JPH09199008A

JPH09199008A - 電子源およびその製造方法、表示パネルならびに画像形成装置

Info

Publication number: JPH09199008A
Application number: JP677896A
Authority: JP
Inventors: Toru Sugano; 徹菅野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-01-18
Filing date: 1996-01-18
Publication date: 1997-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】大面積の基板を用いても、低価格の製造装置
を使用でき、しかも配線の信頼性が高い電子源を製造す
る方法およびそのような高性能の電子源；その電子源を
用いた表示パネル；その表示パネルを搭載し、高信頼性
の画像形成装置を提供する。【解決手段】基板上に絶縁層を介して直交する２種類
の帯状配線が形成され、その交差部に電子放出素子を有
する電子源を作製する際に、絶縁層の形成を、先にその
形状の縁部を形成してから、中央部を形成するという形
態で行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面伝導型電子放
出素子を用いた電子源およびその製造方法、該電子源を
用いた表示パネルおよび画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より電子放出素子には大別して熱電
子放出素子と冷陰極電子放出素子を用いた２種類のもの
が知られている。冷陰極電子放出素子には電界放出型
（以下、「ＦＥ型」と称する）、金属／絶縁層／金属型
（以下、「ＭＩＭ型」と称する）や表面伝導型電子放出
素子等がある。ＦＥ型の例としては、W.P.Dyke & W.W.D
oran,"Field Emission", Advance in Electron Physic
s, 8,89(1956)あるいはC.A.Spindt,"Physical Properti
es of thin-film field emission cathodes with molyb
denium cones", J. Appl. Phys., 47, 5248(1976)等に
開示されたものが知られている。

【０００３】ＭＩＭ型では、C.A.Mead, "Operation of
Tunnel-Emission Devices". J. Appl. Phys., 32, 646
(1961)等に開示されたものが知られている。

【０００４】表面伝導型電子放出素子型の例としては、
M.I. Elinson, Radio Eng. Electron Phys., 10, 1290
(1965)等に開示されたものがある。

【０００５】表面伝導型電子放出素子では、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。この表面伝導型電子放出素子
としては、前記エリンソン等によるＳｎＯ₂薄膜を用い
たもの、Ａｕ薄膜によるもの（G. dittmer: Thin Solid
Films, 9, 317(1972)）、Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂薄膜によ
るもの（M. Hartwell and C.G.Fonstad: IEEE Trans. E
D Conf., 519(1983)）、カーボン薄膜によるもの（荒木
久他：真空、第２６巻、第１号、２２頁（1983））等が
報告されている。

【０００６】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な例として前述のハートウェル（Hartwell）の素子構成
を図３に模式的に示す。同図において３１は基板であ
る。３４は導電性薄膜で、Ｈ型形状のパターンにスパッ
タで形成された金属酸化物薄膜等からなり、後述の通電
フォーミングと呼ばれる通電処理により電子放出部３５
が形成される。尚、図中の素子電極３２・３３の間隔Ｌ
は０．５〜１（ｍｍ）、Ｗ’は０．１（ｍｍ）で設定さ
れている。

【０００７】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に導電性薄膜３４を予め通
電フォーミングと呼ばれる通電処理することによって、
電子放出部３５を形成するのが一般的であった。即ち、
通電フォーミングとは前記導電性薄膜３４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を印加通電
し、導電性薄膜を局所的に破壊、変形もしくは変質せし
め、電気的に高抵抗な状態にした電子放出部３５を形成
することである。尚、電子放出部３５は導電性薄膜３４
の一部に生じた亀裂であり、その亀裂付近から電子放出
が行われる。

【０００８】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、上述の導電性薄膜３４に電圧を印加
し、素子に電流を流すことにより上述の電子放出部３５
より電子を放出せしめるものである。

【０００９】上述の表面伝導型放出素子は構造が単純で
製造も容易であることから、大面積にわたって多数素子
を配列形成できる利点がある。そこでこの特徴を活かし
た荷電ビーム源、表示装置等の応用研究がなされてい
る。多数の表面伝導型放出素子を配列形成した例として
は、後述するようにはしご型配置と呼ぶ並列に表面伝導
型電子放出素子を配列し、個々の素子の両端を配線（共
通配線とも呼ぶ）で、それぞれ結線した行を多数行配列
した電子源があげられる（例えば、特開昭６４−０３１
３３２、特開平１−２８３７４９、２−２５７５５２
等）。

【００１０】また、特に表示装置等の画像形成装置にお
いては、近年、液晶を用いた平板型表示装置がＣＲＴに
替わって普及してきたが、自発光型でないためバックラ
イトを持たなければならない等の問題点があり、自発光
型の表示装置の開発が望まれてきた。自発光型表示装置
としては表面伝導型放出素子を多数配置した電子源と電
子源より放出された電子によって、可視光を発光せしめ
る蛍光体とを組み合わせた表示装置である画像形成装置
があげられる（例えば、ＵＳＰ５０６６８８３）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上説
明したような電子放出素子を作り付けた電子源基板を大
量生産するには以下のような問題点がある。

【００１２】前記表面伝導型電子放出素子の製造工程に
おいて基板上に機能薄膜を成膜し、これをパターン加工
することが行われる。例えば、基板上にＡｌ材を成膜し
た後、ホトリソ、エッチングにより素子電極や配線パタ
ーンが形成される。ホトリソ、エッチングは、レジスト
塗布、プレベーク、レジスト剥離、そして洗浄と、多く
の工程が必要であり多大な時間を必要とし、さらに、レ
ジスト材、エッチング液・ガス、被加工物のエッチング
による溶出等、実際にデバイスとなる部材以外に多くの
補助材料も消費し、かつ、大量の人的資源も消費するた
め、生産性および低コスト化が困難であった。さらに、
量産のために、例えば４０センチメートル角以上の大型
基板上に微細なパターンをホトリソ技術により製造する
場合、大型露光装置を含む大型製造装置が必要となり莫
大な費用がかかる。さらに、１メートル角程度の大面積
基板では、製造装置自体の大型化が困難であり、また、
露光装置等の大型装置が実現できたとしても、１基板当
たりの処理時間が長くなり、製造コストが膨大になると
いう欠点があった。

