WO2000044022A1

WO2000044022A1 - Canon d'électrons et imageur et procédé de fabrication, procédé et dispositif de fabrication de source d'électrons, et appareil de fabrication d'imageur

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Publication number: WO2000044022A1
Application number: PCT/JP2000/000228
Authority: WO
Inventors: Youichi Ando; Keisuke Yamamoto; Hideshi Kawasaki; Tamaki Kobayashi; Satoshi Mogi; Akira Hayama
Original assignee: Canon Kabushiki Kaisha
Priority date: 1999-01-19
Filing date: 2000-01-19
Publication date: 2000-07-27
Also published as: EP1148532B1; US6802753B1; EP1148532A1; KR20010089266A; CN1222975C; JP3530823B2; CN1335999A; EP1148532A4; DE60045812D1; KR100472888B1

Description

明細書電子線装置の製造方法、画像形成装置の製造方法、これらの製造方法により製造された電子線装置及び画像形成装置、電子源の製造方法、電子源の製造装置、及び画像形成装置の製造装置技術分野

本発明は、基板上に複数の電子放出部が形成された電子線装置、電子放出部と対向するように画像形成部材が設けられた画像形成装置及びこれらの製造方法に関する。景技術

従来から、電子放出素子として熱陰極素子と冷陰極素子の 2種類が知られている。このうち冷陰極素子では、たとえば表面伝導型電子放出素子や、電界放出型素子（以下 F 1 E型と記す）や、金属 Z絶縁層 Z金属型放出素子（以下 M I M型と記す）、などが知られている。

表面伝導型電子放出素子としては、たとえば、 M. I. E l i n s on, R a d i o Eng. E l e c t r on Phy s. , 1 0, 1 290, ( 1 965 ) や、後述する他の例が知られている。

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 S i 0₂ 薄膜を用いたものの他に、 A u薄膜によるもの [G. D i t tme r : " Th i n S o l i d

F i lms" , 9, 3 1 7 (1 972) ] や、 I n₂ 0₃ ZSn0₂ 薄膜によるもの [M. Ha r twe l l a n d C. G. Fon s t a d : " I EEE

Tr an s. ED Con f . " ， 5 1 9 ( 1 975) ] や、カーボン薄膜によるもの [荒木久他：真空、第 26巻、第 1号、 22 ( 1 983 ) ] 等が報告されている。

これらの表面伝導型電子放出素子の素子構成の典型的な例として、図 93に前述の M. H a r t we 1 1 らによる素子の平面図を示す。同図において、 800 1は基板で、 8004はスパッ夕で形成された金属酸化物よりなる導電性薄膜である。導電性薄膜 8004は図示のように H字形の平面形状に形成されている。該導電性薄膜 8004に後述の通電フォーミングと呼ばれる通電処理を施すことにより、電子放出部 8005が形成される。図中の間隔 Lは、 0. 5〜1 (mm ) 、 Wは、 0〜1 (mm) で設定されている。尚、図示の便宜から、電子放出部 8005は導電性薄膜 8004の中央に矩形の形状で示したが、これは模式的なものであり、実際の電子放出部の位置や形状を忠実に表現しているわけではない ο

M. Ha r t we 1 1 らによる素子をはじめとして上述の表面伝導型放出素子においては、電子放出を行う前に導電性薄膜 8004に通電フォーミングと呼ばれる通電処理を施すことにより電子放出部 8005を形成するのが一般的であつた。すなわち、通電フォーミングとは、前記導電性薄膜 8004の両端に一定の直流電圧、もしくは、印えば 1 VZ分程度の非常にゆっくりとしたレートで昇圧する直流電圧を印加して通電し、導電性薄膜 8004を局所的に破壊もしくは変形もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部 8005を形成することである。なお、局所的に破壊もしくは変形もしくは変質した導電性薄膜 80 04の一部には、亀裂が発生する。前記通電フォーミング後に導電性薄膜 800 4に適宜の電圧を印加した場合には、前記亀裂付近において電子放出が行われるまた、 F E型の例は、たとえば、 W. P. Dyk e &W. W. D o 1 a n、 " F i e l d em i s s i on" , Advan c e i n E l e c t r on Phy s i c s, 8, 8 9 ( 1 95 6 ) や、あるいは、 A. Sp i n d t、 " Phy s i c a l p r op e r t i e s o f t h i n— f i lm f i e l d em i s s i on c a t h o d e s wi t h mo 1 yb d e nu m c on e s" , J. Ap 1. P h y s . , 47. 5248 ( 1 976) などが知られている。

FE型の素子構成の典型的な例として、図 94に前述の C. A. Sp i n d t らによる素子の断面図を示す。同図において、 80 1 0は基板で、 80 1 1は導電材料よりなるェミッタ配線、 8 0 1 2はェミツ夕コーン、 8 0 1 3は絶縁層、 8 0 1 4はゲート電極である。本素子は、ェミッタコーン 8 0 1 2とゲート電極 8 0 1 4の間に適宜の電圧を印加することにより、ェミッタコーン 8 0 1 2の先端部より電界放出を起こさせるものである。

また、 FE型の他の素子構成として、図 94のような積層構造ではなく、基板上に基板平面とほぼ平行にエミッ夕とゲ一ト電極を配置した例もある。

また、 M I M型の例としては、たとえば、 A. Me a d, " Op e r a t i o n o f t u n n e i — em i s s i o n D e v i c e s, J . A p p 1. P h y s . , 3 2， 6 4 6 ( 1 9 6 1 ) などが知られている。 M I M型の素子構成の典型的な例を図 9 5に示す。同図は断面図であり、図において、 8 0 2 0は基板で、 8 0 2 1は金属よりなる下電極、 8 0 22は厚さ 1 0 nm程度の薄い絶縁層、 8 0 2 3は厚さ 8〜3 0 nm程度の金属よりなる上電極である。 M l M型においては、上電極 8 0 23と下電極 8 0 2 1の間に適宜の電圧を印加することにより、上電極 8 0 2 3の表面より電子放出を起こさせるものである。

上述の冷陰極素子は、熱陰極素子と比較して低温で電子放出を得ることができるため、加熱用ヒータ一を必要としない。したがって、熱陰極素子よりも構造が単純であり、微細な素子を作成可能である。また、基板上に多数の素子を高い密度で配置しても、基板の熱溶融などの問題が発生し難い。また、熱陰極素子がヒ —タ一の加熱により動作するため応答速度が遅いのとは異なり、冷陰極素子の場合には応答速度が速いという利点もある。このため、冷陰極素子を応用するための研究が盛んに行われてきている。

たとえば、表面伝導型放出素子は、冷陰極素子のなかでも特に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の素子を形成できる利点がある。そこで、たとえば本出願人による特開昭 64— 3 1 3 3 2号公報において開示されるように、多数の素子を配列して駆動するための方法が研究されている。また、表面伝導型放出素子の応用については、たとえば、画像表示装置、画像記録装置などの画像形成装置や、荷電ビーム源、等が研究されている。

特に、画像表示装置への応用としては、たとえば本出願人による US P 5, 0 66， 883ゃ特開平 2— 25755 1号公報ゃ特開平 4— 28 1 37号公報において開示されているように、表面伝導型放出素子と電子ビームの照射により発光する蛍光体とを組み合わせて用いた画像表示装置が研究されている。表面伝導型放出素子と蛍光体とを組み合わせて用いた画像表示装置は、従来の他の方式の画像表示装置よりも優れた特性が期待されている。たとえば、近年普及してきた液晶表示装置と比較しても、自発光型であるためバックライトを必要としない点や、視野角が広い点が優れていると言える。

また、 FE型を多数個並べて駆動する方法は、たとえば本出願人による USP 4， 904, 895に開示されている、また、 FE型を画像表示装置に応用した例として、たとえば、 R. Me y e rらにより報告された平板型表示装置が知られている [R. Me y e r : Re c en t Dev e l opme n t on Mi c r o— t i p s D i s p l ay a t LET I" , Te c h. D i g e s t o f 4 t h I n t. Va c uum Mi c r o— e l e c t r on i c s Con f . ， Na gahama, pp. 6〜9 (1 99 1) ] 。

また、 M I M型を多数個並べて画像表示装置に応用した例は、たとえば本出願人による特開平 3— 55738号公報に開示されている。

上記のような電子放出素子を用いた画像表示装置のうちで、奥行きの薄い平面型表示装置は省スペースかつ軽量であることから、ブラゥン管型の表示装置に置き換わるものとして注目されている。

図 96は、平面型の画像表示装置をなす表示パネル部の一例を示す斜視図であり、内部構造を示すためにパネルの一部を切り欠いて示している。

図中、 8 1 1 5はリアプレート、 8 1 1 6は側壁、 8 1 1 7はフエ一スプレートであり、リアプレート 8 1 1 5、側壁 8 1 1 6及びフュースプレート 8 1 1 7 により、表示パネルの内部を真空に維持するための外囲器（気密容器）を形成している。

リアプレート 8 1 1 5には基板 8 1 1 1が固定されているが、この基板 8 1 1 1上には冷陰極素子 8 1 1 2力、 NxM個形成されている（N， Mは 2以上の正の整数であり、目的とする表示画素数に応じて適宜設定される。）。また、前記 NXM個の冷陰極素子 8 1 1 2は、図 96に示すとおり、 M本の行方向配線 8 1 1 3と N本の列方向配線 8 1 1 4により配線されている。これら基板 8 1 1 1、冷陰極素子 8 1 1 2、行方向配線 8 1 1 3及び列方向配線 8 1 1 4によって構成される部分をマルチ電子ビーム源と呼ぶ。また、行方向配線 8 1 1 3と列方向配線 8 1 1 4の少なくとも交差する部分には、両配線間に絶縁層（不図示）が形成されており、電気的な絶縁が保たれている。

フェースプレート 8 1 1 7の下面には、蛍光体からなる蛍光膜 8 1 1 8が形成されており、赤（R) 、緑（G) 、青（B) の 3原色の蛍光体（不図示）が塗り分けられている。また、蛍光膜 8 1 1 8をなす上記各色蛍光体の間には黒色体（不図示）が設けてあり、さらに蛍光膜 8 1 1 8のリアプレート 8 1 1 5側の面には、 A 1等からなるメタルバック 8 1 1 9が形成されている。

Dx l〜Dxm、 Dy 1〜Dy n及び H Vは、当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気的に接続するために設けた気密構造の電気接続用端子である。 Dx 1〜Dxmはマルチ電子ビーム源の行方向配線 8 1 1 3と、 Dy l〜Dy nはマルチ電子ビーム源の列方向配線 8 1 1 4と、 Hvはメタルバック 8 1 1 9と各々電気的に接続している。

また、上記気密容器の内部は 1 X 1 0—⁴P a程度の真空に保持されており、画像表示装置の表示面積が大きくなるにしたがい、気密容器内部と外部の気圧差によるリアプレート 8 1 1 5及びフヱースプレート 8 1 1 7の変形あるいは破壊を防止する手段が必要となる。リァプレート 8 1 1 5及びフヱースプレート 8 1 1 7を厚くすることによる方法は、画像表示装置の重量を増加させるのみならず、斜め方向から見たときに画像のゆがみや視差を生ずる。これに対し、図 9 6においては、比較的薄いガラス板からなり大気圧を支えるための構造支持体（スぺ一サあるいはリブと呼ばれる） 8 1 2 0が設けられている。このようにして、マルチビ一厶電子源が形成された基板 8 1 1 1 と蛍光膜 8 1 1 8が形成されたフエ一スフレ一ト 8 1 1 7間は通常サブミリないし数ミリに保たれ、前述したように気密容器内部は高真空に保持されている。

以上説明した表示パネルを用いた画像表示装置は、容器外端子 Dx l〜Dxm 、 Dy 1〜Dy nを通じて各冷陰極素子 8 1 1 2に電圧を印加すると、各冷陰極素子 8 1 1 2から電子が放出される。それと同時にメタルバック 8 1 1 9に容器外端子 H vを通じて数百（V ) 〜数（k V ) の高圧を印加して、上記放出された電子を加速し、フヱ一スブレート 8 1 1 7の内面に衝突させる。これにより、蛍光膜 8 1 1 8をなす各色の蛍光体が励起されて発光し、画像が表示される。一般に、電子源から放出された電子は、電子源と蛍光体との間に印加された電圧（加速電圧）により加速され、蛍光体に衝突し発光する。従って、表示画像は、加速電圧が大きいほど高輝度となる。しかしながら、前述したように電子源と蛍光体を有する基板の対向距離を短くした薄型の画像形成装置の場合、加速電圧によって電子源と蛍光体との間に形成される電界強度が大きくなる。

このような場合、以下のような問題点があった。

強電界が印加された電子源、具体的には、冷陰極素子 8 1 1 2からの放出電子を加速するためにマルチビーム電子源とフヱースプレート 8 1 1 7との間に数百 V以上の高電圧（即ち 1 k VZmm以上の高電界）が印加され、当該電子源上に例えばゴミ等の異物や突起（以下、突起部と総称する）などがある場合、そこに電界が集中し、電子放出する場合がある。放出電流による発熱や強電界の影響で、突起の形状がさらに先鋭になり、電界強度がさらに大きくなり、電子放出量が増加する。

このような正のフィードバックがかかると、最終的には、突起部が熱的に破壊されるという現象が起こる。

前記の如き現象が起こると、突起部の破壊だけではなく、画像形成装置内の真空雰囲気が劣化する。これらがトリガーとなって、高電界が印加された、電子源と蛍光体との間で放電現象が起こり、加速された陽イオンが電子源に衝突し、電子源にダメージを与え、画像欠陥を引き起こすという問題が生じている。

このような放電現象を抑制する一方法として、例えば、火花放電を抑制するために予め、高真空中で火花放電を行わせることが知られている（例えば、「高電圧工学」（電気学会編、オーム社 1 9 8 1年））。これらの処理は、通常コンディショニングと呼ばれている。

大面積な画像形成装置を製造する際には、コンディショニングを行うことにより、電子放出特性に悪影響を及ぼすことがあった。これは、コンディショニング中の放電によって素子で消費されるジュール熱が導電性薄膜を破壊するためであると考えられる。

図 2 6は、本工程における等価回路を示す図である。コンディショニングを行う電子源基板 2 0 7 1 と高圧印加用電極 2 0 1 0でつくられるコンデンサに蓄積される電荷によって引き起こされたと考えられる。

距離 d離れて配置された、面積 Sの 2枚の電極よりなる平行平板コンデンザに電圧 Vを印加した時、蓄積される電荷量 Qは、 Q = C V = ε S VZ dで表される。コンテイショニング工程において同じ電界を形成した時、電子源基板 2 0 7 1 と高圧印加用電極 2 0 1 0でつくられるコンデンサに蓄積されるエネルギー Eは、 E二 C VZ 2 = s S VZ 2 dである。なお、 εは前記 2枚の電極間の物質（或いは真空）の誘電率である。

このため、電子源基板 2 0 7 1 とそれに対向する電子源基板 2 0 7 1 と同じ面積の高圧印加用電極 2 0 1 0を用いてコンティショニング工程を行うと、その放電時に電子源基板で消費されるエネルギーは面積に比例して増大するという問題点が生じる。

また、前記放電現象を抑制する他の方法として、アーク放電が生じた場合に、アーク放電の間、大電流が外部電圧源からアノードを通り、ェミッタ（力ソード ) に電気アークとして流れる電流を制限する目的で、アノードと外部電圧源の間にィンダクタを設ける技術が、特開平 8 - 1 0 6 8 4 7号公報に開示されている。なお、本明細書で用いられる異常放電とは、上述のアーク放電を含んだものでめる。

上述の特開平 8— 1 0 6 8 4 7号公報に開示された技術の概要を図 9 7に模式的に示す。図 9 7において、 9 1 2 1は基板、 9 1 2 2は力ソード電極、 9 1 2 3はェミッタ、 9 1 2 4は力ソード導体、 9 1 2 5は絶縁体、 9 1 2 6はゲート、 9 1 2 7はアノード、 9 1 2 8はインダク夕、 9 1 2 9は抵抗、 9 1 3 0は電圧ソースである。この技術は、電子放出素子として電界放出素子を用い、ァノード 9 1 2 7とェミッタ 9 1 2 3 (カフ一ド）間でアーク放電が生じている間、ァノード 9 1 2 7とェミツ夕 9 1 2 3間のアーク放電に関わり電圧ソース 9 1 3 0 から供給される電流を、インダクタ 9 1 2 8を設けることにより、実質的に制限するものである。即ち、アーク放電が生じ、アノードの電位が低下した場合に、外部電源からの電荷の注入を時間的に制限するものである。

しかしながら、ァノ一ドとカソード基板間の静電容量が大きい大画面画像形成装置においては、ァノ一ドならびにカソ一ド基板に蓄積された電荷量が大きく、この電荷が、異常放電の開始時にアノードの電位の低下に応じて放電経路を通して移動するという問題がある。この電荷の移動が瞬時に行われた場合、電流値はかなり大きなものとなる。なお、当然ながらこの電流は、外部電源からアノードに流れ込む電流として観測することはできず、即ち、上述の外部電源からの電荷の注入を制限する方法では抑制することができない。

これは、異常放電が生じた場合に、低下したアノードの電位を回復させる、言い換えれば、アノードとカフ一ド基板により構成されるコンデンサを充電する電流か、或いはアーク放電の結果アークを持続する電流としてのみ観測されるからである。このアノードの電位の低下に応じた電荷の移動は、異常放電時のァノード電位の時間変化を測定することにより、概ね秒程度以下の時間スケールで生じることを、本発明者らは確認している。また、このアノードの電位の低下に対応した電流が、放電経路を通して流れることにより、ダメージを引き起こす場合があることも確認している。従って、コンディショニングを実施するに当たり、このァノードの電位の低下に対応した電流が、放電経路を通じて流れることを抑制することが必要になる。

また、一度異常放電が生じることにより、二次的な異常放電を生ずる可能性もあり、この二次的な異常放電を防止することも重要である。この二次的な異常放電は、連鎖的に生じた場合に、たとえ第一の異常放電ではダメージを生じなくても、結果的に非常に大きなダメージを被る場合があるので確実に防止することが必要である。

本発明の目的は、上記問題点を解決し、画像形成装置に代表される電子線装置内における放電現象を引き起こす突起等の要因を取り除く製造方法を提供し、この製造方法によって、良好な信頼性の高い電子線装置（電子源）を製造し、長時間の画像表示においても欠落画素のない画像形成装置を提供することにある。また、本発明の目的は、コンディショニングを行う際に、異常放電に関わるダメージを抑制し、且つ二次的に生ずるおそれのある異常放電を極力防止する画像形成装置の製造方法及び製造装置を提供することにある。発明の開示

本発明の電子線装置の製造方法は、基板上に、電子を放出する電子放出部と、前記電子放出部を電気的に接続してなる配線を備えた電子線装置の製造方法であつて、前記基板上に前記配線を形成する配線形成工程と、前記基板上に前記電子放出部を形成する電子放出部形成工程とを備え、前記配線形成工程の完了後、且つ前記電子放出部形成工程の完了前に、前記配線が形成された前記基板に対して所定の電界を印加する電界印加工程を備える。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記電界は、その電界強度が 1 k VZmm以上である。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記電界印加工程は、前記基板に存する部分であり、前記電子放出部形成工程を含む当該電界印加工程後の諸工程の際に、又は前記電子線装置が使用に供される際において放電の生じ易い当該部分に前記電界の印加により放電を生ぜしめ、当該部分を放電の生じ難い形状に変化させる工程である。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記電子放出部形成工程は、前記各電子放出部に対応して前記配線により異なる電位が与えられる一対の電極を形成する電極形成工程を含み、前記電極形成工程を行なう前に前記電界印加工程を行なう。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記一対の電極は、表面伝導型電子放出素子を構成する一対の電極である。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記電極形成工程は、前記基板上に導電性薄膜を形成する薄膜形成工程を含み、形成された前記導電性薄膜に間隙を生ぜしめ、前記間隙の両側に存する前記導電性薄膜で前記一対の電極を構成する工程である。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記薄膜形成工程を行なう前に前記電界印加工程を行なう。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記薄膜形成工程の完了後、前記前記導電性薄膜に間隙を生ぜしめる前に前記電界印加工程を行なう。本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記一対の電極は、電界放出型電子放出素子のエミッタとゲートである。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記電界放出型電子放出素子は、端部から電子を放出する前記ェミッタと、前記端部との間に電界を生ぜしめる前記ゲートとから構成される。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記エミッタを形成する前に前記電界印加工程を行なう。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記ゲートを形成する前に前記電界印加工程を行なう。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記基板は、その一主面に前記配線により複数の前記電子放出部を梯子状又はマトリクス状に接続してなるものである。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記電界印加工程において、前記基板の前記配線を有する面に対向して電極を設け、前記電極と前記基板上の配線間に電圧を印加することにより前記電界を印加する。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記電極と前記配線間に与える電圧を前記電界印加工程中に変化させる。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記電極と前記基板間の距離を前記電界印加工程中に変化させる。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記電極と当該電極に電圧を印加する前記電源との間に電流制限抵抗を接続する。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記電界印加工程を真空雰囲気下で行なう。

本発明の画像形成装置の製造方法は、基板上に形成された一対の素子電極と、前記素子電極のそれぞれに電気的に接続された導電性薄膜と、前記導電性薄膜の一部に形成された電子放出部とを有する電子源素子を複数個、同一基板上に形成し、配線にて前記各電子源素子の素子電極をそれぞれ梯子状或いはマトリクス状に接続してなる電子源と、前記基板の前記電子源と対向するように配置される画像形成部材とを備えた画像形成装置の製造方法であって、前記配線を形成するェ程の完了後、且つ前記電子放出部を形成する工程の完了前に、前記配線が形成された前記基板に対して所定の電界を印加する電界印加工程を備える。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、情報信号により前記各電子源素子から放出される電子線を制御する制御電極と組み合わせる。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記電界印加工程を、前記電界を印加するための電極と前記基板とを対向配置して前記電極と前記配線間に電圧を印加し、前記電極と前記基板とが形成するコンデンサに蓄えられるェネルギ一が、前記導電性薄膜を破壊するエネルギー以下で行われる。

本発明の電子線装置の製造方法は、複数の表面伝導型電子放出素子を備えた電子線装置の製造方法であって、基板上に複数対の素子電極を形成する工程と、絶縁層を介して積層された複数本の行方向配線および複数本の列方向配線を前記複数対の素子電極のそれぞれの電極と結線して行列状に共通配線を形成する工程と、各対の素子電極間に導電性薄膜を形成する工程と、各対の素子電極間の前記導電性薄膜に通電処理により電子放出部を形成するフォーミング工程と、前記共通配線を有する面に電界を印加するための電極と該基板を対向配置し、前記電極と前記共通配線間に電圧を印加することにより該電界の印加を行うコンディショニング工程とを有し、前記コンディショニング工程は、前記電極と前記基板とが形成するコンデンサに蓄えられるエネルギーが、該導電性薄膜を破壊するエネルギ一以下で行われる。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記電極と前記基板の対向する面積を S、前記電極と前記基板の距離を H e、前記電極と前記共通配線間に印加する電圧を V c、真空の誘電率を £、前記導電性薄膜が破壊されるエネルギ一を E t hとすると、

s x S x V c ² / 2 H c < E t h - ( 1 )

の条件下で前記コンディショニング工程を行う。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記コンディショニングェ程において、前記電界を印加するための電極を複数個用いる。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記コンディショニングェ程において、前記電極と前記基板の相対位置を変化させる。

本発明の画像形成装置の製造方法は、複数の表面伝導型電子放出素子が形成された基板と、前記基板の前記表面伝導型電子放出素子と対向するように配置される画像形成部材とを備えた画像形成装置の製造方法であって、前記基板上に複数対の素子電極を形成する工程と、絶縁層を介して積層された複数本の行方向配線および複数本の列方向配線を前記複数対の素子電極のそれぞれの電極と結線して行列状に共通配線を形成する工程と、各対の素子電極間に導電性薄膜を形成する工程と、各対の素子電極間の前記導電性薄膜に通電処理により電子放出部を形成するフォーミング工程と、前記共通配線を有する面に電界を印加するための電極と該基板を対向配置し、前記電極と前記共通配線間に電圧を印加することにより該電界の印加を行うコンディショニング工程とを有し、前記コンディショニング工程は、前記電極と前記基板とが形成するコンデンサに蓄えられるエネルギーが、前記導電性薄膜を破壊するエネルギー以下で行われる。

本発明の電子線装置の製造方法は、電子ビームを発生する電子ビーム源を有する第 1のプレートを備えた電子線装置の製造方法であって、前記第 1のプレートと、当該第 1のプレートと対向する電極との間に電圧を印加する工程を有しており、前記工程においては、前記第 1のプレートと前記第 1のプレートと対向する電極との間に、前駆電流が流れる電圧を印加する。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記電圧は、前記前駆電流が流れる状態を維持できる電圧である。

本発明の電子線装置の製造方法は、導電性膜からなる電子ビームを発生する電子ビーム源を有する第 1のプレートを備えた電子線装置の製造方法であって、前記第 1のプレートと、当該第 1のプレートと対向する電極との間に電圧を印加する工程を有しており、前記工程においては、前記導電性膜への影響が許容できる電圧を印加する。

本発明の画像形成装置の製造方法は、電子ビーム源を形成したリアブレートと、電子ビームの照射により発光する蛍光体を形成したフェースプレートとを備えた画像形成装置の製造方法であって、前記リアプレー卜と前記フェースプレートとを含む真空容器を形成する前に、電極が形成された基板に高電圧を印加するェ程を有する。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、高電圧を印加する工程を、電子ビーム源完成前の前記電極が形成されたリアプレート用基板に対して行う o

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、高電圧を印加する工程を、真空中で行う。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、高電圧を印加する工程を、気体中で行う。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記電極が形成された前記基板は、対向する電極付きダミーフェースプレートとの間に高電圧を印加されるものである。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記電極が形成された前記基板は、電子放出素子への給電用配線を有し、その配線を一方の電極として、ダミーフェースプレートをもう一方の電極として高電圧を印加する。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記電極が形成された前記基板は、複数の電子放出素子をマトリクス配線するための給電用の複数の行方向配線と複数の列方向配線を有し、行方向配線と列方向配線全てを共通とし、それを一方の電極、ダミーフエ一スプレートをもう一方の電極として高電圧を印加する。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記高電圧は、低圧から徐々に昇圧してゆく直流である。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記高電圧は、低圧から徐々に昇圧してゆく交流である。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記高電圧は、低圧から徐々に昇圧してゆくパルス電圧である。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記電子ビーム源は、冷陰極素子である。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記電子ビーム源は、表面伝導型放出素子である。本発明の画像形成装置の製造方法は、電子ビーム源を合むリアプレートと、電子ビームの照射により発光する蛍光体を形成したフヱ一スプレートと、前記リァプレートとフェースプレー卜の間に配置される構造支持体とを備えた画像形成装置の製造方法であって、前記フェースプレー卜と前記リアブレートと前記構造支持体とでパネルを組み立てた後に、前記フヱースプレートと前記リアプレートの間に高電圧を印加する工程と、前記高電圧を印加する工程後に行う電子源を形成する工程とを有する。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記高電圧を印加するェ程を真空中で行う。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記高電圧を印加するェ程を、画像形成装置内に気体を導入して行う。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記電子ビーム源は、複数の配線によって結線された複数の電子放出素子を有し、前記高電圧を印加する工程で、前記複数の配線を共通に接地し、前記フ一スプレートに前記高電圧を印加する。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記構造支持体は、矩形形状を有し、その長手方向が前記複数の配線と平行になるように前記電子ビーム源とフヱ一スプレートとの間に配置されている。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記電子源は、複数の行方向配線と複数の列方向配線とでマトリクス配線された複数の電子放出素子を有し、前記高電圧を印加する工程で、前記複数の行方向配線と前記複数の列方向配線を共通に接地し、前記フェースプレートに前記高電圧を印加する。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記構造支持体は、その長手方向が前記複数の行方向配線又は前記複数の列方向配線のいずれか一方と平行になるように、前記電子ビ一厶源と前記フヱ一スプレートとの間に配置されている。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記高電圧は、ピーク値が低圧から徐々に昇圧していく交流である。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記高電圧は、ピーク値が低圧から徐々に昇圧していくパルス電圧である。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記高電圧は、低圧から徐々に昇圧していく単調増加電圧である。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記電子ビーム源は、表面伝導型電子放出素子である。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記電子源を形成するェ程は、通電フォーミング工程を含む。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記電子源を形成するェ程は、通電活性化工程を含む。

本発明の電子線装置の製造方法は、電子ビームを発生する電子ビーム源を有する第 1のプレートと、前記第 1のプレートに対向する電極とを備える電子線装置の製造方法であって、前記第 1のプレートと、前記電極との間に電圧を印加する第 1の工程と、前記第 1の工程の後に行う前記電子ビーム源を形成する工程とを有する。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記第 1の工程の後に行う前記電子ビーム源を形成する工程は、導電性膜に通電することにより該導電性膜に高抵抗部を形成する工程である。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記第 1の工程の後に行う前記電子ビーム源を形成する工程は、電子放出部、電子放出部の近傍又は前記電子放出部及び前記電子放出部の近傍に堆積物を堆積させる工程である。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記第 1の工程は、前記第 1のプレートに配線が形成された後に行われる。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記第 1の工程は、電子放出部が形成される導電性薄膜の形成の後に行われる。

本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記第 1のプレートと前記電極との間に電圧を印加することによって、前記第 1のプレートと前記電極との間に電流が流れる。本発明の電子線装置の製造方法の一態様において、前記電流は、前記第 1のプレ一トと、前記電極との間で生じる放電により流れるものである。

本発明の画像形成装置の製造方法は、画像形成装置を構成する電子源の製造ェ程の中で、前記電子源を構成する電子源基板と対向する位置に電極を配置させて、該電極と電子源基板間に高電圧を印加するコンディショニング工程を有する画像形成装置の製造方法であって、前記電極のシート抵抗値がそれぞれ異なる複数種類のコンディショニング工程を設ける。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記電子源基板側を陰極として、前記電極との間に高電圧を印加する。

本発明の画像形成装置の製造方法は、画像形成装置を構成するアノードの製造工程の中で、前記ァノードを構成するァノ一ド基板と対向する位置に電極を配置させて、前記電極とァノード基板間に高電圧を印加するコンディショニング工程を有する画像形成装置の製造方法であって、前記電極のシート抵抗値がそれぞれ異なる複数種類のコンディショニング工程を設ける。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記アノード基板側を陽極として、前記電極との間に高電圧を印加する。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記アノード基板上に、電子が衝突されることによつて発光する蛍光膜を形成する蛍光膜形成工程と、前記蛍光膜形成工程の後に行う第 1 コンディショニング工程と、前記第 1 コンディショニング工程の後に、該第 1 コンディショニング工程の際よりも小さなシ一ト抵抗値である電極によって行う第 2コンディショニング工程とを設ける。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、基板と電極間に形成する電界強度がそれぞれ異なるコンディショニング工程を有する。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記電極に印加する電圧値か、あるいは基板と電極間の距離のうち少なくとも一方を変えることで、電界強度をそれぞれ異ならせる。

本発明の画像形成装置の製造方法は、電子源が設けられてなるカフ一ド基板と、当該カフ一ド基板と対向して配置された画像形成用のァノード基板とを有する平板型の画像形成装置の製造方法であって、前記力ソード基板の作製中に、前記カソード基板を陰極として、これと対向して配置された陽極に高電圧を印加し、前記高電圧印加により発生した異常放電を検知することにより、前記異常放電を抑制する。

本発明の画像形成装置の製造方法は、電子源が設けられてなるカソ一ド基板と、当該カソード基板と対向して配置された画像形成用のァノ一ド基板とを有する平板型の画像形成装置の製造方法であって、前記力ソード基板の作製中に、前記カソード基板を陰極として、これと対向して配置された陽極に高電圧を印加し、前記高電圧印加により発生した異常放電を検知して、前記陽極の電位を前記陰極の電位に近づけることにより、前記異常放電を抑制する。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、異常放電を検知することにより、前記陽極と当該陽極に接続された高圧電源とを電気的に切断する。本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記力ソード基板は、前記電子源として複数の表面伝導型の電子放出素子が行列状に配されたものである本発明の画像形成装置の製造装置は、電子源が設けられてなるカソード基板と、当該カソ一ド基板と対向して配置された画像形成用のアノード基板とを有する平板型の画像形成装置の製造装置であって、陽極と、前記陽極と接続された高圧電源と、前記高圧電源の高電圧印加により、前記陽極とこれに対向するように配される陰極との間に発生した異常放電を検知する検知手段とを備え、前記力ソ一ド基板の作製中に、前記陰極として配された前記カソード基板と前記陽極との間に前記高圧電源により高電圧を印加し、発生した異常放電を前記検知手段により検知して、前記異常放電を抑制する。

本発明の画像形成装置の製造装置は、電子源が設けられてなるカソード基板と、当該カソード基板と対向して配置された画像形成用のァノ一ド基板とを有する平板型の画像形成装置の製造装置において、陽極と、前記陽極と接続された高圧電源と、前記高圧電源の高電圧印加により、前記陽極とこれに対向するように配される陰極との間に発生した異常放電を検知する検知手段とを備え、前記カソード基板の作製中に、前記陰極として配された前記カソ一ド基板と前記陽極との間に前記高圧電源により高電圧を印加し、発生した異常放電を前記検知手段により検知して前記陽極の電位を前記陰極の電位に近づけることにより、前記異常放電を抑制する。

本発明の画像形成装置の製造装置の一態様において、前記検知手段による異常放電の検知に基づいて、前記陽極と当該陽極に接続された前記高圧電源とを電気的に切断する手段を備える。

本発明の画像形成装置の製造装置の一態様において、前記力ソード基板は、前記電子源として複数の表面伝導型の電子放出素子が行列状に配されたものである本発明の電子線装置は、前記の製造方法により製造されたものである。

本発明の画像形成装置は、前記の製造方法により製造されたものである。本発明の電子源の製造方法は、基板上に、複数の電子放出素子及び当該電子放出素子に接続された配線とを有してなる電子源 -前記電子放出素子は前記基板上に配置された対向する一対の電極、当該電極に接続し、当該電極の間の領域に第

1の亀裂を有する導電性腺、当該第 1の亀裂内及び前記導電性膜の当該第 1の亀裂を含む領域上に配置され、前記第 1の亀裂内に当該第 1の亀裂よりも狭い第 2 の亀裂を有する炭素を主成分とする堆積物を有してなる一の製造方法であって、以下の各工程よりなる：前記基板上に前記配線及び前記電極を形成する工程；前記導電性膜を形成する工程；前記導電性膜に、前記第 1の亀裂を形成するェ程（フォーミング工程）；前記炭素を主成分とする堆積物を形成する工程（活性化工程）、当該工程は前記フォーミング工程より後に行われる；及び少なくとも前記配線と前記電極が形成された前記基板の、前記電子放出素子が形成される表面に略垂直方向に電界を印加する工程（コンディショニング工程）；ここで、前記フォーミング工程よりも先に前記コンディショニング工程が実行される。本発明の電子源の製造方法の一態様において、前記コンディショニング工程は、コンディショニング用電極を前記基板の前記電極と前記配線の形成された面に間隔を置いて対向させ、当該コンディショニング用電極と、前記基板との間に電圧を印加することによりなされる。

本発明の電子源の製造方法の一態様において、前記基板上に前記配線及び前記電極を形成する工程の後に、前記コンディショニング工程が行われ、更にその後に、前記導電性膜を形成する工程が行われる。

本発明の電子源の製造方法の一態様において、前記コンディショニング工程は、前記基板上に前記配線及び前記電極を形成する工程の後、前記導電性膜形成ェ程よりも前に行われる第 1 のコンディショニング工程と、前記導電性膜形成工程の後、前記フォーミング工程よりも前に行われる第 2のコンディショニング工程よりなり、ここで、第 1及び第 2のコンディショニング工程を行う際の前記コンディショニング用電極のシート抵抗値を、それぞれ R l， R 2とした時、この値が R 1 く R 2を満たす。

本発明の電子源の製造方法の一態様において、前記フォーミング工程の後、前記活性化工程の前に、前記コンディショニング用電極を前記基板の前記電極と前記配線の形成された面に間隔を置いて対向させて、前記コンディショニング用電極と、前記基板の間に電圧を印加することにより、前記基板の電子放出素子が形成される表面に、略垂直の方向に電界を印加する第 3のコンディショニング工程を有し、前記コンディショニング用電極のシート抵抗値 R 3が R 2 < R 3を満たす。

本発明の電子源の製造方法の一態様において、前記活性化工程の後に、コンディショニング用電極を前記基板の前記電極と前記配線の形成された面に間隔を置いて対向させて、当該コンディショニング用電極と、前記基板の間に電圧を印加することにより、前記基板の電子放出素子が形成される表面に、略垂直の方向に電界を印加する第 4のコンディショニング工程を有し、前記コンディショニング用電極のシート抵抗値 R 4が R 4 < R 1を満たす。

本発明の電子源の製造方法の一態様において、前記コンディショニング工程は、前記コンディショニング用電極と前記基板との間の放電の前駆現象を監視し、当該前駆現象が検出された場合に、前記コンディショニング用電極の電位を、前記基板の電位に近づける制御を行いながら実行される。

本発明の電子源の製造方法の一態様において、前記コンディショニング工程は、前記コンディショニング用電極と前記基板との間に電圧供給手段を接続し、且つ、前記コンディショニング用電極と前記基板との間の放電の前駆現象を監視し、当該前駆現象が検出された場合に、前記コンディショニング用電極と前記電圧印加手段との接続を切断する制御を行いながら実行される。

本発明の電子源の製造方法の一態様において、前記コンディショニング工程は、前記コンディショニング用電極の前記基板に対向する面積が前記基板の前記電子放出素子を有する表面の面積よりも小さいコンディショニング用電極を用い、前記コンディショニング用電極と前記基板との間隔を所定の値に保ちながら、前記コンディショニング用電極を、前記基板の上を移動させて実行される。

本発明の電子源の製造方法の一態様において、前記コンディショニング工程は、前記コンディショニング用電極の前記基板との間隔を変化させながら実行される。

本発明の画像形成装置の製造方法は、基板上に、複数の電子放出素子及び当該電子放出素子に接続された配線とを有してなる電子源と、当該電子源から放出された電子ビームの照射により画像を形成する画像形成部材とを有し、気密容器内に前記電子源及び前記画像形成部材を対向した配置してなる画像形成装置 -前記電子放出素子は前記基板上に配置された対向する一対の電極であり、当該電極に接続し、当該電極間の領域に第 1の亀裂を有する導電性膜と、前記第 1の亀裂内及び前記導電性膜の当該第 1の亀裂を含む領域上に配置され、前記第 1の亀裂内に当該第 1の亀裂よりも狭い第 2の亀裂を有する炭素を主成分とする堆積物とを有してなる-の製造方法であって、以下の工程よりなる：前記基板上に前記配線、及び前記電極を形成する工程；前記導電性膜を形成する工程；前記導電性膜に、前記第 1の亀裂を形成する工程（フォーミング工程）；前記炭素を主成分とする堆積物を形成する工程（活性化工程）、ここで、当該工程は前記フォーミング工程より後に行われる；少なくとも前記配線と前記電極が形成された前記基板の、前記電子放出素子が形成される表面に略垂直方向に電界を印加する工程（コンディショニング工程）；及び前記電子源及び前記画像形成装置とを内包させて前記気密容器を組み立てる工程；ここで、前記コンディショニング工程は、前記気密容器を組み立てる工程より後、かつ前記フォーミング工程よりも先に実行され、前記画像形成用部材と前記基板との間に電圧を印加することによりなされる。本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記コンディショニング工程は、前記画像形成部材と前記基板との間の放電の前駆現象を監視し、当該前駆現象が検出された場合に、前記画像形成部材の電位を前記基板の電位に近づける制御を行レ、ながら実行される。

本発明の画像形成装置の製造方法の一態様において、前記コンディショニング工程は、前記画像形成部材と前記基板との間に電圧供給手段を接続し、且つ、前記画像形成部材と前記基板との間の放電の前駆現象を監視し、当該前駆現象が検出された場合に、前記画像形成部材と前記電圧印加手段との接続を切断する制御を行いながら実行される。

本発明は、前記電子源の製造方法を実行する製造装置であって、前記コンディショニング用電極の、前記基板に対向する面積が、前記基板の前記電子放出素子を有する表面の面積よりも小さく、前記コンディショニング用電極と前記基板との間隔を所定の値に保ちながら、前記コンディショニング用電極を移動させる移動手段を有する。

