JP3886489B2 - 電子源基板および該電子源基板を用いた画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表面伝導型電子放出素子を用いた電子源基板ならびに該電子源基板を用いた画像表示装置に関する。

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型等がある。
ＦＥ型の例としては非特許文献１あるいは非特許文献２等が知られている。
ＭＩＭ型の例としては非特許文献３等が知られている。

表面伝導型電子放出素子型の例としては、非特許文献４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（非特許文献５），Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂薄膜によるもの（非特許文献６），カーボン薄膜によるもの（非特許文献７）等が報告されている。

上述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非特許文献６の素子構成を図１３に示す。図１３において１は基板、２，３は対の素子電極であり、４は導電性薄膜である。該導電性薄膜４は、スパッタで形成した金属酸化物薄膜等からなり、対の素子電極２，３とＨ型形状のパターンを形成する。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が該導電性薄膜４上に形成される。なお、図１３の対の素子電極２，３間の間隔Ｌ１は、０.５〜１ｍｍ、導電性薄膜４の幅Ｗ’は、０.１ｍｍで設定されている。

従来、上述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１ボルト／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の一部に発生した亀裂部であり、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。

上述のごとき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素子を配列形成できる利点がある。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、後述するように梯子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、特許文献１、特許文献２、特許文献３）。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に代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、表面伝導型電子放出素子を多数配置した電子源と該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画像表示装置があげられる（例えば、特許文献４）。

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、真空成膜法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、大面積にわた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。

上記の課題に対して、表面伝導型電子放出素子の素子部の導電性薄膜を形成するにあたり、特許文献５，特許文献６，特許文献７，特許文献８，特許文献９，特許文献１０等として知られるようなインクジェット液滴付与手段を用いることにより、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かつ低コストで実現する方法が考えられる。

しかしながら、いわゆるインクを紙に向けて飛翔，記録を行うインクジェット記録と違い、導電性薄膜となる元素あるいは化合物を含有する溶液を安定的に飛翔させ、基板上に付与するにはまだまだ未解決の要素が多々存在する。
すなわちインクジェット記録の場合は、いわゆるインクを紙に向けて飛翔，記録を行うわけであるが、紙にインクを付着させる場合と、基板に導電性薄膜となる元素あるいは化合物を含有する溶液を飛翔，付与させる場合とでは、液体の飛翔，付与条件，ドットの形成条件，基板のハンドリング条件など、インクジェット記録の技術を単純に適用することはできない。

また使用する基板についても、インクジェット記録の場合は、記録紙を数１０枚から数１００枚カセットにセットし、紙をインク噴射ヘッドに対向する位置に、紙搬送機構によって順次送ることによって、印写を行うことが可能であり、何ら問題は生じないが、導電性薄膜となる元素あるいは化合物を含有する溶液を飛翔させ、基板上に付与して、表面伝導型電子放出素子の素子部の導電性薄膜を形成してなる電子源基板を製作するにあたっては、基板が紙のような薄いシート状ではなく、単純に紙と同じように扱うわけにはいかない。例えばこのような電子源基板を製作する場合には、電子源基板の製造装置に基板を着脱する必要があるが、上記のように単純に紙搬送，セットする場合とは違い、このような基板を着脱する際に特有の問題が存在する。
特開昭６４−３１３３２号公報 特開平１−２８３７４９号公報 特開平２−２５７５５２号公報等 米国特許第５０６６８８３号 米国特許第３０６０４２９号 米国特許第３２９８０３０号 米国特許第３５９６２７５号 米国特許第３４１６１５３号 米国特許第３７４７１２０号 米国特許第５７２９２５７号 Ｗ．Ｐ．Ｄｙｋｅ＆Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ，"Ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ"，Ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｈｙｓｉｃｓ，８ ８９（１９５６） Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ，"Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅｓ ｗｉｔｈ ｍｏｌｙｂｄｅｎｉｕｍ"Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４７５２４８（１９７６） Ｃ．Ａ．Ｍｅａｄ，"Ｔｈｅ Ｔｕｎｎｅｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ"，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３２ ６４６（１９６１） Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｈｙｓ．，１２９０（１９６５） Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ：Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ，９ ３１７（１９７２） Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ ａｎｄ Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ＥＤ Ｃｏｎｆ．，５１９（１９７５） 荒木久 他：真空、第２６巻，第１号，２２頁（１９８３）

本発明は、上述のような表面伝導型電子放出素子を用いた電子源基板、ならびにその電子源基板を用いた画像表示装置に関するものであり、その第１の目的は、表面伝導型電子放出素子群が高精度な位置で形成された電子源基板を提案することにある。

第２の目的は、このような電子源基板の製造プロセス時における製造不具合が生じにくい電子源基板を提案することにある。

第３の目的は、このようにして製作された高精度な電子源基板を用いた画像表示装置を提案することにある。

第４の目的は、このようにして製作された高精度な電子源基板を用いた画像表示装置を構成するフェースプレートの変形，歪みを防止し、より高精度，高品位な画像表示装置を提案することにある。

第５の目的は、このような画像表示装置の表示面が破損しにくいようにすることにある。

本発明は前記目的を達成するために、第１に、基板上に配置された複数個の一対の素子電極と、各一対の素子電極間に噴射付与され形成された導電性薄膜とを有する表面伝導型電子放出素子群を形成した電子源基板であって、前記表面伝導型電子放出素子群が形成されている領域の外側に、噴射付与された前記導電性薄膜の材料を含有した溶液の液滴による、当該電子源基板を基板ごと若しくは複数の基板群ごとに区別可能となるパターンが形成され、前記基板は前記表面伝導型電子放出素子群が形成される面が、溶液が吸収されず表面に残る性質を有するとともに、該表面伝導型電子放出素子群が形成される面の表面粗さを０.５ｓ以下とした。

第２に、上記第１に記載の電子源基板において、前記表面伝導型電子放出素子群が形成される面の裏面の表面粗さを１ｓ以上とした。

第３に、上記第１もしくは２の電子源基板と、該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ような画像表示装置とした。

第４に、上記第３に記載の画像表示装置において、前記フェースプレートに用いるガラスの厚さを、前記電子源基板より厚くした。

第５に、上記第４に記載の画像表示装置において、前記フェースプレートは強化ガラスにした。

請求項１に対応した効果
表面伝導型電子放出素子群が形成された電子源基板において、基板上に配置された複数個の一対の素子電極と、各一対の素子電極間に噴射付与され形成された導電性薄膜とを有する表面伝導型電子放出素子群を形成した電子源基板であって、前記表面伝導型電子放出素子群が形成されている領域の外側に、噴射付与された前記導電性薄膜の材料を含有した溶液の液滴による、当該電子源基板を基板ごと若しくは複数の基板群ごとに区別可能となるパターンが形成され、前記基板は前記表面伝導型電子放出素子群が形成される面が、溶液が吸収されず表面に残る性質を有するとともに、該表面伝導型電子放出素子群が形成される面の表面粗さを０.５ｓ以下としたので、電子源基板を製作するにあたり、各基板の区別あるいはロット管理が簡単に行えるようになるとともに、その基板上に形成される電子放出素子も高精度なものとすることができた。

請求項２に対応した効果
表面伝導型電子放出素子群が形成された電子源基板において、表面伝導型電子放出素子群が形成される面の裏面の表面粗さを１ｓ以上となるようにしたので、電子源基板の製造プロセス時に基板裏面が製造装置に密着して、移動させることができなくなるという製造時の不具合が生じなくなったため、大変歩留まりがよくなり、製造コストを低減できるようになった。

請求項３に対応した効果
高精度な表面伝導型電子放出素子のパターンが形成でき、その電子放出素子特性も各素子間でバラツキのないものが得られる良好な電子源基板を画像表示装置に使用するようにしたので、高画質な画像表示装置が得られるようになった。

請求項４に対応した効果
高精度に形成された電子源基板を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とともに該フェースプレートに用いるガラスの厚さを前記電子源基板より厚くしたので、高画質の画像表示装置が得られるようになるとともに、強度的にも強い画像表示装置とすることができた。

請求項５に対応した効果
画像表示装置のフェースプレートに用いるガラスを強化ガラスとしたので、表示面が破損しにくい強度的に強い画像表示装置とすることができた。

次に本発明の好ましい実施形態を示す。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。
図１は、本発明による電子源基板の一例を示す図であるが、ここでは簡略化して、一つの平面型表面伝導型電子放出素子の構成を模式的に示している。実際には、後述するように、このような平面型表面伝導型電子放出素子はマトリックス配置された素子群である。図１（Ａ）はその平面図、図１（Ｂ）はその断面図である。

図１において、１は基板、２，３は対の素子電極、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等の金属または合金，Ｐｄ，Ａｓ，Ａｇ，Ａｕ，ＲｕＯ₂，Ｐｄ−Ａｇ等の金属または金属酸化物とガラス等から構成される印刷導体，Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂等の透明導電体あるいはポリシリコン等の半導体材料等から適宜選択される。

対の素子電極２，３間の間隔Ｌは好ましくは数千Åないし数百μｍの範囲であり、より好ましくは対の素子電極２，３間に印加する電圧等を考慮して１μｍないし１００μｍの範囲である。対の素子電極２，３の長さＷは電極の抵抗値および電子放出特性を考慮して、数μｍないし数百μｍであり、また対の素子電極２，３の膜厚ｄは、１００Åないし１μｍの範囲である。尚、図１に示した構成に限らず、基板１上に導電性薄膜４，対の素子電極２，３の順に形成させた構成にしてもよい。

図２は、図１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。
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Åないし数千Åで、特に好ましくは１０Åないし５００Åである。その抵抗値は、Ｒs が１０の２乗ないし１０の７乗Ωの場合に得られる値である。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＝Ｒs （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、導電性薄膜４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。

導電性薄膜４を構成する材料としては、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ等の金属、ＰｄＯ，ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＰｂＯ，Ｓｂ₂Ｏ₃等の酸化物、ＨｆＢ₂，ＺｒＢ₂，ＬａＢ₆，ＣｅＢ₆，ＹＢ₄，ＧｄＢ₄等の硼化物、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ等の窒化物、Ｓｉ，Ｇｅ等の半導体あるいはカーボン等の中から適宜選択される。
前記の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Åないし１μｍであり、好ましくは１０Åないし２００Åである。

図３は、本発明の電子源基板の製造装置の一例を説明するための図で、１１は噴射ヘッド、１２はキャリッジ、１３は基板保持台、１４は平面型表面伝導型電子放出素子群を形成する基板、１５は導電性薄膜の材料を含有する溶液の供給チューブ、１６は信号供給ケーブル、１７は噴射ヘッドコントロールボックス、１８はキャリッジ１２のＸ方向スキャンモータ、１９はキャリッジ１２のＹ方向スキャンモータ、２０はコンピュータ、２１はコントロールボックス、２２（２２_X1，２２_Y1，２２_X2，２２_Y2）は、基板位置決め／保持手段である。
この場合は、基板保持台１３に置かれた基板１４の前面を噴射ヘッド１１がキャリッジ走査により移動し、導電性薄膜材料を含有する溶液を噴射付与する例である。
噴射ヘッド１１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１０ｎｇ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ーを利用して気泡を発生させるバブルインクジェット方式、あるいは荷電制御方式（連続流方式）等いずれのものでも構わない。

図４は、図３の場合と異なり、吐出ヘッドユニット３０（図３では、噴射ヘッド１１に相当）と基板４５（図３では基板１４に相当）との相対移動を行う際に、電子源基板４５側を移動させる例である。図５は、図４の装置の吐出ヘッドユニット３０を拡大して示した概略構成図である。図４，図５において、３０は吐出ヘッドユニット、３２は検出光学系、４３は液滴、３６は画像識別装置、４５は電子源基板、３７はＸＹ方向走査機構、３８は位置検出機構、３９は位置補正制御機構、３５は制御コンピュータである。
吐出ヘッドユニット３０を用いた液滴付与装置（インクジェットヘッド）の場合も、図３の場合と同様のインクジェット方式の機構が望ましく、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ーを利用して気泡を発生させるバブルインクジェット方式、あるいは荷電制御方式（連続流方式）等のいずれのものでも構わない。

本発明では、上述のごとき電子源基板の製造装置（図３）において、基板１４はこの装置の基板位置決め／保持手段１２によってその保持位置を調整して決められる。図では簡略化しているが、基板位置決め／保持手段１２は基板１４の各辺に当接されるとともに、Ｘ方向およびそれに直交するＹ方向にμｍオーダーで微調整できるようになっているとともに、噴射ヘッドコントロールボックス７，コンピュータ１０，コントロールボックス１１等と接続され、その位置決め情報および微調整変位情報等と、液滴付与の位置情報、タイミング等は、たえずフィードバックできるようになっている。

さらに上記電子源基板の製造装置では、Ｘ，Ｙ方向の位置調整機構の他に図示しない（基板１４の下に位置し見えない）、回転位置調整機構を有している。これに関連して先に本発明の電子源基板の形状および形成される電子放出素子群の配列に関して説明する。

本発明の電子源基板は前述のように、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が用いられるが、その形状は矩形（直角４辺形）である。つまり、その矩形形状を構成する縦２辺，横２辺はそれぞれ、縦２辺が互いに平行，横２辺が互いに平行であり、かつ縦横の辺は直角をなすような基板である。

このような基板に対して本発明では、形成される電子放出素子群をマトリックス状に配列し、このマトリックスの互いに直交する２方向が、この基板の縦方向の辺あるいは横方向の辺の方向と平行であるように電子放出素子群を配列する。このように電子放出素子群をマトリックス状に配列する理由および、基板の縦横の辺をそのマトリックスの直交する２方向と平行になるようにする理由を以下に述べる。

