JP2000082390A

JP2000082390A - 電子放出素子の製造方法

Info

Publication number: JP2000082390A
Application number: JP25304498A
Authority: JP
Inventors: Toshifumi Yoshioka; 利文吉岡; Seiji Mishima; 誠治三島; Mitsutoshi Hasegawa; 光利長谷川; Kazuhiro Mitsumichi; 和宏三道; Kazuya Shigeoka; 和也重岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-09-07
Filing date: 1998-09-07
Publication date: 2000-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストで且つ容易に大面積に膜厚の一様な
素子電極を形成し均一な表面伝導型電子放出素子及びそ
れを有する電子源基板、画像形成装置、及びそれらの製
造方法を提供する。【解決手段】絶縁基板１上で一対の素子電極２，３間
を連絡する導電性薄膜４の一部に電子放出部５を有する
電子放出素子の製造方法であって、前記絶縁基板１上に
液滴を付与することにより、まず、前記導電性薄膜４を
形成し、次いで、前記素子電極２，３を形成するように
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁基板上で一対
の素子電極間を連絡する導電性薄膜の一部に電子放出部
を有する電子放出素子電子放出素子の製造方法に関し、
特に、前記絶縁基板上に液滴を付与することにより、前
記素子電極及び前記導電性薄膜を形成する電子放出素子
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷陰極電子放出素子の１手法として、M.
I.Elinson,Radio Eng.Electron Phys．，１０，１２９
０（１９６５）等に開示された、表面伝導型電子放出素
子がある。

【０００３】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。

【０００４】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な例としてＭ．ハートウェルの素子構成を図１４に模式
的に示す。同図において１は基板である。４は導電性薄
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、後述の通電フォーミングと呼ば
れる通電処理により電子放出部５が形成される。尚、図
中の素子電極間隔Ｌは０．５〜１ｍｍ、Ｗ′は０．１ｍ
ｍで設定されている。なお、電子放出部５の位置および
形状は、不確定なため模式的に表わしてある。

【０００５】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導電性薄膜４を予め通電
フォーミングと呼ばれる通電処理によって電子放出部５
を形成するのが一般的であった。即ち、通電フォーミン
グとは前記導電性薄膜４両端に直流電圧あるいは非常に
ゆっくりとした昇電圧を印加通電、例えば１Ｖ／分程度
を印加通電し、導電性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
５を形成することである。尚、電子放出部５は導電性薄
膜４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。前記通電フォーミング処理をした表面伝導型
電子放出素子は、上述導電性薄膜４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５より電子
を放出せしめるものである。

【０００６】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の
素子を配列形成できる利点がある。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、画像表示装置等の表示装置があげられる。

【０００７】図１５は、特開平２−５６８２２号公報に
開示されている電子放出素子の構成を示す。同図におい
て１は基板、２および３は素子電極、４は導電性薄膜、
５は電子放出部である。この電子放出素子基板の製造方
法としては、様々な方法があるが、例えば基板１に一般
的な真空蒸着技術や、フォトリソグラフィ技術により素
子電極２，３を形成する。次いで導電性薄膜４は分散塗
布法によって形成する。その後、素子電極２，３に電圧
を印加し通電処理を施すことによって電子放出部５を形
成する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成の表面伝導型電子放出素子を製造する従来の
方法は、半導体プロセスを主とする方法によるため、工
程数が多く、現行の技術では大面積に電子放出素子を形
成することが困難であって、特殊かつ高価な製造装置を
必要とし、生産コストが高いといった欠点があった。

【０００９】そこで本出願人らは表面伝導型電子放出素
子及びそれを有する電子源基板、画像形成装置、及びそ
れらの製造方法として金属含有溶液を液滴の状態で基板
上に付与して素子電極を形成し、その素子を絶縁基板上
にマトリックス状に配列した電子源基板を検討してい
る。その結果、以下の問題点を見いだした。

【００１０】前記検討における電子源基板の作製手順
が、１．素子電極となる導電性物質を含む液滴を、インクジ
ェット方式にて基板に付与する。

【００１１】２．基板全体を焼成し、液滴に含まれる溶
媒を蒸発させ、素子電極を作製する。

【００１２】３．列方向配線、絶縁層、行方向配線を印
刷工程もしくはフォトリソグラフィ工程にて作製する。

【００１３】４．電子放出部が形成される導電性薄膜を
導電性薄膜の構成元素を含む液滴をインクジェット方式
にて基板に付与した後、焼成することによって作製す
る。

【００１４】このような手法を用いた場合、導電性薄膜
を液滴の状態で付与する際、素子電極と絶縁基板間の表
面エネルギーが異なっていると、付与した液体がそのど
ちらかに引っ張られ、形状および膜厚を均一に作製する
ことができない場合があり、その後のフォーミング時の
亀裂の出来方、及び電子源特性が不安定となり、歩留ま
り低下の問題があった。

【００１５】このため、両者の表面エネルギーを一定の
値以下とするような表面処理が考えられるが、処理時間
や工程増加により、コストアップの要因となっていた。

【００１６】また、高温（３００−６００°C）の工程
を素子電極、導電膜を作製する際に２度も経験するた
め、基板の変形が増したり、作製コストの増大につなが
っていた。それを防ぐために導電膜を真空蒸着とフォト
リソグラフィ法の組み合わせで作製することも提案され
ているが、この方法は作製コスト、歩留まりの双方で大
型基板作製には不適である。

【００１７】さらに、素子電極の表面は、電子放出部が
形成される導電性薄膜との間に良好な接合を確保するた
めに表面状態を可能な限り均一かつ清浄な状態にしてい
く必要があるが、素子電極を作製した後の行配線、絶縁
層、列配線を作製していく過程でそれが損なわれること
があり、基板の歩留まりの低下を招いていた。

【００１８】そこで本発明は、低コストで且つ容易に大
面積に膜厚の一様な素子電極を形成し均一な表面伝導型
電子放出素子及びそれを有する電子源基板、画像形成装
置、及びそれらの製造方法を提供することを課題として
いる。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明に係る電子放出素子の製造方法は、絶縁基板上
で一対の素子電極間を連絡する導電性薄膜の一部に電子
放出部を有する電子放出素子の製造方法であって、前記
絶縁基板上に液滴を付与することにより、前記素子電極
及び前記導電性薄膜を形成するようにしている。

【００２０】又、本発明に係る電子源基板の製造方法
は、一対の素子電極間を連絡する導電性薄膜の一部に電
子放出部を有する電子放出素子を複数配列するととも
に、前記電子放出素子を選択的に駆動するための配列配
線を形成した電子源基板の製造方法であって、前記絶縁
基板上に液滴を付与することにより、前記素子電極及び
前記導電性薄膜を形成するようにしている。

