JP2001319567A - 電子源基板および該電子源基板を用いた画像表示装置 - Google Patents

電子源基板および該電子源基板を用いた画像表示装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面伝導型電子放出素子を用いた画像表示装
置の電子源基板に関し、高精度，低コストの電子源基板
を実現する。 【解決手段】 ガラスもしくはセラミックス等の基板上
に複数の対の素子電極を配置し、各対の素子電極間に導
電性薄膜の材料を含有した溶液の液滴を噴射して導電性
薄膜による表面伝導型電子放出素子群を形成した電子源
基板において、電子源基板４５の表面伝導型電子放出素
子５３群を形成した面より裏面の表面粗さを粗くするこ
とにより、高精度な表面伝導型電子放出素子５３群のパ
ターンを形成できるとともに、電子源基板４５の製造コ
ストを低下させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面伝導型電子放
出素子を用いた電子源基板ならびに該電子源基板を用い
た画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子放出素子として熱電子源と冷
陰極電子源の２種類が知られている。冷陰極電子源には
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
子型等がある。ＦＥ型の例としては「Ｗ．Ｐ．Ｄｙｋｅ
＆Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ，“Ｆｉｅｌｄｅｍｉｓｓｉｏ
ｎ”，Ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ，８ ８９（１９５６）」あるいは「Ｃ．
Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ，“Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒ
ｔｉｅｓ ｏｆｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｆｉｅｌｄ ｅｍ
ｉｓｓｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅｓ ｗｉｔｈ ｍｏｌｙ
ｂｄｅｎｉｕｍ”Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４７５２
４８（１９７６）」等が知られている。ＭＩＭ型の例と
しては「Ｃ．Ａ．Ｍｅａｄ，“Ｔｈｅ Ｔｕｎｎｅｌ−
ｅｍｉｓｓｉｏｎ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ”，Ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．，３２ ６４６（１９６１）」等が知ら
れている。
【０００３】表面伝導型電子放出素子型の例としては、
「Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇ．Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎ Ｐｈｙｓ．，１２９０（１９６５）」等
がある。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 Ｆｉ
ｌｍｓ，９ ３１７（１９７２）」），Ｉｎ２Ｏ３／Ｓ
ｎＯ２薄膜によるもの（「Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ ａｎ
ｄ 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。
【０００４】上述の表面伝導型電子放出素子の典型的な
素子構成として前述のＭ．Ｈａｒｔｗｅｌｌの素子構成
を図１３に示す。図１３において１は基板、２，３は対
の素子電極であり、４は導電性薄膜である。該導電性薄
膜４は、スパッタで形成した金属酸化物薄膜等からな
り、対の素子電極２，３とＨ型形状のパターンを形成す
る。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が該導電性薄膜４上に形成される。なお、
図１３の対の素子電極２，３間の間隔Ｌ１は、０.５〜
１ｍｍ、導電性薄膜４の幅Ｗ’は、０.１ｍｍで設定さ
れている。
【０００５】従来、上述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に対して予め
通電フォーミングと呼ばれる通電処理を施すことによっ
て電子放出部５を形成するのが一般的である。通電フォ
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１ボルト／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、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の一部に発生した亀裂部であり、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、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】上述のごとき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
多数素子を配列形成できる利点がある。この特徴を活か
した荷電ビーム源、表示装置等の応用研究がなされてい
る。多数の表面伝導型電子放出素子を配列形成した例と
しては、後述するように梯子型配置と呼ぶ並列に表面伝
導型電子放出素子を配列し、個々の素子の両端を配線
（共通配線とも呼ぶ）で、それぞれ結線した行を多数行
配列した電子源があげられる（例えば、特開昭６４−３
１３３２号公報、特開平１−２８３７４９号公報、特開
平２−２５７５５２号公報等）。また、特に表示装置等
の画像形成装置においては、近年、液晶を用いた平板型
表示装置がＣＲＴに代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、表面伝導型放出素子を
多数配置した電子源と該電子源より放出された電子によ
って可視光を発光せしめる蛍光体とを組み合わせた画像
表示装置があげられる（例えば、米国特許第５０６６８
８３号）。
【０００７】しかしながら、表面伝導型電子放出素子の
上記従来例による製造方法では、真空成膜法と半導体プ
ロセスにおけるフォトリソグラフィ・エッチング法を多
用するものであり、大面積にわたって素子を形成するに
は、工程数も多く、電子源基板の生産コストが高いとい
った欠点がある。
【０００８】上記の課題に対して、表面伝導型電子放出
素子の素子部の導電性薄膜を形成するにあたり、米国特
許第３０６０４２９号，米国特許第３２９８０３０号，
米国特許第３５９６２７５号，米国特許第３４１６１５
３号，米国特許第３７４７１２０号，米国特許第５７２
９２５７号等として知られるようなインクジェット液滴
付与手段を用いることにより、真空成膜法とフォトリソ
グラフィ・エッチング法によらずに、安定的に歩留まり
良くかつ低コストで実現する方法が考えられる。
【０００９】しかしながら、いわゆるインクを紙に向け
て飛翔，記録を行うインクジェット記録と違い、導電性
薄膜となる元素あるいは化合物を含有する溶液を安定的
に飛翔させ、基板上に付与するにはまだまだ未解決の要
素が多々存在する。すなわちインクジェット記録の場合
は、いわゆるインクを紙に向けて飛翔，記録を行うわけ
であるが、紙にインクを付着させる場合と、基板に導電
性薄膜となる元素あるいは化合物を含有する溶液を飛
翔，付与させる場合とでは、液体の飛翔，付与条件，ド
ットの形成条件，基板のハンドリング条件など、インク
ジェット記録の技術を単純に適用することはできない。
【００１０】また使用する基板についても、インクジェ
ット記録の場合は、記録紙を数１０枚から数１００枚カ
セットにセットし、紙をインク噴射ヘッドに対向する位
置に、紙搬送機構によって順次送ることによって、印写
を行うことが可能であり、何ら問題は生じないが、導電
性薄膜となる元素あるいは化合物を含有する溶液を飛翔
させ、基板上に付与して、表面伝導型電子放出素子の素
子部の導電性薄膜を形成してなる電子源基板を製作する
にあたっては、基板が紙のような薄いシート状ではな
く、単純に紙と同じように扱うわけにはいかない。例え
ばこのような電子源基板を製作する場合には、電子源基
板の製造装置に基板を着脱する必要があるが、上記のよ
うに単純に紙搬送，セットする場合とは違い、このよう
な基板を着脱する際に特有の問題が存在する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
表面伝導型電子放出素子を用いた画像表示装置の電子源
基板製造装置およびそれによって製作される電子源基
板、ならびにその電子源基板を用いた画像表示装置に関
するものであり、その第１の目的は、このような新規な
手法によって製作される電子放出素子を有する電子源基
板を簡単な原理で製作できる新規な製造装置を提案する
ことにある。
【００１２】また第２の目的は、このような新規な手法
によって製作される電子放出素子を有する電子源基板を
簡単な原理で高精度に製作できる新規な製造装置の構成
を明確にすることにある。さらに第３の目的は、このよ
うな新規な手法によって製作される電子放出素子を有す
る電子源基板を簡単な原理で高精度に製作できるさらに
別の新規な製造装置を提案することにある。
【００１３】また第４の目的は、このような新規な手法
によって製作される電子放出素子を有する電子源基板を
簡単な原理で高精度に製作できる製造装置のさらに別の
構成を提案することにある。さらに第５の目的は、この
ような新規な手法によって製作される電子放出素子を有
する電子源基板を簡単な原理で高精度に製作できる製造
装置のさらに別の構成を提案することにある。
【００１４】また第６の目的は、このような新規な手法
によって製作される電子放出素子を有する電子源基板を
簡単な原理でより高精度に製作できる製造装置の構成を
提案することにある。さらに第７の目的は、このような
新規な手法によって製作される電子放出素子を有する電
子源基板を簡単な原理でより高精度に製作できる製造装
置の他の構成を提案することにある。
【００１５】また第８の目的は、このような新規な手法
によって製作される電子放出素子を有する電子源基板を
高速で製作できる新規な製造装置を提案することにあ
る。さらに第９の目的は、このような新規な手法によっ
て製作される電子放出素子を有する電子源基板を製作で
きる別の新規な製造装置を提案することにある。また第
１０の目的は、このような製造装置によって製作され、
表面伝導型放出素子群が高精度な位置で形成された電子
源基板を提案することにある。
【００１６】さらに第１１の目的は、このような製造装
置によって製作され、表面伝導型放出素子群がより高精
度な位置で形成された電子源基板を提案することにあ
る。また第１２の目的は、このような製造装置によって
製作された電子源基板において、製作後の電子源基板を
各々区別できるようにすることにある。さらに第１３の
目的は、このような製造装置によって製作された電子源
基板の性能チェックを行えるようにすることにある。
【００１７】また第１４の目的は、このような電子源基
板を高精度、低コストで製作できるようにすることにあ
る。さらに第１５の目的は、このような電子源基板のよ
り高精度なパターンの表面伝導型放出素子群を製作でき
るようにすることにある。また第１６の目的は、このよ
うな電子源基板の製造プロセス時における製造不具合が
生じにくい電子源基板を提案することにある。
【００１８】さらに第１７の目的は、このような電子源
基板製作時に電子源基板製造装置への基板の着脱をしや
すくすることにある。また第１８の目的も第１７の目的
と同様であるが、使用する基板の構成をより明確にする
ことにある。さらに第１９の目的も第１７の目的と同様
であるが、使用する基板の他の構成を提案、かつより明
確にすることにある。
【００１９】また第２０の目的は、このような電子源基
板製作時に電子源基板製造装置への基板の着脱をよりい
っそうしやすくすることにある。さらに第２１の目的
は、本発明に使用する本発明特有の基板のさらに他の構
成を提案、かつより明確にすることにある。また第２２
の目的は、このような電子源基板製作時における作業者
の安全性を確保することにある。
【００２０】さらに第２３の目的は、このような電子源
基板製作時における作業者の作業効率を上げるとともに
製作ミスを防ぐことにある。また第２４の目的は、この
ような電子源基板製作時における作業者の作業効率を上
げるとともに製作ミスを防ぐのみならず、この電子源基
板をアセンブルする際の位置／方向の間違いを防止する
ことにある。さらに第２５の目的は、このような電子源
基板製作時における作業者の安全性を確保するための基
板の他の構成を提案することにある。
【００２１】また第２６の目的も第２５の目的と同様
に、このような電子源基板製作時における作業者の安全
性を確保するための基板のさらに他の構成を提案するこ
とにある。さらに第２７の目的は、同様にこのような電
子源基板製作時における作業者の安全性を確保するとと
もに、基板の破損を防止することにある。また第２８の
目的は、同様にこのような電子源基板製作時における作
業者の安全性を確保するとともに、このような電子源基
板を低コストで製作することにある。
【００２２】さらに第２９の目的は、このような電子源
基板のより高精度なパターンの表面伝導型放出素子群を
製作できるような他の構成を提案することにある。また
第３０の目的は、このような電子源基板の高精度、かつ
高品位なパターンの表面伝導型放出素子群を製作できる
ようなさらに他の構成を提案することにある。さらに第
３１の目的は、このようにして製作された高精度な電子
源基板を用いた画像表示装置を提案することにある。
【００２３】また第３２の目的は、このようにして製作
された高精度な電子源基板を用いた画像表示装置を構成
するフェースプレートの変形，歪みを防止し、より高精
度，高品位な画像表示装置を提案することにある。さら
に第３３の目的は、このような画像表示装置の表示面が
破損しにくいようにすることにある。また第３４の目的
は、このような電子源基板を用いた画像表示装置を提案
するとともに、このような画像表示装置のアセンブル時
における作業者の安全性を確保することにある。
【００２４】さらに第３５の目的も第３４の目的と同様
に、このような電子源基板を用いた画像表示装置を提案
するとともに、このような画像表示装置のアセンブル時
における作業者の安全性を確保することにある。また第
３６の目的は、このような画像表示装置のアセンブル時
における作業者の安全性を確保するとともに、画像表示
装置を構成するガラス基板よりなるフェースプレートの
破損を防止することにある。
【００２５】さらに第３７の目的は、このような画像表
示装置のアセンブル時における作業者の安全性を確保す
るとともに、画像表示装置を構成するガラス基板よりな
るフェースプレートを低コストで製作することにある。
また第３８の目的は、このような電子源基板を用いた画
像表示装置において、製作後の画像表示装置を各々区別
できるようにすることにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために第１に、基板上の複数対の各素子電極間に導
電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴を噴射付与し、導
電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群が形成される
電子源基板の製造装置において、該電子源基板製造装置
は、前記液滴噴射付与領域が、前記表面伝導型電子放出
素子群が形成される領域よりも広いようにした。
【００２７】また第２に、基板上の複数対の各素子電極
間に、導電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴を付与さ
れる基板と、この基板を保持する基板保持手段と、前記
基板と相対する位置に配置され前記溶液を噴射する噴射
ヘッドと、この噴射ヘッドに液滴付与情報を入力する情
報入力手段と、この入力された情報に基づいて前記噴射
ヘッドから前記溶液を噴射させ前記基板上の複数対の各
素子電極間に、前記溶液の液滴を付与し、導電性薄膜を
形成する表面伝導型電子放出素子群を形成する電子源基
板の製造装置において、前記基板は、前記基板保持手段
により保持位置を決めるもしくは保持位置を調整して決
められ、保持されるとともに、前記基板の導電性薄膜が
形成される領域と前記噴射ヘッドの溶液噴射口面とは、
一定の距離をおいて配置され、前記基板と前記噴射ヘッ
ドとは前記基板面に対して平行、かつ互いに直交する２
方向に相対移動を行うようにした。
【００２８】さらに第３に、基板上の複数対の各素子電
極間に、導電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴を付与
される基板と、この基板を保持する基板保持手段と、前
記基板と相対する位置に配置され前記溶液を噴射する噴
射ヘッドと、この噴射ヘッドに液滴付与情報を入力する
情報入力手段と、この入力された情報に基づいて前記噴
射ヘッドから前記溶液を噴射させ前記基板上の複数対の
各素子電極間に、前記溶液の液滴を付与し、導電性薄膜
を形成する表面伝導型電子放出素子群を形成する電子源
基板の製造装置であって、前記噴射ヘッドは、前記基板
と相対する領域で移動可能なキャリッジ上に搭載される
とともに、前記噴射ヘッドの溶液噴射口面と前記基板の
導電性薄膜が形成される領域とが、一定の距離を保ちつ
つ、前記キャリッジによる走査を行いつつ、前記溶液の
液滴付与を行う電子源基板の製造装置において、該電子
源基板の製造装置を使用して製作される電子源基板の厚
さを４ｍｍ以上，１５ｍｍ以下とするとともに、前記基
板保持手段は、前記基板の前記溶液の液滴が付与される
面を上向きにして前記基板をほぼ水平に保持するように
した。
【００２９】また第４に、上記第２の電子源基板の製造
装置において、前記基板保持手段による保持位置決め
は、角度調整を含むようにした。さらに第５に、上記第
１〜４記載の電子源基板の製造装置において、前記基板
は前記基板保持手段によってほぼ水平に保持されるとと
もに、前記噴射ヘッドは前記基板の上方に位置し、前記
基板の上を一定の距離をおいてキャリッジ走査され、前
記噴射ヘッドから前記溶液がほぼ下向きに噴射、付与
し、前記一定の距離を０.１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲にし
た。
【００３０】また第６に、上記第２，４の記載の電子源
基板の製造装置において、前記溶液の噴射速度は前記基
板と前記噴射ヘッドの相対移動速度より速いようにし
た。さらに第７に、上記第３〜５記載の電子源基板の製
造装置において、前記溶液の噴射速度は前記キャリッジ
走査速度より速いようにした。また第８に、上記第１〜
７記載の電子源基板の製造装置において、前記液滴は、
マルチノズル型の液滴噴射ヘッドから噴射されるように
した。
【００３１】さらに第９に、上記第１〜８記載の電子源
基板の製造装置において、前記液滴の噴射速度は３〜１
０ｍ／ｓとした。また第１０に、基板上の複数対の各素
子電極間に、導電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴を
噴射付与され、導電性薄膜を形成された表面伝導型電子
放出素子群を形成された電子源基板において、該基板は
直交する２方向の辺を有するとともに、前記表面伝導型
電子放出素子群をマトリックス状に配列し、該マトリッ
クスの互いに直交する２方向が前記辺の直交する２方向
と平行であるようにした。
【００３２】さらに第１１に、基板上の複数対の各素子
電極間に、導電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴を噴
射付与され、導電性薄膜を形成された表面伝導型電子放
出素子群を形成された電子源基板において、前記表面伝
導型電子放出素子群をマトリックス状に配列し、該マト
リックスの互いに直交する２方向と平行な帯状パターン
を前記電子源基板に設けるようにした。
【００３３】また第１２に、基板上の複数対の各素子電
極間に導電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴を噴射付
与され、導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群を
形成された電子源基板において、前記表面伝導型電子放
出素子群が形成されている領域の外側に溶液の液滴を噴
射付与することにより、前記電子源基板を基板ごと、も
しくは複数の基板群ごとに区別可能としたパターンを形
成するようにした。
【００３４】さらに第１３に、基板上の複数対の各素子
電極間に導電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴を噴射
付与され、導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群
を形成された電子源基板において、前記表面伝導型電子
放出素子群が形成されている領域の外側に複数対の素子
電極を形成するとともに、該素子電極間に導電性薄膜の
材料を含有する溶液の液滴を噴射付与することにより、
前記表面伝導型電子放出素子の性能チェックのためのパ
ターンを形成するようにした。
【００３５】また第１４に、基板上の複数対の各素子電
極間に、導電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴を噴射
付与され、導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群
を形成された電子源基板において、該基板の前記表面伝
導型電子放出素子群を形成される面より裏面の表面粗さ
を粗くするようにした。
【００３６】さらに第１５に、上記第１４の電子源基板
において、前記表面伝導型電子放出素子群を形成される
面の表面粗さを０.５ｓ以下とするようにした。また第
１６に、上記第１４，１５の電子源基板において、前記
裏面の表面粗さを１ｓ以上とするようにした。
【００３７】さらに第１７に、基板上の複数対の各素子
電極間に導電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴を噴射
付与され、導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群
を形成された電子源基板において、前記表面伝導型電子
放出素子群が形成されている領域の面の裏面に物理的な
線状形状を設けるようにした。また第１８に、上記第１
７の電子源基板において、前記線状形状は、前記裏面平
面に対して落ち込んだ形状であるとともに、前記線状形
状は、前記基板の端部まで設けられているようにした。
