JP3267464B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大面積の表示画面を有
する画像形成装置に関する。より詳しくは、実質的に減
圧された所謂真空容器内に電気配線を備えた回路基板を
配して構成される画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大きく重いブラウン管に代る画像
形成装置として、軽く、薄型のいわゆるフラットディス
プレイが注目されている。フラットディスプレイとして
は、液晶表示装置（Liquid Crystal Display）が盛んに
研究開発されているが、液晶表示装置には画像が暗い、
視野角が狭いといった課題が依然として残っている。液
晶表示装置に代るものとして自発光型のディスプレイ、
すなわちプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、蛍光
表示管（ＶＦＤ）、マルチ電子源フラットディスプレイ
パネルなどがある。

【０００３】自発光のフラットディスプレイは、液晶表
示装置に比べて明るい画像が得られるとともに視野角も
広い。しかしながら、これらの自発光型フラットディス
プレイにあっては、実質的に減圧された所謂真空容器内
に、機能素子、電気配線を備えた基板を配して構成され
るため、フラットディスプレイに安定した性能を長期に
わたって持たせるためには、それ相応の工夫が必要とさ
れる。一方、一般に配線を有する電子回路を製造する際
には、基板などの被加工物に薄膜を成膜し、それをパタ
ーン加工することが行われる。例えば、基板上にＡｌ材
を成膜した後、ホトリソ、エッチングによって配線パタ
ーンを形成する等の手法が行われる。

【０００４】しかしながら、ホトリソやエッチングの工
程は、繁雑であることから、これらの工程を用いない配
線パターンの形成方法として特開平３−１４２８９４号
公報に開示されたものがある。当該公報に開示された方
法は、印刷により、有機金属インクを基板上に直接印刷
してパターンを形成し、そのパターン上に電解金属メッ
キ法により金属をメッキして、その金属の膜厚を０．５
〜３μｍとするというものである。当該公報に開示され
た方法によれば、ファインパターンの密着力が増すとと
もに、ファインパターンのシート抵抗は低くなるとされ
ている。しかしながら、当該公報には、プリンターヘッ
ド、イメージセンサ、ハイブリッドＩＣへの適用につい
て言及がなされているものの、上述した真空容器内に、
機能素子、電気配線を備えた基板を配して構成される自
発光型のフラットディスプレイへの適用については何ら
言及されていない。

【０００５】ここで自発光型のフラットディスプレイに
戻るが、自発光型のフラットディスプレイとして、マル
チ電子源を用いて蛍光灯を発光させる平面型画像形成装
置について説明する。

【０００６】従来、簡単な構造で電子の放出が得られる
素子として、エリンソンの報告（M.I. Elinson, Radio
Eng. Electron Phys., 10(1965)）に記載の表面伝導型
電子放出素子（surface conductive emitter）が知られ
ている。これ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って電子放出が生ずる現
象を利用するものである。

【０００７】この表面伝導型電子放出素子としては、前
記のエリンソンの報告に記載のＳｎＯ₂薄膜を用いたも
の、Ａｕ薄膜によるもの（G. Dittmer, Thin Solid Fil
ms, 9, 317(1972)）、Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂薄膜によるも
の（M. Hartwell and C. G. Fonstad, IEEE Trans. ED
Conf., 519(1975)）、カーボン薄膜によるもの（荒木
ら，真空，第２６巻，第１号，２２頁（１９８３））な
どが報告されている。

【０００８】これら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ハートウェル（Hartwell）の素
子の構成を図１５に示す。同図において、１０１は絶縁
性基板、１０２は電子放出部形成用薄膜で、スパッタで
形成されたＨ型形状金属酸化薄膜等からなり、後述のフ
ォーミングと呼ばれる通電処理により電子放出部１０３
が形成されている。

【０００９】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行なう前に電子放出部形成用薄膜
１０２を予めフォーミングと呼ばれる通電処理を行なう
ことによって電子放出部１０３を形成するのが一般的で
あった。すなわち、フォーミングとは電子放出部形成用
薄膜１０２の両端に電圧を印加通電し、電子放出部形成
用薄膜を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気
的に高抵抗な状態にした電子放出部１０３を形成するこ
とである。なお、電子放出部１０３は電子放出部形成用
薄膜１０２の一部に亀裂が発生し、その亀裂付近から電
子放出が行なわれる。

【００１０】また、米国特許５０６６８８３号には、素
子電極間に電子を放出せしめる微粒子を分散配置した新
規な表面伝導型電子放出素子が開示されている。この電
子放出素子は、上記の従来の表面伝導型電子放出素子に
対し、電子放出位置を精密に制御でき、より高精密に電
子放出素子を配列することができる。その表面伝導型電
子放出素子の典型的な素子構成を図１６に示す。本図に
おいて、２０１は絶縁性基板、２０２および２０３は電
気的接続を得るための素子電極、２０４は分散配置され
た微粒子電子放出材料からなる薄膜である。

【００１１】この表面伝導型電子放出素子において、前
記の一対の電極２０２、２０３の電極間隔は、０．０１
ミクロン〜１００ミクロン、薄膜２０４の電子放出部２
０５のシート抵抗は１×１０³Ω／□〜１×１０⁹Ω／□
が適当である。

【００１２】以上説明した表面伝導型電子放出素子をフ
ラットディスプレイとして用いる際には、電子ビームを
飛翔させるため、真空容器内に配置する必要がある。真
空容器内の本素子のほぼ垂直上にフェースプレートを設
けて電子放出装置とし、電極間に電圧を印加して、電子
放出部から得られた電子線を蛍光体に照射することによ
って蛍光体を発光させ、平面型表示装置として用いるこ
とができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上説
明したような平面型表示装置の画面を大面積化しようと
すると、以下のような問題点が生じる。すなわち、上述
の表面伝導型電子放出素子の製造に際しては被加工物に
機能性薄膜を成膜し、それをパターン加工することが行
なわれるが、例えば４０ｃｍ角以上の大形基板上に微細
なパターンをホトリソ技術によって製造する場合、大型
露光装置を含む大型製造装置が必要となり、莫大な費用
が必要となる。

【００１４】また、シリコン半導体用の露光装置とは異
なり、大面積基板対応露光装置では、光学的限界や、１
基板当たりの処理時間短縮のため、パターン加工寸法を
４ミクロン以下とすることが困難であり、より高精細な
パターンを必要とする表示用デバイスの製作が困難とな
る。

【００１５】さらに、１メートル角程度の大面積基板で
は、製造装置自体の大型化が困難であり、また露光装置
等の大型装置が実現できたとしても、１基板当たりの処
理時間が長くなり、製造コストが莫大となる。

【００１６】一方、電子回路の加工の際には、スクリー
ン印刷法、導電性ペーストや絶縁性ペーストを直接パタ
ーン印刷した後、焼成して電極配線パターンや絶縁層を
形成するという方法も考えられる。印刷法によるパター
ニングは比較的大面積基板に対応可能であり、１基板当
たりの処理時間もホトリソ技術に比べて短い。

【００１７】しかしながら、レジストインキや導電性ペ
ースト、絶縁性ペーストの流動性、印刷版からの抜け
性、転写性および版圧力等に起因して、印刷パターンが
変形しやすいため、優れたパターンの寸法精度を維持す
るためには、パラメータの精密な制御と熟練が要求され
る。

【００１８】配線を印刷によって形成した場合、得られ
る配線は比較的緻密性に劣るものであり、表面を拡大し
て観察すると表面は比較的粗な状態をなしている。その
ような緻密性に劣る配線の上述の自発光型フラットディ
スプレイへの適用を考えると、配線を備えた回路基板は
真空容器内に配されるものであることから、緻密性に劣
る配線へのガスの吸着およびそこからのガスの放出、そ
のガス放出による真空度の変化、さらにはディスプレイ
性能の劣化が懸念される。

【００１９】また、平面型画像形成装置の表示画面を大
面積化する場合、画面内に配置される駆動配線の長さが
長くなり、電圧印加した配線電極端と反対の配線電極端
との間では配線の長さに応じて配線抵抗が大きくなる。

【００２０】配線抵抗の増大によっては、次の問題も生
ずる。

【００２１】すなわち、 １）印加した電圧に対する電圧降下が生じ、配線両端の
接続素子間で与えられる電圧が異なるため、表示輝度の
差が生じて画像のムラが生じやすくなる。

