JP3428802B2 - 電子源基板および画像形成装置の製造方法 - Google Patents
電子源基板および画像形成装置の製造方法Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
- H01J2201/30—Cold cathodes
- H01J2201/316—Cold cathodes having an electric field parallel to the surface thereof, e.g. thin film cathodes
- H01J2201/3165—Surface conduction emission type cathodes
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- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
Description
【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およびこの電子源基板を用い
た画像形成装置の製造方法に関する。
出素子を用いた電子源基板およびこの電子源基板を用い
た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”、Advance in Electron Ph
ysics、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.,475
248(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.Ap
pl.Phys.、32 646(1961)」等が知
られている。
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
子等がある。FE型の例としては「W.P.Dyke&
W.W.Dolan、“Field emissio
n”、Advance in Electron Ph
ysics、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.,475
248(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.Ap
pl.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 SolidFi
lms”、9 317(1972)」)、In2 O3 /
SnO2 薄膜によるもの(「M.Hartwell a
nd C.G.Fonstad:“IEEETran
s.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。
「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 SolidFi
lms”、9 317(1972)」)、In2 O3 /
SnO2 薄膜によるもの(「M.Hartwell a
nd C.G.Fonstad:“IEEETran
s.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】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2に示す。同図において1は基板である。4は導電性
薄膜で、H型形状のパターンに、スパッタで形成された
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。
尚、図中の素子電極間隔Lは、0.5〜1mm、W’
は、0.1mmで設定されている。
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2に示す。同図において1は基板である。4は導電性
薄膜で、H型形状のパターンに、スパッタで形成された
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。
尚、図中の素子電極間隔Lは、0.5〜1mm、W’
は、0.1mmで設定されている。
【0005】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1V/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
の一部に亀裂が発生し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。
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1V/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
の一部に亀裂が発生し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】
【発明が解決しようとする課題】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
積にわたって多数素子を配列形成できる利点がある。そ
こで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64−31332号公報、特開平1−28374
9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あげられる(例
えば、USP5066883)。
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。そ
こで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64−31332号公報、特開平1−28374
9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あげられる(例
えば、USP5066883)。
【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、大面積に渡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。
上記従来例による製造方法では、真空成膜と半導体プロ
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、大面積に渡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】そこで本発明は、特に大面積の表面伝導型
電子放出素子を有する電子源基板の製造において、素子
部の導電性薄膜をインクジェット液滴付与装置を用い、
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形成することができるよう
にし、またそれによって電子源基板を有する画像形成装
置を低価格で製造できるようにすることを目的とする。
電子放出素子を有する電子源基板の製造において、素子
部の導電性薄膜をインクジェット液滴付与装置を用い、
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形成することができるよう
にし、またそれによって電子源基板を有する画像形成装
置を低価格で製造できるようにすることを目的とする。
【0009】
【0010】
【0011】
【課題を解決するための手段】 この目的を達成するため
本発明の電子源基板の製造方法では、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
滴を付与して導電性薄膜を形成し、前記基板上に表面伝
導型電子放出素子群を形成する電子源基板の製造方法に
おいて、各素子電極間に液滴を付与するに際し、液滴が
付与される素子電極と前記液滴吐出手段との相対位置を
検出する工程と、この検出結果に基づいてその素子電極
と前記液滴吐出手段とを位置合せするために前記基板と
液滴吐出手段との相対位置を補正する工程と、この補正
を行った後、インクジェット方式によりその素子電極間
に前記溶液の液滴を少なくとも1滴付与する工程とを具
備することを特徴とする。この液滴の付与は、インクジ
ェット方式により被処理部材の表面の所定位置に溶液を
液滴の状態で少なくとも1滴付与する液滴吐出手段と、
前記所定位置と前記液滴吐出手段との相対位置を検出す
る位置検出手段と、この検出結果に基づいて前記所定位
置と前記液滴吐出手段との前記被処理部材の表面内方向
における位置合せをするために前記被処理部材と液滴吐
出手段との相対位置を補正する位置補正手段とを具備す
ることを特徴とするインクジェット液滴付与装置により
行うことができる。このインクジェット液滴付与装置に
おいて、前記位置検出手段としては例えば、前記被処理
部材表面の所定位置近傍の画像情報に基づいて前記相対
位置を検出するものを使用することができる。また、前
記インクジェット方式には、熱エネルギーを利用して溶
液に気泡を発生させ、この気泡の生成に基づいて溶液を
吐出する方式などがある。
本発明の電子源基板の製造方法では、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
滴を付与して導電性薄膜を形成し、前記基板上に表面伝
導型電子放出素子群を形成する電子源基板の製造方法に
おいて、各素子電極間に液滴を付与するに際し、液滴が
付与される素子電極と前記液滴吐出手段との相対位置を
検出する工程と、この検出結果に基づいてその素子電極
と前記液滴吐出手段とを位置合せするために前記基板と
液滴吐出手段との相対位置を補正する工程と、この補正
を行った後、インクジェット方式によりその素子電極間
に前記溶液の液滴を少なくとも1滴付与する工程とを具
備することを特徴とする。この液滴の付与は、インクジ
ェット方式により被処理部材の表面の所定位置に溶液を
液滴の状態で少なくとも1滴付与する液滴吐出手段と、
前記所定位置と前記液滴吐出手段との相対位置を検出す
る位置検出手段と、この検出結果に基づいて前記所定位
置と前記液滴吐出手段との前記被処理部材の表面内方向
における位置合せをするために前記被処理部材と液滴吐
出手段との相対位置を補正する位置補正手段とを具備す
ることを特徴とするインクジェット液滴付与装置により
行うことができる。このインクジェット液滴付与装置に
おいて、前記位置検出手段としては例えば、前記被処理
部材表面の所定位置近傍の画像情報に基づいて前記相対
位置を検出するものを使用することができる。また、前
記インクジェット方式には、熱エネルギーを利用して溶
液に気泡を発生させ、この気泡の生成に基づいて溶液を
吐出する方式などがある。
【0012】また、本発明の画像形成装置の製造方法で
は、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
形成装置を製造する際に、電子源基板を、上述の電子源
基板の製造方法により製造することができる。
は、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
形成装置を製造する際に、電子源基板を、上述の電子源
基板の製造方法により製造することができる。
【0013】本発明の表面伝導型電子放出素子による電
子源基板の製造方法によれば、素子電極間の導電性薄膜
の形成を液滴状に付与した後焼成して行うだけで、成膜
と同時にパターニングもできるもので、真空成膜法もフ
ォトリソグラフィ・エッチング法も用いる必要がなく、
生産コストを大幅に低減できる。
子源基板の製造方法によれば、素子電極間の導電性薄膜
の形成を液滴状に付与した後焼成して行うだけで、成膜
と同時にパターニングもできるもので、真空成膜法もフ
ォトリソグラフィ・エッチング法も用いる必要がなく、
生産コストを大幅に低減できる。
【0014】しかも、本発明では上述の位置検出手段と
位置補正手段とを有するインクジェット液滴付与装置を
用いるので、大面積に多数の素子を形成する電子源基板
では、素子位置のずれを自動的に補正することが可能と
なり、高精度で歩留まり良く素子を形成する効果があ
る。
位置補正手段とを有するインクジェット液滴付与装置を
用いるので、大面積に多数の素子を形成する電子源基板
では、素子位置のずれを自動的に補正することが可能と
なり、高精度で歩留まり良く素子を形成する効果があ
る。
【0015】さらに、本発明の表面伝導型電子放出素子
を用いた画像形成装置は、上記効果によりローコストで
