JP2002313223A - インクジェット装置並びにそれを用いた電子放出素子、電子源及び画像形成装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子放出特性の優れた電子放出素子、電子源
及びそれを用いた画像形成装置を提供する。 【解決手段】 板状の基体１上に形成された一対の素子
電極２，３間を連絡する導電性薄膜４を形成し、その導
電性薄膜４の一部に電子放出部５を形成して表面伝導型
電子放出素子を製造する方法であって、一対の素子電極
２，３間に導電性膜形成材料を含む溶液の液滴１２を付
与して該導電性薄膜を形成する工程において、被処理部
材表面の所定個所に溶液の液滴１２を付与する前に、イ
ンクジェット装置のヘッド２０の近傍に設けた紫外光線
照射機構の紫外光源２２により、ガラスファイバ２３を
介して被付与部に紫外光線１９を照射する。

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、該
電子放出素子を備えた電子源、該電子源を用いた画像形
成装置の製造方法及びそれらの製造のためのインクジェ
ット装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子放出素子としては大別し
て熱電子放出素子と冷陰極電子放出素子を用いた２種類
のものが知られている。冷陰極電子放出素子には電界放
出型（以下「ＦＥ型」という）、金属／絶縁層／金属型
（以下「ＭＩＭ型」という）や表面伝導型電子放出素子
等がある。ＦＥ型の例としては、Ｗ．Ｐ．Ｄｙｋｅ ＆
Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ，“Ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏ
ｎ”，Ａｄｖａｎｃｅｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ，８，８９（１９５６）あるいはＣ．Ａ．Ｓｐ
ｉｎｄｔ，“Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
ｏｆ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓ
ｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅｓ ｗｉｔｈｍｏｌｙｂｄｅｎ
ｉｕｍ ｃｏｎｅｓ”Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４
７，５２４８（１９７６）等に開示されたものが知られ
ている。ＭＩＭ型の例としては、Ｃ．Ａ．Ｍｅａｄ．
“Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｕｎｎｅｌ−Ｅｍｉｓ
ｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌｙ．Ｐｈｙ
ｓ．，３２，６４６（１９６１）等に開示されたものが
知られている。表面伝導型電子放出素子型の例として
は、Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇ．Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｙｓ．，１０，１２９０（１９６
５）等に開示されたものがある。

【０００３】表面伝導型電子放出素子は、基板上に形成
された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことに
より、電子放出が生ずる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Ｅｌｉｎｓｏ
ｎ等によるＳｎＯ₂ 薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜による
もの［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ，“Ｔｈｉｎ ＳｏｌｉｄＦ
ｉｌｍｓ”，９，３１７（１９７２）］．Ｉｎ₂ Ｏ₃ ／
ＳｎＯ₂ 薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ ａｎ
ｄ Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ，“ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．
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、大面積にわたり多数の素
子を配列形成できる利点がある。そこで、この特徴を生
かせるようないろいろな応用が研究されている。例え
ば、荷電ビーム源、表示装置等が挙げられる。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
する様に、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挙げられる（例
えば、特開昭６４−０３１３３２号、特開平１−２８３
７４９号、特開平２−２５７５５２号等）。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に替わって、普及してき
たが、自発光型でないため、バックライトを持たなけれ
ばならない等の問題点があり、自発光型の表示装置の開
発が、望まれてきた。自発光型表示装置としては、表面
伝導型放出素子を多数配置した電子源と、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
組み合わせた表示装置である画像形成装置が挙げられる
（例えば、米国特許第５０６６８８３号）。

【０００５】上記の表面伝導型電子放出素子は、図９に
模式的に示すように、基体１上に対向する一対の素子電
極２，３と、該素子電極２，３に接続されその一部に電
子放出部５を有する導電性薄膜４とを有してなる。

【０００６】電子放出部５は、導電性薄膜４に、予めフ
ォーミングと称される通電処理により形成する。フォー
ミングは、導電性薄膜４の両端に、電圧を印加通電する
ことで通常行われ、電子放出部５は、導電性薄膜４の一
部が、破壊・変形ないし変質され、間隙が形成された部
分であり、間隙内部及びその近傍の導電性薄膜４上に
は、活性化と呼ばれる工程により、炭素及び／または炭
素化合物を主成分とする堆積物が形成されている。これ
により放出される電子の量が大幅に増大する。

【０００７】導電性薄膜４は、通電による処理（フォー
ミング工程）で間隙部を好ましい状態に形成するため
に、金属酸化物等の微粒子により構成される。

【０００８】従来は、導電性薄膜４を真空蒸着法、スパ
ッタリング法、化学的気相堆積法等により成膜する方
法、または、有機金属化合物をスピンコート等により塗
布して成膜する方法などによって形成する工程、フォト
リソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて所定の形
状にパターニングする工程等、によって製造されてい
た。そのため、大面積にわたって多数の電子放出素子を
形成する場合においては、大型露光装置を始め大型製造
装置が必要となり、莫大な製造コストがかかるという問
題があった。

【０００９】これらの問題を解決すべく、特開平８−１
７１８５０号公報や、特開２０００−１１３８０８号公
報等においては、前記導電性薄膜の所望の形状にパター
ニングする工程において、リソグラフィ法等を用いず、
バブルジェット法やピエゾジェット法等のインクジェッ
ト法によって、基体上に、有機金属含有溶液の液滴を付
与し、所望の形状の導電性薄膜を形成する製造方法を提
案している。更に、これらの公報においては、有機金属
含有溶液の基体への付与の工程に先立ち、基体の表面エ
ネルギを調整するために、発水材の液体を基体に塗布す
ることや、有機ガスを基体に付着させることが、提案さ
れている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記電子放出素子の導
電性薄膜に電子放出部を形成するフォーミング工程にお
いては、導電性薄膜に印加する電圧をできるだけ低くす
る方が、特性の良い電子放出素子を得やすい。フォーミ
ング工程の印加電圧を小さくする方法としては、導電性
薄膜を金属酸化物、好ましくはその微粒子により形成
し、該金属酸化物の還元を促進する雰囲気下で電圧を印
加すると、還元に伴って導電性薄膜の一部に凝集が起こ
ることにより、低い印加電圧でも電子放出部の形成が行
われることが見出された。この方法においても、やはり
印加する電圧はフォーミング処理が行ない得る範囲でで
きるだけ低くすることが望ましいが、該導電性薄膜の膜
厚に分布が存在すると、薄い部分は抵抗が高いので電圧
降下により、その部分だけ所定の電圧がかからず、フォ
ーミングされない場合がある。また、薄い部分をフォー
ミング可能にするために、印加電圧を高くすると、厚い
部分に電流が多量に流れ形成された間隙が異常に広くな
り、前記活性化が行えないという問題も生じ、十分高品
位な画像を得ることが困難となる場合があった。

