JP3238346B2 - 画像形成装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子を集
積配置した電子源を用いた画像形成装置に関する。

【０００２】

【背景技術】電子線を利用して画像を表示する画像形成
装置としては、ＣＲＴが従来から広く用いられてきた。
一方、近年になって液晶を用いた平板型表示装置が、Ｃ
ＲＴに替わって、普及してきたが、自発光型でないた
め、バックライトを持たなければならない等の問題点が
あり、自発光型の表示装置の開発が、望まれてきた。自
発光型表示装置としては、最近ではプラズマディスプレ
イが商品化され始めているが、従来のＣＲＴとは発光の
原理が異なり、画像のコントラストや、発色の良さなど
でＣＲＴと比べるとやや劣ると言わざるを得ないのが現
状である。電子放出素子を複数配列して電子源を形成
し、これを平板型画像形成装置に用いれば、ＣＲＴと同
じ品位の発光を得られることが期待され、多くの研究開
発が行われてきた。

【０００３】例えば、本出願人は冷陰極型の電子放出素
子の一種である表面伝導型電子放出素子を基体上に多数
配置した電子源と、これを用いた画像形成装置に関して
いくつかの提案を行っている。

【０００４】従来より、電子放出素子としては大別して
熱電子放出素子と冷陰極電子放出素子を用いた２種類の
ものが知られている。冷陰極電子放出素子には電界放出
型（以下、「ＦＥ型」という。）、金属／絶縁層／金属
型（以下、「ＭＩＭ型」という。）や表面伝導型電子放
出素子等がある。ＦＥ型の例としてはW. P. Dyke & W.
W. Dolan, "Field emission" ,Advance in Electoron P
hysics, 8, 89 (1956)、あるいはC.A.Spindt,"PHYSICAL
Properties of thin-film field emission cathodes w
ith molybdenium cones", J. Appl. Phys., 47, 5248
(1976)等に開示されたものが知られている。

【０００５】また、ＭＩＭ型の例としてはC. A. Mead,
"Operation of Tunnel-Emission Devices", J. Apply.
Phys., 32, 646 (1961 )等に開示されたものが知られ
ている。

【０００６】更に、表面伝導型電子放出素子型の例とし
ては、M. I. Elinson, Recio Eng.Electron Phys., 10,
1290, (1965)等に開示されたものがある。

【０００７】また、表面伝導型電子放出素子は、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: "Thin Solid Films", 9, 317 (19
72］, Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂、薄膜によるもの［M. Hartwe
ll and C. G. Fonstad: "IEEE Trans. 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。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本出願人は、表面伝導
型電子放出素子として、図２（Ａ），（Ｂ）に模式的に
示すような構成を有する素子について、報告している。
例えば特開平７−２３５２５５号公報において、該表面
伝導型電子放出素子の構成及び製造方法、これを用いた
画像形成装置については詳述されているので、以下では
簡単に説明する。

【０００９】図２（Ａ），（Ｂ）において、１は基板、
２，３は一対の素子電極、４は導電性膜で、その一部に
電子放出部５が形成されている。該電子放出部５を形成
する方法としては、上記一対の素子電極２，３の間に電
圧を印加して、上記導電性膜４の一部を変形、変質ない
し破壊して高抵抗とすることにより行う方法があり、こ
れを「通電フォーミング処理」と称する。この方法によ
り電子放出特性の良い電子放出部５を形成するために
は、上記導電性膜４は導電性微粒子により構成されたも
のであることが好ましい。その材質としては、例えばＰ
ｄＯ微粒子が挙げられる。通電フォーミング処理におい
て印加される電圧は、パルス電圧が好ましく、図１７
（Ａ）に示す様な、波高値が一定のパルスを印加する方
法、あるいは図１７（Ｂ）に示すような、波高値が漸増
するパルスを印加する方法のいずれも適用できる。

【００１０】また、活性化処理と呼ばれる処理により、
電子放出部５とその近傍に、炭素を主成分とする被膜が
堆積され、これにより電子放出量が大きくなることも報
告している。この処理は、有機物質のガスを含む雰囲気
中で、上記の電子放出素子に適当なパルス電圧を繰り返
し継続して印加することにより行う。

【００１１】なお、上記の炭素を主成分とする被膜は、
例えばグラファイト（いわいるＨＯＰＧ，ＰＧ，ＧＣを
包含する、ＨＯＰＧはほぼ完全なグラファイトの結晶構
造、ＰＧ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）などより
なる。

【００１２】図２（Ｃ）は、電子放出部５の周辺の構成
をもう少し具体的に示した模式図である。被膜の堆積の
仕方は、上記パルス電圧の印加に仕方などにより異な
り、パルスの極性が一方向のみである場合には、図に示
すように、上記炭素を主成分とする被膜６が主に上記フ
ォーミング処理により形成された亀裂（変形、破壊され
た部分）から高電位側に堆積する。図２（Ｃ）では素子
電極３の側が高電位側である。電子の放出は上記亀裂及
びその近傍から生ずる。また、パルスの極性を反転させ
ながら該活性化処理を行ことにより、電子放出部の亀裂
の両側に、ほぼ均等に堆積膜を形成することもできる。

【００１３】さらに、この後、安定化処理と呼ばれる処
理を行うことが望ましい。これは上記活性化処理の工程
で利用した有機物質の分子が、電子放出素子の基板や、
画像形成装置の真空容器内壁などに吸着して残留してい
るのを除去する工程で、これにより上述した炭素を主成
分とする被膜がそれ以上堆積することを防ぎ、特性を安
定にする処理である。具体的には、例えば、電子放出素
子を配置した真空装置内を加熱しながら、例えばスクロ
ールポンプとイオンポンプにより構成される超高真空用
の排気装置により排気するものである。これにより、有
機物質が除去され、炭素を主成分とする被膜の堆積が進
まなくなり、その結果電子放出特性が安定する。

【００１４】安定化の処理を行わない場合の問題点とし
て、本出願人による出願、特開平７−２３５２７５号公
報において、以下の点が挙げられている。 （１）電子放出素子を駆動せずに放置した後、再度駆動
すると、電子放出素子の電気特性（電流−電圧特性）が
変化し、素子から放出する放出電流が一時的に増加す
る。 （２）素子に印加する電圧のパルス幅を変化させると、
放出電流が変化し、パルス幅による電子放出量の制御が
難しい。 （３）素子に印加する電圧を変化させると、素子の電気
特性が変化し、それに伴い放出電流も変化する。 （４）上記の問題のため、画像形成装置に用いた場合に
は、画像の輝度変化、色変化を生ずる。

【００１５】上記公報において、これらの問題は、「電
子放出素子の表面及び素子の周りの真空雰囲気中にある
有機分子の量が変動すること」に起因するとされ、「有
機分子の分圧を極力少なくすることにより、放出電流及
び素子電流が変動することなく安定した電子放出特性が
得られる」ことが開示されている。具体的には、真空装
置内の有機物質の分圧が１.３×１０^-6Ｐａ（１×１０
^-8Ｔｏｒｒ）以下が好ましく、さらには１.３×１０^-8
Ｐａ（１×１０^-10Ｔｏｒｒ）以下が特に好ましいこと
が開示されている。

【００１６】また、真空装置内の圧力は１.３×１０^-4
Ｐａ以下、好ましくは１.３×１０^-5Ｐａ以下、特に好
ましくは１.３×１０^-6Ｐａ以下が望ましいことが述べ
られている。

【００１７】なお、該公報においては、活性化処理の方
法としては、１０^-2〜１０^-3Ｐａ（１０^-4〜１０^-5Ｔｏ
ｒｒ）程度の真空中で素子にパルス電圧を印加して、真
空中に存在する有機物質から、炭素あるいは炭素化合物
を堆積させる方法が示されている。このような活性化処
理を行った素子の電気特性は、工程、測定条件などに依
存して、素子電流Ｉｆが素子電圧Ｖｆに対し単調に増加
する（ＭＩ特性）特性を示す場合と、電圧制御型負性抵
抗（ＶＣＮＲ特性）を示す場合とがある。ＶＣＮＲ特性
を示す場合は、測定の条件に依存して特性が変化する。
すなわち、測定時の素子電圧の掃引速度、測定前の放置
時間、測定の際印加する電圧の最大値などにより、測定
結果が異なり、例えば掃引速度が速い場合には、測定さ
れる特性自体はＭＩ特性となる場合がある。この場合も
掃引速度を遅くして再度測定すると、再びＶＣＮＲ特性
を示す。なおいずれの場合にも放出電流ＩｅはＭＩ特性
を示すが、特性そのものは測定条件に応じて変化し、安
定しない。

