JP3571915B2 - 電子放出素子の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁基板上で一対の素子電極間に形成した導電性薄膜の一部に電子放出部を有する電子放出素子の製造方法に関し、特に、インクジェット噴射装置から前記絶縁基板上に液滴を付与することにより、前記素子電極のうち少なくとも一方に接続端子を形成した電子放出素子を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子源を利用して画像を表示する画像形成装置として、ＣＲＴが広く用いられてきた。
【０００３】
一方、近年になって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、最近ではプラズマディスプレイが商品化され始めているが、従来のＣＲＴとは発光の原理が異なり、画像のコントラストや、発光の良さなどでＣＲＴに比べるとやや劣ると言わざるを得ないのが現状である。電子放出素子を複数配列して電子源を形成し、これを平板型画像形成装置に用いれば、ＣＲＴと同じ品位の発光を得られることが期待され、多くの研究開発が行なわれてきた。
【０００４】
例えば、本出願人は冷陰極型の電子放出素子の一種である表面伝導型電子放出素子を基体上に多数配置した電子源と、これを用いた画像形成装置に関していくつかの提案を行なっている。
【０００５】
該表面伝導型電子放出素子の構成や特性、これを用いた電子源の構成などに関しては例えば特開平７−２３５２５５号公報に詳しく述べられているので、簡単に説明する。図１３（ａ）（ｂ）に表面伝導型電子放出素子の構成の一例を示す。１は基体、２，３は一対の素子電極、４は導電性薄膜でその一部に電子放出部５を有する。該電子放出部を形成する方法としては、上記一対の素子電極の間に電圧を印加して、上記導電性薄膜の一部を変形、変質ないし破壊して高抵抗にすることにより行う方法があり、これを「通電フォーミング処理」と称する。この方法により電子放出特性の良い電子放出部を形成するためには、上記導電性薄膜は導電性微粒子により構成されたものであることが好ましい。その材質としては、例えばＰｄＯ微粒子が挙げられる。通電フォーミング処理において印加される電圧は、パルス電圧が好ましく、図１０（ａ）に示す様な波高値が一定のパルスを印加する方法、あるいは図１０（ｂ）に示すような、波高値が漸増するパルスを印加する方法のいずれも適用できる。
【０００６】
素子電極と導電性薄膜を形成するには、一般的な真空蒸着技術やガスデポジション法、フォトリソグラフィ技術により形成できるが、素子電極や導電性薄膜の構成元素を含む化合物（例えば有機金属化合物）の溶液を塗布し、これを熱処理などによって所望の素子電極や導電性薄膜とする方法も真空装置を必要とせず、製造コストが安く、大型の電子源を形成するのに適用しやすい、等の理由から望ましい方法である。また、上記有機金属化合物の溶液を塗布する方法としてはインクジェット噴射装置を用いて必要な部分のみに塗布する方法が、素子電極や導電性薄膜のパターニングのための余分な工程を必要としないため、一層望ましいものである。
【０００７】
電子放出部を形成した後、有機物質を含む適当な雰囲気中で、素子電極間にパルス電圧を印加することにより（これを「活性化処理」と呼ぶ）、電子放出部とその近傍に炭素を主成分とする堆積膜が形成され、素子に流れる電流が増大し、電子放出特性も向上する。
【０００８】
次いで、好ましくは「安定化処理」と呼ばれる工程を行なう。これは、真空容器や電子放出素子を加熱しながら排気を続けることにより、有機物質などを十分に除去し、電子放出素子の特性を安定化させる処理である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本出願人らは表面伝導型電子放出素子及びそれを有する電子源基板、画像形成装置、及びそれらの製造方法として金属含有溶液を液滴の状態で基板上に付与して電子放出部を形成することを検討している。その結果、以下の問題点を見いだした。
【００１０】
多数の電子放出素子を用いた平板型の画像形成装置などを、大型化、高精細化するためには、電子源に含まれる電子放出素子の数をさらに増加させることが必要となる。しかも電子源が実際に使用できるものとなるには、すべての電子放出素子が良品でかつ電気的に接続されてなければならず、プロセスマージンが少なく、歩留まりが悪かった。
【００１１】
具体的には、図１４に示すように、印刷法でＭＴＸ配線を形成する場合において、一対の素子電極とＭＴＸ配線の上下配線とを接触させるため層間絶縁層に凹凸を構成したり（図１４（ａ））、コンタクトホールを形成したり（図１４（ｂ））、上配線を凹凸形状にしたり（図１４（ｃ））、素子電極の形状が複雑になったり、プロセスの自由度が狭まく、また、層間絶縁層上に形成する上配線を形成する際、上配線を形成するためのペーストが凹凸・段差部でダレやすく、電子放出素子を形成する領域を狭くなったり、ショート欠陥を発生したりし、ＭＴＸ配線の歩留まりが低下し、さらに、ＭＴＸ配線作成後、金属含有溶液を液滴の状態で基板上に付与する工程においては、液滴が少しでもＭＴＸ配線に接触すると、配線に液が吸収されて焼成後の素子の抵抗が高くなり、フォーミング処理の際、通電処理では局所的に破壊、変形もしくは変質できず亀裂ができていない部分（切れ残り）が生じ、この切れ残りの部分の膜でリーク電流が発生したりし、素子特性がばらついたりした。
【００１２】
量産を行なう場合、形成すべき電子放出素子の数が増加するに従って、すべての素子が良品でかつ電気的に接続されている場合、すなわち、歩留まりを向上させることは、非常に困難になる。
【００１３】
歩留まりが低い状態で生産を行なうと、製品のコストは当然高くなる。そればかりでなく、発生する不良品を処理する必要も生じる。近年、産業活動に伴う廃棄物の発生を極力抑制することが社会的に要請されており、このような観点からも歩留まりの向上は緊急性の高い課題となっている。
【００１４】
そこで、本発明は、一対の素子電極間に形成した導電性薄膜の一部に電子放出部を製造する方法であって、一対の素子電極と該一対の素子電極間に形成した導電性薄膜とおよびそれらを配線で接続する工程において、容易に良好な接続をすることができ、よって、製造の歩留まりを向上させることができる電子放出素子の製造方法を提供することを課題としている。
【００１５】
また、本発明は、特に複数の前記電子放出素子を備える電子源の製造過程において、一対の素子電極と該一対の素子電極間に形成した導電性薄膜とおよびそれらを配線で接続する工程において容易に良好な接続をすることができ、よって、製造の歩留まりを著しく向上させられることができる電子源の製造方法を提供することを課題としている。
【００１６】
更に、本発明は、多数の前記電子放出素子を集積した電子源を用いた画像形成装置を作成する場合に、製造の歩留まりを著しく向上させられることができ、画像欠陥のなく、目立った輝度のばらつきのない画像形成装置を提供し得る画像形成装置の製造方法を提供することを課題としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明に係る電子源基板の製造方法は、導電性薄膜に電子放出部を設けた電子放出素子を複数有する電子源基板の製造方法において、
前記導電性薄膜に電子放出部を設ける前に、以下の工程（ａ）乃至（ｃ）を有することを特徴とする電子源基板の製造方法である。
（ａ）絶縁基板上に配列された一対の素子電極と銀を含む配線とを形成する工程
（ｂ）前記一対の素子電極間に導電性薄膜の前駆体となる液滴を付与し、熱処理により導電性薄膜を形成する工程
（ｃ）前記工程（ａ）及び（ｂ）の後に、前記一対の素子電極と前記配線との間にインクジェット噴射装置から接続端子の前駆体となる液滴を付与し、熱処理により接続端子を形成する工程
【００１８】
本発明に係る画像形成装置の製造方法は、少なくとも、絶縁基板上に、複数の一対の素子電極と、該複数の一対の素子電極と接続される銀を含む配線とを形成し、前記一対の素子電極間に導電性薄膜の前駆体となる液滴を付与し、熱処理により導電性薄膜を形成し、その後前記一対の素子電極と前記配線との間にインクジェット噴射装置から接続端子の前駆体となる液滴を付与し熱処理により接続端子を形成してなる第１の基板を作製する工程と、
