CN1402292A

CN1402292A - 电子源及其制造方法

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Publication number: CN1402292A
Application number: CN02127407A
Authority: CN
Inventors: 户岛博彰; 石渡和也; 宇田芳己
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-08-02
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2003-03-12
Anticipated expiration: 2022-07-31
Also published as: US20050062391A1; CN1215517C; US6853117B2; US20030030357A1

Abstract

本发明提供一种电子源及其制造方法。在包含电子发射部件的电子源中，用通过被形成在绝缘体上的开口部分对第一或者第二导体进行连接的第三导体，使电子发射部件与第一或者第二导体连接，其开口部分形成为从第三导体的一端向另一端变窄的形状。本发明避免了第三导体在和第一或者第二导体的连接部分中因第一或者第二导体的热应力受到损伤的现象。

Description

电子源及其制造方法

技术领域

本发明涉及包含配线和与之连接的电子发射部分的电子源的制造方法。

技术背景

以往，作为电子发射元件，已知有热电子源和冷阴极电子源这2种。在冷阴极电子源中，有场致发射型(以下，成为EF)、金属/绝缘层/金属(以下，称为MIM)和表面传导型电子发射元件等。

作为EF型的例子，已知有W.P.Dyke & W.W.Dolan，“Fieldemission”，Advance in Electron Physics，8，89，(1956)等。

作为MIM型的例子，已知有C.A.Mead，“Tunnel-emissionamplifier”，J，Appl.Phys，32，646(1961)等。

作为表面传导型电子发射元件的例子，有M.I.Elinson，RadioEng.Electron Phys.，10，(1956)等。

表面传导型电子发射元件，是在被形成在基板上的小面积的薄膜上，通过使电流与膜面平行地流过，利用产生电子发射的现象的元件。作为该表面传导型电子发射元件，有上述使用Elinson等的SnO₂薄膜的元件，有采用Au薄膜的元件[G.Dittmer：“Thin Solid Films”，9，317(1972)]，有采用In₂O₃/SnO₂薄膜的元件[M.Hartwell andC.G.Fonstad：“IEEE Trans.ED.Conf.”，519，(1975)]，有采用碳薄膜的元件[荒木久他：真空，第26卷，第1号，22页(1983)]等。

作为这些表面传导型电子发射元件的典型的元件构成，图14展示上述M.Hartwell的元件构成。在该图中，901是绝缘性基板，902是电子发射部分形成用薄膜，由以阴极溅镀形成的H型形状的金属氧化物等组成，用后述的被称为成形法的通电处理形成电子发射部分905。

以往，在这些表面传导型电子发射元件中，在进行电子发射前一般是预先用被称为成形法的通电处理把电子发射形成用薄膜902形成电子发射部分905。即，所谓成形，是在上述电子发射部分形成用薄膜902的两端施加电压，局部破坏电子发射部分形成用薄膜，使其变形或者变质，形成设置成电阻高的状态的电子发射部分905。进而，也有电子发射部分905在电子发射部分形成用薄膜902的一部分上发生龟裂，从该龟裂附近进行电子发射的情况。

上述冷阴极电子源，特别是表面传导型电子发射元件，因为构造单纯制造也容易，所以具有可以在大面积上排列形成许多元件的优点。因而，正在研究利用其特征的各种应用。例如，可以列举排列形成多个电子发射元件的电子源基板(电荷束源)，使用该电子源基板的显示装置等的图形形成装置。

作为排列形成有多个电子发射元件的电子基板的构成，有包含多个第一导电层、与之交叉的多个第二导电层、与被配置在这些导体层交叉的各个位置上的两导体层连接的多个电子发射元件的单纯矩阵方式配线的电子源基板。

图12展示把作为冷阴极电子发射元件的表面传导型电子发射元件布局成单纯矩阵方式的以往的电子源基板的构成图(切开第二导体层的一部分展示)。此外，图13A～13E展示该电子源基板的制造方法的工序流程。进而，在图12以及图13A～13E中只展示两导体层的交叉部分附近。

在图12以及图13A～13E中，101是表面传导型电子发射元件，102以及103是元件电极，104是电子发射部分形成用薄膜，105是第一导体，106是层间绝缘膜，107是被设置在层间绝缘层上的穿通图案(导电孔)，108是第二导体层。

