JP3625463B2 - 電子源基板及びその製造方法、並びに画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の電子放出素子をマトリクス状に並べた電子源、及びそれを用いた表示装置等の画像形成装置に関する。
【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素子（ＦＥ型素子）、金属／絶縁層／金属型素子（ＭＩＭ素子）、表面伝導型電子放出素子等がある。
【０００３】
本出願人は、電子放出素子とその応用に関しこれまで多数の提案を行っており、その一部を紹介する。
【０００４】
インクジェット方式による素子作成に関しては特許文献１や特許文献２に、これらの素子をＸＹマトリクス形状に配置した例として、特許文献３、特許文献４に詳述されている。更には配線形成方法に関しては特許文献５や、特許文献６に、駆動方法については特許文献７等に詳述されている。
【０００５】
また、表面伝導型電子放出素子の構成、製造方法などは、例えば特許文献８、特許文献９に詳述されている。
【０００６】
以下に、上記公報に開示されている表面伝導型電子放出素子の概略を簡単に説明する。
【０００７】
上記の表面伝導型電子放出素子は、図１３（ａ）の平面図または図１３（ｂ）の断面図に模式的に示すように、基板１上に対向する一対の素子電極２，３と、該素子電極に接続されその一部に電子放出部５を有する導電性膜４とを有してなる。
【０００８】
上述の表面伝導型電子放出素子は、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の素子を配列形成できる利点がある。そこで、その特徴を生かせるような様々な応用が研究されている。例えば、多数の表面伝導型電子放出素子をマトリクス状に配線接続した電子源基板、かかる電子源基板を用いた表示装置等の画像形成装置が挙げられる。
【０００９】
多数の表面伝導型電子放出素子をマトリクス状に配線接続した電子源基板の構成例を図１４に示す。図１４中、２１は基板、２２と２３は素子電極、２４は列方向配線（下配線）、２５は絶縁層、２６は行方向配線（上配線）、２７は導電性膜（素子膜）である。
【００１０】
上記電子源基板は、基板２１上に、複数の列方向配線２４と、該列方向配線２４の上に絶縁層２５を介して複数の行方向配線２６が形成され、該両方向配線の交差部近傍にそれぞれ、電極対（素子電極２２，２３）を含む電子放出素子が配設され、該電極対の一方（素子電極２３）が列方向配線２４と、他方（素子電極２２）が絶縁層２５に設けられたコンタクトホールを介して行方向配線２６と接続された構成を有している。
【００１１】
【特許文献１】
特開平９−１０２２７１号公報
【特許文献２】
特開２０００−２５１６６５号公報
【特許文献３】
特開昭６４−０３１３３２号公報
【特許文献４】
特開平７−３２６３１１号公報
【特許文献５】
特開平８−１８５８１８号公報
【特許文献６】
特開平９−５０７５７号公報
【特許文献７】
特開平６−３４２６３６号公報
【特許文献８】
特開平７−２３５２５５号公報
【特許文献９】
特登録２９０３２９５号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような多数の電子放出素子をマトリクス配線接続してなる電子源基板を用いて表示装置等の画像形成装置を構成する場合、その大面積化・高品質化にあたり以下のような形態が用いられている。
【００１３】
まず配線材料として、求められる配線抵抗に対応する為に金属とガラスフリットからなる厚膜ペーストを用い、５００℃前後の高温で焼結させる工程が必要であるが、かかる金属としては比抵抗と価格の点から銀が用いられている。また、高品質化のために高精細化を推し進めると、配線材料においてはスクリーン印刷材料からフォトペースト材料への移行が必須になっている。
【００１４】
さらに素子電極材料としてはペースト焼成のような高温にあっても抵抗を維持できる貴金属が好適であり、その中でも配線材料の銀が素子部（表面伝導型電子放出素子では導電性膜）に拡散しにくい点からルテニウムが採用される。
【００１５】
また、画像の高精細化の点から、素子電極と列方向配線との接続部を行方向配線の下の領域に形成し、画素ピッチをより小さくすることが必要となる。また、素子電極と列方向配線との電気的接続の確実性向上の点からも、行方向配線の下の領域にも素子電極と列方向配線との接続部を形成し、より広い接触面を有するようにすることが必要となる。