電子を受けて発光する発光体を備えた第２の基板を作製する工程と、
前記第１の基板と前記第２の基板とを対向配置させた容器を作製する工程と、
前記導電性薄膜の一部に電子放出部を形成する工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の製造方法である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００２２】
図１は本発明の製造方法により作製される表面伝導型電子放出素子の一例を示す図で、図２は本発明の製造方法である。
【００２３】
図１および図２において、１は基板、２，３は素子電極、６，７は配線、４は導電性薄膜、５は電子放出部、８ａ，８ｂは接続端子、９はインクジェット噴射装置、１０は液滴である。
【００２４】
インクジェット噴射装置９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、且つ数十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。
【００２５】
インクジェット噴射装置について簡単に説明する。インクジェット噴射装置のインクを吐出する方式には大きく分けて２つの種類がある。第一の方法は、ノズルに配設されたピエゾ素子の収縮圧力により液体の液滴を吐出する方法で、ピエゾジェット方式と呼ぶ。第二の方法は発熱抵抗体により液体を加熱発泡させ、これにより液滴を吐出する方法で、バブルジェット方式と呼ぶ。
【００２６】
上記２種類のインクジェット噴射装置の構造の一例を、図５および図６に模式的に示す。図５はピエゾジェット方式によるインクジェット噴射装置を示し、２１はガラス製第１ノズル、２２はガラス製第２ノズル、２３は円筒形ピエゾ、２５，２６は吐出する液体、例えば有機金属化合物の溶液、の供給チューブ、２７は電気信号入力端子をそれぞれ示す。該電気信号入力端子に所定の電圧を印加することにより、上記円筒形ピエゾが収縮し、液体を液滴として吐出させるものである。
【００２７】
図６はバブルジェット方式によるインクジェット噴射装置を示すもので、３１は基板、３２は発熱抵抗体、３３は支持板、３４は液体流路、３５は第１ノズル、３６は第２ノズル、３７はインク流路隔壁、３８，３９は所定の液体を内部に有する液体室、３１０，３１１は液体供給口、３１２は天井板である。上記発熱抵抗体３２が発熱して、液体が発泡し、これによりノズルから液滴が吐出される。
【００２８】
なお、上記の例ではいずれもノズルが２本の場合を示したが、これに限るものでない。
【００２９】
上述のようなインクジェット噴射装置を用い、所定の位置にのみ有機金属化合物の溶液を液滴として付与し乾燥させた後、加熱処理により該有機金属化合物を熱分解することにより、金属あるいは金属酸化物などの接続端子が形成される。
【００３０】
まず、絶縁性基板１を有機溶剤等で充分洗浄し乾燥させた後、真空蒸着技術およびフォトリソグラフィー技術を用いて基板１上に素子電極２，３を（図２（ａ））、素子電極と接続される配線６，７（図２（ｂ））を順次形成する。
【００３１】
さらに上記基板に真空蒸着技術およびフォトリソグラフィー技術を用いて導電性薄膜４を形成する（図２（ｃ））。
【００３２】
次に、インクジェット噴射装置９を用いて、液滴１０を付与し、素子電極２，３と配線６，７を接続端子８ａ，８ｂの前駆体により接続する。この前駆体を３００、１０分間焼成することで接続端子８ａ，８ｂを形成し、素子電極２，３と配線６，７を接続する（図２（ｄ））。
【００３３】
そして、前述のフォーミング処理により電子放出部５を形成する（図２（ｅ））。
【００３４】
本発明は、上記方法により電子源を形成する。さらに平板型電子線画像形成装置の製造方法を含む。
【００３５】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明をさらに説明する。
【００３６】
（実施例１−１）
本実施例の電子源の製造方法を、図７（ａ）〜（ｆ）を用いて以下に工程を追って説明する。図４に本実施例の製造方法により作製される表面伝導型電子放出素子の一例を示し、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面図をそれぞれ示す。
【００３７】
（工程ａ）
洗浄した青板ガラス上に、ＳｉＯ２ をスパッタリング法により０．５μｍ成膜して、これを基板１としている。基板上にフォトレジスト（ＡＺ１３７０；ヘキスト社製）をスピンナーにより塗布してレジスト層を形成し、露光、現像を行なって素子電極の形状に開口を設ける。続いてＴｉを５ｎｍ、Ｐｔを５０ｎｍスパッタリング法により堆積したのち、有機溶剤により上記レジスト層を除去、リフトオフにより、素子電極５１，５２を形成する（図７（ａ））。
【００３８】
（工程ｂ）
Ａｇペーストを所定の形状にスクリーン印刷し、これを加熱焼成してＹ方向配線５３を形成する。なお、Ｙ方向配線の厚みは約２０μｍ、幅は１００μｍとした（図７（ｂ））。このとき、Ｙ方向配線５３と素子電極５１と接続する。
【００３９】
（工程ｃ）
ガラスペーストを所定の形状に印刷し、これを加熱焼成して、層間絶縁層５４を形成する。層間絶縁層の幅は約２５０μｍで厚さはＹ方向配線と重なる部分で２０μｍ、他の部分で３５μｍとなるようにした（図７（ｃ））。
【００４０】
（工程ｄ）
続いて、上記層間絶縁層５４の上にＡｇペーストを印刷し、これを加熱焼成してＸ方向配線５５を形成した。なお、Ｘ方向配線の幅は約２００μｍ、厚さは１５μｍとした（図７（ｄ））。
【００４１】
（工程ｅ）
続いてバブルジェット方式のインクジェット噴射装置により有機パラジウムのエタノールアミン錯体の溶液を液滴として付与し導電性薄膜５６の前駆体となる膜を形成する。このとき、Ｘ方向配線５５形成されたＸ方向配線同士の間隔は約３５０μｍ、Ｙ方向同士の間隔は約２７０μｍ、上記前駆体膜は略円形でその直径はおよそ４０μｍである。続いて、３００℃、１０分間の熱処理を施し、上記前駆体膜をＰｄＯ微粒子よりなる導電性薄膜５６に変化させた。変化した導電性薄膜の膜厚はおよそ１５ｎｍ程度、微粒子の粒径は１０ｎｍ程度となる（図７（ｅ））。なお、ここで使用したインクジェット噴射装置は図７に示したものと同様である。
【００４２】
（工程ｆ）
さらに、バブルジェット方式のインクジェット噴射装置により有機白金のエタノールアミン錯体の溶液を液滴として付与し導電性膜５７の前駆体となる膜を形成する。このとき、Ｘ方向配線５５と素子電極５２とを接続する。続いて、３５０℃、１０分間の熱処理を施し、上記前駆体膜をＰｔ導電性膜５７に変化させた。変化した導電性薄膜の膜厚はおよそ５０ｎｍ程度となる（図７（ｆ））。
【００４３】
（工程ｇ）
ここまでの工程で作成した電子放出基板（その間に前記の導電性薄膜が形成されている一対の素子電極が複数配置された基板）を用い、図８に模式的に示す構成の画像形成装置を形成した。すなわち、前記電子源基板６１をフリットガラスによりリアプレート６２上に固定し、その後、電子源基板６１の５ｍｍ上方にフェースプレート６３（ガラス基板６４の内面に蛍光膜６５とメタルバック６６が形成されて構成される）を支持枠６７を介して配置し、フェースプレート６３、支持枠６７、リアプレート６２の接続部フリットガラスを塗布し、大気中で４００℃、１０分間焼成することで封着した。図１０において、６８は電子放出素子、６９，７０はそれぞれＸ方向およびＹ方向の素子配線である。
【００４４】
蛍光膜６５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を採用し、先にブラックストライプを形成し、その間隔部に各色蛍光体を塗布し、蛍光膜６５を作製した。構成することができる。ブラックストライプの材料として通常良く用いられている黒鉛を主成分とする材料を用いた。ガラス基板６４に蛍光体を塗布する方法はスラリー法を用いた。
【００４５】
また蛍光膜６５の内面側には通常メタルバック６６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。