在此，在元件102和第二导体层108连接的部分中，为了通过被设置在层间绝缘层106上的穿通图案107以第二导体层108落入的构成形成，大多是增加第二导体层108的膜厚度。进而，即使在实现低电阻矩阵配线时，也存在各导体层的膜厚度变厚的倾向。

一般认为，因为第2导体层108用厚膜材料制作，所以热应力增大，根据不同情况，在和第二导体层108连接的左右非等长的配置中长的元件电极102，因上述厚膜保持的热应力，产生被撕开的现象，存在显著阻碍在上述部分上的电气连接性的情况。

发明内容

本发明的目的在于提高电子发射部件和配线的电气连接的可靠性。

此外，本发明的目的在于提供可以提高使用了电子发射元件的电子源，以及使用了该电子源的图像显示装置的可靠性的制造方法。

本发明的电子源，是包含被配置在基板上的相互交叉的第一导体以及第二导体；被配置在上述第一以及第二导体的下部上的绝缘上述交叉的第一导体和第二导体的绝缘体；电气连接上述第一导体和上述第二导体的电子发射部件的电子源，其特征在于：上述第一或者第二导体和上述电子发射部件的连接，通过被设置在上述绝缘体上的开口部分用第三导体连接，该开口部分，在进行上述第一或者第二导体和上述电子发射部件的连接的该第三导体的一端的区域中其宽度具有从该端向另一端变窄的区域。

根据本发明的电子源的制造方法，在包含被配置在绝缘性基板上的多个第一导体；与该多个第一导体交叉的多个第二导体；分别被配置在上述第一导体的各个和该第二导体的各个交叉的位置上的、与该第一以及第二导体连接的多个冷阴极电子发射元件的被矩阵配线的电子源的制造方法中，其特征在于：包含，

在绝缘性基板上，形成多个电极对的工序；

形成与上述电极对的一方连接的多个第一导体的工序；

形成覆盖上述第一导体的一部分的绝缘体的工序；

在上述绝缘体上，与上述多个第一导体交叉形成多个第二导体的工序；

在上述电极对之间形成电子发射部分的工序，

在形成上述绝缘体的工序中，把用于电气连接上述电极对的另一方和上述第二导体的开口部分，以不是直线横切上述电极对的另一方的形状形成。

本发明的电子源，是包含被配置在基板上的相互交叉的第一导体以及第二导体；被配置在上述第一以及第二导体的下部上的，绝缘上述交叉的第一导体和第二导体的绝缘体；电气连接上述第一导体和上述第二导体的电子发射部分的电子源，其特征在于：上述第一或者第二导体和上述电子发射部件的连接，通过被设置在上述绝缘体上的开口部分用第三导体连接，该开口部分，在进行上述第一或者第二导体和上述电子发射部件的连接的、该第三导体的一端的区域中其宽度具有从该端向另一端变窄的区域。

此外，本发明的电子源，作为更理想的方式包含以下的方式：

上述电子发射部件，被配置在上述基板上的上述第一或者第二导体的占有区域以外的区域上；或者，

上述电子发射部件，在上述基板上配置有多个，用上述第一导体的多个和上述第二导体的多个配置成矩阵；或者，

上述第三导体的一端，在上述开口部分的下部，用被填充在该开口部分内的另外的导体，与上述第一或者第二导体和上述电子发射部件进行电气连接；或者，

上述另外的导体，在上述开口部分内，具有厚度的分布；或者，

上述厚度的分布，是从上述第三导体的一端向另一端变薄的分布；或者，

上述另外的导体，是被填充在上述开口部分内的上述第一或者第二导体。

此外，本发明的电子源的制造方法，在包含被配置在基板上的多个第一导体；与该多个第一导体交叉的多个第二导体；分别被配置在上述第一导体的各个和该第二导体的各个交叉的位置上的、与该第一以及第二导体连接多个冷阴极电子发射元件的、被矩阵配线的电子源的制造方法中，其特征在于：包含，

