JP3302249B2 - 電子放出素子、電子源基板および画像形成装置の製造方法 - Google Patents

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、電子
源基板および画像形成装置の製造方法に関する。

【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」と略す）、金属／絶縁層
／金属型（以下、「ＭＩＭ型」と略す）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．Ｄｙ
ｋｅ＆Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ、“Ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓ
ｉｏｎ”、Ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
Ｐｈｙｓｉｃｓ、８ ８９（１９５６）あるいはＣ．
Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ、“Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒ
ｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｆｉｅｌｄ ｅ
ｍｉｓｓｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅｓ ｗｉｔｈ ｍｏｌ
ｙｂｄｅｎｉｕｍ”、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４７
５２４８（１９７６）等が知られている。

【０００３】ＭＩＭ型の例としてはＣ．Ａ．Ｍｅａｄ、
“Ｔｈｅ ｔｕｎｎｅｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎ ａｍｐｌ
ｉｆｉｅｒ”、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、３２ ６４
６（１９６１）等が知られている。

【０００４】表面伝導型電子放出素子型の例としては、
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ、Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇ．Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎ Ｐｈｙｓ．、１０（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ＳｎＯ
₂ 薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によるもの［Ｇ．Ｄｉｔ
ｔｍｅｒ：“Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ”、９
３１７（１９７２）］、Ｉｎ₂ Ｏ₃ ／ＳｎＯ₂ 薄膜に
よるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ ａｎｄ Ｃ．Ｇ．Ｆ
ｏｎｓｔａｄ：“ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ＥＤ Ｃｏｎ
ｆ．”、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。

【０００５】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Ｍ．ハートウェルの素子構成を
図１４に示す。同図において１は基板である。４は導電
性薄膜で、スパッタによりＨ型形状のパターンに形成さ
れた金属酸化物薄膜等からなり、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が形成され
る。図中の素子電極間隔Ｌは０．５ｍｍ〜１ｍｍ、導電
性薄膜４の幅Ｗ’は０．１ｍｍに設定されている。な
お、電子放出部５の位置および形状は、模式的に表して
ある。

【０００６】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導電性薄膜４に予め通
電フォーミングと呼ばれる通電処理を施して電子放出部
５を形成するのが一般的であった。即ち、通電フォーミ
ングとは前記導電性薄膜４の両端に直流電圧あるいは非
常にゆっくりとした昇電圧例えば１Ｖ／分程度を印加通
電し、導電性薄膜を局所的に破壊、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。なお、電子放出部５は導電性薄膜４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。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、上述導電性薄膜４に電圧を印加し、素子に
電流を流すことにより上述の電子放出部５より電子を放
出せしめるものである。

【０００７】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
ような色々な応用が研究されている。例えば、荷電ビー
ム源、画像表示装置等の表示装置があげられる。

【０００８】図１５は、特開平２−５６８２２号に開示
されている電子放出素子の構成を示す。同図において１
は基板、２，３は素子電極、４は導電性薄膜、５は電子
放出部である。この電子放出素子の製造方法としては、
様々な方法があるが、例えば基板１に一般的な真空蒸着
技術や、フォトリソグラフィ技術により素子電極２，３
を形成する。次いで導電性薄膜４は分散塗布法等によっ
て形成する。その後、素子電極２，３に電圧を印加し通
電処理を施すことによって電子放出部５を形成する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例による製造方法は、半導体プロセスを主とする方法で
製造するものであるために、現行の技術では大面積に電
子放出素子を形成することが困難であり、かつ特殊で高
価な製造装置を必要とし、生産コストが高いといった欠
点があった。

【００１０】また、現行の技術では、フォトリソグラフ
ィ技術におけるマスク合せによるアライメント精度で電
子放出素子の位置精度が決定してしまいプロセス工程中
にアライメント補正することが困難である。

【００１１】そこで本発明の目的は低コストで且つ容易
に大面積に均一な表面伝導型電子放出素子およびそれを
有する電子源基板、画像形成装置を提供するものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべくな
された本発明の電子放出素子の製造方法は、絶縁性基板
上に複数個の電子放出素子を形成する際に、各電子放出
素子を構成すべき一対の素子電極間に導電性薄膜を形成
する材料を含む溶液を液滴の状態で付与することによっ
て電子放出部を形成するための導電性薄膜を形成する工
程において、少なくとも１回は液滴を素子電極間以外の
領域に付与し、該素子電極間以外の領域に付与された液
滴の確認と形状の観察を行い、その後、素子電極間に液
滴を付与する工程を含むことを特徴とする。

【００１３】好ましくは、前記一対の素子電極間以外の
領域に液滴を付与した後その液滴に光を照射し、その液
滴の透過光あるいは反射光の強度比信号に基づいて液滴
付与位置を位置合せする工程を含み、その後に各対とな
る素子電極間に液滴を付与する。前記導電膜形成材料を
含む溶液の液滴は、インクジェット方式で付与され、こ
のインクジェット方式は熱的エネルギーの付与により気
泡を発生させ液滴を吐出させる方式であることがより好
ましい。また、本発明により製造される電子放出素子の
電子放出部の膜厚は、前記導電膜形成材料を含む溶液の
液滴を付与する際の液滴量や液滴数によって制御するこ
とができる。

【００１４】本発明に係る電子源基板は、絶縁基板上に
複数の電子放出素子が配列され、該電子放出素子間配線
および該素子への電圧印加用端子を形成された電子源基
板であり、各々の電子放出素子は、上述の方法で作成さ
れる。

【００１５】この電子源基板は、例えば、列方向配線お
よび行方向配線が絶縁層を介して行列状に配置され、そ
の交差部に前記一対の素子電極の一方は前記絶縁基板上
に連続的に接続して列方向配線とし、他方は絶縁層の開
口部を通して行方向配線と接続させ、該交差部の素子電
極間に導電性薄膜形成用の材料溶液の液滴を連続的に付
与し、電子放出部を形成する。

