JP3088102B1 - 電子源及び画像形成装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 多数のＸ方向配線を有する電子源の電子放出
部を短時間でフォーミングするとともに、フォーミング
時の基板の変形・破壊を防止する。 【解決手段】 Ｙ方向配線１３は共通のグランドに接続
し、Ｘ方向配線１２は配線切り替え器１４に接続する。
Ｘ方向配線はグループ化され、たとえば１０本で一つの
グループを構成し、グループ１はＤｘ１，Ｄｘ１０３、
Ｄｘ２０５、・・・、グループ２はＤｘ２，Ｄｘ１０
４，Ｄｘ２０６・・・等とする。Ｄｘ１に１パルス印加
した後、Ｄｘ１０３に１パルス印加し、更にＤｘ２０５
に接続を切り替える。グループ１のすべての配線に１パ
ルスずつ印加した後、再びＤｘ１に接続を切替、同様の
工程を繰り返す。このパルス印加の繰り返しによって、
グループ１のフォーミング処理が完了したら、グループ
２についても同様の処理を行う。これを繰り返して、す
べての電子放出素子のフォーミング処理を完了させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、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の製造方法、並び
にフォーミング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子放出素子として熱陰極素子と
冷陰極素子の２種類が知られている。このうち冷陰極素
子では、たとえば電界放出（ＦＥ）型や、金属／絶縁層
／金属（ＭＩＭ）型や、表面伝導型等が知られている。

【０００３】ＦＥ型の例としては、Ｗ．Ｐ．Ｄｙｋｅ
＆ Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ ”Ｆｉｅｌｄｅｍｉｓｓｉｏ
ｎ”、Ａｄｖａｎｃｅｄ インＥｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ、８、８９（１９５６）や、Ｃ．Ａ．Ｓｐｉ
ｎｄｔ ”ＰｈｙｓｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆ
ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ
ｃａｔｏｄｅｓ ｗｉｔｈｍｏｌｙｂｄｅｎｉｕｍ
ｃｏｎｅｓ”、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、４７、５２
４８（１９７６）等が知られている。

【０００４】又、ＭＩＭ型の例としては、ＣＣ．Ａ．Ｍ
ｅａｄ ”Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｕｎｎｅｌ−
ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ”、Ｊ．Ａｐｐｌ．
Ｐｈｙｓ．、３２、６４６（１９６１）等が知られてい
る。

【０００５】又、表面伝導型電子放出素子としては、た
とえば特開平７−２３５２５５号公報に構造、製造方法
の一例が開示されている。また、同公報には表面伝導型
電子放出素子を基板上に多数配置した電子源及びこれを
用いた画像形成装置の例も開示されている。

【０００６】図１０は、上記特開平７−２３５２５５号
公報に開示された表面伝導型電子放出素子の構造を示す
模式図（平面図）である。１は基板を示す。一対の素子
電極２，３が基板上に対向して配置されており、導電性
膜４が該素子電極の両方に接続されるように配置され
る。上記導電性膜には電子放出部５が形成されている。
なお、図では電子放出部５は素子電極の間の中央付近に
まっすぐに描かれているが、実際には屈曲したり、一方
の素子電極のすぐ側に形成されている場合もある。

【０００７】上記特開平７−２３５２５５号公報には更
に、表面伝導型電子放出素子の詳細な構造も開示されて
いる。

【０００８】図１１にその断面を模式的に示す。導電性
膜４の一部には間隙があり、その間隙付近に炭素を主成
分とする膜が配されている。図に示すように、炭素を主
成分とする膜６は、少なくとも導電性膜４の間隙の内側
にも配されている。導電性膜４の一部に配された間隙
は、素子電極２，３の間に電圧を印加して導電性膜４に
電流を流すことによって形成される。このように電流を
流して導電性膜４に間隙を形成する処理を通電フォーミ
ング。又は単にフォーミングと呼ぶ。フォーミング処理
においてパルス電圧を印加することも上記特開平７−２
３５２５５号公報に開示されている。更には、水素など
の還元性を有するガスを含む雰囲気下で、金属酸化物よ
りなる導電性膜にフォーミング処理を施すことにより、
フォーミングに要する電力が低減でき、上記目的を更に
効果的に達成しうることが、特開平６−１２９９７号公
報や特開平９−２９８０２９号公報に開示されている。

【０００９】又、上記の炭素を主成分とする膜６を形成
する処理を通電活性化、又は単に活性化と呼ぶ。この活
性化処理は、フォーミング処理を施した電子放出素子
を、有機物質のガスを含む雰囲気中に設置して、一対の
素子電極間にパルス電圧を繰り返し印加することにより
実行される。活性化処理を複数の電子放出素子に施す方
法は、特開平９−７３８５９号公報や特開平９−１３４
６６６号公報に開示されている。

【００１０】上記の電子放出素子を基板上に多数配置し
て、図１２に模式的に示す様にマトリクス状の配線で接
続して形成した電子源が、本出願人により提案されてい
る。上記説明の中で引用した本出願人により出願された
特許公報においても、この構造の電子源が開示されてい
る。図で横方向に延びた配線１２をＸ方向配線又は行方
向配線、縦方向に延びた配線１３をＹ方向配線または列
方向配線、と呼ぶことにする。Ｘ方向配線とＹ方向配線
との交差部には両者を電気的に絶縁するために、図示し
ない層間絶縁層が設けられている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このようなマトリクス
状の電子源にフォーミング処理を施す場合、たとえば、
Ｘ方向配線にパルス電圧を印加し、Ｙ方向配線はまとめ
てグランドに接続することも考えられるが、製造時間の
観点のみからは、すべての導電性膜に同時にフォーミン
グ処理を施すことができれば理想的である。しかし、こ
れらの方法を取ると、配線を流れる電流量が増大する。
このため配線での電圧降下の影響が大きくなり、導電性
膜４に印加されるフォーミング電圧がばらついて、各導
電性膜４に形成される間隙の形状が不均一になる場合が
ある。その結果、素子特性がばらつく。又、最悪の場合
は配線を損傷する。又、製造装置の問題として、フォー
ミング電圧を印加する装置の電流容量を大きくする必要
がある。

【００１２】又、基板上の電子放出素子の数が多くなる
と、上述の方法では、フォーミング処理中の発熱により
基板が変形し、最悪の場合には破壊する場合がある。そ
こで、フォーミングの際は、基板上の電子放出素子を、
行方向配線線単位、列方向配線線単位、又は、行方向配
線線単位及び列方向配線線単位を複数個組み合わせた単
位等でいくつかのブロックに分け、フォーミング電圧の
印加をブロック単位で切り替えることで、フォーミング
工程の時間短縮と発熱量の抑制を図ることが考えられ
る。しかし、それでも、画像表示装置の大画面化に伴っ
て、基板上の電子放出素子の数が多くなると、通電フォ
ーミング工程において基板が変形し最悪の場合には破壊
するという問題がおきる場合がある。

【００１３】図２０を参照して、以下、基板の変形・破
壊の原因についての本発明者の検討結果について説明す
る。図中、４１０１は電子源基板であり、その材質は硝
子である。４１０２は行方向配線（Ｘ方向配線）、４１
０３は列方向配線（Ｙ方向配線）であり、図示しない表
面伝導型電子放出素子を構成する導電成膜は行方向配線
及び列方向配線によってマトリクス状に結線されてい
る。このような構成の電子源基板において表面伝導型電
子放出素子を、たとえば隣接する行方向ｂ本を単位とし
て１番からＭ／ｂ番のブロックにこれらのブロックを順
次切り替えてフォーミング電圧を印加するものとする。

【００１４】このようなフォーミング電圧印加方法を取
った場合、フォーミング電圧を印加したブロックに、表
面伝導型電子放出素子を構成する導電性膜を流れる電流
すなわちフォーミング電流に伴う発熱が集中し、基板内
に急峻な温度勾配が発生する。図２０には、例として、
ブロック１にフォーミング電圧を印加した時の基板内の
温度分布のグラフを示してある。このように基板内に急
峻な温度勾配が発生して熱応力が発生するために、基板
の変形・破壊が生じることが判明した。

