JPH10289652A - シリルカルボン酸金属塩を用いた電子放出素子の製造方法、電子源および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の有機金属に比べて、電子放出用薄膜を
薄くすると共に、良好にフォーミングを行って電子放出
素子を作成する。 【解決手段】 基体上に対向する一対の素子電極と、該
素子電極に接続し、電子放出部を有する導電性膜とを有
する電子放出素子の製造方法であって、該導電性膜の原
料となる有機金属膜を形成する工程と、該有機金属膜を
加熱処理して導電性膜とする工程とを有し、上記有機金
属として、トリアルキルシリルカルボン酸金属塩、もし
くはトリアリールシリルカルボン酸金属塩を含む錯体を
用いることを特徴とする、電子放出素子の製造方法、こ
の製造方法により形成された電子放出素子を基体上に複
数配置してなることを特徴とする電子源、および画像形
成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、電子放出素子の製
造方法、該製造方法によって製造された電子放出素子を
有する電子源および画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子放出素子としては大別し
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
子放出素子等がある。ＦＥ型の例としてはＷ．Ｐ．Ｄｙ
ｋｅ＆Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ、“Ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓ
ｉｏｎ”、Ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
Ｐｈｙｓｉｃｓ、８、８９（１９５６）あるいはＣ．
Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ、“ＰＨＹＳＩＣＡＬ Ｐｒｏｐｅｒ
ｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｆｉｅｌｄ ｅ
ｍｉｓｓｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅｓ ｗｉｔｈ ｍｏｌ
ｙｂｄｅｎｉｕｍ ｃｏｎｅｓ”、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ．，４７，５２４８（１９７６）等に開示されたも
のが知られている。

【０００３】ＭＩＭ型の例としてはＣ．Ａ．Ｍｅａ
ｄ、”Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｕｎｎｅｌ−Ｅｍ
ｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ”、Ｊ．Ａｐｐｌｙ．Ｐ
ｈｙｓ．、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の例としては、
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ、ＲａｄｉｏＥｎｇ．Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ 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
［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ：“Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉ
ｌｍｓ”、９、３１７（１９７２）］、Ｉｎ₂ Ｏ₃ ／Ｓ
ｎＯ₂ 薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ ａｎｄ
Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：”ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．
ＥＤ Ｃｏｎｆ．”、５１９（１９７５）］、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
な素子構成として前述のＭ．ハートウェル素子構成を図
１６に示す。同図において１は基板である。６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
酸化物薄膜等からなり、後述のフォーミング処理により
電子放出部５が形成される。４は電子放出部を含む薄膜
と呼ぶ。また、図中の素子の長さＬ１はおよそ０．５ｍ
ｍ〜ｌｍｍ、素子の幅Ｗ１は約０．ｌｍｍである。

【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電子放出部形成用薄膜６
を、予めフォーミング処理によって電子放出部５を形成
するのが一般的であった。即ち、フォーミングとは前記
電子放出部形成用薄膜６の対向電極に電圧を印加通電
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。なお、電子放出部５は電子放
出部形成用薄膜６の一部に亀裂が発生しその亀裂付近か
ら電子放出が行われる場合もある。

【０００８】以下フォーミングにより発生した電子放出
部を含む電子放出部形成用薄膜を電子放出部を含む薄膜
４と呼ぶ。前記フォーミング処理をした表面伝導型電子
放出素子は上述電子放出部を含む薄膜４に電圧を印加
し、素子表面に電流を流すことにより、上述電子放出部
５より電子を放出せしめるものである。

【０００９】電子放出部形成用薄膜６のＨ型形状金属酸
化物薄膜等をスパッタ以外の形成法として、従来、有機
金属溶液を塗布乾燥後、適当な温度・雰囲気で焼成する
方法が提案されていた。有機金属溶液の主成分として例
えば酢酸金属塩あるいはそのアミン錯体などが用いら
れ、有機金属の溶液はスピンコートやスプレー塗布など
の一般的な塗布法によりガラス基板や電極上に製膜しや
すく、且つ一般的な焼成炉における３００℃前後の加熱
処理により熱分解して適当な抵抗値を有する無機金属
（金属酸化物など）に変化して導電性膜を形成するの
で、大面積化、高分解能な電子放出素子を大量生産する
のに好ましい。

【００１０】従来、有機金属としては酢酸金属塩、シク
ロヘキシル酢酸金属塩、安息香酸金属塩、トリフロロ酢
酸金属塩（あるいはこれらの錯体）などが用いられてき
た。これらは塗布膜の密度や結晶構造あるいは分解温度
がそれぞれ異なり、焼成後の無機金属膜の特性が違う。
シクロヘキシル酢酸のようなバルキーな基を持つ有機金
属の塗布膜からは金属密度がやや低い焼成膜が得られ
る。安息香酸金属塩のばあいには、π電子による相互作
用のためシクロヘキシル酢酸よりやや金属密度が高い。
トリフロロ酢酸金属塩はフッ素の電気陰性度により酸性
が強く、塗布膜の結晶はイオン性が強い。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述したフォーミング
には電子放出部形成用薄膜６のシート抵抗やその微粒子
形状が影響する。そこで、上述したように焼成後の無機
金属膜の特性を変えるために、従来塗布膜の密度が異な
る有機金属を用いることがあった。しかしながら薄い導
電性膜を得るために、上述したように従来のようにシク
ロヘキシル酢酸やトリフロロ酢酸などのようにバルキー
な基を導入するど疎水的になり基板との密着不良を起こ
しやすい傾向があり、結果として形成された導電性膜の
フォーミング処理がうまく行えない場合があるなどの問
題点があった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意検討した
結果、本発明は電子放出素子において、電子放出部形成
用薄膜を形成する原料の有機金属としてトリアルキル
（もしくはアリール）シリルカルボン酸金属塩を用いる
ことによって上記課題が解決されることを見出し本発明
に至った。

