JP3459705B2 - 電子源基板の製造方法、及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、電子源基板、及び
その応用である表示装置等の画像形成装置にかかわり、
特に表面伝導型電子放出素子を多数個備える電子源基板
及びそれを組み込んだ表示装置等の画像形成装置及びそ
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は、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と記す）、金属／絶縁層
／金属型（以下、ＭＩＭと記す）や表面伝導型電子放出
素子等がある。

【０００３】ＦＥ型の例としては、W.P.Dyke & W.W.Dol
an, “Field emission”, Advancein Electron Physici
s, 8, 89 (1956)或いはC.A.Spindt, “Physical Proper
ties of thin-film field emission cathodes with mol
ybdenium ”, J.Appl.Phys., 47, 5248 (1976) 等が知
られている。

【０００４】ＭＩＭ型の例としては、C.A.Mead, “The
tunnel-emission amplifier, J. Appl. Phys., 32, 646
(1961) が知られている。

【０００５】表面伝導型電子放出素子の例としては、M.
I.Elinson, Radio Eng. Electron Phys., 10, (1965)]
等がある。

【０００６】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Elinson 等によ
るＳｎＯ₂ 薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によるもの［G.
Dittmer:“Thin Solid Films", 9, 317 (1972)]、Ｉｎ₂
Ｏ₃ ／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［荒木久他：真空、第２６巻、第
１号、２２ページ（１９８３）］等が報告されている。

【０００７】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.Hartwellの素子構成を図４
に示す。同図において１は、基板である。２は電子放出
部形成用薄膜で、スパッタリングで形成されたＨ型形状
の金属酸化物薄膜等からなり、後述するフォーミングと
呼ばれる通電処理により電子放出部３が形成される。な
お、図中の素子電極間隔Ｌ１は、０．５〜１．０ｍｍ、
Ｗ’は、０．１ｍｍで設定されている。又、電子放出部
３の位置及び形状については、不明であるので模式図と
して表わした。

【０００８】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電子放出部形成用薄膜２
を予めフォーミングと呼ばれる通電処理することによっ
て、電子放出部３を形成するのが一般的であった。すな
わち、通電フォーミングとは、前記電子放出部形成用薄
膜２の両端に直流電圧、或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３を形成することである。な
お電子放出部３は電子放出部形成用薄膜２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。以
下、フォーミングにより発生した電子放出部を含む電子
放出部形成用薄膜を電子放出部を含む薄膜４と呼ぶ。

【０００９】前記フォーミング処理をした表面伝導型電
子放出素子は、上述の電子放出部を含む薄膜４に電圧を
印加し、素子表面に沿って電流を流すことにより、上述
の電子放出部３より電子を放出せしめるものである。

【００１０】さらに、通常はフォーミング工程の終了後
に、「活性化」と呼ばれる工程が導入されている。この
目的は、フォーミングにより高抵抗化された表面伝導型
電子放出素子に一定の電圧を一定時間通電し続けること
によって、電子放出量を増加せしめることである。

【００１１】上述の表面伝導型放出素子は構造が単純で
製造も容易であることから、大面積にわたり多数の素子
を配列形成できる利点がある。そこでこの特徴を生かせ
るようないろいろな応用が研究されている。例えば、荷
電ビーム源、画像形成装置等の表示装置等が挙げられ
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上説
明したような表面伝導型電子放出素子を多数配列して画
像形成装置として大面積化するには以下のような問題点
がある。前記表面伝導型電子放出素子の製造工程におい
て電極や配線パターンを加工する場合、基板上に電極及
び配線材料の金属薄膜を成膜し、これを通常のフォトリ
ソグラフィー、エッチング技術を用いてパターン加工し
て電極や配線パターンが形成される。しかしながら、例
えば、４０ｃｍ角以上の大型基板上にフォトリソグラフ
ィー、エッチング技術により電子放出素子を製造する場
合、蒸着装置をはじめ、露光装置、エッチング装置等を
含む大型製造設備が必要となり、このために莫大な費用
がかかるだけでなく、基板を大型化する場合、製造装置
自体の大型化が困難で製造方法上、或いはコスト上の問
題があった。また、大面積化することで電極数の増加、
配線の増加及び複雑化が生じ、これにより工程数が増
え、断線や短絡等の欠陥が発生し易くなり、歩留まりが
低下する等の問題がある。本発明は、かかる従来の問題
を鑑みて、表面伝導型電子放出素子を複数設置した電子
源基板及び画像形成装置の製造方法において、安価で、
工程数が少なく、また電極と配線部分の構成を簡略化す
ることにより、相互の電気的接続部分の信頼性の向上が
図れ、より高密度な画素配列による高品位な画像が実現
可能な表面伝導型電子放出素子を複数設置した電子源基
板の製造方法、及び画像形成装置の製造方法を提供する
ことを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題を解決
するために、複数の第１の配線と、該複数の第１の配線
の各々に直交するように配置された複数の第２の配線
と、前記第１の配線と第２の配線の直交する付近に配設
された、各々が互いに対向する素子電極を有する複数の
電子放出素子と、前記第１の配線と第２の配線とを絶縁
するための絶縁層とを有しており、前記対向する素子電
極のうちの一方の素子電極が前記第２の配線と接続され
るとともに、前記対向する素子電極のうちの他方の素子
電極が前記第１の配線と接続された単純マトリクス方式
の電子源基板の製造方法において、前記絶縁層を、 前記
複数の第１の配線の各々の上であって、かつ前記第２の
配線と直交する部分に、前記一方の素子電極が前記第２
の配線と接続されるように前記一方の素子電極各々の上
部で切り欠いた形状を有して層間絶縁層を形成する工程
と、前記互いに対向する素子電極の、前記一方の素子電
極が前記第２の配線と接続される側とは反対側の端部と
前記第１の配線とを横断して覆うように、補完絶縁層を
形成する工程と、 によって形成することを特徴とする電
子源基板の製造方法を提案する。