ばらつきの少ない安定したものが実現できる。
を用いた画像形成装置は、上記効果によりローコストで
ばらつきの少ない安定したものが実現できる。
【0016】
【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。
示す。
【0017】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。
な構成は平面型である。
【0018】図7は、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であり、図
7(a)はその平面図、図7(b)はその断面図であ
る。図7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。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、Cr、Au、
Mo、W、Pt、Ti、Al、Cu、Pd等の金属ある
いは合金、Pd、As、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、
ポリシリコン等の半導体材料等から適宜選択される。
表面伝導型電子放出素子の構成を示す模式的であり、図
7(a)はその平面図、図7(b)はその断面図であ
る。図7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。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、Cr、Au、
Mo、W、Pt、Ti、Al、Cu、Pd等の金属ある
いは合金、Pd、As、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、
ポリシリコン等の半導体材料等から適宜選択される。
【0019】素子電極2、3間の間隔Lは好ましくは数
千オングストロームないし数百マイクロメートルの範囲
であり、より好ましくは素子電極2、3間に印加する電
圧等を考慮して1マイクロメートルないし100マイク
ロメートルの範囲である。素子電極2、3の長さW2は
電極の抵抗値および電子放出特性を考慮して、数マイク
ロメートルないし数百マイクロメートルであり、また素
子電極2、3の膜厚dは、100オングストロームない
し1マイクロメートルの範囲である。尚、図7に示した
構成に限らず、基板1上に導電性薄膜4、素子電極2、
3の電極を順に形成させた構成にしてもよい。
千オングストロームないし数百マイクロメートルの範囲
であり、より好ましくは素子電極2、3間に印加する電
圧等を考慮して1マイクロメートルないし100マイク
ロメートルの範囲である。素子電極2、3の長さW2は
電極の抵抗値および電子放出特性を考慮して、数マイク
ロメートルないし数百マイクロメートルであり、また素
子電極2、3の膜厚dは、100オングストロームない
し1マイクロメートルの範囲である。尚、図7に示した
構成に限らず、基板1上に導電性薄膜4、素子電極2、
3の電極を順に形成させた構成にしてもよい。
【0020】図8は、図7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。
子放出素子の製造方法を示す。
【0021】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
くは数オングストロームないし数千オングストローム
で、特に好ましくは10オングストロームないし500
オングストロームである。その抵抗値は、Rs が10の
2乗ないし10の7乗オームの値である。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=R
s (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、膜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。
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
くは数オングストロームないし数千オングストローム
で、特に好ましくは10オングストロームないし500
オングストロームである。その抵抗値は、Rs が10の
2乗ないし10の7乗オームの値である。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=R
s (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、膜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。
【0022】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 、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、カーボン等の中
から適宜選択される。
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、カーボン等の中
から適宜選択される。
【0023】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(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、数オングストロームないし1
マイクロメートルであり、好ましくは10オングストロ
ームないし200オングストロームである。
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、数オングストロームないし1
マイクロメートルであり、好ましくは10オングストロ
ームないし200オングストロームである。
【0024】以下、本発明の一実施形態に係る表面伝導
型電子放出素子の導電性薄膜形成方法を述べる。
型電子放出素子の導電性薄膜形成方法を述べる。
【0025】図1はこの製造方法に使用される液滴付与
装置の構成を示す概略図、図2は図1の液滴付与装置の
吐出ヘッドユニットの概略構成図である。図1、2にお
いて、6は吐出ヘッドユニット、7は検出光学径、9は
液滴、14は画像識別装置、71は電子源基板、15は
XY方向走査機構、16は位置検出機構、17は位置補
正制御機構、19は制御コンピュータである。
装置の構成を示す概略図、図2は図1の液滴付与装置の
吐出ヘッドユニットの概略構成図である。図1、2にお
いて、6は吐出ヘッドユニット、7は検出光学径、9は
液滴、14は画像識別装置、71は電子源基板、15は
XY方向走査機構、16は位置検出機構、17は位置補
正制御機構、19は制御コンピュータである。
【0026】吐出ヘッドユニットの液滴付与装置6とし
ては、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、特に数十ng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を利用して気泡を発生させるバブル
ジェット方式等いずれのものでも構わない。
ては、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、特に数十ng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を利用して気泡を発生させるバブル
ジェット方式等いずれのものでも構わない。
【0027】液滴9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以下に示すと、
酢酸パラジウム−エタノールアミン錯体(PA−M
E)、酢酸ぱらじうむ−ジエタノール錯体(PA−D
E)、酢酸パラジウム−トリエタノールアミン錯体(P
A−TE)、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
(Pd−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。
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以下に示すと、
酢酸パラジウム−エタノールアミン錯体(PA−M
E)、酢酸ぱらじうむ−ジエタノール錯体(PA−D
E)、酢酸パラジウム−トリエタノールアミン錯体(P
A−TE)、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
(Pd−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。
【0028】こうした液滴9をインクジェット・ヘッド
8により所望の素子電極部に付与する際には、付与すべ
き素子電極位置ずれ量を検出光学系7と画像識別装置1
4とで計測し、その計測データ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71とインクジェ
ット・ヘッド8とを相対移動せしめてから液滴を付与す
る。検出光学系7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14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。
8により所望の素子電極部に付与する際には、付与すべ
き素子電極位置ずれ量を検出光学系7と画像識別装置1
4とで計測し、その計測データ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71とインクジェ
ット・ヘッド8とを相対移動せしめてから液滴を付与す
る。検出光学系7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14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。
【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、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、1
000オングストローム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。
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、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、1
000オングストローム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。
【0030】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説明する。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。すなわち、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
造変化した部位が形成され、この部位が電子放出部5と
なる。通電フォーミングの電圧波形の例を図9に示す。
方法の一例として通電処理による方法を説明する。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。すなわち、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
造変化した部位が形成され、この部位が電子放出部5と
なる。通電フォーミングの電圧波形の例を図9に示す。
【0031】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9(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9(b))とがある。まず
パルス波高値が一定電圧とした場合(図9(a))につ
いて説明する。
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9(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9(b))とがある。まず
パルス波高値が一定電圧とした場合(図9(a))につ
いて説明する。
【0032】図9(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1マイクロ