【００１５】この時、１ブロック中の表面伝導型電子放
出素子の数を減らしてブロックの数を増やせば、温度上
昇は緩和され、基板の変形・破壊が防止されるが、ブロ
ックの切替が繁雑になり通電フォーミング工程に要する
時間が増大し製造コストを引き上げる点が問題である。

【００１６】又、温度上昇の問題を回避する別の方法と
して、特開平７−１７６２６５号公報に開示されている
ように、たとえばＸ方向配線の内１本を選んで、その配
線に接続された導電性膜のフォーミングが終了したら、
別のＸ方向配線を選択してフォーミング処理を行う。こ
れを繰りかえすことによって、すべての導電性膜のフォ
ーミング処理を行うことが考えられる。しかし、このよ
うな方法によると、Ｘ方向配線の数が増加するのに比例
して、全導電性膜をフォーミングするのに要する時間が
増大し、生産コストを上昇させる要因となる。

【００１７】これに対し、一つのＸ方向配線にパルス電
圧を１パルス印加した後、別のＸ方向配線を選択して１
パルス印加し、また別のＸ方向配線を選択する、という
操作を繰り返して、すべてのＸ方向配線にパルスを印加
した後に、最初のＸ方向配線にパルス電圧を印加する。
そして、この操作を繰り返すことによって、全導電性膜
をフォーミング処理することも考えられる。このような
電圧印加の方法をスクロールと呼ぶことにする。このよ
うなスクロール方法は、特開平９−２９８０２９号公報
に開示されている。

【００１８】上述したスクロール操作では、フォーミン
グ処理されるそれぞれの素子から見ると、印加されるパ
ルス電圧のデューティすなわちパルス幅をパルス間隔で
割った値、Ｘ方向配線の数の逆数以下となる。すなわ
ち、Ｘ方向配線の数が多くなると、上記のデューティが
それに反比例して小さくなる。パルスの波高値が同じで
あれば、デューティが小さくなると、フォーミング処理
による間隙の形成は極めてゆっくりと進行し、処理に要
する時間を短縮するという元々の利点が失われる。更
に、還元性ガス中でフォーミング処理を行う場合には、
間隙の形成が進行せずに、還元だけが進行するという別
の問題が生じる。このようになると、配線を流れる電流
が大きくなって配線抵抗による電圧降下が大きくなる。
その結果、素子毎にかかる電圧が相違するために、電子
放出素子の特性のばらつきが大きくなるおそれがある。
更には、間隙の形成が行われなくなる場合もある。導電
性膜に１パルスで係る電力をある程度以上にするために
は、パルス電圧を高くする必要があるが、そうすると、
配線を流れる電流が大きくなり、やはり配線抵抗による
電圧降下の影響が大きくなる。従って、スクロール操作
によって還元性雰囲気中でフォーミング処理を行う場合
には、製造することができる電子源の配線数が限定され
る。すなわち、製造する電子源が大型である場合には、
還元ガス中でフォーミング処理をする利点が十分には生
かされない。しかし、還元ガスを使わずにフォーミング
処理を行うとすると上述のように処理時間が長くなる。
そのため、処理時間を短縮するための工夫が求められて
いた。

【００１９】そこで、本発明は、多数の配線を有する電
子源の電子放出素子の電子放出部を短時間でフォーミン
グするとともに、フォーミング時の基板の変形・破壊を
防止することを課題としている。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明は、基板上に配置された複数のＸ方向配線
と、該Ｘ方向配線と交差する複数のＹ方向配線と、該Ｘ
方向配線とＹ方向配線とを電気的に絶縁する絶縁層と、
該Ｘ方向配線とＹ方向配線とに電気的に接続され、それ
ぞれに間隙を有する複数の導電性膜とから構成される電
子源の製造方法であって、上記複数のＸ方向配線と上記
複数のＹ方向配線とに接続する複数の導電性膜を配置す
る導電性膜配置ステップと、上記複数のＸ方向配線を、
各々のグループが複数のＸ方向配線から構成されるよう
に、複数のグループに分け、上記各々のグループを構成
するそれぞれの配線間に、他のグループを構成するＸ方
向配線が存在するようにし、１つのグループを構成する
すべてのＸ方向配線に同時に電圧を印加する工程を、順
次別のグループに施すことにより、上記複数の導電性膜
のそれぞれに間隙を形成する通電フォーミングステップ
とを含み、上記通電フォーミングステップにおいて、一
つのグループを構成するＸ方向配線と、上記一つのグル
ープに続いて電圧が印加される別のグループを構成する
Ｘ方向配線との間に、他の別のグループを構成するＸ方
向配線が存在するようにしている。

【００２１】以下、図面を参照して本発明の実施の形態
について説明する。

【００２２】［実施形態１］

【００２３】図８は、実施形態１における表示パネルの
斜視図であり、内部構造を示すためにパネルの１部を切
り欠いて示している。図中、１００５はリアプレート、
１００６は側壁、１００７はフェースプレートであり、
１００５〜１００７により表示パネルの内部を真空に維
持するための気密容器を形成している。容器を組み立て
るにあたっては、各部材の接合部に十分な強度と気密性
を保持させるため封着する必要がある。本実施形態にお
いては、フリットガラスを接合部に塗布し、大気中で、
摂氏４５０度で１０分以上焼成することにより封着し、
容器を組み立てた。

【００２４】リアプレート１００５には、基板１００１
が固定されているが、この基板上には表面伝導型電子放
出素子１００２がｎ×ｍ個形成されている。（ｎ，ｍは
２以上の整数であり、目的とする表示画素数に応じて適
宜設定される。たとえば、高品位テレビジョンの表示を
目的とした表示装置においては、ｎ＝３０００，ｍ＝１
０００以上の数を設定することが望ましい。本実施形態
においては、ｎ＝３０７２，ｍ＝１０２４とした。）前
記ｎ×ｍ個の表面伝導型電子放出素子は、ｍ本のＸ方向
配線１００３とｎ本のＹ方向配線１００４により単純マ
トリクス配線されている。前記、１００１〜１００４に
よって構成される部分を電子源と呼ぶ。

【００２５】図１３は、電子源の一部を拡大した平面模
式図である。基板上には、表面伝導型電子放出素子が配
列され、これらの素子はＸ方向配線電極１００３とＹ方
向配線電極１００４により単純マトリクス状に配線され
ている。Ｘ方向配線電極１００３とＹ方向配線電極１０
０４の交差する部分には、配線間に絶縁層（不図示）が
形成されており、電気的な絶縁が保たれている。

【００２６】本実施形態においては、気密容器のリアプ
レート１００５に電子源の基板１００１を固定する構成
としたが、電子源の基板１００１が十分な強度を有する
ものである場合には、気密容器のリアプレートとして電
子源の基板１００１自体を用いてもよい。

【００２７】また、フェースプレート１００７の下面に
は、蛍光膜１００８が形成されている。本実施形態はカ
ラー表示装置であるため、蛍光膜１００８の部分にはＣ
ＲＴの分野で用いられる赤、緑、青の３原色の蛍光体が
塗り分けられている。

【００２８】図１４（ａ）においては、蛍光体は、スト
ライプ状に塗り分けられ、蛍光体のストライプの間には
黒色部材１０１０が設けてある。また、３原色の蛍光体
の塗り分け方は図１４（ａ）に示したストライプ状の配
列に限られるものではない。図１４（ｂ）には、たとえ
ば、デルタ状配列を示すが、それ以外の配列であっても
よい。

【００２９】蛍光膜１００８リアプレート側の面には、
ＣＲＴの分野では公知のアルミニウム（Ａｌ）からなる
メタルバック１００９を設けてある。

【００３０】Ｄｘ１〜ＤｘｍおよびＤｙ１〜Ｄｙｎおよ
びＨｖは、当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気
的に接続するために設けた気密構造の電気接続用端子で
ある。Ｄｘ１〜Ｄｘｍは電子源の行方向配線１００３
と、Ｄｙ１〜Ｄｙｎは電子源の列方向配線１００４と、
Ｈｖはフェースプレートのメタルバック１００９と電気
的に接続している。

