JPH09274847A

JPH09274847A - 電子放出素子、電子源、画像形成装置の製造方法

Info

Publication number: JPH09274847A
Application number: JP3856097A
Authority: JP
Inventors: Mitsutoshi Hasegawa; 光利長谷川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-02-08
Filing date: 1997-02-07
Publication date: 1997-10-21
Anticipated expiration: 2017-02-07
Also published as: JP3302287B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡便な方法により、不良の導電性膜を良好な
導電性膜にすることができるようにする。【解決手段】電極２、３間に、電子放出部を有する導
電性膜を備える電子放出素子の製造方法において、電子
放出部が形成される導電性膜を形成する際に、導電性膜
の原材料を含む液体を基板にインクジェット方式にて付
与した後、該液体の付与状態の異常を検出し、検出され
た該液体の付与状態の異常な領域に該導電性膜の原材料
を含む液体をインクジェット方式にて再び付与する。付
与状態の異常の検出は例えば、付与された液体による前
駆対膜の状態で行い、再付与は、例えば、異常な状態の
前駆対膜６を溶媒１４により溶解・希釈した後に行うこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性膜を有する
電子放出素子、該電子放出素子が基体上に複数配置され
てなる電子源、並びにこれらを用いた画像形成装置の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子線を利用して画像を表示する画像形
成装置としては、ＣＲＴが従来から広く用いられてき
た。

【０００３】一方、近年になって液晶を用いた平板型表
示装置が、ＣＲＴに替わって、普及してきたが、自発光
型でないため、バックライトを持たなければならない等
の問題点があり、自発光型の表示装置の開発が、望まれ
てきた。自発光型表示装置としては、最近ではプラズマ
ディスプレイが商品化され始めているが、従来ののＣＲ
Ｔとは発光の原理が異なり、画像のコントラストや、発
色の良さなどでＣＲＴと比べるとやや劣ると言わざるを
得ないのが現状である。電子放出素子を複数配列して電
子源を形成し、これを平板型画像形成装置に用いれば、
ＣＲＴと同じ品位の発光を得られることが期待され、多
くの研究開発が行なわれてきた。

【０００４】例えば、本出願人は冷陰極型の電子放出素
子の一種である表面伝導型電子放出素子を基体上に多数
配置した電子源と、これを用いた画像形成装置に関して
いくつかの提案を行なっている。

【０００５】該表面伝導型電子放出素子の構成や特性、
これを用いた電子源の構成などに関しては、例えば特開
平７−２３５２５５号公報に詳しく述べられているの
で、簡単に説明する。図５（ａ）（ｂ）に表面伝導型電
子放出素子の構成の一例を示す。１は基体、２、３は一
対の素子電極、４は導電性膜で、その一部に電子放出部
５を有する。該電子放出部を形成する方法としては、上
記一対の素子電極の間に電圧を印加して、上記導電性膜
の一部を変形、変質ないし破壊して高抵抗することによ
り行う方法があり、これを「通電フォーミング処理」と
称する。この方法により電子放出特性の良い電子放出部
を形成するためには、上記導電性膜は導電性微粒子によ
り構成されたものであることが好ましい。その材質とし
ては、例えばＰｄＯ微粒子が挙げられる。通電フォーミ
ング処理において印加される電圧は、パルス電圧が好ま
しく、図１４（ａ）に示す様な波高値が一定のパルスを
印加する方法、あるいは図１４（ｂ）に示すような、波
高値が漸増するパルスを印加する方法のいずれも適用で
きる。

【０００６】導電性微粒子膜を形成するには、ガスデポ
ジション法により直接、導電性微粒子を堆積させること
も可能であるが、導電性膜の構成元素を含む化合物（例
えば有機金属化合物）の溶液を塗布し、これを熱処理な
どによって所望の導電性膜とする方法が、真空装置を必
要とせず、製造コストが安く、大型の電子源を形成する
のに適用しやすい、等の理由から望ましい方法である。
また、上記有機金属化合物の溶液を塗布する方法として
はインクジェット装置を用いて必要な部分のみに塗布す
る方法が、導電性膜のパターニングのための余分な工程
を必要としないため、一層望ましいものである。

【０００７】電子放出部を形成した後、有機物質を含む
適当な雰囲気中で、素子電極間にパルス電圧を印加する
ことにより（これを「活性化処理」と呼ぶ）、電子放出
部とその近傍に炭素を主成分とする堆積膜が形成され、
素子に流れる電流が増大し、電子放出特性も向上する。

【０００８】次いで、好ましくは「安定化処理」と呼ば
れる工程を行う。これは、真空容器や電子放出素子を加
熱しながら排気を続けることにより、有機物質などを十
分に除去し、電子放出素子の特性を安定化させる処理で
ある。

【０００９】このような、表面伝導型電子放出素子を用
いた電子源の導電性膜を、インクジェット装置を用いて
形成する方法に関しては、本出願人による出願である特
開平８−２７３５２９号公報などに開示されている。

【００１０】インクジェット装置について簡単に説明す
る。インクジェット装置の、インクを吐出する方式には
大きく分けて２つの種類がある。第１の方法は、ノズル
に配設されたピエゾ素子の収縮圧力により液体の液滴を
吐出する方法で、ピエゾジェット方式と呼ぶ。第２の方
法は発熱抵抗体により液体を加熱発砲させ、これにより
液滴を吐出する方法で、バブルジェット方式と呼ぶ。

【００１１】上記２種類のインクジェット装置の構造の
一例を、図６および図７に模式的に示す。図６はピエゾ
ジェット方式によるインクジェット装置を示し、２１は
ガラス製第１ノズル、２２はガラス製第２ノズル、２３
は円筒形ピエゾ、２５、２６は吐出する液体、例えば有
機金属化合物の溶液、の供給チューブ、２７は電気信号
入力端子をそれぞれ示す。該電気信号入力端子に所定の
電圧を印加することにより、上記円筒形ピエゾが収縮
し、液体を液滴として吐出させるものである。

【００１２】図７はバブルジェット方式によるインクジ
ェット装置を示すもので、３１は基板、３２は発熱抵抗
体、３３は支持板、３４は液体流路、３５は第１ノズ
ル、３６は第２ノズル、３７はインク流路隔壁、３８、
３９は所定の液体を内部に有する液体室、３１０、３１
１は液体供給口、３１２は天井板である。上記発熱抵抗
体が発熱して、液体が発砲し、これによりノズルから液
滴が吐出される。

【００１３】なお、上記の例ではいずれもノズルが２本
の場合を示したが、これに限るものではない。

【００１４】上述のようなインクジェット装置を用い、
所定の位置にのみ有機金属化合物の溶液を液滴として付
与し乾燥させた後、加熱処理により該有機金属化合物を
熱分解することにより、金属あるいは金属酸化物などの
微粒子からなる導電性膜が形成される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このようにして形成さ
れる導電性膜の膜厚は、導電性膜の抵抗値や、素子電極
の間隔などにより異なるが、数nmから５０nm程度が好ま
しい範囲であり、一つの素子の中での膜厚の分布が小さ
いだけではなく、一つの電子源の中に多数作成した電子
放出素子同士の間でも膜厚のバラツキが小さいことが必
要である。

【００１６】一つの素子の中で膜厚に分布が生じると、
通電フォーミング処理による電子放出部の形成がうまく
行かない恐れがある。また、電子源を構成する電子放出
素子同志の間での膜厚のバラツキは、電子放出特性のバ
ラツキをまねく。従って、このような膜厚分布を生じな
いように、インクジェト装置の動作条件は、予め十分な
検討を行い、均一な導電性膜形成を確実に行わなければ
ならない。

【００１７】多数の電子放出素子を用いた平板型の画像
形成装置などを、大型化、高精細化するためには、電子
源に含まれる電子放出素子の数をさらに増加させること
が必要となる。しかも電子源が実際に使用できるものと
なるためには、すべての電子放出素子が良品でなければ
ならない。

【００１８】そこで上述の、インクジェット装置を用い
て電子放出素子の導電性膜を形成する方法においては、
一つ一つの素子が不良とならないよう、インクジェット
装置の制御を確実に行うことに注意が払われるが、電子
放出素子の数が増えるに従い、多数の素子の内のいずれ
かが不良となる確率が大きくなることは避けられない。

【００１９】インクジェット装置による導電性膜の形成
において、不良が発生する原因には様々なものが考えら
れる。例えば、インクジェット装置を制御する電気信号
にノイズが入り、液滴の吐出が正常に行われず、導電性
膜の膜厚が設定値からずれてしまう場合、機械的振動の
ために電子源基板上で液滴の付与される位置がずれてし
まう場合、インクジェット装置の液体中に異物が混入し
て液滴の吐出が正常に行われず、導電性膜の膜厚、位
置、形状が異常となる場合、などが起こりうる。

