JPH11120903A

JPH11120903A - 電子源、表示パネル、および画像形成装置の製造方法

Info

Publication number: JPH11120903A
Application number: JP29768197A
Authority: JP
Inventors: Fumio Kishi; 文夫岸
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-10-15
Filing date: 1997-10-15
Publication date: 1999-04-30

Abstract

(57)【要約】【課題】電子源、表示パネルおよび画像形成装置の製
造方法において、大面積にわたって電子放出素子を容易
にかつ低コストで形成できるようにする。電子放出素子
の形成位置を補正できるようにする。導電性薄膜の抵抗
値を精度良く形成できるようにする。【解決手段】（１）基体上に、素子電極とアライメン
ト用部材、および複数の付与量調整用部材とを同じ手法
で形成する工程と、（２）アライメント用部材に液滴付
与装置により液滴を付与し、該液滴付与装置と、基体の
位置を調整する工程と、（３）複数の付与量調整用部材
に液滴付与装置により液滴を付与し、その吸収量を推定
し、統計的処理を行って吸収量の代表値を求める工程
と、（４）吸収量の代表値を用いて、導電性薄膜を形成
する部分に付与する液滴量を定め、定められた量の液滴
を導電性薄膜を形成する部分に付与する工程とを有する
ことを特徴とする電子源の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子放出素子を複数
有してなる電子源、表示パネルおよび画像形成装置の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子放出素子として熱電子放出素
子と冷陰極電子放出素子の２種類が知られている。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．Ｄｙｋｅ＆Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ、“Ｆｉｅ
ｌｄｅｍｉｓｓｉｏｎ”、ＡｄｖａｎｃｅｉｎＥｌ
ｅｃｔｒｏｎＰｈｙｓｉｃｓ、８８９（１９５
６）」あるいは「Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ“Ｐｈｙｓｉｃ
ａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｉｎ−ｆｉｌ
ｍｆｉｅｌｄｅｍｉｓｓｉｏｎｃａｔｈｏｄｅｓ
ｗｉｔｈｍｏｌｙｂｄｅｎｉｕｍｃｏｎｅｓ”，
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４７，５２４８（１９７
６）」等が知られている。ＭＩＭ型の例としては「Ｃ．
Ａ．Ｍｅａｄ、“ＯｐｅｒａｔｉｏｎｏｆＴｕｎｎｅ
ｌ−ＥｍｉｓｓｉｏｎＤｅｖｉｃｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．，３２，６４６（１９６１）」等に開示
されたものが知られている。

【０００３】表面伝導型電子放出素子型の例としては、
「Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，ＲａｄｉｏＥｎｇ．Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎＰｈｙｓ．，１０，１２９０（１９６
５）」等に開示されたものがある。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対して膜面
に平行に電流を流すことにより、電子を放出する。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：ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉｌｍ
ｓ、９，３１７（１９７２）］、Ｉｎ₂Ｏ ₃／ＳｎＯ₂薄
膜によるもの［Ｍ．ＨａｒｔｗｅｌｌａｎｄＣ．
Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ＥＤＣ
ｏｎｆ．、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。

【０００４】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．ハートウェルの素子構成を
図１２に模式的に示す。同図において１は基板である。
４は導電性薄膜で、Ｈ型形状のパターンにスパッタで形
成された金属酸化物薄膜等からなり、後述の通電フォー
ミングと呼ばれる通電処理により電子放出部５が形成さ
れる。尚、図中の素子電極間隔Ｌ１は０．５〜１ｍｍ、
Ｗ’は０．１ｍｍで設定されている。

【０００５】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４を予め通電
フォーミングと呼ばれる通電処理することによって電子
放出部５を形成するのが一般的であった。即ち、通電フ
ォーミングとは導電性薄膜４の両端に直流電圧あるいは
非常にゆっくりとした昇電圧を印加通電し、導電性薄膜
を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気的に高
抵抗な状態にした電子放出部５を形成することである。
尚、電子放出部５は、導電性薄膜４の一部に発生した亀
裂付近から電子放出を行う。前記通電フォーミング処理
をした表面伝導型電子放出素子は、上述導電性薄膜４に
電圧を印加し、素子に電流を流すことにより上述の電子
放出部５より電子を放出せしめるものである。

【０００６】表面伝導型放出素子は構造が単純で製造も
容易であることから、大面積にわたって多数素子を配列
形成できる利点がある。そこでこの特徴を活かした荷電
ビーム源、表示装置等の応用が研究がなされている。多
数の表面伝導型放出素子を配列形成した例としては、後
述するように梯子型配置と呼ぶ並列に表面伝導型放出素
子を配列し、個々の素子の両端を配線（共通配線とも呼
ぶ）で、それぞれ結線した行を多数行配列した電子源が
挙げられる（例えば、特開昭６４−０３１３３２、特開
平１−２８３７４９、２−２５７５５２号公報等）。ま
た、特に表示装置等の画像形成装置においては、近年、
液晶を用いた平板型表示装置がＣＲＴに替わって普及し
てきたが、自発光型でないためバックライトを持たなけ
ればならない等の問題点があり、自発光型の表示装置の
開発が望まれてきた。自発光型表示装置としては、表面
伝導型放出素子を多数配置した電子源と、電子源より放
出された電子によって可視光を発光せしめる蛍光体とを
組み合わせた表示装置である画像形成装置が挙げられる
（例えば、ＵＳＰ５，０６６，８８３）。

