JPH09219147A

JPH09219147A - 電子源の製造方法、該方法により製造される電子源及び画像表示装置

Info

Publication number: JPH09219147A
Application number: JP2446896A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Oguri; 宣明大栗
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1996-02-09
Publication date: 1997-08-19

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成及び工程でマトリクス配線が形成
でき、配線としての膜質を高め、耐酸化性、耐腐食性を
向上させ、電気的信頼性の向上が図れると共に配線抵抗
の低抵抗化が実現され配線抵抗の増大による画素むらの
発生を防止できる高精細の画像形成装置を提供する。【解決手段】行方向配線及び列方向配線が第一層目の
配線材料に酸化鉛を主成分とするガラスバインダーに導
電性材料の微粒粉を混合したペーストを用い、第二層目
の配線材料に有機溶媒及び樹脂に有機金属化合物を混合
したペーストを用いて形成し、前記第一層目と第２層目
の配線材料が２層が二層構造であったり、合金または混
合状態であったりすることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子源の製造方
法、該方法により製造された電子源及びその応用である
表示装置等の画像形成装置に係わり、特に表面伝導型電
子放出素子を多数個、備える電子源及びその応用である
表示装置等の画像形成装置の新規な構成及び製造方法に
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. Dolan,“Field Emission”, Advance in Electron P
hysicis, 8, 89 (1956)あるいはC. A. Spindt, “Physi
cal Properties of thin-film field emission cathode
s with molybdenium ”, J. Appl. Phys., 47, 5248 (1
976) 等が知られている。

【０００４】ＭＩＭ型の例としては、 C. A. Mead,“Th
e 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型の例としては、
M. I. Elinson, Radio Eng. Electron Phys., 10, (196
5)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 Solis Films,”9, 317 (1972)]、Ｉ
ｎ₂ Ｏ₃ ／ＳｎＯ₂ 薄膜によるもの［M. Hartwell 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。

【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７
に示す。同図において１は基板である。２は電子放出部
形成用薄膜で、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３が形成される。な
お、図中の素子電極間隔Ｌ１は０．５〜１．０ｍｍ、
Ｗ’は０．１ｍｍで設定されている。なお、電子放出部
３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電子放出部形成用薄膜２
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。すなわち、通電
フォーミングとは、前記電子放出部形成用薄膜２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１Ｖ／分程度印加通電し、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３を形成することである。なお、電子放
出部３は電子放出部形成用薄膜２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
ーミングにより発生した電子放出部を含む電子放出部形
成用薄膜を電子放出部を含む薄膜４と呼ぶ。

【０００９】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、素子表面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。

【００１０】さらに、通常はフォーミング工程の終了後
に、「活性化」と呼ばれる工程が導入されている。この
目的は、フォーミングにより高抵抗化された表面伝導型
電子放出素子に一定の電圧を一定時間通電し続けること
によって、電子放出量を増加せしめることである。

【００１１】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り多数、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、画像表示装置等の表示装置等が挙げられる。

【００１２】しかしながら、以上説明したような表面伝
導型電子放出素子を画像表示装置として大面積化するに
は以下のような問題点がある。前記表面伝導型電子放出
素子の製造工程において電極や配線パターンを加工する
場合、基板上に電極及び配線材料の金属薄膜を成膜し、
これを通常のフォトリソグラフィー、エッチング技術を
用いてパターン加工が行われ、電極や配線パターンが形
成される。しかしながら、例えば、４０ｃｍ角以上の大
型基板上にフォトリソグラフィー、エッチング技術によ
り製造する場合、蒸着装置をはじめ、露光装置、エッチ
ング装置等を含む大型製造設備が必要となり莫大な費用
がかかるだけでなく、基板を大型化した場合、製造装置
自体の大型化が困難となり製造方法上、あるいはコスト
上の問題があった。また、大面積化することでで電極数
の増加、配線の増加及び複雑化により、工程数が増え、
断線や短絡等の欠陥が発生しやすくなり、歩留まりが低
下する等の問題があった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
の問題を鑑みて、表面伝導型電子放出素子を複数設置し
た電子源及び画像表示装置の製造方法において、安価で
工程数が少なく、また電極と配線部分の構成を簡略化す
ることにより、相互の電気的接続部分の信頼性向上が図
れ、より高密度な画素配列による高品位な画像が実現可
能な表面伝導型電子放出素子を複数設置した電子源の製
造方法、電子源及び該電子源を具備した画像表示装置を
提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記の目的は以下の手段
によって達成される。