【００４６】
フェースプレート６３には、さらに蛍光膜６５の導電性を高めるための蛍光膜６５の外面側に透明電極が設けられている場合もあるが、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。
【００４７】
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なった。
【００４８】
なお、電子源基板の周辺に、不図示のゲッタを配置した。
【００４９】
（工程ｈ）
以上のように完成したガラス容器（以下「外囲器」と呼ぶ）内を排気管（図示せず）を通じ真空ポンプにて１０-4Ｐａ程度の圧力まで排気し、後述のフォーミング処理により、前記複数の導電性膜の各々に電子放出部を形成した。即ち、フォーミング処理は、図９に示すようにＹ方向の配線を共通電極７３に接続し、Ｘ方向の配線を１ラインづつ通電処理することにより行い、前記の複数の導電性薄膜にそれぞれ電子放出部を形成した。７１がＸ方向配線、７２がＹ方向配線、７８が電子放出素子と配線を接続する接続端子であり、このＹ方向配線７２は共通電極７３を介してグランドに接続されている。Ｘ方向配線、Ｙ方向配線の各交点に対応して、電子放出素子７４が一つづつ配置され、接続端子７８で接続されている。７５はパルス発生器で、正極はＸ方向配線の一つに接続されており、負極は電流測定用抵抗７６を介してグランドに接続されている。７７はパルス電流をモニターするためのオシロスコープである。前記フォーミング処理に用いた電圧波形は、図１０（ｂ）に示されるものである。
【００５０】
図１０（ｂ）中、Ｔ１および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＝１ｍｓｅｃ、Ｔ２＝１０ｍｓｅｃとし、三角波の波高値（フォーミング時のピーク電圧）は０．１Ｖステップでアップさせフォーミング処理を行った。また、フォーミング用パルスの休止期間中に抵抗測定用パルスを挿入して、抵抗の測定を終了した。この測定値が１素子あたり１００ＫΩ以上になった時フォーミング処理を終了した。
【００５１】
（工程ｉ）
続いて、外囲器内にアセトンを導入し、圧力を１．３ｘ１０−２Ｐａとし、工程ｈと同様にパルス電圧を印加して前述の活性化処理を行った。印加したパルスは波高値１８Ｖの矩形波パルスとした。
【００５２】
（工程ｊ）
この後、外周器全体を２００℃に保持しながら１０時間以上排気を続け、圧力を１．３ｘ１０−６Ｐａまで下げ、マトリクス駆動により表示機能が正常に働くことを確認してから、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。そして最後に高周波加熱によりゲッタ処理を行った。
【００５３】
以上のように作成された画像処理装置は、画像に欠陥がなく、目立つ輝度バラツキもないものであった。
【００５４】
［実施例１−２］
本実施例は、前述の実施例１−１と比べて、複数の電子放出素子の配線方法が異なっている。本実施例は、以下に述べるはしご型配線の例を示すものである。
【００５５】
本実施例においては、図１１に示すように、その間、実施例１−１と同様の方法にて作成された導電性薄膜５６を有する一対の素子電極５１，５２の複数対が接続端子５７ａ，５７ｂで接続された一対の配線９５ａ，９５ｂを複数ライン有する基板１を図１２のように、電子通過口９７を有するグリッド電極９６を備える外囲器内に配置し、実施例１−１と同様の方法にて画像形成装置とした。本実施例においても実施例１−１と同様の効果を得ることができる。なお、図１２において、図８と同じ符号を付した部材は図８と同じ部材であることを意味する。
【００５６】
［実施例２］
本実施例は、次の点を除いて上記実施例１−１と同様の製造方法に関するものである。実施例１−１の工程ｆにおいて、液滴の付与に用いたインクジェット噴射装置はバブルジェット方式のものであるが、この代わりに、本実施例では、ピエゾジェット方式のものを用いた。なお、このピエゾジェット方式のインクジェット噴射装置の構成は、図５に示したものと同様である。付与した液滴は、酢酸白金−モノエタノールアミンを金属含有率が２ｗｔ％となるように水に溶解した溶液を用いた。この結果作成された画像処理装置は、実施例１−１と同様に画像に欠陥がなく、目立つ輝度バラツキもないものであった。
【００５７】
なお、付与する液滴として、酢酸白金を水に溶解させたものを用いても、同様に実施できる。同様に、酢酸白金を酢酸ブチルに溶解させたものを用いても同様に実施できる。また、１回に付与する液滴量を半分にし、付与回数を倍にして実施しても、結果は同じであった。また、前記実施例１−２で述べたはしご型配線の電子源に対しても同様の方法を適用することで、同様の結果が得られる。
【００５８】
［実施例３−１］
本実施例のプロセスは、素子電極をオフセット印刷により、また配線をスクリーン印刷により形成するものである。
【００５９】
（工程ａ）
洗浄した青板ガラス上に、ＳｉＯ２ をスパッタリング法により０．５μｍ成膜して、これを基板１として用い、この上に、Ｐｔレジネートペーストを用いてオフセット印刷により素子電極５１，５２を形成した。電極間隔は５０μｍとした（図７（ａ）参照）。
【００６０】
次に、実施例１−１の工程ｂ〜工程ｅと同様の工程による処理を行った。
【００６１】
（工程ｆ）
次に、前述の実施例２と同様に、酢酸白金−モノエタノールアミンを水に溶解した液を、バブルジェット方式のインクジェット噴射装置により、液滴として付与して、接続端子の前駆体膜を形成した。続いて、３００℃、１０分間加熱処理を行い、Ｐｔ接続端子を形成した。
【００６２】
以降、実施例１−１の工程ｇから工程ｊと同様の工程を経て、画像形成装置を作成した。このように作成された画像処理装置は、画像に欠陥がなく、目立つ輝度バラツキもないものであった。
【００６３】
また、前記実施例１−２で述べたはしご型配線の電子源に対しても同様の方法を適用することで、同様の結果が得られる。
【００６４】
［実施例３−２］
本実施例は、インクジェット噴射装置として、ピエゾジェット方式の装置を用いたことを除き、前述の実施例３−１と同様の方法で画像形成装置の作成を行った。その結果、実施例３−１と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
［実施例４−１］
本実施例のプロセスは、素子電極もインクジェット噴射装置を用いて形成するものである。
【００６６】
（工程ａ）
洗浄した青板ガラス上に、ＳｉＯ２ をスパッタリング法により０．５μｍ成膜して、これを基板１として用い、この上に、酢酸白金−モノエタノールアミンを水に溶解した液を、バブルジェット方式のインクジェット噴射装置により、液滴として付与して、素子電極の前駆対膜を形成した。続いて、３００℃、１０分間加熱処理を行い、Ｐｔ素子電極５１，５２膜を形成した。電極間隔は５０μｍとした（図７（ａ）参照）。
【００６７】
次に、実施例１−１の工程ｂ〜工程ｅと同様の工程による処理を行った。
【００６８】
（工程ｆ）
次に、前述の実施例２と同様に、酢酸白金−モノエタノールアミンを水に溶解した液を、バブルジェット方式のインクジェット噴射装置により、液滴として付与して、接続端子の前駆体膜を形成した。続いて、３００℃、１０分間加熱処理を行い、Ｐｔ接続端子を形成した。
【００６９】
以降、実施例１−１の工程ｇから工程ｊと同様の工程を経て、画像形成装置を作成した。このように作成された画像処理装置は、画像に欠陥がなく、目立つ輝度バラツキもないものであった。
【００７０】
また、前記実施例１−２で述べたはしご型配線の電子源に対しても同様の方法を適用することで、同様の結果が得られる。
【００７１】
［実施例４−２］
本実施例は、インクジェット噴射装置として、ピエゾジェット方式の装置を用いたことを除き、前述の実施例３−１と同様の方法で画像形成装置の作成を行った。その結果、実施例３−１と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
［実施例５］
本実施例においては、導電性薄膜と接続端子ともにピエゾジェットで形成し、さらに導電性薄膜と接続端子を同時に焼成した以外は実施例１−１と同様に形成した。
【００７３】
