JP2000243230A

JP2000243230A - 電子源基板及びその製造方法及び電子源基板を用いた画像形成装置

Info

Publication number: JP2000243230A
Application number: JP4501699A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Miyazaki; 和也宮崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-02-23
Filing date: 1999-02-23
Publication date: 2000-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】良好な画像を長時間にわたり保持し得る大画
面の平面型の画像形成装置を実現し得る、安価で高性能
な電子源基板を提供する。【解決手段】ナトリウムを含有するガラス基体１上
に、ナトリウム拡散防止層９を介して形成された、金属
よりなる一対の素子電極２，３と電子放出部５を有する
導電性薄膜４からなる電子放出素子を有し、該電子放出
素子に電気的に接続されるもので、該素子電極と互いに
分離して配置される金属配線６，７と、該金属配線６，
７と該素子電極２，３に電気的に接続する接続配線１０
とを有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子を用
いた電子源基板、及びその製造方法、及び電子源基板を
用いた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子放出素子を利用した画像形成
装置として、冷陰極電子放出素子を多数形成した電子源
基板と、透明電極および蛍光体を具備した陽極基板とを
平行に対向させ、真空に排気した平面型の電子線表示パ
ネルが知られている。このような画像形成装置におい
て、電界放出型電子放出素子を用いたものは、例えば、
Ｉ．Ｂｒｏｄｉｅ，”Ａｄｖａｎｃｅｄｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｙ：ｆｌａｔｃｏｌｄ−ｃａｔｈｏｄｅＣＲ
Ｔｓ”，ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ，１
／８９，１７（１９８９）に開示されたものがある。

【０００３】また、表面伝導型電子放出素子を用いたも
のは、例えば、ＵＳＰ５０６６８８３号等に開示されて
いる。平面型の電子線表示パネルは、現在広く用いられ
ている陰極線管（ｃａｔｈｏｄｅｒａｙｔｕｂｅ：
ＣＲＴ）表示装置に比ベ、軽量化、大画面化を図ること
ができ、また、液晶を利用した平面型表示パネルやプラ
ズマ・ディスプレイ、エレクトロルミネッセント・ディ
スプレイ等の他の平面型表示パネルに比べて、より高輝
度、高品質な画像を提供することができる。

【０００４】特に、表面伝導型電子放出素子は構成が単
純で製造も容易であり、電界放出型電子放出素子のよう
にフォトリソグラフィ技術を駆使した複雑な製造工程を
経ることなく、大面積にわたって多数素子を配列形成し
た電子源基板を作製できる利点がある。

【０００５】図１０、図１１は、特開平６−３４２６３
６号公報において開示された、表面伝導型電子放出素子
を用いた電子源基板の一例を示したものである。図１０
は電子源の一部の平面図を示している。ここで７は上配
線、６は下配線、１０１は表面伝導型電子放出素子、８
は層間絶縁層である。図１１は、図１０における表面伝
導型電子放出素子１０１を取り出した斜視図である。図
１１中、１１１は基板、２，３は素子電極、４は電子放
出部を有する導電性薄膜、５は電子放出部であり、素子
電極２，３はそれぞれ下配線６、上配線７に接続され、
下配線６と上配線７は層間絶縁層８によって電気的に絶
縁されている。

【０００６】ここで、マトリクス状に配置された上配線
７と下配線６にそれぞれ走査信号、情報信号として所定
の電圧を順次印加することで、マトリクスの交点に位置
する所定の電子放出素子を選択的に駆動できる。

【０００７】このようなマトリクス配置された電子源基
板は、比較的簡単なフォトリソグラフィ技術を用いるこ
とによって作製できるが、より大きな基板を形成する場
合は、印刷技術を用いるのが好ましい。特に、走査信号
を印加する上配線については、１ラインに接続された素
子数が多くなるほど配線を流れる電流量が増加するた
め、配線抵抗による電圧降下が生じるので、配線は厚膜
で形成して抵抗をできるだけ小さくするのが好ましい。

【０００８】特開平８−１８０７９７号公報等には、配
線及び層間絶縁層をスクリーン印刷法により形成する製
造方法が開示されている。その他の部材についても、例
えば、特開平９−１７３３３号公報等には、素子電極を
オフセット印刷法等により形成する製造方法が開示され
ており、導電性薄膜においては、インクジェット法によ
り形成する製造方法が特開平９−６９３３４号公報等に
開示されている。これらの印刷技術を用いることで、大
面積の電子源基板を容易に製造することができる。

【０００９】次に、表面伝導型電子放出素子について説
明する。表面伝導型電子放出素子は基板上に形成された
小面積の導電性薄膜に、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、ＳｎＯ₂ 薄膜を用
いたもの［Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，ＲａｄｉｏＥ
ｎｇ．ＥｌｅｃｔｒｏｎＰｈｙｓ．，１０，１２
９０（１９６５）］、［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ：“Ｔｈｉ
ｎＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓ”，９，３１７（１９７
２）］、Ｉｎ₂ Ｏ₃ ／ＳｎＯ₂ 薄膜によるもの［Ｍ．Ｈ
ａｒｔｗｅｌｌａｎｄＣ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：
“ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ＥＤＣｏｎｆ．”，５
１９（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が、本出願人は、例えば、特開平２
−５６８２２号公報において、酸化パラジウム等の金属
微粒子膜を用いた表面伝導型電子放出素子を開示してい
る。

【００１０】表面伝導型電子放出素子を作製するにあた
っては、通常、導電性薄膜４に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
ある。フォーミングとは導電性薄膜４の両端に直流電圧
あるいは非常にゆっくりとした昇電圧、例えば１Ｖ／分
程度を印加通電し、導電性薄膜４を局所的に破壊、変形
もしくは変質せしめ、亀裂を形成する処理である。

【００１１】なお、フォーミング処理を施した後、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、亀裂近傍から電子を放出せしめるものである。この
とき、電子の放出する部位を電子放出部５と呼ぶ。

【００１２】さらに、たとえば特開平７−２３５２５５
号公報に開示されているように、フォーミングを終えた
素子に対して活性化処理と呼ばれる処理を施し、より良
好な電子放出を得ることができる。活性化工程は、有機
物質のガスを含有する雰囲気下で、フォーミング処理同
様、素子にパルス電圧の印加を繰り返すことで行うこと
ができ、雰囲気中に存在する有機物質から、炭素あるい
は炭素化合物が素子上に堆積し、素子電流Ｉ_f 、放出電
流Ｉ_e が著しく増加するようになる。

