JPH11329222A - 電子放出素子の電極およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蛍光体と電子源の相対位置精度の向上、短絡
による欠陥の防止、膜厚の安定化、量産時の品質の向
上、電子源の抵抗値の安定、輝度バラツキの減少、特性
の向上による設計の自由度の向上、等を可能とする表面
伝導型電子放出素子の電極およびその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 対向する一対の素子電極間に等しい幅の
フォトレジストのストライプパターンを形成し、このフ
ォトレジストの上にオフセット印刷により素子電極を印
刷形成し、フォトレジストを除去することにより、電極
および電極間を形成する素子電極、ならびに該素子電極
を得るための製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はオフセット印刷によ
って電子機器のパターンを形成する方法に関し、さらに
はこのオフセット印刷によって作製される画像形成装
置、主に平面型表示装置に関する。また、該画像形成装
置に用いる電子放出素子、該電子放出素子を用いた電子
源、該電子源を用いた画像形成装置および該電子放出素
子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来オフセット印刷は、グラフィックス
印刷用として主に人間の視覚に感知されるパターンの印
刷に多く用いられている。また近年、電子機器への応用
として記録用サーマルヘッドの電極や液晶表示装置のカ
ラーフィルター等を作製するための技術開発がなされて
いる。

【０００３】オフセット印刷は厚膜電子回路の形成に用
いられるスクリーン印刷に比べてインキの転写膜厚を薄
くできるという特長がある。現今、高精細印刷を実施す
るためには印刷原版の精細化、印刷工程におけるインキ
転写パターンの維持、等の実現が必要であるが、転写す
るインキの厚みが薄い程、解像力を上げることができ
る。これはインキのパターン幅に対する厚みのアスペク
ト比が小さい程転写後のインキのダレ、ニジミによるパ
ターン幅の太りが小さくできるためである。したがっ
て、転写膜厚を薄くできるオフセット印刷は高精細印刷
のためのパターン太りに対する制御の可能性を有してい
る。

【０００４】図７は、平台校正機型印刷装置を示す模式
図である。本図７において、１０１はインキローラー１
０４でインキ１０７を展開するインキ練り台であり、１
０２は凹版１０５を固定する版定盤である。また１０３
は被印刷物であるワーク１０６を固定するワーク定盤で
あり本体フレーム１０８の上に固定配置されている。こ
の一列に並んだ３つの定盤の両側に２本のラックギャー
１０９,１１０を配置し、そのラックギャー１０９,１１
０の上にギャー１１１,１１２を噛み合わせたブランケ
ット１１３が配置されている。ブランケット１１３はそ
の軸を両端のキャリッジ１１４,１１５で固定され、こ
のキャリッジ１１４,１１５が本体下部からのクランク
アーム１１６のクランク動作によって前後進し、ブラン
ケット１１３はインキ練り台１０１、凹版１０５、ワー
ク１０６の上を順次回転慴動する。ブランケット１１３
の表面はゴム状のブランケットラバーが取付けてある。

【０００５】図８(ａ)〜(ｄ)は、オフセット印刷工程を
示す説明図である。本図８において、１０１はインキ練
り台、１０５は凹版、１０６はワークとなるガラス基板
であり同一平面に直列に配置されている。１０４はイン
キロールでありインキ練り台１０１上で練ったインキ１
０７を凹版１０５上に転移(図８(ａ)参照)させる。１１
７はブレードであり凹版１０５上面を慴動して転移した
インキ１０７のうち、凹部に充填されたインキ以外(図
８(ｂ)参照)をかきとる。１１３はブランケットであり
凹版１０５、ガラス基板１０６上面を順に回転接触する
ことにより、凹版１０５の凹部に充填されたインキを受
理(図８(ｃ)参照)し、ガラス基板１０６上に凹版１０５
の有するパターン状にインキ１０７を転移(図８(ｄ)参
照)する。

【０００６】以上により印刷工程が終了する。印刷イン
キ１０７は作製するパターンの機能によって適宜選択す
ることができる。すなわち記録用サーマルヘッド等の電
極には主にＡuレジネートベーストと呼ばれる有機Ａu金
属からなるインキを用い、また、カラーフィルターであ
ればＲ,Ｇ,Ｂ各色の顔料を分散したインキや有機色素を
含んだインキ等が用いられる。

【０００７】また従来、平面型表示装置を実現する表示
技術としては、単純マトリックス液晶表示装置(ＬＣ
Ｄ)、薄膜トランジスタ液晶表示装置(ＴＦＴ／ＬＣ
Ｄ)、プラズマディスプレイ(ＰＤＰ)、低速電子線蛍光
表示管(ＶＦＤ)、マルチ電子源フラットＣＲＴ等の平面
型表示装置技術がある。

【０００８】これらの表示技術の例として、マルチ電子
源を用い蛍光体を発光させる発光素子およびこれを用い
た平面型表示装置について説明する。従来より電子源と
しての電子放出素子には、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
と表記)、金属／絶縁層／金属型(以下、ＭＩＭ型と表
記)や表面伝導型電子放出素子等がある。