まず、実施例１−１の工程ａから工程ｄと同様の工程による処理を行った。
【００７４】
次に、ピエゾジェット方式のインクジェット噴射装置により有機パラジウムのエタノールアミン錯体の溶液を液滴として付与し導電性薄膜５６の前駆体となる膜を形成する（図７（ｅ）参照）。ついで、同様のピエゾジェット方式のインクジェット噴射装置により、酢酸白金を水に溶解した液を、ピエゾジェット方式のインクジェット噴射装置により、液滴として付与して、接続端子５７の前駆体膜を形成した（図７（ｆ）参照）。
【００７５】
続いて、３００℃、１０分間加熱処理を行い、ＰｄＯ微粒子からなる導電性薄膜５６とＰｔ接続端子５７を形成した。
【００７６】
以降、実施例１−１の工程ｇから工程ｊと同様の工程を経て、画像形成装置を作成した。このように作成された画像処理装置は、画像に欠陥がなく、目立つ輝度バラツキもないものであった。
【００７７】
また、前記実施例１−２で述べたはしご型配線の電子源に対しても同様の方法を適用することで、同様の結果が得られる。
【００７８】
［実施例６］
本実施例は、素子電極、導電性薄膜および接続端子をインクジェット噴射装置により形成し、製造方法を図３（ａ）から（ｆ）に示す。
【００７９】
（工程ａ）
洗浄した青板ガラス上に、ＳｉＯ２ をスパッタリング法により０．５μｍ成膜して、これを基板１として用い、この上に、酢酸白金−モノエタノールアミンを水に溶解した液を、バブルジェット方式のインクジェット噴射装置により、液滴として付与して、素子電極５１，５２の前駆体膜を形成した。続いて、３００℃、１０分間加熱処理を行い、Ｐｔ素子電極５１，５２膜を形成した。電極間隔は５０μｍとした（図３（ａ））。
【００８０】
（工程ｂ）
Ａｇペーストを所定の形状にスクリーン印刷し、これを加熱焼成してＹ方向配線５３を形成する。なお、Ｙ方向配線の厚みは約２０μｍ、幅は１００μｍとした（図３（ｂ））。
【００８１】
（工程ｃ）
ガラスペーストを所定の形状に印刷し、これを加熱焼成して、層間絶縁層５４を形成する。層間絶縁層の幅は約２５０μｍで厚さはＹ方向配線と重なる部分で２０μｍ、他の部分で３５μｍとなるようにした（図３（ｃ））。
【００８２】
（工程ｄ）
続いて、上記層間絶縁層５４の上にＡｇペーストを印刷し、これを加熱焼成してＸ方向配線５５を形成した。なお、Ｘ方向配線の幅は約２００μｍ、厚さは１５μｍとした（図３（ｄ））。
【００８３】
（工程ｅ）
次に、バブルジェット方式のインクジェット噴射装置により有機パラジウムのエタノールアミン錯体の溶液を液滴として付与し導電性薄膜５６の前駆体となる膜を形成し、３００℃、１０分間焼成し、上記前駆体膜をＰｄＯ微粒子よりなる導電性薄膜５６に変化させた。変化した導電性薄膜の膜厚はおよそ１５ｎｍ程度、微粒子の粒径は１０ｎｍ程度となる（図３（ｅ））。このとき、Ｘ方向配線５５形成されたＸ方向配線同士の間隔は約３５０μｍ、Ｙ方向同士の間隔は約２７０μｍ、上記前駆体膜は略円形でその直径はおよそ８０μｍである。
【００８４】
（工程ｆ）
さらに、ピエゾジェット方式のインクジェット噴射装置により有機白金のエタノールアミン錯体の溶液を液滴として付与し接続端子５７ａ，ｂの前駆体となる膜を形成する。このとき、Ｘ方向配線５５と素子電極５２とを接続端子５７ａで接続した後、Ｙ方向配線５３と素子電極５１とを接続端子５７ｂとで接続する。続いて、３５０℃、１０分間の熱処理を施し、上記前駆体膜をＰｔ導電性膜５７ａ，５７ｂに変化させた（図３（ｆ））。
【００８５】
以降、実施例１−１の工程ｇから工程ｊと同様の工程を経て、画像形成装置を作成した。
【００８６】
このように作成された画像処理装置は、画像に欠陥がなく、目立つ輝度バラツキもないものであった。
【００８７】
また、前記実施例１−２で述べたはしご型配線の電子源に対しても同様の方法を適用することで、同様の結果が得られる。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、電子放出素子の素子電極と２次元アドレスを選択適にアクセスするための配列電極子を良好に接続をすることができるので、製造の歩留まりが向上する。
【００８９】
又、本発明の画像形成装置によれば、複数の前記電子放出素子を備える電子源の製造過程において、一対の素子電極と該一対の素子電極間に形成した導電性薄膜とおよびそれらを配線で接続する工程において容易に良好な接続をすることができ、多数の電子放出素子を集積した電子源を形成し、さらにこの電子源を用いた画像形成装置を作成するので、製造の歩留まりを著しく向上させられることができ、画像欠陥のなく、目立った輝度のばらつきのない画像が形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る平面型表面伝導型電子放出素子の基本的な構成を示す模式的平面図及び断面図である。
【図２】本発明に係わる製造方法を示す断面図。
【図３】本発明の一実施例に係わる電子源基板の製造方法を示す模式的平面図。
【図４】本発明のマトリクス型配置の電子源基板の一例を示す平面図および断面図。
【図５】ピエゾジェット方式のインクジェット噴射装置の構成を示す模式図。
【図６】バブルジェット方式のインクジェット噴射装置の構成を示す模式図。
【図７】本発明の一実施例に係わる電子源基板の製造方法を示す模式的平面図。
【図８】本発明の方法により形成される画像形成装置の構成の一例を示す模式的な斜視図。
【図９】フォーミング工程での配線を説明するための模式図。
【図１０】通電フォーミング処理に用いるパルス電圧の波型を説明するための模式図。
【図１１】本発明のはしご型配置の電子源基板の構成を説明する模式図。
【図１２】図１１の電子源を用いた画像形成装置の構成を示す模式図。
【図１３】従来の表面伝導型電子放出素子の構成を示す図。
【図１４】従来の配線を示す模式的平面図。
【符号の説明】
１ 基板（基体）
２，３ 素子電極
４ 導電性薄膜
５ 電子放出部
６，７ 配線
８ａ，８ｂ 接続端子
９ インクジェット噴射装置
１０ 液滴
２１ ガラス製第一ノズル
２２ ガラス製第二ノズル
２３ 円筒形ピエゾ
２５，２５ 吐出する液体
２６，２７ 電気信号入力端子
３１ 基板
３２ 発熱抵抗体
３３ 支持板
３４ 液体流路
３５ 第一ノズル
３６ 第二ノズル
３７ インク流路隔壁
３８，３９ 液体室
３９，５２ 素子電極
５３ Ｙ方向配線
５４ 層間絶縁層
５５ Ｘ方向配線
５６ 導電性薄膜
５７ａ，５７ｂ 接続端子
６１ 電子源基板
６２ リアプレート
６３ フェースプレート
６４ ガラス基板
６５ 蛍光膜
６６ メタルバック
６７ 支持枠
６８ 電子放出素子
６９ Ｘ方向素子配線
７０ Ｙ方向素子配線
７１ Ｘ方向配線
７２ Ｙ方向配線
７３ 共通電極
７４ 電子放出素子
７５ パルス発生器
７６ 電流測定用抵抗
７７ オシロスコープ
９１ 基板
９２，９３ 素子電極
９３，９４ 導電性薄膜
９５ａ，９５ｂ 配線
９６ グリッド電極
９７ 電子通過口
３１０，３１１ 液体供給口
３１２ 天井板
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁基板上で一対の素子電極間に形成した導電性薄膜の一部に電子放出部を有する電子放出素子の製造方法に関し、特に、インクジェット噴射装置から前記絶縁基板上に液滴を付与することにより、前記素子電極のうち少なくとも一方に接続端子を形成した電子放出素子を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子源を利用して画像を表示する画像形成装置として、ＣＲＴが広く用いられてきた。
【０００３】
一方、近年になって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、最近ではプラズマディスプレイが商品化され始めているが、従来のＣＲＴとは発光の原理が異なり、画像のコントラストや、発光の良さなどでＣＲＴに比べるとやや劣ると言わざるを得ないのが現状である。電子放出素子を複数配列して電子源を形成し、これを平板型画像形成装置に用いれば、ＣＲＴと同じ品位の発光を得られることが期待され、多くの研究開発が行なわれてきた。
【０００４】
