JPH07192614A

JPH07192614A - 表面伝導形電子放出素子の製造方法と該製造方法にて製造された表面伝導形電子放出素子、並びに該素子を用いた電子源及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH07192614A
Application number: JP33110393A
Authority: JP
Inventors: Masato Yamanobe; 正人山野辺; Hidetoshi Suzuki; 英俊鱸; Ichiro Nomura; 一郎野村; Takeo Ono; 武夫小野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1995-07-28
Anticipated expiration: 2016-08-20
Also published as: JP3200270B2; CN1882053A; CN100438589C

Abstract

(57)【要約】【目的】表面伝導形電子放出素子の製造工程におけ
る、素子劣化や電子放出特性のバラツキを低減させ、均
一な電子放出特性を有する表面伝導形電子放出素子を提
供することを目的とする。【構成】電極間に、電子放出部を含む薄膜を有する表
面伝導形電子放出素子の製造方法において、該電子放出
部の形成工程が、該電極間にパルス電圧を印加する工程
と、該パルス電圧の波高値をステップ状に増加させる
（図４）工程とを有することを特徴とする表面伝導形電
子放出素子の製造方法と、該製造方法にて製造された素
子、および該素子を用いた電子源、画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子放出素子の製造方
法に関し、とりわけ、表面伝導形電子放出素子と呼ばれ
る電子放出素子の製造方法と、該製造方法にて製造され
た表面伝導形電子放出素子、該表面伝導形電子放出素子
を用いた電子源及び画像形成装置に関する発明である。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子放出素子として熱電子源と冷
陰極電子源の２種類が知られている。

【０００３】そのうち、冷陰極電子源としては、電界放
出型（以下、ＦＥと略す）、金属／絶縁層／金属−型
（以下、ＭＩＭと略す）や表面伝導形電子放出素子等が
ある。

【０００４】上記ＦＥの例としては、W.P.Dyke & W.W.D
olan,"Fieldemission",Advance inElectron Physics,8,
89(1956) 、あるいは、C.A.Spindt,"Physical properti
esof thin-film field emission cathodes with Molybd
enium cones",J.Appl.Phys,47,5248(1976)などが知られ
ている。

【０００５】上記ＭＩＭの例としては、C.A.Mead,"The
tunnel-emission amplifier", J.Appl. Phys,32,646(19
61) などが知られている。

【０００６】上記表面伝導形電子放出素子の例として
は、M.I.Elinson,Radio Eng.ElectronPhys.,10(1965)
などが知られている。

【０００７】ここで表面伝導形電子放出素子は、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。この表面伝導形電子放出素子としては、前記エリン
ソン等によるＳｎＯ₂ 薄膜を用いたもののほかに、Ａｕ
薄膜によるもの［G.Dittmer:"Thin Solid Films",9,317
(1972)］、Ｉｎ₂ Ｏ₃ ／ＳｎＯ₂ 薄膜によるもの［M.Ha
rtwell and C.G.Fonstad:"IEEE Trans.ED Conf.",519(1
975)］、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。

【０００８】これらの表面伝導形電子放出素子の典型的
な素子構成として前述のＭ．ハートウェルの素子構成を
図１６に示す。同図において４３１は絶縁性基板、４３
２は電子放出部形成用薄膜で、Ｈ型形状のパターンに、
スパッタで形成された金属酸化物薄膜等からなり、後述
のフォーミングと呼ばれる通電処理により電子放出部４
３３が形成される。尚、図１６中、素子の長さＬ１は約
０．５ｍｍ〜ｌｍｍ、素子の幅Ｗ１は約０．１ｍｍであ
る。また、４３４は電子放出部を含む薄膜と呼ぶ。

【０００９】従来、これらの表面伝導形電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に電子放出部形成用薄膜４
３２を予めフォーミングと呼ばれる通電処理によって電
子放出部４３３を形成するのが一般的であった。即ち、
フォーミングとは前記電子放出部形成用薄膜４３２の両
端に電圧印加し通電処理することで、電子放出部形成用
薄膜を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気的
に高抵抗な状態にした電子放出部４３３を形成すること
である。このようにフォ−ミング処理を施した表面伝導
形電子放出素子は、上記電子放出部を含む薄膜４３４に
電圧を印加し、素子に電流を流すことにより、上記電子
放出部４３３より電子を放出せしめるものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
フォ−ミング処理は、本質的に通電によるジュ−ル熱に
よる薄膜の部分的な破壊または変質を起こさせる工程で
あり、以下のような問題点があった。１）フォ−ミング時に薄膜の適度な破壊または変質に必
要な電力以上の過電力投入による、該薄膜への極度のダ
メ−ジ、電子放出特性への悪影響、または電極の破壊を
生じる。２）フォ−ミング電圧が素子抵抗に依存するため、素子
抵抗のバラツキによる過電力投入をもたらす。

【００１１】以上のような問題を回避するために、本出
願人は特開平４−２８１３９号公報に記載の通り、パル
ス電圧によるフォ−ミングの実施を提案した。しかしな
がら、より一層の電子放出特性の均一化を図るためには
更なる改善が要求される。

【００１２】そこで本発明の目的は、表面伝導形電子放
出素子の製造工程における、素子劣化や電子放出特性の
バラツキを低減させ、均一な電子放出特性を有する表面
伝導形電子放出素子の提供とその製造方法を提供するこ
とである。

【００１３】更に本発明は、上記均一な電子放出特性を
有する表面伝導形電子放出素子を用い、輝度むらの少な
い高品位の画像を形成し得る電子源及び画像形成装置を
提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決する為の手段】以上の目的を達成する本発
明は、電極間に、電子放出部を含む薄膜を有する表面伝
導形電子放出素子の製造方法において、該電子放出部の
形成工程が、該電極間にパルス電圧を印加する工程と、
該パルス電圧の波高値をステップ状に増加させる工程と
を有することを特徴とする表面伝導形電子放出素子の製
造方法である。

