JPH1154027A

JPH1154027A - 電子源及び画像形成装置の製造方法

Info

Publication number: JPH1154027A
Application number: JP21030597A
Authority: JP
Inventors: Michiyo Nishimura; 三千代西村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-08-05
Filing date: 1997-08-05
Publication date: 1999-02-26
Anticipated expiration: 2017-08-05
Also published as: JP3372835B2

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の電子放出素子を有する電子源における
各素子の均一性を高める。【解決手段】一対の電極間に電子放出部を有する導電
性膜を備える電子放出素子７４を複数形成してなる電子
源７１の製造方法において、通電により導電性膜の一部
に高抵抗の部位よりなる電子放出部を形成する際に、電
子放出部の形成を促進するガスを一部の電子放出素子に
選択的に接触させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子を複
数個配置してなる電子源、該電子源を用いて構成した表
示装置や露光装置等の画像形成装置の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子放出素子には大別して熱電子
放出素子と冷陰極電子放出素子の２種類が知られてい
る。冷陰極電子放出素子には電界放出型（以下、「ＦＥ
型」と称す。）、金属／絶縁層／金属型（以下、「ＭＩ
Ｍ型」と称す。）や表面伝導型電子放出素子等が有る。

【０００３】ＦＥ型の例としては、Ｗ．Ｐ．Ｄｙｋｅ
ａｎｄＷ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ，“ＦｉｅｌｄＥｍ
ｉｓｓｉｏｎ”，ＡｄｖａｎｃｅｉｎＥｌｅｃｔ
ｒｏｎＰｈｙｓｉｃｓ，８，８９（１９５６）ある
いはＣ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ， “Ｐｈｙｓｉｃａｌ
Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｆｉ
ｅｌｄｅｍｉｓｓｉｏｎｃａｔｈｏｄｅｓｗｉｔ
ｈｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４７，５２４８（１９７６）
等に開示されたものが知られている。

【０００４】ＭＩＭ型の例としては、Ｃ．Ａ．Ｍｅａ
ｄ， “ＯｐｅｒａｔｉｏｎｏｆＴｕｎｎｅｌ−Ｅｍ
ｉｓｓｉｏｎＤｅｖｉｃｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．
Ｐｈｙｓ．，３２，６４６（１９６１）等に開示され
たものが知られている。

【０００５】表面伝導型電子放出素子の例としては、
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，ＲａｄｉｏＥｎｇ．
ＥｌｅｃｔｒｏｎＰｈｙｓ．，１０，１２９０（１
９６５）等に開示されたものがある。

【０００６】表面伝導型電子放出素子は、絶縁性基板上
に形成された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流す
ことにより、電子放出が生ずる現象を利用するものであ
る。この表面伝導型電子放出素子としては、前記エリン
ソン等によるＳｎＯ₂ 薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によ
るもの［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ：“ＴｈｉｎＳｏｌｉｄ
Ｆｉｌｍｓ”，９，３１７（１９７２）］、Ｉｎ₂
Ｏ₃ ／ＳｎＯ₂ 薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ
ａｎｄＣ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：“ＩＥＥＥＴ
ｒａｎｓ．ＥＤＣｏｎｆ．”，５１９（１９７
５）］、カーボン薄膜によるもの［荒木久他：真空、
第２６巻、第１号、２２頁（１９８３）］等が報告され
ている。

【０００７】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な例として、前述のＭ．ハートウェルの素子構成を図１
７に模式的に示す。同図において１は基板である。４は
導電性膜で、Ｈ型形状のパターンに形成された金属酸化
物薄膜等からなり、後述の通電フォーミングと呼ばれる
通電処理により電子放出部５が形成される。尚、図中の
素子電極間隔Ｌは、０．５〜１ｍｍ、Ｗ’は、０．１ｍ
ｍで設定されている。

【０００８】これらの表面伝導型電子放出素子において
は、電子放出を行う前に導電性膜４を予め通電フォーミ
ングと呼ばれる通電処理によって電子放出部５を形成す
るのが一般的である。即ち、通電フォーミングとは、前
記導電性膜４の両端に電圧を印加通電し、導電性膜４を
局所的に破壊、変形もしくは変質させて構造を変化さ
せ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部５を形成する処
理である。尚、電子放出部５では導電性膜４の一部に亀
裂が発生しており、その亀裂付近から電子放出が行われ
る。

【０００９】表面伝導型電子放出素子としては、前述の
Ｍ．ハートウェルの素子の他、本出願人による、例えば
特開平７−２３５２５５号公報の中に絶縁性基板上に導
電体からなる対向する一対の素子電極を形成し、これら
の電極とは別に両電極を連絡する導電性膜を形成し、通
電フォーミングにより電子放出部を形成した構成の素子
が報告されている。通電フォーミングの方法としては、
パルス電圧を印加し、このパルスの波高値を漸増させる
方法が適用できることが上記出願の明細書中に報告され
ている。

【００１０】その他にも通電フォーミングの方法に関し
て、良好な電子放出部を形成するための様々な提案がな
されている。

【００１１】上述の表面伝導型電子放出素子は、構造が
単純であることから、大面積に亙って多数素子を配列形
成できる利点がある。そこで、この特徴を活かすための
種々の応用が研究されている。例えば、荷電ビーム源、
表示装置等の画像形成装置への利用が挙げられる。

【００１２】従来、多数の表面伝導型電子放出素子を配
列形成した例としては、並列に表面伝導型電子放出素子
を配列し、個々の表面伝導型電子放出素子の両端（両素
子電極）を配線（共通配線とも呼ぶ）にて夫々結線した
行を多数行配列（梯子型配置とも呼ぶ）した電子源が挙
げられる（例えば、特開昭６４−３１３３２号公報、特
開平１−２８３７４９号公報、同２−２５７５５２号公
報）。

【００１３】また、特に表示装置においては、液晶を用
いた表示装置と同様の平板型表示装置とすることが可能
で、しかもバックライトが不要な自発光型の表示装置と
して、表面伝導型電子放出素子を多数配置した電子源
と、この電子源からの電子線の照射により可視光を発光
する蛍光体とを組み合わせた表示装置が提案されている
（アメリカ特許第５０６６８８３号明細書）。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記表示装置に用いら
れるような、複数の表面伝導型電子放出素子を有する電
子源を製造する場合には、各電子放出素子の電子放出特
性の均一性が要求される。

【００１５】しかしながら、通電フォーミングにおいて
形成される電子放出部の均一性をさらに高めることは困
難であった。

【００１６】複数の電子放出素子における均一性の悪化
の要因の一つとして、配線抵抗による電圧降下の問題が
ある。

【００１７】すなわち、素子を駆動する電力に比べ、フ
ォーミングにかかる電力は比較的に大きく、そのために
一つの配線に接続された素子を同時にフォーミング処理
する場合には、配線を流れる電流が大きくなり、配線の
有する電気抵抗により電圧降下が起こる。複数の素子が
マトリクス状に並んでいる場合、フォーミング工程で電
子放出部形成のために素子にかかる実効的な電圧は、例
えば一本の配線の両側から電流を供給する場合、その配
線の中央の素子と端部の素子で異なることになる。

【００１８】一方、フォーミング処理の完了した素子で
は流れる電流量が激減するため、一つの配線に接続され
た複数の素子に対するフォーミング処理が進むにつれ、
フォーミング処理途中の各素子にかかる電圧が回復す
る。この電圧降下と回復の特性を考慮に入れたうえでタ
イミングよくフォーミング処理を行わないと、素子毎の
フォーミング電圧が異なり、電子放出特性の違いが無視
できなくなる。

【００１９】また、通常、従来のフォーミング処理は、
真空若しくは、一旦真空に排気したのちに特定の雰囲気
に制御された雰囲気で行われる。

【００２０】これを画像表示装置に適用する場合、表示
装置組み立て前にフォーミング処理するためには、大型
の真空排気装置が必要であり、そのための電気的な接続
をとるための構成及び手順は煩雑で、コスト高の原因に
なっていた。

【００２１】一方、表示装置組み立て後にパネル構造に
してフォーミング処理する方法をとれば、フォーミング
処理のための真空装置がいらず、コストの節約ができ
る。しかし、フォーミング工程での歩留まりが悪い場合
には、フォーミング処理に失敗したパネル全体を廃棄し
なければならず、かえってコスト高になる。

【００２２】本発明は、上述した解決すべき技術的課題
を解決し、複数の電子放出素子を有する電子源における
各素子の均一性を高めることを目的とする。また、本発
明は、複数の電子放出素子を有する電子源を用いた画像
形成装置における輝度の均一性を高め、表示品位の向上
を図ることを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべく
成された本発明の構成は、以下の通りである。