例えば、本出願人は冷陰極型の電子放出素子の一種である表面伝導型電子放出素子を基体上に多数配置した電子源と、これを用いた画像形成装置に関していくつかの提案を行なっている。
【０００５】
該表面伝導型電子放出素子の構成や特性、これを用いた電子源の構成などに関しては例えば特開平７−２３５２５５号公報に詳しく述べられているので、簡単に説明する。図１３（ａ）（ｂ）に表面伝導型電子放出素子の構成の一例を示す。１は基体、２，３は一対の素子電極、４は導電性薄膜でその一部に電子放出部５を有する。該電子放出部を形成する方法としては、上記一対の素子電極の間に電圧を印加して、上記導電性薄膜の一部を変形、変質ないし破壊して高抵抗にすることにより行う方法があり、これを「通電フォーミング処理」と称する。この方法により電子放出特性の良い電子放出部を形成するためには、上記導電性薄膜は導電性微粒子により構成されたものであることが好ましい。その材質としては、例えばＰｄＯ微粒子が挙げられる。通電フォーミング処理において印加される電圧は、パルス電圧が好ましく、図１０（ａ）に示す様な波高値が一定のパルスを印加する方法、あるいは図１０（ｂ）に示すような、波高値が漸増するパルスを印加する方法のいずれも適用できる。
【０００６】
素子電極と導電性薄膜を形成するには、一般的な真空蒸着技術やガスデポジション法、フォトリソグラフィ技術により形成できるが、素子電極や導電性薄膜の構成元素を含む化合物（例えば有機金属化合物）の溶液を塗布し、これを熱処理などによって所望の素子電極や導電性薄膜とする方法も真空装置を必要とせず、製造コストが安く、大型の電子源を形成するのに適用しやすい、等の理由から望ましい方法である。また、上記有機金属化合物の溶液を塗布する方法としてはインクジェット噴射装置を用いて必要な部分のみに塗布する方法が、素子電極や導電性薄膜のパターニングのための余分な工程を必要としないため、一層望ましいものである。
【０００７】
電子放出部を形成した後、有機物質を含む適当な雰囲気中で、素子電極間にパルス電圧を印加することにより（これを「活性化処理」と呼ぶ）、電子放出部とその近傍に炭素を主成分とする堆積膜が形成され、素子に流れる電流が増大し、電子放出特性も向上する。
【０００８】
次いで、好ましくは「安定化処理」と呼ばれる工程を行なう。これは、真空容器や電子放出素子を加熱しながら排気を続けることにより、有機物質などを十分に除去し、電子放出素子の特性を安定化させる処理である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本出願人らは表面伝導型電子放出素子及びそれを有する電子源基板、画像形成装置、及びそれらの製造方法として金属含有溶液を液滴の状態で基板上に付与して電子放出部を形成することを検討している。その結果、以下の問題点を見いだした。
【００１０】
多数の電子放出素子を用いた平板型の画像形成装置などを、大型化、高精細化するためには、電子源に含まれる電子放出素子の数をさらに増加させることが必要となる。しかも電子源が実際に使用できるものとなるには、すべての電子放出素子が良品でかつ電気的に接続されてなければならず、プロセスマージンが少なく、歩留まりが悪かった。
【００１１】
具体的には、図１４に示すように、印刷法でＭＴＸ配線を形成する場合において、一対の素子電極とＭＴＸ配線の上下配線とを接触させるため層間絶縁層に凹凸を構成したり（図１４（ａ））、コンタクトホールを形成したり（図１４（ｂ））、上配線を凹凸形状にしたり（図１４（ｃ））、素子電極の形状が複雑になったり、プロセスの自由度が狭まく、また、層間絶縁層上に形成する上配線を形成する際、上配線を形成するためのペーストが凹凸・段差部でダレやすく、電子放出素子を形成する領域を狭くなったり、ショート欠陥を発生したりし、ＭＴＸ配線の歩留まりが低下し、さらに、ＭＴＸ配線作成後、金属含有溶液を液滴の状態で基板上に付与する工程においては、液滴が少しでもＭＴＸ配線に接触すると、配線に液が吸収されて焼成後の素子の抵抗が高くなり、フォーミング処理の際、通電処理では局所的に破壊、変形もしくは変質できず亀裂ができていない部分（切れ残り）が生じ、この切れ残りの部分の膜でリーク電流が発生したりし、素子特性がばらついたりした。
【００１２】
量産を行なう場合、形成すべき電子放出素子の数が増加するに従って、すべての素子が良品でかつ電気的に接続されている場合、すなわち、歩留まりを向上させることは、非常に困難になる。
【００１３】
歩留まりが低い状態で生産を行なうと、製品のコストは当然高くなる。そればかりでなく、発生する不良品を処理する必要も生じる。近年、産業活動に伴う廃棄物の発生を極力抑制することが社会的に要請されており、このような観点からも歩留まりの向上は緊急性の高い課題となっている。
【００１４】
そこで、本発明は、一対の素子電極間に形成した導電性薄膜の一部に電子放出部を製造する方法であって、一対の素子電極と該一対の素子電極間に形成した導電性薄膜とおよびそれらを配線で接続する工程において、容易に良好な接続をすることができ、よって、製造の歩留まりを向上させることができる電子放出素子の製造方法を提供することを課題としている。
【００１５】
また、本発明は、特に複数の前記電子放出素子を備える電子源の製造過程において、一対の素子電極と該一対の素子電極間に形成した導電性薄膜とおよびそれらを配線で接続する工程において容易に良好な接続をすることができ、よって、製造の歩留まりを著しく向上させられることができる電子源の製造方法を提供することを課題としている。
【００１６】
更に、本発明は、多数の前記電子放出素子を集積した電子源を用いた画像形成装置を作成する場合に、製造の歩留まりを著しく向上させられることができ、画像欠陥のなく、目立った輝度のばらつきのない画像形成装置を提供し得る画像形成装置の製造方法を提供することを課題としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明に係る電子源基板の製造方法は、導電性薄膜に電子放出部を設けた電子放出素子を複数有する電子源基板の製造方法において、
前記導電性薄膜に電子放出部を設ける前に、以下の工程（ａ）乃至（ｃ）を有することを特徴とする電子源基板の製造方法である。
（ａ）絶縁基板上に配列された一対の素子電極と銀を含む配線とを形成する工程
（ｂ）前記一対の素子電極間に導電性薄膜の前駆体となる液滴を付与し、熱処理により導電性薄膜を形成する工程
（ｃ）前記工程（ａ）及び（ｂ）の後に、前記一対の素子電極と前記配線との間にインクジェット噴射装置から接続端子の前駆体となる液滴を付与し、熱処理により接続端子を形成する工程
【００１８】
本発明に係る画像形成装置の製造方法は、少なくとも、絶縁基板上に、複数の一対の素子電極と、該複数の一対の素子電極と接続される銀を含む配線とを形成し、前記一対の素子電極間に導電性薄膜の前駆体となる液滴を付与し、熱処理により導電性薄膜を形成し、その後前記一対の素子電極と前記配線との間にインクジェット噴射装置から接続端子の前駆体となる液滴を付与し熱処理により接続端子を形成してなる第１の基板を作製する工程と、
電子を受けて発光する発光体を備えた第２の基板を作製する工程と、
前記第１の基板と前記第２の基板とを対向配置させた容器を作製する工程と、
前記導電性薄膜の一部に電子放出部を形成する工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の製造方法である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００２２】
図１は本発明の製造方法により作製される表面伝導型電子放出素子の一例を示す図で、図２は本発明の製造方法である。
【００２３】
図１および図２において、１は基板、２，３は素子電極、６，７は配線、４は導電性薄膜、５は電子放出部、８ａ，８ｂは接続端子、９はインクジェット噴射装置、１０は液滴である。
【００２４】
インクジェット噴射装置９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、且つ数十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。
【００２５】