図３あるいは図４に示したように、本発明では、最初に基板１４と吐出ヘッドユニット（噴射ヘッド）１１の溶液噴射口面の位置関係が決められた後は、特に位置制御を行うことはない。つまり、吐出ヘッドユニット（噴射ヘッド）１１は基板１４に対して一定の距離を保ちながらＸ，Ｙ方向の相対移動を行いつつ、導電性薄膜の材料を含有する溶液の噴射を行う。つまりこのＸ方向及びＹ方向は互いに直交する２方向であり、基板の位置決めを行う際に、基板の縦辺あるいは横辺をそのＹ方向あるいはＸ方向と平行になるようにしておけば、形成される電子放出素子群もそのマトリックス状配列の２方向がそれぞれ平行であるため、相対移動を行いつつ噴射する機構のみで高精度の素子群形成が行える。

言い換えるならば、本発明のような基板形状，電子放出素子群のマトリックス状配列，直交するＸ，Ｙの２方向の相対移動装置にすれば、素子形成の液滴噴射を行う前の基板の位置決めを正確に行えば、高精度な電子放出素子群のマトリックス状配列が得られるということである。

ここで、先ほどの回転位置調整機構に話を戻す。前述のように本発明では、素子形成の液滴噴射を行う前の基板の位置決めを正確に行い、相対移動のＸおよびＹ方向のみを行い、他の制御を行わず、高精度な電子放出素子群のマトリックス状配列を得ようというものである。その際問題となるのは、最初に基板の位置決めを行う際の回転方向（Ｘ，Ｙの２方向で決定される平面に対して垂直方向の軸に対する回転方向）のズレである。

この回転方向のズレを補正するために本発明では、前述のように図示しない（基板１４の下に位置し見えない）、回転位置調整機構を有している。これにより回転方向のズレも補正し、基板の辺を位置決めすると、本発明の装置では、ＸおよびＹ方向のみの相対移動で、高精度な電子放出素子群のマトリックス状配列が得られる。

以上はこの回転位置調整機構を、図３の基板位置決め／保持手段で１２（１２_X1，１２_Y1，１２_X2，１２_Y2）とは別物の機構として説明した（基板１４の下に位置し見えない）が、１２の基板位置決め／保持手段に回転位置調整機構を持たせることも可能である。例えば、基板位置決め／保持手段１２は、基板１４の辺に当接され、基板位置決め／保持手段１２全体が、Ｘ方向あるいはＹ方向に位置を調整できるようになっているが、基板位置決め／保持手段１２の基板１４の辺に当接される部分において、距離をおいて設けられた２本のネジが独立に動くようにしておけば、角度調整が可能である。

なおこの回転位置制御情報も上記のＸ，Ｙ方向の位置決め情報および微調整変位情報等と同様に噴射ヘッドコントロールボックス７，コンピュータ１０，コントロールボックス１１等と接続され、液滴付与の位置情報，タイミング等が、たえずフィードバックできるようになっている。

次に本発明の位置決めの他の手段，構成について説明する。上記の説明は基板位置決め／保持手段１２は、基板１４の辺に当接され、基板位置決め／保持手段１２全体が、Ｘ方向あるいはＹ方向に位置を調整できるようにしたものであるが、ここでは、基板１４の辺ではなく、基板上に互いに直交する２方向に帯状パターンを設けるようにした例について説明する。前述のように本発明では基板上に電子放出素子群をマトリックス状に配列して形成されるが、ここでは、前記のような互いに直交する２方向の帯状パターンをこのマトリックスの互いに直交する２方向と平行になるように形成しておく。このようなパターンは、基板上にフォトファブリケーション技術によって容易に形成できる。

あるいは、このようなパターンをその目的だけに作成するのではなく、素子電極２，３（図１，図２）や、後述する図２５のＸ方向配線７２やＹ方向配線７３等の配線パターンを本発明の互いに直交する２方向の帯状パターンとみなしてもよい。
このような帯状パターンを設けておけば、図５で後述するような、ＣＣＤカメラとレンズとを用いた検出光学系７によってパターン検出ができ、位置調整にフィードバックできる。

次に上記Ｘ，Ｙ方向に対して垂直方向であるＺ方向であるが、本発明では、最初に基板１４と吐出ヘッドユニット（噴射ヘッド）６の溶液噴射口面の位置関係が決められた後は、特に位置制御を行うことはない。つまり、吐出ヘッドユニット（噴射ヘッド）６は基板１４に対して一定の距離を保ちながらＸ，Ｙ方向の相対移動を行いつつ、導電性薄膜の材料を含有する溶液の噴射を行うが、その噴射時には、吐出ヘッドユニット（噴射ヘッド）１１のＺ方向の位置制御は特に行わない。その理由は、噴射時にその制御を行うと、機構，制御システム等が複雑になるだけではなく、基板１４への液滴付与による導電性薄膜の形成が遅くなるからである（生産性が著しく低下）。

かわりに本発明では基板１４の平面度やその基板１４を保持する部分の装置の平面度、さらに吐出ヘッドユニット（噴射ヘッド）１１をＸ，Ｙ方向の相対移動を行わせるキャリッジ機構等の精度を高めるようにすることで、噴射時のＺ方向制御を行わず、吐出ヘッドユニット（噴射ヘッド）１１と基板１４のＸ，Ｙ方向の相対移動を高速で行い、生産性を高めている。一例をあげると、本発明の溶液付与時（噴射時）における基板１４と吐出ヘッドユニット（噴射ヘッド）１１の溶液噴射口面の距離の変動は５ｍｍ以下におさえられている（基板１４のサイズが２００ｍｍ×２００ｍｍ以上，４０００ｍｍ×４０００ｍｍ以下の場合で）。

なお、通常Ｘ，Ｙ方向の２方向で決まる平面は水平（鉛直方向して垂直な面）に維持されるように装置構成されるが、基板１４が小さい場合（例えば５００ｍｍ×５００ｍｍ以下の場合）には必ずしもＸ，Ｙ方向の２方向で決まる平面を水平にする必要はなく、その装置にとってもっとも効率的な基板１４配置の位置関係になるようにすればよい。

次に本発明の他の例を説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。図４は、前記図３の場合と違い、吐出ヘッドユニット（噴射ヘッド）１１と基板１４（図４では電子源基板４５）の相対移動を行う際に、電子源基板４５側を移動させる例である。図５は、図４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。

以下、電子源基板４５側を移動させる手段を用いた製造装置の構成を図４，５にしたがって説明する。
まず、図４において、３７はＸＹ方向走査機構であり、その上に電子源基板４５が載置してある。電子源基板４５上の表面伝導型電子放出素子は単素子として図１に示したものと同じ構成であり、基板１、対の素子電極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４５の上方に液滴を付与する吐出ヘッドユニット３０が位置している。本実施例では、吐出ヘッドユニット３０は固定で、電子源基板４５がＸＹ方向走査機構３７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３０と電子源基板４５との相対移動が実現される。

次に、図５により吐出ヘッドユニット３０の構成を説明する。３２は電子源基板４５上の画像情報を取り込む検出光学系であり、液滴４３を吐出させるインクジェットヘッド３３に近接し、検出光学系３２の光軸４１および焦点位置と、インクジェットヘッド３３による液滴４３の着弾位置４４とが一致するよう配置されている。この場合、検出光学系３２とインクジェットヘッド３３との位置関係はヘッドアライメント微動機構３４とヘッドアライメント制御機構３１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３２には、ＣＣＤカメラ等とレンズとを用いている。

再度、図４に戻る。３６は先の検出光学系３２で取り込まれた画像情報を識別する画像識別機構（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。該画像識別装置３６によって得られた画像情報に電子源基板４５上における位置情報を与える手段が位置検出機構３８である。該位置検出機構３８には、ＸＹ方向走査機構３７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、該画像識別装置３６で識別した画像情報と電子源基板４５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３９であり、該機構３９によりＸＹ方向走査機構３７の動きに補正が加えられる。また、インクジェットヘッド駆動・制御機構４０によってインクジェットヘッド３３が駆動され、液滴が電子源基板４５上に付与すなわち塗布される。上述の各制御機構は、制御コンピュータ３５により集中制御される。

なお、以上の説明は、吐出ヘッドユニット３０は固定で、電子源基板４５がＸＹ方向走査機構３７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３０と電子源基板４５との相対移動を実現しているが、図３のように、電子源基板４５を固定とし、吐出ヘッドユニット３０がＸＹ方向に走査するような構成としてもよいことはいうまでもない。特に２００ｍｍ×２００ｍｍ程度の中画面乃至２０００ｍｍ×２０００ｍｍあるいはそれ以上の大面積の基板を用いる大画面の画像表示装置の製作に適用する場合には、電子源基板４５を固定とし、吐出ヘッドユニット３０が直交するＸ，Ｙの２方向に走査し、溶液の液滴の付与を上記の直交する２方向に順次行う構成としたほうがよい。

基板サイズが２００ｍｍ×２００ｍｍ程度以下の場合には、液滴付与のための吐出ヘッドユニットを２００ｍｍの範囲をカバーできるラージアレイマルチノズルタイプとし、吐出ヘッドユニットと基板の相対移動を直交する２方向（Ｘ方向，Ｙ方向）に行うことなく、１方向のみ（例えばＸ方向のみ）に相対移動させて行うことも可能であり、また量産性も高くすることができるが、基板サイズが２００ｍｍ×２００ｍｍ以上の場合には、２００ｍｍ以上の範囲をカバーできるラージアレイマルチノズルタイプの吐出ヘッドユニットを製作することは技術的／コスト的に実現困難であり、本発明のように吐出ヘッドユニット３０が直交するＸ，Ｙの２方向に走査し、溶液の液滴の付与を上記の直交する２方向に順次行う構成としたほうがよい。

液滴４３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示すと、酢酸パラジウム−エタノールアミン錯体（ＰＡ−ＭＥ）、酢酸パラジウム−ジエタノール錯体（ＰＡ−ＤＥ）、酢酸パラジウム−トリエタノールアミン錯体（ＰＡ−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。

該液滴４３を吐出ヘッドユニット（噴射ヘッド）３０により所望の素子電極部に付与する際には、付与すべき位置を検出光学系３２と画像識別装置３６とで計測した計測データ、吐出ヘッドユニット（噴射ヘッド）３０の吐出口面と基板４５の距離および両者の相対移動速度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４５と吐出ヘッドユニット（噴射ヘッド）３０とを相対移動せしめながら液滴４３を噴射し、電子源基板４５上の所望の位置に液滴４３を付与すなわち付着させる。検出光学系３２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３６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。

以上の説明より明らかなように本発明の電子源基板４５は、導電性薄膜となる元素あるいは化合物を含有する溶液をインクジェットの原理で空中を飛翔させ、基板上に液滴として付与して製作されるものである。
次に本発明の他の特徴について説明する。ここでは本発明の電子源基板の製造装置において製作される電子源基板の表面伝導型電子放出素子を高精度に形成するために基板に要求される特性とさらに基板のハンドリングについて検討した結果について説明する。
高精度な表面伝導型電子放出素子を形成するためには、液滴が基板上に付与された時点で、良好な素子形成が行われるように、付与後の液滴が基板上でにじんだり、流れたりすることなく、良好な丸いドットを形成し、鮮明かつ狙いどおりの寸法のドットが得られることが要求される。

通常、紙にインクを噴射し、記録を行うインクジェット記録技術においては、紙面上で、良好な丸いドットを形成し、鮮明かつ狙いどおりの寸法のドットを得るために、たとえば、紙の表面にシリカ等の物質をコートしたいわゆるコート紙と呼ばれるインクジェット記録専用紙が使用される。本発明は紙ではなく電子源基板に関するものであり、インクジェット記録専用紙のような原理を採用することができない。

しかしながら、電子源基板においても、導電性薄膜となる元素あるいは化合物を含有する溶液をインクジェットの原理で付着させる前の基板の表面の状態が、良好な丸いドットを形成し、鮮明かつ狙いどおりの寸法のドットを得るために大きな作用を及ぼす。具体的には基板の表面の粗さである。

本発明に使用される基板は、前述のように、ガラスあるいはアルミナ等のセラミックスなどが用いられる。ここで、ガラス表面がすりガラスのような状態のものである場合、導電性薄膜となる元素あるいは化合物を含有する溶液をインクジェットの原理で付着させた場合、毛管現象の原理で、基板上に付着した溶液はどんどん広がっていき、いわゆるにじみ状態になり、良好なドットとしての形状を維持できない。

基板の表面の粗さをいろいろ変化させ、付着した溶液が広がらない、つまり、にじみ状態にならないようにするにはどの程度の表面粗さにすればよいかを実験的に検討した結果を以下に示す。
実験に使用した基板は石英ガラスとＳｉＯ₂を表面に堆積させたアルミナ基板（以下、ＳｉＯ₂アルミナ基板と記す。）であり、前者（石英ガラス）の場合、表面粗さを鏡面状態からすりガラス状のものまで変えたものを準備した。また後者（ＳｉＯ₂アルミナ基板）の場合は、アルミナ基板の表面をできうる限りその表面粗さをなめらかにし、スパッタリングによって堆積させるＳｉＯ₂の体積条件を変化させ、ＳｉＯ₂面の表面粗さを変化させたものを準備した。なお、表面粗さはデックタック製の接触型表面粗さ計で測定した。
上述の各種基板に対し、図３に示した製造装置を用い導電性薄膜となる元素あるいは化合物を含有する溶液をインクジェットの原理で付着させ、良好なドットの形成状況を調べた。

