JPH0917358A - 電子源基板およびその製造方法、ならびに画像形成装置 - Google Patents
電子源基板およびその製造方法、ならびに画像形成装置Info
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- JPH0917358A JPH0917358A JP16217095A JP16217095A JPH0917358A JP H0917358 A JPH0917358 A JP H0917358A JP 16217095 A JP16217095 A JP 16217095A JP 16217095 A JP16217095 A JP 16217095A JP H0917358 A JPH0917358 A JP H0917358A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 絶縁性基板上に多数個の表面伝導型電子放出
素子を行列状に配列した電子源基板において、上配線と
コンタクトホールとを離れた位置に形成し該コンタクト
ホールを下配線と交差する方向の素子に連続させる電子
源基板、およびそれにより作成された画像形成装置。 【効果】 行列状に配列した表面伝導型電子放出素子
は、電子放出部形成用薄膜の膜厚分布が減少したことに
より、通電フォーミングをおこなった後のそれぞれの素
子の特性のばらつきを従来に比べ減少することができ
る。
素子を行列状に配列した電子源基板において、上配線と
コンタクトホールとを離れた位置に形成し該コンタクト
ホールを下配線と交差する方向の素子に連続させる電子
源基板、およびそれにより作成された画像形成装置。 【効果】 行列状に配列した表面伝導型電子放出素子
は、電子放出部形成用薄膜の膜厚分布が減少したことに
より、通電フォーミングをおこなった後のそれぞれの素
子の特性のばらつきを従来に比べ減少することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子源およびその応用
である表示装置等の画像形成装置にかかわり、特に微粒
子を電子放出部に用いた表面伝導型放出素子を多数個備
える電子源基板、電子源基板の製造方法、およびその応
用である表示装置等の画像形成装置に関する。
である表示装置等の画像形成装置にかかわり、特に微粒
子を電子放出部に用いた表面伝導型放出素子を多数個備
える電子源基板、電子源基板の製造方法、およびその応
用である表示装置等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子放出素子として熱電子源と冷
陰極電子源の２種類が知られている。冷陰極電子源には
電界放出型（以下、ＦＥ型と略す）、金属／絶縁層／金
属型（以下、ＭＩＭ型と略す）や表面伝導型電子放出素
子（以下、ＳＣＥと略す）等がある。
陰極電子源の２種類が知られている。冷陰極電子源には
電界放出型（以下、ＦＥ型と略す）、金属／絶縁層／金
属型（以下、ＭＩＭ型と略す）や表面伝導型電子放出素
子（以下、ＳＣＥと略す）等がある。
【０００３】ＦＥ型の例としてはＷ．Ｐ．Ｄｙｋｅ ＆
Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ、”Ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏ
ｎ”、Ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ、８、８９（１９５６）あるいはＣ．Ａ．Ｓ
ｐｉｎｄｔ、”ＰＨＹＳＩＣＡＬ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅ
ｓ ｏｆ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓ
ｓｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅｓ ｗｉｔｈ ｍｏｌｙｂｄ
ｅｎｉｕｍ ｃｏｎｅｓ”、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．、４７、５２４８（１９７６）等が知られている。
ＭＩＭ型の例としてはＣ．Ａ．Ｍｅａｄ、”Ｔｈｅ ｔ
ｕｎｎｅｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、３２、６４６（１９６１）
等が知られている。ＳＣＥ型の例としては、Ｍ．Ｉ．Ｅ
ｌｉｎｓｏｎ、Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇ． Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎ Ｐｈｙｓ．、１０（１９６５）等がある。ＳＣＥ型
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 Ｓ
ｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ”、９、３１７（１９７２）］、
Ｉｎ2 Ｏ3 ／ＳｎＯ2 薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗ
ｅｌｌ 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。
Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ、”Ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏ
ｎ”、Ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ、８、８９（１９５６）あるいはＣ．Ａ．Ｓ
ｐｉｎｄｔ、”ＰＨＹＳＩＣＡＬ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅ
ｓ ｏｆ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓ
ｓｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅｓ ｗｉｔｈ ｍｏｌｙｂｄ
ｅｎｉｕｍ ｃｏｎｅｓ”、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．、４７、５２４８（１９７６）等が知られている。
ＭＩＭ型の例としてはＣ．Ａ．Ｍｅａｄ、”Ｔｈｅ ｔ
ｕｎｎｅｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、３２、６４６（１９６１）
等が知られている。ＳＣＥ型の例としては、Ｍ．Ｉ．Ｅ
ｌｉｎｓｏｎ、Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇ． Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎ Ｐｈｙｓ．、１０（１９６５）等がある。ＳＣＥ型
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 Ｓ
ｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ”、９、３１７（１９７２）］、
Ｉｎ2 Ｏ3 ／ＳｎＯ2 薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗ
ｅｌｌ 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。
【０００４】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な素子構成として前述のＭ．ハートウェルの素子構成を
図４に示す。同図において１は絶縁性基板である。４は
導伝性薄膜で、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、後述のフォーミング
と呼ばれる通電処理により電子放出部３が形成される。
４は電子放出部を含む薄膜と呼ぶことにする。尚、図中
のＬ１は、０．５〜１ｍｍ、Ｗは、０．１ｍｍで設定さ
れている。
な素子構成として前述のＭ．ハートウェルの素子構成を
図４に示す。同図において１は絶縁性基板である。４は
導伝性薄膜で、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、後述のフォーミング
と呼ばれる通電処理により電子放出部３が形成される。
４は電子放出部を含む薄膜と呼ぶことにする。尚、図中
のＬ１は、０．５〜１ｍｍ、Ｗは、０．１ｍｍで設定さ
れている。
【０００５】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電子放出部形成用薄膜４
を予めフォーミングと呼ばれる通電処理によって電子放
出部３を形成するのが一般的であった。即ち、フォーミ
ングとは前記電子放出部形成用薄膜４の両端に電圧を印
加通電し、電子放出部形成用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３を形成することである。尚、電子放出部３は電
子放出部形成用薄膜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。以下、フォーミングによ
り形成した電子放出部を含む電子放出部形成用薄膜４を
電子放出部を含む薄膜４と呼ぶ。前記フォーミング処理
をした表面伝導型電子放出素子は、上述の電子放出部を
含む薄膜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３より電子を放出せしめるもので
ある。
おいては、電子放出を行う前に電子放出部形成用薄膜４
を予めフォーミングと呼ばれる通電処理によって電子放
出部３を形成するのが一般的であった。即ち、フォーミ
ングとは前記電子放出部形成用薄膜４の両端に電圧を印
加通電し、電子放出部形成用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３を形成することである。尚、電子放出部３は電
子放出部形成用薄膜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。以下、フォーミングによ
り形成した電子放出部を含む電子放出部形成用薄膜４を
電子放出部を含む薄膜４と呼ぶ。前記フォーミング処理
をした表面伝導型電子放出素子は、上述の電子放出部を
含む薄膜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３より電子を放出せしめるもので
ある。
【０００６】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
面伝導型放出素子を配列形成した例としては、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
線にてそれぞれ結線した行を多数行配列した電子源基板
