JPH10188817A

JPH10188817A - 素子回路基板および画像形成装置とその製造法

Info

Publication number: JPH10188817A
Application number: JP34534396A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kameyama; 誠亀山; Yoshiaki Tomari; 慶明泊; Yasuyuki Nakai; 靖行中居
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-12-25
Filing date: 1996-12-25
Publication date: 1998-07-21

Abstract

(57)【要約】【課題】多数個の機能素子を駆動するために基板上に
形成された配線が、表示装置を製造する過程で、４００
℃以上の高温に曝されても、拡散および酸化などによる
抵抗の増大および断線の問題がなく、特に、大面積であ
っても、配線の両端での電圧降下の少ない配線、電極の
構成を持った素子回路基板を提供する。【解決手段】２つの対になる第１の配線と第２の配線
とが、絶縁層を介して、基板上に形成され、機能素子が
前記両配線に電気的に接続されている素子回路基板にお
いて、前記配線は銅または銅合金からなり、また、前記
配線がＰｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｏｓ，Ｐｔなどの白金
族元素から選ばれた１種または２種以上の金属または合
金からなる下地膜と保護膜とによって覆われており、ま
た、前記下地膜および保護膜の一部が、機能素子用の電
極として構成されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回路基板およびこ
れを用いた画像形成装置とその製造法に関するもので、
大面積な、平面型表示装置用の多層配線の構造、製造法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子や光などの信号を放出して、
それを受容する部材である受動体に働きかける素子（以
下、機能素子と称する）と、それに電圧などを印加する
ための配線とからなる電子回路を製造する際には、基板
などの被加工物に、前記機能素子となるべき薄膜を成膜
し、それをパターン加工する。即ち、例えば、基板上に
アルミニウム材を成膜した後、ホトリソ、エッチングに
よって、配線パターンを形成するなどの手法がとられ
る。

【０００３】このような回路基板の用途は、各方面に亘
って広がっているが、特に、その中には平面型表示装置
への利用も含まれている。従来、平面型表示装置を実現
する表示技術としては、単純マトリックス液晶表示装置
（ＬＣＤ）、薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ／
ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、低速電子
線蛍光表示管（ＶＦＤ）、マルチ電子源フラットＣＲＴ
などがある。

【０００４】特に、マルチ電子源で蛍光体を発光させる
発光素子を用いた平面型表示装置では、簡単な構造で電
子の放出が得られる素子として、エリンソンの報告
（Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ：ＲａｄｉｏＥｎｇ．Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎＰｈｙｓ．，１０（１９６５）のレポー
ト）に記載の表面伝導型電子放出素子が知られている。
これは、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って、電子放出が生ずる現象を
利用するものである。

【０００５】この表面伝導型電子放出素子としては、前
記のエリンソンの報告に記載されているＳｎＯ₂薄膜を
用いたものの他にも、Ａｕ薄膜によるもの（Ｇ．Ｄｉｔ
ｔｍｅｒ：ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓ，９，３
１７（１９７２）に所載のもの）、Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ
₂薄膜によるもの（Ｍ．ＨａｒｔｗｅｌｌａｎｄＣ．
Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ＥＤＣ
ｏｎｆ．，５１９（１９７５）に所載のもの）、カーボ
ン薄膜によるもの（荒木ら：「真空」第２６巻第１号；
２２頁（１９８３）に所載のもの）などが報告されてい
る。

【０００６】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な素子構成として、前述のハートウェル（Ｈａｒｔｗｅ
ｌｌ）の素子の構成を図７に示す。同図において、１０
１は絶縁性基板であり、１０２は電子放出部形成用薄膜
で、スパッタで形成されたＨ型形状金属酸化薄膜などか
らなり、後述の「フォーミング」と呼ばれる通電処理に
より、電子放出部１０３が形成されている。

【０００７】この「フォーミング」とは、電子放出部形
成用薄膜１０２の両端に電圧を印加通電し、電子放出部
形成用薄膜を局所的に破壊、変形もしくは変質させ、電
気的に高抵抗な状態にした電子放出部１０３を形成する
ことである。なお、電子放出部１０３は、電子放出部形
成用薄膜１０２の一部に亀裂を発生させて得るものであ
って、その亀裂付近から電子放出が行われる。