【００１１】特開平９−２４５６２５号公報で提案され
ているように、基体表面を疎水化処理し、インクジェッ
ト法で導電性膜形成材料を含む溶液を付与する前に、被
付与部にマスクを用いて紫外線照射する方法を用いるこ
とで、導電性薄膜の形状、膜厚分布は均一になり、上記
課題は改善される。しかしながら、この方法は、マスク
のアライメント精度の問題で、大判化が困難といった課
題が生じた。

【００１２】本発明の目的は、上記問題を解決し、低電
圧印加のフォーミング工程によって、電子放出特性に優
れた電子放出素子及び該電子放出素子を複数用いてなる
電子源を、歩留良く形成する方法を提供し、表示特性の
良い画像形成装置を製造する方法を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するために鋭意検討を行って成されたものであ
り、次のような構成のものである。

【００１４】すなわち本発明は、第１に、被処理部材表
面の所定個所に溶液を液滴状に付与するインクジェット
装置において、その液滴を付与する前に被付与部に紫外
光線を照射する機構を設けたことを特徴とするインクジ
ェット装置である。

【００１５】本発明は第２に、基板上に形成された一対
の素子電極間を連絡する導電性薄膜を形成し、その導電
性薄膜の一部に電子放出部を形成して電子放出素子を製
造する方法であって、前記一対の素子電極間に導電性膜
形成材料を含む溶液を液滴状に付与し該導電性薄膜を形
成する工程において、上記第１の発明のインクジェット
装置により、その液滴を付与する前に被付与部に紫外光
線を照射することを特徴とする電子放出素子の製造方法
であってもよい。この場合、炭素化合物のガスを含有す
る雰囲気中で前記電子放出素子に活性化処理を施す工程
と、該活性化処理時に導入した炭素化合物の残留物を排
出する工程とを含むことが望ましい。

【００１６】本発明は第３に、基板上の一対の素子電極
に各々配線を接続した電子放出素子を複数個有する電子
源の製造方法において、前記電子放出素子を上記第２の
発明に係る製造方法で製造することを特徴としてもよ
い。

【００１７】本発明は第４に、基板上の一対の素子電極
に各々配線を接続した電子放出素子を複数個有する電子
源と、該電子源に対向して配置され少なくとも蛍光体を
有するフェースプレートとを具備する画像形成装置の製
造方法において、前記電子放出素子を上記第２の発明に
係る製造方法で製造することを特徴としてもよい。

【００１８】

【作用】本発明の電子放出素子を製造する際は、導電性
膜形成材料の溶液を基体上に設けられた一対の素子電極
間に、液滴状に付与するインクジェット装置において、
付与前に被付与部に紫外光線を局所的に照射させる機構
を設けることで、所定の位置に精度良く導電性薄膜を形
成することができる。

【００１９】素子電極間に導電性薄膜を形成する材料を
含む溶液を付与することによって導電性薄膜を形成する
際に、電極を含む基体表面を疎水化処理し、導電性膜形
成材料を付与する領域のみ親水化処理を施す工程を行う
ことにより、以下の作用を有する。

【００２０】すなわち、付与された溶液は、基板の親水
性表面上では拡がり、疎水性表面上でははじかれるため
に、不要な位置に溶液が拡がったり、付着したりするこ
とがなく、所定の位置に精度良く導電性薄膜を形成する
ことができる。また、基板の表面処理面の面積と、付与
する溶液の量によって導電性薄膜の形状及び厚みを容易
に制御することが可能であり、導電性薄膜の形状、厚み
の再現性や均一性が向上する。その結果、前記フォーミ
ング処理の課題が改善され、大面積にわたって多数の電
子放出素子を形成する場合でも、均一な電子放出特性が
得られる。

【００２１】また、本発明に係る製造方法によれば、大
規模な成膜装置や、フォトリソグラフィ技術を用いた導
電性薄膜のパターニング工程が不要であるため、低コス
トでかつ容易に電子放出素子を製造することができる。

【００２２】また、本発明に係る方法によって製造され
た電子放出素子を応用することにより、均一性及び生産
性に優れた電子源、及び画像形成装置を提供することが
できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を詳細に説明する。図４は、本発明に係る表
面伝導型電子放出素子の一例を示す模式図であり、図４
（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＡ−
Ａ断面図である。図４において１は板状の基体、２と３
は素子電極、４は導電性薄膜、５は電子放出部である。

【００２４】基体１としては、石英ガラス、Ｎａ等の不
純物含有量を減少したガラス、青板ガラス、青板ガラス
にスパッタリング法等により形成したＳｉＯ₂ を積層し
たガラス基板及びアルミナ等のセラミックス及びＳｉ基
板等のいずれかを用いることができる。対向する素子電
極２，３の材料としては、一般的な導体材料を用いるこ
とができる。これは例えばＮｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属或は合金及
びＰｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ₂ 、Ｐｄ−Ａｇ等の金属或
は金属酸化物とガラス等から構成される印刷導体、Ｉｎ
₂ Ｏ₃ −ＳｎＯ₂等の透明導電体及びポリシリコン等の
半導体導体材料等から適宜選択することができる。