秒〜10ミリ秒、T2を10マイクロ秒〜100ミリ秒
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
される。このような条件のもと、例えば、数秒ないし数
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用いても良
い。
波形のパルス幅とパルス間隔であり、T1を1マイクロ
秒〜10ミリ秒、T2を10マイクロ秒〜100ミリ秒
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
される。このような条件のもと、例えば、数秒ないし数
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用いても良
い。
【0033】図9(b)におけるT1およびT2は、図
9(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
Vステップ程度づつ増加させることができる。
9(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
Vステップ程度づつ増加させることができる。
【0034】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、1Mオーム以上の抵抗
を示した時に通電フォーミングを終了させる。
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、1Mオーム以上の抵抗
を示した時に通電フォーミングを終了させる。
【0035】通電フォーミングを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。
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。
【0036】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
て真空容器内を廃棄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Cn H2n+2で表される飽和炭
化水素、エチレン、プロピレンなどCn H2n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、プロピオン酸等緒が使用
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、法SHTU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。
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
て真空容器内を廃棄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Cn H2n+2で表される飽和炭
化水素、エチレン、プロピレンなどCn H2n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、プロピオン酸等緒が使用
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、法SHTU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。
【0037】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500オングストローム以下にするのが好ましく、
より好ましくは300オングストローム以下である。
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500オングストローム以下にするのが好ましく、
より好ましくは300オングストローム以下である。
【0038】こうして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。この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
1×10-10 Torr以下で行うのが良い。真空容器内
の圧力は、10-6.5〜10-7Torr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
体を過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
の加熱した状態での真空排気条件は、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10〜200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。安定化工程を
経た後、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Ieが安定する。
処理を行うことが好ましい。この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
1×10-10 Torr以下で行うのが良い。真空容器内
の圧力は、10-6.5〜10-7Torr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
体を過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
の加熱した状態での真空排気条件は、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10〜200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。安定化工程を
経た後、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Ieが安定する。
【0039】次に本発明の画像形成装置について述べ
る。
る。
【0040】画像形成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。
出素子の配列については種々のものが採用できる。
【0041】まず、並列に配置した多数の電子放出素子
の個々を両端で接続し、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)で電子放出素子の情報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、
所謂、単純マトリクス配置である。まず単純マトリクス
配置について以下に詳述する。
の個々を両端で接続し、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)で電子放出素子の情報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、
所謂、単純マトリクス配置である。まず単純マトリクス
配置について以下に詳述する。
【0042】本発明の電子放出素子を複数個マトリクス
状に配置して得られる電子源基板について、図10を用
いて説明する。図10において、71は電子源基板、7
2はX方向配線、73はY方向配線、74は表面伝導型
電子放出素子、75は結線である。m本のX方向配線7
2は、DX1、DX2、・・・・・・DXmからなり、Y方向
配線73はDY1、DY2、・・・・・・DYnのn本の配線
よりなる。また多数の表面伝導型素子74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72とn本のY方向配
線73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)。
状に配置して得られる電子源基板について、図10を用
いて説明する。図10において、71は電子源基板、7
2はX方向配線、73はY方向配線、74は表面伝導型
電子放出素子、75は結線である。m本のX方向配線7
2は、DX1、DX2、・・・・・・DXmからなり、Y方向
配線73はDY1、DY2、・・・・・・DYnのn本の配線
よりなる。また多数の表面伝導型素子74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72とn本のY方向配
線73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)。
【0043】不図示の層間絶縁層はX方向配線72を形
成した基板71の全面域は一部の所望の領域に形成され
る。X方向配線72とY方向配線73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74の
素子電極(不図示)がm本のX方向配線72およびn本
のY方向配線73と結線75によって電気的に接続され
ている。配線72と配線73を構成する材料、結線75
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である場合には、素子
電極に接続した配線は素子電極ということもできる。
成した基板71の全面域は一部の所望の領域に形成され
る。X方向配線72とY方向配線73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74の
素子電極(不図示)がm本のX方向配線72およびn本
のY方向配線73と結線75によって電気的に接続され
ている。配線72と配線73を構成する材料、結線75
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である場合には、素子
電極に接続した配線は素子電極ということもできる。
【0044】X方向配線72は、X方向に配列する表面
伝導型放出素子74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73
は、Y方向に配列する表面伝導型放出素子74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。更に表面伝導型電子放出素子74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。これによ
り、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。
伝導型放出素子74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73
は、Y方向に配列する表面伝導型放出素子74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。更に表面伝導型電子放出素子74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。これによ
り、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。
【0045】次に、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
11、図12および図13を用いて説明する。図11は
画像形成装置の表示パネルの基本構成図であり、図12
はこれに用いられる蛍光膜を示す。図13はNTSC方
式のテレビ信号に応じて表示を行うための駆動回路のブ
ロック図を示すとともに、その駆動回路を含む画像形成
装置を表す。
リクス配置の電子源を用いた画像形成装置について、図
11、図12および図13を用いて説明する。図11は
画像形成装置の表示パネルの基本構成図であり、図12
はこれに用いられる蛍光膜を示す。図13はNTSC方
式のテレビ信号に応じて表示を行うための駆動回路のブ
ロック図を示すとともに、その駆動回路を含む画像形成
装置を表す。
【0046】図11において、71は電子放出素子74
を基板上に作製した電子源基板、81は電子源基板71
を固定したリアプレート、86はガラス基板83の内面
に蛍光膜84とメタルバック85等が形成されたフェー
スプレート、82は支持枠であり、リアプレート81、
支持枠82およびフェースプレート86を、フリットガ
ラス等を塗布し、大気中あるいは窒素中で400〜50
0度で10分以上焼成することで封着して外囲器88を
構成する。74は図7の電子放出素子に相当する。7
