JP2003257307A - 電子源および画像形成装置の製造方法 - Google Patents
電子源および画像形成装置の製造方法Info
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- JP2003257307A JP2003257307A JP2002054171A JP2002054171A JP2003257307A JP 2003257307 A JP2003257307 A JP 2003257307A JP 2002054171 A JP2002054171 A JP 2002054171A JP 2002054171 A JP2002054171 A JP 2002054171A JP 2003257307 A JP2003257307 A JP 2003257307A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造工程を簡略化でき、かつ、電子放出特性
の改善をも行うことのできる電子源の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 基体上に一対の電極からなる電極対を複
数配置する工程と、高分子膜を、前記電極対の各々の電
極間を接続するように配置する工程と、前記高分子膜を
低抵抗化させる工程と、前記高分子膜が低抵抗化された
膜上に保護膜を配置する工程と、前記保護膜を配置後、
前記電極を接続する複数の行方向配線及び列方向配線
と、該両配線を絶縁する絶縁層を形成する工程であっ
て、前記両配線及び絶縁層のうち少なくとも一つを加熱
焼成して形成する工程と、前記両配線及び絶縁層を形成
後、前記保護膜を除去する工程と、前記高分子膜が低抵
抗化された膜に電流を流すことにより、間隙を形成する
工程と、を有する電子源の製造方法。
の改善をも行うことのできる電子源の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 基体上に一対の電極からなる電極対を複
数配置する工程と、高分子膜を、前記電極対の各々の電
極間を接続するように配置する工程と、前記高分子膜を
低抵抗化させる工程と、前記高分子膜が低抵抗化された
膜上に保護膜を配置する工程と、前記保護膜を配置後、
前記電極を接続する複数の行方向配線及び列方向配線
と、該両配線を絶縁する絶縁層を形成する工程であっ
て、前記両配線及び絶縁層のうち少なくとも一つを加熱
焼成して形成する工程と、前記両配線及び絶縁層を形成
後、前記保護膜を除去する工程と、前記高分子膜が低抵
抗化された膜に電流を流すことにより、間隙を形成する
工程と、を有する電子源の製造方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子を多
数配置してなる電子源、並びに電子源を用いて構成した
表示装置などの画像形成装置の製造方法に関する。
数配置してなる電子源、並びに電子源を用いて構成した
表示装置などの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、電子放出素子として表面伝導
型電子放出素子が知られている。表面伝導型電子放出素
子の構成、製造方法などは、例えば特開平8−3212
54号公報などに開示されている。
型電子放出素子が知られている。表面伝導型電子放出素
子の構成、製造方法などは、例えば特開平8−3212
54号公報などに開示されている。
【0003】上記公報などに開示されている一般的な表
面伝導型電子放出素子の構成を図16に模式的に示す。
図16(A)および図16(B)はそれぞれ、上記公報
などに開示されている上記電子放出素子の平面図および
断面図である。図16において、1は基体であり、2,
3は対向する一対の電極、4は導電性膜、5は第2の間
隙、6はカーボン膜、7は第1の間隙である。
面伝導型電子放出素子の構成を図16に模式的に示す。
図16(A)および図16(B)はそれぞれ、上記公報
などに開示されている上記電子放出素子の平面図および
断面図である。図16において、1は基体であり、2,
3は対向する一対の電極、4は導電性膜、5は第2の間
隙、6はカーボン膜、7は第1の間隙である。
【0004】図16に示した構造の電子放出素子の作成
工程の一例を図17に模式的に示す。
工程の一例を図17に模式的に示す。
【0005】先ず、基体1上に一対の電極2,3を形成
する(図17(A))。
する(図17(A))。
【0006】続いて、電極2、3間を接続する導電性膜
4を形成する(図17(B))。
4を形成する(図17(B))。
【0007】そして、電極2,3間に電流を流し、導電
性膜4の一部に第2の間隙5を形成する“フォーミング
工程”を行う(図17(C))。
性膜4の一部に第2の間隙5を形成する“フォーミング
工程”を行う(図17(C))。
【0008】さらに、炭素化合物雰囲気中にて、前記電
極2,3間に電圧を印加して、第2の間隙5内の基体1
上、およびその近傍の導電性膜4上にカーボン膜6を形
成する“活性化工程”を行い、電子放出素子が形成され
る(図17(D))。
極2,3間に電圧を印加して、第2の間隙5内の基体1
上、およびその近傍の導電性膜4上にカーボン膜6を形
成する“活性化工程”を行い、電子放出素子が形成され
る(図17(D))。
【0009】一方、特開平9−237571号公報に
は、表面伝導型電子放出素子の別の製造方法が開示され
ている。
は、表面伝導型電子放出素子の別の製造方法が開示され
ている。
【0010】以上のような製造方法で作成された複数の
電子放出素子からなる電子源と、蛍光体などからなる画
像形成部材とを組み合わせることで、フラットディスプ
レイパネルなどの画像形成装置を構成できる。
電子放出素子からなる電子源と、蛍光体などからなる画
像形成部材とを組み合わせることで、フラットディスプ
レイパネルなどの画像形成装置を構成できる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の素子に
おいては、“フォーミング工程”に加えて、“活性化工
程”などを行うことで、“フォーミング工程”によって
形成した第2の間隙5の内部に、さらに狭い第1の間隙
7をもつ炭素あるいは炭素化合物からなるカーボン膜6
を配置させ、良好な電子放出特性を得る工夫が為されて
いる。
おいては、“フォーミング工程”に加えて、“活性化工
程”などを行うことで、“フォーミング工程”によって
形成した第2の間隙5の内部に、さらに狭い第1の間隙
7をもつ炭素あるいは炭素化合物からなるカーボン膜6
を配置させ、良好な電子放出特性を得る工夫が為されて
いる。
【0012】しかしながら、このような、従来の電子放
出素子を用いた画像形成装置の製造においては、以下の
課題を有している。
出素子を用いた画像形成装置の製造においては、以下の
課題を有している。
【0013】先ず、“フォーミング工程”や“活性化工
程”における度重なる通電工程や、各工程における好適
な雰囲気を形成する工程など、付加的な工程が多く、各
工程管理が煩雑化していた。
程”における度重なる通電工程や、各工程における好適
な雰囲気を形成する工程など、付加的な工程が多く、各
工程管理が煩雑化していた。
【0014】また、上記電子放出素子をディスプレイな
どの画像形成装置に用いる場合には、装置としての消費
電力の低減のためにも電子放出特性の一層の向上が望ま
れている。
どの画像形成装置に用いる場合には、装置としての消費
電力の低減のためにも電子放出特性の一層の向上が望ま
れている。
【0015】さらには、上記電子放出素子を用いた画像
形成装置をより安価にそしてより簡易に製造することが
望まれている。
形成装置をより安価にそしてより簡易に製造することが
望まれている。
【0016】そこで、本発明は、上記課題を解決するも
のであって、特に複数の電子放出素子からなる電子源の
製造工程を簡略化でき、かつ、電子放出特性の改善をも
行うことのできる電子源の製造方法、並びに画像形成装
置の製造方法を提供するものである。
のであって、特に複数の電子放出素子からなる電子源の
製造工程を簡略化でき、かつ、電子放出特性の改善をも
行うことのできる電子源の製造方法、並びに画像形成装
置の製造方法を提供するものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明は上述する課題を
解決するために鋭意検討を行ってなされたものであり、
下述する構成のものである。
解決するために鋭意検討を行ってなされたものであり、
下述する構成のものである。
【0018】即ち、本発明の電子源の製造方法は、基体
上に一対の電極からなる電極対を複数配置する工程と、
高分子膜を、前記電極対の各々の電極間を接続するよう
に配置する工程と、前記高分子膜を低抵抗化させる工程
と、前記高分子膜が低抵抗化された膜上に酸素に対する
保護膜を配置する工程と、前記保護膜を配置後、前記電
極の各々に接続する配線を酸素雰囲気中にて加熱焼成し
て形成する工程と、前記配線を形成後、前記保護膜を除
去する工程と、前記高分子膜が低抵抗化された膜に電流
を流すことにより、間隙を形成する工程と、を有するこ
とを特徴とする。
上に一対の電極からなる電極対を複数配置する工程と、
高分子膜を、前記電極対の各々の電極間を接続するよう
に配置する工程と、前記高分子膜を低抵抗化させる工程
と、前記高分子膜が低抵抗化された膜上に酸素に対する
保護膜を配置する工程と、前記保護膜を配置後、前記電
極の各々に接続する配線を酸素雰囲気中にて加熱焼成し
て形成する工程と、前記配線を形成後、前記保護膜を除
去する工程と、前記高分子膜が低抵抗化された膜に電流
を流すことにより、間隙を形成する工程と、を有するこ
とを特徴とする。
【0019】また、本発明の電子源の製造方法は、基体
上に一対の電極からなる電極対を複数配置する工程と、
高分子膜を、前記電極対の各々の電極間を接続するよう
に配置する工程と、前記高分子膜を低抵抗化させる工程
と、前記高分子膜が低抵抗化された膜上に保護膜を配置
する工程と、前記保護膜を配置後、前記電極を接続する