【００２１】又、本発明に係る画像形成装置は、一対の
素子電極間を連絡する導電性薄膜の一部に電子放出部を
有する電子放出素子を複数配列した電子源基板と、前記
電子放出素子を選択的に駆動するための配列配線と、前
記電子放出素子から放出された電子を受けて発光する発
光体と、外部信号に基づいて前記電子放出素子に印活す
る電圧を制御する駆動回路とを備えた画像形成装置の製
造方法であって、前記絶縁基板上に液滴を付与すること
により、前記素子電極及び前記導電性薄膜を形成するよ
うにしている。

【００２２】又、本発明に係る電子放出素子は、絶縁基
板上で一対の素子電極間を連絡する導電性薄膜の一部に
電子放出部を有する電子放出素子であって、前記電子放
出部は、前記導電性薄膜の一部を破壊、変形、変質させ
た部分である。

【００２３】

【発明の実施の形態】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。

【００２４】まず、平面型表面伝導型電子放出素子につ
いて図６で説明する。

【００２５】図６は、本発明の一実施例に係わる平面型
表面伝導型電子放出素子の基本的な構成を示す模式的平
面図、Ａ−Ａ′断面図である。

【００２６】図６において１は基板、２と３は素子電
極、４は導電性薄膜、５は電子放出部である。

【００２７】基板１としては、石英ガラス、Ｎａ等の不
純物含有量を低減させたガラス、青板ガラス、スパッタ
法等によりＳｉＯ₂を堆積させたガラス基板及びアルミ
ナ等のセラミックス基板等を用いることができる。

【００２８】対向する素子電極２，３の材料としては、
一般的な導電材料が用いられ、例えばＮｉ、Ｃｒ、Ａ
ｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属
或は合金、Ｐｄ、Ａｓ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ₂、Ｐｄ−
Ａｇ等の金属或は金属酸化物とガラス等から構成される
印刷導体、Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂等の透明導電体及びポ
リシリコン等の半導体導体材料等から選択することがで
きる。

【００２９】素子電極２，３間の間隔Ｌは好ましくは数
百Åないし百μｍである。また素子電極２，３間に印加
する電圧は低い方が望ましく、再現良く作成することが
要求されるため、好ましい素子電極間隔Ｌは数μｍない
し数十μｍである。素子電極２，３の長さＷ２は電極の
抵抗値および電子放出特性から、数μｍないし数百μｍ
であり、また素子電極２，３の膜厚ｄは、数百Åないし
数μｍが好ましい。さらに好ましくは素子電極の形状、
間隔は導電性薄膜４の膜厚分布によって適宜設定され
る。

【００３０】電子放出部を含む部位である導電性薄膜４
は、良好な電子放出特性を得るために微粒子で構成され
た微粒子膜が特に好ましく、その膜厚は、素子電極２，
３および後述する通電フォーミング条件等によって適宜
設定されるが、好ましくは数Åないし数千Åで、特に好
ましくは１０Åないし５００Åである。そのシート抵抗
値は、１０３〜１０７Ω／□である。

【００３１】導電性薄膜４を構成する材料は、Ｐｄ、Ｐ
ｔ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆ
ｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、ＰｄＯ、Ｓ
ｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＰｂＯ、Ｓｂ₂Ｏ₃等の酸化物、
ＨｆＢ₂、ＺｒＢ₂、ＬａＢ₆、ＣｅＢ₆、ＹＢ₄、Ｇ
ｄＢ₄等の硼化物、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、
ＳｉＣ、ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ等の
窒化物、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体、カーボン等があげられ
る。

【００３２】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）の膜を指して
おり、微粒子の粒径は、数Åから数千Åであり、好まし
くは１０Åから２００Åである。

【００３３】図１は本発明の製造方法、図３は本発明の
製造方法により作製される表面伝導型電子放出素子の一
例を示す図である。

【００３４】図１および図３において、１は基板、２，
３は素子電極、４は導電性薄膜、５は電子放出部、６は
絶縁膜、７は液滴付与装置、８は液滴である。

【００３５】液滴付与装置７としては、任意の液滴を形
成できる装置であればどのような装置でもかまわない
が、特に十数ｎｇから数十ｎｇ程度の範囲で制御が可能
で、且つ数十ｎｇ程度以上の微少量の液滴が容易に形成
できるインクジェット方式の装置等を用いることができ
る。

【００３６】本発明に用いられるインクジェットの一例
を図１６、図１７に示す。同図において、図１６は、バ
ブルジェットを示し、同図において、２１１は基板、２
２２は熱発生部、２２３は支持基板、２２４は液流路、
２２５は第１ノズル、２２６は第２ノズル、２２７はイ
ンク流路間隔壁、２２８，２２９はインク液室、２２１
０，２２１１はインク液の供給口、２２１２は天井板を
それぞれ示す。

【００３７】また、図１７はピエゾジェットを示し、同
図において、２３１はガラス製第１ノズル、２３２はガ
ラス製第２ノズル、２３３は円筒型ピエゾ、２３４はフ
ィルター、２３５，２３６はインク液供給チューブ、２
３７は電気信号入力端子をそれぞれ示す。なお、図１
６、２０において、ノズルを２本で示したがこれに限る
ものではない。また、液滴の材料としては、液滴が形成
できる状態であればどのような状態でもかまわないが、
水、溶剤等に前述の金属等を分散、溶解した、溶液、有
機金属溶液等がある。

【００３８】まずはじめに、絶縁性基板１を有機溶剤等
で充分洗浄し乾燥させた後、列方向配線１０（図１
（ａ））、絶縁膜６（図１（ｂ））ともう一方の素子電
極と接続する行方向配線１１（図１（ｃ））、を順次形
成する。

【００３９】次に液滴付与装置２１を用い、導電性薄膜
を形成する材料を含有した溶液の液滴２２を付与し（図
１（ｄ））、液滴に含まれる溶媒を蒸発させる。この際
に１００℃程度で短時間の熱処理を加えてもよい。

【００４０】さらに液滴付与装置７を用いて素子電極
２，３を形成する材料を含有した溶液の液滴８をそれぞ
れが行方向配線１０と列方向配線１１と接続するように
順次付与し、（図１（ｅ））、たとえば、３００−４０
０℃で焼成することによって、有機成分を除去すること
ができる有機金属化合物（錯体）を適宜選択し、素子電
極２，３および導電性薄膜４を一度の高温加熱により、
それぞれ形成する（図１（ｆ））。但し、焼成温度は３
００℃乃至４００℃に限定されるのではなく、より一般
的には、素子電極に用いられる有機金属化合物及び導電
性薄膜に用いられる有機金属化合物の焼成温度が略等し
いことが、製造コストの面で好ましい。

【００４１】電子放出部５は導電性薄膜４の一部に形成
された高抵抗の亀裂であり、通電フォーミング等により
形成される。また、亀裂内には数Åないし数百Åの粒径
の導電性微粒子を有することもある。この導電性微粒子
は導電性薄膜４を構成する物質の少なくとも一部の元素
を含んでいる。また、電子放出部５およびその近傍の導
電性薄膜４は、炭素あるいは炭素化合物を有することも
ある。

