JPH09199010A

JPH09199010A - 表面伝導型電子放出素子の製造方法、及びそれを用いた画像形成装置の製造方法

Info

Publication number: JPH09199010A
Application number: JP930296A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Miyamoto; 雅彦宮本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-01-23
Filing date: 1996-01-23
Publication date: 1997-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】表面伝導型電子放出素子の導電性薄膜のレー
ザ加工法によるパターニングに際し、導電性薄膜の溶融
・飛散物の付着で生じる絶縁不良を防止する。【解決手段】素子電極２、３及び導電性薄膜１３を基
板１の一面１ａに形成し、次いで基板１の一面１ａを下
向にして上方向から基板１を透過してレーザビーム１１
を照射してパターニングすることにより、回り込み電流
を遮断する分離帯１７ａ、１７ｂを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、簡単な工程によっ
て精密、かつ大面積化を実現する表面伝導型電子放出素
子及び画像形成装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子放出素子としては、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と記す）、金属／絶縁層
／金属型（以下、ＭＩＭと記す）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.Dol
an, “Field emission”, Advancein Electron Physici
s, 8, 89 (1956)或いはC.A.Spindt, “Physical Proper
ties of thin-film field emission cathodes with mol
ybdenium ”, J.Appl.Phys., 47, 5248 (1976) 等が知
られている。

【０００４】ＭＩＭ型の例としては、C.A.Mead, “The
tunnel-emission amplifier, J. Appl. Phys., 32, 646
(1961) が知られている。

【０００５】表面伝導型電子放出素子の例としては、M.
I.Elinson, Radio Eng. Electron Phys., 10, (1965)]
等がある。

【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Elinson 等によ
るＳｎＯ₂ 薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によるもの［G.
Dittmer:“Thin Solid Films", 9, 317 (1972)]、Ｉｎ₂
Ｏ₃ ／ＳｎＯ₂ 薄膜によるもの［M.Hartwell and C.G.
Fonstad: “IEEE Trans. ED Conf.”,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ページ（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
な素子構成として、前述のM.Hartwellの素子構成を図１
５に示す。同図において１は、基板である。４は導電性
薄膜で、スパッタリングで形成されたＨ型形状の金属酸
化物薄膜等からなり、後述する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。なお、図中
の素子電極間隔Ｌは、０．５〜１．０ｍｍ、Ｗ’は、
０．１ｍｍで設定されている。又、電子放出部５の位置
及び形状については、不明であるので模式図として表わ
した。

【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４を予めフォ
ーミングと呼ばれる通電処理することによって、電子放
出部５を形成するのが一般的であった。すなわち、通電
フォーミングとは、前記導電性薄膜４の両端に直流電
圧、或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。なお電子放出部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。前記通電フオーミング処理をした表
面伝導型電子放出素子は、上記導電性薄膜４に電圧を印
加し、素子に電流を流すことにより上記電子放出部５よ
り電子を放出せしめるものである。

【０００９】また、本出願人は、特開平２−５６８２２
等において素子電極間に電子を放出せしめる微粒子を分
散配置した新規な表面伝導形電子放出素子を技術開示し
た。この電子放出素子は上記従来の表面伝導形電子放出
素子に対し、電子放出位置を精密に制御でき、より高精
密に電子放出素子を配列する事ができる。この表面伝導
形電子放出素子の典型的な素子構成を図６に示す。これ
は、本発明の表面伝導型電子放出素子に相当するもので
もある。本図において、１は絶縁性基板、２、３は電気
的接続を得るための素子電極、４は分散配置された微粒
子電子放出材からなる導電性薄膜である。また、この素
子の製造に際しては、図７に示すように、基板１上に素
子電極２、３を形成し（図７（ａ））、次いで両素子電
極２、３間に導電性薄膜４を形成し（図７（ｂ））、そ
の後電子放出部５を形成する（図７（ｃ））。形成方法
は前述の通りである。

【００１０】この表面伝導形電子放出素子において、前
記一対の電極２、３の電極間隔は０．０１μｍ〜１００
μｍ、薄膜４の電子放出部のシート抵抗は１ＸｌＯの３
乗Ω／□〜１ＸｌＯの９乗Ω／□が適当である。

【００１１】以上説明してきた表面伝導形電子放出素子
を電子放出素子として用いる際には、電子ビームを飛翔
させるため真空容器内に配置する必要がある。真空容器
内の素子の垂直上方向にフェースプレートを設けて電子
放出装置とし、電極間に電圧を印加して、電子放出部か
ら放出された電子線を蛍光体に照射することによって蛍
光体を発光させ、発光素子や平面形表示装置として用い
ることができる。

【００１２】上述の表面伝導型電子放出素子は構造が単
純で製造も従来の半導体プロセス技術を用いて作製でき
ることから、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。

【００１３】また、このような表面伝導型電子放出素子
を用いて平面型表示装置を実用化する際、特に画面の大
面積化を実現する加工法としてレーザ加工技術を素子電
極や導電性薄膜の形成パターニングに用いることが検討
されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レーザ
で直接導電性薄膜の形成パターニング加工をした場合、
レーザの熱で溶融蒸発した導電性薄膜材料が、パターニ
ングで電気的に絶縁した部分に再付着し、絶縁不良を起
こす場合があった。

