JP2000200544A

JP2000200544A - 電子放出素子の製造方法、および電子源と画像形成装置の製造方法

Info

Publication number: JP2000200544A
Application number: JP318599A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Kamishiro; 和浩神代
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-01-08
Filing date: 1999-01-08
Publication date: 2000-07-18

Abstract

(57)【要約】【課題】良好な電子放出特性を有する電子放出素子の
製造方法を提供する。【解決手段】基体上に一対の電極と電子放出部を有す
る導電性薄膜を有する電子放出素子の製造方法におい
て、前記基体に有機金属とその有機金属の熱分解によっ
て生成する金属微粒子の二次凝集を抑制するための金属
微粒子分散剤とを含有する有機金属含有水溶液を付与す
る工程と、前記基体に付与された有機金属溶液を熱分解
して導電性薄膜を形成する工程を有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、表面伝導型電子放
出素子、該電子放出素子を用いた電子源、該電子源を用
いた画像形成装置の各々の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子放出素子としては大別し
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。

【０００３】ＦＥ型の例としては、Ｗ．Ｐ．Ｄｙｋｅ＆
Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ，“Ｆｉｅｌｄｅｍｉｓｓｉｏ
ｎ”，ＡｄｖａｎｃｅｉｎＥｌｅｃｔｒｏｎＰｈ
ｙｓｉｃｓ，８，８９（１９５６）あるいはＣ．Ａ．Ｓ
ｐｉｎｄｔ，“ＰＨＹＳＩＣＡＬＰｒｏｐｅｒｔｉｅ
ｓｏｆｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｆｉｅｌｄｅｍｉｓ
ｓｉｏｎｃａｔｈｏｄｅｓｗｉｔｈｍｏｌｙｂｄ
ｅｎｉｕｍｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌｙ．Ｐｈｙ
ｓ．，４７，５２４８（１９７６）等に開示されたもの
が知られている。

【０００４】ＭＩＭ型の例としては、Ｃ．Ａ．Ｍｅａ
ｄ，“ＯｐｅｒａｔｉｏｎｏｆＴｕｎｎｅｌ−Ｅｍ
ｉｓｓｉｏｎＤｅｖｉｃｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌｙ．Ｐ
ｈｙｓ．，３２，６４６（１９６１）等に開示されたも
のが知られている。

【０００５】表面伝導型電子放出素子型の例としては、
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，“ＲａｄｉｏＥｎｇ．Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎＰｙｓ．”、１０，１２９０（１９６
５）等に開示されたものがある。

【０００６】表面伝導型電子放出素子は、基板上に形成
された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことに
より、電子放出が生ずる現象を利用するものである。こ
の表面伝導型電子放出素子としては、前記Ｅｌｉｎｓｏ
ｎ等によるＳｎＯ₂薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜による
もの［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ，“ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦ
ｉｌｍｓ，”９，３１７（１９７２）］、Ｉｎ₂Ｏ₃／Ｓ
ｎＯ₂薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌａｎｄ
Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ，“ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．
ＥＤＣｏｎｆ．”，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。

【０００７】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．Ｈａｒｔｗｅｌｌの素子構成を図
１１に模式的に示す。同図において１１は基体である。
１４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１５が
形成される。尚、図中の素子電極間隔Ｌ１は、０．５〜
ｌｍｍ、Ｗ１は、０．ｌｍｍで設定されている。

【０００８】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に導電性薄膜１４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
１５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１４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例えばｌＶ／ｍｉｎ．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１５を形成することである。尚、電子放出部１５は導
電性薄膜１４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１４に電圧
を印加し、素子に電流を流すことにより、上述電子放出
部１５より電子を放出せしめるものである。

【０００９】上述の表面伝導型電子放出素子は、構造が
単純で製造も容易であることから、大面積にわたる多数
素子を配列形成できる利点がある。そこで、この特徴を
生かせるようないろいろな応用が研究されている。例え
ば、荷電ビーム源、表示装置等があげられる。多数の表
面伝導型電子放出素子を配列形成した例としては、後述
するように、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
があげられる（例えば、特開昭６４−０３１３３２号公
報、特開平１−２８３７４９号公報、特開平１−２５７
５５２号公報等）。

【００１０】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、表面伝導型電子放出素子を多数配置した
電子源と、電子源より放出された電子によって可視光を
発光せしめる蛍光体とを組合わせた表示装置である画像
形成装置があげられる（例えば、米国特許第５０６６８
８３号）。

【００１１】なお、従来、多数の表面伝導型電子放出素
子より構成された電子源より電子を放出し、蛍光体を発
光させる素子の選択は、上述の多数の表面伝導型電子放
出素子を並列に配置し結線した配線（行方向配線と呼
ぶ）、行方向配線と直交する方向に（列方向と呼ぶ）該
電子源と蛍光体間の空間に配置された制御電極（グリッ
ドと呼ぶ）と列方向配線への適当な駆動信号によるもの
である（例えば、特開平１−２８３７４９号公報等）。

【００１２】また、表面伝導型電子放出素子の製造方法
において、大面積に有利な製造方法として、真空を用い
たスパッタ法や蒸着法によらず、導電性薄膜を形成する
方法が提案されている。その一例は、有機金属含有溶液
をスピンナーによって基体上に塗布後、所望の形状にパ
ターニングし、有機金属を熱分解し導電性薄膜を得る電
子放出素子の製造方法である。さらに、特開平８−１７
１８５０号公報においては、前記導電性薄膜の所望の形
状のパターニング工程において、リソグラフィー法を用
いずバブルジェット法やピエゾジェット法等のインクジ
ェット法によって、基体上に有機金属含有溶液の液滴を
付与し、所望の形状の導電性薄膜を形成する製造方法を
提案している。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有機金
属含有溶液を基体上に付与して熱分解し、金属及び金属
酸化物の微粒子からなる導電性薄膜を形成した際、導電
性薄膜に微粒子の集合体（以下、二次粒子と記す）が発
生する場合があった。この微粒子からなる導電性薄膜に
通電フォーミングを施し亀裂を形成するとき、この二次
粒子に沿って亀裂が形成され、亀裂の蛇行などを生じさ
せるため、得られる電子放出素子の電子放出特性にバラ
ツキが発生する場合があった。