複数の行方向配線及び列方向配線と、該両配線を絶縁す
る絶縁層を形成する工程であって、前記両配線及び絶縁
層のうち少なくとも一つを加熱焼成して形成する工程
と、前記両配線及び絶縁層を形成後、前記保護膜を除去
する工程と、前記高分子膜が低抵抗化された膜に電流を
流すことにより、間隙を形成する工程と、を有すること
を特徴とする。
上に一対の電極からなる電極対を複数配置する工程と、
高分子膜を、前記電極対の各々の電極間を接続するよう
に配置する工程と、前記高分子膜を低抵抗化させる工程
と、前記高分子膜が低抵抗化された膜上に保護膜を配置
する工程と、前記保護膜を配置後、前記電極を接続する
複数の行方向配線及び列方向配線と、該両配線を絶縁す
る絶縁層を形成する工程であって、前記両配線及び絶縁
層のうち少なくとも一つを加熱焼成して形成する工程
と、前記両配線及び絶縁層を形成後、前記保護膜を除去
する工程と、前記高分子膜が低抵抗化された膜に電流を
流すことにより、間隙を形成する工程と、を有すること
を特徴とする。
【0020】更に、本発明の画像形成装置の製造方法
は、複数の電子放出素子を有する電子源と、前記電子源
から放出される電子の照射により画像を形成する画像形
成部材とを有する画像形成装置の製造方法において、前
記電子源を上記方法により製造することを特徴とする。
は、複数の電子放出素子を有する電子源と、前記電子源
から放出される電子の照射により画像を形成する画像形
成部材とを有する画像形成装置の製造方法において、前
記電子源を上記方法により製造することを特徴とする。
【0021】前記高分子膜を低抵抗化させる工程は、各
素子に電圧を供給するために形成された行方向配線、列
方向配線及び絶縁層が形成された電子源基板に対して行
うこともできるが、高分子膜を低抵抗化させるには少な
くとも500℃以上の熱処理を行う必要があり、低抵抗
化処理の条件によっては前記配線及び絶縁層からの金属
イオンのマイグレーションが素子特性に悪影響を及ぼす
場合や、また前記配線及び絶縁層の溶解、さらには電子
源基板にクラックが発生する場合がある。
素子に電圧を供給するために形成された行方向配線、列
方向配線及び絶縁層が形成された電子源基板に対して行
うこともできるが、高分子膜を低抵抗化させるには少な
くとも500℃以上の熱処理を行う必要があり、低抵抗
化処理の条件によっては前記配線及び絶縁層からの金属
イオンのマイグレーションが素子特性に悪影響を及ぼす
場合や、また前記配線及び絶縁層の溶解、さらには電子
源基板にクラックが発生する場合がある。
【0022】そこで本発明においては、前記配線及び絶
縁層を形成する前工程の電子源基板に対して、高分子膜
の低抵抗化処理を行う。
縁層を形成する前工程の電子源基板に対して、高分子膜
の低抵抗化処理を行う。
【0023】一方、配線及び絶縁層を形成する工程の前
に、高分子膜の低抵抗化処理を行うことにより、高分子
膜が低抵抗化された炭素を主成分とする導電性膜が、配
線または絶縁層の加熱焼成により、酸化される場合があ
る。
に、高分子膜の低抵抗化処理を行うことにより、高分子
膜が低抵抗化された炭素を主成分とする導電性膜が、配
線または絶縁層の加熱焼成により、酸化される場合があ
る。
【0024】そこで本発明においては、配線及び絶縁層
を形成する前に、高分子膜が低抵抗化された膜上に保護
膜を配置して、酸化を防止する。また、配線、絶縁層を
印刷によって形成する場合には、さらに配線形成におけ
る印刷ペーストの付着、ペースト中の溶媒による悪影響
からも、保護されることとなる。
を形成する前に、高分子膜が低抵抗化された膜上に保護
膜を配置して、酸化を防止する。また、配線、絶縁層を
印刷によって形成する場合には、さらに配線形成におけ
る印刷ペーストの付着、ペースト中の溶媒による悪影響
からも、保護されることとなる。
【0025】尚、この保護膜は、両配線及び絶縁層形成
後に除去され、しかる後高分子膜が低抵抗化された膜に
電流を流すことにより間隙を形成して電子源とする。
後に除去され、しかる後高分子膜が低抵抗化された膜に
電流を流すことにより間隙を形成して電子源とする。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を説明
するが、本発明はこれらの形態例に限定されるものでは
ない。
するが、本発明はこれらの形態例に限定されるものでは
ない。
【0027】図14は、本発明の製造方法により製造さ
れる電子放出素子102を有する電子源を用いた画像形
成装置の一例を示す模式図である。なお、図14では画
像形成装置(気密容器)100内を説明するために、後
述する支持枠72およびフェースプレート71の一部を
取り除いた図である。
れる電子放出素子102を有する電子源を用いた画像形
成装置の一例を示す模式図である。なお、図14では画
像形成装置(気密容器)100内を説明するために、後
述する支持枠72およびフェースプレート71の一部を
取り除いた図である。
【0028】図14において、1は電子放出素子102
が多数配置されたリアプレート(基体)である。71
は、画像形成部材75が配置されたフェースプレートで
ある。72は、フェースプレート71とリアプレート1
間を減圧状態に保持するための支持枠である。101は
フェースプレート71とリアプレート1間の間隔を保持
するために、配置されたスペーサである。
が多数配置されたリアプレート(基体)である。71
は、画像形成部材75が配置されたフェースプレートで
ある。72は、フェースプレート71とリアプレート1
間を減圧状態に保持するための支持枠である。101は
フェースプレート71とリアプレート1間の間隔を保持
するために、配置されたスペーサである。
【0029】画像形成装置100がディスプレイの場合
には、画像形成部材75は蛍光体膜74とメタルバック
73などの導電性膜から構成される。62および63は
それぞれ電子放出素子102に電圧を印加するために接
続された配線である。Doy1〜DoynおよびDox
1〜Doxmは、画像形成装置100の外部に配置され
る駆動回路などと、画像形成装置の減圧空間(フェース
プレート71とリアプレート1と支持枠72とで囲まれ
る空間)から外部に導出された配線62および63の端
部とを接続するための取り出し配線である。
には、画像形成部材75は蛍光体膜74とメタルバック
73などの導電性膜から構成される。62および63は
それぞれ電子放出素子102に電圧を印加するために接
続された配線である。Doy1〜DoynおよびDox
1〜Doxmは、画像形成装置100の外部に配置され
る駆動回路などと、画像形成装置の減圧空間(フェース
プレート71とリアプレート1と支持枠72とで囲まれ
る空間)から外部に導出された配線62および63の端
部とを接続するための取り出し配線である。
【0030】電子放出素子102をより詳細に示したの
が図1である。なお、図1(a)は平面図、図1(b)
は断面図である。
が図1である。なお、図1(a)は平面図、図1(b)
は断面図である。
【0031】図1において、1は基体(リアプレー
ト)、2と3は電極、6’は高分子膜が低抵抗化された
膜(炭素を主成分とする導電性膜(以下、単に「導電性
膜」と称する場合がある。))、5’は間隙である。ま
た、炭素を主成分とする導電性膜6’は、電極2、3間
の基体1上に配置されている。そして、炭素を主成分と
する導電性膜6’は電極2、3の一部を覆うことによ
り、各々の電極2,3との確実な接続が可能となってい
る。
ト)、2と3は電極、6’は高分子膜が低抵抗化された
膜(炭素を主成分とする導電性膜(以下、単に「導電性
膜」と称する場合がある。))、5’は間隙である。ま
た、炭素を主成分とする導電性膜6’は、電極2、3間
の基体1上に配置されている。そして、炭素を主成分と
する導電性膜6’は電極2、3の一部を覆うことによ
り、各々の電極2,3との確実な接続が可能となってい
る。
【0032】上記炭素を主成分とする導電性膜6’は
「一部に間隙を有し、一対の電極間を電気的に繋ぐ炭素
を主成分とする導電性膜」ということもできる。また、
「一対の炭素を主成分とする導電性膜」ということもで
きる。
「一部に間隙を有し、一対の電極間を電気的に繋ぐ炭素
を主成分とする導電性膜」ということもできる。また、
「一対の炭素を主成分とする導電性膜」ということもで
きる。
【0033】上記のように構成される電子放出素子で
は、間隙5’に十分な電界が印加されたときに電子が間
隙5’をトンネルして、電極2、3間に電流が流れる。
このトンネル電子の一部が散乱により放出電子となる。
は、間隙5’に十分な電界が印加されたときに電子が間
隙5’をトンネルして、電極2、3間に電流が流れる。
このトンネル電子の一部が散乱により放出電子となる。
【0034】したがって、炭素を主成分とする導電性膜
6’は必ずしも全体が導電性を有していなくても、少な
くとも一部が導電性を有していればよい。かかる膜6’
が絶縁体であると、電極2,3間に電位差を与えても、
間隙5’に電界がかからず、電子を放出せしめることが
できないためである。炭素を主成分とする導電性膜6’
は、好ましくは、少なくとも電極2(および電極3)と
間隙5’との間の領域が、導電性を有しており、この様
な構成とすることで間隙5’に十分な電界を与えること
ができる。
6’は必ずしも全体が導電性を有していなくても、少な
くとも一部が導電性を有していればよい。かかる膜6’
が絶縁体であると、電極2,3間に電位差を与えても、
間隙5’に電界がかからず、電子を放出せしめることが
できないためである。炭素を主成分とする導電性膜6’
は、好ましくは、少なくとも電極2(および電極3)と
間隙5’との間の領域が、導電性を有しており、この様
な構成とすることで間隙5’に十分な電界を与えること
ができる。
【0035】図2は、本発明の電子源の製造方法の一例
を示したものである。但し、図中簡単のために電子源を
構成する単素子の拡大を示してある。
を示したものである。但し、図中簡単のために電子源を
構成する単素子の拡大を示してある。
【0036】以下に、図1及び図2を用いて、本発明の