【００２４】すなわち、本発明の第１は、基体上に対向
する一対の素子電極と、該素子電極に接続され、電子放
出部を有する導電性膜を有してなる電子放出素子を、複
数形成してなる電子源の製造方法であって、上記導電性
膜を形成した後、上記一対の素子電極間に電圧を印加す
ることにより該導電性膜に電流を流してその一部に高抵
抗の部位よりなる電子放出部を形成する、フォーミング
工程を有する、電子源の製造方法において、上記フォー
ミング工程が、上記複数の電子放出素子を複数のブロッ
クに分け、上記高抵抗の部位の形成を促進するガスを上
記電子放出素子のブロックから選択されたブロックに接
触させながら該ブロックに属する上記電子放出素子の各
素子電極間に電圧を印加して上記高抵抗の部位よりなる
電子放出部を形成する処理を、繰り返してすべての電子
放出素子に電子放出部を形成することを特徴とする、電
子源の製造方法である。

【００２５】本発明の第２は、基体上に対向する一対の
素子電極と、該素子電極に接続され、電子放出部を有す
る導電性膜を有してなる電子放出素子を、複数形成して
なる電子源の製造方法であって、上記導電性膜を形成し
た後、上記一対の素子電極間に電圧を印加することによ
り該導電性膜に電流を流してその一部に高抵抗の部位よ
りなる電子放出部を形成する、フォーミング工程を有す
る、電子源の製造方法において、上記フォーミング工程
が、上記複数の電子放出素子を複数のブロックに分け、
上記高抵抗の部位の形成を促進するガスを上記電子放出
素子のブロックから選択されたブロックに接触させ、次
いで、該ブロックに属する上記電子放出素子の各素子電
極間に電圧を印加して上記高抵抗の部位よりなる電子放
出部を形成する処理を、繰り返してすべての電子放出素
子に電子放出部を形成することを特徴とする、電子源の
製造方法である。

【００２６】本発明の第１及び本発明の第２の製造方法
は、さらにその特徴として、「前記フォーミング工程が
大気圧のもとで行われる」こと、「前記導電性膜として
金属酸化物を主成分とする膜を形成した後、前記高抵抗
の部位の形成を促進するガスとして不活性ガスもしくは
還元性ガスを用いる」こと、「前記高抵抗の部位の形成
を促進するガスとしてＨ₂ ガスを用いる」こと、「前記
高抵抗の部位の形成を促進するガスを接触させる電子放
出素子以外の素子に、高抵抗の部位の形成を抑制するガ
スを接触させて通電フォーミングを行う」こと、「前記
複数の電子放出素子が、マトリクス状に配線されてい
る」こと、「前記複数の電子放出素子が、梯子状に配線
されている」こと、「前記電子放出素子が表面伝導型電
子放出素子である」こと、をも含む。

【００２７】また本発明の第３は、基体上に複数の電子
放出素子が配列された電子源と、該電子源から放出され
る電子線の照射により画像を形成する画像形成部材を具
備する画像形成装置の製造方法において、該電子源を上
記本発明の第１又は第２の方法で製造することを特徴と
する画像形成装置の製造方法に関する。

【００２８】本発明の電子源の製造方法によれば、フォ
ーミング工程における、高抵抗の部位よりなる電子放出
部形成に要する電力を低下させることができ、前述の電
圧降下の影響を小さく抑えることができる。このため、
良好な特性を有し且つ特性の揃った多数の電子放出素子
を同一基板上に形成することが可能となる。

【００２９】また、本発明の画像形成装置の製造方法に
よれば、輝度が均一で表示品位に優れた画像形成装置を
形成できる。また、フォーミングのための真空容器を必
要とせず、フォーミング後にその良否を確認してから電
子源を真空容器内に封入することができ、大面積の画像
形成装置の製造におけるコストを低減できる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
を説明する。

【００３１】本発明を適用する電子源及び画像形成装置
を構成する電子放出素子は、先述したような冷陰極型の
電子放出素子であり、それらの中でも表面伝導型の電子
放出素子が好適である。このため、以下、表面伝導型電
子放出素子を例に説明する。

【００３２】本発明を適用する電子源及び画像形成装置
を構成す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。先ず、平面型
の電子放出素子について説明する。

【００３３】図１は、本発明を適用可能な平面型の電子
放出素子の一構成例を示す模式図であり、図１（ａ）は
平面図、図１（ｂ）は縦断面図である。図１において、
１は基板、２と３は電極（素子電極）、４は導電性膜、
５は電子放出部である。

【００３４】基板１としては、石英ガラス、Ｎａ等の不
純物含有量を減少させたガラス、青板ガラス、青板ガラ
スにスパッタ法等によりＳｉＯ₂ を積層した積層体、ア
ルミナ等のセラミックス及びＳｉ基板等を用いることが
できる。

【００３５】対向する素子電極２，３の材料としては、
一般的な導体材料を用いることができ、例えばＮｉ、Ｃ
ｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等
の金属或は合金及びＰｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ₂ 、Ｐｄ
−Ａｇ等の金属或は金属酸化物とガラス等から構成され
る印刷導体、Ｉｎ₂ Ｏ₃ −ＳｎＯ₂ 等の透明導電体及び
ポリシリコン等の半導体導体材料等から適宜選択され
る。

【００３６】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から数
百μｍの範囲とすることができ、より好ましくは、素子
電極間に印加する電圧等を考慮して数μｍから数十μｍ
の範囲とすることができる。素子電極長さＷは、電極の
抵抗値、電子放出特性を考慮して、数μｍから数百μｍ
の範囲とすることができる。素子電極２，３の膜厚ｄ
は、数十ｎｍから数μｍの範囲とすることができる。

【００３７】尚、図１に示した構成とは別に、基板１上
に、導電性膜４、素子電極２，３の順に形成した構成と
することもできる。

【００３８】導電性膜４を構成する材料は、例えばＰ
ｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃ
ｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、Ｐｄ
Ｏ、ＳｎＯ₂ 、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 、ＰｂＯ、Ｓｂ₂ Ｏ₃ 等の酸
化物等の中から適宜選択される。

【００３９】導電性膜４には、良好な電子放出特性を得
るために、微粒子で構成された微粒子膜を用いるのが好
ましい。その膜厚は、素子電極２，３へのステップカバ
レージ、素子電極２，３間の抵抗値及び後述するフォー
ミング条件等を考慮して適宜設定されるが、通常は、数
Å〜数百ｎｍの範囲とするのが好ましく、より好ましく
は１ｎｍ〜５０ｎｍの範囲とするのが良い。その抵抗値
は、Ｒ_s が１０² Ω／□から１０⁷ Ω／□の値であるの
が好ましい。なお、Ｒ_s は、幅がｗで長さがｌの薄膜の
長さ方向に測定した抵抗Ｒを、Ｒ＝Ｒ_s （ｌ／ｗ）と置
いたときに現れる値である。

【００４０】ここで述べる微粒子膜とは、複数の微粒子
が集合した膜であり、その微細構造は、微粒子が個々に
分散配置した状態のみならず、微粒子が互いに隣接、あ
るいは重なり合った状態（いくつかの微粒子が集合し、
全体として島状構造を形成している場合も含む）をとっ
ている。微粒子の粒径は、数Å〜数百ｎｍの範囲、好ま
しくは、１ｎｍ〜２０ｎｍの範囲である。

【００４１】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。

【００４２】小さな粒子を「微粒子」と呼び、これより
も小さなものを「超微粒子」と呼ぶ。「超微粒子」より
もさらに小さく、原子の数が数百個程度以下のものを
「クラスター」と呼ぶことは広く行われている。

【００４３】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。

【００４４】例えば、「実験物理学講座１４表面・微
粒子」（木下是雄編、共立出版１９８６年９月１日発
行）では、「本稿で微粒子と言うときにはその直径がだ
いたい２〜３μｍ程度から１０ｎｍ程度までとし、特に
超微粒子というときは粒径が１０ｎｍ程度から２〜３ｎ
ｍ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けっして厳密なものではな
く、だいたいの目安である。粒子を構成する原子の数が
２個から数十〜数百個程度の場合はクラスターと呼
ぶ。」（１９５ページ２２〜２６行目）と記述されて
いる。

【００４５】付言すると、新技術開発事業団の“林・超
微粒子プロジェクト”での「超微粒子」の定義は、粒径
の下限はさらに小さく、次のようなものであった。

【００４６】「創造科学技術推進制度の“超微粒子プロ
ジェクト”（１９８１〜１９８６）では、粒子の大きさ
（径）がおよそ１〜１００ｎｍの範囲のものを“超微粒
子”（ｕｌｔｒａｆｉｎｅｐａｒｔｉｃｌｅ）と呼
ぶことにした。すると１個の超微粒子はおよそ１００〜
１０⁸ 個くらいの原子の集合体という事になる。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」林主税、上田良二、田崎明
編；三田出版１９８８年２ページ１〜４行目）／
「超微粒子よりさらに小さいもの、すなわち原子が数個
〜数百個で構成される１個の粒子は、ふつうクラスター
と呼ばれる」（同書２ページ１２〜１３行目）。