【００１３】そこで本発明はそのような課題に鑑みてな
されてたものであり、その目的は、大面積の基板を用い
ても、低価格の製造装置を使用でき、しかも配線の信頼
性が高い電子源を製造する方法およびそのような高性能
の電子源；その電子源を用いた表示パネル；その表示パ
ネルを搭載し、高信頼性の画像形成装置を提供すること
にある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）基板上
に一対の電極を有してなる電子放出素子を複数個形成す
る工程、（２）該素子電極対の一方の素子電極と共通で
接続される帯状配線（下配線）を形成する工程、（３）
前記下配線上に絶縁層を設ける工程、（４）該絶縁層上
を通り、下配線と接続されていない方の素子電極と共通
で接続される、該下配線に直交する帯状配線（上配線）
を形成する工程を有してなる電子源の製造方法であっ
て、前記絶縁層が、形成すべき絶縁層形状の対向する少
なくとも一組の縁部を形成し、その後、少なくとも該両
縁部に挟まれた中央部の絶縁層の形成を行うことで形成
されることを特徴とする電子源の製造方法；ならびにそ
の方法で製造される電子源；その電子源を有してなるリ
アプレートと、蛍光膜を有するフェースプレートとが対
向配置された表示パネル；さらにはその表示パネルに駆
動回路が接続されている画像形成装置を提供する。

【００１５】このような本発明においては、前記下配線
と前記上配線の交差部での絶縁層の最も薄い部分の基板
からの高さを、前記下配線の高さより高くすることが好
ましい。

【００１６】また、上記本発明においては、前記上・下
配線および前記絶縁層をスクリーン印刷によって形成す
ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施態様について、本発
明の特徴をよく示している模式図である図１、図２を用
いて以下で説明する。

【００１８】図１、図２においては簡単のために、線状
の絶縁層を形成する例を考える。ただし、図１は絶縁層
以外の要素は不図示とした線状絶縁層の方向に垂直な断
面図であり、図２は絶縁層とこの絶縁層により絶縁しよ
うとするマトリクス配線の交差部付近で、他方の配線の
下部に位置する配線との関係を、この配線パターン方向
で図示した断面図である。図１、図２において、１はマ
トリクス配線を形成する基板、１０は絶縁層の輪郭（縁
部）を形成する細線絶縁層、１１は細線絶縁層１０で形
成された輪郭の内部（中央部）を塗りつぶすための絶縁
層、１２はマトリクス配線の交差部付近の配線、１３は
絶縁層、１４は本発明の形成方法による絶縁層である。

【００１９】まず、図１（ａ）のように１００μｍ以下
の細線絶縁層１０を用いて必要とする絶縁層パターンの
輪郭を印刷する。図中で、形成された細線絶縁層の膜厚
は、初めから所望の絶縁層幅で形成したパターンに比べ
て厚く、絶縁層幅の広がりも少なく抑えることができ
る。次に、図１（ｂ）のように、形成してある輪郭に重
なるように必要とする絶縁層１１のパターンを印刷し、
内部を塗りつぶす。さらに、この上に必要とする絶縁層
１１を重ねて印刷することで、図１（ｃ）のようにエッ
ジが急峻で、膜厚が比較的均一で、かつ、絶縁層の中心
付近に凹部の存在する絶縁層を形成することができる。
その場合、下配線の基板からの高さより、その交差部で
の絶縁層で基板からの高さが最も低い部分の高さの方が
高いようにして、交差部での短絡を防止することが好ま
しい。

【００２０】本発明の方法により形成された絶縁層１４
（図２（ｂ））は、図２（ａ）で示す従来の方法で形成
される絶縁層１３に比べ、絶縁層の端まで十分な膜厚が
あるため、マトリクス配線形成時の交差部での短絡を少
なくすることができる。また、同じ膜厚であるならば、
本発明の方法による絶縁層の線幅は、所望する線幅のマ
スクパターンのみを用いて形成した絶縁層に比べて線幅
を狭くすることができるため、表面伝導型電子放出素子
を形成する領域を広くとることができ、明るい画面を作
ることができる。また、必要に応じて断面形状の凹部の
みに印刷することで、断面形状を凹状から凸状にするこ
とも可能である。本実施態様において、印刷回数や絶縁
層の細線の寸法等に具体的な値を述べたが、本発明にお
いてはその値に限定されるものではなく、任意の値を用
いることができる。

【００２１】本発明の表面伝導型電子放出素子の基本的
な構成には大別して、平面型及び垂直型の２つがある。

【００２２】まず、平面型表面伝導型電子放出素子につ
いて説明する。

【００２３】図４は、本発明の平面型表面伝導型電子放
出素子の構成を示す模式図であり、図４（ａ）は平面
図、図４（ｂ）は断面図である。

【００２４】図４において４１は基板、４２と４３は素
子電極、４４は導電性薄膜、４５は電子放出部である。

【００２５】基板４１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、スパッ
タ法等によりＳｉＯ₂を堆積させたガラス基板及びアル
ミナ等のセラミックス基板等を用いることができる。

【００２６】対向する素子電極４２、４３の材料として
は、一般的な導電材料を用いることができ、Ｎｉ，Ｃ
ｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等
の金属あるいはそれらの合金；Ｐｄ，Ａｓ，Ａｇ，Ａ
ｕ，ＲｕＯ₂，Ｐｄ−Ａｇ等の金属あるいは金属酸化物
とガラス等から構成される印刷導体；Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ
₂等の透明導電体及びポリシリコン等の半導体材料等か
ら選択することができる。

【００２７】素子電極間隔Ｌ、素子電極長さＷ、導電性
薄膜４４の形状等は、応用される形態等を考慮して設計
される。素子電極間隔Ｌは、好ましくは数千Åから数百
μｍの範囲であり、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。

【００２８】素子電極長さＷ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。
素子電極４２、４３の膜厚ｄは、１００Åから１μｍの
範囲である。

【００２９】尚、図４に示した構成だけでなく、基板４
１上に、導電性薄膜４４、対向する素子電極４２、４３
の順に積層した構成とすることもできる。

【００３０】導電性薄膜４４に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を用いるのが
好ましい。その膜厚は素子電極４２、４３へのステップ
カバレージ、素子電極４２、４３間の抵抗値及び後述す
るフォーミング条件等を考慮して適宜設定されるが、通
常は数Åから数千Åの範囲とするのが好ましく、より好
ましくは１０Åより５００Åの範囲とする。その抵抗値
は、Ｒｓが１×１０²から１×１０⁷Ωの値である。なお
Ｒｓは、厚さがｔ、幅がｗで長さがＩの薄膜の抵抗Ｒ
を、Ｒ＝Ｒｓ（Ｉ／ｗ）とおいたときに現れる値で、薄
膜材料の抵抗率をρとするとＲｓ＝ρ／ｔで表される。
本願明細書において、フォーミング処理について通電処
理を例に挙げて説明するが、フォーミング処理はこれに
限られるものではなく、膜に亀裂を生じさせて高抵抗状
態を形成する方法であればいかなる方法でも良い。

