JPH10312743A

JPH10312743A - 電子放出素子、電子源基板および画像形成装置の製造方法

Info

Publication number: JPH10312743A
Application number: JP13446797A
Authority: JP
Inventors: Seiji Mishima; 誠治三島; Kazuya Shigeoka; 和也重岡; Mitsutoshi Hasegawa; 光利長谷川; Kazuhiro Mitsumichi; 和宏三道
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-05-09
Filing date: 1997-05-09
Publication date: 1998-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストで且つ容易に大面積に膜厚の一様な
素子電極を形成し均一な表面伝導型電子放出素子および
それを有する電子源基板、画像形成装置の製造方法を提
供する。【解決手段】対向する素子電極間を連絡する導電性薄
膜に電子放出部を有する電子放出素子の製造方法におい
て、素子電極形成材料を含む溶液で構成される液滴を絶
縁基板上の所定の位置に付与する工程と、該素子電極間
に、導電性薄膜形成材料を含む液滴を付与する工程と、
これらの液滴を同時に焼成して、素子電極および導電性
薄膜を形成する工程と、該導電性薄膜の一部に電子放出
部を形成する工程とを有することを特徴とする電子放出
素子の製造方法。

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、電
子源基板および画像形成装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より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．Ｄｏｒａｎ：“ＦｉｅｌｄＥｍｉｓｓｉｏ
ｎ”，ＡｄｖａｎｃｅｉｎＥｌｅｃｔｒｏｎＰｈｙ
ｓｉｃｓ，８，８９（１９５６）］あるいは［Ｃ．Ａ．
Ｓｐｉｎｄｔ：“ＰｈｙｓｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉ
ｅｓｏｆｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｆｉｅｌｄｅｍｉ
ｓｓｉｏｎｃａｔｈｏｄｅｓｗｉｔｈｍｏｌｙｂｄ
ｅｎｉｕｍｃｏｎｅｓ”，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：“Ｏｐ
ｅｒａｔｉｏｎｏｆＴｕｎｎｅｌ−Ｅｍｉｓｓｉｏ
ｎＤｅｖｉｃｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３
２，６４６（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：ＲａｄｉｏＥｎｇ．Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎＰｈｙｓ．，１０，１２９０（１９６
５）］等に開示されたものがある。

【０００４】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：Ｔｈ
ｉｎＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓ，９，３１７（１９７
２）］、Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂薄膜によるもの［Ｍ．Ｈ
ａｒｔｗｅｌｌａｎｄＣ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：ＩＥ
ＥＥＴｒａｎｓ．ＥＤＣｏｎｆ．，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。

【０００５】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１４
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
置および形状は、不確定なため模式的に表わしてある。

【０００６】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、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。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。

【０００７】図１５は、特開平２−５６８２２号に開示
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。この電子放出素子基板の製造方法と
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。

【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、工
程数が多く、現行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った。そ
こで本出願人らは、表面伝導型電子放出素子およびそれ
を有する電子源基板、画像形成装置、およびそれらの製
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
して素子電極を形成し、その素子を絶縁基板上にマトリ
ックス状に配列した電子源基板を検討している。

【０００９】この検討の結果、電子源基板の作製手順
が、以下の（１）〜（４）の順番で行われる場合に以下
のような問題点を見出した。（１）素子電極となる導電性物質を含む液滴を、インク
ジェット方式にて基板に付与する。（２）基板全体を焼成し、付与された液滴に含まれる溶
媒を蒸発させ、素子電極を作製する。（３）列方向配線、絶縁層、行方向配線を印刷工程もし
くはフォトリソグラフィ工程にて作製する。（４）電子放出部が形成される導電性薄膜を導電性薄膜
の構成元素を含む液滴をインクジェット方式にて基板に
付与した後、焼成することによって作製する。

【００１０】このような手法においては、高温（３００
〜６００℃）の工程を素子電極、導電膜を作製する際に
経験するため、基板の変形が増したり、作製コストの増
大につながっていた。それを防ぐために導電膜を真空蒸
着とフォトリソグラフィ法の組み合わせで作製すること
も提案されているが、この方法は作製コスト、歩留まり
の双方で大型基板作製には不適である。

【００１１】さらに、素子電極の表面は、電子放出部が
形成される導電性薄膜との間に良好な接合を確保するた
めに表面状態を可能な限り均一かつ清浄な状態にしてい
く必要があるが、素子電極を作製した後の行配線、絶縁
層、列配線を作製していく過程でそれが損なわれること
があり、基板作成における歩留まりの低下を招いてい
た。