【００２５】素子電極２，３の間隔Ｌ、素子電極長さ
Ｗ、導電性薄膜４の形状等は、応用される形態等を考慮
して、設定される。素子電極２，３の間隔Ｌは、好まし
くは、数千オングストローム（Å）から数百マイクロメ
ートル（μｍ）の範囲とすることができ、より好ましく
は、素子電極間に印加する電圧等を考慮して数μｍから
数十μｍの範囲とすることができる。

【００２６】素子電極長さＷは、電極の抵抗値、電子放
出特性を考慮して、数μｍから数百μｍの範囲とするこ
とができる。素子電極２，３の膜厚ｄは、数百Åから数
μｍの範囲とすることができる。なお、図４に示した構
成だけでなく、基体１上に、導電性薄膜４、対向する素
子電極２，３の順に積層した構成とすることもできる。

【００２７】導電性薄膜４には、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を用いるのが
好ましい。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適宜設定されるが、通常は、
数Åから数千Åの範囲とするのが好ましく、より好まし
くは１０Åより５００Åまでの範囲とするのが良い。そ
の抵抗値は、Ｒｓが１０²から１０⁷Ω／□の値である。
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）とおいたときに現れる。本明
細書において、フォーミング処理については、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、膜に亀裂を生じさせて高抵抗状態
を形成する処理を包含するものである。

【００２８】導電性薄膜４を構成する材料は、Ｐｄ、Ｐ
ｔ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆ
ｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、ＰｄＯ、Ｓ
ｎＯ₂、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 、ＰｂＯ、及びＳｂ₂ Ｏ₃ 等の酸化
物の中から適宜選択される。ここで述べる微粒子膜と
は、複数の微粒子が集合した膜であり、その微細構造
は、微粒子が個々に分散配置された状態あるいは微粒子
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、全体として島状構造を形成している場
合も含む）をとっている。微粒子の粒径は、数Åから数
千Åの範囲、好ましくは、１０Åから２００Åまでの範
囲である。

【００２９】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、材料及び後述する通電フォーミング等の手
法等に依存したものとなる。電子放出部５の内部には、
数Åから数百Åの範囲の粒径の導電性微粒子が存在する
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及びその近傍の導電性薄膜４
には、炭素及び炭素化合物を有することもできる。

【００３０】次に図２を用いて電子放出素子の製造方法
を説明する。まず、図２（ａ）に示すように、基体１上
に素子電極２，３を対向して形成する。素子電極２，３
の形成は、素子電極材料を真空蒸着法、スパッタリング
法等により成膜し、リフトオフ、エッチング等によりパ
ターニングする方法、または、素子電極材料を含むペー
ストを印刷し焼成する方法等により形成される。

【００３１】次に、図２（ｂ）に示すように、素子電極
を形成した電極基体１の表面を、疎水性表面６になるよ
うに表面処理を行う。以下、電極基体１の表面処理方法
の一例を示す。素子電極２，３の形成された電極基体１
の表面を洗浄した後、基体全面に疎水化処理を行う。

【００３２】一般に、清浄なガラス、金属、または金属
酸化物の表面は水などの溶液にぬれやすく、プラスチッ
クス等の有機物表面はぬれにくい。基体表面のぬれやす
さは表面構造に由来するため、基体表面に疎水性の高い
ハイドロカーボン基、フルオロカーボン基などを導入し
て基体表面を疎水化処理することにより、これらの溶液
に対してぬれにくくすることができる。本実施形態にお
いて、疎水化処理にはハイドロカーボン、フルオロカー
ボン等の疎水基を有する有機ケイ素化合物が好適に用い
られ、スピンコートスプレーコート等の塗布法や気相堆
積法によって処理を行うことができる。

【００３３】有機ケイ素化合物としては、例えば、トリ
メチルメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メ
チルトリメトキシシラン、メチルジメトキシシラン、ト
リメチルエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、
メチルジエトキシシラン、トリフェニルメトキシシラ
ン、ジフェニルシメトキシシラン、フェニルトリメトキ
シシラン、トリフェニルエトキシシラン、ジフェニルジ
エトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のアル
コキシシラン類、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリ
メトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルト
リス（β−メトキシシラン）シラン等のビニルシラン
類、γ−クロロプロピルトリクロロシラン、γ−クロロ
プロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリ
エトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミ
ノプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエ
チル）−γアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β
（アミノエチル）−γアミノプロピルメチルジメトキシ
シラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等の有機官
能性シラン類、フルオロエチルトリメトキシシラン、γ
−フルオロプロピルトリメトキシシラン、フルオロエチ
ルジメトキシエトキシシラン、フルオロエチルメチルジ
エトキシシラン、パーフルオロエチルトリメトキシシラ
ン、パーフルオロエチルトリエトキシシラン、パーフル
オロプロピルトリメトキシシラン、パーフルオロプロピ
ルトリキシシラン等のフルオロアルキルシラン類（Ｃ４
以上のものも含む）、ヘキサメチルジシラン等のジシラ
ン類、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロト
リシラザン等のシラザン類、ジフェニルシランジオール
等のシラノール類、Ｎ−トリメチルシリルアセトアミ
ド、ビス（トリメチルシリル）アセトアミド、Ｎ、Ｎ’
−ビス（トリメチルシリル）尿素等のシリルアミド類等
が挙げられる。また、その他、一般に溌水材として使用
されているシリコーン樹脂や、フッ素樹脂を用いても良
い。

【００３４】次に、導電性薄膜４を形成する部分を親水
化処理する。親水性表面７は例えば図２（ｃ）に示すよ
うに、前記疎水処理された電極基体１の表面の導電性膜
形成材料を付与する領域のみ紫外光線１９を照射するこ
とにより成される。なお、紫外光オゾンアッシングは、
大気中もしくは酸素雰囲気中で紫外光を照射し、紫外光
及び紫外光の照射により生成したオゾンの作用により有
機物等を分解、除去するものであり、簡易な装置で処理
できるため、より好ましい。この処理を行うと、疎水性
の有機官能基や基体表面の汚染物質が除去される効果、
基体表面に酸化物被膜が形成される効果、基体表面に−
ＯＨ基が吸着される効果、のいずれか、もしくはこれら
複数の効果によって、基体表面の親水化が行われるもの
と考えられる。