【００３１】導電性薄膜４４を構成する材料はＰｄ，Ｐ
ｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆ
ｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ等の金属；ＰｄＯ，Ｓ
ｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＰｂＯ，Ｓｂ₂Ｏ₃等の酸化物；Ｈｆ
Ｂ₂，ＺｒＢ₂，ＬａＢ₆，ＣｅＢ₆，ＹＢ₄，ＧｄＢ₄等の
硼化物；ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，Ｗ
Ｃ等の炭化物、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ等の窒化物、Ｓ
ｉ，Ｇｅ等の半導体、カ一ボン等の中から適宜選択され
る。

【００３２】ここで述ベる微粒子膜とは複数の微粒子が
集合した膜であり、その微細構造は、微粒子が個々に分
散配置した状態あるいは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
して島状構造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から１μｍの範囲、好ましく
は１０Åから２００Åの範囲である。

【００３３】電子放出部４５は、導電性薄膜４４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
４４の膜厚、膜質、材料及び後述する通電フォーミング
等の手法等に依存したものとなる。電子放出部４５の内
部には、１０００Å以下の粒径の導電性微粒子が含まれ
る場合もある。この導電性微粒子は、導電性薄膜４４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４５及びその近傍の導電性
薄膜４４には、炭素あるいは炭素化合物が含まれる場合
もある。

【００３４】次に、垂直型表面伝導型電子放出素子につ
いて説明する。

【００３５】図５は、本発明の表面伝導型電子放出素子
のうちの垂直型表面伝導型電子放出素子の一例を示す模
式図である。

【００３６】図５においては、図４に示した部位と同じ
部位には図４に付した符号と同一の符号を付している。
５１は、段差形成部である。基板４１、素子電極４２及
び４３、導電性薄膜４４、電子放出部４５は、前述した
平面型表面伝導型電子放出素子の場合と同様の材料で構
成することができる。段差形成部５１は、真空蒸着法、
印刷法、スパッタ法等で形成されたＳｉＯ₂等の絶縁性
材料で構成することができる。段差形成部５１の膜厚
は、先に述べた平面型表面伝導型電子放出素子の素子電
極間隔Ｌに対応し、数百Åから数十μｍの範囲とするこ
とができる。この膜厚は、段差形成部の製法及び素子電
極間に印加する電圧を考慮して設定されるが、数千Åか
ら数μｍの範囲が好ましい。

【００３７】導電性薄膜４４は、素子電極４２及び４３
と段差形成部５１作製後に、その素子電極４２、４３の
上に積層される。電子放出部４５は、図５においては、
段差形成部５１に形成されているが、作製条件、フォー
ミング条件等に依存し、形状、位置ともこれに限られる
ものでない。

【００３８】上述の表面伝導型電子放出素子の製造方法
としては様々な方法があるが、その一例を図６に模式的
に示す。

【００３９】以下、図４及び図５を参照しながら製造方
法の一例について説明する。図６においても、図４に示
した部位と同じ部位には図４に付した符号と同一の符号
を付している。

【００４０】１）基板４１を洗剤、純水および有機溶剤
等を用いて十分に洗浄し、真空蒸着法、スパッタ法等に
より素子電極材料を堆積後、例えばフォトリソグラフィ
ー技術を用いて基板４１上に素子電極４２、４３を形成
する（図６（ａ））。

【００４１】２）素子電極４２、４３を設けた基板４１
に、有機金属溶液を塗布して、有機金属薄膜を形成す
る。有機金属溶液には、前述の導電性膜４４の材料の金
属を主元素とする有機金属化合物の溶液を用いることが
できる。有機金属薄膜を加熱焼成処理し、リフトオフ、
エッチング等によりパターニングし、導電性薄膜４４を
形成する（図６（ｂ））。ここでは、有機金属溶液の塗
布法を挙げて説明したが，導電性薄膜４４の形成法はこ
れに限られるものでなく、真空蒸着法、スパッタ法、化
学的気相堆積法、分散塗布法、ディッピング法、スピン
ナー法等を用いることもできる。

【００４２】３）つづいて、フォーミング処理を施す。
このフォーミング処理方法の一例として通電処理による
方法を説明する。素子電極４２、４３間に、不図示の電
源を用いて通電を行うと、導電性薄膜４４の部位に、構
造の変化した電子放出部４５が形成される（図６
（ｃ））。通電フォーミングによれば導電性薄膜４４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。その部位が電子放出部４５となる。通電
フォーミングの電圧波形の例を図７に示す。

【００４３】電圧波形は、パルス波形が好ましい。これ
には、パルス波高値を定電圧としたパルスを連続的に印
加する図７（ａ）に示した手法と、パルス波高値を増加
させながら電圧パルスを印加する図７（ｂ）に示した手
法がある。

【００４４】図７（ａ）におけるＴ1及びＴ2は電圧波形
のパルス幅とパルス間隔である。通常Ｔ1は１μｓ〜１
０ｍｓ、Ｔ2は、１０μｓ〜１００ｍｓの範囲で設定さ
れる。三角波の波高値（通電フォーミング時のピーク電
圧）は、表面伝導型電子放出素子の形態に応じて適宜選
択される。このような条件のもと、例えば、数秒から数
十分間電圧を印加する。パルス波形は三角波に限定され
るものではなく、矩形波など所望の波形を採用すること
ができる。

【００４５】図７（ｂ）におけるＴ1及びＴ2は、図７
（ａ）に示したものと同様とすることができる。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０．１Ｖステップ程度ずつ増加させることができる。

【００４６】通電フォーミング処理の終了は、パルス間
隔Ｔ2中に、導電性薄膜４４を局所的に破壊、変形しな
い程度の電圧を印加し、電流を測定して検知することが
できる。例えば０．１Ｖ程度の電圧印加により流れる素
子電流を測定し、抵抗値を求めて、１ＭΩ以上の抵抗を
示した時、通電フォーミングを終了させる。