【０００８】また、米国特許第５，０６６，８８３号の
明細書には、素子電極間に電子を放出せしめる微粒子を
分散配置した、新規な表面伝導型電子放出素子が開示さ
れている。この電子放出素子は、上記の従来の表面伝導
型電子放出素子に比べて、電子放出位置を精密に制御で
き、より高精密に電子放出素子を配列することができ
る。その表面伝導型電子放出素子の典型的な素子構成を
図８に示す。図において、２０１は絶縁性基板、２０２
および２０３は電気的接続を得るための素子電極、２０
４は分散配置された微粒子電子放出材料からなる薄膜で
ある。なお、この表面伝導型電子放出素子において、前
記の一対の電極２０２、２０３の電極間隔は、０．０１
ミクロン〜１００ミクロン、薄膜２０４の電子放出部の
シート抵抗は１×１０³Ω／□〜１×１０⁹Ω／□が適
当である。

【０００９】以上説明したような表面伝導型電子放出素
子を電子放出素子として用いる際には、電子ビームを飛
翔させるため、真空容器内に配置する必要がある。この
ために、真空容器内の素子のほぼ垂直上にフェースプレ
ートを設けて、電子放出装置としており、電極間に電圧
を印加して、電子放出部から得られた電子線を蛍光体に
照射することによって、蛍光体を発光させ、発光素子や
平面型表示装置として用いることができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上説
明したような平面型表示装置を大画面化する際には、そ
れに用いられる多層配線回路およびその製造法におい
て、以下に述べるような問題点がある。

【００１１】（１）上述のように、前記の表面伝導型電
子や単純マトリックス液晶表示装置（ＬＣＤ）、薄膜ト
ランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ／ＬＣＤ）など、薄膜
表示素子の配線回路の加工工程において、アルミニウム
などの配線材料を、スパッタリング法などの真空成膜技
術を用いて成膜させているが、例えば、５０ｃｍ角以上
の大面積基板上に成膜する場合、大型真空成膜装置が必
要となり、莫大な費用が必要となる。

【００１２】また、低抵抗化を図るためには、膜を厚く
形成する必要があるが、スパッタリング法などの真空成
膜における成膜速度は、一般的に、湿式メッキ法のそれ
に比べてかなり遅く、１基板当たりの処理時間が長くな
り、製造コストが上がるという欠点がある。

【００１３】（２）プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）表
示素子のように、厚膜による電子回路の加工工程におい
ては、導電性ペーストや絶縁性ペーストを直接パターン
印刷した後、焼成して電極配線パターンや絶縁層を形成
する方法やスクリーン印刷法が行われている。これら印
刷法によるパターニングは、比較的大面積基板に対応可
能であり、１基板当たりの処理時間も真空成膜技術に比
べて短い。

【００１４】しかしながら、レジストインキや導電性ペ
ースト、絶縁性ペーストの流動性、印刷版からの抜け
性、転写性および版圧力などに起因して、印刷パターン
が変形しやすく、パターンの寸法精度、形状および位置
の制御性、再現性に限界がある。従って、これら印刷法
では、欠陥の少ない、精密で微細なパターン加工を行う
ことが非常に重要であり、この点を十分考慮しても、１
００ミクロン以下の精密微細パターンを、再現性良く、
形成する方法としては適さないのである。

【００１５】そのため、平面型表示装置画面の画素を高
精細化することが難しいという欠点があった。従って、
薄膜トランジスタ液晶表示装置や表面伝導型電子放出素
子を微細に製作することは困難である。更に、スクリー
ン印刷によるパターンは、その印刷後、ペーストを６０
０℃以上の温度で焼成する必要があり、薄膜トランジス
タなどの能動素子が熱的に劣化する可能性がある。

【００１６】（３）平面型画像表示装置を大面積化して
電気的に駆動する場合、画面内に配置される駆動配線の
長さが長くなり、電圧印加した配線電極の端と反対の配
線電極の端との間では、配線の長さに応じて、配線抵抗
が大きくなる。それにより、以下の問題が生じる。

【００１７】１）同じ電圧を印加しても、配線抵抗によ
って電圧降下が生じ、配線両端の接続素子間で与えられ
る電圧が異なるため、表示輝度に差が生じて、画像のム
ラが生じる。

【００１８】２）印加した素子駆動信号の時間的遅延が
生じ、配線両端の接続素子間で与えられる駆動信号の時
間的ズレが発生する。これにより、大面積動画像表示を
行う際、画面１フレーム当たりに表示する時間が長くな
り、目視上、スムーズさに欠ける不自然な動画像とな
る。

【００１９】３）上述の事情から、平面型画像表示装置
を大面積化して電気的に駆動する場合、配線抵抗により
生ずる、素子の印加電圧降下と、駆動信号遅延とを防止
するために、配線の抵抗を小さくする必要があるが、実
際には、大面積化することによって、画面内の素子駆動
配線の長さが長くなり、配線抵抗が大きくなる。