在绝缘性基板上，形成多个电极对的工序；

形成与上述电极对的一方连接的多个第一导体的工序；

形成覆盖上述第一导体的一部分的绝缘体的工序；

在上述电极对之间形成电子发射部分的工序，

在形成上述绝缘体的工序中，把用于电气连接上述电极对的另一方和上述第二的导体的开口部分，以不是直线横切上述电极对的另一方的形状形成。

本发明的电子源的制造方法，在更理想的方式中，进一步的特征在于包含：

上述电极对的另一方和上述第二导体的电气连接，用被填充在上述开口部分中的上述第二导体进行；或者，

在上述绝缘体的开口部分内，被填充的上述第二导体层的膜厚度分阶段变化，其最厚的部分在30μm以下；或者

形成上述电子发射部分的工序，包含形成电子发射部分形成用薄膜的工序，和对该电子发射部分形成用薄膜实施通电处理的工序。

此外，本发明的图像显示装置，是具备电子源、被配置在与其相对的位置上的、通过电子照射发出可见光的荧光体的图像显示装置，其特征在于：该电子源是上述的电子源。

此外，本发明的图像显示装置的制造方法，是具备电子源、被配置在与其相对的位置上的通过电子照射发出可见光的荧光体的图像显示装置的制造方法，其特征在于：上述电子源用上述方法制造。

如果采用本发明的电子源，或者其制造方法，则可以缓和施加在上述开口部分中的在上述第一或者第二导体和上述电子发射部件进行电气连接的部件上的应力，因而，可以提高电子发射部件和配线的电气连接的可靠性。

此外，如果采用本发明的电子源，或者电子源的制造方法，则特别是在矩阵配线中，可以使和上述电极对的另一方(一般被形成的长)连接的开口部分内的导体的膜厚度分阶段变化，加在与之连接的电极上的应力也同样可以分阶段变化。因此，可以防止由于开口部分内的导体应力，与之连接的电极撕裂，与以往构成相比可以显著提高这部分的电气连接的可靠性。

此外，上述第二导体，如果设置成未完全覆盖被设置在绝缘体上的上述开口部分上的构成，则还可以避免由被填充在开口部分内的导体(例如第二导体)和位于该开口部分的下部的导体(例如电极对的另一方)之间的漂移现象引起的通电不良。

附图说明

图1是模式地展示本发明的一实施方式的电子源的一部分的图。

图2A、2B、2C、2D以及2E是本发明的一实施方式的电子源基板的制造方法的工序流程图。

图3A以及3B是展示表面传导型电子发射元件典型的构成的图。

图4A、4B以及4C是展示表面传导型电子发射元件的制造方法的工艺工序的图。

图5A以及5B是展示用于形成处理的典型的波形的图。

图6是展示本发明理想的表面传导型电子发射元件的特性评价装置的图。

图7是展示本发明理想的表面传导型电子发射元件的典型的特性的图。

图8是切开本发明的一实施方式的图形显示装置的一部分展示的斜视图。

图9A以及9B是荧光体膜的图案图。

图10是模式化地展示本发明的实施例2的电子源基板的一部分的图。

图11A、11B、11C、11D以及11E是本发明的实施例2的电子源基板的制造方法的工序流程图。

图12是模式化展示以往例子的电子源基板的一部分的图。

图13A、13B、13C、13D以及13E是以往例子的电子源基板的制造方法的工序流程图。

图14是展示以往例子的表面传导型电子发射元件的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明。

图1展示在涉及本发明的实施方式的图像显示装置中使用的，以单纯矩阵方式配线作为冷阴极电子发射元件的表面传导型电子发射元件的电子源基板的构成图(切开第二导体的一部分展示)。进而，在图1中只展示两导体层的交叉部分附近。此外，在图2A～2E中，展示图1的电子源基板的制造方法的工序流程图。

在这些图中，1是电子发射元件，2以及3是元件电极(电极对)，4是电子发射部分形成用薄膜，5是第一导体，6是绝缘体，7是设在绝缘体上的开口部分，8是第二导体。

以下，参照图2A～2E的工序流程图详细说明涉及本实施方式的电子源基板的制造方法。

首先在基板(未图示)上，形成元件电极2、3(图2A)。元件电极2、3，是为了使电子发射部分形成用薄膜4和第一导体5以及第二导体8良好的欧姆性接触而设置。通常，电子发射部分形成用薄膜4，与配线用的各导体层5以及8相比，因为是非常薄的膜，所以为了回避“性”、“膜厚度保持性”等问题，设置元件电极2、3。