【０００７】また、特開平２−５６８２２号公報に開示
されている電子放出素子の構成を図１３に示す。同図に
おいて１は基板、２および３は素子電極、４は導電性薄
膜、５は電子放出部である。この電子放出素子の製造方
法としては、様々な方法があるが、例えば基板１に一般
的な真空蒸着技術、フォトリソグラフィ技術により素子
電極２および３を形成する。次いで導電性薄膜４を分散
塗布法等によって形成する。その後、素子電極２，３に
電圧を印加し通電処理を施すことによって電子放出部５
を形成する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成の表面伝導型電子放出素子を製造する従来の
方法は、半導体プロセスを主とする方法によるため、従
来の技術では大面積に電子放出素子を形成することが困
難であって、特殊かつ高価な製造装置を必要とし、生産
コストが高いといった欠点がある。

【０００９】また、従来の技術では、フォトリソグラフ
ィ技術におけるマスク合せによるアライメント精度で電
子放出素子の位置精度が決定してしまい、プロセス工程
中にアライメント補正することが困難である。

【００１０】さらに、オフセット印刷、スクリーン印刷
等の印刷技術を用いて素子電極を形成した電子放出素子
を検討したところ、導電性薄膜となる分散塗布する液が
半導体プロセスや特に印刷技術で作製された素子電極に
吸収されてしまい、この吸収される量がロット毎に異な
ると、導電性薄膜の抵抗がロットにより異なり、結果と
して所期の電子放出特性を示さないロットが発生する場
合があった。

【００１１】そこで本発明の目的は、電子源、表示パネ
ルおよび画像形成装置の製造方法において、第１に、大
面積にわたって電子放出素子を容易にかつ低コストで形
成できるようにすることにある。第２に、電子放出素子
の形成位置を補正できるようにすることにある。そして
第３に導電性薄膜の抵抗値を精度良く形成できるように
することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め本発明の電子源、表示パネルおよび画像形成装置の製
造方法では、一対の素子電極間に導電性薄膜を形成する
材料を含む溶液を液滴の状態で付与することによって電
子放出素子を形成する工程において、電子放出素子を形
成する前に、素子電極と同時に作成した複数の吐出量調
整用部材に液滴を付与し、さらに少なくとも一つのアラ
イメント用部材にも液滴を付与することを特徴とする。

【００１３】また、上記吐出量調整用部材を複数形成
し、該複数の吐出量調整用部材のそれぞれに液滴を付与
して、素子電極による液滴の吸収量をそれぞれ推定し、
各々推定された吸収量について統計処理した数値、例え
ば平均値を用いて、液滴の付与量を定めて上記素子電極
間への液滴の付与を行うとともにアライメント用部材を
別に設け、これに液滴を付与して両者の位置関係を測定
し、アライメントを行うことを特徴とする。さらには各
素子行（列）に対して上記アライメント部材を設け、素
子行（列）への液滴の付与を開始する前にアライメント
を行うことを特徴とする。更に、該素子行（列）ごとの
アライメントに続き、電予源の機能に影響しない部位に
液滴を吐出した後に、その素子行（列）への液滴付与を
行うことを特徴とする。また、液滴の付与を、熱的エネ
ルギーの付与により気泡を発生させ液滴を吐出させる方
式等のインクジェット方式で行うことを特徴とする。

【００１４】以上の方法により、フォトリソグラフィ技
術を用いることなく導電性薄膜を形成でき、電子放出素
子を形成する前に位置合せを行うためアライメント精度
が向上し、かつ印刷技術で素子電極を形成した場合にお
いて、素子電極による液滴の吸収量が推定できるため、
導電性薄膜の抵抗の設定値からのズレを減少でき、歩留
りも向上させることができる。

【００１５】なお、電極による液滴の吸収量の推定を、
１回の測定により行う場合に比べ、上記のごとく複数の
吐出量調整用部材に対し、複数回の液滴付与を行って、
例えば平均値を採る方法は、以下のような理由でより好
ましいものである。

【００１６】液滴付与装置による、液滴の付与量には無
視できないバラツキがある可能性がある。また、印刷法
により形成された電極の状態にもバラツキがある可能性
がある。測定により推定される吸収量はこの両方のバラ
ツキを含んだものであり、１回の測定から推定した吸収
量をもとに液滴の吐出量を補正した場合には、適正な量
から外れてしまう恐れがある。

【００１７】このような場合、通電フォーミング処理に
より電子放出部を形成する場合、導電性薄膜の抵抗値に
よって、得られる電子放出特性が影響を受けるので、導
電性薄膜の厚さが全体として厚すぎたり、薄すぎたりし
て抵抗値がずれてしまうと、一部に特性が極端に異なる
例えば電子放出量の極端に小さな素子が形成される危険
がある。上記のように、平均値を採ることにより、この
ような不都合を防ぐことが出来る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の好ま
しい実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態
に係る製造方法により製造される表面伝導型電子放出素
子を示す図であり、図２はその製造方法の手順を示す図
である。図１および２において、１は基板、２および３
は素子電極対を形成している素子電極、４は導電性薄
膜、５は電子放出部、６は液滴付与装置、７は液滴、１
０は素子電極２，３形成時に作製したアライメント部
位、８は導電性薄膜４を形成する前にアライメント部位
１０に付与した液滴、９は光学顕微鏡等の光学的検知手
段である。なお、アライメント用部材及び吐出量調整用
部材の形状は、図１ａに示された形状に限定されるもの
ではなく目的に応じ、様々な形状のものを用いることが
出来る。例えば、図３ａ−ｄに示す様な形状を採用する
ことが出来、とくに図３ｃのような形状で形成しようと
する電子放出素子の、素子電極と同じ寸法で形成した場
合、液滴の吸収量の推定がより正確になり好ましい。