【００２２】２）印加した素子駆動信号の時間的遅延が
生じ、配線両端の接続素子間で与えられる駆動信号の時
間的ズレが発生する。これにより、大面積動画像表示を
行なう際、画面１フレーム当たりに表示する時間が長く
なり、目視上スムーズさに欠ける不自然な動画像とな
る。

【００２３】従って、配線抵抗の低抵抗化についても考
慮する必要がある。

【００２４】本発明は、上述した技術的課題を解決した
画像形成装置を提供することを目的とする。

【００２５】本発明の別の目的は、緻密性に劣る印刷配
線からのガスの放出を抑制することで、ディスプレイ性
能の劣化を抑えた画像形成装置を提供することにある。

【００２６】本発明のさらに別の目的は、配線抵抗の低
下を図った画像形成装置を提供することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、以下に述べる構成のものである。

【００２８】すなわち本発明の画像形成装置は、電子放
出素子と該電子放出素子に接続された電気配線とを備え
た第１の基板と、画像が形成される領域を備えた第２の
基板とが対向して配されていて、前記第１の基板と第２
の基板との間の空間を減圧状態として前記領域に画像を
形成する画像形成装置において、前記第１の基板は、絶
縁性基板上に形成された印刷法によって形成された下配
線；絶縁層を介して該下配線と直交する方向に印刷法に
よって形成され、該絶縁層によって該下配線と絶縁され
ている上配線；および相互に対向して形成された２つの
電極からなる素子電極と電子放出材料を含む薄膜からな
る電子放出素子を有し、（ａ）素子電極の対向する２つ
の電極のうちの一方が下配線に、他方が基板上に断続的
に形成された接続線に接続され、（ｂ）絶縁層が下配線
と直交する方向に形成されており、しかも該絶縁層の幅
は、下配線との交差部の方が接続線との交差部より大き
くなっており、（ｃ）上配線は該絶縁層上に、下配線と
直交する方向に、下配線との交差部の絶縁層幅より小さ
い幅で形成されていて下配線と絶縁されており、（ｄ）
上配線上には、上配線の幅より大きく下配線との交差部
の絶縁層幅より小さい幅でメッキ法で形成されたメッキ
配線が積層されていて、上配線が該メッキ配線を介して
前記接続線と電気的に接続されていることを特徴とする
ものである。

【００２９】本発明の画像形成装置は、以下に述べる構
成の製造方法によって製造することができる。

【００３０】すなわち本発明の画像形成装置の製造方法
は、機能素子と該機能素子に接続された電気配線とを備
えた第１の基板と、画像が形成される領域を備えた第２
の基板とが対向して配されていて、前記第１の基板と第
２の基板との間の空間を減圧状態として前記領域に画像
を形成する画像形成装置の製造方法において、印刷パタ
ーンを印刷法を用いて形成した後、該印刷パターン上
に、メッキ法を用いて導電性材料を積層して前記電気配
線を形成することを特徴とするものである。

【００３１】本発明の画像形成装置によれば、上述した
解決すべき技術的課題が解決され、上述した目的が達成
される。

【００３２】本発明の画像形成装置によれば、緻密性に
劣る配線へのガスの吸着およびそこからのガスの放出を
ゼロもしくは極めて低い値に抑制することができる。そ
れにより、画像形成装置を構成する真空容器内の真空度
の変化を極めて低く抑制できる。これに加えて、配線抵
抗が低い値となることから、長期にわたって優れた表示
画像を安定して形成することができる。

【００３３】上述の画像形成装置の製造方法によれば、
大きな表示画面を有する画像形成装置を、安定してしか
も低コストで製造することができる。

【００３４】

【００３５】本発明は、真空装置を用いて構成される自
発光型のディスプレイに適用されるものである。真空容
器を用いた自発光型ディスプレイとしてマルチ電子源を
用いて蛍光体を発光させ、画像を形成する画像形成装置
を例に挙げて以下に本発明を説明する。

【００３６】図４を参照しながら、本発明による画像形
成装置の１例について説明する。図４は画像形成装置の
模式的斜視図である。図４において、３３０は機能素子
としての電子放出素子であり、その電子放出素子３３０
は、電気配線３４１および３４２に接続された状態で基
板３３１（以下、「リアプレート（rear plate）」とも
称する）上に形成されている。３３６は基板３３１に対
向して配された画像が形成される領域を備えた基板（以
下、「フェースプレート（face plate）」とも称する）
であり、基板３３１と基板３３６の間の空間は、支持枠
３３２を伴って減圧状態（実質的な真空状態）とされ、
その状態で基板３３６上に画像が形成される。３３８は
外囲器である。

【００３７】基板３３６はガラス基板３３３の内面に蛍
光膜３３４とメタルバック３３５を形成して構成されて
いる。電子放出素子３３０より放出された電子は、高電
位が印加されたメタルバック３３５に向かって飛翔し、
蛍光膜３３４に衝突することで蛍光が発生して画像が形
成される。すなわち、図４に示した例においては、端子
Ｄox１ないしＤoxｍ、Ｄoy１ないしＤoyｎを通じ、電子
放出素子３３０に電圧を印加することによって電子放出
させ、高圧端子Ｈｖを通じ、メタルバック３３５あるい
は透明電極（不図示）に数ｋＶ以上の高圧を印加して電
子ビームを加速し、蛍光膜３３４に衝突させ、発光させ
ることで画像を表示する。基板３３１と基板３３６の間
の空間は、１０^-5Ｔｏｒｒ〜１０^-8Ｔｏｒｒ程度の真空
度に保たれる。

【００３８】本発明において特徴的な点は、機能素子３
３０に接続された電気配線を印刷法によって形成された
印刷パターン上に、メッキ法によって導電性材料を積層
して構成したことである。この点をわかりやすくするた
め、図３を用いて説明する。図３は、表面伝導型電子放
出素子を用いた画像形成装置の１例を示す模式図であ
る。本図において、８１は絶縁体からなる基板、８２お
よび８３は電気的接続を得るための素子電極、８４は分
散配置された微粒子電子放出材からなる薄膜である。

【００３９】この表面伝導型電子放出素子において、前
記１対の電極８２および８３の電極間隔は数ミクロン〜
数百ミクロン、膜厚は数百Å〜数μｍ、また薄膜８４の
膜厚は数十Å〜数千Åであることが好ましく、適宜設定
する。

【００４０】８５および８６は素子電極８２および８３
とそれぞれ接続する印刷配線であり、その膜厚は通常印
刷ペーストインクの焼成によって得られる厚さでよく、
一般的には１μｍ〜１００μｍの範囲、好ましくは２μ
ｍ〜８０μｍの範囲とされるものである。

【００４１】８７および８８はそれぞれ印刷配線８５お
よび８６上に形成されたメッキ配線であり、大面積にわ
たって配線を敷設した場合の印加駆動電圧の電圧降下や
信号遅延に関わる配線抵抗をより小さくするために、そ
の配線厚みが選択される。一般的には、応力を考慮して
厚みは、１μｍ〜１００μｍの範囲とされ、そのメッキ
配線の厚さを約１０ミクロン以上とした場合に、薄膜お
よび印刷配線と比較して、実質的な抵抗低下の効果が顕
著となることから、望ましくは１０μｍ〜１００μｍの
範囲とするのがよい。

【００４２】フェースプレートは、ガラス基板８９上に
蛍光体９０、メタルバック９１を積層して構成されてい
る。９３はグリッド電極であり、これは電子流を制御す
る役目を担うが、必要に応じて設けられるものである。
９２は電子放出部である。

【００４３】以下、上記の画像形成装置の製造方法の１
例を図１および図２を用いて説明する。図１は電子放出
素子基板（第１の基板）に関するもので、図２はフェー
スプレート基板（第２の基板）に関するものである。

【００４４】図１において、良く洗浄した基板８１上に
スクリーン印刷法によって誘電性ペーストインキを印刷
し、焼成することによって配線８５および８６を形成す
る（図１（ａ））。

【００４５】次に、フォトリソグラフィーによって配線
８５および８６の間に素子電極間隔となるギャップレジ
スト９４を形成し、素子電極材である導電体を真空堆積
法で成膜した後、ギャップレジスト９４を剥離し、不要
な導電体をリフトオフすることによって素子電極８２お
よび８３を形成する。この際、素子電極８２および８３
は、それぞれ配線８５および８６上に積層され、電気的
接続を得ている（図１（ｂ）および（ｃ））。