【００２０】量産を行う場合、形成すべき電子放出素子
の数が増加するに従って、すべての素子が良品となる場
合、即ち、歩留まりを向上させることは、非常に困難に
なる。

【００２１】歩留まりが低い状態で生産を行うと、製品
のコストは当然高くなる。そればかりでなく、発生する
不良品を処理する必要も生じる。近年、産業活動に伴う
廃棄物の発生を極力制御することが社会的に要請されて
おり、このような観点からも歩留まりの向上は緊急性の
高い課題となっている。そこで本発明は、電極間に、電
子放出部を有する導電性膜を備える電子放出素子、例え
ば、前述した表面伝導型電子放出素子などの製造過程に
おいて、不良の導電性膜を良好な導電性膜にすることが
でき、よって、製造の歩留まりを向上させることができ
る電子放出素子の製造方法を提供することを目的とす
る。

【００２２】また、本発明の別の目的は、特に、複数の
前記電子放出素子を備える電子源の製造過程において、
部分的に発生した不良の導電性膜を部分的に修正するこ
とができ、よって、製造の歩留まりを著しく向上させら
れることができる電子源の製造方法を提供することであ
る。

【００２３】また、本発明のさらに別の目的は、多数の
前記電子放出素子を集積した電子源を用いた画像形成装
置を作成する場合に、製造の歩留まりを著しく向上させ
られることができ、画像欠陥のなく、目立った輝度のば
らつきのない画像形成装置を提供し得る画像形成装置の
製造方法を提供することである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】これらの目的を達成する
ため本発明の電子放出素子の製造方法は、電極間に、電
子放出部を有する導電性膜を備える電子放出素子の製造
方法であって、前記電子放出部が形成される導電性膜を
形成する工程が、該導電性膜の原材料を含む液体を基板
にインクジェット方式にて付与した後、該液体の付与状
態の異常を検出する工程と、検出された該液体の付与状
態の異常な領域に該導電性膜の原材料を含む液体をイン
クジェット方式にて再び付与する工程とを有することを
特徴とする。

【００２５】そして、本発明の電子源の製造方法は、電
極間に、電子放出部を有する導電性膜を備える電子放出
素子が基板上に複数配置された電子源の製造方法であっ
て、電子放出素子は、前記本発明の電子放出素子の製造
方法によって製造されることを特徴とする。

【００２６】また、本発明の画像形成装置の製造方法
は、電極間に、電子放出部を有する導電性膜を備える電
子放出素子が基板上に複数配置された電子源と、該電子
源からの電子の照射により画像を形成する画像形成部材
とを有する画像形成装置の製造方法であって、電子放出
素子は、前記本発明の電子放出素子の製造方法によって
製造されることを特徴とする。

【００２７】本発明の一態様においては、前記液体の付
与状態の異常を検出する工程は、付与された液体を乾燥
して形成される、導電性膜の前駆体膜を検査する工程を
有する。この場合、前記前駆体膜を検査する工程は、例
えば、前駆体膜の形成位置を検査する工程、前駆体膜の
形状を検査する工程、あるは前駆体膜中の異物の有無を
検査する工程を有する。そして、前記原材料を含む液体
を再び付与する工程は、前記前駆体膜の検査結果に基づ
いて異常のある該前駆体膜にその溶剤を付与する工程、
またはさらに、付与された溶剤を加熱する工程、あるい
はさらに、この加熱領域を還元雰囲気に暴露する工程を
経た後に行うことができる。あるいは、付与した溶剤を
吸引した後に行うようにしてもよい。この溶剤として
は、前記導電性膜の原材料を含む液体に用いられている
溶媒、前駆体膜に含有される成分元素とキレート化可能
な配位子を含有する溶剤等を用いることができる。溶剤
の付与は、インクジェット方式によって行うことができ
る。

【００２８】本発明の別の態様においては、前記液体の
付与状態の異常を検出する工程は、付与された液体を乾
燥し加熱して形成される該導電性膜を検査する工程を有
する。この場合、前記導電性膜を検査する工程は、例え
ば、該導電性膜の抵抗値を測定する工程を有する。ま
た、前記原材料を含む液体を再び付与する工程は、前記
導電性膜の検査結果に基づいて、異常のある導電性膜を
除去し、あるいは異常のある導電性膜を還元雰囲気に暴
露した後これを除去する工程の後に行うことができる。
この導電性膜を除去する工程は、例えば、異常のある導
電性膜を吸着媒体に吸着させる工程を有する。

【００２９】本発明のさらに別の態様においては、前記
液体の付与状態の異常を検出する工程は、付与された液
体を乾燥し加熱して形成される該導電性膜に電子放出部
を形成後、該電子放出部を有する導電性膜を検査する工
程を有する。この場合、電子放出部を有する導電性膜を
検査する工程は、例えば、該電子放出部を有する導電性
膜に印加される電圧（Ｖｆ）とそのとき流れる電流（Ｉ
ｆ）との関係を測定する工程、さらには前記ＶｆとＩｆ
の関係から（ｄ² Ｉｆ／ｄＶｆ² ）のピーク値を算出す
る工程を有する。また、前記原材料を含む液体を再び付
与する工程は、前記導電性膜の検査結果に基づいて、異
常のある導電性膜を還元雰囲気に暴露した後これを除去
する工程の後に行うことができる。この導電性膜を除去
する工程は、例えば、異常のある導電性膜を吸着媒体に
吸着させる工程を有する。

【００３０】本発明において、インクジェット方式とし
ては、ピエゾ素子の変形によりノズルから液滴を吐出す
る方式や、液体を加熱し発砲させることによりノズルか
ら液滴を吐出する方式を用いることができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下に、より好ましい実施態様例
を挙げて、本発明を詳述する。

【００３２】本発明をより具体的に述べるならば、基体
上に形成された対向する一対の素子電極と、該一対の素
子電極の両方に接続され、その一部に電子放出部を有す
る導電性膜により構成される、電子放出素子を多数集積
して構成される電子源の製造方法であって、該導電性膜
の形成プロセスが、その材質の構成元素を含む液体を、
インクジェット装置により所定の位置に液滴として付与
するステップと、これを乾燥させた後加熱処理を行うこ
とにより導電性微粒子膜とするステップを有する方法に
おいて、さらに次のステップを有する、電子源の製造方
法である。

【００３３】本発明の好ましい実施形態の第１において
は、インクジェット装置により、液滴を付与した後、溶
媒が蒸発して形成された、導電性微粒子膜を形成するた
めの前駆体の膜（以下「前駆体膜」と呼ぶ）、を検査す
るステップと、該検査により不良と判定された膜を除去
するステップと、再度液滴を付与するステップを含む。
図１を参照して簡単に説明する。

【００３４】図１において、１は電子源を形成する基板
であり、２、３は一対の素子電極である。該一対の素子
電極間に、該両素子電極に接続されて前駆体膜６が形成
されるが、その際、前駆体膜が位置ずれして形成された
場合、前述の本発明の方法により修正がなされる。図１
において６’は、位置ずれが生じて修正が必要とされる
前駆体膜を表す。前駆体膜の前記位置ずれなどの異常を
検出するための上記検査の方法としては、例えば、光学
顕微鏡を用いた観察などの手段を挙げることができる。
その構成の一例を図１に更に示す。図１において１１は
反射鏡、１２は修正用の溶媒を吐出するためのインクジ
ェット装置、１３は拡大のための光学系を伴う撮像装置
である。このような構成をとると、前駆体膜の不良を発
見すると同時に、修正用の溶媒を付与することができ、
また上記インクジェット装置の位置確認を検査装置によ
り兼ねることができる。この検査により、前記前駆体膜
の形成される位置のずれの他、形状の異常、膜厚の異
常、あるいは導電性物質の前駆体である金属化合物が、
大きな結晶粒となっている場合などを検出することがで
き、このような異常が発生した前駆体膜を本発明の方法
においては不良と判定する。

【００３５】不良と判定された膜を除去する方法として
は、いくつかの方法が考えられる。一つには、水あるい
は有機溶剤などの溶媒をインクジェット装置によって付
与し、膜を溶解、希釈して広げる方法である。但し、溶
媒の拡がる範囲は隣接する素子の位置まで及んではいけ
ないが、隣接する素子間隔に或る程度の余裕があり、こ
れを乾燥、加熱処理したときに微粒子が分散した状態と
なり、巨視的には導電性を示さない程度まで広げること
ができる場合は、この方法が簡易である。

【００３６】上記の膜の除去方法は、具体的には、図２
（ａ）に示すように、修正すべき前駆体膜に、溶媒の液
滴１４を付与し、図２（ｂ）のように、隣接の素子に達
しない程度に溶媒の液溜まり１５を広げる。溶媒が乾燥
すると、残った有機金属化合物は無視できる程度とな
り、図２（ｃ）の様に前駆体膜が形成される前とほぼ同
様の状態になる。本発明の方法においては、以上の除去
工程の後、続いて図２（ｄ）に示すように、再度前駆体
膜を形成する。