【００１５】更に本発明は、上記本発明の製造方法にて
製造された表面伝導形電子放出素子であり、この表面伝
導形電子放出素子を用いた電子源及び画像形成装置であ
る。

【００１６】以下に本発明の好ましい態様について詳述
する。

【００１７】本発明に係る、とりわけ好ましい表面伝導
形電子放出素子の構成及び製造方法の基本的な特徴とし
ては、次の様なものが挙げられる。（１）フォーミングとよばれる通電処理の前の電子放出
部形成用薄膜は、微粒子分散体を分散し形成された微粒
子からなる薄膜、あるいは、有機金属等を加熱焼成し形
成された微粒子からなる薄膜等の、基本的には、微粒子
より構成される。（２）フォーミングとよばれる通電処理の後の電子放出
部を含む薄膜は、電子放出部、電子放出部を含む薄膜と
もに、基本的には、微粒子より構成される。

【００１８】まず、本発明の表面伝導形電子放出素子の
製造方法について、その好ましい態様例を挙げ、以下
に、図２及び図４を用いて順を追って説明する。１）基板１を洗剤、純水および有機溶剤により十分に洗
浄後、真空蒸着法、スパッタ法等により素子電極材料を
堆積後、フォトリソグラフィー技術により該基板１の面
上に素子電極５、６を形成する（図２の（ａ））。２）基板１上に設けられた素子電極５と素子電極６との
間の基板１上に、有機金属溶液を塗布して放置すること
により、有機金属薄膜を形成する。

【００１９】尚、有機金属溶液とはＰｄ、Ｒｕ、Ａｇ、
Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔ
ａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属を主元素とする有機化合物の溶液
である。

【００２０】この後、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、電子
放出部形成用薄膜２を形成する（図２の（ｂ））。

【００２１】尚、ここでは有機金属溶液の塗布法により
説明したが、これに限る物でなく、真空蒸着法、スパッ
タ法、化学的気相堆積法、分散塗布法、ディッピング
法、スピンナー法等によって形成される場合もある。３）次に、フォーミングと呼ばれる通電処理を、素子電
極５、６間に電圧を不図示の電源により、パルス電圧に
よって行うと、電子放出部形成用薄膜２の部位に構造の
変化した電子放出部３が形成される（図２の（ｃ））。

【００２２】この通電処理により電子放出部形成用薄膜
２を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、構造の変
化した部位を電子放出部３と呼ぶ。

【００２３】ここで、本発明の製造方法を特徴付ける、
上記フォ−ミング処理におけるパルス電圧の印加は、パ
ルス波高値を増加させながら行われる。

【００２４】図４に、本発明に係る上記フォーミング処
理の電圧波形の一例を示す。

【００２５】図４中、Ｔ１及びＴ２は電圧波形のパルス
幅とパルス間隔であり、Ｔ１を１マイクロ秒〜１０ミリ
秒、Ｔ２を１０マイクロ秒〜１００ミリ秒とし、三角波
の波高値（フォーミング時のピーク電圧）は、例えば、
０．１Ｖステップ程度づつ増加させながら、１０のマイ
ナス５乗程度の真空雰囲気下で、該パルス電圧の印加が
行われる。

【００２６】また、本発明に係る上記フォ−ミング処理
は、好ましくは、上記パルス間隔Ｔ２の間に、電子放出
部形成用薄膜２を局所的に破壊、変形しない程度の電
圧、例えば、０．１Ｖ程度の電圧を素子電極５、６間に
不図示の電源により印加し、該素子に流れる電流（素子
電流）を測定して、該素子の抵抗値（素子抵抗）を求
め、この抵抗値が、例えば、１Ｍオ−ム以上の抵抗値を
示した時に、上記フォ−ミング処理を終了させる工程を
有する。尚、この時の電圧を、以下、フォ−ミング電圧
ＶＦと呼ぶ事とする。

【００２７】また、以上の説明においては、電子放出部
を形成する際に、素子の電極間に三角波パルスを印加し
てフォーミング処理を行っているが、本発明の製造方法
においては、素子の電極間に印加する波形は三角波に限
定することはなく、矩形波など所望の波形を用いても良
く、その波高値及びパルス幅、パルス間隔等についても
上述の値に限ることなく、電子放出部が良好に形成され
るように、電子放出素子の抵抗値等に合わせて、所望の
値を選択することが出来る。

【００２８】次に、以上述べた本発明の製造方法にて製
造される表面伝導形電子放出素子の、とりわけ好ましい
基本構成について説明する。

【００２９】本発明に係る表面伝導形電子放出素子の基
本的な構成は、以下に述べるような、平面型及び垂直型
の２つの構成が挙げられる。

【００３０】まず、以下に、平面型表面伝導形電子放出
素子について説明する。

【００３１】図１の（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、本発
明に係る基本的な表面伝導形電子放出素子の構成を示す
平面図及び断面図である。この図１を用いて、本発明に
係る表面伝導形電子放出素子の基本的な構成を説明す
る。

【００３２】図１において、１は基板、５と６は素子電
極、４は電子放出部を含む薄膜、３は電子放出部であ
る。

【００３３】前記基板１としては、石英ガラス、Ｎａ等
の不純物含有量を減少したガラス、青板ガラス、青板ガ
ラスにスパッタ法等により形成したＳｉＯ₂ を積層した
ガラス基板等、あるいは、アルミナ等のセラミックス等
のとりわけ、絶縁性基板が好適に用いられる。

【００３４】また、対向する前記素子電極５、６の材料
としては、導電性を有するものであればどのようなもの
であっても構わないが、例えば、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍ
ｏ、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
コン等の半導体材料等が挙げられる。