【００１９】液滴付与装置６としては、任意の液滴を形
成できる装置であればどのような装置を用いてもかまわ
ないが、特に十数ｎｇ〜十数μｇ程度の範囲で制御が可
能でかつ数十ｎｇ程度以上の微小量の液滴が容易に形成
できるインクジェット方式の装置が好適である。そのよ
うなインクジェット方式の装置としては、圧電素子等を
用いたインクジェット噴射装置、熱エネルギーによって
液体内に気泡を形成させてその液体を液滴として吐出さ
せる方式によるインクジェット噴射装置などが挙げられ
る。

【００２０】また、導電性薄膜４を形成するために用い
る液滴としては、液滴となるものであればどのようなも
のであっても構わないが、水、溶剤等に所望の材料を分
散または溶解した液、有機金属化合物溶液および有機金
属錯体を含有する溶液等がある。

【００２１】基板１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、アルミナ
等のセラミックス基板が用いられる。

【００２２】対向する素子電極２，３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、Ｃｒ、Ａ
ｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属
あるいは合金、Ｐｄ、Ａｓ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ₂、Ｐ
ｄ−Ａｇ等の金属あるいは金属酸化物とガラス等から構
成される印刷導体、Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂等の透明導電
体、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。

【００２３】素子電極間隔Ｌ、素子電極長さＷ’、導電
性薄膜４の形状は、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、好ましくは数千オングストロ
ームから数百マイクロメートルの範囲であり、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１マイク
ロメートルから１００マイクロメートルである。

【００２４】素子電極長さＷ１は電極の抵抗値、電子放
出特性を考慮して、数マイクロメートルから数百マイク
ロメートルの範囲である。また素子電極２，３の膜厚ｄ
は、１００オングストロームから１マイクロメートルの
範囲である。

【００２５】導電性薄膜４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２，３へのステップカバ
レージ、素子電極２，３間の抵抗値および後述する通電
フォーミング条件等を考慮して適宜設定されるが、通常
は数オングストロームから数千オングストロームの範囲
とするのが好ましく、より好ましくは１０オングストロ
ームから５００オングストロームの範囲とするのが良
い。その抵抗値は、シート抵抗値Ｒが１０の２乗から１
０の７乗Ωである。なおＲ_sは、厚さがｔ、幅がｗで長
さがｌの薄膜の抵抗Ｒを、Ｒ＝Ｒ_s（ｌ／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Ｒ_s
＝ρ／ｔで表される。ここでは、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。

【００２６】導電性薄膜４を構成する材料としては、Ｐ
ｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃ
ｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、Ｐｄ
Ｏ、ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＰｂＯ、Ｓｂ₂Ｏ₃等の酸化物
の中から適宜選択される。

【００２７】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。微粒子の粒径は数オングストロームから１μｍの範
囲、好ましくは１０オングストロームから２００オング
ストロームの範囲である。

【００２８】電子放出部５は、導電性薄膜４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の膜
厚、膜質、材料およ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。電子放出部の内部には、１
０００オングストローム以下の粒径の導電性微粒子を含
む場合もある。この導電性微粒子は、導電性薄膜４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５およびその近傍の導電性薄
膜４には、炭素あるいは炭素化合物を含む場合もある。

【００２９】以下、図２を参照しながら製造方法の１例
について説明する。なお、図では説明のため素子電極
２，３とアライメント用部材１０が一組ずつ描いてあ
り、さらに吐出量調整用部材は省略されているが、実際
の電子源では、例えば図４に示す様に素子電極、吐出量
調整用部材がそれぞれ適当な位置に複数配置され、また
これとは別にアライメント用部材も１つないし複数が配
置されている。

【００３０】基板１を洗剤、純水、有機溶剤等を用い
て十分に洗浄し、乾燥させた後、真空蒸着法、スパッタ
法、印刷法等により素子電極材料を堆積し、その後、フ
ォトリソグラフィー技術を用いて基板１上に素子電極
２，３およびアライメント用部材１０を形成する（図２
（ａ））。

【００３１】素子電極２，３およびアライメント用部
材１０を設けた基板１上に、有機金属溶液を液滴付与装
置６によりアライメント用部材１０に液滴７を付与す
る。有機金属溶液としては、前述の導電性薄膜４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（図２（ｂ））。

【００３２】続いてアライメント部材１０と付与され
た液滴８の位置関係を観測する。例えば光学顕微鏡９に
より観測し、アライメント部材１０の中心と、付与され
た液滴８の中心がどちらにどの程度ずれているかを観測
し、ズレがなくなるようにアライメン卜を行う。

【００３３】次いで不図示の複数の吐出量調整用部材に
液滴を付与し、付与した液滴の中央の膜厚を測定して、
部材上に存在する液体の量を推定し、素子電極による液
滴の吸収量を推定、複数の測定により求められたそれぞ
れの吸収量の推定値の代表値、例えば平均値を求める。

【００３４】アライメント用部材１０に有機金属薄膜８
が無かった場合は、再度、アライメント用部材１０に液
滴７を付与する。この付与は、有機金属薄膜８が光学顕
微鏡９で確認できるまで、繰り返し行い、その後、上述
のアライメントを行う。

【００３５】次に、上記吸収量の代表値を考慮して液
滴の付与量を決め、素子電極２，３間に液滴付与装置６
を用いて液滴７を付与し、有機金属薄膜を形成する。そ
して、有機金属薄膜を加熱焼成処理し、導電性薄膜４を
形成する（図２（ｃ））。