インクジェット噴射装置について簡単に説明する。インクジェット噴射装置のインクを吐出する方式には大きく分けて２つの種類がある。第一の方法は、ノズルに配設されたピエゾ素子の収縮圧力により液体の液滴を吐出する方法で、ピエゾジェット方式と呼ぶ。第二の方法は発熱抵抗体により液体を加熱発泡させ、これにより液滴を吐出する方法で、バブルジェット方式と呼ぶ。
【００２６】
上記２種類のインクジェット噴射装置の構造の一例を、図５および図６に模式的に示す。図５はピエゾジェット方式によるインクジェット噴射装置を示し、２１はガラス製第１ノズル、２２はガラス製第２ノズル、２３は円筒形ピエゾ、２５，２６は吐出する液体、例えば有機金属化合物の溶液、の供給チューブ、２７は電気信号入力端子をそれぞれ示す。該電気信号入力端子に所定の電圧を印加することにより、上記円筒形ピエゾが収縮し、液体を液滴として吐出させるものである。
【００２７】
図６はバブルジェット方式によるインクジェット噴射装置を示すもので、３１は基板、３２は発熱抵抗体、３３は支持板、３４は液体流路、３５は第１ノズル、３６は第２ノズル、３７はインク流路隔壁、３８，３９は所定の液体を内部に有する液体室、３１０，３１１は液体供給口、３１２は天井板である。上記発熱抵抗体３２が発熱して、液体が発泡し、これによりノズルから液滴が吐出される。
【００２８】
なお、上記の例ではいずれもノズルが２本の場合を示したが、これに限るものでない。
【００２９】
上述のようなインクジェット噴射装置を用い、所定の位置にのみ有機金属化合物の溶液を液滴として付与し乾燥させた後、加熱処理により該有機金属化合物を熱分解することにより、金属あるいは金属酸化物などの接続端子が形成される。
【００３０】
まず、絶縁性基板１を有機溶剤等で充分洗浄し乾燥させた後、真空蒸着技術およびフォトリソグラフィー技術を用いて基板１上に素子電極２，３を（図２（ａ））、素子電極と接続される配線６，７（図２（ｂ））を順次形成する。
【００３１】
さらに上記基板に真空蒸着技術およびフォトリソグラフィー技術を用いて導電性薄膜４を形成する（図２（ｃ））。
【００３２】
次に、インクジェット噴射装置９を用いて、液滴１０を付与し、素子電極２，３と配線６，７を接続端子８ａ，８ｂの前駆体により接続する。この前駆体を３００、１０分間焼成することで接続端子８ａ，８ｂを形成し、素子電極２，３と配線６，７を接続する（図２（ｄ））。
【００３３】
そして、前述のフォーミング処理により電子放出部５を形成する（図２（ｅ））。
【００３４】
本発明は、上記方法により電子源を形成する。さらに平板型電子線画像形成装置の製造方法を含む。
【００３５】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明をさらに説明する。
【００３６】
（実施例１−１）
本実施例の電子源の製造方法を、図７（ａ）〜（ｆ）を用いて以下に工程を追って説明する。図４に本実施例の製造方法により作製される表面伝導型電子放出素子の一例を示し、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面図をそれぞれ示す。
【００３７】
（工程ａ）
洗浄した青板ガラス上に、ＳｉＯ２ をスパッタリング法により０．５μｍ成膜して、これを基板１としている。基板上にフォトレジスト（ＡＺ１３７０；ヘキスト社製）をスピンナーにより塗布してレジスト層を形成し、露光、現像を行なって素子電極の形状に開口を設ける。続いてＴｉを５ｎｍ、Ｐｔを５０ｎｍスパッタリング法により堆積したのち、有機溶剤により上記レジスト層を除去、リフトオフにより、素子電極５１，５２を形成する（図７（ａ））。
【００３８】
（工程ｂ）
Ａｇペーストを所定の形状にスクリーン印刷し、これを加熱焼成してＹ方向配線５３を形成する。なお、Ｙ方向配線の厚みは約２０μｍ、幅は１００μｍとした（図７（ｂ））。このとき、Ｙ方向配線５３と素子電極５１と接続する。
【００３９】
（工程ｃ）
ガラスペーストを所定の形状に印刷し、これを加熱焼成して、層間絶縁層５４を形成する。層間絶縁層の幅は約２５０μｍで厚さはＹ方向配線と重なる部分で２０μｍ、他の部分で３５μｍとなるようにした（図７（ｃ））。
【００４０】
（工程ｄ）
続いて、上記層間絶縁層５４の上にＡｇペーストを印刷し、これを加熱焼成してＸ方向配線５５を形成した。なお、Ｘ方向配線の幅は約２００μｍ、厚さは１５μｍとした（図７（ｄ））。
【００４１】
（工程ｅ）
続いてバブルジェット方式のインクジェット噴射装置により有機パラジウムのエタノールアミン錯体の溶液を液滴として付与し導電性薄膜５６の前駆体となる膜を形成する。このとき、Ｘ方向配線５５形成されたＸ方向配線同士の間隔は約３５０μｍ、Ｙ方向同士の間隔は約２７０μｍ、上記前駆体膜は略円形でその直径はおよそ４０μｍである。続いて、３００℃、１０分間の熱処理を施し、上記前駆体膜をＰｄＯ微粒子よりなる導電性薄膜５６に変化させた。変化した導電性薄膜の膜厚はおよそ１５ｎｍ程度、微粒子の粒径は１０ｎｍ程度となる（図７（ｅ））。なお、ここで使用したインクジェット噴射装置は図７に示したものと同様である。
【００４２】
（工程ｆ）
さらに、バブルジェット方式のインクジェット噴射装置により有機白金のエタノールアミン錯体の溶液を液滴として付与し導電性膜５７の前駆体となる膜を形成する。このとき、Ｘ方向配線５５と素子電極５２とを接続する。続いて、３５０℃、１０分間の熱処理を施し、上記前駆体膜をＰｔ導電性膜５７に変化させた。変化した導電性薄膜の膜厚はおよそ５０ｎｍ程度となる（図７（ｆ））。
【００４３】
（工程ｇ）
ここまでの工程で作成した電子放出基板（その間に前記の導電性薄膜が形成されている一対の素子電極が複数配置された基板）を用い、図８に模式的に示す構成の画像形成装置を形成した。すなわち、前記電子源基板６１をフリットガラスによりリアプレート６２上に固定し、その後、電子源基板６１の５ｍｍ上方にフェースプレート６３（ガラス基板６４の内面に蛍光膜６５とメタルバック６６が形成されて構成される）を支持枠６７を介して配置し、フェースプレート６３、支持枠６７、リアプレート６２の接続部フリットガラスを塗布し、大気中で４００℃、１０分間焼成することで封着した。図１０において、６８は電子放出素子、６９，７０はそれぞれＸ方向およびＹ方向の素子配線である。
【００４４】
蛍光膜６５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を採用し、先にブラックストライプを形成し、その間隔部に各色蛍光体を塗布し、蛍光膜６５を作製した。構成することができる。ブラックストライプの材料として通常良く用いられている黒鉛を主成分とする材料を用いた。ガラス基板６４に蛍光体を塗布する方法はスラリー法を用いた。
【００４５】
また蛍光膜６５の内面側には通常メタルバック６６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。
【００４６】
フェースプレート６３には、さらに蛍光膜６５の導電性を高めるための蛍光膜６５の外面側に透明電極が設けられている場合もあるが、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。
【００４７】
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なった。
【００４８】
なお、電子源基板の周辺に、不図示のゲッタを配置した。
【００４９】
（工程ｈ）
以上のように完成したガラス容器（以下「外囲器」と呼ぶ）内を排気管（図示せず）を通じ真空ポンプにて１０-4Ｐａ程度の圧力まで排気し、後述のフォーミング処理により、前記複数の導電性膜の各々に電子放出部を形成した。即ち、フォーミング処理は、図９に示すようにＹ方向の配線を共通電極７３に接続し、Ｘ方向の配線を１ラインづつ通電処理することにより行い、前記の複数の導電性薄膜にそれぞれ電子放出部を形成した。７１がＸ方向配線、７２がＹ方向配線、７８が電子放出素子と配線を接続する接続端子であり、このＹ方向配線７２は共通電極７３を介してグランドに接続されている。Ｘ方向配線、Ｙ方向配線の各交点に対応して、電子放出素子７４が一つづつ配置され、接続端子７８で接続されている。７５はパルス発生器で、正極はＸ方向配線の一つに接続されており、負極は電流測定用抵抗７６を介してグランドに接続されている。７７はパルス電流をモニターするためのオシロスコープである。前記フォーミング処理に用いた電圧波形は、図１０（ｂ）に示されるものである。