【００４７】４）フォーミングを終えた素子には活性化
処理を施すのが好ましい。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。

【００４８】活性化処理は、例えば有機物質のガスを含
有する雰囲気下で、通電フォーミングと同様に、パルス
の印加を繰り返すことで行うことができる。この雰囲気
は、例えば油拡散ポンプやロータリーポンプなどを用い
て真空容器内を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
のガスを導入することによっても得られる。このときの
好ましい有機物質のガス圧は、前述の応用の形態、真空
容器の形状や、有機物質の種類などにより異なるため場
合に応じ適宜設定される。適当な有機物質としては、ア
ルカン、アルケン、アルキンの脂肪族炭化水素類、芳香
族炭化水素類、アルコール類、アルデヒド類、ケトン
類、アミン類、フェノール、カルボン酸、スルホン酸等
の有機酸類等を挙げることができ、具体的には、メタ
ン、エタン、プロパンなど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、エタノール、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。この処理により雰囲気中に存在する有
機物質から炭素あるいは炭素化合物が素子上に堆積し、
素子電流Ｉfおよび放出電流Ｉeが著しく変化する。

【００４９】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。

【００５０】炭素あるいは炭素化合物とは、ＨＯＰＧ
（Highly Oriented Pyrolytic Graphite）、ＰＧ（Pyro
lytic Graphite）、ＧＣ（Glassy Carbon）などのグラ
ファイト（ＨＯＰＧはほぼ完全な結晶構造をもつグラフ
ァイト、ＰＧは結晶粒が２００Å程度で結晶構造がやや
乱れたグラファイト、ＧＣは結晶粒が２０Å程度で結晶
構造の乱れがさらに大きくなったものを指す）、非晶質
カーボン（アモルファスカーボン及びアモルファスカー
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）などであり、その膜厚は５００Å以下にするのが好
ましく、３００Å以下であればより好ましい。

【００５１】５）活性化工程を経て得られた電子放出素
子は、安定化処理を行うことが好ましい。この処理は真
空容器内の有機物質の分圧が、１×１０^-8Ｔｏｒｒ以
下、望ましくは１×１０^-10Ｔｏｒｒ以下で行なうのが
良い。真空容器内の圧力は、１０^-6.5〜１０^-7Ｔｏｒｒ
が好ましく、特に１×１０^-8Ｔｏｒｒ以下が好ましい。

【００５２】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。このときの加熱した状態での真空排気
条件は、８０〜２００℃で５時間以上が望ましいが、特
にこの条件に限るものではなく、真空容器の大きさや形
状、電子放出素子の構成などの諸条件により変わり得
る。なお、上記有機物質の分圧測定は質量分析装置によ
り質量数が１０〜２００の炭素と水素を主成分とする有
機分子の分圧を測定し、それらの分圧を積算することに
より求める。

【００５３】安定化工程を経た後の、駆動時の雰囲気
は、上記安定化処理終了時の雰囲気を維持するのが好ま
しいが、これに限るものではなく、有機物質が十分除去
されていれば、真空度自体は多少低下しても十分安定な
特性を維持することができる。

【００５４】このような真空雰囲気を採用することによ
り、新たな炭素あるいは炭素化合物の堆積を抑制でき、
結果として素子電流Ｉfおよび放出電流Ｉeが安定する。

【００５５】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。

【００５６】一例として、並列に配置した多数の電子放
出素子の個々を両端で接続し、電子放出素子の行を多数
個配し（行方向と呼ぶ）、この配線と直交する方向（列
方向と呼ぶ）でその電子放出素子の上方に配した制御電
極（グリッドとも呼ぶ）により、電子放出素子からの電
子を制御駆動するはしご状配置のものがある。これとは
別に、電子放出素子をＸ方向及びＹ方向に行列状に複数
個配し、同じ行に配された複数の電子放出素子の電極の
一方を、Ｘ方向の配線に共通に接続し、同じ列に配され
た複数の電子放出素子の電極の他方を、Ｙ方向の配線に
共通に接続するものが挙げられる。このようなものは所
謂単純マトリクス配置である。まず単純マトリクス配置
について以下に詳述する。

【００５７】本発明の電子放出素子を複数個マトリクス
状に配して得られる電子源について、図８を用いて説明
する。図８において、７１は電子源基板、７２はＸ方向
配線、７３はＹ方向配線である。７４は表面伝導型電子
放出素子、７５は結線である。尚、表面伝導型電子放出
素子７４は、前述した平面型あるいは垂直型のどちらで
あってもよい。

【００５８】ｍ本のＸ方向配線７２は、Ｄx１、Ｄx２、
・・・、Ｄxｍからなり、真空蒸着法、印刷法、スパッ
タ法等を用いて形成された導電性金属等で構成すること
ができる。配線の材料、膜厚、巾は、適宜設計される。
Ｙ方向配線７３は、Ｄy１、Ｄy２、・・・、Ｄyｎのｎ
本の配線よりなり、Ｘ方向配線７２と同様に形成され
る。これらｍ本のＸ方向配線７２とｎ本のＹ方向配線７
３との間には、不図示の層間絶縁層が設けられており、
両者を電気的に分離している（ｍ、ｎは共に正の整
数）。

【００５９】不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法，印刷
法，スパッタ法等を用いて形成されたＳｉＯ₂等で構成
される。例えば、Ｘ方向配線７２を形成した基板７１の
全面或は一部に所望の形状で形成され、特にＸ方向配線
７２とＹ方向配線７３の交差部の電位差に耐え得るよう
に膜厚、材料、製法が設定される。Ｘ方向配線７２とＹ
方向配線７３は、それぞれ外部端子として引き出されて
いる。

【００６０】表面伝導型放出素子７４を構成する一対の
電極（不図示）は、ｍ本のＸ方向配線７２とｎ本のＹ方
向配線７３と導電性金属等からなる結線７５によって電
気的に接続されている。

【００６１】配線７２と配線７３を構成する材料、結線
７５を構成する材料及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よい。これら材料は、例え
ば前述の素子電極の材料より適宜選択される。素子電極
を構成する材料と配線材料が同一である場合には、素子
電極に接続した配線は素子電極ということもできる。