【００４６】さらに、電極間隔に電子放出材料からなる
薄膜８４をリバースエッチング法によって形成する。電
子放出材料の成膜は、有機金属溶液の塗布焼成や真空蒸
着法、スパッタ法、化学的気相堆積法、電子放出材料か
ら成る超微粒子の分散塗布焼成等によって行なわれる
（図１（ｄ））。

【００４７】次に、配線８５および８６上に開口を有し
電子放出素子部を被覆するようにメッキレジスト９５を
パターニングする。これをメッキ浴に浸漬して配線８５
および８６上にメッキ配線８７および８８を成膜する
（図１（ｅ））。メッキ法は電解メッキ、無電解メッキ
のどちらでもよく、また併用も可能である。

【００４８】メッキ終了後、メッキレジスト９５を剥離
することによって電子放出素子基板を得る（図１
（ｆ））。本発明において、メッキ法により形成される
導電性材料としては、銅を主成分として含む金属、ニッ
ケルを主成分として含む金属、クロムを主成分として含
み金属、金を主成分として含む金属、銀を主成分として
含む金属等の中から選択することができるが、電気伝導
度およびコストを考慮すると、銅を含む金属を用いるこ
とが望ましい。

【００４９】ここで、基板８１としては、石英ガラス、
ナトリウム等の不純物含有量を減少させたガラス、青板
ガラス、青板ガラスにスパッタ法等により形成したＳｉ
Ｏ₂を積層したガラス基板等およびアルミナ等のセラミ
ックス等が挙げられる。

【００５０】対向する素子電極８２および８３の材料と
しては、導電性を有するものであればどのようなもので
あっても構わないが、例えば、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属または
合金、ならびにＰｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ₂、Ｐｄ−Ａ
ｇ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等の透明導電体およびポ
リシリコン等の半導体材料等が挙げられる。

【００５１】電子放出部を含む薄膜８４を構成する材料
としては、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉ
ｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等
の金属、ＰｄＯ、ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＰｂＯ、Ｓｂ₂Ｏ
₃等の酸化物、ＨｆＢ₂、ＺｒＢ ₂、ＬａＢ₆、ＣｅＢ₆、
ＹＢ₄、ＧｄＢ₄等の硼化物、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、
ＴａＣ、ＳｉＣ、ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、Ｈ
ｆＮ等の窒化物、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体、カーボン、Ａ
ｇＭｇ、ＮｉＣｕ、ＰｂＳｎ等を挙げることができる。

【００５２】図２（ａ）〜（ｅ）は、フェースプレート
の作製方法を示したものである。

【００５３】まず、良く洗浄したガラス基板８９上に蛍
光体にＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等の樹脂とこれ
を感光化させる感光剤を加えた蛍光体スラリー９６をベ
タ状に塗布し乾燥する。塗布法は、スピンナー、ディッ
ピング、スプレーコート、ロールコート、スクリーン印
刷、オフセット印刷等の方法が用いられる（図２
（ａ））。

【００５４】次に、塗工された蛍光体スラリーに不図示
のホトマスクを用いて必要部分にのみ光を照射露光した
後、現像して不要部分の蛍光体スラリーを取り除き、焼
成する。これにより、感光性樹脂は酸化焼失し、パター
ニングされた蛍光体９０が形成される（図２（ｂ））。

【００５５】表示装置をカラー化するために、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色カラー蛍光体が必
要な場合は、上記図２（ａ）および（ｂ）を各色につい
て繰り返して、ガラス基板８９上に蛍光体を塗り分ける
ようにパターニングする。

【００５６】ここで、蛍光体９０を溶液中の水に浸漬
し、水面にクリアラッカー等の樹脂薄膜を展開する。次
に、溶液中の水を抜き取り、展開した樹脂薄膜９７を蛍
光体９０上に展開配置した後、乾燥を行なう。この工程
をフィルミングと呼ぶ（図２（ｃ））。

【００５７】フィルミングが施された蛍光体の上へ、真
空堆積法によってＡｌ等の金属薄膜を数百Åの厚さで成
膜し、メタルバック９１とする（図２（ｄ））。

【００５８】次に、樹脂薄膜９７を焼失させ、フェース
プレート上から取り除く。その際、メタルバック９１は
平坦化されて、切断のない連続した膜として蛍光体９０
の上に配置される（図２（ｅ））。

【００５９】本実施態様において、電子放出素子、蛍光
体をマルチに配列させた場合、その大きさは、画像表示
装置として必要とされる画素数と画面の大きさによって
決定される。例えば、画面長さ４０ｃｍに対し、５６０
本の解像力を持たせようとすると、１画素当たり約７２
０ミクロンピッチとなる。さらに、これをカラー化する
には、１絵素をＲ、Ｇ、Ｂの３原色分割する必要があ
り、単純に３分割すれば、ピッチは２４０ミクロンとな
る。

【００６０】この場合、電子放出部と対応する蛍光体の
位置は１対１となるように配置することができる。本実
施態様では、電子放出部はホトリソグラフィーによって
得た素子電極によって精密に基板８１上に配置される。
また、電子放出部に対応する蛍光体９０も、やはりホト
リソグラフィーによって精密にガラス基板８９上に配置
される。

【００６１】一般にホトリソグラフィーによるパターニ
ングの位置精度は非常に高い。マスク露光装置の仕様に
よって精度は変化するものの、４０ｃｍ角内でパターン
位置精度は４ミクロン以内の位置精度誤差内に設定する
ことができる。もしこの位置誤差が大きい場合、例えば
画素ピッチ約２４０μｍに対して４０μｍのズレが発生
すると画素ピッチに対して約６分の１の寸法範囲で電子
放出部から放出した電子が隣接した蛍光体に照射され、
蛍光輝点のクロストークが発生することになる。

【００６２】ここで、本実施態様では、大面積化に比較
的対応可能なスクリーン印刷による配線パターニングを
実施している。スクリーン印刷は一般に印刷版であるス
クリーンメッシュマスクをスキージと呼ばれるゴムヘラ
でペーストインキとともに押圧摺動するために印刷版の
位置に対してパターニングされたペーストインキの位置
はズレるのが一般的である。印刷条件によって異なるも
のの印刷面積４０ｃｍ角に対して部分的に４０ミクロン
程度の位置誤差が生じることが多い。しかし、本実施態
様においては、そのスクリーン印刷によるパターン位置
誤差は、電子放出部と蛍光体中心の位置ズレによるクロ
ストークと直接関係しない。すなわち、スクリーン印刷
によってパターニングされた配線の位置誤差は、電子放
出部が正確な位置にホトリソグラフィーで形成され、か
つ素子電極が配線と接続していれば、輝点のクロストー
クには直接的に関与しないことになる。従って、配線の
位置ズレ量を考慮して素子電極と配線の接続部のマージ
ンを大きく設計しておけばよいことになる。

【００６３】本実施態様で用いたメッキ配線は、比抵抗
が小さく膜厚の大きい配線を容易に得られる方法であ
る。メッキの成膜法、条件にもよるが、ほぼ金属のバル
ク値に近い比抵抗の膜が得られ、かつ数ミクロンから百
ミクロン程度までの厚膜が成膜できるために、非常に低
抵抗な配線を得ることができる。これにより、大面積の
表示装置においても、配線抵抗による電子放出素子の電
圧降下や、駆動信号の遅延を小さく抑えることが可能と
なる。

【００６４】また、本発明においては、絶縁層の形状を
工夫し、メッキ配線を形成することによって、素子電極
と配線との電気的接続を容易に行なうことができる。

【００６５】このような例について以下に述べる。

【００６６】このような１例として、絶縁性基板上に形
成された下配線；絶縁層を介して該下配線と直交する方
向に形成され、該絶縁層によって該下配線と絶縁されて
いる上配線；および相互に対向して形成された２つの電
極からなる素子電極と電子放出材料を含む薄膜からなる
電子放出素子を有してなる回路基板において、（ａ）素
子電極の対向する２つの電極のうちの一方が下配線に、
他方が基板上に断続的に形成された接続線に接続され、
（ｂ）絶縁層が下配線と直交する方向に形成されてお
り、しかも該絶縁層の幅は、下配線との交差部の方が接
続線との交差部より大きくなっており、（ｃ）上配線は
該絶縁層上に、下配線と直交する方向に、下配線との交
差部の絶縁層幅より小さい幅で形成されていて下配線と
絶縁されており、（ｄ）上配線上には、上配線の幅より
大きく下配線との交差部の絶縁層幅より小さい幅でメッ
キ配線が積層されていて、上配線が該メッキ配線を介し
て前記接続線と電気的に接続されている回路基板があ
る。