【０００９】ＦＥ型の例としては、W.P.Dyke & W.W.Dor
an"Field Emission",Advance in Electron Physics,8,8
9(1956)あるいは、C.A.Spindt"Physical Properties of
thin-film field emission cathodes with molybdenum
cones",J.Appl.Phys.,47,5248(1976)等に開示されたも
のが知られている。ＭＩＭ型では、C.A.Mead,"Operatio
n of Tunnel-Emission Devices",J.Appl.Phys.,32,646
(1961)等に開示されたものが知られている。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.,10,1290(1965)等に開示されたものがあ
る。

【００１０】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 Films,
9,317(1972)]、Ｉn₂Ｏ₃/SnＯ₂薄膜によるもの[M.Hartww
ll and C.G.Fonstad:IEEE Trans.ED Conf.,519(197
5)]、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。

【００１１】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９に
模式的に示す。同図において２０１は基板である。２０
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２０５が形
成される。なお、図中の素子電極間隔Ｌは０.５〜１ｍ
ｍ、Ｗ'は０.１ｍｍで設定されている。

【００１２】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２０４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２０５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２０４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２０５を形成す
ることである。なお、電子放出部２０５は導電性薄膜２
０４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２０４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２０
５より電子を放出せしめるものである。

【００１３】また、本出願人は、ＵＳＰ ５,０６６,８
８３において、素子電極間に電子を放出せしめる微粒子
を分散配置した新規な表面伝導形電子放出素子を技術開
示した。この電子放出素子は上記従来の表面伝導形電子
放出素子に対し、電子放出位置を精密に制御でき、より
高精密に電子放出素子を配列する事ができる。この表面
伝導形電子放出素子の典型的な素子構成を図１０に示
す。本図において、３０１は絶縁性基板、３０２,３０
３は電気的接続を得るための素子電極、３０４は微粒子
電子放出材からなる薄膜、３０５は電子放出部である。

【００１４】この表面伝導形電子放出素子において、前
記一対の電極３０２,３０３の電極間隔Ｌ１は０.０１〜
１００ミクロン、薄膜３０４の電子放出部のシート抵抗
は１×１０³〜１×１０⁹オーム／□が適当である。

【００１５】以上説明してきた表面伝導形電子放出素子
を、電子放出素子として用いる際には、電子ビームを飛
翔させるため真空容器内に配置する必要がある。真空容
器内の本素子の略垂直上にフェースプレートを設けて電
子放出装置とし、電極間に電圧を印加して、電子放出部
から得られた電子線を蛍光体に照射することによって蛍
光体を発光させ、発光素子や平面形表示装置として用い
ることができる。

【００１６】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行配列した電
子源(例えば、特開昭６４-０３１３３２、特開平１-２
８３７４９、同２-２５７５５２各号等)があげられる。
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(例えば、
ＵＳＰ ５,０６６,８８３)があげられる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上説
明したようなオフセット印刷は以下の様な問題点が生じ
る。すなわち、 (１)凹版からブランケットにインキが受理する際、また
は、ブランケットからガラス基板に転移する際に、ブラ
ンケットのゴム変形が発生し、これにより、素子電極間
のピッチ精度が悪くなり、全体として位置精度がＡ４サ
イズ対角で±２０μｍ程度となること、したがって、こ
れだけフェイスプレートとの位置ずれが生じる。

【００１８】(２)インクの乾燥や経時変化により、イン
クの固形分濃度や粘度が変化しやすく、またブランケッ
トのインク溶媒による膨潤や摩擦による面粗れおよび経
時変化による弾性率の変化が発生しやすい。したがっ
て、狭い対向する電極の間隔を安定的に印刷により形成
することは難しく、短絡による欠陥が生じやすい。

【００１９】(３)さらに上記したインクやブランケット
の不安定性により、対向する素子電極の形状を繰り返し
安定的に形成することが難しく、対向する素子電極間の
平行直線性は約±１μｍ、間隔は２０μｍ程度の制御が
限界であること、さらには、オフセット印刷法を用いな
いで平面型画像表示装置を作製するには以下に示す問題
点があった。

【００２０】(４)前記表面伝導形電子放出素子や、単純
マトリックス液晶表示装置(ＬＣＤ)薄膜トランジスタ液
晶表示装置(ＴＦＴ／ＬＣＤ)等、薄膜表示素子の電子回
路加工工程において被加工物に機能薄膜を成膜し、これ
をパターン加工することが行われる。例えば、基板上に
Ａl材を成膜した後、ホトリソ、エッチングにより素子
や配線パターンが形成される。しかしながら、例えば、
４０センチメートル角以上の大型基板上に微細なパター
ンをホトリソ技術により製造する場合、大型露光装置を
含む大型製造装置が何台も必要となり莫大な費用がかか
る。さらに、一基板当たりの処理時間が長くなり、製造
コストが膨大になるという欠点があった。