複数の電子放出素子からなる電子源の製造方法の一例を
説明する。
複数の電子放出素子からなる電子源の製造方法の一例を
説明する。
【0037】(1)ガラスなどからなる基板(基体)1
を洗剤、純水および有機溶剤等を用いて十分に洗浄し、
真空蒸着法、スパッタ法等により電極材料を堆積後、例
えばフォトリソグラフィー技術を用いて基体1上に電極
2、3を形成する(図2(a))。
を洗剤、純水および有機溶剤等を用いて十分に洗浄し、
真空蒸着法、スパッタ法等により電極材料を堆積後、例
えばフォトリソグラフィー技術を用いて基体1上に電極
2、3を形成する(図2(a))。
【0038】(2)電極2、3を設けた基体1上に、電
極2,3間を繋ぐ高分子膜6”を形成する(図2
(b))。高分子膜6”としてはポリイミドが好まし
い。
極2,3間を繋ぐ高分子膜6”を形成する(図2
(b))。高分子膜6”としてはポリイミドが好まし
い。
【0039】高分子膜6”の形成方法は、公知の種々の
方法、すなわち、回転塗布法、印刷法、ディッピング法
等を用いることができる。特に、印刷法によれば、所望
の高分子膜6”の形状をパターニング手段を用いずに形
成できるため、好ましい手法である。中でも、インクジ
ェット方式の印刷法を用いれば、直接、数百μm以下の
パターンの形成も可能であるため、フラットディスプレ
イパネルに適用されるような、高密度に電子放出素子を
配置した電子源の製造に対しても有効である。
方法、すなわち、回転塗布法、印刷法、ディッピング法
等を用いることができる。特に、印刷法によれば、所望
の高分子膜6”の形状をパターニング手段を用いずに形
成できるため、好ましい手法である。中でも、インクジ
ェット方式の印刷法を用いれば、直接、数百μm以下の
パターンの形成も可能であるため、フラットディスプレ
イパネルに適用されるような、高密度に電子放出素子を
配置した電子源の製造に対しても有効である。
【0040】インクジェット方式によって高分子膜6”
を形成する場合、高分子材料の溶液を液滴付与し、乾燥
させればよいが、必要に応じて、所望の高分子の前駆体
溶液を液滴付与し、加熱等により高分子化させることも
できる。
を形成する場合、高分子材料の溶液を液滴付与し、乾燥
させればよいが、必要に応じて、所望の高分子の前駆体
溶液を液滴付与し、加熱等により高分子化させることも
できる。
【0041】本発明においては、上記高分子材料として
は、芳香族系高分子が好ましく用いられるが、これらの
多くは溶媒に溶けにくいため、その前駆体溶液を塗布す
る手法が有効である。一例を挙げれば、インクジェット
方式により芳香族ポリイミドの前駆体であるポリアミッ
ク酸溶液を塗布(液滴付与)して、加熱等によりポリイ
ミド膜を形成することができる。
は、芳香族系高分子が好ましく用いられるが、これらの
多くは溶媒に溶けにくいため、その前駆体溶液を塗布す
る手法が有効である。一例を挙げれば、インクジェット
方式により芳香族ポリイミドの前駆体であるポリアミッ
ク酸溶液を塗布(液滴付与)して、加熱等によりポリイ
ミド膜を形成することができる。
【0042】なお、高分子の前駆体を溶かす溶媒として
は、例えば、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチル
アセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチ
ルスルホキシドなどが使用でき、また、n−ブチルセロ
ソルブ、トリエタノールアミンなどと併用することもで
きるが、本発明が適用できれば特に制限は無く、これら
の溶媒に限定されるわけではない。
は、例えば、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチル
アセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチ
ルスルホキシドなどが使用でき、また、n−ブチルセロ
ソルブ、トリエタノールアミンなどと併用することもで
きるが、本発明が適用できれば特に制限は無く、これら
の溶媒に限定されるわけではない。
【0043】本発明において、特に芳香族ポリイミドは
比較的低温で炭素間の結合の解離、再結合によって導電
性が発現しやすい、すなわち炭素原子間の二重結合が生
成しやすい高分子であるため、高分子膜6”として好ま
しい材料である。また、ポリフェニレンオキサジアゾー
ル、ポリフェニレンビニレンも熱分解により導電性が発
現するため本発明における高分子膜6”として好ましく
用いることができる。
比較的低温で炭素間の結合の解離、再結合によって導電
性が発現しやすい、すなわち炭素原子間の二重結合が生
成しやすい高分子であるため、高分子膜6”として好ま
しい材料である。また、ポリフェニレンオキサジアゾー
ル、ポリフェニレンビニレンも熱分解により導電性が発
現するため本発明における高分子膜6”として好ましく
用いることができる。
【0044】(3)次に、高分子膜6”を低抵抗化せし
める「低抵抗化処理」を行う。「低抵抗化処理」は、高
分子膜6”に導電性を発現せしめ、高分子膜6”を導電
性膜6’(高分子膜6”が低抵抗化された膜)とする処
理である。この工程では、後述の間隙形成工程の観点か
ら、高分子膜6”のシート抵抗が、103Ω/□以上1
07Ω/□以下の範囲に下がるまで低抵抗化処理を行
う。この「低抵抗化処理」の一例としては、高分子膜
6”を加熱する事により高分子膜6”を低抵抗化するこ
とができる。加熱により高分子膜6”が低抵抗化する
(導電化する)理由としては、高分子膜6”内の炭素原
子間結合が解離、再結合を行うことで導電性を発現す
る。
める「低抵抗化処理」を行う。「低抵抗化処理」は、高
分子膜6”に導電性を発現せしめ、高分子膜6”を導電
性膜6’(高分子膜6”が低抵抗化された膜)とする処
理である。この工程では、後述の間隙形成工程の観点か
ら、高分子膜6”のシート抵抗が、103Ω/□以上1
07Ω/□以下の範囲に下がるまで低抵抗化処理を行
う。この「低抵抗化処理」の一例としては、高分子膜
6”を加熱する事により高分子膜6”を低抵抗化するこ
とができる。加熱により高分子膜6”が低抵抗化する
(導電化する)理由としては、高分子膜6”内の炭素原
子間結合が解離、再結合を行うことで導電性を発現す
る。
【0045】加熱による「低抵抗化処理」は、前記高分
子膜6”を構成する高分子を分解温度以上の温度で加熱
することで達成することができる。また、上記高分子膜
6”の加熱は不活性ガス雰囲気中や真空中といった酸化
抑制雰囲気下において行うことが特に好ましい。
子膜6”を構成する高分子を分解温度以上の温度で加熱
することで達成することができる。また、上記高分子膜
6”の加熱は不活性ガス雰囲気中や真空中といった酸化
抑制雰囲気下において行うことが特に好ましい。
【0046】前述した芳香族高分子、特に芳香族ポリイ
ミドは、高い熱分解温度を有するが、その熱分解温度を
超えた温度、典型的には、700℃から800℃以上で
加熱することにより、高い導電性を発現せしめることが
できる。
ミドは、高い熱分解温度を有するが、その熱分解温度を
超えた温度、典型的には、700℃から800℃以上で
加熱することにより、高い導電性を発現せしめることが
できる。
【0047】しかしながら、本発明のように、電子放出
素子を構成する部材である高分子膜6”が熱分解するま
での加熱を行う場合、オーブンやホットプレートなどに
よって全体を加熱する方法では、電子放出素子を構成す
る他の部材の耐熱性の観点から、制約を受ける場合があ
る。特に、基体1においては、石英ガラスやセラミック
ス基板など、特に高い耐熱性を有するものに限定され、
大面積のディスプレイパネル等への適用を考えると、非
常に高価なものになってしまう。
素子を構成する部材である高分子膜6”が熱分解するま
での加熱を行う場合、オーブンやホットプレートなどに
よって全体を加熱する方法では、電子放出素子を構成す
る他の部材の耐熱性の観点から、制約を受ける場合があ
る。特に、基体1においては、石英ガラスやセラミック
ス基板など、特に高い耐熱性を有するものに限定され、
大面積のディスプレイパネル等への適用を考えると、非
常に高価なものになってしまう。
【0048】そこで、本発明では、図2(c)に示す様
に、より好適な低抵抗化処理の方法として、電子ビーム
またはレーザービーム照射手段10から電子ビームまた
はレーザービームを高分子膜6”に照射することによ
り、該高分子膜6”を低抵抗化することが好ましい。こ
のようにすれば、特別な基板を用いることなく、高分子
膜6”を低抵抗化することが可能となる。
に、より好適な低抵抗化処理の方法として、電子ビーム
またはレーザービーム照射手段10から電子ビームまた
はレーザービームを高分子膜6”に照射することによ
り、該高分子膜6”を低抵抗化することが好ましい。こ
のようにすれば、特別な基板を用いることなく、高分子
膜6”を低抵抗化することが可能となる。
【0049】電子ビームまたはレーザービームを照射し
て低抵抗化処理を行う過程を以下に説明する。
て低抵抗化処理を行う過程を以下に説明する。
【0050】(電子ビーム照射を行う場合)電子ビーム
を照射する場合は、電極2,3、高分子膜6”を形成し
た基体1を、電子銃が装着されている減圧雰囲気下(真
空容器内)にセットする。容器内に設置された電子銃か
ら高分子膜6”に対して電子ビームを照射する。この時
の電子ビームの照射条件としては、加速電圧Vac=0.
5kV以上10kV以下であることが好ましい。また、
電流密度(Id)としては、Id=0.01mA/mm 2
以上1mA/mm2以下の範囲で行なうことが好まし
い。また、この電子線を照射している間、電極2、3間
の抵抗値をモニターし、所望の抵抗値が得られた時点で
電子線照射を終了することが好ましい。
を照射する場合は、電極2,3、高分子膜6”を形成し
た基体1を、電子銃が装着されている減圧雰囲気下(真
空容器内)にセットする。容器内に設置された電子銃か
ら高分子膜6”に対して電子ビームを照射する。この時
の電子ビームの照射条件としては、加速電圧Vac=0.