があげられる。（例えば、特開平１−０３１３３２号公
報） また、本出願人による特開平０６−３４２６３６号公報
に、素子行を選択する選択手段と偏重信号を印加する変
調波とを有する表面伝導型電子放出素子を行列状に配置
した電子源、および画像形成装置がある。この行列上に
配列されたそれぞれの表面伝導型電子放出素子の構成を
図５に示す。図において、５１は絶縁性基板、５９は素
子配線電極、５０は絶縁層、５２、５３は素子電極、５
４は電子放出部である。
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
面伝導型放出素子を配列形成した例としては、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
線にてそれぞれ結線した行を多数行配列した電子源基板
があげられる。（例えば、特開平１−０３１３３２号公
報） また、本出願人による特開平０６−３４２６３６号公報
に、素子行を選択する選択手段と偏重信号を印加する変
調波とを有する表面伝導型電子放出素子を行列状に配置
した電子源、および画像形成装置がある。この行列上に
配列されたそれぞれの表面伝導型電子放出素子の構成を
図５に示す。図において、５１は絶縁性基板、５９は素
子配線電極、５０は絶縁層、５２、５３は素子電極、５
４は電子放出部である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、コンタクトホールが上配線に囲まれそれぞれ
の素子について独立しているため、電子放出部も上配線
に囲まれてしまい、ラングミュア・ブロジェット法（Ｌ
Ｂ法）による有機金属錯体、もしくは有機金属とＬＢ法
を用いて堆積するのに好適な両親媒性材料（バインダ
ー）とを混合したものを導伝性膜として堆積する際に、
前記上配線による段差の影響で、導伝性膜の分布が悪く
なり、これにより素子特性のばらつきが起こるという問
題があった。以上の欠点に鑑み、本発明は上記の問題を
除去するためになされたものである。
来例では、コンタクトホールが上配線に囲まれそれぞれ
の素子について独立しているため、電子放出部も上配線
に囲まれてしまい、ラングミュア・ブロジェット法（Ｌ
Ｂ法）による有機金属錯体、もしくは有機金属とＬＢ法
を用いて堆積するのに好適な両親媒性材料（バインダ
ー）とを混合したものを導伝性膜として堆積する際に、
前記上配線による段差の影響で、導伝性膜の分布が悪く
なり、これにより素子特性のばらつきが起こるという問
題があった。以上の欠点に鑑み、本発明は上記の問題を
除去するためになされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち、上記の目的を
達成すべく成なされた本発明は、絶縁性基板上に多数個
の表面伝導型電子放出素子を行列状に配列した電子源基
板において、上配線とコンタクトホールとを離れた位置
に形成し、該コンタクトホールを下配線と交差する方向
の素子に連続させることを特徴とする電子源基板であ
る。
達成すべく成なされた本発明は、絶縁性基板上に多数個
の表面伝導型電子放出素子を行列状に配列した電子源基
板において、上配線とコンタクトホールとを離れた位置
に形成し、該コンタクトホールを下配線と交差する方向
の素子に連続させることを特徴とする電子源基板であ
る。
【０００９】本発明は更に、ａ.）絶縁性基板を洗浄し
たのち、該基板上に真空プロセス、フォトリソプロセス
または印刷プロセスにより導電性材料で下配線を形成
し、ｂ.）真空蒸着法、印刷法またはスパッタ法により
層間絶縁層として絶縁膜を形成し、ｃ.）ａ．において
形成した下配線と交差する方向に各素子部が連続になる
ようにコンタクトホールを形成するためのフォトレジス
トパターンを形成し、これをマスクとして層間絶縁層を
エッチングし、ｄ.）真空蒸着法、印刷法、スパッタ法
フォトグラフィ技術、エッチングの何れかを用いて素子
電極を形成し、ｅ.）印刷法、フォトリソ技術と真空成
膜法を用いてコンタクトホールを埋め込む接続部を形成
し、ａ．と同様にして上配線を形成し、ｆ.）導電性薄
膜をラングミュア・ブロジェト法により、有機金属錯
体、もしくは有機金属錯体と両親媒性材料との混合物を
堆積し、焼成して電子放出用薄膜を形成する電子源基板
の製造方法を提供するものである。
たのち、該基板上に真空プロセス、フォトリソプロセス
または印刷プロセスにより導電性材料で下配線を形成
し、ｂ.）真空蒸着法、印刷法またはスパッタ法により
層間絶縁層として絶縁膜を形成し、ｃ.）ａ．において
形成した下配線と交差する方向に各素子部が連続になる
ようにコンタクトホールを形成するためのフォトレジス
トパターンを形成し、これをマスクとして層間絶縁層を
エッチングし、ｄ.）真空蒸着法、印刷法、スパッタ法
フォトグラフィ技術、エッチングの何れかを用いて素子
電極を形成し、ｅ.）印刷法、フォトリソ技術と真空成
膜法を用いてコンタクトホールを埋め込む接続部を形成
し、ａ．と同様にして上配線を形成し、ｆ.）導電性薄
膜をラングミュア・ブロジェト法により、有機金属錯
体、もしくは有機金属錯体と両親媒性材料との混合物を
堆積し、焼成して電子放出用薄膜を形成する電子源基板
の製造方法を提供するものである。
【００１０】本発明は、前記電子源基板を用いて作成さ
れた画像形成装置をも提供するものである。
れた画像形成装置をも提供するものである。
【００１１】本発明では、上記の構成とすることによ
り、電子放出部を含む薄膜を形成する部分と下配線と交
差する方向において、上配線による段差はなくなり、従