【００１５】本発明は画像形成装置における表面伝導型
電子放出素子の導電性薄膜の形成パターニングを、直接
パターン描画するレーザ加工法を用いるものではなく、
透明基板の裏側からパターン描画するレーザ加工法を用
いることで、加工の安定性を高め歩留を向上させ得たも
のである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、一対の素子電極と少なくとも前記一対の素
子電極間及び素子電極を覆う導電性薄膜とを予め透明基
板の一面に形成し、次いで前記基板の他面からレーザビ
ームを照射して前記導電性薄膜に前記一対の電極間の回
り込み電流を遮断する分離帯を形成することを特徴とす
る一対の素子電極と前記一対の素子電極間に形成した導
電性薄膜とからなる表面伝導型電子放出素子を透明基板
の一面に少なくとも１以上配列してなる表面伝導型電子
放出素子の製造方法を提案するもので、基板の他面を上
にし、レーザビームを他面の上方向から基板の他面を通
して一面に向けて照射すること、予め透明基板の一面に
形成する導電性薄膜が各一対の素子電極毎に分離して形
成されているものであること、予め透明基板の一面に形
成する導電性薄膜が基板の一面全体に一体に形成されて
いるものであることを含む。

【００１７】又本発明は、一対の素子電極にそれぞれ配
線した表面伝導型電子放出素子を透明基板の一面に複数
個形成した電子源基板と、前記電子源基板に対向して配
置された少なくとも蛍光体を搭載したフェースプレート
とを有する画像形成装置の製造方法において、前記表面
伝導型電子放出素子を上記製造方法によって製造するこ
とを特徴とする画像形成装置の製造方法である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１９】本発明において用いる表面伝導型電子放出
素子は基本的に平面型表面伝導型電子放出素子である。

【００２０】図６は基本的な表面伝導型電子放出素子の
構成を示す模式的平面図（ａ）、及び断面図（ｂ）であ
る。

【００２１】図６において、１は基板、２、３は素子電
極、４は導電性薄膜、５は電子放出部である。

【００２２】基板１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、ＳｉＯ ₂を表面に形成した
ガラス基板、及びアルミナ等のセラミツクス基板が好ま
しい。

【００２３】素子電極２、３の材料としては、一般的導
電体が用いられ、例えばＮｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，
Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等の金属或は合金及びＰ
ｄ，Ａｇ，Ａｕ，ＲｕＯ₂，Ｐｄ−Ａｇ等の金属或いは
金属酸化物とガラス等から構成される印刷導体、Ｉｎ₂
０₃ーＳｎＯ₂等の透明導電体及びポリシリコン等の半導
体材料から適宜選択される。

【００２４】素子電極間隔Ｌは好ましくは数百オングス
トロームより数百マイクロメートルである。また素子電
極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は数マ
イクロメートルより数十マイクロメートルである。

【００２５】素子電極長さＷは電極の抵抗値、電子放出
特性から数マイクロメートルより数百マイクロメートル
であり、また素子電極２、３の膜厚ｄは、数百オングス
トロームより数マイクロメートルが好ましい。

【００２６】導電性薄膜４は良好な電子放出特性を得る
もので、その膜厚は素子電極２、３におけるステップカ
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
ましくは数オングストロームから数千オングストローム
で、特に好ましくは１０オングストロームより５００オ
ングストロームである。そのシート抵抗値は１０³〜１
０⁷オーム／□である。

【００２７】また導電性薄膜４を構成する材料は、Ｐ
ｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃ
ｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｄ等の金属、Ｐｄ
Ｏ，ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＰｂＯ，Ｓｂ₂Ｏ₃等の酸化
物、ＨｆＢ₂，ＺｒＢ₂，ＬａＢ₆，ＣｅＢ₆，ＹＢ₄，Ｇ
ｄＢ₄等の硼化物、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，
ＳｉＣ，ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ等の
窒化物、Ｓｉ，Ｇｅ等の半導体、カーボン等があげられ
る。

【００２８】尚、ここで述べる導電性薄膜４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
をさしており、微粒子の粒径は数オングストロームから
数千オングストロームであり、好ましくは１０オングス
トロームより２００オングストロームである。

【００２９】上記導電性薄膜は、図６（ａ）に示される
ように、電極長さＷであるところの一対の素子電極２、
３の間の電極間隔Ｌの部分に配置されたＷ’×Ｌ’の形
状の薄膜で、これが最も基本的な素子構成である。ま
た、ここで、Ｗ’＜Ｗ、Ｌ’＞Ｌとなっている。

【００３０】こうした形状への導電性薄膜のパターニン
グ加工が本発明の特徴となる部分である。この導電性薄
膜のパターニング形状は、特に限定されるものではな
い。基本的には、一対の素子電極２、３の間に挟まれた
電極間隔Ｌ部の導電性薄膜に電位がかかるようになれば
如何なる形状のパターニングであっても一向にさしつか
えない。

【００３１】導電性薄膜の具体的なパターニング方法に
は、レーザを用いる。透明基板の裏側（他面）から透明
基板を透過したレーザ光を導電性薄膜に照射すること
で、熱により溶融蒸発した飛散物が再付着しないように
除去加工するものである。この場合、素子電極上の導電
性薄膜は、基板裏面より、素子電極ごと除去されること
になる。