なお、使用した溶液は、酢酸パラジウム−トリエタノールアミン水溶液であり、以下のようにして製造したものである。すなわち５０ｇの酢酸パラジウムを１０００ｃｃのイソプロピルアルコールに懸濁させ、さらに２０３.５ｇのトリエタノールアミンを加え３５℃で１２時間攪拌した。反応終了後、イソプロピルアルコールを蒸発により除去し、固形物にエチルアルコールを加えて溶解、濾過し、濾液から酢酸パラジウム−トリエタノールアミンを再結晶させて得た。再結晶した該酢酸パラジウム−トリエタノールアミン４ｇを１９６ｇの純水に溶解し、２.０ｗｔ％の溶液として、実験に使用した。
また、使用したインクジェットヘッドは、エッジシューター型のサーマルインクジェット方式とし、ノズル径は２８μｍ、発熱体サイズは２８μｍ×１３０μｍ（抵抗値１０２Ω）で、駆動電圧を２７Ｖ、パルス幅を６μｓで駆動し、１滴を形成するに要するエネルギーを４３μＪとした。その時の液滴の噴射速度は約８ｍ／ｓであった。
結果を表１に示す。ここで、「基板上のドットの形成状況（にじみ状況）」は、にじみのない鮮明なドットとなり、電子放出素子が良好に形成できるレベルのものを○、溶液が流れ気味でにじんだドットとなり、電子放出素子が良好に形成できないレベルのものを×としている。

以上の実験結果より、基板の種類とは関係なく、溶液が付着する領域の表面粗さによってのみ基板上のドット形成状況の如何が決まる。つまり、基板の表面粗さが、０.５ｓ以下であれば基板上のドット形成が良好になり、電子放出素子が良好に形成でき（実用に供するレベル）、一方、それよりも表面粗さが粗くなると、基板上のドット形成が良好ではなくなり（溶液が流れ気味でにじんだドットになり）、電子放出素子が良好に形成できなくなる（実用に供しないレベル）。つまり、良好な電子放出素子を形成するためには、基板の表面粗さを０.５ｓ以下にすればよい。しかし、ここで次の２つの問題がある。

第１の問題はコストである。０.５ｓ以下の非常になめらかな面を得るには、石英ガラスでは基板を高精度に研摩する必要がある。あるいは、ＳｉＯ₂アルミナ基板のように表面にＳｉＯ₂をスパッタリングするような場合でも、表面のなめらかなＳｉＯ₂面を得るには、時間をかけて丁寧に膜形成を行う必要があり、同様にコスト高という問題が発生する。

しかし、本発明の電子源基板は、前述のように、基板の片面に表面伝導型電子放出素子を形成する構造のものであり、表面伝導型電子放出素子を形成する面のみが、なめらかな面となった基板を使用すればよい。つまり、基板の表面（表面伝導型電子放出素子群を形成する面）のみを、前述の実験結果より得られた表面粗さとし、裏面はそれより粗い面にしても十分である。言い換えるならば、基板の表面伝導型電子放出素子群を形成する面より裏面の表面粗さが粗い基板を用いることにより、所望の高精度な表面伝導型電子放出素子群のパターンが形成できるとともに、基板製造コストを低くすることができる。

次に、第２の問題は、電子源基板の製造プロセス時に基板裏面が製造装置に密着して、移動させることができなくなるという製造時の不具合である。上記第１の問題は、コスト面からの検討で、基板の表面伝導型電子放出素子群を形成される面より裏面の表面粗さが粗い基板を用いることにより、基板材料の低コスト化を実現できたが、今回上記実験を図３に示したような電子源基板の製造装置を用いて行った際にわかったことであるが、基板が基板保持台３にくっついてはずしにくいという問題が発生することがわかった。そして、それを無理にはずそうとして、基板を破損させたりして、作業者が怪我をするということもあった。
この問題は、ちょうどブロックゲージがその表面のなめらかさを利用して、２つのブロックゲージをくっつける（Ｒｉｎｇｉｎｇという）原理とよく似ている。基板の裏面があまりになめらか過ぎると、基板保持台１３にくっついてはずしにくくなり、それをはずすのに余計な手間がかかり、生産の歩留まりが低下する。

そこで、基板（石英ガラスとＳｉＯ₂アルミナ基板）の裏面の表面粗さを変えて、該基板の裏面の表面粗さがどの程度であれば、基板保持台１３にくっつくことなく、該基板の取り外し交換作業が、スムーズに行えるかを実験した。
その実験結果を表２に示す。ここで、「基板の取り外し交換作業容易性」は、基板のくっつきがなく、簡単に基板保持台１３からはずせた場合を○、そうでない場合を×としている。なお、基板保持台１３はＳＵＳ３０４を砥石による研削仕上げとした面状態である。またＳｉＯ₂アルミナ基板は裏面にはＳｉＯ₂がなくアルミナ面が裏面である。

以上の実験結果より、基板の種類とは関係なく、裏面の表面粗さを１.０ｓ以上とすることにより、電子源基板の製造プロセス時に基板裏面が製造装置に密着して、移動させることができなくなる（基板の取り外し交換作業がしにくくなる）という製造時の不具合を避けることができる。

次に、基板のハンドリングについて別の解決手段について検討した結果について説明する。この密着の原因は、基板裏面と基板保持台との間がある種の真空状態になることによって起きるものであるので、これを避けるためには、基板裏面と基板保持台との間が真空状態にならないようにすればよい。図６はその１例で、基板平面図を図６（Ａ）に、図６（Ａ）のＡ−Ａ断面を図６（Ｂ）に示す。図６において、Ｂは基板１の裏面、Ｅは基板１の表面（電子放出素子群の形成面）、Ｌは裏面に対して落ち込んだ線状形状である。

この例では、基板１の表面伝導型電子放出素子群が形成されている領域の面の裏面Ｂに物理的な線状形状Ｌを設けている。より具体的には、この線状形状Ｌは裏面平面に対して落ち込んだ形状であるとともに、基板１の端部まで設けられている。ここでは、縦横それぞれ３本の落ち込んだ形状（or凹状形状）の線状形状Ｌを設けた例を示している。
つまり、このように落ち込んだ形状（or凹状形状）の線状形状Ｌが、基板１の端部から空気導入チャネルの役割をなし、基板裏面Ｂと電子源基板製造装置の基板保持台との間に空気を導入するので、両者の間に空気層を形成でき、真空状態にならないようにできる。

図７は他の例であり、このような落ち込んだ線状形状Ｌの断面をＶ字形状としたものである。また縦３本だけの線状形状である。
本発明では、このような線状形状が基板の端部から空気導入チャネルの役割をなすものであればよく、断面形状は特に指定しない。
このような線状形状Ｌは、本発明の電子源基板製作用基板の裏面にダイシングソー等によって、２次的な加工によって形成され、その断面形状はダイシングブレードの形状によって、Ｖ字状，Ｕ字状，凹形状（矩形形状）など、任意に形成でき、いずれも適用可能である。さらに簡易的な２次的な加工法としては、ダイヤモンドカッター等の簡単な工具で、ライン状に溝加工を行うだけでもよい。
なお、上記のようなダイシングソー等による機械的な２次的な形成方法とは別に、例えば、基板としてガラスを使用する場合には、エッチングによって化学的な加工法により２次的に形成することも可能である。

本発明ではこのように裏面に、落ち込んだ（凹状）形状の物理的な線状形状Ｌを設ける場合に、ダイヤモンドカッター等の簡単な工具、あるいは機械装置によって、ライン状に溝加工を行うだけ、あるいは化学的な２次的な加工法で簡単に実現できるので、加工コストが低く抑えられ、安価な電子源基板を製作できる。

本発明のさらに他の例として、例えば基板材料としてＡｌ₂O₃（アルミナ），ＳｉＣ等のセラミックスを使用する場合には、焼成前にあらかじめこのような溝ができるようにしておいて、それを焼成することによって、このような線状形状と基板を同時に形成することも可能である。また、このようなセラミックスだけではなく、上記のようなガラスを基板材料とする場合にも、基板外形のプレス形成時に同時にそのような物理的な線状形状を形成することもできる。すなわち本発明では、基板を形成する際に同時加工（形成）によって、線状形状（溝）Ｌを設けるようにしたので、加工コストが低く抑えられ、安価な電子源基板を製作できる。

なお、このような線状形状Ｌは、１本だけでは効果が少なく、複数本設けることにより、その効果は大となる。より好適には、複数本設けるとともに図６に示したように、互いに交差するように設けるようにするとよい。ただし必ずしも直角に交差する必要はない。

また、図６，図７では、このような線状形状Ｌが基板１の外形線と平行である例を示しているが、これも必ずしもそのように平行にする必要はなく、外形線に対してある角度を持ったものであってもよい。また図６，図７ではすべて直線形状の線状形状としたが、これも曲線であってもよい。ただし溝状の線状形状の場合（溝ではない例も後述する）、その溝が空気導入チャネルとして効果的に作用するためには、溝状の線状形状の端部が基板の端部まで形成されていることは必須である。
なお、そのサイズであるが、深さ，幅とも、ほぼ同じ程度になるようにすればよい。しかしあまり深さが浅すぎると空気導入チャネルの役割を果たしにくくなるので、注意が必要である。また逆に深すぎる場合には、その部分で応力集中が起きるため、基板が破損しやすくなるので注意が必要である。

本発明では、この点に鑑み、溝深さを検討した。使用した基板は、パイレックス（Ｒ）ガラスであり、裏面を０.０５ｓのほぼ鏡面状態に仕上げ、その面にダイヤモンドカッターで、溝深さを変えた線状形状を製作した。基板保持台に相当する部分は０.０５ｓのほぼ鏡面状態に仕上げられたＳＵＳ３４０の基板とし、その上での基板のセットしやすさ（設置時の滑りやすさ）を検討したものである。使用した基板は、厚さ２ｍｍ，４ｍｍ，１０ｍｍの３種類であり、それぞれ、４２０ｍｍ×３００ｍｍ，１２００ｍｍ×８００ｍｍ，３５００ｍｍ×１８００ｍｍの大きさとし、図６に示したように縦横とも各３本ずつの矩形溝をほぼ均等に配置するような形で形成した。以下に溝深さを変えて実験した結果を示すが、溝幅は溝深さと同じとした。

評価結果で、○は、ガラス基板と擬似基板保持台であるＳＵＳ３４０の基板との密着が起こらなかった場合であり、×は、密着が発生したものである。また、もうひとつの×は、溝深さが深すぎて、ガラス基板の機械的強度が低下して、実験中のわずかの振動，運搬等により破損してしまった場合である。

以上の結果より、溝深さの下限については、溝深さｄは、厚さｔの５０分の１までにすべきであり、それより小さいと、基板が密着してしまうことがわかる。また上限については、溝深さｄは、厚さｔの５分の１までにすべきであり、それより大きいと、基板が破損しやすくなって実用に供しないことがわかる。

次に、線状形状の他の例として、溝ではなく裏面平面に対して突き出した形状の例について図８を参照して説明する。図８において、Ｄは基板１の裏面Ｂに対して突き出した形状の線状形状である。
この場合は、このように裏面平面に対して突き出した形状とすることにより、基板を基板保持台から浮かせる（間に薄い空気層を形成できる）ので、基板が基板保持台に密着してしまうという不具合は皆無である。
この突き出した形状のものについても、その断面形状が図８のように矩形であってもよいし、あるいは三角形状，半円形状などどのようなものでもよい。

また、この突き出した形状の線状形状Ｄを有する基板１は、前述の溝形状の線状形状Ｌを形成する場合の、基板を同時に形成する方法によって用意に形成できる。すなわち、基板材料としてＡｌ₂O₃（アルミナ），ＳｉＣ等のセラミックスを使用する場合には、焼成前にあらかじめこのような突き出した形状ができるようにしておいて、それを焼成することによって、このような線状形状Ｄと基板１を同時に形成することができる。またこのようなセラミックスだけではなくガラスを基板材料とする場合にも、基板外形のプレス形成時に同時にこのような突き出した形状ができるようにして形成することもできる。

このような突き出した形状の線状形状Ｄの場合も、前述の溝形状の線状形状Ｌを形成する場合と同様に、基板を形成する際に同時加工（形成）によって、線状形状Ｄを設けることができるので、加工コストが低く抑えられ、安価な電子源基板を製作できる。

以上の説明より、本発明の電子源基板は、その元になる基板１の裏面Ｂに線状形状Ｌ，Ｄを設け、基板１と基板保持台の間に薄い空気層を形成し、基板１が基板保持台に密着してしまうことによる不具合は皆無とし、電子源基板製作時に電子源基板製造装置へ基板をセットしたり、はずしたりする際に、基板が電子源基板製造装置の基板保持台に密着して動かなくなってしまうというようなことをなくし、また密着状態になることを回避できるので、電子源基板製造の効率向上、破損事故をなくすことが実現できる。

次に、本発明のさらに他の特徴について説明する。本発明の電子源基板は前述のように、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であり、その形状は矩形（直角４辺形）である。つまり、その矩形形状を構成する縦２辺，横２辺はそれぞれ、縦２辺が互いに平行、横２辺が互いに平行であり、かつ縦横の辺は直角をなすような基板である。

ところで、このような矩形の基板は、その４角のコーナー部分が９０°になっており、本発明ではその基板材料が前述のようにガラス，セラミックス等よりなっているため、電子源基板製造プロセス時に、作業者が怪我をするという不慮の事故がよく起こる。そこで、本発明では、このような矩形基板の４角をＣ１あるいはＲ１以上、もしくはそれらと同等の面取りを施している（図９（Ａ）及び図９（Ｂ）参照）。こうすることにより、ガラス，セラミックス等の尖った部分（４角の９０°部分）がなくなり、作業者が作業時（基板搬送時，交換時，製造装置への装着時等）に、怪我をすることはなくなる。なおこのような面取りは、カーボランダムやエメリー等の砥粒を含んだグラインダーによる研削加工によって容易に施すことが可能である。

次に、本発明の他の特徴について説明する。図１０はその１例である。この例では、基板の右下の角を他の３つの角とは異なる形状とし、基板を図３に示したような電子源基板の製造装置の基板保持台３に設置する際に基板の方向性を容易に決めることができる。すなわち、４角のうち少なくとも１つの角を他の角と識別できる程度に角部の形状を他の角と異ならせることにより、電子源基板の製造時に作業者は、基板の方向を認識でき、基板の設置を確実に行うことが可能となる。たとえば作業者が手で角部に触れるだけでその部分の形状が他の角部と異なるということが認識できる程度の大きさ，形状にすることで、基板の方向確認，基板の設置の作業効率，作業ミスの著しい低減を図ることができる。