【００１６】
ところが、ルテニウム（素子電極）上にフォトペースト材料を用いて銀配線（列方向配線）を形成すると、銀配線中に気泡状の欠陥が発生することがあり、行方向配線の下の領域に形成されたルテニウム（素子電極）と銀配線の接続部において気泡状の欠陥が発生した場合、列方向配線上に絶縁層を挟んで積層した行方向配線と列方向配線との間にクロスショートを発生させる原因となる。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、このような従来技術の欠点を改善するものであり、電子源基板形成において、素子電極との相互作用による配線形成時の欠陥を低減して単純マトリクス型配線の絶縁信頼性の向上を図り、その電子源基板を用いる画像形成装置において、大型でより高密度な画素配列による高品位な画像を得られるようにすることにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明は以下の手段を講じているものである。
【００１９】
すなわち、本発明は、基板と、該基板上に配置され、一対の素子電極と該素子電極間に位置する電子放出部とを有する電子放出素子と、該一対の素子電極の一方と電気的に接続する列方向配線と、該一対の素子電極の他方と電気的に接続し、該列方向配線と絶縁層を介して交差する行方向配線とを有する電子源基板であって、前記列方向配線と行方向配線の交差部は、前記一対の素子電極の一方の一部の上に位置し、該交差部における該一方の素子電極と該列方向配線は、該一方の素子電極及び該列方向配線のいずれとも異なる材料からなり、該一方の素子電極と該列方向配線を隔絶する隔絶層を介して積層されることを特徴とするものである。
【００２０】
また、上記本発明の電子源基板においては、前記素子電極はルテニウムであり、前記列方向配線もしくは行方向配線は銀粉とガラスからなるフォトペーストの焼結体であることが好適である。
【００２３】
また、上記本発明の電子源基板においては、前記隔絶層はＳｉＯ_２であることが好適である。
【００２５】
また、上記本発明の電子源基板においては、前記隔絶層が前記絶縁層と同一パターンで形成されていることが好適である。
【００２６】
また本発明は、基板と、該基板上に配置され、一対の素子電極と該素子電極間に位置する電子放出部とを有する電子放出素子と、該一対の素子電極の一方と電気的に接続する列方向配線と、該一対の素子電極の他方と電気的に接続し、該列方向配線と絶縁層を介して交差する行方向配線とを有する電子源基板の製造方法であって、
基板上に前記一対の素子電極を形成する工程と、
前記一対の素子電極の一方の一部を覆い、該一方の素子電極と列方向配線を隔絶する隔絶層を形成する工程と、
前記一対の素子電極の一方と電気的に接続し、前記隔絶層上に重なる列方向配線を形成する工程と、
前記行方向配線と前記列方向配線を絶縁するための絶縁層を形成する工程と、
列方向配線と行方向配線の交差部において前記絶縁層と重ねて行方向配線を形成する工程と、を有し、
前記隔絶層によって覆われる前記部分は、列方向配線と行方向配線の交差部及び交差部と隣接する部分であり、前記隔絶層は列方向配線及び前記一対の素子電極の一方のいずれとも異なる材料からなることを特徴とするものである。
【００３０】
また、本発明の電子源基板の製造方法においては、前記絶縁層はガラスからなるフォトペーストであり、前記隔絶層はこの絶縁層用露光マスクを用いて形成されたレジストをマスクとしたドライエッチング法により形成されることが好適である。
【００３１】
また本発明は、上記本発明の電子源基板と、画像形成部材とを有することを特徴とする画像形成装置である。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３３】
本発明の電子源基板に形成される電子放出素子としては、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に例示した表面伝導型電子放出素子の構成が挙げられる。
【００３４】
基板１としては、例えば石英ガラス、Ｎａ等の不純物含有量を減少させたガラス、青板ガラス、ＳｉＯ_２を表面に形成したガラス基板およびアルミナ等のセラミックス基板等が挙げられる。
【００３５】