【００４７】上記のような一般的な呼び方をふまえて、
本明細書において「微粒子」とは多数の原子・分子の集
合体で、粒径の下限は数Å〜１ｎｍ程度、上限は数μｍ
程度のものを指すこととする。

【００４８】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、数
Å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、炭素あるいは炭素化合物を有する場合もある。

【００４９】次に、垂直型の表面伝導型電子放出素子に
ついて説明する。

【００５０】図２は、本発明に適用し得る垂直型の電子
放出素子の一構成例を示す模式図であり、図１に示した
部位と同じ部位には図１に付した符号と同一の符号を付
している。２１は段差形成部である。基板１、素子電極
２，３、導電性膜４、電子放出部５は、前述した平面型
の電子放出素子の場合と同様の材料で構成することがで
きる。段差形成部２１は、真空蒸着法、印刷法、スパッ
タ法等で形成されたＳｉＯ₂ 等の絶縁性材料で構成する
ことができる。段差形成部２１の膜厚は、先に述べた平
面型の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μｍの範囲とすることができる。この膜厚
は、段差形成部２１の製法、及び、素子電極２，３間に
印加する電圧を考慮して設定されるが、数十ｎｍから数
μｍの範囲が好ましい。

【００５１】上述の電子放出素子の基本的構成の製造方
法としては様々な方法があるが、その一例を図３に基づ
いて説明する。尚、図３においても図１に示した部位と
同じ部位には図１に付した符号と同一の符号を付してい
る。

【００５２】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１上に素子電極２，３を形成する（図３
（ａ））。

【００５３】２）素子電極２，３を設けた基板１上に、
有機金属溶液を塗布して有機金属膜を形成する。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３
（ｂ））。ここでは、有機金属溶液の塗布法を挙げて説
明したが、導電性膜４の形成法はこれに限られるもので
はなく、真空蒸着法、スパッタ法、化学的気相堆積法、
分散塗布法、ディッピング法、スピンナー法等を用いる
こともできる。

【００５４】３）続いて、通電フォーミング処理を施
す。素子電極２，３間に通電を行うと、導電性膜４の部
位に高抵抗の部位よりなる電子放出部５が形成される
（図３（ｃ））。この通電フォーミングの電圧波形の例
を図４に示す。

【００５５】電圧波形は、特にパルス波形が好ましい。
これにはパルス波高値を定電圧としたパルスを連続的に
印加する図４（ａ）に示した手法と、パルス波高値を増
加させながらパルスを印加する図４（ｂ）に示した手法
がある。

【００５６】まず、パルス波高値を定電圧とした場合に
ついて図４（ａ）で説明する。図４（ａ）におけるＴ₁
及びＴ₂ は電圧波形のパルス幅とパルス間隔である。三
角波の波高値（ピーク電圧）は、電子放出素子の形態に
応じて適宜選択される。このような条件のもと、例え
ば、数秒から数十分間電圧を印加する。パルス波形は、
三角波に限定されるものではなく、矩形波等の所望の波
形を採用することができる。

【００５７】次に、パルス波高値を増加させながら電圧
パルスを印加する場合について図４（ｂ）で説明する。
図４（ｂ）におけるＴ₁ 及びＴ₂ は、図４（ａ）に示し
たのと同様とすることができる。三角波の波高値（ピー
ク電圧）は、例えば０．１Ｖステップ程度づつ、増加さ
せることができる。

【００５８】通電フォーミング処理の終了は、パルス間
隔Ｔ₂ 中に、導電性膜４を局所的に破壊・変形しない程
度の電圧を印加し、電流を測定して検知することができ
る。例えば０．１Ｖ程度の電圧印加により流れる電流を
測定し、抵抗値を求めて、１ＭΩ以上の抵抗を示した
時、通電フォーミングを終了させる。

【００５９】本発明における通電フォーミング処理は、
高抵抗の部位の形成を促進するガス下で行われる。高抵
抗の部位の形成を促進するガスとは、導電性膜４の組成
によって異なるが、金属酸化物であれば還元性のあるも
の、他には、導電性膜４を部分的に変質させ高抵抗化さ
せるもの、微粒子膜に対しては微粒子を凝集させるもの
等である。具体的には、導電性膜４が金属酸化物の場合
は、Ｎ₂ 、Ｈｅ、Ａｒ等の不活性ガスが効果的である。
さらに好ましくは、還元性を有するガスであり、Ｈ₂ 、
ＣＯ等のほか、メタン、エタン、エチレン、プロピレ
ン、ベンゼン、トルエン、メタノール、エタノール、ア
セトン等の有機物質である。また、導電性膜４が金属も
しくはそれ以外の微粒子膜の場合には、Ｈ₂ が効果的で
ある。

【００６０】本発明における通電フォーミング処理は、
詳しくは後述するが、上記のガスもしくは、これらのガ
スと他のガスとの混合ガスを任意の素子に選択的に接触
させて行う。

【００６１】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。この工程によ
り、素子電流Ｉ_f ，放出電流Ｉ_e を、著しく変化させる
ことができる。

【００６２】活性化工程は、例えば、有機物質のガスを
含有する雰囲気下で、通電フォーミングと同様に、素子
電極２，３間にパルスの印加を繰り返すことで行うこと
ができる。この雰囲気は、例えば油拡散ポンプやロータ
リーポンプなどを用いて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
述の素子の形態、真空容器の形状や、有機物質の種類な
どにより異なるため、場合に応じ適宜設定される。適当
な有機物質としては、アルカン、アルケン、アルキンの
脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、アルコール類、
アルデヒド類、ケトン類、アミン類、フェノール、カル
ボン、スルホン酸等の有機酸類等を挙げることが出来、
具体的には、メタン、エタン、プロパンなどＣ_n Ｈ_2n+2
で表される飽和炭化水素、エチレン、プロピレンなどＣ
_n Ｈ_2n等の組成式で表される不飽和炭化水素、ベンゼ
ン、トルエン、メタノール、エタノール、ホルムアルデ
ヒド、アセトアルデヒド、アセトン、メチルエチルケト
ン、メチルアミン、エチルアミン、フェノール、蟻酸、
酢酸、プロピオン酸等が使用できる。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_f ，放出電流Ｉ_e
が、著しく変化するようになる。

【００６３】炭素あるいは炭素化合物とは、例えばグラ
ファイト（いわゆるＨＯＰＧ，ＰＧ，ＧＣを包含するも
ので、ＨＯＰＧはほぼ完全なグラファイト結晶構造、Ｐ
Ｇは結晶粒が２０ｎｍ程度で結晶構造がやや乱れたも
の、ＧＣは結晶粒が２ｎｍ程度になり結晶構造の乱れが
さらに大きくなったものを指す。）、非晶質カーボン
（アモルファスカーボン及び、アモルファスカーボンと
前記グラファイトの微結晶の混合物を指す。）であり、
その膜厚は、５０ｎｍ以下の範囲とするのが好ましく、
３０ｎｍ以下の範囲とすることがより好ましい。

【００６４】活性化工程の終了判定は、素子電流Ｉｆと
放出電流Ｉｅを測定しながら、適宜行うことができる。
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。

【００６５】５）このような工程を経て得られた電子放
出素子は、安定化工程を行うことが好ましい。この工程
は、真空容器内の有機物質を排気する工程である。真空
容器を排気する真空排気装置は、装置から発生するオイ
ルが素子の特性に影響を与えないように、オイルを使用
しないものを用いるのが好ましい。具体的には、ソープ
ションポンプ、イオンポンプ等の真空排気装置を挙げる
ことが出来る。

【００６６】前記活性化の工程で、排気装置として油拡
散ポンプやロータリーポンプを用い、これから発生する
オイル成分に由来する有機ガスを用いた場合には、この
成分の分圧を極力低く抑える必要がある。真空容器内の
有機成分の分圧は、上記炭素あるいは炭素化合物がほぼ
新たに堆積しない分圧で１０^-6Ｐａ以下が好ましく、さ
らには１０^-8Ｐａ以下が特に好ましい。さらに真空容器
内を排気するときには、真空容器全体を加熱して、真空
容器内壁や、電子放出素子に吸着した有機物質分子を排
気しやすくするのが好ましい。このときの加熱条件は、
８０〜２５０℃好ましくは１５０℃以上で、できるだけ
長時間処理するのが望ましいが、特にこの条件に限るも
のではなく、真空容器の大きさや形状、電子放出素子の
構成などの諸条件により適宜選ばれる条件により行う。
真空容器内の圧力は極力低くすることが必要で、１０^-5
Ｐａ以下が好ましく、さらには１０^-6Ｐａ以下が特に好
ましい。

