JPH07335152A

JPH07335152A - 画像形成方法とその装置

Info

Publication number: JPH07335152A
Application number: JP12902594A
Authority: JP
Inventors: Seiji Isono; 青児磯野; Hidetoshi Suzuki; 英俊鱸
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-06-10
Filing date: 1994-06-10
Publication date: 1995-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】表面伝導型電子放出素子の配線抵抗に起因す
る非一様な電子放出を、一様になるように補正し、高品
質の画像形成を行う画像形成方法とその装置を提供す
る。【構成】行方向の配線の幅を、Ｄｘ1，Ｄｘ2，Ｄｘ
3，．．．，Ｄｘmの順に、太くしていく。同様に、列方
向の配線の幅を、Ｄｙ1，Ｄｙ2，Ｄｙ3，．．．，Ｄｙm
の順に、太くしていく。そして、所定のＤｘとＤｙ間に
所定の電圧をかけることによって、選択された電子源７
４から補正された電子量を放出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置、特に、
表面伝導型電子放出素子を多数個備える画像形成方法と
その装置に関する。

【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。冷陰極電子源に
は、電解放出型（以下ＦＥ型と略す）、金属／絶縁層／
金属型（以下、ＭＩＭ型と略す）や表面伝導型電子放出
素子（以下、ＳＣＥと略す）等がある。

【０００３】ＦＥ型の例に関して記述している文献とし
て、以下のものが知られている。

【０００４】１ W.P.Dyke & W.W.Dolan,“Field emiss
ion”, Advance in ElectronPhysics，8, 89(1956) ; ２ C.A.Spindt，“PHYSICAL Properties of thin-film
field emissioncathodes with molybdenium cones ”,
J.Appl.Phys., 47, 5248(1976) また、ＭＩＭ型の例に関する文献としては、 C.A.Mead,“The tunnel-emission amplifier,J.Appl.Ph
ys.,32,(1961) が知られている。

【０００５】ＳＣＥ型の例に関する文献としては、 M.I.Ellinson, Radio Eng.Electron Phy., 10, (1965) がある。

【０００６】ＳＣＥ型は、基板上に形成された小面積の
薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより、電子放出
が生ずる現象を利用するものである。この表面伝導型電
子放出素子としては、前記エリンソン(M.I.Ellison)に
よるＳｎ０2薄膜を用いたもの、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.Hartwell and C.G.Fons
tad: “IEEETrans. ED Conf. ”,519 (1975)]、カー
ボン薄膜によるもの［荒木久他：真空、。第26巻、第1
号、22頁 (1983)］等が報告されている。

【０００７】これら表面伝導型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(M.Hartwell)の文
献による素子構成を図２０に示す。図２０において、５
０１は、絶縁性基板である。５０２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５０３が形成される。
５０４を、電子放出部を含む薄膜と呼ぶことにする。５
０２は、素子電極となる。

【０００８】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に、電子放出部形成用薄膜
５０２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５０３を形成するのが一般的であった。す
なわち、フォーミングとは前記電子放出部形成用薄膜５
０２の両端に電圧を印加通電し、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５０３を形成することであ
る。なお、電子放出部５０３は、電子放出部形成用薄膜
５０２の一部に亀裂が発生し、その亀裂付近から電子放
出が行われる。以下、フォーミングにより形成した電子
放出部を含む電子放出部形成用薄膜５０２を、電子放出
部を含む薄膜５０４と呼ぶ。前記フォーミング処理をし
た表面伝導型電子放出素子は、上述の電子放出部を含む
薄膜５０４に電圧を印加し、素子に電流を流すことによ
り、上述の電子放出部５０３より電子を放出せしめるも
のである。しかしながら、これら従来の表面伝導型電子
放出素子においては、実用化にあたっては、様々の問題
があったが、本出願人等は、後述するような様々な改善
を検討し、実用化を行う際の様々な問題点を解決してき
た。

【０００９】上述の表面伝導型放出素子は、構造が単純
で製造も容易であることから、大面積にわたって多数素
子を配列できる利点がある。そこで、この特徴を生かせ
るような色々な応用が研究されている。例えば、荷電ビ
ーム源、形成装置等が挙げられる。多数の表面伝導型放
出素子を配列した例としては、並列に表面伝導型電子放
出素子を配列し、個々の素子の両端を配線にてそれぞれ
結線した行を多数配列した電子源が挙げられる（例え
ば、特開平１−０３１３３２）。また、特に、形成装置
等の画像形成装置においては、近年、液晶を用いた平板
型形成装置が、ＣＲＴに替わって普及してきたが、自発
光型でないため、バックライト等を持たなければならな
い等の問題点があり、自発光型の形成装置の開発が望ま
れていた。表面伝導型放出素子を多数配置した電子源と
電子源より放出された電子によって、可視光を発光せし
める蛍光体とを組み合わせた形成装置である画像形成装
置は、大画面の装置でも比較的容易に製造でき、かつ形
成品位の優れた自発光型の形成装置である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述の平板型ＣＲＴを
はじめとして、表面伝導型放出素子を応用した各種画像
形成パネルに於いては当然のことながら高品位・高精細
な画像が望まれる。これを実現するには、例えば、単純
マトリクス配線された多数の表面伝導型電子放出素子を
用いる。このため、行及び列の数が数百〜数千にも達す
る非常に多くの素子配列が必要となり、かつ各表面伝導
型電子放出素子の電子放出特性が均一であることが望ま
れる。

【００１１】しかしながら、これらの素子を画像形成装
置に応用し、ｍ本の行方向（或はＸ方向と呼ぶ）配線と
ｎ本の列方向（或はＹ方向と呼ぶ）配線によって、表面
伝導型電子放出素子の対向する１対の素子電極をそれぞ
れ結線することで、行列状に、多数個の表面伝導型放出
素子を配列した電子源を構成する単純マトリクス構成を
採った場合、行方向及び列方向の配線抵抗で生じる電圧
効果のために各素子電極毎に印加される電圧がばらつい
てしまうという現象が起きる。その結果、各素子にかか
る実効電圧にばらつきが生じる。表面伝導型電子放出素
子は、液晶のような電圧駆動ではなく、電流駆動である
ために、ライン駆動した場合の配線抵抗の影響は顕著で
ある。

【００１２】図１６、図１７、図１８はこの問題をより
詳しく説明する為の図である。図１６は、電子源の一部
を示す平面図であり、図１７は、電子放出素子と配線抵
抗を示す図である。図１８は、ある一本の行方向の配線
に接続された全電子放出素子を駆動する場合の各放出素
子電極に印加される電圧を示す図である。図１８で、横
軸の列とは、各電子放出素子と接続している列配線番号
（１、２、３、・・・、ｎ）のことで、ある一本の行方
向の配線に接続されている電子放出素子の素子番号（Ｄ
1、Ｄ2、Ｄ3、・・・、Ｄn）を表している。

【００１３】図１６は、ｍ×ｎの単純マトリクス回路
で、ｎ本のＹ方向配線ＤＹ1、ＤＹ2、・・・、ＤＹnに
同電位の電圧Ｖｉｎを印加し、ｍ本のＸ方向配線ＤＸn
を接地した場合での特性を示す。また、行配線、列配線
は素子単位でそれぞれｒｘ、ｒｙの抵抗成分を有するも
のとする。

【００１４】尚、通常、画像形成装置では、電子線のタ
ーゲットとなる画素は等ピッチで配列されているため、
電子放出素子も行方向、列方向に等間隔に配置されてい
る。そのため、配線の幅や膜厚の製造上のばらつきを抑
えることで、素子単位で、行方向、列方向でそれぞれ等
しい抵抗値を持つと期待できる。また、電子放出素子
は、全て、ほぼ等しい抵抗値を有するものとする。

【００１５】図１８は、各配線に対し電圧を供給した時
に、抵抗分布によって生ずる、各電子源の位置での電圧
降下を示すものである。ここでは、１行目とｍ行目の各
列に対応する電圧降下を示している。

【００１６】図１８から明らかなように、図１７のよう
な回路の場合には、電圧印加端子に近い素子程大きな電
圧が印加され、電圧印加端子から遠い素子程印加電圧が
小さくなる。そのため、印加電圧にばらつきを生じる。

【００１７】更に、ｍ行目の方が、１行目に比べて配線
が長く、即ち高抵抗なため、より電圧がドロップしてい
る。

【００１８】この配線抵抗による印加電圧ばらつきによ
り、フォーミング後に形成された表面伝導型電子放出素
子の素子特性が、フォーミング印加電圧のばらつきによ
り、各素子の電子放出特性がばらつく。即ち、一般的
に、フォーミング電圧印加端子に近い素子程印加電界-
電子放出効率が良く、電圧印加端子から遠くなる程効率
が悪くなる。

【００１９】また、フォーミング電圧印加が予め補正さ
れて、ばらつきのない表面伝導型電子放出素子が形成さ
れていても、配線抵抗に起因する電圧降下の影響から、
一様な安定した電子の放出を実現することができなかっ
た。

【００２０】本発明は、表面伝導型電子放出素子の配線
抵抗に起因する非一様な電子放出を、一様になるように
補正することにより、高品質の画像形成を行う画像形成
方法とその装置を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の画像形成方法とその装置は以下の構成を備
える。即ち、複数の表面伝導型電子放出素子が、マトリ
クス状にレイアウトされ、同じ行にレイアウトされた前
記表面伝導型電子放出素子の一方の端子が、行方向の配
線に接続され、同じ列にレイアウトされた前記表面伝導
型電子放出素子の他方の端子が、列方向の配線に接続さ
れ、前記行方向の配線は、ｍ本の行方向の配線Ｄｘ1,Ｄ
ｘ2,...,Ｄｘmを備え、前記列方向の配線は、ｎ本の列
方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙnを備える画像形成装
置において、前記列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙn
が、順に、低抵抗値から高抵抗値にそれぞれ設定され、
画像信号に基づいて、前記行方向の配線と前記列方向の
配線を駆動して、対応する前記表面伝導型電子放出素子
を駆動する駆動手段と、前記駆動された表面伝導型電子
放出素子から出力された電子によって発光する発光手段
とを備える。