【００１５】すなわち、本発明は相対向する一対の素子
電極を含む表面伝導型電子放出素子を有する電子源が走
査側配線と信号側配線の直交する位置に配設され、かつ
該配線の一組または複数組を順次選択することにより、
前記電子源に通電されるようにした電子源を２次元平面
上に複数個、配設することによって構成される電子源の
製造方法において、素子電極を形成する工程と、第１層
目の配線を形成する工程と、絶縁層を形成する工程と第
２層目の配線を形成する工程とを含み、前記相対向する
一対の素子電極を形成するにあたり、いずれか一方の電
極が電極ギャップに平行な方向の左右、どちらか一方の
端部の位置が対向するもう一方の電極の電極ギャップに
平行な方向の長さの中心、もしくはそれに近い位置にく
るように形成し、それぞれの素子電極と第１層目、第２
層目の配線の接続方向が電極ギャップと直交する位置で
各々接続形成されることを特徴とする電子源の製造方法
を提供するものであり、前記第１層目、第２層目のそれ
ぞれの配線形成時に前記相対向する一対の素子電極への
接続を各々同時形成すること、前記第１層目の配線と前
記第２層目の配線との接続が前記表面伝導型電子放出素
子を介して行われること、各層の形成方法に印刷法を用
いることを含む。

【００１６】また、本発明は前記の方法により製造され
たことを特徴とする電子源を提案するものである。

【００１７】さらに本発明は前記の電子源を具備するこ
とを特徴とする画像表示装置を提案するものであり、前
記電子源が電子放出部形成用薄膜にフォーミングと称す
る通電処理を施すことにより電子放出部が形成される表
面伝導型電子放出素子であることを含む。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係わる表面伝導型
電子放出素子の基本的な構成と製造方法及びその特徴
（例えば特開平２−５６８２２等を参考にして）につい
て概説する。

【００１９】本発明に係わる表面伝導型電子放出素子の
構成、及び製法の特徴は、次のようなものが挙げられ
る。

【００２０】１）フォーミングと呼ばれる通電処理前の
電子放出部形成用薄膜は、微粒子分散体を分散し形成さ
れた微粒子からなる薄膜、あるいは、有機金属等を加熱
焼成し形成された微粒子からなる薄膜等、基本的には、
微粒子より構成される。

【００２１】２）フォーミングと呼ばれる通電処理後の
電子放出部を含む薄膜は、電子放出部、電子放出部を含
む薄膜とも基本的には微粒子より構成される。

【００２２】図８（ａ），（ｂ）は、それぞれ、本発明
に係わる基本的な表面伝導型電子放出素子の構成を示す
平面図及び断面図である。図８を用いて、本発明に係わ
る素子の基本的な構成を説明するが、本発明の電子源及
び画像表示装置では後述するように、この表面伝導型電
子放出素子を多数個、同一基板上に配線電極と共に形成
しているものである。

【００２３】図８において１は絶縁性基板、５と６は素
子電極、４は電子放出部を含む薄膜、３は電子放出部で
ある。

【００２４】絶縁性基板１の材料としては、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、青板ガラス上にスパッタ法等により形成したＳｉＯ
₂ （絶縁体層）を積層したガラス基板等及びアルミナ等
のセラミック等が挙げられる。