素子電極２、３の材料としては、後述する配線形成時のペースト焼成のような高温にあっても抵抗を維持できる貴金属が好適であり、その中でも配線材料（特に銀）が素子部（素子膜、つまり導電性膜４）に拡散しにくい点からルテニウムが特に好ましい。この素子電極の形成方法としては、基板１上にスパッタリング等により電極材料を成膜した後、フォトリソグラフィー・エッチング技術によりパターン形成する方法が好適である。
【００３６】
素子電極間隔Ｌ、素子電極長さＷ、素子電極２、３の形状等は、実素子が応用される形態等に応じて適宜設計されるが、間隔Ｌは好ましくは数千Åから１ｍｍであり、より好ましくは素子電極間に印加する電圧等を考慮して１μｍから１００μｍの範囲である。また、素子電極長さＷは、好ましくは電極の抵抗値、電子放出特性を考慮して、数μｍから数百μｍの範囲である。
【００３７】
導電性膜（素子膜）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い。またその膜厚は、素子電極２、３へのステップカバレージ、素子電極間の抵抗値、および後述するフォーミング処理条件等を考慮して適宜設定されるが、好ましくは数Åから数千Åであり、特に好ましくは１０Åから５００Åの範囲とするのが良い。そのシート抵抗値は、好ましくは１０^３〜１０^７Ω／□である。
【００３８】
なお、ここで述べる微粒子膜とは、複数の微粒子が集合した膜であり、その微細構造として、微粒子が個々に分散配置した状態のみならず、微粒子が互いに隣接あるいは重なり合った状態（島状も含む）の膜を指しており、微粒子の粒径は、数Å〜数千Å、好ましくは１０Å〜２００Åである。
【００３９】
電子放出部５は、例えば特許文献９に開示されているような通電処理（フォーミング処理）によって形成することができる。尚、図示の便宜から、電子放出部５は導電性膜４の中央に矩形の形状で示したが、これは模式的なものであり、実際の電子放出部の位置や形状を忠実に表現しているわけではない。
【００４０】
所定の真空度のもとで素子電極２，３間に通電すると、導電性膜４の部位に、構造の変化した間隙（亀裂）が形成される。この間隙領域が電子放出部５を構成する。尚、このフォーミングにより形成した間隙付近からも、所定の電圧下では電子放出が起こるが、この状態ではまだ電子放出効率が非常に低いものである。
【００４１】
よって電子放出効率を上げるために、上記素子に特許文献９に開示されている活性化と呼ばれる処理を行うことが望ましい。
【００４２】
以上の工程により図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示したような電子放出素子を作製することができる。
【００４３】
上述のような素子構成と製造方法によって作製された電子放出素子の基本特性について図１１を用いて説明する。
【００４４】
特許文献９などに開示されている測定評価装置により測定された放出電流Ｉｅおよび素子電流Ｉｆと素子電圧Ｖｆの関係の典型的な例を図１１に示す。なお、放出電流Ｉｅと素子電流Ｉｆは大きさが著しく異なるが、図１１ではＩｆ、Ｉｅの変化の定性的な比較検討のために、リニアスケールで縦軸を任意単位で表記した。
【００４５】
本電子放出素子は放出電流Ｉｅに対して以下の三つの特徴を有する。
【００４６】
まず第一に、図１１からも明らかなように、本素子はある電圧（しきい値電圧と呼ぶ、図１１中のＶｔｈ）以上の素子電圧を印加すると急激に放出電流Ｉｅが増加し、一方しきい値電圧Ｖｔｈ以下では放出電流Ｉｅがほとんど検出されない。すなわち、本電子放出素子は、放出電流Ｉｅに対する明確なしきい値電圧Ｖｔｈを持った非線形素子としての特性を有しているのが判る。
【００４７】
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。
【００４８】
第三に、アノード電極５４に捕捉される放出電荷は、素子電圧Ｖｆを印加する時間に依存する。すなわち、アノード電極５４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。
【００４９】
次に、本発明に係る電子源基板及び画像形成装置について説明する。
【００５０】
図１は、本発明に係る電子源基板の一実施形態を示す模式図である（尚、図１はフォーミング処理前の状態を示している。）。図１中、２１は基板、２２と２３は素子電極、２４は列方向配線（下配線）、２５は絶縁層、２６は行方向配線（上配線）、２７は導電性膜、２８は隔絶層である。