【００３１】容器内部を真空に排気するには、容器を組
み立てた後、図示しない排気管と真空ポンプとを接続
し、容器内を１０^-5Ｐａ程度の真空度まで排気する。そ
の後、排気管を封止するすることで気密容器を形成し
た。気密容器内の真空度を維持するために、封止後に気
密容器内の所定の位置にゲッター膜（不図示）を形成す
る。ゲッター膜は、たとえばＢａを主成分とするゲッタ
ー材料をヒーター若しくは高周波加熱により加熱し蒸着
して形成した膜である。

【００３２】次に、本実施形態の表示パネルに用いた電
子源の製造方法について説明する。

【００３３】（１） まず、図１５（ａ）に示すよう
に、基板１１０１上に素子電極１１０２及び１１０３を
ｎ×ｍ組形成する。形成するにあたっては、あらかじめ
基板１１０１を洗剤、純水、有機溶剤を用いて十分に洗
浄後、素子電極の材料を堆積させる（堆積する方法とし
ては、たとえば、蒸着法やスパッタ法などの真空成膜技
術を用いればよい）。その後、堆積した電極材料を、フ
ォトリソグラフィー、エッチング技術を用いてパターニ
ングし、（ａ）に示した一対の素子電極１１０２及び１
１０３を形成する。

【００３４】尚、後述するＸ方向配線とＹ方向配線に、
表面伝導型電子放出素子を構成する導電性膜を直接接続
できるのであれば、素子電極は省略することができる。

【００３５】基板１１０１としては、例えば、石英ガラ
スや青板ガラスをはじめとする各種ガラス基板や、アル
ミナをはじめとする各種セラミクス基板、又はこれらの
基板上にたとえばＳｉＯ₂を材料とする絶縁層を積層し
た基板等を用いることができる。本実施形態では青板ガ
ラスが用いられている。

【００３６】基板１１０１上に基板面と平行に対向して
設けられた素子電極１１０２と１１０３は、導電性を有
する材料によって形成されている。たとえば、Ｎｉ，Ｃ
ｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ａｇ等
をはじめとする金属、あるいはこれらの金属の合金、あ
るいはＩｎ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂をはじめとする金属酸化物、
ポリシリコンなどの半導体、などの中から適宜材料を選
択して用いればよい。電極を形成するには、たとえば真
空蒸着などの製膜技術とフォトリソグラフィー、エッチ
ングなどのパターニング技術を組み合わせて用いれば容
易に形成できるできるが、それ以外の方法（たとえば印
刷技術）を用いて形成してもさしつかえない。本実施形
態においては、Ｐｔで素子電極を形成する。

【００３７】素子電極１１０２と１１０３の形状は、当
該電子放出素子の応用目的に合わせて適宜設計される。
一般的には、電極間隔Ｌは通常は数百オングストローム
から数百μｍの範囲から適当な数値を選んで設計される
が、なかでも表示装置に応用するために好ましいのは数
μｍより数十μｍの範囲である。又、素子電極の厚さｄ
については、通常数百オングストロームから数μｍの範
囲から適当な数値が選ばれる。

【００３８】（２） 次に、図８、図１３に示した１０
２４本のＸ方向配線１００３と、３０７２本のＹ方向配
線１００４をそれぞれが、素子電極に接続するように形
成する。尚、Ｘ方向配線１００３とＹ方向配線１００４
との交差部には絶縁層を配置した。又、Ｘ方向配線１０
０３とＹ方向配線１００４、及び絶縁層は、フォトリソ
グラフィを用いて作成する。又、配線の材料としては、
銀（Ａｇ）等を用い、絶縁層の材料としては、ＳｉＯ₂
等を用いる。

【００３９】（３） 次に、図１５に示すように、導電
性膜１１０４を欠く素子電極対１１０２，１１０３間に
形成する。これを形成するにあたっては、まず前記
（ａ）の基板前面に有機金属溶液を塗布して乾燥し、加
熱焼成処理して導電性膜を成膜した後、フォトリソグラ
フィー、エッチングにより所定の形状にパターニングす
る。ここで、有機金属溶液とは、導電性膜に用いる材料
を主要元素とする有機金属化合物の溶液である。具体的
には、本実施形態では主要元素としてＰｄ等を用いる。
また、本実施形態では塗布方法として、ディッピング法
を用いているが、それ以外のたとえばスピンナー法やス
プレー法を用いてもよい。

【００４０】導電性膜の膜厚を設定するために考慮すべ
き条件には、素子電極１１０２，１１０３と電気的に良
好に接続するのに必要な条件、通電フォーミングを良好
に行うのに必要な条件、導電性膜自身の電気抵抗を適切
な値にするのに必要な条件等がある。導電性膜の膜厚
は、具体的には、数オングストロームから数千オングス
トロームの範囲の中で設定されるが、特に、１０乃至５
００オングストロームの間が好適である。

【００４１】導電性膜を形成するのに用いられうる材料
としては、たとえば、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，
Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，
Ｗ，Ｐｂなどをはじめとする金属や、ＰｄＯ，Ｓｎ
Ｏ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＰｂＯ，Ｓｂ₂Ｏ₃等をはじめとする酸
化物や、ＨｆＢ₂，ＺｒＢ₂，ＬａＢ₆，ＣｅＢ₆，Ｙ
Ｂ₄，ＧｄＢ₄などをはじめとする硼化物や、ＴｉＣ，Ｚ
ｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣなどをはじめとす
る炭化物や、Ｔｉｎ，Ｚｒｎ，Ｈｆｎなどをはじめとす
る窒化物や、Ｓｉ，Ｇｅなどをはじめとする半導体や、
カーボンなどがあげられ、これらの中から適宜選択され
る。

【００４２】導電性薄膜１１０４のシート抵抗値につい
ては、１０³から１０⁷Ω／□の範囲に含まれるように設
定する。

【００４３】なお、導電性薄膜１１０４と素子電極１１
０２および１１０３とは、電気的に良好に接続されるの
が望ましいため、互いの一部が重なりあうような構造を
とっている。その重なり方は、図１５の例においては、
下から基板、素子電極、導電性薄膜の順で積層したが、
場合によっては下から基板、導電性薄膜、素子電極、の
順序で積層してもさしつかえない。

【００４４】以上の工程によって通電フォーミング善の
電子源が形成される。

【００４５】（４） 次に、図１５（ｃ）に示すよう
に、各素子電極１１０２，１１０３の間に適宜の電圧を
印加し、通電フォーミング処理を行って、各導電性膜に
間隙１１０６を形成する。

【００４６】図１はフォーミング工程を行うための装置
の概念図である。Ｙ方向配線１３は、共通のグランドに
接続し、Ｘ方向配線１２は配線切り替え器１４に接続し
ている。配線切り替え器１４は電子源１１の各Ｘ方向配
線を個別に半導体素子またはリレーなどのスイッチング
素子を介してフォーミング電圧発生器１５ないしグラン
ドに接続しており、このいずれに接続するかの切り替え
の制御を各Ｘ方向配線毎に個別に行えるようになってい
る。電流計１７によりフォーミング電圧発生装置から投
入される電流を検知することが出来る。配線切り替え器
およびフォーミング電圧発生装置の制御、電流計からの
データの取り込みは適当なインターフェースを通じてパ
ソコンなどの制御装置１６により行う事が出来る。