2、73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。
を基板上に作製した電子源基板、81は電子源基板71
を固定したリアプレート、86はガラス基板83の内面
に蛍光膜84とメタルバック85等が形成されたフェー
スプレート、82は支持枠であり、リアプレート81、
支持枠82およびフェースプレート86を、フリットガ
ラス等を塗布し、大気中あるいは窒素中で400〜50
0度で10分以上焼成することで封着して外囲器88を
構成する。74は図7の電子放出素子に相当する。7
2、73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。
【0047】外囲器88は、上述の如くフェースプレー
ト86、支持枠82、リアプレート81で構成したが、
リアプレート81は主に電子源基板71の強度を補強す
る目的で設けられるため、電子源基板71自体で十分な
強度を持つ場合は別体のリアプレート81は不要であ
り、電子源基板71に直接支持枠82を封着し、フェー
スプレート86、支持枠82、電子源基板71にて外囲
器88を構成しても良い。またさらにはフェースプレー
ト86、リアプレート81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88にすることもできる。
ト86、支持枠82、リアプレート81で構成したが、
リアプレート81は主に電子源基板71の強度を補強す
る目的で設けられるため、電子源基板71自体で十分な
強度を持つ場合は別体のリアプレート81は不要であ
り、電子源基板71に直接支持枠82を封着し、フェー
スプレート86、支持枠82、電子源基板71にて外囲
器88を構成しても良い。またさらにはフェースプレー
ト86、リアプレート81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88にすることもできる。
【0048】図12は蛍光膜を示す模式図である。蛍光
体はモノクロームの場合は蛍光体のみからなるが、カラ
ーの蛍光膜の場合は、蛍光体の配列によりブラックスト
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91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92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
84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。
体はモノクロームの場合は蛍光体のみからなるが、カラ
ーの蛍光膜の場合は、蛍光体の配列によりブラックスト
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91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92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
84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。
【0049】ガラス基板83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84(図7)の内面側には通
常、メタルバック85が設けられる。メタルバック85
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86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の役割を有する。メタル
バック85は蛍光膜84の作製後、蛍光膜84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Alを真空蒸着等で堆積することで作製で
きる。
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84(図7)の内面側には通
常、メタルバック85が設けられる。メタルバック85
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86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の役割を有する。メタル
バック85は蛍光膜84の作製後、蛍光膜84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Alを真空蒸着等で堆積することで作製で
きる。
【0050】フェースプレート86には、更に蛍光膜8
4の導電性を高めるため、蛍光膜84の外面側に透明電
極(不図示)を設けてもよい。
4の導電性を高めるため、蛍光膜84の外面側に透明電
極(不図示)を設けてもよい。
【0051】前述の封着を行う際、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う必要がある。
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う必要がある。
【0052】図11に示した画像形成装置は、例えば以
下のようにして製造される。
下のようにして製造される。
【0053】外囲器88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不図示の排気管
を通じて排気し、10-7torr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8
8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。これは外囲器88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88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、蒸着膜の吸着作用
により、例えば1×10-5torrないし1×10-7t
orrの真空度を維持するものである。
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不図示の排気管
を通じて排気し、10-7torr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8
8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。これは外囲器88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88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、蒸着膜の吸着作用
により、例えば1×10-5torrないし1×10-7t
orrの真空度を維持するものである。
【0054】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この表示パネルを駆動してNT
SC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13を用いて説明する。
図13において、101は画像表示パネル、102は走
査回路、103は制御回路、104はシフトレジスタ、
105はラインメモリ、106は同期信号分離回路、1
07は変調信号発生器、VxおよびVaは直流電圧源で
ある。
電子源を用いて構成したこの表示パネルを駆動してNT
SC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13を用いて説明する。
図13において、101は画像表示パネル、102は走
査回路、103は制御回路、104はシフトレジスタ、
105はラインメモリ、106は同期信号分離回路、1
07は変調信号発生器、VxおよびVaは直流電圧源で
ある。
【0055】以下、各部の機能を説明するが、まず表示
パネル101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には表示パネル101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。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。
パネル101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には表示パネル101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。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。
【0056】次に走査回路102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、表
示パネル101の端子Dox1ないしDoxm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103が出力する制御信号Tscan
に基づいて動作するものだが、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。
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、表
示パネル101の端子Dox1ないしDoxm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103が出力する制御信号Tscan
に基づいて動作するものだが、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。
【0057】また制御回路103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ものである。次に説明する
同期信号分離回路106より送られる同期信号Tsyn
c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。
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ものである。次に説明する
同期信号分離回路106より送られる同期信号Tsyn
c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。
【0058】同期信号分離回路106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ものである。
同期信号分離回路106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信号と表すが、同信号はシフト
レジスタ104に入力される。
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ものである。
同期信号分離回路106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信号と表すが、同信号はシフト
レジスタ104に入力される。
【0059】シフトレジスタ104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103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1
04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1
04より出力される。
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103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1
04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1
04より出力される。
【0060】ラインメモリ105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103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107に入力される。