【００３２】加工に用いるレーザは、加工対象物が金属
や酸化物をはじめとする導電体で、このような材料を効
率よく溶融蒸発させるものであることを考慮すると、少
なくとも１×１０⁶Ｗ／ｃｍ²程度以上のパワー密度を有
するレーザで、用いる透明基板の透過率や被加工材料の
吸収係数とレーザ波長との兼ね合い、加工精度とレーザ
波長との兼ね合い等により、０．２〜５μｍの波長領域
を有するものから適宜その加工に適した波長領域を有す
るレーザを選択すれば良い。

【００３３】レーザ加工による導電性薄膜のパターニン
グは、図６の基本的な表面伝導型電子放出素子と全く同
一の導電性薄膜形状とする必要はなく、導電性薄膜を電
極部のみに局所的に形成し、また、その導電性薄膜のレ
ーザによる除去加工も必要最低限の局所的除去を行なえ
ば良い。ここで、導電性薄膜の必要最低限な除去とは、
一対の素子電極２、３間に挟まれた電極間隔Ｌ部の導電
性薄膜に電位がかかるように、余分な導電性薄膜を除去
することを意味する。

【００３４】図１は導電性薄膜の作成工程を示す概略
図、図２はレーザ加工装置の概略図である。

【００３５】これらの図を参照して、導電性薄膜の作成
工程を工程順に説明する。

【００３６】まず透明基板１に素子電極２、３を形成す
る。これには、スパッタ法、印刷法等が好ましい（図１
（ａ））。

【００３７】次に、この基板１上の素子電極２、３によ
る電極間隔Ｌ部が少なくとも完全に覆われるように局所
的導電性薄膜１３を成膜する。（図１（ｂ））。

【００３８】この場合の導電性薄膜の成膜は、導電性薄
膜を形成する材料を含む溶液を用いて、メタルマスクと
スプレー法を併用することで局所的な塗布ができる。ま
た、ニードルを用いたディスペンサー法でも局所的な塗
布が可能である。その後、大気中で熱処理して膜を焼成
し、局所的導電性薄膜１３が得られる。

【００３９】上記の局所的導電性薄膜１３は、スプレー
法やディスペンサー法等の塗布方法を特に工夫している
訳ではなく、位置精度、形状精度ともに高精度ではない
為、図１（ｂ）で示したような、にじみやはみ出しを伴
ったいびつな形状の場合があり、少なくとも４００μｍ
程度の塗布領域で素子電極のほぼ全体を被覆している。
図１（ｂ）のままで、素子電極２、３間に電極間電位を
与えても、素子電極の周囲にはみ出した部分の導電性薄
膜からの電位が回り込んでしまい、電極間隔Ｌ部内の導
電性薄膜にうまく電極間電位が与えられないものであ
る。

【００４０】そこで、電位の回り込みが生じないように
不用な部分の導電性薄膜をレーザで除去加工するわけで
あり、以下にその除去方法を具体的に述べる。

【００４１】図１（ｃ）において、基板１の一面１ａに
素子電極２、３が、また局所的導電性薄膜１３が形成さ
れている。基板１は一面１ａ側を下方に向けて、この状
態で他面１ｂ側の上方から基板１を通してレーザービー
ム１１が照射され、これにより導電性薄膜のレーザービ
ーム１１で照射された部分が溶融、蒸発して飛散物１９
として除去される。その結果、局所的導電性薄膜１３に
は、図１（ｄ）、（ｅ）に示すレーザー加工パターン１
７が形成され、これらは電極間の回り込み電流を遮断す
る分離帯１７ａ、１７ｂとなるものである。

【００４２】溶融蒸発して除去された飛散物１９は下向
きに落下して、サンプル面に再付着しない。

【００４３】レーザ加工は図２に示した構成のＱスイッ
チ付きのＮｄ：ＹＡＧ第２高調波レーザ加工装置が好ま
しい。この装置は、集光したレーザ・ビームで加工パタ
ーンを直描する形式のものである。Ｎｄ：ＹＡＧ第２高
調波レーザの波長は、５３２ｎｍであり、この波長で石
英等による吸収はほとんどなく、逆にＰｄＯ等の微粒子
では比較的良く吸収が起こる。

【００４４】図１（ｄ）に示す‘Ｔ’形状を上下に向か
い合わせた様に導電性薄膜を線状に除去する加工パター
ンを採用する場合は、‘Ｔ’形状の縦のラインは、電極
間隔Ｌ内で、縦方向に導電性薄膜の無くなる部分まで加
工することと、‘Ｔ’形状の横のラインは、電極間隔Ｌ
部とその両側の素子電極部分まで加工することが必要で
ある。尚、この場合のレーザによる除去では、微粒子の
みを除去しなくても、オーバー・パワー気味にして素子
電極部から根こそぎ除去しても良い。

【００４５】また、‘Ｔ’形状が上下に向かい合った長
さＷ’の部分が、従来のＷ’と同じ意味で、実効素子長
ということになる。

【００４６】以上のようにして、基板１の素子電極２、
３の導電性薄膜が、電極間隔Ｌ内に長さ、Ｗ’で規定さ
れ、周囲にはみ出た導電性薄膜からの電流の回り込みが
無く、電極間電位が印加できる導電性薄膜１７が形成さ
れる。