【００３８】さらに第１９に、上記第１７の電子源基板
において、前記線状形状は、前記裏面平面に対して突き
出した形状であるようにした。また第２０に、上記第１
７〜１９の電子源基板において、前記線状形状は、複数
設けるようにした。さらに第２１に、上記第１８，２０
の電子源基板において、前記裏面平面に対して落ち込ん
だ形状である線状形状の落ち込み深さは、前記基板の厚
さの５０分の１〜５分の１にした。
【００３９】また第２２に、基板上の複数対の各素子電
極間に、導電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴を噴射
付与され、導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群
を形成された電子源基板において、該基板形状を矩形に
するとともに、４角をＣ１あるいはＲ１以上、もしくは
それらと同等の面取りをようにした。さらに第２３に、
上記第２の電子源基板において、基板上の複数対の各素
子電極間に、導電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴を
噴射付与され、導電性薄膜による表面伝導型電子放出素
子群を形成された電子源基板において、該基板形状を矩
形にするとともに、４角のうち少なくとも１つの角を他
の角と識別できる程度に角部の形状を他の角と異ならせ
るようにした。
【００４０】また第２４に、基板上の複数対の各素子電
極間に、導電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴を噴射
付与され、導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群
を形成された電子源基板において、該基板形状を矩形に
するとともに、４辺のうち少なくとも１つの辺に切り欠
き部を設けるようにした。
【００４１】さらに第２５に、基板上の複数対の各素子
電極間に導電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴を噴射
付与され、導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群
を形成された電子源基板において、前記表面伝導型電子
放出素子群が形成されている領域の面と該面に垂直方向
の厚さ方向の面とが交差する稜線領域に面取りを施すよ
うにした。
【００４２】また第２６に、基板上の複数対の各素子電
極間に導電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴を噴射付
与され、導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群を
形成された電子源基板において、前記表面伝導型電子放
出素子群が形成されている領域の裏面と該裏面に垂直方
向の厚さ方向の面とが交差する稜線領域に面取りを施す
ようにした。さらに第２７に、上記第２５，２６の電子
源基板において、直角を形成する２つの面取りを施した
稜線領域の前記直角部に面取りを施すようにした。
【００４３】また第２８に、上記第２５〜２７の電子源
基板において、前記面取り部の表面粗さは、前記表面伝
導型電子放出素子群が形成されている領域の面の表面粗
さより粗いようにした。さらに第２９に、基板上の複数
対の各素子電極間に、導電性薄膜の材料を含有する溶液
の液滴を噴射付与され、導電性薄膜による表面伝導型電
子放出素子群を形成された電子源基板において、前記表
面伝導型電子放出素子群の１素子は、複数個の液滴を基
板上に付着させたドットイメージにより形成されるよう
にした。
【００４４】また第３０に、上記第２９の電子源基板に
おいて、前記ドットは直交する２方向の隣接ドットが互
いに重なり合うようにするとともに、該隣接ドットの前
記直交する２方向の中心間距離を前記ドットの直径の１
／√２以内とするようにした。さらに第３１に、上記第
１０〜３０の電子源基板と、この電子源基板に対向して
配置され、蛍光体を搭載したフェースプレートとを有す
るような画像表示装置とした。
【００４５】また第３２に、上記第３１の画像表示装置
において、前記フェースプレートに用いるガラスの厚さ
が前記電子源基板より厚いようにした。さらに第３３
に、上記第３２の画像表示装置において、前記フェース
プレートは強化ガラスにした。また第３４に、上記第３
１〜３３の画像表示装置において、前記フェースプレー
トは、基板の表面と該表面に垂直方向の厚さ方向の面と
が交差する稜線領域に面取りを施したガラス基板である
ようにした。
【００４６】さらに第３５に、上記第３１〜３３の画像
表示装置において、前記フェースプレートは、基板の裏
面と該裏面に垂直方向の厚さ方向の面とが交差する稜線
領域に面取りを施したガラス基板であるようにした。ま
た第３６に、上記第３４，３５の画像表示装置におい
て、前記フェースプレートは、直角を形成する２つの面
取りを施した稜線領域の前記直角部に面取りを施したガ
ラス基板であるようにした。さらに第３７に、第３４〜
３６の画像表示装置において、前記面取り部の表面粗さ
は、前記ガラス基板の表裏面の表面粗さより粗いように
した。
【００４７】また第３８に、基板上の複数対の各素子電
極間に導電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴を噴射付
与され、導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群を
形成された電子源基板において、前記表面伝導型電子放
出素子群が形成されている領域の外側に前記複数対の各
素子電極とは別の第２の複数対の素子電極を設けるとと
もに、複数対の各素子電極間に導電性溶液の液滴を噴射
付与することにより、導電性薄膜による第２の表面伝導
型電子放出素子群を形成された電子源基板であって、該
電子源基板と、この電子源基板に対向して配置され、蛍
光体を搭載したフェースプレートとを有する画像表示装
置において、前記第２の表面伝導型電子放出素子群を電
子源基板ごとに異なる信号情報を入力して駆動し、前記
画像表示装置で表示を行い、前記画像表示装置を画像表
示装置ごとに区別可能とするようにした。
【００４８】
【発明の実施の形態】次に本発明の好ましい実施形態を
示す。本発明の表面伝導型電子放出素子の基本的な構成
は平面型である。図１は、本発明の製造装置によって形
成される電子源基板の一例を示す図であるが、ここでは
簡略化して、一つの平面型表面伝導型電子放出素子の構
成を模式的に示している。実際には、後述するように、
このような平面型表面伝導型電子放出素子はマトリック
ス配置された素子群である。図１（Ａ）はその平面図、
図１（Ｂ）はその断面図である。
【００４９】図１において、１は基板、２，３は対の素
子電極、４は導電性薄膜、５は電子放出部である。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，ＳｉＯ2を表面に堆積させ
たガラス基板およ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。素子電極２，３の材料としては、
一般的な導電材料を用いることができ、例えばＮｉ，Ｃ
ｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等
の金属または合金，Ｐｄ，Ａｓ，Ａｇ，Ａｕ，Ｒｕ
Ｏ2，Ｐｄ−Ａｇ等の金属また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
導電体あるいはポリシリコン等の半導体材料等から適宜
選択される。
【００５０】対の素子電極２，３間の間隔Ｌは好ましく
は数千Åないし数百μｍの範囲であり、より好ましくは
対の素子電極２，３間に印加する電圧等を考慮して１μ
ｍないし１００μｍの範囲である。対の素子電極２，３
の長さＷは電極の抵抗値および電子放出特性を考慮し
て、数μｍないし数百μｍであり、また対の素子電極
２，３の膜厚ｄは、１００Åないし１μｍの範囲であ
る。尚、図１に示した構成に限らず、基板１上に導電性
薄膜４，対の素子電極２，３の順に形成させた構成にし
てもよい。
【００５１】図２は、図１の構成の平面型表面伝導型電
子放出素子の製造方法を示す。導電性薄膜４としては、
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へ
のステップカバレージ，素子電極２，３間の抵抗値およ
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。その抵抗値は、Ｒs
が１０の２乗ないし１０の７乗Ωの場合に得られる値で
ある。なお、Ｒs は厚さがｔ、幅がｗで長さが１の薄膜
の抵抗Ｒを、Ｒ＝Ｒs （１／ｗ）とおいたときに現われ
る値で、薄膜材料の抵抗率をρとするとＲs ＝ρ／ｔで
表される。ここでは、フォーミング処理について通電処
理を例に挙げて説明するが、フォーミング処理はこれに
限られるものではなく、導電性薄膜４に亀裂を生じさせ
て高抵抗状態を形成する方法であればいかなる方法でも
良い。
【００５２】導電性薄膜４を構成する材料としては、Ｐ
ｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃ
ｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ等の金属、Ｐｄ
Ｏ，ＳｎＯ2，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等の半導体あるいはカーボン等の中
から適宜選択される。前記の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（いくつかの微粒子が集
合し、全体として島状を形成している場合も含む）をと
っている。微粒子の粒径は、数Åないし１μｍであり、
好ましくは１０Åないし２００Åである。
【００５３】以下、本発明の一実施形態に係る表面伝導
型電子放出素子を形成した電子源基板の製造装置につい
て述べる。図３は、本発明の電子源基板の製造装置の一
実施例を説明するための図で、１１は噴射ヘッド、１２
はキャリッジ、１３は基板保持台、１４は平面型表面伝
導型電子放出素子群を形成する基板、１５は導電性薄膜
の材料を含有する溶液の供給チューブ、１６は信号供給
ケーブル、１７は噴射ヘッドコントロールボックス、１
８はキャリッジ１２のＸ方向スキャンモータ、１９はキ
ャリッジ１２のＹ方向スキャンモータ、２０はコンピュ
ータ、２１はコントロールボックス、２２（２２X1，２
２Y1，２２X2，２２Y2）は、基板位置決め／保持手段で
ある。この場合は、基板保持台１３に置かれた基板１４
の前面を噴射ヘッド１１がキャリッジ走査により移動
し、導電性薄膜材料を含有する溶液を噴射付与する例で
ある。噴射ヘッド１１は、任意の液滴を定量吐出できる
ものであれば如何なる機構でも良く、特に数１０ｎｇ程
度の液滴を形成できるインクジェット方式の機構が望ま
しい。インクジェット方式としては、圧電素子を用いた
ピエゾジェット方式、ヒータの熱エネルギーを利用して
気泡を発生させるバブルジェット（登録商標）方式、あ
るいは荷電制御方式（連続流方式）等いずれのものでも
構わない。
【００５４】図４は、図３の場合と異なり、吐出ヘッド
ユニット３０（図３では、噴射ヘッド１１に相当）と基
板４５（図３では基板１４に相当）との相対移動を行う
際に、電子源基板４５側を移動させる例である。図５
は、図４の装置の吐出ヘッドユニット３０を拡大して示
した概略構成図である。図４，図５において、３０は吐
出ヘッドユニット、３２は検出光学系、４３は液滴、３
６は画像識別装置、４５は電子源基板、３７はＸＹ方向
走査機構、３８は位置検出機構、３９は位置補正制御機
構、３５は制御コンピュータである。吐出ヘッドユニッ
ト３０を用いた液滴付与装置（インクジェットヘッド）
の場合も、図３の場合と同様のインクジェット方式の機
構が望ましく、圧電素子を用いたピエゾジェット方式、
ヒータの熱エネルギーを利用して気泡を発生させるバブ
ルジェット方式、あるいは荷電制御方式（連続流方式）
等のいずれのものでも構わない。
【００５５】本発明ではこのような電子源基板の製造装
置（図３）において、基板１４はこの装置の基板位置決
め／保持手段１２によってその保持位置を調整して決め
られる。図では簡略化しているが、基板位置決め／保持
手段１２は基板１４の各辺に当接されるとともに、Ｘ方
向およびそれに直交するＹ方向にμｍオーダーで微調整
できるようになっているとともに、噴射ヘッドコントロ
ールボックス７，コンピュータ１０，コントロールボッ
クス１１等と接続され、その位置決め情報および微調整
変位情報等と、液滴付与の位置情報、タイミング等は、
たえずフィードバックできるようになっている。
【００５６】さらに本発明の電子源基板の製造装置で
は、Ｘ，Ｙ方向の位置調整機構の他に図示しない（基板
１４の下に位置し見えない）、回転位置調整機構を有し
ている。これに関連して先に本発明の電子源基板の形状
および形成される電子放出素子群の配列に関して説明す
る。
【００５７】本発明の電子源基板は前述のように、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，ＳｉＯ2を表面に堆積させたガラス基板およ
びアルミナ等のセラミックス基板等が用いられるが、そ
の形状は矩形（直角４辺形）である。つまり、その矩形
形状を構成する縦２辺，横２辺はそれぞれ、縦２辺が互
いに平行，横２辺が互いに平行であり、かつ縦横の辺は
直角をなすような基板である。
【００５８】このような基板に対して本発明では、形成
される電子放出素子群をマトリックス状に配列し、この
マトリックスの互いに直交する２方向が、この基板の縦
方向の辺あるいは横方向の辺の方向と平行であるように
電子放出素子群を配列する。このように電子放出素子群
をマトリックス状に配列する理由および、基板の縦横の
辺をそのマトリックスの直交する２方向と平行になるよ
うにする理由を以下に述べる。
【００５９】図３あるいは図４に示したように、本発明
では、最初に基板１４と吐出ヘッドユニット（噴射ヘッ
ド）１１の溶液噴射口面の位置関係が決められた後は、
特に位置制御を行うことはない。つまり、吐出ヘッドユ
ニット（噴射ヘッド）１１は基板１４に対して一定の距
離を保ちながらＸ，Ｙ方向の相対移動を行いつつ、導電
性薄膜の材料を含有する溶液の噴射を行う。つまりこの
Ｘ方向及びＹ方向は互いに直交する２方向であり、基板
の位置決めを行う際に、基板の縦辺あるいは横辺をその
Ｙ方向あるいはＸ方向と平行になるようにしておけば、
形成される電子放出素子群もそのマトリックス状配列の
２方向がそれぞれ平行であるため、相対移動を行いつつ
噴射する機構のみで高精度の素子群形成が行える。
【００６０】言い換えるならば、本発明のような基板形
状，電子放出素子群のマトリックス状配列，直交する
Ｘ，Ｙの２方向の相対移動装置にすれば、素子形成の液
滴噴射を行う前の基板の位置決めを正確に行えば、高精
度な電子放出素子群のマトリックス状配列が得られると
いうことである。
【００６１】ここで、先ほどの回転位置調整機構に話を
戻す。前述のように本発明では、素子形成の液滴噴射を
行う前の基板の位置決めを正確に行い、相対移動のＸお
よびＹ方向のみを行い、他の制御を行わず、高精度な電
子放出素子群のマトリックス状配列を得ようというもの
である。その際問題となるのは、最初に基板の位置決め
を行う際の回転方向（Ｘ，Ｙの２方向で決定される平面
に対して垂直方向の軸に対する回転方向）のズレであ
る。
【００６２】この回転方向のズレを補正するために本発
明では、前述のように図示しない（基板１４の下に位置
し見えない）、回転位置調整機構を有している。これに
より回転方向のズレも補正し、基板の辺を位置決めする
と、本発明の装置では、ＸおよびＹ方向のみの相対移動
で、高精度な電子放出素子群のマトリックス状配列が得
られる。
【００６３】以上はこの回転位置調整機構を、図３の基
板位置決め／保持手段で１２（１２ Ｘ１，１２Ｙ１，１
２Ｘ２，１２Ｙ２）とは別物の機構として説明した（基
板１４の下に位置し見えない）が、１２の基板位置決め
／保持手段に回転位置調整機構を持たせることも可能で
ある。例えば、基板位置決め／保持手段１２は、基板１
４の辺に当接され、基板位置決め／保持手段１２全体
が、Ｘ方向あるいはＹ方向に位置を調整できるようにな
っているが、基板位置決め／保持手段１２の基板１４の
辺に当接される部分において、距離をおいて設けられた
２本のネジが独立に動くようにしておけば、角度調整が
可能である。
【００６４】なおこの回転位置制御情報も上記のＸ，Ｙ
方向の位置決め情報および微調整変位情報等と同様に噴
射ヘッドコントロールボックス７，コンピュータ１０，
コントロールボックス１１等と接続され、液滴付与の位
置情報，タイミング等が、たえずフィードバックできる
ようになっている。
【００６５】次に本発明の位置決めの他の手段，構成に
ついて説明する。上記の説明は基板位置決め／保持手段
１２は、基板１４の辺に当接され、基板位置決め／保持
手段１２全体が、Ｘ方向あるいはＹ方向に位置を調整で
きるようにしたものであるが、ここでは、基板１４の辺
ではなく、基板上に互いに直交する２方向に帯状パター
ンを設けるようにした例について説明する。前述のよう
に本発明では基板上に電子放出素子群をマトリックス状
に配列して形成されるが、ここでは、前記のような互い
に直交する２方向の帯状パターンをこのマトリックスの
互いに直交する２方向と平行になるように形成してお
く。このようなパターンは、基板上にフォトファブリケ
ーション技術によって容易に形成できる。
【００６６】あるいは、このようなパターンをその目的
だけに作成するのではなく、素子電極２，３（図１，図
２）や、後述する図２５のＸ方向配線７２やＹ方向配線
７３等の配線パターンを本発明の互いに直交する２方向
の帯状パターンとみなしてもよい。このような帯状パタ
ーンを設けておけば、図５で後述するような、ＣＣＤカ
メラとレンズとを用いた検出光学系７によってパターン
検出ができ、位置調整にフィードバックできる。
【００６７】次に上記Ｘ，Ｙ方向に対して垂直方向であ
るＺ方向であるが、本発明では、最初に基板１４と吐出
ヘッドユニット（噴射ヘッド）６の溶液噴射口面の位置
関係が決められた後は、特に位置制御を行うことはな
い。つまり、吐出ヘッドユニット（噴射ヘッド）６は基
板１４に対して一定の距離を保ちながらＸ，Ｙ方向の相
対移動を行いつつ、導電性薄膜の材料を含有する溶液の
噴射を行うが、その噴射時には、吐出ヘッドユニット
（噴射ヘッド）１１のＺ方向の位置制御は特に行わな
い。その理由は、噴射時にその制御を行うと、機構，制
御システム等が複雑になるだけではなく、基板１４への
液滴付与による導電性薄膜の形成が遅くなるからである
（生産性が著しく低下）。
【００６８】かわりに本発明では基板１４の平面度やそ
の基板１４を保持する部分の装置の平面度、さらに吐出
ヘッドユニット（噴射ヘッド）１１をＸ，Ｙ方向の相対
移動を行わせるキャリッジ機構等の精度を高めるように
することで、噴射時のＺ方向制御を行わず、吐出ヘッド
ユニット（噴射ヘッド）１１と基板１４のＸ，Ｙ方向の
相対移動を高速で行い、生産性を高めている。一例をあ
げると、本発明の溶液付与時（噴射時）における基板１
４と吐出ヘッドユニット（噴射ヘッド）１１の溶液噴射
口面の距離の変動は５ｍｍ以下におさえられている（基
板１４のサイズが２００ｍｍ×２００ｍｍ以上，４００
０ｍｍ×４０００ｍｍ以下の場合で）。
【００６９】なお、通常Ｘ，Ｙ方向の２方向で決まる平
面は水平（鉛直方向して垂直な面）に維持されるように
装置構成されるが、基板１４が小さい場合（例えば５０
０ｍｍ×５００ｍｍ以下の場合）には必ずしもＸ，Ｙ方
向の２方向で決まる平面を水平にする必要はなく、その
装置にとってもっとも効率的な基板１４配置の位置関係
になるようにすればよい。
【００７０】次に本発明の他の例を説明するが、本発明
はこれらの例に限定されるものではない。図４は、前記
図３の場合と違い、吐出ヘッドユニット（噴射ヘッド）
１１と基板１４（図４では電子源基板４５）の相対移動
を行う際に、電子源基板４５側を移動させる例である。
図５は、図４の装置の吐出ヘッドユニットを拡大して示
した概略構成図である。
【００７１】以下、電子源基板４５側を移動させる手段
を用いた製造装置の構成を図４，５にしたがって説明す
る。まず、図４において、３７はＸＹ方向走査機構であ
り、その上に電子源基板４５が載置してある。電子源基
板４５上の表面伝導型電子放出素子は単素子として図１
に示したものと同じ構成であり、基板１、対の素子電極
２，３、導電性薄膜（微粒子膜）４よりなっている。こ
の電子源基板４５の上方に液滴を付与する吐出ヘッドユ
ニット３０が位置している。本実施例では、吐出ヘッド
ユニット３０は固定で、電子源基板４５がＸＹ方向走査
機構３７により任意の位置に移動することで吐出ヘッド
ユニット３０と電子源基板４５との相対移動が実現され
る。
【００７２】次に、図５により吐出ヘッドユニット３０
の構成を説明する。３２は電子源基板４５上の画像情報
を取り込む検出光学系であり、液滴４３を吐出させるイ
ンクジェットヘッド３３に近接し、検出光学系３２の光
軸４１および焦点位置と、インクジェットヘッド３３に
よる液滴４３の着弾位置４４とが一致するよう配置され
ている。この場合、検出光学系３２とインクジェットヘ
ッド３３との位置関係はヘッドアライメント微動機構３
４とヘッドアライメント制御機構３１により精密に調整
できるようになっている。また、検出光学系３２には、
ＣＣＤカメラ等とレンズとを用いている。
【００７３】再度、図４に戻る。３６は先の検出光学系
３２で取り込まれた画像情報を識別する画像識別機構
（画像識別装置）であり、画像のコントラストを２値化
し、２値化した特定コントラスト部分の重心位置を算出
する機能を有したものである。具体的には（株）キーエ
ンス製の高精度画像認識装置ＶＸ−４２１０を用いるこ
とができる。該画像識別装置３６によって得られた画像
情報に電子源基板４５上における位置情報を与える手段
が位置検出機構３８である。該位置検出機構３８には、
ＸＹ方向走査機構３７に設けられたリニアエンコーダ等
の測長器を利用することができる。また、該画像識別装
置３６で識別した画像情報と電子源基板４５上での位置
情報をもとに、位置補正を行なうのが位置補正制御機構
３９であり、該機構３９によりＸＹ方向走査機構３７の
動きに補正が加えられる。また、インクジェットヘッド
駆動・制御機構４０によってインクジェットヘッド３３
が駆動され、液滴が電子源基板４５上に付与すなわち塗
布される。上述の各制御機構は、制御コンピュータ３５
により集中制御される。
【００７４】なお、以上の説明は、吐出ヘッドユニット
３０は固定で、電子源基板４５がＸＹ方向走査機構３７
により任意の位置に移動することで吐出ヘッドユニット
３０と電子源基板４５との相対移動を実現しているが、
図３のように、電子源基板４５を固定とし、吐出ヘッド
ユニット３０がＸＹ方向に走査するような構成としても
よいことはいうまでもない。特に２００ｍｍ×２００ｍ