【００１３】即ち、本発明は以下の（１）〜（７）であ
る。 （１）基体上に対向する一対の素子電極と、該素子電極
に接続し、電子放出部を有する導電性膜とを有する電子
放出素子の製造方法であって、該導電性膜の原料となる
有機金属膜を形成する工程と、該有機金属膜を加熱処理
して導電性膜とする工程とを有し、上記有機金属とし
て、トリアルキルシリルカルボン酸金属塩、もしくはト
リアリールシリルカルボン酸金属塩を含む錯体を用いる
ことを特徴とする、電子放出素子の製造方法。 （２）上記金属塩がパラジウム塩であることを特徴とす
る、上記（１）に記載の電子放出素子の製造方法。 （３）上記（１）ないし（２）に記載の製造方法により
形成された電子放出素子を、基体上に複数配置してなる
ことを特徴とする電子源。 （４）複数の電子放出素子を平行する２本の配線にたい
して梯子型に配列したことを特徴とする上記（３）に記
載の電子源。 （５）複数の電子放出素子を複数のマトリックス配線の
交点に配列したことを特徴とする上記（３）に記載の電
子源。 （６）上記（３）ないし（５）に記載の電子源、及び画
像形成部材を有することを特徴とする画像形成装置。 （７）画像形成部材が蛍光体を有することを特徴とする
上記（６）に記載の画像形成装置。

【００１４】本発明に用いられるトリアルキル（もしく
はアリール）シリルカルボン酸金属塩としては、トリメ
チルシリル酢酸、トリメチルシリルプロピオン酸、トリ
エチルシリル酢酸などのトリアルキルシリルカルボン酸
金属塩、トリフェニルシリルカルボン酸、（２−または
３−または４−）トリメチルシリル安息香酸などのトリ
アリールシリルカルボン酸金属塩が挙げられる。すなわ
ち、分子内にトリアルキルシリル基もしくはトリアリー
ルシリル基およびカルボキシル基を有する金属塩であ
る。

【００１５】上記金属塩の金属としてはＰｄ、Ｒｕ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓ
ｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等が挙げられるが、電子放出用の金
属としてはパラジウムが好適である。さらには、錯形成
は必須ではないが金属錯体も有機金属としてもちいるこ
とができる。金属塩と錯形成する配位子としてはアミン
類、ホスフィン類、π電子系炭化水素類、ケトン類など
が挙げられる。

【００１６】金属塩にこれら配位子が１つから６つ配位
した錯体が一般に知られている。これらの有機錯体を溶
液として基板に塗布するか、もしくはＣＶＤなどの気相
反応で基板上に堆積させてもよい。溶液の塗布方法とし
てはスピンコートやインクジェットなどが用いられる。
あるいは上記有機金属に適当な界面活性剤、増粘剤や金
属塩などを混合することもある。またスピンコートなど
の場合にはリフトオフなどの手段で塗布膜を成型するこ
ともある。

【００１７】次に基板上の有機錯体を適当な雰囲気下で
加熱焼成して適当な抵抗値を有する金属化合物から成る
電子放出部形成用薄膜６とする。金属化合物は一般には
金属酸化物であるが、焼成雰囲気や添加物などによって
は金属や窒化物、炭酸塩を含むこともある。また、前述
した成型は焼成後におこなってもよい。

【００１８】本発明は、上記電子放出部形成用薄膜６を
前述したフォーミング処理をして電子放出部３を形成し
電子放出素子とする。本発明は、さらには複数個の電子
放出素子を配列し蛍光体を具備し画像形成装置とする。

【００１９】以下に電子放出素子の基本的な構成と製造
方法及びその特徴について、本発明が好ましく適用され
た表面伝導型電子放出素子およびそれを用いた画像形成
装置を例に概説する。

【００２０】−表面伝導型電子放出素子の説明− 以下に図面を用いで本発明を詳細に説明する。図１
（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の基本的なＳＣＥ型電
子放出素子の構成を示す平面図及び断面図である。図１
を用いて本発明に関わる素子の基本的な構成を説明す
る。図１において１は基板、２および３は素子電極、４
は電子放出部を含む薄膜、５は電子放出部である。

【００２１】基板１としては、青板ガラス、Ｎａ等の不
純物含有量を減少したガラス、青板ガラスにスパッタ法
等により形成したＳｉＯ₂ を積層したガラス基板等が、
あげられる。

【００２２】対向する素子電極２、３の材料としては導
電性を有するものであればどのようなものであっても構
わないが、例えばＮｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、
Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属或は合金及びＰｄ、Ａ
ｇ、Ａｕ、ＲｕＯ₂ 、Ｐｄ−Ａｇ等の金属或は金属酸化
物とガラス等から構成される印刷導体、Ｉｎ₂Ｏ₃−Ｓｎ
Ｏ₂ 等の透明導電体及びポリシリコン等の半導体導体材
料等が挙げられる。素子電極間隔Ｌ１は数百Åより数百
μｍであり、素子電極の製法の基本となるフォトリソグ
ラフィ技術、即ち、露光機の性能とエッチング方法等、
及び、素子電極間に印加する電圧と電子放出し得る電界
強度等により設定されるが、好ましくは数μｍより数十
μｍである。素子電極長さＷ１、素子電極２、３の膜厚
ｄは、電極の抵抗値、前述したＸ，Ｙ配線との結線、多
数配置された電子源の配置上の問題より適宜設計され
る。通常、素子電極長ざＷ１は数μｍより数百μｍであ
り、素子電極２、３の膜厚ｄは数百Åより数μｍであ
る。

【００２３】基板１上に設けられた対向する素子電極
２、３と電子放出部を含む薄膜４の積層順序は、図１
（ｂ）に示された場合だけでなく、基板１上に、電子放
出部を含む薄膜５、対向する素子電極２、３の順序に積
層構成した場合もある。また、対向する素子電極２、３
間全てが、製法によっては、電子放出部を含む薄膜とし
て機能する場合もある。この電子放出部を含む薄膜４の
膜厚は、数Åより数千Å好ましくは数十Åより数百Åで
あり、素子電極２、３へのステップカバレージ、電子放
出部５と素子電極２、３間の抵抗値及び電子放出部５の
導電性微粒子の粒径、後述する通電処理条件等によっ
て、適宜設定される。その抵抗値は、１０³ 〜１０⁷ Ω
／口のシート抵抗値を示し、微粒子膜からなる。