【００４７】尚、レーザ加工形状は、図４（ｄ）に示す
様に、中央に両電極２、３に重なる凸部を形成した形状
を用いてもよいが、この場合、横方向のラインを導電性
薄膜の無くなる部分まで十分加工する必要がある。

【００４８】また、導電性薄膜の局所的な塗布方法も、
スプレー法、ディスペンサー法以外の如何なる方法でも
一向に構わない。

【００４９】更に、レーザ加工装置も、図２で示した構
成以外に、図３の様なマスク・パターン転写方式でも一
向に構わない。

【００５０】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。また亀裂内には数オングストロームから数
百オングストローム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微粒子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
及びその近傍の導電性薄膜４は炭素及び炭素化合物を有
することもある。

【００５１】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とよぶ（図６（ｂ））。通電フォーミ
ングの電圧波形の例を図８に示す。

【００５２】電圧波形は特にパルス波形が好ましく、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８（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８（ｂ））とがある。まずパ
ルス波高値が一定電圧とした場合（図８（ａ））につい
て説明する。

【００５３】図８（ａ）におけるＴ１及びＴ２は印加す
るパルス波形のパルス幅とパルス間隔である。Ｔ１を１
マイクロ秒〜１０ミリ秒、Ｔ２を１０マイクロ秒〜１０
０ミリ秒とし、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の形態に応じて
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、数秒から数十分印加する。尚、素
子の電極間に印加する波形は三角波に限定することはな
く、矩形波など任意の波形を用いることができる。

【００５４】図８（ｂ）におけるＴ１及びＴ２は、図８
（ａ）と同様のものであり、三角波の波高値（通電フォ
ーミング時のピーク電圧）は、適当な真空雰囲気下で例
えば０．１Ｖステップ程度づつ増加させ印加する。

【００５５】尚、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２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、抵抗値を求め、例えば、１Ｍオーム以上
の抵抗を示した時に通電フォーモングを終了する。

【００５６】次に、通電フォーミングが終了した素子に
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及び炭素化合物を導電
性薄膜上に堆積させ、素子電流ｌｆ、放出電流ｌｅを著
しく変化させる処理である。活性化工程は素子電流ｌｆ
と放出電流ｌｅを測定しながら、例えば、放出電流ｌｅ
が飽和した時点で終了する。また印加する電圧パルスは
動作駆動電圧で行うことが好ましい。

【００５７】尚、ここで炭素及び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
質カーボン及び多結晶グラファイトとの混合物を指す）
であり、その膜厚は５００オングストローム以下が好ま
しく、より好ましくは３００オングストローム以下であ
る。

【００５８】こうして作成した電子放出素子をフォーミ
ング工程、活性化工程における真空度よりも高い真空度
の雰囲気下に置いて動作駆動させるのが良い。また更に
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。

【００５９】尚、フォーミング工程、活性化処理した真
空度より高い真空度とは、例えば約１０^-6ｔｏｒｒ以上
の真空度であり、より好ましくは超高度真空系であり、
新たに炭素及び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
ｌｆ、放出電流ｌｅを安定化させることが可能になる。

【００６０】次に本発明の製造方法によって製造される
画像形成装置について述べる。

【００６１】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。

【００６２】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）があげられる。尚、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。

【００６３】以下、単純マトリクス配置電子源基板の構
成について、図９を用いて説明する。

【００６４】７１は電子源基板、７２はＸ方向配線、７
３はＹ方向配線、７４は表面伝導型電子放出素子、７５
は結線である。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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
分離されてマトリックス配線を構成する。（ｍ、ｎは共
に正の整数）。

【００６８】不図示の層間絶縁層は、Ｘ方向配線７２を
形成した基板７１の全面或は一部の所望の領域に形成さ
れる。Ｘ方向配線７２とＹ方向配線７３はそれぞれ外部
端子によって引き出される。

【００６９】更に表面伝導型電子放出素子７４の素子電
極（不図示）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。

【００７０】また、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。

【００７１】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走査信号を印加す
るための不図示の走査信号発生手段が電気的に接続され
ている。

【００７２】一方、Ｙ方向配線７３には、Ｙ方向に配列
する表面伝導型電子放出素子７４の列の各列を入力信号
に応じて、変調するための変調信号を印加する不図示の
変調信号発生手段が電気的に接続されている。

【００７３】更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。

【００７４】上記構成とすることにより、単純なマトリ
クス配線だけで個別の素子を任意に選択して独立に駆動
可能になる。

【００７５】次に、以上のようにして作成した単純マト
リクス配置の電子源を用いた画像形成装置について、図
１０、図１１及び図１２を用いて説明する。図１０は画
像形成装置の基本構成図であり、図１１は蛍光膜、図１
２はＮＴＳＣ方式のテレビ信号に応じて表示をするため
の駆動回路のブロック図を示し、その駆動回路を含む画
像形成装置を表す。

【００７６】図１０において７１は電子放出素子を基板
上に作製した電子源基板、８１は電子源基板７１を固定
したリアプレート、８６はガラス基板８３の内面に蛍光
膜８４とメタルバック８５等が形成されたフェースプレ
ート、８２は支持枠である。リアプレート８１、支持枠
８２及びフェースプレート８６の接着部にフリットガラ
ス等を塗布し、大気中あるいは窒素中で４００〜５００
度で１０分以上焼成することで封着して外囲器８８を構
成する。