【００１３】このような処理を経て作製された表面伝導
型電子放出素子は、例えばフラットパネルディスプレイ
等の画像形成装置に適用可能な電子源として十分な電子
放出特性を有する。

【００１４】従って、上述のように、印刷技術を用い
て、表面伝導型電子放出素子からなる大面積の電子源基
板を作製することによって、大面積の画像形成装置、例
えば大画面フラットパネルディスプレイを実現すること
ができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、十分な
電子放出量と寿命、安定性を有する電子放出素子を大面
積の電子源基板に形成する場合、以下に述べるような問
題がある。

【００１６】大面積の電子源基板を安価に製造しようと
すれば、使用する部材のコストを下げる必要があり、そ
の基体として、ソーダライムガラスが好ましく用いられ
る。しかしながら、表面伝導型電子放出素子は、その電
子放出部が基板表面に接して形成されるために、表面伝
導型電子放出素子を駆動した時の熱や電界がソーダライ
ムガラス表面にも伝わり、基板の熱的な変形やナトリウ
ムイオンの移動、ナトリウム金属やナトリウム化合物の
析出等が生じやすい。表面伝導型電子放出素子近傍での
基板の変形は素子構造の変化を生じせしめ、またナトリ
ウムの析出は構造のみならず電気的性質をも変えてしま
うので、電子放出特性の変動や劣化の原因となる。

【００１７】そめため、特開平１−２７９５３８号公報
において開示されているように、ソーダライムガラス表
面に二酸化けい素を主成分とする材料で被覆層を形成
し、その上に表面伝導型電子放出素子を形成するのが望
ましい。特に、この被覆層として、厚さが５００ｎｍ程
度以上の膜厚のシリカ層やリンドープシリカ（ＰＳＧ）
層を形成すると、表面伝導型電子放出素子の駆動時の熱
や電界がソーダライムガラス基体に伝わり難くなり、か
つ十分なナトリウム拡散防止層としての役割を持たせる
ことができる。

【００１８】ところが、このナトリウム拡散防止層は、
基体からのナトリウム拡散をブロックするだけでなく、
ナトリウム拡散防止層上に配置した金属の基板への拡散
も抑えてしまう。ここで言う金属とは、例えば、配線と
して用いられるものである。金属が基板内部に拡散し難
いと、熱処理工程を繰り返した場合、基板表面や基板と
他の部材との界面を伝わって、基板表面に平行な方向へ
の拡散が生じる場合がある。

【００１９】図１１に示したような構成の電子源基板に
おいては、この基板表面に平行な方向への拡散は、配線
金属が素子電極と基板の界面に接しているところで生
じ、特に、配線金属と素子電極の金属が異なる場合、更
に顕著になる。配線金属が、素子電極と基板表面（ナト
リウム拡散防止層表面）との界面を伝わって拡散してし
まうと、導電性薄膜と接触するようになる。ここで、更
に熱処理が行われたり、駆動のための電界が印加される
と、熱や電界によるマイグレーションによって配線金属
と導電性薄膜が混合し、電子放出素子が本来の電子放出
特性を維持することが困難になり、特性の劣化や変動を
引き起こす。従って、できる限り配線金属の界面拡散を
抑える必要があった。

【００２０】本発明の目的は、上述した解決すべき技術
課題を解決し、ナトリウム拡散防止層と印刷配線とを用
いて安価で高性能な電子源基板及びその製造方法を提供
することにある。また、本発明の別の目的は、かかる電
子源基板を用いて良好な画像を長時間にわたり保持し得
る大画面の平面型の画像形成装置を提供することにあ
る。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課
題、すなわち配線金属が素子電極と基板の界面を伝わっ
て拡散することによる電子放出素子の特性の劣化を解決
するために成されたものであり、下述する構成のもので
ある。

【００２２】即ち、本発明の第１は、ナトリウムを含有
するガラス基体と、該ガラス基体上に、ナトリウム拡散
防止層を介して形成された、金属よりなる一対の素子電
極と電子放出部を有する導電性薄膜からなる電子放出素
子と、該電子放出素子に電気的に接続されるもので、該
素子電極と互いに分離して配置される金属配線と、該金
属配線と該素子電極に電気的に接続する接続配線とを有
することを特徴とする電子源基板にある。

【００２３】上記本発明の第１は、さらなる特徴とし
て、「前記ナトリウムを含有するガラス基体は、ソーダ
ライムガラスよりなる」こと、「前記ナトリウム拡散防
止層は、厚さが５００ｎｍ以上のシリカ被膜よりなる」
こと、「前記ナトリウム拡散防止層は、厚さが５００ｎ
ｍ以上のリンをドープしたシリカ被膜よりなる」こと、
「前記素子電極と前記金属配線は互いに異なる金属より
なる」こと、「前記金属配線は、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａ
ｕのいずれかの金属、あるいはいずれかの金属を含む合
金からなる」こと、「前記接続配線は、Ａｇ、Ｃｕ、Ａ
ｌ、Ａｕのいずれかの金属、あるいはいずれかの金属を
含む合金からなる」こと、「前記接続配線は、Ｉｎ、Ｓ
ｎ、Ｚｎ、Ｃｄのいずれかを含む導電性酸化物からな
る」こと「前記電子放出部を有する導電性薄膜は、Ｐｄ
乃至ＰｄＯ、あるいはそれらの混合物よりなる」こと、
「前記電子放出素子は、表面伝導型電子放出素子であ
る」こと、「前記電子放出素子が複数個配置され、入力
信号に応じて電子を放出する」こと、「前記電子放出素
子を複数個並列に配置し、個々の電子放出素子の両端を
前記接続配線あるいは前記金属配線に接続した電子放出
素子の行を複数有し、更に、該電子放出素子に変調信号
を印加する変調手段を有する」こと、「互いに電気的に
絶縁されたｍ本のＸ方向金属配線とｎ本のＹ方向金属配
線とに、前記電子放出素子の一対の素子電極とを接続
し、該電子放出素子をマトリクス状に配列した」こと、
をも包含する。

