性を有
するアルコール系、エーテル系のものが考えられる。

【００９８】フリット剤を塗布する方法としては、ディ
スペンサを用いる方法、スプレー法、印刷による方法等
がある。

【００９９】塗布されたフリット剤はフリットガラス以
外の成分を除去する第２の工程が行われる。

【０１００】この工程は仮焼成と呼ばれる。加熱温度は
フリットガラスの軟化点以下、かつビークル（バインダ
ー）が熱分解される温度以上の温度が選ばれる。

【０１０１】なお、本工程の前に、一部の溶剤を選択的
あるいは、部分的に除去するための乾燥工程が行われる
場合もある。

【０１０２】さらに、フリットガラスで部品間を接続す
る第３の工程が行われる。この工程を封着と呼び、封着
温度はフリットガラスの接続のために必要な流動性を持
つ温度が選ばれる。本工程において、部品は位置合わせ
されて接続される。

【０１０３】本発明において、第２の工程と第３の工程
とが、同時に行われる場合もある。

【０１０４】本発明において、第２の工程は、その発生
するガスに、電子源基板の電子放出部もしくは、導電性
薄膜が接触しないような製造工程であることを特徴とす
る。

【０１０５】そのために、第１、２の工程が電子源基板
に行われず、電子源基板に接続されるフェースプレー
ト、支持枠、スペーサ等の部品側にフリット剤が塗布、
仮焼成される場合がある。

【０１０６】または、フリット剤が塗布されるのが電子
源基板の場合には、第１、２の工程の後に導電性薄膜も
しくは、電子放出部が形成される場合がある。また、フ
リット剤が塗布されるのが電子源基板の場合であって、
電子放出部もしくは導電性薄膜形成後に、フリット剤が
塗布、仮焼成される場合には、第２の工程において、電
子放出部もしくは導電性薄膜、フリット剤塗布部と空間
的に隔てられるような隔壁が設けられる場合がある。

【０１０７】さらに、本発明において、フリット剤が塗
布されるのが電子源基板の場合であって、電子放出部も
しくは導電性薄膜形成後にフリット剤が塗布、仮焼成さ
れる場合には、第２の工程は、電子源基板の電子放出部
もしくは、導電性薄膜が、該ガスによって変質する温度
未満に保たれていることを特徴とする。

【０１０８】そのために、フリット剤塗布部が、局所的
に加熱されている場合があり、局所的に加熱には、ヒー
タの他、赤外線もしくはレーザ光の照射等の光学的な手
法を用いることができる。

【０１０９】図９は、蛍光膜を示す模式図である。蛍光
膜９２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９４にお
ける外光反射によるコントラストの低下を抑制すること
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。

【０１１０】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、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。

【０１１１】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。

【０１１２】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求められる。

【０１１３】図８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。

【０１１４】フェースプレート８６，支持枠８２，及び
リアプレート８１にて構成される外囲器は、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
の有機物質の十分少ない雰囲気にした後、封止がなされ
る。外囲器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、例えば１×１０^-5ないしは１
×１０^-7Ｔｏｒｒ真空度を維持するものである。ここ
で、表面伝導型電子放出素子のフォーミング処理以降の
工程は適宜設定できる。

【０１１５】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１０を用いて説明する。図１０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及びＶａは直流電圧源である。

【０１１６】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接続している。端子Ｄｏｙ１
乃至Ｄｏｘｍには、表示パネル内に設けられている電子
源、すなわち、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。

【０１１７】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
１０ｋ［Ｖ］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。

【０１１８】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２０１の端子Ｄｘ１乃至Ｄｘｍ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。

【０１１９】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。

【０１２０】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２０６より送られる同期信号Ｔｓｙｎｃに基
づいて、各部に対してＴｓｃａｎ及びＴｓｆｔ及びＴｍ
ｒｙの各制御信号を発生する。

【０１２１】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。

【０１２２】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。すなわち、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、
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。

【０１２３】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にし
たがって適宜Ｉｄ１乃至Ｉｄｎの内容を記憶する。記憶
された内容は、Ｉ′ｄ１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。

【０１２４】変調信号発生器１０７は、画像データＩ′
ｄ１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Ｄｏｙ１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。

【０１２５】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。すなわち、電子放出には明確なしきい値電圧Ｖ
ｔｈがあり、Ｖｔｈ以上の電圧を印加されたときのみ電
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。

【０１２６】したがって、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。

【０１２７】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。

【０１２８】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われればよいからである。

【０１２９】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
換器を設ければよい。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。すなわち、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）およ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。

【０１３０】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。

【０１３１】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Ｄｏｘ１乃至Ｄｏｘｍ、Ｄｏｙ１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。

【０１３２】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。

【０１３３】次に、はしご型配置の電子源および画像表
示装置について図１１および図１２を用いて説明する。

【０１３４】図１１は、はしご型配置の電子源の一例を
示す模式図である。図１１において、１１０は電子源基
板、１１１は電子放出素子である。１１２、Ｄｘ１乃至
Ｄｘ１０は、電子放出素子１１０に接続するための共通
配線である。電子放出素子１１０は、基板１１０上に、
Ｘ方向に並列に複数個配される（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。すなわ
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乃至Ｄｘ９を、例えばＤｘ２，Ｄｘ
３を同一配線とすることもできる。

【０１３５】図１２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の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
るための空孔である。図１２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８に示した単純マトリクス配置の画像形成装置の
大きな違いは、電子源基板１１０とフェースプレート８
６の間にグリッド電極１２０を備えているか否かであ
る。