【００３７】ここで、導電性微粒子膜の、膜厚とシート
抵抗の関係について考察する。シート抵抗Ｒｓは、抵抗
率ρの材質よりなる幅ｗ、長さｌ、厚さｔの薄膜の、長
さ方向に測定した抵抗値Ｒを数１式で表すときに現れる
値であり、ρとｔが場所に依存せず、一定値であれば、
数２式で表されるものである。

【００３８】

【数１】

【００３９】

【数２】微粒子の平均粒径よりも、平均膜厚が十分に厚い場合
は、Ｒｓはｔに反比例する。これは、膜厚が十分に厚い
場合は、微粒子膜を連続体膜であると近似して抵抗を計
算してもよく、また膜厚の場所による多少の変動も重大
な影響を与えないからである。

【００４０】平均膜厚が微粒子の平均粒径と同じ程度と
なると、微粒子の集まりであることからくる局所的な不
均一性の影響が現れ、また膜厚の場所による変動が平均
膜厚の値に比べて無視できなくなるために、上記の膜厚
に反比例する傾向を外挿した値よりも大きくなってく
る。

【００４１】平均膜厚がさらにさらに小さくなると、微
粒子同士が接触しない部分が増えて抵抗が急激に増加し
始め、ついには巨視的には導電性を示さなくなる。この
状態は微粒子ないし複数の微粒子が集まったクラスター
同士が互いに連結せず、孤立した状態となる。この状態
は厳密には「膜」と呼ぶべきではないが、以下では誤解
の生じない場合には便宜的に「膜」と呼ぶ場合もある。

【００４２】図１５は、後述する実施例１−１等で用い
た有機Ｐｄ化合物の水溶液を用いて形成したＰｄＯ微粒
子膜の膜厚とシート抵抗の関係を示したものである。膜
厚の調整は、有機Ｐｄ化合物の水溶液を液滴として付与
する回数、あるいは付与した液滴にさらに水の液滴を付
与して面積を広げることにより調整し、有機Ｐｄ化合物
をＰｄＯに変化させる加熱処理は３００℃、１２分間と
したものである。いずれの試料においてもＰｄＯ微粒子
の平均粒径は１０±２ｎｍの範囲にあった。平均膜厚が
１５ｍｍ程度より厚い場合には、膜厚ｔに反比例するシ
ート抵抗Ｒｓの値が得られたが、平均膜厚が平均粒径と
同程度の１０ｎｍでは実測値（太線）が上記の傾向の外
挿値（細線）よりもやや大きくなることが観測され、さ
らに６ｎｍ程度の膜厚では、シート抵抗が急激に大きく
なり、導電性を示さなくなった。これは上記の考察の結
果と一致するものである。

【００４３】このことから、本発明の方法において、ど
の程度前駆体膜の面積を広げればよいかを考える。正常
な前駆体膜を加熱形成して得られる導電性膜の膜厚を
ｔ、膜の面積をｓとし、上記のプロセスで溶媒を付与し
て面積Ｓまで前駆体膜を広げるとすると、この後に加熱
処理により形成される「膜」（実際には膜を形成しない
ようにする）の平均膜厚Ｔは、数３式で表される。

【００４４】

【数３】巨視的な導電性を示さないためには、Ｔが微粒子の平均
粒径Ｄに比べて十分に小さくなることが必要である。具
体的には、ＴがＤの６０％よりも小さいことが望まし
い。

【００４５】なお、再度の液滴の付与は、上記のステッ
プで付与した溶媒が乾燥した段階で行っても良いし、一
旦加熱処理をして正常な前駆体膜を導電性膜とした後で
も良い。後者の場合、再度液滴を付与する場合に、上記
ステップで溶媒を付与して希釈して広げた前駆体膜は、
孤立した微粒子となるため、液の基板に対する濡れ方な
どが、初めの状態に近くなるため、作りなおされた素子
の特性を、初めから正常に作成された素子に、より近く
できる効果がある。また、このとき当該素子の位置を局
所的に還元性のガスに曝露し導電性の金属酸化物微粒子
を金属にすると、微粒子の凝集が一層進んで、微粒子径
が大きくなり、溶媒の付与により前駆体膜を広げる面積
が多少制限されていても巨視的な導電性をなくすことが
できる。

【００４６】また、上記の膜を溶解するための溶媒に、
適当な配位子を含有させておくと、膜が溶解しやすくな
る場合がある。すなわち、前駆体膜を構成する金属化合
物の金属原子に配位しやすい配位子を持つ塩の水溶液
を、上記溶媒として用いると、前駆体膜を溶解しやすく
なる。配位子としては、キレート化可能な配位子が好ま
しく、例えば、ジアミン、アミノ酸、ジカルボン酸等が
挙げられる。

【００４７】不良な前駆体膜を除去する方法の二つ目と
しては、上述と同様に膜を溶媒で希釈した後（図３
（ａ））、溶媒ごと吸引して除去する方法である。吸引
の方法としては、図３（ａ）〜（ｃ）のようにロッド１
７の先端にスポンジ状の多孔質の樹脂１６を取り付けて
押し当て溶媒を吸収する方法、あるいは注射針やチュー
ブ等を用いて吸引する方法が挙げられる。この様にして
前駆体膜を溶解した液を除去すると、図３（ｃ）の様に
ほぼもとの状態となる。この後、再度前駆体膜の形成を
行えばよい。このようにすれば電子放出素子が密に形成
され、上記第１の方法を採用するためには十分に液溜ま
りを広げられない場合にも適用することができる。

【００４８】本発明の好ましい第２の実施形態は、イン
クジェット装置により液滴を付与した後、加熱処理して
導電性薄膜を形成した段階で、該導電性膜を検査するス
テップと、該検査により不良と判定された導電性膜を除
去するステップと、当該箇所に改めて液滴を付与し、加
熱処理して導電性膜を形成するステップを含む。

【００４９】上記の検査の方法としては、前述の顕微鏡
による光学的観察方法も適用できるが、各電子放出素子
の電気抵抗を測定する方法も適用でき、膜厚の異常等に
関してはこの段階では光学的観察よりも敏感であること
が期待できる。

【００５０】導電性膜の除去方法としては、この段階で
は導電性膜は溶媒には溶けないので、前述のような溶媒
で希釈する方法は採用できない。そのため物理的に除去
する方法を採用する。例えば先端にシリコンゴムなど柔
らかくて付着性のあるものを付けた細いロッドを、導電
性膜に押しつけて、シリコンゴムに膜を付着させて取り
除く方法等である。

【００５１】この際、予め除去すべき導電性膜の基板に
対する付着力を低下させる処理を施すと、導電性膜の除
去が確実に行える。具体的には、導電性膜が導電性の金
属酸化物微粒子により構成されている場合、これを還元
して金属とすると、ガラス基板に対する付着力が小さく
なる場合がある。例えばＰｄＯ微粒子により導電性膜が
形成されている場合、水素を含有する雰囲気に曝露する
ことにより容易に金属Ｐｄに還元することができる。こ
の還元反応は室温においても進行するが、１５０℃程度
に加熱すれば反応は速やかに進行する。還元性の雰囲気
に特定の素子のみを曝露するには、図８に示す二重構造
のノズルにより還元性のガスを流す方法が挙げられる。
二重構造のノズルの、内側ノズル４１から還元性ガスを
放出し、外側ノズル４２により吸引する。外側ノズルに
よる吸引量を内側ノズルからの放出量よりも十分に多く
すれば還元性ガスの気流４３は拡散することなくノズル
先端近傍のみを流れ、局所的な還元雰囲気を実現する。
これにより除去すべき導電性膜４４を局所的な還元雰囲
気に曝露することができ、基板への付着力を低下させ容
易に除去することができる。なお、還元性のガスとして
はＰｄＯ微粒子膜に対しては水素を含有する混合ガスが
好ましい。希ガスあるいは窒素ガスなどの不活性ガスで
水素濃度を１〜２％程度に希釈して用いても十分な還元
性を有し、また十分希薄なため爆発の危険もないので、
防爆のための特別な設備も必要としないのでとりわけ好
ましい。

【００５２】本発明の好ましい第３の実施形態は、イン
クジェット装置により導電性膜の原料の溶液の液滴を付
与し、導電性膜を形成し、フォーミング処理を行って電
子放出部を形成した後、あるいはフォーミング処理を行
って電子放出部を形成しさらに活性化処理を行った後、
導電性膜及び電子放出部の検査を行うステップと、該検
査により不良と判定された素子の導電性膜を、再度イン
クジェット装置により液滴を付与して、形成するステッ
プを含むもので、必要に応じて、液滴を再度付与するス
テップの前に当該導電性膜を除去する工程を含む場合も
ある。