【００１８】安定化処理を行い上記の条件を満たすこと
により、素子電圧と素子電流の関係が動作電圧範囲内
で、すなわち通常動作で印加される最大電圧を越えるよ
うな電圧が印加されない範囲で、一義的に定まる、すな
わち上述した様な測定条件に依存しない、単調増加特性
（ＭＩ特性）となり、同時に素子電圧と放出電流の関係
も一義的に定まり、上記問題点が解決される。

【００１９】上述したように、上記電子放出素子の、電
子放出特性を安定化するために、安定化工程を行って素
子の周囲から、炭素を主成分とする被膜の元となる有機
物質を取り除いている。

【００２０】しかしながら、この状態では上記炭素を主
成分とする被膜が何らかの理由で失われると、元となる
有機物質が周囲から取り除かれているため、回復するこ
とができない。上記電子放出素子は、長時間駆動を続け
ると、上記炭素を主成分とする被膜が徐々に失われて、
電子放出特性が低下する場合があった。上記被膜が失わ
れる原因としては、電子放出部５にかかる電界による電
界蒸発、素子電流が流れて発生するジュール熱による蒸
発、イオン衝撃によるエッチング等が考えられる。本発
明は、上述の問題に鑑みなされた発明であって、その主
たる目的は、電子放出特性の劣化を抑制し、その寿命を
より向上させた画像形成装置を提供することにある。

【００２１】また、本発明は、とりわけ、前述の電子放
出部の近傍に炭素を主成分とする被膜を有する電子放出
素子を１つあるいは複数集積して設けた電子源を用いて
形成した画像形成装置において、確実に電子放出特性の
劣化を抑制して寿命のより一層の向上を実現するととも
に、特性の変動を防止することをも目的とする。

【００２２】

【課題を解決する手段】上記目的を達成する本発明は即
ち、基体上に、対向する一対の素子電極と、該一対の素
子電極に接続された導電性膜と、該導電性膜の一部に形
成された電子放出部を有し、さらに該電子放出部とその
近傍に炭素あるいは炭素化合物を主成分とする被膜を有
する電子放出素子を備える電子源と、該電子源より放出
された電子線の照射により画像を形成する画像形成部材
とを、真空容器に内包してなる画像形成装置において、
該真空容器内に有機物質のガスが封入されており、該有
機物質のガスの分圧が１×１０^-6Ｐａ以上であり、該有
機物質を含む真空容器内の全圧力が１×１０^-3Ｐａ以下
であり、かつ該有機物質分子の平均滞在時間が、該電子
源の駆動周期よりも短いことを特徴とする。

【００２３】また、上記有機物質のガスの分圧が、１×
１０^-4Ｐａ以上である。また、上記真空容器内に、該有
機物質のガスとともに水素ガスが封入されている。上記
有機物質がＣＨ₄（メタン）、Ｃ₂Ｈ₄（エチレン）、Ｃ₂
Ｈ₂（アセチレン）、Ｃ₄Ｈ₂（ブタジエン）のいずれか
であることを特徴とする。

【００２４】また、基体上に、対向する一対の素子電極
と、該一対の素子電極に接続された導電性膜と、該導電
性膜の一部に形成された電子放出部を有し、さらに該電
子放出部とその近傍に炭素または炭素化合物を主成分と
する被膜を有する電子放出素子を備える電子源と、該電
子源より放出された電子線の照射により画像を形成する
画像形成部材とを、真空容器に内包してなる画像形成装
置の製造方法であって、前記電子放出部を形成するフォ
ーミング工程と、前記真空容器内に有機物質のガスを導
入し、前記電子放出素子にパルス電圧を印加して、電子
放出部及びその近傍に炭素または炭素化合物を主成分と
する被膜を堆積させる活性化工程と、前記活性化工程終
了後に、真空容器内の有機物質を除去する安定化工程
と、電子放出素子の駆動周期より短い平均滞在時間を有
する有機物質、あるいは該有機物質と水素ガスの混合ガ
スを真空容器内に導入するガス導入工程とを有する事を
特徴とする。

【００２５】また、上記画像形成装置の製造方法におい
て、前記安定化工程は、素子の駆動周期より長い平均滞
在時間を有する有機物質の分圧が１．０×１０^-6Ｐａ未
満となるようにする。また、上記安定化工程において、
真空容器内の圧力が１．０×１０^-6Ｐａ未満となるよう
にすることを特徴とする。さらに、上記活性化工程にお
いて真空容器内に導入する有機物質が、上記ガス導入工
程において導入する有機物質と同一の物質であることを
特徴とする。上記電子放出素子の駆動周期より短い平均
滞在時間を有する有機物質がＣＨ₄（メタン）、Ｃ₂Ｈ₄
（エチレン）、Ｃ₂Ｈ₂（アセチレン）、Ｃ₄Ｈ₂（ブタジ
エン）のいずれかであることを特徴とする。

【００２６】

【発明の実施の形態】前述した電子放出素子の特性の劣
化を防ぐためには、上記炭素を主成分とする被膜が失わ
れるのに見合う新たな堆積を起こさせるために、その元
となる有機物質を画像形成装置の真空容器内に導入する
事が考えられるが、前述のように有機物質が電子放出素
子の周囲に残留していると電子放出特性に様々な不都合
が現れる。そこで、本発明は、このような不都合な特性
を生ずることなく、駆動により失われる炭素を主成分と
する被膜を補充し、電子放出特性の劣化を抑制し、寿命
のより一層の向上をうることのできる方法を見いだすこ
とでなされた。以下に本発明について、詳述する。

【００２７】本発明者は、画像形成装置の真空容器（該
容器内部にはガスを封入するため、厳密には「真空容
器」とは言えないが、以下では便宜上「真空容器」と呼
ぶ）内に残留する有機物質を十分除去した後、平均滞在
時間の短い有機物質のガスを真空容器内に封入すること
により目的を達成することができることを見いだした。

【００２８】また、上記の短い平均滞在時間を有する有
機物質のガスに水素ガスを混合したガスを用いると、リ
ーク電流の発生を効果的に防止しうる等の効果があり、
さらに好ましいことを見いだした。

【００２９】ここで、平均滞在時間とは、分子が上記の
真空容器の内壁や、基板などの表面に一旦吸着してから
離脱するまでの平均の時間である。これは分子の質量
や、分極の有無などの条件により影響され、厳密には吸
着する相手にも依存する。気体分子の、固体表面への吸
着には、物理吸着と化学吸着とがあるが、ここで着目す
るのは主に物理吸着である。化学吸着の吸着エネルギー
は極めて大きく、一旦化学吸着された気体分子は容易に
脱離せず、このような吸着を起こしやすい気体は、本発
明で真空容器内に封入するガスとしては適切とは言えな
い。物理吸着の吸着エネルギーをＵとすると、平均滞在
時間τは、

【００３０】

【数１】 により与えられる。ここで、ｋはボルツマン定数、Ｔは
温度である。τ₀は、「頻度因子」などと称される量
で、１０^-13ｓｅｃ．程度の値を有する。

【００３１】気体分子１モルが吸着される際の発熱量Ｅ
は、吸着熱と呼ばれ、上記の吸着エネルギーとは、Ｅ＝
Ｎ_aＵの関係がある。ここで、Ｎ_aはアボガドロ数であ
る。気体分子の吸着熱すなわち吸着エネルギーＵは、厳
密には吸着する相手にも依存するので、完全に一義的に
は決まらないが、通常、気化熱よりやや大きい程度であ
り、いくつかのガスについて、そのとりうる最大値が推
定されている。

【００３２】例えば、「実用真空技術総覧 （Technolo
gy of Vacuum）」（実用真空技術総覧編集委任会編集、
（株）産業技術サービスセンター発行、１９９０年１１
月２６日）ｐ６０の表１．１に示され吸着熱の値は、吸
着エネルギーの値に直すと、 ＣＨ₄ ： ３.４７×１０^-20 （単位はジュール
（Ｊ））、 Ｃ₂Ｈ₄ ： ５.５５×１０^-20、 Ｃ₂Ｈ₂ ： ６.２５×１０^-20、 である。上記（１）式により、絶対温度３００Ｋにおけ
る平均滞在時間τの値を計算すると、 ＣＨ₄ ： ４.３５×１０^-10 ｓｅｃ．、 Ｃ₂Ｈ₄ ： ６.６０×１０^-8 ｓｅｃ．、 Ｃ₂Ｈ₂ ： ３.５７×１０^-7 ｓｅｃ．、 の値が得られる。