本発明の製造装置の一態様において、前記コンディショニング用電極の、前記基板との間隔を、前記コンディショニング工程中に制御する間隔制御手段を有する

本発明は、前記電子源の製造方法を実行する製造装置であって、前記コンディショニング用電極と前記基板との間の放電の前駆現象を監視する監視手段と、前記監視手段が前記前駆現象を検知したことを示す信号に基づいて、前記コンディショニング用電極の電位を前記基板の電位に近づける電位変化手段とを有する。本発明の製造装置の一態様において、前記電位変化手段は、前記コンディショニング電極と前記基板との間を短絡する回路を開閉するスィッチよりなる。本発明は、前記画像形成装置の製造方法を実行する製造装置であって、前記画像形成部材と前記基板との間の放電の前駆現象を監視する監視手段と、前記監視手段が前記前駆現象を検知したことを示す信号に基づいて、前記画像形成部材の電位を前記基板の電位に近づける電位変化手段とを有する。

本発明の製造装置の一態様において、前記電位変化手段は、前記画像形成部材と前記基板との間を短絡する回路を開閉するスィッチよりなる。

本発明は、前記電子源の製造方法を実行する製造装置であって、前記コショニング用電極と前記基板の間の放電の前駆現象を監視する監視手段と、前記監視手段が前記前駆現象を検知したことを示す信号に基づいて、前記コンディショニング用電極と前記電圧印加装置との電気的接続を切断する接続切断手段とを有する。

本発明は、前記画像形成装置の製造方法を実行する製造装置であって、前記画像形成部材と前記基板の間の放電の前駆現象を監視する監視手段と、前記監視手段が前記前駆現象を検知したことを示す信号に基づいて、前記画像形成部材と前記電圧印加装置との電気的接続を切断する接続切断手段を有する。図面の簡単な説明

図 1 A, 図 1 Bは、本発明の電子源を構成する電子放出素子の一実施形態の構成を示す模式図である。

図 2 A〜図 2 Cは、電子放出素子の製造方法の一例を示す工程図である。図 3 A，図 3 Bは、本発明の電子源の製造方法に用いられる通電フォーミングの電圧波形の一例を示す図である。

図 4は、本発明の電子源を構成する電子放出素子の電子放出特性を評価するための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 5は、本発明の電子源を構成する電子放出素子における、放出電流 I e、素子電流 I f と素子電圧 V f の関係の一例を示すグラフである。

図 6は、本発明の電子源の一実施形態である単純マトリクス配置した電子源の一例を示す模式図である。

図 7 A, 図 7 Bは、本発明の電子源の製造方法の電界印加工程における電子源基板と電極との配置を示した図である。

図 8は、本発明の画像形成装置の一実施形態である単純マトリクス配置の電子源を用いた表示パネルの一例を示す模式図である。

図 9 A，図 9 Bは、表示パネルに用いられる蛍光膜一例を示す模式図である。図 1 0は、本発明の画像形成装置に N T S C方式のテレビ信号に応じて表示を行なうための駆動回路の一例を示すプロック図である。図 1 1は、本発明の電子源の製造方法に係わる、フォーミング、活性化工程を行うための真空排気装置の模式図である

図 1 2は、本発明の電子源の製造方法に係わる、フォーミング、活性化工程のための結線方法を示す模式図である。

図 1 3は、本発明の電子源の他の実施形態である梯子型配置の電子源の一例を示す模式図である。

図 1 4は、本発明の画像形成装置の他の実施形態である梯子型配置の電子源を用いた表示パネルの一例を示す模式図である。

図 1 5は、実施例 1の電子源の部分断面図である。

図 1 6八〜図 1 6 Dは、実施例 1の電子源の製造工程図である。

図 1 7 E〜図 1 7 Gは、実施例 1の電子源の製造工程図である。

図 1 8は、実施例 1の電子源基板の電界印加工程に用いた装置の模式図である o

図 1 9は、実施例 1の電子源における印加電圧と放電回数の特性図である。図 2 0は、実施例 2の電子源基板の電界印加工程に用いた装置の模式図である図 2 1は、実施例 2の電子源における印加電圧と放電回数の特性図である。図 2 2は、本発明の画像形成装置の一例を示すブロック図である。

図 2 3は、本発明を適用可能な電子源基板のコンディショニング工程を行うための模式図である。

図 2 4は、本発明を適用可能な電子源基板のコンディショニング工程を行うための真空排気装置の模式図である。

図 2 5は、本発明の画像形成装置、フォーミング、活性化工程のための結線方法を示す模式図である。

図 2 6は、コンディショニング工程における等価回路の模式図である。

図 2 7は、コンディショニング工程における、高圧印加用電極の面積と放電破壊数の関係を示したグラフである。

図 2 8は、本発明を適用可能な電子源基板のコンディショニング工程を行うための模式図である。図 2 9は、本発明を適用可能な電子源基板のコンディショニング工程を行うための真空排気装置の模式図である。

図 3 0は、本発明を適用可能な電子源の平面図である。

図 3 1は、図 3 0の A— A ' 断面図である。

図 3 2 A〜図 3 2 Gは、図 3 1の製造工程を示す工程断面図である。

図 3 3 A，図 3 3 Bは、本発明を適用可能な表面伝導型電子放出素子の構成を示す模式的平面図および断面図である。

図 3 4は、本発明を適用可能な垂直型表面伝導型電子放出素子の構成を示す模式図である。

図 3 5 A〜図 3 5 Cは、本発明を適用可能な表面伝導型電子放出素子の製造方法の一例を示す模式図である。

図 3 6 A, 図 3 6 Bは、本発明を適用可能な表面伝導型電子放出素子の製造に際し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める。

図 3 7は、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 3 8は、本発明を適用可能な表面伝導型電子放出素子についての放出電流 I e、素子電流 I f と素子電圧 V f の関係を示すグラフである。

図 3 9は、本発明を適用可能な単純マトリクス配置した電子源の一例を示す模式図である。

図 4 0は、本発明を適用可能な画像形成装置の表示パネルの一例を示す模式図である。

図 4 1 A, 図 4 1 Bは、蛍光膜の一例を示す模式図である。

図 4 2は、画像形成装置に N T S C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プロック図である。

図 4 3は、本発明を適用可能な梯子配置の電子源の一例を示す模式図である。図 4 4は、本発明を適用可能な画像形成装置の表示パネルの一例を示す模式図図 4 5は、本発明の画像表示装置のフォーミング .雑化工程を行うための真空排気装置の模式図である。

図 4 6は、本発明による画像形成装置の製造方法の工程の流れを示す図である o

図 4 7は、本発明のコンディショニング効果を説明する図である。

図 4 8は、本発明の画像形成装置の製造方法を実施する為の装置概略図である ο

図 4 9は、本発明による画像形成装置の製造方法における印加電圧と放電回数を示す図である。

図 5 0は、本発明による画像形成装置の製造方法における印加電圧と放.電回数を示す図である。

図 5 1は、本発明の実施形態である画像表示装置の、表示パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。

図 5 2は、マルチ電子ビーム源の基板の平面図である。

図 5 3は、マルチ電子ビーム源の基板の一部断面図である。

図 5 4 A〜図 5 4 Eは、平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を示す断面図ある。

図 5 5 A，図 5 5 Bは、平面型の表面伝導型放出素子の模式図である。

図 5 6は、通電フォーミング処理の際の印加電圧波形図である。

図 5 7 A，図 5 7 Bは、通電活性化処理の際の印加電圧波形及び放出電流 I e の変化を示す図である。

図 5 8は、垂直型の表面伝導型放出素子の断面図である。

図 5 9 A〜図 5 9 Fは、垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を示す断面図める。

図 6 0は、表面伝導型放出素子の典型的な特性を示すグラフである。

図 6 1 A〜図 6 1 Cは、表示パネルのフエ一スプレートの蛍光体配列を例示した平面図である。

図 6 2は、本発明の実施形態による画像形成装置の製造方法の工程の流れを示す図である。

図 6 3は、本発明の実施形態によるコンディショニング効果を説明する図である o

図 6 4は、本発明の実施形態による画像形成装置の製造方法を実施するための装置の概略図である。

図 6 5は、本発明の実施形態による画像形成装置の製造方法における印加電圧と放電回数を示す図である。

図 6 6は、本発明の実施形態による画像形成装置の製造方法の工程の流れを示す図である。

図 6 7は、本発明の実施形態による画像形成装置の製造方法における印加古圧と放電回数を示す図である。

図 6 8は、本発明の実施形態による画像表示装置の表示パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。

図 6 9は、本発明の実施形態によるマルチ電子ビーム源の基板の平面図である o

図 7 0は、図 6 9に示すマルチ電子ビ一厶源の B— B ' 断面図である。

図 7 1は、図 6 8に示す表示パネルの A— A ' 断面図である。

図 7 2 A，図 7 2 Bは、本発明の実施形態で用いた平面型の表面伝導型放出素子の平面図及び断面図である。

図 7 3 A〜図 7 3 Eは、図 7 2 A，図 7 2 Bに示す平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を示す断面図である。

図 7 4は、本発明の実施形態による画像形成装置の製造方法中の通電フォ一ミング処理の際の印加電圧波形を示す図である。

図 7 5 A，図 7 5 Bは、本発明の実施形態による画像形成装置の製造方法中の通電活性化処理の際の印加電圧波形及び放出電流 I eの変化を示す図である。図 7 6は、本発明の実施形態による画像形成装置の垂直型の表面伝導型放出素子の断面図である。

図 7 7 A〜図 7 7 Fは、図 7 6の示す垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を示す断面図である。

図 7 8は、本発明の実施形態による画像形成装置の表面伝導型放出素子の典型的な特性を示すグラフである。図 7 9は、本発明の実施形態による画像表示装置の駆動回路の概略構成を示すブロック図である。

図 8 0は、本発明の実施形態による画像表示装置を用いた多機能画像表示装置のブロック図である。

図 8 1 A，図 8 1 Bは、本発明の実施形態のよる画像形成装置の表示パネルのフェースプレー卜の蛍光体配列を例示した平面図である。

図 8 2は、本発明の実施形態のよる画像形成装置の表示パネルのフェースプレ一トの蛍光体配列を例示した他の平面図である。

図 8 3 A , 図 8 3 Bは、本発明の実施形態に係る画像形成装置の製造方法を示す模式図である。

図 8 4は、本発明の実施形態に係る製造方法によって製造される画像形成装置を説明する模式図である。

図 8 5は、本発明の実施形態に係る製造方法によって製造される画像形成装置を構成するカソ一ド基板の模式図である。

図 8 6 A , 図 8 6 Bは、本発明の実施形態に係る製造方法によって製造される画像形成装置を構成するァノード基板の模式図である。

図 8 7は、本発明の実施形態に係る製造方法によって製造された画像形成装置の概略構成図である。

図 8 8は、本発明の実施形態により製造される画像形成装置の主要構成を示す概略斜視図である。

図 8 9は、画像形成装置の構成要素であるカソード基板を示す概略斜視図である

図 9 O A , 図 9 O Bは、力ソード基板の構成要素である表面伝導型の電子放出素子を示す模式図である。

図 9 1は、本実施形態に用いられる製造装置の主要構成の模式図である。図 9 2は、本実施形態に用いられる製造装置の他の例の主要構成の模式図である。

図 9 3は、従来知られた表面伝導型放出素子の一例を示す図である。

図 9 4は、従来知られた F E型素子の一例を示す図である。図 95は、従来知られた M I M型素子の一例を示す図である。

図 96は、画像表示装置の表示パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である図 97は、従来技術に係る画像形成装置のアーク電流を制限する技術を示す模式図である。発明を実施するための最良の形態

以下、図面に基づき、本発明の好適な第 1〜第 6の実施形態及び各々の実施形態に付随する各実施例について説明する。

-第 1の実施形態一

本発明の電子源を構成する電子放出素子としては、表面伝導型電子放出素子が好ましく用いられる。表面伝導型電子放出素子には平面型と垂直型があるが、以下、本発明の好ましい実施形態として、平面型の表面伝導型電子放出素子を用いて構成した電子源及び画像形成装置を例に挙げて本発明を詳細に説明する。本発明に用いられる表面伝導型電子放出素子は、例えば特開平 7— 235255号公報に記載された素子である。

図 1は、本発明で用いられる平面型表面伝導型電子放出素子の一例あ構成を示す図であり、図 1 A、図 1 Bはその平面図と断面図である。図 1において 1は基板、 2と 3は素子電極、 4は導電性膜、 5は電子放出部である。

基板 1としては、石英ガラス、 N a等の不純物合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 S i 0₂ 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 S i基板等を用いることができる。

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， C r， Αυ, Mo, W， P t, T i, A 1 , Cu， Pd等の金属或いは合金及び Pd， Ag， Au， Ru0₂ , Pd, Ag等の金属或いは金属酸化物とガラス等から構成される印刷導体、 I n ₂ 0₃ -Sn0₂ 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。

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、好ましくは数百 nm〜数百// mの範囲とし、より好ましくは、素子電極間に印加する電 1±等を考慮して、数 m〜数十 m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すると、好ましくは数〜数百// mの範囲であり、素子電極 2, 3の膜厚 dは、好ましくは数十 nm〜数; mの範囲である。

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

導電性膜 4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、 0. 1 nmの数倍から数百 nmの範囲とするのが好ましく、より好ましくは 1 nmより 5 0 n mの範囲とするのが良い。その低抗値は、 R sが 1 0から 1

0⁷ Ω/Ε]の値である。なお Rは、厚さが t、幅が wで長さが 1の薄膜の抵抗 R sを、 R = R s ( 1 /w) とおいたときに現れる量である。

導電性膜 4を構成する材料は、 P d， P t , Ru， Ag, Au, T i , I n, C u， C r， F e， Zn, S n, Ta， W, P d等の金属、 P d〇， S n 0₂ ,

1 n₂ 0₃ , Pb O， S b ₂ 0₃ 等の酸化物、 H f B₂ , Z r B₂ , L a B₆ ， C e B₆ , YB₄ ， G d B₄ 等の棚化物、 T i C, Z r C, H f C, Ta C, S i C, WC等の炭化物、 T i N， Z r N， H f N等の窒化物、 S i， G e等の半導体、カーボン等の中から適宜選択される。

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、導電性膜 4の膜厚、膜質、材料及び後述する通電フォーミング等の手法等に依存したものとなる。電子放出部 5の内部には、 0. 1 nmの数倍から数十 nm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有することもできる。

上記電子放出素子の基本的な製造方法の一例を図 2に示す。尚、図 2において、図 1に示した部位と同じ部位には同一の符号を付している。

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、例えばフォトリソグラフィ一技術を用いて基板 1上に素子電極 2， 3を形成する（凶 2 A ) 。

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、導電性膜 4を形成する（図 2 B ) 。ここでは、有機金属溶液の塗布法を挙げて説明したが、導電性膜 4の形成法はこれに限られるものでなく、真空蒸着法、スパッ夕法、化学的気相堆積法、分散塗布法、ディッビング法、スピンナ一法、インクジット法等を用いることもできる。

インクジヱット法を用いた場合には、 1 0 n gから数十 n g程度の微小液滴を再現性良く発生し基板に付与することができ、フォトリソグラフィによるパターニングゃ真空プロセスが不要であるため、生産性の上から好ましい。インクジェット法の装置としては、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いたバブルジエツトタイプ、或いは圧電素子を用いたピエゾジヱットタイプ等が使用可能である。上記液滴の焼成手段としては、電磁波照射手段や加熱空気照射手段、基板全体を加熱する手段が用いられる。電磁波照射手段としては、例えば赤外線ランプ、アルゴンイオンレーザ一、半導体レーザー等を用いることができる。

3 ) つづいて、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 2 C ) 。通電フォーミングによれば導電性膜 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（一般に、亀裂形態である場合が多い）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 3に示す。

電圧波形は、パルス波形が好ましい。これにはパルス波高値を定電圧としたパルスを連続的に印加する図 3 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 3 Bに示した手法がある。

先ず、パルス波高値を定電圧とした場合について、図 3 Aで説明する。図 3 A における T 1及び T 2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（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〜数十秒間電 E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、矩形波等の所望の波形を採用することができる。

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 3 Bで説明する。図 3 Bにおける T 1及び T 2は図 3 Aに示した T 1 , T 2と同様である。また、三角波の波高値は、例えば 0 . I V程度ずつ増加させる。

通電フォーミング処理の終了は、パルス間隔 T 2中に、導電性膜 4を局所的に破壤、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 . 1 V程度の電圧印加により流れる電流を測定し、抵抗値を求めて、 1 Μ Ω以上の抵抗を示した時、通電フォーミングを終了する。

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。活性化工程とは、この工程により、素子電流 I ί、放出電流 I eが著しく変化する工程である。

活性化工程は、例えば、有機物質を含有する雰囲気下で、通電フォ一ミングと同様に、パルス電圧の印加を繰り返すことで行うことができる。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。

この処理により、雰囲気中に存在する有機物質から、導電性膜上に形成された電子放出部に炭素あるいは炭素化合物が堆積し、素子電流 I ί、放出電流 I eが著しく変化するようになる。

ここで、炭素及び炭素化合物とは、例えばグラフアイト（いわゆる H O P G, P G , G Cを包含するもので、 H O P Gはほぼ完全なグラフアイトの結晶構造、 P Gは結晶粒が 2 0 n m程度で結晶構造がやや乱れたもの、 G Cは結晶粒が 2 η m程度になり結晶構造の乱れがさらに大きくなつたものを指す。）、非晶質力一ボン（アモルファス力一ボン及び、アモルファス力一ボンと前記グラフアイトの微結晶の混合物を指す）であり、その膜厚は、 5 0 n m以下の範囲とするのが好ましく、 3 0 n m以下の範囲とすることがより好ましい。

本発明で用いることができる、適当な有機物質としては、アルカン、アルゲン、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、フヱノール、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、ェタン、プロパンなど C _n H _{2 n + 2}で表される飽和炭化水素、エチレン、プロピレン、アセチレンなど C„ H _{2 n}、 C„ H _{2 n}や C _n H _{2 n 2}等の組成式で表される不飽和炭化水素、ベンゼン、メタノール、エタノール、ホルムアルデヒド、ァセトアルデヒド、アセトン、メチルェチルケトン、メチルァミン、ェチルァミン、フエノール、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等が使用できる。本発明では、これらの有機物質を単独で用いても良いし、必要に応じては、混合して用いても良い。

また、これらの有機物軍を有機物質でない他のガスと希釈して用いても良い。希釈ガスとして用いることができるガスの種類としては、例えば、窒素、ァルゴン、キセノンといった不活性ガスが挙げられる。

本発明では、活性化工程における電圧印加の手法は、電圧値の時間変化、電圧印加の方向、波形等の条件が考えられる。

電圧値の時間変化は、フォーミングと同様に、電圧値を時間とともに上昇させていく手法や、固定電圧で行う手法で行うことができる。

活性化工程の終了判定は、素子電流 I f と放出電流 I eを測定しながら適宜行

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、フープションポンプ、イオンポンプ等の真空排気装置を挙げることができる。

真空容器内の有機成分の分圧は、上記め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 X 1 0 ⁶ P a以下が好ましく、さらにはし 3 x i O _ ⁸ P a 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、 8 0〜2 5 0 °C、好ましくは 1 5 0 °C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、電子放出索十の構既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あり

、 1 X 1 0—⁵ P a以下が好ましく、さらに 1 . 3 X 1 0 _ ⁶ P a以下が特に好ましい。

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、圧力自体が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。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、また真空容器や基板などに吸着した H ₂ ◦, 0 ₂ なども除去でき、結果として素子電流 I f 、放出電流 I eが安定する。

上述した工程を経て得られた本発明に用いられる電子放出素子の基本特性について図 4、図 5を参照しながら説明する。

図 4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 4においても、図 1に示した部位と同じ部位には図 1に付した符号と同一の符号を付している。図 4において、 4 5 は真空容器であり、 4 6は排気ポンプである。真空容器 4 5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基板であり、 2及び 3は素子電極、 4は導電性膜、 5は電子放出部である。 4 1は、電子放出素子に素子電圧 V f を印加するための電源、 4 0は素子電極 2 , 3間の導電性膜 4を流れる素子電流 I f を測定するための電流計、 4 4は素子の電子放出部より放出される放出電流 Iを捕捉するためのアノード電極である。 4 3はアノード電極 4 4に電圧を印加するための高圧電源、 4 2は素子の電子放出部 5より放出される放出電流 I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 1 k V〜 1 O k V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 mm〜8 mm の範囲として測定を行うことができる。

真空容器 4 5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つている。排気ポンプ 4 6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更に、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。ここに示した電子源基板を配した真空処理装置の全怀は、ィ、凶示のヒータ一により加熱できる。従って、この真空処理装置を用いると、前述の通電フォーミング以降の工程も行うことができる。

図 5は、図 4に示した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 I f と素子電圧 V f の関係を模式的に示した図である。図 5においては、放出電流 I eが素子電流 I f 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。

図 5からも明らかなように、本発明に用いられる表面伝導型電子放出素子は、放出電流 I eに関して以下の三つの特徴的性質を有する。

即ち、

( i ) 本素子はある電圧（しきい値電圧と呼ぶ、図 5中の V t h ) 以上の素子電圧を印加すると急激に放出電流 I eが増加し、一方、しきい値電圧 V t h以下では放出電流 I eがほとんど検出されない。つまり、放出電流 I eに対する明確なしきい値電圧 V t hを持った非線形素子である。

( i i ) 放出電流 I eが素子電圧 V f に単調増加依存するため、放出電流 I eは、素子電圧 V f で制御できる。

( i i i ) アノード電極 4 4に捕捉される放出電荷は、素子電圧 V f を印加する時間に依存する。つまり、アノード電極 4 4に捕捉される電荷量は、素子電圧 V f を印加する時間により制御できる。

以上の説明より理解されるように、本発明に用いられる電子放出素子は、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。図 5においては、素子電流 I f が素子電圧 V iに対して単調増加する（以下、「M I特性」という。 ) 例を示した。素子電流 I f が素子電圧 V f に対して電圧制御型負性抵抗特性（以下、「V C N R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

本発明の電子源は上記した電子放出素子が複数個、基板上に配列したものであり、さらに本発明の画像形成装置は、該電子源と、電子源からの電子線の照射により画像を形成することができる画像形成部材とを組み合わせて構成される。本発明の電子源において、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。

図 6は本発明の電子源の一実施形態である単純マトリクス配置の電子源の模式図である。図 6において、 6 1は電子源基板、 6 2は X方向配線、 6 3は Y方向配線である。 6 4は表面伝導型電子放出素子、 6 5は結線である。

m本の X方向配線 6 2は、 D x l， D x 2 , ···, D x mの m本の配線からなり、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 6 3は、 D y l， D y 2 , …， D y nの n本の配線からなり、 X方向配線 6 2と同様に形

1¾ れ o

これら m本の X方向配線 6 2と n本の Y方向配線 6 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）。不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷法、スパッ夕法等を用いて形成された S i 0 ₂ 等で構成される。例えば、 X方向配線 6 2を形成した基板 6 1 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 6 2と Y方向配線 6 3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 6 2と Y方向配線 6 3は、それぞれ外部端子として引き出されている。表面伝導型電子放出素子 6 4を構成する一対の電極（不図示）は、 m本の X 方向配線 6 2と n本の Y方向配線 6 3と導電性金属等からなる結線 6 5によって電気的に接続されている。配線 6 2と配線 6 3を構成する材料、結線 6 5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。本発明に用いられる電子放出素子については、前述したとおり（ i ) 乃至（ i i i ) 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。例えば、 Y方向配線 6 3には、 Y方向に配列した表面伝導型電子放出素子 6 4 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、 X方向配線 6 2には、 X方向に配列した表面伝導型電子放出素子 6 4 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。

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。

本発明の製造方法において、このようにして作成された多数の電子源を有する電子源基板に高電界を印加することを特徴とする。画像形成装置における放電現象を引き起こす突起などが電子源に形成されていた場合、本願発明にかかる電界印加工程において放電現象を発生させることによって破壊される。即ち、画像形成装置において放電現象を引き起こす突起などを、予め画像形成装置の駆動状態と同様の状態を設けることによって、意図的に放電現象を生じせしめて破壊除去するものである。

本発明に係る電子源基板に電界を印加する工程は、後述するフォーミング工程の前に行うことが好ましい。これは、フォーミング工程後では、マトリクス配線上に、フォーミングされ、亀裂を有する導電性膜が接続されているので、電子源基板に電界を印加した際に電子源基板上に電流が流れた場合、マトリクス配線の配線抵抗による電位上昇により、導電性膜にフォーミング工程で印加した以上の電圧がかかり、亀裂形態が破壊され、電子源の製造ができなくなる可能性があるからである。これに対して、フォーミング工程前では導電膜を介して電流が逃げるため電位上昇が抑制され、ダメージを低減できる。

さらに、基板上にマトリクス配線と素手電極のみが形成された状態で電界印加工程を行う方が、導電性膜に対する影響が無いので好ましい。

図 7は、電子源基板と電極茎対向させる際の、基板配置の例及び基板と電極間に与える印加電界の例を示す概念図である。

図 7 Aで示されるように、 G N Dに接続された基板ステージ 7 3に配置された電子源基板 7 1に対向した位置に電極 7 2を設ける。さらに、電子源基板 7 1上の配線 7 4を配線の端部で導電性の取り出し部材 7 5に共通に接続し、ケーブル等で G N Dに接続し、電極 7 2を高圧電源 7 6に接続する。ここで、導電性の取り出し部材としては、比較的柔らかい金属材料（金、インジウムなど）のシートやワイヤ一が用いられ、これらを圧着して用いられる。そして、電子源基板 7 1 と電極 7 2間に電圧を印加することにより電子源基板に電界 Eを印加する。

一般にマトリクス配線は、多くの電子放出素子が駆動されるので、配線抵抗が低いことが望まれるため、配線の厚さや幅をできるだけ大きくする方が好ましい。配線の幅は、画像形成装置の精細度を確保するためにはあまり大きくすることは難しく、厚みを大きくする場合がある。

厚みの厚い配線を作る場合、蒸着時間が長くなつたり、繰り返し印刷を行ったりする場合が有り、このようなときには、配線上などに異物が付着するなどの危険性が増し、強電界がかかる突起部が発生する可能性がある。

後述する画像形成装置において、蛍光体との距離が最も近くなるのはマトリクス配線の上配線であり、上配線の上でも上配線が層間絶縁層を介して下配線と交差する領域が最も蛍光体との距離が近くなる。従って、図 7 Aに示すような平板電極を用いる場合、電子源基板との平行度を十分に取り、電子源基板全面にわたつて電界が十分に印加されることが必要である。

また、高電圧を印加されるケーブルでは、電流制限のための抵抗（不図示）を入れ、電流の上限を規制するほうが好ましい。また、電子源基板間に流れる電流を測する袞直 Y Υを用い、竈子源基板間に生じる放電現象を評価することができる。

電界印加工程において印加される電界強度は、画像形成装置として電子源と蛍光体間に印加される電界強度以上である必要がある。電界印加工程で印加される電界強度は、 l k V /mm程度、乃至それ以上である。

電界印加工程で電界を印加する時間は、画像表示装置の駆動時間程度が好ましいが、電界印加工程に時間がかかる。電界印加強度を実際の駆動時の電界印加強度より大きくすることで、この時間を短くすることができる。

例えば、図 7 Bに示すように徐々に電界を上げていき、所望の電界で一定時間維持する方法が考えられる。

単純マトリタス配置の電子源を用いて構成した本発明の画像形成装置について、図 8〜図 1 0を用いて説明する。

図 8は、本発明の画像形成装置の一実施形態の表示パネルの一例の構成を示す模式図であり、図 9は、図 8の表示パネルに使用される蛍光膜の模式図である。図 1 0は、 N T S C方式のテレビ信号に応じて表示を行なうための駆動路の一例を示すブロック図である。

図 8において、 6 1は電子放出素子を複数配した電子源基板、 8 1は電子源基板 6 1を固定したリアプレート、 8 6はガラス基板 8 3の内面に蛍光膜 8 4とメ夕ルバック 8 5等が形成されたフヱースプレートである。 8 2は、支持枠であり該支持枠 8 2には、リアプレート 8 1、フヱースプレート 8 6が低融点のフリツトガラスなどを用いて、接合される。 6 4は、図 1に示した電子放出素子に相当する。 6 2， 6 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 方向配線及び Y方向配線である。尚、各素子の導電性膜については便宜上省略した。

外囲器 8 8は、上述の如く、フヱ一スプレート 8 6、支持枠 8 2、リアプレート 8 1で構成される。リアブレ一ト 8 1は主に基板 6 1の強度を補強する目的で設けられるため、基板 7 1自体で十分な強度を持つ場合は別体のリアプレート 8 1は不要とすることができる。即ち、基板 6 1に直接支持枠 8 2を封着し、フエ一スプレート 8 6、支持枠 8 2及び基板 6 1で外囲器 8 8を構成しても良い。一方、フェースプレート 8 6、リアプレート 8 1間に、スベーサ一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 8 8 を構成することもできる。

図 9は、蛍光膜を示す模式図である。蛍光膜 8 4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。カラ一の蛍光膜の場合は、蛍光体の配列によりブラックストライプあるレ、はブラックマトリクスなどと呼ばれる黒色導電材 9 1 と蛍光体 9 2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 9 2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 8 4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。ガラス基板 8 3に蛍光体を塗布する方法は、モノクロ一厶、カラーによらず、沈澱法、印刷法等が採用できる。蛍光膜 8 4の内面側には、通常メタルバック 8 5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一スプレート 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 C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 A 1を真空蒸着等を用いて堆積させることで作製できる。

フェースプレート 8 6には、更に蛍光膜 8 4の導電性を高めるため、蛍光膜 8 4の外面側に透明電極（不図示）を設けてもよい。

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

図 8に示した画像形成装置の表示パネルの製造方法の一例を以下に説明する。図 1 1はこの工程に用いる装置の概要を示す模式図である。表示パネル 1 0 1 は、排気管 1 3 2を介して真空チャンバ一 1 3 3に連結され、さらにゲ一トバルブ 1 3 4を介して排気装置 1 3 5に接続されている。具空チャンバ一 1 3 3には、内部の圧力及び雰囲気中の各成分の分圧を測定するために、圧力計 1 3 6、四重極質量分析器 1 3 7等が取り付けられている。表示パネル 1 0 1の外囲器 8 8 内部の圧力などを直接測定することは困難であるため、該真空チャンバ一 1 3 3 内の圧力などを測定し、処理条件を制御する。真空チャンバ一 1 3 3には、さらに必要なガスを真空チャンバ一内に導入して雰囲気を制御するため、ガス導入ライン 1 3 8が接続されている。該ガス導入ライン 1 3 8の他端には導入物質源 1 4 0が接続されており、導入物質がアンプルやボンベなどに入れて貯蔵されている。ガス導入ラインの途中には、導入物質を導入するレートを制御するための導入量制御手段 1 3 9が設けられている。該導入量制御手段としては具体的には、スローリ一クバルブなど逃す流量を制御可能なバルブや、マスフローコント口一ラーなどが、導入物質の種類に応じて、それぞれ使用が可能である。

図 1 1の装置により外囲器 8 8の内部を排気し、フォーミングを行う。この際、例えば図 1 2に示すように、 Y方向配線 6 3を共通電極 1 4 1に接続し、 X方向配線 6 2の内の一"" 3に接続された素子に電源 1 4 2によって、同時に電圧パルスを印加して、フォーミングを行うことができる。パルスの形伏や、処理の終了の判定などの条件は、個別素子のフォーミングについての既述の方法に準じて選択すればよい。また、複数の X方向配線に、位相をずらせたパルスを順次印加（スクロール）することにより、複数の X方向配線に接続された素子をまとめてフォ一ミングする事も可能である。図中 1 4 3は電流測定用抵抗を、 1 4 4は、電流測定用のォシロスコ一プを示す。

フォーミング終了後、活性化工程を行う。外囲器 8 8内は、十分に排気した後有機物質がガス導入ライン 1 3 8から導入される。

この様にして形成した、有機物質を含む雰囲気中で、各電子放出素子に電圧を印加することにより、炭素あるいは炭素化合物、ないし両者の混合物が電子放出部に堆積し、電子放出量がドラスティックに上昇するのは、個別素子の場合と同様である。また、このときの電圧の印加方法は、 Y方向配線 6 3を共通電極 1 4 1に接続し、複数の X方向配線 6 2に、位相をずらせたパルスを順次印加（スクロール）することにより、複数の X方向配線 6 2に接続された素子をまとめて活性化する事も可能である。パルスの形状や、処埋の終/の判定などの条件は、個別素子の活性化についての既述の方法に準じて選択すればよい。

活性化工程終了後は、個別素子の場合と同様に、安定化工程を行うことが好ましい。外囲器 8 8を加熱して、 8 0〜2 5 0 °Cに保持しながら、イオンポンプ、ソープシヨンポンプなどのオイルを使用しない排気装置 1 3 5により排気管 1 3 2を通じて排気し、有機物質の十分少ない雰囲気にした後、排気管をバーナーで熱して溶解させて封じ切る。外囲器 8 8の封止後の圧力を維持するために、ゲッター処理を行なうこともできる。これは、外囲器 8 8の射止を行う直前あるいは射止後に、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 8 8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。ゲッ夕一は通常は B a等が主成分であり、該蒸着膜の吸着作用により、外囲器 8 8内の雰囲気を維持するものである。

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、 N T S C 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 1 0を用いて説明する。図 1 0において、 1 0 1は表示パネル、 1 0 2 は走查回路、 1 0 3は制御回路、 1 0 4はシフトレジスタである。 1 0 5はラインメモリ、 1 0 6は同期信号分離回路、 1 0 7は変調信号発生器、 Ί

aは直流電圧源である。表示パネル 1 0 1は、端子 D x 1〜D x m、端子 D y 1 〜D y n及び高圧端子 8 7を介して外部の電気回路と接続している。端子 D y 1 〜D y nには表示パネル内に設けられている電子源、即ち、 m行 x 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（m素子）ずつ順次駆動する為の走査信号が印加される。

端子 D x l〜D x m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為の変調信号が印加される。高圧端子 8 7には、直流電圧源 V aより、例えば 1 0 k Vの直流電圧が供給される力、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為の加速電圧である。走査回路 1 0 2について説明する。同回路は、内部に n個のスイッチング素子を備えたもので（図中、 S 1〜S m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 V 、の出力電圧もしくは o v (グランドレベル）のいすれか一方を選択し、表示パネル 1 0 1の端子 Dy 1〜Dy nと電気的に接続される。 S 1〜Smの各スィッチング素子は、制御回路 1 0 3が出力する制御信号 Ts c anに基づいて動作するものであり、例えば F E Tのようなスィ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。

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。

制御回路 1 03は、外部より入力する画像信号に基づいて適切な表示が行なわれるように各部の動作を整合させる機能を有する。制御回路 1 03は、同期信号分離回路 1 06より送られる同期信号 s y n cに基づいて、各部に対して Ts c an、 Ts ί t及び Tmr yの各制御信号を発生する。

同期信号分離回路 1 06は、外部から入力される NTS C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為の回路で、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 1 06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 Ts y n c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夕 1 04 に入力される。

シフトレジス夕 1 04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 Zパラレル変換するためのもので、前記制御回路 1 03より送られる制御信号 Ts f tに基づいて動作する（即ち、制御信号 T s f tは、シフトレジスタ 1 04のシフトクロックであるということもできる。 ) 。シリアル Zパラレル変換された画像 Iライン分（電子放出素子 m素子分の駆動データに相当）のデータは、 I d 1〜 I dmの m個の並列信号として前記シフトレジス夕 1 04より出力される。

ラインメモリ 1 05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 1 03より送られる制御信号 Tmr yに従って適宜 I d 1〜 I dmの内容を記憶する。記憶された内容は、 I d' l〜I d' mとして出力され、変調信号発生器 1 0 7に人力され 6。

変調信号発生器 1 0 7は、画像データ I d ' 1〜 I d ' m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為の信号源であり、その出力信号は、端子 D x 1〜D x mを通じて表示パネル 1 0 1内の表面伝導型電子放出素子に印加される。

前述したように、本発明に用いられる電子放出素子は放出電流 I e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 V t hがあり、 V t h以上の電圧を印加された時のみ電子放出が生じる。電子放出しきい値以上の電圧に対しては、素子への印加電圧の変化に応じて放出電流も変化する。このことから、本素子にパルス状の電圧を印加する場合、例えば電子放出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 V差変化させる事により出力電子ビームの強度を制御することが可能である。また、パルスの幅 P wを変化させることにより出力される電子ビームの電荷の総量を制御する事が可能である。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 1 0 7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。

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 1 0 7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。

シフトレジス夕 1 0 4やラインメモリ 1 0 5は、デジタル信号式のものもアナ口グ信号式のものも採用できる。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。

デジタル信号式を用いる場合には、同期信号分離回路 1 0 6の出力信号 D A T Aをデジタル信号化する必要があるが、これには 1 0 6の出力部に AZD変換器を設ければ良い。これに関連してラインメモリ 1 0 5の出力信号がデジタル信号かアナログ信号がにより、変調信号発生器 1 0 7に用いられる回路が若干異なつたものとなる。即ち、デジタル信号を用いた電)土変調万式の場合、変調信号発生器 1 0 7には、例えば DZA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 1 0 7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さる。

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 1 0 7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（V O C ) 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。このような構成をとり得る本発明の画像表示装置においては、各電子放出素子に、容器外端子 D x l〜D x m， D y l〜D y n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 8 7を介してメタルバック 8 5、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 8 4に衝突し、発光が生じて画像が形成される。

ここで述べた画像形成装置の構成は、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、 N T S C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、 P A L , S E C A M方式などの他、これよりも、多数の走査線からなる T V信号（例えば、 MU S E方式をはじめとする高品位 T V ) 方式をも採用できる。

図 1 3は、本発明の電子源の他の実施形態である梯子型配置の電子源の一例を示す模式図である。図 1 3において、 1 1 0は電子源基板、 1 1 1は電子放出素子である。 1 1 2は D 1〜D 1 0からなる、電子放出素子 1 1 1を接続するための共通配線である。電子放出素子 1 1 1は、基板 I 1 0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〜D 9は、例えば D 2、 D 3を同一配線とすることもできる。

図 1 4は、梯子型配置の電子源を備えた本発明の画像形成装置の一実施形態の表示パネル構造の一例を示す模式図である。 1 2 0はグリッド電極、 1 2 1は電子が通過するための空孔、 1 2 2は0し D 2 , ···, D mよりなる容器外端子である。 1 2 3は、グリッド電極 1 2 0と接続された G 1， G 2 , …， G nからなる容器外端子である。

図 1 4においては、図 8、図 1 3に示した部位と同じ部位には、この図に付したのと同一の符号を付している。ここに示した表示パネルと、図 8に示した単純マトリクス配置の表示パネルとの大きな違いは、電子源基板 1 1 0とフヱ一スプレート 8 6の間にグリッド電極 1 2 0を備えているか否かである。

グリッド電極 1 2 0は、表面伝導型電子放出素子から放出された電子ビームを変調するためのものであり、梯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個ずつ円形の空孑 L 1 2 1が設けられている。グリッドの形状や設置位置は図 1 4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。

容器外端子 1 2 2及びグリッド容器外端子 1 2 3は、不図示の制御回路と電気的に接続されている。本例の画像形成装置では、素子行を 1列ずつ順次駆動（走查）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。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一等の表示装置の他、感光性ドラム等を用いて構成された光プリン夕一としての画像形成装置等としても用いることができる。

図 2 2は、例えばテレビジョン放送をはじめとする種々の画像情報源より提供される画像情報を表示できるように構成した本発明の画像形成装置の一例を示す図である。

図中、 1 70 0はディスプレイパネル、 1 7 0 1はディスプレイパネルの駆動回路、 1 7 0 2はディスプレイコントローラ、 1 7 0 3はマルチプレクサ、 1 7 0 4はデコーダ、 1 7 0 5は入出力イン夕フェース回路、 1 7 0 6はじ？11、 1 7 0 7は画像生成回路、 1 7 0 8〜 1 7 1 0は画像メモリイン夕フェース回路、 1 7 1 1は画像入力インタ一フヱース回路、 1 7 1 2及び 1 7 1 3は TV信号受信回路、 1 7 1 4は入力部である。

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一等については説明を省略する。

以下、画像信号の流れに沿って各部の機能を説明する。

先ず、 TV信号受信回路 1 7 1 3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。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 NTS C方式、 PAL方式、 S EC AM方式等、いずれの方式でも良い。また、これらよりさらに多数の走査線よりなる TV信号、例えば MUS E方式をはじめとするいわゆる高品位 TV信号は、大面積化ゃ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。

上記 TV信号受信回路 1 7 1 3で受信された TV信号は、デコーダ 1 7 0 4に出力される。

また、 TV信号受信回路 1 7 1 2は、例えば同軸ケーブルや光ファイバ等のような有線伝送系を用いて伝送される T V信号を受信するための回路である。前記 TV信号受信回路 1 7 1 3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 1 7 0 4に出力される画像入力インターフェース回路 1 7 1 1は、例えば TVカメラや画像読み取りスキャナ一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 1 7 0 4に出力される。