来の構造に比べ、ＬＢ法を用いて電子放出部を形成する
際の段差によって生じる膜厚分布を減らし、これにより
素子特性の分布を減少させることができる。
り、電子放出部を含む薄膜を形成する部分と下配線と交
差する方向において、上配線による段差はなくなり、従
来の構造に比べ、ＬＢ法を用いて電子放出部を形成する
際の段差によって生じる膜厚分布を減らし、これにより
素子特性の分布を減少させることができる。
【００１２】以下、本発明の後述する実施例１および２
に係わる本発明の電子放出素子の構造を図２に示し、図
３に従って以下にその作成手順を示す。 工程−ａ 絶縁性基板１１を洗剤、純水および有機溶剤により洗浄
後、基板１１上に真空成膜プロセス、フォトリソプロセ
ス、印刷プロセス等により、Ｃｒ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｃｕ等
の導伝性材料で下配線７２を形成する。（図３の
（ア）） 絶縁性基板としては、石英ガラス、Ｎａ等の不純物含有
量の少ないガラス、青板ガラス、ＳｉＯ2 を表面に形成
したガラス基板およびアルミナ等のセラミック基板が用
いられる。 工程−ｂ つぎに、層間絶縁層１１１として、絶縁膜を真空蒸着
法、印刷法、スパッタ法などを用いて形成する。 工程−ｃ 次に、本発明の特徴となるコンタクトホールを、工程−
ａにおいて形成した下配線と交差する方向に各素子部が
連続になるような本発明の特徴であるコンタクトホール
１１３であるが、フォトレジストパターンを形成しこれ
をマスクとして、層間絶縁層１１１をエッチングするこ
とにより形成する。（図３の（イ）） 工程−ｄ 次に、素子電極７６、７７を真空蒸着法、印刷法、スパ
ッタ法フォトグラフィ技術、エッチング技術等を用いて
形成する。（図３の（ウ）） なお、素子電極の材料としては、導電性を示すものであ
ればどのようなものであっても構わないが、例えば、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等
の金属や、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ2 、Ｐｄ−Ａｇ等
の金属あるいは金属酸化物とガラス等から構成される印
刷導体、Ｉｎ2 Ｏ3 −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があげられる。 工程−ｅ 印刷法、フォトリソ技術と真空成膜法等を用いてコンタ
クトホールを埋め込む接続部を形成する。次に工程−ａ
と同様にして、上配線７３を形成する。（図３の
（エ）） 工程−ｆ 次に、導電性薄膜４をＬＢ法を用いて、有機金属錯体、
もしくは有機金属錯体と好適な両親媒性材料とを混合し
たものを堆積させたのち、これを焼成することにより形
成された電子放出部を含む薄膜を有する電子放出用薄膜
を形成する。
に係わる本発明の電子放出素子の構造を図２に示し、図
３に従って以下にその作成手順を示す。 工程−ａ 絶縁性基板１１を洗剤、純水および有機溶剤により洗浄
後、基板１１上に真空成膜プロセス、フォトリソプロセ
ス、印刷プロセス等により、Ｃｒ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｃｕ等
の導伝性材料で下配線７２を形成する。（図３の
（ア）） 絶縁性基板としては、石英ガラス、Ｎａ等の不純物含有
量の少ないガラス、青板ガラス、ＳｉＯ2 を表面に形成
したガラス基板およびアルミナ等のセラミック基板が用
いられる。 工程−ｂ つぎに、層間絶縁層１１１として、絶縁膜を真空蒸着
法、印刷法、スパッタ法などを用いて形成する。 工程−ｃ 次に、本発明の特徴となるコンタクトホールを、工程−
ａにおいて形成した下配線と交差する方向に各素子部が
連続になるような本発明の特徴であるコンタクトホール
１１３であるが、フォトレジストパターンを形成しこれ
をマスクとして、層間絶縁層１１１をエッチングするこ
とにより形成する。（図３の（イ）） 工程−ｄ 次に、素子電極７６、７７を真空蒸着法、印刷法、スパ
ッタ法フォトグラフィ技術、エッチング技術等を用いて
形成する。（図３の（ウ）） なお、素子電極の材料としては、導電性を示すものであ
ればどのようなものであっても構わないが、例えば、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等
の金属や、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ2 、Ｐｄ−Ａｇ等
の金属あるいは金属酸化物とガラス等から構成される印
刷導体、Ｉｎ2 Ｏ3 −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があげられる。 工程−ｅ 印刷法、フォトリソ技術と真空成膜法等を用いてコンタ
クトホールを埋め込む接続部を形成する。次に工程−ａ
と同様にして、上配線７３を形成する。（図３の
（エ）） 工程−ｆ 次に、導電性薄膜４をＬＢ法を用いて、有機金属錯体、
もしくは有機金属錯体と好適な両親媒性材料とを混合し
たものを堆積させたのち、これを焼成することにより形
成された電子放出部を含む薄膜を有する電子放出用薄膜
を形成する。
【００１３】以上の工程によりコンタクトホールを下配
線と交差する方向の素子に連続させることにより表面伝
導型電子放出素子を行列状に配列した電子源基板は、電
子放出部形成用薄膜の膜厚分布を減少したことにより、
通電フォーミングをおこなった後のそれぞれの素子の特