【００３３】大きな平均滞在時間τの値を有する気体分
子については、比較的簡単に実験的にこの値を求めるこ
とができる。測定に用いる装置は、図１５に示すよう
な、２つの真空容器１４１，１４２を長さｌ、内側の半
径ｒの細い管１４４で連結したもので、一方にゲートバ
ルブ１４３を設けたものである。真空容器１４１に測定
する気体をいれ、圧力をｐ₀とする。ただし、後述する
様に、ゲートバルブ１４３を開いて管１４４を気体が流
れるときに、粘性流となるほど高い圧力ではいけない。
真空容器１４２の内部は圧力がｐ₀に比べ十分低くなる
ように排気する。真空容器１４２には、圧力計１４５が
取り付けられており、内部の圧力を測定できる。ゲート
バルブ１４３を開くと真空容器１４２内部の圧力ｐは、
時間とともに増加する。その様子は、真空容器１４１内
の圧力がｐ₀から大きく変化しない範囲では、図１６の
様に圧力ｐの変化は、時間とともに、破線で示した直線
に漸近する。この直線が時間軸を切る点の値をｔ＝Ｌと
すると、近似的に、

【００３４】

【数２】 と表すことができる。ここでβは「粗さ係数」であり、
なめらかな内部表面を有する管を用いれば、ほぼ１とお
くことができる。ｓは吸着確率で、管の内壁に衝突した
分子が、弾性散乱されずに吸着される確率を示すが、平
均滞在時間τの大きな分子の場合には、ほとんどの分子
が吸着されるものと思われるので、１と見なして良い。
従って、真空容器１４２の圧力の変化を測定することに
より、平均滞在時間τのおよその値を見積もることがで
きる。なお、この測定法については、富永五郎他「非定
常流法による油分子の平均滞留時間の測定（Ｉ）」（”
A Measurement of Mean Absorption Time of Oil Molec
ules by the Non-StationaryFlow Method (Part I)”）
真空，Vol.6,p320-328,1963 に記載されている。

【００３５】初めに述べたような現象が起こる原因は、
確実にはわかっていないが、以下のような描像によりあ
る程度理解されるであろう。

【００３６】電子放出部５に堆積した上記炭素を主成分
とする被膜は、電子放出に重要な役割を果たす。すなわ
ち、図２（Ｃ）に模式的に示すように、導電性膜４に形
成された亀裂周辺に炭素を主成分とする被膜が堆積する
ことにより、該堆積物６による亀裂（fissure）が形成
される。良好な電子放出を生ずるためには、この亀裂が
ある程度狭いことが必要であると考えられる。

【００３７】この部分には電子放出素子を駆動する際、
強い電界がかかったり、電流が流れることによりジュー
ル熱が発生し、これにより炭素を主成分とする被膜が蒸
発し、徐々に失われる。

【００３８】また、真空容器内に残留する気体の分子が
電子放出素子から放出された電子と衝突することにより
イオン化され、これにより上記の炭素を主成分とする被
膜がスパッタされることなどによっても上記被膜が失わ
れ、これらの作用により、上述の亀裂が広がって電子放
出量が低下する。その一方、真空容器内に封入した有機
物質分子が吸着し、電子放出部５の近傍ではこれに電子
放出に伴うエネルギーが与えられることにより、炭素を
主成分とする膜の堆積が進行し、電子放出量が増加す
る。

【００３９】上記の両方の過程が同時に生じ、両者がバ
ランスしていれば上記炭素を主成分とする被膜は失われ
ず、劣化は生じず、安定した特性が得られることにな
る。なお、両者のバランスが完全にとれて特性が全く時
間的に変化しないことが最も好ましいが、多少の変化が
あっても、実用上問題のない範囲であれは良い。このよ
うな状況を作り出すことは、一見安定化の処理を行う前
の状態に戻すようにも思えるが、平均滞在時間τの短い
有機物質を用いることにより、安定化処理により得られ
た特性を維持することができる。

【００４０】平均滞在時間τの影響は次のようなものと
推定している。

【００４１】電子放出素子の電気特性の変化が、電子放
出部４周辺に形成された、炭素を主成分とする被膜の変
化に関連していることは上述の通りであるが、それだけ
ではなく、被膜にならないまでも電子放出部５付近に吸
着している有機物質分子の状態によっても影響を受ける
ものと思われる。すなわち、電子放出部５付近に有機物
質分子が吸着することにより上記の電子放出部５の亀裂
幅が実効的にさらに狭まったり、場合によっては部分的
な電流流路が形成されることにより、素子電流Ｉｆが大
きくなる。

【００４２】電子放出素子の駆動を、パルス電圧を印加
することにより行う場合、パルスが印加されることによ
り、吸着した有機分子の一部が電界やジュール熱のため
脱離する（このときに有機物質分子の他の一部には、炭
素を主成分とする被膜に変化する部分もある）。その一
方、パルスの休止期間中には周囲の気相から有機分子が
飛来し、吸着する。このバランスにより、電気特性が決
まるものと考えられよう。

【００４３】一定の間隔でパルス電圧が印加され、素子
が一定の電気特性を示しているときに、パルス印加が一
時停止した場合を考えよう。有機分子の平均滞在時間
が、上記のパルス間隔より長い場合には、パルス印加が
停止している間に、有機物質分子の吸着量が増え、次に
パルス印加を再開したときには、素子電流Ｉｆが一時的
に増加する。放出電流Ｉｅも影響を受けて変化する。実
際の画像形成装置では、ある画素が一定期間暗くなり、
次に明るくなるときには通常の輝度と異なってしまうこ
ととなり、好ましくない。一方、有機物質分子の平均滞
在時間τがパルス間隔よりも短ければ、通常の間隔でパ
ルスが印加されるとき、有機物質分子の吸着量は平衡に
達しており、これ以上パルスの印加間隔がのびても、有
機物質分子の吸着量は変化しないので、そのような現象
は起こらず、画像形成装置として好ましい。

【００４４】駆動パルスのパルス幅により、放出電流が
変化するという現象も、パルス幅の変化により、パルス
の休止時間も変化することが理由であろうと思われる。
従って、本発明によりこの問題が解決されるのは、上述
と同様の作用によるものであろう。

【００４５】パルス間隔は、実際の装置においては素子
の駆動周期である。従って、有機物質の平均滞在時間τ
は、駆動周期よりも短いことが必要となる。

【００４６】駆動パルスの電圧により、電気特性が変化
するのは、電子放出部付近に吸着している有機物質分子
の量が、駆動パルスの電圧により、変化することが主な
要因と考えられる。例えば、有機物質分子が電界により
離脱する過程を考えると、有機物質分子の吸着量が増
え、上記亀裂の実効的な幅が狭くなると、有機物質分子
に作用する電界が強くなり、電界による離脱が多くな
る。離脱する量が吸着する量と釣り合ったところで素子
の特性が一旦落ちつく。次いで、パルス電圧の波高値を
下げると、電界による脱離量が減るので、上記亀裂の幅
がもっと狭くなるまで、有機物質分子の吸着量が増え、
やがて釣り合う。電界による脱離だけでなく、ジュール
熱による脱離についても同様に考えることができる。一
方、平均滞在時間τの短い有機物質分子の場合には、本
発明の有機物質分圧程度の雰囲気中では、平均滞在時間
の短さのため、吸着量そのものが比較的少なく、吸着量
が多少変化しても、電気特性に重大な影響を及ぼさない
と考えられる。

【００４７】いずれにしても封入する有機物質を平均滞
在時間τに着目して選ぶことにより、雰囲気中に有機物
質を有しながら、素子電流Ｉｆと素子電圧Ｖｆの関係
が、測定の際の素子電圧の掃引速度や測定中に印加する
電圧の最大値（ただし、通常駆動の際に印加する電圧を
超えない範囲）に依存しない、素子電圧Ｖｆに対して素
子電流Ｉｆが一義的に決まるＭＩ特性を示すようにな
り、上記のような問題、駆動の休止直後における放出電
流の一時的な増加、放出電流のパルス幅への依存、電気
特性がパルス電圧による変化、を生じず、かつ駆動に伴
う電子放出量の劣化を抑制することが可能であることが
見いだされた。