【００４２】通電フォーミングは素子電極２，３間に不
図示の電源より通電を行ない、導電性薄膜４を局所的に
破壊、変形もしくは変質せしめ、構造を変化させた部位
を形成させるものである。この局所的に構造変化させた
部位を電子放出部５と呼ぶ）。通電フォーミングの電圧
波形の例を図７に示す。

【００４３】電圧波形は、パルス波形が、好ましく、パ
ルス波高値が一定の電圧パルスを連続的に印加する場合
（図７（ａ））とパルス波高値を増加させながら、電圧
パルスを印加する場合（図７（ｂ））について説明す
る。

【００４４】図７（ａ）におけるＴ１およびＴ２は電圧
波形のパルス幅とパルス間隔であり、Ｔ１を１μ秒〜１
０ｍ秒、Ｔ２を１０μ秒〜１００ｍ秒とし、三角波の波
高値（通電フォーミング時のピーク電圧）は表面伝導型
電子放出素子形態に応じて適宜選択し、適当な真空度、
例えば、１０^-5Ｔｏｒｒ程度の真空雰囲気下で、数秒か
ら数十分間電圧を印加する。なお、素子電極間に印加す
る波形は三角波に限定されるものではなく、矩形波など
所望の波形を採用することができる。

【００４５】図７（ｂ）におけるＴ１およびＴ２は、図
７（ａ）と同様であり、三角波の波高値（通電フォーミ
ング時のピーク電圧）は、例えば０．１Ｖステップ程度
ずつ増加させ適当な真空雰囲気下で印加する。

【００４６】なお、この場合の通電フォーミング処理は
パルス間隔Ｔ２中に、導電性薄膜４を局所的に破壊、変
形しない程度の電圧、例えば０．１Ｖ程度の電圧で素子
電流を測定して抵抗値を求め、その抵抗値が例えば１Ｍ
Ω以上の抵抗を示した時に通電フォーミング終了とす
る。

【００４７】次に通電フォーミングを終了した素子に活
性化工程と呼ぶ処理を施すことが望ましい。活性化工程
とは、例えば１０^-4〜１０^-5Ｔｏｒｒ程度の真空度で、
通電フォーミングと同様、パルス波高値が一定の電圧パ
ルスを繰り返し印加する処理のことであり、真空中に存
在する有機物質に起因する炭素あるいは炭素化合物を導
電性薄膜上に堆積させ素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅを著
しく変化させる処理である。活性化工程は素子電流Ｉ
ｆ、放出電流Ｉｅを測定しながら、例えば放出電流Ｉｅ
が飽和した時点で終了する。また印加する電圧パルスは
動作駆動電圧（完成した電子放出素子を動作させるとき
の電圧）で行うことが好ましい。

【００４８】なお、ここで炭素あるいは炭素化合物とは
グラファイト（単、多結晶双方を指す）、非晶質カーボ
ン（非晶質カーボンと多結晶グラファイトの混合物を指
す）であり、その膜厚は５００Å以下が好ましく、より
好ましくは３００Å以下である。

【００４９】こうして作成した電子放出素子をフォーミ
ング工程および活性化処理工程における真空度よりも高
い真空度の雰囲気下において動作駆動させるのが良い。

【００５０】またさらに高い真空度の雰囲気下で、８０
℃〜１５０℃の加熱後動作駆動させることが望ましい。
なお、フォーミング工程および活性化処理工程における
真空度よりも高い真空度とは、例えば約１０^-6Ｔｏｒｒ
以上の真空度であり、より好ましくは超高真空系であ
り、新たに炭素あるいは炭素化合物が導電性薄膜上にほ
とんど堆積しない真空度である。こうすることによって
素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅを安定化させることが可能
になる。

【００５１】次に本発明の画像形成装置の製造方法につ
いて述べる。

【００５２】画像形成装置に用いられる電子源基板は複
数の表面伝導型電子放出素子を基板上に配列することに
より形成される。

【００５３】表面伝導型電子放出素子の配列の方式には
表面伝導型電子放出素子を並列に配置し、個々の素子の
両端を配線で接続するはしご型配置（以下はしご型配置
電子源基板と呼ぶ）や、表面伝導型電子放出素子の一対
の素子電極にそれぞれＸ方向配線、Ｙ方向配線を接続し
た単純マトリクス配置（以下マトリクス型配置電子源基
板と呼ぶ）が挙げられる。なお、はしご型配置電子源基
板を有する画像形成装置には電子放出素子からの電子の
飛翔を制御する電極である制御電極（グリッド電極）を
必要とする。図５は、図３の表面伝導型電子放出素子を
用いたマトリクス型配置電子源基板の一例を示す平面図
およびそのＡ−Ａ′断面図である。

【００５４】以下、本発明の電子源の構成について、図
８を用いて説明する。図８において、７１は電子源基
板、７２はＸ方向配線、７３はＹ方向配線である。７４
は表面伝導型電子放出素子、７５は結線である。

【００５５】同図において電子源基板７１に用いる基板
は前述したガラス基板等であり、用途に応じて形状が適
宜設定される。ｍ本のＸ方向配線７２は、Ｄｘ１、Ｄｘ
２、…Ｄｘｍからなり、Ｙ方向配線７３は、Ｄｙ１、Ｄ
ｙ２…Ｄｙｎのｎ本の配線よりなる。

【００５６】配線は、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、また、多数の表面伝導型電子放出素子にほぼ均等な
電圧が供給されるように配線の材料、膜厚、配線幅が適
宜設計される。これらｍ本のＸ方向配線７２とｎ本のＹ
方向配線７３との間は不図示の層間絶縁層により電気的
に分離されてマトリクス配線を構成する（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７２を形成した基板７１の
全面或は一部に所望の形状で形成され、特にＸ方向配線
７２とＹ方向配線７３の交差部の電位差に耐え得るよう
に膜厚、材料、製法が設定される。Ｘ方向配線７２とＹ
方向配線７３は、それぞれ外部端子として引き出され
る。

【００５８】さらに表面伝導型放出素子７４がｍ本のＸ
方向配線７２とｎ本のＹ方向配線７３と結線７５によっ
て電気的に接続されている。

【００５９】表面伝導型電子放出素子は基板あるいは不
図示の層間絶縁層上のどちらに形成してもよい。

【００６０】また、詳しくは後述するが、前記Ｘ方向配
線７２には、Ｘ方向に配列する表面伝導型放出素子７４
の行を入力信号に応じて走査するための不図示の走査信
号印加手段と電気的に接続されている。

【００６１】一方、Ｙ方向配線７３にはＹ方向に配列す
る表面伝導型放出素子７４の各列を入力信号に応じて、
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
信号発生手段と電気的に接続されている。