【００２２】また、別の発明は、複数の表面伝導型電子
放出素子が、マトリクス状にレイアウトされ、同じ行に
レイアウトされた前記表面伝導型電子放出素子の一方の
端子が、行方向の配線に接続され、同じ列にレイアウト
された前記表面伝導型電子放出素子の他方の端子が、列
方向の配線に接続され、前記行方向の配線は、ｍ本の行
方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmを備え、前記列方向
の配線は、ｎ本の列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙn
を備える画像形成装置において、前記行方向の配線Ｄｘ
1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmは、順に、低抵抗値から高抵抗値を
それぞれ設定され、画像信号に基づいて、前記行方向の
配線と前記列方向の配線を駆動して、対応する前記表面
伝導型電子放出素子を駆動する駆動手段と、前記駆動さ
れた表面伝導型電子放出素子から出力された電子によっ
て発光する発光手段とを備える。

【００２３】また、別の発明は、複数の表面伝導型電子
放出素子が、マトリクス状にレイアウトされ、同じ行に
レイアウトされた前記表面伝導型電子放出素子の一方の
端子が、行方向の配線に接続され、同じ列にレイアウト
された前記表面伝導型電子放出素子の他方の端子が、列
方向の配線に接続され、前記行方向の配線は、ｍ本の行
方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmを備え、前記列方向
の配線は、ｎ本の列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙn
を備える画像形成装置において、前記列方向の配線Ｄｙ
1,Ｄｙ2,...,Ｄｙnは、順に、低抵抗値から高抵抗値が
それぞれ設定され、前記行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,
Ｄｘmは、順に、低抵抗値から高抵抗値がそれぞれ設定
され、画像信号に基づいて、前記行方向の配線と前記列
方向の配線を駆動して、対応する前記表面伝導型電子放
出素子を駆動する駆動手段と、前記駆動された表面伝導
型電子放出素子から出力された電子によって発光する発
光手段とを備える。

【００２４】また、別の発明は、複数の表面伝導型電子
放出素子が、マトリクス状にレイアウトされ、同じ行に
レイアウトされた前記表面伝導型電子放出素子の一方の
端子が、行方向の配線に接続され、同じ列にレイアウト
された前記表面伝導型電子放出素子の他方の端子が、列
方向の配線に接続され、前記行方向の配線は、ｍ本の行
方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmを備え、前記列方向
の配線は、ｎ本の列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙn
を備える画像形成方法において、前記列方向の配線Ｄｙ
1,Ｄｙ2,...,Ｄｙnが、順に、低抵抗値から高抵抗値に
それぞれ設定され、画像信号に基づいて、前記行方向の
配線と前記列方向の配線を駆動して、対応する前記表面
伝導型電子放出素子を駆動する駆動工程と、前記駆動さ
れた表面伝導型電子放出素子から出力された電子によっ
て発光する発光工程とを備える。

【００２５】また、別の発明は、複数の表面伝導型電子
放出素子が、マトリクス状にレイアウトされ、同じ行に
レイアウトされた前記表面伝導型電子放出素子の一方の
端子が、行方向の配線に接続され、同じ列にレイアウト
された前記表面伝導型電子放出素子の他方の端子が、列
方向の配線に接続され、前記行方向の配線は、ｍ本の行
方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmを備え、前記列方向
の配線は、ｎ本の列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙn
を備える画像形成方法において、前記行方向の配線Ｄｘ
1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmは、順に、低抵抗値から高抵抗値を
それぞれ設定され、画像信号に基づいて、前記行方向の
配線と前記列方向の配線を駆動して、対応する前記表面
伝導型電子放出素子を駆動する駆動工程と、前記駆動さ
れた表面伝導型電子放出素子から出力された電子によっ
て発光する発光工程とを備える。

【００２６】また、別の発明は、複数の表面伝導型電子
放出素子が、マトリクス状にレイアウトされ、同じ行に
レイアウトされた前記表面伝導型電子放出素子の一方の
端子が、行方向の配線に接続され、同じ列にレイアウト
された前記表面伝導型電子放出素子の他方の端子が、列
方向の配線に接続され、前記行方向の配線は、ｍ本の行
方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmを備え、前記列方向
の配線は、ｎ本の列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙn
を備える画像形成方法において、前記列方向の配線Ｄｙ
1,Ｄｙ2,...,Ｄｙnは、順に、低抵抗値から高抵抗値が
それぞれ設定され、前記行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,
Ｄｘmは、順に、低抵抗値から高抵抗値がそれぞれ設定
され、画像信号に基づいて、前記行方向の配線と前記列
方向の配線を駆動して、対応する前記表面伝導型電子放
出素子を駆動する駆動工程と、前記駆動された表面伝導
型電子放出素子から出力された電子によって発光する発
光工程とを備える。

【００２７】

【作用】以上の構成において、複数の表面伝導型電子放
出素子が、マトリクス状にレイアウトされ、同じ行にレ
イアウトされた前記表面伝導型電子放出素子の一方の端
子が、行方向の配線に接続され、同じ列にレイアウトさ
れた前記表面伝導型電子放出素子の他方の端子が、列方
向の配線に接続され、前記行方向の配線は、ｍ本の行方
向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmを備え、前記列方向の
配線は、ｎ本の列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙnを
備える画像形成装置において、前記列方向の配線Ｄｙ1,
Ｄｙ2,...,Ｄｙnが、順に、低抵抗値から高抵抗値にそ
れぞれ設定され、画像信号に基づいて、前記行方向の配
線と前記列方向の配線を駆動して、対応する前記表面伝
導型電子放出素子を、駆動手段が駆動し、発光手段が、
前記駆動された表面伝導型電子放出素子から出力された
電子によって発光する。

【００２８】また、別の発明は、複数の表面伝導型電子
放出素子が、マトリクス状にレイアウトされ、同じ行に
レイアウトされた前記表面伝導型電子放出素子の一方の
端子が、行方向の配線に接続され、同じ列にレイアウト
された前記表面伝導型電子放出素子の他方の端子が、列
方向の配線に接続され、前記行方向の配線は、ｍ本の行
方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmを備え、前記列方向
の配線は、ｎ本の列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙn
を備える画像形成装置において、前記行方向の配線Ｄｘ
1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmは、順に、低抵抗値から高抵抗値を
それぞれ設定され、画像信号に基づいて、前記行方向の
配線と前記列方向の配線を駆動して、対応する前記表面
伝導型電子放出素子を、駆動手段が駆動し、発光手段
が、前記駆動された表面伝導型電子放出素子から出力さ
れた電子によって発光する。

【００２９】また、別の発明は、複数の表面伝導型電子
放出素子が、マトリクス状にレイアウトされ、同じ行に
レイアウトされた前記表面伝導型電子放出素子の一方の
端子が、行方向の配線に接続され、同じ列にレイアウト
された前記表面伝導型電子放出素子の他方の端子が、列
方向の配線に接続され、前記行方向の配線は、ｍ本の行
方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmを備え、前記列方向
の配線は、ｎ本の列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙn
を備える画像形成装置において、前記列方向の配線Ｄｙ
1,Ｄｙ2,...,Ｄｙnは、順に、低抵抗値から高抵抗値が
それぞれ設定され、前記行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,
Ｄｘmは、順に、低抵抗値から高抵抗値がそれぞれ設定
され、画像信号に基づいて、前記行方向の配線と前記列
方向の配線を駆動して、対応する前記表面伝導型電子放
出素子を、駆動手段が駆動し、発光手段が、前記駆動さ
れた表面伝導型電子放出素子から出力された電子によっ
て発光する。

【００３０】また、別の発明は、複数の表面伝導型電子
放出素子が、マトリクス状にレイアウトされ、同じ行に
レイアウトされた前記表面伝導型電子放出素子の一方の
端子が、行方向の配線に接続され、同じ列にレイアウト
された前記表面伝導型電子放出素子の他方の端子が、列
方向の配線に接続され、前記行方向の配線は、ｍ本の行
方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmを備え、前記列方向
の配線は、ｎ本の列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙn
を備える画像形成方法において、前記列方向の配線Ｄｙ
1,Ｄｙ2,...,Ｄｙnが、順に、低抵抗値から高抵抗値に
それぞれ設定され、画像信号に基づいて、前記行方向の
配線と前記列方向の配線を駆動して、対応する前記表面
伝導型電子放出素子を駆動し、前記駆動された表面伝導
型電子放出素子から出力された電子によって発光する。

【００３１】また、別の発明は、複数の表面伝導型電子
放出素子が、マトリクス状にレイアウトされ、同じ行に
レイアウトされた前記表面伝導型電子放出素子の一方の
端子が、行方向の配線に接続され、同じ列にレイアウト
された前記表面伝導型電子放出素子の他方の端子が、列
方向の配線に接続され、前記行方向の配線は、ｍ本の行
方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmを備え、前記列方向
の配線は、ｎ本の列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙn
を備える画像形成方法において、前記行方向の配線Ｄｘ
1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmは、順に、低抵抗値から高抵抗値を
それぞれ設定され、画像信号に基づいて、前記行方向の
配線と前記列方向の配線を駆動して、対応する前記表面
伝導型電子放出素子を駆動し、前記駆動された表面伝導
型電子放出素子から出力された電子によって発光する。