【００１４】又本発明は、上記の電子源基板の製造方法
において、第１の配線、第２の配線、絶縁層、又は素子
電極の形成に厚膜印刷法を用いることを特徴とする電子
源基板の製造方法である。

【００１５】又本発明は、複数の第１の配線と、該複数
の第１の配線の各々に直交するように配置された複数の
第２の配線と、前記第１の配線と第２の配線の直交する
付近に配設された、各々が互いに対向する素子電極を有
する複数の電子放出素子と、前記第１の配線と第２の配
線とを絶縁するための絶縁層とを有しており、前記対向
する素子電極のうちの一方の素子電極が前記第２の配線
と接続されるとともに、前記対向する素子電極のうちの
他方の素子電極が前記第１の配線と接続された単純マト
リクス方式の電子源基板と、前記電子源基板のそれぞれ
の電子放出素子と対向して配設した電子ビームの照射に
より可視光を発する蛍光体からなる画素とを少なくとも
有する画像形成装置の製造方法であって、 前記電子源基
板が上記本発明の電子源基板の製造方法によって製造さ
れることことを特徴とする画像形成装置の製造方法であ
る。

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明によれば走査側配線と信号
側配線を具備する単純マトリックス構成の配線構造にお
いて、配線を電極に接触することを防ぐための補完絶縁
層を設けることにより、 １．走査側配線と信号側配線の間の絶縁、及び素子電極
とコンタクトの信頼性が向上する。 ２．上側配線（走査側もしくは信号側）の層間絶縁層に
対するアライメントずれに対する許容度が拡大される。 ３．上側配線（走査側もしくは信号側）による素子電極
間のショートが減少できるため、高密度電子放出素子の
配置が可能となる。

【００１９】以上の効果により、信頼性の向上、歩留ま
りの向上による製造コストの低減が図れ、また画像形成
装置に応用する際には高精細な画像表示が可能となる。

【００２０】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明
する。

【００２１】図１に、本発明の電子源基板の代表的な構
成例を示す。又、図１２に本発明の電子源基板の製造工
程のフロー図の一例を示す。図中１０，１１は素子電
極、１２は第１の配線層、１３は第２の配線層で、これ
らの配線層１２、１３によって絶縁性基板１上にＸ方
向、及びＹ方向の単純マトリックス構成の配線を構成し
ている。１４は補完絶縁層で、素子電極１０、１１の一
端側及び第１の配線層１２を横断して覆って形成されて
おり、第１の配線層１２及び素子電極１１と第２の配線
層１３とが接触することを防いでいる。１５は前記補完
絶縁層１４を一部覆って各素子電極１０間に形成された
層間絶縁層で、第１の配線層１２と第２の配線層１３を
基板表面と垂直な方向に電気的に分離している。１６は
電子放出部形成用薄膜である。

【００２２】以下、図１２の工程図に従って電子放出素
子及び電子源基板の製造方法につき説明する。

【００２３】まず、予め洗浄された絶縁性基板１に素子
電極１０、１１を形成する（図１２（ａ））。これら電
極１０、１１は後述する電子放出部を含む薄膜と配線層
１２、１３とのオーム接触を良好にするために設けるも
のである。通常、電子放出部を含む薄膜は、配線用の導
体層１２、１３と比べて著しく薄い膜であるため、「ヌ
レ性」、「段差保持性」等の問題を回避するために設け
ているものである。配線用の導体層を、例えばスパッタ
リング法等により薄膜にて構成する場合は、必ずしも設
ける必要はなく、配線導体と同時に形成することが可能
である。

【００２４】電極１０、１１の形成方法としては、真空
蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法等の真空
系を用いる方法や、溶媒に金属成分及びガラス成分を混
合した厚膜ペーストを印刷、焼成することにより形成す
る厚膜印刷法がある。本発明の効果を最大限に引き出す
方法としては、フォトリソ工程を必要としない厚膜印刷
法があり、これを用いることにより最も工程の短縮が図
られる。しかしながら電子放出部近傍の電極は膜厚が薄
いことが望ましい。そこで厚膜印刷法を用いる際使用す
るペーストとしては、有機金属化合物により構成された
所謂ＭＯＤペーストを使用することが好ましい。もちろ
ん、これ以外の成膜方法を用いても差し支えなく、ま
た、構成材料としては、電気伝導性のある材料であれ
ば、特に限定されるものではない。さらに、本発明の
内、最も簡単な工程を構成する場合には、電子放出部近
傍の電極、さらには外部回路との接続用電極（不図示）
との部分を同時に形成することが可能である。この場合
も、厚膜印刷法を用いることが簡便であるが、もちろん
スパッタリング法等により成膜し、フォトリソ法により
パターンを形成しても良い。

【００２５】次に第１の配線層１２を形成する（図１２
（ｂ））。配線層の形成方法には、電子放出部近傍の電
極の形成方法と同様の形成方法が適用可能であるが、配
線層の場合には、電極部分と異なり、膜厚は厚い方が電
気抵抗を低減でき有利である。そこで、厚膜印刷法を用
いるのが有利である。もちろん、薄膜配線の適用も可能
であるが、膜厚を厚くするのには長時間を必要とする。

【００２６】次に本発明の特徴である第１の配線層１２
と第２の配線層１３とを基板表面に対して平行な方向で
分離するための補完絶縁層１４を形成する（図１２
（ｃ））。形成方としては、電子放出部近傍電極の形成
方法と同様の形成方法が適用可能であるが、本発明の効
果を最大限に引き出すには厚膜印刷法が好ましい。この
絶縁層１４を設けることにより、層間絶縁層１５と第２
の配線層１３のアライメントが多少ずれたとしても、第
２の配線層１３と素子電極１０，１１及び第２の配線層
１３と第１の配線層１２の接触が妨げられる。