【００３６】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２，３間に、不図示の電源を用
いて、通電を行うと、導電性薄膜４の部位に、構造の変
化した電子放出部５が形成される（図２（ｄ））。この
通電フォーミングによれば導電性薄膜４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。該部位が電子放出部５となる。通電フォーミングの
電圧波形の例を図５に示す。電圧波形は特にパルス波形
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５（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５
（ｂ）に示した手法がある。図５（ａ）におけるＴ１お
よびＴ２は電圧波形のパルス幅とパルス間隔である。通
常はＴ１は１マイクロ秒〜１０ミリ秒、Ｔ２は１０マイ
クロ秒〜１００ミリ秒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。図５
（ｂ）におけるＴ１およびＴ２は、図５（ａ）に示した
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
プ程度づつ増加させることができる。

【００３７】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４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、１Ｍオーム以上の抵抗
を示した時、通電フォーミングを終了させる。

【００３８】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と放出電流Ｉｅが著しく変化する。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
とができる。この雰囲気は、例えば油拡散ポンプやロー
タリーポンプなどを用いて真空容器内を排気した場合に
雰囲気内に残留する有機ガスを利用して形成することが
出来る他、イオンポンプ等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。この時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、有機物質の種類等に
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出来、具
体的にはメタン、エタン、プロパン等Ｃ_n Ｈ_2n+2で表さ
れる飽和炭化水素、エチレン、プロピレン等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、エチルアミン、フェノール、蟻酸、酢酸、プロ
ピオン酸等が使用出来る。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、放出電流Ｉｅが著しく変化す
る。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、
パルス波高値等は適宜設定される。

【００３９】炭素および炭素化合物とは、ＨＯＰＧ（Hi
ghly Oriented Pyrolytic Graphite）、ＰＧ（Pyrolyti
c Graphite）、ＧＣ（Glassy Carbon ）等のグラファイ
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２００オングストローム程度で結晶
構造がやや乱れたグラファイト、ＧＣは結晶粒が２０オ
ングストローム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。）や、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）であり、その膜厚
は、５００オングストローム以下にするのが好ましく、
３００オングストローム以下であればより好ましい。

【００４０】活性化工程を経て得られた電子放出素子
は、安定化処理を行うことが好ましい。この処理は、真
空容器内の有機物質の分圧が、１×１０^-8Ｔｏｒｒ以
下、望ましくは１×１０^-10Ｔｏｒｒ以下で行うのが良
い。真空容器内の圧力は１０^-5〜１０^-7Ｔｏｒｒ以下が
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、８０〜２００℃で５時間以上が望ましいが、特にこ
の条件に限るものではなく、真空容器の大きさや形状、
電子放出素子の構成などの諸条件により変化する。な
お、上記有機物質の分圧測定は質量分析装置により質量
数が１０〜２００の炭素と水素を主成分とする有機分子
の分圧を測定し、それらの分圧を積算することにより求
める。

【００４１】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、放出電流Ｉ
ｅが安定する。

【００４２】電子放出素子の配列については、種々のも
のが採用できる。一例として、並列に配置した多数の電
子放出素子の個々を両端で接続し、電子放出素子の行を
多数個配し（行方向と呼ぶ）、この配線と直交する方向
（列方向と呼ぶ）で、該電子放出素子の上方に配した制
御電極（グリッドとも呼ぶ）により、電子放出素子から
の電子を制御駆動するはしご状配置のものがある。これ
とは別に、電子放出素子をＸ方向及びＹ方向に行列状に
複数個配し、同じ行に配された複数の電子放出素子の電
極の一方を、Ｘ方向の配線に共通に接続し、同じ列に配
された複数の電子放出素子の電極の他方を、Ｙ方向の配
線に共通に接続するものが挙げられる。このようなもの
は所謂単純マトリクス配置である。

【００４３】まず単純マトリクス配置について以下に詳
述する。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６を用いて説明する。図
６において、７１は電子源基板、７２はＸ方向配線、７
３はＹ方向配線である。７４は表面伝導型電子放出素
子、７５は結線である。なお、表面伝導型電子放出素子
７４は、前述した平面型あるいは垂直型のどちらであっ
ても良い。

【００４４】ｍ本のＸ方向配線７２は、ＤＸ１、ＤＸ
２、・・・、ＤＸｍからなり、真空蒸着法、印刷法、スパ
ッタ法等を用いて形成された導電性金属等で構成するこ
とができる。配線の材料、膜厚、幅は、適宜設計され
る。Ｙ方向配線７３は、ＤＹ１、ＤＹ２、・・・、ＤＹｎ
のｎ本の配線よりなり、Ｘ方向配線７２と同様に形成さ
れる。これらｍ本のＸ方向配線７２とｎ本のＹ方向配線
７３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）。

【００４５】不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等を用いて形成されたＳｉＯ₂ 等で構成
される。例えば、Ｘ方向配線７２を形成した基板７１の
全面或は一部に所望の形状で形成され、特に、Ｘ方向配
線７２とＹ方向配線７３の交差部の電位差に耐え得るよ
うに膜厚、材料、製法が設定される。Ｘ方向配線７２と
Ｙ方向配線７３は、それぞれ外部端子として引き出され
ている。表面伝導型放出素子７４を構成する一対の電極
（不図示）は、ｍ本のＸ方向配線７２とｎ本のＹ方向配
線７３と導電性金属等からなる結線７５によって電気的
に接続されている。

【００４６】配線７２と配線７３を構成する材料、結線
７５を構成する材料及び一対の素子電極を構成する材料
は、その構成元素の一部あるいは全部が同一であって
も、またそれぞれ異なってもよい。これら材料は、例え
ば前述の素子電極の材料より適宜選択される。素子電極
を構成する材料と配線材料が同一である場合には、素子
電極に接続した配線は素子電極ということもできる。