【００２５】対向する素子電極５，６の材料としては、
一般的な導電材料を用いられ、例えばＮｉ，Ｃｒ，Ａ
ｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等の金属
あるいは合金及び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 等の透明導電体及
びポリシリコン等の半導体材料が挙げられる。素子電極
間隔Ｌ１は、数オングストロームより数百マイクロメー
トルであり、素子電極の製法の基本となるフォトリソグ
ラフィー技術、すなわち、露光機の性能とエッチング方
法等、及び、素子電極間に印加する電圧と電子放出し得
る電界強度等により設定されるが、好ましくは、数マイ
クロメートルより数十マイクロメートルである。素子電
極長さＷ１、素子電極５，６の膜厚ｄは、電極の抵抗
値、後述するＸ，Ｙ配線との結線、多数配置された電子
源の配置上の問題により適宜設計され、通常は、素子電
極長さＷ１は、数マイクロメートルより数百マイクロメ
ートルであり、素子電極５，６の膜厚ｄは、数百オング
ストロームより数千オングストロームである。

【００２６】絶縁性基板１上に設けられた対向する素子
電極５と素子電極６間及び素子電極５，６上に設置され
た電子放出部を含む薄膜４は、電子放出部３を含むが、
図８（ｂ）に示された場合だけでなく、素子電極５，６
上には設置されない場合もある。すなわち、絶縁性基板
１上に、先述した電子放出部形成用薄膜、対向する素子
電極５，６の電極順に積層構成した場合である。また、
対向する素子電極５と素子電極６間全てが、製法によっ
ては、電子放出部として機能する場合もある。この電子
放出部を含む薄膜４の膜厚は、数オングストロームより
数千オングストロームであり、素子電極５，６へのステ
ップカバレージ、電子放出部３と素子電極５，６間の抵
抗値及び電子放出部３の導電性微粒子の粒径、後述する
通電処理条件等によって、適宜設定される。その抵抗値
は、１０³ 〜１０⁷ Ω／□のシート抵抗値を示す。電子
放出部を含む薄膜４を構成する材料の具体例を挙げるな
らば、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃ
ｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｄ等の金
属、ＰｄＯ，ＳｎＯ₂ ，Ｉｎ₂ Ｏ₃ ，ＰｂＯ，Ｓｂ₂Ｏ₃
等の酸化物、ＨｆＢ₂ ，ＺｒＢ₂ ，ＬａＢ₆ ，ＣｅＢ₆
，ＹＢ₄ ，ＧｄＢ₄等の硼化物、ＴｉＣ，ＺｒＣ，Ｈｆ
Ｃ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ，Ｚｒ
Ｎ，ＨｆＮ等の窒化物、Ｓｉ，Ｇｅ等の半導体、カーボ
ン等が挙げられる。

【００２７】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、その微細構造は、微粒子が個
々に分散配置した状態のみならず、微粒子が互いに隣
接、あるいは重なり合った状態（島状も含む）の膜を指
しており、微粒子の粒径は、数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。

【００２８】電子放出部３は電子放出部を含む薄膜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電子放出部を含む
薄膜４を構成する物質の少なくとも一部の元素を含んで
いる。また、電子放出部３及びその近傍の電子放出部を
含む薄膜４は炭素及び炭素化合物を有することもある。

【００２９】電子放出部３を有する電子放出素子の製造
方法としては様々な方法が考えられるが、その一例を図
９に示す。２は電子放出部形成用薄膜で例えば微粒子膜
が挙げられる。

【００３０】以下、順を追って製造方法の説明を図８及
び図９に基づいて説明する。

【００３１】１）絶縁性基板１を洗剤、純水及び有機溶
剤により十分に洗浄後、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
技術により該絶縁性基板１の面上に素子電極５，６を形
成する（図９（ａ））。

【００３２】２）絶縁性基板１上に設けられた素子電極
５と６間に、素子電極５と６を形成した絶縁性基板上に
有機金属溶液を塗布して放置することにより、有機金属
薄膜を形成する。なお、有機金属溶液とは、前記Ｐｄ，
Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚ
ｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ等の金属を主元素とする有機
化合物の溶液である。この後、有機金属薄膜を加熱焼成
処理し、リフトオフ、エッチング等によりパターニング
し、電子放出部形成用薄膜２を形成する（図９
（ｂ））。

【００３３】なお、ここでは、有機金属溶液の塗布法に
より説明したが、これに限るものでなく、真空蒸着法、
スパッタ法、化学的気相堆積法、分散塗布法、ディッピ
ング法、スピンナー法等によって形成される場合もあ
る。