画像メモリイン夕一フェース回路 1 7 1 0は、ビデオテープレコーダ（以下「 V T R」と称する）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 7 0 4に出力される。

画像メモリインターフェース回路 1 7 0 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 7 0 4 に出力される。

画像メモリインターフェース回路 1 7 0 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 1 7 0 4に入力される。

入出力インタ一フヱ一ス回路 1 7 0 5は、本画像表示装置と、外部のコンビュ —夕、コンピュータネットワークもしくはプリン夕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 ·図形情報の入出力や、場合によっては本画像形成装置の備える C P U 1 7 0 6と外部との間で制御信号や数値データの入出力などを行なうことも可能である。

画像生成回路 1 7 0 7は、前記入出力イン夕一フヱース回路 1 7 0 5を介して外部から入力される画像デ一夕や文字 ·図形情報や、或いは C P U 1 7 0 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や、文字コードに対応する画像パターンが記憶されている読み出し専用メモリや、画像処理を行なうためのプロセッサ等をはじめとして、画像の生成に必要な回路が組み込まれている。

本回路により生成された表示用画像データは、デコーダ 1 7 0 4に出力される、場合によっては前記入出力イン夕一フヱース回路 1 7 0 5を介して外部のコンピュー夕ネットワークやプリン夕に出力することも可能である。

C P U 1 7 0 6は、主として本画像表示装置の動作制御や、表示画像の生成や選択、編集に関わる作業を行なう。

例えば、マルチプレクサ 1 7 0 3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 7 0 2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力、）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 1 7 0 7に対して画像デ一夕や文字 ·図形情報を直接出力したり、或いは前記入出力ィンタ一フヱ一ス回路 1 7 0 5を介して外部のコンピュータやメモリをアクセスして画像デ一夕や文字 ·図形情報を入力する。

尚、 C P U 1 7 0 6は、これ以外の目的の作業にも関わるものであっても良い。例えば、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等のように、情報を生成したり処理する機能に直接関わっても良い。或いは前述したように、入出力インターフヱ一ス回路 1 7 0 5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して共同して行なっても良い。

入力部 1 7 1 4は、前記 C P U 1 7 0 6に使用者が命合やプログラム、或いはデータなどを入力するためのものであり、例えばキーボードやマウスの他、ジョィスティック、バーコードリーダ一、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。

デコーダ 1 7 0 4は、前記 1 7 0 7〜 1 7 1 3より入力される種々の画像信号を 3原色信号、または輝度信号と I信号、 Q信号に逆変換するための回路である。尚、図中に点線で示すように、デコーダ 1 7 0 4は内部に画像メモリを備えていることが望ましい。これは、例えば M U S E方式をはじめとして、逆変換するの際に画像メモリを必要とするようなテレビ信号を扱うためである。また、画像メモリを備えることにより、静止画像の表示が容易になる。或いは前言己画像生成回路 1 7 0 7及び C P U 1 7 0 6と共同して、画像の間引き、補完、拡大、縮小、合成をはじめとする画像処理や編集が容易になるという利点が得られる。マルチプレクサ 1 7 0 3は、前記 C P U 1 7 0 6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 1 7 0 3はデコーダ 1 7 0 4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 1 7 0 1に出力する。その場合には、一画面表示時間内で画像信号を切り換えて選択することにより、いわゆる多画面テレビのように、一画面を複数の領域に分けて領域によって異なる画像を表示することも可能である。ディスプレイパネルコントローラ 1 Ί 0 2は、丽記じ P U 1 7 0 6より入力される制御信号に基づき、駆動回路 1 7 0 1の動作を制御するための回路である。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（不図示）の動作シーケンスを制御するための信号を駆動回路 1 7 0 1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又はノンインターレース）を制御するための信号を駆動回路 1 7 0 1に対して出力する。また、場合によっては、表示画像の輝度ゃコントラストゃ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 1 7 0 1に対して出力する場合もある。駆動回路 1 7 0 1は、ディスプレイパネル 1 7 0 0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 1 7 0 3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一ラ 1 7 0 2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。

以上、各部の機能を説明したが、図 2 2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 1 7 0 0に表示することが可能である。即ち、テレビジョン放送をはじめとする各種の画像信号は、デコーダ 1 7 0 4において逆変換された後、マルチプレクサ 1 7 0 3において適宜選択され、駆動回路 1 7 0 1に入力される。一方、ディスプレイコントローラ 1 7 0 2は、表示する画像信号に応じて駆動回路 1 7 0 1の動作を制御するための制御信号を発生する。駆動回路 1 7 0 1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 7 0 0に駆動信号を印加する。これにより、ディスプレイパネル 1 7 0 0において画像が表示される。これらの一連の動作は、 C P U 1 7 0 6により統括的に制御される。

本画像形成装置においては、前記デコーダ 1 7 0 4に南蔵する画像メモリや、画像生成回路 1 7 0 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、補完、色変換、画像の縦横比変換等をはじめとする画像処理や、合成、消去、接続、入れ替え、嵌め込み等をはじめとする画像編集を行なうことも可能である。また、上記画像処理や画像編集と同様に、音声情報に関しても処理や編集を行なうための専用回路を設けても良い。

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、ヮードプロセッサをはじめとする事務用端末機器、ゲーム器などの機能を一台で兼ね備えることが可能で、産業用或いは民生用として極めて応用範囲が広い。

尚、図 2 2は、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。

例えば、図 2 2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さしつかえない。また、これとは逆に、使用目的によってはさらに構成要素を追加しても良い。例えば、本画像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、照明器、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。

本画像形成装置においては、電子放出素子を電子源としているので、ディ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、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。また、安定で高効率な電子放出特性が実現された電子源を用いることにより、長寿命で明るレ、高品位なカラーフラットテレビが実現する。

一実施例一

(実施例 1 )

本実施例では、図 8の構成の表示パネルを有する画像形成装置を作製した。図 1 5はその電子源の部分断面図である。ここで 6 1は基板、 6 2は図8の0 111 に対応する X方向配線（下配線とも呼ぶ）、 6 3は図 8の D y nに対応する Y方向配線（上配線とも呼ぶ）、 4は電子放出部（不図示）を含む導電性膜、 2， 3 は素子電極、 1 5 1は層間絶縁層、 1 5 2はコンタクトホールである。

本例の電子源には、 X方向配線上に 3 0 0個、 Y方向配線上に 1 0 0個の電子放出素子が形成されている。

次に製造方法を図 1 6、図 1 7により工程順に従って具体的に説明する。工程— a

清浄化した背板ガラス上に厚さ 0. 5 mのシリコン酸化膜をスパッタ法で形成した基板 6 1上に、真空蒸着により厚さ 5 nmの Cr、厚さ 600 nmの Au を順次積層した後、ホトレジスト（へキスト社製「AZ 1 370」）をスピンナ —により回転塗布、ベークした後、ホトマスク像を露光、現像して、下配線 62 のレジストパターンを形成し、 AuZC r堆積膜をゥヱットエッチングして、所望の形状の下配線 62を形成した（図 1 6 A) 。

工程 _b

次に厚さ 1. 0〃mのシリコン酸化膜からなる層間絶縁層 1 5 1を RFスパッ夕法により堆積した（図 1 6 B) 。

工程 - c

工程 bで堆積したシリコン酸化膜にコンタクトホール 1 52を形成するためのホトレジストパターンを作り、二これをマスクとして層間絶縁層 1 5 1をエッチングしてコンタクトホール 1 52を形成した（図 1 6 C) 。エッチングは C F₄ と H₂ ガスを用いた R I E (Re a c t i v e I on E t c h i ng) 法によつ 7こ。

工程 d

その後、素子電極 2と素子電極 3間ギヤップ Lとなるべきパターンをホトレジスト（日立化成社製「RD_ 2ひ 0 ON— 4 1」）形成し、真空蒸着法により、厚さ 511111の丁 i、厚さ 1 00 nπのN iを順次堆積した。ホトレジストパターンを有機溶剤で溶解し、 N i /T i堆積膜をリフトオフし、素子電極間隔 Lが 5 〃m、素子電極の幅 Wが 300 /mの素子電極 2， 3を形成した（図 1 6 D) 。工程一 e

素子電極 3の上に上配線 63のホトレジストパターンを形成した後、厚さ 5 n mの T i、厚さ 500 nmの Auを順次真空蒸着により堆積し、リフトオフにより不要の部分を除去して、所望の形状の上配線 63を形成した（図 1 7E) 。工程一 f

膜厚 1 0 0 n mの C r膜を真空蒸着により堆積 ·パターニングし、その上に有機 P d含有溶液（奥野製薬社製「c c p 4 2 3 0」）をスピンナ一により回転塗布、 3 0 0 °Cで 1 0分間の加熱焼成処理をした。また、こうして形成された主元素として P d 0よりなる導電性膜 4の膜厚は 1 0 n m、シ一ト抵抗値は 5 x 1 0 ⁴ Ω /口であった。

その後、 C r腹及び焼成後の導電性膜 4を酸ェッチャントによりエッチングして所望のパターンを形成した（図 1 7 F ) 。

工程— g

コンタクトホール 1 5 2部分以外にレジストを塗布するようなパターンを形成し、真空蒸着により厚さ 5 n mの T i、厚さ 5 0 0 n mの A uを順次堆積した。リフトオフにより不要の部分を除去することにより、コンタクトホール 1 5 2を埋め込んだ（図 1 7 G ) 。

以上の工程により基板 6 i上に下配線 6 2、層間絶縁層 1 5 1、上配線 6 3、素子電極 2， 3、導電性膜 4等を形成した。

つぎに、以上のようにして作成した電子源を用い、図 1 8に示したような構成の電界印加装置により、電子源基板 1 7 1に電界を印加した。

まず、 A 1からなるステージ基板 1 7 2上に配置された電子源基板 1 7 1に対して、上下配線の端部に厚さ 5 0 0〃m、幅 5 m mのィンジゥムシ一ト 1 7 5を圧着し、ステージ基板 1 7 2とすべての配線が共通になるようにした。さらに、電子源基板 1 7 1 と対向する位置に、絶縁性支持部材（青板ガラス） 1 7 6で固定された A 1電極 1 7 4を配置した。ここで、電子源基板 1 7 1 と電極 1 7 4との対向距離は 3 m mとした。

次に、電子源基板 1 7 1の配線及びステージ基板 1 7 2を共通にしたインジゥ厶シート 1 7 5を G N Dに接続し、電極 1 7 4を 1 0 0 k Ωの抵抗 1 7 7を分して高圧電源 1 7 8に接続した。さらに、抵抗 1 7 7の両端の電圧を電圧計 1 7 9 で測定し、抵抗 1 7 7に流れる電流を測定した。そして、図 1 9に示すように電子源基板 1 7 1 と電極 1 7 4間に電圧（図 1 9の折れ線グラフ）を印加して 1 5 k Vで 4時間保持した。その時の抵抗 1 7 7に流れる電流が 1 m A以上流れる放電回数を図 1 9に示す。図 1 9から明らかなように ΰ k Vから放電が始まり、 1 5 kVで 2時間保持まで合計 1 8回の放電（図 1 9の棒グラフ）が測定された。その後、高圧電源 1 7 8を OF Fにし、装置から電子源基板を取り外し、インジゥムシ一トを電子源基板上から取り除いた。

次に、このようにして電界印加が行われた電子源基板を用いて図 8に示す構成の画像形成装置を以下のようにして作成した。

多数の平面型表面伝導電子放出素子を作製した基板 6 1をリアプレート 8 1上に固定した後、基板 6 1の 5mm上方に、フヱースプレート 8 6 (ガラス基板 8 3の内面に蛍光膜 8 4とメタルバック 8 5が形成されて構成される）を支持枠 8 2を介し配置し、フヱースプレート 8 6、支持枠 8 2、リアプレート 8 1の接合部にフリットガラスを塗布し、大気中で 4 1 0°Cで 1 0分以上焼成することで封着し、外囲器 8 8を作成した。また、リアプレート 8 1への基板 6 1の固定もフリットガラスで行った。

蛍光膜 8 4は、黒色導電材 9 1 と蛍光体 9 2とで構成された、ブラックストライブ配列のカラーの蛍光膜を用いた。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 8 4を作製した。ガラス基板に蛍光体を塗布する方法はスラリー法を用いた。また、蛍光膜 8 4の内面側にはメタルバック 8 5を設けた。メタルバック 8 5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 A 1を真空蒸著することで作製した。前述の封着を行う際、かラーの場合は各色蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはいけないため、十分な位置合わせを行った。

以上のようにして完成した外囲器 8 8を排気管（不図示）を介し、磁気浮上型ターボモレキュラーボンブで排気された真空装置と接続した。

その後、外囲器 8 8内を 1. 3 X 1 0— ⁴P aまで排気した。

容器外端子 Dx l〜Dxm (m= 3 0 0 ) と Dy l〜Dy n (n = 1 0 0) を通じ電子放出素子 6 4の電極 2， 3間に電圧を印加し、電子放出部 5を、導電性膜 4を通電処理（フォーミング処理）することにより作成した。

このように作成された電子放出部 5は、パラジウム元素を主成分とする微粒子が分散配置された状態となり、その微粒子の平均粒径は 3 nmであった。

次に、真空装置を経由して、外囲器 8 8内にベンゾニトリルを 6. 6 X 1 0 "⁴ P aで導入した。

容器外端子 Dx 1〜Dxm (m= 3 0 0 ) を共通にし Dy 1〜Dy n (n= 1 00) に順次電源（不図示）を接続し、対応する電子放出素子 64の電極 2， 3 間に電圧を印加し活性化工程を行った。

その後、外囲器 8 8内のベンゾニトリルを排気した。

最後に安定化工程として、約 1. 33 X 1 0—⁴P aの圧力で、 1 50 C, 1 0 時間のベーキングを行った後、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 8 8の封止を行った。以上のように完成した本発明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 Dx 1〜Dxm (m= 30 0 ) 、端子 Dy 1〜Dy n (n = 1 0 0) を通じ、 GNDに接続して、高圧端子 8 7を通じ、メタルバック 8 5に 8 kVの高圧を印加した。

8 kV印加して静耐圧測定を 6時間行ったところ、突発的な放電現象は観測されな力、つ τこ。

ここで、突発的な放電現象とは、高圧端子に流れる電流が、 5mAを超えた回数と定義した。画像表示前後での、各電手放出素子の個別の特性（ I e) を測定したところ、ばらつきは、 8 %のままであった。

ここで、ばらつきは、各素子の I e値の平均値でその分散値を割った値とした ο

(比較例 1 )

図 1 8の装置による電界印加工程を行わなかった以外は実施例 1と同様にして画像形成装置を作製した。得られた画像形成装置で、実施例 1 と同様の静耐圧測定を 6時間行ったところ、突発的な放電現象が 8回観測された。この放電現象により、電子源がダメージを受けた。

また、画像表示前後での、各電子放出素子の個別の特性（ I e) を測定したところ、ばらつきは 8%から 1 7%に変化した。

(実施例 2)

図 20の装置により電界印加工程を行う以外は実施例 1 と同様にして画像形成装置を作製した。図 20の装置において、図 1 8と同様のものは同一の符号を用いた。図中、 1 9 6は電極を有する背板ガラスを固定する支持部材であり、かつ電極 1 74と電子源基板 1 7 1間の距離を変えられるように可変機構を具備している。

図 2 1に示すように、高圧から印加される電圧を 1 5 kVで一定とし、電極と電子源基板間距離（図 2 1の折れ線グラフ）を変化させ、 2 Ommから 3mmまで近づけて 3時間保持した。

図 20の装置による電界印加工程で、 6時間の間に、電子源基板間に ImA以上流れる放電現象（図 2 1の棒グラフ）が 1 5回観測された。

得られた画像形成装置で、実施例 1と向様の静耐圧測定を 6時間行ったところ、突発的な放電現象は観測されなかった。従って、放電による電子源のダメージも観測されなかった。

また、画像表示前後での、各電子放出素子の個別の特性（ I e ) を測定したところ、ばらつきは、 8そのままであった。

一第 2の実施形態一

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。

まず、平面型表面伝導型電子放出素子について説明する。

図 23は、本発明を適用可能な平面型表面伝導型電子放出素子の構成を示す模式図であり、図 2 3 Aは平面図、図 23 Bは断面図である。

図 23において 20 0 1は基板、 2002, 20 03は素子電極、 20 04は導電性薄膜、 2005は電子放出部である。

基板 20 0 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 S i 0₂ を積層したガラス基板、アルミナ等のセラミックス及び S i基板等を用いることができる。対向する素子電極 2002， 20 03の材料としては、一般的な導体材料を用いることができる。これは例えば N i， C r, Au, Mo, W, P t， T i, A 1 , Cu， P d等の金属或いは合金及び P d, Ag, Au, Ru0₂ , Pd— A g等の金属或いは金属酸化物とガラス等から構成される印刷導体、 I n ₂ 0₃ — S n 0₂ 等の透明導電体及びポリシリコン等の半導体 IT科等から適！:選択することができる。

素子電極間隔 L、素子電極長さ W、導電性薄膜 2004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、数百 nmから数百^ mの範囲とすることができ、より好ましくは、数〃 mから数十/ mの範囲とすることができる。

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 mから数百〃mの範囲とすることができる。素子電極 2002, 2003の膜厚 dは、数十 nmから数〃 mの範囲とすることができる。

尚、図 23に示した構成だけでなく、基板 200 1上に、導電性薄膜 2004 、対向する素子電極 2002, 2003の順に積層した構成とすることもできる o

導電性薄膜 2004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 2002, 2003 へのステップ力バレ一ジ、素子電極 2002, 2003間の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、 0. l nmの数倍から数百 nmの範囲とするのが好ましく、より好ましくは l nmより 5 O nmの範囲とするのが良い。その抵抗値は、尺 3カ 1 0² 〜1 0⁷ Ω/口の値である。なお Rsは、厚さが t、幅が wで長さが 1の薄膜の抵抗 Rを、 R = Rs ( 1 /w) とおいたときに現れる量である。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。

導電性薄膜 2004を檎成する材料は、 Pd， P t， Ru, Ag， Au, T i , I n, Cu, F e, Zn， Sn， Ta， W, Pd等の金属、 Pd〇， Sn0₂ , I n₂ Os , PbO, Sb ₂ 0₃ 等の酸化物、 Hf B₂ , Zr B₂ ， L a B₆ ， C e Be , YB₄ ， G d B₄ 等のホウ化物、 T i C， Z r C, Hf C, Ta, C， S i C, WC等の炭化物、 T i N， Z rN， H f N等の窒化物、 S i, Ge 等の半導体、カーボン等の中から適宜選択される。ここで还ベる微粒子膜とは、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）をとつている。微粒子の粒径は、 0. 1 nmの数倍から数百 nm の範囲、好ましくは、 1 nmから 2 0 nmの範囲である。

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。

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「クラス夕一」と呼ぶことは広く行われている。

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

「実験物理学講座 1 4表面 ·微粒子」（木下是雄編、共立出版 1 9 8 6年 9月 1 日発行）では次のように記述されている。

「本稿で微粒子と言うときにはその直径がだいたい 2〜3 zm程度から 1 O n m程度までとし、特に超微粒子というときは粒径が 1 O nm程度から 2〜3 nm 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一と呼ぶ。」（ 1 9 5ページ 22〜 2 6行目）。

付言すると、新技術開発事業団の "林 ·超微粒子プロジクト" 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。

「創造科学技術推進精度の "超微粒子プロジェクト" （ 1 9 8 1〜 1 9 8 6 ) では、粒子の大きさ（径）がおよそ 1〜 1 0 O nmの範囲のものを "超微粒子" (u l t r a f i n e p a r t i c l e) と呼ぶことにした。すると 1個の超微粒子はおよそ 1 0 0〜 1 0⁸ 個ぐらいの原子の集合体という事になる。原子の尺度でみれば超微粒子は大〜巨大粒子である。」（「超微粒子 .創造科学技術」林立税、上田良二、田崎明編；三田出版 1 9 8 8年 2ページ 1〜4行目）「超微粒子よりさらに小さいもの、すなわち原子が数個〜数白個で構成される 1個の粒子は、ふつうクラス夕一と呼ばれる」（同書 2ページ 1 2〜1 3行目）。上記のような一般的な呼び方を踏まえて、本明細書において「微粒子」とは多数の原子 ·分子の集合体で、粒径の下限は 0 . 1 n mの数倍から 1 n m程度、上限は数 / m程度のものを指すこととする。

電子放出部 2 0 0 5は、導電性薄膜 2 0 0 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 2 0 0 4の膜厚、膜質、材料及び後述する通電フォ一ミング等の手法等に依存したものとなる。電子放出部 2 0 0 5の内部には、 0 . 1 n mの数倍から数十 n m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 2 0 0 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 2 0 0 5及びその近傍の導電性薄膜 2 0 0 4には、炭素及び炭素化合物を有することもできる。

次に、垂直型表面伝導型電子放出素子について説明する。

図 3 4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。

図 3 4においては、図 3 3に示した部位と同じ部位には図 3 3に付した符号と同一の符号を付している。 2 0 2 1は、段差形成部である。基板 2 0 0 1、素子電極 2 0 0 2， 2 0 0 3、導電性薄膜 2 0 0 4、電子放出部 2 0 0 5は、前述した平面型表面伝導型電子放出素子の場合と同様の材料で構成することができる、段差形成部 2 0 2 1は、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形成された S i 0 2 等の絶縁性材料で構成することができる。段差形成部 2 0 2 1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、数百 n mから数十// m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、数十 n mから数/ mの範囲が好ましい。

導電性薄膜 4は、素子電極 2 0 0 2 , 2 0 0 3と段差形成部 2 0 2 1の作製後に、素子電極 2 0 0 2 , 2 0 0 3の上に積層される。電子放出部 2 0 0 5は、図 2 0 3 4においては、段差形成部 2 0 2 1に形成されているが、作製条件、フォ一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。上述の表面伝導型電子放出素子の製造方法としては様々な方法があるが、その一例を図 3 5に模式的に示す。

以下、図 3 3及び図 3 5を参照しながら製造方法の一例について説明する。図 3 5においても、図 3 3に示した部位と同じ部位には図 3 3に付した符号と同一の符号を付している。

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、例えばフォトリソグラフィー技術を用いて基板 2 0 0 1上に素子電極 2 0 0 2, 2 0 0 3を形成する（図 3 5 A) 。

2) 素子電極 2 0 0 2, 2 0 0 3を設けた基板 2 0 0 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 2 0 0 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 2 0 0 4を形成する（図 3 5 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 2 0 0 4の形成法はこれに限られるものでなく、真空蒸着法、スパッタ法、化学的気相堆積法、分散塗布法、ディッビング法、スピンナ一法等を用いることもできる。

3) つづいて、フォーミング工程を施す。このフォ一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 0 0 2, 2 0 0 3間に、不図示の電源を用いて、通電を行うと、導電性薄膜 2 0 0 4の部位に、構造の変化した電子放出部 2 0 0 5が形成される（図 3 5 C) 。通電フォーミングによれば導電性薄膜 2 0 0 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 2 0 0 5を構成する。通電フォーミングの電圧波形の例を図 3 6に示す。

電圧波形は、パルス波形が好ましい。これにはパルス波高値を定電圧としたパルスを連続的に印加する図 2 6 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 3 6 Bに示した手法がある。

図 3 6 Aにおける T 1及び T 2は電圧波形のパルス幅とパルス間隔である。通常 T 1は l 〃 s e c. 〜 1 0m s e c, 、 T 2は、 1 0〃 s e c . 〜 1 0m s e c . 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、矩形波など所望の波形を採用することができる。

図 2 6 Bにおける T 1及び T 2は、図 3 6 Aに示しだ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 . I V ステップ程度ずつ、増加させることができる。

通電フォーミング処理の終了は、パルス間隔 T 2中に、導電性薄膜 2を局所的に破壊、変形しない程度の電圧を印加し、一電流を測定して検知することができる。例えば 0 . 1 V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、 1 Μ Ω以上の抵抗を示した時、通電フォーミングを終了させる。

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 I f 、放出電流〗 e力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、通電フォ一ミングと同様に、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一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、アルゲン、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、フエノール、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、ェタン、プロパンなど C _n H _{2 n + 2}で表される飽和炭化水素、エチレン、プロピレンなどの C _n H _{2 n}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、ァセトアルデヒド、アセトン、メチルェチルケトン、メチルァミン、ェチルァミン、フエノール、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等あるいはこれらの混合物が使用できる。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 I ί、放出電流 I eが著しく変化するようになる。

活性化工程の終了判定は、素子電流 I f と放出電流 I e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。

炭素及び炭素化合物とは、例えばグラフアイト（いわゆる HOPG' 、 PG ( ， GC) を包含する、 HOPGはほぼ完全なグラフアイトの結晶構造、 PGは結晶粒が 2 0 nm程度で結晶構造がやや乱れたもの、 GCは結晶粒が 2 nm程度になり結晶構造の乱れがさらに大きくなつたものを指す。）、非晶質カーボン（ァ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アイトの微結晶の混合物を指す）であり、その膜厚は、 5 0 nm以下の範囲とするのが好ましく、 3 0 nm以下の範囲とすることがより好ましい。

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。

前記活性化の工程で、排気装置として油拡散ポンプやロータリーポンプを用い、これから発生するオイル成分に由来する有機ガスを用いた場合は、この成分の分圧を極力低く抑える必要がある。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 X 1 0— ⁶P a以下が好ましく、さらには 1. 3 X 1 0— ⁸P a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、 8 0〜25 0 °C好ましくは 1 5 0°C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 X 1 0— ⁵P a以下が好ましく、さらに 1. 3 X 1 0一⁶ P a以下が特に好ましい。

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出来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、また真空容器や基板などに吸着した H ₂ 0、 0 ₂ なども除去でき、結果として素子電流 I ί、放出電流 I eが安定する。

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 3 7、図 3 8を参照しながら説明する。

図 3 7は、真空処理装置の一例を示す模式図であり、この真空処理装置は測定評価装置としての機能をも兼ね備えている。図 3 7においても、図 3 3に示した部位と同じ部位には、図 3 3に付した符号と同一の符号を付している。図 3 7において、 2 0 5 5は真空容器であり、 2 0 5 6は排気ポンプである。真空容器 2 0 5 5内には電子放出素子が配されている。即ち、 2 0 0 1は電子放出素子を構成する基体であり、 2 0 0 2， 2 0 0 3は素子電極、 2 0 0 4は導電性薄膜、 2 0 0 5は電子放出部である。 2 0 5 1は、電子放出素子に素子電圧 V f を印加するための電源、 2 0 5 0は素子電極 2 0 0 2 , 2 0 0 3間の導電性薄膜 2 0 0 4 を流れる素子電流 I f を測定するための電流計、 2 0 5 4は素子の電子放出部より放出される放出電流 I eを捕捉するためのァノ一ド電極である。 2 0 5 3はァノード電極 2 0 5 4に電圧を印加するための高圧電源、 2 0 5 2は素子の電子放出部 2 0 0 5より放出される放出電流 I eを測定するための電流計である。一例として、ァノード電極の電圧を 1 k V〜 1 0 k Vの範囲とし、ァノード電極と電子放出素子との距離 Hを 2 mm〜 8 mmの範囲として測定を行うことができる。真空容器 2 0 5 5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 2 0 5 6は、ターボポンプ、ロータリ一ポンプからなる通常の高真空装置系と更に、イオンボ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 —夕一により 2 5 0でまで加熱できる。従って、ごめ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。

図 3 8は、図 3 7に示した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 I f と素子電圧 V f の関係を模式的に示した図である。図 3 8においては、放出電流 I eが素子電流 I f 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。

図 3 8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 I eに関して対する三つの特徴的性質を有する。

即ち、

( i ) 本素子はある電圧（しきい値電圧と呼ぶ、図 3 8中の V t h ) 以上の素子電圧を印加すると急激に放出電流 I eが増加し、一方しきい値電圧 V t h以下では放出電流 I eがほとんど検出されない。つまり、放出電流 I eに対する明確なしきい値電圧 V t hを持った非線形素子である。

( i i ) 放出電流 I eが素子電圧 V f に単調増加依存するため、放出電流 I e は素子電圧 V f で制御できる。

( i i i ) アノード電極 2 0 5 4に捕捉される放出電荷は、素子電圧 V f を印加する時間に依存する。つまり、アノード電極 2 0 5 4に捕捉される電荷量は、素子電圧 V f を印加する時間により制御できる。

以上の説明より理解されるように、本発明を適用可能な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。

図 3 8においては、素子電流 I ίが素手電圧 V ίに対して単調増加する（以下、「Μ Ι特性」という。）例を実線に示した。素子電流 I f が素子電圧 V iに対して電圧制御型負性抵抗特性（以下、「V C N R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。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。本発明を適用可能な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。

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索十の個々を肉端で接続し、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。

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（ i i i ) 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、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。

以下この原理に基づき、本発明を適用句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 3 9を用いて説明する。図 3 9において、 2 0 7 1は電子源基板、 2 0 7 2は X方向配線、 2 0 7 3は Y方向配線である。 2 0 7 4は表面伝導型電子放出素子、 2 0 7 5は結線である。尚、表面伝導型電子放出素子 2 0 7 4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。

m本の X方向配線 2 0 7 2は、 D x 1 , D x 2 , ···, D x m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 2 0 7 3は、 D y 1， D y 2 , ···, D y nの n本の配線よりなり、 X方向配線 2 0 7 2と同様に形成される。

これら m本の X方向配線 2 0 7 2と n本の Y方向配線 2 0 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）。不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷法、スパッ夕法等を用いて形成された S i 0 ₂ 等で構成される。例えば、 X方向配線 2 0 7 2を形成した基板 2 0 7 1の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 2 0 7 2と Y方向配線 2 0 7 3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 2 0 7 2と Y方向配線 2 0 7 3は、それぞれ外部端子として引き出されている。

表面伝導型電子放出素子 2 0 7 4を構成する一対の電極（不図示）は、 m本の X方向配線 2 0 7 2と n本の Y方向配線 2 0 7 3と導電性金属等からなる結線 2 0 7 5によって電気的に接続されている。

配線 2 0 7 2と配線 2 0 7 3を構成する材料、結線 2 0 7 5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。

X方向配線 2 0 7 2には、 X方向に配列した表面伝導型電子放出素子 2 0 7 4 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 2 0 7 3には、 Y方向に配列した表面伝導型電子放出素子 2 0 7 4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。

このようにして作製された多数の電子源を有する電子源基板に、本発明に係るコンディショニング工程を施す。

図 2 3及び図 2 4は、コンディショニング工程を行う際の装置の構成概略図である。これらの図において、 2 0 7 1は電子源基板、 2 0 1 0は高圧卸加用電極、 2 0 1 5は高圧電源である。各素子につながる配線は共通に接地される。また、高圧印加用電極 2 0 1 0と高圧電源 2 0 1 5間には、放電による過電流を防止するため制限抵抗 2 0 1 2が挿入される。 20 5 5は真空容器であり、 20 5 6は排気ボンブである。真空容器 20 55 内には、 XYZ方向に移動可能なメカニカルステージ 20 1 3があり、その上方に高圧印加用電極 20 1 0が設置されている。電子源基板 20 7 1は、メカ二力ルステージ 20 1 3上に固定されている。 X, Y方向配線はそれぞれ配線の端部で導電性の取り出し部材 20 1 4で共通にされ接地されている。高圧印加用電極 20 1 0は制限抵抗 20 1 2を介して高圧電源 20 1 5に接続されている。また、 20 52は電流計である。

メカニカルステージを制御することにより、電子源基板と高圧印加用電極の距離 Heを決めることができる。また高圧印加用電極に印加される電圧 Vcは、以下のように決定する。

電子源基板が後に、距離 H離れて対向する電極に電圧 V aを印加して使用されるとする。この時、本工程においては VcZHc >VaZHを満たすように、高圧電源の電圧 Vc、電子源基板と高圧印加用電極の距離 Heを決定する。実際には、 VcZHc (電界強度 E c) は VaZH (電界強度 Ea) の 1. 1〜1. 5 倍程度で行うことが多い。

例えば、画像形成装置として本電子源基板を用いる場合、後に画像形成装置として電子源基板と蛍光体間に印加される電界強度以上を本工程で印加する必要がある。上述した電子源を用いる場合は、 1〜8 k VZmm程度である。

本工程における放電の有無は、高圧印加用電極と電子源基板間を流れる電流を測定することによって行える。例えば、前述した制限抵抗を流れた電流を、制限抵抗の両端の電圧をモニタすることで確認できる。

なお、コンディショニング工程は、条件によっては、配線、電極、導電性膜など、電子源ないし画像形成装置の部材を破壊してしまう場合がある。

本工程における放電による素子の破壊は、本工程の前後の素子特性の変化で評価する。フォーミング前に本工程を行った場合は各素子の抵抗の変化によって、フォーミング後に行った場合は各素子の電子放出特性の変化によって、確認できる。

例えば、フォーミング前において、素子が高抵抗となると、後にフォーミングを行う際に十分な電子放出特性が得られなくなる。また、フォーミング後に電子放出特性が劣化してしまうと、後に活性化工程を行っても十分な特性を得られなくなる。このため、電子源基板の不均一性の原因となり歩留まり等の問題となるフォーミング前の電子源基板において、本工程実施前の各素子の抵抗を R 1、、本工程実施後の各素子の抵抗を R 2とする。本工程において N回の放電が観測されたとする。また、本工程の前後の素子抵抗の比 R 2 ZR 1が例えば 2を超えた時、後にフォーミングを行う際に十分な電子放出特性が得られなくなるため素子が本工程で破壊されたと判断し、その数を kとする。 k ZNは一回の放電によつて破壊された素子の平均数であると考えられ、放電破壊数と呼ぶこととする。フォーミング後の電子源基板において、前述した V t h以上の適当な電圧における、本工程実施前の各素子の放出電流を I 1、本工程実施後の各素子の放出電流を I 2であったとする。例えば、その比 I 1 Z I 2が 2を超えた時、後に活性化工程を行っても十分な特性を縛られなくなるため素子が本工程で破壊されたと断し、その数 kと本工程における放電の数 Nによって同様に放電破壊数を定義でさる。

上述のように、電子源や画像形成装置の部材が破壊される可能性を小さくするためには、コンディショニング工程において、前記電子源と、前記高圧印加用電極により構成されるコンデンサーに蓄積されるエネルギーを小さくすれば良い。具体的には、高圧印加用電極の面積を電子源基板の面積よりも小さな値とし、これを電子源基板との間隔を所定値に保持しながら両者を相対的に移動させるようにすれば良い。

また、上述したような部材の破壊は、前記エネルギーに対して、すなわち高圧印加用電極の面積に対して、しきい値を有し、ある特定の値 E t h , S t hよりエネルギー、すなわち面積が大きいときに部材の破壊が顕著になる場合がある。特定の工程で、このような値がわかっている場合には、前記エネルギーがこの値を越えることのないように、 S t hよりも小さな面積の高圧印加用電極を用いて、コンディショニング工程を実効すれば良い。

高圧印加電極の面積 Sを変化して、本工程を実施した時の放 I電破壊数 k ZN を図 27に示す。この放電破壊数は、 0から電子源基板上の素子の数 mxnまでの値を取り得るが、すべての素子が一回の放電で破壊されることは殆どなく、高々X或いは Y方向の素子数と同程度の数であった。また、図中 Snは電子源基板の面積である。

この関係は、電子源基板の構成、 X · Y方向配線の抵抗、素子の特性（導電性薄膜の形状、製造工程など）に依存する。図 27の曲線（a) はフォーミン一グ工程前の電子源基板のコンテイショニング工程における放電破壊数を高圧印加用電極の面積 Sに対してプロットしたものである。一方、図 27の曲線（b) はフォ一ミング工程後の電子源基板に対するプロットである。いずれの場合も、高圧印加用電極の面積の増大によってあるしきい値 S t h以上で、放電破壊数が増大していることが分かる。これは、 S t h以上の面積の高圧印加用電極を用いると、高圧印加用電極と電子源基板とが形成するコンデンサに蓄えられたエネルギー Ec onによって、放電時に導電性薄膜が破壊されるためである。すなわち、面積 Sの高圧印加用電極を用いると、 Ec on = £ xSZHc xVc² ノ 2のエネルギ一がコンデンサに蓄えられる。 S t h以上の面積の高圧印加用電極を用いるとこのエネルギーが放電時に電子源基板上で消費され、導電性薄膜が破壊される ο

例えば、図 27 Aに示した P dを用いた導電性薄膜について、 S t hの高圧印加用電極と電子源基板が形成するコンデンサに蓄えられたエネルギーは、ほぼ 1 X 1 0—² Jである。

フォーミング工程後では S t h、すなわち E t hの値がフォーミング工程前に比べて極めて小さくなっている。この伏態で部材の破損を生ずることなくコンティショニング工程を行なうには、非常に小さな面積の高圧印加用電極を用いる必要があり、実用上好ましくないが、フォーミング工程前にコンテイショニングェ程を行ない、更にフォーミング工程の際に何がしかの理由で新たに放電の要因が発生する場合などには、ごく小さな電極を用いてコンテイショニング工程を再度行なうことも可能である。

S t h以上の面積の高圧印加用電極叩いてコンディショニングを行うと放電時にそのエネルギーが電子源基板上で消費され、破壊が生ずる。また、 l E t h> E c o nでコンディショニングを行えば、破壊が生じないことは図 5 Aより明らかである。

すなわち、コンディショニング工程において、該電極と絶縁性等の該基板の対向する面積が S、該電極と該基板の距離が H e、該電極と該共通配線間に印加する電圧を V c、真空の誘電率を £、該導電性薄膜が破壊されるエネルギーを E t hとすると、

_£ x S x V c ² / ( 2 H c ) < E t h … （ 1 )

の条件で行なうことになり、導電性薄膜を破壊して電子放出素子を破壊することなくコンティショニング工程を行うことができる、

以上のように、高圧印加用電極の面積 Sを適宜選択することによって、放電時に導電性薄膜で消費されるエネルギーを、導電性薄膜が放電時に破壊されるエネルギー E t h以下にして、コンディショニング時の導電性薄膜の破壊を防ぐことができる。

また、コンデンサに蓄えられるエネルギーを導電性薄膜が放電時に破壊されるエネルギー E t h以下にする方法は、高圧印加用電極の面積を減少する以外にも、電子源基板に印加される電界 V c ZH cを維持したまま印加電圧 V cを減少させることによつても実現できる。

さらに、以上のように高圧印加用電極の面積を適切に選ぶことにより、フォーミング後の電子源基板についても破壊なく本工程を適用できる。

例えば、前述した P dを用いた導電性薄膜をフォーミングし、それが放電時に破壊されるエネルギーを求めると 1 X 1 0— ⁴ Jであった。このときの高圧印加用電極の面積と放電破壊数の関係は、図 2 7 Bに示されている。

ステージの移動速度は、本工程の目的が達成できる範囲で任意に選べる。

また、高圧印加用電極と電子源基板の相対移動速度及び高圧印加用電極の面積により本工程が長時間に及ぶ場合に、複数の高圧印加用電極を制限抵抗を介して共通にして高圧電源に接続することも可能である。

また、電子源基板と同じ面積の高圧印加用電極を複数に分割して、それぞれの高圧印加用電極を制限抵抗を介して共通にして高圧電源に接続することも可能である。この場合は、電子源基板或いは高圧印加用電極を移動する必要がなく、短時間で本発明の効果を得ることが可能である。

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 4 0、図 4 1及び図 4 2を用いて説明する。図 4 0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 4 1は、図 4 0の画像形成装置に使用干れる蛍光膜の模式図である。図 4 2は N T S C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 4 0において 7 1は電子放出素子を複数配した電子源基板、 2 0 8 1は電子源基板 2 0 7 1を固定したリァプレート、 2 0 8 6はガラス基板 2 0 8 3の内面に蛍光膜 2 0 8 とメタルバック 2 0 8 5等が形成されたフヱ一スプレートである。 2 0 8 2は、支持枠であり該支持枠 2 0 8 2にはリアプレート 2 0 8 1、フエースプレート 2 0 8 6が低融点のフリッ卜ガラスなどを用いて接合される。

2 0 7 4は、図 2 3における電子放出部に相当する。 2 0 7 2 , 2 0 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方向配線及び Y方向配線である。

外囲器 2 0 8 8は、上述の如く、フヱ一スプレート 2 0 8 6、支持枠 2 0 8 2 、リアブレ一ト 2 0 8 1で構成される。リアブレ一ト 2 0 8 1は主に基板 2 0 7 1の強度を補強する目的で設けられるため、基板 2 0 7 1自体で十分な強度を持つ場合は別体のリアブレート 2 0 8 1は不要とすることができる。