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103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107に入力される。
【0061】変調信号発生器107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101内の表面伝導型電子放出素子に印加され
る。
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101内の表面伝導型電子放出素子に印加され
る。
【0062】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。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。尚、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。
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。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。尚、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。
【0063】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。
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。
【0064】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
調方式等があげられ、電圧変調方式を実施するには、変
調信号発生器107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10
7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。
子を変調する方式としては、電圧変調方式、パルス幅変
調方式等があげられ、電圧変調方式を実施するには、変
調信号発生器107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10
7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。
【0065】シフトレジスタ104やラインメモリ10
5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。
5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。
【0066】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106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10
6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105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1
07に用いられる回路が若干異なったものとなる。
同期信号分離回路106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10
6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105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1
07に用いられる回路が若干異なったものとなる。
【0067】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107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107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105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。
電圧変調方式においては変調信号発生器107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107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105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。
【0068】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107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。
電圧変調方式においては変調信号発生器107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。
【0069】以上のような構成を有する画像表示装置に
おいて、表示パネル101の各電子放出素子には、容器
外端子Dox1ないしDoxm,Doy1ないしDoy
n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85ある
いは透明電極(不図示)に高圧を印加して電子ビームを
加速し、蛍光膜84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。
おいて、表示パネル101の各電子放出素子には、容器
外端子Dox1ないしDoxm,Doy1ないしDoy
n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85ある
いは透明電極(不図示)に高圧を印加して電子ビームを
加速し、蛍光膜84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。
【0070】ここで述べた構成は、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、SECA
M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。
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、SECA
M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。
【0071】次に、はしご型配置電子源基板および画像
表示装置について図14、図15を用いて説明する。
表示装置について図14、図15を用いて説明する。
【0072】図14において、110は電子源基板、1
11は電子放出素子、112のDx1〜Dx10は電子
放出素子111に接続した共通配線である。電子放出素
子111は、基板110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、電子源基板が構成している。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。
11は電子放出素子、112のDx1〜Dx10は電子
放出素子111に接続した共通配線である。電子放出素
子111は、基板110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、電子源基板が構成している。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。
【0073】図15はこのようなはしご型配置の電子源
を備えた画像形成装置におけるパネル構造を示す。12
0はグリッド電極、121は電子が通過するための空
孔、122は、Dox1、Dox2・・・・・・Doxmより
なる容器外端子、123はグリッド電極120と接続さ
れたG1、G2、・・・・・・Gnからなる容器外端子、12
4は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11、13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7)
との違いは、電子源基板110とフェースプレート86
の間にグリッド電極110を備えているか否かである。
を備えた画像形成装置におけるパネル構造を示す。12
0はグリッド電極、121は電子が通過するための空
孔、122は、Dox1、Dox2・・・・・・Doxmより
なる容器外端子、123はグリッド電極120と接続さ
れたG1、G2、・・・・・・Gnからなる容器外端子、12
4は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11、13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7)
との違いは、電子源基板110とフェースプレート86
の間にグリッド電極110を備えているか否かである。
【0074】グリッド電極120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121が設けられている。
グリッドの形状や設置位置は図15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。
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121が設けられている。
グリッドの形状や設置位置は図15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。
【0075】容器外端子122およびグリッド容器外端
子123は、不図示の制御回路と電気的に接続されてい
る。
子123は、不図示の制御回路と電気的に接続されてい
る。
【0076】本画像形成装置では、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。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形成装置としても用いるこ
ともできる。
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形成装置としても用いるこ
ともできる。
【0077】
【実施例】以下、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
い。
るが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。
【0078】[実施例1]図1は、本発明の特徴を最も
よく表す図であり、本発明の一実施例に係る電子源基板
における表面伝導型電子放出素子の微粒子膜を形成する
際に用いるインクジェット式液滴付与装置であって、基
板表面の画像情報および位置情報を取り込む手段と識別
する手段とが設けられた装置の構成を示した図である。
図2は、図1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。
よく表す図であり、本発明の一実施例に係る電子源基板
における表面伝導型電子放出素子の微粒子膜を形成する
際に用いるインクジェット式液滴付与装置であって、基
板表面の画像情報および位置情報を取り込む手段と識別
する手段とが設けられた装置の構成を示した図である。
図2は、図1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。
【0079】以下この装置の構成を説明する。
【0080】まず図1において、15はXY方向走査機
構であり、その上に電子源基板71が載置してある。電
子源基板上の表面伝導型電子放出素子は図7のものと同
じ構成であり、単素子としては図7に示したのと同様、
基板1、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71の上方に液滴を付与
する吐出ヘッドユニット6が位置している。本実施例で
は、吐出ヘッドユニット6は固定で、電子源基板71が
XY方向走査機構15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6と電子源基板71との相対移動