【００４７】Ｘ方向配線７２には、Ｘ方向に配列した表
面伝導型放出素子７４の行を、選択するための走査信号
を印加する不図示の走査信号印加手段が接続される。一
方、Ｙ方向配線７３には、Ｙ方向に配列した表面伝導型
放出素子７４の各列を入力信号に応じて変調するための
不図示の変調信号発生手段が接続される。各電子放出素
子に印加される駆動電圧は、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。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。

【００４８】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７と図８及び
図９を用いて説明する。図７は画像形成装置の表示パネ
ルの一例を示す模式図であり、図８は、図７の表示パネ
ルに使用される蛍光膜の模式図である。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。

【００４９】図７において、７１は電子放出素子を複数
配した電子源基板、８１は電子源基板７１を固定したリ
アプレート、８６はガラス基板８３の内面に蛍光膜８４
とメタルバック８５等が形成されたフェースプレートで
ある。８２は、支持枠であり、該支持枠８２には、リア
プレート８１とフェースプレート８６がフリットガラス
等を用いて接続されている。８８はこれらによって構成
される外囲器であり、例えば大気中あるいは窒素中で４
００〜５００℃の温度範囲で１０分以上焼成され、封着
される。７４は、図１における電子放出部に相当する。
７２、７３は、各表面伝導型電子放出素子の各対の素子
電極と接続されたＸ方向配線及びＹ方向配線である。

【００５０】外囲器８８は、上述の如く、フェースプレ
ート８６、支持枠８２、リアプレート８１で構成され
る。リアプレート８１は主に電子源基板７１の強度を補
強する目的で設けられるため、電子源基板７１自体で十
分な強度を持つ場合は別体のリアプレート８１は不要と
することができる。即ち、基板７１に直接支持枠８２を
封着し、フェースプレート８６、支持枠８２及び基板７
１で外囲器８８を構成しても良い。一方、フェースプレ
ート８６、リアプレート８１間に、スペーサー（耐大気
圧支持部材）とよばれる不図示の支持体を設置すること
により、大気圧に対して十分な強度をもつ外囲器８８を
構成することもできる。

【００５１】図８は、蛍光膜８４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。

【００５２】ガラス基板８３に蛍光体を塗布する方法と
しては、モノクローム、カラーによらず、沈澱法、印刷
法等が採用できる。蛍光膜８４の内面側には、通常メタ
ルバック８５が設けられる。メタルバックを設ける目的
は、蛍光体の発光のうち内面側への光をフェースプレー
ト８６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。フェースプレート８６には、更に蛍光膜８
４の導電性を高めるため、蛍光膜８４の外面側（ガラス
基板８３側）に透明電極（不図示）を設けてもよい。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。

【００５３】図７に示した表示パネルは、例えば以下の
ようにして製造される。外囲器８８は、前述の安定化工
程と同様に、適宜加熱しながら、イオンポンプ、ソープ
ションポンプなどのオイルを使用しない排気装置により
不図示の排気管を通じて排気し、１０^-7Ｔｏｒｒ程度の
真空度の有機物質の十分少ない雰囲気にした後、封止さ
れる。外囲器８８の封止後の真空度を維持するために、
ゲッター処理を行うこともできる。これは、外囲器８８
の封止を行う直前あるいは封止後に、抵抗加熱あるいは
高周波加熱等を用いた加熱により、外囲器８８内の所定
の位置（不図示）に配置されたゲッターを加熱し、蒸着
膜を形成する処理である。ゲッターは通常Ｂａ等が主成
分であり、該蒸着膜の吸着作用により、例えば１×１０
^-5Ｔｏｒｒないしは１×１０^-7Ｔｏｒｒの真空度を維持
するものである。

【００５４】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９を用いて説明する。図９において、１
０１は画像表示パネル、１０２は走査回路、１０３は制
御回路、１０４はシフトレジスタである。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及びＶａは直流電圧源である。

【００５５】表示パネル１０１は、端子Ｄｏｘ１〜Ｄｏ
ｘｍ、端子Ｄｏｙ１〜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〜Ｄ
ｏｘｍ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。

【００５６】端子Ｄｏｙ１〜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ための加速
電圧である。

【００５７】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Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍと電気
的に接続される。Ｓ１〜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ことにより構成することができ
る。

【００５８】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。

【００５９】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及びＴｓｆｔ及びＴｍ
ｒｙの各制御信号を発生する。

【００６０】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なるが、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。該ＤＡＴＡ信号はシフトレジスタ１０４に入力
される。

【００６１】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
１０４のシフトクロックであるということもでき
る。）。シリアル／パラレル変換された画像１ライン分
（電子放出素子Ｎ素子分の駆動データに相当）のデータ
は、Ｉｄ１〜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。

【００６２】ラインメモリ１０５は、画像１ライン分の
データを必要時間の間だけ記憶するための記憶装置であ
り、制御回路１０３より送られる制御信号Ｔｍｒｙに従
って適宜Ｉｄ１〜Ｉｄｎの内容を記憶する。記憶された
内容は、Ｉ’ｄ１〜Ｉ’ｄｎとして出力され、変調信号
発生器１０７に入力される。

【００６３】変調信号発生器１０７は、画像データＩ’
ｄ１〜Ｉ’ｄｎの各々に応じて表面伝導型電子放出素子
の各々を適切に駆動変調するための信号源であり、その
出力信号は、端子Ｄｏｙ１〜Ｄｏｙｎを通じて表示パネ
ル１０１内の表面伝導型電子放出素子に印加される。

【００６４】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、例えば電子放出閾値以下の電圧を印加
しても電子放出は生じないが、電子放出閾値以上の電圧
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。したがっ
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。