【００２４】本発明の第２は、上記のいずれかの電子源
基板の製造方法であって、熱処理工程を多く経験する少
なくとも一方の前記金属配線を前記素子電極と分離して
形成し、配線形成の最終工程で素子電極との電気的な接
続をとる前記接続配線を形成することを特徴とする電子
源基板の製造方法にある。

【００２５】上記本発明の第３は、前記金属配線は、金
属ペーストの印刷と加熱焼成によって形成されることを
特徴とする電子源基板の製造方法にある。

【００２６】本発明の第４は、入力信号にもとづいて、
画像を形成する画像形成装置であって、少なくとも、画
像形成部材と上記のいずれかの電子源基板より構成され
たことを特徴とする画像形成装置にある。

【００２７】本発明は、電子源基板として、ナトリウム
拡散防止層を用いた良好な電子放出特性を有する素子を
使用する場合に効果があり、特に、印刷によって配線を
形成する場合に有効である。さらに、配線金属が素子電
極とナトリウム拡散防止層表面の界面を伝わって拡散す
ることを防止できる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
を説明する。図１は、本発明の電子源基板の一例を示す
概略構成図（平面図）で、電子源基板の一部のみを示し
ている。また、図２は、図１に示した電子源基板の一つ
の電子放出素子を拡大した鳥瞰図である。図１、図２に
おいて、１は基体、２，３は素子電極、４は導電性薄
膜、５は電子放出部、６，７はそれぞれ素子電極２，３
に接続された配線、８は配線６と７を電気的に絶縁する
ための層間絶縁層、９はナトリウム拡散防止層、１０は
素子電極２，３と位置的に分離して形成した配線６，７
と素子電極を接続する接続配線である。なお、配線６，
７はそれぞれ、図１中の座標に照らして、Ｙ方向配線、
Ｘ方向配線と呼び、また絶縁層８との位置関係により、
それぞれ下配線、上配線と呼ぶことがある。

【００２９】基体１は、一般に青板ガラスと呼ばれるソ
ーダライムガラスが安価であるため好ましく用いられる
が、ソーダライムガラス中に含有されるナトリウムを一
部カリウムに置換して歪み点を上昇させた、高歪み点ガ
ラスを用いることができる。いずれの場合も、本発明で
用いられるガラス基体はナトリウムを含有するため、大
量生産可能なフロート法を用いて基体を形成することが
でき、例えば、対角１ｍ以上の大面積の基体も安価に作
製することができるものである。なお、本発明の電子源
基板及びそれを用いた画像形成装置は、その製造過程で
何度かの熱処理工程を行なう。この時の熱処理温度の設
定、及びその熱処理温度における基板の歪みの許容値に
応じて上記の基体の材料を選択すればよい。

【００３０】ナトリウム拡散防止層９は、基体１から電
子放出素子へのナトリウムの拡散を防止する役割と、電
子放出素子に電流が流れるときの発熱を基体１に伝え難
くする役割をもった被膜層である。上記の役割を満足す
るために、ナトリウム拡散防止層９として、シリカを主
成分とした被膜層を好ましく用いることができる。ここ
でシリカとは、ＳｉＯ₂ ，ＳｉＯ、およびその混合物を
意味する。中でも、ＳｉＯ₂ の層や、リンを数ｗｔ％含
有させたリンドープシリカガラス（ＰＳＧ）からなる層
がより好ましく用いられる。これらの被膜層を５００ｎ
ｍ以上の膜厚で形成すると、事実上ナトリウムの拡散が
止められるので、ナトリウム拡散防止層９として機能す
る。

【００３１】対向する素子電極２，３の材料としては、
以後の熱処理工程を経ても安定した導電性を有するもの
が好ましく、例えばＡｕ，Ｐｔ，Ｐｄ等の貴金属或はそ
の合金を主成分とする金属薄膜が用いられる。素子電極
２，３の膜厚は、数十ｎｍ程度とすると十分な導電性を
有し、かつ導電性薄膜４のステップカバレージが良好と
なり好ましい。なお、上記貴金属薄膜をナトリウム拡散
防止層９上に形成する場合、十分な密着強度が得られな
い場合がある。その時は、素子電極２，３とナトリウム
拡散防止層９の密着性を上げるためにＴｉやＣｒ等の卑
金属材料を下引きとして形成してもよい。

【００３２】導電性薄膜４の熱的安定性は電子放出特性
の寿命を支配する重要なパラメータであるため、導電性
薄膜４の材料としてより高融点な材料を用いるのが望ま
しい。しかしながら、通常、導電性薄膜４の融点が高い
ほど後述する通電フォーミングが困難となり、電子放出
部形成のためにより大きな電力が必要となる。さらに、
その結果得られる電子放出部は、電子放出し得る印加電
圧（しきい値電圧）が上昇するという問題が生じる場合
がある。従って、導電性薄膜４の材料は、適度に高い融
点を有し、比較的低いフォーミング電力で良好な電子放
出部が形成可能な材料、形態のものを選ぶのがよい。

【００３３】上述の条件に対し、ＰｄＯは、有機パラジ
ウム化合物の大気中焼成により容易に薄膜形成できるこ
と、半導体であるため比較的電気伝導度が低くフォーミ
ングに有する電力が低いこと、電子放出部形成時あるい
はその後、容易に還元して金属パラジウムとすることが
できるので膜抵抗を低減し得ること、等から導電性薄膜
４に好適な材料として用いることができる。

【００３４】その膜厚は、素子電極２，３へのステップ
カバレージ、素子電極２，３間の抵抗値及び後述するフ
ォーミング条件等を考慮して設定されるが、良好な電子
放出を得るためには、数ｎｍ〜数十ｎｍ程度が好ましく
用いられる。

【００３５】電子放出部５は、導電性薄膜４の一部に形
成された、例えば、亀裂等の高抵抗部であり、その亀裂
内部に数ｎｍより数十ｎｍの粒径の導電性微粒子、すな
わち、ＰｄＯやＰｄＯが還元して生じたＰｄ金属の微粒
子を多数個有する場合もあり、導電性薄膜４の膜厚およ
び後述する通電処理条件等の製法に依存している。ま
た、前記導電性微粒子は、導電性薄膜４を構成する材料
の元素の一部あるいは全てと同様のものである。

【００３６】また、電子放出部５の一部、更には、電子
放出部５の近傍の導電性薄膜４には、後述する活性化工
程を経ることにより、炭素及び炭素化合物を有する。こ
の炭素及び炭素化合物の役割については、電子放出部５
を構成する物質として電子放出特性を支配するものと推
察されている。