【００５１】
本発明においては、素子電極２３の列方向配線２４と行方向配線２６の交差部に隣接する部分に隔絶層２８を設け、列方向配線２４は隔絶層２８上に重なって素子電極２３と電気的に接続するように構成されている。かかる構成によれば、特に、素子電極材料として好適なルテニウムを採用し、配線金属材料として好適な銀を採用し、列方向配線２４を銀粉とフリットガラスからなるフォトペースト材料を用いて形成する際、列方向配線２４と行方向配線２６が交差する領域及びその交差する領域と隣接する領域において、銀配線（列方向配線２４）中に気泡状の欠陥が発生するのを効果的に抑制でき、結果として、列方向配線２４と行方向配線２６との間のクロスショートを防止することができる。
【００５２】
即ち、隔絶層２８を所定の位置に配置することにより、素子電極２３との相互作用による列方向配線２４形成時の欠陥を低減して単純マトリクス型配線の絶縁信頼性の向上を図ることができる。
【００５３】
この隔絶層２８には例えばスパッタリング法により成膜されたＳｉＯ_２が好適である。
【００５４】
また、隔絶層２８のパターンは、上記の作用効果が得られる配置であれば特に限定されるものではなく、例えば絶縁層２５と同一パターンで形成することもできる。そして、絶縁層２５をフリットガラスからなるフォトペーストで形成する場合には、この絶縁層用露光マスクを用いて形成されたレジストをマスクとしたドライエッチング法により隔絶層２８を形成すれば、フォトマスク数を削減し、コストダウンと資源の効率化を図ることも可能である。
【００５５】
また、列方向配線２４と接続する素子電極２３に関しては、列方向配線２４に沿って複数の電子放出素子分を共通の電極で形成することも好ましく、これにより列方向配線２４のオープン欠陥の発生率を大幅に低減することができる。例えば図７に示すように、各列方向配線２４と接続する全ての素子電極２３を各ライン毎に連続して形成するのが特に好ましい。
【００５６】
上記のような単純マトリクス配置の電子源基板を用いた画像形成装置の一例について、図１２を用いて説明する。
【００５７】
図１２において、２１は上記の電子源基板、８２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、８６は支持枠である。電子源基板２１、支持枠８６及びフェースプレート８２をフリットガラスによって接着し、４００〜５００℃で、１０分以上焼成することで、封着して、外囲器９０を構成する。
【００５８】
尚、フェースプレート８２と電子源基板２１との間に、スペーサーと呼ばれる不図示の支持体を設置することにより、大面積パネルの場合にも大気圧に対して十分な強度を持つ外囲器を構成することもできる。
【００５９】
フェースプレート８２上に設ける蛍光膜８４は特許文献９に開示されている。
【００６０】
封着時の真空度は１０^−５Ｐａ程度の真空度が要求される他、外囲器９０の封止後の真空度を維持するために、特許文献９に開示されているゲッター処理を行う場合もある。
【００６１】
前述した本発明に係る表面伝導型電子放出素子の基本的特性によれば、電子放出部からの放出電子は、しきい値電圧以上では対向する電極間に印加するパルス状電圧の波高値と巾によって制御され、その中間値によっても電流量が制御され、よって中間調表示が可能になる。
【００６２】
また多数の電子放出素子を配置した場合においては、各ラインの走査線信号によって選択ラインを決め、各情報信号ラインを通じて個々の素子に上記パルス状電圧を適宜印加すれば、任意の素子に適宜電圧を印加する事が可能となり、各素子をＯＮすることができる。
【００６３】
また中間調を有する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、パルス幅変調方式が挙げられる。
【００６４】
具体的な駆動装置について、単純マトリクス配置の電子源基板を用いて構成した表示パネルを利用した、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づいたテレビジョン表示用の画像形成装置の構成例として特許文献９に開示されている。
【００６５】
以上のように本発明による画像形成装置において、各電子放出素子に両方向配線を通じ、電圧を印加することにより電子放出させ、直流電圧源に接続された高圧端子Ｈｖを通じ、アノード電極であるメタルバック８５に高圧を印加し、発生した電子ビームを加速し、蛍光膜８４に衝突させることによって、画像を表示することができる。