【００１４】また、前記電子放出素子を複数配置した電
子源と蛍光体等の画像形成部材とを対向して配置し構成
した画像形成装置においても、電子放出特性のバラツキ
は画像品位の低下に結び付き問題であった。

【００１５】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、良好な電子放出特性を有する電子放
出素子の製造方法、及び均一性が高く良好な複数の電子
放出素子を配置した電子源の製造方法、さらには均一性
が高く良好な表示品位の前記電子源と蛍光体等の画像形
成部材とを対向して構成した画像形成装置の製造方法を
提供することを目的としている。

【００１６】また、さらには歩留りが高く安価な電子放
出素子、電子源及び画像形成装置の製造方法を提供する
ことを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の第一の発
明は、基体上に一対の電極と電子放出部を有する導電性
薄膜を有する電子放出素子の製造方法において、前記基
体に有機金属とその有機金属の熱分解によって生成する
金属微粒子の二次凝集を抑制するための金属微粒子分散
剤とを含有する有機金属含有水溶液を付与する工程と、
前記基体に付与された有機金属溶液を熱分解して導電性
薄膜を形成する工程を有することを特徴とする電子放出
素子の製造方法である。

【００１８】本発明の第二の発明は、基体上に一対の電
極と電子放出部を有する導電性薄膜を有する電子放出素
子が前記基体上に複数配置されている電子源の製造方法
において、前記電子放出素子を上記の方法により形成す
ることを特徴とする電子源の製造方法である。

【００１９】本発明の第三の発明は、基体上に一対の電
極と電子放出部を有する導電性薄膜を有する電子放出素
子が前記基体上に複数配置されている電子源と画像形成
部材を対向して配置した画像形成装置の製造方法におい
て、前記電子放出素子を上記の方法により形成すること
を特徴とする画像形成装置の製造方法である。

【００２０】前記金属微粒子分散剤は、金属と錯形成可
能な配位性官能基を有し、金属微粒子の保護高分子とし
て作用する水溶性高分子であり、例えばポリ（Ｎ−ビニ
ル−２−ピロリドン）を用いることが好ましい。

【００２１】また、有機金属と金属微粒子分散剤とを含
有する有機金属含有水溶液には、表面張力を調整する目
的から１価で炭素数１〜４の低級アルコールを含有させ
ることが好ましく、その低級アルコールとしては、メタ
ノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノ
ール、２−ブタノールのいずれかを用いることがより好
ましい。前記低級アルコールの含有濃度としては、５〜
３５重量％の範囲が好ましい。

【００２２】さらに、前記有機金属含有水溶液に金属微
粒子の分散性を安定化する目的から前記有機金属の熱分
解温度よりも沸点の高い水溶性溶媒を含有させることが
好ましく、その水溶性高沸点溶媒としてグリセリンなど
の多価アルコールを用いることがより好ましい。

【００２３】前記基体に有機金属含有水溶液を付与する
工程は、スピンナー等による塗布法、インクジェット法
が用いられるが、好ましくはバブルジェット方式あるい
はピエゾジェット方式のインクジェット法が用いられ
る。

【００２４】本発明の基体上に一対の電極と電子放出部
を有する導電性薄膜を有する電子放出素子の製造方法に
おいて、前記基体に有機金属を熱分解して導電性薄膜を
形成する工程に先立ち、前記基体に付与する有機金属含
有水溶液に熱分解によって生成する金属微粒子の二次凝
集を抑制するための金属微粒子分散剤を含有することに
よって、二次粒子生成による膜密度の上昇や膜密度分布
の拡大を抑制し、導電性薄膜に電子放出部を形成する工
程等に与える影響を少なくし、電子放出特性を再現よく
形成することができるようになる。基体に付与された有
機金属含有水溶液は、スピンナーで塗布した場合は均一
性の高い膜厚が得られるようになり、インクジェット法
によって液滴を付与した場合は所望の形状が得られるよ
うになる。

【００２５】以上のように、本発明によれば、従来技術
の課題が解決され、良好な電子放出特性を有する電子放
出素子の製造方法、及び均一性が高く良好な複数の電子
放出素子を配置した電子源の製造方法、さらには均一性
が高く良好な表示品位の前記電子源と蛍光体等の画像形
成部材を対向して構成した画像形成装置の製造方法が提
供できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の特徴について説明する。
本発明者は、有機金属含有水溶液を基体上に付与し熱分
解する工程（焼成工程とも呼ぶ）を鋭意検討した結果、
有機金属含有水溶液の焼成工程を次のように考えた。す
なわち、基体に付与された有機金属含有水溶液の焼成工
程は、溶媒となる水及びアルコールがその沸点の順に蒸
発し、同時に有機金属が熱分解し、金属及び金属酸化物
が形成する工程であるが、前記金属微粒子の二次粒子の
形成は、金属微粒子が形成された際、金属微粒子の表面
が金属微粒子と錯形成可能な高分子分散剤が存在すると
抑制できることを発見した。また、前記二次粒子形成の
抑制は、前記有機金属の熱分解温度よりも高い沸点を有
し、金属微粒子分散剤に対して溶解作用を有する水溶性
高沸点溶媒を前記有機金属含有水溶液に含有させ、金属
微粒子と金属微粒子分散剤と水溶性高沸点溶媒との間で
溶媒和を形成することによって促進される。

【００２７】したがって、本発明の電子放出素子の製造
方法は、基体上に一対の電極と電子放出部を有する導電
性薄膜を有する電子放出素子の製造方法において、前記
基体に有機金属とその有機金属の熱分解によって生成す
る金属微粒子の二次凝集を抑制するための金属微粒子分
散剤とを含有する有機金属含有水溶液を付与する工程
と、前記基体に付与された有機金属溶液を熱分解して導
電性薄膜を形成する工程を有することを特徴とする。

【００２８】本発明で用いられる前記の有機金属には水
溶性の金属化合物が用いられ、具体的には、金属のハロ
ゲン化合物、硝酸化合物、亜硝酸化合物、アミン錯体、
有機アミン錯体等の金属塩あるいは金属錯体であって、
特に有機金属化合物が焼成の容易さから適当である。