【００２０】これを防止するために配線を厚くする方法
がある。しかし、配線を厚くするには、配線の幅に対す
る高さの比、即ち、アスペクト比を大きくしなければな
らないが、製法上、一般的には高アスペクト比で配線を
製造するのは困難である。例えば、真空堆積法による薄
膜では、厚さ１０ミクロン以上の成膜には、成膜時間が
長く、剥離しやすいという問題があり、印刷法による導
電性ペースト焼成膜には、１０ミクロン以上の膜厚を得
るのが比較的容易であるものの、バルク電極材料に比べ
て比抵抗値が数倍高くなる。更に、表示装置によく用い
られるガラス材を基板材として用いると、ガラス材の耐
熱温度限界から６００℃以上にペースト焼成温度を上げ
ることが難しく、印刷電極配線の抵抗値が更に上昇する
という問題がある。

【００２１】（４）そこで、以上の（１）、（２）、
（３）の各項に挙げる欠点を解決する手段として、配線
回路の形成方法として従来から良く知られる湿式メッキ
法を用いることが考慮されている。この場合、配線材料
としては、銅メッキ膜が、その抵抗値が小さく、安価で
あることから、一般的に用いられる。この場合、銅が酸
化し易いという問題を避けるために、更に、酸化防止膜
として、特開平３−６０１８６号公報、特開平３−６０
１９２号公報、特開平３−６０１８５号公報などに開示
されているように、Ｎｉ、Ａｕのメッキ膜を形成してい
る。

【００２２】しかし、前記表面伝導型電子放出素子を製
造するには、配線間の絶縁層を形成する際の焼成工程、
および、真空封止を可能とするための回路基板と蛍光体
が形成されたフェイスプレートとのガラス溶着工程など
の、４００℃以上の高温熱処理工程があり、その熱処理
工程により、前記のＡｕメッキ膜などが拡散してしま
い、結果として、酸化防止膜としての機能が低下し、抵
抗値の上昇を招き、ひどい場合には、銅メッキ膜が黒化
し、剥離してしまうなどの欠点があった。

【００２３】本発明は、上記事情に基づいて成されたも
ので、多数個の機能素子を駆動するために基板上に形成
された配線が、表示装置を製造する過程で、４００℃以
上の高温に曝されても、拡散および酸化などによる抵抗
の増大および断線の問題がなく、特に、大面積であって
も、配線の両端での電圧降下の少ない配線、電極の構成
を持った素子回路基板を提供し、また、その安価な製造
方法を提供し、更に、前記素子回路基板を用いること
で、優れた画質の画像形成装置を提供することを目的と
する。

【００２４】

【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
２つの対になる第１の配線と第２の配線とが、絶縁層を
介して、基板上に形成され、機能素子が前記両配線に電
気的に接続されている素子回路基板において、前記配線
は銅または銅合金からなり、また、前記配線がＰｄ，Ｒ
ｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｏｓ，Ｐｔなどの白金族元素から選ば
れた１種または２種以上の金属または合金からなる下地
膜と保護膜とによって覆われており、また、前記下地膜
および保護膜の一部が、機能素子用の電極として構成さ
れていることを特徴とする。

【００２５】この場合、前記保護膜を多層構造とし、表
面層をＰｔメッキ膜とすること、前記保護膜が機能素子
膜と接することなく、下地膜のみで接すること、前記第
１の配線と第２の配線が交叉する部分で、第１の配線上
に絶縁層を介して、第２の配線が形成され、第２の配線
の厚さが第１の配線の厚さよりも厚く形成され、負極に
接続されて、素子駆動を行うことが好ましい。

【００２６】また、本発明では、画像形成装置におい
て、前記素子回路基板を用いる際、この基板上の機能素
子からの信号を受けて画像形成を行う、受動体パターン
が形成された基板を備えており、これを前記素子回路基
板に対向して配置したことを特徴とする。

【００２７】更に、本発明では、２つの対になる第１の
配線と第２の配線とを、絶縁層を介して、基板上に形成
し、機能素子を前記両配線に電気的に接続するように構
成する素子回路基板の製造法において、前記配線を銅ま
たは銅合金で構成し、また、前記配線がＰｄ，Ｒｕ，Ｒ
ｈ，Ｉｒ，Ｏｓ，Ｐｔなどの白金族元素から選ばれた１
種または２種以上の金属または合金からなる下地膜と保
護膜とによって覆われるように、それら配線、下地膜お
よび保護膜を、湿式メッキ法により形成して、前記下地
膜および保護膜の一部を、機能素子用の電極として構成
することを特徴とする。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して、具体的に説明する。図３には、本
発明の回路基板より成る表面伝導型電子放出素子を用い
た平面型表示装置の１例が示されている。ここで、符号
１は絶縁体からなる基板であり、２、３は配線の下地膜
と素子との電気的接続を得るための素子電極１０を兼用
するものであり、６、７は配線の保護膜であり、かつ、
素子との電気的接続を得るための素子電極１０でもあ
り、更に、８は分散配置された微粒子電子放出材からな
る薄膜である。