【００３５】素子電極間隔Ｌ１は、数百オングストロー
ムから数百マイクロメートルであり、素子電極の製法の
基本となるフォトリソグラフィー技術、即ち、露光機の
性能とエッチング方法等、及び、素子電極間に印加する
電圧と電子放出し得る電界強度等により設定されるが、
好ましくは、数マイクロメートルから数十マイクロメー
トルである。

【００３６】素子電極長さＷ１及び素子電極５、６の膜
厚ｄは、電極の抵抗値、多数個の電子放出素子が配置さ
れる場合の電子放出素子の配線及び配置上の問題より適
宜設計され、通常は、素子電極長さＷ１は、数マイクロ
メートルから数百マイクロメートルであり、素子電極
５、６の膜厚ｄは、数百オングストロームから数マイク
ロメ−トルである。

【００３７】基板１上に設けられた対向する素子電極５
及び素子電極６間と、素子電極５、６上に設置された、
電子放出部を含む薄膜４は、電子放出部３を含むが、図
１の（ｂ）に示された形態だけでなく、素子電極５、６
上には設置されない形態もある。即ち、基板１上に、電
子放出部形成用薄膜２、対向する素子電極５、６の順に
積層構成した形態もある。また、製法によっては、対向
する素子電極５と素子電極６の間全てが電子放出部とし
て機能する場合もある。この電子放出部を含む薄膜４の
膜厚は、好ましくは、数オングストロームから数千オン
グストロームで、特に好ましくは、１０オングストロ−
ムから５００オングストロ−ムであり、素子電極５、６
へのステップカバレージ、電子放出部３と素子電極５、
６間の抵抗値、電子放出部３の導電性微粒子の粒径、さ
らには、前述した通電処理条件等によって適宜設定され
る。また、その抵抗値は、１０の３乗から１０の７乗オ
ーム/ □のシート抵抗値を示す。

【００３８】電子放出部を含む薄膜４を構成する材料の
具体例を挙げるならば、Ｐｄ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｈ
ｆ、Ｒｅ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｓ、Ｂ
ａ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆ
ｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、ＰｄＯ、Ｓ
ｎＯ₂ 、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 、ＰｂＯ、Ｓｂ₂ Ｏ₃ 、ＢａＯ、Ｍ
ｇＯ等の酸化物、ＨｆＢ₂ 、ＺｒＢ₂ 、ＬａＢ₆ 、Ｃｅ
Ｂ₆ 、ＹＢ₄ 、ＧｄＢ₄ 等の硼化物、ＴｉＣ、ＺｒＣ、
ＨｆＣ、ＴａＣ、ＳｉＣ、ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ、Ｚ
ｒＮ、ＨｆＮ等の窒化物、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体、カー
ボン等であり、微粒子からなる。

【００３９】尚、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、その微細構造として、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（島状も含む）の膜を
さす。

【００４０】また、電子放出部３は、好ましくは、数オ
ングストロームから数百オングストローム、特に好まし
くは、１０オングストロ−ムから５００オングストロ−
ムの粒径の導電性微粒子多数個からなり、電子放出部を
含む薄膜４の膜厚及び前述した通電処理条件等の製法に
依存しており、適宜設定される。また、電子放出部３を
構成する材料は、電子放出部を含む薄膜４を構成する材
料の元素の一部あるいは全てを有する材料である。

【００４１】次に本発明に係わる別な構成の表面伝導形
電子放出素子である垂直型表面伝導形電子放出素子につ
いて説明する。

【００４２】図６は、本発明に係る基本的な垂直型表面
伝導形電子放出素子の構成を示す図である。

【００４３】図６中、１は基板、５と６は素子電極、４
は電子放出部を含む薄膜、３は電子放出部、６７は段差
形成部である。ここで、基板１、素子電極５と６、電子
放出部を含む薄膜４、電子放出部３は、前述した平面型
表面伝導形電子放出素子と同様の材料で構成されたもの
であり、垂直型表面伝導形電子放出素子を特徴付ける段
差形成部６７、電子放出部を含む薄膜４について詳述す
る。

【００４４】段差形成部６７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
成され、段差形成部６７の厚さは、先に述べた平面型表
面伝導形電子放出素子の素子電極間隔Ｌ１に対応し、数
百オングストロームから数十マイクロメートルであり、
段差形成部の製法、及び、素子電極間に印加する電圧と
電子放出し得る電界強度により設定されるが、好ましく
は、数千オングストロームから数マイクロメートルであ
る。

【００４５】電子放出部を含む薄膜４は、素子電極５、
６と段差形成部６７作成後に形成するため、素子電極
５、６の上に積層され、場合によっては、素子電極５、
６との電気的接続をする重なりをもった所望の形状にさ
れる。また、電子放出部を含む薄膜４の膜厚は、その製
法に依存しており、段差部での膜厚と素子電極５、６の
上に積層された部分の膜厚では、異なる場合が多く、一
般に段差部分の膜厚は薄い傾向にある。また、電子放出
部３は、薄膜４のいずれかの位置に形成されるものであ
って、図６に示された位置に形成されるとは限らない。

【００４６】上述のような製造方法によって製造され、
また、上述のような素子構成を有する本発明に係る表面
伝導形電子放出素子の基本特性について、図３、図５を
用いて説明する。

【００４７】図３は、図１で示した構成を有する素子の
電子放出特性を測定するための測定評価装置の概略構成
図である。

【００４８】図３において、１は基板、５及び６は素子
電極、４は電子放出部を含む薄膜、３は電子放出部を示
す。また、３１は素子に素子電圧Ｖｆを印加するための
電源、３０は素子電極５、６間の電子放出部を含む薄膜
４を流れる素子電流Ｉｆを測定するための電流計、３４
は素子の電子放出部より放出される放出電流Ｉｅを捕捉
するためのアノード電極、３３はアノード電極３４に電
圧を印加するための高圧電源、３２は素子の電子放出部
３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。