【００２４】ここで述べる微粒子膜とは、複数の微粒子
が集合した膜であり、その微細構造は、微粒子がここに
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、数オングストロームから数千オン
グストロームの範囲、好ましくは１０Åから２００Åの
範囲である。なお、本明細書では頻繁に「微粒子」とい
う言葉を用いるので、その意味について説明する。小さ
な粒子を「微粒子」と呼び、これよりも小さなものを
「超微粒子」と呼ぶ。「超微粒子」よりもさらに小さく
原子の数が数百個程度以下のものを「クラスター」と呼
ぶことは広く行われている。

【００２５】しかしながら、それぞれの境は厳密なもの
ではなく、どの様な性質に注目して分類するかにより変
化する。また「微粒子」と「超微粒子」を一括して「微
粒子」と呼ぶ場合もあり、本明細書中での記述はこれに
沿ったものである。

【００２６】「実験物理学講座１４ 表面・微粒子」
（木下是雄 編、共立出版 １９８６年９月１日発行）
では次のように記述されている。「本稿で微粒子と言う
ときにはその直径がだいたい２〜３μｍ程度から１０ｎ
ｍ程度までとし、特に超微粒子と言うときは粒径が１０
ｎｍ程度から２〜３ｎｍ程度までを意味することにす
る。両者を一括して単に微粒子と書くこともあってけっ
して厳密なものではなく、だいたいの目安である。粒子
を構成する原子の数が２個から数十〜数百個程度の場合
はクラスターと呼ぶ」（１９５ページ ２２〜２６行
目）。

【００２７】付言すると、新技術開発事業団の“林・超
微粒子プロジェクト”での「超微粒子」の定義は、粒径
の下限はさらに小さく、次のようなものであった。「創
造科学技術推進制度の“超微粒子プロジェクト”（１９
８１〜１９８６）では、粒子の大きさ（径）がおよそ１
〜１００ｎｍの範囲のものを“超微粒子”（ｕｌｔｒａ
ｆｉｎｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ）と呼ぶことにした。す
ると１個の超微粒子はおよそ１００〜１０⁸ 個くらいの
原子の集合体という事になる。原子の尺度でみれば超微
粒子は大〜巨大粒子である。」（「超微粒子−創造科学
技術−」林主税、上田良二、田崎明 編；三田出版 １
９８８年 ２ページ１〜４行目）「超微粒子よりさらに
小さいもの、すなわち原子が数個〜数百個で構成される
１個の粒子は、ふつうクラスターと呼ばれる」（同書２
ページ１２〜１３行目）。

【００２８】上記のような一般的な呼び方をふまえて、
本明細書において「微粒子」とは多数の原子・分子の集
合体で、粒径の下限は数オングストローム〜１０オング
ストローム程度、上限は数ミクロン程度のものを指すこ
ととする。

【００２９】電子放出部５は、数Å〜数千Åの粒径の導
電性微粒子多数個からなり、電子放出部を含む薄膜４の
膜厚及び後述する通電処理条件等の製法等に依存してお
り、適宜設定される。電子放出部５を構成する材料は、
電子放出部を含む薄膜４を構成する材料の元素の一部あ
るいは全てと同様の物である。電子放出部５を有する電
子放出素子の作製方法としては様々な方法が考えられる
が、その一例を図２に示す。６は電子放出部形成用薄膜
で例えば微粒子膜が挙げられる。

【００３０】−製造方法の説明− 以下、順をおって製造方法の説明を図１及び図２に基づ
いて説明する。 １）基板１を洗剤、純水および有機溶剤により十分に洗
浄後、真空蒸着法、スパッタ法等により素子電極材料を
堆積させ、更にフォトリソグラフィ技術により素子電極
２、３を形成する（図２（ａ））。

【００３１】２）素子電極２、３上に金属あるいは金属
酸化物などの金属化合物からなる電子放出部形成用薄膜
６を蒸着や有機金属を熱分解して形成する。この電子放
出部形成用薄膜の一部を次のフォーミング処理により電
子放出部５とする（図２（ｂ））。

【００３２】３）続いて、不図示の電源を用いてパルス
状あるい昇電圧により、フォーミングと呼ばれる通電処
理を素子電極２、３間に施し、電子放出部形成用薄膜６
の部位に構造の変化した電子放出部５を形成させた（図
２（ｃ））。この通電処理により電子放出部形成用薄膜
６を局所的に破壊、変形もしくは変質させ、構造の変化
した部位を電子放出部５と呼ぶ。

【００３３】電子放出部５は導電性微粒子が分散されて
いる場合あることを本出願人らは観察している。フォー
ミング処理の電圧波形を図３に示す。図３中、Ｔ１及び
Ｔ２は電圧波形のパルス幅とパルス間隔であり、Ｔ１を
１μ秒〜１０ｍ秒、Ｔ２を１０μ秒〜１００ｍ秒とし、
三角波の波高値（フォーミング時のピーク電圧）は４Ｖ
〜１０Ｖ程度とし、図３（ａ）のように一定値保つ方法
と、図３（ｂ）のように漸増させる方法のどちらを用い
てもよい。フォーミング処理は真空雰囲気下で数十秒間
程度で適宜設定した。

【００３４】以上説明した電子放出部を形成する際には
素子の電極間に三角波パルスを印加してフォーミング処
理を行っているが、素子の電極間に印加する波形は三角
波に限定することはなく矩形波など所望の波形を用いて
も良い。その波高値及びパルス幅・パルス間隔等につい
ても上述の値に限らず、電子放出部が良好に形成されれ
ば所望の値を選択することが出来る。

【００３５】上述のような素子構成と製造方法によって
作製された本発明の電子放出素子の基本特性について図
４、図５を用いて説明する。図４は、図１で示した構成
を有する素子の電子放出特性を測定するための測定評価
装置の概略構成図である。図４において、１は基板、
２、３は素子電極、４は電子放出部を含む薄膜、５は電
子放出部を示す。また、３１は素子に素子電圧Ｖｆを印
加するための電源、３０素子電極２、３間の電子放出部
を含む薄膜４を流れる素子電流Ｉｆを測定するための電
流計、３４は素子の電子放出部より放出される放出電流
Ｉｃを捕捉するためのアノード電極、３３はアノード電
極３４に電圧を印加するための高圧電源、３２は素子の
電子放出部５より放出される放出電流Ｉｃを測定するた
めの電流計である。