【００７７】図１０において７４は図６における電子放
出部に相当する。７２、７３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方向配線及びＹ方向配
線である。

【００７８】外囲器８８は、上述の如くフェースプレー
ト８６、支持枠８２、リアプレート８１で構成したが、
リアプレート８１は主に電子源基板７１の強度を補強す
る目的で設けられるため、電子源基板７１自体で十分な
強度を持つ場合は別体のリアプレート８１は不要であ
り、電子源基板７１に直接支持枠８２を封着し、フェー
スプレート８６、支持枠８２、電子源基板７１にて外囲
器８８を構成しても良い。またさらには、フェースプレ
ート８６、リアプレート８１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８８にすることもできる。

【００７９】図１１中９２は蛍光膜８４の構成要素の蛍
光体である。蛍光体９２はモノクロームの場合は蛍光体
のみからなるが、カラー表示用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（図１１（ａ））ある
いはブラックマトリクス（図１１（ｂ））などと呼ばれ
る黒色導電材９１と蛍光体９２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が設けられる目的は
カラー表示の場合、必要となる三原色蛍光体の各蛍光体
９２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８４における外光反射によるコ
ントラストの低下を制御することにある。ブラックスト
ライプの材料としては、通常多用されている黒鉛を主成
分とする材料に限られない。導電性があり、光の透過及
び反射が少ない材料が用いられる。

【００８０】ガラス基板９３に蛍光体を塗布するには、
モノクローム、カラーによらず沈殿法や印刷法が用いら
れる。

【００８１】また蛍光膜８４（図１０）の内面側には通
常メタルバック８５（図１０）が設けられる。メタルバ
ックの目的は蛍光体の発光のうち内面側へ向う先をフェ
ースプレート８６側へ鏡面反射することにより輝度を向
上すること、電子ビーム加速電圧を印加するための電極
として用いること、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蛍光膜を保護することにある。メタ
ルバックは蛍光膜を作製後、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
真空蒸着等でＡ１堆積することで作製できる。

【００８２】フェースプレート８６には、更に蛍光膜８
４の導電性を高めるため蛍光膜８４の外面側に透明電極
（不図示）を設けてもよい。

【００８３】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体と各電子放出素子とを、それぞれ位置的に対応さ
せるために十分な位置合わせを行なう必要がある。

【００８４】外囲器８８は不図示の排気管を通じ、１０
^-7ｔｏｒｒ程度の真空度にされ、封止がおこなわれる。
また外囲器８８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８８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
波加熱等の加熱法により、外囲器８８内の所定の位置
（不図示）に配置されたゲッターを加熱し、外囲器８８
内部にゲッター材の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、例えば１×１０^-5ｔｏｒｒ乃至は１×１０^-7ｔ
ｏｒｒの真空度を維持するものである。尚、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。

【００８５】次に、単純マトリクス配置型基板を有する
電子源を用いて構成した画像形成装置を、ＮＴＳＣ方式
のテレビ信号に基づきテレビジョン表示を行う為の駆動
回路の概略構成を図１２のブロック図を用いて説明す
る。１０１は前記表示パネルであり、また１０２は走査
回路、１０３は制御回路、１０４はシフトレジスタ、１
０５はラインメモリ、１０６は同期信号分離回路、１０
７は変調信号発生器、ＶｘおよびＶａは直流電圧源であ
る。

【００８６】以下、各部の機能を説明するが、まず表示
パネル１０１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Ｄｏｘ
１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、すなわち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為の走査信号が印加される。

【００８７】一方、端子Ｄｙ１ないしＤｙｎ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。また高圧端子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より出力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為の加
速電圧である。

【００８８】次に走査回路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るもので
（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、表
示パネル１０１の端子Ｄｏｘ１ないしＤｘｍ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１０３が出力する制御信号Ｔｓｃａｎに
基づいて動作するものであるが、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事により構成
する事が可能である。

【００８９】尚、前記直流電圧源Ｖｘは、前記表面伝導
型電子放出素子の特性（電子放出閾値電圧）に基づい
て、走査されていない素子に印加される駆動電圧が電子
放出閾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。

【００９０】また制御回路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１０６より送られる同期信号Ｔｓ
ｙｎｃに基づいて各部に対してＴｓｃａｎ、Ｔｓｆｔお
よびＴｍｒｙの各制御信号を発生する。

【００９１】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、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１０６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成るが、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信号と表すが同信号はシフトレジスタ
１０４に入力される。

【００９２】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。（すなわち制御信号Ｔｓｆｔは、シフトレジスタ１
０４のシフトクロックであると言い換えても良い。）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する）のデータはＩｄ
ｌ乃至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。

【００９３】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にしたが
って適宜ＩｄｌないしＩｄｎの内容を記憶する。記憶さ
れた内容はＩｄｌないしＩｄｎとして出力され、変調信
号発生器１０７に入力される。

【００９４】変調信号発生器１０７は前記画像データＩ
ｄｌ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為の信号源で、その出力
信号は端子Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎを通じて表示パネル
１０１内の表面伝導型電子放出素子に印加される。

【００９５】前述したように本発明に関わる電子放出素
子は放出電流ｌｅに対して以下の基本特性を有してい
る。すなわち前述したように電子放出には明確な閾値電
圧Ｖｔｈがあり、Ｖｔｈ以上の電圧を印加された時のみ
電子放出が生じる。

