JP2000237580A

JP2000237580A - 表面処理装置、電子放出素子、電子源、画像形成装置、及びそれらの製造方法

Info

Publication number: JP2000237580A
Application number: JP4731799A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Mitsumichi; 和宏三道
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2000-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】被処理基板に処理剤を気相状態で供給して表
面処理するに際し、面内ばらつき等の少ない表面処理を
行なうことができる表面処理装置、良好な電子放出特性
を有する電子放出素子、均一性の高い電子源、均一性が
高く良好な表示品質を有する画像形成装置、及び歩留り
良く製造できる製造方法を提供する。【解決手段】処理容器２０２内に配置された被処理基
板２００に気相状態で処理剤を供給して表面処理する表
面処理装置であって、処理容器２０２への処理剤供給手
段２０３、処理剤導入口２０４、処理剤排気口２０５、
処理容器２０２からの処理剤排気手段２０６が備えられ
ており、上記処理容器２０２内で、処理剤吐出向きが変
化するように、処理剤導入口２０４が可動に形成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面処理装置、こ
の装置を用いて製造する電子放出素子、該電子放出素子
を多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、及びそれらの
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２
９に模式的に示す。同図において１は基板である。４は
導電性膜で、Ｈ型形状のパターンに形成された金属酸化
物薄膜等からなり、後述の通電フォーミングと呼ばれる
通電処理により電子放出部５が形成される。尚、図中の
素子電極間隔Ｌは、０．５〜１ｍｍ、Ｗ’は、０．１ｍ
ｍで設定されている。

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

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

【００１０】従来、多数の表面伝導型電子放出素子を配
列形成した例としては、並列に表面伝導型電子放出素子
を配列し、個々の表面伝導型電子放出素子の両端（両素
子電極）を配線（共通配線とも呼ぶ）にて夫々結線した
行を多数行配列（梯子型配置とも呼ぶ）した電子源が挙
げられる（例えば、特開昭６４−３１３３２号公報、特
開平１−２８３７４９号公報、同２−２５７５５２号公
報）。

【００１１】また、特に表示装置においては、液晶を用
いた表示装置と同様の平板型表示装置とすることが可能
で、しかもバックライトが不要な自発光型の表示装置と
して、表面伝導型電子放出素子を多数配置した電子源
と、この電子源からの電子線の照射により可視光を発光
する蛍光体とを組み合わせた表示装置が提案されている
（アメリカ特許第５０６６８８３号明細書）。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本出願人は、表面伝導
型電子放出素子の製造方法において、大面積に有利な製
造方法として、真空を用いたスパッタ法や蒸着法によら
ず、導電性膜を形成する方法を提案している。その一例
は、有機金属を含有する溶液をスピンナーによって基体
上に塗布後、所望の形状にパターニングし、有機金属を
熱分解して導電性膜を得る電子放出素子の製造方法であ
る。

【００１３】また、特開平８−１７１８５０号公報にお
いて、導電性膜を所望の形状にパターニングする工程に
おいて、リソグラフィー法を用いずに、バブルジェット
方式やピエゾジェット方式等のインクジェツト法によっ
て、基体上に有機金属を含有する溶液の液滴を付与し、
所望の形状の導電性膜を形成する製造方法を提案してい
る。

【００１４】さらに、特開平９−６９３３４号公報にお
いて、導電性膜を再現性よく形成するために、基板に有
機金属を含有する溶液を付与する工程に先立ち、ＨＭＤ
Ｓ（ヘキサメチルジシラザン）等の液体を基板に塗布し
て、基板の表面上を疎水性にすることが提案されてい
る。

【００１５】しかしながら、有機金属を含有する溶液を
基体に付与し、有機金属を熱分解して導電性膜を得る電
子放出素子の製造方法において、基体の表面エネルギー
と有機金属を含有する溶液の表面エネルギーとが所望の
ものでないと、スピンナーで塗布した場合には均一な膜
厚が得られず、インクジェット法により液滴を付与した
場合には所望の形状が得られないことがあった。

【００１６】また、基板にＨＭＤＳ等を含有する液体を
塗布し基板表面を疎水性とした場合においても、特に大
面積の場合には、塗りむらが発生する場合が有り、所望
の形状が得られない場合があった。導電性膜が所望の形
状とならなかった場合には、導電性膜に電子放出部を形
成する工程等に影響を及ぼす場合があり、電子放出特性
をより再現よく形成する上で、また電子放出素子を複数
配置した電子源で各素子の電子放出特性のばらつきをよ
り少なく形成する上で、より安定的に所望の形状の導電
性膜を形成することが望まれている。

【００１７】そのため、本発明者等は均一な表面エネル
ギーの調整のための表面処理方法として処理容器内に処
理剤を気相状態で供給して表面処理することを検討して
いるが、基板の大面積化にともなって処理容器が大型化
し、該容器内に処理剤を満たすのに時間がかかり、処理
剤の使用量が増大するという問題があった。また、基板
に対して処理容器を極力小さくしようとすると、処理剤
濃度の分布や変動が発生しやすくなるという問題があっ
た。

【００１８】本発明の目的は、上記問題を鑑み、表面エ
ネルギーの調整のための表面処理方法として、被処理基
板に処理剤を気相状態で供給して表面処理するに際し
て、高スループット、低コストで面内ばらつき等の少な
い表面処理を行なうことができる表面処理装置、良好な
電子放出特性を有する電子放出素子の新規な構成、均一
性の高い電子源、均一性が高く良好な表示品質を有する
画像形成装置、及び歩留り良く製造できるそれらの製造
方法を提供することにある。

【００１９】

【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。

【００２０】即ち、本発明の第一は、処理容器内に配置
された被処理基板に気相状態で処理剤を供給して表面処
理する表面処理装置であって、処理容器への処理剤供給
手段、処理剤導入口、処理剤排気口、処理容器からの処
理剤排気手段が備えられており、上記処理容器内で、処
理剤吐出向きが変化するように、処理剤導入口が可動に
形成されていることを特徴とする表面処理装置にある。

【００２１】また、本発明の第二は、基体に一対の素子
電極を形成する工程と、素子電極を形成した基体の表面
エネルギーを調整する工程と、基体に有機金属を含有す
る溶液を付与する工程と、付与した溶液を熱分解して導
電性膜を形成する工程と、素子電極間に通電し導電性膜
に電子放出部を形成するフォーミング工程とを有してお
り、上記基体の表面エネルギーを調整する工程におい
て、上記本発明の第一の表面処理装置を用いて基体の表
面を処理することを特徴とする電子放出素子の製造方法
にある。

【００２２】さらに、本発明の第三は、上記本発明の第
二の方法により製造されることを特徴とする電子放出素
子にある。

【００２３】そして、本発明の第四は、入力信号に応じ
て電子を放出する電子源であって、基体上に、上記本発
明の第三の電子放出素子を複数配置したことを特徴とす
る電子源にある。

【００２４】また、本発明の第五は、上記本発明の第四
の電子源を製造する方法であって、複数個の電子放出素
子を上記本発明の第二の方法により製造することを特徴
とする電子源の製造方法にある。

【００２５】さらに、本発明の第六は、入力信号に基づ
いて画像を形成する装置であって、少なくとも、上記本
発明の第四の電子源と、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とを有するこ
とを特徴とする画像形成装置にある。

【００２６】そして、本発明の第七は、上記本発明の第
六の画像形成装置を製造する方法であって、電子源を上
記本発明の第五の方法により製造することを特徴とする
画像形成装置の製造方法にある。

【００２７】本発明の表面処理装置によれば、処理剤の
導入口を処理容器内で可動としたため、処理剤を容器内
の全体へ供給することが容易になり、容器内の雰囲気の
均一性が向上する。

【００２８】また、基板移動機構を有するので、容器内
の雰囲気の均一性にむらがある場合でも、基板を雰囲気
の分布にあわせて動かすことにより、時間的に平均化し
て、処理の面内分布や基板間の処理のばらつき等の発生
を抑えることができる。

【００２９】さらに、処理容器内に基板を拡散させる手
段が備えられているので、容器中の処理剤の流れが偏り
にくく、容器内全体へ処理剤を供給することが容易にな
り、容器内雰囲気の均一性が向上する。

【００３０】そして、処理剤導入口、処理剤排気口が被
処理基板を挟んで相対向する面上に配置され、該対向す
る面に対して基板を垂直に配置しているので、多数の基
板を同時に処理する場合でも、各基板に対して処理剤が
むらなく流れやすく、基板ごとの処理のばらつきを少な
くできる。

【００３１】また、処理剤循環系を有しているので、雰
囲気を均一にすることが容易となる。

【００３２】さらに、処理容器内の処理剤情報に関する
センサ、処理剤供給手段と処理剤導入口との間のバル
ブ、及び処理剤排気手段と処理剤排気口との間のバルブ
が備えられ、センサからの処理剤情報により、処理剤供
給手段と処理剤導入口との間のバルブ、または／および
処理剤排気手段と処理剤排気口との間のバルブへ指令を
出す制御回路を有しているため、容器内の処理剤濃度を
制御することが容易になる。

【００３３】すなわち、本発明によれば、基体の表面エ
ネルギーを調整する工程において、上述した表面処理装
置を用いるため、面内ばらつき等が極力少なく、良好な
電子放出特性を有する電子放出素子を製造することがで
きる。その結果、大面積にわたって多数の電子放出素子
を形成する場合でも、均一な電子放出特性が得られ、均
一性の高い電子源、均一性が高く良好な表示品質を有す
る画像形成装置を提供することができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好ましい実施態様
を示す。

【００３５】図１は、本発明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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】導電性膜４を構成する材料としては、例え
ばＰｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，
Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ等の金属等の
金属の中から適宜選択される。これらの金属は、導電性
膜形成材料の有機金属化合物を形成する。

【００４１】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〜５０ｎ
ｍの範囲とするのが良い。その抵抗値は、Ｒｓが１０²
Ω／□から１０⁷ Ω／□の値であるのが好ましい。な
お、Ｒｓ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＝Ｒｓ（ｌ／ｗ）と置いたときに現れ
る値である。

【００４２】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、その内部には、
０．１ｎｍ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。また、電子放出部５及びその
近傍の導電性膜４には、後述の活性化工程によって形成
される炭素あるいは炭素化合物を有することもできる。