【００５３】ここで、前記活性化処理とは、電子放出部
を形成した後、有機物質を含む適当な雰囲気中で、素子
電極間にパルス電圧を印加することにより、電子放出部
とその近傍に炭素を主成分とする堆積膜が形成され、素
子に流れる電流が増大し、電子放出特性も向上する処理
工程をいう。

【００５４】該検査のステップは、上述のように光学顕
微鏡により観察する方法も適用できるが、素子に印加す
る電圧（素子電圧）Ｖｆと、素子を流れる電流（素子電
流）Ｉｆの対応（Ｉｆ−Ｖｆ特性）を測定することによ
って行うこともできる。

【００５５】Ｉｆ−Ｖｆ特性の測定は、活性化処理まで
を完了した段階で行う場合には、通常の駆動の場合と同
じ電圧の三角波パルスを印加して行うことができる。素
子の抵抗が異常に大きい場合、あるいは素子電極間がシ
ョートしているような場合は容易に発見できる。また、
リーク電流がある場合には、Ｉｆ−Ｖｆ特性にオーミッ
クな成分が現われるので、やはり容易に発見することが
できる。その他、様々な要因によりＩｆ−Ｖｆ特性の閾
値電圧が所定の値からずれる場合があるが、これも発見
できる。

【００５６】活性化処理以前に検査を行う場合には、Ｉ
ｆ自体が非常に小さいうえに、この状態で通常駆動時と
同じ電圧を印加すると電子放出部の亀裂(fissure) の幅
が広がって、電子放出特性を損なう場合もある。しかし
ながら通常は、このような問題が生ずる電圧より十分低
い閾値電圧を持つ非線形なＩ−Ｖ特性を有するので、該
閾値が一定の範囲にある場合に正常と判定し、それ意外
は不良と見なすことにより、有効に検査できる。

【００５７】具体的には、上記の閾値電圧よりもやや高
い電圧の三角波パルスを印加し、Ｉ−Ｖ特性を測定す
る。この測定で、素子電極間の短絡や、リーク電流の発
生は検出できる。さらにこのデータからＩｆのＶｆに対
する２次微分を計算し、そのピークを閾値電圧と見なし
て、上記の基準により判定する。なお、２次微分を計算
するためには、元のデータのノイズ成分を十分小さくし
ておくべきで、必要ならば繰り返し測定を行い、平均を
取ることによりノイズの少ないデータを得るようにす
る。図４（ａ）は、オーミックな抵抗成分を有する場合
の例で、この様な場合はリーク電流が流れているものと
考えられる。図４（ｂ）は、正常な場合であって、Ｉｆ
−Ｖｆ特性とともに、（ｄ² Ｉｆ／ｄＶｆ² ）−Ｖｆ特
性も表示した。２次微分の値がピークを持つ電圧Ｖｔｈ
を閾値と見なし、これが一定の範囲に収まることを、正
常と判定する条件とする。このように、活性化処理前に
Ｉｆ−Ｖｆ特性から判定を行うのは、より高級な検査装
置を必要とするが、活性化処理を２度行う不合理を避け
られるので、導電性膜の再形成を行う製品がある程度多
く出ると思われる場合には、こちらの方法を採用する方
が好ましい。

【００５８】該検査の結果、短絡やリークがある場合に
は導電成膜を除去するステップは不可欠であり、前述と
同様な手法によりこれを行う。しかしながら、フォーミ
ング処理の際の電流が過剰になるなどして電子放出部と
なるべき亀裂の幅が異常に広くなっているような場合
は、必ずしも導電性膜を除去する必要はなく、当該導電
性膜の同じ場所に、そのまま再度液滴を付与し、導電性
膜を形成してフォーミング処理を行うことができる。

【００５９】なお、上記第２および第３の方法は、上述
のようにインクジェットにより付与する液体として導電
性膜の原料物質の化合物の溶液を用いる場合のみでな
く、適当な液体に導電性膜を構成する導電性微粒子を分
散させたものを用いる場合にも適用可能である。

【００６０】また、上記第３の方法において、活性化処
理後に検査を行う場合を除き、活性化処理を画像形成装
置を組み立ててから行っても、あるいは活性化処理を行
ってから画像形成装置を組み立てても良い。前者の場
合、画像形成装置の真空容器内に、適当な有機物質のガ
スが存在するようにして素子にパルス電圧を繰り返し印
加することにより処理を行う。後者の場合は適当な真空
装置内に電子源を設置し、該真空装置内に適当な有機物
質のガスが存在するようにして、素子にパルス電圧を繰
り返し印加する。

【００６１】前者の方法では、この処理のために特に真
空容器を用意する必要がないという利点がある。また、
後者では、画像形成装置の真空容器内に活性化処理のた
めの有機物質を存在させる必要がなく、安定性のために
真空容器内から有機物質を除去するのが容易である点が
利点である。以上の活性化処理においては製造の際の諸
条件を考慮して望ましい方を採用する。なお、適当な有
機物質としては、例えば、アセトン、ｎ−ヘキサンなど
の有機物質を導入しても良いし、排気装置として、オイ
ルフリーでない装置を用いて、この装置から発生する有
機物質を利用しても良い。

【００６２】なお、上記第３の方法で、活性化処理後に
検査を行う場合は、当然後者の方法を採用する。

【００６３】本発明はさらに、上記第１から第３の方法
により電子源を形成する。平板型電子線画像形成装置の
製造方法を含む。

【００６４】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明をさらに説明す
る。［実施例１−１］本実施例の電子源の製造方法を、図９
（ａ）〜（ｅ）を用いて以下に工程を追って説明する。

【００６５】（工程ａ）洗浄した青板ガラス上に、Ｓｉ
Ｏ₂ をスパッタリング法により０．５μｍ成膜して、こ
れを基板１として用いる。基板上にフォトレジスト（Ａ
Ｚ１３７０；ヘキスト社製）をスピンナーにより塗布し
てレジスト層を形成し、露光、現像を行って素子電極の
形状に対応する開口を設ける。続いてＴｉを５ｎｍ、Ｐ
ｔを５０ｎｍスパッタリング法により堆積したのち、有
機溶剤により上記レジスト層を除去、リフトオフによ
り、素子電極５１、５２を形成する（図９（ａ））。

【００６６】（工程ｂ）Ａｇペーストを所定の形状にス
クリーン印刷し、これを加熱焼成してＹ方向配線５３を
形成する。なお、Ｙ方向配線の厚みは約２０μｍ、幅は
１００μｍとした（図９（ｂ））。

【００６７】（工程ｃ）ガラスペーストを所定の形状に
印刷し、これを加熱焼成して、層間絶縁層５４を形成す
る。このとき素子電極５２の部分は覆わないように切り
欠き５５を設ける。層間絶縁層の幅は約２５０μｍで、
厚さはＹ方向配線と重なる部分で約２０μｍ、他の部分
で約３５μｍとなるようにした（図９（ｃ））。

【００６８】（工程ｄ）続いて、上記層間絶縁層５４の
上にＡｇペーストを印刷し、これを加熱焼成してＸ方向
配線５６を形成した。なお、Ｘ方向配線の幅は約２００
μｍ、厚さは１５μｍとした（図９（ｄ））。

【００６９】（工程ｅ）続いてピエゾジェット方式のイ
ンクジェット装置により、有機パラジウムのエタノール
アミン錯体の溶液を液滴として付与し、導電性膜の前駆
体となる膜５７を形成する。形成されたＸ方向配線同士
の間隔は約３５０μｍ、Ｙ配線同士の間隔は約２７０μ
ｍ、上記前駆体膜は略円形でその直径はおよそ４０μｍ
である。正常に形成された前駆体膜に後述する熱処理を
行うと、膜厚はおよそ１５ｎｍ程度となるよう、前記液
滴の付与条件を設定した。また、後述の熱処理の条件で
は、微粒子の粒径は１０ｎｍ程度となる（図９
（ｅ））。なお、ここで使用したインクジェット装置は
図６に示したものと同じ構成を有し、２つのノズルの内
一方を上記前駆体膜の形成に用いた。

【００７０】（工程ｆ）顕微鏡と光センサを用い、画像
処理により、上記前駆体膜を観察し、前駆体膜の良、不
良を自動判定した。大きな結晶ができているもの、位置
がずれているもの、形状が円形から著しくずれているも
の、直径が４８μｍ以上のものと３２μｍ以下のものを
不良と見なし、その部分にインクジェット装置により酢
酸ブチルの液滴を付与した。この酢酸ブチル液滴の付与
には、前記工程ｅで使用しなかったもう一方のノズルを
使用した。該液滴は一滴が約６０μｍ³ の体積となるよ
う吐出条件を調整し、各部分に１０滴ずつ付与し、不良
の前駆体膜を溶解、希釈して配線に囲まれた領域全体に
広げ、１２０℃で１０分間保持して溶媒を乾燥させた。
このようにすると、前駆体膜の元の面積に対して約１
３．５倍の面積に広がる。従って、これを熱処理して得
られるＰｄＯ「膜」の平均膜厚は約１ｎｍであり、これ
は平均粒径の１０ｎｍよりも十分に小さい。従って、本
実施例においては、溶媒で広げられた前駆体膜は以降の
工程に重要な影響は及ぼさない。