【００３２】また、別の発明は、複数の表面伝導型電子
放出素子が、マトリクス状にレイアウトされ、同じ行に
レイアウトされた前記表面伝導型電子放出素子の一方の
端子が、行方向の配線に接続され、同じ列にレイアウト
された前記表面伝導型電子放出素子の他方の端子が、列
方向の配線に接続され、前記行方向の配線は、ｍ本の行
方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmを備え、前記列方向
の配線は、ｎ本の列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙn
を備える画像形成方法において、前記列方向の配線Ｄｙ
1,Ｄｙ2,...,Ｄｙnは、順に、低抵抗値から高抵抗値が
それぞれ設定され、前記行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,
Ｄｘmは、順に、低抵抗値から高抵抗値がそれぞれ設定
され、画像信号に基づいて、前記行方向の配線と前記列
方向の配線を駆動して、対応する前記表面伝導型電子放
出素子を駆動し、前記駆動された表面伝導型電子放出素
子から出力された電子によって発光する。

【００３３】

【実施例】本発明者らは、表面伝導型放出素子のなかで
は、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形成
したものが特性上、あるいは大面積にわたって多数個を
製造する上で好ましいことを見いだしている。

【００３４】そこで、以下に述べる本発明の実施例の項
では、微粒子膜を用いて形成した表面伝導型放出素子を
マルチビーム源として用いた画像表示装置を、本発明の
画像形成装置の好ましい例として説明する。

【００３５】始めに、本発明に係る本実施例の画像形成
方法とその装置のポイントに関して要約する。

【００３６】本実施例の画像形成方法とその装置は、駆
動電圧印加端子からみた任意の位置での配線抵抗を、以
下に説明する方法により、ほぼ一定となるようにするこ
とにより、駆動時に各素子の印加される電圧のばらつき
を減少させ、高品質の画像形成を行うことができる。

【００３７】即ち、マトリクス状に配置配線された表面
伝導型電子放出素子に対して、行配線をｍ本、列配線を
ｎ本とし、列配線材の抵抗率がρ、列配線幅がｗ、列配
線厚がｄ、行配線の１素子当たりの抵抗をｒｘとした
時、ｍ／２本目の行方向端から各信号配線端まで抵抗Ｒ
が、Ｒ＝Ｎ・ｒｘ＋ρ／（ｗ・ｄ）＝一定（Ｎ＝１，２，
３，…，ｎ）となるように各列配線の列配線材の抵抗率、列配線幅、
列配線厚等を調整することによって、表面伝導型電子放
出素子にかかる印加電圧をほぼ一様化するよう補正し、
それに対応して電子放出量も一様化されるので、安定し
た高品位の画像を形成することができる。

【００３８】［実施例１］以下に、添付の図面を参照し
て、本発明の好適な実施例について説明する。

【００３９】まず本実施例に係わる表面伝導型電子放出
素子について、その概要および製造方法を説明する。

【００４０】本実施例に係わる表面伝導型電子放出素子
の構成、及び製法の特徴としては、次の様なものがあげ
られる。図２を以下参照する。１）フォーミングと呼ばれる通電処理前の電子放出部
形成用薄膜２０２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。

【００４１】２）フォーミングと呼ばれる通電処理後の
電子放出部を含む薄膜２０４は、電子放出部２０３を含
めて、基本的には、微粒子より構成される。基板２０１
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およびアル
ミナ等のセラミック等、シリコン基板等があげられる。

【００４２】本実施例に係わる表面伝導型電子放出素子
の基本的な構成として、平面型および垂直型の２つの構
成があげられる。まず、平面型表面伝導型電子放出素子
について説明する。

【００４３】図３（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本実
施例に係わる基本的な平面型表面伝導型電子放出素子の
構成を示す平面図及び断面図である。図３を用いて、本
実施例に係わる素子の基本的な構成を説明する。

【００４４】図３において、２０１は基板、２０５と２
０６は素子電極、２０４は電子放出部を含む薄膜、２０
３は電子放出部である。

【００４５】対向する素子電極２０５，２０６の材料と
しては、基本的に導電性の優れたものもの、例えば、Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，
Ｐｄ等の金属或は合金及びＰｄ，Ａｇ，Ａｕ，ＲｕＯ
2，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、Ｉｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2等の透明導伝
体及びポリシリコン等の半導体材料等があげられる。

【００４６】素子電極間隔Ｌ１は、例えば、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、また、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、１マイクロメートルから１０マイク
ロメートルである。素子電極長さＷ１、素子電極２０
５，２０６の膜厚ｄは、電極の抵抗値、前述したＸ，Ｙ
配線との結線、多数配置された電子源の配置上の問題よ
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２０５，２０６の膜厚ｄは、好ましくは数百オングス
トロームより数マイクロメートルである。

【００４７】基板２０１上に設けられた対向する素子電
極２０５と、素子電極２０６間及び素子電極２０５，２
０６上に設置された電子放出部を含む薄膜２０４は、電
子放出部２０３を含む。図３の（ｂ）では、電子放出部
を含む薄膜２０４が、素子電極２０５，２０６上に設置
された場合を示すが、素子電極２０５，２０６上に電子
放出部を含む薄膜２０４が設置されない場合もある。即
ち、基板２０１上に電子放出部形成用薄膜２０２を積層
した後、対向する素子電極２０５、２０６の電極という
順序で積層構成した場合である。

【００４８】また、製法によっては、対向する素子電極
２０５と素子電極２０６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２０４の膜
厚は、数オングストロームより数千オングストローム、
好ましくは数１０オングストローム〜２００オングスト
ロームであり、素子電極２０５，２０６へのステップカ
バレージ、電子放出部２０３と素子電極２０５，２０６
間の抵抗値及び電子放出部２０３の導電性微粒子の粒
径、後述する通電処理条件等によって、適宜設定され
る。その抵抗値は、１０3 〜１０7 Ω／□のシート抵抗
値を示す。

【００４９】電子放出部を含む薄膜２０４構成する材料
の具体例を挙げるならばＰｄ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔ
ｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，
Ｐｄ等の金属、ＰｄＯ，ＳｎＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＰｂＯ，
Ｓｂ2Ｏ3等の酸化物、ＨｆＢ2，ＺｒＢ2，ＬａＢ6，Ｃ
ｅＢ6，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、ＡｇＭｇ，ＮｉＣｕ，Ｐｂ，Ｓｎ等があげられ、
これらは微粒子膜からなる。

【００５０】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。

【００５１】電子放出部２０３は、数オングストローム
より数千オングストローム、好ましくは１０オングスト
ロームより２００オングストロー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２０４の膜
厚、及び、後述する通電処理条件等の製法等に依存して
おり、適宜設定される。電子放出部を含む薄膜２０４を
構成する材料の元素の一部あるいは全てと同様の物であ
る。＜基本的製造方法＞電子放出部２０３を有する表面伝導
型電子放出素子の製造方法としては、様々な方法が考え
られるが、その一例を図２に示す。尚、２０２は電子放
出部形成用薄膜で、例えば微粒子膜があげられる。

【００５２】以下、順を追って製造方法の説明を、図３
及び図２に基づいて説明する。

【００５３】１）基板２０１を洗剤、純水および有機
溶剤により充分に洗浄後、真空蒸着技術、スパッタ法等
により素子電極材料を堆積後、フォトリングラフィー技
術により、該基板２０１の面上に素子電極２０５，２０
６を形成する（図２の（ａ））。

【００５４】２）基板２０１上に設けられた素子電極
２０５と素子電極２０６との間、及び素子電極２０５と
２０６を形成した基板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。なお、有機
金属溶液とは、前記Ｐｄ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉ
ｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ等
の金属を主元素とする有機化合物の溶液である。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
２０２を形成する（図２の（ｂ））。

【００５５】尚、ここでは、有機金属溶液の塗布法を用
いているが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、スピンナー法等によって形成してもよい。

【００５６】３）続いて、フォーミングと呼ばれる通
電処理を行う。ここで、素子電極２０５，２０６間に、
不図示の電源からのパルス状電圧による通電処理が行わ
れると、電子放出部形成用薄膜２０２の部位に構造の変
化した電子放出部２０３が形成される（図２の
（ｃ））。

【００５７】この通電処理により、電子放出部形成用の
薄膜２０２を局所的に破壊、変形もしくは変質させる。
このように、フォーミングにより構造の変化した部位を
電子放出部２０３と呼ぶ。先に説明したように、電子放
出部２０３は導電性微粒子で構成されている。

【００５８】次に、フォーミング処理の電圧波形を、図
４を参照して説明する。

【００５９】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る。例えば、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４Ｖ〜１０Ｖ程度、フォーミング処
理は真空雰囲気下で数十秒間程度で適宜選択する。

【００６０】以上説明した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
理を行うが、素子の電極間に印加する波形は三角波に限
定されるものではなく、矩形波など所望の波形を用いて
も良い。更に、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
に形成されれば所望の値を選択することは言うまでもな
い。＜基本特性について＞次に、上述のような素子構成と製
造方法によって作成された本実施例にかかわる表面伝導
型電子放出素子の特性の評価方法について、図５を用い
て説明する。

【００６１】図５は、図３で示した構成を有する表面伝
導型電子放出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。