【００３７】配線６，７は、図１に示すように、複数の
電子放出素子に給電するためのものである。ｍ本のＸ方
向配線７は、ＤＸ１，ＤＸ２、…、D Ｘｍ，ｎ本のＹ方
向配線６は、ＤＹ１，ＤＹ２、…、ＤＹｎからなり、そ
れぞれ、多数の電子放出素子にほぼ均等な電圧が供給さ
れるように、材料、膜厚、配線幅等が設計される。これ
らｍ本のＸ方向配線７とｎ本のＹ方向配線６の間には、
層間絶縁層８が設置され、電気的に分離されて、マトリ
クス配線を構成する（このｍ，ｎは、共に正の整数）。

【００３８】配線６，７としては、素子電極２，３と同
様に、熱処理工程を経ても安定した導電性を有する金属
が好ましいが、特に、大面積の基板を安価に形成できる
印刷法が適用できるものが望ましい。金属ぺーストをス
クリーン印刷によってパターン形成し、熱処理して得ら
れる金属膜は、数ミクロン以上の厚膜の抵抗の小さい配
線を大面積に形成するのに適しているため、印刷可能な
金属ペーストが比較的安価に得られる、Ａｇ，Ｃｕ，Ａ
ｕのぺースト、すなわち、それを熱処理して得られるＡ
ｇ，Ｃｕ，Ａｕが好ましく用いられる。また、これらの
金属ぺーストを混合したものや、例えば、Ｐｄを含有し
たＡｇぺースト等を用いてもよい。なお、配線６，７
は、素子電極２，３に比べてはるかに厚い膜であり、熱
処理工程の条件によっては、表面の酸化による抵抗値上
昇があまり顕著にならない場合もあるので、そのような
場合は酸化しやすいＡｌを用いることもできる。

【００３９】接続配線１０としては、接続配線１０形成
後の熱処理工程回数が少ないか、あるいは熱処理温度が
低い場合には、配線６，７と同様の材料、すなわちＡ
ｇ，Ｃｕ，Ａｕの導電性ぺーストをスクリーン印刷によ
って形成した導電性金属を用いることができる。また、
熱処理による抵抗変化を小さく抑えられる場合は、配線
金属の界面拡散を抑制するためにＩｎ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ｃ
ｄのいずれかを含む導電性酸化物を用いこともできる。
たとえば、スクリーン印刷によって形成したＩＴＯを好
ましく用いることができる。

【００４０】層間絶縁層８の形状、材料、膜厚、製法
は、配線６と配線７の交差部の電位差に耐え得るように
適宜設定できるが、配線同様、印刷法により形成できる
ものが好ましく、ガラスペーストを印刷して得られるガ
ラスの厚膜層が用いられる。

【００４１】図１に示した構成、すなわちマトリクス配
置の構成において、Ｘ方向配線７には、Ｘ方向に配列し
た電子放出素子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、Ｙ方向配線６
には、Ｙ方向に配列した電子放出素子の各列を入力信号
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。

【００４２】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、単純なマトリクス配線を用いて、個別の素
子を選択し、独立に駆動可能とすることができる。

【００４３】一方、このほかに、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、この配線と直交する方向で、該電子放出
素子の上方に配した制御電極により、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等があるが、
本発明は、特にこれらの配置によって限定されるもので
はない。

【００４４】シリカを主成分とするナトリウム拡散防止
層上に形成された金属配線は、熱処理によってナトリウ
ム拡散防止層中よりも素子電極界面に拡散が進行する。
とくに印刷配線の焼成温度、すなわち４００℃以上の熱
処理を繰り返した場合、金属は導電性薄膜にまで到達
し、さらに電界によるマイグレーションによって混合し
て合金化したり、膜質が変化したりするため、電子放出
素子が本来の電子放出特性を維持することが困難にな
り、特性の劣化や変動を引き起こす。

【００４５】そこで図１，２，３に示したように、素子
電極と接続する金属配線、すなわち接続配線は配線形成
の最終工程で形成し、配線焼成の熱処理は１回経験する
のみである。こうして金属の界面拡散を防ぐことがで
き、安定した電子放出特性を長時間保持することができ
る。

【００４６】さて、本発明の電子源基板の製造方法とし
ては様々な方法が考えられるが、その一例を図３及び図
４に示す。

【００４７】以下、順をおって製造方法の説明を図１，
２，３及び図４に基づいて説明する。

【００４８】（１）ナトリウムを含有するガラス基体１
を洗剤、純水および有機溶剤により十分に洗浄した後、
スパッタ法等により、ナトリウム拡散防止層９を形成す
る（図３（ａ））。なお、ナトリウム拡散防止層９の形
成法は、スパッタ法に限るものではなく、他の真空蒸着
法、電子ビーム蒸着法、ＣＶＤ法等、有機金属系塗布材
によって形成される場合もある。

【００４９】（２）つづいて、ナトリウム拡散防止層９
上に素子電極材料を、真空蒸着法、スパッタ法等により
堆積した後、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（図３（ｂ））。なお、素子電極２，
３の形成は、オフセット印刷等の印刷技術を用い、有機
金属系ペーストを塗布した後、焼成することによって形
成することもできる。

【００５０】（３）素子電極２，３を形成した基体１
に、スクリーン印刷法により導電性ペーストのパターン
を形成し、該導電性ペーストのパターンを焼成すること
で金属から成る下配線６を形成する（図３（ｃ））。こ
のとき、下配線６は、図３に示されたように素子電極と
位置的に分離して形成される。

【００５１】（４）さらに、下配線６上の所望の位置、
すなわち、以後の工程で形成する上配線７と交差する位
置に、層間絶縁層８を形成する（図３（ｄ））。層間絶
縁層８についても、スクリーン印刷法によりガラスペー
ストのパターンを形成し、該ガラスペーストのパターン
を焼成することで形成できる。なお、層間絶縁層８に十
分な絶縁性を付与するために膜厚を厚くしたい場合は、
上記印刷、焼成を所望の回数繰り返すこともできる。

【００５２】（５）つづいて、下配線６上に形成された
層間絶縁層８上で交差するように、上配線７を形成する
と同時に、下配線６と素子電極２を接続する接続配線１
０を形成する（図４（ｅ））。上配線７も接続配線１０
も、下配線６同様に、導電性ペーストのパターンを形成
し、該導電性ペーストのパターンを焼成することで形成
できる。