【００４８】上記の特性は図２１に模式的に示すような
ものであり、素子電流Ｉｆは素子電圧Ｖｆに対して、閾
値Ｖ'thを持ち、素子電圧ＶｆがV'th以下の場合にはＩ
ｆは実質的に０であり、Ｖ'th以上では、Ｖｆに対して
単調増加となる。この特性は、測定の際の印加電圧が駆
動時に印加する電圧を超えない範囲において一義的に定
まる。このとき、放出電流Ｉｅも閾値Ｖthを持つ単調増
加の特性を示し、この特性も一義的に定まるものであ
る。素子電流Ｉｆと放出電流Ｉｅの大きさは非常に異な
るため、それぞれ任意単位で示したある。なお、いずれ
もリニアスケールである。封入する有機物質の分圧は、
あまり小さすぎると、炭素を主体とする被膜を堆積させ
る効果が不十分となる。一方、有機物質のガスを含む、
真空容器内のガスの全圧が大きすぎると、容器内部で放
電を生ずる恐れがあるため、上限がある。検討の結果、
有機物質のガスの分圧は１×１０^-6Ｐａ以上であること
を要する。また、放電を生じないための圧力は、装置の
構造やガスの種類にも依存するが、後述する実施例のよ
うな、実際の平板状画像形成装置の構造において、好ま
しい画像が形成できるように数ｋＶのアノード電圧を印
加したときに放電を生じないためには、容器内の全圧力
の上限は１×１０^-3Ｐａ程度とすべきであることがわか
った。

【００４９】なお、安定化処理が不十分で、平均滞在時
間τの長い有機物質が残留した状態で、新たに平均滞在
時間τの短い有機物質ガスを封入した場合には、上述の
問題が解決されないことは当然である。従って、安定化
処理により一旦十分に有機物質を取り除くことは本発明
にとって不可欠である。該平均滞在時間τの長い有機物
質とは、活性化処理の際導入した物質だけでなく、意図
せずに真空容器内部に吸着しているもの、排気装置から
拡散したものも含む。従って、これらを考慮して安定化
処理を厳重に行わなくてはならない。

【００５０】安定化処理により、上記平均滞在時間τの
長い有機物質の分圧は、前記特開平７−２３５２７５号
公報に記載された範囲、すなわち１.３×１０^-6Ｐａ以
下の分圧に抑えなくてはならない。また、最終的に製造
された画像形成装置の真空容器内の雰囲気も、平均滞在
時間τの長い有機物質の分圧について同様の条件を満た
すべきである。

【００５１】真空容器内に上記有機物質のガスと同時に
水素ガスを混合することの効果は、次のように考えられ
る。水素のラジカルは電子放出部に形成された炭素を主
成分とする被膜をエッチングする働きを有するものと思
われるが、元々メタンなどの有機物質はその分子内に水
素原子を含んでおり、分子内の結合が切れると水素ラジ
カルが発生し、これにより上記被膜がエッチングされ
る。特に分子の重合が不十分であることなどのため、安
定性の低い部分は、速やかにエッチングされる。この結
果、炭素を主成分とする被膜の内、電子放出にあまり寄
与せず、リーク電流の径路となっている部分（その部分
は素子の駆動により与えられるエネルギーが小さいた
め、炭化があまり進んでおらずエッチングされやすいと
思われるので）が、優先的に除去されて電子放出効率を
向上させる効果が期待される。

【００５２】例えばメタンの場合、分子式はＣＨ₄であ
り、このうち一つの水素の結合が切れて水素ラジカルが
発生するとすると、ＣとＨラジカルの量は１：１とな
る。尤も、実際には全てのメタン分子がこのように水素
ラジカルを放出するわけではなく、これはあくまでも単
純化した議論である。メタン以外の例えばエタン、エチ
レンやアセチレンなどでは、１分子あたりの炭素原子の
数はメタンより多く、発生する水素ラジカルに対し炭素
原子の数が多く、上述したエッチングの効果は小さくな
ると想像される。水素ガスを混合するのは、有機物質に
含まれる炭素原子数に対し水素ラジカルの数を増やし、
エッチング効果をより大きくしようとするものである。
ただし、水素１分子の結合が切れると水素ラジカル２個
を発生させるが、水素分子Ｈ₂の結合は強いので結合は
切れにくく、有機物質と比べて水素ラジカルを発生させ
る割合は低いであろう。従って、導入した水素の量がそ
のまま水素ラジカルの量の増加となるのではなく、効果
が現れるためには、ある程度の量の水素を導入すること
が必要である。以下に好ましい実施形態を挙げ本発明を
更に詳述する。

【００５３】本発明で用いる電子放出素子、例えば、表
面伝導型電子放出素子は、図２（Ａ），（Ｂ）および
（Ｃ）に模式的に示したもので、この電子放出素子を基
板上に多数形成して電子源として用いる。

【００５４】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はしご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。

【００５５】先ず、単純マトリクス配置の電子源を用い
た画像形成装置の製造方法について説明する。図３に単
純マトリクス配置の電子源の構成を模式的に示す。図３
において、３１は基板、３２はＸ方向配線、３３はＹ方
向配線である。３４は表面伝導型電子放出素子、３５は
結線である。

【００５６】ｍ本のＸ方向配線３２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、巾は、適宜設計される。Ｙ
方向配線３３は，Ｄｙ１，Ｄｙ２，，，Ｄｙｎのｎ本の
配線よりなり，Ｘ方向配線３２と同様に形成される。こ
れらｍ本のＸ方向配線３２とｎ本のＹ方向配線３３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）。

【００５７】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３２を形成した基板３１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３２とＹ方向配線３３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３２とＹ方向配線３３は，それぞれ外部端子として引
き出されている。

【００５８】表面伝導型放出素子３４を構成する一対の
電極（不図示）は、ｍ本のＸ方向配線３２とｎ本のＹ方
向配線３３と導電性金属等からなる結線３５によって電
気的に接続されている。

【００５９】配線３２と配線３３を構成する材料、結線
３５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、またそれぞれ異なってもよい。これら材料は、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。

【００６０】Ｘ方向配線３２には、Ｘ方向に配列した表
面伝導型放出素子３４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３３には、Ｙ方向に配列した表面伝導型
放出素子３４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。

【００６１】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４と図５及び
図６を用いて説明する。図４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５は、図４の画像形
成装置に使用される蛍光膜の模式図である。

【００６２】図４において、３１は電子放出素子３４を
複数配した基板、４１は基板３１を固定したリアプレー
ト、４６はガラス基板４３の内面に蛍光膜４４とメタル
バック４５等が形成されたフェースプレートである。４
２は、支持枠であり、該支持枠４２には、リアプレート
４１、フェースプレート４６が低融点のフリットガラス
などを用いて、接合される。また、３２、３３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。

【００６３】真空容器４７は、上述の如く、フェースー
プレート４６、支持枠４２、リアプレート４１で構成さ
れる。リアプレート４１は主に基板３１の強度を補強す
る目的で設けられるため、基板３１自体で十分な強度を
持つ場合は別体のリアプレート４１は不要とすることが
できる。即ち、基板３１に直接支持枠４２を封着し、フ
ェースプレート４６、支持枠４２及び基板３１で真空容
器４７を構成しても良い。一方、フェースープレート４
６、リアプレート４１間に、スペーサーとよばれる不図
示の支持体を設置することにより、大気圧に対して十分
な強度をもつ真空容器４７を構成することもできる。

【００６４】図５は、蛍光膜を示す模式図である。蛍光
膜４４は、モノクロームの場合は蛍光体のみから構成す
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（Ａ）あるいはブラックマ
トリクス（ｂ）などと呼ばれる黒色導電材５１と蛍光体
５２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５２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４４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。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
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。

【００６５】ガラス基板５３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、印刷法等
が採用できる。蛍光膜４４の内面側には、通常メタルバ
ック４５が設けられる。メタルバック４５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４６側へ鏡面反射させ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、真空容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４５は、蛍光膜作成後、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
とで作成できる。

【００６６】フェースプレート４６には、更に蛍光膜４
４の導電性を高めるため、蛍光膜４４の外面側に透明電
極を設けてもよい。

【００６７】前述の封着を行う際には、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。図４に示した画像形
成装置の製造方法の一例を以下に説明する。

【００６８】図６はこの工程に用いる装置の概要を示す
模式図である。画像形成装置６１は、排気管６２を介し
て真空チャンバー６３に連結され、さらにゲートバルブ
６４を介して排気装置６５に接続されている。真空チャ
ンバー６３には、内部の圧力及び雰囲気中の各成分の分
圧を測定するために、圧力計６６、四重極質量分析器
（Q-mass）６７等が取り付けられている。画像表示装置
６１の真空容器４７内部の圧力などを直接測定すること
は困難であるため、該真空チャンバー６３内の圧力など
を測定し、処理条件を制御する。