5kV以上10kV以下であることが好ましい。また、
電流密度(Id)としては、Id=0.01mA/mm 2
以上1mA/mm2以下の範囲で行なうことが好まし
い。また、この電子線を照射している間、電極2、3間
の抵抗値をモニターし、所望の抵抗値が得られた時点で
電子線照射を終了することが好ましい。
【0051】(レーザービーム照射を行う場合)レーザ
ービームを照射する場合は、電極2,3、高分子膜6”
を形成した基体1を、ステージ上に配置し、高分子膜
6”に対してレーザービームを照射する。このとき、レ
ーザーを照射する環境は、高分子膜6”の酸化(燃焼)
を抑制するため、不活性ガス中や真空中で行うのが好ま
しいが、レーザーの照射条件によっては、大気中で行う
ことも可能である。
ービームを照射する場合は、電極2,3、高分子膜6”
を形成した基体1を、ステージ上に配置し、高分子膜
6”に対してレーザービームを照射する。このとき、レ
ーザーを照射する環境は、高分子膜6”の酸化(燃焼)
を抑制するため、不活性ガス中や真空中で行うのが好ま
しいが、レーザーの照射条件によっては、大気中で行う
ことも可能である。
【0052】この時のレーザービームの照射条件として
は、例えば、パルスYAGレーザの第二高調波(波長5
32nm)を用いて照射することが好ましい。また、こ
のレーザーを照射している間、電極2、3間の抵抗値を
モニターし、所望の抵抗値が得られた時点でレーザービ
ーム照射を終了することが好ましい。
は、例えば、パルスYAGレーザの第二高調波(波長5
32nm)を用いて照射することが好ましい。また、こ
のレーザーを照射している間、電極2、3間の抵抗値を
モニターし、所望の抵抗値が得られた時点でレーザービ
ーム照射を終了することが好ましい。
【0053】なお、照射するレーザ光に対して、高分子
膜6”を構成する材料の方が、電極2,3を構成する材
料よりも光の吸収性が高い材料を選択することで、実質
的に高分子膜6”のみを加熱することが、より好まし
い。
膜6”を構成する材料の方が、電極2,3を構成する材
料よりも光の吸収性が高い材料を選択することで、実質
的に高分子膜6”のみを加熱することが、より好まし
い。
【0054】また前記電子ビームあるいはレーザービー
ム照射は、高分子膜6”全体に渡って行う必要は必ずし
もない。高分子膜6”の一部分を低抵抗化しておくこと
によっても、以後の工程を行うことができる。
ム照射は、高分子膜6”全体に渡って行う必要は必ずし
もない。高分子膜6”の一部分を低抵抗化しておくこと
によっても、以後の工程を行うことができる。
【0055】(4)次に、「低抵抗化処理」によって得
られた炭素を主成分とする導電性膜6’上に保護膜8を
形成する(図2(d))。保護膜8としては、耐熱性高
分子膜、金属膜及び金属酸化物膜等種々の膜を選択でき
る。具体的には、耐熱性高分子膜としてはポリイミド、
ポリベンズイミダゾール、金属膜としてはアルミニウ
ム、スズ、亜鉛、金属酸化物膜としては酸化スズ、酸化
インジウム、酸化亜鉛あるいはそれらの複合酸化物が挙
げられる。
られた炭素を主成分とする導電性膜6’上に保護膜8を
形成する(図2(d))。保護膜8としては、耐熱性高
分子膜、金属膜及び金属酸化物膜等種々の膜を選択でき
る。具体的には、耐熱性高分子膜としてはポリイミド、
ポリベンズイミダゾール、金属膜としてはアルミニウ
ム、スズ、亜鉛、金属酸化物膜としては酸化スズ、酸化
インジウム、酸化亜鉛あるいはそれらの複合酸化物が挙
げられる。
【0056】(5)次に不図示の行方向配線と列方向配
線(X方向配線とY方向配線)を形成して、電極2,3
それぞれに対して電気的に接続をとる。なお、X,Y方
向配線の交差部には絶縁層を設置する。これら配線及び
絶縁層は、スクリーン印刷法により銀ペースト及び絶縁
性ペーストをスクリーン印刷し、大気中加熱焼成して形
成する。
線(X方向配線とY方向配線)を形成して、電極2,3
それぞれに対して電気的に接続をとる。なお、X,Y方
向配線の交差部には絶縁層を設置する。これら配線及び
絶縁層は、スクリーン印刷法により銀ペースト及び絶縁
性ペーストをスクリーン印刷し、大気中加熱焼成して形
成する。
【0057】しかる後、導電性膜6’上に形成した保護
膜8を除去する。
膜8を除去する。
【0058】(6)次に、前記工程により得られた導電
性膜6’(高分子膜6”が低抵抗化された膜)に、間隙
5’の形成を行う(図2(e))。
性膜6’(高分子膜6”が低抵抗化された膜)に、間隙
5’の形成を行う(図2(e))。
【0059】この間隙5’の形成は、電極2、3間に電
圧を印加する(導電性膜6’に電流を流す)ことによっ
て行なわれる。印加する電圧としてはパルス電圧である
ことが好ましい。この電圧印加工程により、導電性膜
6’(高分子膜6”が低抵抗化された膜)の一部に間隙
5’が形成される。
圧を印加する(導電性膜6’に電流を流す)ことによっ
て行なわれる。印加する電圧としてはパルス電圧である
ことが好ましい。この電圧印加工程により、導電性膜
6’(高分子膜6”が低抵抗化された膜)の一部に間隙
5’が形成される。
【0060】電圧印加工程においては、導電性膜6’
(高分子膜6”が低抵抗化された膜)の抵抗値に応じた
電流が流れる。したがって、導電性膜6’の抵抗が極端
に低い状態、すなわち、低抵抗化が過剰に進んだ状態で
あると、間隙5’の形成に多大な電力が必要となる。こ
れは、例えば基体上に複数の素子を配置した電子源ある
いは画像形成装置において、複数素子の一括フォーミン
グを行う場合、共通配線の電流容量や駆動ドライバーの
電流負荷等で大きな問題になってくる。そこで、比較的
小さい電力で間隙5’の形成を行うためには、低抵抗化
の進行度合を調整することが必要である。
(高分子膜6”が低抵抗化された膜)の抵抗値に応じた
電流が流れる。したがって、導電性膜6’の抵抗が極端
に低い状態、すなわち、低抵抗化が過剰に進んだ状態で
あると、間隙5’の形成に多大な電力が必要となる。こ
れは、例えば基体上に複数の素子を配置した電子源ある
いは画像形成装置において、複数素子の一括フォーミン
グを行う場合、共通配線の電流容量や駆動ドライバーの
電流負荷等で大きな問題になってくる。そこで、比較的
小さい電力で間隙5’の形成を行うためには、低抵抗化
の進行度合を調整することが必要である。
【0061】図3は、前記「低抵抗化処理」により、高
分子膜6”の表面を低抵抗化した場合の間隙5’の形成
過程を示す模式図(断面図)である。図3(a)は電圧
印加工程前(「低抵抗化処理」後)、図3(b)は電圧
印加工程終了時を示している。
分子膜6”の表面を低抵抗化した場合の間隙5’の形成
過程を示す模式図(断面図)である。図3(a)は電圧
印加工程前(「低抵抗化処理」後)、図3(b)は電圧
印加工程終了時を示している。
【0062】図3(a)において、1は基板(基体)、
6’は導電性膜、6’−1は「低抵抗化処理」により低
抵抗化された領域であり、6’−2は低抵抗化されてい
ない領域である。図3(b)において5’は間隙であ
る。
6’は導電性膜、6’−1は「低抵抗化処理」により低
抵抗化された領域であり、6’−2は低抵抗化されてい
ない領域である。図3(b)において5’は間隙であ
る。
【0063】まず、低抵抗化された領域6’−1に、電
圧印加工程により電流が主に流れ、低抵抗化された領域
6’−1の一部に間隙5’の起点が形成される。そし
て、電圧印加工程を続けることで、形成された間隙5’
の起点を避け、周辺部に回り込むことによって生じる熱
によって、熱分解を起こしていなかった下層の低抵抗化
されていない領域6’−2も徐々に熱分解される。そし
て、間隙5’の起点となった部位から導電性膜6’の厚
み方向に間隙が成長し、間隙5’が形成される(図3
(b))。
圧印加工程により電流が主に流れ、低抵抗化された領域
6’−1の一部に間隙5’の起点が形成される。そし
て、電圧印加工程を続けることで、形成された間隙5’
の起点を避け、周辺部に回り込むことによって生じる熱
によって、熱分解を起こしていなかった下層の低抵抗化
されていない領域6’−2も徐々に熱分解される。そし
て、間隙5’の起点となった部位から導電性膜6’の厚
み方向に間隙が成長し、間隙5’が形成される(図3
(b))。
【0064】なお、低抵抗化された領域6’−1が、基
体1側であったり、膜厚の中間の位置であっても、最終
的に、導電性膜6’の厚み方向に渡って、間隙5’を形
成することができる。
体1側であったり、膜厚の中間の位置であっても、最終
的に、導電性膜6’の厚み方向に渡って、間隙5’を形
成することができる。
【0065】図4は、高分子膜6”の基板表面に平行な
方向で、その一部を低抵抗化した場合の模式図(平面
図)を示しており、図4(a)は電圧印加工程前、図4
(b)は電圧印加工程開始直後、図4(c)は電圧印加
工程終了時である。
方向で、その一部を低抵抗化した場合の模式図(平面
図)を示しており、図4(a)は電圧印加工程前、図4
(b)は電圧印加工程開始直後、図4(c)は電圧印加
工程終了時である。
【0066】まず、低抵抗化された領域6’−1に、電
圧印加工程により電流が流れ、間隙5’の起点となる狭
い間隙5”が形成される(図4(b))。形成された狭
い間隙5”を避けて電流が流れるため狭い間隙5”の周
辺部が加熱され、熱分解を起こしていなかった領域も徐
々に熱分解され、最終的に、基板表面と実質的に平行な
方向における、導電性膜6’の全体に渡り、間隙5’が
形成される(図4(c))。
圧印加工程により電流が流れ、間隙5’の起点となる狭
い間隙5”が形成される(図4(b))。形成された狭
い間隙5”を避けて電流が流れるため狭い間隙5”の周
辺部が加熱され、熱分解を起こしていなかった領域も徐
々に熱分解され、最終的に、基板表面と実質的に平行な
方向における、導電性膜6’の全体に渡り、間隙5’が
形成される(図4(c))。
【0067】以上のような工程を経て得られた電子放出
素子を図5に示した測定装置によってその電圧−電流特
性を計測したところ、その特性は、図15に示したよう
なものである。図5において、図1などで用いた符合と
同じ符号を用いた部材は、同じ部材を指す。54はアノ
ードであり、53は高圧電源、52は電子放出素子から
放出された放出電流Ieを測定するための電流計、51
は電子放出素子に駆動電圧Vfを印加するための電源、
50は電極2,3間を流れる素子電流を測定するための
電流計である。
素子を図5に示した測定装置によってその電圧−電流特
性を計測したところ、その特性は、図15に示したよう
なものである。図5において、図1などで用いた符合と
同じ符号を用いた部材は、同じ部材を指す。54はアノ
ードであり、53は高圧電源、52は電子放出素子から
放出された放出電流Ieを測定するための電流計、51
は電子放出素子に駆動電圧Vfを印加するための電源、
50は電極2,3間を流れる素子電流を測定するための
電流計である。
【0068】図15に示すように、上記電子放出素子
は、しきい値電圧Vthを持っており、この電圧より低
い電圧を電極2,3間に印加しても、電子は実質的に放
出されないが、この電圧より高い電圧を印加することに
よって、素子からの放出電流(Ie)、電極2,3間を
流れる素子電流(If)が生じはじめる。この特性のた
め、同一基板上にマトリックス状に上記電子放出素子を
