JPH11317148A

JPH11317148A - 電子放出素子及びその製造方法

Info

Publication number: JPH11317148A
Application number: JP12252098A
Authority: JP
Inventors: Mitsutoshi Hasegawa; 光利長谷川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-05-01
Filing date: 1998-05-01
Publication date: 1999-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】容易に大面積に均一な表面伝導型電子放出素
子及びそれを有する電子源基板、画像形成装置、及びそ
れらの製造方法を提供する。【解決手段】一対の素子電極２，３間を連絡する導電
性薄膜４を、液滴を滴下して形成する工程を含む電子放
出素子の製造方法において、前記液滴により形成された
導電性薄膜の膜厚が不均一である場合には、前記導電性
薄膜４の膜厚の薄い位置ほど、前記一対の素子電極間距
離を狭くするようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子及び
その製造方法に関し、特に、平面型の表面伝導型電子放
出素子の導電性薄膜を、液滴を滴下することにより製造
する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子放出素子には大別して熱電子
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.Dyke & W.W.Dora
n"Field Emission",Advance in Electron Physics，
８，８９（１９５６）あるいはC.A.Spindt"Physical Pr
operties of thin-film field emission cathodes with
molybdenium cones",J.Appl.Phys.，４７，５２４８
（１９７６）等に開示されたものが知られている。

【０００３】ＭＩＭ型ではC.A.Mead,"Operation of Tun
nel-Emission Devices",J.Appl.Phys.，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型の例としては、
M.I.Elinson,Radio Eng.Electron Phys.，１０，１２９
０（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。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）］、Ｉｎ２Ｏ３／Ｓｎ
Ｏ２薄膜によるもの［M.Hartwell and C.G.Fonstad:IE
EE 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
な例として前述のＭ．ハートウェルの素子構成を図１３
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Ｌは０．５〜１ｍｍ、Ｗ′
は０．１ｍｍで設定されている。なお、電子放出部５の
位置及び形状は、不確定なため模式的に表わしてある。

【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
グとは前記導電性薄膜４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、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
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の一部に亀裂が発生しその亀裂付近から電子放出が
行われる。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。

【０００８】上述の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の素
子を配列形成できる利点がある。そこでこの特徴を生か
せるような色々な応用が研究されている。例えば、荷電
ビーム源、画像表示装置等の表示装置があげられる。

【０００９】図１４は、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示す。同図におい
て１は基板、２及び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
空蒸着技術や、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。次いで導電性薄膜４は分散塗布法に
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。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、本出願人ら
は、表面伝導型電子放出素子及びそれを有する電子源基
板、画像形成装置、及びそれらの製造方法として金属含
有溶液を液滴の状態で基板上に付与して電子放出部を形
成することを検討した結果、以下の問題点を見いだし
た。

【００１１】すなわち、液滴の状態で基板上に付与して
電子放出部を形成した場合、一対の素子電極間の距離が
一定の場合、導電性薄膜の形状により膜厚分布によって
膜厚の厚い箇所の抵抗より薄い箇所の抵抗のほうが高い
ため、通電フォーミング処理の際、通電処理では局所的
に破壊、変形もしくは変質できず亀裂ができていない部
分（切れ残り）が生じ、この切れ残りの部分の膜でリー
ク電流が発生したり、膜厚の厚い箇所では抵抗が低いた
め亀裂ができやすく亀裂が太かったりして（または一度
亀裂が生じたあと亀裂が生じていない箇所を切るために
さらに通電して亀裂が結果的に太くなる）、亀裂が不均
一な場合がある。その結果として素子特性がばらついた
りして、複数個の素子を均一に歩留まりよく形成するこ
とが困難であった。

【００１２】そこで、本発明は、容易に大面積に均一な
表面伝導型電子放出素子及びそれを有する電子源基板、
画像形成装置、及びそれらの製造方法を提供することを
課題としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めの本発明方法は、一対の素子電極間を連絡する導電性
薄膜を導電膜形成材料を含む溶液を液滴の状態で付与す
ることによって形成し、該導電性薄膜を形成する一部に
電子放出部を製造する方法であって、事前に形成する導
電性薄膜の膜厚分布特性を計測しておき、その導電性薄
膜の少なくとも片方の端の膜厚が中央の膜厚より厚い場
合において、導電性薄膜の膜厚の薄い方の端の膜厚の方
の該一対の素子電極間の距離を狭くさせる構造とするよ
うにしている。具体的には、導電性薄膜の膜厚の厚い
箇所の一対の素子電極間の距離は広く、膜厚の薄い導電
性薄膜は一対の素子電極間の距離を狭くしている。

【００１４】導電性薄膜形成材料を含む溶液の液滴は、
インクジェット方式で付与されることが望ましく、この
インクジェット方式は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であることがより好ま
しい。

【００１５】また、本発明方法により製造される電子放
出素子の電子放出部の膜厚は、前記導電膜形成材料を含
む溶液の液滴を付与する際の液滴量や液滴数によって制
御することができる。

【００１６】また、本発明方法が有する工程は、少なく
とも、導電性薄膜を形成する工程並びに該導電性薄膜に
通電処理を行って電子放出部を形成する工程を行って複
数個の電子放出素子を形成する工程と、それらの素子を
配線によって接続して電子源とする工程と、該電子源を
有するリアプレートと蛍光膜を有するフェースプレート
とを相互に対向するように支持枠を介してである。

【００１７】また、本発明の他の方法が有する工程は、
少なくとも、導電性薄膜を形成する工程並びに該導電性
薄膜に通電処理を行って電子放出部を形成する工程を行
って複数個の電子放出素子を形成する工程と、それらの
素子を配線によって接続して電子源とする工程と、該電
子源を有するリアプレートと蛍光膜を有するフェースプ
レートとを相互に対向するように支持枠を介して接合さ
せて表示パネルとする工程と、該表示パネルに少なくと
も駆動回路を設ける工程である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。