【００９６】また電子放出閾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。尚、電子放出素子の材料や構成、製造方法を変える
事により電子放出閾値電圧Ｖｔｈの値や印加電圧に対す
る放出電流の変化の度合いが変わる場合もあるが、いず
れにしても以下のような事がいえる。

【００９７】すなわち、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Ｖｍ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事が可能である。第二には、パル
スの幅Ｐｗを変化させる事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。

【００９８】したがって、入力信号に応じて電子放出素
子を変調する方式としては、電圧変調方式、パルス幅変
調方式等があげられる。電圧変調方式を実施するには変
調信号発生器１０７としては一定の長さの電圧パルスを
発生するが、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。

【００９９】またパルス幅変調方式を実施するには変調
信号発生器１０７としては、一定の波高値の電圧パルス
を発生するが、入力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レス幅変調方式の回路を用いるもの
である。

【０１００】以上に説明した一連の動作により、本発明
の画像表示装置は表示パネル１０１を用いてテレビジョ
ンの表示を行なえる。尚、上記説明中、特に記載しなか
ったがシフトレジスタ１０４やラインメモリ１０５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よい。

【０１０１】デジタル信号式を用いる場合には同期信号
分離回路１０６の出力信号ＤＡＴＡをデジタル信号化す
る必要があるが、これは同期信号分離回路１０６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１０５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１０７に用い
られる回路が若干異なったものとなる。

【０１０２】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は、変調信号発生器１０７に
は、例えばよく知られる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。

【０１０３】またパルス幅変調方式の場合、変調信号発
生器１０７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）を組み合わ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。

【０１０４】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１０７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
ばよく知られた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
圧にまで電圧増幅するための増幅器を付け加えてもよ
い。

【０１０５】以上のように完成した画像表示装置におい
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、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、メ
タルバック８５、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８４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。

【０１０６】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、ＳＥＣＡ
Ｍ方式などの諸方式でもよく、また、これよりも、多数
の走査線からなるＴＶ信号（例えば、ＭＵＳＥ方式をは
じめとする高品位ＴＶ）方式でもよい。

【０１０７】次に、前述のはしご型配置電子源基板、及
びそれを用いた画像表示装置について図１３、図１４を
参照して説明する。

【０１０８】図１３において、１１０は電子源基板、１
１１は電子放出素子、１１２のＤｘ１〜Ｄｘ１０、は前
記電子放出素子に接続する共通配線である。電子放出素
子１１１は、基板１１０上に、Ｘ方向に並列に複数個配
置される。（これを素子行と呼ぶ）。この素子行を複数
個基板上に配置し、はしご型電子源基板とする。各素子
行の共通配線間に適宜駆動電圧を印加することで、各素
子行を独立に駆動することが可能になる。すなわち、電
子ビームを放出させる素子行には電子放出閾値以上の電
圧を、電子ビームを放出させない素子行には電子放出閾
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、例えばＤｘ２、Ｄｘ３を同一
配線とする様にしても良い。

【０１０９】図１４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ものである。１２０はグリッド
電極、１２１は電子が通過するための空孔、１２２は、
Ｄｏｘ１、Ｄｏｘ２…Ｄｏｘｍよりなる容器外端子、１
２３はグリッド電極１２０と接続されたＧ１、Ｇ２、…
Ｇｎからなる容器外端子、１２４は前述の様に各素子行
間の共通配線を同一配線とした電子源基板である。尚、
図１０、１３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１０）との違い
は、電子源基板１１０とフェースプレート８６の間にグ
リッド電極１２０を備えている事である。

【０１１０】基板１１０とフェースプレート８６の中間
には、グリッド電極１２０が設けられている。グリッド
電極１２０は、表面伝導型放出素子から放出された電子
ビームを変調することができるもので、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１２１が設けられている。グリッドの形状や設
置位置は必ずしも図１４のようなものでなくともよく、
開口としてメッシュ状に多数の通過口を設けることがあ
り、また例えば、表面伝導型放出素子の周囲や近傍に設
けてもよい。

【０１１１】容器外端子１２２およびグリッド容器外端
子１２３は、不図示の制御回路と電気的に接続されてい
る。

【０１１２】本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とによ
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。

【０１１３】また本発明によれば、テレビジョン放送の
表示装置のみならずテレビ会議システム、コンピュータ
等の表示装置に適した画像形成装置を提供することがで
きる。さらには感光性ドラム等で構成された光プリンタ
ーとしての画像形成装置としても用いることもできる。

【０１１４】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。

【０１１５】実施例１図１、２を用いて、導電性薄膜の作成工程を工程順に説
明する。

【０１１６】まず、石英製透明基板１の一面に素子電極
を形成した。これには、スパッタ法でＰｔ膜（膜厚１０
００Ａ）を用いた。（図１（ａ））次に、この基板１上の素子電極２、３による電極間隔Ｌ
部が少なくとも完全に覆われるようにＰｄＯの局所的導
電性薄膜１３を成膜した。（図１（ｂ））この場合のＰｄＯの成膜は、有機パラジウム錯体溶液
を、図１（ａ）で示した素子電極の電極間隔Ｌ部を主体
に、メタルマスクとスプレー法を併用することで局所的
な塗布を行なった。その後、大気中３００℃・１０分間
の熱処理で膜を焼成し、ＰｄＯの局所的導電性薄膜１３
を得た。