即ち、基板 2 0 7 1 に直接支持枠 2 0 8 2を封着し、フヱースプレート 2 0 8 6、支持枠 2 0 8 2及び基板 2 0 7 1で外囲器 2 0 8 8を構成しても良い。一方、フエ一スプレート 2 0 8 6、リアプレート 2 0 8 1間に、スぺ一サ一とよ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 2 0 8 8を構成することもできる。

図 4 1は、蛍光膜を示す模式図である。蛍光膜 2 0 8 4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 2 0 9 1 と蛍光体 2 0 9 2とから構成することができる。ブラックストライブ、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 2 0 9 2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 2 0 8 4における外光反射によるコン卜ラス卜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。

ガラス基板 2 0 8 3に蛍光体を塗布する方法は、モノクロ一厶、カラーによらず、沈澱法、印刷法等が採用できる。蛍光膜 2 0 8 4の内面側には、通常メタルバック 2 0 8 5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ヱ一スプレート 2 0 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 A 1を真空蒸着等を用いて堆積させることで作製できる。

フエ一スプレート 2 0 8 6には、更に蛍光膜 2 0 8 4の導電性を高めるため、蛍光膜 2 0 8 4の外面側に透明電極（不図示）を設けてもよい。

図 4 0に示した画像形成装置の製造方法の一例を以下に説明する。

図 4 3はこの工程に用いる装置の概要を示す模式図である。画像形成装置 2 1 3 1は、排気管 2 1 3 2を介して真空チャンバ一 2 1 3 3に連結され、さらにゲ一トバルブ 2 1 3 4を介して排気装置 2 1 3 5に接続されている。真空チャンバ - 2 1 3 3には、内部の圧力及び雰囲気中の各成分の分圧を測定するために、圧力計 2 1 3 6、四重極質量分析器 2 1 3 7等が取り付けられている。

画像表示装置 2 1 3 1の外囲器 2 0 8 8内部の圧力などを直接測定することは困難であるため、該真空チャンバ一 2 1 3 3内の圧力などを測定し、処理条件を制御する。

真空チャンバ一 2 1 3 3には、さらに必要なガスを真空チャンバ一内に導入して雰囲気を制御するため、ガス導入ライン 2 1 3 8が接続されている。該ガス導入ライン 2 1 3 8の他端には導入物質源 2 1 4 0が接続されており、導入物質がアンブルやボンベなどに入れて貯蔵されている。カス辱人フィンの途中には、導入物質を導入するレートを制御するための導入制御手段 2 1 3 9が設けられている。該導入量制御手段としては具体的には、スローリークバルブなど逃す流量を制御可能なバルブや、マスフ口一コント口一ラーなどが、導入物質の種類に応じて、それぞれ使用が可能である。

図 4 5の装置により外囲器 2 0 8 8の内部を排気し、フォーミングを行う。この際、例えば図 2 5に示すように、 Y方向配線 2 0 7 3を共通電極 2 1 4 1に接続し、 X方向配線 2 0 7 2の内の一^ に接続された素子に電源 2 1 4 2によって、同時に電圧パルスを印加して、フォーミングを行うことができる。パルスの形状や、処理の終了の判定などの条件は、個別素子のフォーミングについての既述の方法に準じて選択すればよい。また、複数の X方向配線に、位相をずらせたパルスを順次印加（スクロール）することにより、複数の X方向配線に接続された素子をまとめてフォーミングする事も可能である。図中 2 1 4 3は電流測定用抵抗を、 2 1 4 4は電流測定用のオシロスコープを示す。

フォーミング終了後、活性化工程を行う。外囲器 2 0 8 8内は、十分に排気した後有機物質がガス導入ライン 2 1 3 8から導入される。あるいは、個別素子の活性化方法として記述のように、まず油拡散ポンプやロータリーポンプで排気し、これによつて真空雰囲気中に残留する有機物質を用いても良い、また、必要に応じて有機物質以外の物質も導入される場合がある。この様にして形成した、有機物質を含む雰囲気中で、各電子放出素子に電圧を印加することにより、炭素あるいは炭素化合物、ないし両者の混合物が電子放出部に堆積し、電子放出量がドラスティックに上昇するのは、個別素子の場合と同様である。このときの電圧の印加方法は、上記フォーミングの場合と同様の結線により、一つの方向配線につながった素子に、同時の電圧パルスを印加すればよい。

活性化工程終了後は、個別素子の場合と同様に、安定化工程を行うことが好ましい。

外囲器 2 0 8 8を加熱して、 8 0〜2 5 0 °Cに保持しながら、イオンポンプ、ソープションポンプなどのオイルを使用しない排気装置 2 1 3 5により排気管 2 1 3 2を通じて排気し、有機物質の十分少ない雰囲気にした後、排気管をバーナ一で熱して溶解させて封じきる。外囲器 2 0 8 8の耵止拔の I土力を維持するために、ゲッタ一処理を行うこともできる。これは、外囲器 2 0 8 8の射止を行う直前あるいは射止後に、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 20 8 8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。ゲッ夕一は通常は B a等が主成分であり、該蒸着膜の吸着作用により、外囲器 2 0 8 8内の雰囲気を維持するものである。

次に、単純マトリクス配置の電子源を用いて橘成した表示パネルに、 NTS C 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 4 2を用いて説明する。図 4 2において、 2 1 0 1は画像表示パネル、 2 1 0 2は走査回路、 2 1 0 3は制御回路、 2 1 0 4はシフトレジスタである。 2 1 0 5はラインメモリ、 2 1 0 6は同期信号分離回路、 2 1 0 7は変調信号発生器、 Vx及び V aは直流電圧源である。

表示パネル 2 1 0 1は、端子 D o X 1乃至 D 0 xm、端子 D o y 1乃至 D o y n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 D 0 X 1乃至 Do xmには、表示パネル内に設けられている電子源、即ち、 M行 N列の行列状にマトリクスが配線された表面伝導型電子放出素子群を一行（N素子）ずつ順次駆動する為の走査信号が印加される。

端子 Dy 1乃至 Dy n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為の変調信号が印加される。高圧端子 Hvには、直流電圧源 V aより、例えば 1 0 kV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為の加速電圧である。

走査回路 2 1 0 2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、 S 1乃至 Smで模式的に示している）ある。各スィッチング素子は、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 2 1 0 1の端子 Dx 1ないし Dxmと電気的に接続される。 S 1乃至 Smの各スィツチング素子は、制御回路 2 1 0 3が出力する制御信号 Ts c a nに基づいて動作するものであり、例えば FETのようなスィツ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。直流電圧源 Vxは、本例の場合には表面伝導型電チ放出素子の特性（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。

制御回路 21 03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 2 1 03は、同期信号分離回路 2 1 06より送られる同期信号 Ts y n cに基づいて、各部に対して T s c a n及び Ts f t及び Tm r yの各制御信号を発生する。

同期信号分離回路 2 1 06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為の回路で、一般的な周波数分離 (フィルタ一）回路等を用いて構成できる。同期信号分離回路 2 1 06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 Ts y n c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夕 2 1 04に入力される。

シフトレジスタ 2 1 04は、時系列的にシリアルに入力される前記 DAT A信号を、画像の 1ライン毎にシリアル Zパラレル変換するためのもので、前記制御回路 2 1 03より送られる制御信号 Ts f tに基づいて動作する（即ち、制御信号 T s f tは、シフトレジスタ 2 1 04のシフトクロックであるということもできる。）。シリアル Z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、 I d 1乃至 I dnの N個の並列信号として前記シフトレジス夕 21 04より出力される。

ラインメモリ 2 1 05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 2 1 03より送られる制御信号 Tmr yに従つて適宜 I d 1乃至 I d nの内容を記憶する。記憶された内容は、 I' d 1乃至 I ' dnとして出力され、変調信号発生器 2 1 07に入力される。

変調信号発生器 2 1 07は、画像データ I' d l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為の信号源であり、その出力信号は、端子 Doy 1乃至 D 0 y nを通じて表示パネル 2 1 0 1内の表面伝導型電子放出素子に印加される。前述したように、本発明を適用可能な電子放出素千は放出電流 I e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 V t hがあり、 V t h以上の電圧を印加された時のみ電子放出が生じる。電子放出しきい値以上の電圧に対しては、素子への印加電圧の変化に応じて放出電流も変化する。このことから、本素子にパルス状の電圧を印加する場合、例えば電子放出闞値以下の電圧を印加しても電子放出は生じないが、電子放出閾値以上の電圧を印加する場合には電子ビームが出力される。その際、パルスの波高値 Vmを変化させる事により出力電子ビームの強度を制御することが可能である。また、パルスの幅 P wを変化させることにより出力される電子ビームの電荷の総量を制御する事が可能である。

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 2 1 0 7として、一定長さの電圧パルスを発生し、入力されるデ —夕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。

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 2 1 0 7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。

シフトレジスタ 2 1 0 4やラインメモリ 2 1 0 5は、デジタル信号式のものをもアナ πグ信号式のものをも採用できる。画像信号のシリアル Zパラレル変換や記憶が所定の速度で行われれば良いからである。

デジタル信号式を用いる場合には、同期信号分離回路 2 1 0 6の出力信号 D A T Aをデジタル信号化する必要があるが、これには 2 1 0 6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 2 1 0 5の出力信号がデジ夕ル信号かアナログ信号かにより、変調信号発生器 2 1 0 7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 2 1 0 7には、例えば D ZA変換回路を用い、必要に応じて増幅回路などを付与する。パルス幅変調方式の場合、変調信号発生器 2 1 0 7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（カウン夕）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（コンパレ一夕）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。

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 2 1 0 7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。

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 D o X 1乃至 Do xm, D o y 1乃至 D o yn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 2 0 8 5、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 2 0 8 4に衝突し、発光が生じて画像が形成される。

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

次に、梯子型配置の電子源及び画像形成装置について図 4 3及び図 4 4を用いて説明する。

図 4 3は、梯子型配置の電子源の一例を示す模式図である。図 4 3において、 2 1 1 0は電子源基板、 2 1 1 1は電子放出素子である。 2 1 1 2、 Dx 1〜D x 1 0は、電子放出素子 2 1 1 1を接続するための共通配線である。電子放出素子 2 1 1 1は、基板 2 1 1 0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 x 2〜D x 9は、例えば D x 2， D x 3を同一配線とすることもできる。

図 4 4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。 2 1 2 0はグリッド電極、 2 1 2 1は電子が通過するための空孔、 2 1 2 2は D o x l， D 0 X 2 , ···, D o x mよりなる容器外端子である。 2 1 2 3は、グリッド電極 2 1 2 0と接続された G 1， G 2 , ···, G nからなる容器外端子、 1 1 0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 4 4においては、図 4 0、図 4 3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 4 0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 2 1 1 0とフェースプレート 2 0 8 6の間にグリッド電極 2 1 2 0を備えているか否かである。

図 4 4においては、基板 2 1 1 0とフェースプレート 2 0 8 6の間には、グリッド電極 2 1 2 0が設けられている。グリッド電極 2 1 2 0は、表面伝導型放出素子から放出された電子ビームを変調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 2 1 2 1が設けられている。グリッドの形状や設置位置は図 4 4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放出素子の周囲や近傍に設けることもできる。

容器外端子 2 1 2 2及びグリッド容器外端子 2 1 2 3は、不図示の制御回路と電気的に接続されている。

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。

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一等の表示装置の他、感光性ドラム等を用いて構成された光プリン夕一としての画像形成装置等としても用いることができる。

一実施例一

以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。

(実施例 1 )

本実施例は、本発明によるコンディショニング工程により電子源基板を作製した例である。

本実施例では、表示等に用いる画像形成装置を説明する。図 4 0は、画像形成装置の基本構成図であり、図 4 1は、蛍光膜である。電子源の一部の平面図を図 3 0に示す。また、図中の A— A' 断面図を図 3 1に示す。但し、図 3 0、図 3 1で、同じ記号を示したものは、同じものを示す。ここで 2 0 7 1は基板、 2 0 7 2は図 3 0の D 0 xmに対応する X方向配線（下配線とも呼ぶ）、 2 0 7 3は図 4 0の D 0 y nに対応する Y方向配線（上配線とも呼ぶ）、 2 0 0 4は電子放出部を含む薄膜、 2 0 0 2， 2 0 0 3は素子電極、 2 1 5 1は層間絶縁層、 2 1 5 2は素子電極 2 0 0 2と下配線 2 0 7 2と電気的接続のためのコンタクトホ一ルである。

本実施例の電子源基板には、 X方向配線上に 2 0 0 0個、 Y方向配線上に 1 1 0 0個の電子放出素子を形成した。また、電子源基板は X方向で 9 0 0 mm, Y 方向で 5 0 0 mmの大きさである。

次に、製造方法を図 3 2により工程順に従って具体的に説明する。

工程— a

清浄化した背板ガラス上に厚さ 0. 5 mのシリコン酸化膜をスパッタ法で形成した基板 2 0 7 1上に、真空蒸着により厚さ 5 nmの C r、厚さ 6 0 0 nmの Auを順次、積層した後、ホトレジスト（AZ 1 3 7 0、へキスト社製）をスピンナ一により回転、塗布、ベークした後、ホトマスク像を露光、現像して、下配線 2 0 7 2のレジストパターンを形成し、 AuZC r堆積膜をゥエツトエツチングして、所望の形状の下配線 2 0 7 2を形成する。

工程 - b

次に、厚さ 1. 0 mのシリコン酸化膜からなる層間絶縁層 2 1 5 1を R Fスパッ夕法により堆積する。工程— C

工程 bで堆積したシリコン酸化膜にコンタクトホール 2 1 52を形成するためのホトレジストパターンを作り、これをマスクとして層間絶縁層 2 1 5 1をエツチングしてコンタクトホール 2 1 52を形成する一ツチングは CF₄ と H₂ ガスを用いた R I E (R e a c t i V e I on E t c h i n g ) 法によった。工程 - d

その後、素子電極 2と素子電極 3間ギヤップ Gとなるべきパ夕一ンをホトレジスト（RD— 200 ON- 4 1 日立化成社製）形成し、真空蒸着法により、厚さ 5 nmの T i、厚さ 1 00 nmの N iを順次堆積した。ホトレジストパターンを有機溶剤で溶解し、 N i ZT i堆積膜をリフトオフした。素子電極間隔 L 1は 5〃mとし、素子電極の幅 W 1を 300〃m、を有する素子電極 2002, 20 03を形成した。

工程 e

素子電極 2003の上に上配線 2073のホトレジストパターンを形成した後、厚さ 5 nmの T i、厚さ 500 n mの A uを順次真空蒸着により堆積し、リフトオフにより、不要の部分を除去して、所望の形状の上配線 2073を形成した o

工程 -： f

膜厚 1 00 nmの C r膜を真空蒸着により堆積 ·パターニングし、その上に有機 P d (c c p 4230 奥野製薬（株）社製）をスピンナ一により回転塗布、 300 °Cで 10分間の加熱焼成処理をした。また、こうして形成された主元素として PdOよりなる微粒子からなる導電性薄膜 2004の膜厚は 1 O nm、シート抵抗値は 5 X 1 0⁴ ΩΖ口であった。

その後、 C r膜及び焼成後の導電性薄膜 2004を酸エッチヤントによりエツチングして所望のパターンを形成した。

工程- g

コンタクトホール 2 1 52部分以外にレジスト塗布するようなパターンを形成し、真空蒸着により厚さ 5 nmの T i、厚さ 500 n mの A uを順次堆積した。リフトオフにより不要の部分を除去することにより、コンタクトホール 2 1 52 を埋め込んだ。

以上の工程により絶縁性基板 2 0 7 1上に下配線 2 0 7 2、層間絶縁層 2 1 5 1、上配線 2 0 7 3、素子電極 2 0 0 2， 2 0 0 3、導電性薄膜 2 0 0 4等を形成した。このようにして形成した下配線、上配線、導電性薄膜の抵抗はそれぞれ約 5 Ω、 3 Ω、 3 0 0 Ωであった。

[コンディショニング工程]

つぎに、以上のようにして作製した電子源基板を、図 2 3及び図 2 4に示したような構成の装置により、コンディショニング工程を実施した。

まず、電子源基板 2 0 7 1に対して、上下配線の端部に厚さ 5 0 0 ミクロン、幅 5 mmのインジウムシート（導電性の取出し部材） 2 0 1 4を圧着し、すべての配線を共通にして接地し、メカニカルステージ 2 0 1 3上に固定した。

本実施例における電子源基板の面積は前述した S t hより大きいため、高圧印加用電極として S t hより小さい電極を用いた。すなわち、高圧印加用電極は X 方向が 1 0 0 mm、 Y方向が 5 0 0 mmのものを用いた。この時、電子源基板と対向する面積は 0 . 0 5 m ² である。高圧印加用電極は 5 Μ Ωの制限抵抗を介して高圧電源に接続した。

この後、メカニカルステージ 2 0 1 3を Z方向に移動し、高圧印加用電極との距離が 2 mmとなるようにした。また、高圧電源により、高圧印加用電極に 1 0 k Vの D C電圧を印加した。

このとき、高圧印加用電極と電子源基板とが形成するコンデンサに蓄えられたエネルギー E c o nは 1 . 1 X 1 0— ² Jである。これは前述した導電性薄膜が放電時に破壊されるエネルギー E t h以下である。

メカニカルステージは X方向に 1 O mmZm i nで移動し、高圧印加用電極の下を通過させた。この時、電子源基板が高圧印加用電極の下を通過するのに要した時間は、 1 0 0分であった。

また、高圧印加用電極と電子源基板間に流れる電流を制限抵抗の両端の電圧で測定した。本工程においては、電子源基板間に 1 0 A以上流れる放電現象が 4 回観測された。

その後、高圧電源を O F Fにし、装置から電子源基板を取り外し、インジウムシート 2 0 1 4を電子源基板上から取り除いた。

本コンテイショニング工程前には各素子の抵抗は 3 0 0 Ω程度であつたが、本工程後に各素子の抵抗に大きな差は測定されなかった。

次に、この電子源基板を用いて図 4 0に示す構成の画像形成装置を以下のようにして作成した。

多数の平面型表面伝導型電子放出素子を作製した基板 2 0 7 1をリアプレート 2 0 8 1上に固定した後、基板 2 0 0 1の 3 mm上方に、フェースプレート 2 0

8 6 (ガラス基板 2 0 8 3の内面に蛍光膜 2 0 8 4とメタルバック 2 0 8 5が形成されて構成される）を支持枠 2 0 8 2を介し配置し、フースプレート 2 0 8 6 , 支持枠 2 0 8 2、リアプレート 2 0 8 1の接合にフリットガラスを塗布し、大気中で 4 1 0 °Cで 1 0分以上焼成することで封着し、外囲器 2 0 8 8を作成した。また、リアプレート 2 0 8 1への基板 2 0 7 1の固定もフリットガラスで行つた。図 4 0において、 2 0 7 4は電子放出素子、 2 0 7 2 , 2 0 7 3はそれぞれ X方向及び Y方向の配線である。

蛍光膜 2 0 8 4は、図 4 1 Aに示すような、黒色導電材 2 0 9 1 と蛍光体 2 0

9 2とで構成された、ブラックストライプ配列のカラーの蛍光膜を用いた。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 2 0 8 4を作製した。ガラス基板に蛍光体を塗布する方法はスラリー法を用いた。また、蛍光膜 2 0 8 4の内面側にはメタルバック 2 0 8 5を設けた。メタルバック 2 0 8 5は、蛍光膜作製後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理（通常フイルミングと呼ばれる）を行い、その後 A 1を真空蒸着することで作製した。前述の封着を行う際、カラーの場合は各色蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはいけないため、十分な位置合わせを行った。

以上のようにして完成した外囲器 2 0 8 8を排気管（不図示）を介し、磁気浮上型ターボモレキュラーボンブで排気された真空装置と接続した。

その後、外囲器 2 0 8 8内を 1 . 3 X 1 0— ⁴ P aまで排気した。

[フォーミング工程]

容器外端子 D 0 X 1乃至 D 0 x m (m = 2 0 0 0 ) と D o y 1乃至 D o y n ( n = 1 1 0 0 ) を通じ電子放出素子 2 0 7 4の電極 2 0 0 2 , 2 0 0 3間に電圧を印加し、電子放出部 2 0 0 5を、導電性薄膜 2 0 0 4を通電処理（フォーミング処理）することにより作成した。

フォーミング処理の電圧波形を図 3 6 Bに示す。図 3 6 B) 中、 T 1及び T2 は電圧波形のパルス幅とパルス間隔であり、本実施例では T 1を 1 m s e c， T 2を 1 0m s e cとし、波高値（フォーミング時のピーク電圧）は 0. 1 Vステップで昇圧し、フォーミング処理を行った。また、フォーミング処理中は、同時に、 0. I Vの電圧で、 T 2間に抵抗測定パルスを挿入し、抵抗を測定した。尚フォーミング処理の終了は、抵抗測定パルスでの測定値が、約 1 ΜΩ以上になつた時とし、同時に、素子への電圧の印加を終了した。それぞれの素子のフォーミング電圧 VFは、 1 0. 0 Vであった。

このように作成された電子放出部 5は、パラジゥ厶元素を主成分とする微粒子が分散配置された状態となり、その微粒子の平均粒径は 3 nmであった。

次に、真空装置を経由して、外囲器 2 0 8 8内にベンゾニトリルを 6. 6 X 1 0 -⁴ P a導入した。

容器外端子 Do X 1乃至 D o xm (m： 2 0 0 0 ) を共通にし、 D o y 1乃至 Do yn (n= 1 1 0 0) に順次電源（不図示）を接続し、対応する電子放出素子 2 0 7 4の電極 2 0 0 2, 2 0 0 3間に電圧を印加し活性化工程を行った。活性化工程での電圧印加条件は、波高値は士 1 0 V、パルス幅 0. 1 ms e c 、パルス間隔 5m s e cの両極の三角波（図 3 6 B) を用いた。その後、波高値は ± 1 0 Vから ± 1 6 Vまで 3. 3mV/s e cで徐々に電圧を増加させ、土 1 6 Vに達したときに電圧印加を終了した、

その後、外囲器 2 0 8 8内のベンゾニトリルを排気した。

最後に安定化工程として、約 1. 3 3 X 1 0— ⁴P aの圧力で、 1 5 CTC 1 0時間のベーキングを行った後、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 2 0 8 8の封止を行った。

以上のように完成した本発明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 D o X 1乃至 D o xm (m= 2 0 0 0 ) 、端子 D o y 1乃至 D o y n (n= l 1 0 0) 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それぞれ、印加することにより、電子放出させ、高圧端子 Hvを通じ、メタルバック 2 0 8 5に 1 0 kVの高圧を印加し、電子ビームを加速し、蛍光膜 2 0 8 4に衝突させ、励起 '発光させることで画像を表示した。

画像表示中の、各電子放出素子の放出電流（ 1 e) のばらつき（分散び/平均 R) は 8 %であった。

以上のように、大面積電子源基板の製作においても、電子放出素子にダメージを与えずコンディショニング工程を実施することができ、画像形成時の放電が抑制き、且つ均一な特性を有する電子源基板を提供することができた。

(実施例 2)

本実施例は、本発明によるコンディショニング工程をフォーミング後に行い電子源基板を製作した例である。

本実施例も、画像形成装置を作製した例である。

本実施例の電子源基板には、 X方向配線上に 7 2 0個、 Y方向配線上に 2 4 0 個の電子放出素子を形成した。また、電子源基板は X方向で 2 0 Omm, Y方向で 1 5 0 mmの大きさである。

電子源基板の構成、製法はコンディショニング工程まで実施例 1 と同様の方法で行った。

[第 1のコンディショニング工程]

本実施例における電子源基板に、第 1のコンディショニング工程を行った。高圧印加用電極は、 X方向が 2 0 Omm、 Y方向が 1 5 Ommのものを用いた。本工程においては、高圧印加用電極と電子演基板を対向する位置に 3 0分間保持した。その他は、制限抵抗（ち ΜΩ) 、高圧印加用電極に印加した電圧（ 1 O kV ) 、高圧印加用電極と電子源基板の距離（2mm) 等、実施例 1 と同様の方法で行った。

このとき、高圧印加用電極と電子源基板とが形成するコンデンサに蓄えられたエネルギー V c o nは 6. 6 x 1 0— ³Jである。これは前述した導電性薄膜が放電時に破壊されるエネルギー E t h以下である。

本工程では、 1回の放電が観測された。本工程前には各素子の抵抗は 3 0 0 Ω 程度であつたか、本工程後に各素子の抵抗に大きな差は測定されなかった。

[フォーミング工程] 以上のようにして作製した電子源基板は図 3 7の装置円に設置し、真空装置 2 0 5 5の内部を排気し、フォーミングを行う。この際、図 2 5に示すように、 Y 方向配線 2 0 7 3を共通電極 2 1 4 1に接続し、 X方向配線 2 0 7 2の内の一つに接続された素子に電源 2 1 4 2によって、同時に電圧パルスを印加して、フォ一ミングを行った。パルスの形状や、処理の終了の判定などの条件は、実施例 1 と同様の方法で行った。各 X方向配線 2 0 7 2に対して、順次同様の操作を行い、すべての素子に対してフォーミングを行った。フォーミング電圧 VFは、 5. 0 Vであった。

次に、真空装置 2 0 5 5内にベンゾニトリルを 6. 6 X 1 0— ⁴P aで導入し、活性化を行った。

フォーミング工程と同様に、図 2 5に示すように、 Y方向配線 2 0 7 3を共通電極 2 1 4 1に接続し、 X方向配線 2 0 7 2の内の一つに接続された素子に電源 2 1 4 2によって、同時に電圧パルスを印加して、活性化を行った。電圧印加条件は、波高値は土 5 V、パルス幅 0. 1 m s e c、パルス間隔 5m s e cの両極の三角波（図 3 6 B) を用いた。その後、波高値は土 5 Vから土 1 4 Vまで 3. 3mVZs e cで徐々に電圧を増加させ、 ± 1 4 Vに達したときに電圧印加を終了した。各 X方向配線 2 0 7 2に対して、順次同様の操作を行い、すべての素子に対して活性化を行った。

その後、真空装置 2 0 5 5内のベンゾニトリルを排気した。

最後に安定化工程として、約 1. 3 3 ± 1 0— ⁴P aの圧力で、 1 5 0°C、 1 0 時間のベーキングを行った。

以上のように作製した電子源基板の 3mm上方に設置したァノード電極 2 0 5 4に高圧電源より 1 O kVの電圧を印加し、電子源基板上の素子を駆動した。ここで、用いたアノード電極は、透明電極を形成したガラス基板上に単色の蛍光膜及びメタルバックを全面に設けたものを用いた。

フォーミング工程と同様に、図 2 5に示すように、 Y方向配線 2 0 7 3を共通電極 2 1 4 1に接続し、 X方向配線 2 0 7 2の内の一つに接続された素子に電源 2 1 2によって、同時に電圧パルスを印加して、素子の駆動を行った。電波形を図 3 6 Aに示す。図 3 6 A中、 T 1及び T 2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 T 1を 1 6 . 7 m s e c . 'Γ 2を 1 m s e cとし、波高値は 1 5 Vで行った。

この時、電子源基板の一部で D C的な微少発光がみられた。このような、微少発光は後の駆動中に素子の劣化を伴う放電に至ることがあるため、コンディショ二ング工程を再度行うこととした。

[第 2のコンテイショニング工程]

本コンディショニング工程は、図 2 8及び図 2 9に示したような構成の電界印加装置により実施した。

まず、電子源基板 2 0 7 1に対して、上下記線の端部に厚さ 5 0 0 ミクロン、幅 5 m mのィンジゥ厶シート 2 0 1 4を圧着し、すべての配線を共通にして接地し、メカニカルステージ 2 0 1 3上に固定した。高圧印加用電極 2 0 1 1は X， Y方向が共に 1 mmのものを用いた。この時、電子源基板と対向する面積は 1 X 1 0— ⁶m ² である。高圧印加用電極 2 0 1 1は 5 Μ Ωの制限抵抗 2 0 1 2を介して高圧電源に接続した。この後、メカニカルステージ 2 0 1 3を Z方向に移動し、高圧印加用電極 2 0 1 1 との距離が 2 mmとなるようにした。また、高圧電源 2 0 1 5により、高圧印加用電極 2 0 1 1に 1 2 k Vの D C電圧を印加した。このとき、高圧印加用電極 2 0 1 1 と電子源基板 2 0 7 1 とが形成するコンデンサに蓄えられたエネルギー E c 0 nは 3 . 2 X 1 0 - 7 Jである。これは前述した導電性薄膜が放電時に破壊されるエネルギー E t h以下である。

メカニカルステージ 2 0 1 3は X方向に 1 O mm/m i nで移動し、高圧印加用電極 2 0 1 1は 1 0 O mm/m i nで Y方向に 1 0 mmの幅で繰り返し往復移動させた。この時、前述した微少発光が観察された領域が高圧印加用電極 1 1の下を通過するよう移動した。

高圧印加用電極 2 0 1 1 と電子源基板 2 0 7 1間に流れる電流を制限抵抗 2 0 1 2の両端の電圧で測定した。本工程においては、電子源基板間に 1 O A以上流れる放電現象が 1回観測された。

その後、高圧電源を O F Fにし、装置から電子源基板 2 0 7 1を取り外し、ィンジゥ厶シート 2 0 1 4を電子癌基板 7 1から取り除いた。

再び電子源基板 2 0 7 1を図 2 7の装置内に設置し、本コンディショニングェ程前と同様の方法で、電子源基板上の素子を駆動した。无ほど観測された微少発光は見られなくなつていた。また、電子放出素子の放出電流に変化はなかった。以上のように、フォーミング後の工程においても電子源基板上の電子放出素子にダメージを与えずコンディショニング工程を行うことができた。これにより、作製した電子源基板を効率よく提供できた。

(実施例 3 )

本実施例は、複数の高圧印加用電極を用いてコンディショニング工程を行なつた例である。電子源基板の構成、製法はコンディショニング工程まで実施例 1 と同様の方法で行なった。コンディショニング工程で用いた高圧印加用電極は実施例 1で用いたものと同じ形状の電極を 1 0本用いた。各電極は、 X方向に 1 O m m間隔で配置した。各電極はそれぞれ制限抵抗（ 5 Μ Ω ) を通して高圧電源に接続した他は、各高圧印加用電極に印加した電圧（ 1 O k V ) 、各高圧印加用電極と電子源基板の距離（2 m m ) 等、実施例 1 と同様の方法で行なった。また、メ力二カルステージの移動も実施例 1 と同様の方法で行なったが、電子源基板の任意の点が少なくともいずれかの高圧印加用電極の下を通過するのに要した時間は約 1 0分であった。本工程においては、 3回の放電が観測され実施例 1 と同様の効果が得られた。

このように、複数の高圧印加用電極を用いることにより、コンディショニング工程を短時間で行うことができた。

(実施例 4 )

本実施例では、コンディショニング工程中に、電子源基板と、該電子源基板と対向する電極の間に、前駆電流が流れるように電圧を制御した。

この手法により、瞬間的に生じる放電を生じせしめることなく、電圧印加を行うことができた。

-第 3の実施形態 - 以下、本発明の好適な実施形態を、具体的なデータと共に説明する。なお、以下の説明においては、製造途中のリアプレートも、すなわち「電極が形成された基板」等も、便宜上、全てリアプレートと総称する。 (実施形態 1 )

始めに、本発明の画像表示装置の製造方法の工程の流れを図 4 6を用いて簡単に説明する。

まず、リアプレート（電極が形成された基板）を真空チャンバ一にセットし、真空排気後、本発明の特徴である、リアプレートに高電圧を印加する工程を行う (ステップ S 1 0 1 ) 。このリアプレートには素子電極、配線は形成されているが、電子放出素子は未形成である。本例において、この工程は、封着（パネル化 ) 前プロセスにおいて、前処理として陰極プレートに高圧を印加する工程であり、電子ビーム源完成前の電極が形成されたリアプレート用基板に対して行うものである。詳しくは後述する。この工程は、真空中または気体中で行うことができる。

特に、この工程においては、電極が形成された基板は、対向する電極付きダミ —フェースプレートとの間に高電圧を印加されることが好ましく、また、電子放出素子への給電用配線を有し、その配線を一方の電極として、ダミーフェースプレートをもう一方の電極として高電圧を印加することが好ましい。例えば、電極が形成された基板は、複数の電子放出素子をマトリクス配線するための給電用の複数の行方向配線と複数の列方向配線を有し、行方向配線と列方向配線全てを共通とする場合は、それを一方の電極、ダミーフヱ一スプレートをもう一方の電極として高電圧を印加する。この高電圧は、低圧から徐々に昇圧していく直流、低圧から徐々に昇圧していく交流、低圧から徐々に昇圧していくパルス電圧等が用レ、られる。

この工程について詳しくは後述する。

次に、前記リアプレートに電子放出素子を形成する（ステップ S 1 0 2 ) 。本例の電子放出素子としては、表面伝導型放出素子を用いた。詳しくは後述する。次に、前記リアプレート、側壁、蛍光体を含むフェースプレート、耐大気圧構造用のスぺーサ等から構成される気密容器を組立てる（ステップ S 1 0 3 ) 。組立て方法について詳しくは後述する。

次に、気密容器内部を排気管を通してし 3 X 1 0 - ⁴ P a程度の真空に排気する（ステップ S 1 0 4 ) 。排気の方法について詳しくは後还する。

続いて、表面伝導型放出素子を動作させるために必要な電子源プロセスを行う

(ステップ S 1 0 5 ) 。具体的には、電子紋串部を形成するための通電フォーミング工程、電子放出特性の改善のための通電活性化工程である。これらについても詳しくは後述する。

最後に排気管を封じ切る（ステップ S 1 0 6 ) 。

本発明の特徴であるリアプレー卜に高電圧を印加する工程の目的としては以下の 2点があげられる。

第 1に、重大な欠陥晶をいち早く発見し、製品歩留まりを向上させることである。

従来の製法では、画像表示と同等の高電圧を印加するのは、電子源プロセスを経た最終段階であつた。これに対し高電圧を印加する工程をより前に持ってくることで、高電圧印加不可である欠陥晶を発見し、その後のプロセスを中断することが可能となる。高電圧印加不可とは、リアプレート上に、ごみ付着や形状的欠陥等の理由で放電が連続的に頻発し、耐圧向上がみられないような状態が考えられる。

第 2に、いわゆるコンディショニング効果により、リアプレートに起因する放電源を取り除き、絶縁耐圧、放電耐圧の向上を図ることである。

図 4 7の模式図を用い、コンディショニング効果について説明する。

図 4 7において、横軸は放電回数、縦軸はその時の放電電圧である。放電回数とともに放電電圧は上昇し、耐圧が向上していくことが分かる。

このように放電を重ねることによつて耐圧が向上することを、一般にコンディショニング効果と呼んでいる。コンディショニング効果をもたらす要因としては

、吸着ガスや付着物の除去、微小突起の平滑化による電界放出電子電流の減少、熱融解による表面形状改善等がいわれているが、詳細は現在も不明である。

また、真空放電の原因はほとんどが陰極側にあるため、本例の画像形成装置において陰極となるリアプレー卜に対し、上記のように歩留まり向上とコンディショニングを目的として高電圧を印加する工程を行うことは、非常に効果的である表面伝導型放出素子を用いた画像形成装置においても、このコンディショニング効果はみられる。しかし前述したとおり、放電による表面伝導型放出素子へのダメージが大きく、放電個所周辺の素子が著しく劣化する問題のため、従来は実施することができなかった。

一方、本発明によれば、コンディショニング効果により放電耐圧を向上させ、かつ素子ダメージレスの、すなわち表示画像への影響が全く無い方法を提供することができる。

素子ダメージレスのコンディショニングが実現できた理由は以下のように考えられる。

すなわち、高電圧を印加する工程では、表面伝導型放出素子が未形成であり、コンディショニングに伴う放電による損傷は一配線及び素子電極に限られる。その損傷が電気的特性に影響を与えない程度であるため、その後形成される表面伝導型放出素子への影響は表れず、従って表示画像への影響は全く無い。実際、発明者らがコンディショニング工程後のリアプレートを観察したところ、放電個所近傍の配線及び素子電極に若干の変形もしくは欠けが発生していたが、電気的特性欠陥（断線、ショート等）は認められなかった。

以上のように本発明の最大の特徴は工程の順序にある。真空容器を形成する前、すなわち電子源素子形成前に、リアプレートに高電圧を印加し、電子源特性に影響を与えること無しに画像形成装置の放電耐圧を向上させることにある。次に、本発明の特徴であるリアプレートに高電圧を印加する工程について具体的に説明する。

図 4 8に本例の概略構成を示す。まず、リアプレート 3 0 1 5、対向電極であるダミーのフェースプレート 3 1 0 4、ギヤップ保持用のダミ一枠 3 3 0 5を図 4 8のように治具 3 3 0 6にセッ卜する。本例に用いたダミ一フエ一スプレート 3 3 0 4は、実際のフヱースプレートと同面積のガラス板（板厚 6 m m ) に、表示画面と同じ大きさの I T O透明電極 3 1 0 8を塗布したものであり、不図示の高電圧印加用の取り出し配線が設けられている。

ダミー枠 3 3 0 5は、実際の画像形成装置を組み立てる時の枠の位置に配置され、その厚みはリアプレート 3 0 1 5とダミ一フェースプレート 3 3 0 4間のギヤップを決定する（本例では 2 m m )。

リアプレート 3 0 1 5上の複数の行方向配線 3 0 1 3及び複数の列方向配線 3 0 1 4は、金属製治具 3 3 0 6の板ばね構造によって、真空チャンバ一 3 3 0 7 を通しすベて G N D電位になっている。

この治具を真空チャンバ一 3 3 0 7にセットし、真空排気後、リアプレートに高電圧を印加する工程を行う。このリアプレートには素子電極、配線は形成されているが、電子放出素子は未形成である。素子電極、配線、電子放出素子の形成方法は後述する。

本例においては、真空容器中は、 1 . 3 X 1 0— ⁵ P a程度の真空に保たれる。高圧直流電源発生装置 3 3 0 1は、電流制限抵抗 3 3 0 2、チャンバに取り付けられた不図示の電流導入端子、ダミーフヱ一スプレート 3 3 0 4上の不図示の高圧取りだし配線を介して I T O透明電極 3 3 0 8に接続される。

図 4 9は、時間に対する印加電圧と放電回数を示す模式図である。

印加電圧は直流電圧であり、図のように 4 k V〜l 2 k Vまで 5 0 0 VZ 5分の割合で昇圧し、 1 2 Vで、 1 5分間保持した。本例では一定レートで昇圧したが、階段状に昇圧してもよい。

放電は 4 k Vを少し超えたところから観察されはじめ、 1 O k V付近まで増加するが、その後減少に転じ、 1 2 k Vに保持すると、まもなく 0になる。これは、前述のコンディショニング効果によるものである。

また上記電圧や昇圧レート、保持時間などは、本発明の画像表示装置に好適な値であり、設計が変われば条件を適宜変更するのが望ましい。但し、その場合でも画像表示に必要な加速電圧以上の電圧において、放電が観察されなくなって十分時間が経つまで保持することが必要である。

このような工程を経て製造された画像表示装置により、放電がない良好な表示画像を得る事ができた。

( 1 ) 画像表示装置の概要

次に、本発明を適用した画像表示装置の表示パネルの構成と製造方法について、具体的な例を示して説明する。図 5 1は、実施形態に用いた表示パネルの斜視図であり、内部構造を示すためにパネルの一部を切り欠いて示している。

図中、 3 0 1 5はリアプレート、 3 0 1 6は側壁、 3 0 1 7はフェースプレートであり、 3 0 1 5〜3 0 1 7により表示パネルの内部を真空に維持するための気密容器を形成しひ乱気密容器を組み立てるにあたっては、各部材の接合部に十分な強度と気密性を保持させるため封着する必要があるが、たとえばフリツトガラスを接合部に塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気中で、 4 0 0〜5 0 0 °Cで 1 0分以上焼成することにより封着を達成した。気密容器内部を真空に排気する方法については後述する。また、前記気密容器の内部は 1 . 3 X 1 0— ⁴ P a程度の真空に保持されるので、大気圧や不意の衝撃などによる気密容器の破壊を防止する目的で、耐大気圧構造体として、スぺ一サ 3 0 2 0が設けられている。

スぺ一サ 3 0 2 0としては、基板 3 0 1 1上の行方向配線 3 0 1 3及び列方向配線 3 0 1 4とフエ一スプレート 3 0 1 7内面のメタルバック 3 0 1 9との間に印加される高電圧に耐えるだけの絶縁性を有する必要がある。また場合によってはスぺーサ 3 0 2 0の表面への帯電を防止する目的で、真空露出部分に半導電性膜を設けてもよい。