【００６２】Ｘ方向配線７２には、Ｘ方向に配列した表
面伝導型放出素子７４の行を選択するための走査信号を
印加する不図示の走査信号印加手段が接続される。一
方、Ｙ方向配線７３にはＹ方向に配列した表面伝導型放
出素子７４の各列を入力信号に応じて、変調するための
不図示の変調信号発生手段が接続される。各電子放出素
子に印加される駆動電圧は、その素子に印加される走査
信号と変調信号の差電圧として供給される。

【００６３】上記構成においては、単純なマトリクス配
線を用いて個別の素子を選択し、独立に駆動可能とする
ことができる。

【００６４】このような単純マトリクス配置の電子源を
用いて構成した画像形成装置について、図９、図１０及
び図１１を用いて説明する。図９は画像形成装置の表示
パネルの１例を示す模式図であり、図１０は、図１１の
画像形成装置に使用される蛍光膜の模式図である。図１
１はＮＴＳＣ方式のテレビ信号に応じて表示を行なうた
めの駆動回路の一例を示すブロック図である。

【００６５】図９において７１は電子放出素子を複数配
した電子源基板、８１は電子源基板７１を固定したリア
プレート、８６はガラス基板８３の内面に蛍光膜８４と
メタルバック８５等が形成されたフェースプレートであ
る。８２は支持枠であり、その支持枠８２には、リアプ
レート８１、フェースプレート８６がフリットガラス等
を用いて接続されている。８８は外囲器であり、例えば
大気中あるいは窒素中で４００〜５００度の温度範囲で
１０分以上焼成され、封着される。

【００６６】７４は、図４における電子放出部に相当す
る。７２、７３は、表面伝導型電子放出素子の一対の素
子電極と接続されたＸ方向配線及びＹ方向配線である。

【００６７】外囲器８８は、上述の如く、フェースープ
レート８６、支持枠８２、リアプレート８１で構成され
る。リアプレート８１は主に電子源基板７１の強度を補
強する目的で設けられるため、電子源基板７１自体で十
分な強度を持つ場合は別体のリアプレート８１は不要と
することができる。即ち、基板７１に直接支持枠８２を
封着し、フェースプレート８６、支持枠８２及び基板７
１で外囲器８８を構成しても良い。一方、フェースープ
レート８６、リアプレート８１間に、スペーサー（耐大
気圧支持部材）とよばれる不図示の支持体を設置するこ
とにより、大気圧に対して十分な強度をもつ外囲器８８
を構成することもできる。

【００６８】図１０は、蛍光膜を示す模式図である。蛍
光膜８４はモノクロームの場合は蛍光体のみから構成す
ることができる。カラーの蛍光膜の場合は蛍光体の配列
によりブラックストライプあるいはブラックマトリクス
などと呼ばれる黒色部材９１と蛍光体９２とから構成す
ることができる。ブラックストライプ、ブラックマトリ
クスを設ける目的は、カラー表示の場合、必要となる三
原色蛍光体の各蛍光体９２間の塗り分け部を黒くするこ
とで混色等を目立たなくすることと、外光反射によるコ
ントラストの低下を抑制することにある。ブラックスト
ライプの材料としては、通常用いられている黒鉛を主成
分とする材料の他、光の透過及び反射が少ない材料であ
れば、これを用いることができる。

【００６９】ガラス基板８３に蛍光体を塗布する方法
は、モノクローム、カラーによらず、沈澱法、印刷法等
が採用できる。蛍光膜８４の内面側には、通常メタルバ
ック８５が設けられる。メタルバックを設ける目的は、
蛍光体の発光のうち内面側への光をフェースプレート８
６側へ鏡面反射させ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
用させること、外囲器内で発生した負イオンの衝突によ
るダメージから蛍光体を保護すること等である。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を真空蒸着等を用いて堆積させることで作製
できる。

【００７０】フェースプレート８６には、更に蛍光膜８
４の導電性を高めるため、蛍光膜８４の外面側（ガラス
基板８３側）に透明電極（不図示）を設けてもよい。

【００７１】前述の封着を行う際には、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る必要があり、
十分な位置合わせが不可欠となる。

【００７２】図９に示した画像形成装置は、例えば以下
のようにして製造される。

【００７３】外囲器８８は、前述の安定化工程と同様
に、適宜加熱しながら、イオンポンプ、ソープションポ
ンプなどのオイルを使用しない排気装置により不図示の
排気管を通じて排気し、１×１０^-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８８の封止後の真空度を維持するために、ゲ
ッター処理を行なうこともできる。これは、外囲器８８
の封止を行う直前あるいは封止後に、抵抗加熱あるいは
高周波加熱等を用いた加熱により、外囲器８８内の所定
の位置（不図示）に配置されたゲッターを加熱し、蒸着
膜を形成する処理である。ゲッターは通常Ｂａ等が主成
分であり、その蒸着膜の吸着作用により、たとえば１×
１０^-5ないしは１×１０^-7Ｔｏｒｒの真空度を維持する
ものである。

【００７４】次に、単純マトリクス配置の電子源を用い
て構成した表示パネルに、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に
基づいたテレビジョン表示を行うための駆動回路の構成
例について、図１１を用いて説明する。図１１におい
て、１０１は画像表示表示パネル、１０２は走査回路、
１０３は制御回路、１０４はシフトレジスタである。１
０５はラインメモリ、１０６は同期信号分離回路、１０
７は変調信号発生器、ＶxおよびＶaは直流電圧源であ
る。

【００７５】表示パネル１０１は、端子Ｄox１ないしＤ
oxｍ、端子Ｄoy１ないしＤoyｎ、及び高圧端子Ｈｖを介
して外部の電気回路と接続している。端子Ｄox１ないし
Ｄoxｍには、表示パネル内に設けられている電子源、即
ち、ｍ行ｎ列の行列状にマトリクス配線された表面伝導
型電子放出素子群を一行（ｎ素子）ずつ順次駆動するた
めの走査信号が印加される。

【００７６】端子Ｄoy１ないしＤoyｎには、前記走査信
号により選択された一行の表面伝導型電子放出素子の各
素子の出力電子ビームを制御するための変調信号が印加
される。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
電子放出素子から放出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。

【００７７】走査回路１０２について説明する。同回路
は、内部にｍ個のスイッチング素子を備えたもので（図
中、Ｓ１ないしＳｍで模式的に示している）ある。各ス
イッチング素子は、直流電圧源Ｖxの出力電圧もしくは
０Ｖ（グランドレベル）のいずれか一方を選択し、表示
パネル１０１の端子Ｄox１〜Ｄoxｍと電気的に接続され
る。Ｓ１乃至Ｓｍの各スイッチング素子は、制御回路１
０３が出力する制御信号Ｔscanに基づいて動作するもの
であり、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できる。