【００５３】（６）上記基体１上に設けられた素子電極
２と素子電極３との間に、有機金属化合物の溶液を塗布
して乾燥することにより、有機金属化合物からなる膜を
形成する。この後、有機金属化合物膜を加熱焼成処理
し、リフトオフ、エッチング等によりパターニングし、
導電性薄膜４を形成する（図４（ｆ））。なお、ここで
は、有機金属溶液の塗布法により説明したが、これに限
るものでなく、真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、分
散塗布法、ディッピング法、スピンナー法、インクジェ
ット法等によって形成される場合もある。

【００５４】（７）つづいて、フォーミングと呼ばれる
通電処理を、素子電極２，３間、すなわち配線６，７間
に電圧を不図示の電源によりパルス状電圧あるいは、昇
電圧の印加により行うと、導電性薄膜４の部位に構造の
変化した電子放出部５が形成される（図４（ｇ））。こ
の通電処理により導電性薄膜４を局所的に破壊、変形も
しくは変質せしめ、亀裂構造の形成された部位を電子放
出部５と呼ぶ。フォーミング処理は、パルス波高値が定
電圧のパルスを印加する場合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とがある。

【００５５】まず、パルス波高値が定電圧のパルスを印
加の場合の電圧波形を図５（ａ）に示す。図５（ａ）
中、Ｔ１及びＴ２は電圧波形のパルス幅とパルス間隔で
あり、Ｔ１を１μｓｅｃ〜１０ｍｓｅｃ、Ｔ２を１０μ
ｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃとし、三角波の波高値（フォー
ミング時のピーク電圧）は適宜選択する。

【００５６】次に、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の電圧波形を、図５（ｂ）に示
す。図５（ｂ）中、Ｔ１及びＴ２は電圧波形のパルス幅
とパルス間隔であり、Ｔ１を１μｓｅｃ〜１０ｍｓｅ
ｃ、Ｔ２を１０μｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃとし、三角波
の波高値（フォーミング時のピーク電圧）は、例えば
０．１Ｖステップ程度づつ、増加させる。なお、フォー
ミング処理は、フォーミング用パルスの間に、導電性薄
膜２を局所的に破壊、変形しない程度の電圧例えば０．
１Ｖ程度のパルス電圧を挿入して素子電流を測定し、そ
の電流が所定の値以下に減少したところで終了する。

【００５７】（８）次に、フォーミングが終了した素子
に活性化処理を施す。活性化処理の工程は、有機物質を
含有する雰囲気下で、上記フォーミング処理同様、パル
ス電圧を印加することによって行うが、この雰囲気は、
電子源基板を真空容器内に配し、適当な有機物質を導入
することによって得られる。なお、後述する画像形成装
置のように、電子源基板を用いて真空外囲器を形成する
場合は、その真空外囲器内に有機物質を導入することで
活性化処理を行なうことができる。

【００５８】適当な有機物質としては、アルカン、アル
ケン、アルキンの脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素
類、アルコール類、アルデヒド類、ケトン類、アミン
類、ニトリル類、フェノール、カルボン、スルホン酸等
の有機酸類等を挙げることができ、具体的には、メタ
ン、エタン、プロパンなどＣ_n Ｈ_2n+2で表される飽和炭
化水素、エチレン、プロピレンなどＣ_n Ｈ_2n等の組成式
で表される不飽和炭化水素、ベンゼン、トルエン、メタ
ノール、エタノール、ホルムアルデヒド、アセトアルデ
ヒド、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアミン、
エチルアミン、フェノール、ベンゾニトリル、アセトニ
トリル、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等が使用できる。

【００５９】この処理により、雰囲気中に存在する有機
物質から、炭素あるいは炭素化合物が素子上に堆積し、
素子電流Ｉ_f 、放出電流Ｉ_e が、著しく変化するように
なる。活性化工程の終了判定は、素子電流Ｉ_f および／
または放出電流Ｉ_e を測定しながら、適宜行う。なお、
パルス幅、パルス間隔、パルス波高値などは適宜設定さ
れる。

【００６０】炭素及び炭素化合物とは、例えばグラファ
イト（いわいるＨＯＰＧ、ＰＧ、ＧＣを包含する；ＨＯ
ＰＧ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）である。

【００６１】（９）こうして作製した電子源基板に、好
ましくは、安定化工程を行う。この工程は、活性化処理
時に導入した有機物質の残留物を排気する工程である。
真空容器内の圧力は、１．３〜４．０×１０^-5Ｐａ以下
が好ましく、さらに１．３×１０^-6Ｐａ以下が特に好ま
しい。真空容器を排気する真空排気装置は、装置から発
生するオイルが素子の特性に影響を与えないように、オ
イルを使用しないものを用いるのが好ましい。具体的に
は、ソープションポンプ、イオンポンプ等の真空排気装
置を挙げることができる。

【００６２】さらに真空容器内を排気するときには、真
空容器全体を加熱して、真空容器内壁や、電子源基板に
吸着した有機物質分子を排気しやすくするのが好まし
い。このときの加熱条件は、８０〜２５０℃、好ましく
は１５０℃以上でできるだけ長時間行なうのが望ましい
が、特にこの条件に限るものではなく、真空容器の大き
さや形状、電子源基板の構成などの諸条件により適宜選
ばれる条件により行う。安定化工程を行った後の、駆動
時の雰囲気は、上記安定化処理終了時の雰囲気を維持す
るのが好ましいが、これに限るものではなく、有機物質
が十分除去されていれば、圧力自体は多少上昇しても十
分安定な特性を維持することができる。

【００６３】このような真空雰囲気を採用することによ
り、新たな炭素あるいは炭素化合物の堆積を抑制でき、
結果として素子電流Ｉ_f 、放出電流Ｉ_e が安定する。

【００６４】以上が、本発明における電子源基板の製造
工程であるが、該電子源基板を用いて画像形成装置を構
成した例を、図６と図７を用いて以下に説明する。図６
は、画像形成装置の画像形成部材による基本構成図であ
り、図７は蛍光膜である。