【００２９】前記の有機金属化合物の例としては金属の
有機酸塩を挙げることができ、その有機酸としては具体
例をあげるならば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、
イソ酪酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸等の炭素数１
ないし４のカルボキシル基を有する酸のいずれかをあげ
ることができる。特には酢酸、プロピオン酸が好適に用
いられる。炭素数５以上の酸の金属塩では水への溶解度
が低くなり、電子放出素子の製造方法において基板に付
与する溶液における金属の含有量が低くなるため使用し
がたくなる。

【００３０】前記有機金属含有水溶液中の金属としての
濃度範囲は、０．１重量％以上１重量％以下の範囲が好
ましい。

【００３１】本発明で用いられる前記の有機金属化合物
の金属元素としては、白金、パラジウム、ルテニウム等
の白金族元素、金、銀、銅、クロム、タンタル、鉄、タ
ングステン、鉛、亜鉛、スズ等を用いることができる。

【００３２】特に水に対する溶解性が良好で溶液が長期
にわたり保存可能な安定性を有し、焼成の容易な有機金
属化合物として、金属のエタノールアミン・カルボン酸
錯体をあげることができる。具体的には、エタノールア
ミンと酢酸基とパラジウムとからなる有機金属化合物が
良好に用いられる。

【００３３】金属微粒子分散剤としては、金属と錯形成
可能な配位性官能基を有し、かつ金属微粒子の保護高分
子として作用する水溶性高分子が用いられが、特に水溶
性及び後述するグリセリンなどへの溶解性も考慮したポ
リ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）、ポリアクリル酸塩
などを用いることが好ましい。

【００３４】有機金属含有水溶液に含有される金属微粒
子分散剤の含有量は、０．４〜４重量％が好ましい。

【００３５】前記水溶性高沸点溶媒として、好ましくは
エチレングリコール、グリセリンなどの多価アルコール
を用いるが、この場合、有機金属として、用いる水溶性
高沸点溶媒の沸点より熱分解温度の低いものを用いる。
有機金属は、有機配位子の種類や構造および対イオンの
種類によって熱分解温度を変えられるため、用いる水溶
性高沸点溶媒によって適するものを選べば良い。

【００３６】有機金属含有水溶液に含有される水溶性高
沸点溶媒の含有量は、０．２〜３重量％が好ましい。

【００３７】また、基体に有機金属含有水溶液を付与す
るために、適宜前記水溶液の表面張力を変えることが好
ましく、前記水溶液の表面張力は１価で炭素数１〜４の
低級アルコールを含有させることで変えることができ
る。前記低級アルコールとして、メタノール、エタノー
ル、１−プロパノール、２−プロパノール、２−ブタノ
ールのいずれかを用いることがより好ましい。前記低級
アルコールの含有濃度としては、５〜３５重量％の範囲
が好ましく用いられる。

【００３８】また本発明で用いる前記有機金属含有水溶
液に含有される水は、前記組成物以外の組成物として用
いられ、不用な不純物の少ない、イオン交換された蒸留
水を用いることが望ましい。

【００３９】前記の有機金属含有水溶液を絶縁性基板上
に塗布して塗膜とした後、後述するように乾燥加熱焼成
することにより有機成分が分解消失して導電性薄膜が基
板上に形成される。前記の塗布手段としてはディッピン
グ、スピン塗布、スプレー塗布等の従来公知の液体塗布
手段を用いることができる。

【００４０】通常、電子放出素子を作成する目的におい
て前記の導電性薄膜は基板上の所定の位置に所定の形状
として形成する必要がある。そのような導電性薄膜の部
分的形成の方法としては、導電性薄膜をいったん基板上
に形成した後に不要部分を除去することにより所定位置
にのみ導電性薄膜を残す方法、あるいは、前記の有機金
属含有水溶液の塗膜をいったん基板上に形成した後に不
要な塗膜部分を除去してから加熱焼成して所定位置にの
み導電性薄膜を形成する方法あるいは、基板上の所定の
位置のみに前記の有機金属含有水溶液を塗布して加熱焼
成することにより所定位置にのみ導電性薄膜を形成する
方法を用いることができる。

【００４１】前記の基板上の所定位置のみに有機金属含
有水溶液を塗布する工程は、マスクを介してディッピン
グ、スピン塗布、スプレー塗布等の従来公知の液体塗布
手段を用いて行う工程であってもよいが、マスクを用い
ることなく基板上の所定の位置にのみ前記有機金属含有
水溶液の液滴を付与する工程であってもよい。

【００４２】上記の有機金属含有水溶液の液滴を基板に
付与する手段は、液滴を形成し付与することが可能なら
ば任意の方法でよいが、特に微小な液滴を効率良く適度
な精度で発生付与でき制御性も良好なインクジェット方
式が便利である。インクジェット方式にはピエゾ素子等
のメカニカルな衝撃により液滴を発生付与するものや、
微小ヒータ等で液を加熱し突沸により液滴を発生付与す
るバブルジェット方式などがあるが、いずの方式でも十
ナノグラム程度から数十マイクログラム程度までの微小
液滴を再現性良く発生し基板に付与することができる。

【００４３】前記液滴付与工程においては基板上の同一
位置に液滴を必ずしも一回付与するのみに限る必要はな
く、液滴を複数回付与して所望量の有機金属含有水溶液
を基板上に与えてもよい。液滴を基板上に独立した状態
に付与するならば一般には基板上に円形かそれに近い形
状の小塗膜となる。しかし基板上の付与位置を前記の円
形の直径より小さい距離だけ離れた位置にずらして複数
の液滴を付与することにより、連続した任意の形状の大
きな塗膜を形成することが可能である。

【００４４】上記手段で基板に付与された有機金属含有
水溶液は乾燥、焼成工程を経て導電性無機微粒子膜とす
ることにより、基板上に電子放出のための無機微粒子膜
を形成する。なお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、微視的に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）の膜をさす。また微粒子
膜の粒径とは、前記状態で粒子形状が認識可能な微粒子
についての径を意味する。

【００４５】焼成工程は通常用いられる加熱手段を用い
ればよい。焼成の温度は有機金属化合物が分解して無機
微粒子が生成するに充分な温度とすべきであるが、通常
は１５０℃以上、５００℃以下とする。最適な焼成時間
は用いる有機金属化合物の種類、焼成雰囲気や焼成温度
により変わるが、通常は２分ないし４０分程度である。
焼成温度は一定でもよいが、所定のプログラムにしたが
って変化させてもよい。