【００２７】なお、従来は素子電極１０と第２の配線層
１３は層間絶縁層にコンタクトホール又は開口部を設け
てこの部分を通して電気的に接続されていたが、層間絶
縁層を厚膜印刷法を用いて形成すると絶縁ペーストのだ
れのためにコンタクトホール或いは開口部がつぶれやす
く、十分なコンタクトがとれにくいという問題点があっ
た。しかし、本発明の特徴である第１の配線層１２と第
２の配線層１３を基板表面に対して平行方向で分離する
ための補完絶縁層１４を設けることにより、第２の配線
層１３と素子電極１０のコンタクトをとるための層間絶
縁層１５の形状の自由度を大きくすることができる。例
えば、図１２（ｄ）に示すように層間絶縁層１５を素子
電極１０の上部で切り欠いて存在しないような形状にす
ることで第２の配線層１３と素子電極１０のコンタクト
が確実になり、また、本発明の特徴である第１の配線層
と第２の配線層を基板表面に対して平行な方向で分離す
るための補完絶縁層１４の存在により、素子のＹ方向で
のショートを防ぐことができる。

【００２８】次いで第１の配線層１２と第２の配線層１
３を基板表面と垂直な方向に分離するための層間絶縁層
１５を形成する（図１２（ｄ））。図２では一例として
第１の配線層と第２の配線層を基板表面に対して平行な
方向で分離するための補完絶縁層１４を形成した後に層
間絶縁層１５を形成しているが、層間絶縁層１５を先に
形成した後に第１の配線層と第２の配線層を基板表面に
対して平行な方向で分離するための補完絶縁層１４を形
成しても、もちろん構わない。形成法としては第１の配
線層と同様な形成方法が適用可能である。

【００２９】次に第２の配線層１３を層間絶縁層１５の
上に形成する（図１２（ｅ））。この第２の配線層は層
間絶縁層１５の素子電極１０上の切り欠いた不連続部分
において素子電極１０と接続している。形成方法として
は第１の配線層と同様な形成方法が適用可能である。

【００３０】最後に、電子放出部形成用薄膜１６を形成
して、電子放出素子用の素子（１素子分）が完成する
（図１２（ｆ））。成膜方法及び電子放出部分（表面伝
導型電子放出素子）の形成方法は、従来の方法をそのま
ま適用することが可能である（後述）。

【００３１】本説明では、１素子について説明したが、
これを複数個、同時に形成するようにすることで、単純
マトリクス構成の電子源基板の構成が完成する。

【００３２】以下、特に、本発明に好適な表面伝導型電
子放出素子の基本的な構成と製造方法及びその特徴（例
えば、特開平２−５６８２２等を参考にして）について
概説する。

【００３３】本発明に係わる表面伝導型電子放出素子の
構成、及び製法の特徴は、次のようなものが挙げられ
る。 （１）フォーミングと呼ばれる通電処理前の電子放出部
形成用薄膜は、微粒子分散体を分散し形成された微粒子
からなる薄膜、或いは、有機金属等を加熱焼成し形成さ
れた微粒子からなる薄膜等で、基本的には、微粒子より
構成される。 （２）フォーミングと呼ばれる通電処理後の電子放出部
を含む薄膜は、電子放出部、電子放出部を含む薄膜とと
もに基本的には微粒子より構成される。

【００３４】図５（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明に
係わる基本的な表面伝導型電子放出素子の構成を示す平
面図及び断面図である。図５を用いて、本発明に係わる
素子の基本的な構成を説明するが、本発明の電子源基板
及び画像形成装置では後述するように、この表面伝導型
電子放出素子を多数個、同一基体上に配線電極とともに
形成しているものである。

【００３５】図５において１は絶縁性基板、３は電子放
出部、４は電子放出部を含む薄膜、５と６は素子電極で
ある。

【００３６】絶縁性基板１の材料としては、石英ガラ
ス、Ｎａ等の不純物含有量を減少したガラス、青板ガラ
ス、青板ガラス上にスパッタ法等によりＳｉＯ₂ （絶縁
層）を積層したガラス基板等及びアルミナ等のセラミッ
ク等が挙げられる。

【００３７】対向する素子電極５，６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，Ｍ
ｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等の金属或いは
合金及びＰｄ，Ａｇ，Ａｕ，ＲｕＯ₂ ，Ｐｄ−Ａｇ等の
金属或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 等の透明導電体及びポリシリ
コン等の半導体材料が挙げられる。素子電極間隔Ｌ１
は、数オングストロームより数百マイクロメートルであ
り、素子電極の製法の基本となるフォトリソグラフィー
技術、すなわち、露光機の性能とエッチング法等、及び
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、数マイクロメートル
より数十マイクロメートルである。素子電極長さＷ１、
素子電極５，６の膜厚ｄは、電極の抵抗値、後述する
Ｘ，Ｙ配線との結線、多数配置された電子源の配置等の
観点から適宜設計され、通常は素子電極長さＷ１は、数
マイクロメートルより数百マイクロメートルであり、素
子電極５，６の膜厚ｄは，数百オングストロームより数
千オングストロームである。

【００３８】対向する素子電極５と素子電極６間及び素
子電極５，６上に形成された電子放出部を含む薄膜４
は、電子放出部３を含むものであるが、図５（ｂ）に示
された場合に限られず、素子電極５，６上に形成されな
い場合もある。すなわち、絶縁性基板１上に、後述する
電子放出部形成用薄膜２、対向する素子電極５，６上に
設置されない場合もある。すなわち、絶縁性基板１上
に、図５（ｂ）に示された場合だけでなく、素子電極
５，６の電極順に積層構成した場合である。また、対向
する素子電極５と素子電極６間の全部が、製法によって
は、電子放出部として機能する場合もある。この電子放
出部を含む薄膜４の膜厚は、数オングストロームより数
千オングストロームである。この膜厚は素子電極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間の抵抗値及び電子放出部３の導電性微粒子の粒径、
後述する通電処理条件等によって、適宜設定される。そ
の抵抗値は１０³ より１０⁷ オーム／□のシート抵抗値
を示す。電子放出部を含む薄膜４を構成する材料の具体
例を挙げるならば、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔ
ｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，
Ｐｂ等の金属、ＰｄＯ，ＳｎＯ₂ ，Ｉｎ₂ Ｏ₃ ，Ｐｂ
Ｏ，Ｓｂ₂ Ｏ₃ 等の酸化物、ＨｆＢ₂ ，ＺｒＢ₂ ，Ｌａ
Ｂ₆ ，ＣｅＢ₆ ，ＹＢ₄ ，ＧｄＢ₄ 等のホウ化物、Ｔｉ
Ｃ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ等の炭化
物、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ等の窒化物、Ｓｉ，Ｇｅ等
の半導体、カーボン等が挙げられる。