【００１９】まず、平面型表面伝導型電子放出素子につ
いて説明する。

【００２０】図１は、本発明の一実施例に係わる平面型
表面伝導型電子放出素子の基本的な構成を示す模式的平
面図、Ａ−Ａ′断面図及びそのＢ−Ｂ′断面図である。

【００２１】図１において１は基板、２と３は素子電
極、４は導電性薄膜、５は電子放出部である。

【００２２】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。

【００２３】対向する素子電極２，３の材料としては、
例えばＮｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａ
ｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等の金属或は合金、Ｐｄ，Ａｓ，Ａｇ，
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 −Ｓ
ｎＯ２等の透明導電体及びポリシリコン等の半導体導
体材料等から選択することができる。

【００２４】素子電極２，３間の間隔Ｌ１〜Ｌ２は好ま
しくは数百オングストローム乃至百マイクロメートルで
ある。また素子電極２，３間に印加する電圧は低い方が
望ましく、再現良く作成することが要求されるため、好
ましい素子電極間隔Ｌ１〜Ｌ２は数マイクロメートル乃
至数十マイクロメートルである。素子電極２，３の長さ
Ｗ１は電極の抵抗値及び電子放出特性から、数マイクロ
メートル乃至数百マイクロメートルであり、また素子電
極２，３の膜厚ｄは、数百オングストローム乃至数マイ
クロメートルが好ましい。さらに好ましくは素子電極の
形状、間隔は導電性薄膜４の膜厚分布によって適宜設定
される。

【００２５】電子放出部を含む部位である導電性薄膜４
は、良好な電子放出特性を得るために微粒子で構成され
た微粒子膜が特に好ましく、その膜厚は、素子電極２，
３及び後述する通電フォーミング条件等によって適宜設
定されるが、好ましくは数オングストローム乃至数千オ
ングストロームで、特に好ましくは１０オングストロー
ム乃至５００オングストロームである。そのシート抵抗
値は、１０３〜１０７Ω／□である。

【００２６】導電性薄膜４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
ｎＯ２Ｉｎ２Ｏ３，ＰｂＯ，Ｓｂ２Ｏ３等の酸化
物、ＨｆＢ２，ＺｒＢ２，ＬａＢ６，ＣｅＢ６，Ｙ
Ｂ４，ＧｄＢ４等の硼化物、ＴｉＣ，ＺｒＣ，Ｈｆ
Ｃ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ，Ｚｒ
Ｎ，ＨｆＮ等の窒化物、Ｓｉ，Ｇｅ等の半導体、カーボ
ン等があげられる。

【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）の膜を指して
おり、微粒子の粒径は、数オングストロームから数千オ
ングストロームであり、好ましくは１０オングストロー
ムから２００オングストロームである。

【００２８】図２は本発明の実施形態における製造方
法、図５は本発明の実施形態における製造方法により作
製される表面伝導型電子放出素子の一例を示す図であ
る。

【００２９】図２及び図３において、１は基板、２，３
は素子電極、４は導電性薄膜、５は電子放出部、６は絶
縁膜、７は液滴付与装置、８は液滴である。

【００３０】液滴付与装置７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でもかまわない
が、特に十数ｎｇから数十ｎｇ程度の範囲で制御が可能
で、且つ数十ｎｇ程度以上の微少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よい。また、液滴の
材料としては、液滴が形成できる状態であればどのよう
な状態でもかまわないが、水、溶剤等に前述の金属等を
分散、溶解した、溶液、有機金属溶液等がある。

【００３１】まず始めに有機溶剤等で充分洗浄し乾燥さ
せた絶縁性基板に液滴付与装置７を用いて導電性薄膜４
を形成する材料溶液の液滴８を付与し、その形状（ドッ
ト径）／膜厚分布を光学的及び接触式で測定する（不図
示）。

【００３２】次に絶縁性基板１を有機溶剤等で充分洗浄
し乾燥させた後、真空蒸着技術及び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を（図２
（ａ））、素子電極の一方と接続された列方向配線１０
（図２（ｂ））、絶縁膜６（図２（ｃ））ともう一方の
素子電極と接続する行方向配線１１（図２（ｄ））、を
順次形成する。

【００３３】さらに上記基板に液滴付与装置７を用いて
導電性薄膜４を形成する材料溶液の液滴８を付与した
後、３００℃から６００℃の温度で加熱処理し溶媒を蒸
発させて導電性薄膜４を形成する（図２（ｅ））。

【００３４】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であり、通電フォーミング等により
形成される。また、亀裂内には数オングストローム乃至
数百オングストロームの粒径の導電性微粒子を有するこ
ともある。この導電性微粒子は導電性薄膜４を構成する
物質の少なくとも一部の元素を含んでいる。また、電子
放出部５及びその近傍の導電性薄膜４は、炭素あるいは
炭素化合物を有することもある。

【００３５】通電フォーミングは素子電極２，３間に不
図示の電源より通電を行ない、導電性薄膜４を局所的に
破壊、変形もしくは変質せしめ、構造を変化させた部位
を形成させるものである。この局所的に構造変化させた
部位を電子放出部５と呼ぶ（図２（ｆ））。

【００３６】なお、図３は、本発明方法で製造される素
子電極の形状を示したものであり、図４は、本発明方法
で製造される平面型表面伝導型電子放出素子の平面図及
び断面図であり、図５は、図１の表面伝導型電子放出素
子を用いたマトリクス型配置電子源基板の一例を示す平
面図及びそのＣ−Ｃ′断面図であるが、これらの図３，
図４，図５は、後述する（作成例）において参照する。