【００１６】本発明の画像形成装置は、電子源としての
電子放出素子と、該素子への電圧印加手段と、該素子か
ら放出される電子を受けて発光する発光体と、外部信号
に基づいて該素子へ印加する電圧を制御する駆動回路と
を具備し、該電子放出素子は上述の方法で製造される。

【００１７】

【作用】本発明によれば、以上の方法によりフォトリソ
グラフィ技術を用いることなく微粒子膜（導電性薄膜）
を形成できるため、低コストでかつ容易に大面積に電子
放出素子を製造することができる。また、電子放出素子
を形成する前に形成できるか否かの確認と位置合わせを
行なうようにすれば、アライメント精度が向上し、歩留
りも向上させることができる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。

【００１９】図１は本発明の一実施例に係る製造方法を
示す断面図であり、図２はこれにより作製された表面伝
導型電子放出素子を示す図である。また、図３〜５はそ
れぞれ図１の方法により作製された電子源基板を示す。
図１〜５において、１は基板、２，３は素子電極、４は
導電性薄膜、５は電子放出部、６は液滴付与装置、７は
液滴、８は導電性薄膜４を形成する前に基板１上にアラ
イメント用に付与した液滴、９は光学顕微鏡である。

【００２０】液滴付与装置６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でもかまわない
が、特に十数ｎｇから数十ｎｇ程度の範囲で制御が可能
で、かつ数十ｎｇ程度以上の微少量の液滴が容易に形成
できるインクジェット方式の装置がよい。また、液滴の
材料としては、液滴が形成できる状態であればどのよう
な状態でもかまわないが、水、溶剤等に前述の金属等を
分散、溶解した、溶液、有機金属溶液等がある。

【００２１】まず、有機溶剤等で充分洗浄し乾燥させた
基板に、真空蒸着技術およびフォトリソグラフィ技術を
用いて素子電極を形成する（図１（ａ））。次にこの基
板上の素子電極以外の任意の場所に液滴７，８を付与し
た後、光学顕微鏡９とスケール（不図示）を用いて、液
滴８の透過光あるいは反射光の強度比信号を処理するこ
とにより、液滴８の有無と形状の確認と素子電極間まで
の距離を測定し、液滴７が素子電極間に付与できるよう
にアライメントする。その後、液滴付与装置６を用いて
液滴７を素子電極２，３間に付与し（図１（ｂ））す
る。以上の方法で液滴を付与した後、３００度から６０
０度の温度で加熱処理し、溶媒を蒸発させて導電性薄膜
４を形成する（図１（ｃ））。

【００２２】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であり、通電フォーミング等により
形成される。また亀裂内には数Åから数百Åの粒径の導
電性微粒子を有することもある。この導電性微粒子は導
電性薄膜４を構成する物質の少なくとも一部の元素を含
んでいる。また電子放出部５およびその近傍の導電性薄
膜４は炭素あるいは炭素化合物を有することもある。

【００２３】通電フォーミングは素子電極２，３間に不
図示の電源より通電を行ない、導電性薄膜４を局所的に
破壊、変形もしくは変質せしめ、構造を変化させた部位
を形成させるものである。この局所的に構造変化させた
部位を電子放出部５と呼ぶ（図１（ｄ））。通電フォー
ミングの電圧波形の例を図６に示す。

【００２４】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６（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６（ｂ））とがある。まずパ
ルス波高値を一定電圧とした場合（図６（ａ））につい
て説明する。

【００２５】図６（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秒〜１
０ｍ秒、Ｔ２を１０μ秒〜１００ｍ秒とし、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し、適当な真空
度、例えば１０^-5ｔｏｒｒ程度の真空雰囲気下で、数秒
から数十分印加する。なお、素子電極間に印加する波形
は三角波に限定されるものではなく、矩形波など所望の
波形を用いても良い。図６（ｂ）におけるＴ１およびＴ
２は、図６（ａ）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０．１Ｖステ
ップ程度づつ増加させ適当な真空雰囲気下で印加する。

【００２６】なお、この場合の通電フォーミング処理は
パルス間隔Ｔ２中のパルス休止期（Ｔ１以外の期間）
に、導電性薄膜４を局所的に破壊、変形しない程度の電
圧、例えば０．１Ｖ程度の電圧で素子電流を測定して抵
抗値を求め、その抵抗値が例えば１ＭΩ以上の抵抗を示
した時に通電フォーミング終了とする。

【００２７】次に通電フォーミングが終了した素子に活
性化工程と呼ぶ処理を施すことが望ましい。活性化工程
とは、例えば１０^-4〜１０^-5ｔｏｒｒ程度の真空度で、
通電フォーミング同様、パルス波高値が一定の電圧パル
スを繰り返し印加する処理のことであり、真空中に存在
する有機物質に起因する炭素あるいは炭素化合物を導電
薄膜上に堆積させ素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅを著しく
変化させる処理である。活性化工程は素子電流Ｉｆと放
出電流Ｉｅを測定しながら、例えば放出電流Ｉｅが飽和
した時点で終了する。また印加する電圧パルスは動作駆
動電圧（完成した電子放出素子を動作させるときの電
圧）で行なうことが好ましい。

【００２８】なお、ここで炭素あるいは炭素化合物とは
グラファイト（単、多結晶双方を指す）、非晶質カーボ
ン（非晶質カーボンと多結晶グラファイトの混合物を指
す）であり、その膜厚は５００Å以下が好ましく、より
好ましくは３００Å以下である。

【００２９】こうして作成した電子放出素子をフォーミ
ング工程および活性化処理工程における真空度よりも高
い真空度の雰囲気下に置いて動作駆動させるのが良い。
またさらに高い真空度の雰囲気下で、８０℃〜１５０℃
の加熱後動作駆動させることが望ましい。