次に、本発明のさらに他の特徴について説明する。図１１はその１例である。この例では、矩形基板の４辺のうち少なくとも１つの辺に切り欠き部Ｏ（オー）を設けており、基板を図３に示したような電子源基板の製造装置の基板保持台３に設置する際に基板の方向性を容易に決めることができる。すなわち、４辺のうち少なくとも１つの辺に切り欠き部Ｏを設けることにより、電子源基板の製造時に作業者は、基板の方向を認識でき、基板の設置を確実に行うことが可能となる。たとえば作業者が手でその切り欠き部Ｏに触れるだけで基板の方向確認，基板の設置の作業効率，作業ミスの著しい低減を図ることができる。さらに、図３には図示していないが、電子源基板の製造装置の基板保持台３に、この切り欠き部に対応して基板のストッパー部材を設けることにより、基板の確実な設置、あるいは正確な位置決めができるというメリットもある。

次に、本発明のさらに他の特徴について説明する。ここでは電子源基板製造時の作業者の安全性について検討した結果を説明する。

本発明の電子源基板は、前述のように、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であるが、このような基板を図３あるいは図４に示した電子源基板製造装置に設置したり、あるいは運搬したり、後述するように画像表示装置としてアセンブルする際に、作業者が、手を切ったりするという不慮の事故が時々起こる。これは材料がガラスやセラミックであり、基板の縁部分（表面伝導型電子放出素子群が形成されている領域の面あるいはその裏面とそれらの面に垂直方向の厚さ方向の面とが交差する稜線領域）が、鋭利な刃物のような作用をするからである。

本発明は、この点に鑑みなされたものであり、作業者が怪我をしないように、基板の縁部分に面取りを施している。
図１２にその例を示す。図１２は本発明に使用される電子源基板の表面伝導型電子放出素子群が形成されている前の材料基板であり、基板平面図を図１２（Ａ）に、図１２（Ａ）のＡ−Ａ断面図を図１２（Ｂ）に示すもので、材料基板は、例えばここではパイレックス（Ｒ）ガラスである。図１２（Ｂ）により、その厚さ領域ならびに本発明の特徴が明確に示されているが、本発明ではこの図１２（Ｂ）に示したように、基板の縁部分（表面伝導型電子放出素子群が形成されている領域の面あるいはその裏面とそれらの面に垂直方向の厚さ方向の面とが交差する稜線領域）に面取りを施している。図１２のＣｌ（表），Ｃｒ（表），Ｃｌ（裏），Ｃｒ（裏）がそれである。

ここでは面取り形状として、図１２（Ａ）に示したコーナー部（稜線部）を機械製図で指定するｃ○○というような形状で面取りを施した形状としているが本発明はこの形状に限定されるものではなく、例えばｒ××という機械製図で指定する形状であってもよい。要はこの部分が基板切断時の形状である直角状になっていて、それが刃物作用をして、作業者がその部分に触れて、手などを切ったりしないように面取りされていればいいのである。

次に、本発明のさらに他の特徴について説明する。図１３は図１２のＢ部を拡大したものであり、上記説明のように表面伝導型電子放出素子群が形成されている領域の面とこの面に垂直方向の厚さ方向の面とが交差する稜線領域に面取りを施した状態を示しており、縦方向と横方向の面取りされた稜線部分Ｆが直角を形成している。

本発明は、この面取りされた２つ（縦方向と横方向）の稜線部分Ｆが直角をなす部分にもさらに面取りＨを施すようにしたものである。図１４（Ａ）にそれを示す。図１４（Ｂ）はさらに四辺形の基板の４角にも面取りＨ′を施した基板を用い、それに図１４（Ａ）のような面取りＨを施された２つ（縦方向と横方向）の稜線部分が直角をなす部分に面取りＨ′を施した例である。

本発明では、このように基板に面取りを施すことにより、作業者が電子源基板製作時（基板搬送時，交換時，製造装置への装着時等）に、基板の稜線部で手を切ったりするという不慮の事故を防ぐことができるようになった。また、図１４のように、面取りされた２つ（縦方向と横方向）の稜線部分が直角をなす部分にも面取りＨ，Ｈ′を施したので、作業者が電子源基板製作時（基板搬送時，交換時，製造装置への装着時等）に、その直角部でけがをしたりするという不慮の事故も皆無となった。さらに、その直角部があらかじめ面取りされているので、全く面取りされていない状態でとがっている状態のものより、その直角部が何かにぶつかった場合に破損しにくく、基板製作の歩留まりも向上した。

次に、このような面取り加工法であるが、＃１００番〜＃２０００番のカーボランダム、エメリー等の研摩材を使用したり、あるいは、それらをバインダーで固めた砥石（グラインダー）により、簡単に面を落とす（面取りする）ことができる。なお前述のように、例えばｒ××という機械製図で指定する形状の場合には、あらかじめ砥石そのものを被加工物（基板の面取りされる部分）が所望の曲面形状となるように形状加工しておいて、その形状にならうようにして加工すれば容易に曲面加工も実現できる。

また、面取りされた加工部分の表面粗さであるが、これは、例えば表面伝導型電子放出素子群が形成されている領域の面の表面粗さより粗くすることが望ましい。理由は、表面伝導型電子放出素子群が形成されている領域の面は、そのような素子群を精密なパターンで形成するために鏡面加工がなされているが、この面取りする部分は、そのような精密パターンを形成する領域ではないので、必要以上に表面の加工精度を高くする必要がないからである。むしろ表面伝導型電子放出素子群が形成されている領域の面よりも表面粗さを粗くし、加工コストを下げることが望ましい。一般的には、この面取り部の表面粗さは、０.５ｓ〜５ｓとされ、加工コストを低減している。

以上の説明より明らかなように、本発明の電子源基板は、その元になる基板の、稜線部分を面取りしたり、コーナー部を面取りして、不慮の事故を防止したり、製造時の歩留まりを向上させたりしている。

次に、図１５により本発明のさらに他の特徴について説明する。ここでは本発明の電子源基板の製造装置において、製作される電子源基板４５が電子源基板保持手段２３の上に、溶液の液滴４３が付与される面を上向きにして、かつほぼ水平（重力作用方向Ｇである鉛直方向に対してほぼ９０°）に保持されることを示している。このような配置，構成にする理由は、溶液の液滴付与時の液滴４３の飛翔安定性および基板上への着弾精度を維持するためである。つまり溶液の液滴４３が付与される面を上向きにし、インクジェットヘッド３３からの溶液の噴射方向を重力作用方向Ｇと同じにして飛翔安定性を得，基板上の狙いの位置に高精度に付着するようにしているのである。

さらに、本発明では、溶液を基板上の狙いの位置に高精度に付着するために、本発明に使用される大画面用の基板の精度、ならびに機械的な強度も維持するようにしている。具体的には、本発明に使用される基板は、厚さを４ｍｍ以上のものを用いるようにしている。

前述のように、基板としては、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が用いられるが、一般にこれらの材料は、金属などと違ってもろく破損しやすい。よってある厚さ以上にしないと、電子源基板製作時や製作前後の基板の洗浄等の前処理、後述するフォーミング処理の際、あるいは基板搬送時に基板が破損するという不具合がある。

一般に、青板ガラスなどは、５００ｋｇ／ｃｍ²程度の湾曲強度をもっているが、いわゆる風冷強化法と呼ばれるガラスの強化手段によって、１５００ｋｇ／ｃｍ²程度の湾曲強度をもつ強化ガラスとし、それを基板にしようするのも一つの選択肢である。その際、通常４ｍｍ〜１５ｍｍの厚さのものまでこの手法によって上記のような１５００ｋｇ／ｃｍ²程度の湾曲強度をもつものとすることができる。厚さが３ｍｍ以下の場合には、風冷強化法では、上記のような１５００ｋｇ／ｃｍ²という湾曲強度をもたせることはできないが、半強化ガラスとすることは可能である。なお、ガラスの強化法として、風冷強化法をあげたが、ガラス表面のイオンを置換することによって表面に圧縮歪みを与える化学強化法も有効な手段である。

本発明の電子源基板は高画質の画像表示装置に適用するために、溶液の液滴の基板上への高精度な着弾精度を必要としている。その際、高精度な着弾精度を得るためには、基板の変形、たわみ等があってはならないし、またそれらに起因して高精度な搬送が行えなかったりするようなことがあってはならない。

本発明は、３００ｍｍ×４５０ｍｍ程度の中画面〜２０００ｍｍ×３０００ｍｍ程度の大画面の画像表示装置に好適に適用されるものであるが、その際、上記のような破損、あるいは変形等に起因する電子源発生素子の精度低下があってはならず、本発明ではこれらの点に鑑み、基板の厚さを４ｍｍ以上、１５ｍｍ以下としている。なおこの４ｍｍという下限値は、前述のような強化ガラスが通常安定して製作できる値である。

さらに、電子源発生素子製作時の基板の変形を抑えるために溶液の液滴が付与される面を上向きにして基板をほぼ水平（重力作用方向である鉛直方向に対してほぼ９０°）に保持するようにしている。図１６は、図１５の電子源基板保持手段２３の上に保持した電子源基板４５を上から見た平面図（噴射ヘッドは省略）である。

さらに、図１５，図１６よりわかるように、本発明では電子源基板保持手段２３で基板を保持する際に、基板を面で保持するようにしている。つまり、本発明では電子源基板保持手段で基板を保持する際に、基板を垂直やあるいは傾斜をつけて立てかけたりするのではなく、溶液の液滴が付与される面を上向きにして基板をほぼ水平に保持し、かつ電子源基板保持手段２４で基板を保持する際に基板を面で保持し、３００ｍｍ×４５０ｍｍ程度の中画面〜２０００ｍｍ×３０００ｍｍ程度の大画面の画像表示装置に適用するような基板であっても、基板の自重による変形をなくし、高精度な電子源基板４５を製作するようにしているのである。

なお、基板厚さの上限であるが、基板製作コスト上、あるいは基板素材の製作のしやすさ、重量面からの搬送のしやすさ等から、最大１５ｍｍ程度にしておくことが望ましい。

次に、本発明のさらに他の特徴について説明する。本発明では前述のように、電子放出部を形成するのに導電性薄膜材料を含有する溶液を液体噴射によって液滴を空中飛翔させ、基板に付着させて形成する。このような方法によって形成する場合、考慮しなければならないことは、液滴の空中飛翔時の安定性である。

安定した空中飛翔が行われれば、その液滴の付着位置精度も良く、高精度の電子放出源が形成可能となる。一方で、その液滴の付着位置精度が悪ければ、良好な電子放出源は形成できない。そしてその空中飛翔時の安定性は、液滴が空中飛翔するという原理上、空気流等の外乱の影響を受けやすいので、その外乱をシャットアウトするかあるいは安定性が増すような強制力を作用させる、もしくはそれに類する構成とすることによって、空中飛翔時の安定性を確保しなければならない。

本発明は、このような点に鑑み、液滴が空中を飛翔する際の方向性、あるいは液滴が噴射ヘッドから噴出してから基板に付着するまでの距離をどの程度にしたら、安定性が確保でき、高精度な電子放出源が形成できるのかを実験的に見出した。

前述のように、本発明では図３に示したような構成の製造装置で噴射ヘッド１１をキャリッジ走査しながら導電性薄膜材料を含有する溶液を液体噴射によって液滴を空中飛翔させ、基板１４に付着させて電子源基板を製作する。

図３の例は、たまたま製作される電子源基板を水平に配置し、その上にキャリッジに搭載された噴射ヘッド１１を配置し、液滴を上から下へ、ちょうど重力が作用する方向に噴射して形成する場合を示している。この場合には、重力が飛翔する液滴を安定飛翔させるように作用するので、比較的安定した液滴飛翔が行われる。

しかしながら、噴射ヘッド１１の噴射口面から、基板１４までの距離を、遠くにとると液滴が空中を飛翔している時間が長くなり、外乱の影響も受けやすくなり、その距離もある範囲内にしなければならないと考えられる。本発明ではその点に鑑み、そのような場合に、噴射ヘッド１１の噴射口面から基板までの距離をどのくらいにすれば液滴の安定した空中飛翔が得られ、高精度な電子放出源が形成できるのかを実験的に見出した。

以下にその結果を示す。実験は図１５に示したように、形成される電子源基板４５の配置を、ほぼ水平にして、液滴４３を上から下へ噴射させ、噴射ヘッド３３の噴射口面から基板までの距離Ｌを変化させて、液滴の飛翔安定性を調べた。なお、飛翔安定性は直接見ることができないので、液滴飛翔の結果形成される導電性薄膜材料を含有する溶液の液滴の基板上での形状を評価した。

以下に、実際の実験に使用した溶液，噴射ヘッド３３の条件等を示す。使用した溶液は、酢酸パラジウム−トリエタノールアミン水溶液であり、以下のようにして製造したものである。すなわち１００ｇの酢酸パラジウムを２０００ｃｃのイソプロピルアルコールに懸濁させ、さらに４０７ｇのトリエタノールアミンを加え３５℃で１２時間攪拌した。反応終了後、イソプロピルアルコールを蒸発により除去し、固形物にエチルアルコールを加えて溶解，濾過し、濾液から酢酸パラジウム−トリエタノールアミンを再結晶させて得た。このようにして得た酢酸パラジウム−トリエタノールアミン８ｇを３９２ｇの純水に溶解し、実験に使用した（２.０ｗｔ％）。