【００６２】図５において、２０１は基板、２０５及び
２０６は素子電極、２０４は電子放出部を含む薄膜、２
０３は電子放出部である。２３１は電源であり、素子に
素子電圧Ｖｆを印加する。２３０は電流計であり、素子
電極２０５，２０６間の電子放出部を含む薄膜２０４を
流れる素子電流Ｉｆを測定する。２３４はアノード電極
であり、電子放出部２０３より放出される放出電流Ｉｅ
を捕捉する。２３３は高圧電源であり、アノード電極２
３４に電圧を印加する。２３２は電流計であり、電子放
出部２０３より放出される放出電流Ｉｅを測定する。

【００６３】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、本電子放出素子及びアノード電極３４
は真空装置内に配設され、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。

【００６４】尚、アノード電極２３４の電圧は、１ｋＶ
〜１０ｋＶ、アノード電極２３４と表面伝導型電子放出
素子との距離Ｈは３mm〜８mmの範囲で測定した。

【００６５】尚、あらかじめ導電性微粒子を分散して構
成した表面伝導型電子放出素子においては、前記本実施
例の基本的な素子構成の基本的な製造方法の範囲で、そ
の一部を変更しても良い。

【００６６】次に、図１９に、図５に示した測定評価装
置により測定された放出電流Ｉｅ及び素子電流Ｉｆと素
子電圧Ｖｆの関係の典型的な一例を示す。尚、図１９
は、著しくＩｆ、Ｉｅの大きさが異なるため、任意単位
で示している。図１７からも明らかなように、本電子放
出素子は放出電流Ｉｅに対する３つの特性を有する。

【００６７】まず第１に、本素子はある電圧（しきい値
電圧と呼ぶ、図１９中のＶth）以上の素子電圧を印加す
ると、急激に放出電流Ｉｅが増加し、しきい値電圧Ｖth
以下では放出電流Ｉｅがほとんど検出されない。すなわ
ち、放出電流Ｉｅに対する明確なしきい値電圧Ｖthを持
った非線形素子である。

【００６８】第２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。

【００６９】第３に、アノード電極２３４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。
すなわち、アノード電極２３４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。以上のよ
うな特性を有するため、本実施例の電子放出素子は、多
方面への応用が期待できる。

【００７０】また、素子電流Ｉｆは、素子電圧Ｖｆに対
して単調増加する（以下、ＭＩ特性と呼ぶ）特性を持つ
ことを図１９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（以下、ＶＣ
ＮＲ特性と呼ぶ）特性を示す場合もある。尚、この場合
も、本電子放出素子は上述した３つの特性上の特徴と有
する。

【００７１】次に、本実施例に係わる別な構成の表面伝
導型電子放出素子である垂直型表面伝導型電子放出素子
について説明する。

【００７２】図６は、本実施例に係わる垂直型表面伝導
型電子放出素子の基本的な構成を示す図面である。

【００７３】図６において、２５１は基板、２５５、２
５６は素子電極、２５４は電子放出部を含む薄膜、２５
３は電子放出部、２５７は段差形成部である。尚、電子
放出部２５３は、段差形成部２５７の厚さ、製法及び、
電子放出部を含む薄膜２５４の厚さ、製法等によってそ
の位置は変化し、図６で示された位置に限るものではな
い。

【００７４】基板２５１、素子電極２５５と２５６、電
子放出部を含む薄膜２５４、電子放出部２５３は、前述
した平面型表面伝導型電子放出素子と同様の材料で構成
されたものである。従って、ここでは、垂直型表面伝導
型電子放出素子を特徴づける段差形成部２５７及び電子
放出部を含む薄膜２５４について詳述する。

【００７５】段差形成部２５７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
で構成される。段差形成部２５７の厚さが先に述べた平
面型表面伝導型電子放出素子の素子電極間隔Ｌ１に対応
し、数百オングストロームより数十マイクロメートルで
ある。段差形成部２５７の厚さは、段差形成部２５７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、千オング
ストロームより１０マイクロメートルである。

【００７６】電子放出部を含む薄膜２５４は、素子電極
２５５、２５６と段差形成部２５７の作成後に形成され
るため、素子電極２５５、２５６の上に積層され、場合
によっては素子電極２５５、２５６との電気的接続を担
う重なりの一部を除いた所望の形状にされる。また、電
子放出部を含む薄膜２５４の膜厚は、その製法に依存し
て、段差部での膜厚と素子電極２５５、２５６の上に積
層された部分の膜厚とでは異なる場合が多く、一般に段
差部分の膜厚が薄い。その結果、前述した平面型表面伝
導型電子放出素子と比べて、容易に通電処理され、電子
放出部３が形成される場合が多い。＜マトリクス＞次に、上述の表面伝導型電子放出素子を
マトリクス上に配列した電子源について説明する。

【００７７】電子源基板の構成について、図７を用いて
説明する。

【００７８】図７において、２７１は基板、２７２はＸ
方向配線、２７３はＹ方向配線、２７４は表面伝導型電
子放出素子、２７５は結線である。

【００７９】尚、表面伝導型電子放出素子２７４は、前
述した平面型或いは垂直型のいずれであっても良い。

【００８０】基板２７１は、シリコン基板等であり、そ
の大きさは基板２７１に設置される表面伝導型素子の個
数及び個々の素子の設計上の形状に依存して適宜設定さ
れる。

【００８１】ｍ本のＸ方向配線２７２は、ＤX1，ＤX2，
…，ＤXmからなり、基板２７１上に真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等で形成し、所望のパターンとした導電
性金属等からなり、多数の表面伝導型素子にほぼ均等な
電圧が供給される様に、材料、膜厚、配線幅が設定され
る。Ｙ方向配線２７３は、ＤY1，ＤY2，…，ＤYnのｎ本
の配線よりなり、Ｘ方向配線２７２と同様に、真空蒸着
法、印刷法、スパッタ法等で形成し、所望のパターンと
した導電性金属等からなり、多数の表面伝導型素子にで
きるだけほぼ均等な電圧が供給される様に、材料、膜
厚、配線幅等が設定される。これらｍ本のＸ方向配線２
７２とｎ本のＹ方向配線２７３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、マトリクス配線
を構成する。

【００８２】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２７２を形成した基板２７１の全面或は一部に、
所望の形状で形成される。また、Ｘ方向配線２７２とＹ
方向配線２７３は、それぞれ外部端子として引き出され
ている。

【００８３】尚、上述の例では、ｍ本のＸ方向配線２７
２の上に、ｎ本のＹ方向配線２７３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２７３の
上にｍ本のＸ方向配線２７２を層間絶縁層を介して設置
する場合もある。

【００８４】更に、前述と同様にして、表面伝導型放出
素子２７４の対向する電極（不図示）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２７５を有する。すなわち、表面伝導型電子放出素
子２７４は、結線２７５によってｍ本のＸ方向配線２７
２とｎ本のＹ方向配線２７３と電気的に接続されてい
る。

【００８５】尚、ｍ本のＸ方向配線２７２、ｎ本のＹ方
向配線２７３、及び対向する素子電極である結線２７５
の導電性金属は、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良く、Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，
Ｐｄ等の金属或は合金及びＰｄ，Ａｇ，Ａｕ，ＲｕＯ
2，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、Ｉｎ2Ｏ3−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。又、表面伝導型電子放出素子は、基板２７１或は不
図示の層間絶縁層上のどちらに形成しても良い。

【００８６】また、Ｘ方向配線２７２には、Ｘ方向に配
列する表面伝導型放出素子２７４の行を任意に走査する
ための走査信号を印加するための不図示の走査信号発生
部と電気的に接続されている。

【００８７】一方、Ｙ方向配線２７３には、Ｙ方向に配
列する表面伝導型放出素子２７４の列の各列を任意に変
調するための変調信号を印加するための不図示の変調信
号発生部と電気的に接続されている。更に、表面伝導型
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の差電圧として供給
されるものである。＜画像形成装置の基本構成＞次に、以上のようにして作
成した電子源を用いた形成等に用いる画像形成装置につ
いて、図８及び図９用いて説明する。図８は画像形成装
置の基本構成図であり、図９は蛍光膜を表わす図であ
る。

【００８８】２７１は基板であり、基板２７１の上には
上述のようにして電子放出素子を形成されている。以後
これを電子源基板と称する。２８１は、電子源基板を固
定したリアプレート、２８６はガラス基板２８３の内面
に蛍光膜２８４とメタルバック２８５等が形成されたフ
ェースプレートである。２８２は支持枠であり、リアプ
レート２８１及びフェースプレート２８６をフリットガ
ラス等で封着して、外囲器２８８を構成する。

【００８９】上述の構成では、外囲器２８８をフェース
プレート２８６、支持枠２８２、リアプレート２８１で
構成したが、リアプレート２８１は、主に電子源基板の
強度を補強する目的で設けられているため、電子源基板
自体で十分な強度を有する場合は、別体のリアプレート
２８１は不要であり、電子源基板に直接支持枠２８２を
封着し、フェースプレート２８６、支持枠２８２、電子
源基板にて外囲器２８８を構成しても良い。

【００９０】図９は、蛍光膜の構造を表わす図である。
蛍光膜２８４（図８参照）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２９１と蛍光体２９
２とで構成される。

【００９１】ブラックストライプ、ブラックマトリクス
が設けられる目的は、カラー形成の場合、必要となる三
原色蛍光体の、各蛍光体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２８４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。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。

【００９２】ガラス基板２８３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。

【００９３】また、蛍光膜２８４の内面側には、通常メ
タルバック２８５が設けられる。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２８６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
ダメージからの蛍光体の保護等である。

【００９４】メタルバックは、蛍光膜２８４の作製後、
蛍光膜の２８４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、Ａ１を真空蒸着する
ことで作製できる。