作为元件电极2、3的形成方法，有使用真空蒸镀法、阴极溅镀法、等离子CVD法等的真空系列的方法，和通过印刷、烧制在溶剂中混合了Ag成分以及玻璃成分的厚膜膏形成的厚膜印刷法，还有，使用Pt膏的偏置印刷法等。进而，在用例如阴极溅镀法以薄膜形成配线用的各导体层5以及8的情况下，不一定需要设置元件电极2、3，可以和配线用的第一导体5一同形成。

以下，形成和元件电极对的一方(在例子中是元件电极3)连接的第一导体5(图2B)。在第一导体5的形成方法中，可以使用和元件电极2、3的形成方法一样的形成方法，但在第一导体5的情况下，元件电极2、3不同，可以降低膜厚度厚的一方的电阻。因此，使用厚膜印刷法有利。

近年，还开发出在厚膜膏印刷中导入光刻法技术的光敏膏法的膜形成技术，采用光敏膏法的形成当然也可以，在配线(第一导体5)的宽度变窄的情况下，与大型基板对应地要求位置精度的情况下等，使用光敏膏法有利。

当然，也可以适用薄膜配线，但因为为了使线路电阻值下降而增加膜厚度，所以在成膜中需要很多时间，在膜的内部应力的问题中，在想把线路电阻抑制在低电阻的情况下等，现实是不能增加膜厚度。

以下，形成绝缘体6(图2C)，重要的是绝缘体6的形成，要覆盖和第一导体5的一部分，具体地说是覆盖第一导体5的和第二导体8的交叉部分。

本发明的最大特征是，为了确保元件电极对的另一方(在本例子中是元件电极2)和第二导体8的连接，被设置在该绝缘体6上的开口部分7的形状，设置成不以直线横切元件电极2的图案形状。

如图12以及图13A～13E所示的以往的方法所示，用矩形图案形成开口部分107，如果配置成和元件电极102的形状平行，则开口部分107变为以直线横切元件电极102的形状。

所谓不以直线横切元件电极2的图案形状，除了例如图1所示的型以外，还可以列举菱形、圆形、椭圆形等。

在不以直线横切元件电极2的图案中的重点是，例如在把开口部分7设置成型的情况下，如果形成第二导体8，则随着从的顶点部分到底边自然形成第二导体8的膜厚度变厚。通过这样形成，可以没有一般被形成长的元件电极2的撕裂地形成第二导体8。进而，并不是只把开口部分设置成三角形即可，如果不是图1所示的配置，而是配置成如△，则以直线横切元件电极2，有由于第二导体8的热应力，元件电极2撕裂的情况。

绝缘体6的构成材料只要是保持绝缘性的材料即可，例如是不含有金属成分的厚膜膏。当然，也可以适用含有金属成分的光敏膏。

以下，形成第二导体8(图2D)。形成方法可以适用和第一导体5的方法同样的方法。

以下，形成电子发射部分形成用薄膜4，冷阴极电子束源用的元件1完成(图2E)。电子发射部分形成用薄膜4的成膜方法以及电子发射部分的形成方法，可以直接适用以往的方法。

在图1以及图2A～2E中，只图示了1个元件部分，而通过同时形成多个该元件，完成单纯矩阵构造的电子源基板的构成。

对于表面传导型电子发射元件的代表性构成、制造方法以及特性，例如被揭示在特开平2-56822号公报上。

以下，概要说明涉及本实施方式的表面传导型电子发射元件的基本的构成和制造方法以及特性。

图3A以及3B，是展示涉及本发明的典型的电子发射元件的构成的图。在图中，31是绝缘性基板，32和33是元件电极，34是电子发射部分形成用薄膜，35是电子发射部分。

在本实施方式中的，包含电子发射部分35的电子发射部分形成用薄膜34中，作为电子发射部分35，由粒子直径为数nm的电子传导性粒子组成，在包含电子发射部分35的电子发射部分形成用薄膜34中的电子发射部分35以外的部分，由微粒子膜组成。进而，在此所述的微粒子膜，是多个微粒子集合的膜，作为其微细构造，不仅是微粒子各自分散的状态，而且是微粒子相互邻接或者重合的状态(还包含岛形状)的膜。

作为包含电子发射部分的电子发射部分形成用薄膜34的构成原子或者分子的具体例子，是Pd、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、Fe、Zn、Sn、Ta、W、Pb等金属，PdO、SnO₂、In₂O₃、PbO、Sb₂O₃等的氧化物，HfB₂、ZrB₂、LaB₆、CeB₆、YB₄、GdB₄等的硼化物，TiC、ZrC、HfC、TaC、SiC、WC等的碳化物，TiN、ZrN、HfN等的氮化物，Si、Ge等的半导体，进而还有碳、AgMg、NiCu、PbSn等。