【００３７】図６には、通電フォーミングの電圧波形の
例に示す。

【００３８】電圧波形は、パルス波形が、好ましく、パ
ルス波高値が一定の電圧パルスを連続的に印加する場合
（図６（ａ））とパルス波高値を増加させながら、電圧
パルスを印加する場合（図６（ｂ））について説明す
る。

【００３９】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り、Ｔ１を１マイクロ秒
〜１０ミリ秒、Ｔ２を１０マイクロ秒〜１００ミリ秒と
し、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形態に応じて適宜選択
し、適当な真空度、例えば１０−５Torr程度の真空雰囲
気下で、数秒から数十分間電圧を印加する。なお、素子
電極間に印加する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。

【００４０】図６（ｂ）におけるＴ１及びＴ２は、図６
（ａ）と同様であり、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
つ増加させ適当な真空雰囲気下で印加する。

【００４１】なお、この場合の通電フォーミング処理は
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、例えば０．１Ｖ程度の電圧で素子
電流を測定して抵抗値を求め、その抵抗値が例えば１Ｍ
オーム以上の抵抗を示した時に通電フォーミング終了と
する。

【００４２】次に通電フォーミングを終了した素子に活
性化工程と呼ぶ処理を施すことが望ましい。活性化工程
とは、例えば１０^-4〜１０^-5Torr程度の真空度で、通電
フォーミングと同様、パルス波高値が一定の電圧パルス
を繰り返し印加する処理のことであり、真空中に存在す
る有機物質に起因する炭素あるいは炭素化合物を導電性
薄膜上に堆積させ素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅを著しく
変化させる処理である。活性化工程は素子電流Ｉｆ、放
出電流Ｉｅを測定しながら、例えば放出電流Ｉｅが飽和
した時点で終了する。また印加する電圧パルスは動作駆
動電圧（完成した電子放出素子を動作させるときの電
圧）で行うことが好ましい。

【００４３】なお、ここで炭素あるいは炭素化合物とは
グラファイト（単、多結晶双方を指す）、非晶質カーボ
ン（非晶質カーボンと多結晶グラファイトの混合物を指
す）であり、その膜厚は５００オングストローム以下が
好ましく、より好ましくは３００オングストローム以下
である。

【００４４】こうして作成した電子放出素子をフォーミ
ング工程及び活性化処理工程における真空度よりも高い
真空度の雰囲気下において動作駆動させるのが良い。ま
たさらに高い真空度の雰囲気下で、８０℃〜１５０℃の
加熱後動作駆動させることが望ましい。

【００４５】なお、フォーミング工程及び活性化処理工
程における真空度よりも高い真空度とは、例えば約１０
^-6Torr以上の真空度であり、より好ましくは超高真空系
であり、新たに炭素あるいは炭素化合物が導電性薄膜上
にほとんど堆積しない真空度である。こうすることによ
って素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅを安定化させることが
可能になる。

【００４６】次に本発明の実施形態における画像形成装
置の製造方法について述べる。

【００４７】画像形成装置に用いられる電子源基板は複
数の表面伝導型電子放出素子を基板上に配列することに
より形成される。

【００４８】表面伝導型電子放出素子の配列の方式には
表面伝導型電子放出素子を並列に配置し、個々の素子の
両端を配線で接続するはしご型配置（以下はしご型配置
電子源基板と呼ぶ）や、表面伝導型電子放出素子の一対
の素子電極にそれぞれＸ方向配線、Ｙ方向配線を接続し
た単純マトリクス配置（以下マトリクス型配置電子源基
板と呼ぶ）が挙げられる。なお、はしご型配置電子源基
板を有する画像形成装置には電子放出素子からの電子の
飛翔を制御する電極である制御電極（グリッド電極）を
必要とする。 [電子源]以下、本発明の実施形態における電子源の構成
について、図７を用いて説明する。図７において、９１
は電子源基板、９２はＸ方向配線、９３はＹ方向配線で
ある。９４は表面伝導型電子放出素子、９５は結線であ
る。

【００４９】同図において電子源基板９１に用いる基板
は前述したガラス基板等であり、用途に応じて形状が適
宜設定される。ｍ本のＸ方向配線９２は、ＤＸ１，ＤＸ
２，…，ＤＸｍからなり、Ｙ方向配線９３は、ＤＹ１，
ＤＹ２，…，ＤＹｎのｎ本の配線よりなる。配線は、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、また、多数の表面伝
導型電子放出素子にほぼ均等な電圧が供給されるように
配線の材料、膜厚、配線幅が適宜設計される。これらｍ
本のＸ方向配線９２とｎ本のＹ方向配線９３との間は不
図示の層間絶縁層により電気的に分離されてマトリクス
配線を構成する（ｍ，ｎは共に正の整数）。

【００５０】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９２を形成した基板９１
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９２とＹ方向配線９３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９２と
Ｙ方向配線９３は、それぞれ外部端子として引き出され
る。

【００５１】さらに表面伝導型放出素子９４がｍ本のＸ
方向配線９２とｎ本のＹ方向配線９３と結線９５によっ
て電気的に接続されている。

【００５２】表面伝導型電子放出素子は基板あるいは不
図示の層間絶縁層上のどちらに形成してもよい。

【００５３】また、詳しくは後述するが、前記Ｘ方向配
線９２には、Ｘ方向に配列する表面伝導型放出素子９４
の行を入力信号に応じて走査するための不図示の走査信
号印加手段と電気的に接続されている。

【００５４】一方、Ｙ方向配線９３にはＹ方向に配列す
る表面伝導型放出素子９４の各列を入力信号に応じて、
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。