【００４９】電子放出素子の上記素子電流Ｉｆ、放出電
流Ｉｅの測定にあたっては、素子電極５、６に電源３１
と電流計３０とを接続し、該電子放出素子の上方に電源
３３と電流計３２とを接続したアノード電極３４を配置
している。また、電子放出素子及びアノード電極３４は
真空装置内に設置され、その真空装置には不図示の排気
ポンプ及び真空計等の真空装置に必要な機器が具備され
ており、所望の真空下で本素子の測定評価を行えるよう
になっている。また、アノード電極の電圧は１ｋＶ〜１
０ｋＶ、アノード電極と電子放出素子との距離Ｈは２ｍ
ｍ〜８ｍｍの範囲で測定した。

【００５０】図３に示した測定評価装置により測定され
た本発明に係る電子放出素子の放出電流Ｉｅおよび素子
電流Ｉｆと、素子電圧Ｖｆの関係の典型的な例を図５に
示す。

【００５１】尚、図５は、放出電流Ｉｅが素子電流Ｉｆ
に比べて著しく小さいので、任意単位で示されている。

【００５２】この図５からも明らかなように、本発明に
係る表面伝導形電子放出素子は放出電流Ｉｅに対する三
つの特性を有する。

【００５３】まず第一に、本電子放出素子はある電圧
（これを、閾値電圧と呼び、図５中にはＶｔｈで示して
ある）以上の素子電圧を印加すると急激に放出電流Ｉｅ
が増加し、一方、閾値電圧Ｖｔｈ以下では放出電流Ｉｅ
がほとんど検出されない。

【００５４】即ち、本電子放出素子は、放出電流Ｉｅに
対する明確な閾値電圧Ｖｔｈを持った非線形素子であ
る。

【００５５】第二に、放出電流Ｉｅが素子電圧Ｖｆに依
存するため、放出電流Ｉｅは素子電圧Ｖｆで制御でき
る。

【００５６】第三に、アノード電極３４に捕捉される放
出電荷は、素子電圧Ｖｆを印加する時間に依存する。

【００５７】即ち、アノード電極３４に捕捉される電荷
量は、素子電圧Ｖｆを印加する時間により制御できる。

【００５８】以上のような特性を有するため、本発明に
係る表面伝導形電子放出素子は、多方面への応用が期待
できる。

【００５９】一方、素子電流Ｉｆは素子電圧Ｖｆに対し
て、単調増加する特性（ＭＩ特性と呼ぶ）の例を図５に
示したが、この他にも、素子電流Ｉｆが素子電圧Ｖｆに
対して電圧制御型負性抵抗特性（ＶＣＮＲ特性と呼ぶ）
を示す場合もある。尚、この場合も本電子放出素子は上
述した三つの特性上の特徴を有する。

【００６０】以上、本発明の製造方法及び表面伝導形電
子放出素子の構成について説明したが、本発明の製造方
法は、上述の基本的な製造方法に限らず、その一部を変
更しても良い。また、本発明の表面伝導形電子放出素子
は、本発明の製造方法にて製造されていれば、上述の構
成に限らず、また、上述の三つの特性を有すれば、後述
の電子源、画像形成装置に好適に用いられる。

【００６１】次に、本発明の製造方法にて製造された表
面伝導形電子放出素子を用いた電子源及び画像形成装置
について述べる。

【００６２】前述した本発明に係る表面伝導形電子放出
素子の３つの基本的特性の特徴によれば、表面伝導形電
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巾で
制御される。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、個々の表面伝導形電子放出素子に、上
記パルス状電圧を適宜印加すれば、入力信号に応じて、
任意の表面伝導型電子放出素子を選択し、その電子放出
量が制御出来るという作用効果を奏する事となる。

【００６３】以下で、この原理に基づき構成した電子源
基板の構成について、図７を用いて説明する。

【００６４】図７において、１は基板、７２はＸ方向配
線、７３はＹ方向配線、７４は上述した表面伝導形電子
放出素子、７５は結線である。尚、表面伝導形電子放出
素子は、上述の平面型あるいは垂直型のどちらであって
もよい。

【００６５】ここで、基板１は前述したガラス基板等の
絶縁性基板であり、その大きさ及びその厚みは、基板１
に設置される表面伝導形電子放出素子の個数及び個々の
素子の設計上の形状、及び電子源の使用時容器の一部を
構成する場合にはその容器を真空に保持するための条件
等に依存して適宜設定される。

【００６６】ｍ本のＸ方向配線７２は、ＤＸ1 、ＤＸ2
、．．、ＤＸｍからなり、基板１上に、真空蒸着法、
印刷法、スパッタ法等で形成し、所望のパーターンとし
た導電性金属等からなり、多数の表面伝導形電子放出素
子にほぼ均等な電圧が供給される様に、その材料、膜
厚、配線幅が設定される。

【００６７】また、Ｙ方向配線７３は、ＤＹ１、ＤＹ
２、．．、ＤＹｎのｎ本の配線よりなり、Ｘ方向配線７
２と同様に、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形成
し、所望のパーターンとした導電性金属等からなり、多
数の表面伝導形電子放出素子にほぼ均等な電圧が供給さ
れる様に、その材料、膜厚、配線幅等が設定される。

【００６８】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置さ
れ、電気的に分離されて、マトリックス配線を構成す
る。尚、ここでｍ、ｎは、共に正の整数である。

【００６９】不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等で形成されたＳｉＯ₂ 等であり、Ｘ方
向配線７２を形成した基板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７２とＹ方向配線７３
の交差部の電位差に耐え得る様に、その膜厚、材料、製
法が適宜設定され、Ｘ方向配線７２とＹ方向配線７３の
交差部のみに設置される場合もあり、このときは、結線
７５とＸ方向配線７２あるいはＹ方向配線７３との電気
的接続は、コンタクトホールを介さず行なう事ができ
る。また、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。