【００３０】なお、フォーミング工程および活性化処理
工程における真空度より高い真空度とは、例えば約１０
^-6ｔｏｒｒ以上の真空度であり、より好ましくは超高真
空系であり、新たに炭素あるいは炭素化合物が導電薄膜
上にほとんど堆積しない真空度である。こうすることに
よって素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅを安定化させること
が可能になる。

【００３１】以上のように作製された本発明の一実施例
に係る表面伝導型電子放出素子の基本的な構成を図７に
示す。図７（ａ）は本実施例に係る表面伝導型電子放出
素子の模式的平面図、図７（ｂ）は断面図である。図７
において、１は基板、２，３は素子電極として機能する
配線、４は導電性薄膜、５は電子放出部である。

【００３２】基板１としては、石英ガラス、Ｎａ等の不
純物含有量の少ないガラス、青板ガラス、ＳｉＯ₂ を表
面に形成し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。素子電極２，３の材料としては
一般的な導電体が用いられ、例えばＮｉ，Ｃｒ，Ａｕ，
Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等の金属ある
いは合金、Ｐｄ，Ａｇ，Ａｕ，ＲｕＯ₂ ，Ｐｄ−Ａｇ等
の金属あるいは金属酸化物とガラス等から構成される印
刷導体、Ｉｎ₂ Ｏ₃ −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から適宜選択される。

【００３３】素子電極間隔Ｌは、好ましくは数百Å〜数
百μｍである。また、通電フォーミング時、素子電極間
に印加する電圧は低い方が望ましく、電子放出部５は位
置再現性良く作成することが要求されるため、より好ま
しい素子電極間隔は数μｍ〜数十μｍである。導電性薄
膜４の幅（素子電極２，３の交差部の凹部９の外周）Ｗ
１は、電極の抵抗値、電子放出特性から数μｍ〜数百μ
ｍが好ましい。また素子電極２，３の膜厚ｄは、数百Å
〜数μｍが好ましい。

【００３４】導電性薄膜４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〜
数千Åで、特に好ましくは１０Å〜５００Åである。そ
のシート抵抗値は１０³ 〜１０⁷ Ω／□である。

【００３５】また導電性薄膜４を構成する材料は、Ｐ
ｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃ
ｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ等の金属、Ｐｄ
Ｏ，ＳｎＯ₂ ，Ｉｎ₂ Ｏ₃ ，ＰｂＯ，Ｓｂ₂ Ｏ₃ 等の酸
化物、ＨｆＢ₂ ，ＺｒＢ₂ ，ＬａＢ₆ ，ＣｅＢ₆ ，ＹＢ
₄ ，ＧｄＢ₄ 等の硼化物、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，Ｔ
ａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ，ＺｒＮ，Ｈｆ
Ｎ等の窒化物、Ｓｉ，Ｇｅ等の半導体、およびカーボン
等があげられる。

【００３６】なお、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（島状も含む）の膜を
さしており、微粒子の粒径は数Å〜数千Åであり、好ま
しくは１０Å〜２００Åである。

【００３７】次に本発明の画像形成装置の製造方法につ
いて述べる。画像形成装置に用いられる電子源基板は複
数の表面伝導型電子放出素子を基板上に配列することに
より形成される。

【００３８】表面伝導型電子放出素子の配列の方式には
表面伝導型電子放出素子を並列に配置し、個々の素子の
両端を配線で接続するはしご型配置（以下はしご型配置
電子源基板と呼ぶ）や、表面伝導型電子放出素子の一対
の素子電極にそれぞれＸ方向配線、Ｙ方向配線を接続し
た単純マトリクス配置（以下マトリクス型配置電子源基
板と呼ぶ）が挙げられる。なお、はしご型配置電子源基
板を有する画像形成装置には電子放出素子からの電子の
飛翔を制御する電極である制御電極（グリッド電極）を
必要とする。

【００３９】以下、本発明の電子源の構成について、図
８を用いて説明する。８１は電子源基板、８２はＸ方向
配線、８３はＹ方向配線、８４は表面伝導型電子放出素
子、８５は結線である。

【００４０】同図において電子源基板８１に用いる基板
は前述したガラス基板等であり、用途に応じて形状が適
宜設定される。ｍ本のＸ方向配線８２は、ＤＸ１，ＤＸ
２，・・・・・・，ＤＸｍからなり、Ｙ方向配線８３はＤＹ
１，ＤＹ２，・・・・・・，ＤＹｎのｎ本の配線よりなる。ま
た多数の表面伝導型素子にほぼ均等な電圧が供給される
ように材料、膜厚、配線幅が適宜設定される。これらｍ
本のＸ方向配線８２とｎ本のＹ方向配線８３間は不図示
の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（ｍ，ｎは共に正の整数）。

【００４１】不図示の層間絶縁層はＸ方向配線８２を形
成した基板８１の全面あるいは一部の所望の領域に形成
される。Ｘ方向配線８２とＹ方向配線８３はそれぞれ外
部端子として引き出される。さらに表面伝導型放出素子
８４の素子電極（不図示）がｍ本のＸ方向配線８２とｎ
本のＹ方向配線８３と結線８５によって電気的に接続さ
れている。表面伝導型電子放出素子は基板あるいは不図
示の層間絶縁層上のどちらに形成してもよい。

【００４２】また、詳しくは後述するが、前記Ｘ方向配
線８２にはＸ方向に配列する表面伝導型放出素子８４の
行を入力信号に応じて走査するための走査信号を印加す
るための不図示の走査信号発生手段と電気的に接続され
ている。一方、Ｙ方向配線８３にはＹ方向に配列する表
面伝導型電子放出素子８４の列の各列を入力信号に応じ
て、変調するための変調信号を印加するための不図示の
変調信号発生手段と電気的に接続されている。さらに表
面伝導型電子放出素子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走査信号と変調信号の差電圧とし
て供給されるものである。