【００６２】さら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。

【００６３】上記構成において、単純なマトリクス配線
だけで個別の素子を選択して独立に駆動可能になる。

【００６４】次に以上のようにして作成した単純マトリ
ックス配置の電子源を用いた画像形成装置について、図
９と図１０及び図１１を用いて説明する。図９は画像形
成装置の表示パネルの基本構成図であり、図１０は、図
９の画像形成装置に使用される蛍光膜の模式図である。
図１１はＮＴＳＣ法のテレビ信号に応じて表示を行なう
ための駆動回路のブロック図を示し、その駆動回路を含
む画像形成装置を表わす。図９において８１は表面伝導
型電子放出素子を複数配した電子源基板、９１は電子源
基板８１を固定したリアプレート、９６はガラス基板９
３の内面に蛍光膜９４とメタルバック９５等が形成され
たフェースプレートである。９２は支持枠であり、リア
プレート９１、支持枠９２およびフェースプレート９６
をフリットガラス等を塗布し、大気中あるいは窒素中で
４００〜５００度で１０分以上焼成することで封着して
外囲器９８を構成する。

【００６５】図９において５は図１における電子放出部
に相当する。８２，８３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。外囲器９８は、上述の如くフェースプレート９
６、支持枠９２、リアプレート９１で構成される。リア
プレート９１は主に電源基板８１の強度を補強する目的
で設けられるため、電子源基板８１自体で十分な強度を
持つ場合は別体のリアプレート９１は不要であり、電子
源基板８１に直接支持枠９２を封着し、フェースプレー
ト９６、支持枠９２及び電子源基板８１にて外囲器９８
を構成しても良い。またさらには、フェースプレート９
６、リアプレート９１間に、スペーサーとよばれる耐大
気圧支持部材を設置することで大気圧に対して十分な強
度をもつ外囲器９８を構成することもできる。図１０
中、１０２蛍光体である。蛍光膜９４（図９）はモノク
ロームの場合は蛍光体１０２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ってブ
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
ばれる黒色導電材１０１と蛍光体１０２とで構成され
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１０２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９４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、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。ガラス
基板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、印刷法等が用いられる。

【００６６】また蛍光膜９４（図９）の内面側には通常
メタルバック９５が設けられる。メタルバックを設ける
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９６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、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。メタルバ
ックは、蛍光膜作製後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処
理（通常、「フィルミング」と呼ばれる。）を行い、そ
の後Ａｌを真空蒸着等を用いて堆積させることで作製で
きる。

【００６７】フェースプレート９６には、更に蛍光膜９
４の導電性を高めるため蛍光膜９４の外面側に透明電極
（不図示）を設けてもよい。前述の封着を行う際、カラ
ーの場合は各色蛍光体と表面伝導型電子放出素子とを対
応させなくてはならず十分な位置合わせを行なう必要が
ある。

【００６８】外囲器９８は不図示の排気管を通じ、１０
^-7Ｔｏｒｒ程度の真空度にされ、封止が行なわれる。

【００６９】また外囲器９８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９８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法により、外囲器９８
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、該蒸着膜の吸着作用により、たとえ
ば１×１０^-5ないし１×１０^-7Ｔｏｒｒの真空度を維持
するものである。なお、表面伝導型電子放出素子のフォ
ーミング以降の工程は適宜設定される。

【００７０】次に、単純マトリックス配置型基板を有す
る電子源を用いて構成した画像形成装置に、ＮＴＳＣ法
のテレビ信号に基づきテレビジョン表示を行うための駆
動回路の概略構成を図１１のブロックを用いて説明す
る。図１１において、１１１は画像表示表示パネル、１
１２は走査回路、１１３は制御回路、１１４はシフトレ
ジスタである。１１５はラインメモリ、１１６は同期信
号分離回路、１１７は変調信号発生器、ＶｘおよびＶａ
は直流電圧源である。

【００７１】以下、各部の機能を説明する。まず表示パ
ネル１１１は、端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍおよび端子
Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎおよび高圧端子Ｈｖを介して外
部の電気回路と接続している。

【００７２】このうち端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍには
前記表示パネル内に設けられている電子源、即ち、ｍ行
ｎ列の行列状にマトリクス配線された表面伝導型電子放
出素子群を一行（ｎ素子）ずつ順次駆動してゆくための
走査信号が印加される。

【００７３】一方、端子Ｄｙ１ないしＤｙｎには前記走
査信号により選択された一行の表面伝導型電子放出素子
の各素子の出力電子ビームを制御する為の変調信号が印
加される。高圧端子Ｈｖには、直流電圧源Ｖａより、例
えば１０ｋ［Ｖ］の直流電圧が供給されるが、これは表
面伝導型電子放出素子から放出される電子ビームに蛍光
体を励起するのに十分なエネルギーを付与するための加
速電圧である。

【００７４】次に走査回路１１２について説明する。同
回路は、内部にｍ個のスイッチング素子を備えたもので
（図中、Ｓ１ないしＳｍで模式的に示している）ある。
各スイッチング素子は、直流電圧源Ｖｘの出力電圧もし
くは０［Ｖ］（グランドレベル）のいずれか一方を選択
し、それを表示パネル１１１の端子Ｄｘ１ないしＤｘｍ
と電気的に接続するものである。Ｓ１ないしＳｍの各ス
イッチング素子は制御回路１１３が出力する制御信号Ｔ
ｓｃａｎに基づいて動作するものであり、実際には例え
ばＦＥＴのようなスイッチング素子を組み合わせること
により構成することが可能である。

【００７５】なお、直流電圧源Ｖｘは、前記表面伝導型
電子放出素子の特性（電子放出しきい値電圧）に基づき
走査されていない素子に印加される駆動電圧が電子放出
しきい値電圧以下となるような一定電圧を出力するよう
設定されている。

【００７６】制御回路１１３は、外部より入力する画像
信号に基づいて適切な表示が行なわれるように各部の動
作を整合させる働きをもつものである。次に説明する同
期信号分離回路１１６より送られる同期信号Ｔｓｙｎｃ
に基づいて各部に対してＴｓｃａｎ、ＴｓｆｔおよびＴ
ｍｒｙの各制御信号を発生する。

【００７７】同期信号分離回路１１６は外部から入力さ
れるＮＴＳＣ法のテレビ信号から同期信号成分と輝度信
号成分とを分離するための回路で周波数分離（フィルタ
ー）回路を用いれば構成できるものである。同期信号分
離回路１１６により分離された同期信号は良く知られる
ように垂直同期信号と水平同期信号よりなるが、ここで
は説明の便宜上Ｔｓｙｎｃ信号として図示した。一方、
前記テレビ信号から分離された画像の輝度信号成分を便
宜上ＤＡＴＡ信号と表わすが同信号はシフトレジスタ１
１４に入力される。