ここで説明される態様においては、スぺ一サ 3 0 2 0の形状は薄板状とし、行方向配線 3 0 1 3に平行に配置され、たとえばフリットガラスを接合部に塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気中で 4 0 0〜5 0 0 °Cで 1 0分以上焼成することにより固定した。

リアプレート 3 0 1 5には、基板 3 0 1 1が固定されているが、該基板上には冷陰極素子 3 0 1 2が N X M個形成されている（N， Mは、 2以上の正の整数であり、目的とする表示画素数に応じて適宜設定される。たとえば、高品位テレビジョンの表示を目的とした表示装占においては、 N = 3 0 0 0 , M = 1 0 0 0以上の数を設定することが望ましい。 ) 。前記 N X M個の冷陰極素子は、 M本の行方向配線 3 0 1 3と N本の列方向配線 3 0 1 4により単純マトリクス配線されている。 3 0 1 1〜3 0 1 4によって構成される部分をマルチ電子ビーム源と呼ぶ次に、冷陰極素子として表面伝導型放出素子（後述）を基板上に配列して単純マトリクス配線したマルテ電子ビーム源の構造について述べる。

図 5 2に示すのは、図 5 1の表示パネルに用いたマルチ電子ビーム源の平面図である。基板 3 0 1 1上には、後述の図 5 5で示すものと同様な表面伝導型放出素子が配列され、これらの素子は行方向配線 3 0 1 3と列方向配線 3 0 1 4により単純マトリクス状に配線されている。行方向配線 3 0 1 3と列方向配線 3 0 1 4の交差する部分には、電極間に絶縁層（不図示）が形成されており、電気的な絶縁が保たれている。

図 5 2の B - B ' に沿った断面を、図 5 3に示す。

なお、このような構造のマルチ電子源は、あらかじめ基板上に行方向配線電極 3 0 1 3、列方向配線電極 3 0 1 4、電極間絶縁層（不図示）、及び表面伝導型放出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した後、行方向配線電極 3 0 1 3及び列方向配線電極 3 0 1 4を介して各素子に給電して通電フォーミング処理と通電活性化処理を行うことにより製造した。

本例においては、気密容器のリアプレート 3 0 1 5にマルチ電子ビーム源の基板 3 0 1 1を固定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板 3 0 1 1が十分な強度を有するものである場合には、気密容器のリアプレートとしてマルチ電子ビーム源の基板 3 0 1 1自体を用いてもよい。

また、フヱースプレート 3 0 1 7の下面には、蛍光膜 3 0 1 8が形成されている。

本例はカラ一表示装置であるため、蛍光膜 3 0 1 8の部分には C R Tの分野で用いられる赤、緑、青、の 3原色の蛍光体が塗り分けられている。各色の蛍光体は、たとえば図 6 1 Aに示すようにストライプ状に塗り分けられ、蛍光体のストライプの間には黒色の導電体 3 0 1 0が設けてある。黒色の導電体 3 0 1 0を設ける目的は、電子ビームの照射位置に多少のずれがあっても表示色にずれが生じないようにする事や、外光の反射を防止して表示コントラス卜の低下を防ぐ事、電子ビームによる蛍光膜のチャージァップを防止する事などである。黒色の導電体 3 0 1 0には、黒鉛を主成分として用いたが、上記の目的に適するものであればこれ以外の材料を用いても良い。

また、 3原色の蛍光体の塗り分け方は前記図 6 1 Aに示したストライプ状の配列に限られるものではなく、たとえば図 6 1 Bに示すようなデルタ状配列や、それ以外の配列（たとえば図 6 1 C) であってもよい。

なお、モノクロームの表示パネルを作成する場合には、単色の蛍光体材料を蛍光膜 3 0 1 8に用いればよく、また黒色導電材料は必ずしも用いなくともよレ、。また、蛍光膜 3 0 1 8のリアプレート側の面には、 CRTの分野では公知のメタルバック 3 0 1 9を設けてある。メタルバック 3 0 1 9を設けた目的は、蛍光膜 3 0 1 8が発する光の一部を鏡面反射して光利用率を向上させる事や、負ィォンの衝突から蛍光膜 3 0 1 8を保護する事や、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事や、蛍光膜 3 0 1 8を励起した電子の導電路として作用させる事などである。メタルバック 3 0 1 9は、蛍光膜 3 0 1 8をフェースプレート基板 3 0 1 7上に形成した後、蛍光膜表面を平滑化処理し、その上に A 1を真空蒸着する方法により形成した。なお、蛍光膜 3 0 1 8に低電圧用の蛍光体材料を用いた場合には、メタルバック 3 0 1 9は用いない。

また、本例では用いなかったが、加速電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、フヱースプレート基板 3 0 1 7と蛍光膜 3 0 1 8との間に、たとえば I TOを材料とする透明電極を設けてもよい。

また、 Dx 1〜Dxm及び Dy 1〜Dy n及び Hvは、当該表示パネルと不図示の気回路とを電気的に接続するために設けた気密構造の電気接続用端子である。 Dx 1〜D xmはマルチ電子ビーム源の行方向配線 3 0 1 3と、 Dy 1〜Dy nはマルチ電子ビーム源の列方向配線 3 0 1 4と、 Hvはフエ一スプレートのメ夕ルバック 3 0 1 9と電気的に接続している。

また、気密容器内部を真空に排気するには、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ボンブとを接続し、気密容器内を 1. 3 X 1 0—⁵P a程度の真空度まで排気する。その後、排気管を射止するが、気密容器内の真空度を維持するために、封止の直前あるいは射止後に気密容器内の所定の位置にゲッター膜（不図示）を形成する。ゲッター膜とは、たとえば B aを主成分とするゲッター材料をヒータ一もしくは高周波加熱により加熱し蒸着して形成した膜であり、該ゲッター膜の吸着作用により気密容器内は 1. 3 x 1 0— ³P a〜 l . 3 X 1 0 - ⁵P a の真空度に維持される。

以上説明した表示パネルを用いた画像表示装置は、容器外端子 D x 1ないし D x m， D y 1ないし D y nを通じて各冷陰極素子 3 0 1 2に電圧を印加すると、各冷陰極素子 3 0 1 2から電子が放出される。それと同時にメタルバック 3 0 1 9に容器外端子 H vを通じて数百（V ) ないし数（k V ) の高圧を印加して、上記放出された電子を加速し、フヱースプレート 3 0 1 7の内面に衝突させる。これにより、蛍光膜 3 0 1 8をなす各色の蛍光体が励起されて発光し、画像が表示される。

通常、冷陰極素子である本発明の表面伝導型放出素子への 3 0 1 2への印加電圧は 1 2〜 1 6 V程度、メタルバック 3 0 1 9と冷陰極素子 3 0 1 2との距離 d は 0 . 1 mmから 8 mm程度、メタルバック 3 0 1 9と冷陰極素子 3 0 1 2間の電圧 0 . 1 k Vから 1 0 k V程度である。

以上、本発明の実施形態の表示パネルの基本構成と製法、及び画像表示装置の概要を説明した。

( 2 ) マルチ電子ビーム源の製造方法

次に、前記例の表示パネルに用いたマルチ電子ビーム源の製造方法について説明する。本発明の画像表示装置に用いるマルチ電子ビーム源は、冷陰極素子を単純マトリクス配線した電子源であれば、冷陰極素子の材料や形状あるいは製法に制限はない。したがって、たとえば表面伝導型放出素子や F E型、あるいは M l M型などの冷陰極素子を用いることができる。

但し、表示画面が大きくてしかも安価な表示装置が求められる状況のもとでは、これらの冷陰極素子の中でも表面伝導型放出素子が特に好ましい。すなわち、 F E型ではェミッタコーンとゲート電極の相対位置や形状が電子放出特性を大きく左右するため、.極めて高精度の製造技術を必要とするが、これは大面積化や製造コストの低減を達成するには不利な要因となる。また、 M I M型では、絶縁層と上電極の膜厚を薄くてしかも均一にする必要があるが、これも大面積化や製造コストの低減を達成するには不利な要因となる。その点、表面伝導型放出素子は、比較的製造方法が単純なため、大面積化や製造コストの低減が容易である。また、本発明者らは、表面伝導型放出素子の中でも、電子放出部もしくはその、周辺部を微粒子膜から形成したものがとりわけ竈子放出特性に優れ、しかも製造が容易に行えることを見出している。したがって、高輝度で大画面の画像表示装置のマルチ電子ビーム源に用いるには、最も好適であると言える。そこで、上記例の表示パネルにおいては、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形成した表面伝導型放出素子を用いた。そこで、まず好適な表面伝導型放出素子について基本的な構成と製法及び特性を説明し、その後で多数の素子を単純マトリクス配線したマルチ電子とー厶源の構造について述べる。

(表面伝導型放出素子の好適な素子構成と製法）

電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形成する表面伝導型放出素子の代表的な構成には、平面型と垂直型の 2種類があげられる。

(平面型の表面伝導型放出素子）

まず最初に、平面型の表面伝導型放出素子の素子構成と製法について説明する図 5 5に示すのは、平面型の表面伝導型放出素子の構成を説明するための平面図（5 5 A ) ) 及び断面図（5 5 B ) である。図中、 3 1 0 1は基板、 3 1 0 2 と 3 1 0 3は素子電極、 3 1 0 4は導電性薄膜、 3 1 0 5は通電フォ一ミング処理により形成した電子放出部、 3 1 1 3は通電活性化処理により形成した薄膜でめる。

基板 3 1 0 1 としては、たとえば、石英ガラスや音板ガラスをはじめとする各種ガラス基板や、アルミナをはじめとする各種セラミクス基板、あるいは上述の各種基板上にたとえば S i 0 ₂ を材料とする絶縁層を積層した基板などを用いることができる。

また、基板 3 1 0 1上に基板面と平行に対向して設けられた素子電極 3 1 0 2 と 3 1 0 3は、導電性を有する材料によって形成されている。たとえば、 N i， C r， A u， M o , W, P t , T i， C u , P d , A g等をはじめとする金属、あるいはこれらの金属の合金、あるレ、は I n ₂ 0 ₃ — S n〇₂ をはじめとする金属酸化物、ポリシリコンなどの半導体、などの中から適宜材料を選択して用いればよい。電極を形成するには、たとえば真空蒸着などの製膜技術とフォトリソグラフィー、エッチングなどのパターニング技術を組み合わせて用いれば容易に形成できるが、それ以外の方法（たとえば印刷技術）を用いて形成してもさしつかえない。

素子電極 3 1 02と 3 1 03の形状は、当該電子放出素子の応用目的に合わせて適宜設計される。一般的には、電極間隔 Lは通常は数十 nmから数百; mの範囲から適当な数値を選んで設計されるが、なかでも表示装置に応用するために好ましいのは数/ zm〜数十// mの範囲である。

また、素子電極の厚さ dについては、通常は数十 nmから数; amの範囲から適当な数値が選ばれる。

また、導電性薄膜 3 1 04の部分には、微粒子膜を用いる。ここで述べた微粒子膜とは、構成要素として多数の微粒子を含んだ膜（島状の集合体も含む）のことを指す。微粒子膜を微視的に調べれば、通常は、個々の微粒子が離間して配置された構造か、あるいは微粒子が互いに隣接した構造か、あるいは微粒子が互いに重なり合つた構造が観測される。

微粒子膜に用いた微粒子の粒径は、数 nm〜数百 nmの範囲に含まれるものである力、なかでも好ましいのは 1 nm〜20 nmの範囲のものである。また、微粒子膜の膜厚は、以下に述べるような諸条件を考慮して適宜設定される。すなわち、素子電極 3 1 02あるいは 3 1 03と電気的に良好に接続するのに必要な条件、後述する通電フォーミングを良好に行うのに必要な条件、微粒子膜自身の電気抵抗を後述する適宜の値にするために必要な条件、などである。具体的には、数 nm数百 nmの範囲のなかで設定するが、なかでも好ましいのは 1 nm〜50 nmの間である。

また、微粒子膜を形成するのに用いられうる材料としては、たとえば、 Pd， P t , Ru, Ag， Au， T i, I n， Cu， C r， F e, Zn， S n, Ta, W, Pb、などをはじめとする金属や、 PdO， Sn0₂ ， 1 n ₂ 0₃ , PbO , S b ₂ 0₃ などをはじめとする酸化物や、 Hf B₂ ， Z r B₂ , L aB₆ ， C e B₆ , YB₄ ， G d B₄ などをはじめとするホウ化物や · T i C， Z r C, H f C， Ta C, S i C， WCなどをはじめとする炭化物や、 T i N， Z r N， H f Nなどをはじめとする窒化物や、 S i， G eなどをはじめとする半導体や、力一ボンなどが挙げられ、これらの中から適宜選択される。以上述べたように、導電性薄膜 3 1 0 4を微粒子膜で形成したが、そのシート抵抗値については、 1 0 ³ 〜 1 0 ⁷ Ω ΖΕ1の範囲に含まれるよう設定した。

なお、導電性薄膜 3 1 0 4と素子電極 3 1 0 2及び 3 1 0 3とは、電気的に良好に接続されるのが望ましいため、互いの一部が重なりあうような構造をとつている。

その重なり方は、図 5 5の例においては、下から、基板、素子電極、導電性薄膜の順序で積層したが、場合によっては下から基板、導電性薄膜、素子電極、の順序で積層してもさしっかえない。

また、電子放出部 3 1 0 5は、導電性薄膜 3 1 0 4の一部に形成された亀裂状の部分であり、電気的には周囲の導電性薄膜よりも高抵抗な性質を有している。亀裂は、導電性薄膜 3 1 0 4に対して、後述する通電フォーミングの処理を行うことにより形成する。亀裂内には、数 n m〜数十の粒径の微粒子を配置する場合がある。なお、実際の電子放出部の位置や形状を精密かつ正確に図示するのは困難なため、図 5 5においては模式的に示した。

また、薄膜 3 1 1 3は、炭素もしくは炭素化合物よりなる薄膜で、電子放出部 3 1 0 5及びその近傍を被覆している。薄膜 3 1 1 3は、通電フォ一ミング処理後に、後述する通電活性化の処理を行うことにより形成する。

薄膜 3 1 1 3は、単結晶グラフアイト、多結晶グラフアイト、非晶質カーボンのいずれか、もしくはその混合物であり、膜厚は 5 0 n m以下とする力く、 3 0 n m以下とするのがさらに好ましい。

なお、実際の薄膜 3 1 1 3の位置や形状を精密に図示するのは困難なため、図 5 5においては模式的に示した。また、図 5 5 A ) においては、薄膜 3 1 1 3の一部を除去した素子を図示した。

以上、好ましい素子の基本構成を述べたが、本例においては以下のような素子を用いた。

すなわち、基板 3 1 0 1には背板ガラスを用い、素子電極 3 1 0 2と 3 1 0 3 には N i薄膜を用いた。素子電極の厚さ dは 1 0 0 n m、電極間隔 Lは 2 mとした。微粒子膜の主要材料として P dもしくは P d Oを用い、微粒子膜の厚さは約 1 0 n m、幅 Wは 1 0 0 z mとした。次に、好適な平面型の表面伝導型放出素子の製造方法について説明する。図 5 4 A〜図 5 4 Dは、表面伝導型放出素子の製造工程を説明するための断面図で、各部材の表記は前記図 1 0と同一である。

1 ) まず、図 5 4 Aに示すように、基板 3 1 0 1上に素子電極 3 1 0 2及び 3 1 0 3を形成する。

形成するにあたっては、あらかじめ基板 3 1 0 1を洗剤、純水、有機溶剤を用いて十分に洗浄後、素子電極の材料を堆積させる（堆積する方法としては、たとえば、蒸着法やスパッ夕法などの真空威膜技術を用ればよい。）。その後、堆積した電極材料を、フォトリソグラフィー、エッチング技術を用いてパターニングし、図 5 4 Aに示した一対の素子電極 3 1 0 2， 3 1 0 3を形成する。

2 ) 次に、図 5 4 Bに示すように、導電性薄膜 3 1 0 4を形成する。

形成するにあたっては、まず図 5 4 Aの基板に有機金属溶液を塗布して乾燥し、加熱焼成処理して微粒子膜を成膜した後、フォトリソグラフィー、エッチングにより所定の形状にパターニングする。ここで、有機金属溶液とは、導電性薄膜に用いる微粒子の材料を主要元素とする有機金属化合物の溶液である（具体的には、本例では主要元素として P dを用いた。また、本例では塗布方法として、ディッビング法を用いたが、それ以外のたとえばスピンナ一法やスプレー法を用いてもよい。 ) 。

また、微粒子膜で作られる導電性薄膜の成腹方法としては、本例で用いた有機金属溶液の塗布による方法以外の、たとえば真空蒸着法やスパッ夕法、あるいは化学的気相堆積法などを用いる場合もある。

3 ) 次に、図 5 4 Cに示すように、フォーミング用電源 3 1 1 0から素子電極 3 1 0 2と 3 1 0 3の間に適宜の電圧を印加し、通電フォ一ミング処理を行つて、電子放出部 3 1 0 5を形成する。

通電フォーミング処理とは、微粒子膜で作られた導電性薄膜 3 1 0 4に通電を行って、その一部を適宜に破壊、変形、もしくは変質せしめ、電子放出を行うのに好適な構造に変化させる処理のことである。微粒子膜で作られた導電性薄膜のうち電子放出を行うのに好適な構造に変化した部分（すなわち電子放出部 3 1 0 5 ) においては、薄膜に適当な亀裂が形成されている。なお、電子放出部 3 1 0 5が形成される前と比較すると、形成された後は素十電極 3 1 0 2と 3 1 0 3の間で計測される電気抵抗は大幅に増加する。

通電方法をより詳しく説明するために、図 5 6に、フォーミング用電源 3 1 1 0から印加する適宜の電圧波形の一例を示す。微粒子膜で作られた導電性薄膜をフォーミングする場合には、パルス状の電圧が好ましく、本例の場合には同図に示したようにパルス幅 T 1の三角波パルスをパルス間隔 T 2で連続的に印加した。その際には、三角波パルスの波高値 V p f を、順次昇圧した。また、電子放出部 3 1 0 5の形成状況をモニタ一するためのモニターパルス P mを適宜の間隔で三角波パルスの間に挿入し、その際に流れる電流を電流計 3 1 1 1で計測した。本例においては、たとえばし 3 X 1 0—³ P a程度の真空雰囲気下において、たとえばパルス幅 T 1を 1 m s e c、パルス間隔丁 2を 1 O m s e cとし、波高値 V p ίを 1パルス毎に 0 . 1 Vずつ昇圧した。そして、三角波を 5パルス印加するたびに 1回の割りで、モニタ一パルス P mを揷入した。フォーミング処理に悪影響を及ぼすことがないように、モニターパルスの電圧 V p mは 0 . I Vに設定した。そして、素子電極 3 1 0 2と 3 1 0 3の間の電気抵抗が 1 X 1 0 ⁶ Ωになつた段階、すなわちモニターパルス印加時に電流計 3 1 1 1で計測される電流が 1 X 1 0—⁷ A以下になった段階で、フォーミング処理にかかわる通電を終了した o

なお、上記の方法は、本例の表面伝導型放出素子に関する好ましい方法であり

、たとえば微粒子膜の材料や膜厚、あるいは素子電極間隔 Lなど表面伝導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて通電の条件を適宜変更するのが望ましい。

4 ) 次に、図 5 4 Dに示すように、活性化用電源 3 1 1 2から素子電極 3 1 0 2と 3 1 0 3の間に適宜の電圧を印加し、通電活性化処理を行って、電子放出特性の改善を行う。

通電活性化処理とは、前記通電フォ一ミング処理により形成された電子放出部 3 1 0 5に適宜の条件で通電を行って、その近傍に炭素もしくは炭素化合物を堆積せしめる処理のことである（図においては、炭素もしくは炭素化合物よりなる堆積物を部材 3 1 1 3として模式的に示した。）。なお、通電活性化処理を行うことにより、行う前と比較して、同じ印加電圧における放出電流を典型的には 1 0 0倍以上に増加させることができる。

具体的には、 1 . 3 X 1 0— ²〜 1 . 3 X 1 0 ³ P aの範囲内の真空雰囲気中で、電圧パルスを定期的に印加することにより、真空雰囲気中に存在する有機化合物を起源とする炭素もしくは炭素化合物を堆積させる。堆積物 3 1 1 3は、単結晶グラフアイト、多結晶グラフアイト、非晶質カーボン、のいずれかか、もしくはその混合物であり、膜厚は 5 0 n m以下、より好ましくは 3 0 n m以下である ο

通電方法をより詳しく説明するために、図 5 7 Aに、活性化用電源 3 1 1 2から印加する適宜の電圧波形の一例を示す。本例においては、一定電圧の矩形波を定期的に印加して通電活性化処理を行ったが、具体的には、矩形波の電圧 V a c は 1 4 V、パルス幅 T 3は 1 m s e c、パルス間隔 T 4は 1 0 m s e cとした。なお、上述の通電条件は、本例の表面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて条件を適宜変更するのが望ましい。

図 5 5 Dに示す 3 1 1 4は該表面伝導型放出素子から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、直流高電圧電源 3 1 1 5及び電流計 3 1 1 6 が接続されている（なお、基板 3 1 0 1を、表示パネルの中に組み込んでから活性化処理を行う場合には、表示パネルの蛍光面をアノード電極 3 1 1 4として用いる。）。活性化用電源 3 1 1 2から電圧を印加する間、電流計 3 1 1 6で放出電流 I eを計測して通電活性化処理の進行状況をモニターし、活性化用電源 3 1 1 2の動作を制御する。電流計 3 1 1 6で計測された放出電流 I eの一例を図 5 7 Bに示すが、活性化電源 3 1 1 2からパルス電圧を印加しはじめると、時間の経過とともに放出電流 I eは増加するが、やがて飽和してほとんど増加しなくなる。このように、放出電流 I eがほぼ飽和した時点で活性化用電源 3 1 1 2からの電圧印加を停止し、通電活性化処理を終了する。

なお、上述の通電条件は、本例の表面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて条件を適宜変更するのが望ましい。以上のようにして、図 5 4 Eに示す平面型の表面伝導型放出素子を製造した。

(垂直型の表面伝導型放出素子）

次に、電子放出部もしくはその周辺を微粒子膜から形成した表面伝導型放出素子のもうひとつの代表的な構成、すなわち垂直塑の表面伝導型放出素子の構成について説明する。

図 5 8は、垂直型の基本構成を説明するための模式的な断面図であり、図中の 3 2 0 1は基板、 3 2 0 2と 3 2 0 3は素子電極、 3 2 0 6は段差形成部材、 1 2 0 4は微粒子膜を用いた導電性薄膜、 3 2 0 5は通電フォーミング処理により形成した電子放出部、 3 2 1 3は通電活性化処理により形成した薄膜である。垂直型が先に説明した平面型と異なる点は、素子電極のうちの片方（ 3 2 0 2 ) が段差形成部材 3 2 0 6上に設けられており、導電性薄膜 3 2 0 4が段差形成部材 3 2 0 6の側面を被覆している点にある。したがって、図 5 5の平面型における素子電極間隔 Lは、垂直型においては段差形成部材 1 2 0 6の段差高 L sとして設定される。なお、基板 3 2 0 1、素子電極 3 2 0 2及び 3 2 0 3、微粒子膜を用いた導電性薄膜 3 2 0 4については、前記平面型の説明中に列挙した材料を同様に用いることが可能である。また、段差形成部材 3 2 0 6には、たとえば S i 0 ₂ のような電気的に絶縁性の材料を用いる。

次に、垂直型の表面伝導型放出素子の製法について説明する。図 5 9 A〜図 5 9 Fは、製造工程を説明するための断面図で、各部材の表記は図 5 5と同一である。

1 ) まず、図 5 9 Aに示すように、基板 3 2 0 1上に素子電極 3 2 0 3を形成する。

2 ) 次に、図 5 9 Bに示すように、段差形成部材を形成するための絶縁層を積層する。絶縁層は、たとえば S i 0 ₂ をスパッタ法で積層すればよいが、たとえば真空蒸着法や印刷法などの他の成腹方法を用いてもよい。

3 ) 次に、図 5 9 Cに示すように、絶縁層の上に素子電極 3 2 0 2を形成する

4 ) 次に、図 5 9 Dに示すように、絶縁層の一部を、たとえばエッチング法を用いて除去し、素子電極 3 2 0 3を露出させる。

5 ) 次に、図 5 9 Eに示すように、微粒子膜を用いた導電性薄膜 3 2 0 4を形成する。形成するには、前記平面型の場合と同じく、たとえば塗布法などの成膜技術を用いればよい。

6 ) 次に、前記平面型の場合と同じく、通電フォーミング処理を行い、電子放出部を形成する（図 5 4 Cを用いて説明した平面型の通電フォーミング処理と同様の処理を行えばよい。）。

7 ) 次に、前記平面型の場合と同じく、通電活性化処理を行い、電子放出部近傍に炭素もしくは炭素化合物を堆積させる。（図 5 4 Dを用いて説明した平面型の通電活性化処理と同様の処理を行えばよい。）

以上のようにして、図 5 9 Fに示す垂直型の表面伝導型放出素子を製造した。

(表示装置に用いた表面伝導型放出素子の特性）

以上、平面型と垂直型の表面伝導型放出素子について素子構成と製法を説明したが、次に表示装置に用いた素子の特性について述べる。

図 6 0に、表示装置に用いた素子の、（放出電流 I e ) 対（素子印加電圧 V f ) 特性、及び（素子電流 I f ) 対（素子印加電圧 V f ) 特性の典型的な例を示す。なお、放出電流 I eは素子電流 I ίに比べて著しく小さく、同一尺度で図示するのが困難であるうえ、これらの特性は素子の大きさや形状等の設計パラメ一夕を変更することにより変化するものであるため、 2本のグラフは各々任意単位で図示した。

表示装置に用いた素子は、放出電流 I eに関して以下に述べる 3つの特性を有している。

第一に、ある電圧（これを閾値電圧 V t hと呼ぶ）以上の大きさの電圧を素子に印加すると急激に放出電流 I eが増加するが、一方、閾値電圧 V t h未満の電圧では放出電流 I eはほとんど検出されない。すなわち、放出電流 I eに関して、明確な閾値電圧 V t hを持った非線形素子である。

第二に、放出電流 I eは素子に印加する電圧 V f に依存して変化するため、電圧 V f で放出電流 I eの大きさを制御できる。第三に、素子に印加する電圧 V f に対して素子から放出される電流 I eの応答速度が速いため、電圧 V f を印加する時間の長さによって素子から放出される電子の電荷量を制御できる。

以上のような特性を有するため、表面伝導型放出素子を表示装置に好適に用レ、ることができた。たとえば多数の素子を表示画面の画素に対応して設けた表示装置において、第一の特性を利用すれば、表示画面を順次走査して表示を行うことが可能である。

すなわち、駆動中の素子には所望の発光輝度に応じて閾値電圧 V t h以上の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子には閾値電圧 V t h未満の電圧を印加する。駆動する素子を順次切り替えてゆくことにより、表示画面を順次走査して表示を行うことが可能である。

また、第二の特性がまたは第三の特性を利用することにより、発光輝度を制御することができるため、階調表示を行うことが可能である。

(実施形態 2 )

本実施形態 2が実施形態 1 と異なる点は、印加波形に交流を用いる点である。本例では、 6 0 H zのサイン波高電圧を、片側ピーク値が図 4 9と同様になるように徐々に昇圧させて印加した。

交流にすることで、リアプレートに正負両極性の電位を与えることができ、また 1サイクル毎に昇圧工程を経ることで、より効果的にコンディショニング効果を得ることが可能となる。

本例では印加波形に交流を用いたが、正負両極の直流を交互に、あるいは 2度に分けて印加してもよい。

また、印加波形にパルス電圧、より好ましくはインパルス電圧を用いてもよい。この場合、表面伝導型放出素子への放電の際のダメージをより小さくできる効果がある。

このようにして製造された画像表示装置により、放電がない良好な表示画像を得る事ができた。

(実施形態 3 ) 本実施形態 3が実施形態 1 と異なる点は、高電圧を印加する際の雰囲気である。実施形態 1では真空雰囲気中で行ったが、本例では、窒素雰囲気中で行う。具体的には真空装置内を排気後、乾燥窒素ガスを約 4 0 0 P aの圧力になるように導入する。その後、高電圧を印加する工程に移る。図 5 0は、時間に対する印加電圧と放電回数を示す模式図である。

印加電圧は、図のように 1 0 0 Vから 3 0 0 Vまで 5 0 V/ 2 0分の割合で昇圧し、 3 0 0 Vで、 1 5分間保持した。本例では一定レートで昇圧したが、階段状に昇圧してもよい。放電は 1 5 0 Vを少し超えたところから観察されはじめ、 2 5 0 V付近まで増加する力^ 徐々に減少に転じ 3 0 0 Vに保持すると、まもなく 0になる。

このように真空雰囲気中で高圧印加した場合と比べ、窒素導入雰囲気中では、非常に低い電圧から放電がはじまることが分かる。また本例の窒素雰囲気中 3 0 0 Vまでの高圧印加によって、真空雰囲気中 1 0 k Vの場合とほぼ同様のコンディショニング効果が得られることを、実験的に確かめている。

このように本例によれば、より素子ダメージを少なく、装置も小型化を図ることができる。

導入ガスとしては、窒素の他、ヘリウム、ネオン、アルゴン、水素、酸素、二酸化炭素、空気などから適宜選択されうる。また上記圧力は、本発明の画像表示装置に好適な値であり、設計が変われば適宜変更するのが望ましい。好ましくは、数十 P aから数千 P aの圧力である。

印加電圧は、実施形態 1 と同様直流を用いたが、実施形態 2のように交流、パルス等でもよい。

このようにして製造された画像表示装置は、放電がない良好な表示画像を得る事ができた。

一第 4の実施形態一

(実施形態 1 )

以下、本発明の画像表示装置について、詳細に説明する。

始めに、本発明の画像表示装置の製造方法の工程の流れを図 6 2を用いて簡単に説明する。まず、電子源を含むリアプレート、側壁、蛍光体を含むフエ一スフレ一ト、スぺーサ等から構成される気密容器を組立てる（ステップ S 1 0 1 ) 。組立て方法について詳しくは後述する。

また本発明の電子源としては、表面伝導型放出素子を用いた。詳しくは後述する。

次に、気密容器内部を排気管を通して 3 x 1 0 ' ⁴ P a程度の真空に排気する（ステップ S 1 0 2 ) 、排気の方法について詳しくは後述する。

次に、 1 2 0 °Cのべ一キングを行い（ステップ S 1 0 3 ) 、その後本発明の特徴であるフェースプレートとリアプレー卜の問に高電圧を印加する工程を行う（ステップ S 1 0 4 ) 。

続いて、表面伝導型放出素子を動作させるために必要な電子源プロセスを行う。具体的には、電子放出部を形成するための通電フォーミング工程（ステップ S 1 0 5 ) 、電子放出特性の改善のための通電活性化工程（ステップ S 1 0 6 ) である。これらについても詳しくは後述する。

最後に排気管を封じ切る（ステップ S 1 0 7 ) 。

この本発明の特徴であるフヱースプレートとリアプレートの間に高電圧を印加する工程（ステップ S 1 0 4 ) の目的としては以下の 2点があげられる。

第 1に、重大な欠陥晶をいち早く発見し、製品歩留まりを向上させることである。従来の製法では、画像表示と同等の高電圧を印加するのは、電子源プロセスを経た最終段階であった。これに対し高電圧を印加する工程をより前に持ってくることで、高電圧印加不可である欠陥品を発見し、その後のプロセスを中断することが可能となる。高電圧印加不可とは、ごみ付着等の理由でフヱ一スプレートとリアプレー卜の間の低抵抗化が起きたり、形状的欠陥等で放電が連続的に頻発するような状態が考えられる。

第 2に、いわゆるコンディショニング効果により、フェースプレートとリアプレートの間の絶縁耐圧、放電耐圧の向上を図ることである。

図 6 3の模式図を用い、コンディショニング効果について説明する。

図 6 3において、横軸は放電回数、縦軸はその時の放電電圧である。放電回数とともに放電電圧は上昇し、耐圧が向上していくことが分かる。このように放電を重ねることによって耐圧が向上することを、一般にコンディショニング効果と呼んでいる。コンディショニング効果をもたらす要因としては、吸着ガスや付着物の除去、微小突起の平滑化による電界放出電子電流の減少、熱融解による表面形状改善等がいわれているが、詳細は現在も不明である。表面伝導型放出素子を用いた画像形成装置においても、このコンディショニング効果はみられる。しかし前述したとおり、放電による表面伝導型放出素子へのダメージが大きく、放電個所周辺の素子が著しく劣化する問題のため、従来は実施することができなかった。

本実施形態によれば、フエ一スプレートとリアプレートの間に高電圧を印加して放電を起こし、コンディショニング効果により放電耐圧を向上させ、かつ表面伝導型放出素子へのダメージが無い（表示画像への影響が全く無い）方法を提供することができる。

本実施形態において、素子ダメージレスのコンディショニングが実現できた理由として、以下の 2つが考えられる。

一"" ^ま、高電圧を印加する工程が後述する通電フォーミング工程の前に行われるため、表面伝導型放出素子の電極間抵抗が低い状態でコンディショニングが行われ、従って、放電電荷が G N Dへ逃げやすいこと、すなわち、放電により表面伝導型放出素子に異常電圧がかかりにくいことがあげられる。

もう一つは、高電圧を印加する工程が後述する通電フォーミング工程や通電活性化工程の前に行われるため、素子表面伝導型放出素子が未形成の状態でコンデイショニングが行われ、従って、放電により多少表面伝導型放出素子部が損傷を受けても、活性化工程で修復されていることである。

以上のように本発明の最大の特徴は、工程の順序にある。すなわち、電子源プ口セス前（電子源素子完全形成前）に、高電圧を印加し、電子源特性に影響を与えること無しに放電耐圧を向上させることにある。

次に、本発明の特徴であるフヱースプレー卜とリアプレー卜の間に高電圧を印加する工程について具体的に説明する。

本実施形態においては、高電圧印加に先立ち、排気後、 1 2 0 °C程度で約 2時間べ一キングを行う。これは、表面吸着ガス除去や、真空度向上の目的で行われ、コンディショニングをより効果的に、短時間でできるようにする効果がある。真空容器中は、 1 . 3 X 1 0— ⁵ P a程度の真空に保たれる。

図 6 4は、本実施形態の概略構成を示したブロック図である。

高圧直流電源発生装置 4 4 0 1は、フースプレート 4 0 1 7との間に電流制限抵抗 4 4 0 2を介して接続され、フヱ一スプレート 4 0 1 7には直流電圧が印加される。実際にはフヱ一スプレート 4 0 1 7上の不図示のメタルバックに印加される。

図 6 8に示すように、各表面伝導型放出索子 4 0 1 2は、リアプレート 4 0 1 5上の行方向配線 4 0 1 3及び列方向配線 4 0 1 4によってマトリクス配線されており、図 6 4のように行方向配線 4 0 1 3及び列方向配線 4 0 1 4を G N D電位とする。

図 6 5は、時間に対する印加電圧と放電回数を示す模式図である。

印加電圧は、図のように 4 k Vから 1 0 k Vまで 5 0 0 VZ 5分の割合で昇圧し、 1 0 k Vで、〖 5分間保持した。本実施形態では一定レートで昇圧したが、階段状に昇圧してもよい。

放電は 4 k Vを少し超えたところから観察されはじめ、 1 O k V付近まで増加するが、 1 0 k Vに保持すると減少に転じ、まもなく 0になる。これは、前述のコンディショニング効果によるものである。また観察される放電は、スぺーサ表面や、側壁表面での沿面放電及び電子源や行方向配線、列方向配線等を含む、リアブレ一トとフヱ一スプレート間での真空放電の両方である。なおスぺーサについては詳細に後述する。

また、上記電圧や昇圧レート、保持時間などは、本発明の画像表示装置に好適な値であり、設計が変われば条件を適宜変更するのが望ましい。但し、その場合でも画像表示に必要な加速電圧以上の電圧において、放電が観察されなくなって十分時間が経過するまで保持することが必要である。

このようにして製造された画像表示装置により、放電がない良好な表示画像を得ることができた。

( 1 ) 画像表示装置概要

次に、本発明を適用した画像表示装置の表示パネルの構成と製造法について、具体的な例を示して説明する。

図 6 8は、実施形態に用いた表示パネルの斜視図であり、内部構造を示すためにパネルの一部を切り欠いて示している。

図中、 4 0 1 5はリアプレート、 4 0 1 6は側壁、 4 0 1 7はフェースプレートであり、 4 0 1 5〜4 0 1 7により表示パネルの内部を真空に維持するための気密容器を形成している。気密容器を組み立てるにあたっては、各部材の接合部に十分な強度と気密性を保持させるため封着する必要があるが、たとえばフリットガラスを接合部に塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気中で、 4 0 0〜5 0 0 °C で 1 0分以上焼成することにより封着を達成した。気密容器内部を真空に排気する方法については後述する。また、上記気密容器の内部は 1 . 3 X 1 0— ⁴ P a程度の真空に保持されるので、大気圧や不意の衝撃などによる気密容器の破壊を防止する目的で、耐大気圧構造体として、スぺ一サ 1 0 2 0が設けられている。

リァプレート 4 0 1 5には、基板 4 0 1 1が固定されているが、 4 0 1 1基板上には冷陰極素子 4 0 1 2が N X M個形成されている（N, Mは 2以上の正の整数であり、目的とする表示画素数に応じて適宜設定される。たとえば、高品位テレビジョンの表示を目的とした表示装置においては、 N = 3 0 0 0 , M = 1 0 0 0以上の数を設定することが望ましい。）。 N X M個の冷陰極素子は、 M本の行方向配線 4 0 1 3と N本の列方向配線 4 0 1 4により単純マトリクス配線されている。前記の 4 0 1 1〜4 0 1 4によって構成される部分をマルチ電子ビーム源と呼ぶ。

次に、冷陰極素子として表面伝導型放出素子（後述）を基板上に配列して単純マトリクス配線したマルチ電子ビ一厶源の構造について述べる。

図 6 9に示すのは、図 6 8の表示パネルに用いたマルチ電子ビーム源の平面図である。基板 4 0 1 1上には、後述の図 7 2で示すものと同様な表面伝導型放出索子が配列され、これらの素子は行方向配線 4 0 1 3と列方向配線 4 0 1 4により単純マトリクス状に配線されている。行方向配線 4 0 1 3と列方向配線 4 0 1 4の差する部分には、電極間に絶縁層（不図示）が形成されており、電気的な絶縁が保たれている。

図 6 9の B— B ' に沿った断面を、図 7 0に示す。なお、このような構造のマルチ電子源は、あらかじめ S板上に行方向配線 4 0 1 3、列方向配線 4 0 1 4、電極間約曇層（不図示）、及び表面伝導型放出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した後、前述した本発明の特徴である前述の高電圧印加工程を経て、行方向配線 4 0 1 3及び列方向配線 4 0 1 4を介して各素子に給電して通電フォーミング処理（後述）と通電活性化処理（後述）を行うことにより製造した。

本実施形態においては、気密容器のリアプレート 4 0 1 5にマルチ電子ビーム源の基板 4 0 1 1を固定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板 4 0 1 1 が十分な強度を有するものである場合には、気密容器のリアプレートとしてマルチ電子ビーム源の基板 4 0 1 1自体を用いてもよい。

また、フヱースプレート 4 0 1 7の下面には、蛍光膜 4 0 1 8が形成されている。本実施形態はカラー表示装置であるため、蛍光膜 4 0 1 8の部分には C R T の分野で用いられる赤、緑、青の 3原色の蛍光体が塗り分けられている。各色の蛍光体は、たとえば図 8 1 Aに示すようにストライプ状に塗り分けられ、蛍光体のストライプの間には黒色の導電体 4 0 1 0が設けてある。黒色の導電体 4 0 1 0を設ける目的は、電子ビームの照射位置に多少のずれがあっても表示色にずれが生じないようにすることや、外光の反射を防止して表示コントラストの低下を防ぐこと、電子ビームによる蛍光膜のチャ一ジァップを防止することなどである。黒色の導電体 4 0 1 0には、黒鉛を主成分として用いたが、上記の目的に適するものであればこれ以外の材料を用いてもよい。

また、 3原色の蛍光体の塗り分け方は図 8 1 Aに示したストライプ状の配列に限られるものではなく、たとえば図 8 1 Bに示すようなデルタ状配列や、それ以外の配列（たとえば図 8 2 ) であってもよい。