【００７０】尚、ｍ本のＸ方向配線７２の上に、ｎ本の
Ｙ方向配線７３を層間絶縁層を介して設置した例で説明
したが、ｎ本のＹ方向配線７３の上に、ｍ本のＸ方向配
線７２を層間絶縁層を介して設置する場合もある。

【００７１】更に、前述と同様にして、表面伝導形電子
放出素子７４の対向する素子電極（不図示）は、ｍ本の
Ｘ方向配線（ＤＸ1 、ＤＸ2 、．．、ＤＸｍ）７２及び
ｎ本のＹ方向配線（ＤＹ１、ＤＹ２、．．、ＤＹｎ）７
３と、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形成された
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。

【００７２】ここで、ｍ本のＸ方向配線７２、ｎ本のＹ
方向配線７３、結線７５、及び対向する素子電極を構成
する導電性金属は、その構成元素の一部あるいは全部が
同一であっても、またそれぞれ異なっていてもよく、例
えば、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａ
ｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属或は合金及びＰｄ、Ａｇ、Ａ
ｕ、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。また、表面伝導形電子放出素子は、基板
１あるいは、不図示の層間絶縁層上どちらに形成しても
よい。

【００７３】また、後に詳述するが、前記Ｘ方向配線７
２には、Ｘ方向に配列する表面伝導形電子放出素子７４
の行を入力信号に応じて走査するために、Ｘ方向配線７
２に走査信号を印加するための不図示の走査信号印加手
段が電気的に接続されている。一方、Ｙ方向配線７３に
は、Ｙ方向に配列する表面伝導形電子放出素子７４の列
の各列を入力信号に応じて変調するために、Ｙ方向配線
７３に変調信号を印加するための不図示の変調信号発生
手段が電気的に接続されている。更に、複数の表面伝導
形電子放出素子の各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との差電圧として
供給されるものである。

【００７４】次に、以上のようにして作成した電子源基
板を用いた、電子源と表示等に用いる画像形成装置につ
いて、図８と図９を用いて説明する。尚、図８は画像形
成装置の基本構成図であり、図９は蛍光膜を示す図であ
る。

【００７５】図８において、１は、上述のようにして電
子放出素子を作製した電子源基板、８１は電子源基板１
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、８２は支持枠であり、これらリアプレート
８１、支持枠８２及びフェースプレート８６を、それら
の接合面にフリットガラス等を塗布し、大気中あるいは
窒素中で、４００〜５００℃、１０分以上の条件で焼成
することにより封着して、外囲器８８を構成する。尚、
図８において、７４は、図１における電子放出部３に相
当し、また、７２、７３は表面伝導形電子放出素子の一
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。ここで、これら素子電極と接続された配線は、素
子電極と同一の材料よりなる場合には、素子電極と呼ぶ
こともある。

【００７６】また、前記外囲器８８は、上述の如く、フ
ェースープレート８６、支持枠８２、リアプレート８１
で構成したが、リアプレート８１は主に基板１の強度を
補強する目的で設けられるため、基板１自体で十分な強
度を持つ場合は別体のリアプレート８１は不要であり、
基板１に直接支持枠８２を封着し、フェースプレート８
６、支持枠８２、基板１にて外囲器８８を構成しても良
い。

【００７７】次に、図９は蛍光膜を示す図であるが、図
８の蛍光膜８４は、モノクロームの場合は蛍光体のみか
ら成るが、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
と呼ばれる黒色導伝材９１と蛍光体９２とで構成され
る。

【００７８】このようなブラックストライプあるいはブ
ラックマトリクスが設けられる目的は、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
を抑制することである。

【００７９】また、ブラックストライプの材料として
は、通常良く用いられている黒鉛を主成分とする材料だ
けでなく、導電性があり、光の透過及び反射が少ない材
料であればこれに限るものではない。

【００８０】尚、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、沈澱法や印刷法が
用いられる。また、蛍光膜８４の内面側には通常メタル
バック８５が設けられるが、メタルバックの目的は、蛍
光体の発光のうち内面側への光をフェースプレート８６
側へ鏡面反射することにより輝度を向上すること、電子
ビーム加速電圧を印加するための電極として作用するこ
と、外囲器内で発生した負イオンの衝突によるダメ−ジ
からの蛍光体の保護等である。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
で堆積することで作製できる。

【００８１】また、フェースプレート８６には、更に、
蛍光膜８４の導伝性を高めるため、蛍光膜８４の外面側
に透明電極（不図示）を設けてもよい。

【００８２】尚、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なう必要がある。

【００８３】外囲器８８は、不図示の排気管を通じ、１
０のマイナス６乗トール程度の真空度にされ、外囲器８
８の封止がおこなわれる。尚、この時、不図示の排気管
を通じ、１０のマイナス６乗ト−ル程度の真空中で、容
器外端子Ｄo ｘ１〜Ｄo ｘｍとＤo ｙ１〜Ｄo ｙｎを通
じて、素子電極間に、上述の本発明の製造方法に係るパ
ルス電圧を印加し、フォ−ミング処理を行い、各電子放
出素子に電子放出部を形成して、基板上に複数の表面伝
導形電子放出素子を配設した電子源を作成する。

【００８４】また、外囲器８８の封止後の真空度を維持
するために、ゲッター処理を行なう場合もある。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の加熱法により、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。ゲッターは通常Ｂ
ａ等が主成分であり、該蒸着膜の吸着作用により、たと
えば１×１０マイナス５乗〜１×１０マイナス７乗ト−
ルの真空度を維持するものである。