【００７１】（工程ｇ）続いて、上記工程で不良の前駆
体膜を除去した部分に、前記工程ｅと同じ条件で再度前
駆体膜を形成し、顕微鏡によりいずれも適切な前駆体膜
が形成されていることを確認した。

【００７２】（工程ｈ）続いて、３００℃、１０分間の
熱処理を施し、上記前駆体膜をＰｄＯ微粒子よりなる導
電性膜に変化させた。

【００７３】（工程ｉ）ここまでの工程で作成した電子
源基板（その間に前記の導電性膜が形成されている一対
の素子電極が複数配置された基板）を用い、図１０に模
式的に示す構成の画像形成装置を形成した。すなわち、
前記電子源基板６１をフリットガラスによりリアプレー
ト６２上に固定し、その後、電子源基板６１の５ｍｍ上
方に、フェスプレート６３（ガラス基板６４の内面に蛍
光膜６５とメタルバック６６が形成されて構成される）
を支持枠６７を介して配置し、フェースプレート６３、
支持枠６７、リアプレート６２の接合部にフリットガラ
スを塗布し、大気中で４００℃、１０分間焼成すること
で封着した。図１０において、６８は電子放出素子、６
９、７０はそれぞれＸ方向およびＹ方向の素子配線であ
る。

【００７４】蛍光膜６５は、モノクロームの場合は蛍光
体のみから成るが、本実施例では蛍光体はストライプ形
状を採用し、先にブラックストライプを形成し、その間
隙部に各色蛍光体を塗布し、蛍光膜６５を作製した。ブ
ラックストライプの材料として通常良く用いられている
黒鉛を主成分とする材料を用いた。ガラス基板６４に蛍
光体を塗布する方法はスラリー法を用いた。

【００７５】また、蛍光膜６５の内面側には通常メタル
バック６６が設けられる。メタルバックは、蛍光膜作製
後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理（通常フィルミン
グと呼ばれる）を行い、その後、Ａｌを真空蒸着するこ
とで作製した。

【００７６】フェースプレート６３には、さらに蛍光膜
６５の導電性を高めるため、蛍光膜６５の外面側に透明
電極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。

【００７７】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはいけないた
め、十分な位置合せを行なった。なお、電子源基板の周
辺に、不図示のゲッタを設置した。

【００７８】（工程ｊ）以上のようにして完成したガラ
ス容器（以下「外囲器」と呼ぶ）内を排気管（図示せ
ず）を通じ真空ポンプにて１０^-4Ｐａ程度の圧力まで排
気し、後述のフォーミング処理により、前記複数の導電
性膜の各々に電子放出部を形成した。即ち、フォーミン
グ処理は、図１１に示すようにＹ方向の配線を共通電極
７３に接続し、Ｘ方向の配線を１ラインづつ通電処理す
ることにより行い、前記の複数の導電性膜にそれぞれ電
子放出部を形成した。７１がＸ方向配線、７２はＹ方向
配線であり、このＹ方向配線７２は共通電極７３を介し
てグランドに接続されている。Ｘ方向配線、Ｙ方向配線
の各交点に対応して、電子放出素子７４が一つづつ配置
されている。７５はパルス発生器で、正極はＸ方向配線
の一つに接続されており、負極は電流測定用抵抗７６を
介してグランドに接続されている。７７はパルス電流を
モニターするためのオシロスコープである。前記フォー
ミング処理に用いた電圧波形は、図１４（ｂ）に示され
るものである。

【００７９】図１４（ｂ）中、Ｔ１およびＴ２は電圧波
形のパルス幅とパルス間隔であり、本実施例では、Ｔ１
＝１msec. 、Ｔ２＝１０msec. とし、三角波の波高値
（フォーミング時のピーク電圧）は０．１Ｖステップで
アップさせフォーミング処理を行った。またフォーミン
グ処理中は、同時に０．１Ｖの電圧で、フォーミング用
パルスの休止期間中に抵抗測定用パルスを挿入して、抵
抗の測定を行なった。この測定値が１素子あたり１００
ＫΩ以上になった時フォーミング処理を終了した。

【００８０】（工程ｋ）続いて、外囲器内にアセトンを
導入し、圧力を１．３×１０^-2Ｐａとし、工程ｊと同様
にパルス電圧を印加して前述の活性化処理を行なった。
印加したパルスは波高値１８Ｖの矩形波パルスとした。

【００８１】（工程ｌ）この後、外囲器全体を２００℃
に保持しながら１０時間排気を続け、圧力を１．３×１
０^-6Ｐａまで下げ、マトリクス駆動により表示機能が正
常に働くことを確認してから、不図示の排気管をガスバ
ーナーで熱することで溶着し外囲器の封止を行った。そ
して最後に、高周波加熱によりゲッタ処理を行った。

【００８２】以上のようにして作成された画像形成装置
は、画像に欠陥がなく、目立つ輝度バラツキもないもの
であった。

【００８３】［実施例１−２］本実施例は、前述の実施
例１−１と比べて、複数の電子放出素子の配線方法が異
なっている。本実施例は、以下に述べるはしご型配線の
例を示すものである。本実施例においては、図１６に示
すように、その間に、実施例１−１と同様の方法にて作
成された導電性膜９４を有する一対の素子電極９２、９
３の複数対が接続された一対の配線９５ａ、９５ｂを複
数ライン有する基板９１を、図１７のように、電子通過
口９７を有するグリッド電極９６を備える外囲器内に配
置し、実施例１−１と同様の方法にて画像表示装置とし
た。本実施例においても実施例１−１と同様の効果を得
ることができる。なお、図１７において、図１０と同じ
符号を付した部材は図１０と同じ部材であることを意味
する。

【００８４】［実施例２］本実施例は、次の点を除いて
上記実施例１−１と同様の製造方法に関するものであ
る。

【００８５】実施例１−１の工程ｅにおいて、液滴の付
与に用いたインクジェット装置はピエゾジェット方式の
ものであるが、この代わりに、本実施例では、バブルジ
ェット方式のものを用いた。なお、このバブルジェット
方式のインクジェット装置の構成は、図７に示したもの
と同様である。図７に示す２つのノズル３５、３６の内
の１つを、有機パラジウム溶液の液滴の付与に用いた。
付与した液滴は、酢酸パラジウム−モノエタノールアミ
ン（ＰＡＭＥ）を金属含有率が２ｗｔ％となるように水
に溶解した溶液を用いた。

【００８６】さらに、実施例１−１の工程ｆにおいて、
不良と判定した前駆体膜を溶解するために、インクジェ
ット装置により酢酸ブチルの液滴を付与したが、本実施
例ではインクジェット装置により水の液滴を付与した。
この水の液滴の付与は、２つのノズル３５、３６の内
の、前記有機パラジウム溶液の液滴付与で使用しなかっ
た方のノズルを使用した。

【００８７】この結果作成された画像形成装置は、実施
例１−１と同様に、画像に欠陥がなく、目立つ輝度バラ
ツキもないものであった。

【００８８】なお、付与する液滴として、酢酸パラジウ
ムを水に溶解させたものを用いても、同様に実施でき
る。

【００８９】同様に、前駆体膜を溶かす溶媒として実施
例１−１と同じ、酢酸ブチルを用いても同様の効果を得
た。また、１回に付与する液滴の量を半分にし、付与回
数を倍にして実施しても、結果は同じであった。また、
前記実施例１−２で述べたはしご型配線の電子源に対し
ても同様の方法を適用することで、同様の効果が得られ
る。

【００９０】［実施例３−１］本実施例においては、素
子電極のみならず、配線もフォトリソグラフィー技術に
より作成した。以下に、図１２（ａ）〜（ｅ）および図
１０を参照して本実施例のプロセスを説明する。なお、
図１３は本実施例の電子源の構造を模式的に示す平面図
であり、図１２（ａ）〜（ｅ）は図１３のＡ−Ａに沿っ
た断面を示したものである。なお、図１３においては、
層間絶縁層、コンタクトホールなどは省略している。

【００９１】（工程ａ）洗浄した青板ガラス上に厚さ
０．５μｍのシリコン酸化膜をスパッタ法で形成した基
板８１上に真空蒸着法により、厚さ５ｎｍのＣｒ、厚さ
６００ｎｍのＡｕを順次積層し、その後、ホトレジスト
（ＡＺ１３７０；ヘキスト社製）をスピンナーにより回
転塗布し、ベークし、その後、ホトマスク像を露光、現
像してＹ方向配線（下配線）用マスクを形成し、Ａｕ／
Ｃｒ堆積膜をウェットエッチングして所望の形状のＹ方
向配線（下配）線８２を形成した（図１２（ａ））。