【００６５】図６において、６１は電子放出素子を複数
配した電子源基板、６２は電子源基板６１を固定したリ
アプレート、６７はガラス基板６４の内面に蛍光膜６５
とメタルバック６６等が形成されたフェースプレートで
ある。６３は支持枠であり、該支持枠６３には、リアプ
レート６２、フェースプレート６７がフリットガラス等
を用いて接続されている。６９は外囲器であり、例えば
大気中あるいは窒素中で、４００〜５００℃の温度範囲
で１０分間以上焼成することで、封着して構成される。

【００６６】外囲器６９は、上述の如く、フェースプレ
ート６７、支持枠６３、リアプレート６２で構成した
が、リアプレート６２は主に基板６１の強度を補強する
目的で設けられるため、基板６１自体で十分な強度を持
つ場合は別体のリアプレート６２は不要であり、基板６
１に直接支持枠６３を封着し、フェースプレート６７、
支持枠６３、基板６１で外囲器６９を構成しても良い。
一方、フェースプレート６７、リアプレート６２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外囲器６９を構
成することもできる。

【００６７】図７は、蛍光膜である。蛍光膜６５は、モ
ノクロームの場合は蛍光体のみから成るが、カラーの蛍
光膜の場合は、蛍光体の配列によりブラックストライプ
あるいはブラックマトリクスなどと呼ばれる黒色導電材
７１と蛍光体７２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が設けられる目的は、カラー表
示の場合必要となる３原色蛍光体の、各蛍光体７２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６５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、通常良く用いられている黒鉛を主成分とす
る材料だけでなく、導電性があり、光の透過及び反射が
少ない材料であればこれに限るものではない。

【００６８】ガラス基板６４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。また、蛍光膜６５の内面側には通常メタ
ルバック６６が設けられる。メタルバックの目的は、蛍
光体の発光のうち内面側への光をフェースプレート６７
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。フェースプ
レート６７には、更に蛍光膜６５の導電性を高めるた
め、蛍光膜６５の外面側に透明電極（不図示）を設けて
もよい。

【００６９】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なう必要がある。

【００７０】外囲器６９は、不図示の排気管を通じ、
１．３×１０^-5Ｐａ程度の真空度にした後、封止がおこ
なわれる。また、外囲器６９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６９の封止を行う直前あるいは封止後に、抵抗加
熱あるいは高周波加熱等の加熱法により、外囲器６９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１．３×１０^-3Ｐａ乃至は１．３×１０^-5Ｐａの真空
度を維持するものである。

【００７１】以上により完成した本発明の画像表示装置
において、各電子放出素子には、容器外端子Ｄｏｘ１乃
至Ｄｏｘｍ，Ｄｏｙ１乃至Ｄｏｙｎを通じ、電圧を印加
することにより、電子放出させ、高圧端子６８を通じ、
メタルバック６６あるいは透明電極（不図示）に数ｋＶ
以上の高圧を印加し、電子ビームを加速し、蛍光膜６５
に衝突させ、励起・発光させることで画像を表示するも
のである。

【００７２】なお、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。

【００７３】また、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。

【００７４】

【実施例】以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳し
く説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の目的が達成される範囲内での各要素
の置換や設計変更がなされたものをも包含する。

【００７５】［実施例１］本実施例にかかわる基本的な
電子源基板の構成は、図１、図２と同様である。本実施
例における電子源基板の製造法は、図３及び図４に示し
ている。以下、図１、図２、図３、図４を用いて、本発
明に関わる画像形成装置の基本的な構成及び製造法を説
明する。

【００７６】図３及び図４は簡便のため、一個の電子放
出素子近傍の製造工程を拡大して示しているが、本実施
例は、多数の電子放出素子を単純マトリクス配置した電
子源基板の例である。

【００７７】工程−ａ清浄化した青板ガラス基体１上に、ナトリウム拡散防止
層９として厚さ１．０μｍのＳｉ０₂ 膜をスパッタ法で
形成する。

【００７８】工程−ｂ次に、基板１上に、スパッタ法により厚さ５ｎｍのＴ
ｉ、厚さ５０ｎｍのＰｔを順次堆積する。その後、素子
電極２，３のパターンをフォトレジストで形成し、ドラ
イエッチング処理によって素子電極２，３のパターン以
外のＰｔ／Ｔｉ堆積層を除去し、最後にフォトレジスト
パターンを除去して、素子電極２，３を形成する。

【００７９】工程−ｃナトリウム拡散防止層９、素子電極２，３を形成した基
体１上に、スクリーン印刷により、素子電極２と分離し
た下配線６のパターンをＡｇペーストを用いて形成し、
乾燥後、５００℃で焼成し、Ａｇからなる所望の形状の
下配線６を形成する。

【００８０】工程−ｄ次に層間絶縁層８のパターンを、スクリーン印刷によ
り、ガラスペーストを用いて形成し、乾燥後、５００℃
で焼成する。十分な絶縁性を得るために、再度、ガラス
ペーストを印刷、乾燥、焼成を繰り返して、ガラスから
なる所望の形状の層間絶縁層８を形成する。

【００８１】工程−ｅ層間絶縁層８を形成した部位において下配線６と交差す
るように、上配線７、接続配線１０のパターンを、スク
リーン印刷により、Ａｇペーストを用いて形成し、乾燥
後、５００℃で焼成し、Ａｇからなる所望の形状の上配
線７を形成する。

【００８２】以上の工程により、素子電極２，３が配線
６，７、接続配線１０によってマトリクス状に結線され
た基板が形成できる。

【００８３】ここで、図２中で配線６，１０に垂直な方
向でかつ素子部を横断して、エレクトロンプローブマイ
クロアナリシス（ＥＰＭＡ）の手法により、Ａｇ元素の
分布を計測した結果の例を、図８に示す。また、比較の
ため、配線６を素子電極２と分離せずに形成した場合
の、同様のＡｇ元素の分布を計測した結果の例を、図９
に示す。図８、図９から明らかなように、本実施例によ
り、配線６，７からのＡｇの素子電極２，３への拡散が
抑えられていることがわかる。

【００８４】工程−ｆ次に、導電性薄膜４を素子電極２，３のギャップ間にま
たがるように形成する。導電性薄膜４の形成は、有機パ
ラジウム溶液をインクジェット法により所望の位置に塗
布し、３５０℃で３０分間の加熱焼成処理をする。こう
して得られた導電性薄膜４はＰｄＯを主成分とする膜で
あり、膜厚は約１０ｎｍであった。