【００３５】以上のようにして、導電性薄膜４を形成す
る基体表面が親水化処理されてその処理された部分の表
面が親水性表面７になり、導電性薄膜４を形成しない基
体表面が疎水化処理された電極基体１が得られる（図２
（ｄ））。

【００３６】次に、図２（ｅ）に示すように、表面処理
した電極基体１上の被付与部（親水性表面７になってい
る部分）に、導電性薄膜４を形成する材料を含む溶液を
付与する。図２では一例として、液滴付与装置２０を用
いて導電性薄膜４を形成する材料を含む液滴１２を被付
与部に付与する例を示す。

【００３７】ここで用いられる液滴付与装置２０の具体
例としては、任意の液滴を形成できる装置であればどの
ような装置を用いても構わないが、特に十数ｎｇ程度か
ら数十μｇ程度の範囲において制御が可能であり、かつ
数十ｎｇ程度以上の微小量の液滴１２が容易に形成でき
るインクジェット方式の装置が望ましい。インクジェッ
ト方式の装置として、例えばバブルジェット（登録商
標）方式の装置を好適に用いることができる。

【００３８】付与する液滴の数は、一つの導電性薄膜の
形成に対して単数であっても複数であっても良い。単数
の場合は複数の場合に比べて製造時間が短縮できる。一
方、複数の場合は、一つの液滴の量に加えて液滴の数に
よって導電性薄膜の膜厚を制御することができ、形成す
る導電性薄膜の形状及びパターン精度をより高めること
ができる。また、一つの導電性薄膜の形成に対して付与
する液滴数が単数、複数にかかわらず一対の素子電極
２，３に対して２箇所以上に液滴を付与して導電性薄膜
を形成しても良い。

【００３９】液滴として付与される溶液は、導電性薄膜
４を形成する材料を水もしくは水と有機溶剤の混合溶媒
に分散または溶解した溶液等が望ましい。ここで用いら
れる導電性薄膜４を形成する材料としては、前述の導電
性薄膜４を構成する材料や、導電性薄膜４を構成する材
料を含む有機金属化合物などが挙げられる。また、基体
の表面処理方法によっても異なるが、室温における表面
張力が２０〜９０ｄｙｎｅ／ｃｍ、好ましくは５０〜８
０ｄｙｎｅ／ｃｍの溶液が望ましい。

【００４０】この場合、付与された溶液は、図２（ｆ）
に示すように、電極基体１の親水性表面７では拡がり、
疎水性表面６でははじかれるために、落下後の液滴１２
が基体１上で不規則に拡がることがない。そのため、基
体１の親水性表面７の面積と付与する液滴の量によって
導電性薄膜４の形状及び厚みを容易に制御することが可
能となり、導電性薄膜４の形状、厚みの再現性や均一性
が向上する。また、導電性薄膜４の形成位置は基体１の
処理面によって決まるために、液滴の着弾位置が多少ず
れても影響はなく、所定の位置に精度良く導電性薄膜４
を形成することができる。

【００４１】付与する溶液として、導電性薄膜４を形成
する材料を有機溶剤に分散または溶解した溶液も同様に
用いることができるが、一般に有機溶剤は表面張力が１
５〜４０ｄｙｎｅ／ｃｍと低く、種々の基体１に対して
ぬれやすい。この場合基体表面の疎水化処理には、より
表面エネルギの小さい（ぬれにくい）基体表面を形成す
ることが可能な、上記フルオロアルキルシラン等のフッ
素含有化合物を用いて表面処理を行うのが好ましい。

【００４２】なおここでは、基体１の表面の全面を疎水
化処理した後、導電性薄膜４を形成する基体表面を親水
化処理する例について説明したが、予め電極基体表面が
疎水性表面である場合には上記疎水化処理は不要であ
る。

【００４３】以上のようにして、導電性薄膜４を形成す
る材料を含む溶液を付与した後、必要に応じて乾燥、加
熱処理等を行い導電性薄膜４を形成する（図２
（ｆ））。次にフォーミングにより電子放出部５を形成
する。

【００４４】フォーミング工程の方法の一例として還元
ガス雰囲気下で通電処理を施す方法を説明する。還元ガ
ス（例えば水素）雰囲気下で素子電極２，３間に、不図
示の電源を用いて、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。通電フ
ォーミングによれば導電性薄膜４に局所的に破壊、変形
もしくは変質等の構造の変化した部位が形成される。該
部位が電子放出部５を構成する。通電フォーミングの電
圧波形の例を図８に示す。

【００４５】電圧波形は、パルス波形が好ましい。これ
には、図８（ａ）に示したパルス波高値を定電圧とした
パルスを連続的に印加する手法と、図８（ｂ）に示した
パルス波高値を増加させながら電圧パルスを印加する手
法とがある。

【００４６】図８（ａ）におけるＴ１及びＴ２は電圧波
形のパルス幅とパルス間隔である。通常、パルス幅Ｔ１
は１マイクロ秒〜１０ミリ秒、パルス間隔Ｔ２は１０マ
イクロ秒〜１００ミリ秒の範囲で設定される。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される。この
ような条件のもと、例えば、数秒から数十分間電圧を印
加する。パルス波形は三角波に限定されるものではな
く、矩形波など所望の波形を採用することができる。

【００４７】図８（ｂ）におけるパルス幅Ｔ１及びパル
ス間隔Ｔ２は、図８（ａ）に示したのと同様とすること
ができる。三角波の波高値（通電フォーミング時のピー
ク電圧）は、例えば０．１Ｖステップ程度ずつ、増加さ
せることができる。

【００４８】通電フォーミング処理の終了は、パルス間
隔Ｔ２中に、導電性薄膜４を局所的に破壊、変形しない
程度の電圧を印加し、電流を測定して検知することがで
きる。例えば０．１Ｖ程度の電圧印加により流れる素子
電流を測定し、抵抗値を求めて、１ＭΩ以上の抵抗を示
した時、通電フォーミングを終了させる。