【００４３】本発明の電子放出素子の製造方法としては
様々な方法があるが、その一例を図２に基づいて説明す
る。尚、図２においても図１に示した部位と同じ部位に
は、図１及び図２と同一の符号を付している。図２にお
いて、３１は表面処理装置、３３は基板上に付与された
有機金属を含有する溶液の液滴である。

【００４４】１）基板１上に素子電極２，３を対向して
形成する。素子電極２，３の形成は、例えば、清浄化し
た青板ガラス基板１上に素子電極材料を真空蒸着法、ス
パッタリング法等により成膜し、リフトオフ、エッチン
グ等によりパターニングする方法、または素子電極材料
を含むぺーストを印刷し焼成する方法等により形成され
る（図２（ａ））。

【００４５】２）素子電極２，３を形成した基板１の表
面エネルギーを初期化する。すなわち、素子電極２，３
を形成した基板１の純水超音波洗浄及び温水洗浄を行
う。本工程により、基板の表面エネルギーは親水面とな
る。

【００４６】３）次に、基板の表面エネルギーを調整す
る工程を行う（図２（ｂ））。まず、処理容器３１内
に、上記２）の工程で作製した基板を設置する。次に、
処理容器内を処理剤雰囲気として、その雰囲気を一定時
間保持して基板の表面エネルギーの調整を行う。順序と
しては、処理容器内を処理剤雰囲気としてから、処理容
器内に上記２）の工程で作製した基板を設置するように
してもよい。

【００４７】なお、処理容器内を処理剤雰囲気とする手
段としては、処理容器外から窒素等のキャリヤガスとと
もに導入する方法や、処理容器内に溶液状態の処理剤を
配置して蒸発させる方法等の方法がある。

【００４８】また、所望の基板表面を再現よく得るため
には、処理容器中の処理剤の濃度は管理されていること
が好ましく、基板の面内全面にわたって、また複数の基
板間で各基板表面に対して処理剤がむらなく供給されて
いることが好ましい。

【００４９】処理剤としては、基板の表面に付着して、
基板上にメチル基やエチル基等の疎水基を提供可能なも
のが好適であり、例えば、シランカップリング剤や、脂
肪族系、芳香族系等の有機化合物等を用いることができ
る。

【００５０】本工程では、処理剤が基板表面に付着し、
基板の表面エネルギーは低くなり、基板の表面状態は発
水面へと変化する。基板の表面状態としては、後述する
４）の工程で基板上に付与する有機金属を含有する水溶
液に対して、基板上の素子電極面及び素子電極間面に対
するそれぞれの接触角が２０〜５０度の間に設定するこ
とが、付与された液滴が基板上で安定な形状を形成する
上で望ましい。

【００５１】また、基板に処理剤を付与する条件は、処
理剤の分圧および温度によって設定される。温度は室温
に限らず、処理剤の種類や基体の種類により、また所望
の表面エネルギーの値や処理剤の付着速度により、好適
な値を選択すればよい。

【００５２】４）表面処理を終えた基板に、有機金属を
含有する水溶液を付与する（図２（ｃ））。具体的に
は、有機金属を含有する水溶液の液滴をバブルジェット
方式やピエゾジェット方式のようなインクジェット法に
よって、素子電極２，３および素子電極間に付与する。
付与された液滴３３の形状は、３）の工程で予め調整さ
れた基板の主表面の表面エネルギーと有機金属を含有す
る水溶液の液滴の表面エネルギーとによって決定され
る。

【００５３】５）次に、基板上に付与された液滴を熱分
解し、導電性膜を形成する（図２（ｄ））。上記４）の
工程で基板上に付与された有機金属を含有する溶液は、
焼成炉やホットプレート上で基板を加熱することによ
り、大気中等の雰囲気で熱分解され、金属あるいは金属
酸化物からなる導電性膜４が作成される。

【００５４】６）次に、フォーミングと呼ばれる通電処
理を施す。素子電極２，３間に通電を行うと、導電性膜
４の部位に電子放出部５が形成される（図２（ｅ））。
フォーミング工程においては、瞬間的に導電性膜４の一
部に局所的に熱エネルギーが集中し、その部位に構造の
変化した電子放出部５が形成される。

【００５５】通電フォーミングの電圧波形の例を図３に
示す。

【００５６】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３（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３（ｂ）に示した手法
がある。

【００５７】まず、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Ｔ₁
及びＴ₂ は電圧波形のパルス幅とパルス間隔である。通
常、Ｔ₁ は１μ秒〜１０μ秒、Ｔ₂ は１０μ秒〜１００
ｍ秒の範囲で設定される。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。

【００５８】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Ｔ₁ 及びＴ₂ は、図３（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ステップ程度ずつ、増加さ
せることができる。

【００５９】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。

【００６０】フォーミング処理以降の電気的処理は、例
えば図４に示すような真空処理装置内で行うことができ
る。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
同じ部位には同一の符号を付している。

【００６１】図４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Ｖ_f 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Ｉ_f 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Ｉ_e 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Ｉ_e 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。

【００６２】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。

【００６３】排気ポンプ５６は、ターボポンプ、ロータ
リーポンプ等からなる通常の高真空装置系と、イオンポ
ンプ等からなる超高真空装置系とにより構成されてい
る。ここに示した電子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。

【００６４】７）次に、フォーミングを終えた素子に活
性化工程と呼ばれる処理を施す（図２（ｆ））。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、この処理
により、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。

【００６５】活性化工程における有機物質のガスを含有
する雰囲気は、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、オ
イルを使用しない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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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、適宜行うことができる。

【００６９】８）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。

【００７０】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^-10 Ｐａ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^-5Ｐａ以下が好ましく、さら
には１０^-6Ｐａ以下が特に好ましい。

【００７１】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Ｉ_f ，放出電流Ｉ_e
が、安定する。

【００７２】上述した工程を経て得られた本発明の電子
放出素子の基本特性について、図５を参照しながら説明
する。

【００７３】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 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。尚、縦・横軸ともリニ
アスケールである。

【００７４】図５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。

【００７５】即ち、第１に、本素子はある電圧（閾値電
圧と呼ぶ；図５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。

【００７６】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。

【００７７】第３に、アノード電極５４（図４参照）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。

【００７８】以上の説明より理解されるように、本発明
の電子放出素子は、入力信号に応じて、電子放出特性を
容易に制御できることになる。この性質を利用すると複
数の電子放出素子を配して構成した電子源、画像形成装
置等、多方面への応用が可能となる。

【００７９】図５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。

【００８０】次に、本発明の電子放出素子の応用例につ
いて以下に述べる。本発明の電子放出素子を複数個基板
上に配列し、例えば電子源や画像形成装置が構成でき
る。

【００８１】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。

【００８２】本発明の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。

【００８３】以下この原理に基づき、本発明の電子放出
素子を複数配して得られる電子源基板について、図６を
用いて説明する。図６において、７１は電子源基板、７
２はＸ方向配線、７３はＹ方向配線である。７４は電子
放出素子、７５は結線である。

【００８４】ｍ本のＸ方向配線７２は、Ｄｘ１，Ｄｘ
２，……，Ｄｘｍからなり、真空蒸着法、印刷法、スパ
ッタ法等を用いて形成された導電性金属等で構成するこ
とができる。配線の材料、膜厚、幅は適宜設計される。
Ｙ方向配線７３は、Ｄｙ１，Ｄｙ２……Ｄｙｎのｎ本の
配線よりなり、Ｘ方向配線７２と同様に形成される。こ
れらｍ本のＸ方向配線７２とｎ本のＹ方向配線７３との
間には、不図示の層間絶縁層が設けられており、両者を
電気的に分離している（ｍ，ｎは、共に正の整数）。

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】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。

【００９０】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７及び図８を
用いて説明する。図７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８は、図７の画像形成装置
に使用される蛍光膜の模式図である。

【００９１】図７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。

【００９２】７４は、図１に示したような電子放出素子
である。７２，７３は、表面伝導型電子放出素子の一対
の素子電極と接続されたＸ方向配線及びＹ方向配線であ
る。

【００９３】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、スペーサーと呼ばれる不図示の
支持体を設置することにより、大気圧に対して十分な強
度をもつ外囲器８８を構成することもできる。

【００９４】図８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８（ａ））あるいはブ
ラックマトリクス（図８（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。

【００９５】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。

【００９６】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。

【００９７】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。

【００９８】図７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。

【００９９】外囲器８８内は、適宜加熱しなから、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^-5
Ｐａ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。

【０１００】次に、本発明の画像形成装置の製造方法の
一例について、図９を用いて説明する。図９は、本発明
の画像形成装置の製造工程を示す説明図である。

【０１０１】工程−１まず、基板、素子電極、配線等の形成工程を行う。上記
電子放出素子の製造方法における１）の工程と同様の方
法で、基板上に素子電極を作成する。また、行方向配線
及び列方向配線は、スクリーン印刷法や公知のフォトリ
ソグラフィー技術とスパッタ法等の半導体の作成法によ
り形成する。

【０１０２】工程−２上記電子放出素子の製造方法における２）の工程と同様
の方法で、基板の表面エネルギーを初期化する工程を行
う。

【０１０３】工程−３上記電子放出素子の製造方法における３）の工程と同様
の方法で、基板の表面エネルギーの調整する工程を行
う。

【０１０４】工程−４上記電子放出素子の製造方法における４）の工程と同様
の方法で、基板上に有機金属を含有する水溶液の液滴を
付与する工程を行う。

【０１０５】工程−５上記電子放出素子の製造方法における５）の工程と同様
の方法で、基板上に付与した有機金属を含有する溶液の
液滴を熱分解し、導電性膜を形成する工程を行う。

【０１０６】工程−６上記工程−５を終えた基板を真空チャンバー内に配置
し、真空チャンバー内を充分に排気する。そして、上記
電子放出素子の製造方法における６）の工程と同様の方
法で、通電フォーミング工程を行う。

【０１０７】工程−７真空チャンバー内に前述した有機ガスを導入し、上記電
子放出素子の製造方法における７）の工程と同様の方法
で、活性化工程を行う。

【０１０８】工程−８次に、上記フェースプレートと支持枠とリアプレートを
フリットを介して、接着し、外囲器を形成する。

【０１０９】工程−９上記外囲器を不図示の排気管より充分に排気し、上記電
子放出素子の製造方法における８）の工程と同様の方法
で、安定化工程を行う。最後に、ゲッターをフラッシュ
する。