複数配した電子源を構成し、所望の素子を選択して駆動
する単純マトリックス駆動が可能である。
は、しきい値電圧Vthを持っており、この電圧より低
い電圧を電極2,3間に印加しても、電子は実質的に放
出されないが、この電圧より高い電圧を印加することに
よって、素子からの放出電流(Ie)、電極2,3間を
流れる素子電流(If)が生じはじめる。この特性のた
め、同一基板上にマトリックス状に上記電子放出素子を
複数配した電子源を構成し、所望の素子を選択して駆動
する単純マトリックス駆動が可能である。
【0069】次に、図14に示した、上記電子放出素子
を用いた本発明の画像形成装置の製造方法の一例を図6
乃至図13などを用いて以下に示す。
を用いた本発明の画像形成装置の製造方法の一例を図6
乃至図13などを用いて以下に示す。
【0070】(A)まず、リアプレート(基体)1を用
意する。リアプレート1としては、絶縁性材料からなる
ものを用い、特には、ガラスが好ましく用いられる。
意する。リアプレート1としては、絶縁性材料からなる
ものを用い、特には、ガラスが好ましく用いられる。
【0071】(B)次に、リアプレート1上に、図1で
説明した一対の電極2,3を複数組形成する(図6)。
電極材料は、導電性材料であれば良い。また、電極2,
3の形成方法は、スパッタ法、CVD法、印刷法など種
々の製造方法を用いることができる。なお、図6では、
説明を簡略化するために、X方向に3組、Y方向に3
組、合計9組の電極対を形成した例を用いているが、こ
の電極対の数は、画像形成装置の解像度に応じて適宜設
定される。
説明した一対の電極2,3を複数組形成する(図6)。
電極材料は、導電性材料であれば良い。また、電極2,
3の形成方法は、スパッタ法、CVD法、印刷法など種
々の製造方法を用いることができる。なお、図6では、
説明を簡略化するために、X方向に3組、Y方向に3
組、合計9組の電極対を形成した例を用いているが、こ
の電極対の数は、画像形成装置の解像度に応じて適宜設
定される。
【0072】(C)次に、各電極対2、3間を接続する
ように、高分子膜6”を形成する(図7)。高分子膜
6”は、前述のように様々な方法で作成することができ
るが、大面積に簡易に形成するには、インクジェット法
を用いることが好ましい。
ように、高分子膜6”を形成する(図7)。高分子膜
6”は、前述のように様々な方法で作成することができ
るが、大面積に簡易に形成するには、インクジェット法
を用いることが好ましい。
【0073】(D)続いて、前述した様に、各高分子膜
6”を低抵抗化する「低抵抗処理」を行う。「低抵抗化
処理」については、前記した電子ビームやイオンビーム
などの粒子ビームを照射するか、レーザビームを照射す
ることにより行われる。この「低抵抗化処理」は好まし
くは減圧雰囲気中で行われる。この工程により、高分子
膜6”に導電性が付与され、導電性膜6’に変化する
(図8)。具体的には、導電性膜6’の抵抗値として
は、103Ω/□以上107Ω/□以下の範囲となる。
6”を低抵抗化する「低抵抗処理」を行う。「低抵抗化
処理」については、前記した電子ビームやイオンビーム
などの粒子ビームを照射するか、レーザビームを照射す
ることにより行われる。この「低抵抗化処理」は好まし
くは減圧雰囲気中で行われる。この工程により、高分子
膜6”に導電性が付与され、導電性膜6’に変化する
(図8)。具体的には、導電性膜6’の抵抗値として
は、103Ω/□以上107Ω/□以下の範囲となる。
【0074】(E)次に、「低抵抗化処理」によって得
られた炭素を主成分とする導電性膜6’上に、高分子膜
を低抵抗化した膜を酸素から保護するための保護膜8を
形成する(図9)。保護膜8としては、耐熱性高分子
膜、金属膜及び金属酸化物膜等種々の膜を選択できる。
具体的には、耐熱性高分子膜としてはポリイミド、ポリ
ベンズイミダゾール、金属膜としてはアルミニウム、ス
ズ、亜鉛、金属酸化物膜としては酸化スズ、酸化インジ
ウム、酸化亜鉛あるいはそれらの複合酸化物が挙げられ
る。
られた炭素を主成分とする導電性膜6’上に、高分子膜
を低抵抗化した膜を酸素から保護するための保護膜8を
形成する(図9)。保護膜8としては、耐熱性高分子
膜、金属膜及び金属酸化物膜等種々の膜を選択できる。
具体的には、耐熱性高分子膜としてはポリイミド、ポリ
ベンズイミダゾール、金属膜としてはアルミニウム、ス
ズ、亜鉛、金属酸化物膜としては酸化スズ、酸化インジ
ウム、酸化亜鉛あるいはそれらの複合酸化物が挙げられ
る。
【0075】保護膜8はフォトリソグラフィーあるいは
安価に形成できるインクジェット法によって導電性膜
6’を被覆し、かつ後工程で形成する印刷配線間を電気
的に短絡させないようにパターニングを行う。
安価に形成できるインクジェット法によって導電性膜
6’を被覆し、かつ後工程で形成する印刷配線間を電気
的に短絡させないようにパターニングを行う。
【0076】(F)次に、電極3の一部を覆うように、
下配線62を加熱焼成して形成する。下配線62の形成
方法は、様々な手法を用いることができるが、好ましく
は印刷法を用いる。印刷法のなかでもスクリーン印刷法
が大面積の基板に安価に形成できるので好ましい。
下配線62を加熱焼成して形成する。下配線62の形成
方法は、様々な手法を用いることができるが、好ましく
は印刷法を用いる。印刷法のなかでもスクリーン印刷法
が大面積の基板に安価に形成できるので好ましい。
【0077】さらに下配線62と、次工程で形成する上
配線63との交差部に絶縁層64を加熱焼成して形成す
る。絶縁層64の形成方法も様々な手法を用いることが
できるが、好ましくは印刷法を用いる。印刷法のなかで
もスクリーン印刷法が大面積の基板に安価に形成できる
ので好ましい。
配線63との交差部に絶縁層64を加熱焼成して形成す
る。絶縁層64の形成方法も様々な手法を用いることが
できるが、好ましくは印刷法を用いる。印刷法のなかで
もスクリーン印刷法が大面積の基板に安価に形成できる
ので好ましい。
【0078】さらに下配線62と実質的に直交する上配
線63を加熱焼成して形成する(図10)。上配線63
の形成方法も様々な手法を用いることができるが、下配
線62と同様、好ましくは印刷法を用いる。印刷法のな
かでもスクリーン印刷法が大面積の基板に安価に形成で
きるので好ましい。
線63を加熱焼成して形成する(図10)。上配線63
の形成方法も様々な手法を用いることができるが、下配
線62と同様、好ましくは印刷法を用いる。印刷法のな
かでもスクリーン印刷法が大面積の基板に安価に形成で
きるので好ましい。
【0079】(G)次に保護膜8を除去する(図1
1)。保護膜8のエッチャントは、炭素を主成分とする
導電性膜、ガラス基板、電極および上下配線・絶縁層と
の選択比を十分とれるものを好ましく用いることができ
る。例えば、保護膜8としてポリイミドをインクジェッ
ト法により形成した場合、TMAHの水希釈溶液によっ
て容易にポリイミドを除去することが可能である。
1)。保護膜8のエッチャントは、炭素を主成分とする
導電性膜、ガラス基板、電極および上下配線・絶縁層と
の選択比を十分とれるものを好ましく用いることができ
る。例えば、保護膜8としてポリイミドをインクジェッ
ト法により形成した場合、TMAHの水希釈溶液によっ
て容易にポリイミドを除去することが可能である。
【0080】(H)つぎに、前記工程(G)により得ら
れた導電性膜6’(高分子膜6”が低抵抗化された膜)
に、間隙5’の形成を行う。
れた導電性膜6’(高分子膜6”が低抵抗化された膜)
に、間隙5’の形成を行う。
【0081】この間隙5’の形成は、各配線62および
配線63に電圧を印加することによって行う。これによ
り、各電極対2、3間に電圧が印加される。この電圧印
加工程により、導電性膜6’(高分子膜6”が低抵抗化
された膜)の一部に間隙5’が形成される(図12)。
配線63に電圧を印加することによって行う。これによ
り、各電極対2、3間に電圧が印加される。この電圧印
加工程により、導電性膜6’(高分子膜6”が低抵抗化
された膜)の一部に間隙5’が形成される(図12)。
【0082】なお、この電圧印加工程は、前述の低抵抗
化処理と同時に、すなわち、電子ビームあるいはレーザ
ービームの照射を行っている最中に、電極2、3間に電
圧パルスを連続的に印加することによっても行うことが
できる。
化処理と同時に、すなわち、電子ビームあるいはレーザ
ービームの照射を行っている最中に、電極2、3間に電
圧パルスを連続的に印加することによっても行うことが
できる。
【0083】(I)次に、予め用意しておいた、アルミ
ニウム膜からなるメタルバック73と蛍光体膜74とを
有するフェースプレート71と、上記工程(A)〜
(H)を経たリアプレート1とを、メタルバック73と
電子放出素子が対向するように、位置合わせする(図1
3(a))。支持枠72とフェースプレート71との当
接面(当接領域)には接合部材が配置される。同様に、
リアプレート1と支持枠72との当接面(当接領域)に
も接合部材が配置される。上記接合部材には、真空を保
持する機能と接着機能とを有するものが用いられ、具体
的にはフリットガラスやインジウム、インジウム合金な
どが用いられる。
ニウム膜からなるメタルバック73と蛍光体膜74とを
有するフェースプレート71と、上記工程(A)〜
(H)を経たリアプレート1とを、メタルバック73と
電子放出素子が対向するように、位置合わせする(図1
3(a))。支持枠72とフェースプレート71との当
接面(当接領域)には接合部材が配置される。同様に、
リアプレート1と支持枠72との当接面(当接領域)に
も接合部材が配置される。上記接合部材には、真空を保
持する機能と接着機能とを有するものが用いられ、具体
的にはフリットガラスやインジウム、インジウム合金な
どが用いられる。
【0084】図13においては、支持枠72が、予め上
記工程(A)〜(H)を経たリアプレート1上に接合部
材によって固定(接着)された例を図示しているが、必
ずしも本工程(I)時に接合されている必要はない。ま
た、同様に、図13においてはスペーサ101がリアプ
レート1上に固定された例を示しているが、スペーサ1
01も、本工程(I)時にリアプレート1に必ずしも固
定されている必要はない。
記工程(A)〜(H)を経たリアプレート1上に接合部
材によって固定(接着)された例を図示しているが、必
ずしも本工程(I)時に接合されている必要はない。ま
た、同様に、図13においてはスペーサ101がリアプ
レート1上に固定された例を示しているが、スペーサ1
01も、本工程(I)時にリアプレート1に必ずしも固
定されている必要はない。
【0085】また、図13では、便宜上、リアプレート
1を下方に配置し、フェースプレート71をリアプレー
ト1の上方に配置した例を示したが、どちらが上であっ
ても構わない。
1を下方に配置し、フェースプレート71をリアプレー
ト1の上方に配置した例を示したが、どちらが上であっ
ても構わない。
【0086】さらには、図13では、支持枠72および
スペーサ101は、予め、リアプレート1上に固定(接
着)しておいた例を示したが、次の「封着工程」時に固
定(接着)されるよう、リアプレート1上またはフェー
スプレート71上に載置するだけでもよい。
スペーサ101は、予め、リアプレート1上に固定(接