【００３４】３）続いて、フォーミングと呼ばれる通電
処理を行う。通電フォーミングは素子電極５，６間に、
不図示の電源により通電を行い、電子放出部形成用薄膜
２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と呼ぶ。［図９（ｃ）］
先に説明したように、電子放出部３は導電性微粒子で構
成されていることを発明者らは観察している。

【００３５】次に上記フォーミング処理の電圧波形の一
例を図１０に示す。

【００３６】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１０（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１０（ｂ）］とがある。ま
ず、パルス波高値を一定電圧とした場合［図１０
（ａ）］について説明する。

【００３７】図１０（ａ）におけるＴ１及びＴ２は電圧
波形のパルス幅とパルス間隔であり、Ｔ１を１マイクロ
秒〜１０ミリ秒、Ｔ２を１０マイクロ秒〜１００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。なお、素子の電極
間に印加する波形は三角波に限定することなく、矩形波
等所望の波形を用いてもよく、その波高値及びパルス幅
・パルス間隔等についても上述の値に限ることなく、電
子放出部が良好に形成されれば所望の値を選択すること
ができる。

【００３８】図１０（ｂ）におけるＴ１及びＴ２は図１
０（ｂ）と同様であり、三角波の波高値（通電フォーミ
ング時のピーク電圧）は、例えば０．１Ｖステップ程度
ずつ増加させ適当な真空雰囲気で印加する。なお、この
場合通電フォーミング処理はパルス間隔Ｔ２中に、電子
放出部形成用薄膜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１ＭΩ以上の抵抗を示したときに
通電フォーミング終了とする。

【００３９】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もしくは炭素化合物を電子
放出部形成用薄膜上に堆積させ素子電流Ｉｆ、放出電流
Ｉｅを著しく変化させる処理である。活性化工程は素子
電流Ｉｆと放出電流Ｉｅを測定しながら、例えば放出電
流Ｉｅ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を行うことが好ましい。

【００４０】なお、ここで炭素もしくは炭素化合物とは
グラファイト（単、多結晶双方を指す）、非晶質カーボ
ン（非晶質カーボン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。

【００４１】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
の雰囲気下において動作駆動させるのがよい。また、さ
らに高い真空度の雰囲気下で８０℃〜１５０℃の加熱後
動作駆動させることが望ましい。なお、フォーミング工
程、活性化処理した真空度より高い真空度とは、例えば
約１０^-6以上の真空度であり、より好ましくは超高真空
系であり、新たに炭素もしくは炭素化合物が電子放出部
形成用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Ｉｆ、放出電流Ｉｅを安定化
させることが可能になる。

【００４２】次に上述のような素子構成と製造方法によ
って作成された本発明に係わる電子放出素子の基本特性
について図１１及び図１２を用いて説明する。

【００４３】図１１は図８で示した構成を有する素子の
電子放出特性を測定するための測定評価装置の概略構成
図である。図１１において１は絶縁性基板、５，６は素
子電極、４は電子放出部を含む薄膜、３は電子放出部を
示す。また、９１は素子に素子電圧Ｖｆを印加するため
の電源、９０は素子電極５，６間の電子放出部を含む薄
膜４を流れる素子電流Ｉｆを測定するための電流計、９
４は素子の電子放出部より放出される放出電流Ｉｅを捕
捉するためのアノード電極、９３はアノード電極９４に
電圧を印加するための高圧電源、９２は素子の電子放出
部３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。電子放出素子の上記素子電流Ｉｆ、放出電流
Ｉｅの測定にあったては、素子電極５，６に電源９１と
電流計９０とを接続し、該電子放出素子の上方に電源９
３と電流計９２とを接続したアノード電極９４を配置し
ている。また、本電子放出素子及びアノード電極９４は
真空装置内に配置され、その真空装置には排気ポンプ及
び真空計等の真空装置に必要な機器が具備されており、
所望の真空下にて本素子の測定評価を行えるようになっ
ている。なお、アノード電極の電圧は１〜１０ｋＶ、ア
ノード電極と電子放出素子との距離Ｈは３〜８ｍｍの範
囲で測定した。