【００６６】
ここで述べた画像形成装置の構成は、本発明の画像形成装置の一例であり、本発明の技術思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００６７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６８】
［実施例１］
本実施例は、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示す電子放出素子を基板上に多数作成し、これらをマトリクス配線接続してなる図１に示したような電子源基板を製造した例である。
【００６９】
以下、本実施例の電子源基板の製造方法を図１乃至図６を用いて説明する。
【００７０】
（素子電極の形成／図２参照）
基板２１として、アルカリ成分が少ないＰＤ−２００（旭硝子（株）製）の２．８ｍｍ厚ガラス上にナトリウムブロック層としてＳｉＯ_２膜１００ｎｍを塗付焼成したものを用いた。このガラス基板２１上に、スパッタ法によってまず下引き層としてチタニウムＴｉ（厚さ５ｎｍ）、その上にルテニウムＲｕ（厚さ４０ｎｍ）を成膜した後、レジストを塗布し、露光、現像、エッチングという一連のフォトリソグラフィー法によってパターニングして素子電極２，３を形成した。なお、本実施例では素子電極の間隔Ｌを１０μｍ、対向する長さＷを１００μｍとした。
【００７１】
（隔絶層の形成／図３参照）
次に、スパッタ法でＳｉＯ_２膜（厚さ１００ｎｍ）を形成し、先の工程と同様にフォトリソグラフィー法によってパターニングし、後に形成する列方向配線２４と行方向配線２６が交差する部分及びその交差する部分と隣接する領域に隔絶層２８を形成した。
【００７２】
（下配線の形成／図４参照）
共通配線としての列方向配線（下配線）２４は、一方の素子電極２３に接して、かつそれらを連結するようにライン状のパターンで形成した。材料には銀フォトぺーストインキ（Ｄｕｐｏｎｔ社製、ＤＣ−２０６）を用い、スクリーン印刷した後、乾燥させてから、所定のパターンに露光し現像した。この後４８０℃前後の温度で焼成して列方向配線２４を形成した。この列方向配線２４の厚さは約１０μｍ、幅は約５０μｍである。なお不図示の終端部は配線取り出し電極として使うために、線幅をより大きくした。
【００７３】
（絶縁層の形成／図５参照）
上下配線を絶縁するために、絶縁層２５を形成する。後述の行方向配線（上配線）下に、先に形成した列方向配線（下配線）２４との交差部を覆うように、かつ行方向配線（上配線）と素子電極２との電気的接続が可能なように、各素子に対応した接続部にコンタクトホール２９を開けて形成した。
【００７４】
具体的には、ＰｂＯを主成分とする感光性のガラスペーストをスクリーン印刷した後、露光−現像した。これを４回繰り返し、最後に４８０℃前後の温度で焼成した。この絶縁層２５の厚みは、全体で約３０μｍであり、幅は１５０μｍである。
【００７５】
（上配線の形成／図６参照）
先に形成した絶縁層２５の上に、Ａｇぺーストインキをスクリーン印刷した後乾燥させ、この上に再度同様なことを行い２度塗りしてから、４８０℃前後の温度で焼成して行方向配線（上配線）２６を形成した。行方向配線２６は、絶縁層２５を挟んで列方向配線２４と交差しており、絶縁層２５に設けたコンタクトホール２９部分で素子電極２２と接続されている。
【００７６】
この行方向配線２６は電気駆動時には走査電極として作用する。尚、行方向配線２６の厚さは約１５μｍである。図示していないが、外部駆動回路への引出し端子もこれと同様の方法で形成した。
【００７７】
このようにしてＸＹマトリクス配線を有する基板が形成された。
【００７８】
次に、上記基板を十分にクリーニングした後、撥水剤を含む溶液で表面を処理し、表面が疎水性になるようにした。これはこの後塗布する導電性膜形成用の水溶液が、素子電極上に適度な広がりをもって配置されるようにするためである。
【００７９】
（導電性膜の形成／図１参照）
次に、素子電極２２，２３間に導電性膜２７を形成した。本工程は特許文献１に開示されている方法を用いる。
【００８０】