【００１２】そこで本発明の目的は、低コストで且つ容
易に大面積に膜厚の一様な素子電極を形成し均一な表面
伝導型電子放出素子およびそれを有する電子源基板、画
像形成装置の製造方法を提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成すべくなされた本発明の電子放出素子基板の製造方法
は、上述した課題を解決するために鋭意検討を行って成
されたものである。すなわち、本発明は、対向する素子
電極間を連絡する導電性薄膜に電子放出部を有する電子
放出素子の製造方法において、素子電極形成材料を含む
溶液で構成される液滴を絶縁基板上の所定の位置に付与
する工程と、該素子電極間に、導電性薄膜形成材料を含
む液滴を付与する工程と、これらの液滴を同時に焼成し
て、前記素子電極および前記導電性薄膜を形成する工程
と、該導電性薄膜の一部に電子放出部を形成する工程と
を有することを特徴としている。通常、素子電極形成材
料または導電性薄膜形成材料を含む溶液とは、それぞれ
素子電極形成材料を含む有機金属の溶液、または導電性
薄膜形成材料を含む有機金属の溶液である。

【００１４】この、素子電極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。また、本発明により製造される一対の素子電
極のギャップ幅、および素子電極のそれぞれの幅は液滴
を付与するピッチによって制御でき、一対の素子電極の
それぞれの幅はノズル列のノズルの数によっても制御で
き、その膜厚は液滴の量および／または数によって制御
することができる。また、上述の方法により一対の素子
電極を形成する工程ならびにそれらに配線する工程と該
一対の素子電極間を連絡する導電性薄膜を形成する工程
と該導電性薄膜に通電処理を行って電子放出部を形成し
て電子放出素子を製造できる。

【００１５】本発明において、これらの素子電極形成材
料を含む有機金属の溶液および導電性薄膜形成材料を含
む有機金属の溶液は、上述のように同時に焼成されるた
め、それぞれの含有金属への熱分解温度は、実質的に同
じであることが好ましい。

【００１６】また、上述の方法により複数個の一対の素
子電極を形成する工程ならびにそれらを配線によって接
続する工程と該一対の素子電極間を連絡する導電性薄膜
を形成する工程と該導電性薄膜に通電処理を行って電子
放出部を形成して複数個の電子放出素子を形成した電子
源を製造できる。

【００１７】また、上述の方法により複数個の一対の素
子電極を形成する工程ならびにそれらを配線によって接
続する工程と該一対の素子電極間を連絡する導電性薄膜
を形成する工程と該電子源となるリアプレートと螢光膜
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る工程と該導電性薄膜に通電処理
を行って電子放出部を形成して複数個の電子放出素子を
形成し電子源とする工程を行い表示パネルとすることが
できる。

【００１８】また、上述の方法により複数個の一対の素
子電極を形成する工程ならびにそれらを配線によって接
続する工程と該一対の素子電極間を連絡する導電性薄膜
を形成する工程と該電子源とな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る工程と該導電性薄膜に通電処理
を行って電子放出部を形成して複数個の電子放出素子を
形成し電子源とする工程を行い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接続させることを
特徴とする画像形成装置を製造することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
を説明する。平面型表面伝導型電子放出素子について図
６で説明する。図６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’断面図である。図６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。

【００２０】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およびアル
ミナ等のセラミックス基板等を用いることができる。対
向する素子電極２、３の材料としては、一般的な導電材
料を用いられ、例えばＮｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐ
ｔ、Ｔｉ、Ａｌ、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、Ｉｎ₂
０₃ −ＳｎＯ₂ 等の透明導電体およ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。

【００２１】素子電極２、３間の間隔Ｌ１は好ましくは
数百Åないし百μｍ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は数μｍ
ないし数十μｍである。素子電極２、３の幅Ｗ１は電極
の抵抗値および電子放出特性から、数μｍないし数百μ
ｍであり、また素子電極２、３の膜厚ｄは、数百Åない
し数μｍ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。

【００２２】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およ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Åないし数千Åで、特に好
ましくは１０Åないし５００Åである。そのシート抵抗
値は、１０³ 〜１０⁷ Ω／□である。

【００２３】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
ｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃ 、ＰｂＯ、Ｓｂ₂Ｏ₃ 等の酸化物、Ｈ
ｆＢ₂ 、ＺｒＢ₂ 、ＬａＢ₆ 、ＣｅＢ₆ 、ＹＢ₄ 、Ｇｄ
Ｂ₄ 等の硼化物、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、Ｓ
ｉＣ、ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ、ΖｒＮ、ＨｆＮ等の窒
化物、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体、カーボン等があげられ
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Åから数千Åであり、好まし
くは１０Åから２００Åである。

【００２５】図１（ａ〜ｇ）は、それぞれ本発明に係る
電子源基板の製造方法を示す平面図およびそれらのＡ−
Ａ’断面図、図３は本発明の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平面図およびＡ−
Ａ’断面図である。図１および図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。
また、図１の１０および１１はそれぞれＸ方向配線およ
びＹ方向配線、２１は液滴付与装置、８は液滴である。