【０１１０】以上のような本発明の画像形成装置の製造
方法は、これに限られるわけでなく、後述の実施例のよ
うに、外囲器を形成した後に工程−６以降を行ってもよ
く、工程順、工程内容もこれに限るものでない。

【０１１１】続いて、本発明の画像形成装置の製造方法
に使用する表面処理装置について説明する。この表面処
理装置は、前述した電子放出素子、電子源、及び画像形
成装置の製造方法の工程−３における表面処理工程を行
なうのに好適な装置である。以下、図１０から図１９を
用いて、本発明の表面処理装置について説明する。

【０１１２】１）図１０は、処理容器に処理剤導入口が
可動に形成されている表面処理装置を示す模式図であ
る。図１０において、２００は被処理基板、２０２は処
理容器、２０３は処理容器への処理剤供給手段、２０４
は処理剤導入口、２０５は処理剤排気口、２０６は処理
容器からの処理剤排気手段、３０１は開閉手段（バル
ブ）である。

【０１１３】処理剤供給手段としては、例えば、図１１
に示すように窒素や空気等をキャリヤガスとして使用
し、処理剤中にバブリングすることによって、処理剤雰
囲気となったキャリヤガスごと容器中へ供給するような
手段が挙げられる。なお、図１１において、２０７はキ
ャリヤガスの流量を調整する流量計、２０８は処理剤を
収容する容器である。

【０１１４】処理剤導入口２０４は、処理剤供給手段２
０３からの処理剤を処理容器２０２内に導入する部分
で、処理剤の容器内への導入方法としては、一点から導
入する方法や、ライン状や面状で導入する方法等が挙げ
られる。

【０１１５】処理剤排気手段２０６は排気用のポンプ等
により構成され、処理剤排気口２０５を通じて処理容器
２０２内の処理剤を排気するための手段である。

【０１１６】また、処理剤供給手段２０３と処理剤導入
口２０４との間、処理剤排気手段２０６と処理剤排気口
２０５との間には、バルブ等の開閉手段が設けられてい
る。

【０１１７】本装置においては、処理容器２０２への処
理剤導入口２０４が処理容器２０２内で可動に形成され
ていて、例えば向きをかえることや、位置を変えること
ができるように形成されている。図１０に示した装置に
おいては、図１２に示すように、正面から奥へ延出され
たライン状のノズルで、ノズルの傾斜角度を変えて吐出
向きを変えることができるようになっている。なお、図
１２（ａ）から（ｃ）は、図１０と同じ正面方向から見
た場合の処理剤導入口２０４の先端ノズル部が向きを変
えているところを示しており、図１２（ｄ）は、図１０
を側方向から見た場合を示している。

【０１１８】本発明の表面処理装置においては、処理剤
導入口２０４を処理容器２０２内でノズル吐出方向が可
動となるように形成したので、処理容器内の全体へ処理
剤を供給することが容易になり、容器内の雰囲気の均一
性が向上する。

【０１１９】２）図１３は、処理容器内に基板移動機構
を有する表面処理装置を示す模式図である。図１３にお
いて、処理剤導入口２０４を除く２００から２０６の部
材は、図１０に示した表面処理装置とほぼ同様の構成で
あり、本装置においては、特に処理容器２０２内で基板
２００が基板カセット２１０に配置され、これに基板移
動機構２０９が備えられていることが特徴である。

【０１２０】図１３において、基板移動機構２０９は、
基板２００を回転させるような機構であるが、例えば、
図１４に示すように基板位置を上下させるような機構２
１１のものや、また基板回転機構２０９と基板上下機構
２１１とを兼ね備えたものも含まれる。

【０１２１】本装置においては、基板移動機構２０９を
有しているので、処理容器２０２内の処理剤雰囲気の均
一性にむらが生じた場合でも、基板を雰囲気の分布に合
わせて動かすことにより、むらを時間的に平均化して、
処理の面内分布や基板間の処理のばらつき等の発生を抑
えることができる。

【０１２２】３）図１５は、処理剤を処理容器２０２内
に拡散させる手段を備えている表面処理装置を示す模式
図である。図１５において、処理剤導入口２０４を除く
２００から２０６の部材は、図１０に示した表面処理装
置とほぼ同様の構成であり、本装置においては、特に処
理容器２０２内に処理剤を拡散させる手段２１２として
拡散板を備えている。処理容器２０２内に処理剤を拡散
させる手段としての拡散板には、例えばメッシュ状の金
属板等を用いることができる。

【０１２３】本装置においては、処理容器２０２内に処
理剤を拡散させる手段２１２を備えているので、処理容
器中の処理剤の流れが偏りにくく、容器内全体へ処理剤
を供給することが容易になり、容器内の雰囲気の均一性
が向上する。

【０１２４】４）図１６は、処理剤導入口、処理剤排気
口が被処理基板を挟んで相対向する面上に配置され、該
対向する面に対して基板が垂直に配置されている表面処
理装置を示す模式図である。図１６において、処理剤導
入口２０４を除く２００から２０６の部材は、図１０に
示した表面処理装置とほぼ同様の構成であり、本装置に
おいては、特に処理剤導入口２０４と処理剤排気口２０
５とが被処理基板２００を挟んで相対向する面上に配置
され、該対向する面に対して被処理基板２００を垂直に
配置している。

【０１２５】図１６において、処理容器２０２の中央部
に処理剤導入口２０４が設置されおり、その両側に被処
理基板２００が複数設置されているが、処理容器２０２
の両端にそれぞれ処理剤導入口と処理剤排気口とが配置
され、その間に被処理基板が設置されている構成であっ
ても、もちろん構わない。

【０１２６】本装置においては、処理剤導入口２０４と
処理剤排気口２０５とが、被処理基板２００を挟んで相
対向する面上に配置され、該対向する面に対して基板を
垂直に配置するようにしたので、多数の基板を同時に処
理する場合でも、処理剤が容器内に導入される際、処理
剤の流れが基板に遮られることもなく、各基板に対して
処理剤がむらなく流れやすく、基板ごとの処理のばらつ
きを少なくすることができる。

【０１２７】５）図１７は、処理剤循環系を有する表面
処理装置を示す模式図である。図１７において、２００
から２０６の部材は、図１０に示した表面処理装置とほ
ぼ同様の構成であり、本装置においては、特に処理剤循
環系２１３として処理剤循環ポンプが備えられている。
具体的には、処理剤供給手段２０３の下流側と処理剤排
気手段２０６の上流側との間が循環バイパスによって接
続され、この循環バイパスに処理剤循環ポンプ２１３が
介設されている。

【０１２８】本装置においては、処理剤循環系２１３を
有するため、処理容器２０２内の処理剤濃度に分布が生
じた場合でも強制的に処理剤を攪拌することになるた
め、短時間で均一な雰囲気とすることが容易となる。

【０１２９】６）図１８は、センサからの処理剤情報に
より処理剤排気手段に指令を出す制御回路を有する表面
処理装置を示す模式図である。図１８において、２００
は被処理基板、２０２は処理容器、２０３は処理容器へ
の処理剤供給手段、２０４は処理剤導入口、２１４は処
理容器内の処理剤情報に関するセンサ、２０５は処理剤
排気口、２０６は処理容器からの処理剤排気手段、２１
５はセンサからの処理剤情報により処理剤排気手段に指
令を出す制御回路である。

【０１３０】上記センサ２１４としては、圧力センサや
濃度センサを用いることができる。図１８では、例え
ば、圧力センサ２１４が処理容器２０２内に臨んで設け
られ、容器内の処理剤情報を検出する。このセンサ２１
４には処理剤制御回路２１５が接続されており、センサ
２１４からの処理剤の圧力情報により、処理剤圧力制御
回路２１５が処理剤排気手段２０６に指令を出して、こ
れに備えられた開閉手段（バルブ）３０１を開閉操作し
て、処理剤圧力を制御する。

【０１３１】また、図１９では、例えば、濃度センサ２
１６が処理容器２０２内に臨んで設けられ、容器内の処
理剤の濃度情報を検出する。このセンサ２１６には処理
剤濃度制御回路２１７が接続されており、センサ２１６
から処理剤の濃度情報により、処理剤制御回路２１７が
処理剤供給手段２０３と処理剤導入口２０４との間のバ
ルブ３０１、処理剤排気手段２０６と処理剤排気口２０
５との間のバルブ３０１を調整して、処理剤の供給量と
排気量を調整し、容器中の処理剤濃度を制御する。

【０１３２】本装置においては、処理容器２０２内の処
理剤情報に関するセンサ２１４からの情報により処理剤
制御回路２１５が処理剤排気手段２０６に指令を出して
処理剤の制御が可能となるため、処理容器２０２内の処
理剤制御がより確実で容易になる。

【０１３３】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２０を用いて説明する。図２０において、
１０１は画像表示パネル、１０２は走査回路、１０３は
制御回路、１０４はシフトレジスタ、１０５はラインメ
モリ、１０６は同期信号分離回路、１０７は変調信号発
生器、Ｖｘ及びＶａは直流電圧源である。

【０１３４】表示パネル１０１は、端子Ｄｏｘ１乃至Ｄ
ｏｘｍ、端子Ｄｏｙ１乃至Ｄｏｙｎ及び高圧端子８７を
介して外部の電気回路と接続している。端子Ｄｏｘ１乃
至Ｄｏｘｍには、表示パネル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Ｄｏｙ１乃至Ｄｏｙｎに
は、前記走査信号により選択された１行の電子放出素子
の各素子の出力電子ビームを制御する為の変調信号が印
加される。高圧端子８７には、直流電圧源Ｖａより、例
えば１０ｋＶの直流電圧が供給されるが、これは電子放
出素子から放出される電子ビームに、蛍光体を励起する
のに十分なエネルギーを付与する為の加速電圧である。

【０１３５】走査回路１０２について説明する。同回路
は、内部にｍ個のスイッチング素子（図中、Ｓ１乃至Ｓ
ｍで模式的に示している）を備えたものである。各スイ
ッチング素子は、直流電圧電源Ｖｘの出力電圧もしくは
０［Ｖ］（グランドレベル）のいずれか一方を選択し、
表示パネル１０１の端子Ｄｏｘ１乃至Ｄｏｘｍと電気的
に接続される。各スイッチング素子Ｓ１乃至Ｓｍは、制
御回路１０３が出力する制御信号Ｔｓｃａｎに基づいて
動作するものであり、例えばＦＥＴのようなスイッチン
グ素子を組み合わせることにより構成することができ
る。