本実施例では、導電性膜２７としてパラジウム膜を得る目的で、先ず水８５：イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）１５からなる水溶液に、パラジウム−プロリン錯体０．１５重量％を溶解し、有機パラジウム含有溶液を得た。この他若干の添加剤を加えた。この溶液の液滴を、液滴付与手段７１として、ピエゾ素子を用いたインクジェット噴射装置を用い、ドット径が６０μｍとなるように調整して素子電極間に付与した。
【００８１】
その後、この基板を空気中にて、３５０℃で１０分間の加熱焼成処理をして酸化パラジウム（ＰｄＯ）からなる導電性膜２７’が形成された。
【００８２】
［フォーミング工程］
次に、フォーミングと呼ばれる本工程に於いて、上記導電性膜２７’を通電処理して内部に亀裂を生じさせ、電子放出部５を形成する。なお、特許文献９に具体的な方法が開示されている。また、フォーミング処理に特許文献９に開示がある電圧波形を用いた。
【００８３】
［活性化工程］
前記のフォーミング工程後に特許文献９に開示されている方法で活性化工程を行う。
【００８４】
以上の工程で、基板上に多数の電子放出素子をマトリクス配線接続してなる電子源基板を作製することができた。
【００８５】
本実施例の電子源基板において、各素子の素子電極間に印加する電圧１２Ｖにおける放出電流Ｉｅを測定した結果、平均０．６μＡ、電子放出効率は平均０．１５％を得た。また素子間の均一性もよく、各素子間でのＩｅのばらつきは５％と良好な値が得られた。
【００８６】
次に、以上のようにして製造した単純マトリクス配置の電子源基板を用いて図１２に示したような画像形成装置（表示パネル）を製造した。尚、図１２は内部を表現するために部分的に切り欠いて表している。
【００８７】
図１２において、電子源基板２１、支持枠８６及びフェースプレート８２をフリットガラスによって接着し、４８０℃で、３０分焼成することで、封着して、外囲器９０を得た。
【００８８】
このようにして図１２に示されるような表示パネルを製造し、特許文献９に開示されている走査回路・制御回路・変調回路・直流電圧源などからなる駆動回路を接続し、パネル状の画像形成装置を製造した。
【００８９】
行方向端子と列方向端子を通じて、各電子放出素子に時分割で所定電圧を印加し、高電圧端子Ｈｖを通じてメタルバック８５に高電圧を印加することによって、任意のマトリクス画像パターンを画素欠陥の無い良好な画像品質で表示することができた。
【００９０】
［実施例２］
本発明において、素子電極の形状等は、実素子が応用される形態等に応じて適宜設計される。本実施例では、列方向配線２４と接続する素子電極２３を、図７に示すように各ライン毎に連続して形成した。それ以外は、実施例１と同様に図１に示したような電子源基板を製造した。これにより列方向配線２４のオープン欠陥の無い電子源基板を安定して製造することができた。
【００９１】
また、この電子源基板を用いて図１２に示したような画像形成装置（表示パネル）を製造した。その結果、本実施例の画像形成装置においても任意のマトリクス画像パターンを画素欠陥の無い良好な画像品質で表示することができた。
【００９２】
［実施例３（参考例）］
本実施例では、図８に示すように、素子電極２３が抵抗素子部（抵抗部）３１を有しており、その抵抗素子部３１を介して素子電極２３が列方向配線２４に接続されるように形成した。それ以外は、実施例１と同様に図１に示したような電子源基板を製造した。
【００９３】
本実施例においては、ルテニウムＲｕ（素子電極材料）を成膜した後、レジストを塗布し、露光、現像、エッチングという一連のフォトリソグラフィー法によってパターニングして素子電極２２，２３を形成する素子電極形成工程と同じ工程で抵抗素子部３１を形成することも好適である。
【００９４】
本実施例の電子源基板では、電子放出素子の放電により発生した過電流は列方向配線２４と素子電極２３の間に設けられた抵抗素子部３１があることによって、列方向配線２４へ流れる電流を制限することができ、許容（供給）電流量の小さい列方向配線及び列方向配線につながる駆動ＩＣの破壊を抑制することができる。また、個々の素子の抵抗が配線に比較して大きくなるため、配線を介して接続された隣接素子へ流れ込む放電電流（の割合）を低減でき、隣接素子の破壊を防止できる。ここで、抵抗素子部３１は素子電極２３よりも抵抗値が高く、例えば５０Ω〜５００ｋΩ、好ましくは５００Ω〜５ｋΩのものを用いるのが好適である。
【００９５】