【０１１７】上記の局所的導電性薄膜１３は、塗布方法
を特に工夫している訳ではなく、位置精度・形状精度と
もに高精度ではない為、図１（ｂ）で示したようなにじ
みやはみ出しを伴ったいびつな形状であり、少なくとも
縦、横４００μｍ程度の塗布領域で素子電極のほぼ全体
を被覆していた。図１（ｂ）に示す導電性薄膜形状のま
まで、素子電極２、３間に電極間電位を与えても、素子
電極の周囲にはみ出した導電性薄膜の部分からの電流が
回り込んでしまい、電極間隔Ｌ部内の導電性薄膜にうま
く電極間電位が与えられない。

【０１１８】そこで、電位の回り込みが生じないよう
に、不用な部分の導電性薄膜をレーザで除去加工した。

【０１１９】図１（ｃ）は、基板裏面（他面）からのレ
ーザー加工の様子を示す図であり、本発明の特徴をもっ
とも良く表している。この加工法では、被加工部である
ＰｄＯ導電性薄膜１３は、透明基板１の他面側からレー
ザ照射された。溶融蒸発して除去された飛散物は下向き
に落下して、サンプル面に再付着しない。

【０１２０】レーザ加工は、図２に示した構成のＱスイ
ッチ付きＮｄ：ＹＡＧ第２高調波レーザ加工装置を用い
た。この装置は、集光したレーザー・ビームで加工パタ
ーンを直描する形式のものである。Ｎｄ：ＹＡＧ第２高
調波レーザの波長は、５３２ｎｍであり、この波長で石
英による吸収はほとんどなく、逆にＰｄＯでは比較的良
く吸収が起こる。本実施例におけるＰｄＯ導電性薄膜の
加工条件は、Ｑスイッチ周波数は１〜３ＫＨｚ、平均出
力は５Ｗ前後で、パルス幅１００ｎｓ前後、被加工物表
面上の絞られたビーム形状が１０μｍ□、走査速度が１
０ｍｍ／ｓｅｃ．であり、光学系の途中にＮＤフィルタ
ーを挿入せずにオーバーパワー気味の加工を行ってい
る。この条件で、レーザ・ビームが石英基板を通過し
て、基板へダメージを一切与えること無く、ＰｄＯ導電
性薄膜のみが加工された。

【０１２１】以上のようにして、基板１の素子電極２、
３の導電性薄膜が、電極間隔Ｌ内に長さ、Ｗ’で規定さ
れ、周囲にはみ出た導電性薄膜からの回り込みの無い、
電極間電位が正確に印加できるＰｄＯによるレーザ部分
加工導電性薄膜１７が形成され、レーザ加工時に除去さ
れた飛散物の再付着のない良好な加工を実施できた（図
１（ｄ））。

【０１２２】このように本実施例１で示したレーザ加工
による導電性薄膜を用いて、表面伝導型電子放出素子を
作成したところ、従来方法によるものと同等の電子放出
特性が得られた。

【０１２３】実施例２本発明の表面伝導型電子放出素子の導電性薄膜の製造方
法を用い、画像形成装置を作成した例を図２、４、５、
９、１０により説明する。

【０１２４】図２はレーザ加工装置の概略図、図４は、
複数の素子電極対に形成した導電性薄膜の加工の状況を
示す該略図、図５は電子源基板を示す概略図、図９はマ
トリクス配置による電子源基板の概略図、図１０はマト
リクス配置による画像形成装置の概略構成図である。

【０１２５】以下、図２、図４（ａ）、図４（ｂ）を用
いて、本実施例による導電性薄膜の作成方法を説明す
る。

【０１２６】まず、図４（ａ）において、青板ガラス基
板表側に、素子電極２、３がＡｕ膜により印刷法にて形
成されていた。

【０１２７】次いで、その上にＰｄＯ導電性薄膜を基板
の全面を覆って形成した。この導電性薄膜は、有機パラ
ジウム溶液をスピンコート法で塗布後焼成して作成した
ものである。（このＰｄＯ導電性薄膜は不図示で、透視
した状況で示してある）。

【０１２８】この図４（ａ）の青板ガラス基板の裏側か
らレーザ照射し、加工パターン２０でＰｄＯ導電性薄膜
を加工し、必要な電気的絶縁性を確保した（図４
（ｂ））。実施例１同様、飛散物の再付着の無い良好な
加工が実施できた。この加工は、やはり実施例１と同様
に、図２のレーザ加工装置を用い、条件も同一条件で行
った。基板に用いた青板ガラスはレーザを透過し、基板
ダメージはまったく無かった。

【０１２９】上記の様にして加工された基板に、図５に
示すように印刷法により、Ｙ方向配線１４、層間絶縁膜
１５、Ｘ方向配線１６を形成した。なお、加工パターン
２０の破線で示した部分は配線で隠れた部分である。

【０１３０】以上のようにして従来のものと同様の電子
源基板が得られた。

【０１３１】以下、この電子源基板を用いて、図１０に
示すマトリクス配線による画像形成装置を製造した。そ
の後、フォーミング過程を経て、各素子に電子放出部を
形成した。