【００９５】フェースプレート２８６には、更に蛍光膜
２８６の導電性を高めるため、蛍光膜２８４の外面側に
透明電極（不図示）を設けてもよい。尚、前述の封着を
行う際、カラーの場所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。

【００９６】外囲器２８８内は、不図示の排気管を通
じ、１０のマイナス６乗トール程度の真空度にされ、外
囲器２８８の封止が行われる。

【００９７】尚、容器外端子ＤｏｘL1〜ＤｏｘLmとＤｏ
ｙ1〜Ｄｏｙnを通じ、素子電極２０５，２０６間に電圧
を印加し、上述のフォーミングを行い、電子放出部２０
３を形成し電子放出素子を作製した。また、外囲器２８
８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２８８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２８８内の所定の位置（不図
示）に配置されたゲッターを加熱し、蒸着膜を形成する
処理である。ゲッターは通常Ｂａ等が主成分であり、蒸
着膜の吸着作用により、たとえば１×１０-5ないしは１
×１０-7トール［Torr］の真空度を維持するものであ
る。

【００９８】以上説明したように製作された本実施例の
画像表示装置において、各電子放出素子は、容器外端子
ＤOXR1〜ＤOXRm、ＤOY1〜ＤOYnを通じ、電圧を印加する
ことにより、ほぼ一様な電子量を放出させる。

【００９９】更に、放出させた電子を、高圧端子Ｈｖを
通じ、メタルバック８５、或は透明電極（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。

【０１００】なお、以上では容器外端子ＤOXL1〜ＤOXLm
によりフォーミングを行ない、容器外端子ＤOXR1〜ＤOX
Rmから電圧を印加することにより電子放出を行なった
が、容器外端子ＤOXL1〜ＤOXLmから電圧を印加すること
により電子放出を行なっても良い。

【０１０１】以上述べた構成は、形成等に用いられる好
適な画像形成装置を作製する上で必要な概略構成である
が、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、画像装置の用途に適用するよう
適宜選択できることは言うまでもない。

【０１０２】また、本実施例は、形成に用いられる好適
な画像形成装置に限るものではなく、例えば、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の発光
ダイオード等の代替の発光源としても用いることもでき
る。またこの際、上述のｍ本のＸ方向配線２７２とｎ本
のＹ方向配線２７３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。

【０１０３】以上の表面伝導型放出素子の基本的な構
成、製法について述べたが、本実施例で説明した上述の
構成等に限定されず、後述の電子源、形成装置等の画像
形成装置に於ても適用できる。

【０１０４】次に、図１０を参照して、マトリクス状に
配置配線された電子源の一部の構成を示す。図１０にお
いて、７４は、表面伝導電子放出素子、７２は、行配線
（Ｘ方向配線、あるいは上配線と呼ぶ）、７３は、列配
線（Ｙ方向配線、あるいは下配線と呼ぶ）を示してい
る。この電子源は、行配線の片側から電圧を印加する
構成である。ここで、配線の抵抗率をρ1、配線幅をｗ
1、膜厚をｄ1、行配線の１素子当たりの抵抗をｒｘ1と
した時、ｍ／２本目の行方向端から各信号配線端まで抵
抗Ｒ1が、Ｒ1＝Ｎ・ｒｘ1＋ρ1／（ｗ1・ｄ1）＝一定（Ｎ＝
１，２，３，…，ｎ）であり、Ｒ＝一定となるように、各列配線の幅ｗを設定
する。このことにより、駆動時に各素子にかかる電圧
は、ほぼ一定になり、その為、各素子にかかる電圧差が
減少でき、駆動時に生じる輝度分布の非一様性を低減で
きる。＜電子源の製造方法＞次に、本実施例の電子源の製造法
を説明する。図１１〜図１３を参照して、製造法を工程
順に従って、具体的に説明する。

【０１０５】[工程−ａ]（図１１の（ａ）参照）清浄化した青板ガラス状に厚さ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オングストロームのＣｒ、厚さ６００
０オングストロームのＡｕを順次積層した後、ホトレジ
スト（例えば、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、ホソマスク像を露
光、現像して、下配線７２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７２を形成する。

【０１０６】ここで、ｍ／２本目の行方向端から各信号
配線端まで抵抗がＲ＝Ｎ・ｒｘ1＋ρ1／（ｗ1・ｄ1）＝
一定になるように、各下配線の幅ｗを選択して形成する
（ここで、Ｎ＝１，２，３，…，ｎ）。 [工程−ｂ]（図１１の（ｂ）参照）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１１１をＲＦスパッタ法により堆積する。 [工程−ｃ]（図１１の（ｃ）参照）工程ｂで堆積したシリコン酸化膜に、コンタクトホール
１１２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１１１をエッチングし
て、コンタクトホール１１２を形成する。エッチング
は、ＣＦ４とＨ２ガスを用いたＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖ
ｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）法によった。 [工程−ｄ]（図１２の（ｄ）参照）その後、素子電極５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（例えば、ＲＤ−２０００Ｎ
−４１、日立化成社製）形成し、真空蒸着法により、厚
さ５０オングストロームのＴｉ、厚さ１０００オングス
トロームのＮｉを順次堆積する。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Ｌ１は３ミクロン、素子電極の幅Ｗ１
を３００ミクロンの素子電極５、６を形成する。 [工程−ｅ]（図１２の（ｅ）参照）素子電極５、６の上に上配線７３のホトレジストパター
ンを形成した後、厚さ５０オングストロームのＴｉ、厚
さ５０００オングストロームの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７３を形成する。 [工程−ｆ]（図１３の（ｆ）参照）図１５に、本工程にかかわる電子放出素子の電子放出部
形成用薄膜２のマスクの平面図の一部を示す。素子間電
極ギャップＬ１及びこの近傍に開口を有するマスクであ
り、このマスクにより、膜厚１０００オングストローム
のＣｒ膜１２１を真空蒸着により堆積・パターニング
し、その上に有機Ｐｄ（例えば、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行う。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４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／□である。

【０１０７】尚、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、或は、重なりあった状態（島
上も含む）の膜をも指し、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。 [工程−ｇ]（図１３の（ｇ）参照）Ｃｒ膜１２１、及び焼成後の電子放出部形成用薄膜４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
を形成する。 [工程−ｈ]（図１３の（ｈ）参照）コンタクトホール１１２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
ングストロームのＴｉ、厚さ５０００オングストローム
のＡｕを順次堆積する。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１１２を埋め込
む。

【０１０８】以上の工程により、絶縁性基板１上に、下
配線７２、層間絶縁層１１１、上配線７３、素子電極
５、６、電子放出部形成用薄膜４等を形成した。

【０１０９】次に、以上のようにして作成した電子源を
用いて表示装置を構成した例を、図８と図９を用いて説
明する。

【０１１０】上述したように、多数の平面型表面伝導型
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の接合部にはフリットガラスを塗布し、大気中
或は窒素雰囲気中で４００℃ないし５００℃で１０分以
上焼成することで封着する。また、リアプレート８８１
への基板１の固定もフリットガラスで行う。

【０１１１】図８において、７４は電子放出素子、７
２、７３は、それぞれＸ方向及びＹ方向の配線である。

【０１１２】蛍光膜８４は、モノクロームの場合は蛍光
体のみからなるが、本実施例では蛍光体はストライプ形
状を採用し、先にブラックストライプを形成し、その間
隙部に各色蛍光体を塗布し、蛍光膜８４を作製する。ブ
ラックストライプの材料として、通常よく用いられてい
る黒鉛を主成分とする材料を用いる。ガラス基板８３に
蛍光体を塗布する方法として、本実施例ではスラリー法
を用いた。

【０１１３】また、蛍光膜８４の内面側には、通常メタ
ルバック８５が設けられる。メタルバックは、蛍光膜製
作後、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
ことで作製する。

【０１１４】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）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電性が得られたため省
略した。

【０１１５】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。

【０１１６】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（不図示）を通じ真空ポンプにて排気
し、十分な真空度に達した後、容器外端子ＤOXL1〜ＤOX
LmとＤOY1〜ＤOYnを通じ、電子放出素子７４の電極５、
６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２を通電処理（フォーミング処理）することによ
り形成する。

【０１１７】図４に、フォーミング処理の電圧波形を示
す。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
ォーミング時のピーク電圧）は５Ｖとし、フォーミング
処理は、約１×１０-6トール（ｔｏｒｒ）の真空雰囲気
下で６０秒間行った。

【０１１８】このように形成された電子放出部３は、パ
ラジウム元素を主成分とする微粒子が分散配置された状
態となり、その微粒子の平均粒径は３０オングストロー
ムであった。

【０１１９】以上説明したように、フォーミングを行な
い、電子放出部３を形成し、電子放出素子７４を作成で
きる。

【０１２０】次に、１０-6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
器の封止を行う。

【０１２１】最後に、封止後の真空度を維持するため
に、ゲッター処理を行う。これは、封止を行う直前に、
高周波加熱等の加熱法により、画像表示装置内の所定の
位置（不図示）に配置されたゲッターを加熱し、蒸着膜
を形成処理するものである。ゲッターは、例えば、Ｂａ
等を主成分とする。

【０１２２】以上のように、完成した本発明の画像表示
装置において、各電子放出素子には、図８の容器外端子
ＤOXR1〜ＤOXRm、ＤOY1〜ＤOYnを通じ、走査信号及び変
調信号を不図示の信号発生部から、それぞれ印加するこ
とにより、電子を放出させ、高圧端子Ｈｖを通じ、メタ
ルバック８４に数ｋＶ以上の高圧を印加し、電子ビーム
を加速し、蛍光膜８５に衝突させ、励起・発光させるこ
とで画像を表示させる。