【００６７】これについて図９および図１０を参照して
説明する。図９において、（ａ）は回路基板の一部の構
成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線で
の断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線での断面図であ
る。その図９において、１は絶縁性基板、５および６は
素子電極、２は電子放出部形成用薄膜、３は電子放出
部、４は電子放出部を含む薄膜、７は下配線、９は絶縁
層、１０は上配線、８は上配線１０と素子電極５とを電
気的に接続するための接続線、１１はメッキ配線であ
る。

【００６８】本例の回路基板において、素子電極５・６
間の電極間距離Ｌ1は、数μｍ〜数百μｍであり、素子
電極間に印加する電圧と電子放出し得る電界強度等によ
り設定されるが、好ましくは数μｍ〜数十μｍである。
素子電極長さＷ1は、数μｍ〜数百μｍであり、素子電
極５および６の膜厚ｄは、数百Å〜数μｍである。

【００６９】電子放出部を含む薄膜４は素子電極５・６
間ならびに素子電極５および６上の一部に形成され、そ
の厚さは数Å〜数千Å、好ましくは数十Å〜数百Åであ
り、素子電極５、６へのステップカバレージ、電子放出
部３と素子電極５・６間の抵抗値および電子放出部３の
導電性微粒子の粒径、通電処理条件等によって適宜設定
される。

【００７０】下配線７および接続線８は、絶縁性基板１
上に形成された配線であり、厚さは数μｍ〜数十μｍで
ある。下配線７は、素子電極５と電気的に接続されてい
る。絶縁層９は下配線７と直交する方向に形成され、そ
の上に上配線１０が形成されている。絶縁層９の幅は、
下配線７と交差する部分では広く、接続線８と交差する
部分では狭く形成されており、厚さは数μｍ〜数十μｍ
である。上配線１０の厚さは数μｍ〜数十μｍである。

【００７１】上配線１０の上には、メッキ配線１１が形
成されており、メッキ配線１１によって上配線１０と接
続線８および素子電極６が電気的に接続されている。な
お、下配線７と上配線１０との交差部においては、絶縁
層９の幅が十分に広く形成されているために、下配線７
と上配線１０およびメッキ配線１１とは電気的に絶縁さ
れている。メッキ配線１１は、上配線１０と接続線８と
を接続し、かつ大面積にわたって配線を敷設する場合に
印加駆動電圧の電圧降下や信号遅延の原因となる配線抵
抗を小さくするために必要な膜厚が適宜選択される。通
常その厚さは数十μｍ〜数百μｍ程度である。

【００７２】次に、図１０を用いて本例の回路基板の製
造方法を説明する。

【００７３】１）絶縁性基板１を洗剤、純水および有機
溶媒によって十分洗浄後、印刷法によって導電性ペース
トを印刷し、焼成することによって下配線７および接続
線８を形成する（図１０（ａ））。印刷法としては、例
えばスクリーン印刷法が用いられる。

【００７４】２）次に、印刷法によって絶縁性ペースト
を下配線７と直交する方向に印刷し、焼成して図１０
（ｂ）に示すような絶縁層９を形成する。絶縁層９の幅
は、下配線７と交差する部分では広く、接続線８と交差
する部分では狭く形成される。 ３）絶縁層９上に、印刷法により導電性ペーストを印刷
し、焼成して上配線１０を形成する（図１０（ｃ））。
なお、図においては上配線１０の幅は絶縁層９の幅より
も狭く形成されているが、上配線１０の幅は下配線７と
の交差部における絶縁層９の幅よりは狭く、接続線８と
の交差部における絶縁層９の幅よりは広いものであって
もよい。

【００７５】４）次に、基板をメッキ浴に浸漬し、上配
線１０を電極としてその上にメッキ配線１１を形成す
る。メッキ配線１１は上配線１０の上面および側面から
成長し、やがて接続線８上に到達する。さらにメッキを
続けると、メッキ配線１１は接続線８上にも形成され
る。なおその際、上配線１０と接続線８との間に流れる
電流をモニターしながらメッキを行なえば、導通を確認
することができる（図１０（ｄ））。

【００７６】５）真空蒸着法、スパッタリング法等によ
って導電性薄膜を成膜し、その上にフォトリソグラフィ
によってフォトレジストを所定の形状に形成し、フォト
レジストをマスクとして上記導電性薄膜をエッチングす
ることにより、素子電極５および６を形成する。

【００７７】次に、フォトリソグラフィーおよびリフト
オフ法を用いて、電子放出部形成用薄膜２を形成する。
電子放出部形成用薄膜２の成膜は、真空蒸着法、スパッ
タリング法、化学的気相堆積法、有機金属溶液の塗布・
焼成による方法、超微粒子の分散・塗布・焼成による方
法等によって行なわれる（図１０（ｅ））。なお、素子
電極５、６および電子放出部形成用薄膜２の形成は、メ
ッキ配線形成工程の前であっても後であってもよい。

【００７８】６）続いて、フォーミングと呼ばれる通電
処理を素子電極５・６間に電圧を不図示の電源によって
パルス状あるいは高速の昇電圧によって行なうと、電子
放出部形成用薄膜の一部に構造の変化した電子放出部３
が形成されて電子放出素子が得られ、本例の回路基板と
なる（図１０（ｆ））。電子放出部３は、数Å〜数千
Å、好ましくは１０Å〜２００Åの粒径の導電成微粒子
多数個からなり、電子放出部を含む薄膜４の膜厚および
通電処理条件等の製法等に依存しており、適宜設定され
る。電子放出部３を構成する材料は、電子放出部を含む
薄膜４を構成する材料の元素の一部あるいは全てと同様
のものである。

【００７９】本発明によれば、以下の効果が奏されるこ
とが容易に理解できる。

【００８０】（１）配線へのガス吸着およびガスの放出
を極めて低い値とすることができるため、画像表示が極
めて安定したものとなる。

【００８１】（２）印刷法やメッキ法を用いているた
め、回路基板および画像形成装置の製造コストを大幅に
下げることができる。

【００８２】（３）真空堆積法、ホトリソグラフィーを
必要部分には用いていることから、基板上に高精度に制
御した高機能の素子を大面積において形成することがで
きる。

【００８３】（４）画像形成装置の表示用素子駆動信号
の配線抵抗による電圧降下や遅延を小さくすることがで
き、画像特性の劣化が大面積においても生じない。

【００８４】

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

【００８５】（参考例１） 図１〜３を用いて説明する。

【００８６】図３において、８１は青板ガラスから成る
基板、８５および８６はＡｇペーストインキの印刷焼成
で得られた厚み約７ミクロンの印刷配線である。

【００８７】印刷配線８５および８６形成後、薄膜、ホ
トリソエッチング法によって素子電極８２および８３を
形成した。素子電極８２および８３は、印刷配線８５お
よび８６とそれぞれ接続されており、厚さ５０ÅのＴｉ
を下引きとした厚さ１０００ÅのＮｉ薄板から成ってお
り、中央部で電極間隔２ミクロン、電極幅３００ミクロ
ンでホトリソエッチング法によって形成した。

【００８８】８４は有機金属溶液の塗布焼成で得られた
厚さ約２００ÅのＰｄ微粒子から成る薄膜で、素子電極
８２および８３ならびにその電極間隔部に配置するよう
にＣｒ薄膜のリバースエッチ法によってパターニングし
た。

【００８９】８７および８８はメッキ配線で、印刷配線
８５および８６上に厚さ約５０ミクロン、幅４００ミク
ロンのＣｕメッキによって形成した。なお、このメッキ
に際しては、メッキの不要な部分にレジストによるマス
キングを行った後、次の表１に示すピロリン酸銅メッキ
浴を用いて行った。