【００７８】直流電圧源Ｖxは、本例の場合には表面伝
導型電子放出素子の特性（電子放出閾値電圧）に基づき
走査されていない素子に印加される駆動電圧が電子放出
閾値電圧以下となるような一定電圧を出力するよう設定
されている。

【００７９】制御回路１０３は、外部より入力する画像
信号に基づいて適切な表示が行なわれるように各部の動
作を整合させる機能を有する。制御回路１０３は、同期
信号分離回路１０６より送られる同期信号Ｔsyncに基づ
いて、各部に対してＴscanおよびＴsftおよびＴmryの各
制御信号を発生する。

【００８０】同期信号分離回路１０６は、外部から入力
されるＮＴＳＣ方式のテレビ信号から同期信号成分と輝
度信号成分とを分離するための回路で、一般的な周波数
分離（フィルター）回路等を用いて構成できる。同期信
号分離回路１０６により分離された同期信号は、垂直同
期信号と水平同期信号より成るが、ここでは説明の便宜
上Ｔsync信号として図示した。前記テレビ信号から分離
された画像の輝度信号成分は便宜上ＤＡＴＡ信号と表し
た。そのＤＡＴＡ信号はシフトレジスタ１０４に入力さ
れる。

【００８１】シフトレジスタ１０４は、時系列的にシリ
アルに入力される前記ＤＡＴＡ信号を、画像の１ライン
毎にシリアル／パラレル変換するためのもので、前記制
御回路１０３より送られる制御信号Ｔsftに基づいて動
作する（即ち、制御信号Ｔsftは、シフトレジスタ１０
４のシフトクロックであるということもできる）。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）のデータは、Ｉd１な
いしＩdｎのｎ個の並列信号として前記シフトレジスタ
１０４より出力される。

【００８２】ラインメモリ１０５は、画像１ライン分の
データを必要時間の間だけ記憶するための記憶装置であ
り、制御回路１０３より送られる制御信号Ｔmryに従っ
て適宜Ｉd１〜Ｉdｎの内容を記憶する。記憶された内容
は、Ｉ'd１〜Ｉ'dｎとして出力され、変調信号発生器１
０７に入力される。

【００８３】変調信号発生器１０７は、画像データＩ'd
１〜Ｉ'dｎ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〜Ｄoyｎを通じて表示パネル１０１
内の表面伝導型電子放出素子に印加される。

【００８４】本発明の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。即ち、電子放出には
明確な閾値電圧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。電子放出閾値以上の電圧に
対しては、素子への印加電圧の変化に応じて放出電流も
変化する。このことから、本素子にパルス状の電圧を印
加する場合、例えば電子放出闘値以下の電圧を印加して
も電子放出は生じないが、電子放出闘値以上の電圧を印
加する場合には電子ビームが出力される。その際、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。また、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。

【００８５】従って、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
式等が採用できる。電圧変調方式を実施するに際して
は、変調信号発生器１０７として、一定長さの電圧パル
スを発生し、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こと
ができる。

【００８６】バルス幅変調方式を実施するに際しては、
変調信号発生器１０７として、一定の波高値の電圧パル
スを発生し、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
ことができる。

【００８７】シフトレジスタ１０４やラインメモリ１０
５は、デジタル信号式のものもアナログ信号式のものも
採用できる。画像信号のシリアル／パラレル変換や記憶
が所定の速度で行なわれれば良いからである。

【００８８】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路１０６の出力信号ＤＡＴＡをデジタル信号化
する必要があるが、これには回路１０６の出力部にＡ／
Ｄ変換器を設ければ良い。これに関連してラインメモリ
１０５の出力信号がデジタル信号かアナログ信号かによ
り、変調信号発生器１０７に用いられる回路が若干異な
ったものとなる。即ち、デジタル信号を用いた電圧変調
方式の場合、変調信号発生器１０７には、例えばＤ／Ａ
変換回路を用い、必要に応じて増幅回路などを付加す
る。パルス幅変調方式の場合、変調信号発生器１０７に
は、例えば高速の発振器および発振器の出力する波数を
計数する計数器（カウンタ）及び計数器の出力値と前記
メモリ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。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加す
ることもできる。

【００８９】アナログ信号を用いた電圧変調方式の場
合、変調信号発生器１０７には、例えばオペアンプなど
を用いた増幅回路を採用でき、必要に応じてレベルシフ
ト回路などを付加することもできる。パルス幅変調方式
の場合には、例えば、電圧制御型発振回路（ＶＣＯ）を
採用でき、必要に応じて表面伝導型電子放出素子の駆動
電圧まで電圧増幅するための増幅器を付加することもで
きる。

【００９０】このような構成をとり得る本発明の画像表
示装置においては、各電子放出素子に、容器外端子Ｄox
１乃至Ｄoxｍ、Ｄoy１乃至Ｄoyｎを介して電圧を印加す
ることにより、電子放出が生ずる。高圧端子Ｈvを介し
てメタルバック８５あるいは透明電極（不図示）に高圧
を印加し、電子ビームを加速する。加速された電子は、
蛍光膜８４に衝突し、発光が生じて画像が形成される。

【００９１】ここで述ベた画像形成装置の構成は１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。入力信号については、ＮＴＳＣ方式を挙げたが入
力信号はこれに限られるものではなく、ＰＡＬ、ＳＥＣ
ＡＭ方式などのほか、そ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）方式をも採用できる。

【００９２】次に、はしご型配置の電子源及び画像形成
装置について図１７および図１８を用いて説明する。

【００９３】本発明の画像形成装置は、テレビジョン放
送の表示装置、テレビ会議システムやコンピューター等
の表示装置の他、感光性ドラム等を用いて構成された光
プリンターとしての画像形成装置等としても用いること
ができる。

【００９４】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を詳しく説明す
るが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。

【００９５】（実施例１）図１２は本実施例の特徴をよ
く表す上面からの模式図で、簡単のために３×３個の素
子付近を示し、図１３は絶縁層の構成を示す模式図であ
る。これらの図において１５、１６は素子電極、１２は
マトリクス配線を構成する配線で、少なくとも交差部に
おいて直交する他方の配線の下に形成される下配線、１
０は絶縁層の輪郭パターンを形成する細線絶縁層、１１
は細線絶縁層１０で囲まれた内側を塗りつぶすように形
成される絶縁層、１７は少なくとも交差部において直交
する他方のマトリクス配線の上に形成される上配線、１
８は電子放出部を形成するための導電性薄膜である。以
下で、図を用いながら本実施例を説明する。