【００３６】電子放出素子の上記素子電流Ｉｆ、放出電
流Ｉｃの測定にあたっては、素子電極２、３間に電源３
１と電流計３０とを接続し、該電子放出素子の上方に電
源３３と電流計３２とを接続したアノード電極３４を配
置している。また、該電子放出素子及びアノード電極３
４は真空装置内に設置され、その真空装置には不図示の
排気ポンプ及び真空計等の真空装置に必要な機器が具備
されており、所望の真空下で本素子の測定評価を行える
ようになっている。尚、アノード電極の電圧は１ｋＶ〜
１０ｋＶ、アノード電極と電子放出素子との距離Ｈは３
ｍｍ〜８ｍｍの範囲で測定した。

【００３７】図４に示した測定評価装置により測定され
た放出電流Ｉｅ及び素子電流Ｉｆと素子電圧Ｖｆの相関
の典型的な例を図５に示す。尚、図５は著しく素子電流
Ｉｆと放出電流Ｉｅの大きさが異なるために任意単位で
示されている（なお、いずれもリニアスケールであ
る）。図５から明らかなように、本発明の電子放出素子
は放出電流Ｉｅに対する三つの特性を有する。

【００３８】第一に、本発明の電子放出素子はある値以
上の素子電圧（しきい値電圧と呼ぶ、図５中のＶｔｈ）
を印加すると急激に放出電流Ｉｅが増加し、一方しきい
値電圧Ｖｔｈ以下では放出電流Ｉｅがほとんど検出され
ない。すなわち、放出電流Ｉｅに対する明確なしきい値
電圧Ｖｔｈを持った非線形素子である。

【００３９】第二に、放出電流Ｉｃが素子電圧Ｖｆに依
存するため、放出電流Ｉｅは素子電圧Ｖｆで制御でき
る。

【００４０】第三に、アノード電極３４に捕捉される放
出電荷は、素子電圧Ｖｆを印加する時間に依存する。す
なわち、アノード電極７４に捕捉される電荷量は、素子
電圧Ｖｆを印加する時間により制御できる。以上のよう
な特性を有するため、本発明の電子放出素子は、多方面
への応用が期待できる。

【００４１】また、素子電流Ifは素子電圧Ｖｆに対して
単調増加する (ＭＩ特性と呼ぶ) 特性の例を実線で示し
たが、素子電流Ifが素子電圧Ｖｆに対して電圧制御型負
性抵抗特性（ＶＣＮＲ特性と呼ぶ）を示す場合もある
（図不示）。なお、この場合も、本電子放出素子は上述
した三つの特性上の特徴を有する。尚、上述の基本的な
製造方法に限ることなく、前記素子構成の基本的な製造
方法のうち一部を変更してもよい。以上、表面伝導型電
子放出素子の基本的な構成及び製法について述べたが、
表面伝導型電子放出素子の特性で３つの特徴を有すれ
ば、上述の構成等に限定されず、後述の電子源、表示装
置等の画像形成装置に於ても適用できる。

【００４２】−画像形成装置の説明− 前述した表面伝導型電子放出素子の基本的特性の３つの
特徴によれば、表面伝導型電子放出素子からの放出電子
は、しきい値電圧以上では対向する素子電極間に印加す
るパルス状電圧の波高値と巾に制御され、しきい値電圧
以下では放出されない。この特性によれば、多数の電子
放出素子を配置した場合においても、個々の素子に上記
パルス状電圧を適宜印加すれば、任意の表面伝導型電子
放出素子を選択し、その電子放出量を制御出来ることに
なる。以下この原理に基づき構成した電子源基板の構成
について図６を用いて説明する。７１は基板、７２はＸ
方向配線、７３はＹ方向配線、７４は表面伝導型電子放
出素子、７５は結線である。

【００４３】図６において、基板７１は前述したガラス
基板等であり、その大きさ及びその厚みは基板７１に設
置される表面伝導型素子の個数、個々の素子の設計上の
形状及び電子源の使用時容器の一部を構成する場合には
その容器を真空に保持するための条件等に依存して適宜
設定される。ｍ本のＸ方向配線７２はＤｘｌ、Ｄｘ
２．．．Ｄｘｍ（ｍは正の整数）からなり、基板１上に
真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で所望のパターンに
形成させた導電性金属等からなり、多数の表面伝導型素
子にほぼ均等な電圧が供給されるように材料、膜厚及び
配線巾が設定される。Ｙ方向配線７３はＤｙ１、Ｄｙ
２．．．Ｄｙｎのｎ本（ｎは正の整数）の配線よりな
り、Ｘ方向配線７２と同様に真空蒸着法、印刷法、スパ
ッタ法等で所望のパターンに形成させた導電性金属等か
らなり、多数の表面伝導型素子にほぼ均等な電圧が供給
されるように材料、膜厚及び配線巾が設定される。これ
らｍ本のＸ方向配線７２とｎ本のＹ方向配線７３間には
不図示の層間絶縁層が設置され、電気的に分離されてマ
トリックス配線を構成する。不図示の層間絶縁層は真空
蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形成されたＳｉＯ₂ 等
であり、Ｘ方向配線７２を形成した基板７１の全面また
は一部に所望の形状で形成される。

【００４４】また、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。更に前
述と同様にして、表面伝導型放出素子７４の対向する素
子電極（不図示）が、ｍ本のＸ方向配線７２、ｎ本のＹ
方向配線７３及び真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で
形成された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ものである。なお対向する素子電極
は前述した電子放出素子と同様にして形成した。

【００４５】尚、ｍ本のＸ方向配線７２、ｎ本のＹ方向
配線７３、および結線７５は、その構成元素の一部ある
いは全部が同一またはそれぞれ異なっていてもよく、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、
Ｐｄ等の金属または合金、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ
Ｏ₂ 、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、ＩｎＯ₃ −ＳｎＯ₂ 等の透明
導体及びポリシリコン等の半導体導体材料等より適宜選
択される。

【００４６】また、前記Ｘ方向配線７２はＸ方向に配列
する表面伝導型放出素子７４の行を任意に走査するため
の走査信号を印加するための不図示の走査信号発生手段
と電気的に接続されている。一方、Ｙ方向配線７３はＹ
方向に配列する表面伝導型放出素子７４の列の各列を任
意に変調するための変調信号を印加するための不図示の
変調信号発生手段と電気的に接続されている。更に、表
面伝導型電子放出素子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走査信号と変調信号の差電圧
として供給されるものである。