【００６９】真空チャンバー６３には、さらに必要なガ
スを真空チャンバー内に導入して雰囲気を制御するた
め、ガス導入ライン６８が接続されている。該ガス導入
ライン６８の他端には導入物質源６１０が接続されてお
り、導入物質がアンプルやボンベなどに入れて貯蔵され
ている。ガス導入ラインの途中には、導入物質を導入す
るレートを制御するための導入制御手段６９が設けられ
ている。該導入量制御手段６９としては具体的には、ス
ローリークバルブなど逃す流量を制御可能なバルブや、
マスフローコントローラーなどが、導入物質の種類に応
じて、それぞれ使用が可能である。

【００７０】図６の装置により、真空容器４７の内部を
排気し、フォーミングを行う。この際、例えば図７に示
すように、Ｙ方向配線３３を共通電極７１に接続し、Ｘ
方向配線３２の内の一つに接続された素子に電源７２に
よって、同時に電圧パルスを印加して、フォーミングを
行うことができる。

【００７１】また、複数のＸ方向配線に、位相をずらせ
たパルスを順次印加（スクロール）することにより、複
数のＸ方向配線に接続された素子をまとめてフォーミン
グする事も可能である。図中、７３は電流測定用抵抗
を、７４は電流測定用のオシロスコープを示す。これら
により、印加する電流・電圧波形を観測できる。

【００７２】フォーミング終了後、活性化工程を行う。
図６に示すように、真空容器４７内は、十分に排気した
後有機物質がガス導入ライン６８から導入される。この
工程で用いる有機物質としては、平均滞在時間のあまり
長いものは不適切である。後述するように安定化工程に
おいて、有機物質は十分に除去されなければならない
が、平均滞在時間τが長すぎると除去するのが極めて困
難になる。好ましく用いることのできる有機物質として
は、例えば、メタン、エタン、エチレン、アセチレン、
プロピレン、ブタジエン、ｎ−ヘキサン、ベンゼン、ニ
トロベンゼン、トルエン、ｏ−キシレン、ベンゾニトリ
ル、クロロエチレン、トリクロロエチレン、メタノー
ル、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコー
ル、アセトン等を挙げることができる。この中でも、特
に後述するガス導入工程で導入される有機物質と同じも
のを用いれば、これが最後に残留して悪影響を与える心
配がなく、また、平均滞在時間τも短いので真空容器内
から除去するのも比較的容易であるため、好ましい。ま
た、必要に応じて有機物質以外の物質も導入される場合
がある。

【００７３】この様にして形成した、有機物質を含む雰
囲気中で、各電子放出素子に電圧を印加することによ
り、炭素炭素を主成分とする被膜が電子放出部に堆積
し、電子放出量がドラスティックに上昇する。このとき
の電圧の印加方法は、上記フォーミングの場合と同様の
結線により、一つの方向配線につながった素子に、同時
に電圧パルスを印加すればよい。

【００７４】活性化工程終了後は、個別素子の場合と同
様に、安定化工程を行う。真空容器４７を加熱して、８
０〜２５０℃に保持しながら、イオンポンプ、ソープシ
ョンポンプなどのオイルフリーの排気装置６５によりの
排気管６２を通じて排気し、有機物質の十分少ない雰囲
気にする。この工程で、平均滞在時間τの長い有機物質
が十分に排気されずに残留すると、電子放出素子の特性
の先述したような不安定性を引き起こし、本発明の目的
を達することができなくなる。それ故、上記有機物質の
分圧を１.０×１０^-6Ｐａ未満とすることが必要とな
る。

【００７５】また、水もｍｓｅｃ．オーダーの比較的長
い平均滞在時間τを持つため、十分に排気するには時間
がかかる場合がある。真空容器内を排気して圧力を下げ
てゆく途中、１０^-3〜１０^-6Ｐａ付近では、水が残留気
体の主要成分となることが多い。このような残留気体が
残った状態で、後述のガス導入工程で有機物質ガスある
いは有機物質と水素の混合ガスを所望の圧力になるよう
導入しようとする場合、導入量を適切に制御することが
難しくなる。従ってこの工程では上述の平均滞在時間τ
の長い有機物の分圧のみでなく、真空容器内の圧力自体
を１.０×１０^{- 6}Ｐａ未満となるように十分排気するこ
とがより望ましい。

【００７６】この後適当な有機物質のガス、あるいは有
機物質と水素の混合ガスを導入するガス導入工程を行
い、排気管をバーナーで熱して溶解させて封じきる。真
空容器４７の封止後の雰囲気を維持するために、ゲッタ
ー処理を行うこともできる。このゲッター処理は、真空
容器４７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、真空容器４
７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、封止
後に真空容器の壁面などから放出された水や酸素などを
除去し、真空容器４７内の雰囲気を維持するものであ
る。

【００７７】次に、はしご型配置の電子源及び画像形成
装置について図８及び図９を用いて説明する。

【００７８】図８は、はしご型配置の電子源の一例を示
す模式図である。図８において、８１は基板、８２は電
子放出素子である。８３、Ｄｘ１〜Ｄｘ１０は、電子放
出素子８２を接続するための共通配線である。電子放出
素子８２は、基板８１上に、Ｘ方向に並列に複数個配さ
れている（これを素子行と呼ぶ）。この素子行が複数個
配されて、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、電子放出しきい値以上の電圧を、電子ビー
ムを放出しない素子行には、電子放出しきい値以下の電
圧を印加する。各素子行間の共通配線Ｄｘ２〜Ｄｘ９
は、例えばＤｘ２、Ｄｘ３を同一配線とし、Ｄｘ１、Ｄ
ｘ４を個別に駆動することもできる。

【００７９】図９は、はしご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。リアプレート、フェースプレート等は図４と同様で
ある。図９において、９１はグリッド電極、９２は電子
が通過するため空孔、９３はＤｏｘ１，Ｄｏｘ
２，．．．Ｄｏｘｍよりなる容器外端子である。９４
は、グリッド電極９１と接続されたＧ１，Ｇ
２，．．．．Ｇｎからなる容器外端子、９５は基板であ
る。図９においては、図４、図８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４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、基板８
１とフェースプレート４６の間にグリッド電極９１を備
えているか否かである。

【００８０】図９においては、基板８１とフェ−スプレ
−ト４６の間には、グリッド電極９１が設けられてい
る。グリッド電極９１は、表面伝導型放出素子から放出
された電子ビ−ムを変調するためのものであり、はしご
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−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９２が設けられている。グリッドの形
状や設置位置は図９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、グリッドを表面伝導型放出素子の周
囲や近傍に設けることもできる。

【００８１】容器外端子９３およびグリッド容器外端子
９４は、不図示の制御回路と電気的に接続されている。

【００８２】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）してい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−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。

【００８３】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。

【００８４】通常のテレビジョン（ＮＴＳＣ，ＰＡＬ
等）における駆動周波数は、垂直同期信号約３３msecの
駆動周期に対応して、３０Ｈｚ，また、コンピュータ端
末における駆動周波数は、約１６.７msecの駆動周期に
対応して約６０Ｈｚである。パルス幅による変調、パル
ス波高値による変調により、輝度階調を表現する場合に
は、上述の通り真空容器内の有機物質ガスが上記各駆動
周期よりも短い平均滞在期間を有するものであること
が、テレビジョンやコンピュータ端末用ディスプレイに
とって有効である。

【００８５】なお、一定のパルス波高値と一定の短いパ
ルス幅のパルス電圧を一定時間内に印加する回数を変調
することにより輝度階調を表現することも可能である。
この場合には駆動周期は例えばμｓｅｃ．程度と極めて
短くなることもあり得るが、メタン、エチレン、アセチ
レンの平均滞在時間は前述のように十分短いので、この
ような場合にも本発明は実現可能である。

【００８６】以下、より具体的な実施例に基づいて本発
明をさらに詳細に説明する。

【００８７】

【実施例】

［実施例１］本実施例は、多数の表面伝導型電子放出素
子を単純マトリクス配置した電子源の例である。

【００８８】電子源の一部の平面図を、図１０に示す。
また図中のＡ−Ａに沿った断面図を図１１に、製造手順
を図１２，図１３に示す。ここで、１は基板、１０２は
Ｘ方向配線、１０３はＹ方向配線（上配線とも呼ぶ）、
２、３は素子電極、４は電子放出部を含む薄膜、１０４
は層間絶縁層、１０５は素子電極２と下配線１０２の電
気的接続のためのコンタクトホールである。

【００８９】次に製造方法を図１２を使って工程順に従
って具体的に説明する。なお、各工程（Ａ）〜（Ｈ）
は、図１２のＡ〜（Ｄ），図１３の（Ｅ）〜（Ｈ）に対
応する。