【００８５】以上の工程により基体１上にナトリウム拡
散防止層９、下配線６、層間絶縁層８、上配線７、素子
電極２，３、導電性薄膜４を形成し、電子源基板を作製
した。

【００８６】以下に、本実施例の電子源基板を用いて、
画像形成装置を構成した例を、図６と図１を用いて説明
する。

【００８７】以上のようにして作製した電子源基板６１
をリアプレート６２上に固定した後、電子源基板６１の
５ｍｍ上方に、フェースプレート６７（ガラス基板６４
の内面に蛍光膜６５とメタルバック６６が形成されて構
成される）を、支持枠６３を介して配置し、フェースプ
レート６７、支持枠６３、リアプレート６２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６２への電子
源基板６１の固定もフリットガラスで行った。

【００８８】蛍光膜６５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６５を作製した。ブ
ラックストライプの材料として通常よく用いられている
黒鉛を主成分とする材料を用いた。ガラス基板６４に蛍
光体を塗布する方法はスラリー法を用いた。

【００８９】また、蛍光膜６５の内面側には通常メタル
バック６６が設けられる。メタルバックは、蛍光模作製
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。

【００９０】フェースプレート６７には、更に蛍光膜６
５の導電性を高めるため、蛍光膜６５の外面側に透明電
極（不図示）が設けられる場合もあるが、本実施例で
は、メタルバックのみで十分な導電性が得られたので省
略した。

【００９１】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。

【００９２】以上のようにして完成したガラス容器内の
雰囲気を排気管（図示せず）を通じ真空ポンプにて排気
し、十分な真空度に達した後、容器外端子Ｄｏｘ１乃至
ＤｏｘｍとＤｏｙ１乃至Ｄｏｙｎを通じ素子電極２，３
間に電圧を印加し、導電性薄膜４をフォーミング処理し
た。フォーミング処理の電圧波形は、図５（ｂ）と同様
である。本実施例ではＴ１を１ｍｓｅｃ，Ｔ２を１０ｍ
ｓｅｃとし、約１．３×１０^-3Ｐａの真空雰囲気下で行
った。

【００９３】次に、パネル内の圧力が１．３×１０^-6Ｐ
ａ台に達するまで排気を続けた後、パネルの排気管よ
り、全圧が１．３×１０^-4Ｐａとなるように有機物質を
パネル内に導入し、維持した。容器外端子Ｄｏｘ１乃至
ＤｏｘｍとＤｏｙ１乃至Ｄｏｙｎを通じ素子電極２，３
間に、１５Ｖの波高値のパルス電圧を印加し、活性化処
理を行った。このように、フォーミング、活性化処理を
行ない、電子放出部５を形成した。

【００９４】次に１．３×１０^-4Ｐａ程度の圧力まで排
気し、不図示の排気管をガスバーナーで熱することで溶
着し外囲器の封止を行った。最後に封止後の圧力を維持
するために、高周波加熱法でゲッター処理を行った。

【００９５】以上のように完成した本発明の画像形成装
置において、各電子放出素子には、容器外端子Ｄｏｘ１
乃至Ｄｏｘｍ，Ｄｏｙ１乃至Ｄｏｙｎを通じ、走査信号
及び変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加
することにより、電子放出させ、高圧端子６８を通じ、
メタルバック６６、あるいは透明電極（不図示）に５ｋ
Ｖ以上の高圧を印加し、電子ビームを加速し、蛍光膜６
５に衝突させ、励起・発光させることで画像を表示し
た。

【００９６】本実施例における画像形成装置は、テレビ
ジョンとして十分満足できる輝度（約１５０ｆＬ）で良
好な画像を長時間にわたって安定に表示することができ
た。［実施例２］本実施例にかかわる基本的な電子源基板の
構成も、実施例１と同様である。

【００９７】工程−ａ清浄化した青板ガラス基体１上に、ナトリウム拡散防止
層９として厚さ１．０μｍのＳｉ０₂ 膜をスパッタ法で
形成する。

【００９８】工程−ｂ次に、基板１上に、スパッタ法により厚さ５ｎｍのＴ
ｉ、厚さ５０ｎｍのＰｔを順次堆積する。その後、素子
電極２，３のパターンをフォトレジストで形成し、ドラ
イエッチング処理によって素子電極２，３のパターン以
外のＰｔ／Ｔｉ堆積層を除去し、最後にフォトレジスト
パターンを除去して、素子電極２，３を形成する。

【００９９】工程−ｃナトリウム拡散防止層９、素子電極２，３を形成した基
体１上に、スクリーン印刷により、素子電極２と分離し
た下配線６のパターンをＡｇペーストを用いて形成し、
乾燥後、５００℃で焼成し、Ａｇからなる所望の形状の
下配線６を形成する。

【０１００】工程−ｄ次に層間絶縁層８のパターンを、スクリーン印刷によ
り、ガラスペーストを用いて形成し、乾燥後、５００℃
で焼成する。十分な絶縁性を得るために、再度、ガラス
ペーストを印刷、乾燥、焼成を繰り返して、ガラスから
なる所望の形状の層間絶縁層８を形成する。

【０１０１】工程−ｅ層間絶縁層８を形成した部位において下配線６と交差す
るように、素子電極３と分離した上配線７のパターン
を、スクリーン印刷により、Ａｇペーストを用いて形成
し、乾燥後、５００℃で焼成し、Ａｇからなる所望の形
状の上配線７を形成する。

【０１０２】工程−ｆ素子電極２と分離した下配線６のパターン、素子電極３
と分離した上配線７のパターンを接続するように、スク
リーン印刷によりＩＴＯペーストを用いて形成し、乾燥
後、５００℃で焼成し、ＩＴＯからなる所望の形状の接
続配線１０を形成する。

【０１０３】以上の工程により、素子電極２，３が配線
６，７、接続配線１０によってマトリクス状に結線され
た、基板が形成できる。

【０１０４】ここで、図２中で配線６，１０に垂直な方
向でかつ素子部を横断して、エレクトロンプローブマイ
クロアナリシス（ＥＰＭＡ）の手法により、Ａｇ元素の
分布を計測した結果の例を、図８に示す。また、比較の
ため、配線６を素子電極２と分離せずに形成した場合
の、同様のＡｇ元素の分布を計測した結果の例を、図９
に示す。図８、図９から明らかなように、本実施例によ
り、配線６，７からのＡｇの素子電極２，３への拡散が
抑えられていることがわかる。