【０１３６】直流電圧源Ｖｘは、本例の場合には電子放
出素子の特性（電子放出閾値電圧）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。

【０１３７】制御回路１０３は、外部より入力される画
像信号に基づいて適切な表示が行われるように、各部の
動作を整合させる機能を有する。制御回路１０３は、同
期信号分離回路１０６より送られる同期信号Ｔｓｙｎｃ
に基づいて、各部に対してＴｓｃａｎ，Ｔｓｆｔ及びＴ
ｍｒｙの各制御信号を発生する。

【０１３８】同期信号分離回路１０６は、外部から入力
されるＮＴＳＣ方式のテレビ信号から、同期信号成分と
輝度信号成分とを分離するための回路で、一般的な周波
数分離（フィルター）回路等を用いて構成できる。同期
信号分離回路１０６により分離された同期信号は、垂直
同期信号と水平同期信号より成るが、ここでは説明の便
宜上Ｔｓｙｎｃ信号として図示した。前記テレビ信号か
ら分離された画像の輝度信号成分は、便宜上ＤＡＴＡ信
号と表した。このＤＡＴＡ信号は、シフトレジスタ１０
４に入力される。

【０１３９】シフトレジスタ１０４は、時系列的にシリ
アルに入力される前記ＤＡＴＡ信号を、画像の１ライン
毎にシリアル／パラレル変換するためのもので、前記制
御回路１０３より送られる制御信号Ｔｓｆｔに基づいて
動作する（即ち、制御信号Ｔｓｆｔは、シフトレジスタ
１０４のシフトクロックであると言い換えてもよ
い。）。シリアル／パラレル変換された画像１ライン分
のデータ（電子放出素子ｎ素子分の駆動データに相当）
は、Ｉｄ１乃至Ｉｄｎのｎ固の並列信号として前記シフ
トレジスタ１０４より出力される。

【０１４０】ラインメモリ１０５は、画像１ライン分の
データを必要時間の間だけ記憶する為の記憶装置であ
り、制御回路１０３より送られる制御信号Ｔｍｒｙに従
って適宜Ｉｄ１乃至Ｉｄｎの内容を記憶する。記憶され
た内容は、Ｉｄ’１乃至Ｉｄ’ｎとして出力され、変調
信号発生器１０７に入力される。

【０１４１】変調信号発生器１０７は、画像データＩ
ｄ’１乃至Ｉｄ’ｎの各々に応じて、電子放出素子の各
々を適切に駆動変調する為の信号源であり、その出力信
号は、端子Ｄｏｙ１乃至Ｄｏｙｎを通じて表示パネル１
０１内の電子放出素子に印加される。

【０１４２】前述したように、本発明の電子放出素子は
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Ｖｍを変化させる
ことにより、出力電子ビームの強度を制御することが可
能である。また、パルスの幅Ｐｗを変化させることによ
り、出力される電子ビームの電荷の総量を制御すること
が可能である。

【０１４３】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。

【０１４４】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。

【０１４５】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。

【０１４６】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。

【０１４７】このような構成をとり得る本発明の画像形
成装置においては、各電子放出素子に、容器外端子Ｄｏ
ｘ１乃至Ｄｏｘｍ、Ｄｏｙ１乃至Ｄｏｙｎを介して電圧
を印加することにより、電子放出が生じる。高圧端子８
７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。

【０１４８】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。

【０１４９】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２１及び図２２を用いて説明す
る。

【０１５０】図２１は、梯子型配置の電子源の一例を示
す模式図である。図２１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Ｄｘ１〜Ｄｘ１０
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Ｄｘ２〜Ｄｘ９は、例えばＤｘ２とＤｘ３、
Ｄｘ４とＤｘ５、Ｄｘ６とＤｘ７、Ｄｘ８とＤｘ９とを
夫々一体の同一配線とすることもできる。

【０１５１】図２２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、Ｄｏｘ１乃至Ｄｏｘｍは容器外端子、Ｇ１乃
至Ｇｎはグリッド電極１２０と接続された容器外端子で
ある。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２２においては、図７、図２１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７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。

【０１５２】図２２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２１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。

【０１５３】容器外端子Ｄｏｘ１乃至Ｄｏｘｍ及びグリ
ッド容器外端子Ｇ１乃至Ｇｎは、不図示の制御回路と電
気的に接続されている。

【０１５４】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。

【０１５５】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。

【０１５６】

【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、本発明はこれらの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。

【０１５７】［実施例１］図１０は、実施例１の表面処
理装置を示す模式図である。本実施例は、処理容器への
処理剤導入口が処理容器内で可動に形成された表面処理
装置である。図１０において、２００は基板、２０２は
基板を設置する処理容器、２０３は処理容器への処理剤
供給手段、２０４は処理剤導入口、２０５は処理剤排気
口、２０６は処理容器からの処理剤排気手段、３０１は
開閉手段（バルブ）である。

【０１５８】処理剤供給手段２０３としては、図１１に
示すような供給系を用いた。図１１において、２０７は
キャリヤガスの流量を調整する流量計、２０８は、処理
剤を収容してキャリヤガスをハブリングするための容器
である。

【０１５９】処理剤導入口２０４は、図１２に示される
ような正面から奥へ向けて延出されたライン状で、傾斜
角度の変化により吐出向きが変えられるものを用いた。

【０１６０】処理剤排気手段２０６は、ドライポンプ等
から構成される排気系を用いた。また、処理剤供給手段
２０３と処理剤導入口２０４との間、処理剤排気手段２
０６と処理剤排気口２０５との間には、開閉手段３０１
としてバルブ等が設けられている。

【０１６１】本装置においては、図１０、図１２に示す
ようにライン状のノズルで吐出向きを変えることができ
るようになっている。図１２（ａ）から（ｃ）に、図１
０と同じ正面方向から見た場合の処理剤導入口２０４の
先端ノズル部が向きを変えているところを示しており、
図１２（ｄ）は図１を側方向から見た場合を示してい
る。

【０１６２】本発明の表面処理装置においては、処理剤
導入口２０４を処理容器２０２内で可動に形成している
ので、導入口を固定の状態で使用する場合と比べて、容
器内全体へ処理剤を供給することが容易になり、容器内
雰囲気の均一性が向上した。

【０１６３】続いて、本実施例の表面処理装置を用いて
行う基板表面処理法の一例について説明する。

【０１６４】キャリヤガスとしては、窒素を使用した。
処理剤としては、シランカップリング剤の一種であるＤ
ＤＳ（ジメチルジエトキシシラン）を用いた。処理剤Ｄ
ＤＳは、キャリヤガスの窒素をＤＤＳ中にバブリングす
ることにより、キャリヤガスをＤＤＳ雰囲気とする形で
処理容器中へ供給される。被処理基板は、素子電極、行
方向配線、列方向配線、及び層間絶縁層が形成されたも
のを使用した。

【０１６５】処理手順としては、まず、処理容器中に被
処理基板を設置する。次に、排気手段を用いて処理容器
内を排気する。そして、処理剤供給手段より処理剤を処
理容器内が大気圧となるまで供給する。次に、処理容器
内が大気圧の状態で４０分間処理する。そして、処理剤
排気手段を用いて処理剤を排気した後、処理容器内を不
図示のリーク弁を開放することにより、大気圧に戻す。
最後に、基板を取り出すという順で行なった。

【０１６６】上記の表面処理を行なった基板に対して、
有機金属を含有する水溶液の液滴をパブルジェット方式
のインクジェット法によって、各素子電極に対して付与
したところ、少ないばらつきで所望の形状の液滴が得ら
れた。

【０１６７】［実施例２］図１３は、実施例２の表面処
理装置を示す模式図である。本実施例は、基板移動機構
を備えている表面処理装置である。図１３において、２
００は基板、２０２は基板を設置する処理容器、２０３
は処理容器への処理剤供給手段、２０４は処理剤導入
口、２０５は処理剤排気口、２０６は処理容器からの処
理剤排気手段、２０９は基板回転機構、２１０は複数枚
の基板を設置可能な基板カセットである。

【０１６８】処理剤供給手段２０３としては、実施例１
と同様の供給系を用いた。処理剤排気手段２０６には、
ドライポンプ等から構成される排気系を用いた。処理剤
供給手段２０３と処理剤導入口２０４との間、処理剤排
気手段２０６と処理剤排気口２０５との間には、バルブ
等の開閉手段３０１が設けられている。

【０１６９】基板カセット２１０は、基板回転機構２０
９の上に設置され、基板回転機構２０９が動作すると、
基板２００はカセットごと基板中心を軸に回転する。

【０１７０】本装置においては、表面処理中、基板２０
０を回転させることによって、処理容器２０２中の処理
剤の導入口側と排出口側とで処理剤濃度に分布が生じた
場合でも、その影響を小さくすることができ、例えば、
処理剤導入初期の処理剤が容器内全体に行き渡るまでの
時間等の影響も小さくできる。

【０１７１】［実施例３］図１５は、実施例３の表面処
理装置を示す模式図である。本実施例は、処理容器内に
拡散板を有するものである。図１５において、２０１は
基板、２０２は基板を設置する処理容器、２０３は処理
容器への処理剤供給手段、２０４は処理剤導入口、２０
５は処理剤排気口、２０６は処理容器からの処理剤排気
手段である。

【０１７２】処理剤供給手段２０３としては、実施例１
と同様に、図１１に示すような供給系を用いた。処理剤
排気手段２０６には、ドライホンプ等から構成される排
気系を用いた。また、処理剤供給手段２０３と処理剤導
入口２０４との間、処理剤排気手段２０６と処理剤排気
口２０５との間には、バルブ等の開閉手段が設けられて
いる。拡散板２１２としては、メッシュ状の金属板を用
いた。

【０１７３】本装置においては、処理容器２０２内に拡
散板２１２を備えているので、処理容器２０２中の処理
剤の流れが偏りにくく、容器内全体へ処理剤を供給する
ことが容易になり、容器内雰囲気の均一性が向上する。