が実現される。次に、図2により吐出ヘッドユニット6
の構成を説明する。7は電子源基板71上の画像情報を
取り込む検出光学系であり、液滴9を吐出させるインク
ジェットヘッド8に近接し、検出光学系7の光軸11お
よび焦点位置と、インクジェットヘッド8による液滴9
の着弾位置10とが一致するよう配置されている。この
場合、検出光学系7とインクジェットヘッド8との位置
関係はヘッドアライメント微動機構12とヘッドアライ
メント制御機構13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7には、CCDカメラとレン
ズとを用いている。
構であり、その上に電子源基板71が載置してある。電
子源基板上の表面伝導型電子放出素子は図7のものと同
じ構成であり、単素子としては図7に示したのと同様、
基板1、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71の上方に液滴を付与
する吐出ヘッドユニット6が位置している。本実施例で
は、吐出ヘッドユニット6は固定で、電子源基板71が
XY方向走査機構15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6と電子源基板71との相対移動
が実現される。次に、図2により吐出ヘッドユニット6
の構成を説明する。7は電子源基板71上の画像情報を
取り込む検出光学系であり、液滴9を吐出させるインク
ジェットヘッド8に近接し、検出光学系7の光軸11お
よび焦点位置と、インクジェットヘッド8による液滴9
の着弾位置10とが一致するよう配置されている。この
場合、検出光学系7とインクジェットヘッド8との位置
関係はヘッドアライメント微動機構12とヘッドアライ
メント制御機構13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7には、CCDカメラとレン
ズとを用いている。
【0081】再度図1に戻る。14は先の検出光学系7
で取り込まれた画像情報を識別する画像識別装置であ
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。これに
よって得られた画像情報に電子源基板71上における位
置情報を与える手段が位置検出機構16である。これに
は、XY方向走査機構15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、これらの
画像情報と電子源基板71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17であり、この
機構によりXY方向走査機構15の動きに補正が加えら
れる。また、インクジェットヘッド制御・駆動機構18
によってインクジェットヘッド8が駆動され、液滴が電
子源基板71上に塗布される。これまで述べた各制御機
構は、制御用コンピューター19により集中制御され
る。
で取り込まれた画像情報を識別する画像識別装置であ
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。これに
よって得られた画像情報に電子源基板71上における位
置情報を与える手段が位置検出機構16である。これに
は、XY方向走査機構15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、これらの
画像情報と電子源基板71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17であり、この
機構によりXY方向走査機構15の動きに補正が加えら
れる。また、インクジェットヘッド制御・駆動機構18
によってインクジェットヘッド8が駆動され、液滴が電
子源基板71上に塗布される。これまで述べた各制御機
構は、制御用コンピューター19により集中制御され
る。
【0082】次に図3,4について説明する。図3は液
滴を電極ギャップ部へ付与する様子を示す模式図であ
り、図4は本装置での液滴付与方法を示した模式図であ
る。図3において、22は設計値通りの位置に形成され
た素子電極、23は一対の素子電極間のピッチが短くな
った素子電極群、24は左に位置ずれした素子電極群、
25は右に徐々に位置ずれした素子電極群、26は位置
ずれした液滴である。図4において、27は画像計測で
読み込まれる素子電極の重心位置、28は補正された液
滴の塗布位置、29は素子電極上に位置補正されて付与
された液滴である。
滴を電極ギャップ部へ付与する様子を示す模式図であ
り、図4は本装置での液滴付与方法を示した模式図であ
る。図3において、22は設計値通りの位置に形成され
た素子電極、23は一対の素子電極間のピッチが短くな
った素子電極群、24は左に位置ずれした素子電極群、
25は右に徐々に位置ずれした素子電極群、26は位置
ずれした液滴である。図4において、27は画像計測で
読み込まれる素子電極の重心位置、28は補正された液
滴の塗布位置、29は素子電極上に位置補正されて付与
された液滴である。
【0083】図1,2,3,4を用いて電子源基板の作
製方法を順次説明する。
製方法を順次説明する。
【0084】まず、絶縁基板として青板ガラス基板を用
意し、これを有機溶剤等により充分洗浄した後、120
℃の乾燥炉で乾燥させた。この基板上にPt膜(膜厚2
000Å)を用いて電極幅500μm、電極ギャップ間
隔20μmの一対の素子電極を複数個形成し、電極に各
々配線を接続した電子源基板71を作製した。この配線
としてはマトリクス配置のものを採用した。なお、図1
の電子源基板71では、配線は図示しておらず、素子電
極群のみ示してある。また、液滴の原料溶液として、有
機溶剤系の酢酸パラジウム・ビス・ジ・プロピルアミン
錯体の酢酸ブチル溶液を用意した。インク吐出ヘッドと
しては、ピエゾジェット式のものを用意した。
意し、これを有機溶剤等により充分洗浄した後、120
℃の乾燥炉で乾燥させた。この基板上にPt膜(膜厚2
000Å)を用いて電極幅500μm、電極ギャップ間
隔20μmの一対の素子電極を複数個形成し、電極に各
々配線を接続した電子源基板71を作製した。この配線
としてはマトリクス配置のものを採用した。なお、図1
の電子源基板71では、配線は図示しておらず、素子電
極群のみ示してある。また、液滴の原料溶液として、有
機溶剤系の酢酸パラジウム・ビス・ジ・プロピルアミン
錯体の酢酸ブチル溶液を用意した。インク吐出ヘッドと
しては、ピエゾジェット式のものを用意した。
【0085】次に、図1のXY方向走査機構15上に電
子源基板71をセットし、液滴の塗布を行なう。この
際、図3(a−1)のように素子電極位置がほぼ設計値
通りで、数μm程度のズレしかなければ、設計値の座標
に従って塗布すれば、図3(a−2)のように塗布でき
る。素子電極を大面積に渡って作製するには、コスト的
なメリットから、サイズによっては、印刷法が用いられ
る場合がある。本実施例のPt膜(膜厚2000Å)は
スクリーン印刷で作製されたもので、スクリーン版の変
形などで素子電極位置が設計値から数十μm程度ズレる
ことや、印刷後の熱処理工程でガラス基板全体が縮んで
ピッチが数μm短くなり、素子電極全体として最大で数
十μm設計値よりも位置がズレる場合が発生する。こう
した状況を示したのが図3(b−1)である。ここで、
設計値からのズレ方の例として、一対の素子電極間のピ
ッチが短くなった素子電極群23、左に位置ずれした素
子電極群24、右に徐々に位置ずれする3列の素子電極
群23が示されているが、このような状況で、図3(b
−2)に示すように左上の液滴を原点として設計値通り
に塗布した場合、液滴はギャップ上から液滴26の如く
大きくズレて塗布され、これでは素子としては十分機能
しない。
子源基板71をセットし、液滴の塗布を行なう。この
際、図3(a−1)のように素子電極位置がほぼ設計値
通りで、数μm程度のズレしかなければ、設計値の座標
に従って塗布すれば、図3(a−2)のように塗布でき
る。素子電極を大面積に渡って作製するには、コスト的
なメリットから、サイズによっては、印刷法が用いられ
る場合がある。本実施例のPt膜(膜厚2000Å)は
スクリーン印刷で作製されたもので、スクリーン版の変
形などで素子電極位置が設計値から数十μm程度ズレる
ことや、印刷後の熱処理工程でガラス基板全体が縮んで
ピッチが数μm短くなり、素子電極全体として最大で数
十μm設計値よりも位置がズレる場合が発生する。こう
した状況を示したのが図3(b−1)である。ここで、
設計値からのズレ方の例として、一対の素子電極間のピ
ッチが短くなった素子電極群23、左に位置ずれした素
子電極群24、右に徐々に位置ずれする3列の素子電極
群23が示されているが、このような状況で、図3(b
−2)に示すように左上の液滴を原点として設計値通り
に塗布した場合、液滴はギャップ上から液滴26の如く
大きくズレて塗布され、これでは素子としては十分機能
しない。
【0086】印刷法が必ずしも常に精度が悪いわけでは
ないが、各印刷ロットによりイレギュラーなズレの発生
が十分に考えられる。その場合に例えば、単純に設計値
のピッチを均等に補正しただけではこうしたイレギュラ
ーなズレには全く対処できない。
ないが、各印刷ロットによりイレギュラーなズレの発生
が十分に考えられる。その場合に例えば、単純に設計値
のピッチを均等に補正しただけではこうしたイレギュラ
ーなズレには全く対処できない。
【0087】そこで、本装置による画像計測および補正
機能を用いることで上記のような問題を解決することが
できる。これを図4により説明する。まず図4(a)に
は、先の図3(b−1)と同様にズレた素子電極群が示
されており、この電極配置が図1の電子源基板71上に
形成されているものと想定する。この際、電子源基板7
1上のアライメントマーカー等によって、電子源基板7
1の装置上における座標は決定されている。次に吐出ヘ
ッドユニット6に組み込まれた検出光学系7により一対
の素子電極位置が読みとられ、画像識別装置14が2値
化したコントラストによる重心位置を算出し、その重心
位置は位置検出機構16により電子源基板71における
座標上の位置情報として認識される。こうした一連のデ
ータ処理は総て図1の制御コンピュータ19により行な
われる。図4(a)の各電極上の十文字27は、上記重
心位置を示したものであり、これをもとに補正された座
標を決定し、図4(b)のように液滴塗布位置28が補
正され、ズレた素子電極に対しても図4(c)のように
補正された液滴29の塗布がなされる。この際の位置補
正の動作は、位置補正制御機構17とXY方向走査機構
15により基板の移動位置そのものに補正が加えられて
行なわれるものである。
機能を用いることで上記のような問題を解決することが
できる。これを図4により説明する。まず図4(a)に
は、先の図3(b−1)と同様にズレた素子電極群が示
されており、この電極配置が図1の電子源基板71上に
形成されているものと想定する。この際、電子源基板7
1上のアライメントマーカー等によって、電子源基板7
1の装置上における座標は決定されている。次に吐出ヘ
ッドユニット6に組み込まれた検出光学系7により一対
の素子電極位置が読みとられ、画像識別装置14が2値
化したコントラストによる重心位置を算出し、その重心
位置は位置検出機構16により電子源基板71における
座標上の位置情報として認識される。こうした一連のデ
ータ処理は総て図1の制御コンピュータ19により行な
われる。図4(a)の各電極上の十文字27は、上記重
心位置を示したものであり、これをもとに補正された座
標を決定し、図4(b)のように液滴塗布位置28が補
正され、ズレた素子電極に対しても図4(c)のように
補正された液滴29の塗布がなされる。この際の位置補
正の動作は、位置補正制御機構17とXY方向走査機構
15により基板の移動位置そのものに補正が加えられて
行なわれるものである。
【0088】この装置で液滴を各素子電極のギャップ部
分へ順次4回づつ重ねて付与した後、素子電極基板を3
50℃の焼成炉で20分間加熱し、有機成分を除去する
ことで、素子電極部には酸化パラジウム(PdO)微粒
子からなる導電性薄膜が形成された。焼成後の円状の直
径は、約100μmで、膜厚は150Åであった。素子
長は約100μmということになる。
分へ順次4回づつ重ねて付与した後、素子電極基板を3
50℃の焼成炉で20分間加熱し、有機成分を除去する
ことで、素子電極部には酸化パラジウム(PdO)微粒
子からなる導電性薄膜が形成された。焼成後の円状の直