【０１２３】尚、上述の基本的な製造方法に限ることな
く、前記本発明に係る実施例の電子源の基本的な製造方
法のうち一部を変更したものであっても、本発明の主旨
とその構成から逸脱するものではない。［実施例２］実施例１では、配線幅を調整することによ
って、各電子源でほぼ一様な電子放出特性を得る一例を
示したが、実施例２では、膜厚を調整することによっ
て、同様の補正を行う一例を示す。

【０１２４】図１４に、電子源の一部の平面図（ａ）と
断面図（ｂ）を示す。図１４において、７４は表面伝導
電子放出素子、７２は行配線（Ｘ方向配線、あるいは上
配線と呼ぶ）、７３は列配線（Ｙ方向配線、下配線とも
呼ぶ）を示している。この電子源は、行配線の片側から
電圧を印加する構成である。ここで、配線の抵抗率をρ
2、幅をｗ2、膜厚をｄ2、行配線の１素子当たりの抵抗
をｒｘ2とした時の、ｍ／２本目の行方向端から各信号
配線端まで抵抗Ｒ2を、Ｒ2＝Ｎ・ｒｘ2＋ρ2／（ｗ2・ｄ2）＝一定（Ｎ＝
１，２，３，…，ｎ）となるように、各列配線の膜厚ｄを設定して形成する。
これにより、駆動時の各素子にかかる電圧が、ほぼ一定
になり、その為、各素子にかかる電圧差が減少でき、駆
動時に生じる輝度分布が低減できる。

【０１２５】次に、図１１〜図１３を用いて、実施例２
の電子源の製造法を工程順に従って具体的に説明する。

【０１２６】[工程−ａ]（図１１の（ａ）参照）清浄化した青板ガラス状に厚さ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オングストロームのＣｒ、厚さ６００
０オングストロームのＡｕを順次積層した後、ホトレジ
スト（例えば、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、ホソマスク像を露
光、現像して、下配線７２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７２を形成する。

【０１２７】ここで、ｍ／２本目の行方向端から各信号
配線端まで抵抗がＲ＝Ｎ・ｒｘ＋ρ／（ｗ・ｄ）＝一定
になるように、各下配線の膜厚ｄを選択して形成する
（ここで、Ｎ＝１，２，３，…，ｎ）。 [工程−ｂ]（図１１の（ｂ）参照）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１１１をＲＦスパッタ法により堆積する。 [工程−ｃ]（図１１の（ｃ）参照）工程ｂで堆積したシリコン酸化膜に、コンタクトホール
１１２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１１１をエッチングし
て、コンタクトホール１１２を形成する。エッチング
は、ＣＦ４とＨ２ガスを用いたＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖ
ｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）法によった。 [工程−ｄ]（図１２の（ｄ）参照）その後、素子電極５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（例えば、ＲＤ−２０００Ｎ
−４１、日立化成社製）形成し、真空蒸着法により、厚
さ５０オングストロームのＴｉ、厚さ１０００オングス
トロームのＮｉを順次堆積する。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Ｌ１は３ミクロン、素子電極の幅Ｗ１
を３００ミクロンの素子電極５、６を形成する。 [工程−ｅ]（図１２の（ｅ）参照）素子電極５、６の上に上配線７３のホトレジストパター
ンを形成した後、厚さ５０オングストロームのＴｉ、厚
さ５０００オングストロームの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７３を形成する。 [工程−ｆ]（図１３の（ｆ）参照）図１５に、本工程にかかわる電子放出素子の電子放出部
形成用薄膜２のマスクの平面図の一部を示す。素子間電
極ギャップＬ１及びこの近傍に開口を有するマスクであ
り、このマスクにより、膜厚１０００オングストローム
のＣｒ膜１２１を真空蒸着により堆積・パターニング
し、その上に有機Ｐｄ（例えば、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行う。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４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／□である。

【０１２８】尚、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、或は、重なりあった状態（島
上も含む）の膜をも指し、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。 [工程−ｇ]（図１３の（ｇ）参照）Ｃｒ膜１２１、及び焼成後の電子放出部形成用薄膜４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
を形成する。 [工程−ｈ]（図１３の（ｈ）参照）コンタクトホール１１２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
ングストロームのＴｉ、厚さ５０００オングストローム
のＡｕを順次堆積する。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１１２を埋め込
む。

【０１２９】以上の工程により、絶縁性基板１上に、下
配線７２、層間絶縁層１１１、上配線７３、素子電極
５、６、電子放出部形成用薄膜４等を形成する。

【０１３０】以上のようにして作成した電子源を用い
て、実施例１と同様に図８に示す様な表示装置を形成す
る。

【０１３１】尚、上述の基本的な製造方法に限ることな
く、前記本発明に係る実施例の電子源の基本的な製造方
法のうち一部を変更したものであっても、本発明の主旨
とその構成から逸脱するものではない。［実施例３］実施例１では、配線幅を調整、実施例２で
は、膜厚をそれぞれ調整することによって、各電子源で
ほぼ一様な電子放出特性を得る一例を示したが、実施例
３では、配線の抵抗率を調整することによって、同様の
補正を行う一例を示す。

【０１３２】図１５に、電子源の一部の平面図を示す。
同図において、７４は、表面伝導電子放出素子、７２
は、行配線（Ｘ方向配線、あるいは上配線とも呼ぶ）、
７３は、列配線（Ｙ方向配線、下配線とも呼ぶ）を示し
ている。この電子源は、行配線の片側から電圧を印加す
る構成である。ここで、配線の抵抗率をρ3、幅をｗ3、
膜厚をｄ3、行配線の１素子当たりの抵抗をｒｘ3とした
時の、ｍ／２本目の行方向端から各信号配線端まで抵抗
Ｒ3が、Ｒ3＝Ｎ・ｒｘ3＋ρ3／（ｗ3・ｄ3）＝一定（Ｎ＝
１，２，３，…，ｎ）になるように、抵抗率ρ3が異なる配線材を選択して列
配線を形成する。

【０１３３】これにより、駆動時の各素子にかかる電圧
が、ほぼ一定になり、その為、各素子にかかる電圧差が
減少でき、駆動時に生じる輝度分布が低減できる。

【０１３４】次に、図１１〜図１３を用いて、実施例２
の電子源の製造法を工程順に従って具体的に説明する。 [工程−ａ]（図１１の（ａ）参照）清浄化した青板ガラス状に厚さ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オングストロームのＣｒ、厚さ６００
０オングストロームのＡｕを順次積層した後、ホトレジ
スト（例えば、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、ホソマスク像を露
光、現像して、下配線７２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７２を形成する。

【０１３５】ここで、ｍ／２本目の行方向端から各信号
配線端まで抵抗Ｒ3が、Ｒ3＝Ｎ・ｒｘ3＋ρ3／（ｗ3・ｄ3）＝一定になるように、抵抗率ρ3が異なる配線材で下配線を形
成する（ここで、Ｎ＝１，２，３，…，ｎ）。 [工程−ｂ]（図１１の（ｂ）参照）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１１１をＲＦスパッタ法により堆積する。 [工程−ｃ]（図１１の（ｃ）参照）工程ｂで堆積したシリコン酸化膜に、コンタクトホール
１１２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１１１をエッチングし
て、コンタクトホール１１２を形成する。エッチング
は、ＣＦ４とＨ２ガスを用いたＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖ
ｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）法によった。 [工程−ｄ]（図１２の（ｄ）参照）その後、素子電極５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（例えば、ＲＤ−２０００Ｎ
−４１、日立化成社製）形成し、真空蒸着法により、厚
さ５０オングストロームのＴｉ、厚さ１０００オングス
トロームのＮｉを順次堆積する。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Ｌ１は３ミクロン、素子電極の幅Ｗ１
を３００ミクロンの素子電極５、６を形成する。 [工程−ｅ]（図１２の（ｅ）参照）素子電極５、６の上に上配線７３のホトレジストパター
ンを形成した後、厚さ５０オングストロームのＴｉ、厚
さ５０００オングストロームの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７３を形成する。 [工程−ｆ]（図１３の（ｆ）参照）図１５に、本工程にかかわる電子放出素子の電子放出部
形成用薄膜２のマスクの平面図の一部を示す。素子間電
極ギャップＬ１及びこの近傍に開口を有するマスクであ
り、このマスクにより、膜厚１０００オングストローム
のＣｒ膜１２１を真空蒸着により堆積・パターニング
し、その上に有機Ｐｄ（例えば、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行う。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４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／□である。

【０１３６】尚、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、或は、重なりあった状態（島
上も含む）の膜をも指し、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。 [工程−ｇ]（図１３の（ｇ）参照）Ｃｒ膜１２１、及び焼成後の電子放出部形成用薄膜４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
を形成する。 [工程−ｈ]（図１３の（ｈ）参照）コンタクトホール１１２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
ングストロームのＴｉ、厚さ５０００オングストローム
のＡｕを順次堆積する。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１１２を埋め込
む。

【０１３７】以上の工程により、絶縁性基板１上に、下
配線７２、層間絶縁層１１１、上配線７３、素子電極
５、６、電子放出部形成用薄膜４等を形成する。

【０１３８】以上のようにして作成した電子源を用い
て、実施例１と同様に図８に示す様な表示装置を形成す
る。

【０１３９】［実施例４］本実施例は、行方向配線によ
る電圧降下の補償だけでなく、列方向配線による電圧降
下の補償も行う一実施例を示す。

【０１４０】図１に、行方向のみならず、列方向配線に
よる電圧降下の補償を行った電子源の一部の平面図を示
す。

【０１４１】実施例１〜３では、主に行方向配線を調整
することによって電圧降下の補償を行った。しかしなが
ら、行方向と同様に列方向配線においても電圧降下が発
生するため、電圧供電端から遠ざかるに連れて電圧が低
下する。従って、行方向に対する配線の調整をさらに行
うことによって、さらに調整の精度を上げることができ
る。また、列／行方向の両方の配線調整ができるので、
調整が容易になる。例えば、配線幅で調整すれば、１つ
の配線の最大幅をより小さくできる。