ｍ程度の中画面乃至２０００ｍｍ×２０００ｍｍあるい
はそれ以上の大面積の基板を用いる大画面の画像表示装
置の製作に適用する場合には、電子源基板４５を固定と
し、吐出ヘッドユニット３０が直交するＸ，Ｙの２方向
に走査し、溶液の液滴の付与を上記の直交する２方向に
順次行う構成としたほうがよい。
【００７５】基板サイズが２００ｍｍ×２００ｍｍ程度
以下の場合には、液滴付与のための吐出ヘッドユニット
を２００ｍｍの範囲をカバーできるラージアレイマルチ
ノズルタイプとし、吐出ヘッドユニットと基板の相対移
動を直交する２方向（Ｘ方向，Ｙ方向）に行うことな
く、１方向のみ（例えばＸ方向のみ）に相対移動させて
行うことも可能であり、また量産性も高くすることがで
きるが、基板サイズが２００ｍｍ×２００ｍｍ以上の場
合には、２００ｍｍ以上の範囲をカバーできるラージア
レイマルチノズルタイプの吐出ヘッドユニットを製作す
ることは技術的／コスト的に実現困難であり、本発明の
ように吐出ヘッドユニット３０が直交するＸ，Ｙの２方
向に走査し、溶液の液滴の付与を上記の直交する２方向
に順次行う構成としたほうがよい。
【００７６】液滴４３の材料には、先に述べた導電性薄
膜となる元素あるいは化合物を含有する水溶液、有機溶
剤等を用いることができる。例えば、導電性薄膜となる
元素あるいは化合物がパラジウム系の例を示すと、酢酸
パラジウム−エタノールアミン錯体（ＰＡ−ＭＥ）、酢
酸パラジウム−ジエタノール錯体（ＰＡ−ＤＥ）、酢酸
パラジウム−トリエタノールアミン錯体（ＰＡ−Ｔ
Ｅ）、酢酸パラジウム−ブチルエタノールアミン錯体
（ＰＡ−ＢＥ）、酢酸パラジウム−ジメチルエタノール
アミン錯体（ＰＡ−ＤＭＥ）等のエタノールアミン系錯
体を含んだ水溶液、また、パラジウム−グリシン錯体
（Ｐｄ−Ｇｌｙ）、パラジウム−β−アラニン錯体（Ｐ
ｄ−β−Ａｌａ）、パラジウム−ＤＬ−アラニン錯体
（ｐｄ−ＤＬ−Ａｌａ）等のアミン酸系錯体を含んだ水
溶液、さらには酢酸パラジウム・ビス・ジ・プロピルア
ミン錯体の酢酸ブチル溶液等が挙げられる。
【００７７】該液滴４３を吐出ヘッドユニット（噴射ヘ
ッド）３０により所望の素子電極部に付与する際には、
付与すべき位置を検出光学系３２と画像識別装置３６と
で計測した計測データ、吐出ヘッドユニット（噴射ヘッ
ド）３０の吐出口面と基板４５の距離および両者の相対
移動速度に基づいて補正座標を生成し、この補正座標通
りに電子源基板４５と吐出ヘッドユニット（噴射ヘッ
ド）３０とを相対移動せしめながら液滴４３を噴射し、
電子源基板４５上の所望の位置に液滴４３を付与すなわ
ち付着させる。検出光学系３２としては、ＣＣＤカメラ
等とレンズを組み合わせたものを用い、画像識別装置３
６としては、市販のもので画像を２値化し、その重心位
置を求めるもの等を用いることができる。
【００７８】以上の説明より明らかなように本発明の電
子源基板４５は、導電性薄膜となる元素あるいは化合物
を含有する溶液をインクジェットの原理で空中を飛翔さ
せ、基板上に液滴として付与して製作されるものであ
る。次に本発明の他の特徴について説明する。ここでは
本発明の電子源基板の製造装置において製作される電子
源基板の表面伝導型電子放出素子を高精度に形成するた
めに基板に要求される特性とさらに基板のハンドリング
について検討した結果について説明する。高精度な表面
伝導型電子放出素子を形成するためには、液滴が基板上
に付与された時点で、良好な素子形成が行われるよう
に、付与後の液滴が基板上でにじんだり、流れたりする
ことなく、良好な丸いドットを形成し、鮮明かつ狙いど
おりの寸法のドットが得られることが要求される。
【００７９】通常、紙にインクを噴射し、記録を行うイ
ンクジェット記録技術においては、紙面上で、良好な丸
いドットを形成し、鮮明かつ狙いどおりの寸法のドット
を得るために、たとえば、紙の表面にシリカ等の物質を
コートしたいわゆるコート紙と呼ばれるインクジェット
記録専用紙が使用される。本発明は紙ではなく電子源基
板に関するものであり、インクジェット記録専用紙のよ
うな原理を採用することができない。
【００８０】しかしながら、電子源基板においても、導
電性薄膜となる元素あるいは化合物を含有する溶液をイ
ンクジェットの原理で付着させる前の基板の表面の状態
が、良好な丸いドットを形成し、鮮明かつ狙いどおりの
寸法のドットを得るために大きな作用を及ぼす。具体的
には基板の表面の粗さである。
【００８１】本発明に使用される基板は、前述のよう
に、ガラスあるいはアルミナ等のセラミックスなどが用
いられる。ここで、ガラス表面がすりガラスのような状
態のものである場合、導電性薄膜となる元素あるいは化
合物を含有する溶液をインクジェットの原理で付着させ
た場合、毛管現象の原理で、基板上に付着した溶液はど
んどん広がっていき、いわゆるにじみ状態になり、良好
なドットとしての形状を維持できない。
【００８２】基板の表面の粗さをいろいろ変化させ、付
着した溶液が広がらない、つまり、にじみ状態にならな
いようにするにはどの程度の表面粗さにすればよいかを
実験的に検討した結果を以下に示す。実験に使用した基
板は石英ガラスとＳｉＯ2を表面に堆積させたアルミナ
基板（以下、ＳｉＯ2アルミナ基板と記す。）であり、
前者（石英ガラス）の場合、表面粗さを鏡面状態からす
りガラス状のものまで変えたものを準備した。また後者
（ＳｉＯ2アルミナ基板）の場合は、アルミナ基板の表
面をできうる限りその表面粗さをなめらかにし、スパッ
タリングによって堆積させるＳｉＯ2の体積条件を変化
させ、ＳｉＯ2面の表面粗さを変化させたものを準備し
た。なお、表面粗さはデックタック製の接触型表面粗さ
計で測定した。上述の各種基板に対し、図３に示した製
造装置を用い導電性薄膜となる元素あるいは化合物を含
有する溶液をインクジェットの原理で付着させ、良好な
ドットの形成状況を調べた。
【００８３】なお、使用した溶液は、酢酸パラジウム−
トリエタノールアミン水溶液であり、以下のようにして
製造したものである。すなわち５０ｇの酢酸パラジウム
を１０００ｃｃのイソプロピルアルコールに懸濁させ、
さらに２０３.５ｇのトリエタノールアミンを加え３５
℃で１２時間攪拌した。反応終了後、イソプロピルアル
コールを蒸発により除去し、固形物にエチルアルコール
を加えて溶解、濾過し、濾液から酢酸パラジウム−トリ
エタノールアミンを再結晶させて得た。再結晶した該酢
酸パラジウム−トリエタノールアミン４ｇを１９６ｇの
純水に溶解し、２.０ｗｔ％の溶液として、実験に使用
した。また使用したインクジェットヘッドは、エッジシ
ュータ型のサーマルインクジェット方式とし、ノズル径
は２８μｍ、発熱体サイズは２８μｍ×１３０μｍ（抵
抗値１０２Ω）で、駆動電圧を２７Ｖ、パルス幅を６μ
ｓで駆動し、１滴を形成するに要するエネルギーを４３
μＪとした。その時の液滴の噴射速度は約８ｍ／ｓであ
った。結果を表１に示す。ここで、「基板上のドットの
形成状況（にじみ状況）」は、にじみのない鮮明なドッ
トとなり、電子放出素子が良好に形成できるレベルのも
のを○、溶液が流れ気味でにじんだドットとなり、電子
放出素子が良好に形成できないレベルのものを×として
いる。
【００８４】
【表１】
【００８５】以上の実験結果より、基板の種類とは関係
なく、溶液が付着する領域の表面粗さによってのみ基板
上のドット形成状況の如何が決まる。つまり、基板の表
面粗さが、０.５ｓ以下であれば基板上のドット形成が
良好になり、電子放出素子が良好に形成でき（実用に供
するレベル）、一方、それよりも表面粗さが粗くなる
と、基板上のドット形成が良好ではなくなり（溶液が流
れ気味でにじんだドットになり）、電子放出素子が良好
に形成できなくなる（実用に供しないレベル）。つま
り、良好な電子放出素子を形成するためには、基板の表
面粗さを０.５ｓ以下にすればよい。しかし、ここで次
の２つの問題がある。
【００８６】第１の問題はコストである。０.５ｓ以下
の非常になめらかな面を得るには、石英ガラスでは基板
を高精度に研摩する必要がある。あるいは、ＳｉＯ2ア
ルミナ基板のように表面にＳｉＯ2をスパッタリングす
るような場合でも、表面のなめらかなＳｉＯ2面を得る
には、時間をかけて丁寧に膜形成を行う必要があり、同
様にコスト高という問題が発生する。
【００８７】しかし、本発明の電子源基板は、前述のよ
うに、基板の片面に表面伝導型電子放出素子を形成する
構造のものであり、表面伝導型電子放出素子を形成する
面のみが、なめらかな面となった基板を使用すればよ
い。つまり、基板の表面（表面伝導型電子放出素子群を
形成する面）のみを、前述の実験結果より得られた表面
粗さとし、裏面はそれより粗い面にしても十分である。
言い換えるならば、基板の表面伝導型電子放出素子群を
形成する面より裏面の表面粗さが粗い基板を用いること
により、所望の高精度な表面伝導型電子放出素子群のパ
ターンが形成できるとともに、基板製造コストを低くす
ることができる。
【００８８】次に第２の問題は、電子源基板の製造プロ
セス時に基板裏面が製造装置に密着して、移動させるこ
とができなくなるという製造時の不具合である。上記第
１の問題は、コスト面からの検討で、基板の表面伝導型
電子放出素子群を形成される面より裏面の表面粗さが粗
い基板を用いることにより、基板材料の低コスト化を実
現できたが、今回上記実験を図３に示したような電子源
基板の製造装置を用いて行った際にわかったことである
が、基板が基板保持台３にくっついてはずしにくいとい
う問題が発生することがわかった。そして、それを無理
にはずそうとして、基板を破損させたりして、作業者が
怪我をするということもあった。この問題はちょうどブ
ロックゲージがその表面のなめらかさを利用して、２つ
のブロックゲージをくっつける（Ｒｉｎｇｉｎｇとい
う）原理とよく似ている。基板の裏面があまりになめら
か過ぎると、基板保持台１３にくっついてはずしにくく
なり、それをはずすのに余計な手間がかかり、生産の歩
留まりが低下する。
【００８９】そこで、基板（石英ガラスとＳｉＯ2アル
ミナ基板）の裏面の表面粗さを変えて、該基板の裏面の
表面粗さがどの程度であれば、基板保持台１３にくっつ
くことなく、該基板の取り外し交換作業が、スムーズに
行えるかを実験した。その実験結果を表２に示す。ここ
で、「基板の取り外し交換作業容易性」は、基板のくっ
つきがなく、簡単に基板保持台１３からはずせた場合を
○、そうでない場合を×としている。なお、基板保持台
１３はＳＵＳ３０４を砥石による研削仕上げとした面状
態である。またＳｉＯ2アルミナ基板は裏面にはＳｉＯ2
がなくアルミナ面が裏面である。
【００９０】
【表２】
【００９１】以上の実験結果より、基板の種類とは関係
なく、裏面の表面粗さを１.０ｓ以上とすることによ
り、電子源基板の製造プロセス時に基板裏面が製造装置
に密着して、移動させることができなくなる（基板の取
り外し交換作業がしにくくなる）という製造時の不具合
を避けることができる。
【００９２】次に基板のハンドリングについて別の解決
手段について検討した結果について説明する。この密着
の原因は、基板裏面と基板保持台との間がある種の真空
状態になることによって起きるものであるので、これを
避けるためには、基板裏面と基板保持台との間が真空状
態にならないようにすればよい。図６はその１例で、基
板平面図を図６（Ａ）に、図６（Ａ）のＡ−Ａ断面を図
６（Ｂ）に示す。図６において、Ｂは基板１の裏面、Ｅ
は基板１の表面（電子放出素子群の形成面）、Ｌは裏面
に対して落ち込んだ線状形状である。
【００９３】この例では、基板１の表面伝導型電子放出
素子群が形成されている領域の面の裏面Ｂに物理的な線
状形状Ｌを設けている。より具体的には、この線状形状
Ｌは裏面平面に対して落ち込んだ形状であるとともに、
基板１の端部まで設けられている。ここでは、縦横それ
ぞれ３本の落ち込んだ形状（or凹状形状）の線状形状Ｌ
を設けた例を示している。つまりこのように落ち込んだ
形状（or凹状形状）の線状形状Ｌが、基板１の端部から
空気導入チャネルの役割をなし、基板裏面Ｂと電子源基
板製造装置の基板保持台との間に空気を導入するので、
両者の間に空気層を形成でき、真空状態にならないよう
にできる。図７は他の例であり、このような落ち込んだ
線状形状Ｌの断面をＶ字形状としたものである。また縦
３本だけの線状形状である。
【００９４】本発明では、このような線状形状が基板の
端部から空気導入チャネルの役割をなすものであればよ
く、断面形状は特に指定しない。このような線状形状Ｌ
は、本発明の電子源基板製作用基板の裏面にダイシング
ソー等によって、２次的な加工によって形成され、その
断面形状はダイシングブレードの形状によって、Ｖ字
状，Ｕ字状，凹形状（矩形形状）など、任意に形成で
き、いずれも適用可能である。さらに簡易的な２次的な
加工法としては、ダイヤモンドカッター等の簡単な工具
で、ライン状に溝加工を行うだけでもよい。なお、上記
のようなダイシングソー等による機械的な２次的な形成
方法とは別に、例えば、基板としてガラスを使用する場
合には、エッチングによって化学的な加工法により２次
的に形成することも可能である。
【００９５】本発明ではこのように裏面に、落ち込んだ
（凹状）形状の物理的な線状形状Ｌを設ける場合に、ダ
イヤモンドカッター等の簡単な工具、あるいは機械装置
によって、ライン状に溝加工を行うだけ、あるいは化学
的な２次的な加工法で簡単に実現できるので、加工コス
トが低く抑えられ、安価な電子源基板を製作できる。
【００９６】本発明のさらに他の例として、例えば基板
材料としてＡｌ２O３（アルミナ），ＳｉＣ等のセラミ
ックスを使用する場合には、焼成前にあらかじめこのよ
うな溝ができるようにしておいて、それを焼成すること
によって、このような線状形状と基板を同時に形成する
ことも可能である。また、このようなセラミックスだけ
ではなく、上記のようなガラスを基板材料とする場合に
も、基板外形のプレス形成時に同時にそのような物理的
な線状形状を形成することもできる。すなわち本発明で
は、基板を形成する際に同時加工（形成）によって、線
状形状（溝）Ｌを設けるようにしたので、加工コストが
低く抑えられ、安価な電子源基板を製作できる。
【００９７】なおこのような線状形状Ｌは、１本だけで
は効果が少なく、複数本設けることにより、その効果は
大となる。より好適には、複数本設けるとともに図６に
示したように、互いに交差するように設けるようにする
とよい。ただし必ずしも直角に交差する必要はない。
【００９８】また図６，図７では、このような線状形状
Ｌが基板１の外形線と平行である例を示しているが、こ
れも必ずしもそのように平行にする必要はなく、外形線
に対してある角度を持ったものであってもよい。また図
６，図７ではすべて直線形状の線状形状としたが、これ
も曲線であってもよい。ただし溝状の線状形状の場合
（溝ではない例も後述する）、その溝が空気導入チャネ
ルとして効果的に作用するためには、溝状の線状形状の
端部が基板の端部まで形成されていることは必須であ
る。なおそのサイズであるが、深さ，幅とも、ほぼ同じ
程度になるようにすればよい。しかしあまり深さが浅す
ぎると空気導入チャネルの役割を果たしにくくなるの
で、注意が必要である。また逆に深すぎる場合には、そ
の部分で応力集中が起きるため、基板が破損しやすくな
るので注意が必要である。
【００９９】本発明ではこの点に鑑み、溝深さを検討し
た。使用した基板は、パイレックス（登録商標）ガラス
であり、裏面を０.０５ｓのほぼ鏡面状態に仕上げ、そ
の面にダイヤモンドカッターで、溝深さを変えた線状形
状を製作した。基板保持台に相当する部分は０.０５ｓ
のほぼ鏡面状態に仕上げられたＳＵＳ３４０の基板と
し、その上での基板のセットしやすさ（設置時の滑りや
すさ）を検討したものである。使用した基板は、厚さ２
ｍｍ，４ｍｍ，１０ｍｍの３種類であり、それぞれ、４
２０ｍｍ×３００ｍｍ，１２００ｍｍ×８００ｍｍ，３
５００ｍｍ×１８００ｍｍの大きさとし、図６に示した
ように縦横とも各３本ずつの矩形溝をほぼ均等に配置す
るような形で形成した。以下に溝深さを変えて実験した
結果を示すが、溝幅は溝深さと同じとした。
【０１００】評価結果で、○は、ガラス基板と擬似基板
保持台であるＳＵＳ３４０の基板との密着が起こらなか
った場合であり、×は、密着が発生したものである。ま
た、もうひとつの×は、溝深さが深すぎて、ガラス基板
の機械的強度が低下して、実験中のわずかの振動，運搬
等により破損してしまった場合である。
【０１０１】
【表３】
【０１０２】以上に結果より、溝深さの下限について
は、溝深さｄは、厚さｔの５０分の１までにすべきであ
り、それより小さいと、基板が密着してしまうことがわ
かる。また上限については、溝深さｄは、厚さｔの５分
の１までにすべきであり、それより大きいと、基板が破
損しやすくなって実用に供しないことがわかる。
【０１０３】次に線状形状の他の例として、溝ではなく
裏面平面に対して突き出した形状の例について図８を参
照して説明する。図８において、Ｄは基板１の裏面Ｂに
対して突き出した形状の線状形状である。この場合は、
このように裏面平面に対して突き出した形状とすること
により、基板を基板保持台から浮かせる（間に薄い空気
層を形成できる）ので、基板が基板保持台に密着してし
まうという不具合は皆無である。この突き出した形状の
ものについても、その断面形状が図８のように矩形であ
ってもよいし、あるいは三角形状，半円形状などどのよ
うなものでもよい。
【０１０４】またこの突き出した形状の線状形状Ｄを有
する基板１は、前述の溝形状の線状形状Ｌを形成する場
合の、基板を同時に形成する方法によって用意に形成で
きる。すなわち、基板材料としてＡｌ２O３（アルミ
ナ），ＳｉＣ等のセラミックスを使用する場合には、焼
成前にあらかじめこのような突き出した形状ができるよ
うにしておいて、それを焼成することによって、このよ
うな線状形状Ｄと基板１を同時に形成することができ
る。またこのようなセラミックスだけではなくガラスを
基板材料とする場合にも、基板外形のプレス形成時に同
時にこのような突き出した形状ができるようにして形成
することもできる。
【０１０５】このような突き出した形状の線状形状Ｄの
場合も、前述の溝形状の線状形状Ｌを形成する場合と同
様に、基板を形成する際に同時加工（形成）によって、
線状形状Ｄを設けることができるので、加工コストが低
く抑えられ、安価な電子源基板を製作できる。
【０１０６】以上の説明より本発明の電子源基板は、そ
の元になる基板１の裏面Ｂに線状形状Ｌ，Ｄを設け、基
板１と基板保持台の間に薄い空気層を形成し、基板１が
基板保持台に密着してしまうことによる不具合は皆無と
し、電子源基板製作時に電子源基板製造装置へ基板をセ
ットしたり、はずしたりする際に、基板が電子源基板製
造装置の基板保持台に密着して動かなくなってしまうと
いうようなことをなくし、また密着状態になることを回
避できるので、電子源基板製造の効率向上、破損事故を
なくすことが実現できる。
【０１０７】次に本発明のさらに他の特徴について説明
する。本発明の電子源基板は前述のように、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，ＳｉＯ2を表面に堆積させたガラス基板およびア
ルミナ等のセラミックス基板であり、その形状は矩形
（直角４辺形）である。つまり、その矩形形状を構成す
る縦２辺，横２辺はそれぞれ、縦２辺が互いに平行、横
２辺が互いに平行であり、かつ縦横の辺は直角をなすよ
うな基板である。
【０１０８】ところでこのような矩形の基板は、その４
角のコーナー部分が９０°になっており、本発明ではそ
の基板材料が前述のようにガラス，セラミックス等より
なっているため、電子源基板製造プロセス時に、作業者
が怪我をするという不慮の事故がよく起こる。そこで、
本発明では、このような矩形基板の４角をＣ１あるいは
Ｒ１以上、もしくはそれらと同等の面取りを施している
（図９（Ａ）及び図９（Ｂ）参照）。こうすることによ
り、ガラス，セラミックス等の尖った部分（４角の９０
°部分）がなくなり、作業者が作業時（基板搬送時，交
換時，製造装置への装着時等）に、怪我をすることはな
くなる。なおこのような面取りは、カーボランダムやエ
メリー等の砥粒を含んだグラインダーによる研削加工に
よって容易に施すことが可能である。
【０１０９】次に本発明の他の特徴について説明する。
図１０はその１例である。この例では、基板の右下の角
を他の３つの角とは異なる形状とし、基板を図３に示し
たような電子源基板の製造装置の基板保持台３に設置す
る際に基板の方向性を容易に決めることができる。すな
わち、４角のうち少なくとも１つの角を他の角と識別で
きる程度に角部の形状を他の角と異ならせることによ
り、電子源基板の製造時に作業者は、基板の方向を認識
でき、基板の設置を確実に行うことが可能となる。たと
えば作業者が手で角部に触れるだけでその部分の形状が
他の角部と異なるということが認識できる程度の大き
さ，形状にすることで、基板の方向確認，基板の設置の
作業効率，作業ミスの著しい低減を図ることができる。
【０１１０】次に本発明のさらに他の特徴について説明
する。図１１はその１例である。この例では、矩形基板
の４辺のうち少なくとも１つの辺に切り欠き部Ｏ（オ
ー）を設けており、基板を図３に示したような電子源基
板の製造装置の基板保持台３に設置する際に基板の方向
性を容易に決めることができる。すなわち、４辺のうち
少なくとも１つの辺に切り欠き部Ｏを設けることによ
り、電子源基板の製造時に作業者は、基板の方向を認識
でき、基板の設置を確実に行うことが可能となる。たと
えば作業者が手でその切り欠き部Ｏに触れるだけで基板
の方向確認，基板の設置の作業効率，作業ミスの著しい
低減を図ることができる。さらに、図３には図示してい
ないが、電子源基板の製造装置の基板保持台３に、この
切り欠き部に対応して基板のストッパー部材を設けるこ
とにより、基板の確実な設置、あるいは正確な位置決め
ができるというメリットもある。
【０１１１】次に本発明のさらに他の特徴について説明
する。ここでは電子源基板製造時の作業者の安全性につ
いて検討した結果を説明する。
【０１１２】本発明の電子源基板は前述のように、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，ＳｉＯ2を表面に堆積させたガラス基板およ
びアルミナ等のセラミックス基板であるが、このような
基板を図３あるいは図４に示した電子源基板製造装置に
設置したり、あるいは運搬したり、後述するように画像
表示装置としてアセンブルする際に、作業者が、手を切
ったりするという不慮の事故が時々起こる。これは材料
がガラスやセラミックであり、基板の縁部分（表面伝導
型電子放出素子群が形成されている領域の面あるいはそ
の裏面とそれらの面に垂直方向の厚さ方向の面とが交差
する稜線領域）が、鋭利な刃物のような作用をするから
である。
【０１１３】本発明ではこの点に鑑みなされたものであ
り、作業者が怪我をしないように、基板の縁部分に面取
りを施している。図１２にその例を示す。図１２は本発
明に使用される電子源基板の表面伝導型電子放出素子群
が形成されている前の材料基板であり、基板平面図を図
１２（Ａ）に、図１２（Ａ）のＡ−Ａ断面図を図１２
（Ｂ）に示すもので、材料基板は、例えばここではパイ
レックスガラスである。図１２（Ｂ）により、その厚さ