【００４３】上記構成において、単純なマトリクス配線
だけで個別の素子を選択して独立に駆動可能になる。

【００４４】つぎに以上のようにして作成した単純マト
リクス配置の電子源を用いた画像形成装置について、図
９、図１０および図１１を用いて説明する。図９は画像
形成装置を構成する表示パネルの基本構成図であり、図
１０は蛍光膜を示す。図１１はＮＴＳＣ方式のテレビ信
号に応じて表示するための駆動回路のブロック図を示
し、その駆動回路を含む画像形成装置を表わす。

【００４５】図９において８１は電子放出素子を基板上
に作製した電子源基板、９１は電子源基板８１を固定し
たリアプレート、９６はガラス基板９３の内面に蛍光膜
９４とメタルバック９５等が形成されたフェースプレー
ト、９２は支持枠であり、リアプレート９１、支持枠９
２およびフェースプレート９６をフリットガラス等を塗
布し、大気中あるいは窒素中で４００〜５００度で１０
分以上焼成することで封着して外囲器９８を構成する。
図９において８４は図６における電子放出部５に相当す
る。８２，８３は表面伝導型電子放出素子の一対の素子
電極に接続されたＸ方向配線およびＹ方向配線である。

【００４６】外囲器９８は、上述の如くフェースプレー
ト９６、支持枠９２、リアプレート９１で構成したが、
リアプレート９１は主に電子源基板８１の強度を補強す
る目的で設けられるため、電子源基板８１自体で十分な
強度を持つ場合は別体のリアプレート９１は不要であ
り、電子源基板８１に直接支持枠９２を封着し、フェー
スプレート９６、支持枠９２、電子源基板８１にて外囲
器９８を構成しても良い。またさらにはフェースプレー
ト９６、リアプレート９１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９８にすることもできる。

【００４７】図１０中、１０２は蛍光体である。蛍光膜
９４（図９）は、モノクロームの場合は蛍光体１０２の
みからなるが、カラーの蛍光膜の場合は蛍光体１０２の
配列によってはブラックストライプあるいはブラックマ
トリクスなどと呼ばれる黒色導電材１０１と蛍光体１０
２とで構成される。ブラックストライプ、ブラックマト
リクスが設けられる目的はカラー表示の場合、必要とな
る三原色蛍光体の各蛍光体１０２間の塗り分け部を黒く
することで混色等を目立たなくすることと蛍光膜９４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。ブラックストライプの材料としては、通常良
く用いられている黒鉛を主成分とする材料だけでなく、
導電性があるが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。ガラス基板９３に蛍光体を
塗布する方法はモノクローム、カラーによらず沈澱法や
印刷法が用いられる。

【００４８】また蛍光膜９４（図９）の内面側には通常
メタルバック９５（図９）が設けられる。メタルバック
の目的は蛍光体の発光のうち内面側への光をフェースプ
レート９６側へ鏡面反射することにより輝度を向上する
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、外囲器内で発生した負イオンの衝突によ
るダメージからの蛍光体の保護等である。メタルバック
は蛍光膜作製後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理（通
常フィルミングと呼ばれる）を行ない、その後Ａ１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９６には、さらに蛍光膜９４の導電性を高めるため蛍
光膜９４の外面側に透明電極（不図示）を設けてもよ
い。前述の封着を行なう際、カラーの場合は各色蛍光体
と電子放出素子とを対応させなくてはならず十分な位置
合わせを行なう必要がある。

【００４９】外囲器９８は不図示の排気管を通じ、１０
^-7ｔｏｒｒ程度の真空度にされ、封止が行なわれる。ま
た外囲器９８の封止後の真空度を維持するためにゲッタ
ー処理を行なう場合もある。これは外囲器９８の封止を
行な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９８内の所定の位置（不図
示）に配置されたゲッターを加熱し、蒸着膜を形成する
処理である。ゲッターは通常Ｂａ等が主成分であり、該
蒸着膜の吸着作用により、例えば１×１０^-5ｔｏｒｒな
いし１×１０^-7ｔｏｒｒの真空度を維持するものであ
る。

【００５０】次に、単純マトリクス配置型基板を有する
電子源を用いて構成した画像形成装置に、ＮＴＳＣ方式
のテレビ信号に基づきテレビジョン表示を行なうための
駆動回路の概略構成を図１１のブロック図を用いて説明
する。１１１は前記表示パネルであり、１１２は走査回
路、１１３は制御回路、１１４はシフトレジスタ、１１
５はラインメモリ、１１６は同期信号分離回路、１１７
は変調信号発生器、ＶｘおよびＶａは直流電圧源であ
る。

【００５１】以下、各部の機能を説明する。まず表示パ
ネル１１１は、端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍおよび端子
Ｄｏｙ１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には前記表示パネル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印加される。

【００５２】一方、端子Ｄｙ１ないしＤｙｎ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
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１０Ｋ［Ｖ］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。

【００５３】次に走査回路１１２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
（図中、Ｓ１ないしＳｍで模式的に示している）、各ス
イッチング素子は直流電圧源Ｖｘの出力電圧もしくは０
［Ｖ］（グランドレベル）のいずれか一方を選択し、そ
れを表示パネル１１１の端子Ｄｘ１ないしＤｘｍと電気
的に接続するものである。Ｓ１ないしＳｍの各スイッチ
ング素子は制御回路１１３が出力する制御信号Ｔｓｃａ
ｎに基づいて動作するものであり、実際には例えばＦＥ
Ｔ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。

【００５４】なお、前記直流電圧源Ｖｘは前記表面伝導
型電子放出素子の特性（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となるような一定電圧を出力するよ
う設定されている。