【００５０】
図１０（ｂ）中、Ｔ１および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＝１ｍｓｅｃ、Ｔ２＝１０ｍｓｅｃとし、三角波の波高値（フォーミング時のピーク電圧）は０．１Ｖステップでアップさせフォーミング処理を行った。また、フォーミング用パルスの休止期間中に抵抗測定用パルスを挿入して、抵抗の測定を終了した。この測定値が１素子あたり１００ＫΩ以上になった時フォーミング処理を終了した。
【００５１】
（工程ｉ）
続いて、外囲器内にアセトンを導入し、圧力を１．３ｘ１０−２Ｐａとし、工程ｈと同様にパルス電圧を印加して前述の活性化処理を行った。印加したパルスは波高値１８Ｖの矩形波パルスとした。
【００５２】
（工程ｊ）
この後、外周器全体を２００℃に保持しながら１０時間以上排気を続け、圧力を１．３ｘ１０−６Ｐａまで下げ、マトリクス駆動により表示機能が正常に働くことを確認してから、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。そして最後に高周波加熱によりゲッタ処理を行った。
【００５３】
以上のように作成された画像処理装置は、画像に欠陥がなく、目立つ輝度バラツキもないものであった。
【００５４】
［実施例１−２］
本実施例は、前述の実施例１−１と比べて、複数の電子放出素子の配線方法が異なっている。本実施例は、以下に述べるはしご型配線の例を示すものである。
【００５５】
本実施例においては、図１１に示すように、その間、実施例１−１と同様の方法にて作成された導電性薄膜５６を有する一対の素子電極５１，５２の複数対が接続端子５７ａ，５７ｂで接続された一対の配線９５ａ，９５ｂを複数ライン有する基板１を図１２のように、電子通過口９７を有するグリッド電極９６を備える外囲器内に配置し、実施例１−１と同様の方法にて画像形成装置とした。本実施例においても実施例１−１と同様の効果を得ることができる。なお、図１２において、図８と同じ符号を付した部材は図８と同じ部材であることを意味する。
【００５６】
［実施例２］
本実施例は、次の点を除いて上記実施例１−１と同様の製造方法に関するものである。実施例１−１の工程ｆにおいて、液滴の付与に用いたインクジェット噴射装置はバブルジェット方式のものであるが、この代わりに、本実施例では、ピエゾジェット方式のものを用いた。なお、このピエゾジェット方式のインクジェット噴射装置の構成は、図５に示したものと同様である。付与した液滴は、酢酸白金−モノエタノールアミンを金属含有率が２ｗｔ％となるように水に溶解した溶液を用いた。この結果作成された画像処理装置は、実施例１−１と同様に画像に欠陥がなく、目立つ輝度バラツキもないものであった。
【００５７】
なお、付与する液滴として、酢酸白金を水に溶解させたものを用いても、同様に実施できる。同様に、酢酸白金を酢酸ブチルに溶解させたものを用いても同様に実施できる。また、１回に付与する液滴量を半分にし、付与回数を倍にして実施しても、結果は同じであった。また、前記実施例１−２で述べたはしご型配線の電子源に対しても同様の方法を適用することで、同様の結果が得られる。
【００５８】
［実施例３−１］
本実施例のプロセスは、素子電極をオフセット印刷により、また配線をスクリーン印刷により形成するものである。
【００５９】
（工程ａ）
洗浄した青板ガラス上に、ＳｉＯ２ をスパッタリング法により０．５μｍ成膜して、これを基板１として用い、この上に、Ｐｔレジネートペーストを用いてオフセット印刷により素子電極５１，５２を形成した。電極間隔は５０μｍとした（図７（ａ）参照）。
【００６０】
次に、実施例１−１の工程ｂ〜工程ｅと同様の工程による処理を行った。
【００６１】
（工程ｆ）
次に、前述の実施例２と同様に、酢酸白金−モノエタノールアミンを水に溶解した液を、バブルジェット方式のインクジェット噴射装置により、液滴として付与して、接続端子の前駆体膜を形成した。続いて、３００℃、１０分間加熱処理を行い、Ｐｔ接続端子を形成した。
【００６２】
以降、実施例１−１の工程ｇから工程ｊと同様の工程を経て、画像形成装置を作成した。このように作成された画像処理装置は、画像に欠陥がなく、目立つ輝度バラツキもないものであった。
【００６３】
また、前記実施例１−２で述べたはしご型配線の電子源に対しても同様の方法を適用することで、同様の結果が得られる。
【００６４】
［実施例３−２］
本実施例は、インクジェット噴射装置として、ピエゾジェット方式の装置を用いたことを除き、前述の実施例３−１と同様の方法で画像形成装置の作成を行った。その結果、実施例３−１と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
［実施例４−１］
本実施例のプロセスは、素子電極もインクジェット噴射装置を用いて形成するものである。
【００６６】
（工程ａ）
洗浄した青板ガラス上に、ＳｉＯ２ をスパッタリング法により０．５μｍ成膜して、これを基板１として用い、この上に、酢酸白金−モノエタノールアミンを水に溶解した液を、バブルジェット方式のインクジェット噴射装置により、液滴として付与して、素子電極の前駆対膜を形成した。続いて、３００℃、１０分間加熱処理を行い、Ｐｔ素子電極５１，５２膜を形成した。電極間隔は５０μｍとした（図７（ａ）参照）。
【００６７】
次に、実施例１−１の工程ｂ〜工程ｅと同様の工程による処理を行った。
【００６８】
（工程ｆ）
次に、前述の実施例２と同様に、酢酸白金−モノエタノールアミンを水に溶解した液を、バブルジェット方式のインクジェット噴射装置により、液滴として付与して、接続端子の前駆体膜を形成した。続いて、３００℃、１０分間加熱処理を行い、Ｐｔ接続端子を形成した。
【００６９】
以降、実施例１−１の工程ｇから工程ｊと同様の工程を経て、画像形成装置を作成した。このように作成された画像処理装置は、画像に欠陥がなく、目立つ輝度バラツキもないものであった。
【００７０】
また、前記実施例１−２で述べたはしご型配線の電子源に対しても同様の方法を適用することで、同様の結果が得られる。
【００７１】
［実施例４−２］
本実施例は、インクジェット噴射装置として、ピエゾジェット方式の装置を用いたことを除き、前述の実施例３−１と同様の方法で画像形成装置の作成を行った。その結果、実施例３−１と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
［実施例５］
本実施例においては、導電性薄膜と接続端子ともにピエゾジェットで形成し、さらに導電性薄膜と接続端子を同時に焼成した以外は実施例１−１と同様に形成した。
【００７３】
まず、実施例１−１の工程ａから工程ｄと同様の工程による処理を行った。
【００７４】
次に、ピエゾジェット方式のインクジェット噴射装置により有機パラジウムのエタノールアミン錯体の溶液を液滴として付与し導電性薄膜５６の前駆体となる膜を形成する（図７（ｅ）参照）。ついで、同様のピエゾジェット方式のインクジェット噴射装置により、酢酸白金を水に溶解した液を、ピエゾジェット方式のインクジェット噴射装置により、液滴として付与して、接続端子５７の前駆体膜を形成した（図７（ｆ）参照）。
【００７５】
続いて、３００℃、１０分間加熱処理を行い、ＰｄＯ微粒子からなる導電性薄膜５６とＰｔ接続端子５７を形成した。
【００７６】
以降、実施例１−１の工程ｇから工程ｊと同様の工程を経て、画像形成装置を作成した。このように作成された画像処理装置は、画像に欠陥がなく、目立つ輝度バラツキもないものであった。
【００７７】
また、前記実施例１−２で述べたはしご型配線の電子源に対しても同様の方法を適用することで、同様の結果が得られる。
【００７８】
［実施例６］
本実施例は、素子電極、導電性薄膜および接続端子をインクジェット噴射装置により形成し、製造方法を図３（ａ）から（ｆ）に示す。
【００７９】
（工程ａ）