領域ならびに本発明の特徴が明確に示されているが、本
発明ではこの図１２（Ｂ）に示したように、基板の縁部
分（表面伝導型電子放出素子群が形成されている領域の
面あるいはその裏面とそれらの面に垂直方向の厚さ方向
の面とが交差する稜線領域）に面取りを施している。図
１２のＣｌ（表），Ｃｒ（表），Ｃｌ（裏），Ｃｒ
（裏）がそれである。
【０１１４】ここでは面取り形状として、図１２（Ａ）
に示したコーナー部（稜線部）を機械製図で指定するｃ
○○というような形状で面取りを施した形状としている
が本発明はこの形状に限定されるものではなく、例えば
ｒ××という機械製図で指定する形状であってもよい。
要はこの部分が基板切断時の形状である直角状になって
いて、それが刃物作用をして、作業者がその部分に触れ
て、手などを切ったりしないように面取りされていれば
いいのである。
【０１１５】次に本発明のさらに他の特徴について説明
する。図１３は図１２のＢ部を拡大したものであり、上
記説明のように表面伝導型電子放出素子群が形成されて
いる領域の面とこの面に垂直方向の厚さ方向の面とが交
差する稜線領域に面取りを施した状態を示しており、縦
方向と横方向の面取りされた稜線部分Ｆが直角を形成し
ている。
【０１１６】本発明ではこの面取りされた２つ（縦方向
と横方向）の稜線部分Ｆが直角をなす部分にもさらに面
取りＨを施すようにしたものである。図１４（Ａ）にそ
れを示す。図１４（Ｂ）はさらに四辺形の基板の４角に
も面取りＨ′を施した基板を用い、それに図１４（Ａ）
のような面取りＨを施された２つ（縦方向と横方向）の
稜線部分が直角をなす部分に面取りＨ′を施した例であ
る。
【０１１７】本発明ではこのように基板に面取りを施す
ことにより、作業者が電子源基板製作時（基板搬送時，
交換時，製造装置への装着時等）に、基板の稜線部で手
を切ったりするという不慮の事故を防ぐことができるよ
うになった。また、図１４のように、面取りされた２つ
（縦方向と横方向）の稜線部分が直角をなす部分にも面
取りＨ，Ｈ′を施したので、作業者が電子源基板製作時
（基板搬送時，交換時，製造装置への装着時等）に、そ
の直角部でけがをしたりするという不慮の事故も皆無と
なった。さらに、その直角部があらかじめ面取りされて
いるので、全く面取りされていない状態でとがっている
状態のものより、その直角部が何かにぶつかった場合に
破損しにくく、基板製作の歩留まりも向上した。
【０１１８】次にこのような面取り加工法であるが、＃
１００番〜＃２０００番のカーボランダム、エメリー等
の研摩材を使用したり、あるいは、それらをバインダー
で固めた砥石（グラインダー）により、簡単に面を落と
す（面取りする）ことができる。なお前述のように、例
えばｒ××という機械製図で指定する形状の場合には、
あらかじめ砥石そのものを被加工物（基板の面取りされ
る部分）が所望の曲面形状となるように形状加工してお
いて、その形状にならうようにして加工すれば容易に曲
面加工も実現できる。
【０１１９】また面取りされた加工部分の表面粗さであ
るが、これは、例えば表面伝導型電子放出素子群が形成
されている領域の面の表面粗さより粗くすることが望ま
しい。理由は、表面伝導型電子放出素子群が形成されて
いる領域の面は、そのような素子群を精密なパターンで
形成するために鏡面加工がなされているが、この面取り
する部分は、そのような精密パターンを形成する領域で
はないので、必要以上に表面の加工精度を高くする必要
がないからである。むしろ表面伝導型電子放出素子群が
形成されている領域の面よりも表面粗さを粗くし、加工
コストを下げることが望ましい。一般的には、この面取
り部の表面粗さは、０.５ｓ〜５ｓとされ、加工コスト
を低減している。
【０１２０】以上の説明より明らかなように本発明の電
子源基板は、その元になる基板の、稜線部分を面取りし
たり、コーナー部を面取りして、不慮の事故を防止した
り、製造時の歩留まりを向上させたりしている。
【０１２１】次に図１５により本発明のさらに他の特徴
について説明する。ここでは本発明の電子源基板の製造
装置において、製作される電子源基板４５が電子源基板
保持手段２３の上に、溶液の液滴４３が付与される面を
上向きにして、かつほぼ水平（重力作用方向Ｇである鉛
直方向に対してほぼ９０°）に保持されることを示して
いる。このような配置，構成にする理由は、溶液の液滴
付与時の液滴４３の飛翔安定性および基板上への着弾精
度を維持するためである。つまり溶液の液滴４３が付与
される面を上向きにし、インクジェットヘッド３３から
の溶液の噴射方向を重力作用方向Ｇと同じにして飛翔安
定性を得，基板上の狙いの位置に高精度に付着するよう
にしているのである。
【０１２２】さらに本発明では、溶液を基板上の狙いの
位置に高精度に付着するために、本発明に使用される大
画面用の基板の精度、ならびに機械的な強度も維持する
ようにしている。具体的には、本発明に使用される基板
は、厚さを４ｍｍ以上のものを用いるようにしている。
【０１２３】前述のように基板としては、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，ＳｉＯ2を表面に堆積させたガラス基板およびアル
ミナ等のセラミックス基板等が用いられるが、一般にこ
れらの材料は、金属などと違ってもろく破損しやすい。
よってある厚さ以上にしないと、電子源基板製作時や製
作前後の基板の洗浄等の前処理、後述するフォーミング
処理の際、あるいは基板搬送時に基板が破損するという
不具合がある。
【０１２４】一般に青板ガラスなどは、５００ｋｇ／ｃ
ｍ２程度の湾曲強度をもっているが、いわゆる風冷強化
法と呼ばれるガラスの強化手段によって、１５００ｋｇ
／ｃｍ２程度の湾曲強度をもつ強化ガラスとし、それを
基板にしようするのも一つの選択肢である。その際、通
常４ｍｍ〜１５ｍｍの厚さのものまでこの手法によって
上記のような１５００ｋｇ／ｃｍ２程度の湾曲強度をも
つものとすることができる。厚さが３ｍｍ以下の場合に
は、風冷強化法では、上記のような１５００ｋｇ／ｃｍ
２という湾曲強度をもたせることはできないが、半強化
ガラスとすることは可能である。なお、ガラスの強化法
として、風冷強化法をあげたが、ガラス表面のイオンを
置換することによって表面に圧縮歪みを与える化学強化
法も有効な手段である。
【０１２５】本発明の電子源基板は高画質の画像表示装
置に適用するために、溶液の液滴の基板上への高精度な
着弾精度を必要としている。その際、高精度な着弾精度
を得るためには、基板の変形、たわみ等があってはなら
ないし、またそれらに起因して高精度な搬送が行えなか
ったりするようなことがあってはならない。
【０１２６】本発明は３００ｍｍ×４５０ｍｍ程度の中
画面〜２０００ｍｍ×３０００ｍｍ程度の大画面の画像
表示装置に好適に適用されるものであるが、その際、上
記のような破損、あるいは変形等に起因する電子源発生
素子の精度低下があってはならず、本発明ではこれらの
点に鑑み、基板の厚さを４ｍｍ以上、１５ｍｍ以下とし
ている。なおこの４ｍｍという下限値は、前述のような
強化ガラスが通常安定して製作できる値である。
【０１２７】さらに電子源発生素子製作時の基板の変形
を抑えるために溶液の液滴が付与される面を上向きにし
て基板をほぼ水平（重力作用方向である鉛直方向に対し
てほぼ９０°）に保持するようにしている。図１６は、
図１５の電子源基板保持手段２３の上に保持した電子源
基板４５を上から見た平面図（噴射ヘッドは省略）であ
る。
【０１２８】さらに、図１５，図１６よりわかるよう
に、本発明では電子源基板保持手段２３で基板を保持す
る際に、基板を面で保持するようにしている。つまり、
本発明では電子源基板保持手段で基板を保持する際に、
基板を垂直やあるいは傾斜をつけて立てかけたりするの
ではなく、溶液の液滴が付与される面を上向きにして基
板をほぼ水平に保持し、かつ電子源基板保持手段２４で
基板を保持する際に基板を面で保持し、３００ｍｍ×４
５０ｍｍ程度の中画面〜２０００ｍｍ×３０００ｍｍ程
度の大画面の画像表示装置に適用するような基板であっ
ても、基板の自重による変形をなくし、高精度な電子源
基板４５を製作するようにしているのである。
【０１２９】なお、基板厚さの上限であるが、基板製作
コスト上、あるいは基板素材の製作のしやすさ、重量面
からの搬送のしやすさ等から、最大１５ｍｍ程度にして
おくことが望ましい。
【０１３０】次に本発明のさらに他の特徴について説明
する。本発明では前述のように、電子放出部を形成する
のに導電性薄膜材料を含有する溶液を液体噴射によって
液滴を空中飛翔させ、基板に付着させて形成する。この
ような方法によって形成する場合、考慮しなければなら
ないことは、液滴の空中飛翔時の安定性である。
【０１３１】安定した空中飛翔が行われれば、その液滴
の付着位置精度も良く、高精度の電子放出源が形成可能
となる。一方で、その液滴の付着位置精度が悪ければ、
良好な電子放出源は形成できない。そしてその空中飛翔
時の安定性は、液滴が空中飛翔するという原理上、空気
流等の外乱の影響を受けやすいので、その外乱をシャッ
トアウトするかあるいは安定性が増すような強制力を作
用させる、もしくはそれに類する構成とすることによっ
て、空中飛翔時の安定性を確保しなければならない。
【０１３２】本発明はこのような点に鑑み、液滴が空中
を飛翔する際の方向性、あるいは液滴が噴射ヘッドから
噴出してから基板に付着するまでの距離をどの程度にし
たら、安定性が確保でき、高精度な電子放出源が形成で
きるのかを実験的に見出した。
【０１３３】前述のように本発明では図３に示したよう
な構成の製造装置で噴射ヘッド１１をキャリッジ走査し
ながら導電性薄膜材料を含有する溶液を液体噴射によっ
て液滴を空中飛翔させ、基板１４に付着させて電子源基
板を製作する。
【０１３４】図３の例はたまたま製作される電子源基板
を水平に配置し、その上にキャリッジに搭載された噴射
ヘッド１１を配置し、液滴を上から下へ、ちょうど重力
が作用する方向に噴射して形成する場合を示している。
この場合には、重力が飛翔する液滴を安定飛翔させるよ
うに作用するので、比較的安定した液滴飛翔が行われ
る。
【０１３５】しかしながら、噴射ヘッド１１の噴射口面
から、基板１４までの距離を、遠くにとると液滴が空中
を飛翔している時間が長くなり、外乱の影響も受けやす
くなり、その距離もある範囲内にしなければならないと
考えられる。本発明ではその点に鑑み、そのような場合
に、噴射ヘッド１１の噴射口面から基板までの距離をど
のくらいにすれば液滴の安定した空中飛翔が得られ、高
精度な電子放出源が形成できるのかを実験的に見出し
た。
【０１３６】以下にその結果を示す。実験は図１５に示
したように、形成される電子源基板４５の配置を、ほぼ
水平にして、液滴４３を上から下へ噴射させ、噴射ヘッ
ド３３の噴射口面から基板までの距離Ｌを変化させて、
液滴の飛翔安定性を調べた。なお、飛翔安定性は直接見
ることができないので、液滴飛翔の結果形成される導電
性薄膜材料を含有する溶液の液滴の基板上での形状を評
価した。
【０１３７】以下に実際の実験に使用した溶液，噴射ヘ
ッド３３の条件等を示す。使用した溶液は、酢酸パラジ
ウム−トリエタノールアミン水溶液であり、以下のよう
にして製造したものである。すなわち１００ｇの酢酸パ
ラジウムを２０００ｃｃのイソプロピルアルコールに懸
濁させ、さらに４０７ｇのトリエタノールアミンを加え
３５℃で１２時間攪拌した。反応終了後、イソプロピル
アルコールを蒸発により除去し、固形物にエチルアルコ
ールを加えて溶解，濾過し、濾液から酢酸パラジウム−
トリエタノールアミンを再結晶させて得た。このように
して得た酢酸パラジウム−トリエタノールアミン８ｇを
３９２ｇの純水に溶解し、実験に使用した（２.０ｗｔ
％）。
【０１３８】また使用した噴射ヘッド３３は、エッジシ
ューター型のサーマルインクジェット方式とし、ノズル
径はΦ２６μｍ、発熱体サイズは２６μｍ×１１８μｍ
（抵抗値１０１Ω）で、駆動電圧を２４.５Ｖ、パルス
幅を６μｓで駆動し、下向きに噴射した場合のジェット
初速度として、６ｍ／ｓを得ている。キャリッジ走査速
度（Ｘ方向）は、５ｍ／ｓとした。結果を以下に示す。
ここでは噴射ヘッドの噴射口面から基板までの距離Ｌを
変えて、液滴噴射し、基板上の素子形成状況を評価した
ものである。基板上の素子形成状況は、良好に形成でき
たものを○、溶液の像が流れ気味で素子形状が使用でき
ない程度にまで変形したものを×としている。
【０１３９】
【表４】
【０１４０】以上の結果より、噴射ヘッド３３の噴射口
面から電子源基板４５までの距離Ｌを０.１ｍｍ〜１０
ｍｍの範囲にすると良好な素子形成が行えることがわか
る。噴射ヘッド３３の噴射口面から基板４５までの距離
Ｌが０.０５ｍｍの場合には、良好な素子形成ができな
かった。これは噴射ヘッド３３の噴射口面から基板４５
までの距離Ｌがあまりにも近すぎるため、液滴が噴射口
端面から分離する前に基板４５に到達してしまうためで
ある。
【０１４１】また、噴射ヘッド３３の噴射口面から基板
４５までの距離Ｌが１０ｍｍを超えるような場合には、
次第に良好な素子形成が行えなくなることがわかる。こ
れは距離Ｌが大きくなることにより、空中飛翔距離が長
くなり、その間に外乱の影響を受けやすくなるためであ
る。
【０１４２】次に本発明のさらに他の特徴について説明
する。前述のように本発明では生産性低下を防止するた
めには、噴射ヘッドを搭載したキャリッジの走査を止め
ることなく、キャリッジ走査しながら順次溶液の噴射を
行うようにしている。その場合、そのキャリッジ走査速
度（例えば図３のキャリッジのＸ方向移動速度）は、単
に生産性向上だけで決定されるべきではなく、高精度な
素子群を形成するという観点からも検討されなければな
らない。
【０１４３】本発明ではこの点に関して鋭意検討した結
果、このような導電性薄膜の材料を含有する溶液の噴射
を行う場合、その噴射速度を前記キャリッジ走査速度よ
り速くすることが必要であることに気がついた。
【０１４４】このように吐出ヘッドユニット（噴射ヘッ
ド）１１を基板１４に対して一定の距離を保ちながら
Ｘ，Ｙ方向のキャリッジ走査を行いつつ、導電性薄膜の
材料を含有する溶液の噴射を行い、表面伝導型電子放出
素子群を形成する場合には、溶液の液滴は前記キャリッ
ジ走査速度と噴射速度の合成ベクトルの速度で基板１４
上に付着，形成される。そしてその位置精度について
は、基板１４と吐出ヘッドユニット（噴射ヘッド）１１
の溶液噴射口面の距離と、前記合成ベクトルの速度を考
慮し、噴射のタイミングを適宜選ぶことにより、その狙
いの位置に液滴を付着させることができる。
【０１４５】しかしながら、たとえ狙いの位置に付着さ
せることができたとしても、もし、前記キャリッジ走査
速度が速すぎる場合には、そのキャリッジ走査速度に引
きずられて付着液滴が基板１４上で流れ、良好な形状で
素子群を形成できなくなる。本発明はこの点について検
討したものである。以下に検討結果の１例を示す。この
例は、図３のような装置を用い、キャリッジ２のＸ方向
走査速度、ならびに吐出ヘッドユニット（噴射ヘッド）
１１の噴射速度を変えて、基板１４上で良好な液滴付着
が行えるかどうか調べたものである。
【０１４６】なお、使用した溶液は、酢酸パラジウム−
トリエタノールアミン水溶液であり、以下のようにして
製造したものである。すなわち１００ｇの酢酸パラジウ
ムを２０００ｃｃのイソプロピルアルコールに懸濁さ
せ、さらに４０７ｇのトリエタノールアミンを加え３５
℃で１２時間攪拌した。反応終了後、イソプロピルアル
コールを蒸発により除去し、固形物にエチルアルコール
を加えて溶解，濾過し、濾液から酢酸パラジウム−トリ
エタノールアミンを再結晶させて得た。このようにして
得た酢酸パラジウム−トリエタノールアミン８ｇを３９
２ｇの純水に溶解し、実験に使用した（２.０ｗｔ
％）。
【０１４７】また使用したインクジェットヘッドは、エ
ッジシューター型のサーマルインクジェット方式とし、
ノズル径はΦ２６μｍ，発熱体サイズは２６μｍ×１１
８μｍ（抵抗値１０１Ω）で、駆動電圧を２４Ｖ〜２７
Ｖ，パルス幅を６μｓで駆動し、１滴形成のエネルギー
を３４μＪ〜４３μＪまで変化させて行った。
【０１４８】結果を以下に示す。ここで、基板上の素子
形成状況は、良好に形成できたものを○，溶液の像が流
れ気味で素子形状が使用できない程度にまで変形したも
のを×としている。
【０１４９】
【表５】
【０１５０】以上の結果より、キャリッジのＸ方向走査
速度が、噴射速度以上であると、良好な素子が形成でき
ないことがわかる。言い換えるならば、本発明のような
装置で、電子源基板を製作する場合、噴射ヘッドから噴
射される液滴の速度は、キャリッジのＸ方向走査速度よ
り速くしなければいけないことがわかる。
【０１５１】なお実験は、図３のように電子源基板を固
定し、噴射ヘッドを搭載したキャリッジを移動して行っ
たが、ここで選られた結果は、必ずしも図３のような製
造装置のみに当てはまる話ではなく、図４のように、噴
射ヘッドを固定し電子源基板を移動させる場合にも当て
はまる。要するに、噴射ヘッドから噴射される液滴の速
度は、電子源基板と噴射ヘッドの相対移動速度より速く
しなければいけないのである。
【０１５２】次に本発明のさらに他の特徴について説明
する。前述のように本発明では、導電性薄膜の材料を含
有する溶液をインクジェットの原理で、ガラス基板やア
ルミナ等のセラミックス基板に液滴として噴射付与する
ことにより、導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子
群を形成する。
【０１５３】その際問題となるのが、素子電極２３の間
に液滴により形成されるドットの形状である。良好な丸
いドットが形成されれば、最終的に形成される電子放出
部も高精度に形成でき、良好な表面伝導型電子放出素子
群を形成できるが、このドット形状が良好でない場合
は、電子放出部も高精度なものが得られない。例えば形
成されるドットが、良好な丸いドットとならず微小滴が
飛散したような場合は、良好な電子放出部を得ることが
できない。
【０１５４】一般にインクジェットプリンタは、紙にイ
ンクを液滴として噴射付与し画像を得るが、紙の上に形
成されるインク液滴のドットは、インク液滴が紙に付着
すると同時に、紙の繊維中に速やかに吸収される。ある
いは紙の表面に炭酸カルシウム等を主成分としたインク
吸収部材がコートされているため、インク液滴が紙に付
着すると同時にこのインク吸収部材に速やかに吸収され
るようになっている。よって、先に形成されたドットに
後続のドットが付着衝突しても、先のドットのインクは
すでに紙に吸収されているので、衝突による微小インク
の飛び散りはほとんど問題になることなく、また良好な
丸いドットが得られ、高画質な印字品質が得られる。
【０１５５】一方、本発明はインクジェットの原理で液
滴を噴射付与するが、紙に液滴を付与するのではなく、
ガラス基板やアルミナ等のセラミックス基板に液滴を付
与する。よって付与された液滴は、インクジェットプリ
ンタで紙に印字される場合と異なり、液滴が基板に衝突
後瞬時に基板に吸収されるわけではなく、基板面に半球
状（よりややフラットな形状ではあるが）に残ってお
り、これに後続のドットが付着衝突することにより、微
小液滴の飛散，飛び散りが発生し、良好な電子放出部形
成を阻害することがある。ここがインクジェットプリン
タと本発明の違いである。
【０１５６】つまり本発明のように、ガラス基板やアル
ミナ等のセラミックス基板に液滴を付与する場合は、イ
ンクジェットプリンタによって紙にインク滴を噴射付与
する場合と違い、条件を選ばないと液滴は基板面に衝突
した場合に、微小液滴に飛散し良好な丸いドットが得ら
れない場合があり、電子放出部を得ることができないこ
とがある。本発明はこの点に鑑み、液滴が基板面に衝突
し、ドットを形成する際に微小液滴に飛散することなく
良好な丸いドットが形成される条件を実験的に見出した
ものである。以下にその結果を示す。
【０１５７】実験は、導電性薄膜の材料を含有する溶液
をインクジェットの原理で、表面を鏡面研摩した石英ガ
ラス基板に噴射付与し、噴射時の液滴の噴射速度を変
え、ドット形成状況（ドット着弾位置精度や形成された
ドット形状）、微小液滴飛散状況（メインのドットのま
わりに飛散した微小液滴の飛散状況）を調べたものであ
る。
【０１５８】なおこのような液滴およびドットを形成す
るための具体的な条件は以下のとおりである。使用した
溶液は、酢酸パラジウム−トリエタノールアミン水溶液
であり、以下のようにして製造したものである。すなわ
ち１００ｇの酢酸パラジウムを２０００ｃｃのイソプロ
ピルアルコールに懸濁させ、さらに４０７ｇのトリエタ
ノールアミンを加え３５℃で１２時間攪拌した。反応終
了後、イソプロピルアルコールを蒸発により除去し、固
形物にエチルアルコールを加えて溶解，濾過し，濾液か
ら酢酸パラジウム−トリエタノールアミンを再結晶させ
て得た。このようにして得た酢酸パラジウム−トリエタ
ノールアミン２ｇを９８ｇの純水に溶解し、溶液とした
（２.０ｗｔ％）。
【０１５９】なお使用した噴射ヘッドは、エッジシュー
ター型のサーマルインクジェット方式と同等の構造（た
だしインクではなく、上記溶液を使用）とし、ノズル径
はΦ２５μｍ，発熱体サイズは２５μｍ×９０μｍ（抵
抗値１１８Ω）のものを使用した。そして、駆動電圧を
２０〜２４Ｖ，パルス幅を５〜７μｓの範囲で適宜選
び、噴射する液滴の噴射速度を、０.５〜１２ｍ／ｓの
範囲で変化させ、それぞれの場合の液滴の着弾位置精
度、ドット形状，微小液滴飛散状況を調べた。なおこの
時のキャリッジ走査速度は０.３ｍ／ｓとした。結果を
以下に示す。
【０１６０】ここで着弾位置精度の○は狙いの位置に対
して１／２ドット径以内の場合、×はそれ以上の場合で
ある。なおその場合、今回は１〜５ドット径まで変化し
ていた（実験Ｎｏ.１〜３）。ドット形状については、
○は良好な丸いドット形状が得られたものである。全般
的におおむね良好な丸い形状が得られたが、官能検査で
やや丸形状がいびつに感じられたものを△とした。微小
液滴飛散状況は、微小液滴飛散が生じなかったものを
○、微小液滴飛散が生じたもの（メインのドットの周辺
に小さい飛び散りが発生したもの）を×とした。
【０１６１】
【表６】
【０１６２】以上の結果より、着弾位置精度，ドット形
状，微小液滴飛散状況から判断して、良好なドットを得
るために、液滴の噴射速度を３〜１０ｍ／ｓにする必要
があることがわかる。つまり、液滴の噴射速度をこの範
囲内にすることにより、噴射が安定し着弾位置精度が向
上するとともに、先に付着しているドットに後から付着
する液滴が、適切な飛翔速度で衝突するので、不必要な
液滴ミストが発生して、周辺に付着するということがな
く、非常に高精度な表面伝導型電子放出素子のパターン
が形成でき、その電子放出素子特性も各素子間でバラツ
キのない良好なものが得られるようになる。
【０１６３】次に本発明のさらに他の特徴について説明
する。前述の図５（Ｂ）では、素子電極４２の間に液滴
４３を１滴付着させるようなイメージを示した。そして
電子放出部も丸いイメージで示した（図５（Ｂ）では液
滴着弾位置４４として丸いイメージを示した。）。つま
りそれほど精度を要求しないような電子放出素子を形成
するのであれば、素子電極４２の間に大きな１滴の液滴