【００５５】さら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。

【００５６】上記構成において、単純なマトリクス配線
だけで個別の素子を選択して独立に駆動可能になる。

【００５７】次に以上のようにして作成した単純マトリ
クス配置の電子源を用いた画像形成装置について、図８
乃至図１０を用いて説明する。図８は画像形成装置の表
示パネルの基本構成図であり、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ＮＴ
ＳＣ法のテレビ信号に応じて表示を行なうための駆動回
路のブロック図を示し、その駆動回路を含む画像形成装
置を表わす。

【００５８】図８において、９１は表面伝導型電子放出
素子を複数配した電子源基板、１０８１は電子源基板９
１を固定したリアプレート、１０８６はガラス基板１０
８３の内面に蛍光膜１０８４とメタルバック１０８５等
が形成されたフェースプレートである。１０８２は支持
枠であり、リアプレート１０８１、支持枠１０８２及び
フェースプレート１０８６をフリットガラス等を塗布
し、大気中あるいは窒素中で４００〜５００度で１０分
以上焼成することで封着して外囲器１０８８を構成す
る。

【００５９】図８において、９５は図１における電子放
出部に相当する。９２，９３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。外囲器１０８８は、上述の如くフェースプ
レート１０８６、支持枠１０８２、リアプレート１０８
１で構成される。リアプレート１０８１は主に電源基板
９１の強度を補強する目的で設けられるため、電子源基
板９１自体で十分な強度を持つ場合は別体のリアプレー
ト１０８１は不要であり、電子源基板９１に直接支持枠
１０８２を封着し、フェースプレート１０８６、支持枠
１０８２及び電子源基板９１にて外囲器１０８８を構成
しても良い。またさらには、フェースプレート１０８
６、リアプレート１０８１間に、スペーサーとよばれる
耐大気圧支持部材を設置することで大気圧に対して十分
な強度をもつ外囲器１０８８を構成することもできる。

【００６０】図９中、１０９２は蛍光体である。蛍光膜
１０８４（図７）はモノクロームの場合は蛍光体１０９
２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って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導電材１０９１
と蛍光体１０９２とで構成される。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１０９２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
とと蛍光膜１０８４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、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、
印刷法等が用いられる。

【００６１】また、蛍光膜１０８４（図８）の内面側に
は通常メタルバック１０８５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１０８６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の蛍光体の保護等で
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１０８６に
は、更に蛍光膜１０８４の導電性を高めるため蛍光膜１
０８４の外面側に透明電極（不図示）を設けてもよい。
前述の封着を行う際、カラーの場合は各色蛍光体と表面
伝導型電子放出素子とを対応させなくてはならず十分な
位置合わせを行う必要がある。

【００６２】外囲器１０８８は不図示の排気管を通じ、
１０^-7Torr程度の真空度にされ、封止が行われる。

【００６３】また外囲器１０８８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場合もある。これは、
外囲器１０８８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法により、外囲
器１０８８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、たとえば１×１０ ^-5乃至１×１０^-7Torrの真空度を
維持するものである。なお、表面伝導型電子放出素子の
フォーミング以降の工程は適宜設定される。 [画像形成装置]次に、単純マトリクス配置型基板を有す
る電子源を用いて構成した画像形成装置に、ＮＴＳＣ法
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
動回路の概略構成を図１０のブロック図を用いて説明す
る。

【００６４】図１０において、１１０１は画像表示パネ
ル、１１０２は走査回路、１１０３は制御回路、１１０
４はシフトレジスタである。１１０５はラインメモリ、
１１０６は同期信号分離回路、１１０７は変調信号発生
器、Ｖｘ及びＶａは直流電圧源である。

【００６５】以下、各部の機能を説明する。まず表示パ
ネル１１０１は、端子Ｄｏｘ１乃至Ｄｏｘｍ及び端子Ｄ
ｏｙ１乃至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。このうち端子Ｄｏｘ１乃至Ｄｏ
ｘｍには前記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）ずつ順次駆動してゆ
くための走査信号が印加される。

【００６６】一方、端子Ｄｙ１乃至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ための加速
電圧である。

【００６７】次に走査回路１１０２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乃至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、それを表示パネル１１０１の端子Ｄｘ１乃至Ｄｘｍ
と電気的に接続するものである。Ｓ１乃至Ｓｍの各スイ
ッチング素子は制御回路１１０３が出力する制御信号Ｔ
ｓｃａｎに基づいて動作するものであり、実際には例え
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可能である。

【００６８】なお、直流電圧源Ｖｘは、前記表面伝導型
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。

【００６９】制御回路１１０３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
作を整合させる働きをもつものである。次に説明する同
期信号分離回路１１０６より送られる同期信号Ｔｓｙｎ
ｃに基づいて各部に対してＴｓｃａｎ，Ｔｓｆｔ及びＴ
ｍｒｙの各制御信号を発生する。

【００７０】同期信号分離回路１１０６は外部から入力
されるＮＴＳＣ法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周波数分離（フィル
ター）回路を用いれば構成できるものである。同期信号
分離回路１１０６により分離された同期信号は良く知ら
れるように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。一
方、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信号と表わすが同信号はシフトレジス
タ１１０４に入力される。

【００７１】シフトレジスタ１１０４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回制御
回路１１０３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
１１０４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
（表面伝導型電子放出素子Ｎｎ素子分の駆動データに相
当する）のデータは、Ｉｄ１乃至Ｉｄｎのｎ個の並列信
号として前記シフトレジスタ１１０４より出力される。

【００７２】ラインメモリ１１０５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１１０３より送られる制御信号Ｔｍｒｙに
従って適宜Ｉｄ１乃至Ｉｄｎの内容を記憶する。記憶さ
れた内容はＩｄ１乃至Ｉｄｎとして出力され変調信号発
生器１１０７に入力される。