なお、モノクロームの表示パネルを作成する場合には、単色の蛍光体材料を蛍光膜 4 0 1 8に用いればよく、また黒色導電材料は必ずしも用いなくともよレ、。また、蛍光膜 4 0 1 8のリアブレ一ト側の面には、 C R Tの分野では公知のメ夕ルバック 4 0 1 9を設けてある。メタルバック 4 0 1 9を設けた目的は、蛍光膜 4 0 1 8が発する光の一部を鏡面反射して光利用率を向上させることや、負ィオンの衝突から蛍光膜 4 0 1 8を保護することや、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や、蛍光膜 4 0 1 8を励起した電子の導電路として作用させることなどである。メタルバック 4 0 1 9は、蛍光膜 4 0 1 8をフェースプレート基板 4 0 1 7上に形成した後、蛍光膜表面を平滑化処理し、その上に A 1を真空蒸着する方法により形成した。なお、蛍光膜 4 0 1 8に低電圧用の蛍光体材料を用いた場合には、メタルバック 4 0 1 9は用いない。

また、本実施形態では用いなかったが、加速電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、フェースプレート基板 4 0 1 7と蛍光膜 4 0 1 8との間に、たとえば I T Oを材料とする透明電極を設けてもよい。

図 7 1は図 6 8の A— A ' の断面模式図であり、各部の番号は図 6 8に対応している。スぺ一サ 4 0 2 0は絶縁性部材 4 3 0 1の表面に帯電防止を目的とした高抵抗膜 4 3 0 1を成膜し、かつフヱースプレート 4 0 1 7の内側（メタルバック 4 0 1 9等）及び基板 4 0 1 1の表面（行方向配線 4 0 1 3または列方向配線 4 0 1 4 ) に面したスぺーザの当接面 4 3 0 3及び接する側面部 4 3 0 5に低抵抗膜 4 3 2 1を成膜した部材からなるもので、上記目的を達成するのに必要な数だけ、かつ必要な間隔をおいて配置され、フェースプレートの内側及び基板 4 0 1 1の表面に接合材 4 0 4 1により固定される。また、高抵抗膜 4 3 1 1は、絶縁性部材 4 3 0 1の表面のうち、少なくとも気密容器内の真空中に露出している面に成膜されており、スぺーサ 4 0 2 0上の低抵抗膜 4 3 2 1及び接合材 4 0 4 1を介して、フエ一スプレート 4 0 1 7の内側（メタルバック 4 0 1 9等）及び基板 4 0 1 1の表面（行方向配線 4 0 1 3または列方向配線 4 0 1 4 ) に電気的に接続される。ここで説明される態様においては、スぺ一サ 4 0 2 0の形状は薄板状とし、行方向配線 4 0 1 3に平行に配置され、行方向配線 4 0 1 3に電気的に接続されている。

スぺ一サ 4 0 2 0としては、基板 4 0 1 1上の行方向配線 4 0 1 3及び列方向配線 4 0 1 4とフェースプレート 4 0 1 7内面のメタルバック 4 0 1 9との間に印加される高電圧に耐えるだけの絶縁性を有し、かつスぺーサ 4 0 2 0の表面への帯電を防止する程度の導電性を有する必要がある。

スぺーサ 4 0 2 0の絶縁性部材 1 としては、例えば石英ガラス、 N a等の不純物含有量を減少したガラス、ソ一ダラィ厶ガラス、アルミナ等のセラミックス部材等が挙げられる。なお、絶縁性部材 4 3 0 1はその熱膨張率が気密容器及び基板 4 0 1 1を成す部材と近いものが好ましい。

スぺ一サ 4 0 2 0を構成する高抵抗膜 4 3 1 1には、高電位側のフヱースプレ —ト 4 0 1 7 (メタルバック 4 0 1 9等）に印加される加速電圧 V aを帯電防止膜である高抵抗膜 4 3 1 1の抵抗値 R sで除した電流が流される。そこで、スぺ一ザの抵抗値 R sは帯電防止及び消費電力からその望ましい範囲に設定される。帯電防止の観点からシート抵抗は 1 0¹²ΩΖΟ以下であることが好ましい。十分な帯電防止効果を得るためには 1 O HQZ口以下がさらに好ましい。シート抵抗の下限はスぺ一サ形状とスぺーサ間に印加される電圧により左右されるが、 1 0 ⁵ ΩΖ口以上であることが好ましい。

絶縁材料上に形成された高抵抗膜の厚み tは 1 O nm〜 l /mの範囲が望ましレ、。材料の表面エネルギー及び基板との密着性や基板温度によっても異なるが、一般的に 1 0 nm以下の薄膜は島状に形成され、抵抗が不安定で再現性に乏しい。一方、膜厚 tが 1 /m以上では膜応力が大きくなつて膜はがれの危険性が高まり、かつ成膜時間が長くなるため生産性が悪い。従って、膜厚は 5 0〜5 0 O n mであることが望ましい。シート抵抗は) oZtであり、以上に述べたシート抵抗と膜厚 tの好ましい範囲から、帯電防止膜の比抵抗； 0は 0. 1 ( 111乃至1 0⁸ Ω cmが好ましい。さらにシ一ト抵抗と膜厚のより好ましい範囲を実現するためには、 ρは 1 0² 〜 1 0 ^s Q cmとするのがよい。

スぺーサは上述したようにその上に形成した帯電防止膜である高抵抗膜を電流が流れることにより、あるいはディスプレイ全体が動作中に発熱することによりその温度が上昇する。高抵抗膜の抵抗温度係数が大きな負の値であると温度が上昇した時に抵抗値が減少し、スぺーサに流れる電流が増加し、さらに温度上昇をもたらす。そして電流は電源の限界を越えるまで増加しつづける。このような電流の暴走が発生する抵抗温度係数の値は経験的に負の値で絶対値が 1 %以上である。すなわち、高抵抗膜の抵抗温度係数は一 1 %未満であることが望ましい。帯電防止特性を有する高抵抗膜 4 3 1 1の材料としては、例えば金属酸化物を用いることができる。金属酸化物の中でも、クロム、ニッケル、銅の酸化物が好ましい材料である。その理由はこれらの酸化物は二次電子放出効率が比較的小さく、冷陰極素子 4 0 1 2から放出された電子がスぺ一サ 4 0 2 0に当たった場合においても帯電しにくいためと考えられる。金属酸化物以外にも炭素は二次電子放出効率が小さく好ましい材料である。特に、非晶質カーボンは高抵抗であるため、スぺーサ抵抗を所望の値に制御しやすい。

帯電防止特性を有する高抵抗膜 4 3 1 1の他の材料として、アルミと遷移金属合金の窒化物は遷移金属の組成を調整することにより、良伝導体から絶縁体まで広い範囲に抵抗値を制御できるので好適な材料である。さらには後述する表示装置の作製工程において抵抗値の変化が少なく安定な材料である。かつ、その抵抗温度係数が - 1 %未満であり、実用的に使いやすい材料である。遷移金属元素としては T i， C r， T a等があげられる。

合金窒化膜はスパッ夕、窒素ガス雰囲気中での反応性スパッ夕、電子ビーム蒸着、イオンプレーティング、イオンアシスト蒸着法等の薄膜形成手段により絶縁性部材上に形成される。金属酸化膜も同様の薄膜形成法で作製することができる力 \ この場合室索ガスに代えて酸素ガスを使用する。その他、 C V D法、アルコキシド塗布法でも金属酸化膜を形成できる。カーボン膜は蒸着法、スパッタ法、 C V D法、プラズマ C V D法で作製され、特に非晶質カーボンを作製する場合には、成腹中の雰囲気に水素が含まれるようにするか、成膜ガスに炭化水素ガスを使用する。

スぺ—サ 4 0 2 0を構成する低抵抗膜 4 3 2 1は、高抵抗膜 4 3 1 1を高電位側のフヱ一スプレート 4 0 1 7 (メタルバック 4 0 1 9等）及び低電位側の基板 4 0 1 1 (配線 4 0 1 3 , 4 0 1 4等）と電気的に接続するために設けられたものであり、以下では、中間電極層（中間層）という名称も用いる。中間電極層（中間層）は以下に列挙する複数の機能を有することができる。

①高抵抗膜 4 3 1 1をフヱ一スプレート 4 0 1 7及び基板 4 0 1 1 と電気的に接! (5C ^る。

既に記載したように、高抵抗膜 4 3 1 1はスぺーサ 4 0 2 0表面での帯電を防止する目的で設けられたものであるが、高抵抗膜 4 3 1 1をフヱ一スプレート 4 0 1 7 (メタルバック 4 0 1 9等）及び基板 4 0 1 1 (配線 4 0 1 3， 4 0 1 4 等）と直接或いは当接材 4 0 4 1を介して接続した場合、接続部界面に大きな接触抵抗が発生し、スぺーサ表面に発生した電荷を速やかに除去できなくなる可能性がある。これを避けるために、フヱ一スプレート 4 0 1 7、基板 4 0 1 1及び当接材 4 0 4 1 と接触するスぺーサ 4 0 2 0の当接面 3或いは側面部 5に低抵抗の中間層を設けた。

②高抵抗膜 4 3 1 1の電位分布を均一化する。

冷陰極素子 4 0 1 2より放出された電子は、フヱ一スプレート 4 0 1 7と基板 4 0 1 1の間に形成された電位分布に従って電子軌道を成す。スぺ一サ 4 0 2 0 の近傍で電子軌道に乱れが生じないようにするためには、高抵抗膜 4 3 1 1の電位分布を全域にわたって制御する必要がある。高抵抗膜 4 3 1 1をフニ一スプレ —ト 4 0 1 7 (メタルバック 4 0 1 9等）及び基板 4 0 1 1 (配線 4 0 1 3， 4 0 1 4等）と直接或いは当接材 4 0 4 1を介して接続した場合、接続部界面の接触抵抗のために、接続状態のむらが発生し、高抵抗膜 4 3 1 1の電位分布が所望の値からずれてしまう可能性がある。これを避けるために、スぺーサ 4 0 2 0がフヱ一スプレート 4 0 1 7及び基板 4 0 1 1 と当接するスぺ一サ端部（当接面 3 或いは側面部 4 3 0 5 ) の全長域に低抵抗の中間層を設け、この中間層部に所望の電位を印加することによって、高抵抗膜 4 3 1 1全体の電位を制御可能とした o

③放出電子の軌道を制御する。

冷陰極素子 4 0 1 2より放出された電子は、フースプレート 4 0 1 7と基板 4 0 1 1の個に形成された電位分布に従って電子軌道を成す。スぺーサ近傍の冷陰極素子から放出された電子に関しては、スぺ一サを設置することに伴う制約（配線、素子位置の変更等）が生じる場合がある。このような場合、歪みやむらの無い画像を形成するためには、放出された電子の軌道を制御してフェースプレート 4 0 1 7上の所望の位置に電子を照射する必要がある。フヱースプレート 4 0 1 7及び基板 4 0 1 1 と当接する面の側面部 4 3 0 5に低抵抗の中間層を設けることにより、スぺーサ 4 0 2 0近傍の電位分布に所望の特性を持たせ、放出された電子の軌道を制御することができる。

低抵抗膜 4 3 2 iは、高抵抗膜 4 3 1 1に比べ十分に低い抵抗値を有する材料を選択すればよく、 N i， C r， Αυ, Mo, W, P t, T i， A 1 , Cu， P d等の金属、あるいは合金、及び Pd, Ag, Au， Ru0₂ , Pd— Ag等の金属や金属酸化物とガラス等から構成される印刷導体、あるいは I n ₂ 0₃ , S n0₂ 等の透明導体及びポリシリコン等の半導体材料等より適宜選択される。接合材 404 1はスぺ一サ 4020が行方向配線 40 1 3及びメタルバック 4 0 1 9と電気的に接続するように、導電性をもたせる必要がある。すなわち、導電性接着材ゃ金属粒子や導電性フィラーを添加したフリットガラスが好適である o

また、 Dx 1〜Dxm及び Dy 1〜Dy n及び Hvは、当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気的に接続するために設けた気密構造の電気接続用端子である。 Dx 1〜D xmはマルチ電子ビーム源の行方向配線 40 1 3と、 D y 1〜D y nはマルチ電子ビーム源の列方向配線 40 1 4と、 Hvはフエ一スプレー卜のメタルバック 40 1 9と電気的に接続している。

また、気密容器内部を真空に排気するには、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポンプとを接続し、気密容器内を 1. 3 X 1 0— ⁵P a程度の真空度まで排気する。その後、排気管を射止するが、気密容器内の真空度を維持するために、封止の直前あるいは射止後に気密容器内の所定の位置にゲッター膜（不図示）を形成する。ゲッ夕一膜とは、たとえば B aを主成分とするゲッタ一材料をヒーターもしくは高周波加熱により加熱し蒸着して形成した膜であり、該ゲッター膜の吸着作用により気密容器内は 1. 3 x l 0_³〜l. 3 X 1 0— ⁵P aの真空度に維持される。

以上説明した表示パネルを用いた画像表示装置は、容器外端子 Dx 1ないし D xm, Dy 1ないし D y nを通じて各冷陰極素子 40 1 2に電圧を印加すると、各冷陰極素子 40 1 2から電子が放出される。それと同時にメタルバック 40 1 9に容器外端子 Hvを通じて数百 Vないし数 kVの高圧を印加して、放出された電子を加速し、フヱ一スプレート 40 1 7の内面に衝突させる。これにより、蛍光膜 40 1 8をなす各色の蛍光体が励起されて発光し、画像が表示される。

通常、冷陰極素子である本発明の表面伝導型放出素子 40 1 2への印加電圧は 1 2〜1 6V程度、メタルバック 40 1 9と冷陰極素子 40 1 2との距離 dは 0 . 1〜8 mm程度、メタルバック 4 0 1 9と冷陰極素子 4 0 1 2間の電圧は 0 . 1〜 1 0 k V程度である。

( 2 ) マルチ電子ビーム源の製造方法

次に、本実施形態の表示パネルに用いたマルチ電子ビーム源の製造方法について説明する。本発明の画像表示装置に用いるマルチ電子ビーム源は、冷陰極素子を単純マトリクス配線した電子源であれば、冷陰極素子の材料や形状あるいは製法に制限はない。したがって、たとえば表面伝導型放出素子や F E型、あるいは M I M型などの冷陰極素子を用いることができる。

但し、表示画面が大きくてしかも安価な表示装置が求められる状況のもとでは、これらの冷陰極素子の中でも、表面伝導型放出素子が特に好ましい。すなわち、 F E型ではエミッタコーンとゲート電極の相対位置や形状が電子放出特性を大きく左右するため、極めて高精度の製造技術を必要とするが、これは大面積化や製造コストの低減を達成するには不利な要因となる。また、 M I M型では、絶縁層と上電極の膜厚を薄くてしかも均一にする必要があるが、これも大面積化や製造コストの低減を達成するには不利な要因となる。その点、表面伝導型放出索子は、比較的製造方法が単純なため、大面積化や製造コストの低減が容易である。また、発明者らは、表面伝導型放出素子の中でも、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形成したものがとりわけ電子放出特性に優れ、しかも製造が容易に行えることを見出している。したがって、高輝度で大画面の画像表示装置のマルチ電子ビーム源に用いるには、最も好適であると言える。そこで、実施形態の表示パネルにおいては、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形成した表面伝導型放出素子を用いた。そこで、まず好適な表面伝導型放出素子について基本的な構成と製法及び特性を説明し、その後で多数の素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源の構造について述べる。

(表面伝導型放出素子の好適な索子構成と製法）

電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形成する表面伝導型放出素子の代表的な構成には、平面型と垂直型の 2種類があげられる。 (平面型の表面伝導型放出素子）

まず最初に、平面型の表面伝導型放出素子の素子構成と製法について説明する o

図 72に示すのは、平面型の表面伝導型放出素子の構成を説明するための平面図（図 72 A) 及び断面図（図 72 B) である。図中、 40 1 1は基板、 4 1 0

2と 4 1 03は素子電極、 4 1 04は導電性薄膜、 4 1 05は通電フォーミング処理により形成した電子放出部、 4 1 1 3は通電活性化処理により形成した薄膜める。

基板 40 1 1としては、たとえば、石英ガラスや背板ガラスをはじめとする各種ガラス基板や、アルミナをはじめとする各種セラミクス基板、あるいは上述の各種基板上だとえば S i 0₂ を材料とする絶縁層を積層した基板などを用いることができる。

また、基板 40 1 1上に基板面と平行に対向して設けられた素子電極 4 1 02 と 4 1 03は、導電性を有する材料によって形成されている。たとえば、 N i, Cr， Au, Mo, W, P t, T i, Cu, Pd, A g等をはじめとする金属、あるいはこれらの金属の合金、あるレ、は I n ₂ 0₃ -S n 0₂ をはじめとする金属酸化物、ポリシリコンなどの半導体などの中から適宜材料を選択して用いればよい。電極を形成するには、たとえば真空蒸着などの製膜技術とフォトリソグラフィ一、エツチングなどのパターニング技術を組み合わせて用いれば容易に形成できるが、それ以外の方法（たとえば印刷技術）を用いて形成しても差し支えない。

素子電極 4 1 02と 4 1 03の形状は、当該電子放出素子の応用目的に合わせて適宜設計される。一般的には、電極間隔 Lは通常は数十 nmから数百; zmの範囲から適当な数値を選んで設計されるが、なかでも表示装置に応用するために好ましいのは数〃 m〜数十// mの範囲である。また、素子電極の厚さ dについては、通常は数十 nm〜数/ zmの範囲から適当な数値が選ばれる。

また、導電性薄膜 4 1 04の部分には、微粒子膜を用いる。ここで述べた微粒子膜とは、構成要素として多数の微粒子を含んだ膜（島状の集合体も含む）のことをさす。微粒子膜を微視的に調べれば、通常は、個々の微粒子が離間して配置された構造か、あるいは微粒子が互いに隣接した構造か、あるいは微粒子が互いに重なり合つた構造が観測される。

微粒子膜に用いた微粒子の粒径は、数 nmから数百 nmの範囲に含まれるものであるが、なかでも好ましいのは 1 nmから 20 nmの範囲のものである。また、微粒子膜の膜厚は、以下に述べるような諸条件を考慮して適宜設定される。すなわち、素子電極 4 1 02あるいは 4 1 03と電気的に良好に接続するのに必要な条件、後述する通電フォーミングを良好に行うのに必要な条件、微粒子膜自身の電気抵抗を後述する適宜の値にするために必要な条件などである。具体的には、数 nmから数百 nmの範囲のなかで設定するが、なかでも好ましいのは 1 n m から 50 nmの間である。

また、微粒子膜を形成するのに用いられうる材料としては、たとえば、 Pd, P t, Ru， A g, Au, T i, I n, Cu, C r, F e， Z n, Sn, Ta， W, Pbなどをはじめとする金属や、 PdO, Sn0₂ ， l n₂ 0₃ , PbO， Sb ₂ 0₃ などをはじめとする酸化物や、 Hf R₂ , Zr B₂ , L a B₆ , C e B e , YB₄ ， GdB₄ などをはじめとするホウ化物や、 T i C, Zr C, H f C, TaC, S i C, WCなどをはじめとする炭化物や、 T i N， Z r N, Hi Nなどをはじめとする窒化物や、 S i, G eなどをはじめとする半導体や、力一ボンなどがあげられ、これらの中から適宜選択される。

以上述べたように、導電性薄膜 4 1 04を微粒子膜で形成したが、そのシート抵抗値については、 1 0³ 〜1 0⁷ ΩΖΟの範囲に含まれるよう

レ 7こ ο

なお、導電性薄膜 4 1 04と素子電極 4 1 02及び 4 1 03とは、電気的に良好に接続されるのが望ましいため、互いの一部が重なりあうような構造をとっている。その重なり方は、図 72の例においては、下から、基板、素子電極、導電性薄膜の順序で積層したが、場合によっては下から基板、導電性薄膜、素子電極の順序で積層しても差し支えなレ、。

また、電子放出部 4 1 05は、導電性毒腺 4 1 04の一部に形成された亀裂状の部分であり、電気的には周囲の導電性薄膜よりも高抵抗な性質を有している。亀裂は、導電性薄膜 4 1 04に対して、後述する通電フォ一ミングの処理を行うことにより形成する。亀裂内には、数 n mから数十 n mの粒径の微粒子を配置する場合がある。なお、実際の電子放出部の位置や形状を精密かつ正確に図示するのは困難なため、図 7 2においては模式的に示した。

また、薄膜 4 1 1 3は、炭素もしくは炭素化合物よりなる薄膜で、電子放出部 4 1 0 5及びその近傍を被覆している。薄膜 1 1 1 3は、通電フォーミング処理後に、後述する通電活性化の処理を行うことにより形成する。

薄膜 4 1 1 3は、単結晶グラフアイト、多結晶グラフアイト、悲晶質カーボンのいずれかか、もしくはその混合物であり、膜厚は 5 0 n m以下とする力、 3 0 n m以下とするのがさらに好ましい。なお、実際の薄膜 4 1 1 3の位置や形状を精密に図示するのは困難なため、図 7 2においては模式的に示した。また、平面図 7 2 Aにおいては、薄膜 4 1 1 3の電子放出部 4 1 0 5付近の一部を除去した素子を図示した。

以上、好ましい素子の基本構成を述べたが、実施形態においては以下のような素子を用いた。

すなわち、基板 4 0 1 1には背扳ガラスを用い、素子電極 4 1 0 2と 4 1 0 3 には N i薄膜を用いた。素子電極の厚さ dは 1 0 0 n m、電極間隔 Lは 2 z mとした。

微粒子膜の主要材料として P dもしくは P d Oを用い、微粒子膜の厚さは約 1

0 n m、幅 Wは 1 0 0〃mとした。

次に、好適な平面型の表面伝導型放出素子の製造方法について説明する。

図 7 3 A〜図 7 3 Dは、表面伝導型放出素子の製造工程を説明するための断面図で、各部材の表記は図 7 2と同一である。

1 ) まず、図 7 3 Aに示すように、基板 4 0 1 1上に素子電極 4 1 0 2及び 4

1 0 3を形成する。

形成するにあたっては、あらかじめ基板 4 0 1 1を洗剤、純水、有機溶剤を用いて十分に洗浄後、素子電極の材料を堆積させる（堆積する方法としては、たとえば、蒸着法ゃスパッタ法などの真空威膜技術を用いればよい。）。その後、堆積した電極材料を、フォトリソグラフィー、エッチング技術を用いてパターニングし、図 7 3 Aに示した一対の素子電極 4 1 0 2 , 4 1 0 3を形成する。 2 ) 次に、図 7 3 Bに示すように、導電性薄膜 4 1 0 4を形成する。

形成するにあたっては、まず図 7 3 Aの基板に有機金属溶液を塗布して乾燥し、加熱焼成処理して微粒子膜を成膜した後、フォトリソグラフィ一、エッチングにより所定の形状にパターニングする。ここで、有機金属溶液とは、導電性薄膜に用いる微粒子の材料を主要元素とする有機金属化合物の溶液である（具体的には、本実施形態では主要元素として P dを用いた。また、実施形態では塗布方法として、デイツビング法を用いたが、それ以外のたとえばスピンナ一法やスプレ —法を用いてもよい。）。

また、微粒子膜で作られる導電性薄膜の成腹方法としては、本実施形態で用いた有機金属溶液の塗布による方法以外の、たとえば真空蒸着法ゃスパッタ法、あるいは化学的気相堆積法などを用いる場合もある。

3 ) 次に、図 7 3 Cに示すように、フォーミング用電源 4 1 1 0から素子電極 4 1 0 2と 4 1 0 3の間に適宜の電圧を印加し、通電フォーミング処理を行って、電子放出部 4 1 0 5を形成する。

通電フォーミング処理とは、微粒子膜で作られた導電性薄膜 4 1 0 4に通電を行って、その一部を適宜に破壊、変形、もしくは変質せしめ、電子放出を行うのに好適な構造に変化させる処理のことである。微粒子膜で作られた導電性薄膜のうち電子放出を行うのに好適な構造に変化した部分（すなわち電子放出部 4 1 0 5 ) においては、薄膜に適当な亀裂が形成されている。なお、電子放出部 4 1 0 5が形成される前と比較すると、形成された後は素子電極 4 1 0 2と 4 1 0 3の間で計測される電気抵抗は大幅に増加する。

通電方法をより詳しく説明するために、図 7 4に、フォーミング用電源 4 1 1 0から印加する適宜の電圧波形の一例を示す。微粒子膜で作られた導電性薄膜をフォーミングする場合には、パルス状の電圧が好ましく、本実施形態の場合には同図に示したようにパルス幅 T 1の三角波パルスをパルス間隔 T 2で連続的に印加した。その際には、三角波パルスの波高値 V p f を、順次昇圧した。また、電子放出部 4 1 0 5の形成状況をモニターするためのモニターパルス P mを適宜の間隔で三角波パルスの間に挿入し、その際に流れる電流を電流計 4 1 1 1で計測した。

1 9 実施形態においては、たとえば 1. 3 X 1 0— ³P a程度の真空雰囲気下において、たとえばパルス幅 T 1を 1 m s e c、パルス間隔 T 2を 1 0m s e cとし、波高値 Vp ίを 1パルス毎に 0. I Vずつ昇圧した。そして、三角波を 5パルス印加するたびに 1回の割りで、モニタ一パルス Pmを揷入した。フォーミング処理に悪影響を及ぼすことがないように、モニターパルスの電圧 Vpmは 0. I V に設定した。そして、素子電極 4 1 0 2と 4 1 0 3の間に電気抵抗が 1 X 1 0⁶ Ωになった段階、すなわちモニターパルス印加時に電流計 4 1 1 1で計測される電流が 1 X I 0—⁷A以下になった段階で、フォーミング処理にかかわる通電を終了した。

なお、上記の方法は、本実施形態の表面伝導型放出素子に関する好ましい方法であり、たとえば微粒子膜の材料や膜厚、あるいは素子電極間隔 Lなど表面伝導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて通電の条件を適宜変更するのが望ましい。

4) 次に、図 7 3 Dに示すように、活性化用電源 4 1 1 2から素子電極 4 1 0 2と 4 1 0 3の間に適宜の電圧を印加し、通電活性化処理を行って、電子放出特性の改善を行う。

通電活性化処理とは、通電フォーミング処理により形成された電子放出部 4 1 0 5に適宜の条件で通電を行って、その近傍に炭素もしくは炭素化合物を堆積せしめる処理のことである（図においては、炭素もしくは炭素化合物よりなる堆積物を部材 4 1 1 3として模式的に示した。）。なお、通電活性化処理を行うことにより、行う前と比較して、同じ印加電圧における放出電流を典型的には 1 0 0 倍以上に増加させることができる。

具体的には、し 3 X 1 0— ²〜 1. 3 X 1 0 ³P aの範囲内の真空雰囲気中で、電圧パルスを定期的に印加することにより、真空雰囲気中に存在する有機化合物を起源とする炭素もしくは炭素化合物を堆積させる。堆積物 4 1 1 3は、単結晶グラフアイト、多結晶グラフアイ下、非晶質カーボンのいずれかか、もしくはその混合物であり、膜厚は 5 0 nm以下、より好ましくは 3 0 nm以下である。通電方法をより詳しく説明するために、図 75 Aに、活性化用電源 4 1 1 2か

2 0 ら印加する適宜の電圧波形の一例を示す。本実施形態においては、一定電圧の矩形波を定期的に印加して通電活性化処理を行ったが、具体的には、矩形波の電圧

V a cは 1 4 V、パルス幅 T 3は 1 m s e c、パルス間隔 T 4は 1 0 m s e cとした。なお、上述の通電条件は、本実施形態の表面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて条件を適宜変更するのが望ましい。

図 7 3 Dに示す 4 1 1 4は該表面伝導型放出素子から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、直流高電圧電源 1 1 1 5及び電流計 4 1 1 6 が接続されている（なお、基板 4 0 1 1を、表示パネルの中に組み込んでから活性化処理を行う場合には、表示パネルの蛍光面をアノード電極 4 1 1 4として用いる。）。活性化用電源 4 1 1 2から電圧を印加する間、電流計 4 1 1 6で放出電流 I eを計測して通電活性化処理の進行状況をモニターし、活性化用電源 4 1 1 2の動作を制御する。電流計 4 1 1 6で計測された放出電流 I eの一例を図 7 5 Bに示すが、活性化電源 4 1 1 2からパルス電圧を印加しはじめると、時間の経過とともに放出電流 I eは増加するが、やがて飽和してほとんど増加しなくなる。このように、放出電流 I eがほぼ飽和した時点で活性化用電源 4 1 1 2からの電圧印加を停止し、通電活性化処理を終了する。

なお、上述の通電条件は、本実施形態の表面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて条件を適宜変更するのが望ましい。

以上のようにして、図 7 3 Eに示す平面型の表面伝導型放出素子を製造した。

(垂直型の表面伝導型放出素子）

次に、電子放出部もしくはその周辺を微粒子膜から形成した表面伝導型放出素子のもうひとつの代表的な構成、すなわち垂直型の表面伝導型放出素子の構成について説明する。

図 7 6は、垂直型の基本構成を説明するための模式的な断面図であり、図中の 4 0 1 1は基板、 4 2 0 2と 4 2 0 3は素子電極、 4 2 0 6は段差形成部材、 4 2 0 4は微粒子膜を用いた導電性薄膜、 4 1 0 5は通電フォーミング処理により形成した電子放出部、 4 2 1 3は通電活性化処理により形成した薄膜である。垂直型が先に説明した平面型と異なる点は、素子電極のうちの片方（ 4 2 0 2 ) が段差形成部材 4 2 0 6上に設けられており、導電性薄膜 1 2 0 4が段差形成部材 4 2 0 6の側面を被覆している点にある。したがって、図 7 2の平面型における素子電極間隔 Lは、垂直型においては段差形成部材 1 2 0 6の段差高 L sとして設定される。なお、基板 4 0 1 1、素子電極 4 2 0 2及び 4 2 0 3、微粒子膜を用いた導電性薄膜 4 2 0 4については、平面型の説明中に列挙した材料を同様に用いることが可能である。また、段差形成部材 4 2 0 6には、たとえば S i 0 ₂ のような電気的に絶縁性の材料を用いる。

次に、垂直型の表面伝導型放出素子の製法について説明する。図 7 7 A〜図 7 7 Fは、製造工程を説明するための断面図で、各部材の表記は図 7 6と同一である。

1 ) まず、図 7 7 Aに示すように、基板 4 0 1 1上に素子電極 4 2 0 3を形成する。

2 ) 次に、図 7 7 Bに示すように、段差形成部材を形成するための絶縁層を積層する。絶縁層は、たとえば S i 0 ₂ をスハッタ法で積層すればよいが、たとえば真空蒸着法や印刷法などの他の成腹方法を用レ、てもよい。

3 ) 次に、図 7 7 Cに示すように、絶縁層の上に素子電極 4 2 0 2を形成する ο

4 ) 次に、図 7 7 Dに示すように、絶縁層の一部を、たとえばエッチング法を用いて除去し、素子電極 4 2 0 3を露出させる。

5 ) 次に、図 7 7 Eに示すように、微粒子膜を用いた導電性薄膜 4 2 0 4を形成する。形成するには、平面型の場合と同じく、たとえば塗布法などの成腰技術を用いればよい。

6 ) 次に、平面型の場合と同じく、通電フォーミング処理を行い、電子放出部を形成する（図 7 3 Cを用いて説明した平面型の通電フォーミング処理と同様の処理を行えばよい。）。

7 ) 次に、平面型の場合と同じく、通電活性化処理を行い、電子放出部近傍に炭素もしくは炭素化合物を堆積させる（図 7 3 Dを用いて説明した平面型の通電 W

活性化処理と同様の処理を行えばよい。）。

以上のようにして、図 7 7 Fに示す垂直型の表面伝導型放出素子を製造した。

(表示装置に用いた表面伝導型放出素子の特性）

以上、平面型と垂直型の表面伝導型放出素子について素子構成と製法を説明したが、次に表示装置を用いた素子の特性について述べる。

図 7 8に、表示装置に用いた素子の、（放出電流 I e ) 対（素子印加電圧 V f ) 特性、及び（素子電流 I f ) 対（素子印加電圧 V f ) 特性の典型的な例を示す。なお、放出電流 I eは素子電流 I f に比べて著しく小さく、同一尺度で図示するのが困難であるうえ、これらの特性は素子の大きさや形状等の設計パラメ一夕を変更することにより変化するものであるため、 2本のグラフは各々任意単位で図示した。

第一に、ある電圧（これを閾値電圧 V t hと呼ぶ）以上の大きさの電圧を索子に印加すると急激に放出電流 I eが増加するが、一方、閾値電圧 V t h未満の電圧では放出電流 I eはほとんど検出されない。

第二に、放出電流 I eは素子に印加する電圧 V f に依存して変化するため、電圧 V f で放出電流 I eの大きさを制御できる。

第三に、素子に印加する電圧 V f に対して索子から放出される電流 I eの応答速度が速いため、電圧 V f を印加する時間の長さによって素子から放出される電子の電荷量を制御できる。

以上のような特性を有するため、表面伝導型放出素子を表示装置に好適に用いることができた。たとえば多数の素子を表示画面の画素に対応して設けた表示装置において、第一の特性を利用すれば、表示画面を順次走査して表示を行うことが可能である。すなわち、駆動中の素子には所望の発光輝度に応じて閾値電圧 V t h以上の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子には閾値電圧 V t h未満の電圧を印加する。駆動する素子を順次切り替えてゆくことにより、表示画面を順次走査して表示を行うことが可能である。また、第二の特性又は第三の特性を利用することにより、発光輝度を制御することができるため、階調表示を行うことが可能である。

(多数素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源の構造）

次に、上述の表面伝導型放出素子を基板上に配列して単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源の構造について述べる。

図 6 9に示すのは、図 6 8の表示パネルに用いたマルチ電子ビーム源の平面図である、基板上には、図 7 2で示したものと同様な表面伝導型放出索子が配列され、これらの素子は行方向配線電極 4 0 0 3と列方向配線 4 0 0 4により単純マトリクス状に配線されている。行方向配線電極 4 0 0 3と列方向配線電極 4 0 0 4の交差する部分には、電極間に絶縁層（不図示）が形成されており、電気的な絶縁が保たれている。

図 6 9の B— B ' に沿った断面を、図 7 0に示す。

なお、このような構造のマルチ電子源は、あらかじめ基板上に行方向配線電極 4 0 1 3、列方向配線電極 4 0 1 4、電極間絶縁層（不図示）、及び表面伝導型放出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した後、行方向配線電極 4 0 1 3及び列方向配線電極 4 0 1 4を介して各素子に給電して通電フォーミング処理と通電活性化処理を行うことにより製造した。

( 3 ) 駆動回路構成（及び駆動方法）

図 7 9は、 N T S C方式のテレビ信号に基づいてテレビジョン表示を行うための駆動回路の概略構成をブロック図で示したものである。同図中、表示パネル 4 7 0 1は前述した表示パネルに相当するもので、前述した様に製造され、動作する。また、走査回路 4 7 0 2は表示ラインを走査し、制御回路 4 7 0 3は走査回路へ入力する信号等を生成する。シフトレジス夕 4 7 0 4は 1ライン毎のデータをシフトし、ラインメモリ 4 7 0 5は、シフトレジスタ 4 7 0 4からの 1ライン分のデータを変調信号発生器 4 7 0 7に入力する。同期信号分離回路 4 7 0 6は N T S C信号から同期信号を分離する。

以下、図 7 9の装置各部の機能を詳しく説明する。

まず、表示パネル 4 7 0 1は、端子 D x 1ないし D x m及び端子 D y 1ないし D y n、及び高圧端子 H vを介して外部の電気回路と接続されている。このうち、端子 Dx 1ないし Dxmには、表示パネル 4 7 0 1内に設けられているマルチ電子ビーム源、すなわち m行 n列の行列状にマトリクス配線された冷陰極素子を 1行（n索子）ずつ順次駆動してゆくための走査信号が印加される。一方、端子 Dy 1ないし D y nには、走査信号により選択された 1行分の n個の各素子の出力電子ビームを制御するための変調信号が印加される。また、高圧端子 Hvには、直流電圧源 V aより、たとえば 5 kVの直流電圧が供給されるが、これはマルチ電子ビーム源より出力される電子ビームに蛍光体を励起するのに十分なェネルギーを付与するための加速電圧である。

次に、走査回路 4 7 0 2について説明する。同回路は、内部に m個のスィッチング素子（図中、 S 1ないし Smで模式的に示されている）を備えるもので、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 4 7 0 1の端子 Dx 1ないし Dxmと電気的に接続するものである。 S 1ないし Smの各スイッチング素子は、制御回路 47 0 3が出力する制御信号 T s c a nに基づいて動作するものだが、実際にはたとえば F E Tのようなスィッチング素子を組合わせることにより容易に構成することが可能である。なお、直流電圧源 Vxは、図 7 8に例示した電子放出素子の特性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閾値電圧 V t h電圧以下となるよう、一定電圧を出力するよう設定されている。

また、制御回路 4 7 0 3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働きをもつものである。次に説明する同期信号分離回路 4 70 6より送られる同期信号 T s y n cに基づいて、各部に対して T s 0 3 11及び丁 3 f t及び Tmr yの各制御信号を発生する。同期信号分離回路 4 70 6は、外部から入力される NTS C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ある。同期信号分離回路 4 7 0 6により分離された同期信号は、良く知られるように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、 T s y n c信号として図示した。一方、テレビ信号から分離された画像の輝度信号成分を便宜上 D A T A信号と表すが、同信号はシフトレジス夕 4 7 0 4に入力される。

シフトレジス夕 4 7 0 4は、時系列的にシリアルに入力される DATA信号を、画像の 1ライン毎にシリアル Zパラレル変換するためのもので、制御回路 4 7 0 3より送られる制御信号 T s f tに基づいて動作する。すなわち、制御信号 T s f tは、シフトレジスタ 4 7 0 4のシフトクロックであると言い換えることもできる。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する）のデ一夕は、 I d 1ないし I d nの n個の信号としてシフトレジスタ 4 7 0 4より出力される。

ラインメモリ 4 7 0 5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 4 7 0 3より送られる制御信号 Tm r yにしたがって適宜 I d 1ないし I d nの内容を記憶する。記憶された内容は、 I ' d 1ないし Γ d nとして出力され、変調信号発生器 4 7 0 7に入力される。変調信号発生器 4 7 0 7は、画像データ Γ (3 1なぃし 1 ' d nの各々に応じて、電子放出素子 4 0 1 5の各々を適切に駆動変調するための信号源で、その出力信号は、端子 D y 1ないし D y nを通じて表示パネル 4 7 0 1内の電子放出素子 4 0 1 5に印加される。

図 7 8を用いて説明したように、本発明に関わる表面伝導型放出素子は放出電流 I e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閾値電圧 V t h (後述する実施形態の表面伝導型放出素子では 8 V) があり、閾値 V t h以上の電圧を印加された時のみ電子放出が生じる。また、電子放出閾値 V t h以上の電圧に対しては、図 7 8のグラフのように電圧の変化に応じて放出電流 I e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、たとえば電子放出閾値 V t h以下の電圧を印加しても電子放出は生じないが、電子放出閾値 V t h以上の電圧を印加する場合には表面伝導型放出索子から電子ビー厶が出力される。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 P w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。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 4 7 0 7として、一定長さの電圧パルスを発生し、入力されるデ一夕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を用いることができる。また、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 4 7 0 7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 o

シフトレジス夕 4 7 0 4やラインメモリ 4 7 0 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。すなわち、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。

デジタル信号式を用いる場合には、同期信号分離回路 4 7 0 6の出力信号 D A T A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 4 7 0 6の出力部に AZD変換器を設ければよい。これに関連してラインメモリ 4 7 0 5の出力信号がデジ夕ル信号かアナ口グ信号がにより、変調信号発生器に用レ、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 4 7 0 7には、例えば D ZA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 4 7 0 7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（カウン夕）及び計数器の出力値と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。

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 4 7 0 7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、必要に応じてシフトレベル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（V C O ) を採用でき、必要に応じて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。

このような構成をとりうる本発明の適用可能な画像表示装置においては、各電子放出索子に、容器外端子 D x 1乃至 D x m， D y 1乃至 D y n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 H vを介してメタルバック 4 0 1 9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 4 0 1 8に衝突し、発光が生じて画像が形成される。ここで述べた画像表示装置の構成は、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るものではなく、 PAL, SEC AM方式など他、これらより多数の走査線からなる TV信号（例えば、高品位 T V) 方式をも採用できる。

( 4 ) 派生形態

図 8 0は、前述の説明の表面伝導型放出素子を電子ビーム源として用いたディスプレイパネルに、たとえばテレビジョン放送をはじめとする種々の画像情報源より提供される画像情報を表示できるように構成した多機能表示装置の一例を示すための図である。