【００２１】(５)プラズマディスプレイ(ＰＤＰ)表示素
子のように厚膜による電子回路の加工工程においては、
スクリーン印刷法で、導電性ペーストや絶縁性ペースト
を直接パターン印刷した後、焼成して電極配線パターン
や絶縁層を形成する方法が行わている。印刷法によるパ
ターニングは比較的大面積基板に対応可能であり、一基
板当たりの処理時間もホトリソ技術に比べて短い。

【００２２】しかしながら、レジストインキや導電性ペ
ースト、絶縁性ペーストの流動性、印刷版からの抜け
性、転写性、および版圧力等に起因して印刷パターンが
変形しやすく、パターンの寸法精度、形状および位置制
御性、再現性に限界がある。したがって、スクリーン印
刷法では欠陥の少ない精密で微細なパターン加工を行う
ことが非常に困難であり、１００ミクロン程度以下の精
密微細パターンを再現性よく形成する方法としては適し
ていない。このため平面型表示装置画面の画素を高精細
化することが難しいという欠点があった。したがって、
薄膜トランジスタ液晶表示装置(ＴＦＴ／ＬＣＤ)や表面
伝導形電子放出素子を微細に製作することが難しいとい
う欠点があった。

【００２３】本発明は上記に鑑みなされたものであっ
て、上記のような問題のない、蛍光体と電子源の相対位
置精度の向上、短絡による欠陥の防止、膜厚の安定化、
量産時の品質の向上、電子源の抵抗値の安定、輝度バラ
ツキの減少、特性の向上による設計の自由度の向上、等
を可能とする電子放出素子の電極およびその製造方法の
提供その目的とするものである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記の課題・目的は、本
発明者らの鋭意検討により以下に示す本発明によって解
決・達成される。すなわち本発明は、基板上に設けられ
た一対の電極の対向する一辺が、平行且つ直線である電
極間に電圧を印加することにより電子を発生させ、前記
基板に対向して設けられた対向基板上の蛍光体に前記電
子を照射し、該蛍光体を発光せしめることにより画像を
形成する、画像形成装置の電子放出素子の電極におい
て、前記一対の電極の電極間隔に等しい幅を有するフォ
トレジストのストライプパターン上に電極材料を印刷
し、その後フォトレジストを除去することにより前記一
対の対向する電極が形成されてなることを特徴とする、
電子放出素子の電極を開示するものである。そして本発
明の電子放出素子の電極は、前記電極材料の焼成温度で
ストライプパターンのフォトレジストが昇華除去されて
なることを特徴とするものである。

【００２５】また本発明は、基板上に設けられた一対の
電極の対向する一辺が、平行且つ直線である電極間に電
圧を印加することにより電子を発生させ、前記基板に対
向して設けられた対向基板上の蛍光体に前記電子を照射
し、該蛍光体を発光せしめることにより画像を形成す
る、画像形成装置の電子放出素子の電極を製造する方法
において、前記一対の電極の電極間隔に等しい幅を持つ
フォトレジストのストライプパターン上に電極材料を印
刷し、その後フォトレジストを除去することにより前記
一対の対向する電極を形成することを特徴とする、電子
放出素子の電極の製造方法を開示するものである。そし
て、本発明の電子放出素子の電極の製造方法は、前記電
極材料の焼成温度でストライプパターンのフォトレジス
トを昇華除去することを特徴とするものである。

【００２６】すなわち、本発明の電子放出素子の電極
は、一対の電極の電極間隔に等しい幅のストライプパタ
ーンをフォトレジストで形成し、このストライプパター
ン上に電極材料をオフセット印刷し、その後フォトレジ
ストを除去することにより一対の対向する電極を形成す
ることを特徴とする。また、電極材料の焼成温度でスト
ライプパターンのフォトレジストを昇華除去させること
を特徴とするものである。(本発明は、電子放出素子の
製造方法、電子源および画像形成装置を包含する。)本
発明の電子放出素子の電極によれば、フェイスプレート
の蛍光体と電子源の相対位置精度が向上できる。また、
素子電極の短絡等の欠陥が減少する。また、インクの粘
度の制御による微細な電極間スペースの形成の必要性が
ないためインク粘度の使用範囲が広がりレベリング性の
よいインクを使用できるため膜厚のばらつきが減少す
る。

【００２７】また、同様に微細な電極間スペースの形成
の必要性がないため、インクやブランケット物性の多少
の変化に対して印刷性への影響が少ないため、量産時の
安定性がある。また、フォトレジストによるストライプ
パターンの形成によりストライプパターンの幅や平行直
線性の精度がよいため、電子源の抵抗値を安定化でき
る。

【００２８】また、フォトレジストによるストライプパ
ターンの形成によりストライプパターンの幅の制御範囲
が広がり、特に狭い幅への対応が可能になり電子放出素
子設計の自由度が広くなる。