【００３９】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、微粒子の互いに
隣接、或いは重なり合った状態（島状も含む）の膜を指
しており、微粒子の粒径は数オングストロームから数千
オングストロームであり、好ましくは１０オングストロ
ームから２００オングストロームである。

【００４０】電子放出部３は電子放出部を含む薄膜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、亀裂内には数オングスト
ロームから数百オングストローム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電子放出部を
含む薄膜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３及びその近傍の電子放出
部を含む薄膜４は炭素及び炭素化合物を有することもあ
る。

【００４１】電子放出部３を有する電子放出素子の製造
方法としては様々な方法が考えられるがその一例を図６
に示す。２は電子放出部形成用薄膜で、例えば微粒子膜
が挙げられる。

【００４２】以下、順を追って製造方法の説明を図５及
び図６に基づいて説明する。 （１） 絶縁性基板１を洗剤、純水及び有機溶剤により
十分に洗浄後、真空蒸着法、スパッタ法等により素子電
極材料を堆積後、フォトリソグラフィー技術により該絶
縁性基板１の表面に素子電極５，６を形成する（図６
（ａ））。 （２） 絶縁性基板１上に設けられた素子電極５と６の
間の、素子電極５と６を形成した絶縁性基板上に有機金
属溶液を塗布して放置することにより、有機金属薄膜を
形成する。なお、有機金属溶液とは、前記Ｐｄ，Ｒｕ，
Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓ
ｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ等の金属を主元素とする有機化合物
の溶液である。この後、有機金属薄膜を加熱焼成処理
し、リフトオフ、エッチング等によりパターニングし、
電子放出部形成用薄膜２を形成する（図６（ｂ））。

【００４３】なお、ここでは、有機金属の塗布法により
説明したが、これに限るものではなく、真空蒸着法、ス
パッタ法、化学的気相堆積法、分散塗布法、デッピング
法、スピナー法等によって形成される場合もある。 （３） 続いて、フォーミングと呼ばれる通電処理を行
う。通電フォーミングは素子電極５，６間に不図示の電
源によって電圧を加えることにより通電を行い、電子放
出部形成用薄膜２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３と呼ぶ
（図６（ｃ））。さきに説明したように、電子放出部３
は導電性微粒子で構成されていることを本出願人らは観
察している。

【００４４】次に上記フォーミング処理の電圧波形の一
例を図７に示す。

【００４５】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７（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７（ｂ））とがある。まず、
パルス波高値の一定電圧とした場合（図７（ａ））につ
いて説明する。

【００４６】図７（ａ）のにおけるＴ１及びＴ２は電圧
波形のパルス幅とパルス間隔であり、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
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、素子の電極
間に印加する波形は三角波に限定することはなく、矩形
波等所望の波形を用いても良い。その波高値及びパルス
幅、パルス間隔等についても上述の値に限ることなく、
電子放出部が良好に形成されるような所望の値を選択す
ることができる。

【００４７】図７（ｂ）におけるＴ１及びＴ２は図７
（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）を、例えば０．１Ｖステップ程度ず
つ増加させて適当な真空雰囲気下で印加する。なお、こ
の場合通電フォーミング処理はパルス間隔Ｔ２中に、電
子放出部形成用薄膜２を局所的に破壊、変形しない程度
の電圧、例えば０．１Ｖ程度の電圧を印加しながら素子
電流を測定してその抵抗値を求め、例えば１Ｍオーム以
上の抵抗を示したときに通電フォーミングを終了する。

【００４８】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もしくは炭素化合物を電子
放出部形成用薄膜上に堆積させ、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で行うことが好ましい。

【００４９】なお、ここで炭素もしくは炭素化合物とは
グラファイト（単、多結晶双方を指す）、非晶質カーボ
ン（非晶質カーボン及び多結晶グラファイトとの混合物
を指す）であり、その膜厚は５００オングストローム以
下が好ましく、より好ましくは３００オングストローム
以下である。

【００５０】こうして作成した電子放出素子をフォーミ
ング工程、活性化工程における真空度よりも高い真空度
の雰囲気下において動作駆動させることが好ましい。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。なお、フォー
ミング工程、活性化処理した真空度より高い真空度と
は、例えば約１０^-6以上の真空度であり、より好ましく
は超高真空系であり、新たに炭素もしくは炭素化合物が
電子放出部形成用薄膜上に殆ど堆積しない真空度であ
る。このように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。