図中 5 1 0 0はディスプレイパネル、 5 1 0 1はディスプレイパネルの駆動回路、 5 1 0 2はディスプレイコントローラ、 5 1 0 3はマルチプレクサ、 5 1 0 4はデコーダ、 5 1 0 5は入出力イン夕一フェース回路、 5 1 0 6は CPU, 5 1 0 7は画像生成回路、 5 1 0 8及び 5 1 0 9及び 5 1 1 0は画像メモリ一ィン夕一フヱ一ス回路、 5 1 1 1は画像入力インターフェース回路、 5 1 1 2及び 5 1 1 3は TV信号受信回路、 5 1 1 4は入力部である。

なお、本表示装置は、たとえばテレビジョン信号のように映像情報と音声情報の両方を含む信号を受信する場合には、当然映像の表示と同時に音声を再生するものであるが、本発明の特徴と直接関係しない音声情報の受信、分離、再生、処理、記憶などに関する回路やスピーカーなどについては説明を省略する。

以下、画像信号の流れに沿って各部の機能を説明してゆく。

まず、 TV信号受信回路 5 1 1 3は、たとえば電波や空間光通信などのような無線伝送系を用いて伝送される TV画像信号を受信するための回路である。受信する TV信号の方式は特に限られるものではなく、たとえば、 NTS C方式、 P AL方式、 S E CAM方式などの諸方式でもよい。また、これらよりさらに多数の走査線よりなる TV信号（例えば、高品位 TV) は、大面積化ゃ大画素数化に適した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。 T V信号受信回路 5 1 1 3で受信された TV信号はデコーダ 5 1 0 4に出力される。

また、 TV信号受信回路 5 1 1 2は、たとえば同軸ケーブルや光ファイバ一などのような有線伝送系を用いて伝送される T V画像信号を受信するための回路である。 T V信号受信回路 5 1 1 3と同様に、受信する T V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 T V信号もデコーダ 5 1 0 4に出力される。

また、画像入力インタ一フェース回路 5 1 1 1は、たとえば T V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 5 1 0 4に出力される。

また、画像メモリーインターフェース回路 5 1 1 0は、ビデオテープレコーダ一（以下 V T R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 5 1 0 4に出力される。

また、画像メモリ一インタ一フェース回路 5 1 0 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 5 1 0 4に出力される。

また、画像メモリ一インタ一フヱース回路 5 1 0 8は、いわゆる静止画デイスクのように、静止画像デ一夕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 5 1 0 4に出力される。

また、入出力インタ一フヱ一ス回路 5 1 0 5は、本表示装置と、外部のコンビユー夕もしくはコンピュータネットワークもしくはプリン夕一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もちろんのこと、場合によっては本表示装置の備える C P U 5 1 0 6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。

また、画像生成回路 5 1 0 7は、入出力インターフヱ一ス回路 5 1 0 5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 C P U 5 1 0 6 より出力される画像データや文字 ·図形情報にもと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、たとえば画像データや文字 .図形情報を蓄積するための書き換え可能メモリや、文字コードに対応する画像パ夕一ンが記憶されている読み出し専用メモリや、画像処理を行うためのプロセッサ一などをはじめとして画像の生成に必要な回路が組み込まれている。

本回路により生成された表示用画像データは、デコーダ 5 1 0 4に出力される力、場合によっては入出力インタ一フヱース回路 5 1 0 5を介して外部のコンビユー夕ネットワークやプリン夕一に出力することも可能である。

また、 C P U 5 1 0 6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。

たとえば、マルチプレクサ 5 1 0 3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。また、その際には表示する画像信号に応じてディスプレイパネルコントローラ 5 1 0 2に対して制御信号を発生し、画像表示周波数や走査方法（たと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、画像生成回路 5 1 0 7に対して画像データや文字 .図形情報を直接出力したり、あるいは入出力イン夕一フヱース回路 5 1 0 5を介して外部のコンビュ一夕やメモリをアクセスして画像データや文字■図形情報を入力する。

なお、 C P U 5 1 0 6は、むろんこれ以外の目的の作業にも関わるものであつてよい。たとえば、パーソナルコンピュータやワードプロセッサなどのように、情報を生成したり処理する機能に直接関わってもよい。

あるいは、前述したように入出力インターフェース回路 5 1 0 5を介して外部のコンピュータネットワークと接続し、たとえば数値計算などの作業を外部機器と協同して行ってもよい。

また、入力部 5 1 1 4は、 C P U 5 1 0 6に使用者が命合やプログラム、あるいはデ一夕などを入力するためのものであり、たとえばキーボードゃマウスのほ力、、ジョイスティック、バーコードリーダー、音声認識装置など多様な入力機器を用いることが可能である。

また、デコーダ 5 1 0 4は、 5 1 0 7ないし 5 1 1 3より入力される種々の画像信号を 3原色信号、または輝度信号と I信号、 Q信号に逆変換するための回路である。なお、同図中破線で示すように、デコーダ 5 1 0 4は内部に画像メモリを備えるのが望ましい。これは、たとえば M U S E方式をはじめとして、逆変換するに際して画像メモリを必要とするようなテレビ信号を扱うためである。また、画像メモリを備えることにより、静止画の表示が容易になる、あるいは画像生成回路 5 1 0 7及び C P U 5 1 0 6と協同して画像の間引き、補間、拡大、縮小、合成をはじめとする画像処理や編集が容易に行えるようになるという利点が生まれるからである。

また、マルチプレクサ 5 1 0 3は、 C P U 5 1 0 6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。すなわち、マルチプレクサ 5 1 0 3 はデコーダ 5 1 0 4から入力される逆変換された画像信号のうちから所望の画像信号を選択して駆動回路 5 1 0 1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替えて選択することにより、いわゆる多画面テレビのように、一画面を複数の領域に分けて領域によって異なる画像を表示することも可能であまた、ディスプレイパネルコントローラ 5 1 0 2は、 C P U 5 1 0 6より入力される制御信号にもとづき駆動回路 5 1 0 1の動作を制御するための回路であるまず、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、たと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 5 1 0 1に対して出力する。

また、ディスプレイパネルの駆動方法に関わるものとして、たとえば画面表示周波数や走査方法（たとえばインタ一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 5 1 0 1に対して出力する。

また、場合によっては表示画像の輝度ゃ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 5 1 0 1に対して出力する場合もある。

また、駆動回路 5 1 0 1は、ディスプレイパネル 5 1 0 0に印加する駆動信号を発生するための回路であり、マルチプレクサ 5 1 0 3から入力される画像信号、ディスプレイパネルコントローラ 5 1 0 2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。

以上、各部の機能を説明したが、図 8 0に例示した構成により、本表示装置においては多様な画像情報源より入力される画像情報をディスプレイパネル 5 1 0 0に表示することが可能である。

すなわち、テレビジョン放送をはじめとする各種の画像信号はデコーダ 5 1 0 4において逆変換された後、マルチプレクサ 5 1 0 3において適宜選択され、駆動回路 5 1 0 1に入力される。一方、ディスプレイパネルコントロ一ラ 5 1 0 2 は、表示する画像信号に応じて駆動回路 5 1 0 1の動作を制御するための制御信号を発生する。駆動回路 5 1 0 1は、画像信号と制御信号に基づいてディスプレィパネル 5 1 0 0に駆動信号を印加する。

これにより、ディスプレイパネル 5 1 0 0において画像が表示される。これらの一連の動作は、 C P U 5 1 0 6により統括的に制御される。

また、本表示装置においては、デコーダ 5 1 0 4に内蔵する画像メモリや、画像生成回路 5 1 0 7及び C P U 5 1 0 6が関与することにより、単に複数の画像情報の中から選択したものを表示するだけでなく、表示する画像情報に対して、たとえば拡大、縮小、回転、移動、エッジ強調、間引き、補間、色変換、画像の縦横比変換などをはじめとする画像処理や、合成、消去、接続、入れ換え、はめ込みなどをはじめとする画像編集を行うことも可能である。また、本実施形態の説明では特に触れなかったが、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うための専用回路を設けてもよい。

したがって、本表示装置は、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、ヮードプロセッサをはじめとする事務用端末機器、ゲーム機などの機能を一台で兼ね備えることが可能で、産業用あるいは民生用として極めて応用範囲が広い。

なお、図 8 0は、表面伝導型放出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルを用いた表示装置の構成の一例を示したに過ぎず、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。たとえば、図 8 0の構成要素のうち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さらに構成要素を追加してもよい。たとえば、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などを構成要素に追加するのが好適である。

本表示装置においては、とりわけ表面伝導型放出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルが容易に薄形化できるため、表示装置全体の奥行きを小さくすることが可能である。それに加えて、表面伝導型放出素子を電子ビ一厶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。

(実施形態 2 )

以下、本発明の画像表示装置について、実施形態 1 と違う点のみ説明する。実施形態 1 と異なる点は、印加波形に交流を用いる点である。

本実施形態では、 6 0 H zのサイン波高電圧を、片側ピーク値が図 6 5と同様になるように徐々に昇圧させて印加した。

交流にすることで、フヱースプレートとリアプレートに正負両極性の電位を与えることができ、また 1サイクル毎に昇圧工程を経ることで、より効果的にコンディショニング効果を得ることが可能となる。

本実施形態では印加波形に交流を用いたが、正負両極の直流を交互に、あるいは 2度に分けて印加してもよい。

フエ一スプレー卜とリアプレートの間に高電圧を印加する工程の順序は、実施形態 1 と同じく通電フォーミング工程の前である。

(実施形態 3 )

以下、本発明の画像表示装置について、実施形態 1 と異なる点のみ説明する。実施形態 1 と異なる点は、高電圧を印加する際の雰囲気である。実施形態 1では真空雰囲気中で行ったが、本実施形態では、窒素雰囲気中で行う。

図 6 6に本実施形態の工程の流れを示す。

具体的には、パネル内を排気、ベーキング（ 1 2 0 °Cで約 2時間）後、乾燥窒素ガスを約 4 O O P aの圧力になるように導入する（ステップ S 6 0 1 ) 。その後、高電圧を印加する工程に移る（ステップ S 1 0 4 ) 。その後に排気をし（ステツプ S 6 0 2 ) 、電子源プロセスに移行する。図 6 7は、時間に対する印加電圧と放電回数を示す模式図である。

印加電圧は、図 6 7のように 1 0 0 Vから 2 5 0 Vまで 5 0 VZ 2 0分の割合で昇圧し、 2 5 0 Vで、 1 5分間保持した。本実施形態では一定レートで昇圧したが、階段状に昇圧してもよい。

放電は 1 5 0 Vを少し超えたところから観察されはじめ、 2 5 0 V付近まで増加するが、 2 5 0 Vに保持すると減少に転じ、まもなく 0になる。

このように真空雰囲気中で高圧印加した場合と比べ、窒素導入雰囲気中では、非常に低い電圧から放電がはじまることが分かる。また本実施形態の窒素雰囲気中 2 5 0 Vまでの高圧印加によって、真空雰囲気中 1 O k Vの場合とほぼ同様のコンディショニング効果が得られることを、実験的に確かめている。

このように本実施形態によれば、より素子ダメージを少なく、装置も小型化を図ることができる。

導入ガスとしては、窒素の他、ヘリウム、ネオン、アルゴン、水素、酸素、二酸化炭素、空気などから適宜選択されうる。

また、上記圧力は、本発明の画像表示装置に好適な値であり、設計が変われば適宜変更するのが望ましい。好ましくは、数 P aから数千 P aの圧力である。印加電圧は、実施形態 1 と同様直流を用いたが、実施形態 2のように交流、パルス等でもよい。

高電圧を印加する工程の順序は、実施形態 1 と同じく通電フォーミング工程の前であるが、通電活性化工程の前でもよい。

このようにして製造された画像表示装置は、放電がない良好な表示画像を得ることができた。

一第 5の実施形態一

以下、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図 8 3及び図 8 4を参照して、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の製造方法について説明する。

図 8 3は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の製造方法を示す模式図であり、図 8 3 Aは、第一のコンディショニング工程について、図 8 3 Bは第二のコンディショニング工程について示している。

図中、 6 0 0 1はコンディショニング工程を施す基板（アノード基板或いは力ソ一ド基板）を、 6 0 0 2は第一のコンディショニング工程において基板 6 0 0 1に対向して配置する電極を、 6 0 0 3は第二のコンディショニング工程において基板 6 0 0 1に対向して配置する電極を、 6 0 0 4は高圧電源を各々示す。なお、第一のコンディショニング工程に用いる電極 6 0 0 2のシート抵抗値と、第二のコンディショニング工程に用いる電極 6 0 0 3のシート抵抗値は異なつている。

ここで、シート抵抗とは、幅が wで長さが 1の薄膜の抵抗 Rを R 二 R s ( 1 / w) とおいた時に現れる R sである。

前記コンディショニング工程に用いる電極のシ一ト抵抗値によって、異常放電発生時に電子源基板或いはアノード基板 6 0 0 1 と対向する電極間に蓄積された電荷が放電経路を流れる際の電荷量を制御することができる。

すなわち、抵抗値が高いほど電極の部分での電荷の移動を抑制できるため、これによって放電経路においても電荷の移動を抑制できるのである。

図 8 4は本発明の実施の形態に係る製造方法によって製造される画像形成装置を説明する模式図である。

図 8 4中、 6 0 0 5は力ソード基板を、 6 0 0 6はアノード基板を、 6 0 0 7 は高圧電源を各々示す。

まず、図 8 4を用いて画像形成装置の動作原理を説明する。

力ソード基板 6 0 0 5には複数の電子放出素子が形成され、アノード基板 6 0 0 6には蛍光体等の発光手段が備えられる。

力ソード基板 6 0 0 5から放出された電子ビームに十分な加速電圧を与えるために、ァノ一ド基板 6 0 0 6には高圧電源 7によりカフ一ド基板 6 0 0 5に対して数 k V〜数十 k Vの正電位が印加される。

このような状況下で、力ソード基板 6 0 0 5に形成された電子放出素子から制御された電子が放出され、アノード基板 6 0 0 6に形成された蛍光体を発光させる。

この場合の電子の流れは、本明細書でいう異常放電とは区別されるものである o

なお、ァノ一ド基板 6 0 0 6とカフ一ド基板 6 0 0 5は、通常真空に保持され、カソ一ド基板 6 0 0 5とァノ一ド基板 6 0 0 6の距離は、放出電子の平均自由工程よりも小さくなっている。

さて、このような状況を安定に実現するために、本実施形態に係る製造方法が適用される。

図 8 3を用いて、製造方法について説明する。

本実施形態による製造工程においては、ァノード基板或いはカフ一ド基板を製造する工程の所望の段階で、アノード基板或いは力ソード基板 6 0 0 1表面に電界を印加する工程を設ける。

ァノ一ド基板或いはカソード基板 6 0 0 1に予め電界を印加する目的としては、基板の耐圧を確認する事、及び基板の耐圧を上昇させること等である。

このため、本工程で基板の表面に印加する電界は、後に画像形成装置として使用する際に印加される電界と同程度か、あるいはそれよりも高いことが好ましい o

基板表面に印加される電界は、基板に対向して配置された電極 6 0 0 2， 6 0 0 3と基板 6 0 0 1間に印加される電圧（高圧電源 6 0 0 4の電圧）、基板 6 0 0 1 と電極 6 0 0 2 , 6 0 0 3間の距離等によって決定できる。

なお、電圧の印加は、直流的、パルス状等、どのようなものであっても良く、また、印加電圧を漸増させながら実施してもよい。

コンディショニング工程において、高いシ一ト抵抗値を有する電極を用いると、上述のように異常放電発生時に基板 6 0 0 1 と対向する電極間に蓄積された電荷が放電経路を流れるのを抑制する事ができる。

これにより、大規模なアーク放電に至らしめないか、或いは、その規模を著しく縮小した状態にする事が可能であり、二次的に生ずる異常放電をも防止することができる。即ち、コンディショユング工程において、基板 6 0 0 1上に生ずるダメージを大幅に緩和して基板 1の耐圧を上昇させることが可能となる。

製造工程中のどの工程でコンディショニング工程を行なうかは特に限定されるものではないが、例えば、放電の原因となりうる異物などが導入されうる工程の後に行なうことが考えられる。

上記のように、電極のシート抵抗が高いほど、本工程における放電電流が抑制できる。

しかしながら、異物によっては、コンディショニング工程において効果的に耐圧を上昇させる為には一定以上の放電電流を必要とすることもある。

このため、本工程において用いる電極のシート抵抗は、基板の構成や想定される異物の種類等によって適宜選択されるものであり、上述のように、シート抵抗値の異なる電極により行う異なる種類のコンディショニング工程、すなわち、第一のコンディショニング工程及び第二のコンディショニング工程を適宜選択して行う。

このように、本工程を実施する事により、異常放電の発生を抑制した画像形成装置の製造が可能となる。

さらに、本実施の形態によるコンディショニング工程を行なうことにより、本工程で発生しうるダメージを緩和でき、これにより歩留まり良く基板を製造することが可能となる。

一実施例一

以下、より具体的な実施例について説明する。

まず、上述の発明の実施の形態に基づいた製造工程を含む工程によって、カソード基板（電子源基板）を製造する場合について説明する。

なお、電子放出素子として、表面伝導型電子放出素子がマトリクス配置された電子源により構成されているカソード基板を製造した。

この電子源の形成されたカソ一ド基板の模式図を図 8 5に示す。

図 8 5中、 6 0 1 1は X方向配線、 6 0 1 2は y方向配線、 6 0 1 3は表面伝導型電子放出素子である。

本実施例においては、 y方向 7 2 0素子（n = 7 2 0 ) 、 x方向 2 4 0素子（

1 3 m = 2 4 0 ) からなるものを製造した。

尚、表面伝導型電子放出素子 6 0 1 3には、対向する素子電極が設けられており、また、この素子電極間には導電性薄膜が形成されている。

さらに、導電性薄膜には不図示の電子放出部が形成されている。

そして、コンディショニング工程においては、力ソード基板の電子放出部を形成する面がコンディショニング用電極と対向するように配置する。

また、力ソード基板上の配線は接地し、コンディショニング用電極は高圧電源と接続する。

なお、カソ一ド基板とコンディショニング用電極の距離は 2 mmとなるよう絶縁体で支持する。

以下、製造工程について、工程順に説明する。

(電極形成工程）

まず、力ソード基板上に素子電極をフォトリソグラフィ一により、 X方向配線、 y方向配線及びそれらの交差する場所に設けられた層間絶縁層（不図示）を印刷法により形成した。

(第 1 コンディショニング工程）

第 1コンディショニング工程では、シート抵抗が 1 0 ³ Ω Ζ口の電極を用いた高圧電源より正の高圧を電極に印加し、第 1 コンディショニング工程を開始する。

ここで、本実施例ではパルス幅 2 0 0 m s , 1 H zの矩形波を電極に印加、波高値は、 3 0 k Vまで 1 0 VZ秒のレートで昇圧した。

なお、本工程における異常放電を検知する目的で、フォトマルを用いて発光測定を同時に行なつたところ、本工程では 3回の異常放電を検知した。

(薄膜形成工程）

つづいて、素子電極間に導電性薄膜を B J法（バブルジエツト方式（インクジエツト方式の一種）によって行う方法）にて形成した。

(第 2コンディショニング工程）

第 2コンディショニング工程では、シート抵抗が 1 0 ⁵ Ω Ζ口の電極を用いた o

本工程では、第 l コンディショニング工程と同様の方法で電界の印加を行なつた。なお、本工程においては、 5回の異常放電が検知された。

(電子放出部形成工程）

さらに、上述した導電性薄膜に電子放出部を形成する工程を実施した。

(第 3コンディショニング工程）

第 3コンディショニング工程では、シート抵抗が 1 0 ⁷ Ω Ζ口の電極を用いた

0

本工程では、高圧電源より正の高圧を電極に印加した。

そして、本工程では直流電圧を 2 5 k Vまで、 1 0 V Z秒のレートで昇圧する事により実施した。

なお、本工程においては、異常放電は 1回検知された。

(第 4コンディショユング工程）

最後に第 4コンディショニング工程を行なった。

用いた電極のシート抵抗は数 Ω Ζ口であり、高圧電源より 2 0 k Vの直流電圧を印加し 3 0分問保持した。

なお、本工程では、異常放電は検知されなかった。

次に、上述の発明の実施の形態に基づいた製造工程を含む工程によって、ァノード基板を製造する場合について説明する。

図 8 6は、本実施例に係る製造工程によって製造されたアノード基板の構成を示す模式図であり、図 8 6 Aは平面図、図 8 6 Bは側面図である。

図中、 6 0 1 6は電子線を加速させるために必要な高圧を印加するための高圧取り出し部、 6 0 1 7はメタルバック、 6 0 1 8は蛍光体を示す。

コンディショニング工程においては、ァノード基板はメタルバック及び蛍光膜が形成された面が電極と対向するように配置する。

また、アノード基板は高圧取り出し部を接地し、コンディショニング用電極は高圧電源と接続する。

また、カフ一ド基板とコンディショニング用電極の距離は 2 m mとなるよう絶縁体で支持する。 (第 1 コンディショニング工程）

既に、蛍光膜が形成された（蛍光膜形成工程）アノード基板に対して、第 1 コンディショニング工程を行なう。

ここで、このコンディショニング工程においては、シート抵抗が 1 0 ^] Ω Ζ口の電極を用い、高圧電源より負の高圧を電極に印加し、第 1 コンディショニング工程を開始する。

本実施例では直流電圧を、 0 k Vから一 3 0 k Vまで— 1 0 VZ秒のレートで昇圧し、その後 1時間一 3 0 k Vで保持する事により実施した。

なお、本工程における異常放電を検知する目的で、フォトマルを用いて発光測定を同時に行なったところ、本工程では 1回の異常放電を検知した。

(第 2コンディショニング工程）

続いて、第 2コンディショニング工程を行なう。

本工程では、シート抵抗が数 Ω Ζ口の電極を用い、高圧電源より高圧を印加し、第 2コンディショニング工程を行なった。

本工程では一 2 O k V直流電圧 3 0分間保持する事により実施した。なお、本工程においては、異常放電は検知されなかった。

以上により作成したカソ一ド基板とァノ一ド基板を用いて、画像表示部を製造した。

図 8 7は本発明の実施の形態に係る製造方法によって製造された画像形成装置の概略構成図である。

図 8 7において、図 8 5及び図 8 6と同じ部位には、同じ記号を示してある。また、図中、 6 0 1 4は力ソード基板 1 0を支えるリアプレート、 6 0 1 8は蛍光体、 6 0 1 7はメタルバック、 6 0 1 9はァノード基板 6 0 1 5と力ソード基板 6 0 1 0を固定する支持枠である。

なお、カフ一ド基板とァノ一ド基板の距離は 2 m mである。

また、表面伝導型電子放出素子 6 0 1 3には対向する素子電極が設けられており、この素子電極間に 1 5 V程度の電圧を印加する事により、この電極間には素子電流 I ίが流れ、同時に電子放出が行われる。さて、上述のように、本発明の実施の形態に係る製造方法により製造した画像形成装置の特性を評価するために、以下の評価実験を行った。

まず、ァノードに 1 0 k Vの高電圧を印加し、カソ一ド基板 6 0 1 0の X方向配線 6 0 1 1、具体的には D o x l， D 0 X 2 , …， D o x (m— 1 )、 D o x m、及び、 y方向配線 6 0 1 2、具体的には D o y 1 , D o y 2 , …， D o y ( n - 1 ) , D o y nに接続された不図示のドライバ一ュニットを駆動する事により、画像を表示させ、画素欠陥の有無を調査した。

その結果、異常放電に関わると思われる画素欠陥は見付からず、即ち、コンディショニング工程でダメージを与えていないことが判明した。

続いてこの状態で、様々な画像を表示させながら、 3 0 0時間の耐久試験を行

7よつた

その結果、異常放電を一度も生ずる事はなく、良好な画像を保持していた。

-第 6の実施形態一

本発明を画像形成装置の製造に適用する具体的な実施形態について、以下に説明する。

図 8 8は、本実施形態の製造装置を用い、本実施形態の製造方法により製造される画像形成装置の主要構成を示す概略斜視図である。

図 8 8において、画像形成装置はァノード基板 7 0 0 1及びカフ一ド基板 7 0 0 2を備えて構成されており、カソ一ド基板 7 0 0 2は、図 8 9に示すように、電子源として用いられる表面伝導型の電子放出素子 7 0 1 5 (図中、円内に示す。）がマトリクス状（行列状）に多数配されて構成されている。アノード基板 7 0 0 1は、カラ一表示を行うための R , G , B用の蛍光体面 7 0 1 8、この蛍光体面 7 0 1 8を覆うアルミニウムを材料とした厚み 1 0 0 ( n m ) 程度のメタルバック面 7 0 1 9がガラス基体 7 0 1 7に埋設固定されて構成されている。

更に、 7 0 1 2は X方向配線、 7 0 1 3は y方向配線であり、 7 0 1 6はカソ ―ド基板 7 0 0 2を支えるリアプレート、 7 0 2 0はァノ一ド基板 7 0 0 1 と力ソ一ド基板 7 0 0 2を固定する支持枠である。

図 9 0は、表面伝導型の電子放出素子 7 0 1 5を示す模式図であり、図 9 O A が平面図、図 9 0 Bが断面図である。この電子放出素子 7 0 1 5は、カソ一ド基板 7 0 0 2上で隣接する一対の素子電極 7 0 2 1 , 7 0 2 2と、これら素子電極 7 0 2 1， 7 0 2 2に接続されて一部位に電子放出部 7 0 2 3を有する導電性薄膜 7 0 2 4とを有してなる素子である。電子放出部 7 0 2 3は、導電性薄膜 7 0 2 4の一部が、破壊、変形ないし変質され、高抵抗状態とされた部分である。また、電子放出部 7 0 2 3及びその周辺には、電子放出を制御するため、炭素あるいは炭素化合物を主成分とする堆積膜 7 0 2 5が形成されている場合がある。

この電子放出素子 7 0 1 5は、素子電極 7 0 2 1 , 7 0 2 2間に 7 0 1 5 ( V ) 程度の電圧を印加することにより当該素子電極 7 0 2 1 , 7 0 2 2間に素子電流 I ίを供給し、電子放出部 7 0 2 3から電子を放出させることができる。本実施形態は、上述した構成の画像形成装置を製造する過程において、カフ一ド基板 7 0 0 2を作製する際の工程を対象とする。

図 9 1及び図 9 2は、本実施形態の製造装置の主要構成を示す模式図である。なお、図 9 2では図 9 1 と同じ部位には同じ数字を記す。

図 9 1において、 7 0 0 1はアノード基板、 7 0 0 2は力ソード基板、 7 0 0 3は異常放電を検知する検知手段、 7 0 0 4はァノードとカソードを短絡させる切替スィッチ、 7 0 0 5は高圧電源、 7 0 0 6は切替スィッチ 7 0 0 4の短絡時の抵抗、 7 0 0 8は検知手段 7 0 0 3から切替スィッチ 7 0 0 4を制御するために送られる信号を各々示す。他方、図 8 9において、 7 0 0 7はァノ一ドと高圧電源の間の切替スィッチ、 7 0 0 9は検知手段 7 0 0 3から切替スィッチ 7 0 0 7を制御するために送られる信号である。

以下、図 9 1に示す製造装置の機能について説明する。この製造装置は、ァノ ―ドとカソ一ドの作る静電容量が大きい場合に特に好適なものである。

先ず、カソード基板 7 0 0 2に電子源となる電子放出素子 7 0 1 5を形成する工程の所望の段階で、真空中においてアノード基板 7 0 0 1 ' に力ソード基板 7 0 0 2と比較して正の高電位を印加するコンディショニングを実施する。なお、このアノード基板 7 0 0 は、このコンディショニングを実施するために使用するものであり、画像を形成するためのァノード基板 7 0 0 1 とは異なるものとアノード基板 7 0 0 としては、上記のように画像形成用の基板である必要はない。このとき、例えばアノードに印加する電位を漸増させながら実施する。この場合に、所望の電位に到達する前に異常放電が生じた場合に、検知手段 7 0 0 3により異常放電を検知し、続いて信号 7 0 0 8を発生させて切替スィッチ 7 0 0 4を閉開する。

検知手段 7 0 0 3及び信号 7 0 0 8は、例えば、ァノ一ドの電位をモニターし、或るしきい値よりも大きな電位変化が見られた場合に切替スィツチ 7 0 0 4の開閉動作を行う信号を出すものなどが挙げられる。この信号 7 0 0 8は、異常放電が検知されたと同時に、一定時間だけ切替スィッチ 7 0 0 4を閉にした後に、再度開にする信号であることが好ましい。この切替スィッチ 7 0 0 4を一定時間閉にする時間は、使用する高圧電源 7 0 0 5の特性を考慮して選択することが好ましい。このような高圧電源 7 0 0 5は、通常の、出力の安定性を向上させる目的でインダクタンスとキャパシタンスなどが組み合わされて使用されているものが好適である。

更に言及すれば、異常放電時に、事実上高圧電源からの電荷の供給を無視しうる状態にできるものであればよく、異常放電の瞬間に高圧電源の出力電圧がほとんど低下しない安定化直流電源が良いことになる。即ち、先に述べた切替スイツチ 7 0 0 4を一定時間閉にする時間は、ァノード基板 7 0 0 Γ の電位を正規の電位に回復する過程において、高圧電源の出力電圧がほとんど低下しない時間で選ばれることになる。上述の制御を行いつつ、アノードの電位が所望の値になるまで実施し、コンディショニングの工程を終了する。

次に、図 9 2に示す製造装置の機能について説明する。図 9 2では、アノード基板 7 0 0 Γ と高圧電源の間に切替スィッチ 7 0 0 7が設けられ、検知手段 7 0 0 3からの信号 7 0 0 9により切替スィツチ 7 0 0 7が制御される。この図 9 2の製造装置は、二次的に生ずる異常放電が支配的にダメージを与える場合に好適でめる。

前述と同様に、真空中でァノ一ド基板に高電位を印加するコンディショニングを実施する。このとき、異常放電が検知されたと同時に、切替スィツチ 7 0 0 7 を開にする。これにより、高圧電源に負荷を与えることなく、任意の時間だけァノードと高圧電源を電気的に切断することが可能となる。この状態からァノ一ドと高圧電源を電気的に接続する場合には、切替スィッチ 7 0 0 7を開にした後に切替スィッチ 7 0 0 7を閉にすればよい。上述の制御を行いつつ、アノードの電位が所望の値になるまで実施し、コンディショニングの工程を終了する。

次に、当該製造装置の動作原理について述べる。画像形成装置として機能させるためには、通常、アノード基板 7 0 0 1には蛍光対等の発光手段を備えた基板が用いられ、これに十分な加速電圧を電子ビームに与えるために、数（k V ) 〜数十（k V ) の高い正電位が印加される。このような状況下で、力ソード基板 7 0 0 2に形成された電子放出素子から制御された電子が放出され、アノード基板 7 0 0 1に形成された蛍光体面 7 0 1 8を発光させる。この場合の電子の流れは、本実施形態でいう異常放電とは区別されるものである。なお、アノード基板 7 0 0 1 とカソード基板 7 0 0 2は、通常真空に保持され、ァノード基板 7 0 0 1 と力ソード基板 7 0 0 2の距離は、放出電子の平均自由工程よりも小さくなつている。

さて、このような状況を安定に実現するために、本発明は適用される。即ち、本発明は、上述の画像を形成する前に、アノードに、力ソード基板 7 0 0 2に対して数（k V ) 〜数十（k V ) の高い正電位を印加するコンディショニングのェ程を、下記のように実施する。

図 9 1に示す構成において、まず力ソード基板 7 0 0 2に対して、アノード基板 7 0 0 1に高い正電位、具体的には数（k V ) 〜数十（k V ) 程度を印加する。この電位は、画像形成時に印加する値と同程度か、あるいはそれよりも高い電位が選ばれる。このとき、カフ一ド基板 7 0 0 2とァノード基板 7 0 0 1の間の空間は真空雰囲気に保たれている。なお、このような電位の印加は、直流的、パルス状等、どのようなものであっても良い。また、印加電位を漸増させながら実施してもよい。

異常放電の開始を特定するには、例えば、アノード基板 7 0 0 1 ' に近接して設けられた電位計により、ァノード電位の変化を測定することなどにより可能である。この場合、或るしきい値よりも大きな電位変化が見られた場合に切替スィツチ 7 0 0 4の閉開動作を行う信号を出すものが挙げられる。その外にも、異常放電に関わる発光現象を観察する方法などがある。

次に異常放電が生じた場合の制御を述べる。異常放電が生じ、アノード基板 7 0 0 1 ' とカフ一ド基板 7 0 0 2間の真空を介した空間に電流が流れ始めた瞬間に、切替スィツチ 7 0 0 4を閉じてァノードに蓄えられていた電荷を切替スィッチ 7 0 0 4を介して部分的に開放する。この場合、異常放電を観測し、切替スィツチ 7 0 0 4を閉じるのに要する時間が十分に短ければ、ァノード基板 7 0 0 1 ' と力ソード基板 7 0 0 2の真空を介した空間に流れる電流を部分的に遮断、或いは小さく絞ることが可能であり、結果的に、力ソード基板 7 0 0 2上に本来生ずるはずのダメージを大幅に緩和できることになる。尚、切替スィッチ 7 0 0 4 の短絡時の抵抗 7 0 0 6は、切替スィツチ 7 0 0 4を保護する目的で使用される力、可能な限り小さい値であることが好ましい。

続いて、切替スィツチ 7 0 0 4を再び開ける。このとき、ァノード基板 7 0 0 1 ' と力ソード基板 7 0 0 2の真空を介した空間に電流が流れていなければ、高圧電源 7 0 0 5から流れ込む電流が、ァノードの電位を再度規定の値にまで復活させる充電電流として流れることになる。

以上は、図 9 1における構成の場合であるが、図 9 2の構成では、制御の仕方が異なる。異常放電が生じ、アノード基板 7 0 0 Γ と力ソード基板 7 0 0 2の真空を介した空間に電流が流れ始めた瞬間に、切替スィッチ 7 0 0 7を開いて、アノード基板 7 0 0 Γ と高圧電源 7 0 0 5を電気的に切断する。これにより、アノード基板 7 0 0 1 ' に蓄積されていた電荷は放電時の電流として開放されるものの、切替スィッチ 7 0 0 7を開く動作が入ることにより、任意の時間ァノ一ド基板 7 0 0 Γ の電位を力ソード基板 7 0 0 2に近づけた状態で保持できる。この保持する時間を十分にとることにより、二次的に生ずる放電をより確実に防止することが可能となる。また、アノード基板 7 0 0 じと高圧電源 5が電気的に切断されるので、高圧電源 7 0 0 5に大きな負荷を与える心配も無い。

上述の 2つの方法に関して、組み合わせて実施することも有効である。この場合には、先に生ずる異常放電に関わり、真空を介して空間に流れる電流を絞ることが可能であり、二次的に生ずる異常放電をも防止することができる。

以上の説明からわかるように、本実施形態により、力ソード基板 7 0 0 2上に本来生ずるはずのダメージを大幅に緩和してコンディショニングを実施することが可能となる。また、コンディショニングを実施することにより、異常放電の発生を抑制した画像形成装置の製造が可能となる。

一実施例一

以下、実施例に基づいて本実施形態を更に具体的に説明する。

(実施例 1 )

図 9 1に模式的に示したァノ一ド基板 7 0 0 Γ 、カソ一ド基板 7 0 0 2、異常放電の検知手段 7 0 0 3、ァノードとカフ一ドを短絡させるスィツチ 7 0 0 4 、高圧電源 7 0 0 5、抵抗 7 0 0 6を配置してコンディショニングを実施した。なお、 7 0 0 8は制御信号を示している。異常放電検知手段 7 0 0 3及び制御信号 7 0 0 8は、アノード基板 7 0 0 Γ の近くに設けられた電位計及び電位の低下が 2 0 (V) 以上観測された場合にパルス幅 1 0 (//秒）のトリガーシグナルを切替スィッチ 7 0 0 4に送るシステムにより構成されており、制御回数を調べるためにカウン夕一も具備している。また、切替スィツチ 7 0 0 4には高圧用の半導体スィッチを、高圧電源 7 0 0 5には直流高圧電源を使用し、抵抗 7 0 0 6 は 1 0 0 Ωとした。また、本実施例においては、表面伝導型の電子放出素子 7 0 1 5が y方向に 7 2 0個（n= 7 2 0) 、 x方向に 2 4 0個（m = 2 4 0) からなるものを使用した。

本実施例において製造する画像形成装置は、カフ一ド基板 7 0 0 2と画像形成用のァノ一ド基板 7 0 0 1の距離が 2 (mm) であり、画像形成時にァノ一ドに印加する最大電圧は 1 0 (kV) である。従って、コンディショニングの条件は、力ソード基板 7 0 0 2とアノード基板 7 0 0 1 ' の距離を 2 (mm) とし、コンデイショニング用のアノード電極 7 0 0 に印加する最大電位を 1 5 (k V ) とした。以下に、本製造工程を順に説明する。

1 ) 図 8 9に模式的に示される力ソード基板 2を陰極として、コンディショニング用のァノード電極 7 0 0 Γ を用いて図 9 1に示すように配置させた。なお、このコンディショニング用のァノ一ド基板 7 0 0 Γ は、カソ一ド基板 7 0 0 2と対向して配置させたときに、カソ一ド基板 7 0 0 2上の導電性部分と少なくとも重なる部分を有する電極形状のものである。このアノード基板 7 0 0 Γ は、コンディショニングを行なうためのものであり、画像形成用のアノード基板 7 0 0 1 とは異なるものである。また、力ソード基板 7 0 0 2を陰極とするために、カソ一ド基板 7 0 0 2上に形成された X方向配線 7 0 1 2及び y方向配線 7 0 1 3を接地した。ァノード基板 7 0 0 Γ とカフ一ド基板 7 0 0 2の間には、不図示の絶縁性ブロックが挿入されており、アノード基板 7 0 0 1 ' と力ソード基板 7 0 0 2の間隔は 2 (mm ) に保持されている。また、ァノード基板 7 0 0 1 ' と力ソード基板 7 0 0 2及び絶縁性ブロックなどは、真空容器内に配置されている（不図示）。

2 ) 上述の真空容器内を排気する。これによりアノード基板 7 0 0 1 ' とカフ一ド基板 7 0 0 2の間は真空状態となる。

3 ) 真空容器内の圧力が 1 X I 0—³ ( P a ) よりも低くなつたところで、高圧電源 7 0 0 5よりァノード基板 7 0 0 1 ' に高圧を印加し、コンディショニングを開始する。本実施例では直流電圧を 5 ( k V) から 1 5 ( k V) まで、 1 0 ( VZ秒）のレートで昇圧し、その後 1 0分間、 1 5 ( k V ) で保持することにより実施した。なお、昇圧しながら、異常放電の検知手段 7 0 0 3により、異常放電の有無を常時測定し、異常放電を検知した場合には、制御信号 7 0 0 8を介して切替スィッチ 7 0 0 4を制御した。本実施例においては、 7回の異常放電を検知し、それに対応して 7回の制御が行われた。

4 ) 上述のコンディショニングの終了後、真空容器内を大気圧に戻し、カソ一ド基板 7 0 0 2については、電子源を完成させるための工程を実施し、最終的には図 8 8に示す画像表示部を製造した。

さて、上述のように、本発明の製造方法により製造した画像形成装置の特性を評価するために、以下の評価実験を行った。

先ず、アノードに 1 0 ( k V) の高電圧を印加し、カフ一ド基板 7 0 0 2の X 方向配線 7 0 1 2、具体的には Doxl，Dox2,••••DoxOn- l)，Doxm及び、 y方向配線 7 0 1 3、具体的には Doyl，Doy2， l) , Doynに接続された不図示のドラィバーユニットを駆動することにより、画像を表示させ、画素欠陥の有無を調査した。その結果、異常放電に関わると思われる画素欠陥は見付からず、即ち、コンディショニングの工程でダメージを与えていないことが判明した。続いてこの状態で、様々な画像を表示させながら、 3 0 0時間の耐久試験を行つた。その結果、異常放電を一度も生ずることはなく、良好な画像を保持していた。このことから、本発明の画像形成装置の製造方法により製造される画像形成装置が、異常放電の抑制に有効であることが示された。

(実施例 2 )

実施例 1のコンディショニングの工程を、図 8 8に模式的に示す画像表示装置の組み立て完了後に実施した。なお、コンディショニング時には、力ソード基板 7 0 0 2とァノ一ド基板 7 0 0 Γ の間を真空の状態にしている。

本実施例 2においては、検知手段 7 0 0 3を光検知手段とし、異常放電の有無を検知して切替スィツチ 7 0 0 4を閉開した以外は、実施例 1 と同様の条件でコンディショニングを行った。