【００２９】以下、図面を参照しながら本発明を説明す
る。図１は、本発明の好ましい形態である表面伝導型電
子放出素子の電極の１例を示す模式図(本発明の特徴を
最もよく表す図)である。図２は、図１に示す対向する
素子電極の一つの部分拡大図である。図３は、図２の断
面図である。図４は、本態様の表面伝導型電子放出素子
電極の製造方法の１例を示す模式図である。

【００３０】図１において、００１,００２は対向する
素子電極、００３はレジストパターン、００４は対向す
る素子電極間の図面上の中心位置(電子源の図面上の中
心位置であり以後、「図面上の中心位置」とする)、００
５,００６は図面上の中心位置の縦横ピッチ、００７,０
０８は素子電極間距離、００９,０１０,０１１,０１２
は対向する電極の左右電極の縦横サイズである。

【００３１】図２において、０１３は対向する素子電極
間距離、０１４は対向する電極の平行直線な対向する
辺、図３において、０１５はレジストパターンの厚さ、
０１６は乾燥前の素子電極、０１７は焼成後の素子電
極、０１８はガラス基板、図４において、０１９はレジ
スト層である。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様を具体的
に説明する。本発明に用いたフォトレジストによるパタ
ーニングは一般的には半導体やプリント基板等に用いら
れる。フォトレジスト層０１９はガラス基板０１８にス
ピンコーターやロールコーターにより、仮乾燥前の素子
電極０１６の印刷厚さもしくはそれ以上の厚さに均一に
塗布され、フォトマスクを用いて必要な幅に露光(図４
(ａ-１),(ｂ-１)参照)する。露光後、エッチングして必
要なパターン(本発明ではストイライプ)を形成(図４(ａ
-１),(ｂ-２)参照)する。

【００３３】ここでオフセット印刷におけるブランケッ
トラバー表面と印刷版およびワーク表面の摺動接触と、
インキのブランケットへの受理およびワークへの転移に
ついて述べる。

【００３４】今、一般的な平台校正機型オフセット印刷
装置を図１０１に示す。実際の印刷手順は前項に説明し
た通りである。ここで印刷版は金属板の表面をホトリソ
エッチングによってパターンを食刻した金属凹版を用い
てる。この金属凹版の凹部に充填されたインキを摺動接
触してきたブランケットが受理し、さらにブランケット
がガラスワークに摺動接触することにより、インキはガ
ラスワーク上に転移され、印刷パターンが形成される。

【００３５】なお、ブランケットの摺動面に対する金属
凹版、ガラスワークの高さは調整可能な機構を有してい
る。この機構によって、ブランケットラパーの金属凹版
への押し込み量で決定される版圧、およびガラスワーク
への押し込み量で決定される印圧が調整可能となる。実
際の印刷工程において版圧、印圧は適宜決定される。

【００３６】この一連の工程の中のブランケット摺動は
ブランケット胴の両端に固定されているギャーど印刷版
とワークステージの両端に配置されたラックギャーの噛
み合いによって運動する。

【００３７】このような方法によりレジストパターンが
形成された基板に素子電極材料を印刷(図４(ａ-３),(ｂ
-３)参照)し、仮乾燥した後剥離液によりレジストパタ
ーンを剥離するか、またはレジストパターンが素子電極
の材料の焼成温度で分解する場合は、そのまま、印刷→
乾燥基板を焼成(図４(ａ-４),(ｂ-４)参照)する。

【００３８】形成された対向する素子電極は、左右の電
極のサイズ００９と０１１および０１０と０１２に多少
の違いが生じても、また、隣の電極との距離００７や０
０８に多少の違いを生じても図面上の中心位置００４は
フォトプロセスの位置精度により形成されたレジストパ
ターン上にある。また、レジスト厚さ０１５は乾燥前の
素子電極０１６の厚さ以上に厚くする。焼成後の素子電
極０１７の厚さは、焼成により有機分が昇華し体積が収
縮する。

【００３９】

【実施例】以下、図面に基づいて実施例により本発明の
詳細を説明するが、本発明はこれらによってなんら限定
されるものではない。

【００４０】［実施例１］１.８μｍの青板ガラスにネ
ガ型レジストＢＭＲＣ-１０００(東京応化工業)をエチ
ルセルソルブで希釈して固形分濃度を３０％とし、スピ
ンコーティン(３０００ＲＰＭ,２５ｓｅｃ)により塗布
し、８０℃で１０分間焼成した結果、２.５μｍの膜厚
に形成した。次に、４００μｍおきに線幅２０μｍのパ
ターンを持つマスクで露光し、現像により余分なレジス
トを除去した。