此外，作为电子发射部分形成用薄膜34的形成方法，有真空蒸镀法、阴极溅镀法、化学气相生长法、分散涂抹法、浸渍法、旋转法等。

作为图3A以及3B所示那样的表面传导型电子发射元件的形成方法，有各种各样的方法，但在图4A～4C中展示其一例。

以下，说明元件的形成方法。进而，以下的说明，是说明单一的元件的形成方法，但也可以适用采用上述本发明的实施方式的电子源基板的制造方法。

(1)在用洗剂、纯水以及有机溶剂充分洗净绝缘性基板31后，用真空蒸镀技术、光刻法技术在该绝缘性基板31的面上形成元件电极32、33(图4A)。作为元件电极32、33的材料，只要具有导电性，什么材料都可以，例如可以列举镍金属。对于元件电极32、33的尺寸，例如元件电极间隔L是10μm，元件电极长度W是300μm，膜厚度d是100nm。作为元件电极32、33的形成方法，即使使用厚膜印刷法也完全没有影响。作为印刷法的情况下的材料有有机金属膏(MOD)等。

(2)在被设置在绝缘性基板31上的元件电极32和33之间，通过涂抹有机金属溶液放置，形成有机金属膜。进而，所谓有机金属溶液，是以上述Pd、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、Fe、Zn、Sn、Ta、W、Pb等金属为主要元素的有机化合物溶液。其后，加热烧制处理有机金属薄膜，用剥离、蚀刻等形成图案，形成电子发射部分形成用薄膜34(图4B)。

(3)接着，用被称为形成法的通电处理在元件电极32、33之间施加电压，形成在电子发射部分形成用薄膜34的部分上构造变化的电子发射部分35(图4C)。通过该通电处理使电子发射部分形成用薄膜34局部破坏、变形或者变质，把构造变化的部分称为电子发射部分33。如上所述观察到电子发射部分33由金属微粒子构成。

图5A以及5B展示成形法处理中的电压波形。在图5A以及5B中，T1以及T2分别是电压波形的脉冲宽度和脉冲间隔，设T1为1微秒～10毫秒，T2为10微秒～100毫秒，三角波的波峰值(成形时的峰值电压)从4V至10V，成形处理适宜设定为在真空状态下数十秒。

以上，在形成已说明的电子发射部分时，施加元件电极间的三角波脉冲进行成形处理，但施加在元件电极间的波形并不限于三角波，也可以使用矩形波等所希望的波形，其波峰值以及脉冲宽度、脉冲间隔等也不限于上述的值，可以为了形成良好的电子发射部分而选择所希望的值。

参照图6和图7说明具有上述元件构成，用上述制造方法制造的涉及本实施方式的电子发射元件的基本特性。

图6，是用于测定具有图3A以及图3B所示的构成的元件的电子发射特性的测定评价装置的概略构成图。在图6中，31是绝缘性基板，32、33是元件电极，34是电子发射部分形成用薄膜，35是电子发射部分。此外，61是向元件施加元件电压Vf的电源，60是用于测定流过包含元件电极32、33之间的电子发射部分35的电子发射部分形成用薄膜34的元件电流If的电流计，64是用于捕捉由元件的电子发射部分35发射出的发射电流Ie的阳极电极，63是用于向阳极电极64施加电压的高压电源，62是用于测定由元件的电子发射部分35发射出的发射电流Ie的电流计。

在电子发射元件的上述元件电流If、发射电流Ie的测定时，在元件电极32、33上连接电源61和电流计60，在该电子发射元件的上方配置连接电源63和电流计62的阳极电极64。此外，本电子发射元件以及阳极电极64被设置在真空装置65内，在该真空装置中包含在排气泵66以及真空计等的真空装置中需要的设备，可以在所希望的真空下进行本元件的测定评价。进而，阳极电极64的电压是1～10kV，阳极电极64和电子发射元件的距离H在3～8mm的范围下测定。