により大きな１つのドットでこの電子放出部を形成すれ
ばよい。たとえば、素子電極４２の距離が５〜１０ｍｍ
であり、１滴によるドット径もΦ８〜１５ｍｍ程度の場
合には、１滴付着させて電子放出部を形成すればよい。
この場合、それほど高精度の電子放出素子は望めない
が、単に電子放出ができればよいという程度のものであ
ればこの方が効率よくできる（図１７）。なお、図１７
においてＤＰはドットパターンである。
【０１６４】しかしながらより高精度の電子放出素子を
形成するには、この電子放出部は複数滴によって形成
し、その輪郭がなめらかになるように形成すればよい。
１つの好適な例をあげると、前述の素子電極４２の距離
は１４０μｍである。そして１滴だけ単独に付着させた
場合のドット径は約Φ１８０μｍである（図１７）。
【０１６５】次に４滴の液滴をこの素子電極４２の１４
０μｍ間を埋めるパターンを形成するように打ち込むよ
うにした例を示す（図１８）。この例の場合のように４
滴のドットパターンＤＰを重ねて付着させた場合の１つ
のドット径は約Φ６５μｍである。つまり、生産性ある
いは目的とする電子放出素子の精度によって、大きな１
滴だけによってこの素子電極４２の間を埋める、あるい
は小さな複数滴（この場合４滴）の液滴により高精度な
ドットパターンＤＰを形成するかを、適宜選べばよい。
なおこのような液滴およびドットを形成するための具体
的な条件を以下に示す。
【０１６６】使用した溶液は、酢酸パラジウム−トリエ
タノールアミン水溶液であり、以下のようにして製造し
たものである。すなわち１５０ｇの酢酸パラジウムを３
０００ｃｃのイソプロピルアルコールに懸濁させ、さら
に６１０.５ｇのトリエタノールアミンを加え３５℃で
１２時間攪拌した。反応終了後、イソプロピルアルコー
ルを蒸発により除去し、固形物にエチルアルコールを加
えて溶解，濾過し、濾液から酢酸パラジウム−トリエタ
ノールアミンを再結晶させて得た。このようにして得た
酢酸パラジウム−トリエタノールアミン４ｇを９６ｇの
純水に溶解し、溶液とした（４.０ｗｔ％）。
【０１６７】また使用した噴射ヘッドは、エッジシュー
ター型のサーマルインクジェット方式と同等の構造（た
だしインクではなく、上記溶液を使用）とした。図１８
に示したようなドットパターンＤＰにおける１つのドッ
ト径が約Φ６５μｍとなるようにした場合の噴射ヘッド
は、ノズル径はΦ２８μｍ，発熱体サイズは２８μｍ×
９０μｍ（抵抗値１２１Ω）で、駆動電圧を２４.６
Ｖ，パルス幅を６μｓ，駆動周波数を１０ｋＨｚで駆動
し、１滴形成のエネルギーを約３０μＪとし、その時の
液滴の噴射速度は約７ｍ／ｓであった。
【０１６８】なお、以上の溶液および噴射の条件は、素
子電極４２の距離が１４０μｍであり、そこに４滴付着
させる場合の１例であり、本発明はこの条件に限定され
るものではない。例えば、図１９は同様に素子電極４２
の距離が１４０μｍであるが、５滴×２列＝１０滴付着
させて電子放出素子を形成する場合である。この例では
ドット径は約Φ４５μｍである。この場合、使用する噴
射ヘッドはノズル径が、Φ２０μｍのものが使用され、
またそれに対応して、発熱体サイズは２０μｍ×６０μ
ｍ（抵抗値１０２Ω）としたものであり、駆動電圧を１
３.５Ｖ，パルス幅を４μｓ，駆動周波数を１６ｋＨｚ
で駆動し、１滴形成のエネルギーを約７.１μＪとして
液滴を噴射させた。そしてその時の液滴の噴射速度は約
６ｍ／ｓであった。
【０１６９】また素子電極４２の距離も１４０μｍに限
定されるものではなく、より高精細な画像表示装置を製
作するには電子源基板の電子放出素子も高密度に配列さ
せる必要があり、例えば素子電極４２の距離が５０μｍ
であるような場合もある。その場合も使用する噴射ヘッ
ドは、上記のようなノズル径がΦ２０μｍのものおよび
発熱体サイズ，駆動条件等もそれに準じて適宜選ばれ
る。
【０１７０】つまり本発明では、素子電極４２の距離お
よび要求される電子放出素子の精度に応じ、付着させる
液滴数は、１〜３０滴程度まで適宜選択し、最適な条件
で電子放出素子を形成するのであり、特別な条件に限定
されるものではない。なお、付着させる液滴数は使用す
る噴射ヘッドのノズル径にも依存するが、最大３０滴程
度にとどめておくことが、生産性の面から望ましい（よ
り微小な滴をより多く付着させることも可能であるが、
生産性が低下しコスト面で不利になる）。
【０１７１】次に本発明のさらに他の特徴について説明
する。前述の例であげた素子電極４２の距離は１４０μ
ｍである。そして１滴だけ単独に付着させた場合のドッ
ト径は約Φ１８０μｍである。この場合、本発明では１
０滴の液滴をこの素子電極２３の１４０μｍ間を埋める
ドットパターンＤＰを形成するように打ち込むようにし
ている（図１９）。なお図１９では、各ドットの重なり
具合を示すために、各ドットは輪郭線で示している。
【０１７２】つまり、大きな１滴だけによってこの素子
電極４２の１４０μｍ間を埋める（図１７）というラフ
な方法ではなく、小さな複数滴（この場合１０滴）の液
滴により高精度なパターンを形成し、高精度な電子放出
素子を形成している（図１９）。この例の場合のように
１０滴のドットパターンを重ねて付着させた場合の１つ
のドット径は約Φ４５μｍである。
【０１７３】今この例では、斜め方向の隣接ドットの外
周が互いに接するように打ち込まれている。別の表現を
するならば、直交する２方向の隣接ドットにおいて、直
交する２方向の中心間距離ｌｘ，ｌｙ（図１９参照）
が、ドットの直径の１／√２倍となるようにしている。
この条件は、複数滴のドットを打ち込んだ際に、下地が
すべてドットによって被覆される限界の条件である。
【０１７４】つまり本発明では、直交する２方向の隣接
ドットにおいて、直交する２方向の中心間距離ｌｘ，ｌ
ｙが、ドットの直径の１／√２倍以内となるようにし、
複数滴のドットを打ち込んだ際に、下地がすべてドット
によって被覆されるようにし、下地が露出しないように
しているのである。
【０１７５】このように下地が露出しないようにして、
電子放出素子部を形成すると、導電性薄膜の材料を含有
する溶液の液滴がすべて電子放出素子部をカバーするた
めに，品質の安定した電子放出素子部が形成できるとと
もに、複数滴のドットを重ねて打ち込むためにパターン
もなめらかになり、高精度の電子放出素子部形成するこ
とができる。
【０１７６】なおこのような液滴およびドットを形成す
るための具体的な条件を以下に示す。使用した溶液は、
酢酸パラジウム−トリエタノールアミン水溶液であり、
以下のようにして製造したものである。すなわち５０ｇ
の酢酸パラジウムを１０００ｃｃのイソプロピルアルコ
ールに懸濁させ、さらに２０３.５ｇのトリエタノール
アミンを加え３５℃で１２時間攪拌した。反応終了後、
イソプロピルアルコールを蒸発により除去し、固形物に
エチルアルコールを加えて溶解，濾過し、濾液から酢酸
パラジウム−トリエタノールアミンを再結晶させて得
た。このようにして得た酢酸パラジウム−トリエタノー
ルアミン４ｇを１９６ｇの純水に溶解し、溶液とした
（２.０ｗｔ％）。
【０１７７】また使用した噴射ヘッドは、エッジシュー
ター型のサーマルインクジェット方式と同等の構造（た
だしインクではなく、上記溶液を使用）とした。図１７
に示したような１つのドット径が約Φ４５μｍとなるよ
うにした場合の噴射ヘッドは、ノズル径はΦ２０μｍ，
発熱体サイズは２０μｍ×６０μｍ（抵抗値１０２Ω）
で、駆動電圧を１３.５Ｖ，パルス幅を４μｓで駆動
し、１滴形成のエネルギーを約７.１μＪとし、その時
の液滴の噴射速度は約６ｍ／ｓであった。
【０１７８】なお、以上の溶液および噴射の条件は、素
子電極４２の距離が１４０μｍであり、そこに１０滴付
着させる場合の１例であり、本発明はこの条件に限定さ
れるものではない。つまり１０滴に限らずもっと多くの
滴数としてもよいし、また、図１９に示したように５滴
×２列というように２列に限定されるものでもなく、３
列，４列であってもよい。
【０１７９】また素子電極４２の距離も１４０μｍに限
定されるものではなく、より高精細な画像表示装置を製
作するには電子源基板の電子放出素子も高密度に配列さ
せる必要があり、例えば素子電極４２の距離が５０μｍ
であるような場合もある。その場合も使用する噴射ヘッ
ドは、上記のようなノズル径がΦ２０μｍのものおよび
発熱体サイズ、駆動条件等もそれに準じて適宜選ばれ
る。
【０１８０】つまり本発明では、素子電極４２の距離お
よび要求される電子放出素子の精度に応じ、付着させる
液滴数は、２〜３０滴程度まで適宜選択し、最適な条件
で電子放出素子を形成するのであり、特別な条件に限定
されるものではない。要は、直交する２方向の隣接ドッ
トにおいて、直交する２方向の中心間距離ｌｘ，ｌｙ
が、ドットの直径の１／√２倍以内となるようにし、複
数滴のドットを打ち込んだ際に、下地がすべてドットに
よって被覆されるようにし、下地が露出しないようにす
ることがポイントである。
【０１８１】次に本発明に使用する噴射ヘッドについて
図２０を用いて説明する。ここでは噴射ヘッドのノズル
数を４個とした例を示している。この噴射ヘッドは、発
熱体基板１０２と蓋基板１０３とを接合させることによ
り形成されており、発熱体基板１０２は、シリコン基板
１０４上にウエハプロセスによって個別電極１０５と共
通電極１０６とエネルギー作用部である発熱体１０７と
を形成することによって構成されている。
【０１８２】一方前記蓋基板１０３には、導電性薄膜と
なる元素あるいは化合物を含有する溶液が導入される流
路を形成するための溝１０８と、流路に導入される前記
溶液を収容する共通液室（図示せず）を形成するための
凹部領域１０９とが形成されており、これらの発熱体基
板１０２と蓋基板１０３とを図２０に示すように接合さ
せることにより、前記流路及び前記共通液室が形成され
る。なお、発熱体基板１０２と蓋基板１０３とを接合さ
せた状態においては、前記流路の底面部に前記発熱体１
０７が位置し、流路の端部にはこれらの流路に導入され
た溶液の一部を液滴として吐出させるための前記ノズル
１０１が形成されている。また、前記蓋基板１０３に
は、供給手段（図示せず）によって前記供給液室内に溶
液を供給するための溶液流入口１１０が形成されてい
る。
【０１８３】この例では４ノズルの噴射ヘッドを示して
いるが、このようなマルチノズル型の噴射ヘッドを用い
ると大変効率的に電子放出素子を形成することができ
る。なおこの例では４ノズルの噴射ヘッドを示している
が、必ずしも４ノズルに限定されるものではなく、ノズ
ル数が多ければ多いほど電子放出素子の形成が効率的に
なることはいうまでもない。ただし、単純に多くすれば
よいということではなく、多くすれば噴射ヘッドも高価
になり、また噴射ノズルの目詰まりによる確率も高くな
るので、それらも考慮し装置全体のバランス（装置コス
トと電子放出素子の製作効率のバランス）を考えて決め
られる。
【０１８４】またノズル数だけではなく、ノズル列配列
長さ（噴射ヘッドの有効噴射幅）についても、同様の考
えが必要である。すなわち、単純にノズル列配列長さ
（噴射ヘッドの有効噴射幅）を多くすればよいというこ
とではなく、これも装置全体のバランス（装置コストと
電子放出素子の製作効率のバランス）を考えて決められ
る。
【０１８５】１例をあげると本発明では、マルチノズル
のノズル列配列長さ（噴射ヘッドの有効噴射幅）は、素
子電極４２間距離と同等もしくはそれより大となるよう
にノズルの数およびその配列密度を決めている。ただし
ここで、それより大となるようにするというのは、無制
限に大ということではなく、素子電極４２間距離より少
し大ということである。つまり本発明の基本的な考え方
は、素子電極４２間距離と同等のノズル列配列長さ（噴
射ヘッドの有効噴射幅）を確保した噴射ヘッドとするこ
とにより、噴射ヘッドのコストを最小限におさえ、かつ
素子電極４２間距離と同等のノズル列配列長さ（噴射ヘ
ッドの有効噴射幅）とすることにより、効率的に電子放
出素子を製作しようというものである。より具体的な数
値を、上記のように４滴の液滴を素子電極４２の１４０
μｍ間を埋めるパターンを形成するように打ち込む場合
で説明する。
【０１８６】この場合、本発明では図２０に示した４ノ
ズルのノズル列配列長さ（噴射ヘッドの有効噴射幅、言
い換えるならば、両端ノズル間距離）は、約１２７μｍ
（素子電極２３の１４０μｍ間とほぼ同等の長さとみな
せる）とされ、各ノズル間距離は約４２.３μｍとして
いる。つまりこの場合、いわゆるインクジェットプリン
タでいうところの６００ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎ
ｃｈ）相当のノズル配列密度をもつ噴射ヘッドを使用し
たものである。
【０１８７】なお、以上は図２０に示した４ノズルの噴
射ヘッドで説明したが、各ノズル間距離が約４２．３μ
ｍの６ノズルの噴射ヘッドとすることも考えられる。こ
の場合、６ノズルのノズル列配列長さ（噴射ヘッドの有
効噴射幅、言い換えるならば、両端ノズル間距離）は、
約２１２μｍ（素子電極２３の１４０μｍ間より大とみ
なせる）とされ、素子電極４２間距離をノズル列配列長
さが余裕をもってカバーし、効率的に電子放出素子を製
作することができる。
【０１８８】次に本発明の特徴について図２１を用いて
説明する。図２１（Ａ）は、電子放出素子群を形成した
電子源基板の平面図、図２１（Ｂ）は電子放出素子の拡
大図、図２１（Ｃ）は本実施例の電子放出素子の形成に
好適な４ノズル噴射ヘッドの側面図である。前述（図
３，図４）のように本発明では、噴射ヘッドは基板１４
（電子源基板４５）と相対移動を行いながら、液滴を付
与して、電子放出素子群を形成する。図２１は電子源基
板４５に形成された素子電極４２およびその素子電極４
２間に縦方向（副走査方向）に４滴の液滴付与によって
形成された電子放出素子群を示すとともに、噴射ヘッド
をノズル１０１の形成面から見た図で示している。横方
向はここでは主走査方向Ｍと定義する。
【０１８９】説明を簡略化するために、今ここでは、噴
射ヘッドと基板１４（電子源基板４５）の相対移動を図
３の場合のように基板１４の前面に置かれ、キャリッジ
搭載された噴射ヘッドが主走査方向ならびに副走査方向
に移動しながら液滴を付与して、電子放出素子群を形成
する場合の例で説明する。
【０１９０】前述のように図２１では、素子電極４２間
に縦方向（副走査方向）に４滴の液滴付与によって形成
された電子放出素子群を示しているが、本発明ではこの
ような基板１４（電子源基板４５）に電子放出素子群を
形成するだけではなく、それ以外のパターンも同様の噴
射ヘッドを利用して形成しようとするものである。
【０１９１】そのため図２１に示したように、領域Ｘ，
領域Ｙはそれぞれ主走査方向Ｍならびに副走査方向Ｓの
電子放出素子群形成領域であるが、それら以外に領域Ｘ
ａ，領域Ｘｂ，領域Ｙａ，領域Ｙｂという具合に、電子
放出素子群形成領域の外側にも少しスペースを設け、キ
ャリッジ搭載された噴射ヘッドが主走査方向ならびに副
走査方向に移動しながら液滴を付与する場合も、これら
領域Ｘａ，領域Ｘｂ，領域Ｙａ，領域Ｙｂまでもキャリ
ッジ走査が可能であるようにし、さらにそれらの領域に
おいても、電子放出素子群を形成するために噴射する溶
液と同じ溶液を噴射付与できるような電子源基板製作装
置としている。また使用する基板１４（電子源基板４
５）も電子放出素子群を形成するだけではなく、電子放
出素子群形成領域の外側にも少しスペースを設けたよう
な基板としている。
【０１９２】このような電子源基板製作装置ならびに基
板とすることにより、噴射ヘッドは単に電子放出素子群
を形成するためのパターン形成だけではなく、それ以外
のパターン形成も行うことが可能となる。例えば、各基
板ごとに他の基板と区別するためのパターン形成なども
行うことができる。より具体的な１例として、図２１で
は“１２３”と示したが、製造番号や製造年月日などを
噴射ヘッドによって１枚１枚の基板に形成することがで
きる。なおいうまでもないが、このような数字、文字に
限らず、１枚１枚を区別する、もしくは複数枚ずつを区
別するためものであれば、記号，図柄のようなものでも
よい。
【０１９３】通常このような製造番号などは、完成した
部品ユニットに銘板を貼ったり、刻印したりしている
が、本発明のように非常に高精度で、清浄度が要求され
るような部品ユニット（電子源放出基板）の製作におい
ては、後で銘板を貼ったり、刻印したりといった工程が
はいると、その作業時の汚染あるいは空気中の塵埃等に
よる汚染によって、電子源放出基板の本来の性能が維持
できなくなることがある。しかしながら本発明では、電
子放出素子群を形成する際に同時にこのような製造番号
などを付与できるので、電子放出素子群を形成する環境
と同じ環境（通常、クラス１００〜１０００程度のクリ
ーンルーム）を維持したままこのような工程（製造番号
などの付与工程）を行うことができるので、製造される
電子源基板は汚染等の問題もなく、非常に高性能な電子
源基板が製作できる。また、従来のように後から別の装
置で刻印したりする必要もないため、非常に効率がよく
製造コストも下げることができる。
【０１９４】次に本発明の他の特徴について説明する。
図２２は前述の図２１と同様に、素子電極４２間に縦方
向（副走査方向）に４滴の液滴付与によって形成された
電子放出素子群を示しているが、この例では電子放出素
子群形成領域である領域Ｘ，領域Ｙ以外の領域Ｘａ，領
域Ｘｂ，領域Ｙａ，領域Ｙｂ，つまり電子放出素子群形
成領域の外側にも少しスペースを設け、そこにも、同様
な複数対の素子電極を形成するとともに、その素子電極
間に導電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴を噴射付与
することにより、電子放出素子と同様の素子電極および
導電性薄膜のパターンを形成したものである。この例で
は４ヵ所に設けた例を示している。
【０１９５】このように電子放出素子群形成領域の外側
に電子放出素子と同様の素子電極および導電性薄膜のパ
ターンを形成することの理由は、後述のフォーミング処
理によって、電子放出部を形成した際の素子の機能等の
チェックをこのパターンを使って行うためである。形成
された電子放出素子を全数チェックすれば確実ではある
が、それには非常に時間がかかり、コスト的に大変高い
ものとなってしまう。しかしながら本発明では、このよ
うなチェック専用のパターンを設け、素子の全数チェッ
クを行うのではなく、このパターンを用いてチェックを
行うので、短時間にチェックが終了する。チェックする
ものは、例えば通電フォーミング処理終了後のパターン
の電極間に電圧印加した場合に流れる電流である。
【０１９６】なおこの例では、チェック用のパターンも
電子放出素子群と同じ素子の例として説明したが、必ず
しも全く同じにする必要はなく、チェック専用のパター
ンとして、簡略化した形状のパターンであっても良い。
【０１９７】またその数も必ずしも４個にする必要はな
い。ただし、ある１ヵ所のみにチェックパターンを形成
してチェックするよりは、この例のように４隅にそのよ
うなチェックパターンを形成しておいてチェックした方
が、大面積の基板の性能チェックには有利である。特に
２００ｍｍ×２００ｍｍ程度より小さい電子源基板の場
合は１ヵ所でもよいが、それより大きいものに関して
は、広範囲にわたる基板全体の一定の品質を確保するう
えで、複数個のチェック用パターンを分散して配置する
ことが望ましい。なぜならそもそもこのようなチェック
パターンを設ける目的は、広範囲に製作した複数個の素
子が、場所によらず均一にできているかどうかをチェッ
クするためだからである。
【０１９８】以上の説明より明らかなように本発明の電
子源基板は、基板上の複数対の各素子電極間に導電性薄
膜の材料を含有する溶液の液滴を噴射付与され製作され
るが、電子源基板は表面伝導型電子放出素子群が形成さ
れる領域よりも少し大きく構成され、その領域の外側に
も、このような溶液の液滴を噴射付与し、いろいろなパ
ターンを形成可能とした基板であり、またそれを製作す
る装置も、その領域の外側にも溶液の液滴噴射付与がで
きるようにした製作装置である。
【０１９９】また上述の通り、本発明の電子源基板にお
いては、その基板の表面（表面伝導型電子放出素子群を
形成する面）および裏面の表面粗さを上記のような値、
あるいは表面と裏面の関係とすることにより、良好な表
面伝導型電子放出素子群を低コストで形成でき、しか
も、製造効率すなわち製造歩留まりを上げることが可能
となる。
【０２００】以上の説明より明らかなように本発明の電
子源基板は、基板上の複数対の各素子電極間に導電性薄
膜の材料を含有する溶液の液滴を噴射付与され製作され
るが、その後、本発明では以下に説明するようなフォー
ミング処理によって、電子放出部５を形成する（図１，
図２参照）。
【０２０１】図１に示すように、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により構成さ
れ、導電性薄膜４の膜厚，膜質，材料等、あるいは、フ
ォーミング処理条件等に依存したものとなる。電子放出
部５の内部には、１０００Å以下の粒径の導電性微粒子
を含む場合もある。この導電性微粒子は、導電性薄膜４
を構成する材料の元素の一部、あるいは全ての元素を含
有するものとなる。電子放出部５およびその近傍の導電
性薄膜４には、炭素あるいは炭素化合物を含む場合もあ
る。
【０２０２】この導電性薄膜４に施すフォーミング処理
方法の一例として通電処理による方法を図２を用いて説
明する。対の素子電極２，３間に図示していない電源を
接続して電圧を印加して通電を行うと、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。す
なわち、通電フォーミングにより、導電性薄膜４に局所
的に破壊、変形もしくは変質等の構造変化した部位が形
成される。この部位が電子放出部５となる。
【０２０３】通電フォーミングの電圧波形の例を図２４
に示す。電圧波形は特に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
２４（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２４（Ｂ））とがある。まず
パルス波高値が一定電圧とした場合（図２４（Ａ））に
ついて説明する。図２４（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
ｓ乃至１０ｍｓ、Ｔ２を１０μｓ乃至１００ｍｓ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の形態に応じて適宜選択する。
上述の条件のもと、例えば、数秒乃至数十分間対の素子
電極２，３間に電圧を印加する。パルス波形は三角波に
限定するものではなく、矩形波など任意の波形を用いて
も良い。図２４（Ｂ）におけるＴ１およびＴ２は、図２
４（Ａ）に示したものと同様であり、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０.１
ボルトステップ程度ずつ増加させる。
【０２０４】通電フォーミング処理の終了は、導電性薄
膜４を局所的に破壊、変形しない程度の電圧を印加し、
電流を測定して検知することができる。たとえば、０.