【０１３２】本実施例２により作成された電子源基板と
それを用いた画像形成装置は、従来技術によるものと同
等の電子放出特性並びに画像表示特性を示した。

【０１３３】なお、レーザ加工パターンは本実施例に示
すレーザ加工パターンに限定されるものではなく、各素
子と配線等の絶縁性が得られれば、いかなる加工パター
ンでも構わない。また、本実施例では、Ａｕ素子電極と
配線を印刷法で作成したが、この手法と材料に限定する
ものではない。

【０１３４】更に、本実施例の配線形式は、前記のとお
り、単純マトリクス配置であるが、図１３に示すはしご
配置による電子源基板にも適用でき、図１４に示すはし
ご配置による画像形成装置を作成することも可能であ
る。

【０１３５】

【発明の効果】本発明によれば、表面伝導型電子放出素
子の電極部の形成において、電子放出部となる導電性の
導電性薄膜に、透明基板の裏側からレーザ加工を施すこ
とにより、電気的に回り込みの無い独立した導電性薄膜
の形成パターン化を溶融飛散物の再付着なしに、より安
定的に、確実にできるものであり、その結果、従来より
製造歩留が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）乃至（ｄ）又は（ｅ）は本発明に係る表
面伝導型電子放出素子の導電性薄膜の作成工程例を示す
概略図である。

【図２】本発明の実施に用いるビーム走査式レーザ加工
装置の一例を示す模式図である。

【図３】本発明の実施に用いるパターン露光式レーザ加
工装置の一例を示す模式図である。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は本発明に係る表面伝導型電
子放出素子の導電性薄膜の作成工程を示す概略図であ
る。

【図５】本発明の実施により製造される電子源基板の導
電性薄膜の加工パターンを示す概略図である。

【図６】基本的な表面伝導型電子放出素子の構成を示す
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

【図７】（ａ）〜（ｃ）は表面伝導型電子放出素子の作
成方法一例を示す工程図である。

【図８】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ通電フォーミング
の電圧波形例を示すグラフである。

【図９】単純マトリクス配置による電子源基板の一例を
示す概略平面図である。

【図１０】単純マトリクス配置電子源基板を用いた画像
形成装置の一例を示す概略構成図である。

【図１１】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ蛍光膜の概略構
造例を示す平面図である。

【図１２】ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に応じて表示を行
なうための駆動回路を有する画像表示装置のブロック図
である。

【図１３】はしご配置による電子源基板の構成を示す概
略図である。

【図１４】はしご配置の電子源基板を用いた画像形成装
置の一例を示す概略構成図である。

【図１５】従来の表面伝導型電子放出素子の構成の一例
を示す概略図である。

【符号の説明】

１透明基板２、３素子電極４導電性薄膜５電子放出部１０導電性薄膜１１レーザビーム１２レーザ加工導電性薄膜１３局所的な導電性薄膜１４Ｙ方向配線１５層間絶縁膜１６Ｘ方向配線１７レーザ加工導電性薄膜１８レーザ部分加工導電性薄膜１９飛散物２０レーザ加工パターン２５レーザ発振器２６レーザービーム２７ミラー２８アパーチャー２９レンズ３０被加工物３１ＸＹステージ３２マスク５０電流計５１電源５３高圧電源５４アノード電極５５電流計５６真空装置５７排気ポンプ７１電子源基板７２Ｘ方向配線７３Ｙ方向配線７４表面伝導型電子放出素子７５結線８１リアプレート８２支持枠８３基板８４蛍光膜８５メタルバック８６フェースプレート８７高圧端子８８外囲器９１黒色導電材９２蛍光体９３基板１０１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１１０電子源基板１１１電子放出素子１１２共通配線１２０グリッド電極１２１空孔１２２容器外端子１２３容器外端子１２４電子源基板Ｖａ、Ｖｘ直流電圧源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の素子電極と少なくとも前記一対の
素子電極間及び素子電極を覆う導電性薄膜とを予め透明
基板の一面に形成し、次いで前記基板の他面からレーザ
ビームを照射して前記導電性薄膜に前記一対の電極間の
回り込み電流を遮断する分離帯を形成することを特徴と
する一対の素子電極と前記一対の素子電極間に形成した
導電性薄膜とからなる表面伝導型電子放出素子を透明基
板の一面に少なくとも１以上配列してなる表面伝導型電
子放出素子の製造方法。
【請求項２】基板の他面を上にし、レーザビームを他
面の上方向から基板の他面を通して一面に向けて照射す
る請求項１に記載の表面伝導型電子放出素子の製造方
法。
【請求項３】予め透明基板の一面に形成する導電性薄
膜が各一対の素子電極毎に分離して形成されている請求
項１又は２に記載の表面伝導型電子放出素子の製造方
法。
【請求項４】予め透明基板の一面に形成する導電性薄
膜が基板の一面全体に一体に形成されている請求項１ま
たは２に記載の表面伝導型電子放出素子の製造方法。
【請求項５】一対の素子電極にそれぞれ配線した表面
伝導型電子放出素子を透明基板の一面に複数個形成した
電子源基板と、前記電子源基板に対向して配置された少
なくとも蛍光体を搭載したフェースプレートとを有する
画像形成装置の製造方法において、前記表面伝導型電子
放出素子を請求項１乃至４のいずれかに記載された製造
方法によって製造することを特徴とする画像形成装置の
製造方法。