JPH1039788A - 電子源基板、及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクリーン印刷法によって配線間の短絡の無
い、かつ生産性の高い電子源基板を製造する。 【解決手段】 層間絶縁部５、６を介して互いに直交す
る第１の配線４と第２の配線１４とを基板１面に形成し
たマトリクス配線基板と、第１の配線４と第２の配線１
４とにそれぞれ接続された一対の素子電極２、３及びこ
れらの間に形成された電子放出部１５からなる電子放出
素子とを有する電子源基板において、前記層間絶縁部
５、６を非連続の帯状、かつその長手方向端部７、９に
突出部８、１０を設けると共に、これら突出部を互いに
対向して配置することにより素子電極３と配線１４とを
接続する略四辺形のスルーホール部１１を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子源基板、特に
表面伝導型電子放出素子を２次元平面上に複数個配設し
た電子源基板、及び電子源基板を組み込んだ画像表示装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子放出素子としては、熱電子源
と冷陰極電子源の２種類が知られている。冷陰極電子源
には、電界放出型（以下、ＦＥと記す）、金属／絶縁層
／金属型（以下、ＭＩＭと記す）や表面伝導型電子放出
素子等がある。

【０００３】ＦＥ型の例としては、W.P.Dyke & W.W.Dol
an, “Field emission”, Advancein Electron Physici
s, 8, 89 (1956)或いはC.A.Spindt, “Physical Proper
ties of thin-film field emission cathodes with mol
ybdenium ”, J.Appl.Phys., 47, 5248 (1976) 等が知
られている。

【０００４】ＭＩＭ型の例としては、C.A.Mead, “The
tunnel-emission amplifier, J. Appl. Phys., 32, 646
(1961) が知られている。

【０００５】表面伝導型電子放出素子の例としては、M.
I.Elinson, Radio Eng. Electron Phys., 10, (1965)]
等がある。

【０００６】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Elinson 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)] 、Ｉｎ
₂ Ｏ₃ ／ＳｎＯ₂ 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ページ（１９８３）］等が報告されてい
る。

【０００７】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.Hartwellの素子構成を図１
１に示す。同図において１４１は、基板である。１４２
は導電性薄膜で、スパッタリングで形成されたＨ型形状
の金属酸化物薄膜等からなり、後述するフォーミングと
呼ばれる通電処理により電子放出部１４３が形成され
る。なお、図中の素子電極間隔Ｌは０．５〜１ｍｍ，
Ｗ’は０．１ｍｍに設定されている。

【０００８】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１４２を予め
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１４３を形成するのが一般的であった。すなわ
ち、通電フォーミングとは、前記導電性薄膜１４２の両
端部１４４、１４５に直流電圧、或いは非常にゆっくり
とした昇電圧、例えば１Ｖ／分程度を印加通電し、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１４３を形成するこ
とである。なお電子放出部１４３は導電性薄膜１４２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。

【０００９】上述の表面伝導型電子放出素子は構造が単
純で製造も容易であることから、大面積にわったて多数
素子を配列形成できる利点がある。そこで、この特徴を
生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形成した例として
は、後述する様に梯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配列した電子源
があげられる（例えば、特開昭６４−０３１３３２、特
開平１−２８３７４９、２−２５７５５２等）。また、
特に表示装置等の画像形成装置においては、近年、液品
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ねばなら
ない等の問題点があり、自発光型の表示装置の開発が望
まれてきた。自発光型表示装置としては表面伝導型電子
放出素子を多数配置した電子源と、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）。

【００１０】上記表面伝導型電子放出素子を多数配列し
て電子源基板を製造する方法としては、従来フォトリソ
グラフィーによっていた（特開平６ー１２９９７）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、厚膜スク
リーン印刷法において印刷方向及び印刷パターンを種々
検討した。その結果、スクリーン印刷法で形成されるパ
ターンでは、 （１）スクリーン印刷で使用する印刷ペーストは、粘度
の違いにより大小はあるものの、ペーストのダレにより
印刷物の寸法はスクリーン版のパターン寸法よりも大き
く形成される。