【０１３６】図１２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、表面伝導型電子放出素
子から放出された電子ビームを変調するものであり、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個ずつ円形の開口１２１が設けられている。グリッ
ドの形状や設置位置は図１２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。

【０１３７】容器外端子は、不図示の制御回路と電気的
に接続されている。

【０１３８】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）していくのと同期グリッド電極列に画
像の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。

【０１３９】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としても用いることもで
きる。

【０１４０】

【実施例】以下に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
ではなく、本発明の目的が達成される範囲内での各要素
の置換や設計変更がなされたものをも包含する。 （実施例１）本発明の第１の実施例を図１，３，８，１
３を用いて説明し、本発明の方法以外の方法で製造した
例を参考例１として示す。実施例１、参考例１では、電
子放出部を形成後に封着工程を行う工程をとったもので
あり、実施例１では、リアプレート（電子源基板）にフ
リット剤を塗布しない工程を特徴としている。

【０１４１】まず、表面伝導型電子放出素子７４がマト
リクス配線された電子源基板８１の作製について説明す
る。

【０１４２】以下の１）〜５）の工程によりマトリクス
配線を有した基板を作製する。

【０１４３】１）ガラス基板８１を洗浄する。基板は青
板ガラスを使用した。

【０１４４】２）上記ガラス基板８１上に、複数対の図
１に示された素子電極２，３を行列状に形成する。

【０１４５】この複数対の素子電極２，３の形成には厚
膜印刷法を使用した。ここで使用した厚膜ペースト材料
はＭＯＤペースト（ＤＵ−２１２０、ノリタケ（株）
製）で金属成分は金である。印刷方法はスクリーン印刷
法である。印刷の後は１１０℃で２０分乾燥し、次に本
焼成を実施する。焼成温度は５８０℃でピーク保持時間
は約８分である。印刷焼成後の膜厚は０．３マイクロメ
ータであった。

【０１４６】以上の通り、厚さが０．３マイクロメー
タ、素子電極間距離が５０ミクロンメータの複数対の素
子電極２，３を形成した。

【０１４７】３）次にＹ方向配線７３を形成する。

【０１４８】このＹ方向配線７３の形成には、厚膜スク
リーン印刷法を用いた。ペースト材料はノリタケ（株）
製（ＮＰ−４０２８Ａ）で、金属成分は銀である。焼成
は、上記２）の工程と同様である。Ｙ方向配線は両素子
電極２，３のうち、素子電極２側に接続される。

【０１４９】４）次に、層間絶縁層（不図示）を形成す
る。この層間絶縁層は上記Ｙ方向配線７３と後述するＸ
方向配線７２との間に配置され、両配線間を電気的に絶
縁するためのものである。

【０１５０】この層間絶縁層の形成には、厚膜スクリー
ン印刷法を用い、ペース材料はＰｂＯを主成分としてガ
ラスバインダーを混合したものを使用した。焼成は、上
記２）工程と同様である。

【０１５１】５）次に、Ｘ方向配線７２をＹ方向配線７
３と同じ手順で形成した。

【０１５２】Ｘ方向配線７３は、上記両素子電極２，３
のうち素子電極３側と接続されている。

【０１５３】次に、各素子電極間に導電性薄膜を形成す
る。

【０１５４】６）有機パラジウム（ＣＣＰ４２３０、奥
野製薬工業（株）製）を３００ミクロン角のパターンを
有するマスクを介してスプレー塗布し、３５０℃で１時
間加熱焼成し、パターン状の図１に示すように素子電極
間に導電性薄膜４であるＰｄＯ膜を得る。こうして形成
された導電性薄膜４は、膜厚が１５ｎｍ、粒径が約７ｎ
ｍである微粒子からなる微粒子膜であり、シート抵抗値
は５×１０⁴ Ω／□であった。

【０１５５】次に上記導電性薄膜に電子放出部を形成す
る。

【０１５６】７）以上の基板をガラス容器内に配置し、
Ｘ配線Ｄｘ１乃至Ｄｘｍ、Ｙ配線Ｄｙ１乃至Ｄｙｍをガ
ラス容器外端子と接続させる。ガラス容器の雰囲気を真
空ポンプにて排気し十分な真空度に達した後、ガラス容
器外端子を通じ、各々の上記素子電極間に電圧を印加
し、各々の上記素子電極間に配置された導電性薄膜４を
フォーミング処理することにより導電性薄膜に電子放出
部５を作製した。フォーミング処理の電圧波形は三角波
のパルスとし、図４（ｂ）で示すように徐々に電圧を印
加した。

【０１５７】８）さらに、活性化の処理を行う。上記真
空容器内に約１×１０^-5Ｔｏｒｒになるまでアセトンを
導入し、各素子を１時間駆動した。これにより、各素子
に炭素が堆積され素子電流Ｉｆ，放出電流Ｉｅが増加し
た。

【０１５８】９）さらに、再び真空排気し約１×１０^-6
Ｔｏｒｒの真空雰囲気にし、安定化のために、１５０℃
で１時間加熱した。

【０１５９】これによって、これ以上の炭素の堆積を抑
制することが可能となった。

【０１６０】以上の工程で、電子源基板８１が形成さ
れ、基板は、ガラス容器内が大気圧に戻された後、ガラ
ス容器外に取り出される。

【０１６１】一方、フェースプレート８６の作製につい
て説明する。

【０１６２】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、その間隙
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。

【０１６３】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。

【０１６４】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Ａｌを真空蒸着することで
作製した。

【０１６５】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）を設けられる場合もあるが、本実施例で
は、メタルバックのみで十分な導電性が得られたので省
略した。

