JP2006019249A - 導電性パターンの形成方法、これを用いた電子放出素子、電子源及び画像表示装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 感光性樹脂からなる樹脂パターンに、金属錯体を含む溶液を吸収させた後、焼成して金属酸化物導電性膜を形成し、次いで、所望の領域を耐熱性ガス遮断層で覆った後、還元雰囲気下で焼成することにより、露出領域の金属酸化物を還元して低抵抗化する。
【選択図】 なし
Description
本発明で使用する感光性樹脂としては、これを用いて形成した樹脂パターンが、後述する金属成分を含む液体を吸収できるものであれば特に制限はなく、水溶性の感光性樹脂でも、溶剤溶解性の感光性樹脂でもよい。水溶性の感光性樹脂とは、後述する現像工程における現像を水もしくは水を50質量%以上含む現像剤で行うことができる感光性樹脂をいい、溶剤溶解性の感光性樹脂とは、現像工程における現像を有機溶剤もしくは有機溶剤を50質量%以上含む現像剤で行う感光性樹脂をいう。
本発明で用いる金属成分を含む液体は、焼成によって導電性膜を形成できるものであれば、有機溶剤を50質量%以上含む有機溶剤系溶媒を用いた有機溶剤系溶液でも、水を50質量%以上含む水系溶媒を用いた水系溶液でもよい。この金属成分を含む溶液としては、例えばルテニウム、パラジウム、ニッケル、銅などの有機溶剤溶解性または水溶性の有機化合物を、有機溶剤系溶媒または水系溶媒中に金属成分として溶解させたものを用いることができる。好ましくは、上記金属の錯体化合物が挙げられる。
本発明の導電性パターンの形成方法は、具体的には、以下の樹脂パターン形成工程(塗布工程、乾燥工程、露光工程、現像工程)、吸収工程、洗浄工程、焼成工程、還元工程を経て実施することができる。
上述した本発明の導電性パターンの形成方法を、電極や配線の形成工程に利用して、電極を備えた電子放出素子、複数の該電子放出素子とこれを駆動するための配線とを備えた電子源、さらにはこの電子源と該電子源の電子放出素子から放出された電子線の照射により発光する画像形成部材とを具備する画像表示装置の製造方法に好適に用いることができる。即ち、上記電子放出素子の製造に際しては、電極を本発明の方法で形成し、上記電子源または画像表示装置の製造に際しては、使用する電子放出素子の電極と配線の一方または両者を本発明の方法で形成することによって、製造工程中で除去される電極及び/または配線構成材料の量を大幅に少なくし、製造に際して除去物の処理にかかる手間を大幅に簡略化することが可能となる。
基板1を洗剤、純水及び有機溶剤により十分に洗浄後、前記した本発明の導電性パターンの形成方法により、素子電極2と低抵抗領域3a及び高抵抗領域3bを有する素子電極3とを形成する。
素子電極2,3間を連絡する導電性膜4を形成する。本構成例においては、素子電極3に低抵抗領域3a及び高抵抗領域3bが形成されているため、駆動中に蓄積した電荷が放電する際に電子放出素子に与える影響を低減させることが可能となり、好ましい。
続いてフォーミングと呼ばれる通電処理を行う。具体的には、素子電極2,3間に不図示の電源によりパルス状電圧或いは昇電圧の印加により行うと、導電性膜4の一部に間隙5が形成される。
フォーミングが終了した素子に活性化処理を施す。活性化処理は、炭素化合物ガスを含む雰囲気の適当な真空度のもとで、素子電極2,3間に電圧を印加することで行い、この処理により、雰囲気中に存在する炭素化合物から、炭素及び/または炭素化合物を主成分とするカーボン膜(不図示)が導電性膜4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。
上記のようにして作製した電子放出素子に、好ましくは、安定化工程を行う。この工程は、真空容器内の炭素化合物を排気する工程である。真空容器内の炭素化合物は極力排除することが望ましいが、炭素化合物の分圧としては1×10-8Pa以下が好ましい。また、他のガスをも含めた圧力は、1×10-6Pa以下が好ましく、さらに1×10-7Pa以下が特に好ましい。真空容器を排気する真空排気装置は、装置から発生するオイルが素子の特性に影響を与えないように、オイルを使用しないものを用いる。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炭素化合物分子を排気しやすくする。このときの加熱条件は、150〜350℃、好ましくは200℃以上でできるだけ長時間行うのが望ましいが、特にこの条件に限るものではなく、真空容器の大きさや形状、電子放出素子の配置などの諸条件により適宜選ばれる条件により行う。
感光性樹脂として、メタクリル酸−メチルメタクリル酸−エチルアクリレート−n−ブチルアクリレート−アゾビスイソブチロニトリル重合体の塗液を、ガラス基板(縦75mm×横75mm×厚さ2.8mm)にロールコーターで全面に塗布し、ホットプレートで45℃にて2分間乾燥した。次いでネガフォトマスクを用い、光源を超高圧水銀ランプ(照度:8.0mW/cm2)にて、基板とマスクをコンタクトさせ、露光時間2秒で露光した。次いで、現像液として純水を用い、ディッピングで30秒間処理し、膜厚が1.35μmの樹脂パターンを得た。
金属化合物溶液をテトラアンミンパラジウム(II)酢酸塩溶液(パラジウム含有量1質量%)にした以外は、実施例1と同様にして電極を製造した。金属パラジウム部分のシート抵抗値は、30Ω/□であり、酸化パラジウム部分のシート抵抗値は、4.5kΩ/□であった。