【００４６】本発明の表面伝導型電子放出素子の基本的
構成について説明する。図１は、本発明の表面伝導型電
子放出素子の構成を示す模式図であり、同図中（ａ）は
平面図、（ｂ）は断面図である。また１は基体、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。
図２は、本発明の表面伝導型電子放出素子の構成の別な
例である。

【００４７】基体１としては、石英ガラス、Ｎａ等の不
純物含有量を減少したガラス、青板ガラス、青板ガラス
にスパッタ法等により形成したＳｉＯ₂を積層したガラ
ス基体及びアルミナ等のセラミックス及びＳｉ基体等を
用いることができる。

【００４８】対向する素子電極２、３の材料としては、
一般的な導体材料を用いることができる。これは例えば
Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃ
ｕ、Ｐｄ等の金属或は合金及びＰｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ
Ｏ₂、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−ＳｎＯ₂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適宜選
択することができる。素子電極間隔Ｌ、素子電極長さ
Ｗ、導電性薄膜４の形状等は、応用される形態等を考慮
して設計される。素子電極間隔Ｌは、好ましくは数千Å
から数百μｍの範囲とすることができ、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数μｍから数十
μｍの範囲とすることができる。素子電極長さＷは、電
極の抵抗値、電子放出特性を考慮して、数μｍから数百
μｍの範囲とすることができる。素子電極２、３の膜厚
ｄは、数百Åから数μｍの範囲とすることができる。

【００４９】尚、図１に示した構成だけでなく、基体１
上に、導電性薄膜４、対向する素子電極２、３の順に積
層した構成とすることもできる。

【００５０】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間の抵抗値及び後述するフォ
ーミング条件等を考慮して適宜設定されるが、通常は、
数Åから数千Åの範囲とするのが好ましく、より好まし
くは１０Åより５００Åの範囲とするのが良い。その抵
抗値は、Ｒｓが１×１０²から１×１０⁷Ω／□の値であ
る。なおＲｓは、厚さがｔ、幅がｗで長さがｌの薄膜の
長さ方向に測定した抵抗Ｒを、Ｒ＝Ｒｓ（１／ｗ）とお
いたときに現れる値である。本明細書において、フォー
ミング処理については、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処理を包含
するものである。

【００５１】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等の金属の中から適宜
選択される。これらの金属は、導電性薄膜材料有機金属
化合物を形成する。

【００５２】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Åから数千Åの範囲、好ましく
は、１０Åから２００Åの範囲である。

【００５３】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４の
膜厚、膜質、材料及び後述する通電フォーミング、活性
化工程に依存したものとなる。電子放出部５の内部に
は、数Åから数百Åの範囲の粒径の導電性微粒子が存在
する場合もある。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。亀裂の先端部及びその近傍の導電性薄
膜４には、炭素及び炭素化合物を有する。炭素及び炭素
化合物とは、例えばグラファイト（いわいるＨＯＰＧ、
ＰＧ、ＧＣを包含する。ＨＯＰＧはほぼ完全なグラファ
イトの結晶構造、ＰＧは結晶粒が２００Å程度で結晶構
造がやや乱れたもの、ＧＣは結品粒が２０Å程度になり
結晶構造の乱れがさらに大きくなったものを指す。）、
非晶質カーボン（アモルファスカーボン及び、アモルフ
ァスカーボンと前記グラファイトの微結晶の混合物を指
す。）であり、その膜厚は、５００Å以下の範囲とする
のが好ましく、３００Å以下の範囲とすることがより好
ましい。

【００５４】上述の表面伝導型電子放出素子の製造方法
としては様々な方法があるが、本発明の製造方法を図３
に模式的に示す。以下、図１及び図３を参照しながら本
発明の製造方法の一例について説明する。図３において
も、図１に示した部位と同じ部位には図１に付した符号
と同一の符号を付している。

【００５５】工程−１：基体、素子電極の形成工程基体１を洗剤、純水および有機溶剤等を用いて充分に洗
浄し、真空蒸着法、スパッタ法等により素子電極材料を
堆積後、例えばフォトリソグラフィー技術を用いて基体
１上に素子電極２、３を形成する（図３（ａ））。

【００５６】工程−２：有機金属含有水溶液を基体に付
与する工程有機金属含有水溶液の液滴６をインクジェットノズル７
からバブルジェット法やピエゾジェット法と呼ばれるイ
ンクジェット法によって、各素子電極及び素子電極間に
付与する。（図３（ｂ））なお、有機金属含有水溶液の
基体への付与法は、スピンナーを用いた塗布法によって
も良いが、この場合は所望の導電性薄膜の形態をうるた
め、パターニング工程が必要となる。

【００５７】工程−３：有機金属含有水溶液を熱分解
し、導電性薄膜を形成する工程工程−２で基体に付与された有機金属含有水溶液は、基
体を焼成炉やホットプレート上で、大気中等の雰囲気で
熱分解され、金属あるいは金属酸化物となる。こうし
て、微粒子形態の導電性薄膜が作成される。

【００５８】工程−４：通電フォーミング工程つづいて、フォーミング工程を施す。このフォーミング
工程は、パルス状の電圧を素子電極２、３間に印加通電
することで、導電性薄膜４に、構造の変化した電子放出
部５が形成される（図３（ｄ））。通電フオーミングに
よれば、導電性薄膜４に局所的に破壊、変形もしくは変
質等の構造の変化した部位で、亀裂が形成される。

【００５９】工程−５：活性化工程フォーミングを終えた素子には活性化工程と呼ばれる処
理を施す。活性化工程とは、この工程により、素子電流
Ｉｆ、放出電流Ｉｅが著しく変化する工程である。

【００６０】活性化工程は、有機物質のガスを含有する
雰囲気下で、パルスの印加を繰り返すことで行うことが
できる。この雰囲気は、充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。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、スルホン酸等の有機酸類等を挙げることがで
きる。この処理により、雰囲気中に存在する有機物質か
ら、通電フォーミング工程で形成した亀裂の内側にあら
たに炭素あるいは炭素化合物からなる亀裂を形成する。