【００２９】なお、この表面伝導型電子放出素子におい
て、前記素子電極１０の間隔は、数ミクロン〜数百ミク
ロンの狭間であり、下地膜２、３および保護膜６、７の
合計の膜厚（素子電極の厚さ）は、数百オグストローム
〜数千オグストローム、また、薄膜８の膜厚は、数十オ
グストローム〜数千オグストロームであることが好まし
く、これは適宜に設定する。

【００３０】また、符号４、５は銅メッキ配線であり、
大面積に亘って、基板上に配線を敷設した場合の、印加
駆動電圧に対する電圧降下や信号遅延に関わる配線抵抗
をより小さくするために、その配線厚みが適宜、選択さ
れる。一般的には、その銅メッキ配線の厚さを約５〜５
０ミクロンとすると、薄膜および印刷配線に比べ、実質
的な低抵抗化の効果が生じる。

【００３１】本発明に係わる回路基板の適用に際して
は、表面伝導型電子放出素子の基板を、真空容器内に配
置し、その素子のほぼ垂直上に、フェースプレートを設
ける。フェースプレートは、ガラス基板１１上に蛍光体
１３、メタルバック１５を積層したものである。ここ
で、メタルバック１５を＋側電位として、素子電極１０
に電圧を加えると、素子電極１０間の薄膜８が電子放出
部となり、蛍光体に電子を照射することによって、蛍光
体を発光させ、発光素子や平面型表示装置とすることが
できる。

【００３２】複数の電子放出素子を用いる場合は、素子
電極が複数接続した配線に対して直交した状態で、電子
放出部上に開口を有するグリッド電極１６を配置する。
このように、電子放出素子部１７を、配線とグリッド電
極１６との交点として、マトリックスが構成される。こ
のグリッド電極１６に電圧を印加し、かつ、配線４、５
に接続した電子放出素子に電圧を印加することによっ
て、選択的に電子放出素子から電子を取り出して、任意
の蛍光体に照射して、これを発光させ、所要の画像を表
示することができる。

【００３３】以下に、本発明に係わる回路基板を用いた
画像形成装置を得るための製造法について、図１、図２
を参照して、具体的に説明する。ここで、図１は電子放
出素子の配線回路基板に関するもので、図２はフェース
プレート基板に関するものである。

【００３４】図１において、良く洗浄した基板１上に、
メッキ・レジスト９０をパターニングし、無電解メッキ
によって、素子電極を兼ねる銅メッキ配線用の下地膜２
を形成する（図１（ａ）を参照）。この下地（メッキ）
膜２は、Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｏｓ，Ｐｔなどの白
金族元素から選ばれる１種または２種以上の金属および
合金で構成される。

【００３５】次に、メッキ・レジスト９を剥離し、下地
膜２の、素子電極となる部分１０を少なくとも覆うよう
にして、メッキ・レジスト９１をパターニングする。更
に、これをメッキ浴に浸漬して、銅メッキ配線４を成長
させる（図１（ｂ）参照）。この時、メッキ法として
は、電解メッキ、無電解メッキのどちらでも良く、ある
いは、その併用も可能である。

【００３６】メッキ終了後、メッキ・レジスト９１を剥
離し、次に、銅メッキ配線４および下地膜２を陰極とし
て電気メッキを行い、Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｏｓ，
Ｐｔなどの白金族元素から選ばれる１種または２種以上
の金属および合金からなる保護膜および素子電極となる
メッキ膜６を形成する（図１（ｃ）参照）。

【００３７】次に、形成された前記の配線と、次に形成
する配線との交叉する部分に、スクリーン印刷法または
リフトオフ法などによって、絶縁ペーストをパターニン
グ形成し（図示せず）、その後、４５０℃〜５００℃
で、１時間の熱処理を空気中で行い、焼成する。その
後、前述した配線および素子電極の形成方法（図１
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）参照）と同様にして、対となる
素子電極、銅メッキ配線５、下地膜３、保護膜７を順
次、形成する（図１（ｄ）参照）。

【００３８】更に、素子電極の隔間に、電子放出材から
なる薄膜８を、リバースエッチング法によって形成す
る。電子放出材料の成膜は、有機金属溶液の塗布焼成や
電子放出材からなる超微粒子の分散塗布焼成などの手段
によって行われる（図１（ｅ）参照）。