【００１２】（２）スクリーン印刷法では、印刷の方向
によって印刷パターンのできが異なるという現象があ
る。印刷方向と垂直な方向ではダレやすく、印刷方向と
平行な方向では垂直な方向ほどダレない、という現象が
ある。この状況下で、スクリーン印刷法により後述する
スルーホールパターンを形成する場合、フォトリソ法と
同様にマスクパターンを設計して作成すると、上記
（１）、（２）の現象によって、スルーホールの埋まり
が発生する場合があり、形成歩留は著しく悪くなる。

【００１３】本発明の目的は、スクリーン印刷法によっ
て高歩留で、スルーホールパターンを形成することを可
能とする構造を提供すること、及び該構造を適用した電
子源基板、及び画像形成装置を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は層間絶縁層を介装して互いに直交する複数
の第１の配線と複数の第２の配線とを基板面に形成した
マトリクス配線基板と、第１の配線と第２の配線とで囲
まれた各領域にそれぞれ配設されると共に第１の配線と
第２の配線とにそれぞれ接続された一対の素子電極及び
前記一対の素子電極間に形成された電子放出部を有する
電子放出素子とを有する電子源基板において、前記層間
絶縁層が前記配線と略平行に形成され、かつ非連続の帯
状に形成された多数の層間絶縁部からなり、かつその長
手方向端部の一縁部側に突出部を有すると共にこれら突
出部を互いに対向して配置することにより素子電極と配
線とを接続するスルーホール部を形成してなることを特
徴とする電子源基板を提案するもので、第１の配線、第
２の配線、層間絶縁層、又は素子電極が厚膜スクリーン
印刷法によって形成されたものであること、電子放出素
子が電子放出部形成用薄膜に通電処理を施すことにより
電子放出部が形成される表面伝導型電子放出素子である
ことを含む。

【００１５】また本発明は、上記電子源基板の各電子放
出素子と対向する位置に、電子の照射により可視光を発
する蛍光体を配設することにより画素を形成せしめるこ
とを特徴とする画像表示装置である。

【００１６】本発明は上記構成とすることにより、 素子電極と配線との接続用スルーホール部における第
２の配線の形成時に生じ易い「ダレ」に原因する第１の
配線と第２の配線の間の短絡を防止する。 スクリーン印刷法に特有の印刷の方向性を考慮し、こ
れに適した層間絶縁層の形状、パターンを採用すること
により、パターンの形成精度を向上でき、これによって
層間絶縁層の連続印刷が可能になり、電子源基板の生産
性を向上できる。 従来のスクリーン印刷法による場合と比較して、より
精細なパターンの形成ができるので、更なる高解像度の
画像表示装置の製造が可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。

【００１８】図１に、本発明の電子源基板の製造方法の
工程フロー図を示す。図１（ａ）中、１は基板で、この
基板１上に素子電極２、３を形成する。本電極は、導電
性薄膜と上下各配線とのオーム接触を良好にするために
設けられるものである。通常、導電性薄膜は、配線用の
導体層と比べて著しく薄い膜であるため、「ヌレ性」、
「膜厚保持性」等の問題を回避するために設けているも
のである。

【００１９】電極の形成方法としては、真空蒸着法、ス
パッタリング法、プラズマＣＶＤ法等の真空系を用いる
方法や、溶媒に金属成分及びガラス成分を混合した厚膜
ペーストを印刷、焼成することにより形成する厚膜印刷
法がある。

【００２０】本発明の効果を最大限に引き出すには、フ
ォトリソ工程を必要としない厚膜印刷法を用いることに
よって最も工程及び時間工数の短縮を図ることができ
る。しかしながら素子電極の膜厚は薄いことが望まし
い。そこで、厚膜印刷法を用いる場合は、その際使用す
るペーストとして、有機金属化合物により構成された所
謂ＭＯＤペーストを使用することが好ましい。もちろ
ん、これ以外の成膜方法を用いても差し支えなく、ま
た、構成材料としては、電気伝導性のある材料であれ
ば、特に限定されるものではない。

【００２１】さらに、本発明の内、最も簡単な工程を構
成する場合には、既述の素子電極２，３、さらには外部
回路との接続用電極（不図示）との部分を同時に形成す
ることが可能である。この場合も、厚膜印刷法を用いる
ことが簡便であるが、もちろんスパッタリング法等によ
り成膜し、フォトリソ法によりパターンを形成しても、
一向に構わない。