【００５１】次に上述のような素子構成と製造方法によ
って作成された本発明に係わる電子放出素子の基本特性
について図８及び図９を用いて説明する。

【００５２】図８は図５で示した構成を有する素子の電
子放出特性を測定するための測定評価装置の概略構成図
である。図８において１は絶縁性基板、５，６は素子電
極、４は電子放出部を含む薄膜、３は電子放出部を示
す。また、９１は素子に素子電圧Ｖｆを印加するための
電源、９０は素子電極５，６間の電子放出部を含む薄膜
４を流れる素子電流Ｉｆを測定するための電流計、９４
は素子の電子放出部３より放出される放出電流Ｉｅを捕
捉するためのアノード電極、９３はアノード電極９４に
電圧を印加するための高圧電源、９２は素子の電子放出
部３より放出される放出電流Ｉｅを測定するための電流
計である。電子放出素子の上記素子電流Ｉｆ、放出電流
Ｉｅの測定にあたっては、素子電極５，６に電源９１と
電流計９０とを接続し、該電子放出素子の上方に電源９
３と電流計９２とを接続したアノード電極９４を配置し
ている。また、本電子放出素子及びアノード電極９４は
真空装置内に配置され、その真空装置には排気ポンプ及
び真空計等の真空装置に必要な機器が具備されており、
所望の真空下にて本素子の測定評価を行えるようになっ
ている。なお、アノード電極の電圧は１〜１０ｋＶ、ア
ノード電極と電子放出素子との距離Ｈは３〜８ｍｍの範
囲で測定できる。

【００５３】図８に示した測定評価装置により測定され
る放出電流Ｉｅ及び素子電流Ｉｆと素子電圧Ｖｆの関係
の典型的な例を図９に示す。なお、図９は任意単位で示
されており、放出電流Ｉｅは素子電流Ｉｆのおよそ１０
００分の１程度である。図９から明らかなように、本電
子放出素子は放出電流Ｉｅに対して３つの特性を有す
る。

【００５４】第一に、本素子はある電圧（閾値電圧と呼
ぶ、図９中のＶｔｈ）以上の素子電圧を印加すると、急
激に放出電流Ｉｅが増加する。一方、閾値電圧以下では
放出電流Ｉｅが殆ど検出されない。すなわち、放出電流
Ｉｅに対する明確な閾値電圧Ｖｔｈをもった非線形素子
である。

【００５５】第二に、放出電流Ｉｅが素子電圧Ｖｆに依
存するため、放出電流Ｉｅは素子電圧Ｖｆで制御でき
る。

【００５６】第三に、アノード電極９４に捕捉される電
荷量は、素子電圧Ｖｆを印加する時間により制御でき
る。

【００５７】以上のような特性を有するため、本発明に
係わる電子放出素子は他方面への応用が期待される。ま
た、素子電流Ｉｆは素子電圧Ｖｆに対して単調に増加す
る（Ｍ１）特性の例を図９に示したが、この他にも、素
子電流Ｉｆが素子電圧Ｖｆに対して電圧制御型負性抵抗
（ＶＣＮＲ）特性を示す場合もある。この場合も電子放
出素子は上述した３つの特性を有する。なお、予め導電
性微粒子を分散して構成した表面伝導型電子放出素子に
おいては、前記本発明の基本的な素子構成の基本的な製
造方法の一部を変更しても構成できる。

【００５８】次に、本発明の電子源基板及び画像形成装
置について述べる。

【００５９】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並列することに
より形成される。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梯子型配置（以下梯子型配置
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、梯子型配置電子源基板
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。

【００６０】以下この原理に基づき構成した電子源基板
の構成について図１０を用いて説明する。１１１は絶縁
性基板、１１２はＸ方向配線、１１３はＹ方向配線、１
１４は表面伝導型電子放出素子、１１５は結線である。
同図において、絶縁性基板１１１は、前述したガラス等
であり、その大きさ及びその厚みは、表面電導型電子放
出素子の個数及び個々の素子の設計上の形状、及び電子
源の使用時の容器の一部を構成する場合には、その容器
を真空に保持するための条件等に依存して適宜設定され
る。

【００６１】ｍ本のＸ方向配線１１２は、Ｄｘ１，Ｄｘ
２，・・・・，Ｄｘｍからなり、絶縁性基板１１１上
に、所望のパターンニングされた導電性金属等からな
り、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、配線幅等が設定される。Ｙ方向
配線１１３は、Ｄｙ１，Ｄｙ２，・・・，Ｄｙｎのｎ本
の配線よりなり、Ｘ方向配線１１２と同様に、所望のパ
ターンニングされた導電性金属等からなり、多数の表面
伝導型電子放出素子にほぼ均等な電圧が供給されるよう
に、材料、膜厚、配線幅等が設定される。これらｍ本の
Ｘ方向配線１１２とｎ本のＹ方向配線１１３間には、不
図示の層間絶縁層が設置され、電気的に分離されて、マ
トリクス配線を構成する。なお、このｍ，ｎは、共に正
の整数である。 不図示の層間絶縁層は、ＳｉＯ₂ 等で
あり、Ｘ方向配線１１２を形成した絶縁性基板１１１の
全面或いは一部に所望の形状で形成され、特に、Ｘ方向
配線１１２とＹ方向配線１１３の交差部の電位差に耐え
得るように、膜厚、材料、製法が適宜設定される。ま
た、Ｘ方向配線１１２とＹ方向配線１１３は、それぞれ
外部端子として引き出されている。なお、ｍ本のＸ方向
配線１１２の上にｎ本のＹ方向配線１１３を、層間絶縁
層を介して設置した例で説明したが、ｎ本のＹ方向配線
１１３の上にｍ本のＸ方向配線１１２を、層間絶縁層を
介して設置する場合もある。

【００６２】さらに、前述と同様にして、表面伝導型電
子放出素子１１４の対向する素子電極（不図示）のそれ
ぞが、Ｄｘ１，Ｄｘ２，・・・Ｄｘｍのｍ本のＸ方向配
線１１２と、Ｄｙ１，Ｄｙ２，・・・Ｄｙｎのｎ本のＹ
方向配線１１３とに、結線１１５によって電気的に接続
されているものである。

【００６３】なお、ｍ本のＸ方向配線１１２とｎ本のＹ
方向配線１１３と結線１１５と素子電極の導電性金属
は、その構成元素の一部或いは全部が同一であっても、
またそれぞれ異なってもよく、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍ
ｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等の金属或いは
合金、及びＰｄ，Ａｇ，Ａｕ，ＲｕＯ₂ ，Ｐｄ−Ａｇ等
の金属、或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 等の透明導体、及びポリ
シリコン等の半導体材料等より適宜選択される。また表
面伝導型電子放出素子は、絶縁性基板１１１或いは、不
図示の層間絶縁層上どちらに形成してもよい。