【００３９】ここで、基板１の材料としては、石英ガラ
ス、ナトリウムなどの不純物含有量を減少させたガラ
ス、青板ガラス、および、スパッタ法などによりＳｉＯ
₂を青板ガラスに積層したガラス基板など、更には、ア
ルミナなどのセラミックスが挙げられる。

【００４０】電子放出部を含む薄膜８を構成するための
材料の具体例には、例えば、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，
Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔ
ａ，Ｗ，Ｐｂなどの金属、ＰｄＯ，ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ
₃，ＰｂＯ，Ｓｂ₂Ｏ₃などの酸化物、ＨｆＢ₂，Ｚｒ
Ｂ₂，ＬａＢ₆，ＣｅＢ₆，ＹＢ₄，ＧｄＢ₄などの硼
化物、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ
などの炭化物、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮなどの窒化物、
Ｓｉ，Ｇｅなどの半導体、カーボン、ＡｇＭｇ，ＮｉＣ
ｕ，ＰｂＳｎなどの微粒子膜を挙げることができる。

【００４１】なお、ここで述べる微粒子膜とは、複数の
微粒子が集合した膜であり、その微粒子構造として、微
粒子が個々に分散配置した状態のみならず、微粒子が互
いに隣接あるいは重なり合った状態（島状も含む）の膜
をも指す。

【００４２】図２（ａ）〜（ｅ）は、フェースプレート
の作製手順を図解したものである。まず、蛍光体にＰＶ
Ａ（ポリビニルアルコール）などの樹脂とこれを感光化
させる感光剤とを加えた蛍光体スリラー１２を、良く洗
浄したガラス基板１１上に、ベタ状に塗布し、乾燥する
（図２（ａ）参照）。

【００４３】次に、ホトマスク（図示せず）を用いて、
前述の、塗工された蛍光体スリラーの必要部分を設定
し、この部分にのみ光を照射した（露光）後、現像し
て、不要部分の蛍光体スリラーを取り除き、焼成する。
これにより、感光性樹脂は、酸化焼失し、パターニング
された蛍光体１３が形成される（図２（ｂ）参照）。な
お、表示装置をカラー化するためには、Ｒ，Ｇ，Ｂ用の
蛍光体を、それぞれ、塗り分けるようにして、パターニ
ングする必要がある。

【００４４】更に、クリアラッカーなどを用いて、樹脂
薄膜１４をフィルミング形成する（図２（ｃ）参照）。
そして、フィルミングが施された蛍光体の上へ、真空蒸
着などの手段によって、アルミニウムなどの金属薄膜
を、数百オグストロームの厚さで成膜し、メタルバック
１５とする（図２（ｄ）参照）。次に、樹脂薄膜１４を
焼失させ、フェースプレート上から取り除く。その際、
メタルバック１５は平坦化されて、切断のない連続した
膜として、蛍光体１０の上に配置される（図２（ｅ）参
照）。

【００４５】なお、この実施の形態において、配線部を
銅メッキ配線としたが、このメッキ配線は、比抵抗が小
さく、膜厚の大きい配線を容易に得られる点で有利であ
る。ここでは、メッキの成膜法、条件にもよるが、ほぼ
金属のバルク値に近い比抵抗の膜が得られ、かつ、数ミ
クロンから数十ミクロン程度までの厚膜で、成膜するこ
とができるために、非常に低抵抗な配線を得ることがで
きる。

【００４６】また、この実施の形態のように、配線形成
後の製造工程において、絶縁層の焼成時、および、真空
容器形成のためのガラスフリットによる溶着接合時など
の、４００℃以上の熱処理工程においても、酸化および
拡散し難い白金族元素からなるメッキ膜で、前記銅メッ
キ配線の下地膜および保護膜を完全に覆っている構造を
有することにより、酸化および拡散による抵抗の大巾な
上昇、および、断線などの問題が発生することなく、か
つ、電子放出素子との接点部である素子電極も、前記白
金族元素からなる下地膜および保護膜によって構成した
ことにより、安定した電気的接合を得ることができる。
而して、本発明によれば、大面積の表示装置において
も、配線抵抗による電子放出素子の電圧降下や、駆動信
号の遅延を小さく抑えることが可能となる。