【００２２】次いで、図１（ｂ）に示すように一方の素
子電極２上に第１の配線４を形成す配線４の形成方法に
は、素子電極２、３の形成方法と同様の形成方法が適用
可能であるが、配線４の場合には、素子電極２、３と異
なり、膜厚が厚い方が電気抵抗を低減でき有利である。
そこで、厚膜印刷を用いるのが有利である。もちろん、
薄膜配線の適用も可能であるが、膜厚を厚くするのには
時間が必要であり、また、極厚膜は、現実性がない。そ
の後、層間絶縁部５、６を形成する（図１（ｃ））。

【００２３】前記層間絶縁部５はその端部７の一縁部側
に突出部８が形成してあり、前記突出部８は他方の素子
電極３の上面に形成してある。また、層間絶縁部６もそ
の端部９一縁部側に突出部１０が形成してある。そして
これら層間絶縁部５、６はその端部７、９を互いに対向
させて配置してあり、これにより略四辺形のスルーホー
ル部１１を構成している。なお、上記スルーホール部１
１には端部７、９と突出部１０、８との間に間隙部１
２、１３がある。

【００２４】なお、上記説明は１個の電子源について説
明しているもので、実際にはこれらの素子が縦、横に多
数配列されている。そしてこの場合、前記層間絶縁部
５、６は非連続に配列して全体として一連の層間絶縁層
（不図示）を構成しているものである。

【００２５】層間絶縁部５、６の構成材料としては、絶
縁性を保てるものであればよく、例えばＳｉＯ₂ 薄膜、
金属成分を含まない厚膜ペーストによる膜等がある。

【００２６】ここで、図２を用いてスクリーン印刷特有
の、印刷方向による印刷時の「ダレ」について説明す
る。

【００２７】図２において、矢印Ａ方向は印刷方向に垂
直方向、矢印Ｂ方向は平行方向を示す。一般にスクリー
ン印刷法ではペーストの粘度、チクソトロピー等によっ
て差異があるものの、「ダレ」が必ず生じ、印刷によっ
て形成されたパターンはスクリーン版の寸法と同一にな
らずに若干広がる。更に、スクリーン印刷法には以下の
問題もある。 印刷方向と垂直方向（Ａ方向）よりも印刷方向と平行
方向（Ｂ方向）のほうが、「ダレ」が大きい。 パターンのサイズによる影響もあり、ペーストの種類
にもよるが、概ね１００μｍ以下のスペース（空隙）部
分を印刷法で形成することは高度の技術と熟練を必要と
する。 孤立したパターンは連続した線パターンと比較して印
刷性が悪く、例えばパターンの端部等を鋭く形成できな
い。 更に、上記〜が複合すると更にパターンの形成が
困難になる。

【００２８】本発明においては、層間絶縁部の構成を前
述のようにすることにより、 層間絶縁部の上面に形成する第２の配線のダレを低減
できる。即ち、層間絶縁部に従来のスルーホールに似た
形状のスルーホール部を形成しているので第２の配線の
印刷時にパターンの不連続部からペーストがダレること
がなく、パターンが正確に形成できる。 層間絶縁部の印刷性能が向上するため連続印刷が可能
になる。即ち、前述のように従来の連続した層間絶縁層
に形成したスルーホールは開口部分の周りをペーストで
閉鎖するので、ダレが大きく、正確な開口ができない。
これに対して、本発明の非連続の層間絶縁部とすること
により、上記問題は解決されるものである。

【００２９】その結果、生産性が向上する。

【００３０】ここで、再び図１に戻り、図１（ｃ）で形
成した層間絶縁部の上面に第２の配線を形成する（図１
（ｄ））。形成方法は第１の配線４と同様の方法が適用
可能である。

【００３１】最後に、導電性薄膜１５を形成して、冷陰
極電子ビーム源用の素子（１素子分）が完成する（図１
（ｅ））。成膜方法及び電子放出素子部分（表面伝導型
電子放出素子）の形成方法は、従来の方法をそのまま適
用することが可能である（後述）。

【００３２】本図では、１素子部分のみを図示してある
が、これを複数個、同時に形成するようにすることで、
単純マトリクス構成の電子源基板の構成が完成する。

【００３３】本発明で用いる電子源としては、単純な構
成であり製法が容易な表面伝導型電子放出素子が好適で
ある。

【００３４】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。

【００３５】まず、平面型表面伝導型電子放出素子につ
いて説明する。

【００３６】図３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３（ａ）は平面
図、図３（ｂ）は断面図である。