また、本実施例では、素子電極の下引き層としてのチタニウムＴｉ形成と同じ工程で列方向配線の下引き配線３０を形成することも好適である。これにより素子電極と列方向配線２４の電気的接続の確実性を向上することができた。このことは、本実施例だけに限らず、本発明に対して同様の効果をもたらすことは明らかである。
【００９６】
また、この電子源基板を用いて図１２に示したような画像形成装置（表示パネル）を製造した。その結果、本実施例の画像形成装置においても任意のマトリクス画像パターンを画素欠陥の無い良好な画像品質で表示することができた。
【００９７】
［実施例４（参考例）］
本発明において、隔絶層２８は、前述の作用効果が得られる配置のパターン、材料であれば特に限定されるものではない。本実施例では、図９に示すように、隔絶層が抵抗材料である隔絶層（抵抗体層）３２で形成されている。ここでいう抵抗材料である隔絶層（抵抗体層）３２は、素子電極２３よりも抵抗値が高いものであり、例えば高抵抗用感光性フォトペースト（ＤｕＰｏｎｔ社、商品名；ＤＣ２４３）を印刷し、ＩＲ乾燥炉で９０℃１０分乾燥、３ｋＷ高圧水銀ランプで２０００ｍＪ（３６５ｎｍ）露光、０．４％炭酸ナトリウム水溶液でシャワー現像という一連のフォトリソグラフィー法によってパターニングし、その後５２０℃前後の温度で焼成して形成されたものである。また、隔絶層（抵抗体層）３２としては、Ｐｔと、Ｓｉ、Ｖ、Ｂｉ、Ｚｒなどの混合物であるＰｔサーメットを用いることも好適である。また隔絶層（抵抗体層）３２の好ましい抵抗値の範囲は５０Ω〜５００ｋΩ、より好ましくは５００Ω〜５ｋΩのものを用いるのが好適である。それ以外は実施例１または実施例３と同様に図１に示したような電子源基板を製造した。
【００９８】
本実施例の電子源基板においても実施例３と同様に、電子放出素子の放電により発生した過電流は列方向配線２４と素子電極２３の間に設けられた隔絶層（抵抗体層）３２があることによって、列方向配線２４へ流れる電流を制限することができ、許容（供給）電流量の小さい列方向配線及び列方向配線につながる駆動ＩＣの破壊を抑制することができる。また、個々の素子の抵抗が配線に比較して大きくなるため、配線を介して接続された隣接素子へ流れ込む放電電流（の割合）を低減でき、隣接素子の破壊を防止できる。
【００９９】
また、本実施例では、素子電極の下引き層としてのチタニウムＴｉ形成と同じ工程で列方向配線の下引き配線３０を形成することも好適である。これにより素子電極と列方向配線２４の電気的接続の確実性を向上することができた。このことは、本実施例だけに限らず、本発明に対して同様の効果をもたらすことは明らかである。
【０１００】
また、この電子源基板を用いて図１２に示したような画像形成装置（表示パネル）を製造した。その結果、本実施例の画像形成装置においても任意のマトリクス画像パターンを画素欠陥の無い良好な画像品質で表示することができた。
【０１０１】
［実施例５］
本実施例では、絶縁層用露光マスクを用いて形成されたレジストをマスクとしたドライエッチング法により隔絶層２８を形成し、図１０に示すように絶縁層２５と同一パターンで形成した以外は、実施例１と同様に図１に示したような電子源基板を製造した。これによりフォトマスク数を削減し、コストダウンと資源の効率化を実現できた。
【０１０２】
この電子源基板を用いて図１２に示したような画像形成装置（表示パネル）を製造した。その結果、本実施例の画像形成装置においても任意のマトリクス画像パターンを画素欠陥の無い良好な画像品質で表示することができた。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明によれば、単純マトリクス型の電子源基板を作成する際に、列方向配線（下配線）と行方向配線（上配線）が交差する部分を含んだ領域で、且つ、列方向配線の下に、予め素子電極との隔絶層を形成することにより、素子電極との相互作用による配線形成時の欠陥を低減して単純マトリクス型配線の絶縁信頼性の向上を実現できるため、その電子源基板を用いる画像形成装置において、より高密度な画素配列による高品位な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子源基板の一構成例を模式的に示す平面図である。
【図２】本発明の実施例１に係る電子源基板の製造工程を説明するための図である。
【図３】本発明の実施例１に係る電子源基板の製造工程を説明するための図である。