【００７８】シフトレジスタ１１４は、時系列的にシリ
アルに入力される前記ＤＡＴＡ信号を画像の１ライン毎
にシリアル／パラレル変換するためのもので前記制御回
路１１３より送られる制御信号Ｔｓｆｔに基づいて動作
する（即ち、制御信号Ｔｓｆｔは、シフトレジスタ１１
４のシフトクロックであるということもできる）。シリ
アル／パラレル変換された画像１ライン分（表面伝導型
電子放出素子Ｎｎ素子分の駆動データに相当する）のデ
ータは、Ｉｄ１ないしＩｄｎのｎ個の並列信号として前
記シフトレジスタ１１４より出力される。

【００７９】ラインメモリ１１５は画像１ライン分のデ
ータを必要時間の間だけ記憶するための記憶装置であ
り、制御回路１１３より送られる制御信号Ｔｍｒｙに従
って適宜Ｉｄ１ないしＩｄｎの内容を記憶する。記憶さ
れた内容はＩｄ１ないしＩｄｎとして出力され変調信号
発生器１１７に入力される。

【００８０】変調信号発生器１１７は、前記画像データ
Ｉｄ１ないしＩｄｎの各々に応じて表面伝導型電子放出
素子の各々を適切に駆動変調するための信号源であり、
その出力信号は端子Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎを通じて表
示パネル１１１内の表面伝導型電子放出素子に印加され
る。

【００８１】前述したように本発明に関わる表面伝導型
電子放出素子は放出電流Ｉｅに対して以下の基本特性を
有している。即ち前述したように電子放出には明確なし
きい値電圧Ｖｔｈがあり、Ｖｔｈ以上の電圧を印加され
た時のみ電子放出が生じる。また電子放出しきい値以上
の電圧に対しては素子への印加電圧の変化に応じて放出
電流も変化してゆく。なお、電子放出素子の材料や構
成、製造方法を変えることにより電子放出しきい値Ｖｔ
ｈの値や印加電圧に対する放出電流の変化の度合いが変
わる場合もあるが、いずれにしても以下のようなことが
いえる。

【００８２】このことから、本素子にパルス状の電圧を
印加する場合、例えば電子放出閾値以下の電圧を印加し
ても電子放出は生じないが、電子放出閾値以上の電圧を
印加する場合には電子ビームが出力される。その際、第
一にはパルスの波高値Ｖｍを変化させる事により出力電
子ビームの強度を制御することが可能である。第二に
は、パルスの幅Ｐｗを変化させることにより出力される
電子ビームの電荷の総量を制御する事が可能である。従
って、入力信号に応じて、表面伝導型電子放出素子を変
調する方式としては、電圧変調方式およびパルス幅変調
方式等があげられ、電圧変調方式を実施するには変調信
号発生器１１７として、一定長さの電圧パルスを発生
し、入力されるデータに応じて適宜パルスの波高値を変
調するような電圧変調方式の回路を用いる。

【００８３】またパルス幅変調方式を実施するには、変
調信号発生器１１７として、一定の波高値の電圧パルス
を発生し、入力されるデータに応じて適宜電圧パルスの
幅を変調するようなパルス幅変調方式の回路を用いるも
のである。

【００８４】以上に説明した一連の動作により本発明の
画像表示装置は表示パネル１１１を用いてテレビジョン
の表示を行なうことができる。なお、上記説明中特に記
載しなかったがシフトレジスタ１１４やラインメモリ１
１５はデジタル信号式のものでもアナログ信号式のもの
でも差し支えなく、要は画像信号のシリアル／パラレル
変換や記憶が所定の速度で行なわれれば良い。

【００８５】デジタル信号式を用いる場合には同期信号
分離回路１１６の出力信号ＤＡＴＡをデジタル信号化す
る必要があるが、これは１１６の出力部にＡ／Ｄ変換器
を備えれば可能である。また、これと関連してラインメ
モリ１１５の出力信号がデジタル信号かアナログ信号か
により、変調信号発生器１１７に用いられる回路が若干
異なったものとなる。

【００８６】まず、デジタル信号を場合について述べ
る。電圧変調方式において変調信号発生器１１７には、
例えば良く知られるＤ／Ａ変調回路を用い、必要に応じ
て増幅回路などを付け加えればよい。またパルス幅変調
方式の場合、変調信号発生器１１７は、例えば高速の発
振器および発振器の出力する波数を計数する計数器（カ
ウンタ）及び計数器の出力値と前記メモリの出力値を比
較する比較器（コンパレータ）を組み合せた回路を用い
ることにより構成できる。必要に応じて比較器の出力す
るパルス幅変調された変調信号を表面伝導型電子放出素
子の駆動電圧にまで電圧増幅するための増幅器を付け加
えてもよい。

【００８７】次にアナログ信号の場合について述べる。
電圧変調方式においては変調信号発生器１１７には、例
えばよく知られるオペアンプなどを用いた増幅回路を用
いればよく、必要に応じてレベルシフト回路などを付け
加えてもよい。またパルス幅変調方式の場合には、例え
ばよく知られる電圧制御型発振回路（ＶＣＯ）を用いれ
ばよく、必要に応じて表面伝導型電子放出素子の駆動電
圧まで電圧増幅するための増幅器を付け加えてもよい。

【００８８】このような構成をとり得る本発明の画像表
示装置において、各表面伝導型電子放出素子に、容器外
端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍ、Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎ
を通じて、電圧を印加することにより電子放出させ、高
圧端子Ｈｖを通じて、メタルバック９５、あるいは透明
電極（不図示）に高圧を印加し、電子ビームを加速し、
蛍光膜９４に衝突させ、励起・発光させることで画像を
表示することができる。

【００８９】以上述べた構成は、表示等に用いられる好
適な画像形成装置を作製する上で必要な概略構成であ
り、例えば各部材の材料等、詳細な部分は上述内容に限
られるものではなく、画像形成装置の用途に適するよう
適宜選択する。また、入力信号例として、ＮＴＳＣ方式
をあげたが、これに限るものでなく、ＰＡＬ、ＳＥＣＡ
Ｍ方式などの諸方式でもよく、これよりも、多数の走査
線からなるＴＶ信号（例えば、ＭＵＳＥ法をはじめとす
る高品位ＴＶ）方式でもよい。

【００９０】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１２及び図１３を用いて説明する。

【００９１】図１２は、はしご型配置の電子源の一例を
示す模式図である。図１２において、１０１は電子源基
板、１０２は表面伝導型電子放出素子、１０３のＤｘ１
〜Ｄｘ１０は、前記表面伝導型電子放出素子１０２に接
続する共通配線である。表面伝導型電子放出素子１０２
は、基板１０１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した
ものが、はしご型電子源基板である。各素子行の共通配
線間に適宜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
せる素子行には、電子放出しきい値以上の電圧を、電子
ビームを放出させない素子行には、電子放出しきい値以
下の電圧を印加すればよい。また、各素子行間の共通配
線Ｄｘ２〜Ｄｘ９を、Ｄｘ２とＤｘ３、Ｄｘ４とＤｘ５
のように互いに隣接する配線同士を一本に接続して、同
一配線とするようにしても良い。