【００３７】図３において７１は基板、７２と７３は素
子電極、７４は導電性薄膜、７５は電子放出部である。

【００３８】基板７１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。

【００３９】対向する素子電極７２、７３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；Ｉｎ₂ Ｏ₃ −Ｓｎ
Ｏ 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。

【００４０】素子電極間隔Ｌ、素子電極長さＷ、導電性
薄膜７４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、好ましくは数千から数十μ
ｍ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。

【００４１】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７２、７３の膜厚ｄは、１００Åから１μｍの
範囲である。

【００４２】尚、図３に示した構成だけでなく、基板７
１上に、導電性薄膜７４、対向する素子電極７２、７３
の順に積層した構成とすることもできる。

【００４３】導電性薄膜７４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７２、７３へのステップ
カパレージ、素子電極７２、７３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１×１０⁷ Ω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。

【００４４】導電性薄膜７４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，Ｉｎ₂ Ｏ₃ ，ＰｂＯ，Ｓｂ₂ Ｏ₃ 等の酸化物；
ＨｆＢ₂ ，ＺｒＢ₂ ，ＬａＢ₆，ＣｅＢ₆ ，ＹＢ₄ ，Ｇ
ｄＢ₄ 等の硼化物；ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，
ＳｉＣ，ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ等の
窒化物、Ｓｉ，Ｇｅ等の半導体、カ一ボン等の中から適
宜選択される。

【００４５】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。

【００４６】電子放出部７５は、導電性薄膜７４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
７４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７５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７４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７５及びその近傍の導電性
薄膜７４には、炭素あるいは炭素化合物が含まれる場合
もある。

【００４７】次に、垂直型表面伝導型電子放出素子につ
いて説明する。

【００４８】図４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。

【００４９】図４においては、図３に示した部位と同じ
部位には図３に付した符号と同一の符号を付している。
８１は段差形成部である。基板７１、素子電極７２及び
７３、導電性薄膜７４、電子放出部７５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８１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８１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、数百Åから数
μｍの範囲が好ましい。

【００５０】導電性薄膜７４は、素子電極７２及び７３
と段差形成部８１作製後に、その素子電極７２、７３の
上に積層される。電子放出部７５は、図１０において
は、段差形成部８１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。

【００５１】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、そのー例を図５に模式的
に示す。

【００５２】以下、図３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５においても、図３に示
した部位と同じ部位には図３に付した符号と同一の符号
を付している。

【００５３】１）基板７１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７１上に素子電極７２、７３を形成
する（図５（ａ））。

【００５４】２）素子電極７２、７３を設けた基板７１
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７４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７４を
形成する（図５（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７４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。

【００５５】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７２、７３間に、不図示の電
源を用いて通電を行うと、導電性薄膜７４の部位に、構
造の変化した電子放出部７５が形成される（図５
（ｃ））。通電フォーミングによれば導電性薄膜７４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７５となる。通電
フォーミングの電圧波形の例を図６に示す。

【００５６】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６（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６（ｂ）に示した手
法がある。

【００５７】図６（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〜
１０ｍｓ、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。

【００５８】図６（ｂ）におけるＴ1 及びＴ2 は、図６
（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。

【００５９】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７４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。

【００６０】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。

【００６１】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口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_n Ｈ_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_n Ｈ_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、
工チルアミン、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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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^-10 Ｔｏｒｒ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。
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、８
０〜２００℃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１
０〜２００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。

【００６５】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。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。

【００６６】電子放出素子の配列については電子放出素
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。

【００６７】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基板について、図７を用いて
説明する。図７において、１１１は電子源基板、１１２
はＸ方向配線、１１３はＹ方向配線である。１１４は表
面伝導型電子放出素子、１１５は結線である。尚、表面
伝導型電子放出素子１１４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。

【００６８】ｍ本のＸ方向配線１１０２は、Ｄx １、Ｄ
x ２、・・・、Ｄx ｍ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１１０３は、Ｄy １、Ｄy ２、・・
・、Ｄy ｎのｎ本の配線よりなり、Ｘ方向配線１１２と
同様に形成される。これらｍ本のＸ方向配線１１２とｎ
本のＹ方向配線１１３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）。