【００４７】本実施形態のフォーミング電圧の印加方法
においては、１グループを６４本のＸ方向配線で構成し
ている。つまり、１０２４本のＸ方向配線を、６４本ず
つのＸ方向配線よりなる１６のグループに振り分ける。
次に各グループ毎にフォーミング処理のための電圧印加
を行い、一つのグループについて、フォーミング工程が
終了したら上記配線切り替え器を切り替えて次のグルー
プに対してフォーミング処理を行うことを繰り返して、
すべての電子放出素子のフォーミング処理を行う。更
に、各グループのＸ方向配線は、１６本おきに選ばれる
ようにした。すなわち、第１のグループに属するＸ方向
配線は、Ｄｘ１，Ｄｘ１７，Ｄｘ３３，Ｄｘ４９，…，
Ｄｘ１００９、第２のグループに属するのは、Ｄｘ２，
Ｄｘ１８，Ｄｘ３４，Ｄｘ５０，…，Ｄｘ１０１０等と
なるように、各グループを設定する。このようにするこ
とで、フォーミング処理によるジュール熱の発生を基板
全体で概ね一様にすることが出来る。その結果、基板が
局所的に高温になり、間隙の形成が悪影響を受けたり、
熱応力などにより基板が損傷するなどの事態を防ぐこと
が出来る。

【００４８】図２は、第１のグループにフォーミングの
ための電圧を印加したときの基板の温度分布を示す模式
図である。なお、本実施形態では、各グループに属する
配線の間隔を厳密に均等になるように設定したが、ジュ
ール熱の発生がおおむね均一となるように出来れば上記
の効果は得られるので、必ずしも厳密に等間隔でなくて
も良い。

【００４９】図３は、フォーミング電圧発生装置内によ
り印加されるパルス波形の一例を示す。図に示したの
は、パルス幅Ｔ１、パルス間隔Ｔ２の三角波のパルス電
圧を、パルス波高値Ｖｐｆを徐々に上昇させながら印加
する場合である。波高値Ｐｍの矩形波パルスが挿入され
ているのは、この時流れる電流をモニタしてフォーミン
グ処理の進行状況を検知するためのものである。具体的
には、例えば１０^-3Ｐａ程度の圧力に排気した真空中に
電子源を設置して、たとえばＴ１＝１ｍｓｅｃ．、Ｔ２
＝１０ｍｓｅｃ．として、波高値Ｖｐｆを徐々に上昇さ
せる。一方フォーミングのための三角波パルスを５パル
ス印加するたびにモニタ用の例えば０．１Ｖ程度の波高
値の矩形波パルスＰｍを印加して、電流計により電流を
検知して各グループに対するフォーミング処理の終了を
決定する。例えば一素子あたりの抵抗値が１ＭΩを超え
た時点で当該グループの処理を終了して、配線切り替え
器により電圧を印加する配線を変更して、次のグループ
の処理に移る。このような処理を繰り返してフォーミン
グ工程が終了する。

【００５０】Ｘ方向配線の本数が多い場合には、上述の
方法によって、フォーミング処理にかかる時間を、Ｘ方
向配線１本ずつについてフォーミング処理を行う場合に
比べて、大幅に短縮することが出来る。尚、ここでは、
一つのグループに属するＸ方向配線の数を６４本とした
が、これは電子放出素子や配線の設計により適宜選択す
れば良い。

【００５１】図４は、本実施形態のフォーミング工程を
示すフローチャートである。本実施形態においては、フ
ォーミング前の電子源の状態で封着し、容器を形成した
後で、フォーミング工程を実施している。

【００５２】（５） 次に、図１５（ｄ）に示すよう
に、活性化用電源から各素子１１０２，１１０３の間に
適宜の電圧を印加し、通電活性化処理を行う。具体的に
は、フォーミングを終えた容器内を、１．３×１０^-2乃
至１．３×１０^-3 Ｐａの範囲内の真空雰囲気に保持
し、パルスを定期的に各導電性膜に印加することによっ
て、雰囲気中に存在する有機化合物を源として炭素膜１
１１０を堆積させる。

【００５３】図１６（ａ）（ｂ）には、活性化電源から
印加する適宜の電圧の波形の例を示す。本実施形態にお
いては、図１６（ａ）に示した両極性の一定電圧の矩形
波を定期的に印加して通電活性化処理を行う。具体的に
は、矩形波の電圧はプラス・マイナス１４Ｖ、パルス幅
Ｔ３は１ミリ秒、パルス間隔Ｔ４は１０ミリ秒等とする
とよい。

【００５４】次に、容器を加熱しつつ、容器内を１０
^-6 Ｐａ程度まで排気管を介して排気する。その後、排
気管を封止して気密容器を形成する。

【００５５】以上の工程によって作製した本実施形態の
表示装置を駆動したところ、均一性に優れた高輝度の画
像が得られた。

【００５６】［実施形態２］本実施形態においては、実
施形態１に示したのと同様の電子源について、Ｘ方向配
線を実施形態１と同様にグループ化し、この各グループ
に対するパルス電圧の印加を前述したスクロールの方法
によって行う。

【００５７】図５は、本実施形態のフォーミング工程を
行うのに用いる装置の構成の一例を示す模式図である。
本装置におけるフォーミング電圧発生器１５は１６個の
出力端子を備え、それぞれにパルスをずらして出力させ
ることが出来るものである。配線切り替え器１４はフォ
ーミング電圧発生器の出力端子１とグループ１のＸ方向
配線、出力端子２とグループ２のＸ方向配線、と言うよ
うに出力端子と配線を接続している。実施形態１と同じ
装置を用いても以下の方法は実行できるが、その場合配
線切り替え器の切り替え速度が極めて高速であることが
要求される。本実施形態の装置では、フォーミングパル
ス発生装置１５に複数の出力端子が必要となり、各出力
端子に順次パルスを出力する機能が要求されるが、配線
切り替え器１４の動作はそれほど高速である必要はな
い。配線切り替え器の素子に機械式リレースイッチのよ
うな素子を用いる場合には、このような構成の装置が適
している。

【００５８】本実施形態におけるグループ化方法は、１
０２４本のＸ方向配線１２を、実施形態１で説明したの
と同様に、６４本ずつのＸ方向配線よりなる１６のグル
ープに振り分ける。各グループへのパルスの印加の仕方
を図６により説明する。配線切り替え器により、フォー
ミング電圧発生器により生成されたパルスを１パルス毎
に印加するグループを切り替える。

【００５９】図６に示すように、グループ１にパルスを
印加した後、配線切り替え器により、グループ２に配線
へフォーミング電圧発生器をつなぎ替え、１パルスを印
加する。この操作を繰り返して、グループ１６までパル
スの印加を行った後、再びグループ１からパルスの印加
を繰り返す。図では、各グループへのパルス電圧の印加
を一順する毎にパルス波高値Ｖｐを徐々に上昇させる場
合を示している。一つのグループから見たときのパルス
幅Ｔ１とパルス間隔Ｔ２の関係は、グループの数をＮと
表わすと、必然的にＴ１≦Ｔ２／Ｎとなる。上述のよう
に配線をグループに分けた場合、Ｔ１≦Ｔ２／１６であ
る。例えばＴ１＝１ｍｓｅｃ．とした場合、Ｔ２≧１６
ｍｓｅｃである。但し、本実施形態においては、連続す
るグループ、たとえばグループ１とグループ２で選択す
るＸ方向配線同士も間隔が開くように選択している。つ
まり、フォーミング電圧が印加された或グループを構成
するＸ方向配線と、その次にフォーミング電圧が印加さ
れる別のグループを構成するＸ方向配線との間には他の
グループを構成するＸ方向配線が存在している。本実施
形態においては、フォーミング工程に要する時間を短縮
するために、連続するグループにおいてフォーミング電
圧のパルスが短い間隔で印加される。従って、連続する
グループ間で、各々Ｘ方向配線の間隔を空けることが、
フォーミング電圧の印加に伴う発熱を電子源基板上で概
ね均一とさせるのに効果的である。

【００６０】図１７に示すように、具体的には、グルー
プ１はＸ方向配線の番号１，１７，３３，４９，…，１
＋（ｍ／ｉ）＊（ｉ−１）を選択し、グループ２は５，
５＋１６，５＋３２，…，５＋（ｍ／ｉ）＊（ｉ−１）
を選択し、グループｋはＹ方向配線の番号ａ（ｋ），ａ
（ｋ）＋１６，ａ（ｋ）＋３２，…，ａ（ｋ）＋（ｍ／
ｉ）＊（ｉ−１）を選択する。ここで、ｍはＸ方向配線
の総本数であり本実施形態においては１０２４である。
又、ｉはグループの総数であり本実施形態においては１
６である。但し、本実施形態では、ａ（ｋ）の値はｋ＝
１からｍ／ｉに対し、１，５，１３，２，６，１０，１
４，３，７，１１，１５，４，８，１２，１６のように
設定した。ａ（ｋ）の値については、電子源基板上の発
熱を概均一にすることができればこの設定の仕方に限る
必要はない。