【００９６】まず、よく洗浄した青板ガラス基板上に一
対の素子電極１５・１６をスクリーン印刷により形成す
る。用いたペーストはＡｕを導電材料としたＭＯペース
トで、印刷後、７０℃で１０分間乾燥し、ピーク温度５
８０℃、ピーク保持時間８分の焼成を行い、図１２
（ａ）のような膜厚約０．３μｍの素子電極が形成され
る。

【００９７】次に、マトリクス配線のうち少なくとも交
差部において他方よりも下部に形成される下配線１２を
図１２（ｂ）のように素子電極１６と一部が重なるよう
にスクリーン印刷法により形成する。用いたペーストは
Ａｇを導電材料とする厚膜ペーストで、下配線パターン
を印刷後、１１０℃で２０分間乾燥し、ピーク温度５５
０℃、ピーク保持時間１０分の焼成を行い、線幅１００
μｍ、厚み１２μｍの下配線が形成される。

【００９８】細線絶縁層１０の形成に当り、細線絶縁層
のとぎれた部分と素子電極１５と重なる（図１２（ｃ）
参照）ように位置合わせを行って、スクリーン印刷法に
より形成する。用いたペーストは、ＰｂＯを主成分とし
たガラスペーストで、１１０℃で２０分間乾燥し、ピー
ク温度５５０℃、ピーク保持時間１０分の焼成を行い、
線幅１００μｍ、厚み２０μｍの細線絶縁層が３００μ
ｍの間隔で並んでいる。この細線絶縁層と一部が重な
り、かつ、絶縁層の凹部が細線絶縁層のとぎれた部分と
重なるようにスクリーン印刷により絶縁層１１を形成す
る。図１３（ｂ）に細線絶縁層と絶縁層の関係を単純化
して示す。絶縁層に用いたペーストは、細線絶縁層のも
のと同様で、成膜条件も等しいものを適用する。さらに
１層同様な条件で成膜すると、幅５００μｍ、膜厚３５
μｍの絶縁層が図１２（ｄ）、図１３（ｃ）のように得
られる。

【００９９】マトリクス配線の最終工程として、上配線
１７の中心と絶縁層の中心が重なるように位置合わせし
た後、絶縁層上に重ねて上配線１７をスクリーン印刷法
を用いて図１２（ｅ）のように形成する。ペーストおよ
び成膜条件は下配線作製時と同様で、線幅３００μｍ、
膜厚１２μｍの上配線を得る。

【０１００】電子放出部形成用導電性薄膜１８を素子電
極１５・１６のギャップ間に形成する。形成は、マトリ
クス配線形成済みの電子源に有機パラジウム溶液をスピ
ナーにより回転塗布し、３００℃で１０分間焼成後、フ
ォトリソグラフィー法を用いて図１２（ｆ）のようにパ
ターニングして行われる。

【０１０１】以上の実施例により形成した電子源は、絶
縁層の断面形状を長方形に近くすることができた。

【０１０２】（実施例２）図１４は、本実施例の特徴を
よく表わす模式的平面図で、簡単のために３×３個の素
子付近を示し、図１５は絶縁層の構成を示す模式図であ
る。これらの図において、１５および１６は素子電極、
１２はマトリクス配線を構成する配線で少なくとも交差
部において直交する他方の配線の下に形成される下配
線、１０は絶縁層の輪郭パターンを形成する細線絶縁
層、１１は細線絶縁層１０で囲まれた内側を塗りつぶす
ように形成される絶縁層、１７は少なくとも交差部にお
いて直交する他方のマトリクス配線の上に形成される上
配線、１８は電子放出部を形成するための導電性薄膜で
ある。

【０１０３】以下で、図を用いながら本実施例を解説す
る。

【０１０４】下配線の形成までは実施例１と同様の手順
で素子電極および下配線を形成する。細線絶縁層１０の
形成も実施例１と同様に行う。本実施例では図１５
（ｂ）のように、もう１層、細線絶縁層を重ねて形成す
る。それにより、線幅１００μｍ、厚みが３５μｍの細
線絶縁層が３００μｍの間隔で並んでいることになる。
このこの細線絶縁層間隔とほぼ同じ幅で、細線絶縁層を
塗りつぶすようにスクリーン印刷でガラスペーストを２
層印刷すると、図１５（ｄ）に細線絶縁層と絶縁層の関
係を単純化して示したように、幅５００μｍ、膜厚３５
μｍの絶縁層が得られる。

【０１０５】加えて、上配線１７（図１４（ｅ））およ
び導電性薄膜１８（図１５（ｆ））を実施例１と同様に
形成し、電子源を完成する。

【０１０６】本実施例による絶縁層は凹形状をしている
ため絶縁層に沿って重ねた配線が広がるのを防ぐことが
できた。

【０１０７】（実施例３）次に、以上のようにして作製
した電子源を用いて画像形成装置を構成した例を、図１
６を用いて説明する。

【０１０８】フォーミング前の表面伝導型電子放出素子
を多数作製した電子源基板７１の５ｍｍ上方に、蛍光面
上にメタルバックが形成されたフェースプレート８６を
支持枠８２を介して配置し、フェースプレート、支持
枠、電子源の接合部にフリットガラスを塗布し、大気中
あるいは空素雰囲気中で４００℃ないし５００℃で１０
分以上焼成することで封着した。図１６において、１２
および１７はそれぞれ下配線および上配線である。

【０１０９】蛍光膜８４は、モノクロームの場合は蛍光
体のみからなるが、本実施例では、蛍光体は、ストライ
プ形状の黒色部材（図１０（ａ）参照、以下ブラックス
トライプ）を採用し、先にブラックストライプを形成
し、その間隙部に各蛍光体を塗布し、蛍光膜を作製し
た。黒色部材の材料は、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。基板に蛍光体を塗布する方
法としては、スラリー法を用いた。

【０１１０】また、蛍光膜上には通常、メタルバック８
５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）を行ない、その後、Ａｌを真空蒸着することで
作製した。フェースプレートには更に、蛍光膜の導電性
を高めるため、蛍光膜と基板間に透明電極（不図示）が
設けられる場合もあるが、本実施例では、メタルバック
のみで十分な導電性が得られたので省略した。