【０１４２】実施例４では、実施例１〜３で説明した列
方向配線の調整に加えて、さらに、行方向配線の抵抗値
を調整することで、電圧降下に起因する各電子源に対す
る非一様な電子放出を補償する。

【０１４３】図１６のような配線では、１本目の行配線
に接続されている全電子放出素子の１ラインを点灯させ
るために電圧を外部から印加したときの各素子の印加電
圧と、ｍ本目の行配線に接続されている全電子放出素子
の１ラインを点灯させるために電圧を外部から印加した
ときの各素子の点火電圧は図１８のようになり、各行に
より印加される電圧に分布を持ち、供電端から遠ざける
に連れて、電圧が低下する。そこで、行及び列の各配線
の幅を変えることにより、各配線の抵抗値を変えること
により、各行での印加される電圧のばらつきを低減す
る。

【０１４４】また、ここでは配線の抵抗値を変える手段
として、配線幅を変えたが、これに規定されることな
く、配線の厚さ及び配線の抵抗率を変える等して、配線
の抵抗値を変えてもよい。製造法としては、実施例１〜
３の方法に準ずる。これにより、各素子に印加される電
圧をほぼ均等にすることができる。

【０１４５】尚、ＳＣＥの配線である半導体配線は、Ｎ
型あるいはＰ型の半導体基板に、ボロンやアンチモン等
の不純物半導体をドーピングしたものであってよいこと
は、言うまでもない。

【０１４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、配
線抵抗に起因する、駆動時の各電子源にかかる実効電圧
のばらつきによる非一様な輝度分布が補正され、高品位
の画像を形成できる。