【００５５】制御回路１１３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なわれるように各部の動作
を整合させる働きをもつものである。次に説明する同期
信号分離回路１１６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Ｔｍ
ｒｙの各制御信号を発生する。

【００５６】同期信号分離回路１１６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周波数分離（フィル
ター）回路を用いれば構成できるものである。同期信号
分離回路１１６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信号と表わすが同信号はシフトレジス
タ１１４に入力される。

【００５７】シフトレジスタ１１４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前記制御回路
１１３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１１
４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前記シフトレジス
タ１１４より出力される。

【００５８】ラインメモリ１１５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１１３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Ｉｄ１ないしＩｄｎとして出力され変調
信号発生器１１７に入力される。

【００５９】変調信号発生器１１７は前記画像データＩ
ｄ１ないしＩｄｎ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、その出
力信号は端子Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎを通じて表示パネ
ル１１１内の表面伝導型電子放出素子に印加される。

【００６０】前述した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。すなわち前述したように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。

【００６１】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
ゆく。なお、電子放出素子の材料や構成、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。

【００６２】すなわち、本素子にパルス状の電圧を印加
する場合、例えば電子放出閾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閾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。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、電圧変調方式よびパルス幅変調方式等があげら
れ、電圧変調方式を実施するには変調信号発生器１１７
として一定の長さ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１１７として、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
回路を用いるものである。

【００６３】以上に説明した一連の動作により本発明の
画像表示装置は表示パネル１１１を用いてテレビジョン
の表示を行なうことができる。なお、上記説明中特に記
載しなかったがシフトレジスタ１１４やラインメモリ１
１５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なわれればよい。

【００６４】デジタル信号式を用いる場合には同期信号
分離回路１１６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１１６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１１５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１１７に用いられる回路が若干
異なったものとなる。

【００６５】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１１７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１１７は、例えば高速の発振
器および発振器の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前記メモリの出力値を比
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。

【００６６】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１１７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。

【００６７】以上のように完成した画像表示装置におい
て、各電子放出素子に、容器外端子Ｄｏｘ１ないしＤｏ
ｘｍ，Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎを通じて、電圧を印加す
ることにより電子放出させ、高圧端子Ｈｖを通じて、メ
タルバック９５あるいは透明電極（不図示）に高圧を印
加し、電子ビームを加速し、蛍光膜９４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。

【００６８】以上述べた構成は、表示等に用いられる好
適な画像形成装置を作製する上で必要な概略構成であ
り、例えば各部材の材料等、詳細な部分は上述の内容に
限られるものではなく、画像形成装置の用途に適するよ
う適宜選択する。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、ＳＥＣ
ＡＭ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。

【００６９】次に、前述のはしご型配置電子源基板およ
びそれを用いた画像表示装置について図１２および図１
３により説明する。図１２において、１２１は電子源基
板、１２２は電子放出素子、１２３のＤｘ１〜Ｄｘ１０
は前記電子放出素子に接続する共通配線である。電子放
出素子１２２は、基板１２１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
個基板上に配置したものが、はしご型電子源基板であ
る。各素子行の共通配線間に適宜駆動電圧を印加するこ
とで、各素子行を独立に駆動することが可能になる。す
なわち、電子ビームを放出させる素子行には、電子放出
しきい値以上の電圧を、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を、Ｄｘ２
とＤｘ３、Ｄｘ４とＤｘ５のように互いに隣接する配線
同士を一本に接続して、同一配線とするようにしても良
い。

【００７０】図１３は、はしご型配置の電子源を備えた
画像形成装置の構造を示すための図である。１３１はグ
リッド電極、１３２は電子が通過するため空孔、１３３
はＤｏｘ１，Ｄｏｘ２・・・・・・Ｄｏｘｍよりなる容器外端
子、１３４はグリッド電極１３１と接続されたＧ１，Ｇ
２，・・・・・・Ｇｎからなる容器外端子、１３５は前述のよ
うに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。なお、図９または図１２と同一の符号は同一の
部材を示す。前述の単純マトリクス配置の画像形成装置
（図９）との違いは、電子源基板１２１とフェースプレ
ート９６の間にグリッド電極１３１を備えていることで
ある。

【００７１】グリッド電極１３１は、表面伝導型放出素
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、はしご型配置の素子行と直行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に、各素子
に対応して１個ずつ円形の開口１３２が設けられてい
る。グリッドの形状や設置位置は図１３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１３３およびグリッド容器外端子１３４は、不
図示の制御回路と電気的に接続されている。

【００７２】本例の画像形成装置では、素子行を１列ず
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。

【００７３】作製例１ マトリクス状に配線され、素子電極を前述したような方
法で形成した基板（図８）を用い、表面伝導型電子放出
素子を作製した。図１はその製造方法を示す図であり、
図３は本作製例によって作製した表面伝導型電子放出素
子の平面図およびＡ−Ａ′断面図を示す。

【００７４】（１）絶縁基板１として石英基板を用い、
これを有機溶剤等により充分に洗浄後、１２０℃で乾燥
させた。

【００７５】（２）該基板上に一般的な真空成膜技術お
よびフォトリソグラフィ技術を用いてＮｉからなる電極
２，３を形成した。このとき素子電極のギャップ間隔Ｌ
は２μｍ、電極の幅Ｗ１を６００μｍ、その厚さｄを１
０００Åとした。

【００７６】（３）次に、液滴付与装置６として圧電素
子を用いたインクジェット噴射装置を用い、有機パラジ
ウム含有溶液（奥野製薬（株）製ＣＣＰ−４２３０）の
液滴８を先ずアライメント用として基板１の斜め上部に
液滴量６０μｍ³ で付与した。