【図４】本発明の実施例１に係る電子源基板の製造工程を説明するための図である。
【図５】本発明の実施例１に係る電子源基板の製造工程を説明するための図である。
【図６】本発明の実施例１に係る電子源基板の製造工程を説明するための図である。
【図７】本発明の実施例２に係る電子源基板の製造工程を説明するための図である。
【図８】本発明の実施例３（参考例）に係る電子源基板の構成を説明する図である。
【図９】本発明の実施例４（参考例）に係る電子源基板の構成を説明する図である。
【図１０】本発明の実施例５に係る電子源基板の構成を説明する図である。
【図１１】本発明に係る表面伝導型電子放出素子の素子電流及び放出電流と素子電圧との関係を示す図である。
【図１２】本発明に係る画像形成装置の一構成例を模式的に示す斜視図である。
【図１３】本発明に係る電子放出素子の一構成例を模式的に示す平面図及び断面図である。
【図１４】従来の電子源基板を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２、３ 素子電極
４ 導電性膜
５ 電子放出部
２１ 電子源基板
２２、２３ 素子電極
２４ 列方向配線（下配線）
２５ 絶縁層
２６ 行方向配線（上配線）
２７ 導電性膜
２８ 隔絶層
２９ コンタクトホール
３０ 列方向配線の下引き配線
３１ 抵抗素子部（抵抗部）
３２ 隔絶層（抵抗体層）
８２ フェースプレート
８３ ガラス基板
８４ 蛍光膜
８５ メタルバック
８６ 支持枠
９０ 外囲器（表示パネル）

Claims (7)

1. 基板と、該基板上に配置され、一対の素子電極と該素子電極間に位置する電子放出部とを有する電子放出素子と、該一対の素子電極の一方と電気的に接続する列方向配線と、該一対の素子電極の他方と電気的に接続し、該列方向配線と絶縁層を介して交差する行方向配線とを有する電子源基板であって、前記列方向配線と行方向配線の交差部は、前記一対の素子電極の一方の一部の上に位置し、該交差部における該一方の素子電極と該列方向配線は、該一方の素子電極及び該列方向配線のいずれとも異なる材料からなり、該一方の素子電極と該列方向配線を隔絶する隔絶層を介して積層されることを特徴とする電子源基板。
2. 前記素子電極はルテニウムであり、前記列方向配線もしくは行方向配線は銀粉とガラスからなるフォトペーストの焼結体であることを特徴とする請求項１に記載の電子源基板。
3. 前記隔絶層はＳｉＯ₂であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子源基板。
4. 前記隔絶層が前記絶縁層と同一パターンで形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子源基板。
5. 基板と、該基板上に配置され、一対の素子電極と該素子電極間に位置する電子放出部とを有する電子放出素子と、該一対の素子電極の一方と電気的に接続する列方向配線と、該一対の素子電極の他方と電気的に接続し、該列方向配線と絶縁層を介して交差する行方向配線とを有する電子源基板の製造方法であって、
   基板上に前記一対の素子電極を形成する工程と、
   前記一対の素子電極の一方の一部を覆い、該一方の素子電極と列方向配線を隔絶する隔絶層を形成する工程と、
   前記一対の素子電極の一方と電気的に接続し、前記隔絶層上に重なる列方向配線を形成する工程と、
   前記行方向配線と前記列方向配線を絶縁するための絶縁層を形成する工程と、
   列方向配線と行方向配線の交差部において前記絶縁層と重ねて行方向配線を形成する工程と、を有し、
   前記隔絶層によって覆われる前記部分は、列方向配線と行方向配線の交差部及び交差部と隣接する部分であり、前記隔絶層は列方向配線及び前記一対の素子電極の一方のいずれとも異なる材料からなることを特徴とする電子源基板の製造方法。
6. 前記絶縁層はガラスからなるフォトペーストであり、前記隔絶層はこの絶縁層用露光マスクを用いて形成されたレジストをマスクとしたドライエッチング法により形成されることを特徴とする請求項５に記載の電子源基板の製造方法。
7. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子源基板と、画像形成部材とを有することを特徴とする画像形成装置。

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