性のばらつきを、従来に比べ減少することができる。以
下に実施例を述べる。
線と交差する方向の素子に連続させることにより表面伝
導型電子放出素子を行列状に配列した電子源基板は、電
子放出部形成用薄膜の膜厚分布を減少したことにより、
通電フォーミングをおこなった後のそれぞれの素子の特
性のばらつきを、従来に比べ減少することができる。以
下に実施例を述べる。
【００１４】
実施例１ 本実施例では、コンタクトホールを下配線と交差する方
向の素子に連続させた表面伝導型電子放出素子を行列状
に配列した電子源基板の作成例を示す。
向の素子に連続させた表面伝導型電子放出素子を行列状
に配列した電子源基板の作成例を示す。
【００１５】工程−ａ 有機溶剤を用いて洗浄した青板ガラス上に、フォトレジ
スト（ＲＤ−２００１Ｎ−４１、日立化成社製）により
パターンを形成し、真空蒸着により厚さ１００ＡのＴ
ｉ、厚さ６０００ＡのＡｕ、厚さ３００ＡのＣｒを順次
積層した後、フォトレジストパターンを有機溶剤で溶解
し、Ｃｒ／Ａｕ／Ｔｉの堆積膜をリフトオフし、所望の
形状の下配線を作成した。
スト（ＲＤ−２００１Ｎ−４１、日立化成社製）により
パターンを形成し、真空蒸着により厚さ１００ＡのＴ
ｉ、厚さ６０００ＡのＡｕ、厚さ３００ＡのＣｒを順次
積層した後、フォトレジストパターンを有機溶剤で溶解
し、Ｃｒ／Ａｕ／Ｔｉの堆積膜をリフトオフし、所望の
形状の下配線を作成した。
【００１６】工程−ｂ 次に厚さ１．２ｕｍのシリコン酸化膜からなる層間絶縁
層をＲＦスパッタ法により堆積した。
層をＲＦスパッタ法により堆積した。
【００１７】工程−ｃ フォトレジストを用いて下配線と交差する方向の素子に
ついて連続なコンタクトホールを形成するためのパター
ンを形成し、ＣＦ4 とＨ2 ガスを用いてＲＩＥ（Ｒｅａ
ｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法により、絶縁
層をエッチングしてコンタクトホールを形成した。
ついて連続なコンタクトホールを形成するためのパター
ンを形成し、ＣＦ4 とＨ2 ガスを用いてＲＩＥ（Ｒｅａ
ｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法により、絶縁
層をエッチングしてコンタクトホールを形成した。
【００１８】工程−ｄ スパッタ法により厚さ５０ＡのＴｉ、厚さ３００ＡのＰ
ｔを順次堆積した。
ｔを順次堆積した。
【００１９】次に、素子電極と素子電極間ギャップとか
らなるパターンをフォトレジスト（ＡＺ１３７０、ヘキ
スト社製）で形成し、ドライエッチングを行った。ドラ
イエッチングはＰｔをＨＢｒ／Ａｒの混合ガスでＴｉを
ＨＢｒ／ＢＣｌ3 の混合ガスでそれぞれ行った。ドライ
エッチング終了後フォトレジストは有機溶剤にて除去し
た。なお、素子電極間は３ミクロンとし、素子電極の幅
を３００ミクロンとした。
らなるパターンをフォトレジスト（ＡＺ１３７０、ヘキ
スト社製）で形成し、ドライエッチングを行った。ドラ
イエッチングはＰｔをＨＢｒ／Ａｒの混合ガスでＴｉを
ＨＢｒ／ＢＣｌ3 の混合ガスでそれぞれ行った。ドライ
エッチング終了後フォトレジストは有機溶剤にて除去し
た。なお、素子電極間は３ミクロンとし、素子電極の幅
を３００ミクロンとした。
【００２０】工程−ｅ この上に、上配線、およびコンタクトホールを埋め込む
電極となるべきパターンをフォトレジスト（ＲＤ−２０
００Ｎ−４１、日立化成社製）で形成し、真空蒸着によ
り厚さ３００ＡのＴｉ、厚さ１．０ｕｍのＡｕを順次積
層した後、フォトレジストパターンを有機溶剤で溶解
し、リフトオフにより不要の部分を除去して、所望の形
状の上配線およびコンタクトホールの埋め込み電極を作
成した。 工程−ｆ 基板表面に、酢酸パラジウム塩アルキルアミン錯体とド
コサン酸の混合物からなる膜を、ＬＢ法により形成し
た。積層した膜厚は２５０層であった。その後３００℃
で１０分間の加熱焼成処理をした。
電極となるべきパターンをフォトレジスト（ＲＤ−２０
００Ｎ−４１、日立化成社製）で形成し、真空蒸着によ
り厚さ３００ＡのＴｉ、厚さ１．０ｕｍのＡｕを順次積
層した後、フォトレジストパターンを有機溶剤で溶解
し、リフトオフにより不要の部分を除去して、所望の形
状の上配線およびコンタクトホールの埋め込み電極を作
成した。 工程−ｆ 基板表面に、酢酸パラジウム塩アルキルアミン錯体とド
コサン酸の混合物からなる膜を、ＬＢ法により形成し
た。積層した膜厚は２５０層であった。その後３００℃
で１０分間の加熱焼成処理をした。
【００２１】さらに電子放出部形成用薄膜となるべきパ
ターンを、フォトレジスト（ＯＭＲ８３２０ｃｐ、東京
応化社製）で形成し、ドライエッチングを行った。ドラ
イエッチングは、Ａｒによりおこなった。この後、フォ
トレジストは、ＵＶ／Ｏ３アッシャーにて、１５０℃で
３０分処理することにより除去した。
ターンを、フォトレジスト（ＯＭＲ８３２０ｃｐ、東京
応化社製）で形成し、ドライエッチングを行った。ドラ
イエッチングは、Ａｒによりおこなった。この後、フォ
トレジストは、ＵＶ／Ｏ３アッシャーにて、１５０℃で
３０分処理することにより除去した。
【００２２】以上の工程により、絶縁性基板上に、下配
線、層間絶縁膜、上配線、素子電極、電子放出部形成用
薄膜を形成した。
線、層間絶縁膜、上配線、素子電極、電子放出部形成用
薄膜を形成した。
【００２３】次に、素子電極間に電圧を印加し、電子放
出部形成用薄膜に通電フォーミングすることにより、電
子放出部を作成した。
出部形成用薄膜に通電フォーミングすることにより、電