着)しておいた例を示したが、次の「封着工程」時に固
定(接着)されるよう、リアプレート1上またはフェー
スプレート71上に載置するだけでもよい。
【0087】(J)次に、封着工程を行う。上記工程
(I)で対向して配置されたフェースプレート71とリ
アプレート1とを、その対向方向に加圧しながら、少な
くとも前記接合部材を加熱する(図13(b))。上記
加熱は、熱的な歪を低減するために、フェースプレート
71およびリアプレート1の全面を加熱することが好ま
しい。
(I)で対向して配置されたフェースプレート71とリ
アプレート1とを、その対向方向に加圧しながら、少な
くとも前記接合部材を加熱する(図13(b))。上記
加熱は、熱的な歪を低減するために、フェースプレート
71およびリアプレート1の全面を加熱することが好ま
しい。
【0088】なお、本発明においては、「封着工程」
は、減圧(真空)雰囲気中あるいは非酸化雰囲気中にて
行うことが好ましい。具体的な減圧(真空)雰囲気とし
ては、10-5Pa以下、好ましくは10-6Pa以下の圧
力が好ましい。
は、減圧(真空)雰囲気中あるいは非酸化雰囲気中にて
行うことが好ましい。具体的な減圧(真空)雰囲気とし
ては、10-5Pa以下、好ましくは10-6Pa以下の圧
力が好ましい。
【0089】この封着工程により、フェースプレート7
1と支持枠72とリアプレート1との当接部が気密に接
合され、同時に、内部が高真空に維持された、図14に
示した気密容器(画像形成装置)100が得られる。
1と支持枠72とリアプレート1との当接部が気密に接
合され、同時に、内部が高真空に維持された、図14に
示した気密容器(画像形成装置)100が得られる。
【0090】ここでは、減圧(真空)雰囲気中あるいは
非酸化雰囲気中にて「封着工程」を行う例を示した。し
かしながら、大気中で「封着工程」を行っても良い。こ
の場合は、別途、フェースプレート71とリアプレート
1間の空間を排気するための排気管を、気密容器100
に設けておき、「封着工程」後に、気密容器内部を10
-5Pa以下に排気する。その後、排気管を封止すること
で内部が高真空に維持された気密容器(画像形成装置)
100を得ることができる。
非酸化雰囲気中にて「封着工程」を行う例を示した。し
かしながら、大気中で「封着工程」を行っても良い。こ
の場合は、別途、フェースプレート71とリアプレート
1間の空間を排気するための排気管を、気密容器100
に設けておき、「封着工程」後に、気密容器内部を10
-5Pa以下に排気する。その後、排気管を封止すること
で内部が高真空に維持された気密容器(画像形成装置)
100を得ることができる。
【0091】「封着工程」を真空中にて行う場合には、
画像形成装置(気密容器)100内部を高真空に維持す
るために、工程(I)と工程(J)との間に、メタルバ
ック73上(メタルバック73のリアプレート1と対向
する面上)にゲッター材を被覆する工程を設けることが
好ましい。この時、用いるゲッター材としては、被覆を
簡易にする理由から蒸発型のゲッターであることが好ま
しい。したがって、バリウムをゲッター膜としてメタル
バック73上に被覆することが好ましい。また、このゲ
ッターの被覆工程は、上記工程(J)と同様に、減圧
(真空)雰囲気中で行われる。
画像形成装置(気密容器)100内部を高真空に維持す
るために、工程(I)と工程(J)との間に、メタルバ
ック73上(メタルバック73のリアプレート1と対向
する面上)にゲッター材を被覆する工程を設けることが
好ましい。この時、用いるゲッター材としては、被覆を
簡易にする理由から蒸発型のゲッターであることが好ま
しい。したがって、バリウムをゲッター膜としてメタル
バック73上に被覆することが好ましい。また、このゲ
ッターの被覆工程は、上記工程(J)と同様に、減圧
(真空)雰囲気中で行われる。
【0092】また、ここで説明した画像形成装置の例で
は、フェースプレート71とリアプレート1との間に
は、スペーサ101を配置した。しかしながら、画像形
成装置の大きさが小さい場合には、スペーサ101は必
ずしも必要としない。また、リアプレート1とフェース
プレート71との間隔が数百μm程度であれば支持枠7
2を用いずに、接合部材によって直接リアプレート1と
フェースプレート71とを接合することも可能である。
そのような場合には、接合部材が支持枠72の代替部材
を兼ねる。
は、フェースプレート71とリアプレート1との間に
は、スペーサ101を配置した。しかしながら、画像形
成装置の大きさが小さい場合には、スペーサ101は必
ずしも必要としない。また、リアプレート1とフェース
プレート71との間隔が数百μm程度であれば支持枠7
2を用いずに、接合部材によって直接リアプレート1と
フェースプレート71とを接合することも可能である。
そのような場合には、接合部材が支持枠72の代替部材
を兼ねる。
【0093】また、本発明においては、電子放出素子1
02の間隙5’を形成する工程(工程(H))の後に、
位置合わせ工程(工程(I))および封着工程(工程
(J))を行った。しかしながら、工程(H)を、封着
工程(工程J)の後に行うこともできる。
02の間隙5’を形成する工程(工程(H))の後に、
位置合わせ工程(工程(I))および封着工程(工程
(J))を行った。しかしながら、工程(H)を、封着
工程(工程J)の後に行うこともできる。
【0094】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をより詳細に
説明する。
説明する。
【0095】[実施例1]図1、図2を用いて、本実施
例の電子源を構成する電子放出素子の作製方法を述べ
る。
例の電子源を構成する電子放出素子の作製方法を述べ
る。
【0096】基板(基体)1として石英ガラス基板を用
い、これを純水、有機溶剤により充分に洗浄後、基体1
面上に、白金からなる素子電極2、3を形成した(図2
(a))。この時、素子電極間隔Lは10μmとし、素
子電極の幅Wを500μm、その厚さを100nmとし
た。
い、これを純水、有機溶剤により充分に洗浄後、基体1
面上に、白金からなる素子電極2、3を形成した(図2
(a))。この時、素子電極間隔Lは10μmとし、素
子電極の幅Wを500μm、その厚さを100nmとし
た。
【0097】以上のように作製した基板に、芳香族ポリ
イミドの前駆体であるポリアミック酸(日立化成工業
(株)社製:PIX−L110SX)溶液を、さらに樹
脂分3%までN−メチルピロリドン/トリエタノールア
ミン溶媒で希釈した溶液をインクジェット法により、直
径100μmで素子電極2、3に接続して塗布した。次
に真空条件下にて350℃まで昇温しベークして、イミ
ド化を行った。この時の、ポリイミド膜(高分子膜
6”)の膜厚は30nmであった。
イミドの前駆体であるポリアミック酸(日立化成工業
(株)社製:PIX−L110SX)溶液を、さらに樹
脂分3%までN−メチルピロリドン/トリエタノールア
ミン溶媒で希釈した溶液をインクジェット法により、直
径100μmで素子電極2、3に接続して塗布した。次
に真空条件下にて350℃まで昇温しベークして、イミ
ド化を行った。この時の、ポリイミド膜(高分子膜
6”)の膜厚は30nmであった。
【0098】次に、素子電極2、3、高分子膜6”を形
成した基体1を電子銃の装着された真空容器中にセット
し、十分に排気を行った後、加速電圧Vac=10k
V、電流密度ρ=0.1mA/mm2なる電子ビームを
高分子膜6”全面に走引照射した。この時、素子電極
2、3間の抵抗を測定し、1kΩまで抵抗が減少したと
ころで電子ビーム照射を止めた。
成した基体1を電子銃の装着された真空容器中にセット
し、十分に排気を行った後、加速電圧Vac=10k
V、電流密度ρ=0.1mA/mm2なる電子ビームを
高分子膜6”全面に走引照射した。この時、素子電極
2、3間の抵抗を測定し、1kΩまで抵抗が減少したと
ころで電子ビーム照射を止めた。
【0099】次に保護膜8としてITOをスパッタリン
グ法によって形成し、フォトリソグラフィーによって導
電性膜6’の領域を被覆するようパターニングした。
グ法によって形成し、フォトリソグラフィーによって導
電性膜6’の領域を被覆するようパターニングした。
【0100】次にスクリーン印刷法により、銀ペースト
及び絶縁性ペーストを用いて、不図示のX方向、Y方向
配線及び絶縁層を形成して、電極2,3それぞれに対し
て電気的に接続をとった。X方向、Y方向配線及び絶縁
層は、それぞれスクリーン印刷後に大気中480℃加熱
焼成して形成した。
及び絶縁性ペーストを用いて、不図示のX方向、Y方向
配線及び絶縁層を形成して、電極2,3それぞれに対し
て電気的に接続をとった。X方向、Y方向配線及び絶縁
層は、それぞれスクリーン印刷後に大気中480℃加熱
焼成して形成した。
【0101】しかる後、塩化鉄(II)/塩酸溶液によ
りITO保護膜8を除去した。
りITO保護膜8を除去した。
【0102】次に、これを図5に示す真空装置内へ移し
た。
た。
【0103】ここで、図5中、51は素子に電圧を印加
するための電源、50は素子電流Ifを測定するための
電流計、54は素子より発生する放出電流Ieを測定す
るためのアノード電極、53はアノード電極54に電圧
を印加するための高圧電源、52は放出電流を測定する
ための電流計である。
するための電源、50は素子電流Ifを測定するための
電流計、54は素子より発生する放出電流Ieを測定す
るためのアノード電極、53はアノード電極54に電圧
を印加するための高圧電源、52は放出電流を測定する
ための電流計である。
【0104】電子放出素子の上記素子電流If、放出電
流Ieの測定にあたっては、素子電極2、3に電源51
と電流計50とを接続し、該電子放出素子の上方に電源
53と電流計52とを接続したアノード電極54を配置
している。また、本電子放出素子及びアノード電極54
は真空装置内に設置されており、その真空装置には不図
示の排気ポンプ及び真空計等の真空装置に必要な機器が
具備されており、所望の真空下で本素子の測定評価を行
えるようになっている。なお、アノード電極と電子放出
素子間の距離Hを4mmとしており、真空装置内の圧力
を1×10-6Paとした。
流Ieの測定にあたっては、素子電極2、3に電源51
と電流計50とを接続し、該電子放出素子の上方に電源
53と電流計52とを接続したアノード電極54を配置
している。また、本電子放出素子及びアノード電極54
は真空装置内に設置されており、その真空装置には不図
示の排気ポンプ及び真空計等の真空装置に必要な機器が
具備されており、所望の真空下で本素子の測定評価を行
えるようになっている。なお、アノード電極と電子放出
素子間の距離Hを4mmとしており、真空装置内の圧力
を1×10-6Paとした。
【0105】図5の装置系を用いて、素子電極2、3間
に波高値25Vのパルス電圧を印加することにより導電
性膜6’に間隙5’を形成した。
に波高値25Vのパルス電圧を印加することにより導電
性膜6’に間隙5’を形成した。
【0106】以上の工程により、本実施例の電子放出素
子を作製した。
子を作製した。
【0107】次に、図5に示した1×10-6Paの真空
装置内で、アノード電極54に1kVを印加しながら、
本実施例の電子源を構成する電子放出素子の素子電極