【００７７】（４）続いて、光学顕微鏡９とスケール
（不図示）で液滴の反射光の強度比信号を処理すること
により付与開始する素子電極間と液滴８との距離を測定
し、素子電極のギャップ中心に導電性薄膜４が形成され
るように、アライメントを行なった後に、上記有機パラ
ジウム含有溶液を液滴付与装置６を用いて全ての素子電
極間に液滴量６０μｍ³ の液滴を１つずつ付与した。

【００７８】（５）次に３００℃で１０ｍｉｎ間の加熱
処理をして酸化パラジウム（ＰｄＯ）微粒子からなる微
粒子膜を形成し薄膜４とした。

【００７９】（６）次に電極２，３の間に電圧を印加
し、薄膜４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５を形成した。なお、上記の（３）
（４）の液滴付与の手順をさらに詳細に説明すると以下
の通りである。

【００８０】描画（液滴付与）手順 ＜基板セット＞ １．基板をステージにセットし吸着する（吸着ボタンＯ
Ｎ）。 ＜基板の水平だし＞ ２．基板と相対的に光学顕微鏡９をＸ方向に走査しなが
らモニター上マーカー（不図示）とＹ方向の配線とが平
行になるようΘつまみ（不図示）を用いて調整する。 ３．基板と相対的に光学顕微鏡９をＹ方向に走査しなが
らモニター上マーカー（不図示）と素子電極間のギャッ
プ中心とが平行になるようΘつまみを用いて調整する。 ＜吐出位置確認＞ ４．基板内の素子電極の形成されていない領域（基板の
右上隅等）に液滴８を付与する。 ５．光学顕微鏡９で液滴８の位置とその形状を確認する
（ここで、液滴が確認できなかった時はヘッドやノズル
を変えたり回復動作をする）。 ６．光学顕微鏡９とスケール（不図示）を用いて付与開
始する素子電極間と上記液滴８との距離を測定し、素子
電極のギャップ中心に導電性薄膜中心が形成されるよう
アライメントを行なう。

【００８１】こうして作製された電子源基板を用いて、
前述したようにフェースプレート９６、支持枠９２、リ
アプレート９１とで外囲器９８を形成し、封止を行ない
表示パネル、さらには図１１に示すようなＮＴＳＣ方式
のテレビ信号に基づきテレビジョン表示を行なうための
駆動回路を有する画像形成装置を作製した。

【００８２】以上のごとく、本作製例の製造方法により
作成した電子放出素子はなんら問題のない良好の特性を
示したばかりか、液滴を付与し、薄膜４を形成すること
によりエッチング等の薄膜４のパターン形成工程を省略
することができた。また、薄膜４を形成する前に所望の
場所に同一の液滴付与装置６で付与した液滴８でアライ
メントすることにより、素子間のバラツキを小さくする
ことができ、輝度むらや欠陥を減少させ、均一性を向上
することができた。

【００８３】また本作製例の光信号の強度比情報は反射
光でなくても透過光でも同様の効果で得られた。

【００８４】作製例２ 素子電極幅（Ｗ１）を６００μｍ、素子電極間隔（Ｌ
１）を２μｍ、素子電極の厚さを１０００Åに形成した
はしご状に配線された素子電極を有する基板（図１２）
を用い、作製例１と同様な方法で表面伝導型電子放出素
子を作製した。に表面伝導型電子放出素子を作製した。

【００８５】得られた電子源基板を用いて、作製例１と
同様な方法でフェースプレート９６、支持枠９２、リア
プレート９１とで外囲器９８を形成し、封止を行ない表
示パネル、さらには図１１に示すようなＮＴＳＣ方式の
テレビ信号に基づきテレビジョン表示を行なうための駆
動回路を有する画像形成装置を作製した。作製例１と同
様な効果を得ることができた。

【００８６】作製例３ マトリクス状に配線され、素子電極を前述したような方
法で形成した基板（図４および８参照）を用い、熱的エ
ネルギーの付与により気泡を発生させ液滴を吐出させる
方式のインクジェット装置を用い、作製例１と同様にし
て表面伝導型電子放出素子を作製した。すなわち、素子
電極および配線を形成した基板に以下の手順で液滴を付
与した。

【００８７】描画（液滴付与）手順 ＜基板セット＞ １．基板をステージにセットし吸着する（吸着ボタンＯ
Ｎ）。 ＜基板の水平だし＞ ２．光学顕微鏡をＸ方向に走査しながらモニター上マー
カーと上配線が平行になるようΘつまみを用いて調整す
る。 ３．光学顕微鏡のモニターをみながら基板をＹ方向に走
査して、モニター上のマーカーが素子電極間のギャップ
中心を走査するようにΘつまみを用いて調整する。 ＜吐出位置確認＞ ４．基板内の素子電極の形成されていない領域（基板の
右上のすでに素子電極からの位置を計測してあるアライ
メントマーカー（不図示）の近く）に液滴を付与する。 ５．光学顕微鏡で吐出させた液滴とその形状を確認し、
モニター上の液滴中心に印を記入する（液滴が確認でき
なかった時はまず回復動作をし、それでも液滴が確認で
きない場合はノズル、ヘッドの順に変えて確認できるま
で繰り返す）。

【００８８】＜アライメント＞ ６．光学顕微鏡とスケールを用いてアライメントマーカ
ーと上記液滴との距離を測定し、アライメントマーカー
中心と液滴中心が一致するようにする。 ７．吐出開始の素子電極のギャップ中心と上記アライメ
ントマーカー中心までの位置を計算し、吐出開始のＸ座
標を入力。 ８．モニターを見ながら吐出開始する素子電極のギャッ
プ中心に、操作５でつけたモニター上の印が来るように
ステージを操作（１０μｍステップ）してＹ座標を合わ
せる。 ９．１ライン描画（液滴付与）してみて、さらにアライ
メントする。 ＜描画＞ １０．５〜２０ラインずつ描画し、その都度アライメン
トして基板のずれを補正しながら描画していく。