【００４７】次に以上のようにして作製した電子源を用
いた表示等に用いる画像形成装置について図７と図８を
用いて説明する。図７は画像形成装置の基本構成図であ
り、図８は画像形成装置の蛍光膜のパターン図である。

【００４８】図７において、７１は上述のようにして電
子放出素子７４を下配線７２、上配線７３の間に作製し
た電子源、及び電子源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、８２は支持枠であ
り、リアプレート８１及びフェースプレート８６をフリ
ットガラス等で封着して外囲器８８を構成する。

【００４９】外囲器８８はフェースプレート８６、支持
枠８２及びリアプレート８１で構成されるが、リアプレ
ート８１は主に基板の強度を補強する目的で設けられる
ため、基板自体で十分な強度を持つ場合は別体のリアプ
レート８１は不要であり、基板に直接支持枠８２を封着
しフェースプレート８６、支持枠８２、基板にて外囲器
８８を構成しても良い。

【００５０】図８において、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、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またはブラッ
クマトリクスなどと呼ばれる黒色導電材９１と蛍光体９
２とで構成される。ブラックストライプまたはブラック
マトリクスが設けられる目的は、カラー表示の際に必要
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及び蛍光膜８
４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。ブラックストライプ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及び反射が少ない材料であれ
ばこれに限るものではない。ガラス基板８３に蛍光体９
２を塗布する方法はモノクローム、カラーによらず、沈
澱法や印刷法が用いられる。

【００５１】また、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。メタルバックの目的は、蛍光
体の発光のうち内面側への光をフェースプレート８６側
へ鏡面反射することにより、外囲器内で発生する負イオ
ンが蛍光体に衝突して引き起こす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に
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を真空蒸着等で堆積する
ことで作製できる。フェースプレート８６には更に蛍光
膜９６の導電性を高めるために蛍光膜８４の外面側に透
明電極を設けてもよい。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、十分な位置合わせを行なう必要がある。

【００５２】図７おいて、外囲器８８は不図示の排気管
を通じて１０^-6ｔｏｒｒ程度の圧力に減圧されて封止を
施される。尚、容器外端子Ｄｏｘ１〜Ｄｏｘｍ及Ｄｏｙ
１〜Ｄｏｙｎを通じて素子電極２、３間に電圧を印加
し、上述のフォーミングを行い、電子放出部５を形成し
電子放出素子を作製した。また、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場合も
ある。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の加熱法によ
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等が主成分であり該蒸着膜の吸着作用に
より例えば１×１０^-5〜１×１０^-7ｔｏｒｒの真空度を
維持するものである。

【００５３】以上のようにして完成した本発明の画像像
表示装置において、各電子放出素子に容器外端子Ｄｏｘ
１〜Ｄｏｘｍ、Ｄｏｙ１〜Ｄｏｙｎを通じて電圧を印加
することにより電子放出させ、高圧端子Ｈｖを通じてメ
タルバック８５または透明電極（不図示）に数ｋＶ以上
の高圧を印加して電子ビームを加速し蛍光膜８４に衝突
させ、該蛍光膜８４を励起・発光させることで画像を表
示するものである。

【００５４】以上述べた構成は表示等に用いられる好適
な画像形成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、画像装置の用途に適するよう適宜選択
する。

【００５５】また、本発明の思想によれば、本発明の画
像表示装置は表示に用いられる画像形成装置に限られる
ものでなく、感光性ドラムと発光ダイオード等で構成さ
れた光プリンターの発光ダイオード等の代替の発光源と
して用いることもできる。またこの際、上述のｍ本の行
方向配線とｎ本の列方向配線を適宜選択することでライ
ン状発光源だけでなく２次元状の発光源としても応用で
きる。

【００５６】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為の駆動回路の構成例
について、図９を用いて説明する。図９はＮＴＳＣ方式
のテレビ信号に応じて表示を行うための駆動回路の一例
を示すブロック図である。図９において、１０１は画像
表示パネル、１０２は操作回路、１０３は制御回路、１
０４はシフトレジスタである。１０５はラインメモリ、
１０６は同期信号分離回路、１０７は変調信号発生器、
ＶｘおよびＶａは直流電圧源である。

【００５７】表示パネル１０１は、端子Ｄｏｘ１ないし
Ｄｏｘｍ、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Ｄｏ
ｘ１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
次駆動する為の走査信号が印加される。

【００５８】端子Ｄｙ１ないしＤｙｎ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為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
１０Ｋ［Ｖ］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為に加速電圧
である。

【００５９】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
０［Ｖ］（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Ｄｘ１ないしＤｘｍと電気的に
接続される。Ｓ１ないしＳｍの各スイッチング素子は、
制御回路１０３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事により構成する事ができる。

【００６０】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（電子放出しきい値電圧）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
子放出しきい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。

【００６１】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。

【００６２】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為の回路で、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を便宜上ＤＡＴＡ信号
と表した。該ＤＡＴＡ信号はシフトレジスタ１０４に入
力される。

【００６３】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（すなわち、制御信号Ｔｓｆｔは、シフトレジ
スタ１０４のシフトクロックであると言うこともでき
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。

【００６４】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為の記憶装置であ
り、制御回路１０３より送られる制御信号Ｔｍｒｙに従
って適宜Ｉｄ１ないしＩｄｎの内容を記憶する。記憶さ
れた内容は、Ｉ’ｄ１ないしＩ’ｄｎとして出力され、
変調信号発生器１０７に入力される。

【００６５】変調信号発生器１０７は、前記画像データ
Ｉ’ｄ１ないし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為の信号源であ
り、その出力信号は、端子Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎを通
じて表示パネル１０１内の表面伝導型電子放出素子に印
加される。

【００６６】前述したように、本発明を適用可能な電子
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。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
制御する事が可能である。また、パルスの幅Ｐｗを変化
させる事により出力される電子ビームの電荷の総量を制
御する事が可能である。

【００６７】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。

【００６８】パ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。

【００６９】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でもアナログ信号式のもの
でも採用できる。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われれば良いからである。