2、3間に20Vの駆動電圧を印加し、その時に流れる
素子電流If及び放出電流Ieを測定したところ、平均
した電子放出特性は単素子あたりIf=0.5mA、I
e=4.8μAであり、長時間駆動しても安定に電子放
出特性を維持しており、リーク電流も極めて小さかっ
た。
装置内で、アノード電極54に1kVを印加しながら、
本実施例の電子源を構成する電子放出素子の素子電極
2、3間に20Vの駆動電圧を印加し、その時に流れる
素子電流If及び放出電流Ieを測定したところ、平均
した電子放出特性は単素子あたりIf=0.5mA、I
e=4.8μAであり、長時間駆動しても安定に電子放
出特性を維持しており、リーク電流も極めて小さかっ
た。
【0108】比較のため、保護膜8を形成せずに、X方
向、Y方向配線を形成後に高分子膜形成、「低抵抗化処
理」をおこなって作製した電子源を構成する電子放出素
子を同様に評価したところ、平均した電子放出特性は単
素子あたりIf=0.3mA、Ie=1.8μAであ
り、電子放出特性が比較的悪く、長時間駆動しても安定
に電子放出特性を維持できなかった。
向、Y方向配線を形成後に高分子膜形成、「低抵抗化処
理」をおこなって作製した電子源を構成する電子放出素
子を同様に評価したところ、平均した電子放出特性は単
素子あたりIf=0.3mA、Ie=1.8μAであ
り、電子放出特性が比較的悪く、長時間駆動しても安定
に電子放出特性を維持できなかった。
【0109】本実施例の電子源および比較例の電子源を
構成する素子をEPMA分析したところ、比較例の素子
は本実施例の素子と対して、素子電極および導電性膜中
に約5倍のAg、Pbが検出された。
構成する素子をEPMA分析したところ、比較例の素子
は本実施例の素子と対して、素子電極および導電性膜中
に約5倍のAg、Pbが検出された。
【0110】以上、本実施例による電子源の製造方法に
より、個別の素子特性が優れ、安定で放電が生じない電
子放出素子アレイが得られた。
より、個別の素子特性が優れ、安定で放電が生じない電
子放出素子アレイが得られた。
【0111】[実施例2]本実施例の電子源を構成する
電子放出素子の作製方法に関して実施例1の電子放出素
子と異なるのは、保護膜8だけである。
電子放出素子の作製方法に関して実施例1の電子放出素
子と異なるのは、保護膜8だけである。
【0112】保護膜8としてアルミニウムを真空蒸着法
によって形成し、フォトリソグラフィーによって導電性
膜6’の領域を被覆するようパターニングした。
によって形成し、フォトリソグラフィーによって導電性
膜6’の領域を被覆するようパターニングした。
【0113】次にスクリーン印刷法により、銀ペースト
及び絶縁性ペーストを用いて、不図示のX方向、Y方向
配線及び絶縁層を形成して、電極2,3それぞれに対し
て電気的に接続をとった。X方向、Y方向配線及び絶縁
層は、それぞれスクリーン印刷後に大気中480℃加熱
焼成して形成した。
及び絶縁性ペーストを用いて、不図示のX方向、Y方向
配線及び絶縁層を形成して、電極2,3それぞれに対し
て電気的に接続をとった。X方向、Y方向配線及び絶縁
層は、それぞれスクリーン印刷後に大気中480℃加熱
焼成して形成した。
【0114】しかる後、塩化鉄(II)/塩酸溶液によ
りアルミニウム/アルミナ保護膜8を除去した。
りアルミニウム/アルミナ保護膜8を除去した。
【0115】本実施例の電子源を構成する電子放出素子
を図5に示した1×10-6Paの真空装置内で、アノー
ド電極54に1kVを印加しながら、本実施例の電子源
を構成する電子放出素子の素子電極2、3間に20Vの
駆動電圧を印加し、その時に流れる素子電流If及び放
出電流Ieを測定したところ、平均した電子放出特性は
単素子あたりIf=0.45mA、Ie=4.4μAで
あり、長時間駆動しても安定に電子放出特性を維持して
おり、リーク電流も極めて小さかった。
を図5に示した1×10-6Paの真空装置内で、アノー
ド電極54に1kVを印加しながら、本実施例の電子源
を構成する電子放出素子の素子電極2、3間に20Vの
駆動電圧を印加し、その時に流れる素子電流If及び放
出電流Ieを測定したところ、平均した電子放出特性は
単素子あたりIf=0.45mA、Ie=4.4μAで
あり、長時間駆動しても安定に電子放出特性を維持して
おり、リーク電流も極めて小さかった。
【0116】以上、本実施例による電子源の製造方法に
より、個別の素子特性が優れ、安定で放電が生じない電
子放出素子アレイが得られた。
より、個別の素子特性が優れ、安定で放電が生じない電
子放出素子アレイが得られた。
【0117】[実施例3]本実施例では図14に模式的
に示した画像形成装置100を作成した。電子放出素子
102としては、図1および図2を用いてその製造方法
を既に記した電子放出素子を用いた。図6乃至図14を
用いて、本実施例の画像形成装置の作製方法を述べる。
に示した画像形成装置100を作成した。電子放出素子
102としては、図1および図2を用いてその製造方法
を既に記した電子放出素子を用いた。図6乃至図14を
用いて、本実施例の画像形成装置の作製方法を述べる。
【0118】図12は、リアプレートと、その上に形成
された複数の電子放出素子と、および複数の電子放出素
子に信号を印加するための配線とから構成される電子源
の一部を拡大して模式的に示している。1はリアプレー
ト、2、3は電極、5’は間隙、6’は炭素を主成分と
する導電性膜、62はX方向配線、63はY方向配線、
64は層間絶縁層である。
された複数の電子放出素子と、および複数の電子放出素
子に信号を印加するための配線とから構成される電子源
の一部を拡大して模式的に示している。1はリアプレー
ト、2、3は電極、5’は間隙、6’は炭素を主成分と
する導電性膜、62はX方向配線、63はY方向配線、
64は層間絶縁層である。
【0119】図14において、図12と同じ符号のもの
は、同じ部材を示している。71はガラス基板上に、蛍
光体膜74とAlからなるメタルバック73とが積層さ
れたフェースプレートである。72は支持枠であり、リ
アプレート1、フェースプレート71、支持枠72で真
空密閉容器が形成される。
は、同じ部材を示している。71はガラス基板上に、蛍
光体膜74とAlからなるメタルバック73とが積層さ
れたフェースプレートである。72は支持枠であり、リ
アプレート1、フェースプレート71、支持枠72で真
空密閉容器が形成される。
【0120】(工程1)ガラス基板(基体)1上に、ス
パッタリング法により、厚さ100nmのPt膜を堆積
し、フォトリソグラフィ技術を用いてPt膜からなる電
極2,3を形成した(図6)。なお、電極2、3の電極
間距離は10μmとした。
パッタリング法により、厚さ100nmのPt膜を堆積
し、フォトリソグラフィ技術を用いてPt膜からなる電
極2,3を形成した(図6)。なお、電極2、3の電極
間距離は10μmとした。
【0121】(工程2)基体1の電極2、3間に跨る位
置に、インクジェット法により、ポリイミドの前駆体で
あるポリアミック酸の3%N−メチルピロリドン/トリ
エタノールアミン溶液を電極間の中央を中心として塗布
した。これを、真空下にて、350℃でベークし、直径
約100μm、膜厚300nmの円形のポリイミド膜か
らなる高分子膜6”を得た(図7)。
置に、インクジェット法により、ポリイミドの前駆体で
あるポリアミック酸の3%N−メチルピロリドン/トリ
エタノールアミン溶液を電極間の中央を中心として塗布
した。これを、真空下にて、350℃でベークし、直径
約100μm、膜厚300nmの円形のポリイミド膜か
らなる高分子膜6”を得た(図7)。
【0122】(工程3)次に、Ptからなる電極2、
3、ポリイミド膜からなる高分子膜6”を形成したリア
プレート1をステージ上(大気中)にセットし、各々の
高分子膜6”に対して、QスイッチパルスNd:YAG
レーザ(パルス幅100nm、繰り返し周波数10kH
z、パルスあたりのエネルギー0.5mJ、ビーム径1
0μm)の第二高調波(SHG)を照射した。このと
き、ステージを移動させ、各々の電極2から3の方向に
高分子膜6”に10μmの幅で照射し、各々の高分子膜
6”の一部に熱分解の進んだ導電性の領域を形成した。
3、ポリイミド膜からなる高分子膜6”を形成したリア
プレート1をステージ上(大気中)にセットし、各々の
高分子膜6”に対して、QスイッチパルスNd:YAG
レーザ(パルス幅100nm、繰り返し周波数10kH
z、パルスあたりのエネルギー0.5mJ、ビーム径1
0μm)の第二高調波(SHG)を照射した。このと
き、ステージを移動させ、各々の電極2から3の方向に
高分子膜6”に10μmの幅で照射し、各々の高分子膜
6”の一部に熱分解の進んだ導電性の領域を形成した。
【0123】(工程4)次に保護膜8としてポリイミド
をインクジェット法によって、導電性膜6’の領域を被
覆するようパターニング形成した(図9)。ここでポリ
イミド保護膜8は、以下の3回の大気焼成で酸化消失し
ないように膜厚を500nmとした。
をインクジェット法によって、導電性膜6’の領域を被
覆するようパターニング形成した(図9)。ここでポリ
イミド保護膜8は、以下の3回の大気焼成で酸化消失し
ないように膜厚を500nmとした。
【0124】(工程5)次に、スクリーン印刷法により
Agペーストを印刷し、加熱焼成することにより、X方
向配線62を形成した(図10)。
Agペーストを印刷し、加熱焼成することにより、X方
向配線62を形成した(図10)。
【0125】(工程6)続いて、X方向配線62とY方
向配線63の交差部になる位置に、スクリーン印刷法に
より絶縁性ペーストを印刷し、加熱焼成して絶縁層64
を形成した(図10)。
向配線63の交差部になる位置に、スクリーン印刷法に
より絶縁性ペーストを印刷し、加熱焼成して絶縁層64
を形成した(図10)。
【0126】(工程7)さらに、スクリーン印刷法によ
りAgペーストを印刷し、加熱焼成することにより、Y
方向配線63を形成し、基体1上にマトリックス配線を
形成した(図10)。
りAgペーストを印刷し、加熱焼成することにより、Y
方向配線63を形成し、基体1上にマトリックス配線を
形成した(図10)。
【0127】(工程8)次にテトラメチルアンモニウム
ハイドレート水溶液により、ポリイミド保護膜8を除去
した(図11)。
ハイドレート水溶液により、ポリイミド保護膜8を除去
した(図11)。
【0128】(工程9)以上のようにして作製したリア
プレート1上に、支持枠72とスペーサ101とをフリ
ットガラスにより接着した。そしてスペーサ101と支
持枠72が接着されたリアプレート1と、フェースプレ
ート71とを対向させて(蛍光体膜74とメタルバック
73が形成された面と、配線62,63が形成された面
とを対向させて)、配置した(図13(a))。なお、
フェースプレート71上の支持枠72との当接部には、
予めフリットガラスを塗付しておいた。
プレート1上に、支持枠72とスペーサ101とをフリ
ットガラスにより接着した。そしてスペーサ101と支
持枠72が接着されたリアプレート1と、フェースプレ
ート71とを対向させて(蛍光体膜74とメタルバック
73が形成された面と、配線62,63が形成された面
とを対向させて)、配置した(図13(a))。なお、
フェースプレート71上の支持枠72との当接部には、