【００９２】（工程ｂ）次に厚さ１．０μｍのシリコン
酸化膜からなる、層間絶縁層８３をＲＦスパッタ法によ
り堆積した（図１２（ｂ））。

【００９３】（工程ｃ）工程ｂで堆積したシリコン酸化
膜にコンタクトホール８４を形成するためのホトレジス
トパターンを作り、これをマスクとして、層間絶縁層８
３をエッチングしてコンタクトホール８４を形成した。
エッチングはＣＦ₄ とＨ₂ ガスを用いたRIE(リアクティ
ブ・イオン・エッチング（Reactive Ion Etching) ）法
によった（図１２（ｃ））。

【００９４】（工程ｄ）その後、素子電極５１、５２と
素子電極間ギャップＬとなるべきパターンをホトレジス
ト（RD-2000N-41 ；日立化成社製）で形成し、真空蒸着
法により、厚さ５ｎｍのＴｉ、厚さ１００ｎｍのＮｉを
順次堆積した。ホトレジストパターンを有機溶剤で溶解
し、Ｎｉ／Ｔｉ堆積膜をリフトオフし、素子電極間隔３
μｍ、幅３００μｍの素子電極５１、５２を形成した
（図１２（ｄ））。

【００９５】（工程ｅ）素子電極５１、５２の上にＸ方
向配線（上配線）８５用のホトレジストパターンを形成
した後、厚さ５ｎｍのＴｉ、厚さ５００ｎｍのＡｕを順
次真空蒸着により堆積し、リフトオフにより不要な部分
を除去して、所望の形状の上配線８５を形成した（図１
２（ｅ））。

【００９６】（工程ｆ）実施例１−１の工程ｅと同様に
して液滴を付与し、前駆体の膜を形成した。なお、付与
する液体としては、有機パラジウム（ccp-4230；奥野製
薬（株）製）を用いた。

【００９７】（工程ｇ）顕微鏡を用いて、上記前駆体膜
を観察し、大きな結晶のできているもの、位置がずれて
いるもの、形状が円形から著しくずれているもの、直径
が４８μｍ以上のものと３２μｍ以下のものを不良と見
なし、その部分にインクジェット装置により酢酸ブチル
の液滴を付与した。この際、工程ｅで使用しなかったも
う一方のノズルを使用した。該液滴は一滴が約６０μｍ
³ の体積となるように吐出条件を調整し、各部分に１０
滴ずつ付与し不良の前駆体膜を溶解、希釈して配線に囲
まれた領域全体に広げ、暫く放置して乾燥させ、その
後、３００℃、１０分間の加熱処理を行った。この処理
により、正常と判定した素子の部分では、上記前駆体膜
はＰｄＯ微粒子よりなる導電性膜に変化した。上記処理
を施した部分は、高抵抗となった。

【００９８】（工程ｈ）続いて、上記工程で不良の前駆
体膜を除去した部分に、工程ｆと同じ条件で再度前駆体
膜を形成し、顕微鏡によりいずれも適切な前駆体膜が形
成されていることを確認した。実施例１−１の場合は再
度形成した前駆体膜は、直径が正常と判定される範囲で
はあるが、初めに正常に形成されているものより若干大
きくなることが観察された。これは有機パラジウム化合
物の膜が薄く形成されているため、初めよりも液滴が広
がりやすいためではないかと考えられる。これと比べる
と、本実施例において形成し直した前駆体膜の形状は、
最初の液滴付与により正常に形成されたドットの形状に
より近いものであった。これは、拡散させられた有機パ
ラジウム化合物が、加熱処理により凝集したＰｄＯ粒子
となり、再度付与された液滴と基板の濡れ性が、初めの
状態に近くなるためであろうと考えている。

【００９９】（工程ｉ）続いて、再度３００℃、１０分
間の熱処理を施し、上記前駆体膜をＰｄＯ微粒子よりな
る導電性膜に変化させた。

【０１００】以降、前記実施例１−１の工程ｉ以降と同
様の処理を行い、画像形成装置を作成した。この結果作
成された画像形成装置は、実施例１−１と同様に、画像
に欠陥がなく、目立つ輝度バラツキもないものであっ
た。

【０１０１】［実施例３−２］インクジェット装置とし
て、バブルジェット方式の装置を用いたことを除き、実
施例３−１と同様の方法により画像形成装置を作成した
結果、同様の効果を得ることができた。

【０１０２】［実施例４］本実施例のプロセスは、次の
点を除き実施例２と同様である。すなわち、前駆体膜の
直径は、実施例２の２倍の８０μｍ、膜厚も３０μｍと
した。これを実施例２と同様に処理すると、十分に平均
膜厚を薄くできないので、上記と同様の結果を得ること
はできなかった。

【０１０３】また、検査の結果、不良と判定された前駆
体膜に対し、バブルジェット方式のインクジェット装置
により、溶媒を液滴として付与し、膜を溶解して広げる
が、このとき使用する溶媒としては、エチレンジアミン
テトラアセテート（ＥＤＴＡ）にアンモニウム塩を５ｗ
ｔ．％水に溶解させたものを使用した。この溶媒は、Ｐ
ｄイオンに配位する配位子を含み、水を用いる場合より
も速く前駆体膜を溶解できる。

【０１０４】不良と判定された前駆体膜を溶解してか
ら、３００℃、１０分間の熱処理を行い、その後、電子
源を約１５０℃に保持しながら、図８に示す前述した二
重構造のノズルを用いて、不良の素子の部分を局所的に
還元雰囲気に曝露した。用いた気体は、水素Ｈ₂ を窒素
Ｎ₂ により希釈した混合ガスで、水素の含有率は２％と
した。なお、水素の空気中における爆発範囲の下限は４
％であり、上記混合ガスを使用するに当たっては、製造
装置周辺の排気を十分に行えば良く、特別の防爆設備は
必要としない。

【０１０５】この処理により、当該部分のＰｄＯ微粒子
がＰｄ微粒子になり、微粒子同士が凝集して、粒径の大
きな粒子となるため、巨視的な導電性を示さないように
することができる。これ以外の工程は、前述の実施例２
と同様である。この結果作成された画像形成装置は、実
施例２と同様に、画像に欠陥がなく、目立つ輝度バラツ
キもないものであった。

【０１０６】［実施例５−１］本実施例においては、ま
ず、前述の実施例１−１の工程ａから工程ｅまでを同様
に行った。ただし、本実施例においては形成される前駆
体膜の直径が８０μｍとなるよう、条件を設定した。本
実施例においては前駆体膜を溶媒で溶かした後、十分に
広げられないので、次の工程ｆが必要である。

【０１０７】（工程ｆ）顕微鏡観察により不良と判定さ
れた部分に、前述の実施例４で用いたのと同じ、ＥＤＴ
Ａを５ｗｔ．％水に溶解した液の液滴を付与し、先端に
直径３００μｍ、厚さ５００μｍのポリエステル性のス
ポンジを有するロッドを当該部分に押し当てて前駆体膜
を溶解した液を吸引した。

【０１０８】以降の工程は、前述の実施例１−１の工程
ｇ以降と同様に行った。この結果作成された画像形成装
置は、実施例１−１と同様に、画像に欠陥がなく、目立
つ輝度バラツキもないものであった。

【０１０９】本実施例の方法によれば、例えば高精細度
の画像形成装置を得るために電子放出素子が非常に密に
形成され、溶媒を付与して前駆体膜を溶かして広げるだ
けではリーク電流が生じてしまうような場合にも、不良
の前駆体膜を除去して、修正することができる。

【０１１０】［実施例５−２］本実施例では、インクジ
ェット装置として、バブルジェット方式の装置を用いた
ことを除き、前述の実施例５−１と同様の方法で画像形
成装置の作成を行った。その結果、実施例５−１と同様
の効果を得ることができた。

【０１１１】［実施例６−１］本実施例のプロセスは、
次の点を除き、前述の実施例５−１と同様である。前述
の実施例５−１の工程ｆにおいて、不良と判定されて部
分に溶媒を付与した後、注射針により前駆体を溶解した
液を吸引した。該注射針はシリコンチューブにより排気
装置に接続されている。本実施例の方法によれば、装置
は実施例５−１の方法よりやや大がかりとなるが、スポ
ンジを交換せずに連続的に製造を続けることができ、量
産により適している。なお、前記実施例１−２で述べた
はしご型配線の電子源に対しても同様の方法を適用する
ことで、同様の効果が得られる。

【０１１２】［実施例６−２］本実施例では、インクジ
ェット装置として、バブルジェット方式の装置を用いた
ことを除き、前述の実施例６−１と同様の方法で画像形
成装置の作成を行った。その結果、実施例６−１と同様
の効果を得ることができた。