【００４９】フォーミングが終えた素子には、活性化工
程と呼ばれる処理を施すのが好ましい。活性化工程と
は、この工程により、素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅが、
著しく変化する工程である。活性化工程は、例えば、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ことがで
きる。この雰囲気は、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導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
応用の形態、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、蟻酸、
酢酸、プロピオン酸等が使用できる。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Ｉｆ、放出電流Ｉｅ
が、著しく変化するようになる。

【００５０】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、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。

【００５１】炭素及び炭素化合物とは、例えばグラファ
イト（いわゆるＨＯＰＧ、ＰＧ（ＧＣ）を包含する。Ｈ
ＯＰＧはほぼ完全なグラファイトの結晶構造、ＰＧは結
晶粒が２００Å程度で結晶構造がやや乱れたもの、ＧＣ
は結晶粒が２０Å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。）や非晶質カーボン（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）であり、その膜厚は、
５００Å以下の範囲とするのが好ましく、３００Å以下
の範囲とすることがより好ましい。

【００５２】このような工程を経て得られた電子放出素
子は、安定化工程を行うことが好ましい。この工程は、
真空容器内の有機物質を排気する工程である。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。

【００５３】前記活性化の工程で、排気装置として油拡
散ポンプやロータリーポンプを用い、これから発生する
オイル成分に由来する有機ガスを用いた場合は、この成
分の分圧を極力低く抑える必要がある。真空容器内の有
機成分の分圧は、上記の炭素及び炭素化合物がほぼ新た
に堆積しない分圧で１×１０^-8Ｔｏｒｒ以下が好まし
く、さらには１×１０^-10 Ｔｏｒｒ以下が特に好まし
い。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。この
ときの加熱条件は、８０〜２００℃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
適宜選ばれる条件により行う。真空容器内の圧力は極力
低くすることが必要で、１〜３×１０ ^-7Ｔｏｒｒ以下が
好ましく、さらに１×１０^-8Ｔｏｒｒ以下が特に好まし
い。

【００５４】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、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。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Ｉｆ、放出電流Ｉ
ｅが、安定する。

【００５５】上述した工程を経て得られた本発明を適用
可能な電子放出素子の基本特性について、図５及び図６
を参照しながら説明する。図５は、真空処理装置の一例
を示す模式図であり、この真空処理装置は測定評価装置
としての機能をも兼ね備えている。図５においても、図
４に示した部位と同じ部位には図４に付した符号と同一
の符号を付している。図５において、５５は真空容器で
あり、５６は排気ポンプである。真空容器５５内には電
子放出素子が配されている。即ち、１は電子放出素子を
構成する板状の基体であり、２及び３は素子電極、４は
導電性薄膜、５は電子放出部である。５１は電子放出素
子に素子電圧Ｖｆを印加するための電源、５０は素子電
極２，３間の導電性薄膜４を流れる素子電流Ｉｆを測定
するための電流計、５４は素子の電子放出部５より放出
される放出電流Ｉｅを捕捉するためのアノード電極であ
る。５３はアノード電極５４に電圧を印加するための高
圧電源、５２は素子の電子放出部５より放出される放出
電流Ｉｅを測定するための電流計である。一例として、
アノード電極５４の電圧を１ｋＶ〜１０ｋＶの範囲と
し、アノード電極５４と電子放出素子との距離Ｈを２ｍ
ｍ〜８ｍｍの範囲として測定を行うことができる。

【００５６】真空容器５５内には、不図示の真空計等の
真空雰囲気下での測定に必要な機器が設けられていて、
所望の真空雰囲気下での測定評価を行えるようになって
いる。排気ポンプ５６は、ターボポンプや、ロータリー
ポンプからなる通常の高真空装置系と、更にイオンポン
プ等からなる超高真空装置系とにより構成されている。
ここに示した電子源基板を配した真空処理装置の全体
は、不図示のヒーターにより２００℃まで加熱できる。
従って、この真空処理装置を用いると、前述の通電フォ
ーミング以降の工程も行うことができる。

【００５７】図６は、図５に示した真空処理装置を用い
て測定された放出電流Ｉｅ、素子電流Ｉｆと素子電圧Ｖ
ｆの関係を模式的に示した図である。図６においては、
放出電流Ｉｅが素子電流Ｉｆに比べて著しく小さいの
で、任意単位で示している。なお、縦・横軸ともリニア
スケールである。図６からも明らかなように、本発明を
適用可能な表面伝導型電子放出素子は、放出電流Ｉｅに
関して三つの特徴的性質を有する。

【００５８】即ち、（ｉ）本実施形態に係る電子放出素
子は、ある電圧（しきい値電圧と呼ぶ、図６中のＶｔｈ
である。）以上の素子電圧を印加すると急激に放出電流
Ｉｅが増加し、一方しきい値電圧Ｖｔｈ以下では放出電
流Ｉｅがほとんど検出されない。つまり、放出電流Ｉｅ
に対する明確なしきい値電圧Ｖｔｈを持った非線形素子
である。（ｉｉ）放出電流Ｉｅが素子電圧Ｖｆに単調増
加依存するため、放出電流Ｉｅは素子電圧Ｖｆで制御で
きる。（ｉｉｉ）アノード電極５４に捕捉される放出電
荷は、素子電圧Ｖｆを印加する時間に依存する。つま
り、アノード電極５４に捕捉される電荷量は、素子電圧
Ｖｆを印加する時間により制御できる。

【００５９】以上の説明より理解されるように、本発明
を適用可能な表面伝導型電子放出素子は、入力信号に応
じて、電子放出特性を容易に制御できることになる。こ
の性質を利用すると複数の電子放出素子を配して構成し
た電子源、画像形成装置等、多方面への応用が可能とな
る。

【００６０】図６においては、素子電流Ｉｆが素子電圧
Ｖｆに対して単調増加する（以下、「ＭＩ特性」とい
う。）例を実線にて示した。素子電流Ｉｆが素子電圧Ｖ
ｆに対して電圧制御型負性抵抗特性（以下、「ＶＣＮＲ
特性」という。）を示す場合もある（不図示）。これら
特性は、前述の工程を制御することで制御できる。