【００４７】

【実施例】

（第１の実施例）以下、本発明の第１の実施例を、具体
的に説明する。その１例は以下に示す通りである。図３
において、符号１は青板ガラスからなる基板であり、２
および３は、無電解メッキ法によって成膜されたＰｄ薄
膜で、リフトオフト法によってパターニングされ、膜厚
を７００オグストロームとした配線、および、素子電極
の下地膜である。４および５は、銅メッキ配線で、初期
の１μｍ程度を無電解メッキで形成し、その後、電気メ
ッキにより、更に厚味付けをなしたもので、最終的に、
厚さを２０μｍ、線幅を２００μｍとしている。６およ
び７は、メッキ法によって形成されたＰｄ薄膜で、厚さ
を２０００オグストロームの配線保護膜と素子電極１０
とを構成している。なお、中央部の素子電極の隔間は５
ミクロンとした。

【００４８】符号８は、有機金属溶液の塗布焼成で得ら
れた、厚さ約２００オグストロームのＰｄ微粒子からな
る薄膜で、素子電極部１０の電極の隔間に配置するよう
に、Ｃｒ薄膜をリバースエッチ法によってパターニング
したものである。また、符号１１は青板ガラスから成る
ガラス基板で、基板１と５ｍｍ隔れて対向している。ま
た、基板１と基板１１で挟まれた空間は、真空容器とす
るために、その周囲を、スペーサーを介してクリットガ
ラスで溶着し、真空、排気の後、封止される。

【００４９】符号１３は蛍光体で、対向した基板１上に
配置された素子電極部１０の電極の隔間に対応して、基
板１１上に配置、形成されている。蛍光体１３は感光性
樹脂に蛍光体を混ぜてスリラー状とし、塗布、乾燥した
後、ホトリソグラフィーによって、パターニング形成し
たものである。また、符号１５は蛍光体１３上にフィル
ミング加工を行った後、真空蒸着により、厚さが３００
オグストロームのアルミニウム薄膜を成膜し、それを焼
成して、フィルム層を焼失し、得られたメタルバックで
ある。

【００５０】ここでは、基板１上に形成された素子を含
めたものを素子回路基板、また、ガラス１１上に形成さ
れた蛍光体、メタルバックを含めたものをフェースプレ
ートと呼ぶ。符号１６は素子回路基板とフェースプレー
トとの間に配置されたグリッド電極である。

【００５１】これらを真空雰囲気の中に配置した後、銅
メッキ配線４、５間に電圧を印加して、薄膜８に通電処
理を行い、電子放出部１７を形成した。この後、メタル
バック１５をアノード電極として、電子の引き出し電
圧：５ｋＶを印加し、銅メッキ配線４、５間を通して、
素子電極部１０から電子放出部１７へと、１４Ｖの電圧
を印加したところ、電子が放出された。この放出電子
を、グリッド１６の電圧を変化させることによって、変
調し、蛍光体１３へ照射される放出電子量を調整するこ
とができた。これにより、蛍光体１３を任意に発光さ
せ、画像を表示することができた。

【００５２】この素子回路基板を、４０ｃｍ角の大きさ
として、電子放出素子を素子配列ピッチ１ｍｍ、素子数
３５０個×３５０個のマトリックス状に配置した。ま
た、これに対応するフェースプレート上に、Ｒ，Ｇ，Ｂ
の各色に塗り分けされた蛍光体を配置した。ここで、素
子回路基板上の銅メッキ配線４、５、および、素子電極
部１０の位置精度を測定した所、基板中心を原点とし
て、基板端で５ミクロン以下の位置ズレであった。ま
た、電子放出部１７と対応する蛍光体１３の相対位置誤
差は、４ミクロン以下と非常に高い位置精度を示した。
これは各々のパターニングにホトリソグラフィー法を用
いたためと考えられる。

【００５３】従って、４０ｃｍ角の基板上で、３５０個
×３５０個の画素の画像表示を行っても、電子放出素子
と蛍光体の位置ズレによって生じる蛍光輝点のクロスト
ークは発生しなかった。更に、銅メッキ配線４、５は、
製造工程中の４００℃以上の高温熱処理においても劣化
することなく、４０ｃｍ角の基板の両端間で、約数Ω程
度と、小さな抵抗値を示し、素子電極と素子との接点不
良も発生することなく、安定した通電を行うことができ
た。これによって、４０ｃｍ角の基板内での駆動信号の
電圧降下や遅延の問題は、大幅に改善できた。

【００５４】（第２の実施例）次に、図４を用いて、本
発明の第２の実施例として、素子回路基板の別の例を示
す。図中、符号４０は青板ガラスからなる基板、４２、
４３は無電解メッキ法によって成膜されたＰｄ薄膜で、
リフトオフ法によってパターニングされ、その膜厚を７
００オグストロームに形成した配線および素子電極の下
地膜である。なお、符号４４、４５は、銅メッキ配線
で、その厚さが２０μｍに形成されている。