【００６５】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。

【００６６】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をもアナログ信号式のもの
をも採用できる。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。

【００６７】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１０
５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
えば高速の発振器及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。

【００６８】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。

【００６９】このような構成をとり得る画像表示装置に
おいては、各電子放出素子に、容器外端子Ｄｏｘ１〜Ｄ
ｏｘｍ、Ｄｏｙ１〜Ｄｏｙｎを介して電圧を印加するこ
とにより、電子放出が生ずる。高圧端子Ｈｖを介してメ
タルバック８５、あるいは透明電極（不図示）に高圧を
印加し、電子ビームを加速する。加速された電子は、蛍
光膜８４に衝突し、発光が生じて画像が形成される。

【００７０】ここで述べた画像形成装置の構成は一例で
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方式など他、これよりも、多数の走査線からなるＴ
Ｖ信号（例えば、ＭＵＳＥ方式をはじめとする高品位Ｔ
Ｖ）方式をも採用できる。

【００７１】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及び図１１を用いて説明する。図１
０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Ｄｘ
２〜Ｄｘ９は、例えばＤｘ２、Ｄｘ３を同一配線とする
こともできる。

【００７２】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
１２０と接続されたＧ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎからなる容
器外端子、１１０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、図１
０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。

【００７３】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１１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。

【００７４】容器外端子１２２及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。本例の表示パネルを用いた画像形成装置では、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。

【００７５】図７、図１１の表示パネルを有する画像形
成装置は、テレビジョン放送の表示装置、テレビ会議シ
ステムやコンピューター等の表示装置の他、感光性ドラ
ム等を用いて構成された光プリンターとしての画像形成
装置等としても用いることができる。

【００７６】

【実施例】（実施例１）図４に示す、マトリクス状の配
線を有する電予源を以下に示す手順で作成した。石英基板１を、洗剤、純粋及び有機溶剤により十分洗
浄した後、１２０℃で乾燥させた。オフセット印刷により、Ｎｉよりなる素子電極２，
３、部材１１を形成し、ついでスクリーン印刷によりＹ
方向配線７３、層間絶縁層７４、Ｘ方向配線（上配線）
７２を形成した（尚、後述するように、本実施例に限り
部材１１の内１つだけはアライメント用部材として用
い、それ以外は吐出量調整用部材として用いる）。素子
電極の間隔Ｌは２０μｍ、素子電極の幅Ｗ１を６００μ
ｍ、厚さｄを１０００Åとした。また、部材１１は、素
子電極と同じ形状、寸法とし、各素子列に対応する基板
の端近くの位置に形成した。なお、各素子行に対応する
基板の端近くの位置に部材１０を上記素子電極及び部材
１１と同時に形成したが、本実施例の以下の工程ではこ
の部材１０は使用しなかった。

【００７７】次に液滴付与装置６として、圧電素子を
用いたインクジェット装置を用い、素子電極、配線、ア
ライメント用部材、吐出量調整用部材などが形成されて
いない上記の石英基板上の複数の個所に、上記吐出量調
整用部材に導電性膜形成用の材料を含む溶液の液滴を付
与し付与された液滴の中心部に光を当て、反射光の分光
強度から付与された液滴の厚さをもとめ、液滴吐出量を
測定した。該基板上の液滴の膜厚と、液滴吐出量の関係
は、あらかじめ求めておいたものである。該溶液は酢酸
Ｐｄモノエタノールアミン０．５％イソプロパノール２
０％、エチレングリコール１％の水溶液である。この測
定により、該インクジェット装置の吐出量のバラツキを
評価することが出来る。

【００７８】ついで、上記部材１１の一つに上記液滴
を付与し、液滴の中心と上記素子電極との位置関係を測
定し、液滴付与装置と基板１の位置関係を調整した。す
なわち、部材１１の内の一つはアライメント用部材とし
て用いた。ついで残りの部材１１にも液滴を付与し、素
子電極の間隙に相当する位置において、上記と同様にし
て液滴の厚さを求めた。すなわち部材１１のはじめの一
つ以外は、吐出量調整用に用いた。この結果から印刷に
より形成された素子電極による液滴の吸収量が推定され
る。結果は、付与した液滴量に対し、２０〜３０％の量
が吸収されていることが分かり、吸収量にばらつきがあ
る事が分かった。ただし、インクジェット装置の吐出量
にも若干のバラツキがあり、この測定で求められるバラ
ツキは、吸収量のバラツキと吐出量のバラツキの両方を
含めたものである。しかし、この吐出量のバラツキは上
記のステップで求められているので、吸収量のバラツ
キを分離して求めることが出来る。これにより、素子電
極を形成した印刷の工程の均一性を評価することが出来
る。更に、各吐出量調整用部材において、吸収量として
求められた値について平均値を求めた。

【００７９】上記ステップで求めた吸収量を考慮し
て、各素子電極に対する、導電性膜形成用材料を含む溶
液の付与量を決め、インクジェット装置により、所定の
付与量を付与する。次いで、大気中で３００℃１０分間の加熱処理を行
い、酸化パラジウム（ＰｄＯ）微粒子からなる導電性薄
膜４を形成した。

【００８０】次いで、素子電極２、３の間に図５
（ｂ）に示す様な波高値の漸増する三角波パルス電圧を
印加して、導電性薄膜４を通電処理（通電フォーミン
グ）することにより、電子放出部５を形成した。素子
電極への電圧の印加は、１つの素子行に対応するＸ方向
配線にパルス電圧を印加し、Ｙ方向配線をすべてグラン
ド電位とすることにより、上記一つの素子行の属する素
子について同時に行った。電圧を印加するＸ方向配線を
順次変更して処理することで、すべての素子行について
処理を行った。