【００９０】

【表１】 図３において、８９は青板ガラスから成るガラス基板
で、基板８１と５ｍｍ隔たれて対向している。

【００９１】９０は蛍光体で、基板８９上に配置されて
おり、対向した基板８１上に配置された素子電極８２お
よび８３から成る電極間隔部に対応した位置に形成され
ている。蛍光体９０は感光成樹脂に蛍光体を混ぜてスラ
リー状として、塗布乾燥した後、ホトリソグラフィーに
よってパターニング形成したものである。９１は蛍光体
９０上にフィルミング工程を行なった後、真空蒸着によ
って厚さ約３００ÅのＡｌ薄膜を成膜し、それを焼成し
てフィルム層を焼失することによって得られたメタルバ
ックである。基板８１上に形成された素子を含めたもの
を素子基板、ガラス基板８９上に形成された蛍光体、メ
タルバックを含めたものをフェースプレートと呼ぶ。

【００９２】９３は素子基板とフェースプレートとの間
に配置されたグリッド電極である。以上を真空外囲器の
中に配置した後、メッキ配線８７・８８間に電圧を印加
して薄膜８４の通電処理を行ない、電子放出部９２を形
成した。この後、メタルバック９１をアノード電極とし
て電子の引き出し電圧３ｋＶを印加し、メッキ配線８７
・８８間を通して素子電極８２および８３から電子放出
部９２へ１４Ｖの電圧を印加したところ、電子が放出さ
れた。この放出電子をグリッド９３の電圧を変化させる
ことによって変調し、蛍光体９０へ照射される放出電子
量を調整することができた。これにより、蛍光体９０を
任意に発光させて画像を表示できた。

【００９３】この素子基板を４０ｃｍ角の大きさとし
て、電子放出素子を素子配列ピッチ１ｍｍ、素子数３５
０個×３５０個のマトリックス状に配置した。またこれ
に対応するフェースプレート上に、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色を
塗り分けした蛍光体９０を配置した。ここで、素子基板
上の印刷配線８５および８６の位置精度を測定したとこ
ろ、基板中心を原点とした時、基板端では３０ミクロン
の位置ズレが生じていた。これに対して、各々ホトリソ
グラフィーによってパターニングした電子放出部９２の
位置と対応する蛍光体９０の相対位置誤差は、４ミクロ
ン以下と非常に高い位置精度を示した。従って、４０ｃ
ｍ角基板上で３５０個×３５０個の画素の画像表示を行
なっても、電子放出素子と蛍光体の位置ズレによって生
じる蛍光輝点のクロストークは発生しなかった。

【００９４】さらには、メッキ配線８７および８８の配
線抵抗は、４０ｃｍの基板両端間で約０．５Ω程度と小
さくすることができ、印刷配線８５および８６のみの配
線抵抗に比べて１／１０以下とすることができた。これ
によって、４０ｃｍ角基板内での駆動信号の電圧降下や
遅延の問題は大幅に改善できた。また、印刷配線８５お
よび８６の印刷焼成後に素子電極８２および８３ならび
に薄膜から成る素子を作製することから、この素子は印
刷焼成工程を経ていない。従って、焼成による熱ダメー
ジを受けることがない。

【００９５】（参考例２） 次に、図５（ａ）〜（ｅ）の工程図（平面図）を用いて
説明する。ここでは、不図示の青板ガラス基板に対して
電子放出素子を３個×３個の計９個のマトリックス状に
配線とともに形成した例で説明する。

【００９６】図５において、２１は下層印刷配線、２２
は下層印刷配線２１に並列した印刷パッドであり、下層
印刷配線２１と同一の工程で印刷金属ペーストの焼成に
よって形成される。２６および２７は素子電極であり、
それぞれ下層印刷配線２１と印刷パッド２２とに接続し
ており、金属薄膜とホトリソグラフィーによって形成さ
れる。素子電極２６および２７は相互の隣接部で電極間
隔２ミクロン、電極幅２００ミクロンの形状を成してい
る。２８は電子放出材であるＰｄ微粒子からなる電子放
出部を含む薄膜であり、素子電極２６および２７ならび
に電極間隔に配置形成される。２９はこの電極間隔部の
薄膜部位を示しており、後述する電子放出部となる部分
である。３０はメッキ配線であり、上層印刷配線２５上
に短冊状でメッキ法によって形成される厚さ約１００ミ
クロンの金属配線である。

【００９７】以下、本図（ａ）〜（ｅ）を用いて本素子
基板の製造方法を順に説明する。

【００９８】まず、よく洗浄した青板ガラスからなる基
板上にＡｇペーストインキをスクリーン印刷し、焼成し
て幅３００ミクロン、厚さ７ミクロンの下層印刷配線２
１および印刷パッド２２を形成した（図５（ａ））。

【００９９】次に、ガラスペーストインキをスクリーン
印刷し、焼成して幅５００ミクロン、厚さ約２０ミクロ
ンの絶縁層２３と、開口寸法１００ミクロン角のコンタ
クトホール２４を形成した（図５（ｂ））。

【０１００】さらに、絶縁層２３上にＡｇペーストイン
キをスクリーン印刷し、焼成して幅３００ミクロン、厚
さ１０ミクロンの上層印刷配線２５を形成した（図５
（ｃ））。この時、コンタクトホール２４を通じて上層
印刷配線２５と印刷パッド２２は電気的に導通するが、
絶縁層２３の厚さ２０ミクロンに対して上層印刷配線２
５の厚さ１０ミクロンではコンタクトホールのステップ
カバーが不十分な場合が発生することがあった。しかし
ながら、後工程のメッキ配線形成によってコンタクトホ
ールでの十分なステップカバーが実現される。

【０１０１】ここで、スパッタ法によってＴｉを厚さ５
０Åで下引きし、それにＮｉを厚さ１０００Åで成膜し
た後、プロジェクションマスクアライナー露光によって
素子電極の形状にホトレジストパターンを作製し、エッ
チング法によって素子電極２６および２７を形成した。
次に、薄膜２８を配置したくない部分にスパッタ法によ
ってＣｒを成膜した後、ホトリソエッチング法によって
Ｃｒパターンを作製し、その後有機パラジウム溶液（奥
野製薬（株）キャタペーストＣＣＰ４２３０）を塗布・
焼成してＰｄ粒子膜を得た。さらに、Ｃｒパターンをリ
バースエッチして薄膜２８を素子電極２６および２７と
電極間隔部にパターニング形成した（図５（ｄ））。

【０１０２】次に、上層印刷配線２５を露出させた形に
メッキレジストをホトリソグラフィーによって形成し、
上層印刷配線２５に通電してその部分にＣｕの電解メッ
キを施し、厚さ１００ミクロンとした。ここで用いたメ
ッキ浴は、表２に示す硫酸銅浴である。

【０１０３】

【表２】 次いで、メッキレジストを剥離することによって素子基
板を製造した。この時、コンタクトホール２４部分にお
いてＣｕメッキ膜は十分にコンタクトホール２４内にも
堆積成長して、印刷パッド２２と上層印刷配線２５との
間には十分な電気的導通が得られた。

【０１０４】参考例１と同様に４０ｃｍ角基板上に電子
放出素子３５０個×３５０個をマトリックス状に配置し
た本素子基板を、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する各蛍光体を有す
るフェースプレートと共に真空外囲器内に配置した。次
に、電子放出素子の通電処理を行なった後、本素子基板
の上層印刷配線には１４Ｖの任意の電圧信号を下層印刷
配線には０Ｖの電位を順次印加走査し、それ以外の下層
印刷配線は７Ｖの電位とした。フェースプレートのメタ
ルバックに３ｋＶのアノード電圧を印加したところ、任
意の画像を表示することができた。この時の電子放出素
子と蛍光体の位置ズレによって生じる蛍光輝点のクロス
トークは発生しなかった。また、メッキ配線３０の配線
抵抗は基板両端間で約０．５Ω程度と小さくすることが
でき、駆動信号の電圧降下や遅延の問題を大幅に改善す
ることができた。

【０１０５】さらには、印刷配線の印刷焼成後に素子電
極２６および２７ならびに薄膜２８から成る電子放出素
子を作製することから、この素子は印刷焼成工程を経て
いない。従って、印刷配線焼成による熱ダメージを受け
ることがない。

【０１０６】また、下層印刷配線２１と印刷パッド２２
は基板上の同一形成層であり、素子電極２６・２７との
コンタクトは、素子電極２６・２７が段差のない基板上
で形成され、印刷配線２１と印刷パッド２２に接続する
ため途中で断線することはなかった。

【０１０７】（参考例３） 次に、図６（ａ）〜（ｅ）の工程図（平面図）を用いて
説明する。ここでは、不図示の青板ガラス基板に対して
電子放出素子を３個×３個の計９個のマトリックス状に
配線とともに形成した例で説明する。