【００６４】また、前記Ｘ方向配線１１２には、Ｘ方向
に配列する表面伝導型電子放出素子１１４の行を任意に
走査するための走査信号を印加する不図示の走査信号印
加手段と電気的に接続されている。一方、Ｙ方向配線１
１３には、Ｙ方向に配列する表面伝導型電子放出素子１
１４の列の各列を任意に変調するための変調信号を印加
する不図示の変調信号発生手段と電気的に接続されてい
る。

【００６５】さらに、各表面伝導型電子放出素子に印加
される駆動電圧は、当該素子に印加される走査信号と変
調信号の差電圧として供給されるものである。上記の構
成により、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。

【００６６】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
２、図３を用いて説明する。図２は画像形成装置の基本
構成図であり、図３は該画像形成装置に用いられ、画素
を構成する蛍光膜のパターンである。

【００６７】図２において３１は上述のようにして電子
放出素子を基板上に作成した電子源基板、３４は電子放
出素子、３５，３６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方向配線及びＹ方向配線であ
る。３２は電子源基板３１を固定したリアプレート、４
０はガラス基板３７の内面の蛍光膜３８とメタルバック
３９等が形成されたフェースプレート、３３は支持枠で
あり、リアプレート３２、支持枠３３及びフェースプレ
ート４０にフリットガラス等を塗布し、大気中或いは窒
素中で４００〜５００℃で１０分以上焼成することで封
着して外囲器４１を構成する。

【００６８】外囲器４１は、上述のごとくフェースプレ
ート４０、支持枠３３、リアプレート３２で構成したが
リアプレート３２は主に電子源基板３１の強度を補強す
る目的で設けられるため、電子源基板３１自体で十分な
強度を持つ場合は別体のリアプレート３２は不要であ
り、電子源基板３１に直接、支持枠３３を封着し、フェ
ースプレート４０、支持枠３３、電子基板３１、外囲器
４１を構成してもよい。更には、フェースプレート４
０、リアプレート３２間にスペーサーと呼ばれる耐大気
圧支持部材を設置することで大気圧に対する十分な強度
をもつ外囲器４１にすることもできる。

【００６９】図２中、３８は蛍光膜である。蛍光膜３８
は、モノクロームの場合は蛍光体のみからなる。カラー
の蛍光膜３８の場合は、図３に示されるように蛍光体４
３の配列と、その間隙を埋めるブラックストライプ或い
はブラックマトリクス等と呼ばれる黒色部材４２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４３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３８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にあ
る。ブラックストライプの材料としては、通常よく用い
られている黒鉛を主成分とする材料だけではなく、光の
透過及び反射が少ない材料であればこれに限られるもの
ではない。

【００７０】ガラス基板３７に蛍光体４３を塗布する方
法はモノクローム、カラーによらず、沈澱法や印刷法等
が用いられる。

【００７１】また、蛍光膜３８の内面側には通常メタル
バック３９が設けられる。メタルバック３９の目的は、
蛍光体４３に照射された電子が帯電するのを防止するこ
と、蛍光体４３の発光のうち内面側へ向かう光をフェー
スプレート４０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
による蛍光体４３のダメージからの保護等である。メタ
ルバック３９は、蛍光膜３８作成後、蛍光膜３８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を真空蒸着法等で堆積することにより
作成できる。フェースプレート４０には、さらに蛍光膜
３８の導電性を高めるため、蛍光膜３８の外面側に透明
電極（不図示）を設けてもよい。

【００７２】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ないた
め、十分な位置合わせを行う必要がある。

【００７３】外囲器４１は、不図示の排気管を通じ１０
^-7ｔｏｒｒ程度の真空度にされ、封止が行われる。ま
た、外囲器４１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４１の封止を
行う直前、或いは封止後の抵抗加熱、或いは高周波加熱
等の加熱法により、外囲器４１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^-5ないしは
１×１０^-7ｔｏｒｒの真空度を維持するものである。な
お、表面伝導型電子放出素子のフォーミング以降の工程
は適宜設定される。

【００７４】以上のようしてに完成した本発明の画像形
成装置において、各電子放出素子には、容器外端子Ｄｘ
１〜Ｄｘｍ，Ｄｙ１〜Ｄｙｎを通じ、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３９或いは透明電極（不図示）に数ｋＶ以上の高
圧を印加し、電子ビームを加速し、蛍光膜３８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。

【００７５】以上述べた構成は、画像表示等に用いられ
る好適な画像形成装置を作成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。

【００７６】

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。

【００７７】実施例１ 本実施例は図１に示したような構成を有する電子源基板
を作成し、これを用いて画像形成装置を作成したもので
ある。

【００７８】第１の実施例を図１２を参照しつつ説明す
る。図１２は作成プロセスを説明する工程図である。

【００７９】まず、洗浄された基板（ここでは、ソーダ
ライムガラス基板を使用）に、素子電極１０，１１を形
成する。本実施例では、膜の成膜方法としては、厚膜印
刷法を使用した。ここで使用した厚膜ペースト材料は、
ＭＯＤペーストで、金属成分はＡｕである。印刷の方法
はスクリーン印刷法であった。印刷後、１１０℃で２０
分間乾燥し、次に本焼成を実施した。焼成温度は５８０
℃で、ピーク保持時間は約８分間である。印刷、焼成後
の膜厚は、０．３μｍであった。