予めフリットガラスを塗付しておいた。
【0129】(工程10)次に、対向させたフェースプ
レート71とリアプレート1とを10-6Paの真空雰囲
気中で、400℃に加熱および加圧して封着を行った
(図13(b))。この工程により内部が高真空に維持
された気密容器が得られた。なお、蛍光体膜74には3
原色(RGB)の各色蛍光体がストライプ形状に配置さ
れたものを用いた。
レート71とリアプレート1とを10-6Paの真空雰囲
気中で、400℃に加熱および加圧して封着を行った
(図13(b))。この工程により内部が高真空に維持
された気密容器が得られた。なお、蛍光体膜74には3
原色(RGB)の各色蛍光体がストライプ形状に配置さ
れたものを用いた。
【0130】最後に、真空雰囲気でX方向配線62、Y
方向配線63を通じて、各々の電極2,3間に10V、
パルス幅1msec、パルス間隔10msecの両極性
の矩形パルスを印加することにより炭素を主成分とする
導電性膜6’に間隙5’を形成し(図12参照)、本実
施例の画像形成装置100を作製した。
方向配線63を通じて、各々の電極2,3間に10V、
パルス幅1msec、パルス間隔10msecの両極性
の矩形パルスを印加することにより炭素を主成分とする
導電性膜6’に間隙5’を形成し(図12参照)、本実
施例の画像形成装置100を作製した。
【0131】以上のようにして完成した画像形成装置に
おいて、X方向配線62、Y方向配線63を通じて、所
望の電子放出素子を選択して22Vの電圧を印加し、高
圧端子Hvを通じてメタルバック73に8kVの電圧を
印加したところ、長時間にわたって明るい良好な画像を
形成することができた。
おいて、X方向配線62、Y方向配線63を通じて、所
望の電子放出素子を選択して22Vの電圧を印加し、高
圧端子Hvを通じてメタルバック73に8kVの電圧を
印加したところ、長時間にわたって明るい良好な画像を
形成することができた。
【0132】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、配線形成工
程前に「低抵抗化処理」を行うことにより、電子源を構
成する電子放出素子の特性を向上することができると共
に、電子源基板の歩留まりも上げることができ、さらに
本発明の製造方法により作製した画像形成装置において
は、長期に渡って表示品位に優れた画像形成装置を安価
に製造することができる。
程前に「低抵抗化処理」を行うことにより、電子源を構
成する電子放出素子の特性を向上することができると共
に、電子源基板の歩留まりも上げることができ、さらに
本発明の製造方法により作製した画像形成装置において
は、長期に渡って表示品位に優れた画像形成装置を安価
に製造することができる。
【図1】本発明の電子源を構成する電子放出素子を示す
模式的平面図及び断面図である。
模式的平面図及び断面図である。
【図2】本発明の電子源を構成する電子放出素子の作製
方法の一例を示す模式的断面図である。
方法の一例を示す模式的断面図である。
【図3】本発明の電子源を構成する電子放出素子の作製
方法の別の例を示す模式的断面図である。
方法の別の例を示す模式的断面図である。
【図4】本発明の電子源を構成する電子放出素子の作製
方法のさらに別の例を示す模式的断面図である。
方法のさらに別の例を示す模式的断面図である。
【図5】測定評価機能を備えた真空装置の一例を示す模
式図である。
式図である。
【図6】本発明の単純マトリクス配置の電子源の製造工
程の一例を示す模式図である。
程の一例を示す模式図である。
【図7】本発明の単純マトリクス配置の電子源の製造工
程の一例を示す模式図である。
程の一例を示す模式図である。
【図8】本発明の単純マトリクス配置の電子源の製造工
程の一例を示す模式図である。
程の一例を示す模式図である。
【図9】本発明の単純マトリクス配置の電子源の製造工
程の一例を示す模式図である。
程の一例を示す模式図である。
【図10】本発明の単純マトリクス配置の電子源の製造
工程の一例を示す模式図である。
工程の一例を示す模式図である。
【図11】本発明の単純マトリクス配置の電子源の製造
工程の一例を示す模式図である。
工程の一例を示す模式図である。
【図12】本発明の単純マトリクス配置の電子源の製造
工程の一例を示す模式図である。
工程の一例を示す模式図である。
【図13】本発明の画像形成装置の製造工程の一例を示
す模式図である。
す模式図である。
【図14】本発明の画像形成装置の斜視模式図である。
【図15】本発明による電子放出素子の電子放出特性を
示す模式図である。
示す模式図である。
【図16】従来の電子放出素子の模式図である。
【図17】従来の電子放出素子の製造工程の模式図であ
る。
る。
1 基体(リアプレート)
2、3 電極
4 導電性膜
5 第2の間隙
5’ 間隙
6 カーボン膜
6’ 高分子膜が低抵抗化された膜(炭素を主成分とす
る導電性膜) 6” 高分子膜 7 第1の間隙 8 保護膜 10 電子ビームまたはレーザービーム照射手段 50 電極間を流れる素子電流を測定するための電流計 51 電子放出素子に駆動電圧Vfを印加するための電
源 52 電子放出素子から放出された放出電流Ieを測定
するための電流計 53 高圧電源 54 アノード 62 下配線 63 上配線 64 絶縁層 71 フェースプレート 72 支持枠 73 メタルバック 74 蛍光体膜 75 画像形成部材 100 画像形成装置 101 スペーサ 102 電子放出素子
る導電性膜) 6” 高分子膜 7 第1の間隙 8 保護膜 10 電子ビームまたはレーザービーム照射手段 50 電極間を流れる素子電流を測定するための電流計 51 電子放出素子に駆動電圧Vfを印加するための電
源 52 電子放出素子から放出された放出電流Ieを測定
するための電流計 53 高圧電源 54 アノード 62 下配線 63 上配線 64 絶縁層 71 フェースプレート 72 支持枠 73 メタルバック 74 蛍光体膜 75 画像形成部材 100 画像形成装置 101 スペーサ 102 電子放出素子
Claims (9)
- 【請求項1】 基体上に一対の電極からなる電極対を複
数配置する工程と、 高分子膜を、前記電極対の各々の電極間を接続するよう
に配置する工程と、 前記高分子膜を低抵抗化させる工程と、 前記高分子膜が低抵抗化された膜上に酸素に対する保護
膜を配置する工程と、 前記保護膜を配置後、前記電極の各々に接続する配線を
酸素雰囲気中にて加熱焼成して形成する工程と、 前記配線を形成後、前記保護膜を除去する工程と、 前記高分子膜が低抵抗化された膜に電流を流すことによ
り、間隙を形成する工程と、を有することを特徴とする
電子源の製造方法。 - 【請求項2】 基体上に一対の電極からなる電極対を複
数配置する工程と、 高分子膜を、前記電極対の各々の電極間を接続するよう
に配置する工程と、 前記高分子膜を低抵抗化させる工程と、 前記高分子膜が低抵抗化された膜上に保護膜を配置する
工程と、 前記保護膜を配置後、前記電極を接続する複数の行方向
配線及び列方向配線と、該両配線を絶縁する絶縁層を形
成する工程であって、前記両配線及び絶縁層のうち少な
くとも一つを加熱焼成して形成する工程と、 前記両配線及び絶縁層を形成後、前記保護膜を除去する
工程と、 前記高分子膜が低抵抗化された膜に電流を流すことによ
り、間隙を形成する工程と、を有することを特徴とする
電子源の製造方法。 - 【請求項3】 前記保護膜が耐熱性高分子膜であること
を特徴とする請求項1または2に記載の電子源の製造方
法。 - 【請求項4】 前記耐熱性高分子がポリイミドまたはポ
リベンズイミダゾールであることを特徴とする請求項3
に記載の電子源の製造方法。 - 【請求項5】 前記保護膜が金属膜であることを特徴と
する請求項1または2に記載の電子源の製造方法。 - 【請求項6】 前記金属がアルミニウム、スズまたは亜
鉛であることを特徴とする請求項5に記載の電子源の製
造方法。 - 【請求項7】 前記保護膜が金属酸化物膜であることを
特徴とする請求項1または2に記載の電子源の製造方
法。 - 【請求項8】 前記金属酸化物が酸化スズ、酸化インジ
ウム、酸化亜鉛あるいはそれらの複合酸化物であること
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】 複数の電子放出素子を有する電子源と、
前記電子源から放出される電子の照射により画像を形成
する画像形成部材とを有する画像形成装置の製造方法に
おいて、前記電子源を請求項1〜8のいずれかに記載の
方法により製造することを特徴とする画像形成装置の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002054171A JP2003257307A (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | 電子源および画像形成装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002054171A JP2003257307A (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | 電子源および画像形成装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003257307A true JP2003257307A (ja) | 2003-09-12 |
Family
ID=28665399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002054171A Withdrawn JP2003257307A (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | 電子源および画像形成装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003257307A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100752509B1 (ko) * | 2005-12-30 | 2007-08-27 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 전자 방출 소자 및 그의 제조 방법 및 그를 이용한 전자방출 표시장치 및 그의 제조 방법 |
-
2002
- 2002-02-28 JP JP2002054171A patent/JP2003257307A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100752509B1 (ko) * | 2005-12-30 | 2007-08-27 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 전자 방출 소자 및 그의 제조 방법 및 그를 이용한 전자방출 표시장치 및 그의 제조 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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