【０１６６】次に、以上のように作製した電子源基板８
１とフェースプレート８６とを用いた画像形成装置の作
製方法を以下に図１３を用いて説明する。

【０１６７】前述のようにして作製した電子源基板８１
をリアプレートとした。一方、前述のように蛍光体８
４、メタルバック８５を作製した基板をフェースプレー
ト８６とした。

【０１６８】また、支持枠８２の高さは４ｍｍとした。

【０１６９】まず第１にフェースプレート８６に、スペ
ーサ８９と、支持枠８２の配置される場所（接合部）に
フリット剤１３１を塗布した。

【０１７０】フリットガラスは日本硝子（株）社製の結
晶性フリットガラス粉末（ＬＳ−７１０５）を用いた。
この粉末を、バインダーとしてアクリル系樹脂であるポ
リメタクリル酸イソブチルエステル、溶剤としてテルピ
ネオールと混合して適当な粘度に調整した。塗布はディ
スペンサーを有する吐出装置を用いた。

【０１７１】また上記フリット剤１３１の塗布に際して
は、支持枠８２と電子源基板８１上の電子放出素子７４
との間の距離は、最も近い場所で３０ｍｍ、スペーサ８
９と電子放出素子７４との間の距離は、１ｍｍ以下とな
るようにした。

【０１７２】更に、スペーサ８９と支持枠８２を位置合
わせして、フェースプレート８６に接続した。その後、
スペーサ８９と支持枠８２の別の端面に、フリット剤１
３２を、上記フリット剤１３１と同様に塗布した（図１
３（ａ））。

【０１７３】この状態で、仮焼成を行う。

【０１７４】この仮焼成によりビークルは熱分解にされ
て除去され、フリットガラスは軟化点を超える程度の流
動性を有する状態１３３，１３４となって形状は保持さ
れる（図１３（ｂ））。

【０１７５】本実施例では、上記仮焼成は、大気中で３
９０℃で１０分とした。

【０１７６】次に、スペーサ８９と支持枠８２とが固定
されたフェースプレート８６と、リアプレート８１と
を、各色蛍光体と電子放出素子とを対応させるための十
分な位置合わせを行い、フリットガラスを、仮焼成より
高い温度で焼成して、封着する（図１３（ｃ））。

【０１７７】本実施例において上記焼成は大気中で４５
０℃、２０分とした。

【０１７８】最後に、上記のフェースプレート８６、支
持枠８２、リアプレート８１よりなる外囲器を排気管
（不図示）を通じ真空ポンプにて排気し、さらに、排気
管を封止し、封止後の真空度を維持するために、ゲッタ
ー処理（不図示）を行った。

【０１７９】以上のように完成した本実施例の画像形成
装置において、各電子放出素子には容器外端子Ｄｘ１乃
至Ｄｘｍ、Ｄｙ１乃至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によって、それぞれ印加し
て電子放出させ、高圧端子Ｈｖを通じ、メタルバックに
４ｋＶの高圧に印加し、電子ビームを加速し、蛍光膜８
４に衝突させ、励起、発光させることで画像を表示し
た。

【０１８０】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ビーム源とするディスプレイ
パネルの薄形化が容易なため、表示装置の奥行きを小さ
くすることができた。

【０１８１】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ディスプレイパネルは大画面化が容
易で輝度が高く視野角特性に優れるため、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よく表示する
ことが可能である。

【０１８２】次に、参考例１として、図２３に示す製造
方法にて画像形成装置を作製した例を説明する。なお、
リアプレート、フェースプレートの製造方法及び、フリ
ットガラスの組成、加熱温度等は上記実施例１と同様で
ある。

【０１８３】参考例１では、リアプレート８１とフェー
トプレート８６のそれぞれにフリット剤１３１，１３２
を塗布した（図２３（ａ））。

【０１８４】その後、フリット剤１３１とフリット剤１
３２のそれぞれを仮焼成する（図２３（ｂ））。

【０１８５】上記仮焼成されたフリット剤１３３，１３
４の位置に支持枠８２、スペーサ８９を位置合わせする
（図２３（ｂ））。次に、実施例１と同様にして、フェ
ースプレート８１、スペーサ８９、支持枠８２、リアプ
レート８１を封着する（図２３（ｃ））。

【０１８６】実施例１及び参考例１のいずれにおいて
も、仮焼成においてフリット剤のビークルが分解されて
ガスを発生する。ガスの発生する温度及びガス種及びそ
の量は、使用されるビークル組成、量、雰囲気によって
異なる。実施例１及び参考例１の場合、〜２００℃まで
に溶剤であるテルピネオールが揮発あるいは分解された
ガスが、さらに２００℃〜３８０℃でバインダーである
ポリメタクリル酸イソブチルエステルの熱分解によりガ
スが発生する。主な発生ガスは、還元性のガスとしてＨ
₂ ，ＣＯＨ₄ 等、その他のガスとしてＨ₂ Ｏ，ＣＯ₂ で
あった。

【０１８７】実施例１における組み立て工程を示すフロ
ーチャートを図１４に、参考例１における組み立て工程
を示すフローチャートを図２４に示した。

【０１８８】実施例１において、フリット剤は、それぞ
れフェースプレート、支持枠、スペーサに塗布されて仮
焼成されるため、電子源の存在するリアプレートには、
フリット剤の塗布及び仮焼成の工程はない。したがっ
て、仮焼成の際に発生する還元性のガスは前述の電子放
出素子を構成する部材とは一切接触しない。