【００６７】安定化工程を行った後の、駆動時の雰囲気
は、上記安定化処理終了時の雰囲気を維持するのが好ま
しいが、これに限るものではなく、有機物質が十分除去
されていれば、圧力自体は多少上昇しても十分安定な特
性を維持することが出来る。このような真空雰囲気を採
用することにより、新たな炭素あるいは炭素化合物の堆
積を抑制でき、結果として素子電流Ｉｆ，放出電流Ｉｅ
が、安定する。

【００６８】上述した工程を経て得られた電子放出素子
の基本特性について、図５，図６を参照しながら説明す
る。

【００６９】図５は、真空処理装置の一例を示す模式図
であり、この真空処理装置は測定評価装置としての機能
をも兼ね備えている。図５においても、図１に示した部
位と同じ部位には図１に付した符号と同一の符号を付し
ている。

【００７０】図５において、５５は真空容器であり、５
６は排気ポンプである。真空容器５５内には電子放出素
子が配されている。また、５１は電子放出素子に素子電
圧Ｖｆを印加するための電源、５０は素子電極２，３間
を流れる素子電流Ｉｆを測定するための電流計、５４は
素子の電子放出部５より放出される放出電流Ｉｅを捕捉
するためのアノード電極、５３はアノード電極５４に電
圧を印加するための高圧電源、５２は電子放出部５より
放出される放出電流Ｉｅを測定するための電流計であ
る。一例として、アノード電極５４の電圧を１ｋＶ〜１
０ｋＶの範囲とし、アノード電極５４と電子放出素子と
の距離Ｈを２ｍｍ〜８ｍｍの範囲として測定を行うこと
ができる。

【００７１】真空容器５５内には、不図示の真空計等の
真空雰囲気下での測定に必要な機器が設けられていて、
所望の真空雰囲気下での測定評価を行えるようになって
いる。また、真空容器５５には、容器内の雰囲気を制御
できるようなガス導入部（不図示）が設けられている。

【００７２】排気ポンプ５６は、ターボポンプ、ロータ
リーポンプ等からなる通常の高真空装置系と、イオンポ
ンプ等からなる超高真空装置系とにより構成されてい
る。

【００７３】ここに示した電子放出素子基板を配した真
空処理装置の全体は、不図示のヒーターにより加熱でき
る。従って、この真空処理装置を用いると、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。

【００７４】図６は、図５に示した真空処理装置を用い
て測定された放出電流Ｉ_e 及び素子電流Ｉ_f と、素子電
圧Ｖ_f との関係を模式的に示した図である。図６におい
ては、放出電流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。尚、縦・横軸ともリニ
アスケールである。

【００７５】図６からも明らかなように、本発明の電子
放出素子は、放出電流Ｉ_e に関して次の３つの特徴的性
質を有する。

【００７６】即ち、第１に、本素子はある電圧（閾値電
圧と呼ぶ；図６中のＶ_th）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、一方閾値電圧Ｖ_th以下で
は放出電流Ｉ_e が殆ど検出されない。つまり、放出電流
Ｉ_e に対する明確な閾値電圧Ｖ_thを持った非線形素子で
ある。

【００７７】第２に、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。

【００７８】第３に、アノード電極５４（図５参照）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５４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。

【００７９】以上の説明より理解されるように、本発明
に適用し得る電子放出素子は、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。

【００８０】図６においては、素子電流Ｉ_f が素子電圧
Ｖ_f に対して単調増加する（ＭＩ特性）例を示したが、
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（ＶＣＮＲ特性）を示す場合もある（不図示）。
これらの特性は、前述の工程を制御することで制御でき
る。

【００８１】次に、本発明を適用可能な電子源とその応
用例について以下に述べる。上述の電子放出素子の複数
個を基板上に配列し、電子源あるいは画像形成装置が構
成できる。この際、フォーミング処理において後述する
方法を用いることにより、前述した配線抵抗による特性
の不均一性の発生を抑えることができる。

【００８２】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。

【００８３】本発明を適用可能な電子放出素子について
は、前述した通り３つの特性がある。即ち、表面伝導型
電子放出素子からの放出電子は、閾値電圧以上では、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、閾値電圧以下では、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。

【００８４】以下この原理に基づき、本発明を適用可能
な電子放出素子を複数配して得られる電子源基板につい
て、図７を用いて説明する。なお、図７には、通電フォ
ーミングにおける結線の一例が示されている。

【００８５】図７において、７１は電子源基板、７２は
Ｘ方向配線、７３はＹ方向配線である。７４は電子放出
素子、７５は結線である。７６はスイッチング回路、７
７はパルス発生器である。なお、電子放出素子７４は、
前述した平面型あるいは垂直型のどちらであってもよ
い。

【００８６】ｍ本のＸ方向配線７２は、Ｄ_x1，Ｄ_x2，…
…，Ｄ_xmからなり、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等
を用いて形成された導電性金属等で構成することができ
る。配線の材料、膜厚、幅は適宜設計される。Ｙ方向配
線７３は、Ｄ_y1，Ｄ_y2，……，Ｄ_ynのｎ本の配線よりな
り、Ｘ方向配線７２と同様に形成される。これらｍ本の
Ｘ方向配線７２とｎ本のＹ方向配線７３との間には、不
図示の層間絶縁層が設けられており、両者を電気的に分
離している（ｍ，ｎは、共に正の整数）。

【００８７】不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等を用いて形成されたＳｉＯ₂ 等で構成
される。例えば、Ｘ方向配線７２を形成した基板７１の
全面或は一部に所望の形状で形成され、特に、Ｘ方向配
線７２とＹ方向配線７３の交差部の電位差に耐え得るよ
うに、膜厚、材料、製法が適宜設定される。Ｘ方向配線
７２とＹ方向配線７３は、それぞれ外部端子として引き
出されている。

【００８８】電子放出素子７４を構成する一対の素子電
極（不図示）は、それぞれｍ本のＸ方向配線７２とｎ本
のＹ方向配線７３に、導電性金属等からなる結線７５に
よって電気的に接続されている。

【００８９】配線７２と配線７３を構成する材料、結線
７５を構成する材料及び一対の素子電極を構成する材料
は、その構成元素の一部あるいは全部が同一であって
も、また夫々異なってもよい。これらの材料は、例えば
前述の素子電極の材料より適宜選択される。素子電極を
構成する材料と配線材料が同一である場合には、素子電
極に接続した配線は素子電極ということもできる。

【００９０】Ｘ方向配線７２には、Ｘ方向に配列した電
子放出素子７４の行を選択するための走査信号を印加す
る不図示の走査信号印加手段が接続される。一方、Ｙ方
向配線７３には、Ｙ方向に配列した電子放出素子７４の
各列を入力信号に応じて変調するための、不図示の変調
信号発生手段が接続される。各電子放出素子に印加され
る駆動電圧は、当該素子に印加される走査信号と変調信
号の差電圧として供給される。

【００９１】上記構成においては、マトリクス配線を用
いて個別の素子を選択し、独立に駆動することができ
る。

【００９２】本発明における上記電子源基板のフォーミ
ング処理について説明する。

【００９３】電子源基板の各素子の行及び列をスイッチ
ング回路７６により選択して、これに属する電子放出素
子にパルス発生器７７からの電圧を印加する。この時、
複数の素子で１ブロックを構成し、各ブロック毎に電圧
を印加する。選択されるブロックは順次移動し、最終的
に全素子がフォーミング処理される。

【００９４】各ブロックの選択は、これに属する素子へ
の電子放出部形成を促進するガスの接触によって行わ
れ、フォーミングのパルス電圧の波高値は、かかる促進
ガス下でフォーミングされる電圧以上で、且つ通常の大
気下ではフォーミングされない電圧である。なお、上記
パルス電圧波形のパルス幅Ｔ₁ 及びパルス幅Ｔ₂ は、適
宜決めることができる。

【００９５】このような単純マトリクス配置の電子源を
用いて構成した画像形成装置について、図８と図９及び
図１０を用いて説明する。図８は、画像形成装置の表示
パネルの一例を示す模式図であり、図９は、図８の画像
形成装置に使用される蛍光膜の模式図である。図１０
は、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に応じて表示を行うため
の駆動回路の一例を示すブロック図である。

【００９６】図８において、７１は電子放出素子を複数
配した電子源基板、８１は電子源基板７１を固定したリ
アプレート、８６はガラス基板８３の内面に蛍光膜８４
とメタルバック８５等が形成されたフェースプレートで
ある。８２は支持枠であり、該支持枠８２には、リアプ
レート８１、フェースプレート８６がフリットガラス等
を用いて接続されている。８８は外囲器であり、例えば
大気中あるいは窒素中で、４００〜５００℃の温度範囲
で１０分間以上焼成することで、封着して構成される。

【００９７】７４は、図１に示したような電子放出素子
である。７２，７３は、電子放出素子７４の一対の素子
電極（不図示）と接続されたＸ方向配線及びＹ方向配線
ある。