图7展示用图6所示的测定评价装置测定的发射电流Ie以及元件电流If和元件电压Vf的关系的典型的例子。进而，图7以任意单位展示，发射电流Ie是元件电流If的大致1000分之1左右。从图7可知，本电子发射元件对于发射电流Ie具有3个特性。

第一，本元件如果施加某一电压(称为阈值电压，图7中的Vth)以上的元件电压，则发射电流Ie急剧增加，另一方面，在阈值电压以下几乎检测不到发射电流Ie。即，是对发射电流Ie具有明确的阈值电压Vth的非线性元件。

第二，因为发射电流Ie依赖于元件电压Vf，所以可以用元件电压Vf控制发射电流Ie。

第三，被阳极64捕捉到的电荷量，可以用施加元件电压Vf的时间控制。

因为具有以上那样的特性，所以涉及本发明的电子发射元件，期待应用到多方面。此外，虽然展示了元件电流If相对元件电压Vf单调增加(MI)的特性的例子，但除此以外，还有元件电流If相对元件电压Vf显示电压控制型负性电阻(VCNR)特性的情况。这种情况下，电子发射元件具有上述3个特性。进而，在预先分散导电性粒子构成的表面传导型电子发射元件中，即使改变上述实施方式的基本的元件构成的，基本的制造方法的一部分也可以构成。

此外，作为适用采用本实施方式的电子源基板的彩色图像显示装置的代表性构成，首先，如图8所示在基板81上形成用在上述特开平2-56822号公报中揭示的制造方法制造的电子发射元件。在把该基板81固定在后面板82上后，在基板81的5mm上方经过支撑架83配置上面板90(在玻璃基板87的内面上形成荧光体膜88和金属壳构成)，在上面板90、支撑架83、后面板82的接合部分上涂抹接合玻璃，在大气或者氮气中在400℃至500℃下烧制10分钟以上密封。此外，基板81对后面板82的固定也用接合玻璃进行。在图8中，35是电子发射部分，85、86分别是X方向配线(第一导体)以及Y方向配线(第二导体)。

进而，在此用上面板90、支撑架83、后面板82构成外围容器91，但因为设置后面板82的目的是增强基板81的强度，所以在基板81自身具有充分的强度的情况下，不需要另一后面板82，在基板81上直接密封支撑架83，用上面板90、支撑架83、基板81构成外围容器91。此外，在荧光体膜88的内面侧通常设置金属壳89。

设置金属壳89的目的是，通过在荧光体中把射向内面侧的光镜面反射到上面侧提高亮度；作为用于施加电子束加速电压的电极作用；保护荧光体因在外围容器内产生的负离子的冲击引起的损伤等。

金属壳89，在荧光体膜制成后，进行荧光体膜的内面的平滑处理(通常被称为形成法)，其后通过真空蒸镀Al制成。进而，为了提高上面板90的荧光体膜88的电气传导性，也有在荧光体膜88的外侧面上设置透明电极(未图示)的情况。

在进行上述密封时，在是彩色图像显示装置的情况下，需要充分进行与各颜色对应的荧光体和电子发射元件的对位。通过排气管(未图示)用真空泵排出这样制成的玻璃容器内的气体，在达到足够的真空度后，通过容器外端子Dox1～Doxm和Doy1至Doyn向元件电极间施加电压实施上述的成形处理，形成电子发射部分35制作电子发射元件。最后，在10^-4Pa左右的真空度下，热焊接排气管进行外围容器的密封。进而，为了在密封后维持真空度，实施吸气处理的工序。这是在进行密封之前或者密封后，用电阻加热或者高频加热等，加热被设置在图像显示装置的规定的位置(未图示)上的吸气剂形成吸气蒸镀膜的处理。作为吸气剂，Ba等是主要成分，用该蒸镀膜的吸附作用维持真空度。

在用以上那样的制造方法构成的图像显示装置中，由于在各电子发射元件中通过容器外端子Dox1～Doxm和Doy1～Doyn施加电压使其发射电子。

即，在与扫描线对应的容器外端子Dox1～Doxm上在图像信号的1水平期间顺序施加电压，在容器外端子Doy1～Doyn上施加与在水平期间被选择的扫描线的图像信号的强度对应的信号电压。因而，在被连接在被选择的容器外端子Doxi(1≤i≤m)上的各电子发射元件的两端上施加与图像信号的强度对应的电压，发射与图像信号的强度对应的电子。进而，容器外端子Dox1～Doxm和容器外端子Doy1～Doyn也可以相反。