【００７３】変調信号発生器１１０７は、前記画像デー
タＩｄ１乃至Ｉｄｎ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乃至Ｄｏｙｎを通じて表示
パネル１１０１内の表面伝導型電子放出素子に印加され
る。

【００７４】前述したように本発明に係る表面伝導型電
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。即ち前述したように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。また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
流も変化してゆく。なお、電子放出素子の材料や構成、
製造方法を変えることにより電子放出しきい値Ｖｔｈの
値や印加電圧に対する放出電流の変化の度合が変わる場
合もあるが、いずれにしても以下のようなことがいえ
る。

【００７５】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、第一にはパルスの波高値Ｖｍを変化させる事によ
り出力電子ビームの強度を制御することが可能である。
第２には、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事が可能であ
る。従って、入力信号に応じて、表面伝導型電子放出素
子を変調する方式としては、電圧変調方式及びパルス幅
変調方式等があげられ、電圧変調方式を実施するには変
調信号発生器１１０７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。

【００７６】またパルス幅変調方式を実施するには、変
調信号発生器１１０７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
ものである。

【００７７】以上に説明した一連の動作により本発明の
画像表示装置は表示パネル１１０１を用いてテレビジョ
ンの表示を行うことができる。なお、上記説明中特に記
載しなかったがシフトレジスタ１１０４やラインメモリ
１１０５はデジタル信号式のものでもアナログ信号式の
ものでも差し支えなく、要は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えれれば良い。

【００７８】デジタル信号式を用いる場合には同期信号
分離回路１１０６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１１０６の出力部にＡ／Ｄ変
換器を備えれば可能である。また、これと関連してライ
ンメモリ１１０５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１１０７に用いられる回
路が若干異なったものとなる。

【００７９】まず、デジタル信号を場合について述べ
る。電圧変調方式において変調信号発生器１１０７に
は、例えば良く知られるＤ／Ａ変換回路を用い、必要に
応じて増幅回路などを付け加えればよい。またパルス幅
変調方式の場合、変調信号発生器１１０７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
用いることにより構成できる。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
け加えてもよい。

【００８０】次にアナログ信号の場合について述べる。
電圧変調方式においては変調信号発生器１１０７には、
例えばよく知られるオペアンプなどを用いた増幅回路を
用いればよく、必要に応じてレベルシフト回路などを付
け加えてもよい。またパルス幅変調方式の場合には、例
えばよく知られる電圧制御型発振回路（ＶＣＯ）を用い
ればよく、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け加えてもよ
い。

【００８１】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、各表面伝導型電子放出素子に、容器外
端子Ｄｏｘ１乃至Ｄｏｘｍ、Ｄｏｙ１乃至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１０８５、あるいは透明
電極（不図示）に高圧を印加し、電子ビームを加速し、
蛍光膜１０８４に衝突させ、励起・発光させることで画
像を表示することができる。

【００８２】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、画像形成装置の用途に適するよう
適宜選択する。また、入力信号例として、ＮＴＳＣ方式
をあげたが、これに限るものでなく、ＰＡＬ，ＳＥＣＡ
Ｍ方式などの諸方式でもよく、これよりも、多数の走査
線からなるＴＶ信号（例えば、ＭＵＳＥ法をはじめとす
る高品位ＴＶ）方式でもよい。 [はしご型配置の電子源及び画像形成装置]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１１及び図
１２を用いて説明する。

【００８３】図１１は、はしご型配置の電子源の一例を
示す模式図である。図１１において、１１１０は電子源
基板、１１１１は表面伝導型電子放出素子、１１１２の
Ｄｘ１〜Ｄｘ１０は、前記表面伝導型電子放出素子１１
１１に接続する共通配線である。表面伝導型電子放出素
子１１１１は、基板１１１０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
複数個配置したものが、はしご型電子源基板である。各
素子行の共通配線間に適宜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
ビームを放出させる素子行には、電子放出しきい値以上
の電圧を、電子ビームを放出させない素子行には、電子
放出しきい値以下の電圧を印加すればよい。また、各素
子行間の共通配線Ｄｘ２〜Ｄｘ９を、Ｄｘ２とＤｘ３、
Ｄｘ４とＤｘ５のように互いに隣接する配線同士を一本
に接続して、同一配線とするようにしても良い。

【００８４】図１２は、はしご型配置の電子源を備えた
画像形成装置の構造を示すための図である。図１２にお
いては、図８、図１１と同一の符号は同一の部材を示
す。

【００８５】１１２０はグリッド電極、１１２１は電子
が通過するため空孔、１１２２はＤｏｘ１，Ｄｏｘ２，
…Ｄｏｘｍよりなる容器外端子である。１１２３は、グ
リッド電極１１２０と接続されたＧ１，Ｇ２，…Ｇｎか
らなる容器外端子、１１１０は前述のように各素子行間
の共通配線を同一配線とした電子源基板である。

【００８６】前述の単純マトリクス配置の画像形成装置
（図８）との違いは、電子源基板１１１０とフェースプ
レート１０８６の間にグリッド電極１１２０を備えてい
るか否かである。

【００８７】グリッド電極１１２０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１１２１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る。

【００８８】容器外端子１１２２及びグリッド容器外端
子１１２３は、不図示の制御回路と電気的に接続されて
いる。

【００８９】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。（作製例１）マトリクス状に配線及び素子電極を前述し
たような方法で形成した基板を用い、多数の表面伝導型
電子放出素子を有する電子源基板を作製した。図１は本
実施例によって作製した電子放出素子の平面図、図２は
図１の電子放出素子を用いた電子源基板の製造方法を示
す図である。図５（ａ）は本実施例によって作製した電
子源基板の平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ′
断面図である。