【００９８】外囲器８８は、上述の如く、フェースプレ
ート８６、支持枠８２、リアプレート８１で構成され
る。リアプレート８１は主に基板７１の強度を補強する
目的で設けられるため、基板７１自体で十分な強度を持
つ場合は別体のリアプレート８１は不要とすることがで
きる。即ち、基板７１に直接支持枠８２を封着し、フェ
ースプレート８６、支持枠８２及び基板７１で外囲器８
８を構成してもよい。一方、フェースプレート８６とリ
アプレート８１の間に、スぺーサーと呼ばれる不図示の
支持体を設置することにより、大気圧に対して十分な強
度をもつ外囲器８８を構成することもできる。

【００９９】図９は、蛍光膜を示す模式図である。蛍光
膜８４は、モノクロームの場合は蛍光体のみで構成する
ことができる。カラーの蛍光膜の場合は、蛍光体の配列
により、ブラックストライプ（図９（ａ））あるいはブ
ラックマトリクス（図９（ｂ））等と呼ばれる黒色導電
材９１と蛍光体９２とから構成することができる。ブラ
ックストライプ、ブラックマトリクスを設ける目的は、
カラー表示の場合、必要となる三原色蛍光体の各蛍光体
９２間の塗り分け部を黒くすることで混色等を目立たな
くすることと、蛍光膜８４における外光反射によるコン
トラストの低下を抑制することにある。黒色導電材９１
の材料としては、通常用いられている黒鉛を主成分とす
る材料の他、導電性があり、光の透過及び反射が少ない
材料を用いることができる。

【０１００】ガラス基板８３に蛍光体を塗布する方法
は、モノクローム、カラーによらず、沈澱法や印刷法等
が採用できる。蛍光膜８４の内面側には、通常メタルバ
ック８５が設けられる。メタルバックを設ける目的は、
蛍光体の発光のうち内面側への光をフェースプレート８
６側へ鏡面反射することにより輝度を向上させること、
電子ビーム加速電圧を印加するための電極として作用さ
せること、外囲器内で発生した負イオンの衝突によるダ
メージから蛍光体を保護すること等である。メタルバッ
クは、蛍光膜作製後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理
（通常、「フィルミング」と呼ばれる。）を行い、その
後Ａｌを真空蒸着等を用いて堆積させることで作製でき
る。

【０１０１】フェースプレート８６には、更に蛍光膜８
４の導電性を高めるため、蛍光膜８４の外面側に透明電
極（不図示）を設けてもよい。

【０１０２】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体と電子放出素子とを対応させる必要があり、十分
な位置合わせが不可欠となる。

【０１０３】図８に示した画像形成装置は、例えば以下
のようにして製造される。

【０１０４】外囲器８８内は、前述の安定化工程と同様
に、適宜加熱しながら、イオンポンプ、ソープションポ
ンプ等のオイルを使用しない排気装置により不図示の排
気管を通じて排気し、１０^-5Ｐａ程度の真空度の有機物
質の十分に少ない雰囲気にした後、封止が成される。外
囲器８８の封止後の真空度を維持するために、ゲッター
処理を行うこともできる。これは、外囲器８８の封止を
行う直前あるいは封止後に、抵抗加熱あるいは高周波加
熱等を用いた加熱により、外囲器８８内の所定の位置に
配置されたゲッター（不図示）を加熱し、蒸着膜を形成
する処理である。ゲッターは通常Ｂａ等が主成分であ
り、該蒸着膜の吸着作用により、例えば１×１０^-5Ｐａ
以上の真空度を維持するものである。ここで、電子放出
素子のフォーミング処理以降の工程は適宜設定できる。

【０１０５】次に、単純マトリクス配置の電子源を用い
て構成した表示パネルに、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に
基づいたテレビジョン表示を行う為の駆動回路の構成例
について、図１０を用いて説明する。図１０において、
１０１は画像表示パネル、１０２は走査回路、１０３は
制御回路、１０４はシフトレジスタ、１０５はラインメ
モリ、１０６は同期信号分離回路、１０７は変調信号発
生器、Ｖ_x 及びＶ_a は直流電圧源である。

【０１０６】表示パネル１０１は、端子Ｄ_ox1 乃至Ｄ
_oxm 、端子Ｄ_oy1 乃至Ｄ_oyn 及び高圧端子８７を介して
外部の電気回路と接続している。端子Ｄ_ox1 乃至Ｄ_oxm
には、表示パネル１０１内に設けられている電子源、即
ち、ｍ行ｎ列の行列状にマトリクス配線された電子放出
素子群を１行（ｎ素子）づつ順次駆動する為の走査信号
が印加される。端子Ｄ_oy1 乃至Ｄ_oyn には、前記走査信
号により選択された１行の電子放出素子の各素子の出力
電子ビームを制御する為の変調信号が印加される。高圧
端子８７には、直流電圧源Ｖ_a より、例えば１０ｋＶの
直流電圧が供給されるが、これは電子放出素子から放出
される電子ビームに、蛍光体を励起するのに十分なエネ
ルギーを付与する為の加速電圧である。

【０１０７】走査回路１０２について説明する。同回路
は、内部にｍ個のスイッチング素子（図中、Ｓ₁ 乃至Ｓ
_m で模式的に示している）を備えたものである。各スイ
ッチング素子は、直流電圧電源Ｖ_x の出力電圧もしくは
０［Ｖ］（グランドレベル）のいずれか一方を選択し、
表示パネル１０１の端子Ｄ_ox1 乃至Ｄ_oxm と電気的に接
続される。各スイッチング素子Ｓ₁ 乃至Ｓ_m は、制御回
路１０３が出力する制御信号Ｔ_scanに基づいて動作する
ものであり、例えばＦＥＴのようなスイッチング素子を
組み合わせることにより構成することができる。

【０１０８】直流電圧源Ｖ_x は、本例の場合には電子放
出素子の特性（電子放出閾値電圧）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閾値電圧
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。

【０１０９】制御回路１０３は、外部より入力される画
像信号に基づいて適切な表示が行われるように、各部の
動作を整合させる機能を有する。制御回路１０３は、同
期信号分離回路１０６より送られる同期信号Ｔ_syncに基
づいて、各部に対してＴ_scan，Ｔ_sft 及びＴ_mry の各制
御信号を発生する。

【０１１０】同期信号分離回路１０６は、外部から入力
されるＮＴＳＣ方式のテレビ信号から、同期信号成分と
輝度信号成分とを分離するための回路で、一般的な周波
数分離（フィルター）回路等を用いて構成できる。同期
信号分離回路１０６により分離された同期信号は、垂直
同期信号と水平同期信号より成るが、ここでは説明の便
宜上Ｔ_sync信号として図示した。前記テレビ信号から分
離された画像の輝度信号成分は、便宜上ＤＡＴＡ信号と
表した。このＤＡＴＡ信号は、シフトレジスタ１０４に
入力される。

【０１１１】シフトレジスタ１０４は、時系列的にシリ
アルに入力される前記ＤＡＴＡ信号を、画像の１ライン
毎にシリアル／パラレル変換するためのもので、前記制
御回路１０３より送られる制御信号Ｔ_sft に基づいて動
作する（即ち、制御信号Ｔ_sft は、シフトレジスタ１０
４のシフトクロックであると言い換えてもよい。）。シ
リアル／パラレル変換された画像１ライン分のデータ
（電子放出素子ｎ素子分の駆動データに相当）は、Ｉ_d1
乃至Ｉ_dnのｎ個の並列信号として前記シフトレジスタ１
０４より出力される。

【０１１２】ラインメモリ１０５は、画像１ライン分の
データを必要時間の間だけ記憶する為の記憶装置であ
り、制御回路１０３より送られる制御信号Ｔ_mry に従っ
て適宜Ｉ_d1乃至Ｉ_dnの内容を記憶する。記憶された内容
は、Ｉ_d'1 乃至Ｉ_d'n として出力され、変調信号発生器
１０７に入力される。

【０１１３】変調信号発生器１０７は、画像データＩ
_d'1 乃至Ｉ_d'n の各々に応じて、電子放出素子の各々を
適切に駆動変調する為の信号源であり、その出力信号
は、端子Ｄ_oy1 乃至Ｄ_oyn を通じて表示パネル１０１内
の電子放出素子に印加される。

【０１１４】前述したように、本発明を適用可能な電子
放出素子は放出電流Ｉ_e に関して以下の基本特性を有し
ている。即ち、電子放出には明確な閾値電圧Ｖ_thがあ
り、Ｖ_th以上の電圧が印加された時のみ電子放出が生じ
る。電子放出閾値以上の電圧に対しては、素子への印加
電圧の変化に応じて放出電流も変化する。このことか
ら、本素子にパルス状の電圧を印加する場合、例えば電
子放出閾値電圧以下の電圧を印加しても電子放出は生じ
ないが、電子放出閾値電圧以上の電圧を印加する場合に
は電子ビームが出力される。その際、パルスの波高値Ｖ
_m 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。