【００４１】次に、このガラス基板のレジストパターン
上に有機金属からなる粘度２５００ｃｐのＰtレジネー
トインク(エヌイーケムキャット)を２００μｍ×２００
μｍのパターンで深さ８μｍの凹版を用いてオフセット
印刷により乾燥前で約２μｍの膜厚に素子電極を形成し
た。次に、８０℃で１０分間乾燥した後、液温６０℃の
専用剥離液を用いてレジストを剥離した。さらに、ＩＰ
Ａでリンスを行った。次に、このガラス基板を約５８０
℃の焼成炉により約６０分焼成した。

【００４２】本実施例１により形成した、対向する素子
電極の中心位置は、４８０×４８０のマトリクスにおい
て対角位置で図面上の中心位置とのずれは±２μｍ以下
であった。また、対向する素子電極の間隔は２０μｍ±
０.２μｍとなり、平行直線が形成でき、素子電極間の
短絡等の欠陥は発生しなかった。膜厚は８５０ű１５
０Åであった。

【００４３】［実施例２］１.８μｍの青板ガラスにネ
ガ型レジストＢＭＲＣ-１０００(東京応化工業)をエチ
ルセルソルブで希釈して固形分濃度を３０％とし、スピ
ンコーティン(３０００ＲＰＭ２５ｓｅｃ)により塗布
し、８０℃で１０分間焼成した結果、２.５μｍの膜厚
に形成した。次に、４００μｍおきに線幅２０μｍのパ
ターンを持つマスクで露光し、現像により余分なレジス
トを除去した。

【００４４】次に、このガラス基板のレジストパターン
上に有機金属からなる粘度２５００ｃｐのＰtレジネー
トインク(エヌイーケムキャット)を２００μｍ×２００
μｍのパターンで深さ８μｍの凹版を用いてオフセット
印刷により乾燥前で約２μｍの膜厚に素子電極を形成し
た。次に、８０℃で１０分間乾燥した後、このガラス基
板を約５８０℃の焼成炉により約６０分焼成した。この
焼成でレジストパターンは燃焼除去された。

【００４５】本実施例２により形成した対向する素子電
極の中心位置は、４８０×４８０のマトリクスにおいて
対角位置で図面上の中心位置とのずれは±２μｍ以下で
あった。また対向する素子電極の間隔は２０μｍ±０.
２μｍとなり、平行直線が形成でき、素子電極間の短絡
等の欠陥は発生しなかった。膜厚は８５０ű１５０Å
であった。また本実施例によりレジストパターンの剥離
工程が省略できた。

【００４６】［実施例３］実施例２と同様にして、１.
８μｍの青板ガラスにネガ型レジストＢＭＲＣ-１００
０(東京応化工業)をエチルセルソルブで希釈して固形分
濃度を３０％とし、スピンコーティン(３０００ＲＰＭ,
２５ｓｅｃ)により塗布し、８０℃で１０分間焼成した
結果、２.５μｍの膜厚に形成した。

【００４７】次に、４００μｍおきに線幅２０μｍのパ
ターンを持つマスクで露光し、現像により余分なレジス
トを除去した。次に、このガラス基板のレジストパター
ン上に有機金属からなる粘度１０００ｃｐのＰtレジネ
ートインク(エヌイーケムキャット)を２００μｍ×２０
０μｍのパターンで深さ８μｍの凹版を用いてオフセッ
ト印刷により乾燥前で約２μｍの膜厚に素子電極を形成
した。次に、８０℃で１０分間乾燥した後、このガラス
基板を約５８０℃の焼成炉により約６０分焼成した。こ
の焼成でレジストパターンは燃焼除去された。

【００４８】本実施例３により形成した対向する素子電
極の中心位置は、４８０×４８０のマトリクスにおいて
対角位置で図面上の中心位置とのずれは±２μｍ以下で
あった。また、対向する素子電極の間隔は２０μｍ±
０.２μｍとなり、平行直線が形成でき、素子電極間の
短絡等の欠陥は発生しなかった。膜厚は８００ű５０
Åであった。また本実施例でも、レジストパターンの剥
離工程が省略できた。

【００４９】［実施例４］実施例２と同様にして、１.
８μｍの青板ガラスにネガ型レジストＢＭＲＣ-１００
０(東京応化工業)をエチルセルソルブで希釈して固形分
濃度を３０％とし、スピンコーティン(３０００ＲＰＭ,
２５ｓｅｃ)により塗布し、８０℃で１０分間焼成した
結果、２.５μｍの膜厚に形成した。次に、４００μｍ
おきに線幅１０μｍのパターンを持つマスクで露光し、
現像により余分なレジストを除去した。

【００５０】次に、このガラス基板のレジストパターン
上に有機金属からなる粘度２５００ｃｐのＰtレジネー
トインク(エヌイーケムキャット)を２００μｍ×２００
μｍのパターンで深さ８μｍの凹版を用いてオフセット
印刷により乾燥前で約２μｍの膜厚に素子電極を形成し
た。次に、８０℃で１０分間乾燥した後、このガラス基
板を約５８０℃の焼成炉により約６０分焼成した。この
焼成でレジストパターンは燃焼除去された。