本発明の導電性パターンの形成方法を用いて、複数の表面伝導型の電子放出素子を製造すると共に、この複数の表面伝導型の電子放出素子を駆動するための配線を形成して電子源を製造し、さらにこの電子源を用いて画像表示装置を製造した。以下、図2〜図8に基づいて製造手順を説明する。
300mm×300mm×厚さ2.8mmのガラス製の基板11上に、素子電極2,3を実施例1と同様な手法で酸化ルテニウム電極を形成した(図3)。
各列の素子電極対の一方の素子電極3を接続するX方向配線12のパターンを銀配線ペーストを用いてスクリーン印刷法で付設した(図4)。次に、厚さ20μmの層間絶縁層51をスクリーン印刷法により付設した(図5)上に、さらに各行の素子電極対の他方の素子電極2を接続するY方向配線13のパターンをX方向配線12と同様にして付設し(図6)、焼成を行ってX方向配線12とY方向配線13とした。
X方向配線12とY方向配線13を形成した基板1を真空焼成炉にて、400℃で30分間真空雰囲気で加熱した。この時点での前記酸化ルテニウム膜パターンのシート抵抗を、前述のパターンを利用して測定したところ、酸化ルテニウムがルテニウムに還元されることで低抵抗化し、35Ω/□となっていた。電極の層間絶縁層51に覆われた部分は酸化ルテニウムのままで還元されず、180Ω/□を保っていた。
ポリビニルアルコールを0.05質量%濃度、2−プロパノールを15質量%濃度、エチレングリコールを1質量%濃度で溶解した水溶液に、酢酸パラジウム−モノエタノールアミン錯体をパラジウムが約0.15質量%濃度となるように溶解して淡黄色水溶液を得た。
前記基板11とは別のガラス製の基板23の内面に蛍光膜24とメタルバック25が形成されたフェースプレート26と、上記リアプレート21を向き合わせ、支持枠22を介して封着して外囲器27を構成した。支持枠22には予め通排気に使用される給排気管を接着した。
給排気管を介して外囲器内を1.3×10-5Paまで排気後、各X方向配線12に連なるX方向端子Dox1〜Doxnと、各Y方向配線3に連なるY方向端子Doy1〜Doymを用い、各列の素子電極対間に電圧を加え、素子電極2,3間のパラジウム薄膜4に数十μmの亀裂部を発生させるフォーミングをライン毎に行い、表面伝導型電子放出素子を形成した(図8)。
給排気管より外囲器27内の排気を充分に行った後、250℃で3時間外囲器27全体を加熱しながらさらに排気し、最後にゲッタをフラッシュし、給排気管を封止した。
工程3を省略し、工程8における加熱温度を400℃にした以外は、実施例3と同様にして画像表示装置を製造した。任意のマトリクス画像パターンを良好な画像品質で表示することができた。
2,3 素子電極
3a 低抵抗領域
3b 高抵抗領域
4 導電性膜
5 電子放出部
6 耐熱性ガス遮断層
11 電子源基板
12 X方向配線
13 Y方向配線
14 電子放出素子
21 リアプレート
22 支持枠
23 ガラス基板
24 蛍光膜
25 メタルバック
26 フェースプレート
27 外囲器
51 層間絶縁層
Claims (8)
- 部分的に高抵抗領域を含む導電性パターンの形成方法であって、
感光性樹脂を用いて、樹脂パターンを形成する樹脂パターン形成工程と、
上記樹脂パターンに金属成分を含む液体を吸収させる吸収工程と、
上記金属成分を含む液体を吸収した樹脂パターンを焼成して金属酸化物の導電性膜を形成する焼成工程と、
上記導電性膜の所望の領域をガス遮断層で覆い、真空或いは還元雰囲気下で、上記導電性膜を加熱して、上記所望の領域以外を還元する還元工程とを有することを特徴とする導電性パターンの形成方法。 - 前記感光性樹脂が、水溶性である請求項1に記載の導電性パターンの形成方法。
- 前記金属成分を含む液体が、水溶性の金属有機化合物を水系溶媒成分に溶解させた水系溶液である請求項1または2に記載の導電性パターンの形成方法。
- 前記金属有機化合物が、ルテニウム、パラジウム、ニッケル、銅の少なくとも1種の錯体化合物である請求項3に記載の導電性パターンの形成方法。
- 前記金属成分を含む液体に、ロジウム、ビスマス、バナジウム、クロム、錫、鉛、ケイ素、及びこれらの化合物から選択される少なくとも1種が添加されている請求項1乃至4のいずれかに記載の導電性パターンの形成方法。
- 電極を備えた電子放出素子の製造方法であって、該電極を請求項1乃至5のいずれかに記載の導電性パターンの形成方法により形成することを特徴とする電子放出素子の製造方法。
- 電極を有する複数の電子放出素子と、該電子放出素子を駆動するための配線とを備えた電子源の製造方法であって、上記電極或いは配線の少なくとも一方を請求項1乃至5のいずれかに記載の導電性パターンの形成方法により形成することを特徴とする電子源の製造方法。
- 電極を有する複数の電子放出素子と、該電子放出素子を駆動するための配線とを備えた電子源、及び、上記電子放出素子から放出された電子の照射によって発光する画像形成部材を有する画像表示装置の製造方法であって、上記電子源を請求項7に記載の電子源の製造方法により製造することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
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