【００８０】また、このとき同時に、外部駆動回路との
接続用引出電極（不図示）を形成する。このことにより
工程が１工程短縮される。

【００８１】次に第１の配線層１２を形成する。本実施
例では厚膜スクリーン印刷法を用いた。ペースト材料は
ノリタケ（株）ＮＰ−４０２８Ａを用いた。

【００８２】次に、第１の配線層１２と第２の配線層１
３を基板表面に対して平行な方向で分離するための補完
絶縁層１４を厚膜スクリーン印刷法を用いて形成した。
この補完絶縁層１４は素子電極１０、１１の一端側を覆
い、更に第１の配線層１２を横断して覆うものであっ
た。ペーストはＰｂＯを主成分としてガラスバインダー
を混合したもので、焼成温度は５８０℃、ピーク保持時
間は８分間である。

【００８３】次に厚膜スクリーン印刷法を用いて第１の
配線層と第２の配線層を基板表面と垂直な方向に分離す
るための層間絶縁層１５を形成した。この絶縁層１５は
各素子電極１０の間に形成され、その一部は素子電極１
０の側面に重なっていた。ペーストはＰｂＯを主成分と
してガラスバインダーを混合したもので、焼成温度は５
８０℃、ピーク保持時間は８分間であった。十分な絶縁
性を確保するために印刷−焼成を２回繰り返して形成し
た。

【００８４】最後に、第１の配線層と同様にして第２の
配線層１３を形成した。この第２の配線層は絶縁層１５
に形成されている不連続部を通じて素子電極１０と接続
している。形成方法は厚膜スクリーン印刷法を用い、上
記と同様の方法で形成した。

【００８５】以上で、マトリクス配線の部分が完成し
た。もちろんペースト材料、印刷方法等はここに記した
ものに限るものではない。

【００８６】配線完成後、電子放出部形成用薄膜１６を
形成した。まず、上記印刷方法で形成された、電子放出
部への素子電極１０、１１の上層に有機パラジウム（Ｃ
ＣＰ４２３０、奥野製薬（株）製）をスピンナーにより
回転塗布後、３００℃で１０分間加熱処理を行いＰｄか
らなる電子放出部形成用薄膜１６を形成した。このよう
にして形成された電子放出形成用薄膜１６は、Ｐｄを主
元素とする微粒子から構成され、その膜厚は１０ｎｍ、
シート抵抗値は５×１０Ｅ４Ω／□であった。なお、こ
こで述べる微粒子膜として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は微粒子が個々の分散配置
した状態のみならず、微粒子が互いに隣接、或いは、重
なり合った状態（島状も含む）の膜をも指し、その粒径
とは、前記状態で粒子形状が認識可能な微粒子について
の径をいう。

【００８７】このパラジウム膜をフォトリソグラフィー
法を用いて、パターニングすることによりフォーミング
前までの素子の製造工程が完了する。

【００８８】次に、以上のようにして作成した電子源基
板を用いて画像形成装置を構成した例を、図２と図３を
用いて説明する。

【００８９】多数の表面伝導型電子放出素子を作成した
電子源基板３１をリアプレート３２上に固定した後、基
板３１の５ｍｍ上方に、フェースプレート４０（ガラス
基板３７の内面に蛍光膜３８とメタルバック３９が形成
されて構成される）を支持枠３３を介し配置し、フェー
スプレート４０、支持枠３３、リアプレート３２の接合
部にフリットガラスを塗布し、大気中或いは窒素雰囲気
中で４００℃ないし５００℃で１０分間焼成することで
封着した（図２参照）。また、リアプレート３２への基
板３１の固定もフリットガラスで行った。

【００９０】図２において、３４は電子放出素子、３
５，３６はそれぞれＸ方向及びＹ方向の配線である。

【００９１】蛍光膜３８は、モノクロームの場合は蛍光
体のみから成るが、本実施例では蛍光体はストライプ形
状（図３参照）を採用し、先にブラックストライプ４２
を形成し、その間隙部に各蛍光体４３を塗布し、蛍光膜
３８を作製した。ブラックストライプの材料は、通常よ
く用いられている黒鉛を主成分とする材料を用いた。

【００９２】ガラス基板３７に蛍光体を塗布する方法は
スラリー法を用いた。

【００９３】また、蛍光膜３８の内面側には通常、メタ
ルバック３９が設けられる。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）を行い、その後、Ａｌを真空蒸着す
ることで作製した。

【００９４】フェースプレート４０には、さらに蛍光膜
３８の導電性を高めるため、蛍光膜３８の外面側に透明
電極（不図示）が設けられる場合もあるが、本実施例で
は、メタルバックのみで十分な導電性が得られたので省
略した。

【００９５】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いけないた
め、十分な位置合わせを行った。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Ｄｘ１〜ＤｘｍとＤｙ１〜Ｄｙｎを通じ、電子放
出素子３４の素子電極間に電圧を印加し、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を作成した。フォーミング処理の電
圧波形を図７に示す。

【００９６】図７中、Ｔ１及びＴ２は電圧波形のパルス
幅とパルス間隔であり、本実施例ではＴ１を１ミリ秒、
Ｔ２を１０ミリ秒とし、三角波の波高値（フォーミング
時のピーク電圧）は１４Ｖとし、フォーミング処理は約
１×１０^-6ｔｏｒｒの真空雰囲気下で６０秒間行った。

【００９７】このように作成された電子放出部３はパラ
ジウム元素を主成分とする微粒子が分散配置された状態
となり、その微粒子の平均粒径は３０オングストローム
であった。

【００９８】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で溶着し外囲器
の封止を行った。

【００９９】最後に封止後の真空度を維持するために、
ゲッター処理を行った。これは封止後に抵抗加熱によ
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、蒸着膜を形成する処理である。ゲ
ッターはＢａが主成分であった。該蒸着膜の吸着作用に
より、例えば１×１０^-5ないし１×１０^-7ｔｏｒｒの真
空度を維持するものである。

【０１００】以上のように完成した本発明の画像形成装
置において、各表面伝導型電子放出素子には、容器外端
子Ｄｘ１〜Ｄｘｍ，Ｄｙ１〜Ｄｙｎを通じ、走査信号及
び変調信号を不図示の信号発生手段によりそれぞれ印加
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３９に数ｋＶ以上の高圧を印加し、電子ビ
ームを加速して、蛍光膜３８に衝突させ、励起、発光さ
せることで画像を表示した。