また、使用した噴射ヘッド３３は、エッジシューター型のサーマルインクジェット方式とし、ノズル径はΦ２６μｍ、発熱体サイズは２６μｍ×１１８μｍ（抵抗値１０１Ω）で、駆動電圧を２４.５Ｖ、パルス幅を６μｓで駆動し、下向きに噴射した場合のジェット初速度として、６ｍ／ｓを得ている。キャリッジ走査速度（Ｘ方向）は、５ｍ／ｓとした。
結果を以下に示す。ここでは噴射ヘッドの噴射口面から基板までの距離Ｌを変えて、液滴噴射し、基板上の素子形成状況を評価したものである。基板上の素子形成状況は、良好に形成できたものを○、溶液の像が流れ気味で素子形状が使用できない程度にまで変形したものを×としている。

以上の結果より、噴射ヘッド３３の噴射口面から電子源基板４５までの距離Ｌを０.１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲にすると良好な素子形成が行えることがわかる。噴射ヘッド３３の噴射口面から基板４５までの距離Ｌが０.０５ｍｍの場合には、良好な素子形成ができなかった。これは噴射ヘッド３３の噴射口面から基板４５までの距離Ｌがあまりにも近すぎるため、液滴が噴射口端面から分離する前に基板４５に到達してしまうためである。

また、噴射ヘッド３３の噴射口面から基板４５までの距離Ｌが１０ｍｍを超えるような場合には、次第に良好な素子形成が行えなくなることがわかる。これは距離Ｌが大きくなることにより、空中飛翔距離が長くなり、その間に外乱の影響を受けやすくなるためである。

次に、本発明のさらに他の特徴について説明する。前述のように本発明では生産性低下を防止するためには、噴射ヘッドを搭載したキャリッジの走査を止めることなく、キャリッジ走査しながら順次溶液の噴射を行うようにしている。その場合、そのキャリッジ走査速度（例えば図３のキャリッジのＸ方向移動速度）は、単に生産性向上だけで決定されるべきではなく、高精度な素子群を形成するという観点からも検討されなければならない。

本発明では、この点に関して鋭意検討した結果、このような導電性薄膜の材料を含有する溶液の噴射を行う場合、その噴射速度を前記キャリッジ走査速度より速くすることが必要であることに気がついた。

このように、吐出ヘッドユニット（噴射ヘッド）１１を基板１４に対して一定の距離を保ちながらＸ，Ｙ方向のキャリッジ走査を行いつつ、導電性薄膜の材料を含有する溶液の噴射を行い、表面伝導型電子放出素子群を形成する場合には、溶液の液滴は前記キャリッジ走査速度と噴射速度の合成ベクトルの速度で基板１４上に付着，形成される。そしてその位置精度については、基板１４と吐出ヘッドユニット（噴射ヘッド）１１の溶液噴射口面の距離と、前記合成ベクトルの速度を考慮し、噴射のタイミングを適宜選ぶことにより、その狙いの位置に液滴を付着させることができる。

しかしながら、たとえ狙いの位置に付着させることができたとしても、もし、前記キャリッジ走査速度が速すぎる場合には、そのキャリッジ走査速度に引きずられて付着液滴が基板１４上で流れ、良好な形状で素子群を形成できなくなる。本発明はこの点について検討したものである。以下に検討結果の１例を示す。この例は、図３のような装置を用い、キャリッジ２のＸ方向走査速度、ならびに吐出ヘッドユニット（噴射ヘッド）１１の噴射速度を変えて、基板１４上で良好な液滴付着が行えるかどうか調べたものである。

なお、使用した溶液は、酢酸パラジウム−トリエタノールアミン水溶液であり、以下のようにして製造したものである。すなわち１００ｇの酢酸パラジウムを２０００ｃｃのイソプロピルアルコールに懸濁させ、さらに４０７ｇのトリエタノールアミンを加え３５℃で１２時間攪拌した。反応終了後、イソプロピルアルコールを蒸発により除去し、固形物にエチルアルコールを加えて溶解，濾過し、濾液から酢酸パラジウム−トリエタノールアミンを再結晶させて得た。このようにして得た酢酸パラジウム−トリエタノールアミン８ｇを３９２ｇの純水に溶解し、実験に使用した（２.０ｗｔ％）。

また、使用したインクジェットヘッドは、エッジシューター型のサーマルインクジェット方式とし、ノズル径はΦ２６μｍ，発熱体サイズは２６μｍ×１１８μｍ（抵抗値１０１Ω）で、駆動電圧を２４Ｖ〜２７Ｖ，パルス幅を６μｓで駆動し、１滴形成のエネルギーを３４μＪ〜４３μＪまで変化させて行った。

結果を以下に示す。ここで、基板上の素子形成状況は、良好に形成できたものを○，溶液の像が流れ気味で素子形状が使用できない程度にまで変形したものを×としている。

以上の結果より、キャリッジのＸ方向走査速度が、噴射速度以上であると、良好な素子が形成できないことがわかる。言い換えるならば、本発明のような装置で、電子源基板を製作する場合、噴射ヘッドから噴射される液滴の速度は、キャリッジのＸ方向走査速度より速くしなければいけないことがわかる。

なお、実験は、図３のように電子源基板を固定し、噴射ヘッドを搭載したキャリッジを移動して行ったが、ここで選られた結果は、必ずしも図３のような製造装置のみに当てはまる話ではなく、図４のように、噴射ヘッドを固定し電子源基板を移動させる場合にも当てはまる。要するに、噴射ヘッドから噴射される液滴の速度は、電子源基板と噴射ヘッドの相対移動速度より速くしなければいけないのである。

次に、本発明のさらに他の特徴について説明する。前述のように本発明では、導電性薄膜の材料を含有する溶液をインクジェットの原理で、ガラス基板やアルミナ等のセラミックス基板に液滴として噴射付与することにより、導電性薄膜による表面伝導型電子放出素子群を形成する。

その際問題となるのが、素子電極２３の間に液滴により形成されるドットの形状である。良好な丸いドットが形成されれば、最終的に形成される電子放出部も高精度に形成でき、良好な表面伝導型電子放出素子群を形成できるが、このドット形状が良好でない場合は、電子放出部も高精度なものが得られない。例えば形成されるドットが、良好な丸いドットとならず微小滴が飛散したような場合は、良好な電子放出部を得ることができない。

一般に、インクジェットプリンタは、紙にインクを液滴として噴射付与し画像を得るが、紙の上に形成されるインク液滴のドットは、インク液滴が紙に付着すると同時に、紙の繊維中に速やかに吸収される。あるいは紙の表面に炭酸カルシウム等を主成分としたインク吸収部材がコートされているため、インク液滴が紙に付着すると同時にこのインク吸収部材に速やかに吸収されるようになっている。よって、先に形成されたドットに後続のドットが付着衝突しても、先のドットのインクはすでに紙に吸収されているので、衝突による微小インクの飛び散りはほとんど問題になることなく、また良好な丸いドットが得られ、高画質な印字品質が得られる。

一方、本発明はインクジェットの原理で液滴を噴射付与するが、紙に液滴を付与するのではなく、ガラス基板やアルミナ等のセラミックス基板に液滴を付与する。よって付与された液滴は、インクジェットプリンタで紙に印字される場合と異なり、液滴が基板に衝突後瞬時に基板に吸収されるわけではなく、基板面に半球状（よりややフラットな形状ではあるが）に残っており、これに後続のドットが付着衝突することにより、微小液滴の飛散，飛び散りが発生し、良好な電子放出部形成を阻害することがある。ここがインクジェットプリンタと本発明の違いである。

つまり、本発明のように、ガラス基板やアルミナ等のセラミックス基板に液滴を付与する場合は、インクジェットプリンタによって紙にインク滴を噴射付与する場合と違い、条件を選ばないと液滴は基板面に衝突した場合に、微小液滴に飛散し良好な丸いドットが得られない場合があり、電子放出部を得ることができないことがある。本発明はこの点に鑑み、液滴が基板面に衝突し、ドットを形成する際に微小液滴に飛散することなく良好な丸いドットが形成される条件を実験的に見出したものである。以下にその結果を示す。

実験は、導電性薄膜の材料を含有する溶液をインクジェットの原理で、表面を鏡面研摩した石英ガラス基板に噴射付与し、噴射時の液滴の噴射速度を変え、ドット形成状況（ドット着弾位置精度や形成されたドット形状）、微小液滴飛散状況（メインのドットのまわりに飛散した微小液滴の飛散状況）を調べたものである。

なお、このような液滴およびドットを形成するための具体的な条件は以下のとおりである。使用した溶液は、酢酸パラジウム−トリエタノールアミン水溶液であり、以下のようにして製造したものである。すなわち１００ｇの酢酸パラジウムを２０００ｃｃのイソプロピルアルコールに懸濁させ、さらに４０７ｇのトリエタノールアミンを加え３５℃で１２時間攪拌した。反応終了後、イソプロピルアルコールを蒸発により除去し、固形物にエチルアルコールを加えて溶解，濾過し，濾液から酢酸パラジウム−トリエタノールアミンを再結晶させて得た。このようにして得た酢酸パラジウム−トリエタノールアミン２ｇを９８ｇの純水に溶解し、溶液とした（２.０ｗｔ％）。

なお、使用した噴射ヘッドは、エッジシューター型のサーマルインクジェット方式と同等の構造（ただしインクではなく、上記溶液を使用）とし、ノズル径はΦ２５μｍ，発熱体サイズは２５μｍ×９０μｍ（抵抗値１１８Ω）のものを使用した。そして、駆動電圧を２０〜２４Ｖ，パルス幅を５〜７μｓの範囲で適宜選び、噴射する液滴の噴射速度を、０.５〜１２ｍ／ｓの範囲で変化させ、それぞれの場合の液滴の着弾位置精度、ドット形状，微小液滴飛散状況を調べた。なおこの時のキャリッジ走査速度は０.３ｍ／ｓとした。結果を以下に示す。

ここで、着弾位置精度の○は狙いの位置に対して１／２ドット径以内の場合、×はそれ以上の場合である。なおその場合、今回は１〜５ドット径まで変化していた（実験Ｎｏ.１〜３）。ドット形状については、○は良好な丸いドット形状が得られたものである。全般的におおむね良好な丸い形状が得られたが、官能検査でやや丸形状がいびつに感じられたものを△とした。微小液滴飛散状況は、微小液滴飛散が生じなかったものを○、微小液滴飛散が生じたもの（メインのドットの周辺に小さい飛び散りが発生したもの）を×とした。

以上の結果より、着弾位置精度，ドット形状，微小液滴飛散状況から判断して、良好なドットを得るために、液滴の噴射速度を３〜１０ｍ／ｓにする必要があることがわかる。つまり、液滴の噴射速度をこの範囲内にすることにより、噴射が安定し着弾位置精度が向上するとともに、先に付着しているドットに後から付着する液滴が、適切な飛翔速度で衝突するので、不必要な液滴ミストが発生して、周辺に付着するということがなく、非常に高精度な表面伝導型電子放出素子のパターンが形成でき、その電子放出素子特性も各素子間でバラツキのない良好なものが得られるようになる。

次に、本発明のさらに他の特徴について説明する。前述の図５（Ｂ）では、素子電極４２の間に液滴４３を１滴付着させるようなイメージを示した。そして電子放出部も丸いイメージで示した（図５（Ｂ）では液滴着弾位置４４として丸いイメージを示した。）。つまりそれほど精度を要求しないような電子放出素子を形成するのであれば、素子電極４２の間に大きな１滴の液滴により大きな１つのドットでこの電子放出部を形成すればよい。たとえば、素子電極４２の距離が５〜１０ｍｍであり、１滴によるドット径もΦ８〜１５ｍｍ程度の場合には、１滴付着させて電子放出部を形成すればよい。この場合、それほど高精度の電子放出素子は望めないが、単に電子放出ができればよいという程度のものであればこの方が効率よくできる（図１７）。なお、図１７においてＤＰはドットパターンである。

しかしながら、より高精度の電子放出素子を形成するには、この電子放出部は複数滴によって形成し、その輪郭がなめらかになるように形成すればよい。
１つの好適な例をあげると、前述の素子電極４２の距離は１４０μｍである。そして１滴だけ単独に付着させた場合のドット径は約Φ１８０μｍである（図１７）。

次に、４滴の液滴をこの素子電極４２の１４０μｍ間を埋めるパターンを形成するように打ち込むようにした例を示す（図１８）。この例の場合のように４滴のドットパターンＤＰを重ねて付着させた場合の１つのドット径は約Φ６５μｍである。
つまり、生産性あるいは目的とする電子放出素子の精度によって、大きな１滴だけによってこの素子電極４２の間を埋める、あるいは小さな複数滴（この場合４滴）の液滴により高精度なドットパターンＤＰを形成するかを、適宜選べばよい。なおこのような液滴およびドットを形成するための具体的な条件を以下に示す。

使用した溶液は、酢酸パラジウム−トリエタノールアミン水溶液であり、以下のようにして製造したものである。すなわち１５０ｇの酢酸パラジウムを３０００ｃｃのイソプロピルアルコールに懸濁させ、さらに６１０.５ｇのトリエタノールアミンを加え３５℃で１２時間攪拌した。反応終了後、イソプロピルアルコールを蒸発により除去し、固形物にエチルアルコールを加えて溶解，濾過し、濾液から酢酸パラジウム−トリエタノールアミンを再結晶させて得た。このようにして得た酢酸パラジウム−トリエタノールアミン４ｇを９６ｇの純水に溶解し、溶液とした（４.０ｗｔ％）。

また、使用した噴射ヘッドは、エッジシューター型のサーマルインクジェット方式と同等の構造（ただしインクではなく、上記溶液を使用）とした。図１８に示したようなドットパターンＤＰにおける１つのドット径が約Φ６５μｍとなるようにした場合の噴射ヘッドは、ノズル径はΦ２８μｍ，発熱体サイズは２８μｍ×９０μｍ（抵抗値１２１Ω）で、駆動電圧を２４.６Ｖ，パルス幅を６μｓ，駆動周波数を１０ｋＨｚで駆動し、１滴形成のエネルギーを約３０μＪとし、その時の液滴の噴射速度は約７ｍ／ｓであった。