【００２６】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等を用いることができ
る。

【００２７】このインクジェット装置の具体例を図１
６、図１７に示す。図１６は、バブルジェット方式のイ
ンクジェット装置を示し、同図において、２２１は基
板、２２２は熱発生部、２２３は支持基板、２２４は液
流路、２２５は第１ノズル、２２６は第２ノズル、２２
７はインク流路間隔壁、２２８、２２９はインク液室、
２２１０、２２１１はインク液の供給口、２２１２は天
井板をそれぞれ示す。

【００２８】また、図１７はピエゾジェット方式のイン
クジェット装置を示し、同図において、２３１はガラス
製第１ノズル、２３２はガラス製第２ノズル、２３３は
円筒型ピエゾ、２３４はフィルター、２３５、２３６は
インク液供給チューブ、２３７は電気信号入力端子をそ
れぞれ示す。なお、図１６、１７において、ノズルを２
本で示したが、これに限るものではない。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。

【００２９】以下、本発明に係る電子放出素子を形成し
て電子源基板を作成する方法について詳細に説明する。
まずはじめに、絶縁性基板１を有機溶剤等で充分洗浄し
乾燥させた後、列方向配線１０（図１（ａ））、絶縁膜
６（図１（ｂ））ともう一方の素子電極と接続する行方
向配線１１（図１（ｃ))、を順次形成する。

【００３０】次に上記基板に液滴付与装置７を用いて素
子電極２、３を形成する材料を含有した溶液の液滴８を
それぞれが行方向配線１０または列方向配線１１と接続
するように順次付与し（図１（ｄ））、液的に含まれる
溶媒を蒸発させる。この際に１００℃程度で短時間の熱
処理を加えてもよい。

【００３１】さらに液滴付与装置２１を用い、導電性薄
膜を形成する材料を含有した溶液の液滴２２を付与し
（図１（ｅ））、３００〜４００℃で焼成することによ
って素子電極２，３および導電性薄膜４をそれぞれ形成
する（図１（ｆ））。

【００３２】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Åないし数百Å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およびその近傍の導電
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。

【００３３】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１（ｇ））。通電フォー
ミングの電圧波形の例を図７に示す。電圧波形は、パレ
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７（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７
（ｂ））について説明する。

【００３４】図７（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り、Ｔ１を１μ秒〜１
０ｍ秒、Ｔ２を１０μ秒〜１００ｍ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。図７（ｂ）における
Ｔ１およびＴ２は、図７（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。

【００３５】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
Ω以上の抵抗を示した時に通電フォーミング終了とす
る。

【００３６】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、素子上を流れる電流を測定した
素子電流、および素子から放出される電流を測定した放
出電流を著しく変化させる処理である。活性化工程は素
子電流、放出電流を測定しながら、例えば放出電流が飽
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。

【００３７】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５００Å以下が好ましく、より
好ましくは３００Å以下である。

【００３８】こうして作成した電子放出素子をフォーミ
ング工程およ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。なお、フォー
ミング工程およ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、放出
電流を安定化させることが可能になる。

【００３９】次に本発明の画像形成装置の製造方法につ
いて述べる。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。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。図５は、図３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
平面図およびそのＡ−Ａ’断面図である。

【００４０】以下、本発明に係る電子源の構成につい
て、図８を用いて説明する。図８において、７１は電子
源基板、７２はＸ方向配線、７３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。

【００４１】同図において電子源基板７１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７２は、Ｄｘ１、Ｄｘ
２、．．Ｄｘｍからなり、Ｙ方向配線７３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７２とｎ本のＹ方向配線７３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）。

【００４２】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
る。さらに表面伝導型電子放出素子７４がｍ本のＸ方向
配線７２とｎ本のＹ方向配線７３と結線７５によって電
気的に接続されている。

【００４３】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。また、
詳しくは後述するが、前記Ｘ方向配線７２には、Ｘ方向
に配列する表面伝導型放出素子７４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。

【００４４】一方、Ｙ方向配線７３にはＹ方向に配列す
る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。

【００４５】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。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。

【００４６】次に、以上のようにして作成したマトリク
ス型配置電子源基板を用いた画像形成装置について、図
９と図１０および図１１を用いて説明する。図９は画像
形成装置の表示パネルの基本構成図であり、図１０は、
図９の画像形成装置に使用される蛍光膜の模式図であ
る。図１１はＮＴＳＣ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。図９において８１は表面
伝導型電子放出素子を複数配した電子源基板、９１は電
子源基板８１を固定したリアプレート、９６はガラス基
板９３の内面に蛍光膜９４とメタルバック９５等が形成
されたフェースプレートである。９２は支持枠であり、
リアプレート９１、支持枠９２およびフェースプレート
９６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℃で１０分以上焼成することで封着
して外囲器９８を構成する。