【０１０８】図６において、３１は下層印刷配線で、印
刷金属ペーストの焼成によって横長の短冊状に形成され
る。３２は絶縁層であり、印刷ガラスペーストの焼成に
よってほぼ全域に形成される。３３はコンタクトホール
であり、下層印刷配線３１上に絶縁層３２の開口をもっ
て構成されている。３４は上層印刷配線であり、メッキ
配線４０の下層となるために図面上では露出していな
い。上層印刷配線３４は絶縁層３２上のくびれ部を有す
る短冊状である。３５はコンタクトホール３３上にくび
れた印刷パッドであり、上層印刷配線３４とともに同一
工程で印刷金属ペーストの焼成によって形成される。印
刷パッド３５はコンタクトホール３３を通じて下層印刷
配線３１と電気的に接続している。３６および３７は素
子電極であり、上層印刷配線３４と印刷パッド３５と各
々接続した金属薄膜とホトリソグラフィーによって形成
される。素子電極３６および３７は相互の隣接部で電極
間隔２ミクロン、電極幅３００ミクロンの形状を構成し
ている。３８は電子放出材であるＰｄ微粒子から成る電
子放出部を含む薄膜であり、素子電極３６および３７な
らびに電極間隔に配置形成される。３９はその電極間隔
部の薄膜部位を示しており、後述する電子放出部となる
部分である。４０はメッキ配線であり、上層印刷配線３
４上にメッキ法によって形成される厚さ約７５ミクロン
の金属配線である。

【０１０９】以下、本図（ａ）〜（ｅ）を用いて本素子
基板の製造方法を順に説明する。

【０１１０】まず、よく洗浄した青板ガラスからなる基
板上にＡｇペーストインキをスクリーン印刷し、焼成し
て幅８００ミクロン、厚さ７ミクロンの下層印刷配線３
１を形成した（図６（ａ））。

【０１１１】次に、ガラスペーストインキをスクリーン
印刷し、焼成してほぼ全面に厚さ約２０ミクロンの絶縁
層３２と、開口寸法２００ミクロン角のコンタクトホー
ル３３を形成した（図６（ｂ））。

【０１１２】さらに、絶縁層３２上にＡｇペーストイン
キをスクリーン印刷し、焼成して幅９００ミクロンでく
ぼみ７００ミクロンを部分的に有し、厚さ１０ミクロン
の上層印刷配線３４を形成した。この工程では同時に印
刷パッド３５も４００ミクロン角で形成した（図６
（ｃ））。この時、コンタクトホール３３を通じて下層
印刷配線３１と印刷パッド３５は電気的に導通するが、
絶縁層３２の厚さ２０ミクロンに対して印刷パッド３５
の厚さ１０ミクロンではコンタクトホールのステップカ
バーが不十分な場合が発生することがあった。このよう
な場合は、印刷パッド３５の形成前にコンタクトホール
３３にＡｇペーストインキをスクリーン印刷、焼成し、
コンタクトピラーを設けることによってコンタクトホー
ルでの十分なステップカバーが実現された。

【０１１３】ここで、スパッタ法によってＴｉを厚さ５
０Åで下引きし、それにＮｉを厚さ１０００Åで成膜し
た後、プロジェクションマスクアライナー露光によって
素子電極の形状にホトレジストパターンを作製し、エッ
チング法によって素子電極３６および３７を形成した。
次に、薄膜３８を配置したくない部分にスパッタ法によ
ってＣｒを成膜した後、ホトリソエッチング法によって
Ｃｒパターンを作製し、その後有機パラジウム溶液（奥
野製薬（株）キャタペーストＣＣＰ４２３０）を塗布・
焼成してＰｄ粒子膜を得た。さらに、Ｃｒパターンをリ
バースエッチして薄膜３８を素子電極３６および３７と
電極間隔部にパターニング形成した（図６（ｄ））。

【０１１４】次に、上層印刷配線３４を露出させた形に
メッキレジストをホトリソグラフィーによって形成し、
上層印刷配線３４に通電してその部分にＣｕの電解メッ
キを施して、厚さ７５ミクロンとした。ここで使用した
メッキ浴は表３に示した通りのものである。

【０１１５】

【表３】 次いで、メッキレジストを剥離することによって素子基
板を製造した。

【０１１６】参考例２と同様に４０ｃｍ角基板上に電子
放出素子３５０個×３５０個をマトリックス状に配置し
て、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する各蛍光体を有するフェースプ
レートと共に真空外囲器内に配置した。

【０１１７】以下、参考例２と同様に電気的駆動を行な
ったところ、同様に優れた画像を表示することができ
た。

【０１１８】（参考例４） コンタクトホールを形成しない以外は参考例２と同様に
して、図７に示した基板を製造した。図中、５１は下層
印刷配線、５４は上層印刷配線、５２は上層印刷配線の
突出部分または上層印刷配線とは別個に形成され上層印
刷配線と接触している印刷パ ッド、５３は絶縁層であ
る。また、５５はメッキ配線である。

【０１１９】このように作製した基板においても、参考
例２同様の効果を示した。特に、素子電極と印刷配線、
印刷パッドの接続部の凹凸による断線の問題は認められ
なかった。

【０１２０】（参考例５） 図８（ａ）〜（ｆ）に参考例２に対し作製工程を変えた
参考例の平面図を示す。

【０１２１】図８において、６６および６７は素子電極
であり、金属薄膜とホトリソグラフィー法によって第一
の工程で形成される。６１は下層印刷配線、６２は印刷
パッドであり、下層印刷配線６１と同一工程で印刷金属
ペーストの焼成によって形成される。この工程で、素子
電極６６および６７は、下層印刷配線６１と印刷パッド
６２とに各々接続している。６３は印刷ガラスペースト
の焼成によって形成された短冊状の絶縁層であり、印刷
パッド６２との交差中央部で６４のコンタクトホールの
開口を有している。６５は上層印刷配線であり、印刷パ
ッド６２と接続している。６８は電子放出材であるＰｄ
微粒子から成る薄膜であり、素子電極６６、６７および
電極間隔に配線形成される。６９はこの電極間隔部の薄
膜部位を示しており、電子放出部となる部分である。７
０はメッキ配線であり、上層印刷配線６５上に短冊状で
メッキ法によって形成される。

【０１２２】以上説明したように、本参考例の作製工程
は、第一の工程で能動素子の一部となるべき素子電極を
形成した後に印刷配線、印刷パッドを形成している。本
参考例において、ホトリソグラフィー法によって形成さ
れた素子電極と印刷法で形成された下層印刷配線、印刷
パッドとは電気的に十分導通をとることができる。

【０１２３】このように作製した基板においても、参考
例２同様の効果を示した。特に、素子電極と印刷配線、
印刷パッドとの電気的導通を十分にとることができた。

【０１２４】上記参考例では参考例２の作製工程を変更
したが、これに限るものではなく、参考例３において素
子電極３６、３７を上層印刷配線３４、印刷パッド３５
より先の工程で作製することもできる。

【０１２５】さらには、参考例２、３および本参考例に
おいて、素子電極さらには電子放出部を含む薄膜２８、
３８、６８を印刷配線、印刷パッドより先の工程で作製
することもできる。

【０１２６】（実施例１）図１１（ａ）は、本実施例で
製造される表面伝導型電子放出素子を有する回路基板の
一部の平面図であり、図１１（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’
線での断面図、図１１（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ’線で
の断面図である。図１２はその回路基板の製造方法を示
す工程図である。

【０１２７】これらの図中、１は絶縁性基板、５および
６はＮｉ薄膜からなる素子電極、４はＰｄを主成分とす
る電子放出部を含む薄膜、３は電子放出部である。７は
下配線、８は接続線、９は絶縁層、１０は上配線、１１
はメッキ配線である。絶縁層９は下配線７と上配線１０
との交差点において幅広く、接続線８と上配線１０との
交差点において幅狭く形成されている。素子電極５は下
配線７と接続され、上配線１０とは絶縁層９を介して電
気的に絶縁されている。また、素子電極６はメッキ配線
１１によって接続線８を通じて上配線１０と電気的に接
続されている。本実施例において絶縁性基板１には４０
ｃｍ角の青板ガラスを用い、その上に電子放出素子を素
子配列ピッチ１ｍｍ、素子数３５０個×３５０個のマト
リックス状に配置した（図では３×３素子の部分のみを
示した）。