【０１８９】一方、参考例１では、リアプレートとフェ
ースプレートのそれぞれにフリット剤が塗布され、仮焼
成されるので、リアプレート側のフリット剤の仮焼成の
際に発生する還元性ガスと、電子放出素子を構成する部
材とが高温下で接触する。

【０１９０】実施例１にて作製された画像形成装置の電
子放出素子の特性と、参考例１にて作製された画像形成
装置の電子放出素子の特性とでは実施例１における電子
放出素子の特性の方が優れていた。

【０１９１】上記実施例１と参考例１の各画像形成装置
における平均した電子放出素子の特性としては、駆動電
圧１８Ｖにおいて、実施例１が１素子あたりＩｆが約１
ｍＡに、Ｉｅが約０．８μＡ、参考例１では、１素子あ
たりのＩｆは０．１５ｍＡ、Ｉｅは０．００５μＡであ
った。 （実施例２）以下に本発明の第２の実施例を説明し、ま
た、本発明の方法以外の方法で製造した第２の例を参考
例２として示す。実施例２、参考例２では、電子放出素
子の構成部材である導電性薄膜４を形成後に封着工程を
行い、その後に該導電性膜４に電子放出部５を形成する
場合であり、実施例２では実施例１と同様にリアプレー
トにフリット剤を塗布しない工程を特徴としている。

【０１９２】また、フリットガラスの材料として、結晶
性ガラスと非結晶しガラスを混合した複合系フリットガ
ラスを使用した点、バインダーとしてニトロセルロース
を使用した点が実施例１と異なっている。

【０１９３】実施例２における製造工程のフローチャー
トを図１５に示す。

【０１９４】まず、実施例１の１）〜６）の工程で、マ
トリクス配線された、各々の素子電極間に導電性薄膜４
が配置された電子源基板を形成する。ただし、この段階
では、該導電性薄膜４には電子放出部５はまだ形成され
ていない。

【０１９５】上記電子源基板（電子放出部５は未形成）
をリアプレート８１とし、一方、実施例１と同様にフェ
ースプレート８６を作製し、以下の方法で画像形成装置
を組み立てる。

【０１９６】まず第１にフェースプレート８６に、スペ
ーサ８９と、支持枠８２の配置される場所にフリット剤
１３１を塗布した。

【０１９７】フリットガラスは日本硝子（株）社製の複
合系フリットガラス粉末（ＬＳ−３０８１）を用いた。
この粉末を、バインダーとしてのニトロセルロース、溶
剤としてのテルピネオールに混合して適当な粘度に調整
した。塗布はディスペンサーを有する吐出装置を用い
た。

【０１９８】さらに、スペーサ８９と支持枠８２を位置
合わせして、フェースプレート８６に接続した。その
後、スペーサ８９と支持枠８２の別の端面に、フリット
剤１３２を、同様に塗布した。

【０１９９】この状態で、仮焼成を行った。

【０２００】本実施例では、上記の仮焼成は、大気中で
３８０℃で１０分とした。

【０２０１】次に、スペーサ８９と支持枠８２とが固定
されたフェースプレート８６と、上記リアプレート８１
とを十分な位置合わせを行い、フリットガラスを上記仮
焼成よりも高温で焼成して、封着する。

【０２０２】本実施例において上記焼成は、大気中で４
１０℃、１０分とした。

【０２０３】次に上記導電性薄膜４に電子放出部５を形
成する。即ち、上記封着にて形成されたフェースプレー
ト８６、支持枠８２、リアプレート８１からなる外囲器
内の雰囲気を排気管（不図示）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Ｄｏｘ１乃至
Ｄｏｘｍ、Ｄｏｙ１乃至Ｄｏｙｎを通じ、各々の上記素
子電極間に電圧を印加し、各々の上記素子電極間に配置
された導電性薄膜４をフォーミング処理することにより
該導電性薄膜に電子放出部５を作製した。フォーミング
処理の条件は、実施例１と同様である。

【０２０４】次に、活性化の処理を行った。上記外囲器
内に約１×１０^-5Ｔｏｒｒになるまでアセトンを導入
し、各素子を１時間駆動した。これにより、各素子が炭
素が堆積され、素子電流Ｉｆ，放出電流Ｉｅが増加し
た。

【０２０５】再び、真空排気し約１×１０^-6Ｔｏｒｒの
真空雰囲気にし、安定化のために、１５０℃で１時間加
熱した。これによって、これ以上の炭素の堆積を抑制す
ることが可能となった。

【０２０６】これにより、電子放出素子７４が作製され
る。

【０２０７】最後に、排気管（不図示）を封止し、封止
後の真空度を維持するために、ゲッター処理（不図示）
を行った。

【０２０８】以上のように完成した本実施例の画像形成
装置において、各電子放出素子には容器外端子Ｄｘ１乃
至Ｄｘｍ、Ｄｙ１乃至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によって、それぞれ印加し
て電子放出させ、高圧端子Ｈｖを通じ、メタルバック、
あるいは透明電極（不図示）に４ｋＶの高圧に印加し、
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。

【０２０９】実施例２においても、フリット剤１３１，
１３２はフェースプレート８６と支持枠８２、スペーサ
８９に塗布されて仮焼成されるため、電子放出素子を構
成する部材の存在するリアプレート８１には、還元性の
ガスは一切接触しない。したがって、フリットガラスの
種類、及びビークルの組成によらず、実施例１と同様に
放出電流Ｉｅなどの特性に優れた電子放出素子を備える
画像形成装置が得られ、極めて均一で安定した表示品位
の画像が得られた。