【００４７】図９において、５は図１における電子放出
部に相当する。８２、８３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方向配線およびＹ方向
配線である。外囲器９８は、上述の如くフェースプレー
ト９６、支持枠９２、リアプレート９１で構成される。
リアプレート９１は主に電源基板８１の強度を補強する
目的で設けられるため、電子源基板８１自体で十分な強
度を持つ場合は別体のリアプレート９１は不要であり、
電子源基板８１に直接支持枠９２を封着し、フェースプ
レート９６、支持枠９２および電子源基板８１にて外囲
器９８を構成しても良い。またさらには、フェースプレ
ート９６、リアプレート９１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９８を構成することもできる。図
１０において、１０２は蛍光体である。蛍光膜９４（図
９）はモノクロームの場合は蛍光体１０２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１０１と蛍光体１０２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１０２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９４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
過およ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。

【００４８】また蛍光膜９４（図９）の内面側には通常
メタルバック９５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９６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９６には、更に蛍光膜９４の導
電性を高めるため蛍光膜９４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なう必要がある。

【００４９】外囲器９８は不図示の排気管を通じ、１０
^-7Ｔｏｒｒ程度の真空度にされ、封止が行なわれる。ま
た外囲器９８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９８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９８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な
いし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。

【００５０】次に、マトリクス型配置電子源基板を用い
て構成した画像形成装置に、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の概略
構成を図１１のブロック図を用いて説明する。図１１に
おいて、１１１は画像表示表示パネル、１１２は走査回
路、１１３は制御回路、１１４はシフトレジスタであ
る。１１５はラインメモリ、１１６は同期信号分離回
路、１１７は変調信号発生器、ＶｘおよびＶａは直流電
圧源である。

【００５１】以下、各部の機能を説明する。まず表示パ
ネル１１１は、端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍおよび端子
Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎおよび高圧端子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な
いしＤｏｘｍ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。

【００５２】−方、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。次に走査回路１１２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
たものである（図中、Ｓ１ないしＳｍで模式的に示して
いる）。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１１１の端子Ｄｏｘ１な
いしＤｏｘｍと電気的に接続するものである。Ｓ１ない
しＳｍの各スイッチング素子は制御回路１１３が出力す
る制御信号Ｔｓｃａｎ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。

【００５３】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。

【００５４】制御回路１１３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
作を整合させる働きをもつものである。次に説明する同
期信号分離回路１１６より送られる同期信号Ｔｓｙｎｃ
に基づいて各部に対してＴｓｃａｎ、ＴｓｆｔおよびＴ
ｍｒｙの各制御信号を発生する。

【００５５】同期信号分離回路１１６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１１６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１
１４に入力される。

【００５６】シフトレジスタ１１４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１１３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１１
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（表面伝導
型電子放出素子ｎ素子分の駆動データに相当する）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１１４より出力される。

【００５７】ラインメモリ１１５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１１３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Ｉｄ１ないしＩｄｎとして出力され変調信号
発生器１１７に入力される。

【００５８】変調信号発生器１１７は、前記画像データ
Ｉｄ１ないし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ないしＤｏｙｎを通じて表
示パネル１１１内の表面伝導型電子放出素子に印加され
る。

【００５９】本発明に関わる表面伝導型電子放出素子は
放出電流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、Ｖ
ｔｈ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。

【００６０】即ち、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、第一にはパ
ルスの波高値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。第二には、パルスの幅
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。

【００６１】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、電圧変調方式および
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１１７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。またパルス幅変調方式を実施するには、変調信号発
生器１１７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。

【００６２】以上に説明した一連の動作により本発明に
係る画像表示装置は表示パネル１１１を用いてテレビジ
ョンの表示を行なうことができる。なお、上記説明中特
に記載しなかったがシフトレジスタ１１４やラインメモ
リ１１５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なわれれば良い。デジ
タル信号式を用いる場合には同期信号分離回路１１６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１１６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１１５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１１７に用いられる回路が若干異なったものとな
る。

【００６３】まず、デジタル信号の場合について述べ
る。電圧変調方式において変調信号発生器１１７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１１７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）およ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。

【００６４】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１１７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。

【００６５】このような構成をとり得る本発明に係る画
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ないしＤｏｘｍ、Ｄｏｙ１ないしＤｏ
ｙｎ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９５、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９４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。

【００６６】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、詳細な部分は上述の内容に
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やＳＥＣ
ＡＭ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。

【００６７】次に、はしご型配置電子源基板および画像
形成装置について図１２および図１３を用いて説明す
る。図１２は、はしご型配置電子源基板の一例を示す模
式図である。図１２において、１２１は電子源基板、１
２２は表面伝導型電子放出素子、１２３のＤｘ１〜Ｄｘ
１０は、前記表面伝導型電子放出素子１２２に接続する
共通配線である。表面伝導型電子放出素子１２２は、基
板１２１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、はしご型配置電子源基板である。各素子行の共通配
線１２３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。