【００８９】得られた電子源基板を用いて、作製例１と
同様な方法でフェースプレート９６、支持枠９２、リア
プレート９１とで外囲器９８を形成し、封止を行ない表
示パネル、さらには図１１に示すようなＮＴＳＣ方式の
テレビ信号に基づきテレビジョン表示を行なうための駆
動回路を有する画像形成装置を作製した。作製例１と同
様な効果を得ることができた。

【００９０】作製例４ はしご状に配線され、素子電極を前述したような方法で
形成した基板（図１２）を用い、熱的エネルギーの付与
により気泡を発生させ液滴を吐出させる方式のインクジ
ェット装置を用い、作製例１と同様に表面伝導型電子放
出素子を作製した。得られた電子源基板を用いて、イン
クジェットにより作製例１と同様に表面伝導型電子放出
素子を作製した。

【００９１】得られた電子源基板を用いて、作製例１と
同様な方法でフェースプレート９６、支持枠９２、リア
プレート９１とで外囲器９８を形成し、封止を行ない表
示パネル、更にはＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づきテ
レビジョン表示を行なうための駆動回路を有する画像形
成装置を作製した。作製例３と同様な効果を得ることが
できた。

【００９２】作製例５ 本作製例は、薄膜４を形成する溶液に酢酸Ｐｄを水に
０．０５ｗｔ％含有した溶液以外は作製例１と同様に作
成した。

【００９３】その結果、含有溶液の違いにもかかわら
ず、作製例１と同様な効果を得た。得られた電子源基板
を用いて、作製例１と同様な方法でフェースプレート９
６、支持枠９２、リアプレート９１とで外囲器９８を形
成し、封止を行ない表示パネル、さらには図１１に示す
ようなＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づきテレビジョン
表示を行なうための駆動回路を有する画像形成装置を作
製した。作製例１と同様な効果を得ることができた。

【００９４】作製例６ 本作製例は、液滴量を３０μｍ³ とし、液滴を２つ（２
ドット）付与した以外は作製例１と同様に作成した。そ
の結果、作製例１と同様な効果が得られたことから所望
の液滴数を付与すれば、所望の薄膜がえられる効果があ
った。

【００９５】得られた電子源基板を用いて、作製例１と
同様な方法でフェースプレート９６、支持枠９２、リア
プレート９１とで外囲器９８を形成し、封止を行ない表
示パネル、さらには図１１に示すようなＮＴＳＣ方式の
テレビ信号に基づきテレビジョン表示を行なうための駆
動回路を有する画像形成装置を作製した。作製例１と同
様な効果を得ることができた。

【００９６】作製例７ 本作製例は液滴量を１２０μｍ³ とした以外は作製例１
と同様に作成した。

【００９７】その結果、作製例１と同様な効果が得られ
たことから所望の液滴量を付与すれば、所望の薄膜が得
られることが分かった。

【００９８】得られた電子源基板を用いて、作製例１と
同様な方法でフェースプレート９６、支持枠９２、リア
プレート９１とで外囲器９８を形成し、封止を行ない表
示パネル、更にはＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づきテ
レビジョン表示を行なうための駆動回路を有する画像形
成装置を作製した。作製例３と同様な効果を得ることが
できた。

【００９９】作製例８ 本作製例はアライメント用に付与する液滴８をマトリク
ス状に配線および配列された素子電極において図４に示
すように１行（１列）ずつ薄膜４を形成する前に付与し
アライメントした以外作製例１と同様に作成した。

【０１００】その結果、作製例１と同様な効果が得られ
たばかりか作製例１より素子バラツキを小さくできたこ
とから、所望の回数アライメント用の液滴を付与すれば
よりバラツキの少ない所望の薄膜が得られる効果がある
ことが分かった。

【０１０１】得られた電子源基板を用いて、作製例１と
同様な方法でフェースプレート９６、支持枠９２、リア
プレート９１とで外囲器９８を形成し、封止を行ない表
示パネル、さらには図１１に示すようなＮＴＳＣ方式の
テレビ信号に基づきテレビジョン表示を行なうための駆
動回路を有する画像形成装置を作製した。作製例１と同
様な効果を得ることができたばかりか、作製例１より輝
度ムラの少ない均一な画像を得ることができた。

【０１０２】作製例９ 本作製例はアライメント用に付与する液滴８を図５に示
すように任意の配線上に付与した以外は作製例１と同様
に作成した。

【０１０３】その結果、作製例１と同様な効果が得られ
たことから所望の場所で所望の回数アライメント用の液
滴を付与すれば、バラツキの少ない薄膜が得られること
が分かった。

【０１０４】得られた電子源基板を用いて、作製例１と
同様な方法でフェースプレート９６、支持枠９２、リア
プレート９１とで外囲器９８を形成し、封止を行ない表
示パネル、さらには図１１に示すようなＮＴＳＣ方式の
テレビ信号に基づきテレビジョン表示を行なうための駆
動回路を有する画像形成装置を作製した。作製例１と同
様な効果を得ることができた。

【０１０５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子放出部を有する微粒子膜（導電性薄膜）の材料を分
散または溶解した材料溶液を液滴の形態で付与する工程
において、素子電極間に液滴を付与する前に素子電極間
以外の領域に液滴を付与することによって、液滴が付与
されるかどうかの確認と該液滴の形状を観察することが
でき、製品の欠陥を減少することができる。また、素子
電極間以外の領域に付与された液滴を用いて、あらかじ
め位置合せを行なってから素子電極間に液滴を付与する
ことができるため、アライメント精度が向上し素子のバ
ラツキを少なくできる効果がある。そして、本発明によ
れば、電子放出膜の膜厚を液滴量、液滴数で制御・形成
することができるため、製造工程を低減することができ
る。さらに、インクジェット方式で液滴を付与すること
ができるため、十数ｎｇ程度から数μｇ程度の範囲で制
御された数十ｎｇ程度以上の微小量の液滴を付与できる
効果がある。