【０２１０】参考例２における製造方法のフローチャー
トを図２５に示す、参考例２は参考例１と同様にリアプ
レートにフリット剤を塗布した場合であり、実施例２と
同様に電子放出素子の構成部材である導電性薄膜を形成
後にフリット剤を塗布、仮焼成した場合である。なお、
フリット剤の組成、加熱温度等は実施例２と同様であ
る。

【０２１１】実施例２，参考例２のいずれの場合もフリ
ット剤の仮焼成時に還元性ガスが発生するが、実施例２
では、電子放出素子を構成する部材にこの還元性ガスは
接触しない。本実施例においては、参考例２における画
像形成装置の電子放出素子よりも実施例１と同様に、放
出電流Ｉｅが高く電子放出特性がより優れていた。

【０２１２】また、以上の実施例１，２においては、フ
リット剤はフェースプレートと支持枠、スペーサに塗布
したが、フェースプレートには塗布せず、支持枠、スペ
ーサの両面に塗布、仮焼成する工程をとるのも可能であ
る。 （実施例３）図１６に本発明の第３の実施例を示す。

【０２１３】本実施例では、製造工程の順番を変えるこ
とで、実施例１，２と同様の効果を得ようとしたもので
あり、リアプレートにフリット剤を塗布する工程を有し
ている。フリット剤の組成や塗布、仮焼成、封着等の条
件は実施例１と同様である。

【０２１４】まず、実施例１の１）〜５）の方法で、複
数の素子電極対がＸＹ配線７２，７３によりマトリクス
配線された電子源基板を作製した。これをリアプレート
８１とし、このリアプレート８１上のスペーサ８９と、
支持枠８２の配置される場所に、フリット剤１３２を塗
布した。

【０２１５】また、フェースプレート８６側のスペーサ
８９と支持枠８２が配置される場所にも、フリット剤１
３１を塗布した。

【０２１６】この状態で、リアプレート８１と、フェー
スプレート８６とともに仮焼成を行った。仮焼成時の加
熱条件は、先に述べたとおり実施例１と同様にした。

【０２１７】次に、上記の素子電極間に導電性薄膜４を
実施例１の６）の工程と同様に作製した。

【０２１８】次に、リアプレート８１、フェースプレー
ト８６、支持枠８２、スペーサ８９の位置合わせを行
い、封着した。

【０２１９】以降は、実施例２と同様に、上記の各導電
性薄膜４に電子放出部５を形成し、活性化の処理を行
い、フェースプレート、支持枠、リアプレートで構成さ
れた外囲器内を十分に排気後、封止して画像形成装置と
した。

【０２２０】なお、本実施例では上記の封着と電子放出
部の形成は、逆でも構わない。

【０２２１】本実施例においても、導電性薄膜４及び電
子放出部５には、還元性ガスは接触していない。本実施
例においては、放出電流Ｉｅの大きな、優れた電子放出
特性を示す電子放出素子を備えた画像形成装置とするこ
とができた。 （実施例４）図１７に本発明の第４実施例を示す。

【０２２２】本実施例では、実施例３と同様に製造工程
の順番を変えることで、実施例１，２と同様の効果を得
ようとしたものであり、やはりリアプレートにフリット
剤を塗布する工程を有している。フリットガラスの組成
や塗布、仮焼成、封着等の条件は実施例１と同様であ
る。なお電子放出素子の構成部材の一つである導電性薄
膜４の作製には、有機パラジウムとして、酢酸パラジウ
ムを使用したことを除いて、実施例１の１）〜６）の工
程と同様にして、一対の素子電極間に導電性膜を有する
素子の複数が、Ｘ配線７２とＹ配線７３によりマトリク
ス配線された電子源基板を作製した。

【０２２３】尚、本実施例では、有機パラジウムの焼成
とフリット剤の仮焼成とを同時に行った。

【０２２４】すなわち、素子電極間に酢酸パラジウムを
塗布し、これの焼成前に、電子源基板の所望の位置にフ
リット剤をも塗布しておく。その後、加熱により上記酢
酸パラジウムを分解して導電性薄膜４とすると同時に、
前記フリット剤の仮焼成をも行う。また、フェースプレ
ート側にも所望の位置にフリット剤を塗布し、これを仮
焼成しておく。さらに、以上の電子源基板及びフェース
プレートと、支持枠及びスペーサとを位置合せし封着を
行う。その後実施例２と同様に、導電性薄膜４に電子放
出部を形成し活性化を行い、電子源基板、フェースプレ
ート、支持部から成る外囲器内を十分排気後、封止を行
う。なお、封着と電子放出部の形成は、逆でも構わな
い。

【０２２５】本実施例においても、放出電流Ｉｅの大き
な優れた電子放出特性を有する電子放出素子を備えた画
像形成装置が形成できた。 （実施例５）図１８に本発明の第５実施例を示す。

【０２２６】実施例１〜４は、工程の順番を工夫するこ
とによりフリット剤の仮焼成時に発生するガスの影響を
低減せしめようとするものであるが、本実施例は、電子
放出素子を構成する導電性薄膜を形成した後に、あるい
は、更にこの導電性薄膜に電子放出部を形成した後に、
フリット剤をリアプレートに塗布する場合の例である。

【０２２７】本実施例は、フリット剤と電子放出素子の
構成部材との間に隔壁を設けることにより、電子放出素
子の構成部材へのガスの接触を防ぐものである。フリッ
ト剤の組成、及び、塗布や焼成の条件は実施例１と同様
である。

【０２２８】実施例１の１）〜６）と同様の方法で実施
例１と同様の電子源基板を作製する。これをリアプレー
ト８１として、リアプレート８１上のスペーサ８９及び
支持枠８２の配置される場所にフリット剤１３２を塗布
した（図１８（ａ））。