【０１４７】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例４の電子源マトリクス回路の図である。

【図２】表面伝導型電子放出素子の基本的な製法図であ
る。

【図３】表面伝導電子放出素子の基本構成図である。

【図４】表面伝導型電子放出素子の通電伝処理の電圧波
形を示す図である。

【図５】表面伝導型電子放出素子の基本的な測定評価装
置図である。

【図６】垂直型伝導電子放出素子の基本構成図である。

【図７】電子源の構成図である。

【図８】画像形成装置の図である。

【図９】蛍光膜の説明図である。

【図１０】実施例１の電子源マトリクス回路の図であ
る。

【図１１】電子源製法図である。

【図１２】電子源製法図である。

【図１３】電子源製法図である。

【図１４】実施例２の電子源マトリクス回路の図であ
る。

【図１５】実施例３の電子源マトリクス回路の図であ
る。

【図１６】電子源マトリクス回路の平面図である。

【図１７】配線抵抗の分布を示す電子源マトリクス回路
の図である。

【図１８】従来の問題点を説明する図である。

【図１９】電子源のＶｆ-Ｉｆ特性を示す図である。

【図２０】従来のハートウェルのＳＣＥの構成を説明す
る図である。

【符号の説明】

２０１絶縁性基板２０２電子放出部形成用薄膜２０３電子放出部２０４電子放出部を含む薄膜２０５，２０６素子電極２３０電流計２３１電源２３２電流計２３３電源２３４アノード電極２７２Ｘ方向配線２７３Ｙ方向配線２７４表面伝導型電子放出素子２７５結線２８１電子源を固定したリアプレート２８２支持枠２８３ガラス基板２８４蛍光膜２８５メタルバック２８６フェースプレート２８８外囲器２９１黒色導伝材２９２蛍光体１１１層間絶縁層１１２コンタクトホール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の表面伝導型電子放出素子が、マト
リクス状にレイアウトされ、同じ行にレイアウトされた前記表面伝導型電子放出素子
の一方の端子が、行方向の配線に接続され、同じ列にレイアウトされた前記表面伝導型電子放出素子
の他方の端子が、列方向の配線に接続され、前記行方向の配線は、ｍ本の行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ
2,...,Ｄｘmを備え、前記列方向の配線は、ｎ本の列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ
2,...,Ｄｙnを備える画像形成装置において、前記列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙnが、順に、低
抵抗値から高抵抗値にそれぞれ設定され、画像信号に基づいて、前記行方向の配線と前記列方向の
配線を駆動して、対応する前記表面伝導型電子放出素子
を駆動する駆動手段と、前記駆動された表面伝導型電子放出素子から出力された
電子によって発光する発光手段と、を備えることを特徴
とする画像形成装置。
【請求項２】前記列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙ
nは、順に、細い幅から太い幅へ変えることによって、
低抵抗値から高抵抗値がそれぞれ設定されていることを
特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙ
nは、順に、薄い厚みから厚い厚みへ変えることによっ
て、低抵抗値から高抵抗値がそれぞれ設定されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙ
nは、順に、低抵抗率の配線から高抵抗率の配線を割り
当てられ、低抵抗値から高抵抗値がそれぞれ設定されて
いることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙ
nは、半導体配線で構成され、前記半導体配線に、不純物半導体を添加して、前記列方
向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙnは、順に、低抵抗率の
配線から高抵抗率の配線に設定されていることを特徴と
する請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記不純物半導体は、Ｎ型不純物半導体
であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装
置。
【請求項７】前記不純物半導体は、Ｐ型不純物半導体
であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装
置。
【請求項８】前記半導体配線は、シリコン配線である
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項９】前記不純物半導体は、ボロンであること
を特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記不純物半導体は、アンチモンであ
ることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１１】複数の表面伝導型電子放出素子が、マ
トリクス状にレイアウトされ、同じ行にレイアウトされた前記表面伝導型電子放出素子
の一方の端子が、行方向の配線に接続され、同じ列にレイアウトされた前記表面伝導型電子放出素子
の他方の端子が、列方向の配線に接続され、前記行方向の配線は、ｍ本の行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ
2,...,Ｄｘmを備え、前記列方向の配線は、ｎ本の列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ
2,...,Ｄｙnを備える画像形成装置において、前記行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmは、順に、低
抵抗値から高抵抗値をそれぞれ設定され、画像信号に基づいて、前記行方向の配線と前記列方向の
配線を駆動して、対応する前記表面伝導型電子放出素子
を駆動する駆動手段と、前記駆動された表面伝導型電子放出素子から出力された
電子によって発光する発光手段と、を備えることを特徴
とする画像形成装置。
【請求項１２】前記行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄ
ｘmは、順に、細い幅から太い幅へ変えることによっ
て、低抵抗値から高抵抗値がそれぞれ設定されることを
特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】前記行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄ
ｘmは、順に、薄い厚みから厚い厚みへ変えることによ
って、低抵抗値から高抵抗値がそれぞれ設定されること
を特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１４】前記行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄ
ｘmは、順に、低抵抗率の配線から高抵抗率の配線が割
り当てられ、低抵抗値から高抵抗値をそれぞれ設定する
ことを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１５】前記行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄ
ｘmは、半導体配線で構成され、前記半導体配線に、不純物半導体を添加して、前記行方
向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmが、順に、低抵抗率の
配線から高抵抗率の配線に設定されることを特徴とする
請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】前記不純物半導体は、Ｎ型不純物半導
体であることを特徴とする請求項１５に記載の画像形成
装置。
【請求項１７】前記不純物半導体は、Ｐ型不純物半導
体であることを特徴とする請求項１５に記載の画像形成
装置。
【請求項１８】前記半導体配線は、シリコン配線であ
ることを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１９】前記不純物半導体は、ボロンであるこ
とを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。
【請求項２０】前記不純物半導体は、アンチモンであ
ることを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。
【請求項２１】複数の表面伝導型電子放出素子が、マ
トリクス状にレイアウトされ、同じ行にレイアウトされた前記表面伝導型電子放出素子
の一方の端子が、行方向の配線に接続され、同じ列にレイアウトされた前記表面伝導型電子放出素子
の他方の端子が、列方向の配線に接続され、前記行方向の配線は、ｍ本の行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ
2,...,Ｄｘmを備え、前記列方向の配線は、ｎ本の列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ
2,...,Ｄｙnを備える画像形成装置において、前記列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙnは、順に、低
抵抗値から高抵抗値がそれぞれ設定され、前記行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmは、順に、低
抵抗値から高抵抗値がそれぞれ設定され、画像信号に基づいて、前記行方向の配線と前記列方向の
配線を駆動して、対応する前記表面伝導型電子放出素子
を駆動する駆動手段と、前記駆動された表面伝導型電子放出素子から出力された
電子によって発光する発光手段と、を備えることを特徴
とする画像形成装置。
【請求項２２】前記列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄ
ｙnは、順に、細い幅から太い幅へ変えることによっ
て、低抵抗値から高抵抗値がそれぞれ設定され、前記行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmは、順に、細
い幅から太い幅へ変えられることによって、低抵抗値か
ら高抵抗値がそれぞれ設定されることを特徴とする請求
項２１に記載の画像形成装置。
【請求項２３】前記列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄ
ｙnは、順に、薄い厚みから厚い厚みへ変えることによ
って、低抵抗値から高抵抗値がそれぞれ設定され、前記列方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmは、順に、薄
い厚みから厚い厚みへ変えることによって、低抵抗値か
ら高抵抗値がそれぞれ設定されることを特徴とする請求
項２１に記載の画像形成装置。
【請求項２４】前記列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄ
ｙnは、順に、低抵抗率の配線から高抵抗率の配線が割
り当てられ、前記列方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmは、順に、低
抵抗率の配線から高抵抗率の配線が割り当てられ、低抵
抗値から高抵抗値をそれぞれ設定することを特徴とする
請求項２１に記載の画像形成装置。
【請求項２５】前記列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄ
ｙnと、前記列方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmは、半
導体配線で構成され、前記半導体配線に、不純物半導体を添加して、前記列方
向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙnと前記列方向の配線Ｄ
ｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmが、それぞれ、順に低抵抗率の配
線から高抵抗率の配線に設定されることを特徴とする請
求項２４に記載の画像形成装置。
【請求項２６】前記不純物半導体は、Ｎ型不純物半導
体であることを特徴とする請求項２５に記載の画像形成
装置。
【請求項２７】前記不純物半導体は、Ｐ型不純物半導
体であることを特徴とする請求項２５に記載の画像形成
装置。
【請求項２８】前記半導体配線は、シリコン配線であ
ることを特徴とする請求項２５に記載の画像形成装置。
【請求項２９】前記不純物半導体は、ボロンであるこ
とを特徴とする請求項２７に記載の画像形成装置。
【請求項３０】前記不純物半導体は、アンチモンであ
ることを特徴とする請求項２７に記載の画像形成装置。
【請求項３１】複数の表面伝導型電子放出素子が、マ
トリクス状にレイアウトされ、同じ行にレイアウトされた前記表面伝導型電子放出素子
の一方の端子が、行方向の配線に接続され、同じ列にレイアウトされた前記表面伝導型電子放出素子
の他方の端子が、列方向の配線に接続され、前記行方向の配線は、ｍ本の行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ
2,...,Ｄｘmを備え、前記列方向の配線は、ｎ本の列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ
2,...,Ｄｙnを備える画像形成方法において、前記列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙnが、順に、低
抵抗値から高抵抗値にそれぞれ設定され、画像信号に基づいて、前記行方向の配線と前記列方向の
配線を駆動して、対応する前記表面伝導型電子放出素子
を駆動する駆動工程と、前記駆動された表面伝導型電子放出素子から出力された
電子によって発光する発光工程と、を備えることを特徴
とする画像形成方法。
【請求項３２】前記列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄ
ｙnは、順に、細い幅から太い幅へ変えることによっ
て、低抵抗値から高抵抗値がそれぞれ設定されているこ
とを特徴とする請求項３１に記載の画像形成方法。
【請求項３３】前記列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄ
ｙnは、順に、薄い厚みから厚い厚みへ変えることによ
って、低抵抗値から高抵抗値がそれぞれ設定されている
ことを特徴とする請求項３１に記載の画像形成方法。
【請求項３４】前記列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄ
ｙnは、順に、低抵抗率の配線から高抵抗率の配線を割
り当てられ、低抵抗値から高抵抗値がそれぞれ設定され
ていることを特徴とする請求項３１に記載の画像形成方
法。
【請求項３５】前記列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄ
ｙnは、半導体配線で構成され、前記半導体配線に、不純物半導体を添加して、前記列方
向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙnは、順に、低抵抗率の
配線から高抵抗率の配線に設定されていることを特徴と
する請求項３４に記載の画像形成方法。
【請求項３６】前記不純物半導体は、Ｎ型不純物半導
体であることを特徴とする請求項３５に記載の画像形成
方法。
【請求項３７】前記不純物半導体は、Ｐ型不純物半導
体であることを特徴とする請求項３５に記載の画像形成
方法。
【請求項３８】前記半導体配線は、シリコン配線であ
ることを特徴とする請求項３５に記載の画像形成方法。
【請求項３９】前記不純物半導体は、ボロンであるこ
とを特徴とする請求項７に記載の画像形成方法。
【請求項４０】前記不純物半導体は、アンチモンであ
ることを特徴とする請求項３７に記載の画像形成方法。
【請求項４１】複数の表面伝導型電子放出素子が、マ
トリクス状にレイアウトされ、同じ行にレイアウトされた前記表面伝導型電子放出素子
の一方の端子が、行方向の配線に接続され、同じ列にレイアウトされた前記表面伝導型電子放出素子
の他方の端子が、列方向の配線に接続され、前記行方向の配線は、ｍ本の行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ
2,...,Ｄｘmを備え、前記列方向の配線は、ｎ本の列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ
2,...,Ｄｙnを備える画像形成方法において、前記行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmは、順に、低
抵抗値から高抵抗値をそれぞれ設定され、画像信号に基づいて、前記行方向の配線と前記列方向の
配線を駆動して、対応する前記表面伝導型電子放出素子
を駆動する駆動工程と、前記駆動された表面伝導型電子放出素子から出力された
電子によって発光する発光工程と、を備えることを特徴
とする画像形成方法。
【請求項４２】前記行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄ
ｘmは、順に、細い幅から太い幅へ変えることによっ
て、低抵抗値から高抵抗値がそれぞれ設定されることを
特徴とする請求項４１に記載の画像形成方法。
【請求項４３】前記行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄ
ｘmは、順に、薄い厚みから厚い厚みへ変えることによ
って、低抵抗値から高抵抗値がそれぞれ設定されること
を特徴とする請求項４１に記載の画像形成方法。
【請求項４４】前記行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄ
ｘmは、順に、低抵抗率の配線から高抵抗率の配線が割
り当てられ、低抵抗値から高抵抗値をそれぞれ設定する
ことを特徴とする請求項４１に記載の画像形成方法。
【請求項４５】前記行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄ
ｘmは、半導体配線で構成され、前記半導体配線に、不純物半導体を添加して、前記行方
向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmが、順に、低抵抗率の
配線から高抵抗率の配線に設定されることを特徴とする
請求項４４に記載の画像形成方法。
【請求項４６】前記不純物半導体は、Ｎ型不純物半導
体であることを特徴とする請求項４５に記載の画像形成
方法。
【請求項４７】前記不純物半導体は、Ｐ型不純物半導
体であることを特徴とする請求項４５に記載の画像形成
方法。
【請求項４８】前記半導体配線は、シリコン配線であ
ることを特徴とする請求項４５に記載の画像形成方法。
【請求項４９】前記不純物半導体は、ボロンであるこ
とを特徴とする請求項４７に記載の画像形成方法。
【請求項５０】前記不純物半導体は、アンチモンであ
ることを特徴とする請求項４７に記載の画像形成方法。
【請求項５１】複数の表面伝導型電子放出素子が、マ
トリクス状にレイアウトされ、同じ行にレイアウトされた前記表面伝導型電子放出素子
の一方の端子が、行方向の配線に接続され、同じ列にレイアウトされた前記表面伝導型電子放出素子
の他方の端子が、列方向の配線に接続され、前記行方向の配線は、ｍ本の行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ
2,...,Ｄｘmを備え、前記列方向の配線は、ｎ本の列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ
2,...,Ｄｙnを備える画像形成方法において、前記列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙnは、順に、低
抵抗値から高抵抗値がそれぞれ設定され、前記行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmは、順に、低
抵抗値から高抵抗値がそれぞれ設定され、画像信号に基づいて、前記行方向の配線と前記列方向の
配線を駆動して、対応する前記表面伝導型電子放出素子
を駆動する駆動工程と、前記駆動された表面伝導型電子放出素子から出力された
電子によって発光する発光工程と、を備えることを特徴
とする画像形成方法。
【請求項５２】前記列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄ
ｙnは、順に、細い幅から太い幅へ変えることによっ
て、低抵抗値から高抵抗値がそれぞれ設定され、前記行方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmは、順に、細
い幅から太い幅へ変えられることによって、低抵抗値か
ら高抵抗値がそれぞれ設定されることを特徴とする請求
項５１に記載の画像形成方法。
【請求項５３】前記列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄ
ｙnは、順に、薄い厚みから厚い厚みへ変えることによ
って、低抵抗値から高抵抗値がそれぞれ設定され、前記列方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmは、順に、薄
い厚みから厚い厚みへ変えることによって、低抵抗値か
ら高抵抗値がそれぞれ設定されることを特徴とする請求
項５１に記載の画像形成方法。
【請求項５４】前記列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄ
ｙnは、順に、低抵抗率の配線から高抵抗率の配線が割
り当てられ、前記列方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmは、順に、低
抵抗率の配線から高抵抗率の配線が割り当てられ、低抵
抗値から高抵抗値をそれぞれ設定することを特徴とする
請求項５１に記載の画像形成方法。
【請求項５５】前記列方向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄ
ｙnと、前記列方向の配線Ｄｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmは、半
導体配線で構成され、前記半導体配線に、不純物半導体を添加して、前記列方
向の配線Ｄｙ1,Ｄｙ2,...,Ｄｙnと前記列方向の配線Ｄ
ｘ1,Ｄｘ2,...,Ｄｘmが、それぞれ、順に低抵抗率の配
線から高抵抗率の配線に設定されることを特徴とする請
求項５４に記載の画像形成方法。
【請求項５６】前記不純物半導体は、Ｎ型不純物半導
体であることを特徴とする請求項５５に記載の画像形成
方法。
【請求項５７】前記不純物半導体は、Ｐ型不純物半導
体であることを特徴とする請求項５５に記載の画像形成
方法。
【請求項５８】前記半導体配線は、シリコン配線であ
ることを特徴とする請求項５５に記載の画像形成方法。
【請求項５９】前記不純物半導体は、ボロンであるこ
とを特徴とする請求項５７に記載の画像形成方法。
【請求項６０】前記不純物半導体は、アンチモンであ
ることを特徴とする請求項５７に記載の画像形成方法。