【００６１】工程−６：安定化工程このような工程を経て得られた電子放出素子は、安定化
工程を行うことが好ましい。この工程は、真空容器内の
有機物質排気する工程である。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出来る。

【００６２】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。このときの加熱条件は、１５０〜３００℃で数時間
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
条件により適宜選ばれる条件により行う。

【００６３】真空容器内の圧力は極力低くすることが必
要で、１〜３×１０^-7Ｔｏｒｒ以下が好ましく、さらに
ｌ×１０^-8Ｔｏｒｒ以下が特に好ましい。

【００６４】安定化工程を行った後の、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、有機物質が充分除去
されていれば、真空度自体は多少低下しても充分安定な
特性を維持することが出来る。

【００６５】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、
素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅが安定する。

【００６６】上記本発明の電子放出素子の構成及び製造
方法は、電子放出素子を基体上に複数個形成した電子源
にも適用できる。複数の電子放出素子の基体上の配列方
法は、実施例で説明する単純マトリクス以外も配置さ
れ、これに限るものではない。

【００６７】次に、本発明の画像形成装置の構成、及び
製造方法を図６を用いて説明する。図６は、本発明の画
像形成装置の一例を示す概略図である。図６において、
６７は前記本発明の電子放出素子を複数配した電子源基
体、６１は電子源基体６７を固定したリアプレート、６
６はガラス基体６３の内面に蛍光膜６４とメタルバック
６５等が形成されたフェースプレートである。６２は支
持枠であり、該支持枠６２にはリアプレート６１、フェ
ースプレート６６がフリットガラス等を用いて接続され
ている。これらより外囲器は、例えば大気中あるいは窒
素中で、４００〜５００℃の温度範囲で１０分以上焼成
することで、封着して構成される。

【００６８】６０は本発明の電子放出素子である。６
８、６９は前記本発明の電子放出素子の一対の素子電極
と接続された行方向配線及び列方向配線である。

【００６９】外囲器５０は、上述の如くフェースプレー
ト６６、支持枠６２、リアプレート６１で構成される。
リアプレート６１は主に基体６７の強度を補強する目的
で設けられるため、基体６７自体で充分な強度を持つ場
合は別体のリアプレート６１は不要とすることができ
る。即ち、基体６７に直接支持枠６２を封着し、フェー
スプレート６６、支持枠６２及び基体６７で外囲器を構
成しても良い。一方、フェースプレート６６、リアプレ
ート６１間に、スペーサーと呼ばれる不図示の支持体を
設置することにより、大気圧に対して充分な強度をもつ
外囲器を構成することもできる。

【００７０】蛍光膜６４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導電材と蛍光体
とから構成することができる。

【００７１】フェースプレート６６には、さらに蛍光膜
の導電性を高めるため、蛍光膜６４の外面側に透明電極
（不図示）を設けても良い。

【００７２】次に本発明の画像形成装置の製造方法の一
例について説明する。工程−１：基体、素子電極、配線などの形成工程素子電極を電子放出素子の製造方法の工程−１と同様の
方法で作成する。また、行、列配線はスクリーン印刷法
や公知のフォトリソとスパッタ法などの半導体の作成法
により形成する。

【００７３】工程−２：有機金属含有水溶液を基体に付
与する工程電子放出素子の製造方法の工程−２と同じ。

【００７４】工程−３：有機金属含有水溶液を熱分解
し、導電性薄膜を形成する工程電子放出素子の製造方法の工程−３と同じ。

【００７５】工程−４：通電フォーミング工程工程−３を終えた基体を真空チャンバーに配置し、次に
真空チャンバー内を充分に排気する。その後、電子放出
素子の製造方法の工程−４と同様の処理を施す。

【００７６】工程−５：活性化工程真空チャンバーに前述した有機ガスを導入し、電子放出
素子の製造方法の工程−５と同様の処理を施す。

【００７７】工程−６：封着工程前記フェースプレートと支持枠とリアプレートをフリッ
トを介して封着し、外囲器を形成する。

【００７８】工程−７：安定化工程前記外囲器を不図示の排気管より充分に排気し、電子放
出素子の製造方法の工程−６と同様の安定化工程を施
し、最後にゲッタをフラッシュする。

【００７９】以上のような本発明の画像形成装置の製造
方法は、これに限るわけではなく、後述の実施例のよう
に、外囲器を形成した後に工程−４以降を行っても良
く、工程順、工程もこれに限るものではない。

【００８０】

【実施例】以下、本発明の電子放出素子、電子源、及び
画像形成装置の製造方法の実施例を、図面を用いて詳細
に説明する。

【００８１】実施例１本発明にかかわる基本的な表面伝導型電子放出素子の構
成は、図１の電子放出素子と同様である。図８は、図１
と同様の電子放出素子を１０個配置した基体である。な
お、図１と同一の符号を用いたものは同一のものを示
す。以下、順を追って製造方法の説明を図１及び図３に
基づいて説明する。

【００８２】工程−ａ清浄化した青板ガラス１上に、素子電極のパターンをホ
トレジスト（ＲＤ−２０００Ｎ−４１、日立化成社製）
形成し、真空蒸着法により厚さ５００ÅのＰｔを堆積し
た。ホトレジストパターンを有機溶剤で溶解し、堆積膜
をリフトオフし、素子電極間隔Ｌは３０μｍとした素子
電極２、３を形成した。さらに純水で洗浄した。

【００８３】工程−ｂポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）を重量濃度０．６
％、２−プロパノールを重量濃度１５％、グリセリンを
重量濃度１％を溶解した水溶液に、テトラモノエタノー
ルアミン−パラジウム酢酸（Ｐｄ（ＮＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ
Ｈ）₄（ＣＨ₃ＣＯＯ）₂）をパラジウム重量濃度が約
０．１５％となるように溶解して黄色の溶液を得た。

【００８４】上記の水溶液の液滴をバブルジェット方式
のインクジェット装置（キヤノン（株）製、バブルジェ
ットプリンタヘッドＢＣ−０ｌを使用）によって、工程
−ａで形成した素子電極及び素子電極間に４回同箇所に
付与した。