【００６８】図１３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。１３６はグ
リッド電極、１３２は電子が通過するため空孔、１３３
はＤｏｘ１，Ｄｏｘ２，．．．Ｄｏｘｍよりなる容器外
端子である。１３４は、グリッド電極１３６と接続され
たＧ１、Ｇ２、．．．．Ｇｎからなる容器外端子、１３
５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。図１３においては、図８、図９と
同一の符号は同一の部材を示す。前述の単純マトリクス
配置の画像形成装置（図９）との違いは、電子源基板９
１とフェースプレート９６の間にグリッド電極１３６を
備えているか否かである。

【００６９】グリッド電極１３６は、表面伝導型電子放
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１３２が設けられてい
る。グリッドの形状や設置位置は図１３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。

【００７０】容器外端子１３３およびグリッド容器外端
子１３４は、不図示の制御回路と電気的に接続されてい
る。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。

【００７１】（実施例１）マトリクス状配線および素子
電極を、前述したような図１に示される方法で形成し、
多数の表面伝導型電子放出素子を有する電子源基板を以
下１〜４の手順に従って作製した。図１は本発明におけ
る電子源基板の製造方法を示す図である。図３（ａ）は
本実施例によって作製した電子源基板上の表面伝導型電
子放出素子の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−
Ａ’断面図である。

【００７２】手順１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
に真空成膜技術およ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１
（ａ））。このとき配線の幅を３００μｍ、その厚さを
５００Åとした。さらに真空成膜技術とフォトリソグラ
フィ技術およびエッチング技術を用いて絶縁膜６をＸ方
向配線１０上に形成した（図１（ｂ））。絶縁膜６の厚
さは５０００Åとした。そして、真空成膜技術およびフ
ォトリソグラフィ技術を用いてＡｕからなるＹ方向配線
１１を形成した（図１（ｅ））。配線の幅は２００μ
ｍ、厚さは５０００Åとした。

【００７３】手順２該基板上に有機白金含有溶液（酢酸白金−モノエタノー
ルアミン錯体１．１４ｗｔ％（白金成分量０．４ｗｔ
％）、イソプロピルアルコール２０ｗｔ％、水７７．８
１ｗｔ％、エチレングリコール１ｗｔ％、ポリビニルア
ルコール（ＰＶＡ）０．０５ｗｔ％) 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、隣接する液滴が重なり合うようにＸ方向配線に添
って複数付与し、素子電極２をＸ方向配線１０に接続す
るように形成した。続いて、この素子電極２から１２０
μｍずらした位置に、隣接する液滴が重なり合うように
Ｘ方向配線と平行にずらして複数付与し、Ｙ方向配線１
１と接続するように素子電極３を形成し、これをｌｍｍ
ピッチでＸ方向、Ｙ方向に移動して同様にして形成した
後、１００℃で５分間の加熱処理を行った（図１
（ｄ））。隣接液滴間の中心距離Ｄ１（図３）は７０μ
ｍで１ノズルからの１つの液滴量は６０ｎｇに制御し、
基板に着弾した時のドット径Ｄ２（図３）は１００μｍ
だった。

【００７４】手順３次に該基板１上に、導電性薄膜を形成するために有機パ
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０．６６ｗｔ％（パラジウム成分量０．１５ｗ
ｔ％）、イソプロピルアルコール１５ｗｔ％、水８３．
２９ｗｔ％、エチレングリコール１ｗｔ％、ＰＶＡ０．
０５ｗｔ％）を上記液滴付与装置７の一つのノズルを用
いて液滴を付与した。さらに３５０℃で１０分間の加熱
処理を行って、Ｐｔからなる素子電極２、３、および素
子電極２、３にまたがるように膜厚１００Åの酸化パラ
ジウム（ＰｄＯ）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１（ｆ））。素子電極２、３はギャ
ップ間隔をＬ１＝２０μｍ、電極の幅をＷ１＝３１０μ
ｍ、その厚さがｄ＝３００Åに制御してある。この際、
素子電極の原料となる有機白金錯体と、導電性薄膜の原
料となる有機パラジウム錯体の熱分解温度がともに３０
０℃前後と近いため、一度の熱工程にてこの両者を同時
に形成することができる。手順４さらに電極対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（図１（ｇ））、引き続き活性化工程
を行なった。こうして作製された電子源基板を用いて、
図９に示すようにフェースプレート９６、支持枠９２、
リアプレート９１とで外囲器９８を形成し、封止を行っ
て表示パネル、さらには図１１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。