【０２２９】またフェースプレート８６側のスペーサ８
９と支持枠８２の配置される場所にも、フリット剤１３
１を塗布する（不図示）。

【０２３０】この状態で、リアプレート８１とフェース
プレート８６を、ともに実施例１と同様の条件で仮焼成
する。

【０２３１】尚、本実施例では、上記仮焼成に際して、
リアプレート８１側の電子放出素子７４の構成部材とフ
リット剤との間に隔壁１５１を配置してフリット剤から
発生する還元ガスを遮断した（図１８（ｂ））。

【０２３２】その後、上記隔壁１５１を取り外し、リア
プレート８１、フェースプレート８６、支持枠８２、ス
ペーサ８９の位置合わせを行い、フリットガラスを仮焼
成時よりも高い温度にて焼成して封着を行った（不図
示）。

【０２３３】以降は、実施例２と同様に、電子放出素子
の電子放出部を形成し、活性化を行い、リアプレート、
支持枠及びフェースプレートからなる外囲器内を十分排
気後、封止を行い、画像形成装置とした。

【０２３４】本実施例においても、電子放出素子を構成
する部材と、仮焼成時にフリット剤から発生するガスと
は非接触な構成をとれる。本実施例においても、実施例
１，２と同様の効果が得られた。 （実施例６）図１９に本発明の第６実施例を示す。

【０２３５】本実施例では、リアプレート側に塗布され
たフリット剤の仮焼成を局所的な加熱により行うもので
ある。フリット剤の組成や、塗布条件は実施例１と同様
である。

【０２３６】まず、実施例１の１）〜６）と同様の方法
で実施例１と同様の電子源基板を作製する。これをリア
プレート８１として、リアプレート８１上のスペーサ８
９及び支持枠８２の配置される場所にフリット剤１３２
を塗布した（図１９（ａ））。

【０２３７】またフェースプレート８６側のスペーサ８
９と支持枠８２の配置される場所にも、フリット剤１３
１を塗布する（不図示）。

【０２３８】この状態で、リアプレート８１とフェース
プレート８６を、ともに仮焼成する。

【０２３９】ただし、本実施例においては、フェースプ
レート８６側のフリット剤１３１の仮焼成は、実施例１
と同様の条件にて行ったが、リアプレート８１側のフリ
ット剤１３２の仮焼成は局所的な加熱により行った。

【０２４０】この局所的な加熱を行うために、リアプレ
ート８１側のフリット剤１３２の塗布部に相当する位置
に開口部を持つ光学マスク１６１をリアプレート８１の
上部に配置し、この光学マスク１６１を介してフリット
剤に赤外線１６２を照射して加熱する（図１９
（ｂ））。

【０２４１】その後、上記光学マスク１６１を取り外
し、リアプレート８１、フェースプレート８６、支持枠
８２、スペーサ８９の位置合わせを行い、フリットガラ
スを仮焼成時よりも高い温度にて焼成して封着を行った
（不図示）。

【０２４２】以降は、実施例２と同様に、電子放出素子
の電子放出部を形成し、活性化を行い、リアプレート、
支持枠及びフェースプレートからなる外囲器内を十分排
気後、封止を行い、画像形成装置とした。

【０２４３】本実施例においては、フリット剤の仮焼成
に際して電子放出素子の構成部材である導電性薄膜４に
は、フリット剤からの還元性ガスは接触してしまうが、
電子放出素子の構成部材への加熱が小さいために、該構
成部材へのガスの影響を低減できる。

【０２４４】本実施例においても、放出電流Ｉｅが大き
く、電子放出特性に優れた電子放出素子を備える画像形
成装置を得ることができた。 （実施例７）図２０に本発明の第７実施例を示す。

【０２４５】本実施例は、実施例６と同様に局所的な加
熱によりリアプレート側に配置されたフリット剤の仮焼
成を行う例であるが、この局所的な加熱を実施例６と別
の手法で行う例を示したものである。フリット剤の組成
及びその塗布条件は実施例１と同様である。

【０２４６】実施例１の１）〜６）と同様の方法で実施
例１と同様の電子源基板を作製する。これをリアプレー
ト８１として、リアプレート８１上のスペーサ８９及び
支持枠８２の配置される場所にフリット剤１３２を塗布
した（図２０（ａ））。

【０２４７】また、フェースプレート８６側の、スペー
サ８９及び支持枠８２が配置される場所にも、フリット
剤１３１を塗布する（不図示）。

【０２４８】この状態で、リアプレート８１とフェース
プレート８６をともに仮焼成をする。

【０２４９】ただし、本実施例においては、フェースプ
レート８６側のフリット剤１３１の仮焼成は実施例１と
同様の条件にて行ったが、リアプレート８１側のフリッ
ト剤１３２の仮焼成は局所的な加熱により行った。

【０２５０】本実施例における上記のフリット剤１３２
の局所的な加熱は、リアプレート８１をＸＹステージ１
７２上に固定し、フリット剤１３２の塗布部に順次、レ
ーザ光１７１を照射して行われた（図２０（ｂ））。

【０２５１】その後、リアプレート８１、フェースプレ
ート８６、支持枠８２、スペーサ８９の位置合わせを行
い、フリットガラスを上記仮焼成時よりも高い温度にて
焼成して封着を行った（不図示）。

【０２５２】以降は、実施例２と同様に、電子放出素子
の電子放出部を形成し、活性化を行い、リアプレート、
支持部、及びフェースプレートからなる外囲器内を十分
に排気後、封止を行い画像形成装置とした。