子放出部を作成した。
【００２４】この様にして作成した電子源基板は、本発
明を用いない従来の電子源基板に比べ、ＬＢ法を用いて
電子放出用薄膜を形成する際に、従来の構造に比べて下
配線方向の素子についての上配線による段差がなくなる
ため膜厚分布が向上し、素子としての特性のばらつきが
減少する。
明を用いない従来の電子源基板に比べ、ＬＢ法を用いて
電子放出用薄膜を形成する際に、従来の構造に比べて下
配線方向の素子についての上配線による段差がなくなる
ため膜厚分布が向上し、素子としての特性のばらつきが
減少する。
【００２５】実施例２ 本実施例では、コンタクトホールを下配線と交差する方
向の素子に連続させた表面伝導型電子放出素子を行列状
に配列した電子源基板を用いた画像形成装置およびその
作成方法を示す。
向の素子に連続させた表面伝導型電子放出素子を行列状
に配列した電子源基板を用いた画像形成装置およびその
作成方法を示す。
【００２６】［工程ａ］を、実施例１と同様に行った。
【００２７】［工程ｂ］においては、絶縁膜としてＰＳ
Ｇ（ｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ ｇｌａｓｓ）膜
を１μｍ成膜した。
Ｇ（ｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ ｇｌａｓｓ）膜
を１μｍ成膜した。
【００２８】［工程ｃ］から［工程ｅ］までを実施例１
と同様におこなった。
と同様におこなった。
【００２９】［工程ｆ］酢酸パラジウム塩アルキルアミ
ン錯体とドコサン酸の混合物からなる膜を、ＬＢ法によ
り形成した。積層した膜厚は３００層であった。
ン錯体とドコサン酸の混合物からなる膜を、ＬＢ法によ
り形成した。積層した膜厚は３００層であった。
【００３０】その後、Ｏ3 雰囲気下で、紫外線照射を８
時間行い、２００℃で４０分熱処理を施して酸化パラジ
ウムを形成した。
時間行い、２００℃で４０分熱処理を施して酸化パラジ
ウムを形成した。
【００３１】次に、フォトレジスト（ＡＺ１３７０−Ｓ
Ｆ、ヘキスト社製）により所望の電子放出部形成用薄膜
のパターンを形成し、ドライエッチングにより、不要な
部分の酸化パラジウムを除去し、その後、レジストを除
去した。
Ｆ、ヘキスト社製）により所望の電子放出部形成用薄膜
のパターンを形成し、ドライエッチングにより、不要な
部分の酸化パラジウムを除去し、その後、レジストを除
去した。
【００３２】以上の工程により、絶縁性基板上に、下配
線７２、層間絶縁層１１１、上配線７３、素子電極５
２，５３、電子放出素子部形成用薄膜を形成した。
線７２、層間絶縁層１１１、上配線７３、素子電極５
２，５３、電子放出素子部形成用薄膜を形成した。
【００３３】この様にして、作成した電子源基板を用い
て表示装置を構成した例を図１を用いて説明する。作成
した電子源基板をリアプレート上に固定した後、基板の
５ｍｍ上方に、フェースプレート８６（ガラス基板８３
の内面に蛍光膜８４とメタルバック８５が形成されて構
成される。）を支持枠８２、リアプレート８１の接合部
にフリットガラスを塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気
中で４００℃ないし５００℃で３０分以上焼成する事に
より封着した。また、リアプレート８１への基板の固定
もフリットガラスで行った。図１において、７４は電子
放出素子、７２，７３はそれぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向の下
配線および上配線である。蛍光膜８４は、モノクローム
の場合は蛍光体のみからなるが、本実施例では、蛍光体
はストライプ形状を採用し、先にブラックストライプの
みを形成し、その間隙部に各色蛍光体を塗布し、蛍光膜
を作成した。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を用いたガ
ラス基板８３を用い、蛍光体を塗布する方法としてはス
ラリー法を用いた。また、蛍光膜８４の内面側には通常
メタルバック８５が設けられる。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
着することにより作製した。フェースプレート８６に
は、更に蛍光膜８４の導電性を高めるため、蛍光膜の外
面側に透明電極（不図示）が設けられる場合もあるが、
本実施例では、メタルバックのみで十分な導電性が得ら
れたので省略した。前述の封着を行う際、カラーの場合
は各色蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはいけ
ないため、十分な位置合わせを行った。以上のようにし
て完成したガラス容器内の雰囲気を排気管（図示せず）
を通じ真空ポンプにて排気し、十分な真空度に達した
後、容器外端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍとＤｏｙ１ない
しＤｏｙｎを通じ電子放出素子７４の電極間５，６に電
圧を印加し、電子放出部３を、電子放出部形成用薄膜４
を通電処理（フォーミング処理）することにより作製し
た。
て表示装置を構成した例を図１を用いて説明する。作成
した電子源基板をリアプレート上に固定した後、基板の
５ｍｍ上方に、フェースプレート８６（ガラス基板８３
の内面に蛍光膜８４とメタルバック８５が形成されて構
成される。）を支持枠８２、リアプレート８１の接合部
にフリットガラスを塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気