なお、以上の溶液および噴射の条件は、素子電極４２の距離が１４０μｍであり、そこに４滴付着させる場合の１例であり、本発明はこの条件に限定されるものではない。例えば、図１９は同様に素子電極４２の距離が１４０μｍであるが、５滴×２列＝１０滴付着させて電子放出素子を形成する場合である。この例ではドット径は約Φ４５μｍである。この場合、使用する噴射ヘッドはノズル径が、Φ２０μｍのものが使用され、またそれに対応して、発熱体サイズは２０μｍ×６０μｍ（抵抗値１０２Ω）としたものであり、駆動電圧を１３.５Ｖ，パルス幅を４μｓ，駆動周波数を１６ｋＨｚで駆動し、１滴形成のエネルギーを約７.１μＪとして液滴を噴射させた。そしてその時の液滴の噴射速度は約６ｍ／ｓであった。

また、素子電極４２の距離も１４０μｍに限定されるものではなく、より高精細な画像表示装置を製作するには電子源基板の電子放出素子も高密度に配列させる必要があり、例えば素子電極４２の距離が５０μｍであるような場合もある。その場合も使用する噴射ヘッドは、上記のようなノズル径がΦ２０μｍのものおよび発熱体サイズ，駆動条件等もそれに準じて適宜選ばれる。

つまり、本発明では、素子電極４２の距離および要求される電子放出素子の精度に応じ、付着させる液滴数は、１〜３０滴程度まで適宜選択し、最適な条件で電子放出素子を形成するのであり、特別な条件に限定されるものではない。なお、付着させる液滴数は使用する噴射ヘッドのノズル径にも依存するが、最大３０滴程度にとどめておくことが、生産性の面から望ましい（より微小な滴をより多く付着させることも可能であるが、生産性が低下しコスト面で不利になる）。

次に、本発明のさらに他の特徴について説明する。前述の例であげた素子電極４２の距離は１４０μｍである。そして１滴だけ単独に付着させた場合のドット径は約Φ１８０μｍである。この場合、本発明では１０滴の液滴をこの素子電極２３の１４０μｍ間を埋めるドットパターンＤＰを形成するように打ち込むようにしている（図１９）。なお図１９では、各ドットの重なり具合を示すために、各ドットは輪郭線で示している。

つまり、大きな１滴だけによってこの素子電極４２の１４０μｍ間を埋める（図１７）というラフな方法ではなく、小さな複数滴（この場合１０滴）の液滴により高精度なパターンを形成し、高精度な電子放出素子を形成している（図１９）。この例の場合のように１０滴のドットパターンを重ねて付着させた場合の１つのドット径は約Φ４５μｍである。

今、この例では、斜め方向の隣接ドットの外周が互いに接するように打ち込まれている。別の表現をするならば、直交する２方向の隣接ドットにおいて、直交する２方向の中心間距離ｌｘ，ｌｙ（図１９参照）が、ドットの直径の１／√２倍となるようにしている。この条件は、複数滴のドットを打ち込んだ際に、下地がすべてドットによって被覆される限界の条件である。

つまり、本発明では、直交する２方向の隣接ドットにおいて、直交する２方向の中心間距離ｌｘ，ｌｙが、ドットの直径の１／√２倍以内となるようにし、複数滴のドットを打ち込んだ際に、下地がすべてドットによって被覆されるようにし、下地が露出しないようにしているのである。

このように下地が露出しないようにして、電子放出素子部を形成すると、導電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴がすべて電子放出素子部をカバーするために，品質の安定した電子放出素子部が形成できるとともに、複数滴のドットを重ねて打ち込むためにパターンもなめらかになり、高精度の電子放出素子部形成することができる。

なお、このような液滴およびドットを形成するための具体的な条件を以下に示す。
使用した溶液は、酢酸パラジウム−トリエタノールアミン水溶液であり、以下のようにして製造したものである。すなわち５０ｇの酢酸パラジウムを１０００ｃｃのイソプロピルアルコールに懸濁させ、さらに２０３.５ｇのトリエタノールアミンを加え３５℃で１２時間攪拌した。反応終了後、イソプロピルアルコールを蒸発により除去し、固形物にエチルアルコールを加えて溶解，濾過し、濾液から酢酸パラジウム−トリエタノールアミンを再結晶させて得た。このようにして得た酢酸パラジウム−トリエタノールアミン４ｇを１９６ｇの純水に溶解し、溶液とした（２.０ｗｔ％）。

また、使用した噴射ヘッドは、エッジシューター型のサーマルインクジェット方式と同等の構造（ただしインクではなく、上記溶液を使用）とした。図１７に示したような１つのドット径が約Φ４５μｍとなるようにした場合の噴射ヘッドは、ノズル径はΦ２０μｍ，発熱体サイズは２０μｍ×６０μｍ（抵抗値１０２Ω）で、駆動電圧を１３.５Ｖ，パルス幅を４μｓで駆動し、１滴形成のエネルギーを約７.１μＪとし、その時の液滴の噴射速度は約６ｍ／ｓであった。

なお、以上の溶液および噴射の条件は、素子電極４２の距離が１４０μｍであり、そこに１０滴付着させる場合の１例であり、本発明はこの条件に限定されるものではない。つまり１０滴に限らずもっと多くの滴数としてもよいし、また、図１９に示したように５滴×２列というように２列に限定されるものでもなく、３列，４列であってもよい。

また、素子電極４２の距離も１４０μｍに限定されるものではなく、より高精細な画像表示装置を製作するには電子源基板の電子放出素子も高密度に配列させる必要があり、例えば素子電極４２の距離が５０μｍであるような場合もある。その場合も使用する噴射ヘッドは、上記のようなノズル径がΦ２０μｍのものおよび発熱体サイズ、駆動条件等もそれに準じて適宜選ばれる。

つまり、本発明では、素子電極４２の距離および要求される電子放出素子の精度に応じ、付着させる液滴数は、２〜３０滴程度まで適宜選択し、最適な条件で電子放出素子を形成するのであり、特別な条件に限定されるものではない。要は、直交する２方向の隣接ドットにおいて、直交する２方向の中心間距離ｌｘ，ｌｙが、ドットの直径の１／√２倍以内となるようにし、複数滴のドットを打ち込んだ際に、下地がすべてドットによって被覆されるようにし、下地が露出しないようにすることがポイントである。

次に、本発明に使用する噴射ヘッドについて図２０を用いて説明する。ここでは噴射ヘッドのノズル数を４個とした例を示している。この噴射ヘッドは、発熱体基板１０２と蓋基板１０３とを接合させることにより形成されており、発熱体基板１０２は、シリコン基板１０４上にウエハプロセスによって個別電極１０５と共通電極１０６とエネルギー作用部である発熱体１０７とを形成することによって構成されている。

一方、前記蓋基板１０３には、導電性薄膜となる元素あるいは化合物を含有する溶液が導入される流路を形成するための溝１０８と、流路に導入される前記溶液を収容する共通液室（図示せず）を形成するための凹部領域１０９とが形成されており、これらの発熱体基板１０２と蓋基板１０３とを図２０に示すように接合させることにより、前記流路及び前記共通液室が形成される。なお、発熱体基板１０２と蓋基板１０３とを接合させた状態においては、前記流路の底面部に前記発熱体１０７が位置し、流路の端部にはこれらの流路に導入された溶液の一部を液滴として吐出させるための前記ノズル１０１が形成されている。また、前記蓋基板１０３には、供給手段（図示せず）によって前記供給液室内に溶液を供給するための溶液流入口１１０が形成されている。

この例では、４ノズルの噴射ヘッドを示しているが、このようなマルチノズル型の噴射ヘッドを用いると大変効率的に電子放出素子を形成することができる。なおこの例では４ノズルの噴射ヘッドを示しているが、必ずしも４ノズルに限定されるものではなく、ノズル数が多ければ多いほど電子放出素子の形成が効率的になることはいうまでもない。ただし、単純に多くすればよいということではなく、多くすれば噴射ヘッドも高価になり、また噴射ノズルの目詰まりによる確率も高くなるので、それらも考慮し装置全体のバランス（装置コストと電子放出素子の製作効率のバランス）を考えて決められる。

また、ノズル数だけではなく、ノズル列配列長さ（噴射ヘッドの有効噴射幅）についても、同様の考えが必要である。すなわち、単純にノズル列配列長さ（噴射ヘッドの有効噴射幅）を多くすればよいということではなく、これも装置全体のバランス（装置コストと電子放出素子の製作効率のバランス）を考えて決められる。

１例をあげると、本発明では、マルチノズルのノズル列配列長さ（噴射ヘッドの有効噴射幅）は、素子電極４２間距離と同等もしくはそれより大となるようにノズルの数およびその配列密度を決めている。ただしここで、それより大となるようにするというのは、無制限に大ということではなく、素子電極４２間距離より少し大ということである。つまり本発明の基本的な考え方は、素子電極４２間距離と同等のノズル列配列長さ（噴射ヘッドの有効噴射幅）を確保した噴射ヘッドとすることにより、噴射ヘッドのコストを最小限におさえ、かつ素子電極４２間距離と同等のノズル列配列長さ（噴射ヘッドの有効噴射幅）とすることにより、効率的に電子放出素子を製作しようというものである。
より具体的な数値を、上記のように４滴の液滴を素子電極４２の１４０μｍ間を埋めるパターンを形成するように打ち込む場合で説明する。

この場合、本発明では図２０に示した４ノズルのノズル列配列長さ（噴射ヘッドの有効噴射幅、言い換えるならば、両端ノズル間距離）は、約１２７μｍ（素子電極２３の１４０μｍ間とほぼ同等の長さとみなせる）とされ、各ノズル間距離は約４２.３μｍとしている。つまりこの場合、いわゆるインクジェットプリンタでいうところの６００ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）相当のノズル配列密度をもつ噴射ヘッドを使用したものである。

なお、以上は図２０に示した４ノズルの噴射ヘッドで説明したが、各ノズル間距離が約４２.３μｍの６ノズルの噴射ヘッドとすることも考えられる。この場合、６ノズルのノズル列配列長さ（噴射ヘッドの有効噴射幅、言い換えるならば、両端ノズル間距離）は、約２１２μｍ（素子電極２３の１４０μｍ間より大とみなせる）とされ、素子電極４２間距離をノズル列配列長さが余裕をもってカバーし、効率的に電子放出素子を製作することができる。

次に、本発明の特徴について図２１を用いて説明する。図２１（Ａ）は、電子放出素子群を形成した電子源基板の平面図、図２１（Ｂ）は電子放出素子の拡大図、図２１（Ｃ）は本実施例の電子放出素子の形成に好適な４ノズル噴射ヘッドの側面図である。前述（図３，図４）のように本発明では、噴射ヘッドは基板１４（電子源基板４５）と相対移動を行いながら、液滴を付与して、電子放出素子群を形成する。図２１は電子源基板４５に形成された素子電極４２およびその素子電極４２間に縦方向（副走査方向）に４滴の液滴付与によって形成された電子放出素子群を示すとともに、噴射ヘッドをノズル１０１の形成面から見た図で示している。横方向はここでは主走査方向Ｍと定義する。

説明を簡略化するために、今ここでは、噴射ヘッドと基板１４（電子源基板４５）の相対移動を図３の場合のように基板１４の前面に置かれ、キャリッジ搭載された噴射ヘッドが主走査方向ならびに副走査方向に移動しながら液滴を付与して、電子放出素子群を形成する場合の例で説明する。

前述のように、図２１では、素子電極４２間に縦方向（副走査方向）に４滴の液滴付与によって形成された電子放出素子群を示しているが、本発明ではこのような基板１４（電子源基板４５）に電子放出素子群を形成するだけではなく、それ以外のパターンも同様の噴射ヘッドを利用して形成しようとするものである。

そのため、図２１に示したように、領域Ｘ，領域Ｙはそれぞれ主走査方向Ｍならびに副走査方向Ｓの電子放出素子群形成領域であるが、それら以外に領域Ｘａ，領域Ｘｂ，領域Ｙａ，領域Ｙｂという具合に、電子放出素子群形成領域の外側にも少しスペースを設け、キャリッジ搭載された噴射ヘッドが主走査方向ならびに副走査方向に移動しながら液滴を付与する場合も、これら領域Ｘａ，領域Ｘｂ，領域Ｙａ，領域Ｙｂまでもキャリッジ走査が可能であるようにし、さらにそれらの領域においても、電子放出素子群を形成するために噴射する溶液と同じ溶液を噴射付与できるような電子源基板製作装置としている。また使用する基板１４（電子源基板４５）も電子放出素子群を形成するだけではなく、電子放出素子群形成領域の外側にも少しスペースを設けたような基板としている。

このような電子源基板製作装置ならびに基板とすることにより、噴射ヘッドは単に電子放出素子群を形成するためのパターン形成だけではなく、それ以外のパターン形成も行うことが可能となる。例えば、各基板ごとに他の基板と区別するためのパターン形成なども行うことができる。より具体的な１例として、図２１では“１２３”と示したが、製造番号や製造年月日などを噴射ヘッドによって１枚１枚の基板に形成することができる。なおいうまでもないが、このような数字、文字に限らず、１枚１枚を区別する、もしくは複数枚ずつを区別するためものであれば、記号，図柄のようなものでもよい。

通常、このような製造番号などは、完成した部品ユニットに銘板を貼ったり、刻印したりしているが、本発明のように非常に高精度で、清浄度が要求されるような部品ユニット（電子源放出基板）の製作においては、後で銘板を貼ったり、刻印したりといった工程がはいると、その作業時の汚染あるいは空気中の塵埃等による汚染によって、電子源放出基板の本来の性能が維持できなくなることがある。しかしながら本発明では、電子放出素子群を形成する際に同時にこのような製造番号などを付与できるので、電子放出素子群を形成する環境と同じ環境（通常、クラス１００〜１０００程度のクリーンルーム）を維持したままこのような工程（製造番号などの付与工程）を行うことができるので、製造される電子源基板は汚染等の問題もなく、非常に高性能な電子源基板が製作できる。また、従来のように後から別の装置で刻印したりする必要もないため、非常に効率がよく製造コストも下げることができる。