【０２５３】本実施例でも、実施例６と同様の効果が得
られた。特に本実施例では、実施例６よりさらに局所的
な加熱が実現でき、素子部はほぼ室温に保たれる構成と
なっている。また、加熱が順次行われることから、単位
時間に発生するガスの放出量も、より少なくできる。 （実施例８）図２１に本発明の第８実施例を示す。

【０２５４】本実施例は、実施例１と同様にリアプレー
ト側にフリット剤を塗布しない例を示すものである。

【０２５５】本実施例では、まず、実施例１の１）〜
６）と同様の工程にて、一対の素子電極間に導電性薄膜
を有する素子の複数が、Ｘ方向配線７２とＹ方向配線７
３とによりマトリクス配線された電子源基板を作製し
た。

【０２５６】次に、フェースプレート８６側の、スペー
サ８９及び支持枠８２が配置される場所に、フリット剤
１３１を塗布した。

【０２５７】また更に、上記支持枠８２の、リアプレー
ト側との接触面にも、フリット剤１３２を塗布した（図
２１の（ａ））。

【０２５８】ここで、上記フリット剤としては、まず、
フェースプレート８６の、支持枠８２が配置される場
所、及び、支持枠８２の、リアプレート側との接触面に
は、日本電気硝子（株）社製の複合系フリットガラス粉
末（ＬＳ−３０８１）を、バインダーであるポリメタク
リル酸イソブチルエステル、及び、溶剤であるテルピネ
オールと混合したフリット剤を用い、これをディスペン
サーを有する吐出装置で塗布した。尚、上記バインダー
の濃度は１０％とした。

【０２５９】また、フェースプレート８６の、スペーサ
８９が配置される場所に塗布される上記フリット剤とし
ては、日本電気硝子（株）社製の非結晶性フリットガラ
ス粉末（ＬＳ−０２００）を、バインダーであるポリメ
タクリル酸イソブチルエステル、及び、溶剤であるテル
ピネオールと混合したフリット剤を用い、これをディス
ペンサーを有する吐出装置で塗布した。尚、上記バイン
ダーの濃度は１０％とした。

【０２６０】図２１の（ａ）に示す状態で、上記フリッ
ト剤１３１，１３２の仮焼成を行った（図２１の
（ｂ））。仮焼成は、大気中で３８０℃、１０分とし
た。

【０２６１】次に、フェースプレート８６、リアプレー
ト８１、スペーサ８９、支持枠８２を十分に位置合わせ
し、封着を行った（図２１の（ｃ））。封着は、大気中
で４２０℃、１０分とした。

【０２６２】その後、実施例２と同様に、電子放出素子
の構成部材である上記導電性薄膜に電子放出部を形成
し、活性化を行い、リアプレート、支持枠及びフェース
プレートからなる外囲器内を十分に排気した後、封止を
行い画像形成装置を作製した。

【０２６３】本実施例においては、フリット剤の仮焼成
時に発生するガスが、電子放出素子を構成する部材に接
触しない。本実施例においては、実施例１と同様に、放
出電流Ｉｅが大きく、電子放出特性に優れた電子放出素
子を備える画像形成装置が得られた。 （実施例９）図２２に本発明の第９実施例を示す。

【０２６４】本実施例は、リアプレート側のスペーサの
配置箇所にフリット剤を塗布するが、リアプレート側の
支持枠の配置箇所にはフリット剤を塗布しない例を示す
ものである。

【０２６５】本実施例では、まず、実施例１の１）〜
６）と同様の工程にて、一対の素子電極間に導電性薄膜
を有する素子の複数が、Ｘ方向配線７２とＹ方向配線７
３とによりマトリクス配線された電子源基板を作製し
た。

【０２６６】次に、フェースプレート８６側の、スペー
サ８９が配置される場所に、フリット剤を塗布した。

【０２６７】ここで、上記フリット剤としては、日本電
気硝子（株）社製の非結晶性フリットガラス粉末（ＬＳ
−０２００）を、バインダーであるポリメタクリル酸イ
ソブチルエステル、及び、溶剤であるテルピネオールと
混合したフリット剤を用い、これをディスペンサーを有
する吐出装置で塗布した。尚、上記バインダーの濃度は
３％とした。

【０２６８】上記フェースプレート８６を大気中で、３
８０度、１０分加熱し、上記フリット剤を仮焼成した。

【０２６９】次に、上記フェースプレート８６側の、支
持枠８２が配置される場所、フリット剤を塗布した。

【０２７０】ここで上記フリット剤としては、日本電気
硝子（株）社製の複合系フリットガラス粉末（ＬＳ−３
０８１）を、バインダーであるポリメタクリル酸イソブ
チルエステル、及び、溶剤であるテルピネオールと混合
したフリット剤を用い、これをディスペンサーを有する
吐出装置で塗布した。尚、上記バインダーの濃度は１０
％とした。

【０２７１】また、リアプレート８１の、スペーサ８９
が配置される場所に、上記フェースプレート８６上の、
スペーサ８９が配置される場所に塗布されたフリット剤
と同じフリット剤を同様に塗布した。

【０２７２】上記の両フリット剤を大気中で３９０℃、
１０分、仮焼成した（図２２の（ａ））。

【０２７３】次に、フェースプレート８６、リアプレー
ト８１、スペーサ８９、支持枠８２を十分に位置合わせ
し、封着を行った（図２２の（ｂ））。封着は、大気中
で４２０℃、１０分とした。