洗浄した青板ガラス上に、ＳｉＯ２ をスパッタリング法により０．５μｍ成膜して、これを基板１として用い、この上に、酢酸白金−モノエタノールアミンを水に溶解した液を、バブルジェット方式のインクジェット噴射装置により、液滴として付与して、素子電極５１，５２の前駆体膜を形成した。続いて、３００℃、１０分間加熱処理を行い、Ｐｔ素子電極５１，５２膜を形成した。電極間隔は５０μｍとした（図３（ａ））。
【００８０】
（工程ｂ）
Ａｇペーストを所定の形状にスクリーン印刷し、これを加熱焼成してＹ方向配線５３を形成する。なお、Ｙ方向配線の厚みは約２０μｍ、幅は１００μｍとした（図３（ｂ））。
【００８１】
（工程ｃ）
ガラスペーストを所定の形状に印刷し、これを加熱焼成して、層間絶縁層５４を形成する。層間絶縁層の幅は約２５０μｍで厚さはＹ方向配線と重なる部分で２０μｍ、他の部分で３５μｍとなるようにした（図３（ｃ））。
【００８２】
（工程ｄ）
続いて、上記層間絶縁層５４の上にＡｇペーストを印刷し、これを加熱焼成してＸ方向配線５５を形成した。なお、Ｘ方向配線の幅は約２００μｍ、厚さは１５μｍとした（図３（ｄ））。
【００８３】
（工程ｅ）
次に、バブルジェット方式のインクジェット噴射装置により有機パラジウムのエタノールアミン錯体の溶液を液滴として付与し導電性薄膜５６の前駆体となる膜を形成し、３００℃、１０分間焼成し、上記前駆体膜をＰｄＯ微粒子よりなる導電性薄膜５６に変化させた。変化した導電性薄膜の膜厚はおよそ１５ｎｍ程度、微粒子の粒径は１０ｎｍ程度となる（図３（ｅ））。このとき、Ｘ方向配線５５形成されたＸ方向配線同士の間隔は約３５０μｍ、Ｙ方向同士の間隔は約２７０μｍ、上記前駆体膜は略円形でその直径はおよそ８０μｍである。
【００８４】
（工程ｆ）
さらに、ピエゾジェット方式のインクジェット噴射装置により有機白金のエタノールアミン錯体の溶液を液滴として付与し接続端子５７ａ，ｂの前駆体となる膜を形成する。このとき、Ｘ方向配線５５と素子電極５２とを接続端子５７ａで接続した後、Ｙ方向配線５３と素子電極５１とを接続端子５７ｂとで接続する。続いて、３５０℃、１０分間の熱処理を施し、上記前駆体膜をＰｔ導電性膜５７ａ，５７ｂに変化させた（図３（ｆ））。
【００８５】
以降、実施例１−１の工程ｇから工程ｊと同様の工程を経て、画像形成装置を作成した。
【００８６】
このように作成された画像処理装置は、画像に欠陥がなく、目立つ輝度バラツキもないものであった。
【００８７】
また、前記実施例１−２で述べたはしご型配線の電子源に対しても同様の方法を適用することで、同様の結果が得られる。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、電子放出素子の素子電極と２次元アドレスを選択適にアクセスするための配列電極子を良好に接続をすることができるので、製造の歩留まりが向上する。
【００８９】
又、本発明の画像形成装置によれば、複数の前記電子放出素子を備える電子源の製造過程において、一対の素子電極と該一対の素子電極間に形成した導電性薄膜とおよびそれらを配線で接続する工程において容易に良好な接続をすることができ、多数の電子放出素子を集積した電子源を形成し、さらにこの電子源を用いた画像形成装置を作成するので、製造の歩留まりを著しく向上させられることができ、画像欠陥のなく、目立った輝度のばらつきのない画像が形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る平面型表面伝導型電子放出素子の基本的な構成を示す模式的平面図及び断面図である。
【図２】本発明に係わる製造方法を示す断面図。
【図３】本発明の一実施例に係わる電子源基板の製造方法を示す模式的平面図。
【図４】本発明のマトリクス型配置の電子源基板の一例を示す平面図および断面図。
【図５】ピエゾジェット方式のインクジェット噴射装置の構成を示す模式図。
【図６】バブルジェット方式のインクジェット噴射装置の構成を示す模式図。
【図７】本発明の一実施例に係わる電子源基板の製造方法を示す模式的平面図。
【図８】本発明の方法により形成される画像形成装置の構成の一例を示す模式的な斜視図。
【図９】フォーミング工程での配線を説明するための模式図。
【図１０】通電フォーミング処理に用いるパルス電圧の波型を説明するための模式図。
【図１１】本発明のはしご型配置の電子源基板の構成を説明する模式図。
【図１２】図１１の電子源を用いた画像形成装置の構成を示す模式図。
【図１３】従来の表面伝導型電子放出素子の構成を示す図。
【図１４】従来の配線を示す模式的平面図。
【符号の説明】
１ 基板（基体）
２，３ 素子電極
４ 導電性薄膜
５ 電子放出部
６，７ 配線
８ａ，８ｂ 接続端子
９ インクジェット噴射装置
１０ 液滴
２１ ガラス製第一ノズル
２２ ガラス製第二ノズル
２３ 円筒形ピエゾ
２５，２５ 吐出する液体
２６，２７ 電気信号入力端子
３１ 基板
３２ 発熱抵抗体
３３ 支持板
３４ 液体流路
３５ 第一ノズル
３６ 第二ノズル
３７ インク流路隔壁
３８，３９ 液体室
３９，５２ 素子電極
５３ Ｙ方向配線
５４ 層間絶縁層
５５ Ｘ方向配線
５６ 導電性薄膜
５７ａ，５７ｂ 接続端子
６１ 電子源基板
６２ リアプレート
６３ フェースプレート
６４ ガラス基板
６５ 蛍光膜
６６ メタルバック
６７ 支持枠
６８ 電子放出素子
６９ Ｘ方向素子配線
７０ Ｙ方向素子配線
７１ Ｘ方向配線
７２ Ｙ方向配線
７３ 共通電極
７４ 電子放出素子
７５ パルス発生器
７６ 電流測定用抵抗
７７ オシロスコープ
９１ 基板
９２，９３ 素子電極
９３，９４ 導電性薄膜
９５ａ，９５ｂ 配線
９６ グリッド電極
９７ 電子通過口
３１０，３１１ 液体供給口
３１２ 天井板
Claims (6)
- 導電性薄膜に電子放出部を設けた電子放出素子を複数有する電子源基板の製造方法において、
前記導電性薄膜に電子放出部を設ける前に、以下の工程（ａ）乃至（ｃ）を有することを特徴とする電子源基板の製造方法。
（ａ）絶縁基板上に配列された一対の素子電極と銀を含む配線とを形成する工程
（ｂ）前記一対の素子電極間に導電性薄膜の前駆体となる液滴を付与し、熱処理により導電性薄膜を形成する工程
（ｃ）前記工程（ａ）及び（ｂ）の後に、前記一対の素子電極と前記配線との間にインクジェット噴射装置から接続端子の前駆体となる液滴を付与し、熱処理により接続端子を形成する工程 - 前記接続端子の膜厚と長さを、前記液滴の量及び／又は数によって制御することを特徴とする請求項１に記載の電子源基板の製造方法。
- 前記インクジェット噴射装置は、ピエゾ素子の変形によりノズルから前記液滴を噴射させる装置であることを特徴とする請求項１に記載の電子源基板の製造方法。
- 少なくとも、絶縁基板上に、複数の一対の素子電極と、該複数の一対の素子電極と接続される銀を含む配線とを形成し、前記一対の素子電極間に導電性薄膜の前駆体となる液滴を付与し、熱処理により導電性薄膜を形成し、その後前記一対の素子電極と前記配線との間にインクジェット噴射装置から接続端子の前駆体となる液滴を付与し熱処理により接続端子を形成してなる第１の基板を作製する工程と、
電子を受けて発光する発光体を備えた第２の基板を作製する工程と、
前記第１の基板と前記第２の基板とを対向配置させた容器を作製する工程と、
前記導電性薄膜の一部に電子放出部を形成する工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の製造方法。 - 前記接続端子の膜厚と長さを、前記液滴の量及び／又は数によって制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置の製造方法。
- 前記インクジェット噴射装置は、ピエゾ素子の変形によりノズルから前記液滴を噴射させる装置であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置の製造方法。
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1998
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