此外，通过高压端子Hv向金属壳89或者透明电极施加数kV以上的高压，使电子束加速与荧光体膜88冲撞，通过使荧光体激励发光形成图像。当然，这些构成是在制成图像显示装置上需要的构成的概略，各部件的材料等并不限于上述内容。

荧光体膜88，在单色显示的情况下只由荧光体组成，但在彩色显示的情况下，如图9A以及9B所示，根据荧光体的排列用被称为黑色带状或者黑底的黑色部件92和荧光体93构成。设置黑色部件92的目的有，通过涂黑在彩色显示的情况下所需要的3原色荧光体的，各荧光体93的分界部分，使混色等不显著；抑制在荧光体膜88中因外光反射引起的对比度下降。作为该黑色部件，通常，多以黑铅作为主要成分，但如果是具有导电性，光的透过以及反射少的材料，则对此没有限制。

作为在玻璃基板87上涂抹荧光体93的方法，在单色的情况下有沉淀法、印刷法等。在彩色中，有湖膏法等。当然，在彩色中也可以使用印刷法。

实施例

以下，展示实施例，说明电子源基板、特别是在使用了表面传导型电子发射元件的图像显示装置中的电子源基板的采用本发明的制造方法。

实施例1

现在参照图1及图2A至2E说明第1实施例。

本实施例，把绝缘体6的开口部分(导电孔)7设置成型，设置成使第二导体8的膜厚度分阶段变化的形态。

首先，形成元件2、3。在本实施例中，用Pt的中间电极用阴极溅镀法真空形成膜。膜厚度是～0.08μm。在用阴极溅镀法在基板整个面上形成膜后，用光刻法，形成规定的图案。元件电极2、3的图案，是左右非等长图案(图2A)。

然后，形成第一导体5(图2B)。形成方法，使用网板印刷法。在印刷中使用的材料，作为导体成分是含有Ag的网板印刷膏。

然后，形成把作为本发明的特征的导电孔部分7的形状设置成型的层间绝缘层6(图2C)。膏材料是以PbO为主要成分混合玻璃糊膏和树脂以及感光成分的感光性绝缘膏。烧制温度是480℃，峰值保持时间是10分钟。此外，通常，绝缘体6为了充分保持上下层间的绝缘性，重复全面印刷、图案曝光、显影、干燥、烧制。图像形成方法是各种各样的，但在本实施例中，按照(1)全面印刷，(2)重复实施2次IR干燥，(3)图案曝光，(4)显影，(5)烧制的顺序实施工序。进而，膜层数考虑绝缘性而增加。

然后，形成第二导体8(图2D)。形成方法使用厚膜网板印刷法。以上，矩阵配线的部分完成。当然，膏材料、印刷方法等，并不限于此处所述。

配线完成后，形成电子发射部分形成用薄膜4(图2E)。具体地说，通过旋转在上述配线基板上旋转涂抹有机钯(CCP4230，奥野制药工业(株)制)后，实施在300℃下10分钟的加热处理，形成由Pd形成的薄膜。这样形成的Pd薄膜，由以Pd为主元素的微粒子构成，其膜厚是10nm，薄膜电阻值是5×10^-4Ω/□。薄膜电阻值被定义为长度和宽度相等的导体的单位长度换算的电阻值。通过用光刻法图案形成该Pd薄膜，通过形成图案形成电子发射部分形成用薄膜4。

然后，实施形成处理。形成方法，可以导入以往的方法，在本实施例中，设置成以下的条件(参照图5A)。在图5A中，T1以及T2是电压波形的脉冲宽度和脉冲间隔，在本实施例中把T1设置成1毫秒，把T2设置成10毫秒，三角波的波峰值(形成时的峰值电压)设置成14V，形成处理在约1.3×10^-4Pa的真空氛围下实施60分钟。这样制成的电子发射部分，变为分散配置以钯元素为主要成分的微粒子的状态，其微粒子的平均粒子直径是3nm。

然后，在结束全部的表面传导型电子发射元件的形成后，用该电子源基板组装图8所示那样的图像显示装置的外围容器91。而后，在1.3×10^-4Pa左右的真空度下用煤气燃烧器加热焊接进行外围容器的密封。