【００６１】以上のような工程を経て得られた電子放出
素子は、基本的には、例えば特開平７−２３５２５５号
公報、特許第２９０３２９５号に係る公報、特開平９−
２３７５７１号公報等に開示されている電子放出素子と
同様の電子放出特性を有するので、同一基板上にマトリ
ックス状に複数の電子放出素子を配した電子源を構成
し、所望の素子を選択して駆動する単純マトリックス駆
動が可能である。

【００６２】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。例えば、電子放出素子をＸ
方向及びＹ方向に行列状に複数個配し、同じ行に配され
た複数の電子放出素子の電極の一方をＸ方向の配線に共
通に接続し、同じ列に配された複数の電子放出素子の電
極の他方をＹ方向の配線に共通に接続するものが挙げら
れる。このようなものはいわゆる単純マトリクス配置で
ある。この単純マトリクス配置について以下に詳述す
る。

【００６３】本発明に係る電子放出素子を複数個マトリ
クス状に配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。６１は基体としての電子源基板、６２は
Ｘ方向配線、６３はＹ方向配線、６４は表面伝導型電子
放出素子、６５は結線である。ｍ本のＸ方向配線６２
は、ＤＸ１，ＤＸ２，・・・・・・ＤＸｍからなり、導電性金
属等で構成することができる。配線の材料、膜厚、幅は
適宜設定される。Ｙ方向配線６３は、ＤＹ１，ＤＹ２，
・・・・・・ＤＹｎのｎ本の配線よりなり、Ｘ方向配線６２と
同様に形成される。これらｍ本のＸ方向配線６２とｎ本
のＹ方向配線６３との間には、不図示の層間絶縁層が設
けられており、両者を電気的に分離している（ｍ，ｎは
共に正の整数）。不図示の層間絶縁層は、ＳｉＯ₂ 等で
構成される。例えば、Ｘ方向配線６２を形成した基板６
１の全面あるいは一部に所望の形状で形成され、特にＸ
方向配線６２とＹ方向配線６３の交差部の電位差に耐え
得るように膜厚、材料、及び製法が設定される。Ｘ方向
配線６２とＹ方向配線６３は、それぞれ外部端子として
引き出されている。

【００６４】表面伝導型電子放出素子６４を構成する一
対の電極（不図示）は、ｍ本のＸ方向配線６２とｎ本の
Ｙ方向配線６３と導電性金属等からなる結線６５によっ
て電気的に接続されている。配線６２と配線６３を構成
する材料、結線６５を構成する材料、及び一対の素子電
極を構成する材料は、その構成元素の一部あるいは全部
が同一であっても、また異なっていてもよい。これらの
材料は、例えば前述の素子電極の材料より適宜選択され
る。素子電極を構成する材料と配線材料が同一の場合に
は、素子電極に接続した配線は素子電極の一部というこ
ともできる。Ｘ方向配線６２にはＸ方向に配列した表面
伝導型電子放出素子６４の行を選択するための走査信号
を印加する不図示の走査信号印加手段が接続される。一
方、Ｙ方向配線６３にはＹ方向に配列した表面伝導型放
出素子６４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。電子放出素子に
印加される駆動電圧は、当該素子に印加される走査信号
と変調信号の差電圧として供給される。上記構成におい
ては、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。

【００６５】本発明の電子放出素子を用いて電子源を形
成し、画像形成部材と組み合わせて、例えば、 大画面の
フラットパネルディスプレイのような画像形成装置を構
成することができる。

【００６６】

【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
の置換や変形変更がなされたものも包含する。 ［実施例１］本発明に係る電子放出素子の製造方法の実
施例を以下で説明する。本発明に係る電子放出素子の導
電性薄膜形成方法を図１及び図３を用いて説明する。

【００６７】図１は、ヘッド２０より液滴１２を電極ギ
ャップ部へ付与する様子を示す模式図である。まず、図
１（ａ）に示すように、青板ガラスの基体１上にリフト
オフ法及びスパッタリング法を用いて、厚み５００Åの
Ｐｔからなる一対の素子電極２，３を形成した。素子電
極２，３の電極間距離Ｌは１０ミクロンとした。素子電
極２，３の形成された電極基体１を十分に洗浄した後、
１６０℃加熱下において基体１の表面にヘキサメチルジ
シラザンを気相堆積させることにより電極基体全面に疎
水化処理を行った。

【００６８】全面に疎水化処理を行った電極基体１の液
滴付与予定部（素子電極間）に、図１（ｂ）に示すよう
に、紫外光線１９を照射し、紫外光オゾンアッシングで
親水化処理を施した。その後、表面処理を行った電極基
体１の液滴付与予定部に、図１（ｃ）に示すように、ヘ
ッド部２０を用いて、酢酸パラジウム−エタノールアミ
ン錯体水溶液の液滴１２を４滴（４ドット）付与した。
液滴１２の付与は、紫外光照射機構を設けたインクジェ
ット式液滴付与装置（図３）を用いて行なった。図３に
おいて、バブルジェット方式の噴射装置（キヤノン社製
ＢＪ−１０Ｖ）のヘッド部２０の近傍に、紫外光源２２
にガラスファイバ２３を組み合わせたスポット状局所照
射機構２１を具備するものを用いた。また、この装置に
は液滴１２を付与あるいは乾燥時に基体１との相対位置
を調整する可動ステージ２４、このステージ２４を駆動
するステージ駆動機構２５及びその制御機構２６、さら
にインクジェットヘッド制御機構２７、照射制御機構２
８を備え、これら各制御機構は、コンピュータ２９によ
り集中制御されている。

【００６９】このとき付与された液滴１２は、図１
（ｄ）に示すように、電極基体１の親水化処理表面上で
拡がり、疎水化処理表面に達したところでその形状は安
定化し、親水化処理表面上のみに薄膜用液部１２ａが形
成された。液滴の付与後、３５０℃で３０分間加熱処理
をして酸化パラジウムの微粒子からなる導電性薄膜４を
形成した。導電性薄膜４の膜厚は約１０ｎｍであった。