【０１１５】従って、入力信号に応じて電子放出素子を
変調する方式としては、電圧変調方式とパルス幅変調方
式等が採用できる。電圧変調方式を実施するに際して
は、変調信号発生器１０７としては、一定長さの電圧パ
ルスを発生し、入力されるデータに応じて適宜電圧パル
スの波高値を変調できるような電圧変調方式の回路を用
いることができる。パルス幅変調方式を実施するに際し
ては、変調信号発生器１０７として、一定の波高値の電
圧パルスを発生し、入力されるデータに応じて適宜電圧
パルスの幅を変調するようなパルス幅変調方式の回路を
用いることができる。

【０１１６】シフトレジスタ１０４やラインメモリ１０
５は、デジタル信号式のものでもアナログ信号式のもの
でも採用できる。画像信号のシリアル／パラレル変換や
記憶が所定の速度で行なわれれば良いからである。

【０１１７】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路１０６の出力信号ＤＡＴＡをデジタル信号化
する必要があるが、これには同期信号分離回路１０６の
出力部にＡ／Ｄ変換器を設ければ良い。これに関連して
ラインメモリ１０５の出力信号がデジタル信号かアナロ
グ信号かにより、変調信号発生器１０７に用いられる回
路が若干異なったものとなる。即ち、デジタル信号を用
いた電圧変調方式の場合、変調信号発生器１０７には、
例えばＤ／Ａ変換回路を用い、必要に応じて増幅回路等
を付加する。パルス幅変調方式の場合、変調信号発生器
１０７には、例えば高速の発振器及び発振器の出力する
波数を計数する計数器（カウンタ）及び計数器の出力値
と前記メモリの出力値を比較する比較器（コンパレー
タ）を組み合わせた回路を用いる。必要に応じて、比較
器の出力するパルス幅変調された変調信号を電子放出素
子の駆動電圧にまで電圧増幅するための増幅器を付加す
ることもできる。

【０１１８】アナログ信号を用いた電圧変調方式の場
合、変調信号発生器１０７には、例えばオペアンプ等を
用いた増幅回路を採用でき、必要に応じてレベルシフト
回路等を付加することもできる。パルス幅変調方式の場
合には、例えば電圧制御型発振回路（ＶＣＯ）を採用で
き、必要に応じて電子放出素子の駆動電圧にまで電圧増
幅するための増幅器を付加することもできる。

【０１１９】このような構成をとり得る本発明の画像形
成装置においては、各電子放出素子に、容器外端子Ｄ
_ox1 乃至Ｄ_oxm 、Ｄ_oy1 乃至Ｄ_oyn を介して電圧を印加
することにより、電子放出が生じる。高圧端子８７を介
してメタルバック８５あるいは透明電極（不図示）に高
圧を印加し、電子ビームを加速する。加速された電子
は、蛍光膜８４に衝突し、発光が生じて画像が形成され
る。

【０１２０】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
ＴＳＣ方式を挙げたが、入力信号はこれに限られるもの
ではなく、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ方式等の他、これらより
も多数の走査線からなるＴＶ信号（例えば、ＭＵＳＥ方
式をはじめとする高品位ＴＶ）方式をも採用できる。

【０１２１】次に、前述の梯子型配置の電子源及び画像
形成装置について、図１１及び図１２を用いて説明す
る。

【０１２２】図１１は、梯子型配置の電子源の一例を示
す模式図である。図１１において、１１０は電子源基
板、１１１は電子放出素子である。１１２は、電子放出
素子１１１を接続するための共通配線Ｄ_x1〜Ｄ_x10 であ
り、これらは外部端子として引き出されている。電子放
出素子１１１は、基板１１０上に、Ｘ方向に並列に複数
個配置されている（これを素子行と呼ぶ）。この素子行
が複数個配置されて、電子源を構成している。各素子行
の共通配線間に駆動電圧を印加することで、各素子行を
独立に駆動させることができる。即ち、電子ビームを放
出させたい素子行には、電子放出閾値以上の電圧を印加
し、電子ビームを放出させたくない素子行には、電子放
出閾値以下の電圧を印加する。各素子行間に位置する共
通配線Ｄ_x2〜Ｄ_x9は、例えばＤ_x2とＤ_x3、Ｄ_x4とＤ_x5、
Ｄ_x6とＤ_x7、Ｄ_x8とＤ_x9とを夫々一体の同一配線とする
こともできる。

【０１２３】図１２は、梯子型配置の電子源を備えた画
像形成装置におけるパネル構造の一例を示す模式図であ
る。１２０はグリッド電極、１２１は電子が通過するた
めの開口、Ｄ_ox1 乃至Ｄ_oxm は容器外端子、Ｇ₁ 乃至Ｇ
_n はグリッド電極１２０と接続された容器外端子であ
る。１１０は各素子行間の共通配線を同一配線とした電
子源基板である。図１２においては、図８、図１１に示
した部位と同じ部位には、これらの図に付したのと同一
の符号を付している。ここに示した画像形成装置と、図
８に示した単純マトリクス配置の画像形成装置との大き
な違いは、電子源基板１１０とフェースプレート８６の
間にグリッド電極１２０を備えているか否かである。

【０１２４】図１２においては、基板１１０とフェース
プレート８６の間には、グリッド電極１２０が設けられ
ている。グリッド電極１２０は、電子放出素子１１１か
ら放出された電子ビームを変調するためのものであり、
梯子型配置の素子行と直交して設けられたストライプ状
の電極に電子ビームを通過させるため、各素子に対応し
て１個ずつ円形の開口１２１が設けられている。グリッ
ド電極の形状や配置位置は、図１２に示したものに限定
されるものではない。例えば、開口としてメッシュ状に
多数の通過口を設けることもでき、グリッド電極を電子
放出素子の周囲や近傍に設けることもできる。

【０１２５】容器外端子Ｄ_ox1 乃至Ｄ_oxm 及びグリッド
容器外端子Ｇ₁ 乃至Ｇ_n は、不図示の制御回路と電気的
に接続されている。

【０１２６】本例の画像形成装置では、素子行を１列ず
つ順次駆動（走査）して行くのと同期してグリッド電極
列に画像１ライン分の変調信号を同時に印加する。これ
により、各電子ビームの蛍光体への照射を制御し、画像
を１ラインずつ表示することができる。

【０１２７】以上説明した本発明の画像形成装置は、テ
レビジョン放送の表示装置、テレビ会議システムやコン
ピューター等の表示装置の他、感光性ドラム等を用いて
構成された光プリンターとしての画像形成装置等として
も用いることができる。

【０１２８】

【実施例】以下に、具体的な実施例を挙げて本発明を説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
なく、本発明の目的が達成される範囲内での各要素の置
換や設計変更がなされたものをも包含する。

【０１２９】［実施例１］図１３は、本実施例に係るマ
トリクス配線の電子源基板とそのフォーミング装置を示
す図であり、図１４は、図１３におけるＡ−Ａ’断面図
を示している。なお、図１３及び図１４には、ブロック
分割によりブロック２（Ｂ２）を選択した場合を示して
いる。

【０１３０】本実施例では、Ｘ方向に２０素子、Ｙ方向
に６０素子を配したマトリクス配線の電子源基板７１を
作製した。まず、その作製手順を説明する。

【０１３１】１）青板ガラスからなる基板を洗浄した。

【０１３２】２）複数対の素子電極パターンを厚膜スク
リーン印刷法を用いて形成した。ここで使用した厚膜ペ
ースト材料はＭＯＤペースト（ＤＵ−２１１０，ノリタ
ケ（株）製）で金属成分は金である。印刷の後は１１０
℃で２０分乾燥し、次に本焼成を実施した。焼成温度は
５８０℃でピーク保持時間は約８分である。焼成後の膜
厚は０．３μｍであった。なお、素子電極間隔Ｌは３０
μｍとした。

【０１３３】３）次に、厚膜スクリーン印刷法を用いて
Ｙ方向配線７３を形成した。ペースト材料はノリタケ
（株）製（ＮＰ−４０２８Ａ）で金属成分は銀である。
焼成は、２）と同様である。なお、Ｙ方向配線７３は、
各素子の一方の素子電極２に接続される。

【０１３４】４）次に、厚膜スクリーン印刷法を用いて
層間絶縁層（不図示）を形成した。ペースト材料はＰｂ
Ｏを主成分としてガラスバインダーを混合したものを使
用した。焼成は、２）と同様である。