【００５１】本実施例４により形成した対向する素子電
極の中心位置は、４８０×４８０のマトリクスにおいて
対角位置で図面上の中心位置とのずれは、±２μｍ以下
であった。また、対向する素子電極の間隔は２０μｍ±
０.２μｍとなり、平行直線が形成でき、素子電極間の
短絡等の欠陥は発生しなかった。膜厚は８５０ű１５
０Åであった。

【００５２】［実施例５］実施例２と同様にして、１.
８μｍの青板ガラス１０００枚に対向する素子電極を形
成した。

【００５３】本実施例５により形成した１０００枚のガ
ラス基板の対向する素子電極の中心位置は繰返し再現性
がよく、４８０×４８０のマトリクスにおいて対角位置
で図面上の中心位置とのずれは、±２μｍ以下であっ
た。また、一枚につき９点(上・中・下×右・中・左)の対向
する素子電極の間隔の一枚の平均値は全て２０μｍ±
０.２μｍ以内となり、平行直線が形成でき、素子電極
間の短絡等の欠陥は発生しなかった。膜厚は８５０ű
１５０Åであった。これにより、量産安定性が確認でき
た。

【００５４】［実施例６］実施例１〜４によって形成し
た素子電極に対して配線とＰd微粒子からなる薄膜を形
成することによって電子源基板を作製した。

【００５５】図５において、４０１は青板ガラスからな
る電子源基板。４０５,４０６はＡgペーストインキの印
刷焼成で得られた厚み約７ミクロンの印刷配線である。
素子電極４０２,４０３は印刷配線４０５,４０６と各々
接続している。４０４は有機金属溶液の塗布焼成で得ら
れた厚み約２００オングストロームのＰd微粒子からな
る薄膜で素子電極４０２,４０３およびその電極間隔部
に配置するようにＣr薄膜のリバースエッチ法によって
パターニングした。４０７,４０８はメッキ配線で、印
刷配線４０５,４０６上に厚み約５０ミクロン、幅１０
０ミクロンのＣuメッキによって形成した。

【００５６】また４０９は青板ガラスからなるガラス基
板で、電子源基板４０１と５ミリメートル隔たれて対向
している。４１０は蛍光体で、基板４０９上に配置され
ており、対向した電子源基板４０１上に配置された素子
電極４０２,４０３からなる電極間隔部に対応した位置
に形成されている。蛍光体４１０は感光性樹脂を蛍光体
を混ぜてスラリー状とし、塗布乾燥した後ホトリソグラ
フィ法によってパターニング形成したものである。４１
１は蛍光体４１０上にフィルミング行程を施した後、真
空蒸着によって厚み約３００オングストロームのＡl薄
膜を成膜し、これを焼成してフィルム層を焼失すること
によって得られたメタルバックである。以上の、蛍光体
およびメタルバックをガラス基板４０９上に形成したも
のをフェースプレートと呼ぶ。４１３は素子基板とフェ
ースプレート間に配置されたグリッド電極である。以上
を真空外囲器の中に配置した後、メッキ配線４０７,４
０８間に電圧を印加して薄膜４０４の通電処理を行い電
子放出部４１２を得た。

【００５７】この後メタルバック４１１をアノード電極
として電子の引き出し電圧３ｋＶを印加し、メッキ配線
４０７,４０８間を通して素子電極４０２,４０３から電
子放出部４１２へ１４Ｖの電圧を印加したところ、電子
が放出された。この放出電子をグリッド４１３の電圧を
変化させることによって変調し、蛍光体４１０へ照射さ
れる放出電子量を調整することができた。これにより蛍
光体４１０を任意に発光させ画像を表示できた。

【００５８】［実施例７］実施例１〜４によって作製し
た素子電極により形成された電子源とマトリックス配線
を組み合わせて表面伝導形電子放出素子を作成した。

【００５９】図６(ａ)〜(ｆ)は本実施例の素子基板の製
造行程を示した上面図である。図６(ｆ)において不図示
の青板ガラス基板上に対して、電子放出素子を３個×３
個、計９個のマトリックス状に配線と共に形成した例で
示す。本図において５０１は下層印刷配線、５０２は下
層印刷配線５０１に並列した印刷パッドであり、下層印
刷配線５０１と同一行程で印刷金属ペーストの焼成によ
って形成される。５０３は印刷ガラスペーストの焼成に
よって形成された下層印刷配線に対して直交した短冊状
の絶縁層であり、印刷パッド５０２との交差中央部で５
０４のコンタクトホールの開口を有している。５０５は
上層印刷配線であり、メッキ配線５０６の下層となるた
め図面上は露出していない。上層印刷配線５０５は絶縁
層５０３上の短冊状であり、コンタクトホール５０４に
よって印刷パッド５０２と電気的に接続しており、印刷
金属ペーストの焼成によって形成される。５０７,５０
８は素子電極であり、下層印刷配線５０１と印刷パッド
５０２とに各々接続しており、実施例１〜４によって形
成される。５０９は電子放出材であるＰd微粒子からな
る薄膜であり素子電極５０７,５０８および電極間隔に
配線形成される。５０９はこの電極間隔部の薄膜部位を
示めしており、後述する電子放出部となる部分である。
５０６はメッキ配線であり上層印刷配線５０５上に短冊
状でメッキ法によって形成される厚み約１００ミクロン
の金属配線である。