【００９０】（工程Ａ）清浄化した青板ガラス上に厚さ
０.５μｍのシリコン酸化膜をスパッタ法で形成した基
板１上に、真空蒸着法により、厚さ５ｎｍのＣｒ、厚さ
６００ｎｍのＡｕを順次積層した後、ホトレジスト（Ａ
Ｚ１３７０・ヘキスト社製）をスピンナーにより回転塗
布し、ベークした後、ホトマスク像を露光、現像して、
下配線１０２を形成し、Ａｕ／Ｃｒ堆積膜をウェットエ
ッチングして所望の形状の下配線１０２を形成した。

【００９１】（工程Ｂ）次に厚さ１.０μｍのシリコン
酸化膜からなる、層間絶縁層１０４をＲＦスパッタ法に
より堆積した。

【００９２】（工程Ｃ）工程Ｂで堆積したシリコン酸化
膜にコンタクトホール１０５を形成するためのホトレジ
ストパターンを作り、これをマスクとした層間絶縁層１
０４をエッチングしてコンタクトホール１０５を形成し
た。エッチングはＣＦ₄とＨ₂ガスを用いたＲＩＥ（Reac
tive Ion Etching）法によった。

【００９３】（工程Ｄ）その後、素子電極２，３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）で形成
し、真空蒸着法により、厚さ５ｎｍのＴｉ、厚さ１００
ｎｍ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３μｍ、幅３００μｍの素子電極２、３を形
成した。

【００９４】（工程Ｅ）素子電極２、３の上に上配線１
０３のホトレジストパターンを形成した後、厚さ５ｎｍ
のＴｉ、厚さ５００ｎｍ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な部分を除去して、所望の
形状の上配線１０３を形成した。

【００９５】（工程Ｆ）次に、膜厚３０ｎｍのＣｒ膜１
０６を真空蒸着により堆積、導電性膜４の形状の開口部
を有するようにパターニングし、その上にＰｄアミン錯
体溶液（ｃｃｐ４２３０）をスピンナーにより回転塗布
し、３００℃で、１２分間の加熱焼成処理を施してＰｄ
Ｏ微粒子よりなる導電性膜１０７を形成した。この膜の
膜厚は７０ｎｍであった。

【００９６】（工程Ｇ）Ｃｒ膜１０６をエッチャントを
用いて、ウェットエッチングしてＰｄＯ微粒子よりなる
導電性膜１０７の不要部分とともに除去し、所望の形状
の導電性膜４を形成した。抵抗値はＲｓ＝４×１０⁴Ω
／□程度であった。

【００９７】（工程Ｈ）コンタクトホール１０４部分以
外にレジストパターンを形成し、真空蒸着により厚さ５
ｎｍのＴｉ、厚さ５００ｎｍのＡｕを順次堆積した。リ
フトオフにより不要な部分を除去することにより、コン
タクトホールを埋め込んだ。

【００９８】この様にして作成した電子源を用いて画像
形成装置を構成した。図４に示すように、基板３１をリ
アプレート４１上に固定した後、基板３１の５ｍｍ上方
に、フェースプレート４６（ガラス基板４３の内面に蛍
光膜４４とメタルバック４５が形成されて構成される）
を支持枠４２を介し配置し、フェースプレート４６、支
持枠４２、リアプレート４１の接合部にフリットガラス
を塗布し、大気中で４００℃で、１０分焼成することで
封着した。またリアプレート４１への基板３１の固定も
フリットガラスで行った。基板３１とフェースプレート
４１の間隔は５ｍｍとした。

【００９９】蛍光膜４４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４４を作製した。ブ
ラックストライプの材料として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。ガラス基板４３に蛍
光体を塗布する方法はスラリー法を用いた。

【０１００】また、蛍光膜４４の内面側にはメタルバッ
ク４５が設けられる。メタルバック４５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。

【０１０１】フェースプレート４６には、更に蛍光膜４
４の導電性を高めるため、蛍光膜４４の外面側に透明電
極が設けられる場合もあるが、本実施例では、メタルバ
ック４５のみで十分な導電性が得られたので省略した。

【０１０２】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはいけないた
め、十分な位置合わせを行った。

【０１０３】以上のようにして形成した画像形成装置
を、図６に示すように真空装置に接続して排気し、圧力
を１０^-4Ｐａ程度とした後、図７に示すように、Ｙ方向
配線３３を共通電極７１に接続し、Ｘ方向に１ライン毎
にフォーミング処理を行う。この処理に用いたパルス電
圧は、パルス幅１ｍｓｅｃ．、パルス間隔１０ｍｓｅ
ｃ．の三角波パルスで、パルス波高値が漸増するもので
ある。

【０１０４】すべてのラインについてフォーミング工程
を行った後、活性化工程を行う。真空容器内にｎ−ヘキ
サンを導入し圧力を２.７×１０^-2Ｐａとし、フォーミ
ング処理と同様にパルス電圧を印加し、活性化工程を行
った。ただしパルス波高値は１５Ｖの一定値とした。

【０１０５】活性化工程終了後、安定化処理を行った。
図１４は図６の画像表示装置６１の部分を拡大表示又は
安定化処理のため別個設置した概略断面図であり、リア
プレート４１，基板３１，電子放出素子３４，ガラス基
板４３，蛍光膜４４，メタルバック４５，フェースプレ
ート４６，支持枠４２とからなる画像形成装置と、画像
形成装置の上下方向にヒーター１３１が備えられ、支持
枠４２に排気管１３２が予め穿たれている。図１４に模
式的に示すように、真空容器をヒーター１３１間に挟ん
で加熱しながら排気し、圧力を１×１０^-8Ｐａまで低下
させた。

【０１０６】排気管１３２のすぐ後方に四重極質量（Q-
mass）分析装置を接続し、残留ガスを調べたところ、ｎ
−ヘキサンは観測されず、真空容器内から十分除去され
たことを確かめた。つづいて、ガス導入工程を行う。真
空容器内に、メタンを導入し、圧力を２×１０^-4Ｐａと
した。なお、図１４では、図を簡単にするため配線は省
略している。

【０１０７】この後、表示機能が正常に働き、特性が安
定していることを確認してから排気管１３２をガスバー
ナーで熱することで溶着し、封じ切り、高周波加熱によ
り不図示のゲッタを加熱してゲッタ処理を行った。

【０１０８】［比較例１］実施例１と同様な工程によ
り、活性化処理までを行い、その後真空容器内を排気し
て安定化処理を行った後、メタンの導入を行わずに排気
管を封じ切り、高周波加熱によりゲッタ（不図示）を加
熱してゲッタ処理を行った。

【０１０９】［比較例２］実施例１と同様な工程によ
り、活性化工程までを行い、その後真空容器内を排気し
て安定化処理を行った後、ガス導入工程でメタンの代わ
りにエチレングリコール（ＨＯＣＨ₂ＣＨ₂ＯＨ）を導入
した。

【０１１０】なお、先に述べたようにメタンの平均滞在
時間τは、高々ｎｓｅｃ．オーダーの値と考えられるの
に対し、先に述べた方法により測定したエチレングリコ
ールの平均滞在時間τは、数十ｍｓｅｃ．ないしそれ以
上である。

【０１１１】上記実施例１及び比較例１，２を、駆動周
波数６０Ｈｚで画面を発光させた。従って、駆動周期は
１６.７ｍｓｅｃ．であり、メタンの平均滞在時間τは
これよりも遥かに短く、エチレングリコールのそれはや
や長い。なお、メタルバックの電位は１ｋＶとし、放出
電流値の測定を行った。

【０１１２】図１８は、実施例１と比較例２についての
測定で、パルス電圧の印加を１０秒間中断した後、再び
印加を開始した際の放出電流の変化を測定した結果を模
式的に示したものである。図中（ａ）で示した比較例２
ではパルス印加の再会直後、Ｉｅの値が大きくなり、時
間がたつと元に戻っているのに対し、図中（ｂ）で示し
た実施例１では、パルス印加の中断の影響は見られな
い。これは、エチレングリコールの平均滞在時間が、上
記のように通常のパルス間隔よりも長いために、パルス
を停止している間に吸着が進み、パルス印加再開後に大
きな放出電流が生ずるものと思われる。

【０１１３】この現象は、実際に画像を表示した場合
に、ある画素が黒い状態がつづいた後、画像が変わっ
て、蛍光膜が発光したとき、所望の明るさよりも明るく
なってしまうという状態に相当し、望ましくないもので
ある。

【０１１４】この後、上記の画像形成装置において、Ｘ
方向の１行を選びパルスの印加をこの行のみに対して行
い次のような測定を行った。

【０１１５】パルス間隔１６.７ｍｓｅｃ．、波高値１
５Ｖの矩形波パルスを印加し、パルス幅を２〜８ｍｓｅ
ｃ．の間で変化させ、放出電流値を観測した。実施例１
では、パルス幅によらず一定の放出電流値が観測された
のに対し、比較例２ではパルス幅が大きくなると放出電
流値が小さくなるのが観測された。