【０１７４】［実施例４］図１６は、実施例４の表面処
理装置を示す模式図である。本実施例は、処理容器の中
央部に処理剤導入口が設置されており、処理剤排気口は
被処理基板を挟んで相対向する面上に配置され、該対向
する面に対して被処理基板が垂直で、処理剤導入口の両
側に基板が設置されているものである。図１６におい
て、２０１は基板、２０２は基板を設置する処理容器、
２０３は処理容器への処理剤供給手段、２０４は処理容
器の中央部に設けられた処理剤導入口、２０５は基板設
置部を挟んで処理容器の両端に設けられている処理剤排
気口である。また、基板２００は、導入口側（面）から
排出口側（面）ヘの処理剤の流れを遮らないように、導
入口面と排出口面に対して垂直に設置されている。２０
６は処理容器からの処理剤排気手段である。

【０１７５】処理剤供給手段２０３としては、実施例１
と同様に、図１１に示すような供給系を用いた。処理剤
排気手段２０６はドライポンプ等から構成される排気系
を用いた。また、処理剤供給手段２０３と処理剤導入口
２０４との間、処理剤排気手段２０６と処理剤排気口２
０５の間には、バルブ等の開閉手段３０１が設けられて
いる。

【０１７６】本装置においては、処理剤導入口２０４、
処理剤排気口２０５が被処理基板２００を挟んで相対向
する面上に配置され、該対向する面に対して被処理基板
２００垂直に配置するようにしたので、多数の基板を同
時に処理する場合でも、処理剤が容器内に導入される
際、処理剤の流れが基板に遮られることもなく、各基板
に対して処理剤がむらなく流れやすく、基板ごとの処理
のばらつきを少なくすることができる。

【０１７７】［実施例５］図１７は、実施例５の表面処
理装置を示す模式図である。本実施例は、処理剤循環系
を有するものである。図１７において、２００は基板、
２０２は基板を設置する処理容器、２０３は処理容器へ
の処理剤供給手段、２０４は処理剤導入口、２０５は処
理剤排気口、２０６は処理容器からの処理剤排気手段で
ある。

【０１７８】処理剤供給手段２０３としては、実施例１
と同様に、図１１に示すような供給系をもちいた。処理
剤排気手段２０６には、ドライポンプ等から構成される
排気系を用いた。また、処理剤供給手段２０３と処理剤
導入口２０４との間、処理剤排気手段２０６と処理剤排
気口２０５との間には、バルブ等の開閉手段３０１が設
けられている。

【０１７９】本発明においては、処理剤循環用ポンプと
してメンブレンポンプを使用した処理剤循環系２１３を
備えており、処理容器２０２内の処理剤を含むキャリヤ
ガスを循環させることが可能である。

【０１８０】本装置においては、処理剤供給手段２０３
から処理容器２０２内に処理剤を含むキャリヤガスを供
給後、処理剤循環系２１３を利用して、容器内の処理剤
を含むキャリヤガスを循環、攪拌することにより、容器
内の処理剤の濃度にむらができるのを防止することがで
きる。また、容器内の処理剤濃度に分布が生じた場合で
も、短時間で均一な雰囲気とするのが容易となる。

【０１８１】［実施例６］図２３は、実施例６の表面処
理装置を示す模式図である。本実施例は、処理剤循環系
を有する他の例である。図２３において、２００は基
板、２０２は基板を設置する処理容器、２０３は処理容
器への処理剤供給手段、２０４は処理剤導入口、２０５
は処理剤排気口、２０６は処理容器からの処理剤排気手
段である。

【０１８２】処理剤供給手段２０３としては、図１１に
示すものと同様の供給系を用いたが、供給されるキャリ
ヤガスは、キャリヤガス単独と循環系から供給される処
理剤を含んだキャリヤガスの両者を切り替えて使用する
ことが可能となっている。処理剤排気手段２０６には、
ドライホンプ等から構成される排気系を用いた。また、
処理剤供給手段２０３と処理剤導入口２０４との間、処
理剤排気手段２０６と処理剤排気口２０５との間には、
バルブ等の開閉手段３０１が設けられている。

【０１８３】本実施例においては、処理剤循環用ポンプ
としてメンブレンポンプを使用した処理剤循環系２１３
を備えており、処理容器２０２内の処理剤を含むキャリ
ヤガスを循環させることが可能となった。

【０１８４】本装置においては、処理剤供給手段２０３
から処理容器２０２内に処理剤を含むキャリヤガスを供
給後、処理剤循環系２１３に導入されるキャリヤガス３
０２を利用して、容器内の処理剤を含むキャリヤガスを
循環、攪拌することにより、容器内の処理剤の濃度にむ
らができるのを防止することができる。また、容器内の
処理剤濃度に分布が生した場合でも、短時間で均一な雰
囲気とするのが容易となる。

【０１８５】［実施例７］図１８は、実施例７の表面処
理装置を示す模式図である。本実施例は、処理剤圧力制
御回路を有するものである。図１８において、２００は
基板、２０２は基板を設置する処理容器、２０３は処理
容器への処理剤供給手段、２０４は処理剤導入口、２１
４は処理容器内の処理剤を含んだキャリヤガスの圧力を
検知するセンサである。また、２０５は処理剤排気口、
２０６は処理容器からの処理剤排気手段、２１５はセン
サからの情報により処理剤排気手段と処理剤排気口との
間ののバルブに指令を出す処理剤圧力制御回路である。

【０１８６】処理剤供給手段２０３としては、実施例１
と同様に、図１１に示すような供給系を用いた。処理剤
排気手段２０６には、ドライポンブ等から構成される排
気系を用いた。また、処理剤供給手段２０３と処理剤導
入口２０４との間、処理剤排気手段２０６と処理剤排気
口２０５との間には、バルブ等の開閉手段３０１が設け
られており、本装置においては、処理剤排気手段２０６
と処理剤排気口２０５との間のバルブ３０１は処理剤圧
力制御回路２１５からの指令によって排気量を調整する
ことが可能で、例えば処理容器２０２内の圧力が大気圧
を超えた場合に排気を開始するというような使用法がで
きる。

【０１８７】本装置においては、処理容器２０２内の処
理剤情報に関するセンサ２１４からの情報により処理剤
（処理剤を含むキャリヤガス）圧力の調整が可能となる
ため、より容器内の処理剤の制御が容易になる。

【０１８８】［実施例８］図１９は、実施例８の表面処
理装置を示す模式図である。本実施例は、処理剤濃度制
御回路を有するものである。図１９において、２００は
基板、２０２は基板を設置する処理容器、２０３は処理
容器への処理剤供給手段、２０４は処理剤導入口、２１
６は処理容器内の処理剤の濃度を検知するセンサであ
る。また、２０５は処理剤排気口、２０６は処理容器か
らの処理剤排気手段、２１７はセンサからの情報により
理剤供給手段と処理剤導入口との間のバルブ、処理剤排
気手段と処理剤排気口との間のバルブに指令を出す処理
剤濃度制御回路である。

【０１８９】処理剤供給手段２０３としては、実施例１
と同様に、図１１に示すような供給系を用いた。処理剤
排気手段２０６にはドライポンブ等から構成される排気
系を用いた。また、処理剤供給手段２０３と処理剤導入
口２０４との間、処理剤排気手段２０６と処理剤排気口
２０５との間には、バルブ等の開閉手段が設けられてお
り、本装置においては、センサ２１６からの情報を受け
た処理剤濃度制御回路２１７からの指令によって、処理
剤供給手段２０３と処理剤導入口２０４との間のバルブ
３０１、処理剤排気手段２０６と処理剤排気口２０５と
の間バルブ３０１が調整され、処理剤の供給量と排気量
を調整して、容器中の処理剤濃度を制御する。

【０１９０】本装置においては、処理容器２０２内の処
理剤情報に関するセンサ２１６からの情報により処理剤
濃度の調整が可能となるため、容器内の処理剤濃度制御
がより確実で容易になる。

【０１９１】［実施例９］本発明に係る電子放出素子の
基本的な構成は、図１と同様である。また図２４は、図
１と同様の電子放出素子を１０個を配置した基板であ
る。

【０１９２】以下、図１及び図２４に基づいて、本発明
に係る電子放出素子の製造方法を順を追って説明する。

【０１９３】工程−１清浄化した青板ガラス基板１上に、素子電極のパターン
をホトレジスト（ＲＤ−２０００Ｎ−４１日立化成社
製）形成し、真空蒸着法により厚さ５０ｎｍのＰｔを堆
積した。ホトレジストパターンを有機溶剤で溶解し、堆
積膜をリフトオフして素子電極２，３を形成した。素子
電極間隔Ｌは３０ミクロンとした。そして、純水で洗浄
した。

【０１９４】工程−２次に、素子電極２，３を形成した基板１を、純水超音波
洗浄及び８０℃の温水洗浄し、引き上げ乾燥を行った。

【０１９５】工程−３まず、処理容器内に工程−２で作製した基板１を設置し
た。排気手段を用いて処理容器内を排気した後、処理剤
供給手段より処理剤を処理容器内が大気圧となるまで供
給する。そして、処理容器内が大気圧の状態で４０分間
処理した。次に、排気手段を用いて処理剤を排気した
後、処理容器内を不図示のリーク弁を開放することによ
り、大気圧に戻した。最後に、処理容器内から基板を取
り出した。

【０１９６】処理剤としてはＤＤＳ（ジメチルジエトキ
シシラン）を用い、キャリヤガスとしては窒素を用い
た。ＤＤＳはキャリヤガスとともに処理容器内へ供給さ
れる。表面処理装置としては、実施例３で示した装置と
同様のものを用いた。

【０１９７】また、処理時間を４０分間としたのは、本
実施例で使用した青板ガラス基板とその上に素子電極に
使用したＰｔを同条件で作成した基板をそれぞれ４０分
間で処理した場合に、後述するＰｄ有機金属化合物の水
溶液に対する接触角が、それぞれ４５度、４８度であっ
たことより決めた。

【０１９８】工程−４Ｐｄ有機金属化合物（Ｐｄ濃度０．１５％）、イソプロ
ピルアルコール１５％、エチレングリコール１％、ポリ
ビニルアルコール０．０５％の水溶液の液滴をバブルジ
ェット方式のインクジェット法により、工程−３で表面
処理を行った基板上の素子電極および素子電極間に４回
塗布した。