１Ｖ程度の電圧を対の素子電極２，３間に印加すること
により流れる素子電流を測定し、抵抗値を求めて、１Ｍ
Ω以上の抵抗を示した時に通電フォーミングを終了させ
る。通電フォーミングを終了した電子放出素子に活性化
工程と呼ぶ処理を施すことが望ましい。活性化処理を施
すことにより、素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅが著しく変
化する。
【０２０５】活性化工程は、たとえば、有機物質のガス
を含有する雰囲気下で、通電フォーミングと同様に、パ
ルスの印加を繰り返すことで行う。前記雰囲気は、例え
ば油拡散ポンプやロータリーポンプなどを用いて真空容
器内を排気した場合に雰囲気内に残留する有機ガスを利
用して形成することができる他、イオンポンプなどによ
り一旦十分に排気した真空中に適当な有機物質のガスを
封入することによっても得られる。このときの好ましい
有機物質のガス圧は、前述の適用の形態、真空容器の形
状や、有機物質の種類などにより異なるため場合に応じ
適宜設定される。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，フェノール，カルボン酸，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ＣnＨ2n+2で表される飽和炭化水素、エチ
レン，プロピレンなどＣnＨ2n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，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，蟻酸，酢酸，プロピオン酸等が使用できる。前述の
活性化工程により雰囲気に存在する有機物質から炭素あ
るいは炭素化合物が電子放出素子上に堆積し、素子電流
Ｉｆ，放出電流Ｉｅが著しく変化する。活性化工程の終
了判定は、素子電流Ｉｆと放出電流Ｉｅを測定しながら
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。
【０２０６】前述の炭素あるいは炭素化合物とは、グラ
ファイト（単結晶，多結晶の両者を指す）、非晶質カー
ボン（非晶質カーボンおよび非晶質カーボンと前記グラ
ファイトの微結晶の混合物を含むカーボン）であり、そ
の膜厚は５００Å以下にするのが好ましく、より好まし
くは３００Å以下である。
【０２０７】上述のごとく作成した電子放出素子は、安
定化処理を行うことが好ましい。該安定化処理は真空容
器内の有機物質の分圧が、１×１０-8Ｔｏｒｒ以下、望
ましくは１×１０-10Ｔｏｒｒ以下で行うのが良い。真
空容器内の圧力は、１０-6乃至１０-7Ｔｏｒｒ以下が好
ましく、特に１×１０-8Ｔｏｒｒ以下が好ましい。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。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放出素
子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。加熱状態での真空排気条件は、８０乃至２００℃
で５時間以上が望ましいが、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、電子放出素子の構成
などの諸条件により変化する。なお、上記有機物質の分
圧測定は質量分析装置により質量数が１０乃至２００の
炭素と水素を主成分とする有機分子の分圧を測定し、そ
れらの分圧を積算することにより求められる。上述の安
定化工程を経た後の電子放出素子駆動時の雰囲気は、上
述の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、真空度自体は多少低下しても十分安定な特性
を維持することができる。上述のごとき真空雰囲気を採
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Ｉｆ、放出電流Ｉｅ
が安定する。
【０２０８】次に、本発明の画像表示装置について述べ
る。画像表示装置に用いる電子源基板の電子放出素子の
配列については種々のものが採用できる。まず、並列に
配置した多数の電子放出素子の個々の素子電極毎に共通
配線で接続した電子放出素子の行を多数個配置し（行方
向と呼ぶ）、この配線と直交する方向（列方向と呼ぶ）
で電子放出素子の上方に配置した制御電極（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
る梯子状配置のものがある。これとは別に、電子放出素
子をＸ方向およびＹ方向に行列状に複数個配置し、同じ
行に配置された複数の電子放出素子の素子電極の一方
を、Ｘ方向の配線に共通に接続し、同じ列に配置された
複数の電子放出素子の素子電極の他方を、Ｙ方向の配線
に共通に接続するものが挙げられる。後者は、所謂、単
純マトリックス配置である。
【０２０９】まず、単純マトリックス配置について以下
に詳述する。本発明の電子放出素子を複数個マトリック
ス状に配置して得られる電子源基板について、図７を用
いて説明する。図７において、４５は電子源基板、５１
はＸ方向配線、５２はＹ方向配線、５３は表面伝導型電
子放出素子、５４は結線である。ｍ本のＸ方向配線５１
は、Ｄｘ１，Ｄｘ２，・・・・・・Ｄｘｍからなり、Ｙ
方向配線５２はＤｙ１，Ｄｙ２，・・・・・・Ｄｙｎの
ｎ本の配線よりなる（ｍ，ｎは共に正の整数）。また、
多数の表面伝導型素子５３にほぼ均等な電圧が供給され
るように材料，膜厚，配線幅が適宜設定される。これら
ｍ本のＸ方向配線５１とｎ本のＹ方向配線５２間は図示
していない層間絶縁層により電気的に分離されてマトリ
ックス配線を構成する。
【０２１０】層間絶縁層（図示していない）はＸ方向配
線５１を形成した電子源基板４５の全面域または一部の
所望の領域に形成される。Ｘ方向配線５１とＹ方向配線
５２はそれぞれ外部端子として引き出される。更に、表
面伝導型放出素子５３の対の素子電極（図示していな
い）のそれぞれがｍ本のＸ方向配線５１およびｎ本のＹ
方向配線５２と結線５４によって電気的に接続されてい
る。配線５１と配線５２を構成する材料、結線５４を構
成する材料およ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良い。これら材料は、例えば、前述
の対の素子電極の材料より適宜選択される。対の素子電
極を構成する材料と配線材料が同一である場合には、対
の素子電極に接続した配線も素子電極ということができ
る。
【０２１１】Ｘ方向配線５１は、Ｘ方向に配列する表面
伝導型電子放出素子５３の行を入力信号に応じて走査す
るために走査信号を印加する走査信号発生手段（図示し
ていない）と電気的に接続されている。一方、Ｙ方向配
線５２は、Ｙ方向に配列する表面伝導型放出素子５３の
各列を入力信号に応じて変調するために変調信号を印加
する変調信号発生手段（図示していない）と電気的に接
続されている。表面伝導型電子放出素子５３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前記走査
信号と前記変調信号の差電圧として供給される。これに
より、単純なマトリックス配線だけで個別の電子放出素
子を選択して独立に駆動可能になる。
【０２１２】次に、上述の単純マトリックス配置の電子
源基板を用いた画像表示装置について、図２６，図２７
および図２８を用いて説明する。図２６は画像表示装置
の表示パネルの基本構成図であり、図２７はこれに用い
られる蛍光膜を示す。図２８はＮＴＳＣ方式のテレビ信
号に応じて表示を行う画像表示装置の駆動回路ととも
に、該画像表示装置を示すブロック図である。
【０２１３】図２６において、４５は電子放出素子５３
を基板上に作製した電子源基板、６１は電子源基板４５
を固定したリアプレート、６６はガラス基板６３の内面
に蛍光膜６４とメタルバック６５等が形成されたフェー
スプレート、６２は支持枠であり、リアプレート６１、
支持枠６２およびフェースプレート６６に、フリットガ
ラス等を塗布し、大気中あるいは窒素中で４００乃至５
００度で１０分以上焼成することで封着して外囲器６８
を構成する。電子放出素子５３の構造は図１に模式的に
示している。５１，５２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方向配線およびＹ方向配線
である。なおここで使用するフェースプレート６６を構
成するガラス基板６３においても、前述の電子源基板製
作時と同様に作業者が不慮の事故により、怪我などをし
ないようにする必要がある。
【０２１４】本発明ではこのガラス基板６３において
も、基板の表面とその表面に垂直方向の厚さ方向の面と
が交差する稜線領域に面取りを施したガラス基板である
ようにした。またその基板の裏面についても同様であ
る。さらに直角を形成する２つの面取りを施した稜線領
域の直角部にも面取りを施すようにする点についても同
様である。
【０２１５】ここでは新たな図は示さないが、図１２〜
図１４の電子源基板製作用の基板の図はそのまま、ここ
でのフェースプレート６６を構成するガラス基板６３に
適用される。つまり、上記説明はそのまま図１２〜図１
４において、電子源基板製作用の基板に本発明のフェー
スプレート６６を構成するガラス基板６３を置き換えて
理解すればよい。
【０２１６】以上の説明より明らかなように本発明で
は、フェースプレート６６を構成するガラス基板６３に
おいても、前述の電子源基板製作時と同様に作業者が不
慮の事故により、怪我などをすることが皆無となった。
また、面取りされた２つ（縦方向と横方向）の稜線部分
が直角をなす部分にも面取りを施したので、作業者が電
子源基板製作時（基板搬送時，交換時，製造装置への装
着時等）に、その直角部でけがをしたりするという不慮
の事故も皆無となり、さらに、その直角部があらかじめ
面取りされているので、全く面取りされていない状態で
とがっている状態のものより、その直角部が何かにぶつ
かった場合に破損しにくく、フェースプレート６６を構
成するガラス基板６３の製作の歩留まりも向上した。
【０２１７】またこのような面取り加工法も、電子源基
板製作時と同様の手法が用いられる。また面取りされた
加工部分の表面粗さであるが、これもフェースプレート
６６を構成するガラス基板６３の表裏の表面粗さより粗
い表面粗さとされ、例えば０.５ｓ〜５ｓとされ、ガラ
ス基板６３の表裏の表面粗さが鏡面加工されるのに対し
て、面取り部はそこまで高い表面精度とする必要がな
く、加工コストの低減を実現している。
【０２１８】外囲器６８は、上述の如くフェースプレー
ト６６、支持枠６２、リアプレート６１で構成したが、
リアプレート６１は主に電子源基板４５の強度を補強す
る目的で設けられる。電子源基板４５自体で十分な強度
を持つ場合は別体のリアプレート６１は不要であり、電
子源基板４５に直接支持枠６２を封着し、フェースプレ
ート６６、支持枠６２、電子源基板４５にて外囲器６８
を構成しても良い。
【０２１９】しかしながらフェースプレート６６は、電
子源基板４５のようにリアプレート６１によって強度補
強することができないので、それ自体が十分な強度を持
つようにしなければならない。一つの選択肢は、フェー
スプレート８６に用いるガラス基板６３を、電子源基板
４５よりも厚くし、電子源基板４５のようにリアプレー
ト６１によって強度補強しなくても、ガラス基板６３の
自重によってたわみが生じないようにすることである。
他の選択肢は、フェースプレート６６に用いるガラス基
板６３を、前述のような強化ガラスあるいは半強化ガラ
スとすることがあげられる。
【０２２０】一般に青板ガラスなどは、５００ｋｇ／ｃ
ｍ２程度の湾曲強度をもっているが、いわゆる風冷強化
法と呼ばれるガラスの強化手段によって、１５００ｋｇ
／ｃｍ２程度の湾曲強度をもつ強化ガラスとすることが
できる。その際、通常４ｍｍ〜１５ｍｍの厚さのものま
でこの手法によって上記のような１５００ｋｇ／ｃｍ ２
程度の湾曲強度をもつものとすることができる。厚さが
３ｍｍ以下の場合には、風冷強化法では、上記のような
１５００ｋｇ／ｃｍ２という湾曲強度をもたせることは
できないが、半強化ガラスとすることは可能である。な
お、ガラスの強化法として、風冷強化法をあげたが、ガ
ラス表面のイオンを置換することによって表面に圧縮歪
みを与える化学強化法も有効な手段である。
【０２２１】また、さらにはフェースプレート６６、リ
アプレート６１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６８にすることもできる。
【０２２２】図２７は蛍光膜を示す模式図である。蛍光
膜はモノクロームの場合は蛍光体７２のみからなるが、
カラーの蛍光膜の場合は、蛍光体７２の配列によりブラ
ックストライプ（図２７（Ａ））あるいはブラックマト
リックス（図２７（Ｂ））などと呼ばれる黒色導電材７
１とで構成される。ブラックストライプ、ブラックマト
リッ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、蛍光体７２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。黒色導電材７１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、光の透過および反射が少ない材料であればこ
れに限るものではない。
【０２２３】本発明では、上記のようなマトリックス化
された蛍光体７２のストライプの方向、あるいはマトリ
ックスの互いに直交する２方向を、前述の電子放出素子
５３群の互いに直交する２方向とそれぞれが互いに平行
になるようにし、かつ各電子放出素子５３に蛍光体７２
が一致するように位置決め、積層して、画像表示装置を
構成している。上述の構成の画像表示装置は、電子放出
素子５３と蛍光体７２の互いのマトリックスの方向およ
びそれらの位置が一致するので、非常に高画質な画像表
示装置を実現できる。
【０２２４】ガラス基板６３に蛍光体を塗布する方法と
しては、モノクローム、カラーによらず沈澱法や印刷法
が用いられる。また蛍光膜６４の内面側には、図２６に
示すように、通常メタルバック６５が設けられる。メタ
ルバック６５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６６側へ鏡面反射す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
電極として作用すること、外囲器６８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７２の保護等の
役割を有する。メタルバック６５は蛍光膜６４の作製
後、蛍光膜６４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、アルミニウムを
真空蒸着等で堆積することで作製できる。フェースプレ
ート６６には、更に蛍光膜６４の導電性を高めるため、
蛍光膜６４の外面側に透明電極（図示していない）を設
けてもよい。
【０２２５】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体７２と電子放出素子５３との位置を対応させなく
てはならず、十分な位置合わせを行う必要がある。本発
明では、前述のように、電子放出素子５３に対向する位
置に蛍光体７２を配置するとともに、それぞれのマトリ
ックスの互いに直交する２方向とがそれぞれ互いに平行
している。上述の構成の高精度な画像表示装置を得るた
めには、蛍光体基板も、本発明の電子源基板と同様な位
置決め手法をとることが望ましい。
【０２２６】図２６に示した画像表示装置は、具体的に
は以下により製造される。外囲器６８は前述の安定化工
程と同様に、適宜加熱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を使用しない排気装置により排
気管（図示していない）を通じて排気し、１０-7Ｔｏｒ
ｒ程度の真空度の有機物質の十分少ない雰囲気にした
後、封止される。外囲器６８の封止後の真空度を維持す
るためにゲッター処理を行う場合もある。ゲッター処理
は外囲器６８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６８内
の所定の位置（図示していない）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
常バリウム等が主成分であり、蒸着膜の吸着作用によ
り、例えば１×１０-5Ｔｏｒｒないし１×１０-7Ｔｏｒ
ｒの真空度を維持するものである。
【０２２７】次に、単純マトリックス配置型基板を有す
る電子源基板を用いて構成したこの表示パネルを駆動し
て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の概略構成を図２８を用いて説明
する。図２８において、８１は画像表示パネル、８２は
走査回路、８３は制御回路、８４はシフトレジスタ、８
５はラインメモリ、８６は同期信号分離回路、８７は変
調信号発生器、ＶｘおよびＶａは直流電圧源である。
【０２２８】以下、各部の機能を説明する。まず、表示
パネル８１は端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍ，端子Ｄｏｙ
１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。このうち、端子Ｄｏｘ１ないし
Ｄｏｘｍには表示パネル８１内に設けられている電子
源、すなわちＭ行Ｎ列の行列状にマトリックス配線され
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スイッチング素子Ｓ１な
いしＳｍを介して直流電圧源Ｖｘより印加される。一
方、端子Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎ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ための変調信号が変調信号発
生器８７より印加される。また高圧端子Ｈｖには直流電
圧源Ｖａより、例えば１０ｋＶ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より出力される電子
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。
【０２２９】次に、走査回路８２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るもので
（図２８において、Ｓ１ないしＳｍで模式的に示してい
る）、各スイッチング素子は前記直流電圧源Ｖｘの出力
電圧もしくは０Ｖ（グランドレベル）のいずれか一方を
選択し、表示パネル８１の端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍ
と電気的に接続するものである。前記Ｓ１ないしＳｍの
各スイッチング素子は制御回路８３が出力する制御信号
Ｔｓｃａｎに基づいて動作するものであるが、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。なお、前
記直流電圧源Ｖｘは前記表面伝導型電子放出素子５３の
特性（電子放出しきい値電圧）に基づき、走査されてい
ない電子放出素子に印加される駆動電圧が電子放出しき
い値電圧以下になるが、走査された電子放出素子に印加
される駆動電圧は前記変調信号に応じて電子放出しきい
値以上となる一定電圧を出力するように設定されてい
る。
【０２３０】制御回路８３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われるように各部の動作を
整合させる働きをもつ。後述する同期信号分離回路８６
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Ｔｍｒｙの各制御信号を
発生する。同期信号分離回路８６は、外部から入力され
るＮＴＳＣ方式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あり、周波数分離（フ
ィルター）回路を用いれば構成できる。同期信号分離回
路８６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１０に示した。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信号と表すが、同信号はシフトレジスタ８
４に入力される。
【０２３１】シフトレジスタ８４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あり、制御回路
８３より送られる制御信号Ｔｓｆｔに基づいて動作す
る。すなわち制御信号Ｔｓｆｔは、シフトレジスタ８４
のシフトクロックであると言い換えても良い。シリアル
／パラレル変換された画像１ライン分（電子放出素子Ｎ
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シフトレジスタ８４よ
りラインメモリ８５へ出力される。ラインメモリ８５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８３より送られる制御信
号Ｔｍｒｙにしたがって適宜Ｉｄ１ないしＩｄｎの内容
を記憶する。記憶された内容はＩｄ’１ないしＩｄ’ｎ
として出力され、変調信号発生器８７に入力される。
【０２３２】変調信号発生器８７は前記画像データＩ
ｄ’１ないしＩｄ’ｎ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８１内の表面伝導型電子放出素子に印加さ
れる。
【０２３３】前述のように、本発明に関わる電子放出素
子は放出電流Ｉｅに対して以下の基本特性を有してい
る。すなわち、該電子放出素子の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
出電流も変化していく。なお、電子放出素子の材料や構
成あるいは製造方法を変えることにより電子放出しきい
値電圧Ｖｔｈ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。
【０２３４】すなわち、本素子にパルス状の電圧を印加
する場合、例えば電子放出しきい値以下の電圧を印加し
ても電子放出は生じないが、電子放出しきい値以上の電
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を変化させることに
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ことが可
能である。
【０２３５】したがって、入力信号に応じて電子放出素
子を変調する方式としては、電圧変調方式、パルス幅変
調方式等があり、電圧変調方式を実施するには、変調信
号発生器８７として、一定の幅の電圧パルスを発生する
が、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。また、パル
ス幅変調方式を実施するには、変調信号発生器８７とし
ては、一定の波高値の電圧パルスを発生するが、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。
【０２３６】シフトレジスタ８４やラインメモリ８５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われればよい。デジタル信号式の
ものを用いる場合には、同期信号分離回路８６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
同期信号分離回路８６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８５
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８７に用いられる回路が若干異なったもの
となる。
【０２３７】まず、デジタル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８７には、
例えばよく知られるＤ／Ａ変換回路を用い、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８７は、例えば高速の発
振器、発振器が出力する波数を計数する計数器（カウン
タ）、および計数器の出力値とラインメモリ８５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。
【０２３８】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８７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
えばよく知られた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
電圧にまで電圧増幅するための増幅器を付け加えてもよ
い。
【０２３９】上述の構成を有する画像表示装置において
は、表示パネル８１の各電子放出素子に、容器外端子Ｄ
ｏｘ１ないしＤｏｘｍ、Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎを通
じ、電圧を印加することにより、電子放出させるととも
に、高圧端子Ｈｖを通じ、メタルバック６５あるいは透
明電極（図示していない）に高圧を印加して電子ビーム
を加速し、蛍光膜６４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。
【０２４０】ここで述べた構成は、表示等に好適な画像
表示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、画像表示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，ＳＥＣＡＭ方式な
どの諸方式でもよく、また、これよりも多数の走査線か
らなるＴＶ信号（例えば、ＭＵＳＥ方式をはじめとする
高品位ＴＶ）方式でもよい。
【０２４１】次に、梯子型配置電子源基板および画像表
示装置について図１１，図１２を用いて説明する。図２
９において、４５は電子源基板、５３は電子放出素子、