次に、本発明の他の特徴について説明する。図２２は前述の図２１と同様に、素子電極４２間に縦方向（副走査方向）に４滴の液滴付与によって形成された電子放出素子群を示しているが、この例では電子放出素子群形成領域である領域Ｘ，領域Ｙ以外の領域Ｘａ，領域Ｘｂ，領域Ｙａ，領域Ｙｂ，つまり電子放出素子群形成領域の外側にも少しスペースを設け、そこにも、同様な複数対の素子電極を形成するとともに、その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噴射付与することにより、電子放出素子と同様の素子電極および導電性薄膜のパターンを形成したものである。この例では４ヵ所に設けた例を示している。

このように電子放出素子群形成領域の外側に電子放出素子と同様の素子電極および導電性薄膜のパターンを形成することの理由は、後述のフォーミング処理によって、電子放出部を形成した際の素子の機能等のチェックをこのパターンを使って行うためである。形成された電子放出素子を全数チェックすれば確実ではあるが、それには非常に時間がかかり、コスト的に大変高いものとなってしまう。しかしながら本発明では、このようなチェック専用のパターンを設け、素子の全数チェックを行うのではなく、このパターンを用いてチェックを行うので、短時間にチェックが終了する。チェックするものは、例えば通電フォーミング処理終了後のパターンの電極間に電圧印加した場合に流れる電流である。

なお、この例では、チェック用のパターンも電子放出素子群と同じ素子の例として説明したが、必ずしも全く同じにする必要はなく、チェック専用のパターンとして、簡略化した形状のパターンであっても良い。

また、その数も必ずしも４個にする必要はない。ただし、ある１ヵ所のみにチェックパターンを形成してチェックするよりは、この例のように４隅にそのようなチェックパターンを形成しておいてチェックした方が、大面積の基板の性能チェックには有利である。特に２００ｍｍ×２００ｍｍ程度より小さい電子源基板の場合は１ヵ所でもよいが、それより大きいものに関しては、広範囲にわたる基板全体の一定の品質を確保するうえで、複数個のチェック用パターンを分散して配置することが望ましい。なぜならそもそもこのようなチェックパターンを設ける目的は、広範囲に製作した複数個の素子が、場所によらず均一にできているかどうかをチェックするためだからである。

以上の説明より明らかなように、本発明の電子源基板は、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噴射付与され製作されるが、電子源基板は表面伝導型電子放出素子群が形成される領域よりも少し大きく構成され、その領域の外側にも、このような溶液の液滴を噴射付与し、いろいろなパターンを形成可能とした基板であり、またそれを製作する装置も、その領域の外側にも溶液の液滴噴射付与ができるようにした製作装置である。

また、上述の通り、本発明の電子源基板においては、その基板の表面（表面伝導型電子放出素子群を形成する面）および裏面の表面粗さを上記のような値、あるいは表面と裏面の関係とすることにより、良好な表面伝導型電子放出素子群を低コストで形成でき、しかも、製造効率すなわち製造歩留まりを上げることが可能となる。

以上の説明より明らかなように、本発明の電子源基板は、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噴射付与され製作されるが、その後、本発明では以下に説明するようなフォーミング処理によって、電子放出部５を形成する（図１，図２参照）。

図１に示すように、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，材料等、あるいは、フォーミング処理条件等に依存したものとなる。電子放出部５の内部には、１０００Å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。

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図２を用いて説明する。対の素子電極２，３間に図示していない電源を接続して電圧を印加して通電を行うと、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り、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る。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２４に示す。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２４（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２４（Ｂ））とがある。まずパルス波高値が一定電圧とした場合（図２４（Ａ））について説明する。
図２４（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１μｓ乃至１０ｍｓ、Ｔ２を１０μｓ乃至１００ｍｓ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する。上述の条件のもと、例えば、数秒乃至数十分間対の素子電極２，３間に電圧を印加する。パルス波形は三角波に限定するものではなく、矩形波など任意の波形を用いても良い。
図２４（Ｂ）におけるＴ１およびＴ２は、図２４（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ボルトステップ程度ずつ増加させる。

通電フォーミング処理の終了は、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。たとえば、０.１Ｖ程度の電圧を対の素子電極２，３間に印加することにより流れる素子電流を測定し、抵抗値を求めて、１ＭΩ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。
通電フォーミングを終了した電子放出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。

活性化工程は、たとえば、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。前記雰囲気は、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排気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封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、前述の適用の形態、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Ｃ_nＨ_2n+2で表される飽和炭化水素、エチレン，プロピレンなどＣ_nＨ_2n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，プロピオン酸等が使用できる。前述の活性化工程により雰囲気に存在する有機物質から炭素あるいは炭素化合物が電子放出素子上に堆積し、素子電流Ｉｆ，放出電流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。

前述の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５００Å以下にするのが好ましく、より好ましくは３００Å以下である。

上述のごとく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。該安定化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^-10Ｔｏｒｒ以下で行うのが良い。真空容器内の圧力は、１０^-6乃至１０^-7Ｔｏｒｒ以下が好ましく、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、真空容器全体を加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。加熱状態での真空排気条件は、８０乃至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乃至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。上述の安定化工程を経た後の電子放出素子駆動時の雰囲気は、上述の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。上述のごとき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。

次に、本発明の画像表示装置について述べる。
画像表示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。
まず、並列に配置した多数の電子放出素子の個々の素子電極毎に共通配線で接続した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）で電子放出素子の上方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素子電極の一方を、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素子電極の他方を、Ｙ方向の配線に共通に接続するものが挙げられる。後者は、所謂、単純マトリックス配置である。

まず、単純マトリックス配置について以下に詳述する。本発明の電子放出素子を複数個マトリックス状に配置して得られる電子源基板について、図７を用いて説明する。図７において、４５は電子源基板、５１はＸ方向配線、５２はＹ方向配線、５３は表面伝導型電子放出素子、５４は結線である。ｍ本のＸ方向配線５１は、Ｄｘ１，Ｄｘ２，・・・・・・Ｄｘｍからなり、Ｙ方向配線５２はＤｙ１，Ｄｙ２，・・・・・・Ｄｙｎのｎ本の配線よりなる（ｍ，ｎは共に正の整数）。また、多数の表面伝導型素子５３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５１とｎ本のＹ方向配線５２間は図示していない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。

層間絶縁層（図示していない）はＸ方向配線５１を形成した電子源基板４５の全面域または一部の所望の領域に形成される。Ｘ方向配線５１とＹ方向配線５２はそれぞれ外部端子として引き出される。更に、表面伝導型電子放出素子５３の対の素子電極（図示していない）のそれぞれがｍ本のＸ方向配線５１およびｎ本のＹ方向配線５２と結線５４によって電気的に接続されている。配線５１と配線５２を構成する材料、結線５４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、前述の対の素子電極の材料より適宜選択される。対の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、対の素子電極に接続した配線も素子電極ということができる。

Ｘ方向配線５１は、Ｘ方向に配列する表面伝導型電子放出素子５３の行を入力信号に応じて走査するために走査信号を印加する走査信号発生手段（図示していない）と電気的に接続されている。一方、Ｙ方向配線５２は、Ｙ方向に配列する表面伝導型電子放出素子５３の各列を入力信号に応じて変調するために変調信号を印加する変調信号発生手段（図示していない）と電気的に接続されている。表面伝導型電子放出素子５３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前記走査信号と前記変調信号の差電圧として供給される。これにより、単純なマトリックス配線だけで個別の電子放出素子を選択して独立に駆動可能になる。

次に、上述の単純マトリックス配置の電子源基板を用いた画像表示装置について、図２６，図２７および図２８を用いて説明する。図２６は画像表示装置の表示パネルの基本構成図であり、図２７はこれに用いられる蛍光膜を示す。図２８はＮＴＳＣ方式のテレビ信号に応じて表示を行う画像表示装置の駆動回路とともに、該画像表示装置を示すブロック図である。

図２６において、４５は電子放出素子５３を基板上に作製した電子源基板、６１は電子源基板４５を固定したリアプレート、６６はガラス基板６３の内面に蛍光膜６４とメタルバック６５等が形成されたフェースプレート、６２は支持枠であり、リアプレート６１、支持枠６２およびフェースプレート６６に、フリットガラス等を塗布し、大気中あるいは窒素中で４００乃至５００度で１０分以上焼成することで封着して外囲器６８を構成する。電子放出素子５３の構造は図１に模式的に示している。５１，５２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。
なお、ここで使用するフェースプレート６６を構成するガラス基板６３においても、前述の電子源基板製作時と同様に作業者が不慮の事故により、怪我などをしないようにする必要がある。

本発明では、このガラス基板６３においても、基板の表面とその表面に垂直方向の厚さ方向の面とが交差する稜線領域に面取りを施したガラス基板であるようにした。またその基板の裏面についても同様である。さらに直角を形成する２つの面取りを施した稜線領域の直角部にも面取りを施すようにする点についても同様である。

ここでは、新たな図は示さないが、図１２〜図１４の電子源基板製作用の基板の図はそのまま、ここでのフェースプレート６６を構成するガラス基板６３に適用される。つまり、上記説明はそのまま図１２〜図１４において、電子源基板製作用の基板に本発明のフェースプレート６６を構成するガラス基板６３を置き換えて理解すればよい。

以上の説明より明らかなように、本発明では、フェースプレート６６を構成するガラス基板６３においても、前述の電子源基板製作時と同様に作業者が不慮の事故により、怪我などをすることが皆無となった。また、面取りされた２つ（縦方向と横方向）の稜線部分が直角をなす部分にも面取りを施したので、作業者が電子源基板製作時（基板搬送時，交換時，製造装置への装着時等）に、その直角部でけがをしたりするという不慮の事故も皆無となり、さらに、その直角部があらかじめ面取りされているので、全く面取りされていない状態でとがっている状態のものより、その直角部が何かにぶつかった場合に破損しにくく、フェースプレート６６を構成するガラス基板６３の製作の歩留まりも向上した。

また、このような面取り加工法も、電子源基板製作時と同様の手法が用いられる。また面取りされた加工部分の表面粗さであるが、これもフェースプレート６６を構成するガラス基板６３の表裏の表面粗さより粗い表面粗さとされ、例えば０.５ｓ〜５ｓとされ、ガラス基板６３の表裏の表面粗さが鏡面加工されるのに対して、面取り部はそこまで高い表面精度とする必要がなく、加工コストの低減を実現している。

外囲器６８は、上述の如くフェースプレート６６、支持枠６２、リアプレート６１で構成したが、リアプレート６１は主に電子源基板４５の強度を補強する目的で設けられる。電子源基板４５自体で十分な強度を持つ場合は別体のリアプレート６１は不要であり、電子源基板４５に直接支持枠６２を封着し、フェースプレート６６、支持枠６２、電子源基板４５にて外囲器６８を構成しても良い。

しかしながら、フェースプレート６６は、電子源基板４５のようにリアプレート６１によって強度補強することができないので、それ自体が十分な強度を持つようにしなければならない。一つの選択肢は、フェースプレート８６に用いるガラス基板６３を、電子源基板４５よりも厚くし、電子源基板４５のようにリアプレート６１によって強度補強しなくても、ガラス基板６３の自重によってたわみが生じないようにすることである。
他の選択肢は、フェースプレート６６に用いるガラス基板６３を、前述のような強化ガラスあるいは半強化ガラスとすることがあげられる。

一般に、青板ガラスなどは、５００ｋｇ／ｃｍ²程度の湾曲強度をもっているが、いわゆる風冷強化法と呼ばれるガラスの強化手段によって、１５００ｋｇ／ｃｍ²程度の湾曲強度をもつ強化ガラスとすることができる。その際、通常４ｍｍ〜１５ｍｍの厚さのものまでこの手法によって上記のような１５００ｋｇ／ｃｍ²程度の湾曲強度をもつものとすることができる。厚さが３ｍｍ以下の場合には、風冷強化法では、上記のような１５００ｋｇ／ｃｍ²という湾曲強度をもたせることはできないが、半強化ガラスとすることは可能である。なお、ガラスの強化法として、風冷強化法をあげたが、ガラス表面のイオンを置換することによって表面に圧縮歪みを与える化学強化法も有効な手段である。

また、さらにはフェースプレート６６、リアプレート６１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６８にすることもできる。

図２７は、蛍光膜を示す模式図である。蛍光膜はモノクロームの場合は蛍光体７２のみからなるが、カラーの蛍光膜の場合は、蛍光体７２の配列によりブラックストライプ（図２７（Ａ））あるいはブラックマトリックス（図２７（Ｂ））などと呼ばれる黒色導電材７１とで構成される。ブラックストライプ、ブラックマトリッ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７２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、蛍光体７２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。黒色導電材７１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。

本発明では、上記のようなマトリックス化された蛍光体７２のストライプの方向、あるいはマトリックスの互いに直交する２方向を、前述の電子放出素子５３群の互いに直交する２方向とそれぞれが互いに平行になるようにし、かつ各電子放出素子５３に蛍光体７２が一致するように位置決め、積層して、画像表示装置を構成している。上述の構成の画像表示装置は、電子放出素子５３と蛍光体７２の互いのマトリックスの方向およびそれらの位置が一致するので、非常に高画質な画像表示装置を実現できる。

ガラス基板６３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６４の内面側には、図２６に示すように、通常メタルバック６５が設けられる。メタルバック６５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６６側へ鏡面反射することにより輝度を向上させること、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６８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７２の保護等の役割を有する。メタルバック６５は蛍光膜６４の作製後、蛍光膜６４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、アルミニウムを真空蒸着等で堆積することで作製できる。
フェースプレート６６には、更に蛍光膜６４の導電性を高めるため、蛍光膜６４の外面側に透明電極（図示していない）を設けてもよい。