【０１０６】以上の方法によりフォトリソグラフィ技術
を用いることなく微粒子膜をアライメント精度良く形成
できる。また、この方法で作成した画像形成装置はコス
トの低減および歩留りを向上させることができ、微粒子
膜のバラツキも少ないため輝度が均一である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る基本的な表面伝導型
電子放出素子の製造方法を示す模式的断面図である。

【図２】 図１の方法で製造される素子の基本的なパタ
ーンを示す模式的平面図および断面図である。

【図３】 本発明の作製例１に係る表面伝導型電子放出
素子の付与パターンを示す平面図および断面図である。

【図４】 本発明の作製例８の表面伝導型電子放出素子
の付与パターンを示す平面図および断面図である。

【図５】 本発明の作製例９の表面伝導型電子放出素子
の付与パターンを示す平面図および断面図である。

【図６】 本発明の通電フォーミングの電圧波形の一例
を示すグラフである。

【図７】 本発明の基本的な表面伝導型電子放出素子の
構成の一例を示す模式的平面図および断面図である。

【図８】 単純マトリクス配置の電子源を示す模式図で
ある。

【図９】 単純マトリクス配置の電子源を用いた画像形
成装置の概略構成図である。

【図１０】 蛍光膜のパターン図である。

【図１１】 ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に応じて表示を
行なうための駆動回路のブロック図である。

【図１２】 梯子配置の電子源を示す模式図である。

【図１３】 梯子配置の電子源を用いた、画像形成装置
の概略構成図である。

【図１４】 従来の電子放出素子の模式的平面図であ
る。

【図１５】 従来の電子放出素子の概略構成図である。

【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、６：液滴付与装置、７：液滴、８：アライメ
ント用液滴、９：光学顕微鏡、８１：電子源基板、８
２：Ｘ方向配線、８３：Ｙ方向配線、８４：表面伝導型
電子放出素子、８５：結線、９１：リアプレート、９
２：支持枠、９３：ガラス基板、９４：蛍光膜、９５：
メタルバック、９６：フェースプレート、９７：高圧端
子、９８：外囲器、１０１：黒色導電材、１０２：蛍光
体、１１１：表示パネル、１１２：走査回路、１１３：
制御回路、１１４：シフトレジスタ、１１５：ラインメ
モリ、１１６：同期信号分離回路、１１７：変調信号発
生器、ＶｘおよびＶａ：直流電圧源、１２１：電子源基
板、１２２：電子放出素子、１２３：Ｄｘ１〜Ｄｘ１０
は前記電子放出素子を配線するための共通配線、１３
１：グリッド電極、１３２：電子が通過するための空
孔、１３３（Ｄｏｘ１，Ｄｏｘ２・・・・・・Ｄｏｘｍ）：容
器外端子、１３４（Ｇ１，Ｇ２，・・・・・・Ｇｎ）：容器外
端子、１３５：電子源基板。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−213212（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−69334（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−5095（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−181490（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−20041（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−64290（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−121702（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 9/02 H05K 3/10 - 3/12 H01B 13/00

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の素子電極間を接続する導電性薄膜
   の一部に電子放出部を形成してなる電子放出素子の複数
   個を絶縁性基板上に製造する方法において、 該絶縁性基板上に複数の対となる素子電極を形成し、各
   対となる素子電極間に導電性薄膜を形成する材料を含む
   溶液をインクジェット方式により液滴の状態で付与し、
   その液滴を加熱処理して各対となる素子電極間を接続す
   る導電性薄膜を形成するとともに、前記各対となる素子
   電極間に液滴を付与する前に少なくとも１回は前記対と
   なる素子電極間以外の領域に前記溶液を液滴の状態で付
   与することを特徴とする電子放出素子の製造方法。
2. 【請求項２】 前記各対となる素子電極間に液滴を付与
   する工程において、形成される前記導電性薄膜の膜厚
   を、付与する液滴の大きさおよび／または数によって制
   御することを特徴とする請求項１記載の製造方法。
3. 【請求項３】 前記インクジェット方式が圧電素子を用
   いた方式であることを特徴とする請求項１または２に記
   載の製造方法。
4. 【請求項４】 前記インクジェット方式が熱的エネルギ
   ーの付与により気泡を発生させ液滴を吐出させる方式で
   あることを特徴とする請求項１または２に記載の製造方
   法。
5. 【請求項５】 更に、前記導電性薄膜にて接続された各
   対となる素子電極間に通電を行うことを特徴とする請求
   項３または４記載の製造方法。
6. 【請求項６】 更に、前記通電がなされた素子電極間の
   導電性薄膜上に炭素あるいは炭素化合物を堆積させるこ
   とを特徴とする請求項５記載の製造方法。
7. 【請求項７】 絶縁性基板上に複数の電子放出素子を配
   列され、該電子放出素子間の配線および該素子への電圧
   印加用端子を形成された電子源基板を製造する方法にお
   いて、前記電子放出素子を、請求項１〜６のいずれかに
   記載の方法で製造することを特徴とする、電子源基板の
   製造方法。
8. 【請求項８】 前記の素子電極を形成する際、一方を前
   記絶縁性基板上に連続的に接続して列方向配線とし、他
   方を絶縁層を介して交差させ、連続的に接続して行方向
   配線とすることを特徴とする請求項７記載の製造方法。
9. 【請求項９】 電子源としての電子放出素子と、該素子
   への電圧印加端子と、該素子から放出される電子を受け
   て発光する発光体と、外部信号に基づいて該素子へ印加
   する電圧を制御する駆動回路とを具備する画像形成装置
   の製造方法であって、該電子放出素子を請求項１〜６の
   いずれかに記載の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。