９１のＤｘ１〜Ｄｘ１０は電子放出素子５３に接続した
共通配線である。電子放出素子５３は、基板４５上に、
Ｘ方向に並列に複数個配置される。これを素子行と呼
ぶ。この素子行を複数個基板上に配置し、電子源基板４
５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。すなわち、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印加し、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、例えばＤｘ２、Ｄｘ３を同一配線とするよう
にしても良い。
【０２４２】図３０は上述のごとき梯子型配置の電子源
基板を備えた画像表示装置における表示パネルの構造を
示す。１１０はグリッド電極、１１１は電子が通過する
ための空孔（開口）、１１２は、Ｄｏｘ１，Ｄｏｘ２・
・・・・・Ｄｏｘｍよりなる容器外端子、１１３はグリ
ッド電極１１０と接続されたＧ１，Ｇ２，・・・・・・
Ｇｎからなる容器外端子、４５は上述のごとく各素子行
間の共通配線を同一配線とした電子源基板である。図２
６，図２８と同一の符号は同一の部材を示す。前述の単
純マトリックス配置の画像表示装置（図２６）との違い
は、電子源基板４５上の電子放出素子５３の配列以外で
は、電子源基板４５とフェースプレート６６の間にグリ
ッド電極１１０を備えているか否かである。
【０２４３】グリッド電極１１０は、表面伝導型電子放
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、梯子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１１１が設けられてい
る。グリッドの形状や設置位置は図１２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
伝導型電子放出素子の周囲や近傍に設けることもでき
る。容器外端子１１２およびグリッド容器外端子１１３
は、制御回路（図示していない）と電気的に接続されて
いる。
【０２４４】本画像表示装置では、素子行を１行ずつ順
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。これによればテレビ
ジョン放送の表示装置、テレビ会議システム、コンピュ
ータ等の表示装置の他、感光性ドラム等で用いて構成さ
れた光プリンタとしての画像表示装置としても用いるこ
とができる。
【０２４５】次に本発明のさらに他の特徴について説明
する。本発明に使用される電子源基板は前述のように、
表面伝導型電子放出素子群が形成される領域よりも広い
（外側の）領域にも、導電性薄膜の材料を含有する溶液
の液滴を噴射付与され、導電性薄膜による表面伝導型電
子素子を形成できるようになっている。つまり、本来の
画像表示に使用する表面伝導型電子素子群の他にさらに
その外側の領域に第２の表面伝導型電子放出素子群を形
成された電子源基板である。図２３にその例を示した
が、この例では領域Ｙａに第２の表面伝導型電子放出素
子群Ｓを形成したものである。
【０２４６】本発明では、このように第２の表面伝導型
電子放出素子群Ｓを形成するとともに、そのような電子
源基板とこの電子源基板に対向して配置され、蛍光体を
搭載したフェースプレートとを有する画像表示装置を構
成する。そしてこの第２の表面伝導型電子放出素子群Ｓ
に信号情報を入力して駆動することにより、第２の表面
伝導型電子放出素子群Ｓの領域においても画像表示を行
うことができるようにしている。
【０２４７】よってこの第２の表面伝導型電子放出素子
群Ｓへの信号情報入力を、完成した画像表示装置ごとに
異ならせ、例えば製造番号などを各画像表示装置ごとに
表示させるようにしたり、あるいは製造ロットごとに表
示色を変えるなどすることにより、製作後の画像表示装
置が容易に区別できるようになる。特に製造番号を画像
表示することにより、従来のように後から別の装置で刻
印したりする必要もなく非常に効率がよい。
【０２４８】なお、以上の説明では、第２の表面伝導型
電子放出素子群Ｓというように本来の表面伝導型電子放
出素子群とはさらに別に設けた例を説明したが、それら
を特に区別せず、表面伝導型電子放出素子群に、本来の
表示信号と切り替えて、製造ロットごとに表示色を変え
る表示、製造番号などの表示を行う信号入力を行っても
よい。あるいは、その切り替えを行わず、本来の表示と
同時に製造ロットごとに表示色を変える表示，製造番号
などの表示を行ってもよい。
【０２４９】
【発明の効果】請求項１に対応した効果 導電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴を噴射付与し、
導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群が形成され
る電子源基板製作装置において、液滴噴射付与領域を、
表面伝導型電子放出素子群が形成される領域よりも広く
できるようにしたので、導電性薄膜の材料を含有する溶
液の液滴を噴射付与し、導電性薄膜による表面伝導型電
子放出素子群を形成する以外にも、この溶液を表面伝導
型電子放出素子群が形成される領域よりも外側に噴射付
与することができる新規な電子源基板製作装置が得られ
た。
【０２５０】請求項２に対応した効果 表面伝導型電子放出素子を用いた画像表示装置の電子源
基板製造装置において，電子源基板は、基板保持手段に
より保持位置を決めるか、もしくは保持位置を調整して
決められて保持されるとともに、電子源基板の導電性薄
膜が形成される領域と噴射ヘッドの溶液噴射口面とは、
一定の距離をおいて配置され、電子源基板と噴射ヘッド
とは電子源基板面に対して平行、かつ互いに直交する２
方向に相対移動を行うだけで導電性薄膜の材料を含有す
る溶液の液滴付与を行うので、簡単な構成で電子源基板
を製作できるようになった。
【０２５１】請求項３に対応した効果 表面伝導型電子放出素子を用いた画像表示装置の電子源
基板製造装置において、基板上の複数対の各素子電極間
に、導電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴を付与され
る基板と、この基板を保持する基板保持手段と、前記基
板と相対する位置に配置され前記溶液を噴射する噴射ヘ
ッドと、この噴射ヘッドに液滴付与情報を入力する情報
入力手段と、この入力された情報に基づいて前記噴射ヘ
ッドから前記溶液を噴射させ前記基板上の複数対の各素
子電極間に、前記溶液の液滴を付与し、導電性薄膜を形
成する表面伝導型電子放出素子群を形成する電子源基板
の製造装置であって、前記噴射ヘッドは、前記基板と相
対する領域で移動可能なキャリッジ上に搭載されるとと
もに、前記噴射ヘッドの溶液噴射口面と前記基板の導電
性薄膜が形成される領域とが、一定の距離を保ちつつ、
前記キャリッジによる走査を行いつつ、前記溶液の液滴
付与を行う電子源基板の製造装置において、該電子源基
板の製造装置を使用して製作される電子源基板の厚さを
４ｍｍ以上，１５ｍｍ以下とするとともに、前記基板保
持手段は、前記基板の前記溶液の液滴が付与される面を
上向きにして前記基板をほぼ水平に保持するようにした
ので、簡単な構成で電子源基板を製作できるようになる
とともに、表面伝導型電子放出素子群の形成も高精度に
行えるようになった。
【０２５２】請求項４に対応した効果 表面伝導型電子放出素子を用いた画像表示装置の電子源
基板製造装置において基板保持手段による保持位置決め
は、角度調整を含むようにしたので、簡単な装置構成
で、表面伝導型電子放出素子群を形成した電子源基板を
より高精度に製作できるようになった。
【０２５３】請求項５に対応した効果 表面伝導型電子放出素子を用いた画像表示装置の電子源
基板製造装置において、導電性薄膜の材料を含有する溶
液の液滴を付与する噴射ヘッドは形成される電子源基板
の上方に位置し、噴射ヘッドから溶液がほぼ下向きに噴
射，付与されるとともに基板の上を０.１ｍｍ〜１０ｍ
ｍの範囲になるように距離をおいてキャリッジ走査する
ようにしたので、簡単な構成でありながら、溶液噴射が
安定するため、その液滴の着弾位置精度が高く、表面伝
導型放出素子群を高精度に形成することができるように
なった。
【０２５４】請求項６に対応した効果 表面伝導型電子放出素子を用いた画像表示装置の電子源
基板製造装置において，溶液の噴射速度を基板と噴射ヘ
ッドの相対移動速度より速くしたので、形成される電子
放出素子の形状を崩すことなく非常に高精度な表面伝導
型放出素子群を形成した電子源基板を製作できるように
なった。
【０２５５】請求項７に対応した効果 表面伝導型電子放出素子を用いた画像表示装置の電子源
基板製造装置において，溶液の噴射速度をキャリッジ走
査速度より速くしたので、形成される電子放出素子の形
状を崩すことなく非常に高精度な表面伝導型放出素子群
を形成した電子源基板を製作できるようになった。
【０２５６】請求項８に対応した効果 表面伝導型電子放出素子群を形成された電子源基板の製
造装置において、表面伝導型電子放出素子群の１素子を
形成する複数個の液滴は、マルチノズル型の液滴噴射ヘ
ッドから噴射されるようにしたので、高精度な表面伝導
型放出素子群を効率よくを形成することができるように
なった。
【０２５７】請求項９に対応した効果 基板上の複数対の各素子電極間に、導電性薄膜の材料を
含有する溶液の液滴が噴射付与され、導電性薄膜による
表面伝導型電子放出素子群が形成された電子源基板の製
造装置において、液滴の噴射速度をある範囲内に決めた
ので、噴射が安定し付着位置精度が向上するとともに、
先に付着しているドットに後から付着する液滴が、適切
な飛翔速度で衝突するので、不必要な液滴ミストが発生
して周辺に付着するということがなく、非常に高精度な
表面伝導型電子放出素子のパターンが形成でき、その電
子放出素子特性も各素子間でバラツキのない良好なもの
が得られるようになった。
【０２５８】請求項１０に対応した効果 表面伝導型電子放出素子群が形成された電子源基板にお
いて、この基板は直交する２方向の辺を有するととも
に、表面伝導型電子放出素子群をマトリックス状に配列
し、このマトリックスの互いに直交する２方向が基板の
辺の直交する２方向と平行であるようにしたので、上記
のような本発明の製造装置でこのような電子源基板を製
作するにあたり、基板の辺を位置決めするだけでマトリ
ックス状に配列された表面伝導型電子放出素子群を角度
成分の位置ズレおよび水平，垂直方向の位置ズレがない
ように形成できるので、高精度な電子源基板を得ること
ができる。
【０２５９】請求項１１に対応した効果 表面伝導型電子放出素子群が形成された電子源基板にお
いて、電子放出素子群をマトリックス状に配列し、この
マトリックスの互いに直交する２方向と平行な帯状パタ
ーンをこの電子源基板に設けるようにしたので、上記の
ような本発明の製造装置でこのような電子源基板を製作
するにあたり、帯状パターンを位置決めにするだけでマ
トリックス状に配列された表面伝導型電子放出素子群を
角度成分の位置ズレおよび水平，垂直方向の位置ズレが
ないように形成できるので、高精度な電子源基板を得る
ことができる。
【０２６０】請求項１２に対応した効果 導電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴を噴射付与し、
導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群が形成され
る電子源基板において、表面伝導型電子放出素子群が形
成されている領域の外側に溶液の液滴を噴射付与するこ
とにより、電子源基板を基板ごとに区別可能としたパタ
ーンや製造年月日，製造番号（シリアルナンバー）等を
形成することができ、製作後の電子源基板が容易に区別
できるようになった。また複数の基板群ごとに区別可能
としたパターンなどを形成することにより、製作するロ
ットごとに区別することができるようになった。特に製
造番号を溶液の液滴を噴射付与することにより、表面伝
導型電子放出素子群の形成と同時に行えるので、従来の
ように後から別の装置で刻印したりする必要もなく非常
に効率がよい。また、従来のように後から別の装置で刻
印したりする場合は、汚染等の問題があったが、本発明
では、表面伝導型電子放出素子群の形成と同時に行える
のでその心配も全くなく、高性能な電子源基板が製作で
きる。
【０２６１】請求項１３に対応した効果 導電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴を噴射付与し、
導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群が形成され
た電子源基板において、表面伝導型電子放出素子群が形
成されている領域の外側に複数対の素子電極を形成する
とともに、該素子電極間に導電性薄膜の材料を含有する
溶液の液滴を噴射付与することにより、表面伝導型電子
放出素子の性能チェックのためのパターンを形成したの
で、電子源基板製作後にこの性能チェックのためのパタ
ーン間の抵抗値等の測定を実施することが可能となり、
表面伝導型電子放出素子群のチェックを行うことなく、
このパターン部で性能チェックを行うことができるの
で、非常に効率が良い。また、最終的に画像表示装置ま
で完成させる以前に、このパターン部で電子源基板とし
て性能チェックを行うことができるので、非常に効率が
良い。
【０２６２】請求項１４に対応した効果 表面伝導型電子放出素子群を形成された電子源基板にお
いて、基板の表面伝導型電子放出素子群が形成される面
より裏面の表面粗さが粗くなるようにしたので、高精度
な表面伝導型電子放出素子群のパターンが形成できると
ともに、基板製造コストを低くすることができた。
【０２６３】請求項１５に対応した効果 表面伝導型電子放出素子群が形成された電子源基板にお
いて、表面伝導型電子放出素子群が形成される面の表面
粗さを０.５ｓ以下となるようにしたので、より高精度
なパターンの表面伝導型放出素子群が形成でき、高性能
な電子源基板が得られるようになった。
【０２６４】請求項１６に対応した効果 表面伝導型電子放出素子群が形成された電子源基板にお
いて、裏面の表面粗さを１ｓ以上となるようにしたの
で、電子源基板の製造プロセス時に基板裏面が製造装置
に密着して、移動させることができなくなるという製造
時の不具合が生じなくなったため、大変歩留まりがよく
なり、製造コストを低減できるようになった。
【０２６５】請求項１７に対応した効果 表面伝導型電子放出素子群が形成された電子源基板にお
いて、表面伝導型電子放出素子群が形成されている領域
の面の裏面に物理的な線状形状部を設けたので、裏面と
電子源基板製造装置の基板保持台との間に薄い空気層を
形成でき、電子源基板製作時に電子源基板製造装置へ基
板をセットしたり外したりする際に、基板が電子源基板
製造装置の基板保持台に密着して動かなくなってしまう
というようなことが皆無となった。よって、基板の着
脱、あるいは位置決め等による移動がスムーズに行える
ようになり、基板製造効率を大幅に向上できるようにな
った。特に基板サイズが、例えば１００ｍｍ×１００ｍ
ｍ程度の小さい場合には、上記のような不具合（密着し
て動きにくくなる不具合）が生じても、その解除はそれ
ほど大きな力を必要とせず、簡単に実行できたが、本発
明がより効果的に適用される大型サイズ（３００ｍｍ×
３００ｍｍあるいはそれ以上）の基板の場合は、いった
ん密着状態になると簡単に解除できなくなり、あるいは
解除しようとしている間に基板を破損したりするという
事故が起こったりしていたが、本発明のように裏面に物
理的な線状形状部を設け、裏面と電子源基板製造装置の
基板保持台との間に薄い空気層を形成することにより、
密着状態になることを回避でき、電子源基板製造の効率
向上、破損事故をなくすことができる。
【０２６６】請求項１８に対応した効果 表面伝導型電子放出素子群が形成された電子源基板にお
いて、表面伝導型電子放出素子群が形成されている領域
の面の裏面に物理的な線状形状部を設け、その線状形状
部は、裏面平面に対して落ち込んだ形状であるととも
に、その線状形状部を基板の端部まで設けるようにした
ので、落ち込んだ（凹状）形状の線状形状部が、空気を
通す流路となり、基板の端部から裏面と電子源基板製造
装置の基板保持台間に空気が通じるようになるので、裏
面と電子源基板製造装置の基板保持台間が密着状態にな
ることを回避でき、電子源基板製作時に電子源基板製造
装置へ基板をセットしたり外したりする際に、基板が電
子源基板製造装置の基板保持台に密着して動かなくなっ
てしまうというようなことが皆無となった。よって、基
板の着脱、あるいは位置決め等による移動がスムーズに
行えるようになり、基板製造効率を大幅に向上できるよ
うになった。
【０２６７】請求項１９に対応した効果 表面伝導型電子放出素子群を形成された電子源基板にお
いて、表面伝導型電子放出素子群が形成されている領域
の面の裏面に物理的な線状形状部を設け、その線状形状
部は裏面平面に対して突き出した（凸状）形状にしたの
で、基板裏面を電子源基板製造装置の基板保持台から突
き出した高さ分だけ浮かせて置くことができるようにな
り、基板裏面と電子源基板製造装置の基板保持台間が密
着状態になることを回避でき、電子源基板製作時に電子
源基板製造装置へ基板をセットしたり外したりする際
に、基板が電子源基板製造装置の基板保持台に密着して
動かなくなってしまうというようなことが皆無となっ
た。よって、基板の着脱、あるいは位置決め等による移
動がスムーズに行えるようになり、基板製造効率を大幅
に向上できるようになった。
【０２６８】請求項２０に対応した効果 表面伝導型電子放出素子群が形成された電子源基板を製
作するための基板において、表面伝導型電子放出素子群
が形成されている領域の面の裏面に、落ち込んだ（凹
状）形状あるいは突き出した（凸状）形状の物理的な線
状形状部を複数設けるようにしたので、基板サイズが大
型（３００ｍｍ×３００ｍｍあるいはそれ以上）のもの
であっても、基板裏面と電子源基板製造装置の基板保持
台間に、より効果的に空気が通じるようになり（すなわ
ち線状形状部が複数あるから）、あるいは裏面基板裏面
を電子源基板製造装置の基板保持台からより効果的に浮
かせて置くことができるようになり（すなわち線状形状
部が複数あるから）、基板裏面と電子源基板製造装置の
基板保持台間が密着状態になることを回避でき、電子源
基板製作時に電子源基板製造装置へ基板をセットしたり
外したりする際に、基板が電子源基板製造装置の基板保
持台に密着して動かなくなってしまうというようなこと
が皆無となった。よって、基板の着脱、あるいは位置決
め等による移動がスムーズに行えるようになり、基板製
造効率を大幅に向上できるようになった。
【０２６９】請求項２１に対応した効果 表面伝導型電子放出素子群が形成された電子源基板を製
作するための基板において、表面伝導型電子放出素子群
が形成されている領域の面の裏面に形成した落ち込んだ
（凹状）形状の物理的な線状形状部の落ち込み深さを最
適化した（下限）ので、効果的な空気の流路を形成で
き、基板裏面と電子源基板製造装置の基板保持台間が密
着状態になることを回避でき、電子源基板製作時に電子
源基板製造装置へ基板をセットしたり外したりする際
に、基板が電子源基板製造装置の基板保持台に密着して
動かなくなってしまうというようなことが皆無となっ
た。よって、基板の着脱、あるいは位置決め等による移
動がスムーズに行えるようになり、基板製造効率を大幅
に向上できるようになった。さらに、落ち込み深さを最
適化した（上限）ことにより、その物理的な線状形状部
に起因（応力集中）する基板の破損を回避できるように
なった。
【０２７０】請求項２２に対応した効果 表面伝導型電子放出素子群が形成された電子源基板にお
いて、基板形状を矩形にするとともに、４角をＣ１ある
いはＲ１以上、もしくはそれらと同等の面取りを施すよ
うにしたので、電子源基板製造時において作業者が作業
時（基板搬送時，交換時，製造装置への装着時等）に基
板のコーナー部で怪我をしたりするという不慮の事故が
皆無となった。
【０２７１】請求項２３に対応した効果 表面伝導型電子放出素子群が形成された電子源基板にお
いて、基板形状を矩形にするとともに、４角のうち少な
くとも１つの角の形状を他の角と識別できる程度に他の
角と異ならせるようにしたので、電子源基板の製造時に
作業者は基板の方向を認識でき、基板の設置を確実に行
うことが可能となり、作業効率の向上，作業ミスの著し
い低減を図ることができるようになった。
【０２７２】請求項２４に対応した効果 表面伝導型電子放出素子群が形成された電子源基板にお
いて、基板形状を矩形にするとともに、４辺のうち少な
くとも１つの辺に切り欠き部を設けるようにしたので、
電子源基板の製造時に作業者は基板の方向を認識でき、
基板の設置を確実に行うことが可能となり、作業効率の
向上，作業ミスの著しい低減を図ることができるように
なるだけでなく、製造装置への基板の確実な設置、ある
いは正確な位置決めができるようになった。
【０２７３】請求項２５に対応した効果 表面伝導型電子放出素子群が形成された電子源基板にお
いて、表面伝導型電子放出素子群が形成されている領域
の面とその面に垂直方向の厚さ方向の面とが交差する稜
線領域に面取りを施すようにしたので、作業者が電子源
基板製作時（基板搬送時，交換時，製造装置への装着時
等）に、基板の稜線部で手を切ったりするという不慮の
事故が皆無となった。
【０２７４】請求項２６に対応した効果 表面伝導型電子放出素子群を形成された電子源基板にお
いて、表面伝導型電子放出素子群が形成されている領域
の裏面とその裏面に垂直方向の厚さ方向の面とが交差す
る稜線領域に面取りを施すようにしたので、作業者が電
子源基板製作時（基板搬送時，交換時，製造装置への装
着時等）に、基板の稜線部で手を切ったりするという不
慮の事故が皆無となった。
【０２７５】請求項２７に対応した効果 表面伝導型電子放出素子群が形成された電子源基板にお
いて、直角を形成する２つの面取り部が接する稜線領域
の直角部にさらに面取りを施すようにしたので、作業者
が電子源基板製作時（基板搬送時，交換時，製造装置へ
の装着時等）に、その直角部でけがをしたりするという
不慮の事故が皆無となるとともに、その直角部が何かに
ぶつかって破損するということがなくなり、基板製作の
歩留まりが向上した。
【０２７６】請求項２８に対応した効果 表面伝導型電子放出素子群が形成された電子源基板にお
いて、稜線部に面取りを施すことにより、電子源基板製
作時における作業者の不慮の事故を防止するとともに、
その面取り部の表面粗さが表面伝導型電子放出素子群が
形成されている領域の面の表面粗さより粗いようにし、
表面伝導型電子放出素子群が形成されている領域の面の
ように高精度な表面粗さになるようにしていないので、
電子源基板を低コストで製作できるようになった。
【０２７７】請求項２９に対応した効果 基板上の複数対の各素子電極間に、導電性薄膜の材料を
含有する溶液の液滴が噴射付与され、導電性薄膜による
表面伝導型電子放出素子群が形成された電子源基板にお
いて、前記表面伝導型電子放出素子群の１素子は、複数
個の液滴を基板上に付着させたドットイメージにより形
成されるようにしたので、高精度な表面伝導型電子放出
素子のパターンが形成できるようになり、その電子放出
素子特性も各素子間でバラツキのない良好なものが得ら
れるようになった。
【０２７８】請求項３０に対応した効果 基板上の複数対の各素子電極間に、導電性薄膜の材料を
含有する溶液の液滴が噴射付与され、導電性薄膜による
表面伝導型電子放出素子群が形成された電子源基板にお
いて、前記表面伝導型電子放出素子群の１素子は、複数
個の液滴を基板上に付着させたドットイメージにより形
成されるとともに、該ドットは直交する２方向の隣接ド
ットが互いに重なり合うようにするとともに、該隣接ド
ットの前記直交する２方向の中心間距離を前記ドットの
直径の１／√２以内としたので、ドットイメージにより
形成されるラインパターンの凹凸が少なくなり、高精度
な表面伝導型電子放出素子のパターンが形成でき、その
電子放出素子特性も各素子間でバラツキのない良好なも
のが得られるようになった。さらにこれらのドットは、
縦，横，斜めのすべての隣接ドット間で接触もしくは重
なり合うので、電子放出素子部で導電性薄膜が付与され
ていない領域が皆無となり、高品位な電子放出素子を有
する電子源基板が得られるようになった。
【０２７９】請求項３１に対応した効果 高精度な表面伝導型電子放出素子のパターンが形成で
き、その電子放出素子特性も各素子間でバラツキのない
ものが得られる良好な電子源基板を画像表示装置に使用
するようにしたので、高画質な画像表示装置が得られる
ようになった。
【０２８０】請求項３２に対応した効果 高精度に形成された電子源基板をこの電子源基板に対向
して配置され、蛍光体を搭載したフェースプレートとを
有するとともに該フェースプレートに用いるガラスの厚
さを前記電子源基板より厚くしたので、高画質の画像表
示装置が得られるようになるとともに、強度的にも強い
画像表示装置とすることができた。
【０２８１】請求項３３に対応した効果 画像表示装置のフェースプレートに用いるガラスを強化
ガラスとしたので、表示面が破損しにくい強度的に強い
画像表示装置とすることができた。
【０２８２】請求項３４に対応した効果 本発明の画像表示装置に使用するフェースプレートを基
板の表面とその表面に垂直方向の厚さ方向の面とが交差
する稜線領域に面取りを施したガラス基板としたので、
電子源基板と組み合わせて画像表示装置をアセンブルす
る際に、作業者がガラス基板の稜線部で手を切ったりす
るという不慮の事故が皆無となった。
【０２８３】請求項３５に対応した効果 本発明の画像表示装置に使用するフェースプレートを基
板の裏面とその裏面に垂直方向の厚さ方向の面とが交差
する稜線領域に面取りを施したガラス基板としたので、
電子源基板と組み合わせて画像表示装置をアセンブルす
る際に、作業者がガラス基板の稜線部で手を切ったりす
るという不慮の事故が皆無となった。
【０２８４】請求項３６に対応した効果 本発明の画像表示装置に使用するフェースプレートを直
角を形成する２つの面取り部が接する稜線領域の直角部
にさらに面取りを施したガラス基板としたので、電子源
基板と組み合わせて画像表示装置をアセンブルする際の
作業者の安全性を確保するとともに、このガラス基板の
直角部が何かにぶつかって破損するということがなくな