【００８５】以上のように完成した本発明の画像形成装
置において、各表面伝導形電子放出素子には、容器外端
子Ｄo ｘ１〜Ｄo ｘｍ、Ｄo ｙ１〜Ｄo ｙｎを通じ、電
圧を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８５あるいは透明電極（不図示）に
数ｋＶ以上の高圧を印加し、電子ビームを加速し、蛍光
膜８４に衝突させ、励起・発光させることで画像を表示
するものである。

【００８６】以上述べた構成は、表示等に用いられる好
適な画像形成装置を作製する上で必要な概略構成であ
り、例えば各部材の材料等、詳細な部分は上述内容に限
られるものではなく、画像形成装置の用途に適するよう
適宜選択する。

【００８７】

【実施例】以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体
的に説明する。

【００８８】（実施例１）本実施例の表面伝導形電子放
出素子として、上述の図１の（ａ）、（ｂ）に示される
素子を製造した。

【００８９】以下に、順を追って本実施例の製造方法に
ついて詳述する。

【００９０】まず、基板１として絶縁性の石英基板を用
い、これを有機溶媒にて充分洗浄後、該基板１面上に、
Ｎｉからなる素子電極５、６を形成した（図２の
（ａ））。この時、素子電極間隔Ｌ１は３マイクロメ−
タとし、素子電極の幅Ｗ１を５００マイクロメ−タ、そ
の厚さｄを１０００オングストロ−ムとした。

【００９１】次に、有機金属化合物として、０．１モル
（２２．４９ｇ）の酢酸パラジウムと０．２モル（２
０．２４ｇ）のジｎ−プロピルアミンの混合物をスピナ
−塗布（８００ｒｐｍ、３０ｓｅｃ）した後、クリ−ン
オ−ブンにて、３００℃、１２ｍｉｎの条件で焼成を行
い、ＰｄＯ微粒子膜からなる電子放出部形成用薄膜２を
形成した（図２の（ｂ））。尚、ここで述べる微粒子膜
とは、複数の微粒子が集合した膜のことであって、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
（島状も含む）の膜を意味する。本実施例では、上記塗
布／焼成を２回繰り返すことにより、２×１０⁴ 〜５×
１０⁴ オ−ム／□の膜抵抗を得た。

【００９２】次に、タ−ボポンプとロ−タリ−ポンプ
で、１０^-6Ｔｏｒｒまで排気した真空容器内で、素子電
極５、６間に、図４に示される三角波のパルス電圧を印
加し、電子放出部形成用薄膜２を通電処理（フォ−ミン
グ処理）した（図２の（ｃ））。ここで、図４におい
て、Ｔ１及びＴ２はそれぞれ電圧波形のパルス幅とパル
ス間隔であり、本実施例では、Ｔ１を１ミリ秒、Ｔ２を
１０ミリ秒とし、三角波の波高値（フォ−ミング時のピ
−ク電圧）は、０．２Ｖ／ｍｉｎで昇圧した。また、本
実施例においては、パルス電圧印加時に、素子に流れる
電流をモニタ−して、この電流が急激に減少した時点、
即ち、素子抵抗が急激に増加した時点で該電圧の印加を
終了した。

【００９３】図１０に、典型的な素子抵抗とパルス電圧
の波高値との関係を示す。

【００９４】図１０から明らかであるように、パルス電
圧の低い領域では、素子抵抗はほぼ一定であるが、電圧
の増加とともに素子抵抗は急激な増加を示す。電圧印加
を終了した時点での三角波の波高値は、素子抵抗のバラ
ツキに対応して４〜６Ｖまで変化した。

【００９５】以上のように作成された、本実施例の表面
伝導形電子放出素子について、その電子放出特性の評価
を、上述の図３に示した測定評価装置を用いて行った。

【００９６】尚、測定条件は、アノード電極と電子放出
素子間の距離を４ｍｍ、アノード電極の電位を１ｋＶ、
電子放出特性測定時の真空装置内の真空度を１×１０マ
イナス６乗ト−ルとした。

【００９７】本実施例の製造方法にて作成された表面伝
導形電子放出素子の電極５及び６の間に素子電圧Ｖｆを
印加し、その時に流れる素子電流Ｉｆ及び放出電流Ｉｅ
を測定したところ、図１１に示したような電流−電圧特
性が得られた。即ち、本実施例の製造方法にて作成され
る素子の平均的な特性は、素子電圧８Ｖ程度から急激に
放出電流Ｉｅが増加し、素子電圧１４Ｖでは素子電流Ｉ
ｆが２．２ｍＡ、放出電流Ｉｅが１．１マイクロＡとな
り、電子放出効率η＝Ｉｅ／Ｉｆ×１００（％）は０．
０５％であり、上記フォ−ミング電圧に依らずほぼ均一
な特性の素子が得られた。

【００９８】（実施例２）本実施例は、多数の表面伝導
形電子放出素子を単純マトリクス配置した電子源を用い
た画像形成装置の例を示すものである。

【００９９】電子源の一部の平面図を図１２に示す。ま
た、図中のＡ−Ａ’断面図を図１３に示す。ここで１は
基板、９２は、図８のＤＸｍに対応するＸ方向配線（下
配線とも呼ぶ）、９３は、図８のＤＹｎに対応するＹ方
向配線（上配線とも呼ぶ）、９４は電子放出部を含む薄
膜、９５、９６は素子電極、１４１は層間絶縁層、１４
２は、素子電極９５と下配線９２との電気的接続のため
のコンタクトホールである。