【００７０】次に、１×１０^-6Ｔｏｒｒの真空中にて素
子電極２，３間に電圧を印加しながら、水素・窒素混合
ガスを１０ｍｍＴｏｒｒ／ｓｅｃの導入レートで真空容
器５５に導入して通電フォーミングを行い、電子放出部
を形成した。通電フォーミングの電圧波形は図８（ａ）
に示す波形とし、パルス幅Ｔ１を０．１ｍｓｅｃ、パル
ス間隔Ｔ２を２５ｍｓｅｃとし、印加電圧を１０Ｖとし
た。続いて、１×１０ ^-4Ｔｏｒｒのアセトン雰囲気中に
て素子電極２，３間に１０〜１６Ｖの電圧を印加し、活
性化処理を行った。活性化の印加電圧パルスはフォーミ
ング時の印加電圧パルスと同様にした。

【００７１】以上のようにして製造した電子放出素子を
図５に示した測定系を用い、１×１０^-7Ｔｏｒｒ以下の
真空度まで排気した後、駆動電圧１４Ｖ、アノード電圧
３ｋＶを印加して素子の電子放出特性を測定したとこ
ろ、素子電流Ｉｆ＝１Ａ、放出電流Ｉｅ＝０．８μＡが
得られ、活性化不良のない良好な電子放出特性を示し
た。

【００７２】［実施例２］図１０及び図１１を主に用い
て本発明に係る表面伝導型電子放出素子を有する電子源
の製造方法を説明する。なお、本実施例では、図７に示
すように、複数の電子放出素子６４がマトリクス状に配
置されたものを用いた。また、この表面伝導型電子放出
素子６４の製造方法は、実施例１と基本的な考え方は同
様であるが、大面積の基板における複数個の電極部に液
滴を付与して、それを乾燥させる方法を具体的に示す。

【００７３】まず電子源基板３４として青板ガラス基板
を用い、これを有機溶剤等により充分洗浄後、１２０℃
の乾燥炉で乾燥させた。リフトオフ法及びスパッタリン
グ法を用いて、厚み５００ÅのＰｔからなる一対の素子
電極２，３を形成した。素子電極２，３の電極間距離Ｌ
は１０μｍとした。この電極２，３に梯子状のＡｇ配線
を接続した（不図示）。素子電極２，３の形成された電
子源基板３４を十分に洗浄した後、１６０℃加熱下にお
いて基板表面にヘキサメチルジシラザンを気相堆積させ
ることにより電子源基板全面に疎水化処理を行った。

【００７４】以下、素子電極のギャップ部分への導電性
薄膜の形成方法について、図１０及び図１１を用いて述
べる。液滴付与装置としては図１０に示す構成のものを
用いた。液滴付与機構には、実施例１と同様の紫外光照
射機構を設けた（不図示）バブルジェットヘッド３０を
用いた。ステージは固定ステージ３３であり、被処理電
子源基板３４に対してのヘッド３０の相対移動は、Ｘ軸
駆動リニアスライド３５、Ｙ軸駆動リニアスライド３
６、Ｚ軸駆動機構３７により、ヘッド３０そのものが移
動する方式である。また、ヘッド３０は、コントローラ
３２に接続されている。さらに各軸の駆動及びヘッド３
０と紫外光照射機構コントローラ３２等は、コンピュー
タ３８により集中的に制御されるものである。

【００７５】上記図１０に示した装置の動作を図１１に
より説明する。図１１で示す電子源基板３４には簡単の
ため配線を省略し、素子電極２，３のみを示した。図１
１は、ヘッド３０がヘッド進行方向４１に移動し、順次
電極ギャップ部に紫外光照射をし、実施例１で述べた酢
酸パラジウム−エタノールアミン錯体水溶液を４滴（４
ドット）ずつ付与していく様子を示している。なお、こ
の図では紫外光照射機構の図示を省略している。

【００７６】このとき付与された液滴は電極基板の親水
化処理表面上で拡がり、疎水化処理表面に達したところ
でその形状は安定化し、親水化処理表面上のみに液滴が
形成された。液滴の付与後、３５０℃で３０分間加熱処
理をして酸化パラジウムの微粒子からなる導電性薄膜４
を形成した。導電性薄膜４の膜厚は約１０ｎｍであっ
た。

【００７７】さらに、この電子源基板の２ｍｍ上方にフ
ェースプレート（不図示のガラス基板の内面に蛍光膜と
メタルバックが形成されて構成される）を支持枠（不図
示）を介して配置し、フリットガラスを用いて４００℃
にて封着を行った。なお、蛍光膜にはＲＧＢ３色がスト
ライプ形状に配置されたものを用いた。

【００７８】作製した容器内を排気管を通じ真空ポンプ
にて排気した後、容器外端子を通じて、実施例１と同様
に電子放出素子の素子電極２，３間に１０Ｖの電圧を印
加しながら、水素・窒素混合ガスを１０ｍｍＴｏｒｒ／
ｓｅｃの導入レートで導入して通電フォーミングを行
い、電子放出部を形成した。通電フォーミングの電圧波
形は図８（ａ）に示す波形とし、パルス幅Ｔ１を０．１
ｍｓｅｃ、パルス間隔Ｔ２を２５ｍｓｅｃとし、印加電
圧を１０Ｖとした。続いて、１×１０^-4Ｔｏｒｒのアセ
トン雰囲気中にて素子電極２，３間に１０〜１６Ｖの電
圧を印加し、活性化処理を行った。活性化の印加電圧パ
ルスはフォーミング時の印加電圧パルスと同様にした。

【００７９】容器内を十分に排気し、さらに真空度を維
持するためにゲッター処理を行った後、排気管をガスバ
ーナーで溶着して容器を封止し、画像形成装置を作製し
た。以上のようにして完成した画像形成装置において、
各電子放出素子には容器外端子を通じて１５Ｖの電圧を
印加し、高圧端子を通じてメタルバックに４ｋＶの電圧
を印加したところ、フェースプレート上で均一性の良好
な発光スポットを得ることができた。また、ＮＴＳＣ方
式のテレビ信号に基づいてテレビジョン表示を行ったと
ころ、全面において輝度むらや表示むらのない、良好な
画像を表示させることができた。