【００５５】また、符号４６、４７は、前記メッキ法に
よって形成されたＰｄ薄膜で、その厚さを１０００オグ
ストロームに形成し、続いて、電気メッキ法により、Ｐ
ｔ薄膜４８および４９を、Ｐｄ薄膜４６、４７の上に、
厚さを１０００オグストロームとなるように形成し、配
線保護膜および素子電極を、その表面がＰｔで覆われた
多層構造とした。この配線および素子電極の表面層を、
Ｐｔによる多層構造とすることで、その耐熱性が更に向
上し、また、銅メッキ配線、および、素子電極の熱ダメ
ージが全くみられず、電子放出素子薄膜４１への通電を
より安定に行うことができた。

【００５６】（第３の実施例）次に、図５（ａ）〜
（ｃ）を用いて、本発明の第３の実施例として、素子回
路基板の別の例を示す。まず、無電解メッキ法により、
良く洗浄された青板ガラスからなる基板５０上にＰｄ薄
膜を形成する。この際、Ｐｄ薄膜は、リフトオフ法でパ
ターニングされ、厚さが１０００オグストロームの下地
膜５１を形成し、その上に銅メッキ配線５３を、メッキ
・レジストで、マスクパターニングし、厚さ：２０ミク
ロンに形成した（図５（ａ）参照）。

【００５７】次に、下地膜５１の素子電極となる部分
を、メッキ・レジスト５７でマスクし、銅メッキ配線５
３を保護するように、メッキ法により、Ｐｄ膜を１ミク
ロンの厚さで成膜し、保護膜５５を形成した（図５
（ｂ）参考）。更に、対となる電極に通電する配線と交
叉する部分に、リフトオフ法により、絶縁ペーストをパ
ターン形成し（図示せず）、４５０℃で１時間、焼成し
た。次に図５（ａ）、（ｂ）で説明した方法と同様に、
対となる下地膜５２、銅メッキ配線５４、保護膜５６を
形成した。

【００５８】これにより、素子電極部は、下地膜５１、
５２の厚さで、１０００オグストロームと薄く、また、
保護膜５５、５６の厚さで１ミクロンと厚くすることが
できる。素子電極部の膜厚は、電子放出素子膜５８を形
成する際に段差となり、エッヂ部での断線の原因となる
から、薄い方が有利である。また、配線保護膜５５、５
６は、厚い方が保護性が増すことは言うまでもない。よ
って、上記の配線構造は、いずれの要求も満足するよう
に、膜厚設定ができる効果がある。

【００５９】（第４の実施例）次に、図６を用いて、本
発明の第４の実施例として、素子回路基板の別の例を示
す。ここで、符号６０は青板ガラスからなる基板で、６
１は第１の配線および素子電極の下地膜であり、これは
無電解メッキにより形成された白金族元素からなる薄膜
であって、その厚さは７００オグストロームである。６
３は第１の銅メッキ配線で、２０ミクロンの厚さに形成
した。６２は第２の配線および素子電極の下地膜で、薄
膜６１と同様に、７００オグストロームの厚さに形成し
た。また、符号６４は第２の銅メッキ配線で、５０ミク
ロンの厚さに形成した。ここで、配線が交叉する部分
（図示せず）において、絶縁層を介して、第１の配線の
上部に第２の配線を形成した。また、電子放出薄膜への
通電において、第２の配線を負極とした。

【００６０】このことにより、電子放出素子を駆動し、
電子放出を行う際、負極側の配線に流れる電流は、正極
側に比べ大きくなり、その電流負荷を低減する効果があ
り、安定した素子駆動を行うことができる。また、配線
交叉部でのステップ・カバーレージを考えると、上部に
位置する配線を厚くする方が断線などの問題において有
利である。

【００６１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、配線を
銅メッキによって形成し、その銅メッキ配線が、湿式メ
ッキ法により形成された、白金族元素からなる下地膜お
よび保護膜によって覆われた構造を有し、かつ、前記下
地膜および保護膜の一部が素子電極となるように形成さ
れた素子回路基板の構造であり、また、蛍光体が形成さ
れたフェースプレートを、その素子回路基板に対向させ
ることで、画像形成装置を作製した場合に、以下の効果
が得られる。

【００６２】（１）配線形成にメッキ法を用いているた
めに、厚膜の配線を形成しても、素子回路基板や画像形
成装置の全体としての製造コストを大幅に下げることが
できる。

【００６３】（２）白金族元素により銅メッキ配線が完
全に覆われているために、製造工程中の４００℃以上の
熱処理工程において、銅メッキ配線が酸化などによる熱
ダメージを受けることがなく、かつ、白金族元素からな
るメッキ膜によって、素子電極が形成されていること
で、素子と接する部分での導通不良もなく、素子部への
良好な通電を行うことができる。