【００９０】（１）絶縁基板を用い、これを有機溶剤等
により充分に洗浄後、１２０℃で乾燥させた。該基板上
に有機パラジウム含有溶液（酢酸パラジウム−モノエタ
ノールアミン錯体、イソプロピルアルコール１０％、ブ
タジエン２％、水８８％）を、液滴付与装置７として圧
電素子を用いたインクジェット噴射装置を用いて、１滴
付与し、３００℃で１０分間の加熱処理を行って、酸化
パラジウム（ＰｄＯ）微粒子からなる微粒子膜を形成
し、接触式で膜厚、光学顕微鏡でドット径をそれぞれ計
測したところ、中央付近での膜厚１００オングストロー
ムと薄く、両端に行くに従い厚く（２００オングストロ
ーム）なっている図１（Ｃ）の形状で、ドット径１２０
μｍだった（不図示）。１つの液滴量は６０μｍ３に
制御した。

【００９１】（２）上記前検討を行った後、絶縁基板１
として石英基板を用い、これを有機溶剤等により充分に
洗浄後、１２０℃で乾燥させた。該基板１上に真空成膜
技術及びフォトリソグラフィ技術を用いてＮｉからなる
ギャップ間隔をＬ１＝２０μｍ、Ｌ２＝２μｍ、電極の
幅をＷ１＝３００μｍ、その厚さがｄ＝５００オングス
トロームである素子電極２，３を形成した図２（ａ）。

【００９２】（３）さらに該基板１上に真空成膜技術及
びフォトリソグラフィ技術を用いてＮｉからなるＸ方向
配線１０を形成した図２（ｂ）。このとき素子間ピッチ
１ｍｍとし、配線の幅を３００μｍ、その厚さを５００
オングストロームとした。さらに真空成膜技術とフォト
リソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて絶縁膜６
をＸ方向配線１０と該Ｘ方向配線１０と接続する素子電
極上に形成した図２（ｃ）。絶縁膜６の厚さは５０００
オングストロームとした。そして、真空成膜技術及びフ
ォトリソグラフィ技術を用いてＡｕからなる一方の素子
電極と接続されるＹ方向配線１１を形成した図２
（ｄ）。配線の幅は２００μｍ、厚さは５０００オング
ストロームとした。

【００９３】（４）次にこの基板１に上記有機パラジウ
ム含有溶液を、液滴付与装置７として圧電素子を用いた
インクジェット噴射装置を用いて、素子電極２，３にま
たがるようにかつ、ドットの中心付近がギャップ幅の狭
い部分の中心にくるように１滴ずつ付与し、３００℃で
１０分間の加熱処理を行って、酸化パラジウム（Ｐｄ
Ｏ）微粒子からなる微粒子膜を形成し、導電性薄膜４と
した（図２（ｅ））。１つの液滴量は６０μｍ３に制
御した。

【００９４】（５）次に、電極対２・３の間に電圧を印
加し、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（図２
（ｆ））。

【００９５】こうして作製された電子源基板を用いて、
図８に示すようにフェースプレート１０８６、支持枠１
０８２、リアプレート１０８１とで外枠器１０８８を形
成し、封止を行って表示パネル、さらには図１０に示す
ような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製
した。

【００９６】本実施例の製造方法により以上の如く作製
した電子放出素子はなんら問題のない良好な特性をしめ
したばかりか、液滴を付与し、導電性薄膜４を形成する
ことにより導電性薄膜４のパターン形成を省略でき、ま
た、全ての導電性薄膜４において、導電性薄膜４をフォ
ーミングの際亀裂が生じにくい導電性薄膜４の中央の膜
厚の薄い箇所でも素子電極間隔が狭いため亀裂が形成で
きた。

【００９７】その結果として亀裂の生じていない切れ残
りの部分の膜でのリーク電流が発生せず、また亀裂の太
い部分も発生せず、素子特性が均一で良好な画像形成装
置を得ることができた。（作製例２）作製例１と同様の方法で、ギャップ間隔を
Ｌ１＝５０μｍ、Ｌ２＝１０μｍ、電極の幅をＷ１＝２
５０μｍ、その厚さが５００オングストロームである素
子電極２，３で、素子間ピッチ５００μｍの表面伝導型
電子放出素子がはしご状に形成され、配線された電子源
基板（図１１）を用い、フェースプレート１０８６、支
持枠１０８２、リアプレート１０８１とで外枠器１０８
８を形成し、封止を行って表示パネル、さらには図１０
に示すような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
を作製した。

【００９８】その結果、実施例１と同様の良好な画像形
成装置を得ることができた。（作製例３）作製例１と同様の方法で、マトリクス状に
配線された基板（図５（ａ））を用い、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のイ
ンクジェット噴射装置を用いて、作製例１と同様に表面
伝導型電子放出素子を作製して電子源基板を得た。得ら
れた電子源基板を用いて、作製例１と同様の方法で図８
に示すようにフェースプレート１０８６、支持枠１０８
２、リアプレート１０８１とで外枠器１０８８を形成
し、封止を行って表示パネル、さらには図１０に示すよ
うな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製し
た。

【００９９】その結果、作製例１と同様の良好な画像形
成装置を得ることができた。（作製例４）図１０のような素子電極がはしご状に形
成、配線された基板を用い、作製例３と同様の熱的エネ
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
式のインクジェット噴射装置を用いて、作製例３と同様
に表面伝導型電子放出素子を作製して電子源基板を得
た。得られた電子源基板を用いて、実施例１と同様の方
法でフェースプレート１０８６、支持枠１０８２、リア
プレート１０８１とで外枠器１０８８を形成し、封止を
行って表示パネル、さらには図１０に示すようなＮＴＳ
Ｃ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製した。