【００６９】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１１２を形成した基板１１
１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１１２とＹ方向配線１１３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
１１２とＹ方向配線１１３は、それぞれ外部端子として
引き出されている。

【００７０】表面伝導型放出素子１１４を構成する一対
の電極（不図示）は、ｍ本のＸ方向配線１１２とｎ本の
Ｙ方向配線１１３と導電性金属等からなる結線１１５に
よって電気的に接続されている。

【００７１】配線１１２と配線１１３を構成する材料、
結線１１５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。

【００７２】Ｘ方向配線１１２には、Ｘ方向に配列した
表面伝導型放出素子１１４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１１３にはＹ方向に配列した表面伝導
型放出素子１１４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。

【００７３】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。

【００７４】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８、図９及び
図１０を用いて説明する。図８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９は、図８の画像形
成装置に使用される蛍光膜の模式図である。図１０はＮ
ＴＳＣ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。

【００７５】図８において１７１は電子放出素子を複数
配した電子源基板、１８１は電子源基板１７１を固定し
たリアプレート、１８６はガラス基板１８３の内面に蛍
光膜１８４とメタルバック１８５等が形成されたフェー
スプレートである。１８２は支持枠であり、その支持枠
１８２には、リアプレート１８１、フェースプレート１
８６がフリットガラス等を用いて接続されている。１８
８は外囲器であり、例えば大気中あるいは窒素中で４０
０〜５００度の温度範囲で１０分以上焼成され、封着さ
れる。

【００７６】１７４は、図３における電子放出部に相当
する表面伝導型電子放出素子である。１７２、１７３
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。

【００７７】外囲器１８８は、上述の如く、フェースー
プレート１８６、支持枠１８２、リアプレート１８１で
構成される。リアプレート１８１は主に電子源基板１７
１の強度を補強する目的で設けられるため、電子源基板
１７１自体で十分な強度を持つ場合は別体のリアプレー
ト１８１は不要とすることができる。即ち、基板１７１
に直接支持枠１８２を封着し、フェースプレート１８
６、支持枠１８２及び基板１７１で外囲器１８８を構成
しても良い。一方、フェースープレート１８６、リアプ
レート１８１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１８８を構成すること
もできる。

【００７８】図９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。

【００７９】図８において、ガラス基板１８３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１８４の内面側に
は、通常メタルバック１８５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１８６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。

【００８０】フェースプレート１８６には、更に蛍光膜
１８４の導電性を高めるため、蛍光膜１８４の外面側
（ガラス基板１８３側）に透明電極（不図示）を設けて
もよい。

【００８１】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。

【００８２】図８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。

【００８３】外囲器１８８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１８８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１
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１８８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。

【００８４】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１０を用いて説明する。図１０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。

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】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Ｔmry の各
制御信号を発生する。

【００９０】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。

【００９１】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、Ｉd １な
いしＩd ｎ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。

【００９２】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Ｉd １〜Ｉd ｎ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
１０７に入力される。

【００９３】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に印加される。

【００９４】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。

【００９５】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。

【００９６】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。

【００９７】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。

【００９８】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、これには同期信号分離回路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
を付加することもできる。

【００９９】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。

【０１００】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１８５（図８）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１８４（図８）に衝突し、発光が生じ
て画像が形成される。

【０１０１】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。

【０１０２】

【実施例】次に、実施例により、電子源基板、特に表面
伝導型電子放出素子を用いた画像表示装置について説明
する。 ［実施例１］第１の実施例を、図１を参照しつつ説明す
る。図１は作製プロセスを説明する工程図である。

【０１０３】まず、洗浄されたガラス基板１（ここで
は、ソーダライムガラス基板を使用）に、素子電極２、
３を形成した（図１（ａ））。本実施例では、電極の成
膜方法としては、スクリーン印刷法を使用した。ここで
使用した厚膜ペースト材料は、ＭＯＤペーストで、金属
成分はＡｕである。印刷の後、７０℃で１０分乾燥し、
次に本焼成を実施した。焼成温度は５８０℃で、ピーク
保持時間は約８分であった。印刷、焼成後の膜厚は、
０．３μｍであった。