【０１０５】工程−ｇ次に、導電性薄膜４を素子電極２，３のギャップ間にま
たがるように形成する。導電性薄膜４の形成は、有機パ
ラジウム溶液をインクジェット法により所望の位置に塗
布し、３５０℃で３０分間の加熱焼成処理をする。こう
して得られた導電性薄膜４はＰｄＯを主成分とする膜か
らなり、膜厚は約１０ｎｍであった。

【０１０６】以上の工程により基体１上にナトリウム拡
散防止層９、下配線６、層間絶縁層８、上配線７、素子
電極２，３、導電性薄膜４を形成し、電子源基板を作製
した。

【０１０７】以後、実施例１と同様に、本実施例の電子
源基板を用いて画像形成装置を構成したところ、本実施
例における画像形成装置においても、テレビジョンとし
て十分満足できる輝度（約１５０ｆＬ）で良好な画像を
長時間にわたって安定に表示することができた。

【０１０８】

【発明の効果】本発明の第１の電子源基板によれば、電
子放出特性を向上するために用いられるナトリウム拡散
防止層と、大面積の電子源基板を低コストで容易に形成
できる印刷配線とを用いることができ、安価で高性能な
電子源基板が実現できる。

【０１０９】本発明の第２及び第３の電子源基板の製造
方法によれば、ナトリウム拡散防止層と印刷配線とを用
いて安価で高性能な電子源基板を作製することができ
る。

【０１１０】本発明の第４の画像形成装置によれば、良
好な画像を長時間にわたり保持し得る大画面の平面型の
画像形成装置、例えば、カラーフラットテレビが実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子源基板の一例を示す平面図であ
る。

【図２】本発明の電子源基板の電子放出素子近傍の鳥瞰
図である。

【図３】本発明に係る電子源基板の基本的な製造方法を
説明するための図である。

【図４】本発明に係る電子源基板の基本的な製造方法を
説明するための図である。

【図５】本発明に係るフォーミング処理における電圧波
形の一例を示す図である。

【図６】本発明に係る画像形成装置の基本構成を示す図
である。

【図７】図６の画像形成装置に用いられる蛍光膜を示す
図である。

【図８】実施例における本発明の効果を説明する図であ
る。

【図９】実施例における本発明の効果を説明する比較図
である。

【図１０】従来の電子源基板の構成を示す平面図であ
る。

【図１１】従来の電子源基板の構成を示す鳥瞰図であ
る。

【符号の説明】

１基体２，３素子電極４導電性薄膜５電子放出部６，７配線８層間絶縁層９ナトリウム拡散防止層１０接続配線６１電子源基板６２リアプレート６３外枠６４リアプレート基板６５蛍光膜６６メタルバック６７フェースプレート６８高圧端子６９真空外囲器７１黒色導電体７２蛍光体１０１電子放出素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ナトリウムを含有するガラス基体と、該ガラス基体上に、ナトリウム拡散防止層を介して形成
された、金属よりなる一対の素子電極と電子放出部を有
する導電性薄膜からなる電子放出素子と、該電子放出素子に電気的に接続されるもので、該素子電
極と互いに分離して配置される金属配線と、該金属配線と該素子電極に電気的に接続する接続配線と
を有することを特徴とする電子源基板。
【請求項２】前記ナトリウムを含有するガラス基体
は、ソーダライムガラスよりなることを特徴とする請求
項１に記載の電子源基板。
【請求項３】前記ナトリウム拡散防止層は、厚さが５
００ｎｍ以上のシリカ被膜よりなることを特徴とする請
求項１又は２に記載の電子源基板。
【請求項４】前記ナトリウム拡散防止層は、厚さが５
００ｎｍ以上のリンをドープしたシリカ被膜よりなるこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子源
基板。
【請求項５】前記素子電極と前記金属配線は互いに異
なる金属よりなることを特徴とする請求項１〜４のいず
れかに記載の電子源基板。
【請求項６】前記金属配線は、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａ
ｕのいずれかの金属、あるいはいずれかの金属を含む合
金からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに
記載の電子源基板。
【請求項７】前記接続配線は、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａ
ｕのいずれかの金属、あるいはいずれかの金属を含む合
金からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに
記載の電子源基板。
【請求項８】前記接続配線は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃ
ｄのいずれかを含む導電性酸化物からなることを特徴と
する請求項１〜７のいずれかに記載の電子源基板。
【請求項９】前記電子放出部を有する前記導電性薄膜
は、Ｐｄ乃至ＰｄＯ、あるいはそれらの混合物よりなる
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の電子
源基板。
【請求項１０】前記電子放出素子は、表面伝導型電子
放出素子であることを特徴とする請求項１〜９のいずれ
かに記載の電子源基板。
【請求項１１】前記電子放出素子が複数個配置され、
入力信号に応じて電子を放出することを特徴とする請求
項１〜１０のいずれかに記載の電子源基板。
【請求項１２】前記電子放出素子を複数個並列に配置
し、個々の電子放出素子の両端を前記接続配線あるいは
前記金属配線に接続した電子放出素子の行を複数有し、
更に、該電子放出素子に変調信号を印加する変調手段を
有することを特徴とする請求項１０に記載の電子源基
板。
【請求項１３】互いに電気的に絶縁されたｍ本のＸ方
向金属配線とｎ本のＹ方向金属配線とに、前記電子放出
素子の一対の素子電極とを接続し、該電子放出素子をマ
トリクス状に配列したことを特徴とする請求項１１に記
載の電子源基板。
【請求項１４】請求項１〜１３のいずれかに記載の電
子源基板の製造方法であって、熱処理工程を多く経験す
る少なくとも一方の前記金属配線を前記素子電極と分離
して形成し、配線形成の最終工程で素子電極との電気的
な接続をとる前記接続配線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１５】請求項１〜１３のいずれかに記載の電
子源基板の製造方法、又は請求項１４に記載の電子源基
板の製造方法であって、前記金属配線は、金属ペースト
の印刷と加熱焼成によって形成されることを特徴とする
電子源基板の製造方法。
【請求項１６】入力信号にもとづいて、画像を形成す
る画像形成装置であって、少なくとも、画像形成部材と
請求項１〜１３のいずれかに記載の電子源基板より構成
されたことを特徴とする画像形成装置。