【０１００】その結果、実施例１と同様の良好な画像形
成装置を得ることができた。（作製例５）マトリクス状に配線された基板（図５
（ａ））を用い、素子電極が図３（ｂ）で示すような弧
状部を有する形状であり、その弧状部端部での素子間隔
が２０μｍで中央部に行くに従い徐々にその間隔が狭く
なり最も狭いところで２μｍであり、他は作製例１と同
様に表面伝導型電子放出素子を作製して電子源基板を得
た。得られた電子源基板を用いて、実施例１と同様の方
法でフェースプレート１０８６、支持枠１０８２、リア
プレート１０８１とで外枠器１０８８を形成し、封止を
行って表示パネル、さらには図１０に示すようなＮＴＳ
Ｃ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製した。

【０１０１】その結果、実施例１と同様の良好な画像形
成装置を得ることができた。（作製例６）本実施例では、マトリクス状に配線された
基板（図５（ａ））をスクリーン印刷法で形成し、該基
板上に有機パラジウム含有溶液を、液滴付与装置７とし
て圧電素子を用いたインクジェット噴射装置を用いて、
１滴付与した後、８０μｍずらして、さらに１滴付与
し、３００℃で１０分間の加熱処理を行って、酸化パラ
ジウム（ＰｄＯ）微粒子からなる微粒子膜を形成し、接
触式で膜厚、光学顕微鏡でドット径をそれぞれ計測した
ところ、最初に付与した液滴に次に付与した液滴が引っ
ぱられるため、最初に付与した液滴の端付近で膜厚２０
０オングストロームと厚く、もう片方の端に行くに従い
薄く（５０オングストローム）なっている図４（Ｃ）の
形状だった。１つの液滴量は６０μｍ３に制御した。
上記前検討を踏まえて、素子電極が図３（ｃ）で示すよ
うな一方の端の素子電極間隔が２０μｍでもう一方の端
に行くに従い徐々にその間隔が狭くなり最も狭いところ
で２μｍであり、他は作製例１と同様に表面伝導型電子
放出素子を作製して電子源基板を得た。他は作製例１と
同様に表面伝導型電子放出素子を作製して電子源基板を
得た。得られた電子源基板を用いて、実施例１と同様の
方法でフェースプレート１０８６、支持枠１０８２、リ
アプレート１０８１とで外枠器１０８８を形成し、封止
を行って表示パネル、さらには図１０に示すようなＮＴ
ＳＣ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製した。

【０１０２】その結果、実施例１と同様の良好な画像形
成装置を得ることができた。

【０１０３】本実施例では、以上のような配線及び素子
を形成するのにフォトリソグラフィ技術を使わない製造
方法で画像形成装置を作製したことにより、薄膜プロセ
スに比べコストが低く、また製造歩留まりが大変向上し
た。（作製例７）本作製例の電子源基板は、導電性薄膜形成
用の材料溶液として酢酸Ｐｄを水に０．０５ｗｔ％含有
した溶液を用いた以外は作製例１と同様に作製した。

【０１０４】得られた電子源基板を用いて、実施例１と
同様の方法でフェースプレート１０８６、支持枠１０８
２、リアプレート１０８１とで外枠器１０８８を形成
し、封止を行って表示パネル、さらには図１０に示すよ
うな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製し
た。

【０１０５】その結果、材料溶液中の含有成分の違いに
もかかわらず、作製例１と同様の良好な画像形成装置を
得ることができた。（作製例８）本作製例の電子源基板は、液滴量を３０μ
ｍ³とし、液滴を２つ（２ドット）付与した以外は作製
例１と同様に作製した。

【０１０６】得られた電子源基板を用いて、実施例１と
同様の方法でフェースプレート１０８６、支持枠１０８
２、リアプレート１０８１とで外枠器１０８８を形成
し、封止を行って表示パネル、さらには図１０に示すよ
うな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製し
た。

【０１０７】その結果、実施例１と同様の良好な画像形
成装置を得ることができた。

【０１０８】その結果、作製例１と同様の良好な画像形
成装置を得ることができた。すなわち、本発明の製造方
法によれば所望の液滴数を付与することにより、所望の
薄膜が得られることがわかった。

【０１０９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
形成する導電性薄膜の膜厚分布に応じて一対の素子電極
間の距離を変化させる構造とするため、膜厚が薄い箇所
でもフォーミング処理の際亀裂が形成でき、切れ残りの
部分でのリーク電流の発生なく、また中央部では膜厚が
厚い箇所でも亀裂が太かったりせず、その結果として複
数個の素子を均一に歩留まりよく形成することができる
効果がある。

【０１１０】また、インクジェット方法により液滴を付
与する場合は、十数ｎｇ程度から数μｇ程度の範囲で制
御された数十ｎｇ程度以上の微小量の液滴を付与できる
効果がある。

【０１１１】さらに素子をフォトリソグラフィ技術を用
いないため、コストを低減できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る平面型表面伝導型電子
放出素子の基本的な構成を示す模式的平面図及び断面図
である。

【図２】本発明に係る製造方法を示す平面図及び断面図
である。

【図３】本発明に係る素子電極を示す模式図である。

【図４】本発明の一実施例に係る平面型表面伝導型電子
放出素子の基本的な構成を示す模式的平面図及び断面図
である。

【図５】本発明のマトリクス型配置の電子源基板の一例
を示す平面図及び断面図である。

【図６】本発明の表面伝導型電子放出素子の製造に際し
て採用できる通電フォーミング処理における電圧波形の
一例を示す模式図である。

【図７】単純マトリクス配置の電子源を表わす模式図で
ある。

【図８】単純マトリクス配置の電子源を用いた画像形成
装置の概略構成図である。

【図９】蛍光膜のパターン図である。

【図１０】画像形成装置にＮＴＳＣ法のテレビ信号に応
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１１】梯子型配置の電子源基板を表わす模式図であ
る。