【０１０４】次に第１の配線４（信号側配線）を形成し
た（図１（ｂ））。膜の形成方法は、スクリーン印刷法
を用い、ペースト材料としては、ノリタケカンパニー製
Ａｇ含有厚膜ペーストＮＰ−４０３５Ｃを使用した。配
線４の印刷後、１１０℃、２０分間乾燥を行なった。乾
燥後、メッシュベルト式焼成炉により焼成した。焼成ピ
ーク温度は４８０℃、ピーク保持時間は約８分間であっ
た。印刷、焼成後の膜厚は１３μｍであった。

【０１０５】次に、層間絶縁層５、６を形成した（図１
（ｃ））。本実施例では配線と同様に、厚膜スクリーン
印刷法を用いた。ペースト材料はＰｂＯを主成分として
ガラスバインダーを混合したペーストである。焼成温度
は４８０℃、ピーク保持時間は約８分間である。印刷、
焼成後の膜厚は３０μｍであった。また、通常、絶縁層
は上下の第１の配線と第２の配線との層間の絶縁性を確
保するために、印刷、焼成を２回ずつ実施する。厚膜ペ
ーストにより形成される膜は通常ポーラスな膜である。
このため、１回印刷、焼成後、再度印刷を行い１回目の
膜のポーラス状態を埋め込むようにして２回目の膜を印
刷、焼成する。これにより絶縁性が確保されることにな
る。本実施例もこれに従った。

【０１０６】ここで、層間絶縁層５、６は図１（Ｃ）に
示すようなパターンとした。本パターンの特徴は、層間
絶縁層によって形成されるスルーホール部１１の形状
が、第２の配線１４の長手方向（即ち、印刷方向と平行
方向）に平行な突起部８、１０を持ち、しかもそれぞれ
の層間絶縁層が不連続な独立パターンである。そして、
素子電極３と第２の配線１４とは前記スルーホール部１
１を介して電気的に接続される。

【０１０７】層間絶縁層を上記パターンとすることによ
り、以下の効果が発揮される。 層間絶縁部の上面に形成する第２の配線のダレを低減
できる。即ち、層間絶縁部に従来のスルーホールに似た
形状のスルーホール部を形成しているので第２の配線の
印刷時にパターンの不連続部からペーストがダレること
がなく、パターンが正確に形成できる。 層間絶縁部の印刷性能が向上するため連続印刷が可能
になる。即ち、前述のように従来の連続した層間絶縁層
に形成したスルーホールは開口部分の周りをペーストで
閉鎖するので、ダレが大きく、正確な開口ができない。
これに対して、本発明の非連続の層間絶縁部とすること
により、上記問題は解決されるものである。

【０１０８】最後に、第２の配線（走査側配線）を形成
する（図１（ｄ））。第１の配線と同様に、形成方法は
厚膜スクリーン印刷法を用い、ペースト材料としては、
ノリタケカンパニーのＮＰ−４０３５Ｃを使用した。焼
成温度は４５０℃、ピーク保持時間は約８分間である。
印刷、乾燥、焼成後の膜厚は、１３μｍであった。

【０１０９】以上で、マトリクス配線の部分が完成す
る。もちろん、ペースト材料、印刷方法等はここに記し
たものに限るものではない。

【０１１０】配線完成後、電子放出部を形成する（図１
（ｅ））。まず、上記印刷方法で形成された、電子放出
部へ通電するための素子電極２、３を覆ってその上に有
機パラジウム（ＣＣＰ４２３０、奥野製薬工業（株）
製）をスピンナーにより回転塗布後、３００℃で１０分
間の加熱処理を行いＰｄからなる導電性薄膜１５を形成
する。このようにして形成された電子放出部形成用薄膜
は、Ｐｄを主元素とする微粒子から構成され、その膜厚
は１０ｎｍ、シート抵抗値は５×１０⁴ Ω／□であっ
た。なお、ここで述べる微粒子膜としては複数の微粒子
が集合した膜であり、その微細構造としては微粒子が個
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
も指し、その粒径とは、前記状態で粒子形状が認識可能
な微粒子についての径をいう。

【０１１１】このパラジウム膜をフォトリソグラフィー
法を用いて、パターニングすることによりフォーミング
前までの素子の製造工程が完了する。

【０１１２】フォーミング方法は、従来の方法を採用す
ることができる。本実施例では、以下の条件とした（図
６参照）。図６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１ミリ秒、Ｔ
２を１０ミリ秒とし、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^ー6ｔｏｒｒの真空雰囲気下で６０秒間実施した。こ
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３ｎｍであった。