【０１３５】５）次に、Ｘ方向配線７２をＹ方向配線７
３と同じ手順で形成した。なお、Ｘ方向配線７２は、各
素子の他方の素子電極３に接続される。

【０１３６】６）次に、有機パラジウム（ＣＣＰ４２３
０，奥野製薬工業（株）製）を３００μｍ角のパターン
を有するマスクを介してスプレー塗布し、３５０℃で１
時間加熱焼成し、パターン状の導電性膜４であるＰｄＯ
膜を得た。こうして形成された導電性膜４は、膜厚が１
５ｎｍ、粒径が約７ｎｍの微粒子からなる微粒子膜であ
り、シート抵抗値は５×１０⁴ Ω／□であった。

【０１３７】７）次に、電子放出部５を通電フォーミン
グによって形成した。具体的には、図１３に示すよう
に、電子源基板７１のＸ方向配線７２及びＹ方向配線７
３をスイッチング回路７６を介して電源（不図示）とパ
ルス発生器７７に接続して行った。

【０１３８】本実施例では、パルス幅Ｔ₁ が１００μｓ
ｅｃ．、パルス間隔Ｔ₂ が８３３μｓｅｃ．（周波数に
して１２００Ｈｚ）でＹ方向のパルス発生器７７により
パルスを印加した。また、Ｘ方向のスイッチング回路７
６は、端子Ｄ_ox1 〜Ｄ_ox20がＴ₂ と同期して、順次循環
的に切り替わるように動作させた。すなわち、各素子に
はパルス幅Ｔ₁ が１００μｓｅｃ．、パルス間隔Ｔ₂ が
１６．７μｓｅｃ．（周波数にして６０Ｈｚ）のパルス
が印加されることになる。

【０１３９】また、パルス波高値は、下述の促進ガス下
でフォーミングされる電圧以上で且つ大気下ではフォー
ミングされない電圧に設定され、本実施例では８Ｖに固
定した。なお、大気中で前述の通電を行いはじめると、
素子の抵抗が若干増加するため電流値は一旦減少する
が、パルスを印加し続けてもそれ以上電流の変化はなく
なる。

【０１４０】本実施例においては、Ｘ方向及びＹ方向共
に２素子の計４素子を１ブロックとし、各ブロック毎に
促進ガスとしてＮ₂ を接触させた。この促進ガス１４１
をフローし始めると電流が増加し始め、その後、電流が
急激に減少した。これにより、ガスをフローしたブロッ
クの素子には、電子放出部５が形成される。選択された
ブロック内の個々の素子抵抗が１ｋΩ以下になったこと
を確認して、１ブロックのフォーミングを終了する。

【０１４１】Ｎ₂ ガスによってフォーミングが促進され
るのは、以下の理由によるものと思われる。フォーミン
グ時に電圧が印加されると導電性膜４が加熱され、本実
施例で導電性膜４に用いたＰｄＯ膜は、酸化雰囲気では
加熱により金属酸化膜のまま保持されるが、Ｏ₂ の不足
した雰囲気では還元され、不活性ガスであるＮ₂ 雰囲気
では還元される。そのため、この部分に流れる電流が増
加し、発熱量が増える。また、微粒子膜の場合、急激に
還元され、体積減少を引き起こすと微粒子同士が凝集す
る効果もこれに加わる。その結果、導電性膜の一部が高
抵抗化して、電子放出部が形成される。これにより、同
じフォーミング電圧においても、大気下ではフォーミン
グされず、Ｎ₂ 下ではフォーミングされる。

【０１４２】さらに、次々にブロックを選択し、全体に
わたってフォーミングを行う。ブロック間の選択の間に
は、前のブロック選択時のガスが拡散するまでの若干の
休止時間を設けるのがよい。また、いったんフローした
Ｎ₂ ガスが周囲に拡散せず、上方に流れるように、電子
源基板の上方に強制的に吸引するようにしてもよい。

【０１４３】以上のようにして作製した電子源基板７１
を用いて図８に示す表示パネルを構成し、画像形成装置
を作製した。作製手順を図８と図９を用いて説明する。

【０１４４】先ず、電子源基板７１をリアプレート８１
上に固定した後、電子源基板７１の５ｍｍ上方に、フェ
ースプレート８６（ガラス基板８３の内面に蛍光膜８４
とメタルバック８５が形成されて構成される）を支持枠
８２を介して十分に位置合わせをして配置し、フェース
プレート８６、支持枠８２、リアプレート８１の接合部
にフリットガラスを塗布し、大気中で４３０℃で１０分
以上焼成することで封着した。なお、リアプレート８１
への電子源基板７１の固定もフリットガラスで行った。

【０１４５】蛍光膜８４は、カラーを実現するために、
ストライプ形状（図９（ａ）参照）の蛍光体とし、先に
ブラックストライプを形成し、その間隙部にスラリー法
により各色蛍光体９２を塗布して蛍光膜８４を作製し
た。ブラックストライプの材料としては、黒鉛を主成分
とする材料を用いた。

【０１４６】また、蛍光膜８４の内面側にはメタルバッ
ク８５を設けた。メタルバック８５は、蛍光膜８４の作
製後、蛍光膜８４の内面側表面の平滑化処理（通常、フ
ィルミングと呼ばれる）を行い、その後、Ａｌを真空蒸
着することで作製した。

【０１４７】フェースプレート８６には、更に蛍光膜８
４の導電性を高めるため、蛍光膜８４の外面側に透明電
極を設ける場合もあるが、本実施例ではメタルバック８
５のみで十分な導電性が得られたので省略した。

【０１４８】以上のようにして完成した外囲器８８内の
雰囲気を排気管（不図示）を通じ真空ポンプにて排気
し、十分な真空度に達した後、活性化処理を行った。具
体的には、外囲器８８内に約１．３×１０^-3Ｐａになる
までアセトンを導入し、各素子を１時間駆動した。これ
により、素子電流Ｉ_f 及び放出電流Ｉ_e が増加した。こ
のように作製された電子放出部５には、炭素化合物が堆
積しているのが観察された。

【０１４９】その後、不図示の排気管を通じ、外囲器８
８内を約６．７×１０^-5Ｐａ程度の真空度まで排気し、
安定化のために１５０℃で１時間加熱した。これによっ
て、これ以上の炭素及び炭素化合物の堆積を抑制するこ
とが可能となった。

【０１５０】最後に、排気管をガスバーナーで熱するこ
とで融着し、外囲器８８の封止を行った。最後に、封止
後の真空度を維持するために、高周波加熱法でゲッター
処理を行った。

【０１５１】以上のようにして作製した表示パネルの容
器外端子Ｄ_ox1 乃至Ｄ_oxm とＤ_oy1乃至Ｄ_oyn 、及び高
圧端子８７を夫々必要な駆動系に接続し、画像形成装置
を完成した。各電子放出素子に、容器外端子Ｄ_ox1 乃至
Ｄ_oxm とＤ_oy1 乃至Ｄ_oyn を通じて、走査信号及び変調
信号を不図示の信号発生手段より夫々印加することによ
り電子放出させ、高圧端子８７を通じてメタルバック８
５に数ｋＶ以上の高圧を印加して、電子ビームを加速
し、蛍光膜８４に衝突させ、励起・発光させることで画
像を表示した。

【０１５２】本実施例の画像形成装置においては、表示
パネルの薄型化に伴い、装置全体のの奥行きを小さくす
ることができた。更に、本発明による電子源は、各電子
放出素子の電子放出特性の均一性に優れ、同時に個々の
電子放出素子の電子放出特性にも優れているため、形成
される画像の画質が高く、また高精細な画像の表示も可
能であった。

【０１５３】本実施例で示したように、所定のブロック
毎にフォーミングすることで、配線による電圧降下の影
響をなくし、素子数が多くなった場合にも特性のよい電
子源が形成可能となる。

【０１５４】また、フォーミング領域の選択はガスで行
うため、電気的な分割は不必要で、フォーミングの間、
全体にわたって同一のパルスを印加し続けることも可能
である。また、フォーミングを大気圧で行うことがで
き、特別な真空排気装置がいらないため、コストの低下
が図れる。更には、パネル組み立て前にフォーミングを
完了でき、フォーミングによる不良品をパネル組み立て
前に検出できるため、フォーミングに起因するパネル不
良を未然に防ぐことができ、大幅なコスト削減の可能性
がある。

【０１５５】［実施例２］実施例１のフォーミング時
に、Ｎ₂ ガスに代えて２％に希釈したＨ₂ ガスを促進ガ
スとして用いた。その結果、フォーミングパルスの波高
値を実施例１と同様に８Ｖとした場合に同様の特性が得
られ、さらには６Ｖに設定しても電子放出部を形成する
ことができた。また、６Ｖでフォーミングを行った場合
には、電子放出量が増加した。これは、Ｈ₂ ガスの方
が、Ｎ₂ ガスよりも還元性が高く、さらに、微粒子の凝
集を促進する効果が大きいためと推測される。