【００９２】図１３は、はしご型配置の電子源を備えた
画像形成装置の構造を示すための図である。１３６はグ
リッド電極、１３２は電子が通過するため空孔、１３３
はＤｏｘ１、Ｄｏｘ２、…Ｄｏｘｍよりなる容器外端子
である。１３４は、グリッド電極１３６と接続されたＧ
１、Ｇ２、…Ｇｎからなる容器外端子、１３５は前述の
ように各素子行間の共通配線を同一配線とした電子源基
板である。図１３においては、図９、図１０と同一の符
号は同一の部材を示す。前述の単純マトリクス配置の画
像形成装置（図９）との違いは、電子源基板９１とフェ
ースプレート９６の間にグリッド電極１３６を備えてい
るか否かである。

【００９３】グリッド電極１３６は、表面伝導型放出素
子から放出された電子ビー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ー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１３２が設けられている。
グリッドの形状や設置位置は図１３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る。

【００９４】容器外端子１３３およびグリッド容器外端
子１３４は、不図示の制御回路と電気的に接続されてい
る。

【００９５】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、各電子ビー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。

【００９６】（実施例１）マトリクス状に配線および電
子電極を前述したような方法で形成した基板を用い、多
数の表面伝導型電子放出素子を有する電子源基板を作製
した。図１は本発明における電子源基板の製造方法を示
す模式図である。図３（ａ）は本実施例によって作製し
た電子源基板の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−
Ａ′断面図である。

【００９７】１．絶縁基板１として石英基板を用い、こ
れを有機溶剤等により充分に洗浄後、１２０℃で乾燥さ
せた。該基板１上に真空成膜技術およびフォトリソグラ
フィ技術を用いてＮｉからなるＸ方向配線１０を形成し
た（図１（ａ））。このとき配線の幅を３００μｍ、そ
の厚さを５００Åとした。さらに真空成膜技術とフォト
リソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて絶縁膜
６をＸ方向配線１０上に形成した（図１（ｂ））。絶縁
膜６の厚さは５０００Åとした。そして、真空成膜技術
およびフォトリソグラフィ技術を用いてＡｕからなるＹ
方向配線１１を形成した（図１（ｃ））。配線の幅は２
００μｍ、厚さは５０００Åとした。

【００９８】２．該基板上に、導電性薄膜を形成するた
めに有機パラジウム含有溶液（酢酸パラジウム−モノエ
タノールアミン錯体０．６６ｗｔ％（パラジウム成分量
０．１５ｗｔ％）、イソプロピルアルコール１５ｗｔ
％、水８３．２９ｗｔ％、エチレングリコール１ｗｔ
％、ＰＶＡ０．０５ｗｔ％）を上記液滴付与装置７（圧
電素子を用いたインクジェット噴射装置)の一つのノズ
ルを用いて液滴を付与した後、１００℃で５分間の加熱
処理を行い、溶媒である水等を除去した。（図１
（ｄ））。

【００９９】３．次に該基板上に有機白金含有溶液（酢
酸白金−モノエタノールアミン錯体１．１４ｗｔ％（白
金成分量０．４ｗｔ％）、イソプロピルアルコール２０
ｗｔ％、水７７．８１ｗｔ％、エチレングリコール１ｗ
ｔ％、ＰＶＡ０．０５ｗｔ％）を、液滴付与装置７とし
て圧電素子を用いたインクジェット噴射装置を用いて、
素子電極２をＸ方向配線１０に接続するように形成した
後、続いて、この素子電極２から１２０μｍずらした位
置にＹ方向配線１１と接続するように素子電極３を形成
し、これを１ｍｍピッチＸ方向、Ｙ方向に同様にして形
成した。液滴付与装置７のノズル間ピッチＤ１は７０μ
ｍで１ノズルからの１つの液滴量は６０ｎｇに制御し、
基板に着弾した時のドット径Ｄ２は１００μｍだった。

【０１００】４．さらに３５０℃で１０分間の加熱処理
を行って、膜厚１００Åの酸化パラジウム（ＰｄＯ）微
粒子からなる導電性薄膜４、及びＰｔからなる素子電極
２，３を形成した（図１（ｆ））。素子電極２，３はギ
ャップ間隔をＬ１＝２０μｍ、電極の幅をＷ１＝３１０
μｍ、その厚さがｄ＝３００Åに制御してある。この
際、素子電極の原料となる有機白金錯体と、導電性薄膜
の原料となる有機パラジウム錯体の熱分解温度がともに
３５０℃前後と近いため、一度の熱工程にてこの両者を
同時に形成することができる。

【０１０１】５．さらに電極対２，３の間に電圧を印加
し、導電性薄膜４を通電処理（通電フォーミング）する
ことにより、電子放出部５を形成し、次いで前述の活性
化処理を行った。(図１(g)）。

【０１０２】こうして作製された電子源基板を用いて、
図９に示すようにフェースプレート９６、支持枠９２、
リアプレート９１とで外囲器９８を形成し、封止を行っ
て表示パネル、さらには図１１に示すようなＮＴＳＣ方
式のテレビ信号に基づきテレビジョン表示を行うための
駆動回路を有する画像形成装置を作製した。

【０１０３】本実施例の製造方法により以上の如く作製
した電子放出素子はなんら問題のない良好な特性をしめ
したばかりか、素子電極および導電膜を作製する際の高
温工程を一回にしているために、作製時のコストの減少
および作製時間の短縮を計ることができた。また、Ｘ、
Ｙ方向配線を作製した後に素子電極２，３および導電膜
をインクジェット方式にて作製しているので、素子電極
の表面は作製時のまま清浄に保つことができ、更には、
素子電極を形成した後に導電性薄膜を形成するのに比
べ、導電薄膜形成用の液滴を先に付与するため、基板上
に付与された液滴の形状が均一になり、フォーミング処
理の際、亀裂が一様に形成され、その結果、また電子放
出素子特性のばらつきは少なく、良好な画像形成装置を
歩留まりよく得ることができた。

【０１０４】（実施例２）実施例１と同様の方法で、素
子電極を形成する液滴が基板上に形成するドットパター
ンよりも配列ピッチの小さい複数ノズル列を有する液滴
付与装置を用いて素子電極を作製している。その作製方
法を図２に示す。実施例１と同じ方法で行方向配線、絶
縁層、列方向配線（不図示）を形成した後、実施例１と
同じ有機白金含有溶液をノズル４，５，６，７を用いて
ノズルから同時に一滴づつ付与し素子電極２を行方向配
線と接続するように形成した後、続いてこの素子電極２
から１２０μｍずらした位置にノズル４，５，６，７を
用いてノズルから同時に液滴を一滴づつ付与し、素子電
極２を列方向配線と接続するように作製した。その後、
実施例１と同じ手法にて電子源基板を作製し、フェース
プレート９６、支持枠９２、リアプレート９１とで外囲
器９８を形成し、封止を行って表示パネル、さらには図
１１に示すようなＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づきテ
レビジョン表示を行うための駆動回路を有する画像形成
装置を作製した。