径は、約100μmで、膜厚は150Åであった。素子
長は約100μmということになる。
【0089】さらに、導電性薄膜が形成された素子電極
2,3間に電圧を印加して、導電性薄膜を通電処理(フ
ォーミング処理)し、電子放出部を形成した。これで表
面伝導型電子放出素子群を有した電子源基板が完成し
た。完成したマトリクス配置による電子源基板の概略図
を図5に示す。図5の30が液滴を焼成して形成された
導電性薄膜である。
2,3間に電圧を印加して、導電性薄膜を通電処理(フ
ォーミング処理)し、電子放出部を形成した。これで表
面伝導型電子放出素子群を有した電子源基板が完成し
た。完成したマトリクス配置による電子源基板の概略図
を図5に示す。図5の30が液滴を焼成して形成された
導電性薄膜である。
【0090】この電子源基板に対して、図11のよう
に、フェースプレート86、支持枠82、リアプレート
81とによる外囲器88を形成し、真空封止を行ない、
マトリクス型配線による表示パネルを形成した。そし
て、図13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。
に、フェースプレート86、支持枠82、リアプレート
81とによる外囲器88を形成し、真空封止を行ない、
マトリクス型配線による表示パネルを形成した。そし
て、図13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。
【0091】以上の実施例1で示した方法で作製された
表面伝導型電子放出素子による画像形成装置により、従
来の真空成膜・フォトリソ・エッチングプロセスによる
ものと同等の画像が得られた。
表面伝導型電子放出素子による画像形成装置により、従
来の真空成膜・フォトリソ・エッチングプロセスによる
ものと同等の画像が得られた。
【0092】[実施例2]本発明の第2の実施例に係る
表面伝導型電子放出素子を有する画像形成装置の製造方
法を説明する。なお、本実施例では、図14のように電
極が複数個行列状に配置され、その電極が配線により梯
子状に接続されたものを用いた。また、この表面伝導型
電子放出素子の作製方法は、実施例1と全く同様であ
る。
表面伝導型電子放出素子を有する画像形成装置の製造方
法を説明する。なお、本実施例では、図14のように電
極が複数個行列状に配置され、その電極が配線により梯
子状に接続されたものを用いた。また、この表面伝導型
電子放出素子の作製方法は、実施例1と全く同様であ
る。
【0093】まず絶縁基板としてガラス基板を用い、こ
れを有機溶剤等により充分洗浄した後、120℃の乾燥
炉で乾燥させた。この基板上にPt膜(膜厚1000
Å)を用いて電極幅500μm、電極ギャップ間隔20
μmの素子電極を形成した。この電極に梯子状の配線を
接続した。(不図示) また、液滴の原料溶液として、有機溶剤系の酢酸パラジ
ウム・ビス・ジ・プロピルアミン錯体の酢酸ブチル溶液
を用意した。インクジェットヘッドとして、ピエゾジェ
ット方式によるものを用意した。
れを有機溶剤等により充分洗浄した後、120℃の乾燥
炉で乾燥させた。この基板上にPt膜(膜厚1000
Å)を用いて電極幅500μm、電極ギャップ間隔20
μmの素子電極を形成した。この電極に梯子状の配線を
接続した。(不図示) また、液滴の原料溶液として、有機溶剤系の酢酸パラジ
ウム・ビス・ジ・プロピルアミン錯体の酢酸ブチル溶液
を用意した。インクジェットヘッドとして、ピエゾジェ
ット方式によるものを用意した。
【0094】実施例でも、実施例1の図1に示した装置
を用い、同様に位置ズレした素子に対し問題なく補正を
かけて液滴を付与した。次にやはり、各素子電極のギャ
ップ部分へ順次4回づつ液滴を重ねて付与した後、素子
電極基板を350℃の焼成炉で20分間加熱し、有機成
分を除去することで、素子電極部には酸化パラジウム
(PdO)微粒子からなる導電性薄膜を形成した。焼成
後の導電性薄膜の円状の直径は約100μm、膜厚は1
50Å、素子長は約100μmであった。さらに、導電
性薄膜が形成された素子電極2,3間に電圧を印加し
て、導電性薄膜を通電処理(フォーミング処理)し、電
子放出部を形成、これで表面伝導型電子放出素子群を有
した電子源基板が完成した。完成した梯子型配置による
電子源基板の概略図を図6に示す。図6の30が液滴を
焼成して形成された導電性薄膜である。
を用い、同様に位置ズレした素子に対し問題なく補正を
かけて液滴を付与した。次にやはり、各素子電極のギャ
ップ部分へ順次4回づつ液滴を重ねて付与した後、素子
電極基板を350℃の焼成炉で20分間加熱し、有機成
分を除去することで、素子電極部には酸化パラジウム
(PdO)微粒子からなる導電性薄膜を形成した。焼成
後の導電性薄膜の円状の直径は約100μm、膜厚は1
50Å、素子長は約100μmであった。さらに、導電
性薄膜が形成された素子電極2,3間に電圧を印加し
て、導電性薄膜を通電処理(フォーミング処理)し、電
子放出部を形成、これで表面伝導型電子放出素子群を有
した電子源基板が完成した。完成した梯子型配置による
電子源基板の概略図を図6に示す。図6の30が液滴を
焼成して形成された導電性薄膜である。
【0095】この電子源基板に対して、図15に示すよ
うに、フェースプレート86、支持枠82、リアプレー
ト81とによる外囲器を形成し、真空封止を行って梯子
型配線による表示パネルを形成した。これを用いて、図
13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。
うに、フェースプレート86、支持枠82、リアプレー
ト81とによる外囲器を形成し、真空封止を行って梯子
型配線による表示パネルを形成した。これを用いて、図
13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。
【0096】以上の実施例2で示した方法で作製された
表面伝導型電子放出素子による画像形成装置は、従来の
真空成膜・フォトリソ・エッチングプロセスによるもの
と同等の画像が得られた。
表面伝導型電子放出素子による画像形成装置は、従来の
真空成膜・フォトリソ・エッチングプロセスによるもの
と同等の画像が得られた。
【0097】[実施例3]本実施例3では、マトリクス
配置型の配線による電子源基板を用い、液滴の原料溶液
としては、水溶液系のもので、酢酸パラジウム−エタノ
ール−アミン錯体の水溶液を用い、インクジェットヘッ
ドには、バブルジェット方式によるものを用いた。
配置型の配線による電子源基板を用い、液滴の原料溶液
としては、水溶液系のもので、酢酸パラジウム−エタノ
ール−アミン錯体の水溶液を用い、インクジェットヘッ
ドには、バブルジェット方式によるものを用いた。
【0098】実施例1の図1に示した装置を用い、同様
に位置ズレした素子に対し問題なく補正をかけて液滴を
付与した。液滴を各素子電極のギャップ部分へ順次4回
づつ重ねて付与した後、素子電極基板を350℃の焼成
炉で20分間加熱し、水分や有機成分を除去すること
で、素子電極部には、酸化パラジウム(PdO)微粒子
からなる導電性薄膜を形成した。焼成後の導電性薄膜の
円状の直径は、約100μm、膜厚は150Å、素子長
は約100μmであった。さらに、導電性薄膜が形成さ
れた素子電極2,3間に電圧を印加して、導電性薄膜を
通電処理(フォーミング処理)し、電子放出部を形成し
た。これで表面伝導型電子放出素子群を有した電子源基
板が完成した。完成したマトリクス配置による電子源基
板の概略図は実施例1の図5と同様のものである。図5
の30が液滴を焼成して形成された導電性薄膜である。
に位置ズレした素子に対し問題なく補正をかけて液滴を
付与した。液滴を各素子電極のギャップ部分へ順次4回
づつ重ねて付与した後、素子電極基板を350℃の焼成
炉で20分間加熱し、水分や有機成分を除去すること
で、素子電極部には、酸化パラジウム(PdO)微粒子
からなる導電性薄膜を形成した。焼成後の導電性薄膜の
円状の直径は、約100μm、膜厚は150Å、素子長
は約100μmであった。さらに、導電性薄膜が形成さ
れた素子電極2,3間に電圧を印加して、導電性薄膜を
通電処理(フォーミング処理)し、電子放出部を形成し
た。これで表面伝導型電子放出素子群を有した電子源基
板が完成した。完成したマトリクス配置による電子源基
板の概略図は実施例1の図5と同様のものである。図5
の30が液滴を焼成して形成された導電性薄膜である。
【0099】この電子源基板にフェースプレート86、
支持枠82、リアプレート81とにより外囲器を形成
し、真空封止を行い図11のようなマトリクス型配線に
よる表示パネルを形成、図13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。
支持枠82、リアプレート81とにより外囲器を形成
し、真空封止を行い図11のようなマトリクス型配線に
よる表示パネルを形成、図13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。
【0100】以上の実施例1で示した方法で作製された
表面伝導型電子放出素子による画像形成装置は、従来の
真空成膜・フォトリソ・エッチングプロセスによるもの
と同等の画像が得られた。
表面伝導型電子放出素子による画像形成装置は、従来の
真空成膜・フォトリソ・エッチングプロセスによるもの
と同等の画像が得られた。
【0101】[実施例4]本実施例では、梯子配置型の
配線による電子源基板を用い、液滴の原料溶液として
は、水溶液系のもので、酢酸パラジウム−エタノール−
アミン錯体の水溶液を用い、インクジェットヘッドに
は、バブルジェットによるものを用いた。
配線による電子源基板を用い、液滴の原料溶液として
は、水溶液系のもので、酢酸パラジウム−エタノール−
アミン錯体の水溶液を用い、インクジェットヘッドに
は、バブルジェットによるものを用いた。
【0102】実施例1の図1に示した装置を用い、同様
に位置ズレした素子に対し問題なく補正をかけて液滴を
付与することができた。液滴を各素子電極のギャップ部
分へ順次4回づつ重ねて付与した後、素子電極基板を3
50℃の焼成炉で20分間加熱し、水分や有機成分等を
除去することで、素子電極部には酸化パラジウム(Pd
O)微粒子からなる導電性薄膜が形成された。焼成後の
円状の直径は、約100μm、膜厚は150Å、素子長
は約100μmであった。さらに、導電性薄膜が形成さ
れた素子電極2,3間に電圧を印加して、導電性薄膜を
通電処理(フォーミング処理)し、電子放出部を形成、
これで表面伝導型電子放出素子群を有した電子源基板が
完成した。完成した梯子型配置による電子源基板の概略
図は実施例2の図6と同様のものである。図6の30が
液滴を焼成して形成された導電性薄膜である。
に位置ズレした素子に対し問題なく補正をかけて液滴を
付与することができた。液滴を各素子電極のギャップ部
分へ順次4回づつ重ねて付与した後、素子電極基板を3
50℃の焼成炉で20分間加熱し、水分や有機成分等を
除去することで、素子電極部には酸化パラジウム(Pd
O)微粒子からなる導電性薄膜が形成された。焼成後の
円状の直径は、約100μm、膜厚は150Å、素子長
は約100μmであった。さらに、導電性薄膜が形成さ
れた素子電極2,3間に電圧を印加して、導電性薄膜を
通電処理(フォーミング処理)し、電子放出部を形成、
これで表面伝導型電子放出素子群を有した電子源基板が
完成した。完成した梯子型配置による電子源基板の概略
図は実施例2の図6と同様のものである。図6の30が
液滴を焼成して形成された導電性薄膜である。
【0103】この電子源基板にフェースプレート86、
支持枠82、リアプレート81とにより外囲器を形成
し、真空封止を行い図15のような梯子型配線による表
示パネルを形成、図13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。
支持枠82、リアプレート81とにより外囲器を形成
し、真空封止を行い図15のような梯子型配線による表
示パネルを形成、図13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。
【0104】以上の実施例2で示した方法で作製された
表面伝導型電子放出素子による画像形成装置は、従来の
真空成膜・フォトリソ・エッチングプロセスによるもの
と同等の画像が得られた。
表面伝導型電子放出素子による画像形成装置は、従来の
真空成膜・フォトリソ・エッチングプロセスによるもの
と同等の画像が得られた。
【0105】
【発明の効果】本発明によれば、電子源基板上における