【００６１】ところで、各グループにフォーミング電圧
を順次印加することで、単位時間当たりの電子源基板で
の発熱量は増大することになる。しかしながら基板の破
壊および変形を起こす原因は発熱量の絶対値よりむし
ろ、基板上での発熱の集中に起因すと考えられる。その
ため、本実施形態のように基板上での発熱を概ね均一に
するようなフォーミング電圧印加方法をとれば基板の破
壊または変形を起こすことはない。以上説明したよう
に、本実施形態の通電フォーミング工程では、実施形態
１に比べ工程に要する時間を非常に短縮できる上、フォ
ーミング電圧の印加に伴う電子源基板の変形または破壊
をより効果的に防ぐことができる。

【００６２】［実施形態３］本実施形態では、印刷法と
インクジェット法を用いて、配線、電極ならびに導電性
膜を形成した。また、本実施形態のフォーミング方法
は、実施形態２と基本的に同様であるが、還元性雰囲気
中で行った。つまり、電圧印加が連続する２つのグルー
プを構成するＸ方向配線間に他のグループのＸ方向配線
が存在する。以下、図８、図１８、図１９を参照して本
実施形態の製造方法について、実施形態に即して説明す
る。尚、図１８、１９では、説明を簡略化するために、
９個の電子放出素子しか図示していないが、実際には、
４８０×２４４２個形成した。

【００６３】工程−１：電極形成工程 洗浄した青板ガラス上に、ＣＶＤ法によりＳｉＯ₂ 層を
被膜し基板１とした。次に、Ｐｔの有機化合物を含むイ
ンクを使用したオフセット印刷法を用いて、Ｐｔからな
る一対の電極２，３を４８０×２４４２組形成した（図
１８（ａ））。尚、各素子電極対の間隔は２０μｍに設
計した。

【００６４】工程−２：配線形成工程 Ｙ方向配線１３をＡｇを主成分とするペーストを使用し
たスクリーン印刷法を用いて２４４２本形成した（図１
８（ｂ））。次いでガラスペーストを使用してスクリー
ン印刷法で、絶縁層１４を形成した（図１８（ｃ））。
更に銀（Ａｇ）を主成分とするペーストを用いて、上記
スクリーン印刷法でＸ方向配線１２を４８０本形成した
（図１９（ａ））。本実施形態において、Ｘ方向配線は
４８０本、Ｙ方向配線は２４４２本を形成した。

【００６５】工程−３：疎水化処理工程 次に、上記電極と配線、層間絶縁層の形成された基板
を、シランカップリング剤を用いて、疎水化処理を行っ
た。

【００６６】工程−４：導電性膜形成工程 インクジェット装置を用いて、有機Ｐｄ化合物を含む水
溶液を各電極対２，３に跨るように付与した。その後付
与した水溶液を乾燥させて、有機Ｐｄ化合物の膜を形成
した。その後有機Ｐｄ膜を３５０℃で熱処理することに
より、主にＰｄＯよりなる導電性膜４を形成した（図１
９（ｂ））。以上の工程により、フォーミング前の電子
源基板を作成した。

【００６７】工程−５：フェースプレート作成工程 ガラス基体１００７上に、蛍光体とブラックマトリクス
からなる蛍光膜１００８を印刷法により形成した。次い
でＡｌを真空蒸着法により成膜してメタルバック１００
９を形成した。

【００６８】工程−６：封着工程 フォーミング前の電子源基板と上記フェースプレート、
および支持枠を図８のように組合せて、接合部に配され
たフリットガラスを加熱溶融させ接着して外囲器２８を
構成した。尚、本実施形態では、電子源基板をリアプレ
ートとして用いた。図示していないが、外囲器２８の内
部には、電子源（リアプレート）とフェースプレートの
間に、両者の間隔を一定に保つためのスペーサ、および
画像形成装置として完成した後に、外囲器内の圧力を低
く保つためのゲッタを配置した。又、図示していない
が、外囲器内部を排気したり、各工程において必要なガ
スなどを導入するための排気管が外囲器に接続されてい
る。又、高圧接続端子８７は外囲器８８の内部で上記メ
タルバック１００９に接続されている。メタルバック
は、画像形成装置として駆動される際に、高圧電源に接
続される。

【００６９】工程−７：フォーミング工程 図８のＹ方向配線の外部端子Ｄｏｙ１，Ｄｏｙ２，…，
Ｄｏｙ２４４２を全てグランドに接続し、Ｘ方向配線の
外部端子Ｄｏｘ１，Ｄｏｘ２，…，Ｄｏｘ４８０を各行
に対応するドライバーの出力端子に接続する。本実施形
態に用いたドライバーは、４８０本のＸ方向配線のそれ
ぞれに対応して独立したパルス発生器を備えたものであ
る。上記ドライバーは、各パルス発生器のそれぞれが発
生するパルスのタイミングを適宜調整できる制御機能も
有する。本実施形態ではＸ方向配線８０本おきに１本ず
つ、合計６本の配線で一つのグループを構成する様にグ
ループ化を行った。グループの総数は８０である。図６
に示すように、前述したスクロールの方法で、パルス電
圧を印加してフォーミングを行った。つまり、１つのグ
ループに印加されるパルス状電圧の、パルス間隔Ｔ２
（インターバル）の間に、その他の全てのグループへパ
ルス状電圧を印加するという手順を繰り返し行った。但
し、各グループへのパルス電圧の印加が、同時に行われ
ることはない。尚、図６は三角波パルスで示されている
が、本実施形態は単にパルスの形状を矩形波にした。な
お、このスクロールの方法においては、各グループに電
圧を印加する順序は、各グループを構成するＸ方向配線
同士が隣接するグループに、連続して電圧が印加されな
いように設定した。具体的には、第１パルス電圧は、１
番目のＸ方向配線から８０本おきに選んだＸ方向配線
（「グループ１」と呼ぶ）全てに対して同時に印加し
た。第２パルス電圧は、４１番目から８０本おきに選ん
だＸ方向配線（グループ４１）全てに対して同時に印加
した。以下同様にして、電圧が印加されたグループを構
成するＸ方向配線と、その次に電圧が印加されるグルー
プを構成するＸ方向配線との間に、他のグループを構成
するＸ方向配線が配される様に電圧を印加する。この様
にして、全てのグループにパルス電圧を印加した後、再
度、同様にして各グループにパルス電圧を繰り返し印加
した。このフォーミング工程を具体的に述べる。上記封
着した外囲器に接続した排気管を、排気装置、およびガ
ス導入装置などを備える真空装置に接続して、まず外囲
器全体を５０℃に保持しながら内部を排気する。真空装
置の上記排気管への接続部直近に配置した圧力計で測定
した圧力が１０^-5Ｐａ程度となったところで、上述した
ようなスクロールのフォーミング方法によりパルスの印
加を開始する。この時印加したパルスは、波高値１０Ｖ
の矩形波パルスで、パルス幅３ｍｓｅｃ、パルス間隔８
８０ｍｓｅｃであり、上記のように選択される各グルー
プに１１ｍｓｅｃずつずれてパルスが印加されるように
タイミングを制御した。パルス印加を開始した後５秒後
に真空装置内にＮ₂ ９８％−Ｈ₂ ２％の混合ガスを導入
したところ、この直後にすべての素子に対するフォーミ
ング処理が完了した。