【０１００】以上の電子源の製造方法及びその電子源を
用いた画像形成装置について、図１４及び、上述の図
８、図９を用いて以下に具体的に説明する。

【０１０１】工程−ａ：清浄化した青板ガラス上に厚さ
０．５ミクロンのシリコン酸化膜をスパッタ法で形成し
た基板１上に、真空蒸着により厚さ５０オングストロ−
ムのＣｒ、厚さ６０００オングストロ−ムのＡｕを順次
積層した後、ホトレジスト（ＡＺ１３７０ヘキスト社
製）をスピンナーにより回転塗布、ベークした後、ホト
マスク像を露光、現像して、下配線９２のレジストパタ
ーンを形成し、Ａｕ／Ｃｒ堆積膜をウエットエッチング
して、所望の形状の下配線９２を形成する（図１４の
（ａ））。

【０１０２】工程−ｂ：次に、厚さ１．０ミクロンのシ
リコン酸化膜からなる層間絶縁層１４１をＲＦスパッタ
法により堆積する（図１４の（ｂ））。

【０１０３】工程−ｃ：前記工程ｂで堆積したシリコン
酸化膜にコンタクトホール１４２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１４１をエッチングして、コンタクトホール１４２を
形成する（図１４の（ｃ））。

【０１０４】尚、エッチングはＣＦ₄ とＨ₂ ガスを用い
たＲＩＥ（ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎ
ｇ）法によった。

【０１０５】工程−ｄ：その後、素子電極９５と、素子
電極間ギャップＧとなるべきパターンをホトレジスト
（ＲＤ−２０００Ｎ−４１日立化成社製）を形成し、
真空蒸着法により、厚さ５０オングストロ−ムのＴｉ、
厚さ１０００オングストロ−ムのＮｉ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、Ｎｉ／Ｔｉ
堆積膜をリフトオフし、素子電極間隔Ｇは３ミクロンと
し、素子電極の幅Ｗ１が３００ミクロンとなるように素
子電極９５、９６を形成した（図１４の（ｄ））。

【０１０６】工程−ｅ：素子電極９５、９６の上に上配
線９３のホトレジストパターンを形成した後、厚さ５０
オングストロ−ムのＴｉ、厚さ５０００オングストロ−
ムの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９３を
形成した（図１５の（ｅ））。

【０１０７】工程−ｆ：膜厚１０００オングストロ−ム
のＣｒ膜１５１を真空蒸着により堆積・パターニング
し、その上に有機Ｐｄ（ｃｃｐ４２３０奥野製薬（株）
社製）をスピンナーにより回転塗布、３００℃で１０分
間の加熱焼成処理をした（図１５の（ｆ））。

【０１０８】また、こうして形成された、主元素として
Ｐｄよりなる微粒子からなる電子放出部形成用薄膜１０
０の膜厚は１００オングストローム、シート抵抗値は５
×１０の４乗Ω／□であった。なお、ここで述べる微粒
子膜とは、上述したように、複数の微粒子が集合した膜
であり、その微細構造として、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（島状も含む）の膜をさし、その粒径
とは、前記状態で粒子形状が認識可能な微粒子について
の径をいう。

【０１０９】工程−ｇ：Ｃｒ膜１５１および焼成後の電
子放出部形成用薄膜１００を酸エ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１５の
（ｇ））。

【０１１０】工程−ｈ：コンタクトホール１４２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５０オングストロ−ムのＴｉ、厚さ５０
００オングストロ−ムのＡｕ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１４２を埋め込んだ（図１５の（ｈ））。

【０１１１】以上の工程により絶縁性基板１上に下配線
９２、層間絶縁層１４１、上配線９３、素子電極９５、
９６、電子放出部形成用薄膜１００を形成した。

【０１１２】次に、以上のようにして作成した電子源基
板を用いて、電子源及び該電子源を用いた画像表示装置
を構成した例を、図８と図９を用いて説明する。

【０１１３】上述のようにして多数の電子放出素子を作
製した基板１を、リアプレート８１上に固定した後、基
板１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、大気中あるいは窒素雰囲気
中で４００℃〜５００℃で１０分以上焼成することで封
着した（図８）。

【０１１４】また、リアプレート８１への基板１の固定
もフリットガラスで行った。

【０１１５】蛍光膜８４は、モノクロームの場合は蛍光
体のみから成るが、本実施例では、蛍光体はストライプ
形状を採用し、先にブラックストライプを形成し、その
間隙部に各色蛍光体を塗布し、蛍光膜８４を作製した。
ここで、ブラックストライプの材料としては、通常良く
用いられている黒鉛を主成分とする材料を用いた。尚、
ガラス基板８３に蛍光体を塗布する方法はスラリー法を
用いた。

【０１１６】また、蛍光膜８４の内面側には通常メタル
バック８５を設けた。このメタルバックは、蛍光膜作製
後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理（通常フィルミン
グと呼ばれる）を行い、その後、Ａｌを真空蒸着するこ
とで作製した。

【０１１７】フェースプレート８６には、更に、蛍光膜
８４の導伝性を高めるため、蛍光膜８４の外面側に透明
電極（不図示）が設けられる場合もあるが、本実施例で
は、メタルバックのみで十分な導伝性が得られたので省
略した。

【０１１８】また、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。

【０１１９】以上のようにして完成したガラス容器内の
雰囲気を排気管（図示せず）を通じ、真空ポンプにて排
気し、十分な真空度に達した後、容器外端子Ｄｘo １〜
ＤoｘｍとＤo ｙ１〜Ｄo ｙｎを通じ電子放出素子７４
の素子電極間に電圧を印加し、電子放出部３を、電子放
出部形成用薄膜を通電処理（フォーミング処理）するこ
とにより作成した。このときの、フォーミング処理の電
圧波形は、図４と同様であり、本実施例のフォ−ミング
も上述の実施例１と同様に行った。