表面伝導型電子放出素子の形成において、電子放出部と
なる導電性の微粒子膜を、素子と吐出ヘッドとの粗応対
位置を検出し補正する手段を有したインクジェット装置
を用いて液滴を付与するようにしたため、大面積に渡り
ずれの発生した素子電極に液滴付与する場合に、そのず
れに自動的かつ確実に対応することができ、導電性薄膜
を安定的に精度良く形成でき、電子源基板製造の歩留ま
りを向上させることができる。また、特に大面積の電子
源基板に多数の素子を形成する際、導電性薄膜の作製に
フォトリソグラフィ・エッチング法を用いずに、成膜と
同時にパターニングができるので、表面伝導型電子放出
素子の作製工程を簡素化し、電子源基板の製造コストが
低減できる。
表面伝導型電子放出素子の形成において、電子放出部と
なる導電性の微粒子膜を、素子と吐出ヘッドとの粗応対
位置を検出し補正する手段を有したインクジェット装置
を用いて液滴を付与するようにしたため、大面積に渡り
ずれの発生した素子電極に液滴付与する場合に、そのず
れに自動的かつ確実に対応することができ、導電性薄膜
を安定的に精度良く形成でき、電子源基板製造の歩留ま
りを向上させることができる。また、特に大面積の電子
源基板に多数の素子を形成する際、導電性薄膜の作製に
フォトリソグラフィ・エッチング法を用いずに、成膜と
同時にパターニングができるので、表面伝導型電子放出
素子の作製工程を簡素化し、電子源基板の製造コストが
低減できる。
【0106】さらに、本発明の表面伝導型電子放出素子
を用いた画像形成装置も同様に低価格でばらつきの少な
い安定したものが実現可能となる。
を用いた画像形成装置も同様に低価格でばらつきの少な
い安定したものが実現可能となる。
【図1】 本発明を適用しうる液滴付与装置を示す概略
構成図である。
構成図である。
【図2】 図1の液滴付与装置の吐出ヘッドユニットの
概略構成図である。
概略構成図である。
【図3】 素子電極への液滴付与状況を示す模式図であ
る。
る。
【図4】 本発明を適用しうる液滴付与装置による素子
電極への液滴付与方法を示す模式図である。
電極への液滴付与方法を示す模式図である。
【図5】 本発明を適用しうる液滴付与装置により作製
したマトリクス配置型電子源基板の模式的平面図であ
る。
したマトリクス配置型電子源基板の模式的平面図であ
る。
【図6】 本発明に適用しうる梯子配置型電子源基板の
模式的平面図である。
模式的平面図である。
【図7】 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。
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8】 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。
出素子の製造方法を示す模式図である。
【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。
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10】 本発明を適用しうるマトリクス配置型電子
源基板例を示す模式図である。
源基板例を示す模式図である。
【図11】 本発明を適用しうるマトリクス配置型電子
源基板による画像形成装置の表示パネル例を示す模式図
である。
源基板による画像形成装置の表示パネル例を示す模式図
である。
【図12】 本発明を適用しうる蛍光膜を示す模式図で
ある。
ある。
【図13】 画像形成装置にNTSC方式のテレビ信号
に応じて図12の表示パネルの表示を行うための駆動回
路のブロック図である。
に応じて図12の表示パネルの表示を行うための駆動回
路のブロック図である。
【図14】 本発明を適用しうる梯子配置型電子源基板
を示す図である。
を示す図である。
【図15】 本発明を適用しうる梯子配置型電子源基板
による画像形成装置の表示パネルを示す模式図である。
による画像形成装置の表示パネルを示す模式図である。
【図16】 従来の表面伝導型電子放出素子の構成図で
ある。
ある。
1:基板、2,3:素子電極、4:導電性薄膜、5:電
子放出部、6:吐出ヘッドユニット、7:検出光学系、
8:インクジェットヘッド、9:液滴、10:液滴着弾
位置、11:光軸、12:ヘッドアライメント微動機
構、13:ヘッドアライメント制御機構、14:画像識
別装置、15:XY方向走査機構、16:位置検出機
構、17:位置補正制御機構、18:インクジェットヘ
ッド駆動・制御機構、19:制御コンピュータ、22:
設計値通りの位置に形成された素子電極、23:ピッチ
ずれを生じた素子電極群、24:左に位置ずれした素子
電極群、25:右に徐々に位置ずれした素子電極群、2
6:位置ずれした液滴、27:画像計測で読み込まれた
素子電極の補正位置、28:補正された液滴の塗布位
置、29:素子電極上に位置補正された液滴、30:液
滴を焼成して形成された導電性薄膜、71:電子源基
板、72:X方向配線、73:Y方向配線、74:表面
伝導型電子放出素子、75:結線、81:リアプレー
ト、82:支持枠、83:ガラス基板、84:蛍光膜、
85:メタルバック、86:フェースプレート、87:
高圧端子、88:外囲器、91:黒色部材、92:蛍光
体、101:表示パネル、102:走査回路、103:
制御回路、104:シフトレジスタ、105:ラインメ
モリ、106:同期信号分離回路、107:変調信号発
生器、Vx,Va:直流電圧源、110:電子源基板、
111:電子放出素子、112:Dx1〜Dx10は前
記電子放出素子を配線するための共通配線、120:グ
リッド電極、121:空孔、122:Dox1,Dox
2・・・・・・Doxmよりなる容器外端子、123:グリッ
ド電極120と接続されたG1,G2,・・・・・・Gnから
なるグリッド容器外端子。
子放出部、6:吐出ヘッドユニット、7:検出光学系、
8:インクジェットヘッド、9:液滴、10:液滴着弾
位置、11:光軸、12:ヘッドアライメント微動機
構、13:ヘッドアライメント制御機構、14:画像識
別装置、15:XY方向走査機構、16:位置検出機
構、17:位置補正制御機構、18:インクジェットヘ
ッド駆動・制御機構、19:制御コンピュータ、22:
設計値通りの位置に形成された素子電極、23:ピッチ
ずれを生じた素子電極群、24:左に位置ずれした素子
電極群、25:右に徐々に位置ずれした素子電極群、2
6:位置ずれした液滴、27:画像計測で読み込まれた
素子電極の補正位置、28:補正された液滴の塗布位
置、29:素子電極上に位置補正された液滴、30:液
滴を焼成して形成された導電性薄膜、71:電子源基
板、72:X方向配線、73:Y方向配線、74:表面
伝導型電子放出素子、75:結線、81:リアプレー
ト、82:支持枠、83:ガラス基板、84:蛍光膜、
85:メタルバック、86:フェースプレート、87:
高圧端子、88:外囲器、91:黒色部材、92:蛍光
体、101:表示パネル、102:走査回路、103:
制御回路、104:シフトレジスタ、105:ラインメ
モリ、106:同期信号分離回路、107:変調信号発
生器、Vx,Va:直流電圧源、110:電子源基板、
111:電子放出素子、112:Dx1〜Dx10は前
記電子放出素子を配線するための共通配線、120:グ
リッド電極、121:空孔、122:Dox1,Dox
2・・・・・・Doxmよりなる容器外端子、123:グリッ
ド電極120と接続されたG1,G2,・・・・・・Gnから
なるグリッド容器外端子。
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フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H01J 9/02
H05K 3/10 - 3/12
Claims (3)
- 【請求項1】 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吐出する液滴吐出
手段により該溶液の液滴を付与して導電性薄膜を形成
し、前記基板上に表面伝導型電子放出素子群を形成する
電子源基板の製造方法において、各素子電極間に液滴を
付与するに際し、 液滴が付与される素子電極と前記液滴吐出手段との相対
位置を検出する工程と、 この検出結果に基づいてその素子電極と前記液滴吐出手
段とを位置合せするために前記基板と液滴吐出手段との
相対位置を補正する工程と、 この補正を行った後、インクジェット方式によりその素
子電極間に前記溶液の液滴を少なくとも1滴付与する工
程とを具備することを特徴とする電子源基板の製造方
法。 - 【請求項2】 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
する画像形成装置を製造する方法において、電子源基板
は、請求項1記載の方法により製造することを特徴とす
る画像形成装置の製造方法。 - 【請求項3】 前記インクジェット方式は、熱エネルギ
ーを利用して溶液に気泡を発生させ、この気泡の生成に
基づいて溶液を吐出す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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04222696A JP3428802B2 (ja) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | 電子源基板および画像形成装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04222696A JP3428802B2 (ja) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | 電子源基板および画像形成装置の製造方法 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003102533A Division JP3685458B2 (ja) | 2003-04-07 | 2003-04-07 | インクジェット装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09213212A JPH09213212A (ja) | 1997-08-15 |
JP3428802B2 true JP3428802B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=12630128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04222696A Expired - Fee Related JP3428802B2 (ja) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | 電子源基板および画像形成装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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JP2006272035A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Canon Inc | 膜の形成方法及び電子源基板の製造方法 |
JP2007335898A (ja) * | 2007-09-03 | 2007-12-27 | Athlete Fa Kk | ニードル位置補正方法およびポッティング装置 |
WO2009130791A1 (ja) * | 2008-04-25 | 2009-10-29 | 株式会社島津製作所 | マトリックス基板製造装置 |
JP2009101354A (ja) * | 2008-12-01 | 2009-05-14 | Seiko Epson Corp | 光学部材の製造装置 |
CN108355728B (zh) | 2018-03-26 | 2020-01-07 | 京东方科技集团股份有限公司 | 芯片基板及数字微流控芯片 |
-
1996
- 1996-02-06 JP JP04222696A patent/JP3428802B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH09213212A (ja) | 1997-08-15 |
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