【０１１６】次にパルス間隔１６.７ｍｓｅｃ．、パル
ス幅３０μｓｅｃ．の三角波パルスを印加し、放出電流
を測定することによりＶｆ−Ｉｆ特性を測定した。波高
値を１５Ｖとして測定した後、波高値を１０Ｖに変更し
て再度測定した。実施例１の画像形成装置では両方の測
定において違いは見られなかったが、比較例２において
は、波高値１０Ｖの測定を開始した後しばらくの間徐々
に素子電流及び放出電流が増加し、電気特性が変化する
のが観測された。

【０１１７】次いで、上記と同じ素子行にＶｆを掃引時
間１０秒で、０Ｖから１５Ｖまで変化させて印加し、電
気特性を測定した。実施例１の装置に対しては、上記の
三角波パルスで測定したのと同じ結果、すなわち図２１
に示すようなＭＩ特性が測定条件の差に関わらず、得ら
れた。比較例２の装置では、Ｉｆ−Ｖｆ電圧特定につい
て、前述のＶＣＮＲ特性が観測された。

【０１１８】［実施例２］及び［比較例３］ 実施例１と同様な工程により、実施例２として後述の図
１のａ〜ｄに示す１×１０^-6Ｐａ〜１×１０^-3Ｐａのメ
タン分圧について作成し、比較例３として導入するメタ
ンの分圧を２×１０^-7Ｐａ未満と、５×１０^-3Ｐａ以上
という画像形成装置を作成した。

【０１１９】［比較例４］実施例１と同様な工程によ
り、ただし導入するメタンの分圧を１×１０^-3Ｐａと
し、さらにヘリウムガスを導入して、真空容器内の全圧
を５×１０^-3Ｐａとした。

【０１２０】上記実施例２，比較例３，４で作成したも
のは、実施例１と同様に放出電流Ｉｅの測定を行い、測
定開始１時間後の値を比較したところ図１のようになっ
た。この結果、好ましいメタンの圧力は１×１０^-6Ｐａ
〜１×１０^-3Ｐａの範囲であることがわかった。

【０１２１】また、実施例１、２及び比較例１，３につ
いて、放出電流Ｉｅの値の時間的な変化を図１に示す。
メタン分圧は、ａ：１×１０^-3Ｐａ、ｂ：１×１０^-4Ｐ
ａ、ｃ：１×１０^-5Ｐａ、ｄ：１×１０^-6Ｐａ、ｅ：２
×１０^-7Ｐａ、ｆはメタンなしである。このうち、ａ〜
ｄは実施例２により、ｅは比較例３により、ｆは比較例
１により作成された画像形成装置によって、測定したも
のである。

【０１２２】一方、比較例３の内、メタンの圧力を５×
１０^-3Ｐａとした装置、およびメタンとヘリウムガスを
導入して全圧を５×１０^-3Ｐａとした比較例４の装置に
ついては、測定のためにメタルバックの電位を上昇させ
る途中、１ｋＶに達する前に放電が発生し、画像表示が
できなくなってしまった。他の装置について、試しにア
ノードの電位を５ｋＶまで上昇させ、動作させたが、放
電は生じなかった。

【０１２３】以上の結果から、図１９に見るように、メ
タンの圧力が１０^-6Ｐａを下回ると放出電流Ｉｅの劣化
が速くなり、従ってメタンの圧力は１０^-6Ｐａ以上が必
要であることがわかる。また、メタンの圧力が１０^-4Ｐ
ａ以上、１×１０^-3Ｐａ以下では劣化がほとんど現れず
特に好ましい。

【０１２４】ただし、全圧が１×１０^-3Ｐａをこえると
放電が発生して、十分にアノード電圧を上昇させること
ができず、好ましくない。

【０１２５】［実施例３］及び［比較例５］ 実施例１と同様の工程により作成し、実施例３及び比較
例５としては区別することなく、メタンを導入する代わ
りに、メタンと水素の混合ガスを導入して、容器内の圧
力を１×１０^-4Ｐａとした。メタンと水素の混合ガス中
のメタンの比率は０.２〜５０％（モル比）の範囲で異
なるものを作成した。この結果から実施例３としてはメ
タンの比率１〜５０％（モル比）の範囲のものとし、比
較例５としては、０.２〜１％（モル比）の範囲のもの
が該当する。

【０１２６】実施例１などと同様にして、放出電流値を
測定した。測定開始１時間後の値を比較したところ、図
２０のようになった（１００％は実施例２の値であ
る）。この図２０により、メタンの比率が１％未満で
は、急激に放出電流Ｉｅが激減することがわかる。

【０１２７】ここで、１％以上のメタンが含まれる場
合、すなわちメタンの分圧が１×１０ ^-6Ｐａ以上の場合
には、放出電流Ｉｅの低下はさほど目立たないが、０.
５％すなわちメタンの分圧が５×１０^-７Ｐａ以下で
は、劣化が目立つようになった。

【０１２８】本実施例においてメタンの比率が５０％
（すなわちメタン分圧が５×１０^-5Ｐａ）のものと、実
施例２において、メタンの導入圧力が５×１０^-5Ｐａの
ものの測定結果を比較した。電子放出効率すなわち、放
出電流Ｉｅと、素子電流Ｉｆの比率、［Ｉｅ／Ｉｆ］を
比較すると、実施例２の場合０.１０％であるのに対
し、実施例３では０.１２％であった。これは、実施例
２では画像形成装置の真空容器内に有機物質ガスを導入
することにより、僅かながら電子放出に寄与しない電流
の経路が形成されたのではないかと推測する。実施例３
では、水素ガスが導入されることにより、雰囲気中の水
素ラジカルの量が増え、これによるエッチング作用の増
大により、電子放出に寄与しない電流の経路が減少し、
電子放出効率の増加をもたらしたのであろう。

【０１２９】［実施例４］及び［比較例６］ メタンの代わりに、二重結合を有するエチレンＣ₂Ｈ₄を
用いて、実施例１、実施例２及び比較例３と同様に画像
形成装置を作成した。実施例４としては、エチレンの分
圧が１×１０^-6Ｐａ〜１×１０^-3Ｐａの範囲とし、比較
例６としては比較例３と同様に、導入するエチレンの分
圧を２×１０^-7Ｐａ未満と、５×１０^-3Ｐａ以上という
画像形成装置を作成した。

【０１３０】エチレンの平均滞在時間は、前述のよう
に、高々数十ｎ〜１００ｎｓｅｃ．程度と思われ、６０
Ｈｚで駆動したときの駆動周期１６.７ｍｓｅｃ．より
も遥かに短い。

【０１３１】同様の測定を行ったところ、ほぼ同様の結
果が得られ、メタンの場合と同様に、エチレンの分圧が
１×１０^-6Ｐａ〜１×１０^-3Ｐａの範囲で効果が認めら
れ、１×１０^-4Ｐａ以上が特に好ましいことがわかっ
た。

【０１３２】［実施例５］メタンの代わりに三重結合を
有するアセチレンＣ₂Ｈ₂を５×１０^-5Ｐａ封入したこと
を除き、実施例１と同様に作成した。アセチレンの平均
滞在時間τは、上述のように高々数百ｎｓｅｃ．〜１μ
ｓｅｃ．程度と思われ、６０Ｈｚで駆動したときの駆動
周期１６.７ｍｓｅｃ．よりも遥かに短い。

【０１３３】測定の結果は実施例１と同様に、劣化を抑
制する効果があった。

【０１３４】［実施例６］メタンの代わりに三重結合を
有するＣ₄Ｈ₂を封入したことを除き、実施例１と同様に
作成した。前述の方法により、平均滞在時間τの測定を
試みたが、上記Ｌの値が小さすぎて有効な測定ができな
かった。これは、平均滞在時間τの値がｍｓｅｃ．オー
ダーよりも小さいためと思われ、従って６０Ｈｚで駆動
したときの駆動周期１６.７ｍｓｅｃ．よりも短いこと
は明らかであった。

【０１３５】測定の結果は実施例１と同様に、劣化を抑
制する効果があった。

【０１３６】［実施例７］実施例１における活性化工程
において、ｎ−ヘキサンの代わりにメタンを導入した。
この活性化時の圧力は１３００Ｐａとした。実施例１と
同じく波高値１５Ｖのパルス電圧を印加した。