【０１９９】工程−５工程−４で作成した試料を、３５０℃で大気中で焼成し
た。こうして形成されたＰｄＯからなる導電性膜４を形
成した。

【０２００】以上の工程により、基板１上に、素子電極
２，３、導電性膜４等を形成した。

【０２０１】次に、図５の測定装置に設置し、真空ポン
プにて排気し、１．３×１０^-6Ｐａの真空度に達した
後、素子電極に導電性膜の抵抗を測定するため、電源よ
り各素子の素子電極２，３間に、それぞれ０．１Ｖのパ
ルス状の電圧を印加し、各素子電極間に流れる電流を測
定した。なお、パルスの電圧波形は、パルス幅０．１ｍ
ｓｅｃ、パルス間隔１０ｍｓｅｃとし、測定は１０回繰
り返し測定し、その平均値を抵抗値とした。

【０２０２】上述した工程を１０基板について行ない、
抵抗値の測定を行なうと１０素子の平均値で２０００Ω
±８０Ωとばらつきの少ないものであった。これは、有
機金属を含有する水溶液をインクジェット法で液滴とし
て付与した際の形状が安定した結果、導電性膜の抵抗値
も基板毎のばらつきの少ないものとなったと考えられ
る。

【０２０３】［実施例１０］本実施例は、実施例９の工
程−５以降、更にいくつかの工程を行い、電子放出素子
を作製した例である。なお、図１と同様の素子を作成
し、比較例についても同様の工程を行った。

【０２０４】以下に、工程−５以降の工程を順を追って
説明する。

【０２０５】工程−６続いて、図５の測定装置内で、フォーミング工程を施し
た。素子電極２，３間に通電を行うと、導電性膜４の部
位に亀裂が形成された。通電フォーミングの電圧波形は
パルス波形で、パルス波高値を０Ｖから０．１Ｖステッ
プで増加させる電圧パルスを印加した。電圧波形のパル
ス幅とパルス間隔はそれぞれ１ｍｓｅｃ、１０ｍｓｅｃ
とした矩形波とした。通電フォーミング処理の終了は、
導電性膜の抵抗値が１ＭΩ以上に達したときとした。図
２５に本実施例で用いたフォーミング波形を示す。尚、
素子電極２，３において、一方の電極を低電位として、
他方を高電位側として、電圧は印加される。

【０２０６】工程−７フォーミングを終えた素子には、活性化工程と呼ばれる
処理を行った。活性化工程とは、前述したようにフォー
ミングで形成した亀裂の内側に、亀裂が狭く成るように
炭素を形成することで、素子電流Ｉ_f 及び放出電流Ｉ_e
が著しく変化する工程である。

【０２０７】活性化工程は、アセトンガスを測定装置内
に１．３×１０^-1Ｐａまで導入し、パルス波高値１５
Ｖ、パルス幅１ｍｓｅｃ、パルス間隔１０ｍｓｅｃとし
た矩形波のパルスの印加を２０分繰り返した。図２６に
活性工程で用いたパルス波形を示す。本実施例では、素
子電極２，３に対して、交互に低、高電位がパルス間隔
毎に入れ替わるように印加した。

【０２０８】工程−８続いて、安定化工程を行った。安定化工程は、真空容器
内の雰囲気等に存在する有機ガスを排気し、炭素あるい
は炭素化合物の堆積を抑制し、素子電流Ｉ_f 及び放出電
流Ｉ_e を安定させる工程である。真空容器全体を２５０
℃で加熱して、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た。このとき、真空度は、１．
３×１０^-6Ｐａであった。その後、この真空度で、電子
放出素子の特性を測定した。

【０２０９】上述した工程を１０基板について行ない、
電子放出特性の測定を行なうと、１０素子の平均値で素
子電流Ｉ_f が２．０ｍＡ±０．０２ｍＡ、放出電流Ｉ_e
が３．０μＡ±０．０４μＡとばらつきの少ないもので
あった。

【０２１０】以上の様に、基板の表面エネルギーの調整
を行うことにより、電子放出素子の特性のばらつきの低
下にも寄与することがわかった。

【０２１１】［実施例１１］本実施例は、図９に示した
製造工程によって、画像形成装置を作成した例である。
尚、図９においては、本発明に関わりの深い電子源基板
についてのみ、詳細に記述した。また、図２７（ａ）は
電子源の一部の平面図、図２７（ｂ）はその縦断面図で
ある。図２７において、１９１は基板、１９８はＤｘｍ
に対応する行方向配線、１９９はＤｙｎに対応する列方
向配線、１９４は導電性膜、１９２，１９３は素子電
極、１９７は層間絶縁層である。本実施例の画像形成装
置は図８と同様であるが、リアプレートとして電子源基
板１９１を用いた。

【０２１２】以下に、電子源の製造方法を工程順に従っ
て具体的に説明する。

【０２１３】工程−１清浄化した青板ガラス基板１９１上に、素子電極１９
２，１９３をオフセット印刷法によって作成した。素子
電極間隔Ｌは２０μｍ、素子電極の幅Ｗは１２５μｍと
した。次に、厚さ１０μｍの列方向配線１９９、厚さ３
０μｍの層間絶縁層１９７、厚さ２５μｍの行方向配線
１９８を、順次スクリ―ン印刷法により作成した。

【０２１４】工程−２工程−１で作成した行方向配線１９８、列方向配線１９
９、素子電極１９２，１９３を形成した基板１９１を、
純水超音波洗浄及び８０℃の温水洗浄し、引き上げ乾燥
を行った。

【０２１５】工程−３まず、処理容器内に工程−２で作製した基板１９１を設
置した。排気手段を用いて処理容器内を排気した後、処
理剤供給手段より処理剤を処理容器内が大気圧となるま
で供給する。そして、処理容器内が大気圧の状態で４０
分間処理した。次に、排気手段を用いて処理剤を排気し
た後、処理容器内を不図示のリーク弁を開放することに
より、大気圧に戻した。最後に、処理容器内から基板を
取り出した。

【０２１６】処理剤としてはＤＤＳ（ジメチルジエトキ
シシラン）を用い、キャリヤガスとしては窒素を用い
た。ＤＤＳはキャリヤガスとともに処理容器内へ供給さ
れる。表面処理装置としては、実施例６で示した装置と
同様のものを用いた。

【０２１７】工程−４Ｐｄ有機金属化合物０．１５％、イソプロピルアルコー
ル１５％、エチレングリコール１％、ポリビニルアルコ
ール０．０５％の水溶液の液滴をピエゾジェット方式の
インクジェット法により、各素子電極１９２，１９３お
よび素子電極間に４回塗布した。

【０２１８】工程−５工程−４で作成した試料を、３５０℃で大気中で焼成し
た。こうして形成されたＰｄＯからなる導電性膜１９４
を形成した。

【０２１９】以上の工程により、基板１９１上に、行方
向配線１９８、列方向配線１９９、素子電極１９２，１
９３、導電性膜１９４等を形成した。

【０２２０】工程−６次に、フェースプレートを形成した。フェースプレート
は、ガラス基板の内面に蛍光体が配置された蛍光膜とメ
タルバックが形成された構成とした。蛍光体の配列は、
三原色蛍光体の各蛍光体間ブラックストライプを設け
た。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を用いた。これらは、い
ずれもスクリーン印刷法によって形成した。

【０２２１】工程−７工程−１〜５で形成した基板をリアプレートとして、支
持枠を介して、フェースプレートを封着した。支持枠に
は、予め通排気に使用される排気管を接着した。

【０２２２】工程−８１．３×１０^-5Ｐａまで排気後、各配線Ｄｘｍ、Ｄｙｎ
より各素子に電圧を供給できる製造装置で、ライン毎に
フォーミングを行った。フォーミングの条件は、実施例
１０と同様である。

【０２２３】工程−９１．３×１０^-5Ｐａまで排気後、アセトンを１．３×１
０^-1Ｐａまで排気管から導入し、各配線Ｄｘｍ、Ｄｙｎ
より各素子に電圧を供給できる製造装置で、線順走査を
実施例７と同様のパルス電圧が、各素子に印加される様
に電圧を印加し、活性化工程を行った。各ライン２５分
間の電圧印加されたとき、各ラインとも素子電流が平均
で３ｍＡになったとき、活性化工程を終了した。

【０２２４】工程−１０続いて、排気管より排気を十分に行った後、２５０℃で
３時間容器全体を加熱しながら排気した。最後に、ゲッ
タをフラッシュし、排気管を封止した。

【０２２５】以上の様にして作成した単純マトリクス配
置の電子源を用いて構成した画像形成装置に、図２０に
示した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を構成した。

【０２２６】このような駆動回路により、表示パネルの
各電子放出素子に、容器外端子Ｄｏｘ１乃至Ｄｏｘｍ、
Ｄｏｙ１乃至Ｄｏｙｎを介して電圧を印加することによ
り、電子放出が生ずる。高圧端子８７を介してメタルバ
ックに高圧を印加し、電子ビームを加速する。加速され
た電子は、蛍光膜に衝突し、発光が生じて画像が形成さ
れる。

【０２２７】以上の様な工程で形成された画像形成装置
は、ＮＴＳＣ信号の入力によって、輝度ばらつきが少な
く、安定な画像形成装置が再現性良く、高い歩留まりで
製造することができた。

【０２２８】［実施例１２］図２８は、ディスプレイパ
ネル（図７）に、例えばテレビジョン放送を初めとする
種々の画像情報源より提供される画像情報を表示できる
ように構成した本発明の画像形成装置の一例を示す図で
ある。

【０２２９】図中２０１はディスプレイパネル、１００
１はディスプレイパネルの駆動回路、１００２はディス
プレイコントローラ、１００３はマルチプレクサ、１０
０４はデコーダ、１００５は入出力インターフェース回
路、１００６はＣＰＵ、１００７は画像生成回路、１０
０８及び１００９及び１０１０は画像メモリーインター
フェース回路、１０１１は画像入力インターフェース回
路、１０１２及び１０１３はＴＶ信号受信回路、１０１
４は入力部である。

【０２３０】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。

【０２３１】以下、画像信号の流れに沿って各部の機能
を説明する。

【０２３２】まず、ＴＶ信号受信回路１０１３は、例え
ば電波や空間光通信等のような無線伝送系を用いて伝送
されるＴＶ信号を受信するための回路である。

【０２３３】受信するＴＶ信号の方式は特に限られるも
のではなく、例えばＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式、ＳＥＣ
ＡＭ方式等、いずれの方式でもよい。また、これらより
更に多数の走査線よりなるＴＶ信号、例えばＭＵＳＥ方
式を初めとする所謂高品位ＴＶは、大面積化や大画素数
化に適した前記ディスプレイパネルの利点を生かすのに
好適な信号源である。