【図１２】画像形成装置の概略構成図である。

【図１３】従来の電子放出素子を示す模式的平面図であ
る。

【図１４】従来の他の電子放出素子を示す模式的斜視図
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７液滴８液滴付与装置１０，９２Ｘ方向配線（列方向配線）１１，９３Ｙ方向配線（行方向配線）９１電子源基板９４表面伝導型電子放出素子９５結線１０８１リアプレート１０８２支持枠１０８３ガラス基板１０８４蛍光膜１０８５メタルバック１０８６フェースプレート１０８７高圧端子１０８８外囲器１０９１黒色部材１０９２蛍光体１１０１表示パネル１１０２走査回路１１０３制御回路１１０４シフトレジスタ１１０５ラインメモリ１１０６同期信号分離回路１１０７変調信号発生器、Ｖｘ，Ｖａ：直流電圧源１１１０電子源基板１１１１電子放出素子１１１２（Ｄｘ１〜Ｄｘ１０）前記電子放出素子を
配線するための共通配線１１２０グリッド電極１１２１電子が通過するための開孔１１２２（Ｄｏｘ１，Ｄｏｘ２，…，Ｄｏｘｍ）容
器外端子１１２３（Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎ）グリッド電極１
１２０と接続された容器外端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の素子電極間を接続する導電性薄膜
を、液滴を滴下して形成する工程を含む電子放出素子の
製造方法であって、前記液滴により形成された導電性薄膜の膜厚が不均一で
ある場合には、前記導電性薄膜の膜厚の薄い位置ほど、前記一対の素子
電極間距離を狭く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】前記導電性薄膜の膜厚を、前記液滴の量
及び／又は数によって制御することを特徴とする請求項
１記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項３】前記液滴をインクジェット噴射装置から
供給することを特徴とする請求項１又は２記載の電子放
出素子の製造方法。
【請求項４】前記インクジェット噴射装置は、熱エネ
ルギーによって溶液内に気泡を形成させ、その溶液を前
記液滴として吐出させる噴射装置であることを特徴とす
る請求項３記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項５】電子放出素子を配列した電子源の製造方
法であって、前記電子放出素子を製造する際、一対の素子電極間を接
続する導電性薄膜を、液滴を滴下して形成し、前記液滴
により形成された導電性薄膜の膜厚が不均一である場合
には、前記導電性薄膜の膜厚の薄い位置ほど、前記一対
の素子電極間距離を狭くする工程と、絶縁基板上に複数の前記電子放出素子を配列する工程
と、前記電子放出素子間を配線する素子配線工程と、前記電子放出素子に電圧を印加するための電圧印加用端
子を形成する端子形成工程とを含むことを特徴とする電
子源の製造方法。
【請求項６】前記導電性薄膜の膜厚を、前記液滴の量
及び／又は数によって制御することを特徴とする請求項
５記載の電子源の製造方法。
【請求項７】前記液滴をインクジェット噴射装置から
供給することを特徴とする請求項５又は６記載の電子源
の製造方法。
【請求項８】前記インクジェット噴射装置は、熱エネ
ルギーによって溶液内に気泡を形成させ、その溶液を前
記液滴として吐出させる噴射装置であることを特徴とす
る請求項７記載の電子源の製造方法。
【請求項９】前記素子配線工程において、絶縁層を介して、列方向配線と行方向配線とを行列状に
配置する工程と、前記行列で定まる各アドレスに一つの前記電子放出素子
を配置すべく、前記一対の素子電極の一方は前記行方向
配線に接続し、他方は前記列方向配線に接続する工程と
を含むことを特徴とする請求項５記載の電子源の製造方
法。
【請求項１０】電子放出素子と、前記電子放出素子を
配列した電子源と、前記電子放出素子から放出される電
子を受けて発光する発光体とを有する画像形成装置の製
造方法であって、前記電子放出素子を製造する際、一対の素子電極間を接
続する導電性薄膜を、液滴を滴下して形成し、前記液滴
により形成された導電性薄膜の膜厚が不均一である場合
には、前記導電性薄膜の膜厚の薄い位置ほど、前記一対
の素子電極間距離を狭くする工程と、前記電子源を製造する際、絶縁基板上に複数の前記電子
放出素子を配列し、前記電子放出素子間を配線し、前記
電子放出素子に電圧を印加するための電圧印加用端子を
形成する工程と、前記蛍光体と前記電子源と真空封止する工程とを含むこ
とを特徴とする画像形成装置の製造方法。
【請求項１１】前記電子放出素子の前記導電性薄膜の
膜厚を、前記液滴の量及び／又は数によって制御するこ
とを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置の製造方
法。
【請求項１２】前記液滴をインクジェット噴射装置か
ら供給することを特徴とする請求項１０記載の画像形成
装置の製造方法。
【請求項１３】前記インクジェット噴射装置は、熱エ
ネルギーによって溶液内に気泡を形成させ、その溶液を
前記液滴として吐出させる噴射装置であることを特徴と
する請求項１２記載の画像形成装置の製造方法。
【請求項１４】絶縁基板上に形成された一対の素子電
極を電気的に接続する微粒子導電膜と、前記微粒子導電
膜の一部に、局所的に変形され若しくは変質させられた
部分、又は局所的に破壊された部分からなる電子放出部
とを有することを特徴とする電子放出素子。