【０１３７】活性化工程の後、実施例１と同様に、真空
容器内を排気し、圧力を１×１０^-8Ｐａ以下まで低下さ
せた。本実施例においては、圧力を１×１０^-6Ｐａ以下
に下げるのは、ｎ−ヘキサンを用いて活性化工程を行っ
た場合より、比較的短時間で達成できた。この後、ガス
導入工程を行った。導入したガスはメタンで、圧力は実
施例１及び実施例２に示したものと同じものをそれぞれ
作成した。

【０１３８】放出電流Ｉｅの駆動に伴う変化を、実施例
１、２と同様の条件で測定したところ、ほぼ同様の結果
が得られた。

【０１３９】

【発明の効果】以上説明したように、駆動周期よりも短
い平均滞在時間を有する、有機物質のガスを、画像形成
装置の容器内に封入することにより、電子放出特性の劣
化を抑制し、画像形成装置として用いるのに好ましい特
性、すなわち素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅとも、素子電
圧Ｖｆに対し、上述のように一義的に定まるＭＩ特性、
を維持することができた。有機物質の分圧は、１×１０
^-6Ｐａ以上であり、特に１×１０^-4Ｐａ以上が好まし
く、真空容器内の全圧力は、１×１０^-3Ｐａ以下であ
る。また、上記有機物質のガスとともに、水素を封入す
ることにより、電子放出特性が向上し、一層好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置に関する実施例及び比較
例についての、放出電流量に時間的変化を示し、本発明
の効果を示す図である。

【図２】本発明に用いられる電子放出素子の基本的な構
成を説明するための模式図である。

【図３】本発明に用いられる電子源における配線の方法
の一例（マトリクス配線）を示す模式図である。

【図４】マトリクス配線の電子源を用いた本発明の画像
形成装置の構成の一例を示す模式図（斜視図）である。

【図５】本発明の画像形成装置に用いられる、蛍光膜の
構成を示す模式図である。

【図６】本発明の画像形成装置の製造プロセスにおい
て、活性化工程を行うための装置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製造プロセスにおい
て、マトリクス配線されて電子源の、フォーミング工程
のための配線を示す模式図である。

【図８】本発明に用いられる電子源における配線の別の
一例（はしご型配線）を示す模式図である。

【図９】はしご型配線の電子源を用いた本発明の画像形
成装置の構成の一例を示す模式図（斜視図）である。

【図１０】マトリクス配線の電子源の部分的な構造を示
す模式的平面図である。

【図１１】図１０中のＡ−Ａに沿った断面の構造を示す
模式図である。

【図１２】本発明に用いるマトリクス配線の電子源の製
造プロセスを説明するための模式図である。

【図１３】本発明に用いるマトリクス配線の電子源の製
造プロセスを説明するための模式図である。

【図１４】本発明のが贈形成装置の安定化処理のための
装置を示す模式図である。

【図１５】平均滞在時間を測定する装置の構成を示す模
式図である。

【図１６】図１５の装置により得られた結果から、平均
滞在時間をも止める方法を説明するための図である。

【図１７】本発明のが贈形成装置の製造プロセスにおい
て、フォーミング工程で用いるパルス電圧の波形を説明
するための図である。

【図１８】本発明の実施例の画像形成装置と、比較例の
装置において、駆動パルスの印加を中断した後、再会し
たときの放出電流の変化の違いを示し、本発明の効果を
説明する模式図である。

【図１９】本発明の実施例及び比較例の画像形成装置に
おいて、メタンの圧力と、放出電流値の関係を示し、本
発明の効果を示す図である。

【図２０】水素とメタンの混合ガスを封入した本発明の
実施例及び比較例の画像形成装置において、混合ガス中
のメタンの比率と放出電流値の間系を示し、本発明の効
果を示す図である。

【図２１】本発明の画像形成し装置を構成する電子放出
素子のの素子電圧と素子電流及び放出電流の関係を示す
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 ６ 堆積物 ３１ 基板 ３２ Ｘ方向配線 ３３ Ｙ方向配線 ３４ 表面伝導型電子放出素子 ３５ 結線 ４１ リアプレート ４２ 支持枠 ４３ ガラス基板 ４４ 蛍光膜 ４５ メタルバック ４６ フェースプレート ４７ 真空容器 ５１ 黒色導電材 ５２ 蛍光体 ６１ 画像形成装置 ６２ 排気管 ６３ 真空チャンバー ６４ ゲートバルブ ６５ 排気装置 ６６ 圧力計 ６７ 四重極質量分析器 ６８ ガス導入ライン ６９ 導入制御手段 ７１ 共通電極 ８１ 基板 ８２ 電子放出素子 ８３ 共通配線 ９１ グリッド電極 ９２ 空孔 ９３ 容器外端子 ９４ 容器外端子 ９５ 基板 １０２ Ｘ方向配線 １０３ Ｙ方向配線 １０４ 層間絶縁層 １０５ コンタクトホール １０６ Ｃｒ膜 １０７ 導電性膜 １３１ ヒーター １３２ 排気管 １４１，１４２ 真空容器 １４３ ゲートバルブ １４４ 細い管 １４５ 圧力計 ６１０ 導入物質源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 31/12 H01J 1/30 - 1/316 H01J 29/94

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体上に、対向する一対の素子電極と、
   該一対の素子電極に接続された導電性膜と、該導電性膜
   の一部に形成された電子放出部を有し、さらに該電子放
   出部とその近傍に炭素あるいは炭素化合物を主成分とす
   る被膜を有する電子放出素子を備える電子源と、該電子
   源より放出された電子線の照射により画像を形成する画
   像形成部材とを、真空容器に内包してなる画像形成装置
   において、 該真空容器内に有機物質のガスが封入されており、該有
   機物質のガスの分圧が１×１０^-6Ｐａ以上であり、該有
   機物質を含む真空容器内の全圧力が１×１０^-3Ｐａ以下
   であり、かつ該有機物質分子の平均滞在時間が、該電子
   源の駆動周期よりも短いことを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 上記有機物質のガスの分圧が、１×１０
   ^-4Ｐａ以上である請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 上記真空容器内に、該有機物質のガスと
   ともに水素ガスが封入されている請求項１又は２に記載
   の画像形成装置。
4. 【請求項４】 上記有機物質がＣＨ₄（メタン）、Ｃ₂Ｈ
   ₄（エチレン）、Ｃ₂Ｈ₂（アセチレン）、Ｃ₄Ｈ₂（ブタ
   ジエン）のいずれかであることを特徴とする請求項１乃
   至３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 基体上に、対向する一対の素子電極と、
   該一対の素子電極に接続された導電性膜と、該導電性膜
   の一部に形成された電子放出部を有し、さらに該電子放
   出部とその近傍に炭素または炭素化合物を主成分とする
   被膜を有する電子放出素子を備える電子源と、該電子源
   より放出された電子線の照射により画像を形成する画像
   形成部材とを、真空容器に内包してなる画像形成装置の
   製造方法であって、 前記電子放出部を形成するフォーミング工程と、前記真
   空容器内に有機物質のガスを導入し、前記電子放出素子
   にパルス電圧を印加して、電子放出部及びその近傍に炭
   素または炭素化合物を主成分とする被膜を堆積させる活
   性化工程と、前記活性化工程終了後に、真空容器内の有
   機物質を除去する安定化工程と、電子放出素子の駆動周
   期より短い平均滞在時間を有する有機物質、あるいは該
   有機物質と水素ガスの混合ガスを真空容器内に導入する
   ガス導入工程とを有する事を特徴とする画像形成装置の
   製造方法。
6. 【請求項６】 前記安定化工程において、素子の駆動周
   期より長い平均滞在時間を有する有機物質の分圧が１.
   ０×１０^-6Ｐａ未満となるようにする請求項５に記載の
   画像形成装置の製造方法。
7. 【請求項７】 上記安定化工程において、真空容器内の
   圧力が１．０×１０ ^-6Ｐａ未満となるようにすることを
   特徴とする請求項５に記載の画像形成装置の製造方法。
8. 【請求項８】 上記活性化工程において真空容器内に導
   入する有機物質が、上記ガス導入工程において導入する
   有機物質と同一の物質であることを特徴とする請求項５
   乃至７のいずれかに記載の画像形成装置の製造方法。
9. 【請求項９】 上記電子放出素子の駆動周期より短い平
   均滞在時間を有する有機物質がＣＨ₄（メタン）、Ｃ₂Ｈ
   ₄（エチレン）、Ｃ₂Ｈ₂（アセチレン）、Ｃ₄Ｈ₂（ブタ
   ジエン）のいずれかであることを特徴とする請求項５乃
   至８のいずれかに記載の画像形成装置の製造方法。