【００７５】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、素子電極および導電性薄膜を作製する際
の３５０℃の高温工程を一回にしているために、作製時
のコストの減少および作製時間の短縮を計ることができ
た。また、Ｘ、Ｙ方向配線を作製した後に素子電極２、
３および導電性薄膜をインクジェット方式にて作製して
いるので、素子電極の表面は作製時のまま清浄に保つこ
とができ、導電性薄膜との接合が基板内で均一かつ良好
に実現され、フォーミング処理の際、導電性薄膜に均一
に電流が流れ、亀裂が一様に形成され、また電子放出素
子にも均一に電流が流れ素子特性のばらつきは少なく、
良好な画像形成装置を歩留まりよく得ることができた。

【００７６】（実施例２）実施例１と同様の方法で、素
子電極を形成する液滴が基板上に形成するドットパター
ンＤ２よりも配列ピッチＤ１の小さい複数ノズル列を有
する液滴付与装置を用いて素子電極を作製している。そ
の作製方法を図２に示す。実施例１と同じ方法で行方向
配線、絶縁層、列方向配線 (不図示) を形成した後、実
施例１と同じ有機白金含有溶液をノズルＮ４、Ｎ５、Ｎ
６およびＮ７を用いてノズルから同時に一滴づつ付与し
素子電極２を行方向配線と接続するように形成した後、
続いてこの素子電極２から１２０μｍずらした位置にノ
ズルＮ４、Ｎ５、Ｎ６およびＮ７を用いてノズルから同
時に液滴を一滴づつ付与し、素子電極３を列方向配線と
接続するように作製した。その後、実施例１と同じ手法
にて電子源基板を作製し、フェースプレート９６、支持
枠９２、リアプレート９１とで外囲器９８を形成し、封
止を行って表示パネル、さらには図１１に示すようなＮ
ＴＳＣ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。そ
の結果、実施例１と比してより平坦かつ均一な素子電極
を作製することができ、さらに良好な画像形成装置を得
ることができた。

【００７７】（実施例３）本実施例は、図２におけるノ
ズルＮ３を、電極２では使用せず、電極３では使用した
以外は、実施例２と同様の方法で、素子電極が図４
（ｂ）で示すような形状の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９６、支
持枠９２、リアプレート９１とで外囲器９８を形成し、
封止を行って表示パネル、さらには図１１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。
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。すなわち、本発明の製造方法によれば所
望のノズルを用いて所望の液滴数を所望のピッチで付与
することにより、所望の膜厚・ギャップ幅の一対の素子
電極が得られることがわかった。

【００７８】（実施例４）本実施例では、図５（ａ）に
示される基板上のマトリクス状配線をスクリーン印刷法
で形成した以外は実施例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９
６、支持枠９２、リアプレート９１とで外囲器９８を形
成し、封止を行って表示パネル、さらには図１１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。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。

【００７９】スクリーン印刷法は、その作製プロセスに
おいてインクに含まれる有機材料によって基板表面を著
しく汚染するため、素子電極表面を清浄に保つことが比
較的困難であり、従来の作製法では特別な洗浄工程を必
要としてきたが、本発明によりそのような洗浄工程を経
ることなく素子電極、配線およ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、薄膜プロセスに比ベコストが
低く、また製造歩留まりが大変向上した。

【００８０】（実施例５）本実施例に係る電子源基板
は、素子電極形成材料と導電性薄膜形成材料を、ともに
パラジウムとした以外は実施例１と同様に作製した。素
子電極、導電性薄膜とも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０．６６ｗｔ
％（パラジウム成分量０．１５ｗｔ％）、イソプロピル
アルコール１５ｗｔ％、水８３．２９ｗｔ％、エチレン
グリコール１ｗｔ％、ＰＶＡ０．０５ｗｔ％）を用いて
いる。この場合、素子電極を形成する際に付与する液滴
の量よりも、導電性薄膜を形成する際に付与する液滴を
少なくすることにより膜厚に差を持たせている。このよ
うに作製することにより、電子放出部となる亀裂は (素
子電極部でなく) 導電性薄膜部に作製することができ
る。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９６、支持枠９２、リアプレート
９１とで外囲器９８を形成し、封止を行って表示パネ
ル、さらには図１１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。

【００８１】その結果、素子電極形成材料溶液中の含有
成分の違いにもかかわらず、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。また、素子電極と導電
性薄膜とを同じ材料より作製しているので、作製時の熱
分解工程の温度はまったく同じにすることができた。