【０１２８】以下に、その製造方法を図１２を用いて説
明する。

【０１２９】１）青板ガラス１を洗浄後、スクリーン印
刷法によって銀ペーストを印刷し、焼成して幅３００μ
ｍ厚さ７μｍの下配線７および接続線８を同時に形成し
た（図１２（ａ））。

【０１３０】２）次に、スクリーン印刷法によってガラ
スペーストを印刷し、焼成して絶縁層９を形成した。絶
縁層９の幅は、下配線７との交差部で６００μｍ、接続
線８との交差部で３００μｍ、厚さは１５μｍとした
（図１２（ｂ））。

【０１３１】３）絶縁層９上に、スクリーン印刷法によ
り銀ペーストを印刷し、焼成して幅２００μｍ、厚さ１
０μｍの上配線１０を形成した（図１２（ｃ））。

【０１３２】４）次に、基板１をＣｕのメッキ浴に浸漬
し、上配線１０に通電してＣｕの電解メッキを厚さ１０
０μｍで実施し、メッキ配線１１を形成した（図１２
（ｄ））。ここでメッキの不要な部分には、レジストマ
スクを配した。メッキ浴には表４のものを使用した。

【０１３３】

【表４】 メッキ配線１１は上配線１０の側面からも成長し、接続
線８に到達して、接続線８上にも形成されていた。な
お、下配線７とメッキ配線１１は絶縁層９によって電気
的に絶縁されており、上下配線間のショートはなかっ
た。

【０１３４】５）厚さ５０ÅのＴｉを下引き層として厚
さ１０００ÅのＮｉ薄膜をスパッタリング法によって成
膜し、フォトリソグラフィーによって所定の形状に形成
したフォトレジストをマスクとしてＮｉ、Ｔｉをエッチ
ングして素子電極５および６を形成した。素子電極５お
よび６の幅は３００μｍ、電極間距離は３μｍとした。

【０１３５】次に、電子放出部形成用薄膜２を形成する
部分に開口部を有するような、Ｃｒによるマスクパター
ンを形成した。Ｃｒの成膜は、スパッタリング法によっ
て行ない、エッチングによってパターンを形成した。そ
の上に、有機パラジウム溶液（ＣＣＰ４２３０、奥野製
薬社製）を塗布し、３００℃で２０分間焼成した後、Ｃ
ｒを除去して、Ｐｄを主成分とする微粒子膜からなる電
子放出部形成用薄膜２を形成した（図１２（ｅ））。

【０１３６】６）続いて、真空中にて素子電極５・６間
に不図示の電源によって数Ｖの電圧を印加してフォーミ
ング処理を行ない電子放出部３を形成したが（図１２
（ｆ））、本実施例においてはフォーミング処理は後述
する画像表示装置組み立て後に行なった。

【０１３７】以上のようにして、絶縁性基板１上に多数
の電子放出素子の形成された回路基板を製造した。

【０１３８】次にその回路基板を用いて画像表示装置を
作製した。以下にその作製方法を図４に基づいて説明す
る。

【０１３９】電子放出素子３３０を形成した基板１をリ
アプレート３３１上に固定した後、基板１の５ｍｍ上方
に、フェースプレート３３６（ガラス基板３３３の内面
に蛍光膜３３４とメタルバック３３５が形成された構成
となっている）を支持枠３３２を介して配置し、封着し
た。

【０１４０】蛍光膜３３４は、ＲＧＢストライプ形状を
使用し、先にブラックストライプを形成し、その間隙部
に各色蛍光体を塗布し、蛍光膜３３４を作製した。

【０１４１】また、蛍光膜３３４の内面側には、通常メ
タルバック３３５が設けられる。メタルバック３３５
は、蛍光膜作製後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理
（通常、フィルミングと呼ばれる）を行ない、その後、
Ａｌを真空蒸着することで作製した。

【０１４２】封着を行なう際、各色蛍光体と電子放出素
子とを対応させなくてはならないため、十分な位置合わ
せを行なった。

【０１４３】以上のようにして完成したガラス容器内の
雰囲気を排気管（図示せず）を通じ真空ポンプにて排気
し、十分な真空度に達した後、容器外端子Ｄox１ないし
ＤoxｍとＤoy１ないしＤoyｎを通じ、電子放出素子の素
子電極５・６間に電圧を印加し、電子放出部形成用薄膜
２を通電処理（フォーミング処理）することにより電子
放出部３を作製した。

【０１４４】次に、１０^-6Ｔｏｒｒ程度の真空度で、不
図示の排気管をガスバーナーで熱することによって溶着
し、外囲器の封止を行なった。

【０１４５】最後に封止後の真空度を維持するために、
ゲッター処理を行なった。これは、封止を行なう直前に
高周波加熱等の加熱法により、画像形成装置内の所定の
位置（不図示）に配置されたゲッターを加熱し、蒸着膜
を形成処理したものである。ゲッターはＢａ等を主成分
とした。

【０１４６】以上の方法で作製した画像表示装置におい
て、各電子放出素子には、容器外端子Ｄox１ないしＤox
ｍ、Ｄoy１ないしＤoyｎを通じ、１４Ｖの電圧を印加す
ることにより電子放出させ、高圧端子Ｈｖを通じメタル
バック３３５に３ｋＶの電圧を印加して電子ビームを加
速し、蛍光膜３３４に衝突させ、励起・発光させること
で画像を表示させることができた。

【０１４７】また、メッキ配線１１の配線抵抗は４０ｃ
ｍ角の基板両端間で約０．５Ω程度と低くでき、上配線
１０のみの配線抵抗に比べて１／１０以下とすることが
できた。これによって、電圧降下による輝度のバラツキ
や、駆動信号の遅延による画質の低下を抑えることがで
きた。

【０１４８】（実施例２）次に、図１３および１４を用
いて説明する。

【０１４９】図１３（ａ）は、本実施例で製造される表
面伝導型電子放出素子を有する回路基板の一部の平面図
であり、図１３（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線での断面
図、図１３（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ’線での断面図で
ある。図１４はその回路基板の製造方法を示す工程図で
ある。

【０１５０】これらの図中、１は絶縁性基板、５および
６はＮｉ薄膜からなる素子電極、４はＰｄを主成分とす
る電子放出部を含む薄膜、３は電子放出部である。７は
下配線、８は接続線、９は絶縁層、１０は上配線、１１
はメッキ配線である。絶縁層９は下配線７と上配線１０
との交差点において幅広く、接続線８と上配線１０との
交差点において幅狭く形成されている。素子電極５は下
配線７と接続され、上配線１０とは絶縁層９を介して電
気的に絶縁されている。また、素子電極６はメッキ配線
１１によって接続線８を通じて上配線１０と電気的に接
続されている。本実施例において絶縁性基板１には４０
ｃｍ角の青板ガラスを用い、その上に電子放出素子を素
子配列ピッチ１ｍｍ、素子数３５０個×３５０個のマト
リックス状に配置した（図では３×３素子の部分のみを
示した）。

【０１５１】以下に、その製造方法を図１４を用いて説
明する。

【０１５２】１）青板ガラス１を洗浄後、スクリーン印
刷法によって銀ペーストを印刷し、焼成して幅３００μ
ｍ厚さ７μｍの下配線７および接続線８を同時に形成し
た（図１４（ａ））。

【０１５３】２）次に、スクリーン印刷法によってガラ
スペーストを印刷し、焼成して絶縁層９を形成した。絶
縁層９の幅は、下配線７との交差部で６００μｍ、接続
線８との交部で２４０μｍ、厚さは２０μｍとした（図
１４（ｂ））。

【０１５４】３）絶縁層９上に、スクリーン印刷法によ
り銀ペーストを印刷し、焼成して幅３００μｍ、厚さ１
０μｍの上配線１０を形成した（図１４（ｃ））。本実
施例においては、上配線１０の一部は絶縁層９の側面の
一部を覆うように形成されるが、上配線１０の厚さが絶
縁層９の厚さに比べて十分に厚くないために、カバレー
ジは不十分であった。