【００６４】（３）大面積にわたって素子駆動信号の、
配線抵抗による電圧降下や遅延を小さくすることができ
る。

【００６５】（４）高精度のホトリソパターニングを使
用しているために、画像形成装置の表示用素子と対とな
る受動体の位置ズレが少なく、これによる隣接画素間の
クロストークが大面積において生じない。

【００６６】（５）その他：銅メッキ配線および素子電
極の保護膜をＰｔを表面層として多層構造としたこと
で、配線および素子電極の耐熱性はさらに向上する効果
がある。また、銅メッキ配線の白金族元素からなる下地
膜を素子電極とし、銅メッキ配線の、湿式メッキにより
形成される、白金族元素からなる保護膜は、素子電極の
素子薄膜が形成される部分に対しては形成しない構造と
することで、素子電極を薄く、配線の保護膜を厚くする
ように設定でき、より耐熱性に優れた配線を形成するこ
とができる。更に、電子放出素子に通電する第１の銅メ
ッキ配線と、素子を挟んで対となる第２の銅メッキ配線
とについて、第２の配線が、第１の配線と交叉する部分
で、絶縁層を介して、上部に形成され、膜厚を、第１の
配線より厚く形成され、かつ負極とすることにより、電
子放出素子の駆動時の電流負荷を軽減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態としての、素子回路基板お
よびその製法を示す図である。

【図２】同じく、画像形成装置の製作におけるフェース
プレート製造を示す図である。

【図３】本発明の第１の実施例としての、画像形成装置
を示す模式的断面図である。

【図４】本発明の第２の実施例による素子回路基板の断
面模式図である。

【図５】本発明の第３の実施例による素子回路基板の断
面模式図である。

【図６】本発明の第４の実施例による素子回路基板の断
面模式図である。

【図７】表面伝導型電子放出素子の一例の素子構成を示
す断面模式図である。

【図８】表面伝導型電子放出素子の他の例を示す模式図
で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

【符号の説明】１，１１，４０，５０，６０，１０１，２０１基板２，３，４２，４３，５１，５２，６１，６２下地
膜４，５，４４，４５，５３，５４，６３，６４銅メ
ッキ配線６，７，４６，４７，４８，４９，５５，５６，６５，
６６保護膜８，４１，５８，６７，１０２，２０４電子放出部
を含む薄膜１０，２０２，２０３素子電極１３蛍光体１５メタルバック１６グリッド電極１７，１０３，２０５電子放出部５７，９０，９１メッキレジスト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの対になる第１の配線と第２の配線
とが、絶縁層を介して、基板上に形成され、機能素子が
前記両配線に電気的に接続されている素子回路基板にお
いて、前記配線は銅または銅合金からなり、また、前記
配線がＰｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｏｓ，Ｐｔなどの白金
族元素から選ばれた１種または２種以上の金属または合
金からなる下地膜と保護膜とによって覆われており、ま
た、前記下地膜および保護膜の一部が、機能素子用の電
極として構成されていることを特徴とする素子回路基
板。
【請求項２】前記保護膜を多層構造とし、表面層をＰ
ｔメッキ膜としたことを特徴とする請求項１に記載の素
子回路基板。
【請求項３】前記保護膜が機能素子膜と接することな
く、下地膜のみで接することを特徴とする請求項１ある
いは２に記載の素子回路基板。
【請求項４】前記第１の配線と第２の配線が交叉する
部分で、第１の配線上に絶縁層を介して、第２の配線が
形成され、第２の配線の厚さが第１の配線の厚さよりも
厚く形成され、負極に接続されて、素子駆動を行うこと
を特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の素子回路基
板。
【請求項５】請求項１〜４の何れかにおいて、前記素
子回路基板上の機能素子からの信号を受けて画像形成を
行う、受動体パターンが形成された基板を備えており、
これを前記素子回路基板に対向して配置したことを特徴
とする画像形成装置。
【請求項６】２つの対になる第１の配線と第２の配線
とを、絶縁層を介して、基板上に形成し、機能素子を前
記両配線に電気的に接続するように構成する素子回路基
板の製造法において、前記配線を銅または銅合金で構成
し、また、前記配線がＰｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｏｓ，
Ｐｔなどの白金族元素から選ばれた１種または２種以上
の金属または合金からなる下地膜と保護膜とによって覆
われるように、それら配線、下地膜および保護膜を、湿
式メッキ法により形成して、前記下地膜および保護膜の
一部を、機能素子用の電極として構成することを特徴と
する素子回路基板の製造法。