中で４００℃ないし５００℃で３０分以上焼成する事に
より封着した。また、リアプレート８１への基板の固定
もフリットガラスで行った。図１において、７４は電子
放出素子、７２，７３はそれぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向の下
配線および上配線である。蛍光膜８４は、モノクローム
の場合は蛍光体のみからなるが、本実施例では、蛍光体
はストライプ形状を採用し、先にブラックストライプの
みを形成し、その間隙部に各色蛍光体を塗布し、蛍光膜
を作成した。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を用いたガ
ラス基板８３を用い、蛍光体を塗布する方法としてはス
ラリー法を用いた。また、蛍光膜８４の内面側には通常
メタルバック８５が設けられる。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
着することにより作製した。フェースプレート８６に
は、更に蛍光膜８４の導電性を高めるため、蛍光膜の外
面側に透明電極（不図示）が設けられる場合もあるが、
本実施例では、メタルバックのみで十分な導電性が得ら
れたので省略した。前述の封着を行う際、カラーの場合
は各色蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはいけ
ないため、十分な位置合わせを行った。以上のようにし
て完成したガラス容器内の雰囲気を排気管（図示せず）
を通じ真空ポンプにて排気し、十分な真空度に達した
後、容器外端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍとＤｏｙ１ない
しＤｏｙｎを通じ電子放出素子７４の電極間５，６に電
圧を印加し、電子放出部３を、電子放出部形成用薄膜４
を通電処理（フォーミング処理）することにより作製し
た。
【００３４】このように作製された電子放出部は、パラ
ジウム元素を主成分とする微粒子が分散配置された状態
となり、その微粒子の平均粒径は３０Åであった。
ジウム元素を主成分とする微粒子が分散配置された状態
となり、その微粒子の平均粒径は３０Åであった。
【００３５】次に１０-6Ｔｏｒｒ程度の真空度で、不図
示の排気管をガスバーナーで熱することで溶着し外囲器
の封止を行った。最後に封止後の真空度を維持するため
に、ゲッター処理を行った。これは、封止を行う直前
に、高周波加熱等の加熱法により、画像形成装置内の所
定の位置（不図示）に配置されたゲッターを加熱し、蒸
着膜を形成処理した。ゲッターはＢａ等を主成分とし
た。
示の排気管をガスバーナーで熱することで溶着し外囲器
の封止を行った。最後に封止後の真空度を維持するため
に、ゲッター処理を行った。これは、封止を行う直前
に、高周波加熱等の加熱法により、画像形成装置内の所
定の位置（不図示）に配置されたゲッターを加熱し、蒸
着膜を形成処理した。ゲッターはＢａ等を主成分とし
た。
【００３６】以上のように完成した画像形成装置におい
て、各電子放出素子には、容器外端子Ｄｏｘ１ないしＤ
ｏｘｍ、Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎを通じ、走査信号およ
び変調信号を不図示の信号発生手段によりそれぞれ印加
することにより、電子放出させ、高圧端子Ｈｖを通じ、
メタルバック８５に数ｋＶ以上の高圧を印加し、電子ビ
ームを加速し、蛍光膜に衝突させ、励起・発光させるこ
とにより画像を表示した。この様にして作成した画像形
成装置は従来のものに比べ、ＬＢ法を用いて電子放出薄
膜を形成する際に、従来の構造に比べて下配線方向の素
子についての上配線による段差がなくなるため膜厚分布
が向上し、素子としての特性のばらつきが減少する。
て、各電子放出素子には、容器外端子Ｄｏｘ１ないしＤ
ｏｘｍ、Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎを通じ、走査信号およ
び変調信号を不図示の信号発生手段によりそれぞれ印加
することにより、電子放出させ、高圧端子Ｈｖを通じ、
メタルバック８５に数ｋＶ以上の高圧を印加し、電子ビ
ームを加速し、蛍光膜に衝突させ、励起・発光させるこ
とにより画像を表示した。この様にして作成した画像形
成装置は従来のものに比べ、ＬＢ法を用いて電子放出薄
膜を形成する際に、従来の構造に比べて下配線方向の素
子についての上配線による段差がなくなるため膜厚分布
が向上し、素子としての特性のばらつきが減少する。
【００３７】なお、以上に述べた構成は、表示等に用い
られる好適な画像形成装置を作製する上で必要な概略構
成であり、例えば各部材の材料等、詳細な部分は上述内
容に限られるものではなく、画像装置の用途に適するよ
う適宜選択することができる。
られる好適な画像形成装置を作製する上で必要な概略構
成であり、例えば各部材の材料等、詳細な部分は上述内
容に限られるものではなく、画像装置の用途に適するよ
う適宜選択することができる。
【００３８】
【発明の効果】本発明の電子源基板は、上配線とコンタ
クトホールとを離れた位置に形成し、コンタクトホール
を下配線と交差する方向の素子に連続させているので、
行列状に配列した表面伝導型電子放出素子は、電子放出
部形成用薄膜の膜厚分布が減少したことにより、通電フ
ォーミングをおこなった後のそれぞれの素子の特性のば
らつきを従来に比べ減少することができる。
クトホールとを離れた位置に形成し、コンタクトホール