光検知は、力ソード基板 7 0 0 2から駆動に関わらずに放出された電子が、蛍光体に照射することにより発する光を検知するものである。そこで、異常放電に関わるシグナルを検知したときに、切替スィッチ 7 0 0 4を閉じて 1 0 (〃秒）後に再度切替スィッチ 7 0 0 4を開くようにした。実施例 1 と同様に、 5 ( k V ) から 1 5 ( k V) まで、 1 0 ( VZ秒）のレートで昇圧し、その後 1 0分間 1 5 ( k V) で保持する条件でコンディショニングを実施したところ、 1 1回の異常放電を検知し、それに対応して 1 1回の制御が行われた。その後、必要な工程を経て、また、不図示のドライバーユニット等を接続して、画像形成が可能な装置として完成させた。

そして、実施例 1 と同様に、アノード基板 7 0 0 Γ に 1 0 ( k V ) の高電圧を印加して評価を行ったところ、異常放電に関わると思われる画素欠陥は見付からず、即ち、コンディショニングの工程でダメージを与えていないことが判明した。続いてこの状態で、様々な画像を表示させながら、 3 0 0時間の耐久試験を行った。その結果、異常放電を一度も生ずることはなく、良好な画像を保持していた。このことから、本発明の画像形成装置の製造方法により製造される画像形成装置が、異常放電の抑制に有効であることが示された。

(実施例 3 )

図 9 2に模式的に示したァノ一ド基板 7 0 0 Γ 、カソ一ド基板 7 0 0 2、異常放電の検知手段 7 0 0 3、高圧電源 7 0 0 4、アノードと高圧電源の間の切替スィッチ 7 0 0 7を配置してコンディショニングを実施した。なお、 7 0 0 9は制御信号を示している。検知手段 7 0 0 3は実施例 2と同様に光検知手段とし、異常放電の有無を検知して、異常放電が検知された場合にパルス幅 5秒のトリガ —シグナルをスィツチ 7 0 0 7に送るシステムにより構成されている。また制御回数を調べるためにカウンターも具備している。なお、切替スィッチ 7 0 0 7には真空スィッチを、高圧電源 7 0 0 5には直流高圧電源を使用した。

本実施例においては、制御信号としてパルス幅 5秒のトリガーシグナルを切替スィツチ 7 0 0 7に送るため、異常放電時にはアノード基板 7 0 0 1 ' と高圧電源 7 0 0 5は電気的に 5秒間程度切断されることになる。カフ一ド基板 7 0 0 2 には、実施例 1 と同様に、電子放出素子として表面伝導型の電子放出素子 7 0 1 5がマトリクス配置された電子源により構成されているものを使用した。但し、本実施例では、電子放出素子 7 0 1 5が y方向に 2 4 0個（n = 2 4 0 ) 、 x方向に 8 0個（m = 8 0 ) 設けられたものを使用した。なお、本実施例においても、実施例 1 と同様に、導電性薄膜を形成した後に実施した。

本実施例において製造する画像形成装置は、力ソード基板 7 0 0 2と画像形成用のアノード基板 7 0 0 1 ' の距離が 2 . 5 (mm ) であり、画像形成時にァノ —ド電極に印加する最大電圧は 1 2 ( k V ) である。従って、コンディショニングの条件は、カソ一ド基板 7 0 0 2とァノード基板 7 0 0 Γ の距離を 2 . 5 ( mm ) 、コンディショニング用のアノード電極に印加する最大電位を 1 8 ( k V ) とした。以下に、製造工程を順に説明する。

1 ) 図 8 9に模式的に示される力ソード基板 7 0 0 2を陰極として、コンディショニング用のァノード電極 7 0 0 Γ を用いて図 9 2に示すように配置させた。なお、このコンディショニング用のァノ一ド基板 7 0 0 1 ' は、カソード基板 7 0 0 2と対向して配置させたときに、力ソード基板 7 0 0 2上の導電性部分と少なくとも重なる部分を有する電極形状のものである。また、力ソード基板 7 0 0 2を陰極とするために、カフ一ド基板 7 0 0 2上に形成された X方向配線 7 0 1 2及び y方向配線 7 0 1 3を接地した。ァノ一ド基板 7 0 0 Γ と力ソード基板 7 0 0 2の間には、不図示の絶縁性ブロックが揷入されており、アノード基板 7 0 0 Γ とカソード基板 7 0 0 2の間隔は 2 (m m ) に保持されている。また、ァノード基板 7 0 0 Γ とカフ一ド基板 7 0 0 2及び絶縁性プロックなどは、真空容器内に配置されている（不図示）。

2 ) 上述の真空容器内を排気する。これによりアノード基板 7 0 0 Γ とカフード基板 7 0 0 2の間は真空状態となる。

3 ) 真空容器内の圧力が 1 X I 0—³ ( P a ) よりも低くなつたところで、高圧電源 7 0 0 5よりァノード基板 7 0 0 に高圧を印加し、コンディショニングを開始する。本実施例では直流電圧を 6 ( k V ) から 1 8 ( k V ) まで、 1 0 ( VZ秒）のレートで昇圧し、その後 1 0分間、 1 8 ( k V ) で保持することにより実施した。なお、昇圧しながら、検知手段 7 0 0 3により、異常放電の有無を常時測定し、異常放電を検知した場合には、制御信号 7 0 0 9を介してスィッチ 7 0 0 7を制御した。このとき、上述したように約 5秒間ァノード基板 7 0 0 1

' と高圧電源 7 0 0 5が電気的に切断されるので、本実施例においては異常放電を検知した場合には、上記の制御に加えて高圧電源 7 0 0 5の昇圧を停止して異常放電検知前の電圧を約 5秒間保持する制御も行つた。

ここで、ァノード基板 7 0 0 Γ と高圧電源 7 0 0 2の電気的に切断される時間を約 5秒間としたのは、二次的に生ずる異常放電を効果的に防止するためであり、本条件でコンディショニングを実施したところ、本実施例においては、 1 9 回の異常放電を検知し、それに対応して 1 9回の制御が行われた。また、この異常放電は最も短い間隔でも 2 9秒間離れて生じており、本実施例においては二次的に生ずる異常放電が効果的に防止されたものと考えられる。その理由として、異常放電を検知してから、約 5秒間ァノード基板 7 0 0 1 ' と高圧電源 7 0 0 5 を電気的に切断したために、局所的にアノード基板 7 0 0 1 ' と力ソード基板 7 0 0 2の真空度が悪化したとしても或程度回復させられるためではないかと考えられる。

4 ) 上記のコンディショニングの終了後、真空容器内を大気圧に戻し、カソ一ド基板 7 0 0 2については、電子源を完成させるための工程を実施し、最終的には図 8 8に模式的に示す画像表示装置を製造した。

先ず、ァノ一ドに 1 2 ( k V ) の高電圧を印加し、カソ一ド基板 7 0 0 2の X 方向配線 7 0 1 2、具体的には Doxl，Dox2,••••DoxOn- l ) , Doxm及び、 y方向配線 7 0 1 3、具体的には Doyl，Doy2, * · · ·0ογ(η- . Doynに接続された不図示のドラィバーュニットを駆動することにより、画像を表示させ、画素欠陥の有無を調査した。その結果、異常放電に関わると思われる画素欠陥は見付からず、即ち、コンディショニングの工程でダメージを与えていないことが判明した。続いてこの状態で、様々な画像を表示させながら、 3 0 0時間の耐久試験を行った。その結果、異常放電を一度も生ずることはなく、良好な画像を保持していた。このことから、本発明の画像形成装置の製造方法により製造される画像形成装置が、異常放電の抑制に有効であることが示された。

なお、上述の実施例 1〜3においては、コンディショニング時の異常放電を抑制する手段として、アノードの電位を力ソードの電位に近づける、或いは、ァノ一ドと高圧電源を電気的に切断する場合の、いずれかを実施した場合についてのベたが、組み合わせて使用してもまったく問題はない。また、異常放電観測手段についても、これらに限られるものではない。

以上、表面伝導型放出素子を例に挙げて説明したが、本願発明を適用できる電子線装置、画像表示装置としては、表面伝導型放出素子を用いるものに限るものではない。例えば、スピント型として知られる電界放出素子がある。一対の電極として、ェミッタコーンと呼ばれるエミッ夕電極と、開口部を有するゲート電極とを有しており、該開口部内にェミッタが位置しており、ェミッタとゲートの間に電圧を印可することにより電子を放出するものである。特に、ェミッタとして鋭利な端部を持つものとし、この端部から電子を放出するものが知られている。このような電界放出型素子を用いる電子線装置においても本願発明に好適に適用し得る。

具体的には、配線を形成した後、ェミッタ及び Z又はゲート電極の開口部を形成する前に、これまで述べてきた各実施形態及びこれらの各実施例で行つたように、コンディショニングを行えば良い。産業上の利用可能性

本発明によれば、電子源基板に電界印加工程を施すことにより、電子源内の突起等、画像形成装置に代表される電子線装置を構成して駆動した際の放電現象を引き起こす要因が除去されており、よって、長期間画像表示を行っても表示画像に欠落画素の発生がない、表示特性に優れた画像形成装置が実現する。

また、本発明によれば、コンディショニング工程において、電極と電子源基板とが形成するコンデンサに蓄えられるェネルギ一を導電性薄膜を破壊するェネルギ一以下に制限することにより、本工程における放電時に電子源基板で消費されるエネルギーを制限でき、導電性薄膜の破壊を抑制することができる。

特に、大面積な電子源基板の製造において、電子源基板上の素子の破壊なく本工程を実施することができる。

さらに、電子源基板製造時に、どの工程においてもコンディショニングを行えるため効率よく電子源の基板を製造できる。

さらに本発明によれば、シート抵抗値がそれぞれ異なる電極を用いて行う複数種類のコンテイショニング工程を設けることによって、製造工程中や製品化後の使用時において異常放電の発生を抑制可能とし、信頼性が向上する。

Claims

請求の範囲

1 . 基板上に、電子を放出する電子放出部と、前記電子放出部を電気的に接続してなる配線を備えた電子線装置の製造方法であって、

前記基板上に前記配線を形成する配線形成工程と、

前記基板上に前記電子放出部を形成する電子放出部形成工程とを備え、前記配線形成工程の完了後、且つ前記電子放出部形成工程の完了前に、前記配線が形成された前記基板に対して所定の電界を印加する電界印加工程を備えることを特徴とする電子線装置の製造方法。

2 . 前記電界は、その電界強度が 1 k VZm m以上であることを特徴とする請求の範囲 1に記載の電子線装置の製造方法。

3 . 前記電界印加工程は、前記基板に存する部分であり、前記電子放出部形成ェ程を含む当該電界印加工程後の諸工程の際に、又は前記電子線装置が使用に供される際において放電の生じ易い当該部分に前記電界の印加により放電を生ぜしめ、当該部分を放電の生じ難い形状に変化させる工程であることを特徴とする請求の範囲 1に記載の電子線装置の製造方法。

4 . 前記電子放出部形成工程は、前記各電子放出部に対応して前記配線により異なる電位が与えられる一対の電極を形成する電極形成工程を含み、

前記電極形成工程を行なう前に前記電界印加工程を行なうことを特徴とする請求の範囲 1に記載の電子線装置の製造方法。

5 . 前記一対の電極は、表面伝導型電子放出素子を構成する一対の電極であることを特徵とする請求の範囲 4に記載の電子線装置の製造方法。

6 . 前記電極形成工程は、前記基板上に導電性薄膜を形成する薄膜形成工程を含み、形成された前記導電性薄膜に間隙を生ぜしめ、前記間隙の両側に存する前記導電性薄膜で前記一対の電極を構成する工程であることを特徴とする請求の範囲 5に記載の電子線装置の製造方法。

7 . 前記薄膜形成工程を行なう前に前記電界印加工程を行なうことを特徴とする請求の範囲 6に記載の電子線装置の製造方法。

8 . 前記薄膜形成工程の完了後、前記前記導電性薄膜に間隙を生ぜしめる前に前記電界印加工程を行なうことを特徴とする請求の範囲 6に記載の電子線装置の製造方法。

9 . 前記一対の電極は、電界放出型電子放出素子のェミッタとゲートであることを特徴とする請求の範囲 4に記載の電子線装置の製造方法。

1 0 . 前記電界放出型電子放出素子は、端部から電子を放出する前記ェミッタと、前記端部との間に電界を生ぜしめる前記ゲ一トとから構成されることを特徴とする請求の範囲 9に記載の電子線装置の製造方法。

1 1 . 前記ェミッタを形成する前に前記電界印加工程を行なうことを特徴とする請求の範囲 9又は 1 0に記載の電子線装置の製造方法。

1 2 . 前記ゲートを形成する前に前記電界印加工程を行なうことを特徴とする請求の範囲 1 1に記載の電子線装置の製造方法。

1 3 . 前記基板は、その一主面に前記配線により複数の前記電子放出部を梯子状又はマトリクス状に接続してなるものであることを特徴とする請求の範囲 1 2に記載の電子線装置の製造方法。

1 4 . 前記電界印加工程において、前記基板の前記配線を有する面に対向して電極を設け、前記電極と前記基板上の配線間に電圧を印加することにより前記電界を印加することを特徴とする請求の範囲 1 3に記載の電子線装置の製造方法。

1 5 . 前記電極と前記配線間に与える電圧を前記電界印加工程中に変化させることを特徴とする請求の範囲 1 3に記載の電子線装置の製造方法。

1 6 . 前記電極と前記基板間の距離を前記電界印加工程中に変化させることを特徵とする請求の範囲 1 3に記載の電子線装置の製造方法。

1 7 . 前記電極と当該電極に電圧を印加する前記電源との間に電流制限抵抗を接続することを特徴とする請求の範囲 1 3に記載の電子線装置の製造方法。

1 8 . 前記電界印加工程を真空雰囲気下で行なうことを特徴とする請求の範囲 1 3に記載の電子線装置の製造方法。

1 9 . 基板上に形成された一対の素子電極と、前記素子電極のそれぞれに電気的に接続された導電性薄膜と、前記導電性薄膜の一部に形成された電子放出部とを有する電子源素子を複数個、同一基板上に形成し、配線にて前記各電子源素子の素子電極をそれぞれ梯子状或いはマトリクス状に接続してなる電子源と、前記基板の前記電子源と対向するように配置される画像形成部材とを備えた画像形成装置の製造方法であつて、

前記配線を形成する工程の完了後、且つ前記電子放出部を形成する工程の完了前に、前記配線が形成された前記基板に対して所定の電界を印加する電界印加工程を備えることを特徴とする画像形成装置の製造方法。

2 0 . 情報信号により前記各電子源素子から放出される電子線を制御する制御電極と組み合わせることを特徴とする請求の範囲 1 9に記載の画像形成装置の製造方法。

2 1 . 前記電界印加工程を、前記電界を印加するための電極と前記基板とを対向配置して前記電極と前記配線間に電圧を印加し、前記電極と前記基板とが形成するコンデンサに蓄えられるエネルギーが、前記導電性薄膜を破壊するエネルギー以下で行われることを特徴とする請求の範囲 1に記載の電子線装置の製造方法。

2 2 . 複数の表面伝導型電子放出素子を備えた電子線装置の製造方法であって、基板上に複数対の素子電極を形成する工程と、

絶縁層を介して積層された複数本の行方向配線および複数本の列方向配線を前記複数対の素子電極のそれぞれの電極と結線して行列状に共通配線を形成するェ程と、

各対の素子電極間に導電性薄膜を形成する工程と、

各対の素子電極間の前記導電性薄膜に通電処理により電子放出部を形成するフォ一ミング工程と、

前記共通配線を有する面に電界を印加するための電極と該基板を対向配置し、前記電極と前記共通配線間に電圧を印加することにより該電界の印加を行うコンディショニング工程とを有し、

前記コンディショニング工程は、前記電極と前記基板とが形成するコンデンサに蓄えられるエネルギーが、該導電性薄膜を破壊するエネルギー以下で行われることを特徴とする電子線装置の製造方法。

2 3 . 前記電極と前記基板の対向する面積を S、前記電極と前記基板の距離を H c、

前記電極と前記共通配線間に印加する電圧を V c、

真空の誘電率を £、

前記導電性薄膜が破壊されるエネルギーを E t hとすると、

e x S x V c ² / 2 H c < E t h - ( 1 )

の条件下で前記コンディショニング工程を行うことを特徴とする請求の範囲 2 2 に記載の電子線装置の製造方法。

2 4 . 前記コンディショニング工程において、前記電界を印加するための電極を複数個用いることを特徴とする請求の範囲 2 2に記載の電子線装置の製造方法。

2 5 . 前記コンディショニング工程において、前記電極と前記基板の相対位置を変化させることを特徴とする請求の範囲 2 2に記載の電子線装置の製造方法。

2 6 . 複数の表面伝導型電子放出素子が形成された基板と、前記基板の前記表面伝導型電子放出素子と対向するように配置される画像形成部材とを備えた画像形成装置の製造方法であって、

前記基板上に複数対の素子電極を形成する工程と、

各対の素子電極間に導電性薄膜を形成する工程と、

各対の素子電極間の前記導電性薄膜に通電処理により電子放出部を形成するフォ ―ミング工程と、

前記コンディショニング工程は、前記電極と前記基板とが形成するコンデンサに蓄えられるエネルギーが、該導電性薄膜を破壊するエネルギー以下で行われることを特徴とする画像形成装置の製造方法。

2 7 . 電子ビームを発生する電子ビーム源を有する第 1のプレートを備えた電子線装置の製造方法であって、

前記第 1のプレートと、当該第 1のプレートと対向する電極との間に電圧を印加する工程を有しており、前記工程においては、前記第 1のプレートと前記第 1 のプレートと対向する電極との間に、前駆電流が流れる電圧を印加することを特徴とする電子線装置の形成方法。

2 8 . 前記電圧は、前記前駆電流が流れる状態を維持できる電圧であることを特徴とする請求の範囲 2 7に記載の電子線装置の形成方法。

2 9 . 導電性膜からなる電子ビームを発生する電子ビーム源を有する第 1のプレ一トを備えた電子線装置の製造方法であって、

前記第 1のプレートと、当該第 1のプレートと対向する電極との間に電圧を印加する工程を有しており、前記工程においては、前記導電性膜への影響が許容できる電圧を印加することを特徴とする電子線装置の形成方法。

3 0 . 電子ビーム源を形成したリアブレートと、電子ビームの照射により発光する蛍光体を形成したフェースプレートとを備えた画像形成装置の製造方法であつて、

前記リアプレートと前記フュースプレー卜とを含む真空容器を形成する前に、電極が形成された基板に高電圧を印加する工程を有することを特徴とする画像形成装置の製造方法。

3 1 . 高電圧を印加する工程を、電子ビーム源完成前の前記電極が形成されたリアブレ一ト用基板に対して行うことを特徴とする請求の範囲 3 0に記載の画像形成装置の製造方法。

3 2 . 高電圧を印加する工程を、真空中で行うことを特徴とする請求の範囲 3 0 に記載の画像形成装置の製造方法。

3 3 . 高電圧を印加する工程を、気体中で行うことを特徴とする請求の範囲 3 0 に記載の画像形成装置の製造方法。

3 4 . 前記電極が形成された前記基板は、対向する電極付きダミーフェースプレ一トとの間に高電圧を印加されるものであることを特徴とする請求の範囲 3 0に記載の画像形成装置の製造方法。

3 5 . 前記電極が形成された前記基板は、電子放出素子への給電用配線を有し、その配線を一方の電極として、ダミーフエ一スプレートをもう一方の電極として高電圧を印加することを特徴とする請求の範囲 3 0に記載の画像形成幸置の製造方法。

3 6 . 前記電極が形成された前記基板は、複数の電子放出素子をマトリクス配線するための給電用の複数の行方向配線と複数の列方向配線を有し、行方向配線と列方向配線全てを共通とし、それを一方の電極、ダミーフェースプレートをもう一方の電極として高電圧を印加することを特徴とする請求の範囲 3 0に記載の画像形成装置の製造方法。

3 7 . 前記高電圧は、低圧から徐々に昇圧してゆく直流であることを特徴とする請求の範囲 3 0に記載の画像形成装置の製造方法。

3 8 . 前記高電圧は、低圧から徐々に昇圧してゆく交流であることを特徴とする請求の範囲 3 0に記載の画像形成装置の製造方法。

3 9 . 前記高電圧は、低圧から徐々に昇圧してゆくパルス電圧であることを特徴とする請求の範囲 3 0に記載の画像形成装置の製造方法。

4 0 . 前記電子ビーム源は、冷陰極素子であることを特徴とする請求の範囲 3 0 に記載の画像形成装置の製造方法。

4 1 . 前記電子ビーム源は、表面伝導型放出素子であることを特徴とする請求の範囲 3 0に記載の画像形成装置の製造方法。

4 2 . 電子ビーム源を合むリアプレートと、電子ビームの照射により発光する蛍光体を形成したフヱースプレートと、前記リアブレ一トとフヱ一スプレートの間に配置される構造支持体とを備えた画像形成装置の製造方法であって、

前記フエ一スプレートと前記リアブレートと前記構造支持体とでパネルを組み立てた後に、前記フヱースプレートと前記リアブレートの間に高電圧を印加する工程と、

前記高電圧を印加する工程後に行う電子源を形成する工程とを有することを特徵とする画像形成装置の製造方法。

4 3 . 前記高電圧を印加する工程を真空中で行うことを特徴とする請求の範囲 4 2に記載の画像形成装置の製造方法。

4 4 . 前記高電圧を印加する工程を、画像形成装置内に気体を導入して行うことを特徴とする請求の範囲 4 2に記載の画像形成装置の製造方法。

画像形成装置の製造方法。

4 5 . 前記電子ビーム源は、複数の配線によって結線された複数の電子放出素子を有し、前記高電圧を印加する工程で、前記複数の配線を共通に接地し、前記フエースプレー卜に前記高電圧を印加することを特徴とする請求の範囲 4 2に記載の画像形成装置の製造方法。

4 6 . 前記構造支持体は、矩形形状を有し、その長手方向が前記複数の配線と平行になるように前記電子ビーム源とフヱースプレートとの間に配置されていることを特徴とする請求の範囲 4 5に記載の画像形成装置の製造方法。

4 7 . 前記電子源は、複数の行方向配線と複数の列方向配線とでマトリクス配線された複数の電子放出素子を有し、前記高電圧を印加する工程で、前記複数の行方向配線と前記複数の列方向配線を共通に接地し、前記フ一スプレートに前記高電圧を印加することを特徴とする請求の範囲 4 2に記載の画像形成装置の製造方法。

4 8 . 前記構造支持体は、その長手方向が前記複数の行方向配線又は前記複数の列方向配線のいずれか一方と平行になるように、前記電子ビーム源と前記フエ一スプレートとの間に配置されていることを特徵とする請求の範囲 4 7に記載の画像形成装置の製造方法。

4 9 . 前記高電圧は、ピーク値が低圧から徐々に昇圧していく交流であることを特徴とする請求の範囲 4 2に記載の画像形成装置の製造方法。

5 0 . 前記高電圧は、ピーク値が低圧から徐々に昇圧していくパルス電圧であることを特徴とする請求の範囲 4 2に記載の画像形成装置の製造方法。

5 1 . 前記高電圧は、低圧から徐々に昇圧していく単調増加電圧であることを特徴とする請求の範囲 4 2に記載の画像形成装置の製造方法。

5 2 . 前記電子ビーム源は、冷陰極素子であることを特徴とする請求の範囲 4 2 に記載の画像形成装置の製造方法。

5 3 . 前記電子ビーム源は、表面伝導型電子放出素子であることを特徴とする請求の範囲 4 2に記載の画像形成装置の製造方法。

5 4 . 前記電子源を形成する工程は、通電フォーミング工程を含むことことを特徵とする請求の範囲 5 3に記載の画像形成装置の製造方法。

5 5 . 前記電子源を形成する工程は、通電活性化工程を含むことを特徴とする請求の範囲 5 3に記載の画像形成装置の製造方法。

5 6 . 電子ビームを発生する電子ビーム源を有する第 1のプレートと、前記第 1 のプレートに対向する電極とを備える電子線装置の製造方法であって、

前記第 1のプレートと、前記電極との間に電圧を印加する第 1の工程と、前記第 1の工程の後に行う前記電子ビーム源を形成する工程とを有することを特徴とする電子線装置の製造方法。

5 7 . 前記第 1の工程の後に行う前記電子ビーム源を形成する工程は、導電性膜に通電することにより該導電性膜に高抵抗部を形成する工程であることを特徴とする請求の範囲 5 6に記載の電子線装置の製造方法。

5 8 . 前記第 1の工程の後に行う前記電子ビーム源を形成する工程は、電子放出部、電子放出部の近傍又は前記電子放出部及び前記電子放出部の近傍に堆積物を堆積させる工程であることを特徴とする請求の範囲 5 6に記載の電子線装置の製造方法。

5 9 . 前記第 1の工程は、前記第 1のプレートに配線が形成された後に行われることを特徴とする請求の範囲 5 6に記載の電子線装置の製造方法。

6 0 . 前記第 1の工程は、電子放出部が形成される導電性薄膜の形成の後に行われることを特徴とする請求の範囲 5 6に記載の電子線装置の製造方法。

6 1 . 前記第 1のプレートと前記電極との間に電圧を印加することによって、前記第 1のプレートと前記電極との間に電流が流れることを特徴とする請求の範囲

5 6に記載の電子線装置の製造方法。

6 2 . 前記電流は、前記第 1のプレートと、前記電極との間で生じる放電により流れるものであることを特徴とする請求の範囲 6 1に記載の電子線装置の製造方法。

6 3 . 画像形成装置を構成する電子源の製造工程の中で、前記電子源を構成する電子源基板と対向する位置に電極を配置させて、該電極と電子源基板間に高電圧を印加するコンディショニング工程を有する画像形成装置の製造方法であつて、前記電極のシート抵抗値がそれぞれ異なる複数種類のコンディショニング工程を設けることを特徴とする画像形成装置の製造方法。

6 4 . 前記電子源基板側を陰極として、前記電極との間に高電圧を印加することを特徵とする請求の範囲 6 3に記載の画像形成装置の製造方法。

6 5 . 前記電子源基板上に素子電極を形成する電極形成工程と、

前記電極形成工程の後に行う第 1コンディショニング工程と、

前記第 1コンディショニング工程の後に、前記素子電極間に導電性薄膜を形成する薄膜形成工程と、

前記薄膜形成工程の後に、前記第 1コンディショニング工程の際よりも大きなシ一ト抵抗値である電極によって行う第 2コンディショニング工程と、

前記第 2コンディショニング工程の後に、前記導電性薄膜に電子放出部を形成する電子放出部形成工程と、

前記電子放出部形成工程の後に、前記第 2コンディショニング工程の際よりも大きなシ一ト抵抗値である電極によって行う第 3コンディショニング工程と、前記第 3コンディショニング工程の後に、前記第 1コンディショニング工程の際よりも小さなシート抵抗値である電極によって行う第 4コンディショニングェ程とを設けることを特徴とする請求の範囲 6 3に記載の画像形成装置の製造方法 σ

6 6 . 画像形成装置を構成するアノードの製造工程の中で、前記アノードを構成するアノード基板と対向する位置に電極を配置させて、前記電極とアノード基板間に高電圧を印加するコンディショニング工程を有する画像形成装置の製造方法であって、

前記電極のシート抵抗値がそれぞれ異なる複数種類のコンディショニング工程を設けることを特徴とする画像形成装置の製造方法。

6 7 . 前記アノード基板側を陽極として、前記電極との間に高電圧を印加することを特徴とする請求の範囲 6 6に記載の画像形成装置の製造方法。

6 8 . 前記アノード基板上に、電子が衝突されることによって発光する蛍光膜を形成する蛍光膜形成工程と、

前記蛍光膜形成工程の後に行う第 1 コンディショニング工程と、前記第 1 コンディショニング工程の後に、該第 1 コンディショニング工程の際よりも小さなシ一ト抵抗値である電極によって行う第 2コンディショニング工程とを設けることを特徴とする請求の範囲 6 6に記載の画像形成装置の製造方法。

6 9 . 基板と電極間に形成する電界強度がそれぞれ異なるコンディショニングェ程を有することを特徴とする請求の範囲 6 3に記載の画像形成装置の製造方法。

7 0 . 前記電極に印加する電圧値が、あるいは基板と電極間の距離のうち少なくとも一方を変えることで、電界強度をそれぞれ異ならせることを特徴とする請求の範囲 6 9に記載の画像形成装置の製造方法。

7 1 . 電子源が設けられてなる力ソード基板と、当該力ソード基板と対向して配置された画像形成用のァノード基板とを有する平板型の画像形成装置の製造方法であって、

前記力ソード基板の作製中に、前記力ソード基板を陰極として、これと対向して配置された陽極に高電圧を印加し、前記高電圧印加により発生した異常放電を検知することにより、前記異常放電を抑制することを特徴とする画像形成装置の製造方法。

7 2 . 電子源が設けられてなる力ソード基板と、当該力ソード基板と対向して配置された画像形成用のァノード基板とを有する平板型の画像形成装置の製造方法であって、

前記力ソード基板の作製中に、前記力ソード基板を陰極として、これと対向して配置された陽極に高電圧を印加し、前記高電圧印加により発生した異常放電を検知して、前記陽極の電位を前記陰極の電位に近づけることにより、前記異常放電を抑制することを特徵とする画像形成装置の製造方法。

7 3 . 異常放電を検知することにより、前記陽極と当該陽極に接続された高圧電源とを電気的に切断することを特徴とする請求の範囲 7 1に記載の画像形成装置の製造方法。

7 4 . 前記力ソード基板は、前記電子源として複数の表面伝導型の電子放出素子が行列状に配されたものであることを特徴とする請求の範囲 7 1に記載の画像形

6 2 成装置の製造方法。

7 5 . 電子源が設けられてなる力ソード基板と、当該力ソード基板と対向して配置された画像形成用のァノード基板とを有する平板型の画像形成装置の製造装置であって、

陽極と、

前記陽極と接続された高圧電源と、

前記高圧電源の高電圧印加により、前記陽極とこれに対向するように配される陰極との間に発生した異常放電を検知する検知手段とを備え、

前記カフ一ド基板の作製中に、前記陰極として配された前記力ソード基板と前記陽極との間に前記高圧電源により高電圧を印加し、発生した異常放電を前記検知手段により検知して、前記異常放電を抑制することを特徴とする画像形成装置の製造装置。

7 6 . 電子源が設けられてなる力ソード基板と、当該力ソード基板と対向して配置された画像形成用のァノード基板とを有する平板型の画像形成装置の製造装置において、

陽極と、

前記陽極と接続された高圧電源と、

前記カソ一ド基板の作製中に、前記陰極として配された前記カソード基板と前記陽極との間に前記高圧電源により高電圧を印加し、発生した異常放電を前記検知手段により検知して前記陽極の電位を前記陰極の電位に近づけることにより、前記異常放電を抑制することを特徴とする画像形成装置の製造装置。

7 7 . 前記検知手段による異常放電の検知に基づいて、前記陽極と当該陽極に接続された前記高圧電源とを電気的に切断する手段を備えることを特徴とする請求の範囲 7 5又は 7 6に記載の画像形成装置の製造装置。

7 8 . 前記力ソード基板は、前記電子源として複数の表面伝導型の電子放出素子が行列状に配されたものであることを特徴とする請求の範囲 7 5に記載の画像形成装置の製造装置。

7 9 . 請求の範囲 1〜1 8、 2 1〜2 5、 2 7〜2 9、 5 6 - 6 2のいずれか 1 項に記載の製造方法により製造されたことを特徴とする電子線装置。

8 0 . 請求の範囲 1 9、 2 0、 2 6、 3 0〜5 5、 6 3 - 7 4のいずれか 1項に記載の製造方法により製造されたことを特徴とする画像形成装置。

8 1 . 基板上に、複数の電子放出素子及び当該電子放出素子に接続された配線とを有してなる電子源一前記電子放出素子は前記基板上に配置された対向する一対の電極、当該電極に接続し、当該電極の間の領域に第 1の亀裂を有する導電性腺、当該第 1の亀裂内及び前記導電性膜の当該第 1の亀裂を含む領域上に配置され、前記第 1の亀裂内に当該第 1の亀裂よりも狭い第 2の亀裂を有する炭素を主成分とする堆積物を有してなる一の製造方法であって、以下の各工程よりなる：前記基板上に前記配線及び前記電極を形成する工程；

前記導電性膜を形成する工程；

前記導電性膜に、前記第 1の亀裂を形成する工程（フォーミング工程）；前記炭素を主成分とする堆積物を形成する工程（活性化工程）、当該工程は前記フォーミング工程より後に行われる；及び

少なくとも前記配線と前記電極が形成された前記基板の、前記電子放出素子が形成される表面に略垂直方向に電界を印加する工程（コンディショニング工程）

；ここで、前記フォーミング工程よりも先に前記コンディショニング工程が実行されることを特徵とする電子源の製造方法。

8 2 . 前記コンディショニング工程は、コンディショニング用電極を前記基板の前記電極と前記配線の形成された面に間隔を置いて対向させ、当該コンディショ二ング用電極と、前記基板との間に電圧を印加することによりなされることを特徵とする請求の範囲 8 1に記載の電子源の製造方法。

8 3 . 前記基板上に前記配線及び前記電極を形成する工程の後に、前記コンディショニング工程が行われ、更にその後に、前記導電性膜を形成する工程が行われることを特徵とする請求の範囲 8 2に記載の電子源の製造方法。

8 4 . 前記コンディショニング工程は、前記基板上に前記配線及び前記電極を形成する工程の後、前記導電性膜形成工程よりも前に行われる第 1 のコンディショニング工程と、前記導電性膜形成工程の後、前記フォーミング工程よりも前に行われる第 2のコンディショニング工程よりなり、

ここで、第 1及び第 2のコンディショニング工程を行う際の前記コンディショニング用電極のシート抵抗値を、それぞれ R l , R 2とした時、この値が R 1 く R 2を満たすことを特徴とする請求の範囲 8 2に記載の電子源の製造方法。

8 5 . 前記フォーミング工程の後、前記活性化工程の前に、前記コンディショニング用電極を前記基板の前記電極と前記配線の形成された面に間隔を置いて対向させて、前記コンディショニング用電極と、前記基板の間に電圧を印加することにより、前記基板の電子放出素子が形成される表面に、略垂直の方向に電界を印加する第 3のコンディショニング工程を有し、

前記コンディショニング用電極のシート抵抗値 R 3が R 2 < R 3を満たすことを特徴とする請求の範囲 8 4に記載の電子源の製造方法。

8 6 . 前記活性化工程の後に、コンディショニング用電極を前記基板の前記電極と前記配線の形成された面に間隔を置いて対向させて、当該コンディショニング用電極と、前記基板の間に電圧を印加することにより、前記基板の電子放出素子が形成される表面に、略垂直の方向に電界を印加する第 4のコンディショニング工程を有し、

前記コンディショニング用電極のシート抵抗値 R 4が R 4 < R 1を満たすことを特徴とする請求の範囲 8 5に記載の電子源の製造方法。

8 7 . 前記コンディショニング工程は、前記コンディショニング用電極と前記基板との間の放電の前駆現象を監視し、当該前駆現象が検出された場合に、前記コンディショニング用電極の電位を、前記基板の電位に近づける制御を行いながら実行されることを特徴とする請求の範囲 8 2に記載の電子源の製造方法。

8 8 . 前記コンディショニング工程は、前記コンディショニング用電極と前記基板との間に電圧供給手段を接続し、且つ、前記コンディショニング用電極と前記基板との間の放電の前駆現象を監視し、当該前駆現象が検出された場合に、前記コンディショニング用電極と前記電圧印加手段との接続を切断する制御を行いながら実行されることを特徴とする請求の範囲 8 2に記載の電子源の製造方法。

8 9 . 前記コンディショニング工程は、前記コンディショニング用電極の前記基板に対向する面積が前記基板の前記電子放出素子を有する表面の面積よりも小さぃコンディショニング用電極を用い、前記コンディショニング用電極と前記基板との間隔を所定の値に保ちながら、前記コンディショニング用電極を、前記基板の上を移動させて実行されることを特徴とする請求の範囲 8 2に記載の電子源の製造方法。

9 0 . 前記コンディショニング工程は、前記コンディショニング用電極の前記基板との間隔を変化させながら実行されることを特徴とする請求の範囲 8 2に記載の電子源の製造方法。

9 1 . 基板上に、複数の電子放出素子及び当該電子放出素子に接続された配線とを有してなる電子源と、当該電子源から放出された電子ビームの照射により画像を形成する画像形成部材とを有し、気密容器内に前記電子源及び前記画像形成部材を対向した配置してなる画像形成装置一前記電子放出素子は前記基板上に配置された対向する一対の電極であり、当該電極に接続し、当該電極間の領域に第 1 の亀裂を有する導電性膜と、前記第 1の亀裂内及び前記導電性膜の当該第 1の亀裂を含む領域上に配置され、前記第 1の亀裂内に当該第 1の亀裂よりも狭い第 2 の亀裂を有する炭素を主成分とする堆積物とを有してなる一の製造方法であつて、以下の工程よりなる：

前記基板上に前記配線、及び前記電極を形成する工程；

前記導電性膜を形成する工程；

前記導電性膜に、前記第 1の亀裂を形成する工程（フォーミング工程）；前記炭素を主成分とする堆積物を形成する工程（活性化工程）、ここで、当該工程は前記フォーミング工程より後に行われる；

；及び前記電子源及び前記画像形成装置とを内包させて前記気密容器を組み立てる工程；

ここで、前記コンディショニング工程は、前記気密容器を組み立てる工程より後、かつ前記フォーミング工程よりも先に実行され、前記画像形成用部材と前記基板との間に電圧を印加することによりなされることを特徴とする画像形成装置の製造方法。

9 2 . 前記コンディショニング工程は、前記画像形成部材と前記基板との間の放電の前駆現象を監視し、当該前駆現象が検出された場合に、前記画像形成部材の電位を前記基板の電位に近づける制御を行いながら実行されることを特徴とする請求の範囲 9 1に記載の画像形成装置の製造方法。

9 3 . 前記コンディショニング工程は、前記画像形成部材と前記基板との間に電圧供給手段を接続し、且つ、前記画像形成部材と前記基板との間の放電の前駆現象を監視し、当該前駆現象が検出された場合に、前記画像形成部材と前記電圧印加手段との接続を切断する制御を行いながら実行されることを特徴とする請求の範囲 9 1に記載の画像形成装置の製造方法。

9 4 . 請求の範囲 8 9に記載の電子源の製造方法を実行する製造装置であって、前記コンディショニング用電極の、前記基板に対向する面積が、前記基板の前記電子放出素子を有する表面の面積よりも小さく、前記コンディショニング用電極と前記基板との間隔を所定の値に保ちながら、前記コンディショニング用電極を移動させる移動手段を有することを特徴とする電子源の製造装置。

9 5 . 請求の範囲 9 0に記載の電子源の製造方法を実行する製造装置であって、前記コンディショニング用電極の、前記基板との間隔を、前記コンディショニング工程中に制御する間隔制御手段を有することを特徴とする電子源の製造装置 o

9 6 . 請求の範囲 8 7に記載の電子源の製造方法を実行する製造装置であって、前記コンディショニング用電極と前記基板との間の放電の前駆現象を監視する監視手段と、

前記監視手段が前記前駆現象を検知したことを示す信号に基づいて、前記コンディショニング用電極の電位を前記基板の電位に近づける電位変化手段とを有することを特徴とする電子源の製造装置。

9 7 . 前記電位変化手段は、前記コンディショニング電極と前記基板との間を短絡する回路を開閉するスィツチよりなることを特徴とする請求の範囲 9 6に記載の電子源の製造装置。

9 8 . 請求の範囲 9 2に記載の画像形成装置の製造方法を実行する製造装置であつて、

前記画像形成部材と前記基板との間の放電の前駆現象を監視する監視手段と、前記監視手段が前記前駆現象を検知したことを示す信号に基づいて、前記画像形成部材の電位を前記基板の電位に近づける電位変化手段とを有することを特徴とする画像形成装置の製造装置。

9 9 . 前記電位変化手段は、前記画像形成部材と前記基板との間を短絡する回路を開閉するスィツチよりなることを特徴とする請求の範囲 9 7に記載の画像形成

1 0 0 . 請求の範囲 8 8に記載の電子源の製造方法を実行する製造装置であって前記コンディショニング用電極と前記基板の間の放電の前駆現象を監視する監視手段と、

前記監視手段が前記前駆現象を検知したことを示す信号に基づいて、前記コンディショニング用電極と前記電圧印加装置との電気的接続を切断する接続切断手段とを有することを特徴とする電子源の製造装置。

1 0 1 . 請求の範囲 9 3に記載の画像形成装置の製造方法を実行する製造装置であつ、

前記画像形成部材と前記基板の間の放電の前駆現象を監視する監視手段と、前記監視手段が前記前駆現象を検知したことを示す信号に基づいて、前記画像形成部材と前記電圧印加装置との電気的接続を切断する接続切断手段を有することを特徴とする画像形成装置の製造装置。