【００８１】こうして作成された電子源を用い、前述し
たようにフェースプレート８６、支持枠８２、リアプレ
ート８１とをフリットガラスにより接合して、該電子源
を内包する外囲器を形成した。

【００８２】次いで、外囲器内を不図示の排気管を通じ
て排気した後、アセトンを導入して圧力を１．３×１０
^−１Ｐａとし、素子電極間にパルス電圧を繰り返し印加
することにより、活性化処理を施した。その後外囲器内
を再度十分に排気して安定化工程を行った後、排気管を
ガスバーナーを用いて融着して封止を行い表示パネル、
更には図９に示す様なＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づ
きテレビジョン表示を行うための駆動回路を有する画像
形成装置を作成し、良好な画像を形成できる装置を得る
ことが出来た。

【００８３】（実施例２）図４に示すマトリクス状の配
線を有する、電子源を以下に示す手順により作成した。
実施例１の〜と同様のステップにより、石英基板１
上に、素子電極２，３、配線７２，７３および層間絶縁
層７４、吐出量調整用部材１１、アライメント用部材１
０を形成し、吐出用調整用部材による液滴吸収量の測定
およびその平均値の算出を行った。

【００８４】各素子行への液滴付与の際、液滴の吐出
量は、上記の液滴吸収量の平均値に基づいて制御する。
各素子行への液滴付与に先立ち、それぞれの素子行に対
応するアライメント用部材１０の位置に、液滴を付与
し、液滴の中心と、アライメン卜用部材の中心が一致す
る事を確認し、必要に応じて再度位置あわせを行う。こ
の操作は特に液滴付与装置を電子源の基板に対し素子方
向に移動するさいに、移動距離にずれが生じた場合これ
を検知し補正するのに有効である。このようにすること
により、液滴付与の位置精度は、更に向上する。

【００８５】これ以降の工程は、実施例１の以降の工
程と同様であり、画像形成装置を作成して、良好な画像
を形成することが出来た。

【００８６】（実施例３）図４に示すマトリクス状の配
線を有する、電子源を以下に示す手順により作成した。
実施例１の〜と同様のステップにより、石英基板１
上に、素子電極２，３、配線７２，７３および層間絶縁
層７４、吐出量調整用部材１１、アライメン卜用部材１
０を形成し、吐出量調整用部材による液滴吸収量の測定
およびその平均値の算出を行った。

【００８７】各素子行への液滴付与の際、液滴の吐出
量は、上記の液滴吸収量の平均値に基づいて制御する。
各素子行への液滴付与に先立ち、それぞれの素子行に対
応するアライメント用部材１０の位置に、液滴を付与
し、液滴の中心と、アライメント用部材の中心が一致す
る事を確認し、必要に応じて再度位置あわせを行う。更
に、該アライメント用部材の位置に重ねて液滴を付与
し、引き続いて対応する素子行の素子全てに液滴の付与
を行った。

【００８８】このような処理を行う理由は以下のとおり
である。一つの素子行への液滴付与を終えた後、次の素
子行へ液滴付与装置を移動させる際、ある程度の時間を
要する。更に上述のように位置あわせを行うことにも時
間を要する。そのため、液滴の吐出が一旦中断された後
に再開されることになる。付与する溶液や液滴付与装置
の駆動条件によっては、吐出を一旦中断し、再開した直
後には、吐出量などが通常と異なる場合があり、このよ
うな状態で液滴の付与を開始すると、各素子行のはじめ
の方で、素子の特性がバラついたり、ズレたりする恐れ
がある。吐出再開後の初期の液滴を素子への液滴付与に
用いないようにすればこの問題を回避することが出来
る。この初期の液滴は、本実施例のように、位置確認の
役割を終えたアライメント用部材に吐出しても良いし、
基板の端など電子源の機能に影響しない部分に吐出して
も良い。また、このようにして吐出する液滴の数は、溶
液や吐出の条件に応じ、吐出量が十分安定するまで行え
ば良い。本実施例では１０滴の吐出を行った後、その素
子行ヘの液滴付与を開始した。これ以降の工程は、実施
例１の以降の工程と同様であり、画像形成装置を作成
して、良好な画像を形成することが出来た。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、導
電性膜形成用材料を含む溶液の液滴を付与する前に、ア
ライメント用部材と吐出量調整用部材とを用いて、液滴
付与装置と電子源の位置あわせと素子電極による液滴吸
収量の測定を行うため、電子放出素子の形成される位置
が正確にでき、また素子電極が液滴を吸収するものであ
る場合にも適量の液滴を付与して、所望の特性を有する
導電性膜を得ることが出来、所望の電子放出特性を得る
ことが出来る。また、液滴吸収量の測定は複数の吐出量
調整用部材に対して行い、これから求めた平均値などの
数値により、液滴の付与量を決めるため、吸収量の測定
におけるバラツキの影響を取り除き、より適切な付与量
を決めることが出来る。更に、各素子行への液滴付与の
前に、電子源の機能に影響しない部分に液滴を吐出した
後にその素子行への液滴付与を行うことにより、吐出を
中断した後に再開した直後の吐出のバラツキによる影響
を回避することが出来る。したがって、より正確に所望
の特性の電子放出素子を有する電子源、およびそれを用
いた表示パネル、画像形成装置を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って製造される表面伝導型電子放
出素子の構成を示す模式図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）は断面図である。