【００６０】以下、図６(ａ)〜(ｆ)を用いて本素子基板
の製造方法を順に説明する。まず、よく洗浄した青板ガ
ラスからなる基板上に実施例１〜４によって平均厚み約
８００〜８５０ÅのＰt素子電極５０７,５０８をパター
ン形成(図６(ａ)参照)した。

【００６１】次にＡgペーストインキをスクリーン印刷
し、焼成して幅１００ミクロン、厚み７ミクロンの下層
印刷配線５０１および印刷パッド５０２を形成した。こ
のとき、配線５０１および印刷パッド５０２は素子電極
５０７,５０８と各々電気的に接続(図６(ｂ)参照)され
る。次に、ガラスペーストインキをスクリーン印刷し、
焼成して幅２００ミクロン厚み約２０ミクロンの絶縁層
５０３と、開口寸法５０ミクロン角のコンタクトホール
５０４を形成(図６(ｃ)参照)した。

【００６２】さらに、絶縁層５０３上にＡ９ペーストイ
ンキをスクリーン印刷し、焼成して幅１００ミクロン厚
み１０ミクロンの上層印刷配線５０５を形成した。この
ときコンタクトホール５０４を通じて上層印刷配線５０
５と印刷パッド５０２は電気的に導通する。また、後工
程のメッキ配線形成によって、コンタクトホールでの充
分なステップカバーが実現(図６(ｄ)参照)される。

【００６３】次に薄膜５０９を配置したくない部分にス
パッタ法によりＣrを成膜した後、ホトリソエッチング
法によってＣrパターンを作製し、その後有機パラジュ
ウム溶液(奥野製薬(株)キャタペーストＣＣＰ４２３０)
を塗布、焼成してＰd微粒子膜を得る。さらに、Ｃrパタ
ーンをリバースエッチして薄膜５０９を素子電極５０
７、５０８と電極間隔部にパターニング形成(図６(ｅ)
参照)する。

【００６４】次に、上層印刷配線５０５を露出させた形
にメッキレジストをホトリソグラフィ法により形成し、
上層印刷配線５０５に通電してこの部分にＣuの電解メ
ッキを厚み１００ミクロン実施する。メッキレジストを
剥離することにって素子基板が製造される。このとき、
コンタクトホール５０４部分においてＣuメッキ膜は充
分にコンタクトホール５０４内にも推積成長して、印刷
パッド５０２と上層印刷配線５０５とは充分な電気的導
通(図６(ｆ)参照)が得られた。

【００６５】本素子基板を４０センチメートル角基板上
に、４８０個×４８０個の電子放出素子をマトリックス
状に配置してＲ,Ｇ,Ｂに対応する各蛍光体を有するフェ
イスプレートと共に真空外囲器内に配置した。この後、
電子放出素子の通電処理を行った後、本素子基板の上層
印刷配線には１４Ｖの任意の電圧信号を下層印刷配線に
は０Ｖの電位を順次印加走査しそれ以外の下層印刷配線
は７Ｖの電位とした。フェースプレートのメタルバック
に３ｋＶのアノード電圧を印加したところ、任意の画像
を表示することができた。このときの電子放出素子と蛍
光体の位置ズレによって生ずる蛍光輝点のクロストーク
はなかった。また、特に実施例３および４による素子電
極によるものは、輝度ムラが少なく平均輝度も大きかっ
た。

【００６６】本工程において印刷配線の印刷焼成前に素
子電極５０７,５０８を作製する。しかし、この素子電
極は印刷焼成工程を一度経ているため、同様な印刷配線
焼成では素子電極の熱ダメージは発生しなかった。ま
た、下層印刷配線５０１と印刷パッド５０２は基板上の
同一形成層であり、素子電極５０７,５０８とのコンタ
クトは素子電極５０７,５０８が段差のない基板上で形
成され、印刷配線５０１と印刷パッド５０２に接続する
ため途中で断線することはなかった。