【０１５５】４）次に、メッキの不要な部分にレジスト
マスクを配した後、基板１を表１に示したＣｕのメッキ
浴に浸漬し、上配線１０に通電してＣｕの電解メッキを
厚さ８０μｍで実施し、メッキ配線１１を形成した（図
１４（ｄ））。この時、メッキ配線１１は絶縁層９上に
形成された上配線１０の側面からも成長し、接続線８上
に形成された上配線１０に到達して、接続線８と導通す
ることによって接続線８上にも形成されていた。本実施
例では、接続線８上に上配線１０が形成されているた
め、より短時間で確実に導通を取ることが可能となっ
た。なお、下配線７とメッキ配線１１は絶縁層９によっ
て電気的に絶縁されており、上下配線間のショートはな
かった。

【０１５６】５）厚さ５０ÅのＴｉを下引き層として厚
さ１０００ÅのＮｉ薄膜をスパッタリング法によって成
膜し、参考例１と同様にして素子電極５および６を形成
した。素子電極５および６の幅は２００μｍ、電極間距
離は３μｍとした。

【０１５７】次に、電子放出部形成用薄膜２を形成する
部分に開口部を有するような、Ｃｒによるマスクパター
ンを形成した。Ｃｒの成膜は、スパッタリング法によっ
て行ない、エッチングによってパターンを形成した。そ
の上に、有機パラジウム溶液（ＣＣＰ４２３０、奥野製
薬社製）を塗布し、３００℃で２０分間焼成した後、Ｃ
ｒを除去して、Ｐｄを主成分とする微粒子膜からなる電
子放出部形成用薄膜２を形成した（図１４（ｅ））。

【０１５８】６）続いて、実施例１と同様のフォーミン
グ処理を行なって、電子放出部３を形成した（図１４
（ｆ））。

【０１５９】以上のようにして、絶縁成基板１上に多数
の電子放出素子の形成された回路基板を製造した。

【０１６０】次にその回路基板を用いて実施例１と同様
にして画像表示装置を作製し、参考例１と同様に駆動し
たところ、全面において画像を表示させることができ
た。

【０１６１】また、メッキ配線１１の配線抵抗は４０ｃ
ｍ角の基板両端間で約０．５Ω程度と低くでき、上配線
１０のみの配線抵抗に比べて１／１０以下とすることが
できた。これによって、電圧降下による輝度のバラツキ
や、駆動信号の遅延による画質の低下を抑えることがで
きた。

【０１６２】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明により、
（１）配線へのガス吸着およびガスの放出を極めて低い
値とすることができるため、画像表示が極めて安定した
ものとなり、（２）印刷法やメッキ法を用いているた
め、回路基板および画像形成装置の製造コストを大幅に
下げることができ、（３）真空堆積法、ホトリソグラフ
ィーを必要部分には用いていることから、基板上に高精
度に制御した高機能の素子を大面積において形成するこ
とができ、（４）画像形成装置の表示用素子駆動信号の
配線抵抗による電圧降下や遅延を小さくすることがで
き、画像特性の劣化が大面積においても生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置における第１の基板製造の１例を
示す工程図である。

【図２】画像形成装置における第２の基板製造の１例を
示す工程図である。

【図３】画像形成装置の１例の模式的断面図である。

【図４】画像形成装置の１例を示す模式的斜視図であ
る。

【図５】電気配線形成の１例を示す工程図である。

【図６】電気配線形成の別の例を示す工程図である。

【図７】電気配線の１例を示す模式図である。

【図８】電気配線形成のさらに別の例を示す工程図であ
る。

【図９】本発明に適用し得る電気配線の別の例を示す模
式図である。

【図１０】本発明に適用し得る電気配線形成のさらに別
の例を示す工程図である。

【図１１】本発明に適用し得る電気配線のさらに別の例
を示す模式図である。

【図１２】本発明に適用し得る電気配線形成のさらに別
の例を示す工程図である。

【図１３】本発明に適用し得る電気配線のさらに別の例
を示す模式図である。

【図１４】本発明に適用し得る電気配線形成のさらに別
の例を示す工程図である。

【図１５】表面伝導型電子放出素子の１例を示す模式図
である。

【図１６】表面伝導型電子放出素子の別の例を示す模式
図である。

【符号の説明】

１ 絶縁性基板 ２ 電子放出部形成用薄膜 ３ 電子放出部 ４ 電子放出部を含む薄膜 ５、６ 素子電極 ７ 下配線 ８ 接続線 ９ 絶縁層 １０ 上配線 １１ メッキ配線 ２１ 下層印刷配線 ２２ 印刷パッド ２３ 絶縁層 ２４ コンタクトホール ２５ 上層印刷配線 ２６、２７ 素子電極 ２８ 電子放出部を含む薄膜 ２９ 薄膜部位 ３０ メッキ配線 ３１ 下層印刷配線 ３２ 絶縁層 ３３ コンタクトホール ３４ 上層印刷配線 ３５ 印刷パッド ３６、３７ 素子電極 ３８ 電子放出部を含む薄膜 ３９ 薄膜部位 ４０ メッキ配線 ５１ 下層印刷配線 ５２ 印刷パッド ５３ 絶縁層 ５４ 上層印刷配線 ５５ メッキ配線 ６１ 下層印刷配線 ６２ 印刷パッド ６３ 絶縁層 ６４ コンタクトホール ６５ 上層印刷配線 ６６、６７ 素子電極 ６８ 薄膜 ６９ 薄膜部位 ７０ メッキ配線 ８１ 基板 ８２、８３ 素子電極８４ 導電性薄膜 ８５、８６ 印刷配線 ８７、８８ メッキ配線 ８９ ガラス基板 ９０ 蛍光体 ９１ メタルバック ９２ 電子放出部 ９３ グリッド ９４ ギャップレジスト ９５ メッキレジスト ９６ 蛍光体スラリー ９７ 樹脂薄膜 １０１ 絶縁性基板 １０２ 電子放出部形成用薄膜 １０３ 電子放出部 ２０１ 絶縁性基板 ２０２、２０３ 素子電極 ２０４ 導電性薄膜 ２０５ 電子放出部 ３３０ 機能素子（電子放出素子） ３３１ 第１の基板（リアプレート） ３３２ 支持枠 ３３３ ガラス基板 ３３４ 蛍光膜 ３３５ メタルバック ３３６ 第２の基板（フェースプレート） ３３８ 外囲器 ３４１、３４２ 電気配線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 光利 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 三道 和宏 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−20590（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−68802（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 31/12 H01J 9/02

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子放出素子と該電子放出素子に接続さ
   れた電気配線とを備えた第１の基板と、画像が形成され
   る領域を備えた第２の基板とが対向して配されていて、
   前記第１の基板と第２の基板との間の空間を減圧状態と
   して前記領域に画像を形成する画像形成装置において、 前記第１の基板は、絶縁性基板上に形成された印刷法に
   よって形成された下配線；絶縁層を介して該下配線と直
   交する方向に印刷法によって形成され、該絶縁層によっ
   て該下配線と絶縁されている上配線；および相互に対向
   して形成された２つの電極からなる素子電極と電子放出
   材料を含む薄膜からなる電子放出素子を有し、 （ａ）素子電極の対向する２つの電極のうちの一方が下
   配線に、他方が基板上に断続的に形成された接続線に接
   続され、（ｂ）絶縁層が下配線と直交する方向に形成さ
   れており、しかも該絶縁層の幅は、下配線との交差部の
   方が接続線との交差部より大きくなっており、（ｃ）上
   配線は該絶縁層上に、下配線と直交する方向に、下配線
   との交差部の絶縁層幅より小さい幅で形成されていて下
   配線と絶縁されており、（ｄ）上配線上には、上配線の
   幅より大きく下配線との交差部の絶縁層幅より小さい幅
   でメッキ法で形成されたメッキ配線が積層されていて、
   上配線が該メッキ配線を介して前記接続線と電気的に接
   続されている画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記下配線および上配線の厚みは１μｍ
   〜１００μｍの範囲にある請求項１記載の画像形成装
   置。
3. 【請求項３】 前記下配線および上配線の厚みは２μｍ
   〜８０μｍの範囲にある請求項２記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記メッキ配線の厚みは１μｍ〜１００
   μｍの範囲にある請求項１記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記メッキ配線の厚みは１０μｍ〜１０
   ０μｍの範囲にある請求項４記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記電子放出素子は、表面伝導型のもの
   である請求項１記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記減圧状態とは、１０^-5Ｔｏｒｒ〜１
   ０^-8Ｔｏｒｒの範囲の真空度である請求項１記載の画像
   形成装置。