【００７０】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、これは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。

【００７１】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。

【００７２】このような構成をとり得る本発明を適用可
能な画像表示装置においては、各電子放出素子に、容器
外端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍ、Ｄｏｙ１ないしＤｏｙ
ｎ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。

【００７３】ここで述べた画像形成装置の構成は、本発
明を適用可能な画像形成装置の一例であり、本発明の技
術思想に基づいて種々の変形が可能である。入力信号に
ついては、ＮＴＳＣ方式をあげたが、入力信号はこれに
限られるものではなく、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ方式などの
他、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）方式をも
採用できる。

【００７４】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１０、図１１を用いて説明する。図１０
は、はしご型配置の電子源の一例を示す模式図である。
図１０において、１１０は電子源基板、１１１は電子放
出素子である。１１２、Ｄｘ１〜Ｄｘ１０は、電子放出
素子１１１を接続するための共通配線である。電子放出
素子１１１は、基板１１０上に、Ｘ方向に並列に複数個
配されている（これを素子行と呼ぶ）。この素子行が複
数個配されて、電子源を構成している。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。即ち、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、電子
ビームを放出しない素子行には、電子放出しきい値以下
の電圧を印加する。各素子行間の共通配線Ｄｘ２〜Ｄｘ
９は、例えばＤｘ２、Ｄｘ３を同一配線とすることもで
きる。

【００７５】図１１は、はしご型配置の電子源を備えた
画像形成装置におけるパネル構造の一例を示す模式図で
ある。１２０はグリッド電極、１２１は電子が通過する
ための空孔、１２２はＤｏｘ１，Ｄｏｘ２．．．Ｄｏｘ
ｍよりなる容器外端子である。１２３はグリッド電極１
２０と接続されたＧ１、Ｇ２．．．Ｇｎからなる容器外
端子、１２４は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１１においては、図７、１０に示
した部位と同じ部位には、これらの図に付したのと同一
の符号を付している。ここに示した画像形成装置と図７
に示した単純マトリクス配置の画像形成装置との大きな
違いは、電子源基板１１０とフェースプレート８６の間
にグリッド電極１２０を備えているか否かである。

【００７６】図１１においては、基板１１０とフェース
プレート８６の間には、グリッド電極１２０が設けられ
ている。グリッド電極１２０は、表面伝導型放出素子か
ら放出された電子ビームを変調するためのものであり、
はしご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１２１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
１２２およびグリッド容器外端子１２３は、不図示の制
御回路と電気的に接続されている。

【００７７】本例の画像形成装置では、素子行を１列ず
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。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もできる。

【００７８】

【作用】本発明の第１の特徴であるトリアルキル（もし
くはアリール）シリルカルボン酸金属塩、あるいはトリ
アルキル（もしくはアリール）シリルカルボン酸金属塩
含む錯体を原料として用いることにより、大きなトリア
ルキル（もしくはアリール）シリル基の立体障害によ
り、塗布膜および焼成膜の金属密度（充填密度）を著し
く変化させることができる。また、トリアルキル（もし
くはアリール）シリル基は基板との相互作用により塗布
膜の密着性が向上した。さらには焼成時にトリアルキル
（もしくはアリール）シリル酢酸は完全に熱分解し、焼
成膜の組成は従来と同様でありながら、その密度だけを
変えることができる。

【００７９】

【実施例】以下に本発明の実施例について説明するが、
本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【００８０】

【実施例１】電子放出素子 酢酸パラジウムにトリメチルシリル酢酸を２．２当量加
えて、５０℃で３時間攪拌した。減圧して揮発成分を留
去した。揮発成分は酢酸および若干のトリメチルシリル
酢酸がふくまれていることが分析の結果わかった。粗生
成物のトリメチルシリル酢酸パラジウムをジクロロメタ
ン溶離液でカラム精製した。ＴＧ測定の結果、トリメチ
ルシリル酢酸パラジウムは１９３℃でトリメチルシリル
酢酸（もしくは無水トリメチルシリル酢酸）などを脱離
することがわかった。

【００８１】本実施例の電子放出素子として図１
（ａ）、（ｂ）に示すタイプの電子放出素子を作製し
た。図２（ａ）は本素子の平面図を、（ｂ）は断面図を
示している。また、図１（ａ）、（ｂ）中の１は基板、
２、３は素子に電圧を印加するための素子電極、４は電
子放出部を含む薄膜、５は電子放出部を示す。尚、図２
（ａ）中のＬ１は素子電極２と素子電極３の素子電極間
隔、Ｗは素子電極の幅、ｄは素子電極の厚さ、Ｗ１は素
子の幅を表している。

【００８２】図２を用いて本実施例の電子放出素子の作
製方法を述べる。基板１として石英基板を用い、これを
有機溶剤、純水により充分に洗浄し更に２００℃の熱風
で乾燥した。該基板１面上に、Ｐｔからなる素子電極
２、３を形成した（図１（ａ））。この時、素子電極間
隔Ｌ１は３μｍとし、素子電極の幅Ｗ１を５００μｍ、
その厚さｄを１０００Åとした。

【００８３】有機金属化合物として０．１モルのトリメ
チルシリル酢酸パラジウムを１０００ｍｌの酢酸ブチル
に溶解し塗布溶液とした。塗布溶液をミカサ製スピンナ
で１０００ｒｐｍ、３０秒の条件で前記素子電極２、３
を形成した絶縁性基板１上に塗布製膜した。これを大気
雰囲気のオーブン中で３００℃に加熱して前記有機金属
化合物を基板上で分解堆積させ、素子電極２、３間に、
酸化パラジウム微粒子（平均粒径：６５Å）からなる微
粒子膜を形成し、電子放出部形成用薄膜６とした（図
２）。

【００８４】次に、図２（ｃ）に示すように、電子放出
部５を素子電極２、３間に電圧を印加し電子放出部形成
用薄膜６を通電処理（フォーミング処理）することによ
り作製した。フォーミング処理の電圧波形を図３（ｂ）
に示す。

【００８５】図３（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を１
ｍ秒、Ｔ２を１０ｍ秒とし、三角波の波高値（フォーミ
ング時のピーク電圧）は時間とともに漸増させ、フォー
ミング処理は約１×１０^-6ｔｏｒｒの真空雰囲気下で行
った。