【０２３４】ＴＶ信号受信回路１０１３で受信されたＴ
Ｖ信号は、デコーダ１００４に出力される。

【０２３５】ＴＶ信号受信回路１０１２は、例えば同軸
ケーブルや光ファイバー等のような有線伝送系を用いて
伝送されるＴＶ信号を受信するための回路である。前記
ＴＶ信号受信回路１０１３と同様に、受信するＴＶ信号
の方式は特に限られるものではなく、また本回路で受信
されたＴＶ信号もデコーダ１００４に出力される。

【０２３６】画像入力インターフェース回路１０１１
は、例えばＴＶカメラや画像読み取りスキャナーなどの
画像入力装置から供給される画像信号を取り込むための
回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ１００４に出
力される。

【０２３７】画像メモリーインターフェース回路１０１
０は、ビデオテープレコーダー（以下ＶＴＲと略す）に
記憶されている画像信号を取り込むための回路で、取り
込まれた画像信号はデコーダ１００４に出力される。

【０２３８】画像メモリーインターフェース回路１００
９は、ビデオディスクに記憶されている画像信号を取り
込むための回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ１
００４に出力される。

【０２３９】画像メモリーインターフェース回路１００
８は、静止画ディスクのように、静止画像データを記憶
している装置から画像信号を取り込むための回路で、取
り込まれた静止画像データはデコーダ１００４に入力さ
れる。

【０２４０】入出力インターフェース回路１００５は、
本表示装置と、外部のコンピュータもしくはコンピュー
タネットワークもしくはプリンターなどの出力装置とを
接続するための回路である。画像データや文字・図形情
報の入出力を行うのは勿論のこと、場合によっては本画
像形成装置の備えるＣＰＵ１００６と外部との間で制御
信号や数値データの入出力などを行うことも可能であ
る。

【０２４１】画像生成回路１００７は、前記入出力イン
ターフェース回路１００５を介して外部から入力される
画像データや文字・図形情報や、あるいはＣＰＵ１００
６より出力される画像データや文字・図形情報に基づ
き、表示用画像データを生成するための回路である。本
回路の内部には、例えば画像データや文字・図形情報を
蓄積するための書き換え可能メモリーや、文字コードに
対応する画像パターンが記憶されている読み出し専用メ
モリーや、画像処理を行うためのプロセッサー等を初め
として、画像の生成に必要な回路が組み込まれている。

【０２４２】本回路により生成された表示用画像データ
は、デコーダ１００４に出力されるが、場合によっては
前記入出力インターフェース回路１００５を介して外部
のコンピュータネットワークやプリンターに出力するこ
とも可能である。

【０２４３】ＣＰＵ１００６は、主として本表示装置の
動作制御や、表示画像の生成や選択や編集に関わる作業
を行う。

【０２４４】例えば、マルチプレクサ１００３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
００２に対して制御信号を発生し、画面表示周波数や走
査方法（例えばインターレースかノンインターレース
か）や一画面の走査線の数など表示装置の動作を適宜制
御する。また、前記画像生成回路１００７に対して画像
データや文字・図形情報を直接出力したり、あるいは前
記入出力インターフェース回路１００５を介して外部の
コンピュータやメモリーをアクセスして画像データや文
字・図形情報を入力する。

【０２４５】尚、ＣＰＵ１００６は、これ以外の目的の
作業にも関わるものであってよい。例えば、パーソナル
コンピュータやワードプロセッサ等のように、情報を生
成したり処理する機能に直接関わってもよい。あるいは
前述したように、入出力インターフェース回路１００５
を介して外部のコンピュータネットワークと接続し、例
えば数値計算等の作業を外部機器と協同して行ってもよ
い。

【０２４６】入力部１０１４は、前記ＣＰＵ１００６に
使用者が命令やプログラム、あるいはデータなどを入力
するためのものであり、例えばキーボードやマウスの
他、ジョイスティック、バーコードリーダー、音声認識
装置等の多様な入力機器を用いることが可能である。

【０２４７】デコーダ１００４は、前記１００７ないし
１０１３より入力される種々の画像信号を３原色信号、
又は輝度信号とＩ信号、Ｑ信号に逆変換するための回路
である。尚、図中に点線で示すように、デコーダ１００
４は内部に画像メモリーを備えるのが望ましい。これ
は、例えばＭＵＳＥ方式を初めとして、逆変換するに際
して画像メモリーを必要とするようなテレビ信号を扱う
ためである。

【０２４８】画像メモリーを備える事により、静止画の
表示が容易になる。あるいは前記画像生成回路１００７
及びＣＰＵ１００６と協同して、画像の間引き、補間、
拡大、縮小、合成を初めとする画像処理や編集が容易に
なるという利点が得られる。

【０２４９】マルチプレクサ１００３は、前記ＣＰＵ１
００６より入力される制御信号に基づき、表示画像を適
宜選択するものである。即ち、マルチプレクサ１００３
はデコーダ１００４から入力される逆変換された画像信
号の内から所望の画像信号を選択して駆動回路１００１
に出力する。その場合には、一画面表示時間内で画像信
号を切り換えて選択することにより、所謂多画面テレビ
のように、一画面を複数の領域に分けて領域によって異
なる画像を表示することも可能である。

【０２５０】ディスプレイパネルコントローラ１００２
は、前記ＣＰＵ１００６より入力される制御信号に基づ
き、駆動回路１００１の動作を制御するための回路であ
る。

【０２５１】ディスプレイパネルの基本的な動作に関わ
るものとして、例えばディスプレイパネルの駆動用電源
（図示せず）の動作シーケンスを制御するための信号を
駆動回路１００１に対して出力する。ディスプレイパネ
ルの駆動方法に関わるものとして、例えば画面表示周波
数や走査方法（例えばインターレースかノンインターレ
ースか）を制御するための信号を駆動回路１００１に対
して出力する。また、場合によっては、表示画像の輝度
やコントラストや色調やシャープネスといった画質の調
整に関わる制御信号を駆動回路１００１に対して出力す
る場合もある。

【０２５２】駆動回路１００１は、ディスプレイパネル
２０１に印加する駆動信号を発生するための回路であ
り、前記マルチプレクサ１００３から入力される画像信
号と、前記ディスプレイパネルコントローラ１００２よ
り入力される制御信号に基づいて動作するものである。

【０２５３】以上、各部の機能を説明したが、図２８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２０１に表示することが可能である。即ち、テレビジ
ョン放送を初めとする各種の画像信号は、デコーダ１０
０４におて逆変換された後、マルチプレクサ１００３に
おいて適宜選択され、駆動回路１００１に入力される。
一方、デイスプレイコントローラ１００２は、表示する
画像信号に応じて駆動回路１００１の動作を制御するた
めの制御信号を発生する。駆動回路１００１は、上記画
像信号と制御信号に基づいてディスプレイパネル２０１
に駆動信号を印加する。これにより、ディスプレイパネ
ル２０１において画像が表示される。これらの一連の動
作は、ＣＰＵ１００６により統括的に制御される。

【０２５４】本画像形成装置においては、前記デコーダ
１００４に内蔵する画像メモリや、画像生成回路１００
７及び情報の中から選択したものを表示するだけでな
く、表示する画像情報に対して、例えば拡大、縮小、回
転、移動、エッジ強調、間引き、補間、色変換、画像の
縦横比変換等を初めとする画像処理や、合成、消去、接
続、入れ換え、嵌め込み等を初めとする画像編集を行う
ことも可能である。また、本実施例の説明では特に触れ
なかったが、上記画像処理や画像編集と同様に、音声情
報に関しても処理や編集を行なうための専用回路を設け
てもよい。

【０２５５】従って、本画像形成装置は、テレビジョン
放送の表示機器、テレビ会議の端末機器、静止画像及び
動画像を扱う画像編集機器、コンピュータの端末機器、
ワードプロセッサを初めとする事務用端末機器、ゲーム
機などの機能を一台で兼ね備えることが可能で、産業用
あるいは民生用として極めて応用範囲が広い。

【０２５６】図２８に示した表示装置は、本発明の技術
的思想に基づいて種々の変形が可能である。例えば図２
８の構成要素の内、使用目的上必要のない機能に関わる
回路は省いても差し支えない。また、これとは逆に、使
用目的によっては更に構成要素を追加してもよい。例え
ば、本表示装置をテレビ電話機として応用する場合に
は、テレビカメラ、音声マイク、照明機、モデムを含む
送受信回路等を構成要素に追加するのが好適である。

【０２５７】本表示装置においては、とりわけ電子放出
素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルの薄型化
が容易であるため、表示装置の奥行きを小さくすること
ができる。それに加えて、大面積化が容易で輝度が高く
視野角特性にも優れるため、臨場感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、均
一な特性を有する多数の電子放出素子を備える電子源を
用いたことにより、従来の表示装置と比較して非常に均
一で明るい高品位なカラーフラットテレビが実現され
た。

【０２５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の表面処理
装置によれば、大面積の基板を面内ばらつきや処理バッ
チばらつき等が少なく、高スループット、低コストで表
面処理を行うことができる。そのため、本装置を用いて
表面処理を行なうことにより、ぱらつきの少ない電子放
出素子を高スループット、低コストで作製できる。

【０２５９】また、多数の電子放出素子を配列形成し、
入力信号に応じて電子を放出する電子源においては、安
定で、かつ歩留りよく作製できる。

【０２６０】さらに、かかる電子源を用いた画像形成装
置においては、低電流で明るい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】本発明に係る電子放出素子の一例を示す模式図
である。

【図２】本発明の電子放出素子の製造方法を説明するた
めの図である。

【図３】本発明の電子放出素子の製造に際して採用でき
る通電処理における電圧波形の一例を示す模式図であ
る。

【図４】本発明の電子放出素子の製造に用いることので
きる真空処理装置（測定評価装置）の一例を示す概略構
成図である。

【図５】本発明の電子放出素子の電子放出特性を示す図
である。

【図６】本発明の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７】本発明の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８】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９】本発明の画像形成装置の製造工程を説明する図
である。