【０１０５】その結果、実施例１と比してより平坦かつ
均一な素子電極を作製することが出来、さらに良好な画
像形成装置を得ることができた。

【０１０６】（実施例３）本実施例は素子電極が図４
（ｂ）で示すような形状であること以外は実施例１と同
様に表面伝導型電子放出素子を作製して電子源基板を得
た。得られた電子源基板を用いて、実施例１と同様の方
法でフェースプレート９６、支持枠９２、リアプレート
９１とで外囲器９８を形成し、封止を行って表示パネ
ル、さらには図１１に示すようなＮＴＳＣ方式のテレビ
信号に基づきテレビジョン表示を行うための駆動回路を
有する画像形成装置を作製した。その結果、実施例１と
同様の良好な画像形成装置を得ることができた。

【０１０７】すなわち、本発明の製造方法によれば所望
のノズルを用いて所望の液滴数を所望のピッチで付与す
ることにより、所望の膜厚・ギャップ幅の一対の素子電
極が得られることがわかった。

【０１０８】（実施例４）本実施例では、マトリクス状
に配線された基板（図５（ａ））をスクリーン印刷法で
形成した以外は実施例１と同様に表面伝導型電子放出素
子を作製して電子源基板を得た。得られた電子源基板を
用いて、実施例１と同様の方法でフェースプレート９
６、支持枠９２、リアプレート９１とで外囲器９８を形
成し、封止を行って表示パネル、さらには図１１に示す
ようなＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づきテレビジョン
表示を行うための駆動回路を有する画像形成装置を作製
した。その結果、実施例１と同様の良好な画像形成装置
を得ることができた。

【０１０９】スクリーン印刷法は、その作製プロセスに
おいてインクに含まれる有機材料によって基板表面を著
しく汚染するため、素子電極表面を清浄に保つことが比
較的困難であり、従来の作製法では特別な洗浄工程を必
要としてきたが、本発明によりそのような洗浄工程を経
ることなく素子電極、配線及び素子を形成するのにフォ
トリソグラフィ技術を使わない製造方法で画像形成装置
を作製したことにより、薄膜プロセスに比べコストが低
く、また製造歩留まりが大変向上した。

【０１１０】（実施例５）本実施例の電子源基板は、素
子電極形成材料と、導電性薄膜形成材料をともにパラジ
ウムとした以外は実施例１と同様に作製した。素子電
極、導電性薄膜ともに有機パラジウム含有溶液（酢酸パ
ラジウム−モノエタノールアミン錯体０．６６ｗｔ％
（パラジウム成分量０．１５ｗｔ％）、イソプロピルア
ルコール１５ｗｔ％、水８３．２９ｗｔ％、エチレング
リコール１ｗｔ％、ＰＶＡ０．０５ｗｔ％）を用いてい
る。この場合、素子電極を形成す際に付与する液滴の量
よりも、導電性薄膜を形成する際に付与する液滴を少な
くすることにより膜厚に差を持たせている。このように
作製することにより、電子放出部となる亀裂は（素子電
極部でなく）導電性薄膜部に作製することができる。得
られた電子源基板を用いて、実施例１と同様の方法でフ
ェースプレート９６、支持枠９２、リアプレート９１と
で外囲器９８を形成し、封止を行って表示パネル、さら
には図１１に示すようなＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基
づきテレビジョン表示を行うための駆動回路を有する画
像形成装置を作製した。

【０１１１】その結果、素子電極形成材料溶液中の含有
成分の違いにもかかわらず、実施例１と同様の良好な画
像形成装置を得ることができた。

【０１１２】また、素子電極と導電性薄膜とを同じ材料
より作製しているので、作製時の熱分解工程の温度はま
ったく同じにすることができる。

【０１１３】（実施例６）本実施例の電子源基板は、素
子電極形成材料と、導電性薄膜形成材料をともに白金と
した以外は実施例１と同様に作製した。素子電極、導電
性薄膜ともに有機白金含有溶液（酢酸白金−モノエタノ
ールアミン錯体１．１４ｗｔ％（白金成分量０．４ｗｔ
％）、イソプロピルアルコール２０ｗｔ％、水７７．８
１ｗｔ％、エチレングリコール１ｗｔ％、ＰＶＡ０．０
５ｗｔ％）を用いている。この場合、素子電極を形成す
際に付与する液滴の量よりも、導電性薄膜を形成する際
に付与する液滴を少なくすることにより膜厚に差を持た
せている。このように作製することにより、電子放出部
となる亀裂は（素子電極部でなく）導電性薄膜部に作製
することができる。得られた電子源基板を用いて、実施
例１と同様の方法でフェースプレート９６、支持枠９
２、リアプレート９１とで外囲器９８を形成し、封止を
行って表示パネル、さらには図１１に示すようなＮＴＳ
Ｃ方式のテレビ信号に基づきテレビジョン表示を行うた
めの駆動回路を有する画像形成装置を作製した。

【０１１４】その結果、導電性薄膜材料溶液中の含有成
分の違いにもかかわらず、実施例１と同様の良好な画像
形成装置を得ることができた。

【０１１５】また、素子電極と導電性薄膜とを同じ材料
より作製しているので、作製時の熱分解工程の温度はま
ったく同じにすることができる。

【０１１６】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、絶縁層を
介して行列状に配置された列方向配線および行方向配線
を作成する工程の後に該素子電極を、該素子電極形成材
料を含む溶液で構成される液滴を基板に付与する工程
と、該素子電極間を連絡する導電性薄膜を、該導電性薄
膜形成材料を含む液滴を基板に付与する工程と、それら
の液滴を焼成する工程と、該導電性薄膜の一部に電子放
出部を形成する工程によることを特徴としているので、
従来の作製方法と比して工程数を減ずることができ、コ
ストの低減を計ることができる。

【０１１７】また、素子電極の表面を作製工程を通じて
清浄な状態で保つことができるので、導電性薄膜との接
合を均一にすることができ、プロセス全体の歩留まりを
大きく上げることができる。

【０１１８】さらに素子電極をフォトリソグラフィ技術
を用いないため、コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子放出素子の素子電極の製造工程
図。