【００７０】工程−８：活性化工程 フォーミング工程が終了後、外囲器内部を再度排気し
た。その後、外囲器内にベンゾニトリルを導入した。圧
力は真空装置の排気管付近の圧力計の測定値で１．３×
１０^-1Ｐａ程度となるように導入量を制御した。この処
理では、まず、Ｘ方向配線４８０本を、図７に示すよう
に１つのグループを連続するＸ方向配線１０本から構成
し、合計４８グループに振り分けた。本実施形態では、
各グループ毎に活性化処理を順次終了させていった。つ
まり、第１グループの活性化を終了後、第２グループの
活性化を開始し、第２グループの活性化が終了後、第３
グループの活性化を開始するという手順で、４８グルー
プすべての活性化処理を完了した。尚、それぞれのグル
ープにおける活性化のための電圧印加は、前述のスクロ
ールの方法により、各Ｘ方向配線にパルス状電圧を印加
した。つまり、１本のＸ方向配線にパルスを印加してか
ら、次のパルスが印加されるまでの間に、他の全てのＸ
方向配線にパルスを印加した。但し、各Ｘ方向配線に印
加されるパルスが同時に印加されることはない。本実施
形態における活性化処理ではパルス幅１ｍｓｅｃ、パル
ス間隔１０ｍｓｅｃ、波高値１４Ｖの矩形波パルスを用
いた。以上の工程により電子放出部５を形成した（図１
９（ｃ））。

【００７１】工程−９：安定化工程 活性化工程を終了した後、排気装置により外囲器内を排
気しながら外囲器を２００℃に１０時間保持した。この
時点で真空装置の圧力計の値は、１．３×１０^-5Ｐａで
あった。

【００７２】工程−１０：封止工程 外囲器中に配置したゲッタを高周波加熱することによ
り、ゲッタ処理を行い、次いで排気管を熱してこれを封
じ切った。上記のようにして形成した画像形成装置を画
像表示用の駆動回路に接続し、高圧接続端子を介して上
記メタルバックに５ｋＶの電圧を印加して、画像を表示
し、均一性の良い良好な画像を表示できることを確かめ
た。

【００７３】［実施形態４］本実施形態では、フォーミ
ング工程、活性化工程を施した後に外囲器の封着工程を
行った。それ以外は実施形態３と同様である。以下、本
実施形態で作成した電子源および画像形成装置の製造工
程を記す。工程１〜４は、実施形態３と同様にしてフォ
ーミング前の電子源を形成した。続いて、フォーミング
前の電子源基板を真空チャンバー中に設置した。真空チ
ャンバー中には、上記電極などの形成された基板（以
下、便宜的に「電子源」と呼ぶ）のＸ方向配線、Ｙ方向
配線に接続する接続端子が設けられており、上記真空チ
ャンバー外から各配線に電圧を印加することができる。
また、真空排気装置で内部を排気すると同時に、所望の
ガスを導入することができ、内部の雰囲気を制御するこ
とができるものである。実施形態３の工程−７および工
程−８と同様の方法で、フォーミング処理、活性化処理
を施した。その後、工程−６に対応する封着工程によ
り、外囲器を形成した。本実施形態の封着工程では、不
活性ガス（具体的にはＡｒガス中において、部材を組み
合わせ、フリットガラスを用いて、加熱し接着し外囲器
を形成した。続いて、実施形態３の工程−９と同様に安
定化工程、工程−１０と同様にゲッタ処理を行い、つい
で排気管を封じ切り気密容器を形成した。本実施形態の
方法により形成された画像形成装置は、実施形態３で形
成された画像形成装置と同様に、均一性の良い、良好な
画像を表示することができた。

【００７４】［参考形態５］ 本参考形態においては、表示パネルの構成及び製造方法
は実施形態１と同様である。本参考形態では、隣接する
Ｘ方向配線２本を単位とし、この単位をｉ個選択して一
つのグループを形成した。本参考形態ではｉ＝３２とし
ｍ／（２＊ｉ）個（１６個）のグループに振り分けた。
ここで、ｍはＸ方向配線の総数であり１０２４とした。
各グループを構成する単位は、おのおの（（ｍ／ｉ）−
２）本（本参考形態では３０本）のＸ方向配線の間隔を
空けて均等に選択した。図９に示すように、具体的に
は、グループ１はＸ方向配線の番号１，２，３３，３
４，…，１＋（ｍ／ｉ）＊（ｉ−１），２＋（ｍ／ｉ）
＊（ｉ−１）を選択し、グループｋはｋ，ｋ−１，ｋ＋
３２，ｋ＋１＋３２，…，ｋ＋（ｍ／ｉ）＊（ｉ−
１），ｋ＋１＋（ｍ／ｉ）＊（ｉ−１）のＸ方向配線を
選択し、グループ化した。

【００７５】以下、通電フォーミングに用いた装置およ
び方法は実施形態１と同様なものを採用した。

【００７６】本参考形態では、グループを構成する単位
が隣接するＸ方向配線２本であるため実施形態１と比較
して、基板内の温度分布の均一性は低くなるが、同一グ
ループに属する配線がすべて連続する場合より基板温度
の均一性を改善する効果が有る。

【００７７】［実施形態６］本実施形態においては、実
施形態１と類似のＸ方向配線のグループの設定を行った
場合について、異なる電圧印加方法を採用する。すなわ
ち、Ｘ方向配線全体をほぼ同数の複数のグループに分割
し、それぞれのグループ毎に、従来のスクロール方法で
フォーミング処理を行う。具体的には、各グループは、
たとえば１０本のＸ方向配線で構成され、グループ１は
Ｄｘ１，Ｄｘ１０３，Ｄｘ２０５，・・・、グループ２
はＤｘ２，Ｄｘ１０４，Ｄｘ２０６，・・・、等からな
る。但し、Ｘ方向配線の総数が１０で割り切れない場合
は、余った配線は適宜いずれかのグループに割り振る。

【００７８】そして、まず、グループ１に対して適当な
パルス電圧を印加するのであるが、この時、従来のスク
ロール方法と同時に行う。すなわち、まず、Ｄｘ１に１
パルス印加した後、配線切替部によって、Ｄｘ１０３に
パルス発生装置を接続して１パルス印加し、更にＤｘ２
０５に接続を切り替える。こうして、グループ１のすべ
ての配線に１パルスずつ印加したところで、再びＤｘ１
に接続を切替、同様の工程を繰り返す。このパルス印加
の繰り返しによって、グループ１の配線についてのフォ
ーミング処理が完了したら、グループ２についても同様
の処理を行う。これを繰り返して、すべての電子放出素
子のフォーミング処理を完了させる。

【００７９】このような方法を採用する場合、フォーミ
ング用パルスのデューティは、一つのグループに属する
配線の数の逆数により限定される。たとえば、デューテ
ィ１０％とするためには、一つのグループに属する配線
の数は１０を越えることはできない。その分グループの
数が多くなり、フォーミング処理時間が長くなるが、Ｙ
方向配線を流れる電流は、常に一つのＸ方向配線から流
入する分だけであるので、Ｙ方向配線の抵抗による影響
を極めて小さくすることができる。

【００８０】［参考形態７］ 本参考形態は、印刷法とインクジェット法を用いて、配
線、電極ならびに導電性膜を形成し、次いで上述したフ
ォーミング工程を行うことにより形成した電子源および
それを含む画像形成装置の製造方法である。ここでは、
図８、図１８、及び図１９を参照しつつ説明する。

【００８１】工程−１：洗浄した青板ガラス上に、ＣＶ
Ｄ法により約８０ｎｍのＳｉＯ₂ 層を形成して、これを
基板１に用い、Ｐｔの有機化合物を含むインクを使用し
たオフセット印刷法を用いて、Ｐｔ電極２，３を形成し
た（図１８（ａ））。素子電極の間隔は２０μｍに設計
した。

【００８２】工程−２：Ｙ方向配線１３をＡｇを主成分
とするペーストを使用したスクリーン印刷法を用いて形
成、次いでガラスペーストを使用して層間絶縁層１４を
形成した（図１８（ｂ）（ｃ））。更に上記Ｙ方向配線
の形成と同様にしてＸ方向配線１２を形成した（図１９
（ａ））。本参考形態において、Ｘ方向配線は２４０
本、Ｙ方向配線は７２０本を形成した。