【００８５】図１２に本実施例で用いた有機金属である
前記テトラモノエタノールアミン−パラジウム酢酸の熱
分解特性を表わす熱重量減少−示差温度曲線を示した。

【００８６】図１２より、テトラモノエタノールアミン
−パラジウム酢酸の熱分解温度は１２０〜２８０℃であ
るが、金属微粒子の分散剤として添加している本実施例
で用いたポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）の熱分解
温度は３００〜４５０℃と有機金属の熱分解温度よりも
高く、水溶性高沸点溶媒として添加しているグリセリン
の沸点（分解温度）も２９０℃と有機金属の熱分解温度
よりも高いことがわかる。

【００８７】工程−ｃ工程−ｂで作成した試料を、４５０℃で大気中で焼成し
た。こうして形成されたＰｄＯからなる微粒子構造の導
電性薄膜を形成した。以上の工程により基体１上に、素
子電極２、３、導電性薄膜４などを形成した。

【００８８】次に、工程−ｃを終えた本実施例の基体を
図７の真空処理装置に設置した。真空ポンプにて１×１
０^-8Ｔｏｒｒの真空度まで排気した。図７の真空処理装
置について説明する。図７は真空処理装置の一例を示す
模式図であり、この真空処理装置はフォーミング工程、
活性化工程、安定化工程を行えるだけではなく、測定評
価装置としての機能をも兼ね備えている。図７において
も、図１に示した部位と同じ部位には図１に付した符号
と同一の符号を付している。

【００８９】図７において、７５は真空容器であり、７
６は排気ポンプである。真空容器７５内には電子放出素
子が配されている。即ち、１は電子放出素子を構成する
基体であり、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。７１は電子放出素子に素子電圧Ｖ
ｆを印加するための電源、７０は素子電極２、３間の導
電性薄膜４を流れる素子電流Ｉｆを測定するための電流
計、７４は素子の電子放出部より放出される放出電流Ｉ
ｅを捕捉するためのアノード電極である。７３はアノー
ド電極７４に電圧を印加するための高圧電源、７２は素
子の電子放出部５より放出される放出電流Ｉｅを測定す
るための電流計である。一例として、アノード電極の電
圧をｌｋＶ〜１０ｋＶの範囲とし、アノード電極と電子
放出素子との距離Ｈを２ｍｍ〜８ｍｍの範囲として測定
を行うことができる。また、７７は活性化工程を行う際
に使用する有機ガス発生源である。

【００９０】真空容器７５内には、不図示の真空計等の
真空雰囲気下での測定に必要な機器が設けられていて、
所望の真空雰囲気下での測定評価を行えるようになって
いる。排気ポンプ７６は、ターボポンプ、ドライポン
プ、イオンポンプ等からなる超高真空装置系により構成
した。ここに示した電子源基体を配した真空処理装置の
全体は、不図示のヒーターにより３５０℃まで加熱でき
る。

【００９１】工程−ｄつづいて、図７の真空処理装置内でフォーミング工程を
施した。素子電極２、３間に通電を行うと、導電性薄膜
４の部位に亀裂が形成された。通電フォーミングの電圧
波形はパルス波形で、パルス波高値を０Ｖから０．ｌＶ
ステップで増加させる電圧パルスを印加した。電圧波形
のパルス幅とパルス間隔はそれぞれｌｍｓｅｃ、１０ｍ
ｓｅｃとした矩形波とした。通電フォーミング処理の終
了は、導電性薄膜の抵抗値がｌＭΩ以上とした。

【００９２】図４に本実施例で用いたフォーミング波形
を示す。なお、素子電極２、３において、一方の電極を
低電位として他方を高電位側として電圧は印加される。

【００９３】工程−ｅフォーミングを終えた素子には活性化工程と呼ばれる処
理を行った。活性化工程とはフォーミングで形成した高
抵抗部に炭素及び炭素化合物を形成することで、素子電
流Ｉｆ、放出電流Ｉｅが著しく変化する工程である。

【００９４】活性化工程は、アセトンガスを測定装置に
１×１０^-3Ｔｏｒｒ導入し、パルス波高値１５Ｖ、パル
ス幅ｌｍｓｅｃ、パルス間隔１０ｍｓｅｃとした矩形波
のパルスの印加を２０分繰返した。

【００９５】図５に活性化工程で用いたパルス波形を示
す。本実施例では、素子電極２、３に対して交互に低、
高電位がパルス間隔毎に入れ替わるように印加した。

【００９６】工程−ｆつづいて、安定化工程を行った。安定化工程は、真空容
器内の雰囲気などに存在する有機ガスを排気し、炭素あ
るいは炭素化合物の堆積を抑制し、素子電流Ｉｆ、放出
電流Ｉｅを安定させる工程である。真空容器全体を２５
０℃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た。このとき、真空度はｌ×１０
^-8Ｔｏｒｒであった。

【００９７】その後、この真空度で電子放出素子の特性
を測定した。実施例、比較例とも図８の基体を各１０基
体ずつ上記工程を行った。実施例１の電子放出特性は、
１０基体の平均値で、素子電流Ｉｆ２ｍＡ±０．０５ｍ
Ａ、放出電流Ｉｅ３μＡ±０．０６μＡであった。

【００９８】特性測定後の電子放出素子の走査型電子顕
微鏡観察を行った結果、導電性薄膜に二次粒子の形成は
認められず、フォーミング工程によって形成した亀裂に
蛇行は見られなかった。

【００９９】比較例１実施例１の工程−ｂで金属超微粒子生成における保護高
分子として機能するような水溶性高分子を用いず、以下
のように行った。ポリビニルアルコールを重量濃度０．
０５％、２−プロパノールを重量濃度１５％、エチレン
グリコールを重量濃度１％を溶解した水溶液に、テトラ
モノエタノールアミン−パラジウム酢酸（Ｐｄ（ＮＨ₂
ＣＨ₂ＣＨ₂ＯＨ）₄（ＣＨ₃ＣＯＯ）₂）をパラジウム重
量濃度が約０．１５％となるように溶解して黄色の溶液
を得た。

【０１００】上記の水溶液の液滴をバブルジェット方式
のインクジェット装置（キヤノン（株）製、バブルジェ
ットプリンタヘッドＢＣ−０１を使用）によって、工程
−ａで形成した素子電極及び素子電極間に４回同箇所に
付与した。