【００８２】（実施例６）本実施例に係る電子源基板
は、素子電極形成材料と、導電性薄膜形成材料をともに
白金とした以外は実施例１と同様に作製した。素子電
極、導電性薄膜ともに有機白金含有溶液（酢酸白金−モ
ノエタノールアミン錯体１．１４ｗｔ％( 白金成分量
０．４ｗｔ％）、イソプロピルアルコール２０ｗｔ％、
水７７．８１ｗｔ％、エチレングリコール１ｗｔ％、Ｐ
ＶＡ０．０５ｗｔ％）を用いている。この場合、素子電
極を形成する際に付与する液滴の量よりも、導電性薄膜
を形成する際に付与する液滴を少なくすることにより膜
厚に差を持たせている。このように作製することによ
り、電子放出部となる亀裂は（素子電極部でなく）導電
性薄膜部に作製することができる。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９
６、支持枠９２、リアプレート９１とで外囲器９８を形
成し、封止を行って表示パネル、さらには図１１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。

【００８３】その結果、導電性薄膜材料溶液中の含有成
分の違いにもかかわらず、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。また、素子電極と導電性
薄膜とを同じ材料より作製しているので、作製時の熱分
解工程の温度はまったく同じにすることができた。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子放出素子、電子源および画像形成装置を製造する際
に、電子放出素子の素子電極と導電性薄膜を同時に焼成
しているため、従来の作製方法と比して工程数を減ずる
ことができ、コストの低減を計ることができる。また、
素子電極の表面を作製工程を通じて清浄な状態で保つこ
とができるので、導電性薄膜との接合を均一にすること
ができ、プロセス全体の歩留まりを大きく上げることが
できる。さらに素子電極を作成する際に、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】本発明に係わる電子源基板の製造方法の一例
を示す平面図および断面図である。

【図２】本発明に係わる表面伝導型電子放出素子の製
造方法の一例を示す平面図および断面図である。

【図３】本発明の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平面図および断面図であ
る。

【図４】本発明の製造方法により作製される素子電極
の例を示す平面図である。

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

【図６】本発明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、および断面図で
ある。

【図７】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８】単純マトリクス配置の電子源を表わす模式図
である。

【図９】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１０】蛍光膜のパターン図である。

【図１１】画像形成装置にＮＴＳＣ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一例を示すブロッ
ク図である。

【図１２】梯子型配置の電子源基板を表わす模式図で
ある。

【図１３】梯子型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１４】従来の電子放出素子の一例を示す模式的平
面図である。