【００８３】工程−３：次に、上記電極と配線、層間絶
縁層の形成された基体を、シランカップリング剤を用い
て、疎水化処理を行った。

【００８４】工程−４：有機Ｐｄ化合物を含む水溶液
を、インクジェット装置により、それぞれの電子放出素
子の電極２，３に跨るように液滴として付与し、乾燥さ
せて、有機Ｐｄ化合物の膜を形成、これを３５０℃で熱
処理することにより、主にＰｄＯ微粒子よりなる導電性
膜４を形成した（図１９（ｂ））。

【００８５】工程−５：フェースプレート１００７はガ
ラス基体上に蛍光体とブラックマトリクスからなる蛍光
膜１００８を印刷法により形成し、次いでアルミニウム
（Ａｌ）を真空蒸着法により成膜してメタルバック１０
０９を形成する。

【００８６】工程−６：電子源を形成した基板をリアプ
レートとして用い、これを上記フェースプレートおよび
支持枠を図８のように組合せて、フリットガラスにより
接着して外囲器２８を構成する。不図示であるが、外囲
器２８の内部には、電子源（リアプレート）とフェース
プレートの間に、両者の間隔を一定に保つためのスペー
サ、および画像形成装置として完成した後に、外囲器内
の圧力を保つためのゲッタが位置される。また、同じく
不図示であるが、外囲器内部を排気したり、各工程にお
いて必要なガスなどを導入するための排気管が外囲器に
接続されている。また、高圧接続端子２７は外囲器２８
の内部で上記メタルバック１００９に接続され、画像形
成装置として駆動される際にはメタルバック１００９に
電子を加速するための高電圧を印加するために、高圧電
源に接続される。

【００８７】工程−７：本工程は本発明の特徴である、
フォーミング処理の工程である。図８のＹ方向配線の外
部端子Ｄｏｙ１，Ｄｏｙ２，…Ｄｏｙｎを全てグランド
に接続し、Ｘ方向配線の外部端子Ｄｏｘ１，Ｄｏｘ２，
…，Ｄｏｘｍを図１の配線切り替え器に接続する。本参
考形態では、Ｘ方向配線を連続する３本毎に一つのグル
ープとし、すなわち１〜３番目のＸ方向配線をグループ
１，４〜６番目をグループ２、…、２３８〜２４０番目
をグループ８０として、実施形態２で示したのと同様
に、スクロールの方法でパルス電圧を印加する方法を採
用する。上記、外囲器の排気管を排気装置、およびガス
導入装置などを備える真空装置に接続して、まず外囲器
全体を５０℃に保持しながら内部を排気する。真空装置
の上記排気管への接続部直近に配置した圧力計で測定し
た圧力が１０^-5Ｐａ程度となったところで、上述したよ
うなスクロールの方法によりパルスの印加を開始する。
この時印加したパルスは、波高値１０Ｖの矩形波パルス
で、パルス幅３ｍｓｅｃ，パルス間隔１１ｍｓｅｃであ
り、該パルス間隔に等しい、１１ｍｓｅｃおきに、上記
配線切り替え器により、選択するグループを切り替え
て、８８０ｍｓｅｃですべてのグループに１パルスずつ
印加されるようにした。各Ｘ方向配線から見ると、パル
ス幅３ｍｓｅｃ，パルス間隔８８０ｍｓｅｃのパルスが
印加されることになる。パルス印加を開始した後５秒後
に真空装置内にＮ₂ ９８％−Ｈ₂ ２％の混合ガスを導入
したところ、この直後にすべての素子に対するフォーミ
ング処理が完了した。なお、同様に作成したものに対
し、上記と同じパルス幅パルス間隔のパルスを同様のス
クロールの方法で印加してフォーミング処理を試みたと
ころ、フォーミング処理がうまく行われるためには外
囲器の温度を室温（約２０℃）としＮ₂９８％−Ｈ₂ ２
％の混合ガスの導入を行わなかった場合には、パルス波
高値を２０Ｖ程度、Ｎ₂ ９８％−Ｈ₂ ２％の混合ガス
の導入は同様に行うが外囲器の温度を室温とした場合に
は、パルスは高値を１４Ｖ程度とすることが必要であっ
た。これは、フォーミング処理中の、導電性膜の還元の
進行速度に関連した減少ではないかと考えているが、ど
の温度に保持するのが好ましいかは、導電性膜の材質、
それを構成する微粒子の形状、還元性ガスの種類と圧力
などにより異なると考えられ、状況に応じて適当な温度
に保持しながらフォーミング処理を行うようにするのが
好ましい。フォーミング工程が終了したら、外囲器内部
を再度排気する。

【００８８】工程−８：続いて、活性化処理を行う。外
囲器内にベンゾニトリルを導入する。圧力は真空装置の
排気管付近の圧力計の測定値で１．３×１０^-3Ｐａ程度
となるように導入量を制御した。この状態で、Ｘ方向配
線１本毎を順次スクロールする方法で、活性化処理のた
めのパルス印加を行った。パルス幅３ｍｓｅｃ．波高値
１４Ｖの矩形波パルスを用いた。

【００８９】工程−９：活性化工程を終了した後、安定
化工程を施した。排気装置により外囲器内を排気装置に
より外囲器内を排気しながら外囲器を２００℃に１０時
間保持した。この時点で真空装置の圧力計の値は、１．
３×１０^-5Ｐａであった。

【００９０】工程−１０：外囲器中に配置したゲッタを
高周波加熱することにより、ゲッタ処理を行い、次いで
排気管を熱してこれを封じ切った。

【００９１】上記のようにして形成した画像形成装置を
画像表示用の駆動回路に接続し、高圧接続端子を介して
上記メタルバックに５ｋＶの電圧を印加して、画像を表
示し、均一性の良い良好な画像を表示できることを確か
めた。

【００９２】［実施形態８］本実施形態は、以下の点を
除き、実施形態７と同様の手順により行った。本実施形
態の方法により作成した電子源は、実施形態７で作成し
たものより大型のもので、Ｘ方向配線は４８０本、Ｙ方
向配線は２４４２本を有するものである。

【００９３】フォーミング工程における、スクロールの
方法は、実施形態７とは異なり、Ｘ方向配線８０本おき
に１本ずつ、６本の配線を選択して一つのグループを設
定し、このグループに対して、実施形態７と同様の方法
で電圧印加を行った。このようにした理由は、同時に選
択する配線が実施形態７の場合の２倍となるため、連続
する６本の配線に同時に電圧を印加すると、温度上昇が
大きくなり、何らかの悪影響が出ることが懸念されるた
めである。実際、本実施形態よりも小型の実験用の電子
源について、連続する６本の配線を１グループとして処
理した予備的な検討の結果では、一部の配線に接続され
た電子放出素子の放出特性（電子放出量）が若干低くな
ってしまう傾向が見られた。

【００９４】上記の結果から、同時に選択する配線の数
が多くなる場合には、連続した配線を同じグループに設
定すると温度上昇による影響が大きくなるため、とびと
びに選択した配線によりグループを設定した方が好まし
いと考えられる。どの程度の数以上の場合にこのような
傾向が顕著になるかは、導電性膜の材質や、還元ガスの
種類や濃度、基板の温度などにより異なると考えられる
ため、どのようにＸ方向配線のグループを設定するかに
関しては、前記の条件を勘案して適宜定めるべきであ
る。

【００９５】本実施形態の方法により作成した画像形成
装置も、実施形態７の場合と同様に良好な画像が表示さ
れることが確認された。

【００９６】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、フォーミ
ング工程の処理時間を短縮することが出来る。又、本発
明によれば、フォーミング時の発熱は、基板の一部分に
集中することがなく、基板上で概ね均一にすることがで
きるので、基板の変形・破壊を防止することができる。
又、本発明によれば、電子源が大型になった場合にも、
還元性ガス中でフォーミング処理を施すことが可能とな
り、良好な特性の大型の電子源、およびそれを用いた画
像形成装置を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法を実施するための装置の一例
を示すブロック図である。