【図２】液滴付与方法の説明図。

【図３】本発明の電子放出素子の構造の説明図。

【図４】液滴と素子電極寸法との関係を示す図。

【図５】本発明のマトリクス型配置の電子源基板を示す
平面図および断面図。

【図６】本発明の平面型表面伝導型電子放出素子の基本
的な構成を示す模式的平面図、および断面図。

【図７】本発明の表面伝導型電子放出素子の製造に際し
て採用できる通電フォーミング処理における電圧波形の
一例を示す模式図。

【図８】単純マトリクス配置の電子源を表わす模式図。

【図９】単純マトリクス配置の電子源を用いた画像形成
装置の概略構成図。

【図１０】蛍光膜のパターン図。

【図１１】画像形成装置にＮＴＳＣ法のテレビ信号に応
じて表示を行なうための駆動回路の一例を示すブロック
図。

【図１２】梯子型配置の電子源基板を表わす模式図。

【図１３】梯子型配置の電子源を用いた画像形成装置の
概略構成図。

【図１４】従来の電子放出素子を示す模式的平面図。

【図１５】従来の他の電子放出素子を示す模式的斜視
図。

【図１６】バブルジェット式インクジェット噴射装置の
概観図。

【図１７】ピエゾジェット式インクジェット噴射装置の
概観図。

【符号の説明】

１基板２，３素子電極４導電性薄膜５電子放出部７液滴８液滴付与装置１０，７２，８２Ｘ方向配線（列方向配線）１１，７３，８３Ｙ方向配線（行方向配線）７１，８１電子源基板７４表面伝導型電子放出素子７５結線９１リアプレート９２支持枠９３ガラス基板９４蛍光膜９５メタルバック９６フェースプレート９７高圧端子９８外囲器１０１黒色部材１０２蛍光体１１１表示パネル１１２走査回路１１３制御回路１１４シフトレジスタ１１５ラインメモリ１１６同期信号分離回路１１７変調信号発生器Ｖｘ、Ｖａ直流電圧源１０１，１３５電子源基板１０２，１３１電子放出素子１０３（Ｄｘ１〜Ｄｘ１０）前記電子放出素子を配線
するための共通配線１３６グリッド電極１３２電子が通過するため開孔１３３（Ｄｏｘ１、Ｄｏｘ２、…Ｄｏｘｍ）容器外端子１３４（Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｎ）グリッド電極１３６と
接続された容器外端子２１１基板２２２熱発生部２２３支持板２２４液流路２２５第１ノズル２２６第２ノズル２２７インク流路間隔壁２２８，２２９インク液体室２２１０，２２１１インク液体の供給口２２１２天井板２３１第１ノズル２３２第２ノズル２３３円筒形ピエゾ２３４フィルター２３５，２３６インク供給液体チューブ２３７電気信号入力端子

フロントページの続き (72)発明者長谷川光利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 (72)発明者三道和宏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 (72)発明者重岡和也東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板上で一対の素子電極間を連絡す
る導電性薄膜の一部に電子放出部を有する電子放出素子
の製造方法であって、前記絶縁基板上に液滴を付与することにより、前記導電
性薄膜を形成し、次いで、前記絶縁基板上に液滴を付与することにより、
前記素子電極を形成することを特徴とする電子放出素子
の製造方法。
【請求項２】前記液滴は、有機金属溶液の液滴であ
ることを特徴とする請求項１記載の電子放出素子の製造
方法。
【請求項３】前記液滴は、２種類の有機金属を含有
する溶液の液滴であって、前記有機金属の熱分解温度が
３００℃乃至４００℃であることを特徴とする請求項１
記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項４】前記素子電極の厚さが、前記導電性薄
膜の厚さより厚いことを特徴とする請求項１記載の電子
放出素子の製造方法。
【請求項５】前記液滴の量、及び又は数により、前
記素子電極の厚さを制御することを特徴とする請求項１
記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項６】前記液滴を付与するピッチにより、前
記素子電極間ギャップ幅、及び前記素子電極のそれぞれ
の幅を制御することを特徴とする請求項１記載の電子放
出素子の製造方法。
【請求項７】前記液滴を付与するノズルの数によ
り、前記素子電極のそれぞれの長さを制御することを特
徴とする請求項１記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項８】前記液滴を付与する装置が、インクジ
ェット噴射装置であることを特徴とする請求項１記載の
電子放出素子の製造方法。
【請求項９】前記インクジェット噴射装置は、熱エ
ネルギーにより、前記溶液内に気泡を発生させ、前記溶
液を液滴として噴射させる装置であることを特徴とする
請求項８記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１０】一対の素子電極間を連絡する導電性薄
膜の一部に電子放出部を有する電子放出素子を複数配列
するとともに、前記電子放出素子を選択的に駆動するた
めの配列配線を形成した電子源基板の製造方法であっ
て、前記絶縁基板上に液滴を付与することにより、前記導電
性薄膜を形成し、次いで、前記絶縁基板上に液滴を付与することにより、
前記素子電極を形成することを特徴とする電子源基板の
製造方法。
【請求項１１】前記配列配線を構成する行方向配線と
列方向配線とを、絶縁層を介して配置し、それぞれの前記素子電極の一方は、前記行方向配線に接
続し、それぞれの前記素子電極の他方は、前記列方向配線に接
続することを特徴とする請求項１０記載の電子源基板の
製造方法。
【請求項１２】一対の素子電極間を連絡する導電性薄
膜の一部に電子放出部を有する電子放出素子を複数配列
した電子源基板と、前記電子放出素子を選択的に駆動す
るための配列配線と、前記電子放出素子から放出された
電子を受けて発光する発光体と、外部信号に基づいて前
記電子放出素子に印活する電圧を制御する駆動回路とを
備えた画像形成装置の製造方法であって、前記絶縁基板上に液滴を付与することにより、前記導電
性薄膜を形成し、次いで、前記絶縁基板上に液滴を付与することにより、
前記素子電極及び前記導電性薄膜を形成することを特徴
とする画像形成装置の製造方法。
【請求項１３】前記配列配線を構成する行方向配線と
列方向配線とを、絶縁層を介して配置し、それぞれの前
記素子電極の一方は、前記行方向配線に接続し、それぞれの前記素子電極の他方は、前記列方向配線に接
続することを特徴とする請求項１２記載の画像形成装置
の製造方法。
【請求項１４】絶縁基板上で一対の素子電極間を連絡
する導電性薄膜の一部に電子放出部を有する電子放出素
子であって、前記電子放出部は、前記導電性薄膜の一部を破壊させた
部分であることを特徴とする電子放出素子。
【請求項１５】絶縁基板上で一対の素子電極間を連絡
する導電性薄膜の一部に電子放出部を有する電子放出素
子であって、前記電子放出部は、前記導電性薄膜の一部を変形させた
部分であることを特徴とする電子放出素子。
【請求項１６】絶縁基板上で一対の素子電極間を連絡
する導電性薄膜の一部に電子放出部を有する電子放出素
子であって、前記電子放出部は、前記導電性薄膜の一部を変質させた
部分であることを特徴とする電子放出素子。