【００８０】

【発明の効果】本発明に係る表面伝導型電子放出素子を
製造する際は、導電性膜形成材料の溶液を基体または基
板上に設けられた一対の素子電極間に、液滴状に付与す
るインクジェット装置において、付与前に被付与部に紫
外光線を局所的に照射させる機構を設けることで、所定
の位置に精度良く導電性薄膜を形成することができる。

【００８１】導電性薄膜を形成する際に、電極を含む基
板表面を疎水化処理し、導電性膜形成材料を付与する領
域のみに紫外光線照射の親水化処理を施す工程を行うこ
とにより、以下の作用効果を有する。

【００８２】すなわち、付与された溶液は、基板の親水
性表面上では拡がり、疎水性表面上でははじかれるため
に、不要な位置に溶液が拡がったり、付着したりするこ
とがなく、所定の位置に精度良く導電性薄膜を形成する
ことができる。また、基板の表面処理面の面積と、付与
する溶液の量によって導電性薄膜の形状及び厚みを容易
に制御することが可能であり、導電性薄膜の形状、厚み
の再現性や均一性が向上する。その結果、前記フォーミ
ング処理の課題が改善され、大面積にわたって多数の電
子放出素子を形成する場合でも、均一な電子放出特性が
得られる。

【００８３】また、本発明に係る製造方法によれば、大
規模な成膜装置や、フォトリソグラフィ技術を用いた導
電性薄膜のパターニング工程が不要であるため、低コス
トでかつ容易に電子放出素子を製造することができる。

【００８４】また、本発明に係る方法によって製造され
た電子放出素子を応用することにより、均一性及び生産
性に優れた電子源、及び画像形成装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る電子放出素子、ある
いはそれを用いた電子源製造工程における、導電性薄膜
の形成方法を示す模式図であって、（ａ）は平面図、
（ｂ）〜（ｄ）は立面図である。

【図２】 本発明の実施形態に係る導電性薄膜の形成工
程における表面処理、紫外光照射、液滴付与方法を示
し、（ａ）〜（ｆ）はいずれも模式的立面図である。

【図３】 本発明の実施形態に係る紫外光照射機構を設
けたインクジェット式液滴付与装置を示す模式図であ
る。

【図４】 本発明を適用した表面伝導型電子放出素子の
基本的な一構成例を示す模式図であって、（ａ）は平面
図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。

【図５】 表面伝導型電子放出素子の電子放出特性を測
定するための測定評価系の概略図である。

【図６】 本発明の実施形態に係る表面伝導型電子放出
素子の、放出電流Ｉe 及び素子電流Ｉｆと、素子電圧Ｖ
ｆの関係の典型的な例を示す図である。

【図７】 本発明の実施形態に係る単純マトリクス配置
の電子源の概略平面図である。

【図８】 通電フォーミングにおける電圧波形の一例を
示す図である。

【図９】 従来の表面伝導型電子放出素子の模式的平面
図である。

【図１０】 本発明の実施形態に用いた電子源基板への
液滴付与装置の一例を示す模式的斜視図である。

【図１１】 図１０の装置を用いた電子源基板への導電
性薄膜形成方法を示す模式的平面図である。

【符号の説明】

１：板状の基体、２，３：素子電極、４：導電性薄膜、
５：電子放出部、６：疎水性表面、７：親水性表面、１
２：液滴、１９：紫外光線、２０：ヘッド部、２１：ス
ポット状局所照射機構、２２：紫外光源、２３：ガラス
ファイバ、２４：可動ステージ、２５：ステージ駆動機
構、２６：ステージ駆動制御機構、２７：ヘッド制御機
構、２８：照射制御機構、２９：コンピュータ、３０：
スポット状局所照射機構を備えたヘッド、３２：ヘッド
コントローラ、３３：固定ステージ、３４：被処理電子
源基板、３５：Ｘ軸駆動リニアスライド、３６：Ｙ軸駆
動リニアスライド、３７：Ｚ軸駆動機構、３８：コンピ
ュータ、４１：ヘッド進行方向、６１：電子源基板、６
２：Ｘ方向配線、６３：Ｙ方向配線、６４：表面伝導型
電子放出素子、６５：結線。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理部材表面の所定個所に溶液を液滴
   状に付与するインクジェット装置において、その液滴を
   付与する前に被付与部に紫外光線を照射する機構を設け
   たことを特徴とするインクジェット装置。
2. 【請求項２】 基体上に形成された一対の素子電極間を
   連絡する導電性薄膜を形成し、その導電性薄膜の一部に
   電子放出部を形成して電子放出素子を製造する方法であ
   って、前記一対の素子電極間に導電性膜形成材料を含む
   溶液を液滴状に付与し該導電性薄膜を形成する工程にお
   いて、請求項１に記載のインクジェット装置により、そ
   の液滴を付与する前に被付与部に紫外光線を照射するこ
   とを特徴とする電子放出素子の製造方法。
3. 【請求項３】 炭素化合物のガスを含有する雰囲気中で
   前記電子放出素子に活性化処理を施す工程と、該活性化
   処理時に導入した炭素化合物の残留物を排出する工程と
   を含むことを特徴とする請求項２に記載の電子放出素子
   の製造方法。
4. 【請求項４】 基体上の一対の素子電極に各々配線を接
   続した電子放出素子を複数個有する電子源の製造方法に
   おいて、前記電子放出素子を請求項２または３に記載の
   製造方法で製造することを特徴とする電子源の製造方
   法。
5. 【請求項５】 基体上の一対の素子電極に各々配線を接
   続した電子放出素子を複数個配設した電子源と、該電子
   源に対向して配置され少なくとも蛍光体を有するフェー
   スプレートとを具備する画像形成装置の製造方法におい
   て、前記電子放出素子を請求項２または３に記載の製造
   方法で製造することを特徴とする画像形成装置の製造方
   法。