【０１０１】また、本実施例の構成によれば、容易に
Ｘ，Ｙマトリクス状に多数の表面伝導型電子放出素子を
配置することができ、大画面の画像形成装置の作成に適
している。

【０１０２】

【発明の効果】本発明の製造方法の実現により １．走査側配線と信号側配線の間の絶縁、及び素子電極
とコンタクトの信頼性が向上する。

【０１０３】２．上側配線（走査側もしくは信号側）の
層間絶縁層に対するアライメントずれに対する許容度が
拡大される。

【０１０４】３．上側配線（走査側もしくは信号側）に
よる素子電極間のショートが減少できるため、高密度な
電子放出素子の配置が可能となる。

【０１０５】以上の効果により、信頼性の向上、歩留ま
りの向上による製造コストの低減が図れ、また画像形成
装置に応用する際には高精細な画像表示が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１において、Ｘ，Ｙマトリクス
配線して形成した電子源基板の概略構成図である。

【図２】本発明の画像形成装置の構成例を示す一部切欠
き斜視図である。

【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像形成装
置における蛍光膜の構成例を示す図である。

【図４】表面伝導型電子放出素子の一例を示す構成図で
ある。

【図５】本発明に係わる表面伝導型電子放出素子の実施
態様例を示す概略構成図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は
側面図である。

【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明に係わる表面
伝導型電子放出素子の製造工程の一例を示す概略的な断
面図ある。

【図７】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ表面伝導型電子放出
素子の通電フォーミングの電圧波形の一例を示す波形図
である。

【図８】表面伝導型電子放出素子の電子放出特性の測定
評価用回路を示す概略構成図である。

【図９】表面伝導型電子放出素子の電流−電圧特性を示
すグラフである。

【図１０】多数の表面伝導型電子放出素子を単純マトリ
クス配線して構成した電子源基板の概略説明図である。

【図１１】本発明の画像形成装置の他の構成例を示す一
部切欠き斜視部である。

【図１２】本発明の電子源基板の製造方法の一例を示す
工程図である。

【符号に説明】

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 素子電極 ６ 素子電極 １０ 素子電極 １１ 素子電極 １２ 第１の配線層 １３ 第２の配線層 １４ 補完絶縁層 １５ 層間絶縁層 １６ 電子放出部形成用薄膜 ３１ 電子源基板 ３２ リアプレート ３３ 支持枠 ３４ 電子放出素子 ３５ Ｘ方向配線 ３６ Ｙ方向配線 ３７ ガラス基板 ３８ 蛍光膜 ３９ メタルバック ４０ フェースプレート ４１ 外囲器 ４２ 黒色部材 ４３ 蛍光体 ９０ 電流計 ９１ 電源 ９２ 電流計 ９３ 高圧電源 ９４ アノード電極 １１１ 絶縁性基板 １１２ Ｘ方向配線 １１３ Ｙ方向配線 １１４ 表面伝導型電子放出素子 １１５ 結線 １２０ 電子源基板 １２１ 表面伝導型電子放出素子 １３０ グリッド電極 １３１ 電子が通過するための空孔 １３２ Ｄｏｘ，Ｄｏｘ２，・・・Ｄｏｘｍよりなる
容器外端子 １３３ グリッド電極１３０と接続されたＧ１，Ｇ
２，・・・Ｇｎからなる容器外端子 １３４ 電子源基板

───────────────────────────────────────────────────── 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 H01J 1/316 H01J 29/04 H01J 31/12

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の第１の配線と、該複数の第１の配
   線の各々に直交するように配置された複数の第２の配線
   と、前記第１の配線と第２の配線の直交する付近に配設
   された、各々が互いに対向する素子電極を有する複数の
   電子放出素子と、前記第１の配線と第２の配線とを絶縁
   するための絶縁層とを有しており、前記対向する素子電
   極のうちの一方の素子電極が前記第２の配線と接続され
   るとともに、前記対向する素子電極のうちの他方の素子
   電極が前記第１の配線と接続された単純マトリクス方式
   の電子源基板の製造方法において、前記絶縁層を、 前記複数の第１の配線の各々の上であって、かつ前記第
   ２の配線と直交する部分に、前記一方の素子電極が前記
   第２の配線と接続されるように前記一方の素子電極各々
   の上部で切り欠いた形状を有して層間絶縁層を形成する
   工程と、 前記互いに対向する素子電極の、前記一方の素子電極が
   前記第２の配線と接続される側とは反対側の端部と前記
   第１の配線とを横断して覆うように、補完絶縁層を形成
   する工程と、 によって形成する ことを特徴とする電子源基板の製造方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電子源基板の製造方法
   において、前記第１の配線、第２の配線、絶縁層、又は
   素子電極の形成に厚膜印刷法を用いることを特徴とする
   電子源基板の製造方法。
3. 【請求項３】 複数の第１の配線と、該複数の第１の配
   線の各々に直交するように配置された複数の第２の配線
   と、前記第１の配線と第２の配線の直交する付近に配設
   された、各々が互いに対向する素子電極を有する複数の
   電子放出素子と、前記第１の配線と第２の配線とを絶縁
   するための絶縁層とを有しており、前記対向する素子電
   極のうちの一方の素子電極が前記第２の配線と接続され
   るとともに、前記対向する素子電極のうちの他方の素子
   電極が前記第１の配線と接続された単純マトリクス方式
   の電子源基板と、前記電子源基板のそれぞれの電子放出
   素子と対向して配設した電子ビームの照射により可視光
   を発する蛍光体からなる画素とを少なくとも有する画像
   形成装置の製造方法であって、 前記電子源基板が請求項１または２に記載の製造方法に
   よって製造されること を特徴とする画像形成装置の製造
   方法 。