【０１０１】実施例１で記載したようにテトラモノエタ
ノールアミン−パラジウム酢酸の熱分解温度は１２０〜
２８０℃であるが、本比較例では金属微粒子の分散剤と
して作用するような水溶性高分子は添加しておらず、水
溶性高沸点溶媒として添加しているエチレングリコール
の沸点は１９７℃と有機金属の熱分解温度よりも充分高
いとは言えない。

【０１０２】その他の工程を実施例１と同様に行って得
られた電子放出素子の電子放出特性は、素子電流Ｉｆ
１．５ｍＡ±０．２ｍＡ、放出電流Ｉｅ１．３μＡ±
０．１５μＡであった。

【０１０３】特性測定後の電子放出素子の走査型電子顕
微鏡観察を行った結果、導電性薄膜に二次粒子の形成が
認めら、フォーミング工程によって形成した亀裂は二次
粒子に沿って蛇行していることを確認した。

【０１０４】実施例２本実施例は、画像形成装置を作成した例である。

【０１０５】電子源の一部の平面図を図９（ａ）に示
す。また、一部の素子の断面図を図９（ｂ）に示す。図
において、９１は基体、９８はＤｘｎに対応する行方向
配線、９９はＤｙｎに対応する列方向配線、９４は導電
性薄膜、９２、９３は素子電極、９７は層間絶縁層であ
る。本実施例の画像形成装置は図６と同様であるが、リ
アプレートとして基体を用いた。図１０は、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である。次に、製造方法を工程順に
従って具体的に説明する。

【０１０６】工程−１：清浄化した青板ガラス基体１上
に素子電極９２、９３をオフセット印刷法によって作成
した。素子電極間隔Ｌは２０μｍ、素子電極の幅Ｗを１
２５μｍとした。

【０１０７】工程−２：列配線をスクリーン印刷法で作
成した。次に、厚さ１．０μｍの層間絶縁層５１をスク
リーン印刷法により作成した。さらに、行配線を印刷し
た。

【０１０８】工程−３：ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリ
ドン）を重量濃度０．６％、２−プロパノールを重量濃
度１５％、エチレングリコールを重量濃度１％を溶解し
た水溶液に、テトラモノエタノールアミン−パラジウム
酢酸（Ｐｄ（ＮＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＯＨ）₄（ＣＨ₃ＣＯ
Ｏ）₂）をパラジウム重量濃度が約０．１５％となるよ
うに溶解して黄色の溶液を得た。

【０１０９】上記の水溶液の液滴をピエゾジェット法と
呼ばれるインクジェット法によって、各素子電極及び素
子電極間に４回同箇所に付与した。

【０１１０】工程−４：次にフェースプレートを形成し
た。フェースプレートは、ガラス基体の内面に蛍光体が
配置された蛍光膜とメタルバックが形成されて構成とし
た。蛍光体の配列は、三原色蛍光体の各蛍光体間ブラッ
クストライプを設けた。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を用
いた。これらは、いずれもスクリーン印刷法によって形
成した。

【０１１１】工程−５：工程−１〜３で形成した基体を
リアプレートとして、支持枠を介してフェースプレート
を封着した。支持枠には予め通排気に使用される排気管
を接着した。

【０１１２】工程−６：１×１０^-7Ｔｏｒｒまで排気
後、各配線Ｄｘｎ、Ｄｙｍより各素子に電圧を供給でき
る製造装置で、ライン毎にフォーミングを行った。フォ
ーミングの条件は、実施例１と同様である。

【０１１３】工程−７：１×１０^-7Ｔｏｒｒまで排気
後、アセトンを１０^-3Ｔｏｒｒまで排気管から導入し、
各配線Ｄｘｎ、Ｄｙｍより各素子に電圧を供給できる製
造装置で、線順走査を実施例１と同様のパルス電圧が各
素子に印加されるように電圧を印加し、活性化工程を行
った。各ライン２５分間の電圧印加されたとき、各ライ
ンとも素子電流が平均で３ｍＡになったとき、活性化工
程を終了した。

【０１１４】工程−８：続いて、排気管より排気を充分
に行った後、２５０℃で３時間容器全体を加熱しながら
排気した。最後にゲッタをフラッシュし、排気管を封止
した。

【０１１５】以上のようにして作成した単純マトリクス
配列の電子源を用いて構成した画像形成装置に、ＮＴＳ
Ｃ方式のテレビ信号に基づいたテレビジョン表示を行う
ための駆動回路の構成例について、図１０を用いて説明
する。

【０１１６】図１０において、１０１は画像表示表示パ
ネル、１０２は走査回路、１０３は制御回路、１０４は
シフトレジスタである。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お
よびＶａは直流電圧源である。なお、本実施例では、ｍ
＝１５０、ｎ＝４５０とした。

【０１１７】表示パネル１０１は、端子Ｄｏｘｌ〜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Ｄｏｘｌ〜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電子放出
素子群を一行（Ｎ素子）ずつ順次駆動する為の走査信号
が印加される。

【０１１８】端子Ｄｙｌ〜Ｄｙｎには、前記走査信号に
より選択された一行の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１０ｋＶの直流
電圧が供給されるが、これは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充分なエネルギー
を付与する為の加速電圧である。

【０１１９】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、Ｓｌ〜Ｓｍで模式的に示している）ある。各スイッ
チング素子は、直流電圧源Ｖｘの出力電圧もしくは０Ｖ
（グランドレベル）のいずれか一方を選択し、表示パネ
ル１０１の端子Ｄｏｘｌ〜Ｄｏｘｍと電気的に接続され
る。Ｓｌ〜Ｓｍの各スイッチング素子は、制御回路１０
３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。

【０１２０】直流電圧源Ｖｘは、本例の場合には電子放
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。

【０１２１】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およびＴｓｆｔおよび
Ｔｍｒｙの各制御信号を発生する。

【０１２２】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為の回路で、一般的な周波数分
離（フィルター）回路等を用いて構成できる。同期信号
分離回路１０６により分離された同期信号は、垂直同期
信号と水平同期信号より成るが、ここでは説明の便宜上
Ｔｓｙｎｃ信号として図示した。前記テレビ信号から分
離された画像の輝度信号成分を便宜上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。