【図１５】従来の電子放出素子の他の例を示す模式的
斜視図である。

【図１６】本発明に用いられるバブルジェット方式の
インクジェット装置の一例である。

【図１７】本発明に用いられるピエゾジェット方式の
インクジェット装置の一例である。

【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、１０，７２，
８２：Ｘ方向配線（列方向配線）、１１，７３，８３：
Ｙ方向配線（行方向配線）、７１，８１：電子源基板、
７４：表面伝導型電子放出素子、７５：結線、９１：リ
アプレート、９２：支持枠、９３：ガラス基板、９４：
蛍光膜、９５：メタルバック、９６：フェースプレー
ト、９７：高圧端子、９８：外囲器、１０１：黒色部
材、１０２：蛍光体、１１１：表示パネル、１１２：走
査回路、１１３：制御回路、１１４：シフトレジスタ、
１１５：ラインメモリ、１１６：同期信号分離回路、１
１７：変調信号発生器、Ｖｘ、Ｖａ：直流電圧源、１２
１，１３５：電子源基板、１２２，１３１：電子放出素
子、１２３：（Ｄｘｌ〜Ｄｘ１０）前記電子放出素子を
配線するための共通配線、１３６：グリッド電極、１３
２：電子が通過するための開孔、１３３：（Ｄｏｘ１，
Ｄｏｘ２，．．．Ｄｏｘｍ）容器外端子、１３４：（Ｇ
１、Ｇ２、・・・・・・・・・、Ｇｎ）グリッド電極１
３６と接続された容器外端子、２１１：基板、２２２：
熱発生部、２２３：支持板、２２４：液流路、２２５：
第１ノズル、２２６：第２ノズル、２２７：インク流路
間隔壁、２２８，２２９：インク液体室、２２１０，２
２１１：インク液体の供給口、２２１２：天井板、２３
１：第１ノズル、２３２：第２ノズル、２３３：円筒形
ピエゾ、２３４：フィルター、２３５，２３６：インク
供給液体チューブ、２３７：電気信号入力端子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三道和宏東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向する素子電極間を連絡する導電性薄
膜に電子放出部を有する電子放出素子の製造方法におい
て、素子電極形成材料を含む溶液で構成される液滴を絶縁基
板上の所定の位置に付与する工程と、該素子電極間に、導電性薄膜形成材料を含む液滴を付与
する工程と、これらの液滴を同時に焼成して、前記素子電極および前
記導電性薄膜を形成する工程と、該導電性薄膜の一部に前記電子放出部を形成する工程と
を有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】前記素子電極を形成する溶液が前記素子
電極形成材料を含む有機金属の溶液であり、前記導電性
薄膜を形成する溶液が前記導電性薄膜形成材料を含む有
機金属の溶液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。
【請求項３】前記素子電極形成材料を含む有機金属
と、前記導電性薄膜形成材料を含む有機金属の、各々の
含有金属への熱分解温度が実質的に同じであることを特
徴とする請求項２に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項４】前記素子電極形成材料と前記導電性薄膜
形成材料が同じ物質で形成され、前記素子電極の膜厚が
前記導電性薄膜の膜厚よりも厚くなるようにこれらの材
料の液滴を付与することを特徴とする請求項１〜３に記
載の電子放出素子の製造方法。
【請求項５】前記一対の素子電極の電極間ギャップ幅
（Ｌ１）および各々の電極の対向する部分の幅（Ｗ１）
を、液滴を付与するピッチによって制御することを特徴
とする請求項１〜４に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項６】前記素子電極形成材料を含む液滴の付与
が、一列に配列された複数のノズルにより同時に行わ
れ、このノズルの数により前記素子電極の対向する部分
の幅（Ｗ１）を制御することを特徴とする請求項１〜４
に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項７】前記素子電極の膜厚を、前記液滴の量お
よび／または数によって制御することを特徴とする請求
項１〜６に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項８】前記液滴付与をインクジェット方式によ
り行うことを特徴とする請求項１〜７に記載の電子放出
素子の製造方法。
【請求項９】前記インクジェット方式が、熱エネルギ
ーによって溶液内に気泡を形成させて、この溶液を液滴
として吐出することを特徴とする請求項８に記載の電子
放出素子の製造方法。
【請求項１０】前記電子放出素子が表面伝導型である
ことを特徴とする請求項１〜９に記載の電子放出素子の
製造方法。
【請求項１１】絶縁基板上に電子放出素子が複数配列
され、該電子放出素子の配線および該素子への電圧印加
端子が形成された電子源基板を製造する方法において、絶縁層を介して行列状に配置された列方向配線および行
方向配線を作成する工程の後に、素子電極形成材料を含む溶液で構成される液滴を該列方
向配線または該行方向配線に接触するように前記基板に
付与する工程と、該素子電極間を連絡するように、導電性薄膜形成材料を
含む液滴を基板に付与する工程と、これらの液滴を同時に焼成して、素子電極および導電性
薄膜を形成する工程と、該導電性薄膜の一部に前記電子放出部を形成する工程と
を有することを特徴とする電子源基板の製造方法。
【請求項１２】前記素子電極を形成する溶液が前記素
子電極形成材料を含む有機金属の溶液であり、前記導電
性薄膜を形成する溶液が前記導電性薄膜形成材料を含む
有機金属の溶液であることを特徴とする請求項１１に記
載の電子源基板の製造方法。
【請求項１３】前記素子電極形成材料を含む有機金属
と、前記導電性薄膜形成材料を含む有機金属の、各々の
含有金属への熱分解温度が実質的に同じであることを特
徴とする請求項１２に記載の電子源基板の製造方法。
【請求項１４】前記素子電極形成材料と前記導電性薄
膜形成材料が同じ物質で形成され、前記素子電極の膜厚
が前記導電性薄膜の膜厚よりも厚くなるようにこれらの
材料の液滴を付与することを特徴とする請求項１１〜１
３に記載の電子源基板の製造方法。
【請求項１５】前記一対の素子電極の電極間ギャップ
幅（Ｌ１）および各々の電極の対向する部分の幅（Ｗ
１）を、液滴を付与するピッチによって制御することを
特徴とする請求項１１〜１４に記載の電子源基板の製造
方法。
【請求項１６】前記素子電極形成材料を含む液滴の付
与が、一列に配列された複数のノズルにより同時に行わ
れ、このノズルの数により前記素子電極の対向する部分
の幅（Ｗ１）を制御することを特徴とする請求項１１〜
１４に記載の電子源基板の製造方法。
【請求項１７】前記素子電極の膜厚を、前記液滴の量
および／または数によって制御することを特徴とする請
求項１１〜１６に記載の電子源基板の製造方法。
【請求項１８】前記液滴付与をインクジェット方式に
より行うことを特徴とする請求項１１〜１７に記載の電
子源基板の製造方法。
【請求項１９】前記インクジェット方式が、熱エネル
ギーによって溶液内に気泡を形成させて、この溶液を液
滴として吐出する方式であることを特徴とする請求項１
８に記載の電子源基板の製造方法。
【請求項２０】前記電子放出素子が表面伝導型である
ことを特徴とする請求項１１〜１９に記載の電子源基板
の製造方法。
【請求項２１】電子源基板と、該電子源基板から放出
される電子を受けて発光する発光体と、外部信号に基い
て該電子源基板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の製造方法であって、該電子源基
板を請求項１１〜２０のいずれかに記載の方法で製造す
ることを特徴とする画像形成装置の製造方法。