り、画像表示装置のアセンブルの歩留まりが向上した。
【０２８５】請求項３７に対応した効果 本発明の画像表示装置に使用するフェースプレートは、
稜線部に面取りを施すことにより、画像表示装置をアセ
ンブルする際の作業者の不慮の事故を防止するととも
に、その面取り部の表面粗さは、ガラス基板の表裏面の
表面粗さより粗いようにし、ガラス基板の表裏面のよう
に高精度な表面粗さになるようにしていないので、ガラ
ス基板の低コスト化が実現し、それにともない画像表示
装置を低コストで製作できるようになった。
【０２８６】請求項３８に対応した効果 基板上の複数対の各素子電極間に導電性薄膜の材料を含
有する溶液の液滴が噴射付与され、導電性薄膜による表
面伝導型電子放出素子群が形成された電子源基板と、こ
の電子源基板に対向して配置され、蛍光体を搭載したフ
ェースプレートとを有する画像表示装置において、前記
電子源基板は、前記表面伝導型電子放出素子群が形成さ
れている領域の外側に前記複数対の各素子電極とは別の
第２の複数対の素子電極を設けるとともに、複数対の各
素子電極間に導電性溶液の液滴を噴射付与することによ
り、導電性薄膜による第２の表面伝導型電子放出素子群
を形成された電子源基板であって、電子源基板ごとに異
なる信号情報を前記第２の表面伝導型電子放出素子群に
入力して駆動して前記画像表示装置で表示を行い、該表
示によって画像表示装置ごとに区別可能としたので、製
作後の画像表示装置ごとに区別可能としたパターンや製
造番号（シリアルナンバー）等を画像表示することがで
き、製作後の画像表示装置が容易に区別できるようにな
った。特に製造番号を画像表示することにより、従来の
ように後から別の装置で刻印したりする必要もなく非常
に効率がよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る平面型表面伝導型
電子放出素子の構成を示す模式的平面図および断面図で
ある。
【図２】 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子放
出素子の製造方法を示す模式図である。
【図３】 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子放
出素子の製造装置を示す構成図である。
【図４】 本発明の別の実施例に係る液滴付与装置を示
す概略構成図である。
【図５】 図４の液滴付与装置における吐出ヘッドユニ
ットの概略構成図である。
【図６】 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子放
出素子を形成するための基板であり、基板の裏面に落ち
込んだ形状の線状形状部を形成した基板を示す図であ
る。
【図７】 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子放
出素子を形成するための基板であり、基板の裏面に他の
形状（Ｖ字状）の落ち込んだ形状の線状形状部を形成し
た基板を示す図である。
【図８】 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子放
出素子を形成するための基板であり、基板の裏面に突き
出した形状の線状形状部を形成した基板を示す図であ
る。
【図９】 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子放
出素子を形成するための矩形基板であり、４角をＣ１あ
るいはＲ１以上、もしくはそれらと同等の面取りを施し
た基板の構成図である。
【図１０】 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子
放出素子を形成するための矩形基板であり、基板の右下
の角を他の３つの角とは異なる形状とした例を示す図で
ある。
【図１１】 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子
放出素子を形成するための矩形基板であり、矩形の４辺
のうち少なくとも１つの辺に切り欠き部を設けた例を示
すである。
【図１２】 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子
放出素子を形成するための基板であり、基板の断面図に
稜線部の面取り状況を示した図である。
【図１３】 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子
放出素子を形成するための基板であり、表面伝導型電子
放出素子群が形成されている領域の面とこの面に垂直方
向の厚さ方向の面とが交差する稜線領域に面取りを施し
た状態を示しており、縦方向と横方向の面取りされた稜
線部分が直角を形成している状態を示した図である。
【図１４】 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子
放出素子を形成するための基板であり、面取りされた２
つ（縦方向と横方向）の稜線部分が直角をなす部分にも
さらに面取りを施す例（Ａ）、ならびにさらに四辺形の
基板の４角にも面取りを施した基板を用い、それに
（Ａ）のような面取りされた２つ（縦方向と横方向）の
稜線部分が直角をなす部分に面取りを施した例（Ｂ）を
示した図である。
【図１５】 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子
放出素子の製造装置における液滴付与装置と基板の位置
関係を示す概略構成図である。
【図１６】 図１５の電子源基板保持手段の上に保持し
た電子源基板を上から見た図である。
【図１７】 １滴で電子放出素子部を形成する場合の模
式的平面図である。
【図１８】 本発明の一実施形態に係る平面型表面伝導
型電子放出素子の構成を示す模式的平面図であり、複数
滴で電子放出素子部を形成する例を示す図である。
【図１９】 本発明の一実施形態に係る平面型表面伝導
型電子放出素子の構成を示す模式的平面図であり、複数
滴で電子放出素子部を形成する他の例を示す図である。
【図２０】 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子
放出素子の製造装置に使用される噴射ヘッドの構成図で
ある。
【図２１】 本発明の一実施形態に係る電子源基板の構
成を示す模式的平面図であり、表面伝導型電子放出素子
群が形成される領域よりも外側に、溶液による噴射付与
パターンを形成した例を示す図である。
【図２２】 本発明の一実施形態に係る電子源基板の構
成を示す模式的平面図であり、表面伝導型電子放出素子
群が形成される領域よりも外側に、性能チェックのため
のパターンを形成した例を示す図である。
【図２３】 本発明の一実施形態に係る電子源基板の構
成を示す模式的平面図であり、表面伝導型電子放出素子
群が形成される領域よりも外側に、第２の表面伝導型電
子放出素子群を形成した例を示す図である。
【図２４】 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子
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例を示す模式図である。
【図２５】 本発明の一実施形態に係るマトリックス配
置型電子源基板例を示す模式図である。
【図２６】 本発明の一実施形態に係るマトリックス配
置型電子源基板を用いた画像表示装置の表示パネル例を
示す模式図である。
【図２７】 図２６に示す表示パネルの蛍光膜を示す模
式図である。
【図２８】 画像表示装置にＮＴＳＣ方式のテレビ信号
に応じて図２６に示す表示パネルに表示を行うための駆
動回路の例を示すブロック図である。
【図２９】 本発明の別の実施形態に係る梯子配置型電
子源基板を示す模式図である。
【図３０】 本発明の別の実施形態に係る梯子配置型電
子源基板を用いた画像表示装置の表示パネルの例を示す
模式図である。
【図３１】 従来の電子放出素子の模式図である。
【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、１１…噴射ヘッド、１２…キャリッジ、１３
…基板保持台、１４…平面型表面伝導型電子放出素子群
を形成する基板、１５…溶液供給チューブ、１６…信号
供給ケーブル、１７…噴射ヘッドコントロールボック
ス、１８…キャリッジ１２のＸ方向スキャンモータ、１
９…キャリッジ１２のＹ方向スキャンモータ、２０…コ
ンピュータ、２１…コントロールボックス、２２（２２
X1，２２Y1，２２X2，２２Y2）…基板位置決め／保持手
段、２３…電子源基板保持手段、３０…吐出ヘッドユニ
ット、３１…ヘッドアライメント制御機構、３２…検出
光学系、３３…インクジェットヘッド、３４…ヘッドア
ライメント微動機構、３５…制御コンピュータ、３６…
画像識別装置、３７…ＸＹ方向走査機構、３８…位置検
出機構、３９…位置補正制御機構、４０…インクジェッ
トヘッド駆動・制御機構、４１…光軸、４２…素子電
極、４３…液滴、４４…液滴着弾位置、４５…電子源基
板、５１…Ｘ方向配線、５２…Ｙ方向配線、５３…表面
伝導型電子放出素子、５４…結線、６１…リアプレー
ト、６２…支持枠、６３…ガラス基板、６４…蛍光膜、
６５…メタルバック、６６…フェースプレート、６７…
高圧端子、６８…外囲器、７１…黒色導電材、７２…蛍
光体、８１…画像表示パネル、８２…走査回路、８３…
制御回路、８４…シフトレジスタ、８５…ラインメモ
リ、８６…同期信号分離回路、８７…変調信号発生器、
９１…電子放出素子を接続するためにＤｘ１〜Ｄｘ１０
からなる共通配線、１０１…ノズル、１０２…発熱体基
板、１０３…蓋基板、１０４…シリコン基板、１０５…
個別電極、１０６…共通電極、１０７…発熱体、１０８
…溝、１０９…凹部領域、１１０…溶液流入口、１１０
…グリッド電極、１１１…開口、１１２…Ｄｏｘ１〜Ｄ
ｏｘｍからなる容器外端子、１１３…グリッド電極１１
０と接続するＧ１〜Ｇｎからなるグリッド容器外端子、
ＤＰ…ドットパターン、Ｂ…基板裏面、Ｅ…基板表面
（電子放出素子群形成面）、Ｆ…稜線部分、Ｌ…裏面平
面に対して落ち込んだ形状の線状形状部、Ｄ…裏面平面
に対して突き出した形状の線状形状部、Ｈ，Ｈ′…面取
り、Ｏ…切り欠き、Ｇ…動作用方向、Ｍ…主走査方向、
Ｓ…副走査方向。

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上の複数対の各素子電極間に導電性
    薄膜を構成する材料を含有する溶液の液滴が噴射付与さ
    れ、該導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群が形
    成された電子源基板を製造する電子源基板製造装置にお
    いて、該電子源基板製造装置は、前記液滴の噴射付与領
    域が、前記表面伝導型電子放出素子群が形成される領域
    よりも広いことを特徴とする電子源基板製造装置。
  2. 【請求項２】 基板上の複数対の各素子電極間に、導電
    性薄膜を構成する材料を含有する溶液の液滴が付与され
    る基板と、該基板を保持する基板保持手段と、前記基板
    に相対する位置に配置され前記溶液を噴射する噴射ヘッ
    ドと、該噴射ヘッドに液滴付与情報を入力する情報入力
    手段と、入力された前記液滴付与情報に基づいて前記噴
    射ヘッドから前記溶液を噴射させ前記基板上の複数対の
    各素子電極間に前記溶液の液滴を付与して、前記導電性
    薄膜を形成することにより表面伝導型電子放出素子群を
    形成する電子源基板の製造装置において、前記基板は、
    前記基板保持手段により保持位置を決められて、もしく
    は保持位置を調整して決められて保持されるとともに、
    前記基板の導電性薄膜が形成される領域と前記噴射ヘッ
    ドの溶液噴射口面とは、一定の距離をおいて配置され、
    前記基板と前記噴射ヘッドとは前記基板面に対して平
    行、かつ互いに直交する２方向に相対移動を行うことを
    特徴とする電子源基板の製造装置。
  3. 【請求項３】 基板上の複数対の各素子電極間に、導電
    性薄膜を構成する材料を含有する溶液の液滴が付与され
    る基板と、該基板を保持する基板保持手段と、前記基板
    とに相対する位置に配置され前記溶液を噴射する噴射ヘ
    ッドと、該噴射ヘッドに液滴付与情報を入力する情報入
    力手段と、入力された前記液滴付与情報に基づいて前記
    噴射ヘッドから前記溶液を噴射させ前記基板上の複数対
    の各素子電極間に前記溶液の液滴を付与して導電性薄膜
    を形成することにより表面伝導型電子放出素子群を形成
    する電子源基板の製造装置であって、前記噴射ヘッド
    は、前記基板とに対向する領域で移動可能なキャリッジ
    上に搭載されるとともに、前記噴射ヘッドの溶液噴射口
    面と前記基板の導電性薄膜が形成される領域とが、一定
    の距離を保ちつつ、前記キャリッジによる走査を行っ
    て、前記溶液の液滴付与を行う電子源基板の製造装置に
    おいて、該電子源基板の製造装置を使用して製作される
    電子源基板の厚さを４ｍｍ以上、１５ｍｍ以下とすると
    ともに、前記基板保持手段は、前記基板の前記溶液の液
    滴が付与される面を上向きにして前記基板をほぼ水平に
    保持することを特徴とする電子源基板の製造装置。
  4. 【請求項４】 前記基板保持手段による保持位置決め
    は、角度調整を含むことを特徴とする請求項２に記載の
    電子源基板の製造装置。
  5. 【請求項５】 前記基板は、該基板を保持する基板保持
    手段によってほぼ水平に保持されるとともに、前記噴射
    ヘッドは前記基板の上方に位置し、前記基板の上を一定
    の距離をおいてキャリッジ走査され、前記噴射ヘッドか
    ら前記溶液がほぼ下向きに噴射することにより液滴を前
    記基板に付与し、前記一定の距離を０.１ｍｍ〜１０ｍ
    ｍの範囲にすることを特徴とする請求項１ないし４のい
    ずれか１に記載の電子源基板の製造装置。
  6. 【請求項６】 前記溶液の噴射速度は、前記基板と前記
    噴射ヘッドの相対移動速度より速いことを特徴とする請
    求項２または４記載の電子源基板の製造装置。
  7. 【請求項７】 前記溶液の噴射速度は、前記キャリッジ
    走査速度より速いことを特徴とする請求項３または５記
    載の電子源基板の製造装置。
  8. 【請求項８】 前記液滴は、マルチノズル型の液滴噴射
    ヘッドから噴射されることを特徴とする請求項１ないし
    ７のいずれか１に記載の電子源基板の製造装置。
  9. 【請求項９】 前記液滴の噴射速度は３〜１０ｍ／ｓで
    あることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１に
    記載の電子源基板の製造装置。
  10. 【請求項１０】 基板上の複数対の各素子電極間に、導
    電性薄膜を構成する材料を含有する溶液の液滴が噴射付
    与され、該導電性薄膜を形成することにより表面伝導型
    電子放出素子群が形成された電子源基板において、前記
    基板は直交する２方向の辺を有するとともに、前記表面
    伝導型電子放出素子群をマトリックス状に配列し、該マ
    トリックスの互いに直交する２方向が前記辺の直交する
    ２方向と平行であることを特徴とする電子源基板。
  11. 【請求項１１】 基板上の複数対の各素子電極間に、導
    電性薄膜を構成する材料を含有する溶液の液滴が噴射付
    与され、該導電性薄膜を形成することにより表面伝導型
    電子放出素子群が形成された電子源基板において、前記
    表面伝導型電子放出素子群をマトリックス状に配列し、
    該マトリックスの互いに直交する２方向のそれぞれまた
    は一方に平行な帯状パターンを前記電子源基板に設けた
    ことを特徴とする電子源基板。
  12. 【請求項１２】 基板上の複数対の各素子電極間に、導
    電性薄膜を構成する材料を含有する溶液の液滴が噴射付
    与され、該導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群
    が形成された電子源基板において、前記表面伝導型電子
    放出素子群が形成されている領域の外側に溶液の液滴を
    噴射付与することにより、前記電子源基板を基板ごとに
    もしくは複数の基板群ごとに区別可能としたパターンを
    形成したことを特徴とする電子源基板。
  13. 【請求項１３】 基板上の複数対の各素子電極間に、導
    電性薄膜を構成する材料を含有する溶液の液滴を噴射付
    与され、該導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群
    が形成された電子源基板において、前記表面伝導型電子
    放出素子群が形成されている領域の外側に複数対の素子
    電極を形成するとともに、該素子電極間に導電性薄膜の
    材料を含有する溶液の液滴を噴射付与することにより、
    前記表面伝導型電子放出素子の性能チェックのためのパ
    ターンを形成したことを特徴とする電子源基板。
  14. 【請求項１４】 基板上の複数対の各素子電極間に、導
    電性薄膜を構成する材料を含有する溶液の液滴が噴射付
    与され、該導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群
    が形成された電子源基板において、該基板の前記表面伝
    導型電子放出素子群を形成する面より裏面の表面粗さを
    粗くしたことを特徴とする電子源基板。
  15. 【請求項１５】 前記表面伝導型電子放出素子群が形成
    される面の表面粗さを０.５ｓ以下としたことを特徴と
    する請求項１４に記載の電子源基板。
  16. 【請求項１６】 前記裏面の表面粗さを１ｓ以上とした
    ことを特徴とする請求項１４または１５記載の電子源基
    板。
  17. 【請求項１７】 基板上の複数対の各素子電極間に、導
    電性薄膜を構成する材料を含有する溶液の液滴が噴射付
    与され、該導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群
    が形成された電子源基板において、前記表面伝導型電子
    放出素子群が形成されている領域の面の裏面に物理的な
    線状形状部を設けたことを特徴とする電子源基板。
  18. 【請求項１８】 前記線状形状部は、前記裏面の平面部
    に対して落ち込んだ形状を有するとともに、前記線状形
    状部は、前記基板の端部まで設けられていることを特徴
    とする請求項１７に記載の電子源基板。
  19. 【請求項１９】 前記線状形状部は、前記裏面の平面部
    に対して突き出した形状を有することを特徴とする請求
    項１７に記載の電子源基板。
  20. 【請求項２０】 前記線状形状部は、複数設けられてい
    ることを特徴とする請求項１７ないし１９のいずれか１
    に記載の電子源基板。
  21. 【請求項２１】 前記裏面平面に対して落ち込んだ形状
    である線状形状の落ち込み深さは、前記基板の厚さの５
    ０分の１〜５分の１にしたことを特徴とする請求項１８
    または２０に記載の電子源基板。
  22. 【請求項２２】 基板上の複数対の各素子電極間に、導
    電性薄膜を構成する材料を含有する溶液の液滴が噴射付
    与され、該導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群
    を形成された電子源基板において、該基板の形状を矩形
    にするとともに、該基板の４角を機械製図において指定
    されるＣ１あるいはＲ１以上、もしくは該Ｃ１またはＲ
    １と同等の面取りを施したことを特徴とする電子源基
    板。
  23. 【請求項２３】 基板上の複数対の各素子電極間に、導
    電性薄膜を構成する材料を含有する溶液の液滴が噴射付
    与され、該導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群
    を形成された電子源基板において、該基板形状を矩形に
    するとともに、該基板の４角のうち少なくとも１つの角
    の形状を他の角と識別できる程度に他の角と異ならせた
    ことを特徴とする電子源基板。
  24. 【請求項２４】 基板上の複数対の各素子電極間に、導
    電性薄膜を構成する材料を含有する溶液の液滴が噴射付
    与され、該導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群
    を形成された電子源基板において、該基板形状を矩形に
    するとともに、該基板の４辺のうち少なくとも１つの辺
    に切り欠き部を設けたことを特徴とする電子源基板。
  25. 【請求項２５】 基板上の複数対の各素子電極間に、導
    電性薄膜を構成する材料を含有する溶液の液滴が噴射付
    与され、該導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群
    を形成された電子源基板において、前記表面伝導型電子
    放出素子群が形成されている領域の面と該面に垂直方向
    の厚さ方向の面とが交差する稜線領域に面取りを施した
    ことを特徴とする電子源基板。
  26. 【請求項２６】 基板上の複数対の各素子電極間に、導
    電性薄膜を構成する材料を含有する溶液の液滴が噴射付
    与され、該導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群
    を形成された電子源基板において、前記表面伝導型電子
    放出素子群が形成されている領域の裏面と該裏面に垂直
    方向の厚さ方向の面とが交差する稜線領域に面取りを施
    したことを特徴とする電子源基板。
  27. 【請求項２７】 前記面取りによりあらたに形成された
    面が面取りにより形成された他の面と直角に接する稜線
    領域にさらに面取りを施したことを特徴とする請求項２
    ５または２６記載の電子源基板。
  28. 【請求項２８】 前記面取り部の表面粗さは、前記表面
    伝導型電子放出素子群が形成されている領域の面の表面
    粗さより粗いことを特徴とする請求項２５ないし２７の
    いずれか１に記載の電子源基板。
  29. 【請求項２９】 基板上の複数対の各素子電極間に、導
    電性薄膜を構成する材料を含有する溶液の液滴が噴射付
    与され、該導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群
    が形成された電子源基板において、前記表面伝導型電子
    放出素子群の１素子は、複数個の液滴を基板上に付着さ
    せたドットイメージにより形成されることを特徴とする
    電子源基板。
  30. 【請求項３０】 前記複数個の液滴によるドットイメー
    ジは、直交する２方向の隣接ドットが互いに重なり合う
    ようにするとともに、該隣接ドットの前記直交する２方
    向の中心間距離を前記ドットの直径の１／√２以内とし
    たことを特徴とする請求項２９に記載の電子源基板。
  31. 【請求項３１】 請求項１０ないし３０のいずれか１の
    電子源基板と、該電子源基板に対向して配置され、蛍光
    体を搭載したフェースプレートとを有することを特徴と
    する画像表示装置。
  32. 【請求項３２】 前記フェースプレートに用いるガラス
    の厚さは、前記電子源基板より厚いことを特徴とする請
    求項３１に記載の画像表示装置。
  33. 【請求項３３】 前記フェースプレートは強化ガラスで
    あることを特徴とする請求項３２に記載の画像表示装
    置。
  34. 【請求項３４】 前記フェースプレートは、基板の表面
    と該表面に垂直方向の厚さ方向の面とが交差する稜線領
    域に面取りを施したガラス基板であることを特徴とする
    請求項３１ないし３３のいずれか１に記載の画像表示装
    置。
  35. 【請求項３５】 前記フェースプレートは、基板の裏面
    と該裏面に垂直方向の厚さ方向の面とが交差する稜線領
    域に面取りを施したガラス基板であることを特徴とする
    請求項３１ないし３３のいずれか１に記載の画像表示装
    置。
  36. 【請求項３６】 前記フェースプレートは、面取りによ
    りあらたに形成された面が面取りにより形成された他の
    面と直角に接する稜線領域にさらに面取りを施したガラ
    ス基板であることを特徴とする請求項３４または３５に
    記載の画像表示装置。
  37. 【請求項３７】 前記面取りにより形成された面の表面
    粗さは、前記ガラス基板の表裏面の表面粗さより粗いこ
    とを特徴とする請求項３４ないし３６のいずか１に記載
    の画像表示装置。
  38. 【請求項３８】 基板上の複数対の各素子電極間に、導
    電性薄膜を構成する材料を含有する溶液が液滴を噴射付
    与され、該導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群
    が形成された電子源基板と、この電子源基板に対向して
    配置され、蛍光体を搭載したフェースプレートとを有す
    る画像表示装置において、前記電子源基板は、前記表面
    伝導型電子放出素子群が形成されている領域の外側に前
    記複数対の各素子電極とは別の第２の複数対の素子電極
    を設けるとともに、該第２の複数対の各素子電極間に導
    電性溶液の液滴を噴射付与することにより、前記導電性
    薄膜による第２の表面伝導型電子放出素子群が形成され
    た電子源基板であって、電子源基板ごとに異なる信号情
    報を前記第２の表面伝導型電子放出素子群に入力して駆
    動して前記画像表示装置で表示を行い、該表示によって
    画像表示装置ごとに区別可能としたことを特徴とする画
    像表示装置。
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