【０１１３】［実施例７］本実施例のプロセスは、素子
電極をオフセット印刷により、また、配線をスクリーン
印刷により形成するものである。

【０１１４】（工程ａ）洗浄した青板ガラス上に、Ｓｉ
Ｏ₂ をスパッタリング法により０．５μｍ成膜して、こ
れを基板１として用い、この上に、Ｐｔレジネートペー
ストを用いてオフセット印刷により素子電極５１、５２
を形成した。電極間隙は５０μｍとした（図９（ａ）参
照）。次に、実施例１−１の工程ｂ〜工程ｄと同様の工
程による処理を行った。

【０１１５】（工程ｅ）次に、前述の実施例２と同様
に、ＰＡＭＥを水に溶解した液を、バブルジェット方式
のインクジェット装置により、液滴として付与して、導
電性膜の前駆体膜を形成した。該前駆体膜は直径１００
μｍの円形となるよう、条件を調整した。続いて、３０
０℃、１０分間加熱処理を行い、ＰｄＯ微粒子よりなる
導電性膜を形成した。

【０１１６】（工程ｆ）各素子の抵抗値を測定し、基準
値から２０％以上抵抗値のずれたものを不良と判定し
た。そして、先端に直径２００μｍ、厚さ５００μｍの
シリコンゴムを付けたロッドを、当該素子部に押し当て
て引き上げ、不良と判定された導電性微粒子膜を上記シ
リコンゴムに吸着させ、除去した。

【０１１７】（工程ｇ）上記工程により、導電性膜を除
去した部分に、工程ｅと同様にして、再度導電性膜を形
成した。

【０１１８】以降、実施例１−１の工程ｉから工程ｌと
同様の工程を経て、画像形成装置を作成した。このよう
にして作成された画像形成装置は、画像に欠陥がなく、
目立つ輝度のバラツキもないものであった。

【０１１９】［実施例８］本実施例のプロセスは、次の
点を除き、前述の実施例７と同様である。前述の実施例
７の工程ｆにおいて、不良と判定した導電性膜につい
て、先ず前述の実施例４で行ったのと同様の方法で、当
該導電性膜を還元し、次いで前述の実施例７と同様にシ
リコンゴムを押し当てて吸着、除去した。ここで、前記
還元の意義は次の点にある。すなわち、前記導電性膜の
還元を行いＰｄＯ微粒子をＰｄとすることにより、導電
性膜のガラス基体に対する密着強度が低下する。従っ
て、シリコンゴムを押し当てることにより、より確実に
膜を除去することができる。

【０１２０】［実施例９］本実施例では、前述の実施例
７の工程ａから工程ｅまでを行った後、以下の工程を引
き続き行った。

【０１２１】（工程ｆ）前述の実施例７の工程ａから工
程ｅまでを行って作成した電子源基板を、真空チャンバ
ー内に設置し、圧力が１．３×１０^-4Ｐａ以下になるま
で排気した。使用した排気装置は、メインポンプとして
イオンポンプ、補助ポンプとしてスクロールポンプを用
いた超高真空用の装置である。続いて、前述の実施例１
−１の工程ｊと同様の方法で、フォーミング処理を行
い、各導電性膜に電子放出部を形成した。

【０１２２】（工程ｇ）続いて、真空チャンバー内にア
セトンを導入し、圧力を１．３×１０^-2Ｐａとし、前述
の実施例１−１の工程ｋと同様にして、活性化処理を行
った。

【０１２３】（工程ｈ）真空チャンバーを約２００℃に
加熱しながら、１０時間排気を続け、チャンバー内の圧
力を、１．３×１０^-6Ｐａ以下まで下げた。続けて、各
素子に順次波高値１８Ｖの三角波パルスを印加し、素子
電流Ｉｆと、素子電圧Ｖｆの対応を測定した。

【０１２４】ほとんどの素子は１０Ｖ付近に閾値を持つ
非線形な特性を示し、閾値以下ではＩｆは極めて小さ
く、Ｖ＝１８ＶにおいてはＩｆ＝１．４〜１．７ｍＡ程
度を示した。しかしながら同様に作成した多数の素子を
調べると、一部には、大きなオーミックな抵抗成分を示
したり、逆にＶｆ＝１８ＶでもほとんどＩｆが現れない
素子が見られた。このような素子は不良と判定した。ま
た、Ｖｆ＝１８ＶでＩｆが１．２ｍＡに達しない素子も
不良と判定した。

【０１２５】（工程ｉ）上記電子源を真空チャンバーか
ら取り出し、不良と判定した素子について、前述の実施
例８と同様に、当該導電性膜の還元と除去を行った後、
上記工程を繰り返して不良のない電子源を形成した。

【０１２６】（工程ｊ）前述の実施例１−１の工程ｉと
同様に、外囲器を形成し、次いで同じく実施例１−１の
工程ｌと同様に外囲器内を排気、排気管を封着し、最後
にゲッタ処理を行って、画像形成装置を形成した。以上
のようにして作成された画像形成装置は、画像に欠陥が
なく、目立った輝度のバラツキもないものであった。

【０１２７】［実施例１０］本実施例のプロセスは、前
述の実施例７の工程ａから工程ｅ、続いて前述の実施例
９の工程ｆと同様の工程を行った後、以降、以下の工程
を行うものである。

【０１２８】（工程ｇ）前記工程の後、実施例９の工程
ｈと同様に、各素子に順次三角波パルスを印加してＩｆ
−Ｖｆの対応を測定した。ただし三角波パルスの波高値
は１２Ｖとした。このとき、各素子に対して、１００回
パルスを印加して測定し、その平均値をとることで、ノ
イズの影響を回避した。このデータから、ＩｆのＶｆに
対する２次微分を算出し、そのピークでのＶｆの値を閾
値Ｖｔｈと見なし、Ｖｔｈ＝１０．０±１．０の範囲に
入る素子を正常とし、他の素子は不良とした。殆どの素
子は正常であったが、同様に作成した多数の電子源の中
には、不良の素子を含むものもあった。

【０１２９】（工程ｈ）電子源を真空チャンバーから取
り出し、不良と判定した導電性膜を顕微鏡で観察した。
この内のいくつかは、電子放出部となるべき亀裂（fiss
ure ）の幅が非常に大きく開いたものがあった。このよ
うになったものは、Ｉｆの対応の測定において、殆どＩ
ｆが検出されなかった。このような不良素子に対して
は、導電性膜を除去することはせず、そのまま新たに導
電性膜を重ねて形成した。それ以外の不良の素子では、
電子放出部が完全に形成されず、導電性膜の一部が繋が
ったままになっていたり、電子放出部に異物が付着して
いたり、電子放出部の一部のみが大きく開いている状態
が観察された。これらについては、実施例８と同様の方
法で、導電性膜を除去した後、新たに導電性膜を形成
し、上記の工程を繰り返して不良のない電子源を形成し
た。

【０１３０】（工程ｉ）実施例１−１の工程ｉと同様に
して、外囲器を形成した。

【０１３１】（工程ｊ）続いて実施例１−１の工程ｋと
同様に、外囲器内にアセトンを導入し、活性化処理を行
った。

【０１３２】（工程ｋ）実施例１の工程ｌと同様に、外
囲器内を排気して高真空とし、排気管の封着、ゲッタ処
理を行い、画像形成装置を作成した。以上のようにして
作成された画像形成装置は、画像に欠陥がなく、目立っ
た輝度のバラツキもないものであった。

【０１３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法によ
って、電極間に、電子放出部を有する導電性膜を備える
電子放出素子、例えば、前述した表面伝導型電子放出素
子などの製造過程において、不良の導電性膜を良好な導
電性膜に修正することができるので、製造の歩留まりを
向上させることができる。特に、複数の電子放出素子を
備える電子源の製造過程にあっては、部分的に発生した
不良の導電性膜を部分的に修正することができ、多数の
電子放出素子を集積した電子源を形成し、さらにこの電
子源を用いた画像形成装置を作成する場合には、製造の
歩留まりを著しく向上させることができ、画像欠陥のな
く、目立った輝度のばらつきのない画像形成装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で用いることができる、導電性膜の原
材料を含む液体の付与状態の異常を検出する手段および
その様子を示す図である。

【図２】本発明に従って、不良の前駆体膜を除去、再
度前駆体膜を形成する工程の一例を説明するための模式
図である。

【図３】本発明に従って、不良の前駆体膜を除去する
工程の別の例を説明するための模式図である。

【図４】（ａ）はフォーミングされた素子がリーク電
流を伴う場合のＩｆ−Ｖｆ特性を示す模式図であり、
（ｂ）は、正常にフォーミングされた素子のＩｆ−Ｖｆ
特性を示す模式図である。