【００８６】以上のようにして作製された素子につい
て、図４の装置を用いてその電子放出特性の測定を行っ
た。なお本実施例では、アノード電極と電子放出素子間
の距離を４ｍｍ、アノード電極の電位を１ｋＶ、電子放
出特性測定時の真空装置内の真空度を１×１０^-6ｔｏｒ
ｒとした。

【００８７】以上のような測定評価装置を用いて、本電
子放出素子の電極２、３間に素子電圧を印加し、その時
に流れる素子電流Ｉｆ及び放出電流Ｉｃを測定したとこ
ろ、図５に示したような電流−電圧特性が得られた。本
素子では、素子電圧８Ｖ程度から急激に放出電流Ｉｃが
増加し、素子電圧１６Ｖでは素子電流Ｉｆが１．２Ａ、
放出電流Ｉｅが０．６μＡとなり、電子放出効率η＝Ｉ
ｅ／Ｉｆ（％）は０．０５％であった。

【００８８】以上説明した実施例中、電子放出部を形成
する際に、素子の電極間に三角波パルスを印力してフォ
ーミング処理を行っているが、素子の電極間に印加する
波形は三角波に限定することはなく、矩形波など所望の
波形を用いても良く、その波高値及びパルス幅・パルス
間隔等についても上述の値に限ることなく、電子放出部
が良好に形成されれば所望の値を選択することが出来
る。

【００８９】

【実施例２】画像形成装置 電子源の一部の平面図を図１２に、図１２中のＡ−Ａ´
断面図を図１３に示す。但し、図１２及び図１３におい
て同じ記号を示したものは同じものを表わす。ここで７
１は基板、７２は図７のＤｘｍに対応するＸ方向配線
（下配線とも呼ぶ）、７３は図６のＤｙｎに対応するＹ
方向配線（上配線とも呼ぶ）、４は電子放出部を含む薄
膜、２、３は素子電極、１４１は層間絶縁層、１４２は
素子電極２と下配線７２との電気的接続のためのコンタ
クトホールである。

【００９０】以下に図１４、１５を用い、本実施例の製
造方法の一例を説明する。 工程−ａ 清浄化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１上に、真空蒸着によ
り厚さ５０ÅのＣｒ、厚さ６０００ÅのＡｕを顛次積層
した後、ホトレジスト（ＡＺ１３７０へキスト社製）を
スピンナーにより回転塗布、ベークした後、ホトマスク
像を露光、現像して、下配線７２のレジストパターンを
形成し、Ａｕ／Ｃｒ堆積膜をウェットエッチングして、
所望の形状の下配線８２を形成する。

【００９１】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１４１をＲＦスパッタ法により堆積する。

【００９２】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１
４２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１４１をエッチングしてコ
ンタクトホール１２２を形成する。エッチングはＣＦ₄
とＨ₂ ガスを用いたＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ
Ｅｔｃｈｉｎｇ）法によった。

【００９３】工程−ｄ その後、素子電極と素子電極間ギャップとなるべきクロ
ムパターンを形成し、その上に本発明の有機白金錯体を
スピンナ塗布・乾燥し、３５０℃で１時間焼成した。Ｐ
ｔ／クロム堆積膜をリフトオフし、厚さ１０００ÅのＰ
ｔ素子電極を堆積した。素子電極間隔Ｌ１は３μｍと
し、素子電極の幅Ｗ１を３００μｍ、を有する素子電極
２、３を形成した。

【００９４】工程−ｅ 素子電極２、３の上に上配線７３のホトレジストパター
ンを形成した後、厚さ５０ÅのＴｉ、厚さ５０００Åの
Ａｕを順次真空蒸着により堆積し、リフトオフにより不
要の部分を除去して、所望の形状の上配線７３を形成し
た。

【００９５】工程−ｆ 本工程に関わる電子放出素子の電子放出部形成用薄膜６
のマスクは、素子間電極ギャップＬ１及びこの近傍に開
口を有するマスクであり、このマスクにより膜厚１００
０ÅのＣｒ膜１６１を真空蒸着により堆積・パターニン
グし、そのうえにトリメチルシリル酢酸パラジウムをス
ピンナを用いて塗布し３００℃で２０分焼成した。こう
して形成された主元素としてＰｄよりなる微粒子からな
る電子放出部形成用薄膜６の膜厚は５０Å、シート抵抗
値は１×１０⁵ Ω／□であった。

【００９６】工程−ｇ Ｃｒ膜１６１および焼成後の電子放出部形成用薄膜６を
酸エッチャントによりエッチングして所望のパターンを
形成した。

【００９７】工程−ｈ コンタクトホール１４２部分以外にレジストを塗布する
ようなパターンを形成し、真空蒸着により厚さ５０Åの
Ｔｉ、厚さ５０００ÅのＡｕを順次堆積した。リフトオ
フにより不要の部分を除去することにより、コンタクト
ホール１４１を埋め込んだ。

【００９８】以上の工程により基板７１上に下配線７
２、層間絶縁層１４１、上配線７３、素子電極２、３、
電子放出部形成用薄膜６等を形成した。

【００９９】つぎに、以上のようにして作成した電子源
を用いて表示装置を構成した。基板７１をリアプレート
８１上に固定した後、基板７１の５ｍｍ上方に、フェー
スプレート８６（ガラス基板８３の内面に蛍光膜８４と
メタルバック８５が形成されて構成される）を支持枠８
２を介し配置し、フェースプレート８６、支持枠８２、
リアプレート８１の接合部にフリットガラスを塗布し、
大気中４００℃で１０分焼成することで封着した。また
リアプレート８１への基板７１の固定もフリットガラス
で行った。

【０１００】図６において、７４は電子放出素子、７
２、７３はそれぞれＸ方向及びＹ方向の配線である。

【０１０１】蛍光膜８４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８４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８３に蛍
光体を塗布する方法はスラリ法を用いた。

【０１０２】メタルバックは、蛍光膜作製後、蛍光膜８
４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。フェースプレ−ト８６には、更に蛍光膜８４の導
伝性を高めるため、蛍光膜８４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
みで十分な導伝性が得られたので省略した。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、十分な位置合わせを
行った。