【０２７４】その後、実施例２と同様に、電子放出素子
の構成部材である上記導電性薄膜に電子放出部を形成
し、活性化を行い、リアプレート、支持枠及びフェース
プレートからなる外囲器内を十分に排気した後、封止を
行い画像形成装置を作製した。

【０２７５】本実施例においては、リアプレート側のス
ペーサの配置箇所にフリット剤を塗布するが、リアプレ
ート側の支持枠の配置箇所にはフリット剤を塗布しない
ので、フリット剤の仮焼成時に、電子放出素子を構成す
る部材に接触するガス量をかなり低減できる。本実施例
においては放出電流Ｉｅが大きく、電子放出特性に優れ
た電子放出素子を備える画像形成装置が得られた。

【０２７６】また、第５〜第７実施例では、これらの構
成を組み合わせて実施することも可能である。例えば、
支持枠８２部には、実施例５で示した隔壁を利用し、ス
ペーサ８９部には実施例７で示した局所加熱の方法をと
ることも可能である。

【０２７７】また、以上の実施例においては、スペーサ
の配置は、すべてＸ方向配線７２の上にしたが、これに
限るものではない。

【０２７８】本発明において、バインダーの種類を限定
するものではない。またバインダーだけでなく溶剤であ
っても、電子放出素子の構成部材に影響を与える場合
は、本発明が適用できる。

【０２７９】

【発明の効果】本発明における製造方法は、放出電流が
大きく、優れた電子放出特性を持つ電子放出素子を備え
た画像形成装置を提供することができる。

【０２８０】本発明における製造方法は、十分な輝度を
有し、輝度ばらつきが低減された画像形成装置を提供す
ることができる。

【０２８１】また、本発明における画像形成装置の製造
方法は、大面積の画像形成装置に比較的に容易に対応で
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ），（ｂ）はそれぞれ表面伝導型電子
放出素子の平面図及び断面図である。

【図２】垂直型の表面伝導型電子放出素子の模式的断面
図である。

【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は表面伝導型電子放出素子
の製造方法の工程を示す断面図である。

【図４】図４（ａ），（ｂ）は通電フォーミングの電圧
波形の一例を示す図である。

【図５】真空処理装置の一例を示す模式図である。

【図６】真空処理装置を用いて測定された放出電流Ｉ
ｅ、素子電流Ｉｆと素子電極Ｖｆの関係を示すグラフで
ある。

【図７】単純マトリクス配置の電子源の構成を示す説明
図である。

【図８】図８（ａ）は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の一例を示す斜視図であり、
図８（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ′断面図である。

【図９】図９（ａ），（ｂ）は画像形成装置に使用され
る蛍光膜の模式図である。

【図１０】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１１】はしご型配置の電子源の一例を示す模式図で
ある。

【図１２】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斜視図である。

【図１３】図１３（ａ）〜（ｃ）は本発明の製造方法の
工程を示す断面図である。

【図１４】実施例１における組み立て工程を示すフロー
チャートである。

【図１５】実施例２における製造工程のフローチャート
である。

【図１６】実施例３における製造工程のフローチャート
である。

【図１７】実施例４における製造工程のフローチャート
である。

【図１８】図１８（ａ），（ｂ）は実施例５の製造方法
の工程を示す断面図である。

【図１９】図１９（ａ），（ｂ）は実施例６の製造方法
の工程を示す断面図である。

【図２０】図２０（ａ），（ｂ）は実施例７の製造方法
の工程を示す断面図である。

【図２１】図２１（ａ），（ｂ）は実施例８の製造方法
の工程を示す断面図である。

【図２２】図２２（ａ），（ｂ）は実施例９の製造方法
の工程を示す断面図である。

【図２３】参考例１に示した製造方法の工程を示す断面
図である。

【図２４】参考例１における組み立て工程を示すフロー
チャートである。

【図２５】参考例２における製造工程のフローチャート
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 ７２ Ｘ方向配線 ７３ Ｙ方向配線 ７４ 電子放出素子 ８１ 電子源基板，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 ８８ 外囲器 ８９ スペーサ ９０ フリットガラス １３１ フリット剤 １３２ フリット剤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結合された、画像形成部材が配置された
   部材と電子放出素子が配置された部材とを備える画像形
   成装置の製造方法において、前記画像形成部材が配置さ
   れた部材の前記結合部に接着剤を配する工程と、前記接
   着剤を加熱する工程と、該加熱工程の後に、前記画像形
   成部材が配置された部材と前記電子放出素子が配置され
   た部材とを結合する工程とを有す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】 結合された、画像形成部材が配置された
   部材と電子放出素子が配置された部材とを備える画像形
   成装置の製造方法において、前記電子放出素子が配置さ
   れる部材の前記結合部に接着剤を配する工程と、前記接
   着剤を加熱する工程と、該加熱工程の後に、前記電子放
   出素子の電子放出部材を形成する工程とを有することを
   特徴とする画像形成装置の製造方法。
3. 【請求項３】 結合された、画像形成部材が配置された
   部材と電子放出素子が配置された部材とを備える画像形
   成装置の製造方法において、前記電子放出素子が配置さ
   れている部材の前記結合部に接着剤を配する工程と、前
   記接着剤と前記電子放出素子との間に隔壁を配置して前
   記接着剤を加熱する工程とを有することを特徴とする画
   像形成装置の製造方法。
4. 【請求項４】 結合された、画像形成部材が配置された
   部材と電子放出素子が配置された部材とを備える画像形
   成装置の製造方法において、前記電子放出素子が配置さ
   れている部材の前記結合部に接着剤を配する工程と、前
   記接着剤を局所的に加熱する工程とを有することを特徴
   とする画像形成装置の製造方法。