【図５】表面伝導型電子放出素子の構成を示す模式図
である。

【図６】ピエゾジェット方式のインクジェット装置の
構成を示す模式図である。

【図７】バブルジェット方式のインクジェット装置の
構成を示す模式図である。

【図８】局所的に還元雰囲気を形成するための装置の
構成を示す模式図である。

【図９】マトリクス配線の電子源を形成する工程を説
明するための模式図である。

【図１０】本発明の方法により形成される画像形成装
置の構成の一例を示す模式的な斜視図である。

【図１１】フォーミング工程での配線を説明するため
の模式図である。

【図１２】フォトリソグラフィーの手法により、電子
源の配線を形成する方法を説明する模式的な断面図であ
る。

【図１３】図１２の断面の位置を説明するための平面
図である。

【図１４】通電フォーミング処理に用いるパルス電圧
の波形を説明するための模式図である。

【図１５】導電性微粒子膜の膜厚とシート抵抗の関係
の一例を示す図である。

【図１６】はしご型配線の電子源の構成を説明する模
式図である。

【図１７】図１６の電子源を用いた画像形成装置の構
成を示す模式図である。

【符号の説明】

１：基体（基板）、２，３：素子電極、４：導電性膜、
５：電子放出部、６：前駆体膜、６’：修正が必要とさ
れる前駆体膜、１１：反射鏡、１２：インクジェット装
置、１３：撮像装置、１４：液滴、１５：液溜まり、１
６：多孔質の樹脂、１７：ロッド、２１：ガラス製第１
ノズル、２２：ガラス製第２ノズル、２３：円筒形ピエ
ゾ、２５，２６：吐出する液体、２７：電気信号入力端
子、３１：基板、３２：発熱抵抗体、３３：支持板、３
４：液体流路、３５：第１ノズル、３６：第２ノズル、
３７：インク流路隔壁、３８，３９：液体室、４１：内
側ノズル、４２：外側ノズル、４３：還元性ガスの気
流、４４：導電性膜、５１，５２：素子電極、５３：Ｙ
方向配線、５４：層間絶縁層、５５：切り欠き、５６：
Ｘ方向配線、５７：前駆体膜、６１：電子源基板、６
２：リアプレート、６３：フェスプレート、６４：ガラ
ス基板、６５：蛍光膜、６６：メタルバック、６７：支
持枠、６８：電子放出素子、６９：Ｘ方向素子配線、７
０：Ｙ方向素子配線、７１：Ｘ方向配線、７２：Ｙ方向
配線、７３：共通電極、７４：電子放出素子、７５：パ
ルス発生器、７６：電流測定用抵抗、７７：オシロスコ
ープ、８１：基板、８２：Ｙ方向配線、８３：層間絶縁
層、８４：コンタクトホール、８５：上配線、９１：基
板、９２、９３：素子電極、９４：導電性膜、９５ａ，
９５ｂ：配線、９６：グリッド電極、９７：電子通過
口、３１０，３１１：液体供給口、３１２：天井板。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極間に、電子放出部を有する導電性膜
を備える電子放出素子の製造方法であって、前記電子放
出部が形成される導電性膜を形成する工程が、該導電性
膜の原材料を含む液体を基板にインクジェット方式にて
付与した後、該液体の付与状態の異常を検出する工程
と、検出された該液体の付与状態の異常な領域に該導電
性膜の原材料を含む液体をインクジェット方式にて再び
付与する工程とを有することを特徴とする電子放出素子
の製造方法。
【請求項２】前記液体の付与状態の異常を検出する工
程は、付与された液体を乾燥して形成される、該導電性
膜の前駆体膜を検査する工程を有する請求項１に記載の
電子放出素子の製造方法。
【請求項３】前記前駆体膜を検査する工程は、前駆体
膜の形成位置を検査する工程を有する請求項２に記載の
電子放出素子の製造方法。
【請求項４】前記前駆体膜を検査する工程は、前駆体
膜の形状を検査する工程を有する請求項２に記載の電子
放出素子の製造方法。
【請求項５】前記前駆体膜を検査する工程は、前駆体
膜中の異物の有無を検査する工程を有する請求項２に記
載の電子放出素子の製造方法。
【請求項６】前記原材料を含む液体を再び付与する工
程は、前記前駆体膜の検査結果に基づいて異常のある該
前駆体膜にその溶剤を付与する工程の後に行われる請求
項２〜５のいずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項７】前記原材料を含む液体を再び付与する工
程は、前記前駆体膜の検査結果に基づいて異常のある該
前駆体膜にその溶剤を付与しこれを加熱する工程の後に
行われる請求項２〜５のいずれかに記載の電子放出素子
の製造方法。
【請求項８】前記原材料を含む液体を再び付与する工
程は、前記前駆体膜の検査結果に基づいて異常のある該
前駆体膜にその溶剤を付与しこれを加熱し、更に、該付
与、加熱領域を還元雰囲気に暴露する工程の後に行われ
る請求項２〜５のいずれかに記載の電子放出素子の製造
方法。
【請求項９】前記原材料を含む液体を再び付与する工
程は、前記前駆体膜の検査結果に基づいて異常のある該
前駆体膜にその溶剤を付与しこれを吸引する工程の後に
行われる請求項２〜５のいずれかに記載の電子放出素子
の製造方法。
【請求項１０】前記異常のある前駆体膜に付与される
溶剤は、前記導電性膜の原材料を含む液体に用いられて
いる溶媒である請求項６〜９のいずれかに記載の電子放
出素子の製造方法。
【請求項１１】前記異常のある前駆体膜に付与される
溶剤は、前駆体膜に含有される成分元素とキレート化可
能な配位子を含有する溶剤である請求項６〜９のいずれ
かに記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１２】前記前駆体の溶剤の付与は、インクジ
ェット方式にて行われる請求項６〜９のいずれかに記載
の電子放出素子の製造方法。
【請求項１３】前記液体の付与状態の異常を検出する
工程は、付与された液体を乾燥し加熱して形成される該
導電性膜を検査する工程を有する請求項１に記載の電子
放出素子の製造方法。
【請求項１４】前記導電性膜を検査する工程は、該導
電性膜の抵抗値を測定する工程を有する請求項１３に記
載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１５】前記原材料を含む液体を再び付与する
工程は、前記導電性膜の検査結果に基づいて異常のある
導電性膜を除去する工程の後に行われる請求項１３また
は１４に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１６】前記原材料を含む液体を再び付与する
工程は、前記導電性膜の検査結果に基づいて異常のある
該導電性膜を還元雰囲気に暴露した後これを除去する工
程の後に行われる請求項１３または１４に記載の電子放
出素子の製造方法。
【請求項１７】前記異常のある導電性膜を除去する工
程は、該異常のある導電性膜を吸着媒体に吸着させる工
程を有する請求項１５または１６に記載の電子放出素子
の製造方法。
【請求項１８】前記液体の付与状態の異常を検出する
工程は、付与された液体を乾燥し加熱して形成される該
導電性膜に電子放出部を形成後、該電子放出部を有する
導電性膜を検査する工程を有する請求項１に記載の電子
放出素子の製造方法。
【請求項１９】前記電子放出部を有する導電性膜を検
査する工程は、該電子放出部を有する導電性膜に印加さ
れる電圧（Ｖｆ）とそのとき流れる電流（Ｉｆ）との関
係を測定する工程を有する請求項１８に記載の電子放出
素子の製造方法。
【請求項２０】前記電子放出部を有する導電性膜を検
査する工程は、該電子放出部を有する導電性膜に印加さ
れる電圧（Ｖｆ）とそのとき流れる電流（Ｉｆ）との関
係を測定し、前記ＶｆとＩｆの関係から（ｄ² Ｉｆ／ｄ
Ｖｆ² ）のピーク値を算出する工程を有する請求項１８
に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項２１】前記原材料を含む液体を再び付与する
工程は、前記電子放出部を有する導電性膜の検査結果に
基づいて異常のある該導電性膜を還元雰囲気に暴露した
後これを除去する工程の後に行われる請求項１８〜２０
のいずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項２２】前記異常のある、電子放出部を有する
導電性膜を除去する工程は、該異常のある、電子放出部
を有する導電性膜を吸着媒体に吸着させる工程を有する
請求項２１に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項２３】前記インクジェット方式は、ピエゾ素
子の変形によりノズルから液滴を吐出する方式である請
求項１〜２２のいずれかに記載の電子放出素子の製造方
法。
【請求項２４】前記インクジェット方式は、液体を加
熱し発砲させることによりノズルから液滴を吐出する方
式である請求項１〜２２のいずれかに記載の電子放出素
子の製造方法。
【請求項２５】電極間に、電子放出部を有する導電性
膜を備える電子放出素子が基板上に複数配置された電子
源の製造方法であって、前記電子放出素子が請求項１〜
２４のいずれかに記載の方法にて製造されることを特徴
とする電子源の製造方法。
【請求項２６】電極間に、電子放出部を有する導電性
膜を備える電子放出素子が基板上に複数配置された電子
源と、該電子源からの電子の照射により画像を形成する
画像形成部材とを有する画像形成装置の製造方法であっ
て、前記電子放出素子が請求項１〜２４のいずれかに記
載の方法にて製造されることを特徴とする画像形成装置
の製造方法。