【００６７】

【発明の効果】上記のように、本発明の表面伝導型電子
放出素子の電極により、(１)フェイスプレートの蛍光体
と電子源の相対位置精度の向上が可能なこと、(２)素子
電極の短絡等の欠陥が減少すること、(３)インクの粘度
の制御による微細な電極間スペースの形成の必要性がな
いためインク粘度の使用範囲が広がりレベリング性のよ
いインクを使用できるため膜厚のばらつきが減少し、輝
度バラツキが減少すること、(４)同様に微細な電極間ス
ペースの形成の必要性がないため、インクやブランケッ
ト物性の多少の変化に対して印刷性への影響が少なく、
量産時の安定性が確保されること、(５)フォトレジスト
によるストライプパターンの形成により、ストライプパ
ターンの幅や平行直線性の精度がよいため、電子源の抵
抗値を安定化でき、輝度バラツキが減少すること、(６)
フォトレジストによるストライプパターンの形成により
ス、トライプパターンの幅の制御範囲が広がり、特に狭
い幅への対応が可能になり、表面伝導型電子放出素子設
計の自由度が広くなること、(７)さらには、低電圧によ
る駆動も可能になること、等々多くの優れた効果が奏さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の特徴を最もよく表す模式図。

【図２】本発明の特徴を最もよく表す図１の部分拡大
図。

【図３】本発明の特徴を表す図２の模式断面図。

【図４】本発明の特徴を表す表面伝導型電子放出素子の
電極の製造方法を表す模式説明図。

【図５】本発明の実施例(実施例６)の画像形成装置を示
す模式断面図。

【図６】本発明の実施例(実施例７)の画像形成装置を示
す模式上面図。

【図７】(従来の)オフセット印刷装置を示す模式図。

【図８】(従来の)オフセット印刷工程を示す模式説明
図。

【図９】従来の表面伝導型電子放出素子を示す模式上面
図。

【図１０】表面伝導型電子放出素子を示す模式図。

【符号の説明】

００１,００２,４０２,４０３,５０７,５０８ 素子
電極 ００３ レジストパターン ００４ 素子電極間の図面上の中心位置 ００５ 図面上の中心位置の縦ピッチ ００６ 図面上の中心位置の横ピッチ ００７,００８ 素子電極間距離 ００９,０１１ 素子電極の縦サイズ ０１０,０１２ 素子電極の横サイズ ０１３ 対向する素子電極間距離 ０１４ 対向する辺 ０１５ レジストパターンの厚さ ０１６ 乾燥前の素子電極 ０１７ 焼成後の素子電極 ０１８ ガラス基板 ０１９ レジスト層 １０１ インキ練り台 １０２ 版定盤 １０３ ワーク定盤 １０４ インキローラー １０５ 凹版 １０６ ワーク １０７ インキ １０８ 本体フレーム １０９,１１０ ラックギヤー １１１,１１２ ギヤー １１３ ブランケット １１４,１１５ キャリッジ １１６ クランクアーム １１７ ブレード ２０１ 基板 ２０２,２０３ 電極 ２０４ 導電性薄膜 ２０５,３０５,５１０ 電子放出部 ３０１ 絶縁性基板 ３０２,３０３ 電極 ３０４ 微粒子電子放出材からなる薄膜 ４０１ 電子源基板 ４０４ 微粒子電子放出薄膜 ４０５,４０６ 印刷配線 ４０７,４０８ メッキ配線 ４０９ ガラス基板 ４１０ 蛍光体 ４１１ メタルバック ４１２ 電子放出部 ４１３ グリッド電極 ５０１ 下層印刷配線 ５０２ 印刷パッド ５０３ 絶縁層 ５０４ コンタクトホール ５０５ 上層印刷配線 ５０６ メッキ配線 ５０９ 電子放出薄膜

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に設けられた一対の電極の対向す
   る一辺が、平行且つ直線である電極間に電圧を印加する
   ことにより電子を発生させ、前記基板に対向して設けら
   れた対向基板上の蛍光体に前記電子を照射し、該蛍光体
   を発光せしめることにより画像を形成する、画像形成装
   置の電子放出素子の電極において、前記一対の電極の電
   極間隔に等しい幅を有するフォトレジストのストライプ
   パターン上に電極材料を印刷し、その後フォトレジスト
   を除去することにより前記一対の対向する電極が形成さ
   れてなることを特徴とする、電子放出素子の電極。
2. 【請求項２】 前記電極材料の焼成温度でストライプパ
   ターンのフォトレジストが昇華除去されてなることを特
   徴とする、請求項１記載の電子放出素子の電極。
3. 【請求項３】 基板上に設けられた一対の電極の対向す
   る一辺が、平行且つ直線である電極間に電圧を印加する
   ことにより電子を発生させ、前記基板に対向して設けら
   れた対向基板上の蛍光体に前記電子を照射し、該蛍光体
   を発光せしめることにより画像を形成する、画像形成装
   置の電子放出素子の電極を製造する方法において、前記
   一対の電極の電極間隔に等しい幅を持つフォトレジスト
   のストライプパターン上に電極材料を印刷し、その後フ
   ォトレジストを除去することにより前記一対の対向する
   電極を形成することを特徴とする、電子放出素子の電極
   の製造方法。
4. 【請求項４】 前記電極材料の焼成温度でストライプパ
   ターンのフォトレジストを昇華除去することを特徴とす
   る、請求項３記載の電子放出素子の電極の製造方法。