【図２】図１の素子を製造する本発明の素子製造方法
の手順を示す工程図である。

【図３】本発明で用いるアライメント部位を例示する
平面図である。

【図４】本発明の実施例７で用いたマトリクス状配線
とアライメント部位を有する基板の模式的平面図であ
る。

【図５】通電フォーミングの電圧波形の一例を示すグ
ラフであり、（ａ）はパルス波高値一定の場合、（ｂ）
はパルス波高値が増加する場合を示す図である。

【図６】本発明により製造し得る単純マトリクス配置
の電子源の一例を示す模式的部分平面図である。

【図７】本発明により製造し得る画像形成装置の一例
の概略構成図である。

【図８】図７の装置の蛍光膜の構成を示す模式的部分
図であり、（ａ）はブラックストライプの設けられたも
の、（ｂ）はブラックマトリクスの設けられたものの図
である。

【図９】本発明により製造し得る画像形成装置の一例
における駆動回路であって、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ブロック図であ
る。

【図１０】本発明により製造し得る梯子配置の電子源
の模式的部分平面図である。

【図１１】本発明により製造し得る画像形成装置の別
の例の概略構成図である。

【図１２】従来の表面伝導型電子放出素子の一例を示
す模式的平面図である。

【図１３】従来の他の表面伝導型電子放出素子の別の
一例を示す概観斜視図である。

【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、６：液滴付与装置、７：液滴、８：有機金属
薄膜、９：光学顕微鏡、１０：アライメント用部位、１
１：吐出量調整用部材、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、８８：外囲器、９１：
黒色導電材、９２：蛍光体、１０１：表示パネル、１０
２：走査回路、１０３：制御回路、１０４：シフトレジ
スタ、１０５：ラインメモリ、１０６：同期信号分離回
路、１０７：変調信号発生器、１１０：電子源基板、１
１１：電子放出素子、１１２：共通配線、１２０：グリ
ッド電極、１２１：空孔、１２２：容器外端子、１２
３：容器外端子、１２４：電子源基板。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の対向する素子電極と、該素子電極
に接続し、電子放出部を含む導電性薄膜を有する電子放
出素子を、基体上に複数有してなる電子源の製造方法で
あって、該導電性薄膜の材料を含む溶液を、液滴付与装
置により所定の位置に付与するステップを含む上記導電
性薄膜の形成工程が、（１）基体上に、素子電極とアライメント用部材、およ
び複数の付与量調整用部材とを同じ手法で形成する工程
と、（２）上記アライメント用部材に上記液滴付与装置によ
り液滴を付与し、該液滴付与装置と、上記基体の位置を
調整する工程と、（３）上記複数の付与量調整用部材に上記液滴付与装置
により液滴を付与し、その吸収量を推定し、統計的処理
を行って吸収量の代表値を求める工程と、（４）上記吸収量の代表値を用いて、導電性薄膜を形成
する部分に付与する液滴量を定め、定められた量の液滴
を上記導電性薄膜を形成する部分に付与する工程と、を
有することを特徴とする電子源の製造方法。
【請求項２】上記液滴付与装置がインクジェット方式
により液滴を吐出するものであることを特徴とする請求
項１記載の電子源の製造方法。
【請求項３】上記付与量調整用部材は、上記一対の素
子電極と同じ形状であることを特徴とする請求項１また
は２記載の電子源の製造方法。
【請求項４】上記代表値は、平均値であることを特徴
とする請求項１〜３に記載の電子源の製造方法。
【請求項５】吸収量の測定は、付与された液滴の中心
における、液滴の厚さを測定することで行うことを特徴
とする請求項１〜４に記載の電子源の製造方法。
【請求項６】上記アライメン卜用部材が各素子行また
は各素子列に対応して設けられ、上記導電性薄膜を形成
する部分への液滴の付与が、各素子行または各素子列ご
とにアライメン卜用部材に液滴を付与し、アライメント
を行った後に行われることを特徴とする請求項１〜５に
記載の電子源の製造方法。
【請求項７】アライメントを行った後、さらに電子源
の機能に影響しない部分に液滴を付与した後、導電性薄
膜を形成する部分に液滴の付与を行なうことを特徴とす
る請求項６に記載の電子源の製造方法。
【請求項８】アライメントを行った後、液滴を付与す
る部分は、上記アライメント部材上であることを特徴と
する請求項７に記載の電子源の製造方法。
【請求項９】上記導電性薄膜の材料を含む溶液は、有
機金属化合物を含む水溶液であることを特徴とする請求
項１〜８に記載の電子源の製造方法。
【請求項１０】導電性薄膜を形成する部分に液滴を付
与した後、更に加熱処理により導電性薄膜を形成するこ
とを特徴とする請求項１〜９に記載の電子源の製造方
法。
【請求項１１】更に、導電性薄膜に電流を流すことに
より、電子放出部を形成することを特徴とする請求項１
〜１０に記載の電子源の製造方法。
【請求項１２】電子放出素子及び該素子への電圧印加
手段とを具備する電子源と、該素子から放出される電子
を受けて発光する蛍光膜とを具備する表示パネルであっ
て、該電子放出素子を請求項１〜１１のいずれかに記載
の方法で作製することを特徴とする表示パネル。
【請求項１３】電子放出素子及び該素子への電圧印加
手段を具備する電子源と、該素子から放出される電子を
受けて発光する蛍光膜と、外部信号に基づいて該素子へ
印加する電圧を制御する駆動回路とを具備する画像形成
装置であって、該電子放出素子を請求項１〜１１のいず
れかに記載の方法で作製することを特徴とする画像形成
装置。
【請求項１４】画像形成装置が、テレビジョン放送、
テレビ会議システム、コンピュータまたは光プリンター
用として用いられることを特徴とする請求項１３に記載
の画像形成装置。