【０１５６】［実施例３］本実施例では、フォーミング
時に図１５に示すように、フォーミングを促進するガス
１４１をフローする部分以外では、フォーミングを促進
しないガス１５１をフローしている。このフォーミング
を促進しないガス１５１は、大気でもよいが、ここでは
大気より酸素濃度を高めたガス（Ｎ₂ ５０％−Ｏ₂ ５０
％）を用いた。これにより、フォーミングされる領域が
限定され、より制御性の向上した製造が可能となった。

【０１５７】上記のフォーミング工程以外は実施例１と
同様にして電子源及び画像表示装置を作製した。その結
果、本実施例の画像形成装置においても、形成される画
像の画質が高く、また高精細な画像の表示も可能であっ
た。

【０１５８】［実施例４］本実施例では、フォーミング
時に図１６に示すように、フォーミングを促進するガス
１４１が局在するように、ガス流出ノズル１６１の近傍
にガス吸引ノズル１６２を設けた。これにより、フォー
ミングされる領域の制御性が向上した。

【０１５９】上記のフォーミング工程以外は実施例１と
同様にして電子源及び画像表示装置を作製した。その結
果、本実施例の画像形成装置においても、形成される画
像の画質が高く、また高精細な画像の表示も可能であっ
た。

【０１６０】［実施例５］本実施例は、実施例２と同様
の構成でフォーミング工程を変形した別の実施例であ
る。

【０１６１】本実施例では、還元を促進するＨ₂ ガスを
分割して接触させて、ＰｄＯをＰｄに変質させてから、
その領域に選択的に電圧を印加してフォーミングを行
い、順次、繰り返すことで、全領域にわたってフォーミ
ングを行った。

【０１６２】ＰｄＯをＰｄにほぼ完全に変質させると、
抵抗が下がり、電圧降下の度合いが大きくなるために、
電圧降下の影響を回避するために分割数を大きくしなけ
ればならなくなる。また、この場合、電気的な分割も必
須となる。

【０１６３】したがって、他の実施例に比べ工程に要す
る時間が長くなるものの、ガスの接触状態の不均一性に
よるフォーミング条件のばらつきが影響してできる素子
特性のばらつきが少なくなり、さらに、画像形成装置と
した場合の輝度むらが小さくなるという利点がある。

【０１６４】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、同
一基板上に多数の電子放出素子を形成した電子源におい
て、良好な特性を示し且つ特性の揃った電子放出素子を
形成することができる。

【０１６５】また、大気圧下でフォーミング処理を行う
ことができるため、真空容器（パネル）の組み立て前に
フォーミングを完了でき、フォーミングによる不良品を
パネル組み立て前に検出できるため、フォーミングに起
因するパネル不良を未然に防ぐことができ、大幅なコス
ト削減の可能性がある。

【０１６６】また、かかる電子源を用いた画像形成装置
においては、輝度むら・輝度低下等の画像品位の低下の
問題も解消され、高品位な画像形成装置、例えばカラー
フラットテレビが実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に適用可能な平面型の電子放出素子の一
例を示す模式図である。

【図２】本発明に適用可能な垂直型の電子放出素子の一
例を示す模式図である。

【図３】本発明に適用可能な電子放出素子の製造方法を
説明するための図である。

【図４】本発明に適用可能な電子放出素子の製造に際し
て採用できるフォーミング処理における電圧波形の一例
を示す模式図である。

【図５】本発明に適用可能な電子放出素子の測定評価機
能の備えた真空処理装置の一例を示す概略構成図であ
る。

【図６】本発明に適用可能な電子放出素子の電子放出特
性を示す図である。

【図７】本発明に適用可能な単純マトリクス配置の電子
源の一例を示す模式図である。

【図８】本発明による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９】表示パネルにおける蛍光膜の一例を示す模式図
である。

【図１０】本発明による画像形成装置にＮＴＳＣ方式の
テレビ信号に応じて表示を行うための駆動回路の一例を
示すブロック図である。

【図１１】本発明に適用可能な梯子型配置の電子源の一
例を示す模式図である。

【図１２】本発明における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１３】実施例１に係るマトリクス配線した電子源の
製造方法を説明するための模式図である。

【図１４】図１３のＡ−Ａ’断面模式図である。

【図１５】実施例３に係る電子源の製造方法を説明する
ための模式図である。

【図１６】実施例４に係る電子源の製造方法を説明する
ための模式図である。

【図１７】従来例の表面伝導型電子放出素子の模式図で
ある。

【符号の説明】

１基板２，３素子電極４導電性膜５電子放出部２１段差形成部５０素子電流Ｉｆを測定するための電流計５１電子放出素子に素子電圧Ｖｆを印加するための電
源５２電子放出部５より放出される放出電流Ｉｅを測定
するための電流計５３アノード電極５４に電圧を印加するための高圧電
源５４電子放出部５より放出される電子を捕捉するため
のアノード電極５５真空容器５６排気ポンプ７１電子源基板７２Ｘ方向配線７３Ｙ方向配線７４電子放出素子７５結線７６スイッチング回路７７パルス発生器８１リアプレート８２支持枠８３ガラス基板８４蛍光膜８５メタルバック８６フェースプレート８７高圧端子８８外囲器９１黒色導電材９２蛍光体１０１表示パネル１０２走査回路１０３制御回路１０４シフトレジスタ１０５ラインメモリ１０６同期信号分離回路１０７変調信号発生器Ｖ_x ，Ｖ_a 直流電圧源１１０電子源基板１１１電子放出素子１１２電子放出素子を配線するための共通配線１２０グリッド電極１２１電子が通過するための開口１４１フォーミングを促進するガス１５１フォーミングを抑制するガス１６１ガス流出ノズル１６２ガス吸引ノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体上に対向する一対の素子電極と、該
素子電極に接続され、電子放出部を有する導電性膜を有
してなる電子放出素子を、複数形成してなる電子源の製
造方法であって、上記導電性膜を形成した後、上記一対
の素子電極間に電圧を印加することにより該導電性膜に
電流を流してその一部に高抵抗の部位よりなる電子放出
部を形成する、フォーミング工程を有する、電子源の製
造方法において、上記フォーミング工程が、上記複数の電子放出素子を複
数のブロックに分け、上記高抵抗の部位の形成を促進す
るガスを上記電子放出素子のブロックから選択されたブ
ロックに接触させながら該ブロックに属する上記電子放
出素子の各素子電極間に電圧を印加して上記高抵抗の部
位よりなる電子放出部を形成する処理を、繰り返してす
べての電子放出素子に電子放出部を形成することを特徴
とする、電子源の製造方法。
【請求項２】基体上に対向する一対の素子電極と、該
素子電極に接続され、電子放出部を有する導電性膜を有
してなる電子放出素子を、複数形成してなる電子源の製
造方法であって、上記導電性膜を形成した後、上記一対
の素子電極間に電圧を印加することにより該導電性膜に
電流を流してその一部に高抵抗の部位よりなる電子放出
部を形成する、フォーミング工程を有する、電子源の製
造方法において、上記フォーミング工程が、上記複数の電子放出素子を複
数のブロックに分け、上記高抵抗の部位の形成を促進す
るガスを上記電子放出素子のブロックから選択されたブ
ロックに接触させ、次いで、該ブロックに属する上記電
子放出素子の各素子電極間に電圧を印加して上記高抵抗
の部位よりなる電子放出部を形成する処理を、繰り返し
てすべての電子放出素子に電子放出部を形成することを
特徴とする、電子源の製造方法。
【請求項３】前記フォーミング工程が大気圧のもとで
行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子
源の製造方法。
【請求項４】前記導電性膜として金属酸化物を主成分
とする膜を形成した後、前記高抵抗の部位の形成を促進
するガスとして不活性ガスもしくは還元性ガスを用いる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子
源の製造方法。
【請求項５】前記高抵抗の部位の形成を促進するガス
としてＨ₂ ガスを用いることを特徴とする請求項１〜３
のいずれかに記載の電子源の製造方法。
【請求項６】前記高抵抗の部位の形成を促進するガス
を接触させる電子放出素子以外の素子に、高抵抗の部位
の形成を抑制するガスを接触させて通電フォーミングを
行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の
電子源の製造方法。
【請求項７】前記複数の電子放出素子が、マトリクス
状に配線されていることを特徴とする請求項１〜６のい
ずれかに記載の電子源の製造方法。
【請求項８】前記複数の電子放出素子が、梯子状に配
線されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか
に記載の電子源の製造方法。
【請求項９】前記電子放出素子が表面伝導型電子放出
素子である請求項１〜８のいずれかに記載の電子源の製
造方法。
【請求項１０】基体上に複数の電子放出素子が配列さ
れた電子源と、該電子源から放出される電子線の照射に
より画像を形成する画像形成部材を具備する画像形成装
置の製造方法において、該電子源を請求項１〜９のいず
れかに記載の方法で製造することを特徴とする画像形成
装置の製造方法。