前述の封着を行う際、カラーの場合は各色蛍光体７２と電子放出素子５３との位置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。本発明では、前述のように、電子放出素子５３に対向する位置に蛍光体７２を配置するとともに、それぞれのマトリックスの互いに直交する２方向とがそれぞれ互いに平行している。上述の構成の高精度な画像表示装置を得るためには、蛍光体基板も、本発明の電子源基板と同様な位置決め手法をとることが望ましい。

図２６に示した画像表示装置は、具体的には以下により製造される。
外囲器６８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排気管（図示していない）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６８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。ゲッター処理は外囲器６８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６８内の所定の位置（図示していない）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。ゲッターは通常バリウム等が主成分であり、蒸着膜の吸着作用により、例えば１×１０^-5Ｔｏｒｒないし１×１０^-7Ｔｏｒｒの真空度を維持するものである。

次に、単純マトリックス配置型基板を有する電子源基板を用いて構成したこの表示パネルを駆動してＮＴＳＣ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２８を用いて説明する。図２８において、８１は画像表示パネル、８２は走査回路、８３は制御回路、８４はシフトレジスタ、８５はラインメモリ、８６は同期信号分離回路、８７は変調信号発生器、ＶｘおよびＶａは直流電圧源である。

以下、各部の機能を説明する。まず、表示パネル８１は端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍ，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８１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ッ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スイッチング素子Ｓ１ないしＳｍを介して直流電圧源Ｖｘより印加される。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変調信号発生器８７より印加される。また高圧端子Ｈｖには直流電圧源Ｖａより、例えば１０ｋＶ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。

次に、走査回路８２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２８において、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前記直流電圧源Ｖｘの出力電圧もしくは０Ｖ（グランドレベル）のいずれか一方を選択し、表示パネル８１の端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍと電気的に接続するものである。前記Ｓ１ないしＳｍの各スイッチング素子は制御回路８３が出力する制御信号Ｔｓｃａｎに基づいて動作するものであるが、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５３の特性（電子放出しきい値電圧）に基づき、走査されていない電子放出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になるが、走査された電子放出素子に印加される駆動電圧は前記変調信号に応じて電子放出しきい値以上となる一定電圧を出力するように設定されている。

制御回路８３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。後述する同期信号分離回路８６より送られる同期信号Ｔｓｙｎｃに基づいて各部に対してＴｓｃａｎ、ＴｓｆｔおよびＴｍｒｙの各制御信号を発生する。
同期信号分離回路８６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。同期信号分離回路８６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１０に示した。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８４に入力される。

シフトレジスタ８４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８３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８４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８４よりラインメモリ８５へ出力される。
ラインメモリ８５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８３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Ｉｄ’１ないしＩｄ’ｎとして出力され、変調信号発生器８７に入力される。

変調信号発生器８７は前記画像データＩｄ’１ないしＩｄ’ｎ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８１内の表面伝導型電子放出素子に印加される。

前述のように、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、該電子放出素子の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いく。なお、電子放出素子の材料や構成あるいは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。

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。

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り、電圧変調方式を実施するには、変調信号発生器８７として、一定の幅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８７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。

シフトレジスタ８４やラインメモリ８５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。
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８６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８６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８５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８７に用いられる回路が若干異なったものとなる。

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８７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８７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８５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。

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８７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。

上述の構成を有する画像表示装置においては、表示パネル８１の各電子放出素子に、容器外端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍ、Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎ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６５あるいは透明電極（図示していない）に高圧を印加して電子ビームを加速し、蛍光膜６４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。

ここで述べた構成は、表示等に好適な画像表示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、画像表示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，ＳＥＣＡＭ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。

次に、梯子型配置電子源基板および画像表示装置について図１１，図１２を用いて説明する。
図２９において、４５は電子源基板、５３は電子放出素子、９１のＤｘ１〜Ｄｘ１０は電子放出素子５３に接続した共通配線である。電子放出素子５３は、基板４５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４５を構成している。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。

図３０は、上述のごとき梯子型配置の電子源基板を備えた画像表示装置における表示パネルの構造を示す。１１０はグリッド電極、１１１は電子が通過するための空孔（開口）、１１２は、Ｄｏｘ１，Ｄｏｘ２・・・・・・Ｄｏｘｍよりなる容器外端子、１１３はグリッド電極１１０と接続されたＧ１，Ｇ２，・・・・・・Ｇｎからなる容器外端子、４５は上述のごとく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２６，図２８と同一の符号は同一の部材を示す。前述の単純マトリックス配置の画像表示装置（図２６）との違いは、電子源基板４５上の電子放出素子５３の配列以外では、電子源基板４５とフェースプレート６６の間にグリッド電極１１０を備えているか否かである。

グリッド電極１１０は、表面伝導型電子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、梯子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１１１が設けられている。グリッドの形状や設置位置は図１２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電子放出素子の周囲や近傍に設けることもできる。容器外端子１１２およびグリッド容器外端子１１３は、制御回路（図示していない）と電気的に接続されている。

本画像表示装置では、素子行を１行ずつ順次駆動（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表示装置としても用いることができる。

次に、本発明のさらに他の特徴について説明する。本発明に使用される電子源基板は前述のように、表面伝導型電子放出素子群が形成される領域よりも広い（外側の）領域にも、導電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴を噴射付与され、導電性薄膜による表面伝導型電子素子を形成できるようになっている。つまり、本来の画像表示に使用する表面伝導型電子素子群の他にさらにその外側の領域に第２の表面伝導型電子放出素子群を形成された電子源基板である。図２３にその例を示したが、この例では領域Ｙａに第２の表面伝導型電子放出素子群Ｓを形成したものである。

本発明では、このように第２の表面伝導型電子放出素子群Ｓを形成するとともに、そのような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表示装置を構成する。そしてこの第２の表面伝導型電子放出素子群Ｓに信号情報を入力して駆動することにより、第２の表面伝導型電子放出素子群Ｓの領域においても画像表示を行うことができるようにしている。

よって、この第２の表面伝導型電子放出素子群Ｓへの信号情報入力を、完成した画像表示装置ごとに異ならせ、例えば製造番号などを各画像表示装置ごとに表示させるようにしたり、あるいは製造ロットごとに表示色を変えるなどすることにより、製作後の画像表示装置が容易に区別できるようになる。特に製造番号を画像表示することにより、従来のように後から別の装置で刻印したりする必要もなく非常に効率がよい。

なお、以上の説明では、第２の表面伝導型電子放出素子群Ｓというように本来の表面伝導型電子放出素子群とはさらに別に設けた例を説明したが、それらを特に区別せず、表面伝導型電子放出素子群に、本来の表示信号と切り替えて、製造ロットごとに表示色を変える表示、製造番号などの表示を行う信号入力を行ってもよい。あるいは、その切り替えを行わず、本来の表示と同時に製造ロットごとに表示色を変える表示，製造番号などの表示を行ってもよい。

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。 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。 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装置を示す構成図である。 本発明の別の実施例に係る液滴付与装置を示す概略構成図である。 図４の液滴付与装置における吐出ヘッドユニットの概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子放出素子を形成するための基板であり、基板の裏面に落ち込んだ形状の線状形状部を形成した基板を示す図である。 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子放出素子を形成するための基板であり、基板の裏面に他の形状（Ｖ字状）の落ち込んだ形状の線状形状部を形成した基板を示す図である。 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子放出素子を形成するための基板であり、基板の裏面に突き出した形状の線状形状部を形成した基板を示す図である。 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子放出素子を形成するための矩形基板であり、４角をＣ１あるいはＲ１以上、もしくはそれらと同等の面取りを施した基板の構成図である。 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子放出素子を形成するための矩形基板であり、基板の右下の角を他の３つの角とは異なる形状とした例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子放出素子を形成するための矩形基板であり、矩形の４辺のうち少なくとも１つの辺に切り欠き部を設けた例を示すである。 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子放出素子を形成するための基板であり、基板の断面図に稜線部の面取り状況を示した図である。 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子放出素子を形成するための基板であり、表面伝導型電子放出素子群が形成されている領域の面とこの面に垂直方向の厚さ方向の面とが交差する稜線領域に面取りを施した状態を示しており、縦方向と横方向の面取りされた稜線部分が直角を形成している状態を示した図である。 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子放出素子を形成するための基板であり、面取りされた２つ（縦方向と横方向）の稜線部分が直角をなす部分にもさらに面取りを施す例（Ａ）、ならびにさらに四辺形の基板の４角にも面取りを施した基板を用い、それに（Ａ）のような面取りされた２つ（縦方向と横方向）の稜線部分が直角をなす部分に面取りを施した例（Ｂ）を示した図である。 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装置における液滴付与装置と基板の位置関係を示す概略構成図である。 図１５の電子源基板保持手段の上に保持した電子源基板を上から見た図である。 １滴で電子放出素子部を形成する場合の模式的平面図である。 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であり、複数滴で電子放出素子部を形成する例を示す図である。 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であり、複数滴で電子放出素子部を形成する他の例を示す図である。 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装置に使用される噴射ヘッドの構成図である。 本発明の一実施形態に係る電子源基板の構成を示す模式的平面図であり、表面伝導型電子放出素子群が形成される領域よりも外側に、溶液による噴射付与パターンを形成した例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電子源基板の構成を示す模式的平面図であり、表面伝導型電子放出素子群が形成される領域よりも外側に、性能チェックのためのパターンを形成した例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電子源基板の構成を示す模式的平面図であり、表面伝導型電子放出素子群が形成される領域よりも外側に、第２の表面伝導型電子放出素子群を形成した例を示す図である。 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。 本発明の一実施形態に係るマトリックス配置型電子源基板例を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るマトリックス配置型電子源基板を用いた画像表示装置の表示パネル例を示す模式図である。 図２６に示す表示パネルの蛍光膜を示す模式図である。 画像表示装置にＮＴＳＣ方式のテレビ信号に応じて図２６に示す表示パネルに表示を行うための駆動回路の例を示すブロック図である。 本発明の別の実施形態に係る梯子配置型電子源基板を示す模式図である。 本発明の別の実施形態に係る梯子配置型電子源基板を用いた画像表示装置の表示パネルの例を示す模式図である。 従来の電子放出素子の模式図である。

符号の説明

１…基板、２，３…素子電極、４…導電性薄膜、５…電子放出部、１１…噴射ヘッド、１２…キャリッジ、１３…基板保持台、１４…平面型表面伝導型電子放出素子群を形成する基板、１５…溶液供給チューブ、１６…信号供給ケーブル、１７…噴射ヘッドコントロールボックス、１８…キャリッジ１２のＸ方向スキャンモータ、１９…キャリッジ１２のＹ方向スキャンモータ、２０…コンピュータ、２１…コントロールボックス、２２（２２_X1，２２_Y1，２２_X2，２２_Y2）…基板位置決め／保持手段、２３…電子源基板保持手段、３０…吐出ヘッドユニット、３１…ヘッドアライメント制御機構、３２…検出光学系、３３…インクジェットヘッド、３４…ヘッドアライメント微動機構、３５…制御コンピュータ、３６…画像識別装置、３７…ＸＹ方向走査機構、３８…位置検出機構、３９…位置補正制御機構、４０…インクジェットヘッド駆動・制御機構、４１…光軸、４２…素子電極、４３…液滴、４４…液滴着弾位置、４５…電子源基板、５１…Ｘ方向配線、５２…Ｙ方向配線、５３…表面伝導型電子放出素子、５４…結線、６１…リアプレート、６２…支持枠、６３…ガラス基板、６４…蛍光膜、６５…メタルバック、６６…フェースプレート、６７…高圧端子、６８…外囲器、７１…黒色導電材、７２…蛍光体、８１…画像表示パネル、８２…走査回路、８３…制御回路、８４…シフトレジスタ、８５…ラインメモリ、８６…同期信号分離回路、８７…変調信号発生器、９１…電子放出素子を接続するためにＤｘ１〜Ｄｘ１０からなる共通配線、１０１…ノズル、１０２…発熱体基板、１０３…蓋基板、１０４…シリコン基板、１０５…個別電極、１０６…共通電極、１０７…発熱体、１０８…溝、１０９…凹部領域、１１０…溶液流入口、１１０…グリッド電極、１１１…開口、１１２…Ｄｏｘ１〜Ｄｏｘｍからなる容器外端子、１１３…グリッド電極１１０と接続するＧ１〜Ｇｎからなるグリッド容器外端子、ＤＰ…ドットパターン、Ｂ…基板裏面、Ｅ…基板表面（電子放出素子群形成面）、Ｆ…稜線部分、Ｌ…裏面平面に対して落ち込んだ形状の線状形状部、Ｄ…裏面平面に対して突き出した形状の線状形状部、Ｈ，Ｈ′…面取り、Ｏ…切り欠き、Ｇ…動作用方向、Ｍ…主走査方向、Ｓ…副走査方向。

Claims (5)

1. 基板上に配置された複数個の一対の素子電極と、各一対の素子電極間に噴射付与され形成された導電性薄膜とを有する表面伝導型電子放出素子群を形成した電子源基板であって、前記表面伝導型電子放出素子群が形成されている領域の外側に、噴射付与された前記導電性薄膜の材料を含有した溶液の液滴による、当該電子源基板を基板ごと若しくは複数の基板群ごとに区別可能となるパターンが形成され、前記基板は前記表面伝導型電子放出素子群が形成される面が、溶液が吸収されず表面に残る性質を有するとともに、該表面伝導型電子放出素子群が形成される面の表面粗さを０.５ｓ以下としたことを特徴とする電子源基板。
2. 前記表面伝導型電子放出素子群が形成される面の裏面の表面粗さを１ｓ以上としたことを特徴とする請求項１に記載の電子源基板。
3. 請求項１もしくは２に記載の電子源基板と、該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ことを特徴とする画像表示装置。
4. 前記フェースプレートに用いるガラスの厚さは、前記電子源基板より厚いことを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
5. 前記フェースプレートは強化ガラスであることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。

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