【０１１１】前述の封着を行なぅ際、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ければならない
ため、十分な位置合わせを行なった。以上のようにし
て、完成したガラス容器内の雰囲気を排気管（図示せ
ず）を通じ真空ポンプにて排気し、十分な真空度に達し
た後、容器外まで伸びている上配線および下配線を通
じ、電子放出素子の素子電極間に電圧を印加し、電子放
出部形成用薄膜を通電処理（フォーミング処理）するこ
とにより、電子放出部を作製した。フォーミング処理の
電圧波形を図７に示す。

【０１１２】図７中、Ｔ1及びＴ2は電圧波形のパルス幅
とパルス間隔であり、本実施例ではＴ1を１ｍｓ、Ｔ2を
１０ｍｓとし、三角波の波高値（フォーミング時のピー
ク電圧）は１４Ｖとし、フォーミング処理は約１×１０
^-6Ｔｏｒｒの真空雰囲気下で６０秒間行った。

【０１１３】そのようにして作製された電子放出部は、
パラジウム元素を主成分とする微粒子が分散配置された
状態となり、その微粒子の平均粒径は３０Åであった。

【０１１４】次に、１０^-6Ｔｏｒｒ程度の真空度で、不
図示の排気管をガスバーナーで熱することで溶着し、外
囲器の封止を行った。

【０１１５】最後に封止後の真空度を維持するために、
ゲッター処理を行なった。これは封止を行なう直前ある
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、画像形成装置内の所定の位置（不図示）に配置
されたゲッターを加熱し、蒸着膜を形成する処理であ
る。ゲッターは通常Ｂａ等が主成分であり、その蒸着膜
の吸着作用により、例えば１×１０^-5〜１×１０^-7Ｔｏ
ｒｒの真空度を維持するものである。

【０１１６】以上のように完成した本発明の画像形成装
置において、各表面伝導型電子放出素子には、上配線、
下配線を通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発
生手段によりそれぞれ印加することによって電子放出さ
せ、メタルバックから真空容器外まで伸びている不図示
の高圧端子を通じて、メタルバックに数ＫＶ以上の高圧
を印加し、電子ビームを加速して、蛍光膜に衝突させ、
励起・発光させることで画像を表示した。

【０１１７】本実施例による電子源は、マトリクス配線
が占有する領域が狭いため、電子放出素子をこれまでよ
りも長くすることができ、電子放出素子からの電流を大
きくとれるようになった。

【０１１８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
により、ホトリソ法に比べて低価格の製造装置の使用が
可能となり、かつ、より膜厚の厚い配線および絶縁層の
形成が可能になったため、大面積化したにもかかわら
ず、配線の信頼性の向上がなされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の製造方法における絶縁
層形成手順の１例を示す工程図である。

【図２】絶縁層形成後の状態の例を示す図であり、
（ａ）は従来の方法によって形成した場合、（ｂ）は本
発明の方法によって形成した場合である。

【図３】従来の表面伝導型電子放出素子の構成を示す模
式的平面図である。

【図４】本発明の方法で形成される平面型表面伝導型電
子放出素子の１例の構成を示す模式図であり、（ａ）は
平面図、（ｂ）はその断面図である。

【図５】本発明の方法で形成される垂直型表面伝導型電
子放出素子の１例の構成を示す模式的断面図である。

【図６】本発明の方法における表面伝導型電子放出素子
の製造手順の１例を示す工程図である。

【図７】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２例を示す
波形図である。

【図８】マトリクス配置型の電子源の１例を示す模式図
である。

【図９】本発明の画像形成装置の表示パネルの１例を示
す模式図である。

【図１０】蛍光膜の例を示す模式図である。

【図１１】画像形成装置にＮＴＳＣ方式のテレビ信号に
応じて表示を行なうための駆動回路の１例を示すブロッ
ク図である。

【図１２】実施例１での電子源作製手順を示す工程図で
ある。

【図１３】実施例１の絶縁層形成の手順を単純化して示
した工程図である。

【図１４】実施例２での電子源作製手順を示す工程図で
ある。

【図１５】実施例２の絶縁層形成の手順を単純化して示
した工程図である。

【図１６】実施例３で作製した画像形成装置の構成を示
す斜視図である。

【符号の説明】

１、３１、４１基板１０細線絶縁層１１絶縁層１２下配線１３絶縁層１４絶縁層１５、１６素子電極１７上配線１８導電性薄膜２１段差形成部３２、４２、３３、４３素子電極３４、４４導電性薄膜３５、４５電子放出部７１電子源基板７２Ｘ方向配線７３Ｙ方向配線７４表面伝導型電子放出素子７５結線８１リアプレート８２支持枠８３ガラス基板８４蛍光膜８５メタルバック８６フェースプレート８８外囲器９１黒色部材９２蛍光体１０１表示パネル１０２走査回路１０３制御回路１０４シフトレジスタ１０５ラインメモリ１０６同期信号分離回路１０７変調信号発生器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）基板上に一対の電極を有してなる電
子放出素子を複数個形成する工程、（２）該素子電極対の一方の素子電極と共通で接続され
る帯状配線（下配線）を形成する工程、（３）前記下配線上に絶縁層を設ける工程、（４）該絶縁層上を通り、下配線と接続されていない方
の素子電極と共通で接続される、該下配線に直交する帯
状配線（上配線）を形成する工程を有してなる電子源の
製造方法であって、前記絶縁層が、形成すべき絶縁層形状の対向する少なく
とも一組の縁部を形成し、その後、少なくとも該両縁部
に挟まれた中央部の絶縁層の形成を行うことで形成され
ることを特徴とする電子源の製造方法。
【請求項２】前記下配線と前記上配線の交差部での絶
縁層の最も薄い部分の基板からの高さを、前記下配線の
高さより高くする請求項１記載の方法。
【請求項３】前記上・下配線および前記絶縁層をスク
リーン印刷によって形成する請求項１または２記載の方
法。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の方
法によって得られる電子源。
【請求項５】請求項４記載の電子源を有してなるリア
プレートと、蛍光膜を有するフェースプレートとが対向
配置された表示パネル。
【請求項６】請求項５記載の表示パネルに駆動回路が
接続されている画像形成装置。