【０１０３】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（不図示）を通じ真空ポンプにて排気
し、十分な真空度に達した後、容器外端子Ｄｘｏ１〜Ｄ
ｏｘｍとＤｏｙ１〜Ｄｏｙｎを通じ電子放出素子７４の
電極２、３間に電圧を印加し、電子放出部５を、電子放
出部形成用薄膜６を通電処理（フォーミング処理）する
ことにより作成した。フォーミング処理の電庄波形は実
施例６と同様のものである。

【０１０４】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。最後に封止後の真空度を維持するため
に、ゲッター処理を行った。これは、封止を行う直前
に、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
着膜を形成処理した。ゲッターはＢａ等を主成分とし
た。

【０１０５】以上のように完成した本発明の画像表示装
置において、各電子放出素子には、容器外端子Ｄｘ１〜
Ｄｘｍ、Ｄｙ１〜Ｄｙｎを通じ、走査信号及び変調信号
を不図示の信号発生手段より、それぞれ、印加すること
により、電子放出させ、高圧端子Ｈｖを通じ、メタルバ
ック９に数ｋＶ以上の高圧を印加し、電子ビームを加速
し、蛍光膜８４に衝突させ、励起・発光させることで画
像を表示した。

【０１０６】

【実施例３】酢酸銀にトリフェニルシリルカルボン酸を
反応させてトリフェニルシリルカルボン酸銀を合成し、
実施例１、２と同様の電子放出素子および画像形成装置
を形成した。

【０１０７】

【実施例４】酢酸銅にトリメチルシリルプロピオン酸を
反応させてトリメチルシリルプロピオン酸銅を合成し
た。これに４当量のジエチルアミンを添加し、錯体を得
て、実施例１、２と同様の電子放出素子および画像形成
装置を形成した。

【０１０８】

【発明の効果】電子放出部形成用薄膜を構成する金属の
充填密度が従来の酢酸金属塩を原料としたときに比べて
著しく疎であるため、電子放出部形成用薄膜を薄くでき
る。また、従来のトリフロロ酢酸金属塩やシクロヘキシ
ル酢酸金属塩などに比べて、有機金属の基板塗布性能が
向上したため、良好にフォーミングを行い、電子放出素
子を作成できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的な表面伝導型電子放出素子の構
成を示す模式的平面図及び断面図である。

【図２】本発明の表面伝導型電子放出素子の製造方法の
一例である。

【図３】本発明好適な通電フォーミングの電圧波形の例
である。

【図４】電子放出特性を測定するための測定評価装置の
概略構成図である。

【図５】本発明に好適な表面伝導型電子放出素子の放出
電流Ｉｅおよび素子電流Ｉｆと素子電圧Ｖｆの関係の典
型的な例である。

【図６】単純マトリクス配置の電子源である。

【図７】画像形成装置の表示パネルの概略構成図であ
る。

【図８】蛍光膜の一例である。

【図９】画像形成装置をＮＴＳＣ方式のテレビ信号に応
じて表示を行なう例の駆動回路のブロック図である。

【図１０】梯子配置の電子源の一例である。

【図１１】画像形成装置の表示パネルの概略構成図であ
る。

【図１２】画像形成装置の電子源の一部を示す平面図で
ある。

【図１３】図１２のＡＡ’線断面図である。

【図１４】画像形成装置の電子源の製造工程の前半部を
示す工程図である。

【図１５】画像形成装置の電子源の製造工程の後半部を
示す工程図である。

【図１６】従来の表面伝導型電子放出素子の素子構成を
示す説明図である。

【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、５０：素子電極２、３間の導電性薄膜４を流
れる素子電流Ｉｆを測定するための電流計、５１：電子
放出素子に素子電圧Ｖｆを印加するための電源、５３：
アノード電極５４に電圧を印加するための高圧電源、５
４：素子の電子放出部より放出される放出電流Ｉｅを捕
捉するためのアノード電極、５５：素子の電子放出部５
より放出される放出電流Ｉｅを測定するための電流計、
５６：真空装置、５７：排気ポンプ、６７：段さ形成
部、７１：電子源基板、７２：Ｘ方向配線、７３：Ｙ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、８７：高圧端子、８８：外囲器、９１：黒
色導電材、９２：蛍光体、９３：ガラス基板、１０１：
表示パネル、１０２：走査回路、１０３：制御回路、１
０４：シフトレジスタ、１０５：ラインメモリ、１０
６：同期信号分離回路、１０７：変調信号発生器、Ｖｘ
およびＶａ：直流電圧源、１１０：電子源基板、１１
１：電子放出素子、１１２：Ｄｘ１〜Ｄｘ１０は、前記
電子放出素子を配線するための共通配線、１２０：グリ
ッド電極、１２１：電子が通過するための空孔、１２
２：Ｄｏｘ１，Ｄｏｘ２．．．Ｄｏｘｍよりなる容器外
端子、１２３：グリッド電極１２０と接続されたＧ１、
Ｇ２。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体上に対向する一対の素子電極と、該
   素子電極に接続し、電子放出部を有する導電性膜とを有
   する電子放出素子の製造方法であって、該導電性膜の原
   料となる有機金属膜を形成する工程と、該有機金属膜を
   加熱処理して導電性膜とする工程とを有し、上記有機金
   属として、トリアルキルシリルカルボン酸金属塩、もし
   くはトリアリールシリルカルボン酸金属塩を含む錯体を
   用いることを特徴とする、電子放出素子の製造方法。
2. 【請求項２】 上記金属塩がパラジウム塩であることを
   特徴とする、請求項１に記載の電子放出素子の製造方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１ないし２に記載の製造方法によ
   り形成された電子放出素子を、基体上に複数配置してな
   ることを特徴とする電子源。
4. 【請求項４】 複数の電子放出素子を平行する２本の配
   線にたいして梯子型に配列したことを特徴とする請求項
   ３に記載の電子源。
5. 【請求項５】 複数の電子放出素子を複数のマトリック
   ス配線の交点に配列したことを特徴とする請求項３に記
   載の電子源。
6. 【請求項６】 請求項３ないし５に記載の電子源、及び
   画像形成部材を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】 画像形成部材が蛍光体を有することを特
   徴とする請求項６に記載の画像形成装置。