を下配線と交差する方向の素子に連続させているので、
行列状に配列した表面伝導型電子放出素子は、電子放出
部形成用薄膜の膜厚分布が減少したことにより、通電フ
ォーミングをおこなった後のそれぞれの素子の特性のば
らつきを従来に比べ減少することができる。
【００３９】また、本発明の思想によれば、表示に用い
られる好適な画像形成装置に限るものではなく、感光性
ドラムと発光ダイオード等で構成された光プリンターの
発光ダイオード等の代替の発光源として、上述の画像形
成装置を用いることもできる。またこの際、上述のｍ本
の行方向配線とｎ本の列方向配線を、適宜選択すること
で、ライン状発光源だけでなく、２次元状の発光源とし
ても応用できる。
られる好適な画像形成装置に限るものではなく、感光性
ドラムと発光ダイオード等で構成された光プリンターの
発光ダイオード等の代替の発光源として、上述の画像形
成装置を用いることもできる。またこの際、上述のｍ本
の行方向配線とｎ本の列方向配線を、適宜選択すること
で、ライン状発光源だけでなく、２次元状の発光源とし
ても応用できる。
【図１】実施例２の画像形成装置図である。
【図２】実施態様例であり、本発明の電子放出素子の構
造を示す斜視図である。
造を示す斜視図である。
【図３】実施態様例であり、本発明の電子放出用薄膜を
形成するための工程図の１例である。
形成するための工程図の１例である。
【図４】従来の表面伝導型電子放出素子の平面図であ
る。
る。
【図５】従来の表面伝導型電子放出素子を行列状に配列
した内の１素子を示した図である。
した内の１素子を示した図である。
１ 絶縁性基板 ３ 電子放出部 ４ 電子放出部を含む薄膜 ５、６ 素子電極 １１ 絶縁性基板 ５０ 絶縁層 ５１ 絶縁性基板 ５２、５３ 素子電極 ５４ 電子放出部 ５９ 素子配線電極 ７２ Ｘ方向配線（下配線） ７３ Ｙ方向配線（上配線） ７４ 表面伝導型電子放出素子 ７５ 結線 ７６、７７ 素子電極 ８１ 電子源１を固定したリアプレート ８２ 支持枠 ８３ ガラス基板 ８４ 蛍光膜 ８５ メタルバック ８６ フェースプレート ８８ 外囲器 １１１ 層間絶縁層 １１２ コンタクトホール １１３ 上配線方向の素子について連続したコンタクト
ホール １１４ コンタクトホール部を埋める接続部
ホール １１４ コンタクトホール部を埋める接続部
Claims (4)
- 【請求項１】 絶縁性基板上に多数個の表面伝導型電子
放出素子を行列状に配列した電子源基板において、 上配線とコンタクトホールとを離れた位置に形成し、該
コンタクトホールを下配線と交差する方向の素子に連続
させることを特徴とする電子源基板。 - 【請求項２】 ラングミュア・ブロジェット法により形
成された電子放出部を含む薄膜を有する請求項１に記載
の電子源基板。 - 【請求項３】 ａ．絶縁性基板を洗浄したのち、該基板
上に真空プロセス、フォトリソプロセスまたは印刷プロ
セスにより導電性材料で下配線を形成し、 ｂ．真空蒸着法、印刷法またはスパッタ法により層間絶
縁層として絶縁膜を形成し、 ｃ．ａ．において形成した下配線と交差する方向に各素
子部が連続になるようにコンタクトホールを形成するた
めのフォトレジストパターンを形成し、これをマスクと
して層間絶縁層をエッチングし、 ｄ．層間絶縁層上に素子電極を形成し、 ｅ．コンタクトホールを埋め込む接続部を形成し、ａ．
と同様にして上配線を形成し、 ｆ．導電性薄膜をラングミュア・ブロジェット法によ
り、有機金属錯体、もしくは有機金属錯体と両親媒性材
料との混合物を堆積し、 焼成して電子放出用薄膜を形成することを特徴とする電
子源基板の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１または２に記載の電子源基板に
より作成された画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16217095A JPH0917358A (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 電子源基板およびその製造方法、ならびに画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16217095A JPH0917358A (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 電子源基板およびその製造方法、ならびに画像形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0917358A true JPH0917358A (ja) | 1997-01-17 |
Family
ID=15749357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16217095A Pending JPH0917358A (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 電子源基板およびその製造方法、ならびに画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0917358A (ja) |
-
1995
- 1995-06-28 JP JP16217095A patent/JPH0917358A/ja active Pending
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