【０１２０】以上のフォ−ミング処理により、電子放出
部３を形成し、複数の表面伝導形電子放出素子が基板１
上に配置された電子源を製造した。

【０１２１】次に１０のマイナス６乗トール程度の真空
度で、不図示の排気管をガスバーナーで熱することで溶
着し外囲器の封止を行った。

【０１２２】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。

【０１２３】以上のように完成した本発明の画像表示装
置において、各表面伝導形電子放出素子には、容器外端
子Ｄｘ１〜Ｄｘｍ、Ｄｙ１〜Ｄｙｎを通じ、走査信号及
び変調信号を不図示の信号発生手段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８５に、数ｋＶ以上の高圧を印加し、電子ビ
ームを加速し、蛍光膜８４に衝突させ、励起・発光させ
ることで画像を表示した。

【０１２４】尚、以上の実施例２においては、表面伝導
形電子放出素子の単純マトリクス配置を例に挙げ説明し
たが、他の配置の例として、多数の表面伝導形電子放出
素子を並列に配置し、個々の素子の両端を配線にて結線
した、電子放出素子の行を多数行配列し（行方向と呼
ぶ）、この行方向と直交する方向（列方向と呼ぶ）で、
該多数の電子放出素子の上方の空間に設置された制御電
極により、電子を制御駆動する配置法によっても、上記
画像表示装置を構成することは可能である。

【０１２５】また、本発明によれば、表示に用いられる
画像形成装置に限るものでなく、感光性ドラムと発光ダ
イオード等で構成された光プリンターの発光ダイオード
等の代替の発光源として、上述の画像形成装置を用いる
こともできる。この際、上述のｍ本の行方向配線とｎ本
の列方向配線を、適宜選択することで、ライン状発光源
だけでなく、2 次元状の発光源としても応用できる。

【０１２６】

【発明の効果】以上述べた本発明によれば、表面伝導形
電子放出素子の、とりわけフォ−ミング工程において、
電極間に印加する電圧がパルスであり、且つ、その波高
値をステップ上に増加させることにより、薄膜を破壊ま
たは変質させるのに必要な電力以上の、過電力投入によ
る電子放出特性の劣化を回避でき、また、素子抵抗のバ
ラツキが電子放出特性に与える影響を低減でき、均一な
電子放出特性を有する表面伝導形電子放出素子の製造が
可能となった。更には、電子源として上記本発明に係る
表面伝導形電子放出素子を用いた画像表示装置などの画
像形成装置においては、とりわけ、表示画像の輝度むら
が低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る表面伝導形電子放出素子の基本構
成図。（ａ）は平面図。（ｂ）は断面図。

【図２】本発明の表面伝導形電子放出素子の製造方法を
説明するための断面図。

【図３】本発明に係る表面伝導形電子放出素子の特性評
価を行うための測定評価装置の概略図。

【図４】本発明の表面伝導形電子放出素子の製造方法に
係る通電処理時の電圧波形の例を示す図。

【図５】本発明に係る表面伝導形電子放出素子の基本的
な特性を示す図。

【図６】本発明に係る表面伝導形電子放出素子の他の態
様を示す斜視図。

【図７】本発明に係る電子源の構成を示す概略図。

【図８】本発明に係る画像形成装置の構成を示す図。

【図９】本発明に係る画像形成装置に用いられる蛍光膜
の説明図。

【図１０】実施例１におけるフォ−ミング時のパルス電
圧の波高値と素子抵抗との関係を示す図。

【図１１】実施例１における表面伝導形電子放出素子の
特性を示す図。

【図１２】実施例２の電子源の平面図。

【図１３】実施例２の電子源の部分断面図。

【図１４】実施例２の電子源の製造方法を説明するため
の断面図。

【図１５】実施例２の電子源の製造方法を説明するため
の断面図。

【図１６】従来の表面伝導形電子放出素子の構成を示す
概略図。

【符号の説明】

１基板２，１００電子放出部形成用薄膜３，４３３電子放出部４，９４，４３４電子放出部を含む薄膜５，６，９５，９６素子電極３１，３３電源３０，３２電流計３４アノード電極６７段差形成部７４，９９表面伝導形電子放出素子７２，９２Ｘ方向配線７３，９３Ｙ方向配線７５結線８１リアプレート８３ガラス基板８４蛍光膜８５メタルバック８６フェースプレート８８外周器９１黒色伝導材９２蛍光体１４１層間絶縁層１４２コンタクトホール

フロントページの続き (72)発明者小野武夫東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極間に、電子放出部を含む薄膜を有す
る表面伝導形電子放出素子の製造方法において、該電子
放出部の形成工程が、該電極間にパルス電圧を印加する
工程と、該パルス電圧の波高値をステップ状に増加させ
る工程とを有することを特徴とする表面伝導形電子放出
素子の製造方法。
【請求項２】前記パルス電圧の波高値をステップ状に
増加させる工程が、該増加速度を一定にして行われる工
程である請求項１に記載の表面伝導形電子放出素子の製
造方法。
【請求項３】前記電子放出部の形成工程が、素子抵抗
を測定し、該素子抵抗の増大を検知して前記パルス電圧
の印加を中止する工程を有する請求項１に記載の表面伝
導形電子放出素子の製造方法。
【請求項４】前記パルス電圧の波形が、三角波または
矩形波である請求項１に記載の表面伝導形電子放出素子
の製造方法。
【請求項５】前記電子放出部を含む薄膜が導電性微粒
子で構成されている請求項１に記載の表面伝導形電子放
出素子の製造方法。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかの製造方法にて
製造されたことを特徴とする表面伝導形電子放出素子。
【請求項７】電子放出素子を有し、入力信号に応じて
電子を放出する電子源において、該電子放出素子が、請
求項１〜５のいずれかに記載の製造方法で製造された表
面伝導形電子放出素子であることを特徴とする電子源。
【請求項８】電子放出素子と画像形成部材とを有し、
入力信号に応じて画像を形成する画像形成装置におい
て、該電子放出素子が、請求項１〜５のいずれかに記載
の製造方法で製造された表面伝導形電子放出素子である
ことを特徴とする画像形成装置。