【０１２３】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言うこともでき
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、Ｉｄｌ〜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。

【０１２４】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為の記憶装置であ
り、制御回路１０３より送られる制御信号Ｔｍｒｙに従
って適宜Ｉｄｌ〜Ｉｄｎの内容を記憶する。記憶された
内容は、Ｉ′ｄｌ〜Ｉ′ｄｎとして出力され、変調信号
発生器１０７に入力される。変調信号発生器１０７は、
画像データＩ′ｄｌ〜Ｉ′ｄｎの各々に応じて電子放出
素子の各々を適切に駆動変調する為の信号源であり、そ
の出力信号は、端子Ｄｏｙ１〜Ｄｏｙｎを通じて表示パ
ネル１０１内の電子放出素子に印加される。

【０１２５】ここでは、パルス幅変調方式によって変調
を行った。パルス幅変調方式を実施するに際しては、変
調信号発生装置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。

【０１２６】シフトレジスタ１０４やラインメモリ１０
５は、デジタル信号式のものもアナログ信号式のものも
採用できる。画像信号のシリアル／パラレル変換や記憶
が所定の速度で行われれば良いからである。

【０１２７】このような駆動回路により、表示パネルの
各電子放出素子に、容器外端子Ｄｏｘｌ〜Ｄｏｘｍ、Ｄ
ｏｙ１〜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。

【０１２８】高圧端子Ｈｖを介してメタルバック５５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５４に衝突し、発光が生じて画像が形成され
る。以上のような工程によって、輝度のバラツキが少な
く安定な画像形成装置を再現性良く製造することができ
る。

【０１２９】

【発明の効果】本発明によれば、前述の従来技術の問題
を解決し、良好な電子放出特性を有する電子放出素子の
製造方法、及び均一性が高く良好な複数の電子放出素子
を配置した電子源の製造方法、さらには均一性が高く良
好な表示品位の前記電子源と蛍光体等の画像形成部材を
対向して構成した画像形成装置の製造方法を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子放出素子の概略の構成を示す概略
図である。

【図２】本発明の電子放出素子の他の概略の構成を示す
概略図である。

【図３】本発明の製造方法を示す工程図である。

【図４】実施例１で用いた通電フォーミング波形を示す
図である。

【図５】実施例１の活性化工程で用いたパルス波形を示
す図である。

【図６】本発明の画像形成装置の一例を示す概略図であ
る。

【図７】実施例１で用いた真空処理装置を示す概略図で
ある。

【図８】実施例１で用いた電子放出素子のテスト基体を
示す概略図である。

【図９】実施例３での電子源の一部を示す概略図であ
る。

【図１０】実施例３でのテレビジョン表示を行うための
駆動回路の構成の一例を示すブロック図である。

【図１１】従来の電子放出素子を示す概略図である。

【図１２】本発明における有機金属の一例の熱分解特性
を示す図である。

【符号の説明】【符号の説明】

１基体２、３素子電極４導電性薄膜５電子放出部５０外囲器６０電子放出素子６１リアプレート６２支持枠６３ガラス基体６４蛍光膜６５メタルバック６６フェースプレート６７電子源基体６８行方向配線６９列方向配線７０電流計７１電源７２電流計７３高圧電源７４アノード電極７５真空容器７６排気ポンプ７７有機ガス発生源９１基体９２、９３素子電極９４導電性薄膜９７層間絶縁層９８Ｄｘｎに対応する行方向配線９９Ｄｙｎに対応する列方向配線１０ｌ表示パネル１０２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Ｖｘ、Ｖａ直流電圧源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体上に一対の電極と電子放出部を有す
る導電性薄膜を有する電子放出素子の製造方法におい
て、前記基体に有機金属とその有機金属の熱分解によっ
て生成する金属微粒子の二次凝集を抑制するための金属
微粒子分散剤とを含有する有機金属含有水溶液を付与す
る工程と、前記基体に付与された有機金属溶液を熱分解
して導電性薄膜を形成する工程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】前記金属微粒子分散剤が金属と錯形成可
能な配位性官能基を有し、かつ金属微粒子の保護高分子
として作用する水溶性高分子である請求項１記載の電子
放出素子の製造方法。
【請求項３】前記金属微粒子分散剤がポリ（Ｎ−ビニ
ル−２−ピロリドン）である請求項１または２記載の電
子放出素子の製造方法。
【請求項４】前記有機金属含有水溶液に１価で炭素数
１〜４の低級アルコールを含有する請求項１記載の電子
放出素子の製造方法。
【請求項５】前記低級アルコールが、メタノール、エ
タノール、１−プロパノール、２−プロパノール、２−
ブタノールのいずれかである請求項４記載の電子放出素
子の製造方法。
【請求項６】前記低級アルコールの濃度が５〜３５重
量％である請求項４または５記載の電子放出素子の製造
方法。
【請求項７】前記有機金属含有水溶液に前記有機金属
の熱分解温度よりも沸点の高い水溶性高沸点溶媒を含有
する請求項１記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項８】前記水溶性高沸点溶媒が多価アルコール
である請求項７記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項９】前記多価アルコールがグリセリンである
請求項８記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１０】前記基体に有機金属含有水溶液を付与
する工程が、インクジェット法である請求項１乃至９の
いずれかの項に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１１】前記インクジェット法がバブルジェッ
ト方式あるいはピエゾジェット方式である請求項１０記
載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１２】基体上に一対の電極と電子放出部を有
する導電性薄膜を有する電子放出素子が前記基体上に複
数配置されている電子源の製造方法において、前記電子
放出素子を請求項１乃至１１のいずれかに記載の方法に
より形成することを特徴とする電子源の製造方法。
【請求項１３】前記基体上に複数配置されている電子
放出素子が、互いに直交する行配線と列配線の交点近傍
において、前記一対の電極が接続されている請求項１２
記載の電子源の製造方法。
【請求項１４】基体上に一対の電極と電子放出部を有
する導電性薄膜を有する電子放出素子が前記基体上に複
数配置されている電子源と画像形成部材を対向して配置
した画像形成装置の製造方法において、前記電子放出素
子を請求項１乃至１１のいずれかに記載の方法により形
成することを特徴とする画像形成装置の製造方法。