【図２】実施形態１の方法における、Ｘ方向配線の選択
の仕方と、フォーミング時の基板の温度分布を説明する
図である。

【図３】実施形態１のフォーミング処理に用いる、パル
ス電圧を説明する模式図である。

【図４】実施形態１のフォーミング工程を説明するフロ
ーチャートである。

【図５】本発明の製造方法を実施するための装置の別の
一例を示すブロック図である。

【図６】実施形態２の方法における、パルス電圧の印加
方法を説明するための模式図である。

【図７】実施形態３の活性化工程でのＸ方向配線のグル
ープ化方法を示す図である。

【図８】画像形成装置の構成を説明するための模式図で
ある。

【図９】実施形態３の方法におけるＸ方向配線の選択の
仕方を説明する図である。

【図１０】表面伝導型電子放出素子の構成を説明するた
めの模式図、平面図である。

【図１１】表面伝導型電子放出素子の構成を説明するた
めの模式図、断面図である。

【図１２】電子源の構成を説明するための模式図であ
る。

【図１３】実施形態で作成した電子源の一部上面模式図
である。

【図１４】蛍光体の配列形態を示す模式図である。

【図１５】実施形態で作成した電子放出素子の作成プロ
セスを示す断面模式図である。

【図１６】活性化工程で用いられる電圧波形を示す模式
図である。

【図１７】実施形態でのＸ方向配線のグループ化方法、
およびフォーミング電圧の印加順序を説明するための図
である。

【図１８】実施形態で作成した電子源の作成プロセスを
示す一部上面模式図である。

【図１９】実施形態で作成した電子源の作成プロセスを
示す一部上面模式図である。

【図２０】課題を説明するための図である。

【符号の説明】

１１ 電子源 １２ Ｘ方向配線 １３ Ｙ方向配線 １４ 配線切換器 １５ フォーミング電圧発生器 １６ 制御装置 １７ 電流計 １８ 電子放出素子 １００１ 基板 １００２ 表面伝導型電子放出素子 １００３ Ｘ方向配線 １００４ Ｙ方向配線 １００５ リアプレート １００６側壁 １００７ フェースプレート １００８ 蛍光膜 １００９ メタルバック １０１０ 黒色部材 １１０２，１１０３ 素子電極 １１０４ 導電性膜 ４１０２ Ｘ方向配緯 ４１０３ Ｙ方向配緯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河出 一佐哲 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 (56)参考文献 特開 平７−176265（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−298029（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 9/02

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に配置された複数のＸ方向配線
   と、前記Ｘ方向配線と交差する複数のＹ方向配線と、前
   記Ｘ方向配線とＹ方向配線とを電気的に絶縁する絶縁層
   と、前記Ｘ方向配線とＹ方向配線とに電気的に接続さ
   れ、それぞれに間隙を有する複数の導電性膜とから構成
   される電子源の製造方法であって、 前記複数のＸ方向配線と前記複数のＹ方向配線とに接続
   する複数の導電性膜を配置する導電性膜配置ステップ
   と、 前記複数のＸ方向配線を、各々のグループが複数のＸ方
   向配線から構成されるように、複数のグループに分け、 前記各々のグループを構成するそれぞれの配線間に、他
   のグループを構成するＸ方向配線が存在するようにし、 １つのグループを構成するすべてのＸ方向配線に同時に
   電圧を印加する工程を、順次別のグループに施すことに
   より、前記複数の導電性膜のそれぞれに間隙を形成する
   通電フォーミングステップとを含み、 前記通電フォーミングステップにおいて、 一つのグループを構成するＸ方向配線と、前記一つのグ
   ループに続いて電圧が印加される別のグループを構成す
   るＸ方向配線との間に、他の別のグループを構成するＸ
   方向配線が存在するようにすることを特徴とする電子源
   の製造方法。
2. 【請求項２】 １つのグループに対して行われる前記電
   圧の印加は、予め決められたインターバルを置いて複数
   回行われることを特徴とする請求項１記載の電子源の製
   造方法。
3. 【請求項３】 前記電圧の印加は、前記一つのグループ
   に前記電圧を印加する期間が終了した後で、引き続い
   て、前記別のグループに前記電圧を印加する期間を開始
   することを特徴とする請求項１、２のいずれか一つに記
   載された電子源の製造方法。
4. 【請求項４】 １つのグループに対する電圧印加のイン
   ターバル中に、残るその他のグループへの上記電圧印加
   が行われることを特徴とする請求項１、２のいずれか一
   つに記載された電子源の製造方法。
5. 【請求項５】 前記印加される電圧の値が、少なくとも
   ２種類の電圧値であることを特徴とする請求項２記載の
   電子源の製造方法。
6. 【請求項６】 前記電圧値が、漸増することを特徴とす
   る請求項５記載の電子源の製造方法。
7. 【請求項７】 前記印加される電圧の値が、一定である
   ことを特徴とする請求項２記載の電子源の製造方法。
8. 【請求項８】 前記導電性膜は、酸化物からなり、前記
   フォーミングステップは、前記酸化物を還元する気体を
   前記導電性膜に接触させた状態で行われることを特徴と
   する請求項１乃至７のいずれか一つに記載された電子源
   の製造方法。
9. 【請求項９】 前記還元する気体が、水素を含むことを
   特徴とする請求項８記載の電子源の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記間隙近傍に、有機物を含むガスを
    接触させた状態で、前記各導電性膜に電圧を印加するこ
    とで、前記間隙近傍の導電性膜上に炭素膜を形成する活
    性化ステップを有することを特徴とする請求項１乃至９
    のいずれか一つに記載された電子源の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記活性化工程において、前記導電性
    膜に印加される電圧は両極性の電圧であることを特徴と
    する請求項１０記載の電子源の製造方法。
12. 【請求項１２】 電子源と、前記電子源に対向して配置
    された画像形成部材を有する基板とから構成される画像
    形成装置の製造方法であって、 請求項１乃至１１のいずれか一つに記載された電子源の
    製造方法を用いて前記電子源を製造することを特徴とす
    る画像形成装置の製造方法。
13. 【請求項１３】 基板上に配置された複数のＸ方向配線
    と、前記Ｘ方向配線と交差する複数のＹ方向配線と、前
    記Ｘ方向配線とＹ方向配線とを電気的に絶縁する絶縁層
    と、前記Ｘ方向配線とＹ方向配線とに電気的に接続さ
    れ、それぞれに間隙を有する複数の導電性膜とから構成
    される電子源の製造装置であって、前記Ｘ方向配線に印
    加する通電フォーミング電圧を発生する通電フォーミン
    グ電圧発生手段と、 複数のＸ方向配線を選択して前記通電フォーミング電圧
    発生手段に接続し、続いて、前記選択したＸ方向配線と
    は別の複数のＸ方向配線を選択して前記通電フォーミン
    グ電圧発生手段に接続する配線切替手段とを備え、 前記配線切替手段は、前記選択した複数のＸ方向配線と
    前記選択した別の複数のＸ方向配線同士は隣り合うこと
    がないように選択を行うことを特徴とする電子源の製造
    装置。
14. 【請求項１４】 基板上に配置された複数のＸ方向配線
    と、前記Ｘ方向配線と交差する複数のＹ方向配線と、前
    記Ｘ方向配線とＹ方向配線とを電気的に絶縁する絶縁層
    と、前記Ｘ方向配線とＹ方向配線とに電気的に接続さ
    れ、それぞれに間隙を有する複数の導電性膜とから構成
    される電子源と、前記電子源に対抗して配置された画像
    形成部材とを備えた画像形成装置の製造装置であって、 前記Ｘ方向配線に印加する通電フォーミング電圧を発生
    する通電フォーミング電圧発生手段と、 複数のＸ方向配線を選択して前記通電フォーミング電圧
    発生手段に接続し、続いて、前記選択したＸ方向配線と
    は別の複数のＸ方向配線を選択して前記通電フォーミン
    グ電圧発生手段に接続する配線切替手段とを備え、 前記配線切替手段は、前記選択した複数のＸ方向配線と
    前記選択した別の複数のＸ方向配線同士は隣り合うこと
    がないように選択を行うことを特徴とする画像形成装置
    の製造装置。