进而，为了维持密封后的真空度，实施吸气处理。这是在进行密封前用高频加热等的加热法，加热被配置在图像显示装置内的规定的位置上的吸气剂，形成蒸镀膜的处理。吸气剂以Ba等为主要成分。

在这样完成的本实施例的图像显示装置中，在各电子发射元件中，通过容器外端子Dox1至Doxm，Doy1至Doyn，用信号发生装置(未图示)分别施加扫描信号以及调制信号，使其发射电子，通过高压端子Hv，向金属壳89施加数kV的高压，使电子束加速轰击荧光体膜，激励使其发光显示图像。

实施例2

现在参照图10以及图11A～11E说明第2实施例。图10是在本实施例的图像显示装置中使用的，以单纯矩阵方式排列表面传导型电子发射元件构成的电子源基板的构成图(切开第二导体的一部分展示)，只展示两导体的交叉部分附近。此外，图11A～11E是电子源基板的制造方法的工序流程图。

本实施例，把绝缘体6的开口部分(导电孔)7设置成菱形，设置成使第二导体8的膜厚度分阶段变化的形态。

首先，形成元件电极2、3。在本实施例中，用Pt的中间电极以阴极溅镀法真空形成膜。膜厚度是，～0.08μm。在用阴极溅镀法在整个基板面上形成膜后，用光蚀刻，形成所要求的图案。元件电极2、3的图案，是左右非等长图案(图11A)。

然后，形成第一导体5(图11B)。形成方法，使用全面印刷付与感光性的膏，用光蚀刻法形成图案的方法。在全面印刷中使用的材料，是包含Ag作为导体成分的光敏膏。

然后，形成把作为本发明的特征的导电孔部分7的形状设置成菱形的层间绝缘膜6(图11C)。膏材料是以PbO为主要成分混合了玻璃糊膏的感光性绝缘膏。烧制温度是480℃，峰值保持时间是10分钟。在本实施例中，按照(1)全面印刷、(2)重复实施2次IR干燥、(3)图案曝光、(4)显影，(5)烧制的顺序实施。

然后，形成第二导体8(图11D)。形成方法使用厚膜网板印刷法。以上，矩阵配线的部分完成。

配线完成后，和实施例1一样形成电子发射部分形成用薄膜4(图1E)。

进而，和实施例1一样，在实施成形处理后，用该电子源基板制作如图8所示的图像显示装置。

在如上述那样完成的本实施例的图像显示装置中，在各电子发射元件中，通过容器外端子Dox1至Doxm，Doy1至Doyn，用信号发生装置(未图示)分别施加扫描信号以及调制信号，使其发射电子，通过高压端子Hv，向金属壳89施加数kV的高压，使电子束加速，通过撞击荧光体膜，激励使其发光形成图像。

如果采用以上说明，则可以谋求在电子发射部件和配线的电气连接中的可靠性的提高。

此外，可以提供可以提高使用了电子发射元件的电子源，以及使用了该电子源的图像显示装置的可靠性。

Claims

1、一种电子源，具有，

配置在基板上，相互交叉的第一导体及第二导体；

配置在上述第一或者第二导体的下部，绝缘上述交叉的第一导体和第二导体的绝缘体；

电气连接上述第一导体和上述第二导体的电子发射部件，

其特征在于：

上述第一或者第二导体和上述电子发射部件的连接，通过被设置在上述绝缘体上的开口部分由第三导体完成，该开口部分，在完成上述第一或者第二导体和上述电子发射部件的连接的该第三导体的一端的区域上，其宽度具有从该端向另一端变窄的区域。

2、一种电子源制造方法，该电子源被进行矩阵配置，并且具有，在绝缘性基板上，分别设置的多个第一导体；与该多个第一导体交叉的多个第二导体；分别被配置在各该第一导体和各该第二导体交叉的位置上，与该第一以及第二导体连接的多个冷阴极电子发射元件，其特征在于：该方法包括，

在绝缘性基板上形成多个电极对的工序；

形成与上述电极对的一方连接的多个第一导体的工序；

形成覆盖上述第一导体的一部分的绝缘体的工序；

在上述绝缘体上，和上述多个第一导体交叉地形成多个第二导体的工序；

在上述电极对间形成电子发射部分的工序，

在形成绝缘体的工序中，以不是直线横切上述电极对的另一方的形状，形成用于完成上述电极对的另一方和上述第二导体的电气连接的开口部分。