【図１０】本発明の処理容器に処理剤導入口が可動に形
成されている表面処理装置を示す模式図である。

【図１１】本発明の表面処理装置における供給系を示す
模式図である。

【図１２】図１０の表面処理装置の処理剤導入口の詳細
を示す模式図である。

【図１３】本発明の処理容器内に基板回転機構が備えら
れている表面処理装置を示す模式図である。

【図１４】本発明の処理容器内に基板上下機構が備えら
れている表面処理装置を示す模式図である。

【図１５】本発明の処理容器内に基板を拡散させる手段
を備えている表面処理装置を示す模式図である。

【図１６】本発明の処理剤導入口、処理剤排気口が被処
理基板を挟んで相対向する面上に配置され、該対向する
面に対して基板が垂直に配置されている表面処理装置を
示す模式図である。

【図１７】本発明の処理剤循環系を有する表面処理装置
の一例を示す模式図である。

【図１８】本発明の圧力センサからの処理剤情報により
処理剤排気手段に指令を出す制御回路を有する表面処理
装置を示す模式図である。

【図１９】本発明の濃度センサからの処理剤情報により
処理剤排気手段に指令を出す制御回路を有する表面処理
装置を示す模式図である。

【図２０】本発明の画像形成装置に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２１】本発明の梯子型配置の電子源の一例を示す模
式図である。

【図２２】本発明の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２３】本発明の処理剤循環系を有する表面処理装置
の他例を示す模式図である。

【図２４】実施例９の電子放出素子を１０個を配置した
基板を示す図である。

【図２５】実施例１０における通電フォーミングの電圧
波形を示す模式図である。

【図２６】実施例１０における活性化工程の電圧波形を
示す模式図である。

【図２７】実施例１１の電子源の一部を示す模式図であ
る。

【図２８】実施例１２の画像表示装置のブロック図であ
る。

【図２９】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３１表面処理装置３３基板上に付与された有機金属を含有する溶液の液
滴５０素子電流Ｉ_f を測定するための電流計５１電子放出素子に素子電圧Ｖ_f 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Ｉ_e 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６１素子電極等が形成されている基体６３表面エネルギー測定手段６４測定値を基準値と比較するための比較回路６５表面エネルギー調整装置制御回路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Ｖｘ，Ｖａ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１９１基板１９８Ｄｘｍに対応する行方向配線１９９Ｄｙｎに対応する列方向配線１９４導電性膜１９２，１９３素子電極１９７層間絶縁層２００基板２０１ディスプレイパネル２０２処理容器２０３処理剤供給手段２０４処理剤導入口２０５処理剤排気口２０６処理剤排気手段２０７流量計２０８容器２０９基板回転機構２１０基板カセット２１１基板上下機構２１２拡散手段（拡散板）２１３処理剤循環系（処理剤循環用ポンプ）２１４圧力センサ２１５処理剤圧力制御回路２１６濃度センサ２１７処理剤濃度制御回路３０１開閉手段（バルブ）３０２キャリヤガス１００１ディスプレイパネルの駆動回路１００２ディスプレイコントローラ１００３マルチプレクサ１００４デコーダ１００５入出力インターフェース回路１００６ＣＰＵ１００７画像生成回路１００８、１００９、１０１０画像メモリーインター
フェース回路１０１１画像入力インターフェース回路１０１２、１０１３ＴＶ信号受信回路１０１４入力部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｊ 9/02 Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｂ４１Ｊ 3/04 １０１Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理容器内に配置された被処理基板に気
相状態で処理剤を供給して表面処理する表面処理装置で
あって、処理容器への処理剤供給手段、処理剤導入口、処理剤排
気口、処理容器からの処理剤排気手段が備えられてお
り、上記処理容器内で、処理剤吐出向きが変化するように、
処理剤導入口が可動に形成されていることを特徴とする
表面処理装置。
【請求項２】処理容器内に配置された被処理基板に気
相状態で処理剤を供給して表面処理する表面処理装置で
あって、処理容器への処理剤供給手段、処理剤導入口、処理剤排
気口、処理容器からの処理剤排気手段が備えられてお
り、上記処理容器内に基板移動機構が備えられていることを
特徴とする表面処理装置。
【請求項３】前記基板移動機構が基板回転機構である
ことを特徴とする請求項２に記載の表面処理装置。
【請求項４】前記基板移動機構が基板上下機構である
ことを特徴とする請求項２に記載の表面処理装置。
【請求項５】処理容器内に配置された被処理基板に気
相状態で処理剤を供給して表面処理する表面処理装置で
あって、処理容器への処理剤供給手段、処理剤導入口、処理剤排
気口、処理容器からの処理剤排気手段が備えられてお
り、上記処理容器内に処理剤を拡散させる手段を有すること
を特徴とする表面処理装置。
【請求項６】前記拡散手段が、メッシュ状の金属製拡
散板であることを特徴とする請求項５に記載の表面処理
装置。
【請求項７】処理容器内に配置された被処理基板に気
相状態で処理剤を供給して表面処理する表面処理装置で
あって、処理容器への処理剤供給手段、処理剤導入口、処理剤排
気口、処理容器からの処理剤排気手段が備えられてお
り、上記処理剤導入口と処理剤排気口とが被処理基板を挟ん
で相対向する面上に配置され、該対向する面に対して被
処理基板が垂直に配置されていることを特徴とする表面
処理装置。
【請求項８】前記処理容器の中央部に処理剤導入口が
配置され、両側部に処理剤排気口がそれぞれ配置されて
いることを特徴とする請求項７に記載の表面処理装置。
【請求項９】前記処理容器の両側部に、処理剤導入口
と処理剤排気口とがそれぞれ配置されていることを特徴
とする請求項７に記載の表面処理装置。
【請求項１０】処理容器内に配置された被処理基板に
気相状態で処理剤を供給して表面処理する表面処理装置
であって、処理容器への処理剤供給手段、処理剤導入口、処理剤排
気口、処理容器からの処理剤排気手段が備えられてお
り、処理剤を循環、攪拌させる処理剤循環系が備えられてい
ることを特徴とする表面処理装置。
【請求項１１】前記処理剤循環系が、処理剤供給手段
の下流側と処理剤排気手段の上流側との間に接続されて
いることを特徴とする請求項１０に記載の表面処理装
置。
【請求項１２】前記処理剤循環系にキャリアガスが導
入されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の
表面処理装置。
【請求項１３】処理容器内に配置された被処理基板に
気相状態で処理剤を供給して表面処理する表面処理装置
であって、処理容器への処理剤供給手段、処理剤導入口、処理剤排
気口、処理容器からの処理剤排気手段が備えられてお
り、処理容器内の処理剤情報を検出するセンサと、該センサ
からの情報により指令を出す制御回路と、制御回路から
の指令により開閉操作される処理剤供給手段と処理剤導
入口との間の開閉手段、または／および処理剤排気手段
と処理剤排気口との間の開閉手段とを有することを特徴
とする基板表面処理装置。
【請求項１４】前記センサが圧力センサであることを
特徴とする請求項１３に記載の表面処理装置。
【請求項１５】前記センサが濃度センサであることを
特徴とする請求項１３に記載の表面処理装置。
【請求項１６】基体に一対の素子電極を形成する工程
と、素子電極を形成した基体の表面エネルギーを調整する工
程と、基体に有機金属を含有する溶液を付与する工程と、付与した溶液を熱分解して導電性膜を形成する工程と、素子電極間に通電して、導電性膜に電子放出部を形成す
るフォーミング工程とを有しており、上記基体の表面エネルギーを調整する工程において、請
求項１〜１５のいずれかに記載の表面処理装置を用いて
基体の表面を処理することを特徴とする電子放出素子の
製造方法。
【請求項１７】前記表面処理が疎水性処理であること
を特徴とする請求項１６に記載の電子放出素子の製造方
法。
【請求項１８】前記基体の表面エネルギーを調整する
工程の前に、基体の表面エネルギーを初期化する工程を
有することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の電
子放出素子の製造方法。
【請求項１９】前記溶液を付与する工程が、インクジ
ェット法により液滴を付与することを特徴とする請求項
１６〜１８のいずれかに記載の電子放出素子の製造方
法。
【請求項２０】インクジェット法が、熱エネルギーに
よって溶液内に気泡を形成させて該溶液を液滴として吐
出させるバブルジェット方式である請求項１９に記載の
電子放出素子の製造方法。
【請求項２１】インクジェット法が、力学的エネルギ
ーを利用して溶液を吐出させるピエゾジェット方式であ
ることを特徴とする請求項１９に記載の電子放出素子の
製造方法。
【請求項２２】フォーミング工程の後に、フォーミン
グ工程より高い真空度下で電子放出素子に電圧を印加す
る安定化工程を有することを特徴とする請求項１６〜２
１のいずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項２３】フォーミング工程の後に、有機物質の
存在下で電子放出素子に電圧を印加する活性化工程を有
することを特徴とする請求項１６〜２１のいずれかに記
載の電子放出素子の製造方法。
【請求項２４】活性化工程の後に、フォーミング工程
及び活性化工程より高い真空度下で電子放出素子に電圧
を印加する安定化工程を有することを特徴とする請求項
２３に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項２５】請求項１６〜２４のいずれかに記載の
方法で製造されたことを特徴とする電子放出素子。
【請求項２６】電子放出素子が、表面伝導型電子放出
素子であることを特徴とする請求項２５に記載の電子放
出素子。
【請求項２７】入力信号に応じて電子を放出する電子
源であって、基体上に、請求項２５又は２６に記載の電
子放出素子を複数配置したことを特徴とする電子源。
【請求項２８】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２７に記
載の電子源。
【請求項２９】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２７に記載の電
子源。
【請求項３０】請求項２７〜２９のいずれかに記載の
電子源を製造する方法であって、複数個の電子放出素子
を請求項１６〜２４のいずれかに記載の方法により製造
することを特徴とする電子源の製造方法。
【請求項３１】入力信号に基づいて画像を形成する装
置であって、少なくとも、請求項２７〜２９のいずれか
に記載の電子源と、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とを有することを
特徴とする画像形成装置。
【請求項３２】請求項３１に記載の画像形成装置を製
造する方法であって、電子源を請求項３０に記載の方法
により製造することを特徴とする画像形成装置の製造方
法。