【０１１３】次に、すべての表面伝導型電子放出素子の
フォーミングが終了後、１×１０^ー6ｔｏｒｒ程度の真空
度で排気管（不図示）をガスバーナーで熱して溶着し外
囲器の封止を行った。

【０１１４】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、画像表示装置内の所定の
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Ｂａ等を主成分とす
るものである。

【０１１５】以上のようにして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Ｄｘ
１ないしＤｘｍ、Ｄｙ１ないしＤｙｎを通じて、走査信
号及び変調信号を信号発生手段（不図示）により、それ
ぞれ印加することにより、電子放出させ、高圧端子Ｈｖ
を通じて、メタルバック膜に数ｋＶの高圧を印加し、電
子ビームを加速して蛍光膜に衝突、励起、発光させるこ
とで画像を表示させた。

【０１１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
電子源基板を上記のように構成したので、素子電極と
配線との接続用スルーホール部における第２の配線の形
成時に生じ易い「ダレ」に原因する第１の配線と第２の
配線の間の短絡を防止する。 スクリーン印刷法に特有の印刷の方向性を考慮し、こ
れに適した層間絶縁層の形状、パターンを採用すること
により、パターンの形成精度を向上でき、これによって
層間絶縁層の連続印刷が可能になり、電子源基板の生産
性を向上できる。 従来のスクリーン印刷法による場合と比較して、より
精細なパターンの形成ができるので、更なる高解像度の
画像表示装置の製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｅ）は本発明の電子源基板の製造工
程の一例を示す説明図である。

【図２】厚膜印刷法の特徴を説明するための概念図であ
る。

【図３】本発明に用いる平面型表面伝導型電子放出素子
の典型的な構成を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図
である。

【図４】本発明に用いる垂直型表面伝導型電子放出素子
の典型的な構成を示す側面図である。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は本発明に用いる電子放出素子
の製造工程の一例を示す説明図である。

【図６】（ａ），（ｂ）はフォーミング電圧波形を示す
グラフである。

【図７】本発明のマトリクス配置型電子源基板の一例を
示す平面図である。

【図８】本発明の画像表示装置の構成例を示す斜視図で
ある。

【図９】（ａ），（ｂ）は蛍光膜の構成を示す平面図で
ある。

【図１０】本発明の画像表示装置の駆動回路の一例を示
すブロック図である。

【図１１】従来の表面伝導型電子放出素子の構成を示す
平面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２、３ 素子電極 ４ 第１の配線 ５、６ 層間絶縁部 ７、９ 端部 ８、１０ 突出部 １１ スルーホール部 １２、１３ 間隙部 １４ 第２の配線 １５ 導電性薄膜

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 層間絶縁層を介装して互いに直交する複
   数の第１の配線と複数の第２の配線とを基板面に形成し
   たマトリクス配線基板と、第１の配線と第２の配線とで
   囲まれた各領域にそれぞれ配設されると共に第１の配線
   と第２の配線とにそれぞれ接続された一対の素子電極及
   び前記一対の素子電極間に形成された電子放出部を有す
   る電子放出素子とを有する電子源基板において、前記層
   間絶縁層が前記配線と略平行に形成され、かつ非連続の
   帯状に形成された多数の層間絶縁部からなり、かつその
   長手方向端部の一縁部側に突出部を有すると共にこれら
   突出部を互いに対向して配置することにより素子電極と
   配線とを接続するスルーホール部を形成してなることを
   特徴とする電子源基板。
2. 【請求項２】 第１の配線、第２の配線、層間絶縁層、
   又は素子電極を厚膜スクリーン印刷法によって形成され
   た請求項１に記載の電子源基板。
3. 【請求項３】 電子放出素子が電子放出部形成用薄膜に
   通電処理を施すことにより電子放出部が形成される表面
   伝導型電子放出素子である請求項１に記載の電子源基
   板。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載された
   電子源基板の各電子放出素子と対向する位置に、電子の
   照射により可視光を発する蛍光体を配設することにより
   画素を形成せしめることを特徴とする画像表示装置。