【００４４】図１１に示した測定評価装置により測定さ
れた放置電流Ｉｅ及び素子電流Ｉｆと素子電圧Ｖｆの関
係の典型的な例を図１２に示す。なお、図１２は任意単
位で示されており、放出電流Ｉｅは素子電流Ｉのおよそ
１０００分の１程度である。図からも明らかなように、
本電子放出素子は放出電流Ｉｅに対して３つの特性を有
する。

【００４５】第一に、本素子はある電圧（閾値電圧と呼
ぶ、図１２中のＶＴｈ）以上の素子電圧を印加すると、
急激に放出電流Ｉｅが増加する。一方、閾値電圧以下で
は放出電流Ｉｅがほとんど検出されない。すなわち、放
出電流Ｉｅに対する明確な閾値電圧Ｖｔｈをもった非線
形素子である。

【００４６】第二に、放出電流Ｉｅが素子電圧Ｖｆに依
存するため、放出電流Ｉｅが素子電圧Ｖｆで制御でき
る。

【００４７】第三に、アノード電極９４に捕捉される電
荷量は、素子電圧Ｖｆを印加する時間により制御でき
る。

【００４８】以上のような特性を有するため、本発明に
係る電子放出素子は、多方面への応用が期待される。ま
た、素子電流Ｉｆは素子電圧Ｖｆに対して単調に増加す
る（Ｍ１）特性の例を図１２に示したが、この他にも、
素子電流Ｉｆが素子電圧Ｖｆに対して電圧制御型負性抵
抗（ＶＣＮＲ）特性を示す場合もある。この場合も電子
放出素子は上述した３つの特性を有する。なお、予め導
電性微粒子を分散して構成した表面伝導型電子放出素子
においては、前記本発明の基本的な素子構成の基本的な
製造方法の一部を変更しても構成できる。

【００４９】次に、本発明の電子源及び画像形成装置に
ついて述べる。

【００５０】画像形成装置に用いられる電子源基板は複
数の表面伝導型電子放出素子を基板上に配列することに
より形成される。表面伝導型電子放出素子の配列の方式
には表面伝導型電子放出素子を並列に配置し、個々の素
子の両端を配線で接続する梯子型配置置（以下梯子型配
置電子源基板と呼ぶ）や、表面導電型電子放出素子の一
対の素子電極にそれぞれＸ方向配線、Ｙ方向配線を接続
した単純マトリクス配置（以下マトリクス型配置電子源
基板と呼ぶ）が挙げられる。なお、梯子型配置電子源基
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。

【００５１】以下この原理に基づき構成した電子源基板
の構成について図１３を用いて説明する。１１１は絶縁
性基板、１１２はＸ方向配線、１１３はＹ方向配線、１
１４は表面伝導型電子放出素子、１１５は結線である。
同図において、絶縁性基板１１１は、前述したガラス等
であり、その大きさ及びその厚みは、表面伝導型電子放
出素子の個数及び個々の素子の設計上の形状、及び電子
源の使用時に容器の一部を構成する場合には、その容器
を真空に保持するための条件等に依存して適宜設定され
る。ｍ本のＸ方向配線１１２は、ＤＸ１，ＤＸ２，・・
・・，ＤＸｍからなり、絶縁性基板１１１上に、所望の
パターンニングされた導電性金属等からなり、多数の表
面伝導型電子放出素子にほぼ、均等な電圧が供給される
ように、材料、膜厚、配線幅等が設定される。Ｙ方向配
線１１３は、ＤＹ１，ＤＹ２，・・・，ＤＹｎのｎ本の
配線よりなり、Ｘ方向配線１１２と同様に所望のパター
ニングされた導電性金属等からなり、多数の表面伝導型
電子放出素子にほぼ、均等な電圧が供給されるように、
材料、膜厚、配線幅等が設定される。これらｍ本のＸ方
向配線１１２とｎ本のＹ方向配線１１３間には、不図示
の層間絶縁層が設置され、電気的に分離されて、マトリ
クス配線を構成する。なお、このｍ，ｎは共に正の整数
である。不図示の層間絶縁層は、ＳｉＯ₂ 等であり、Ｘ
方向配線１１２を形成した絶縁基板１１１の全面、ある
いは一部に所望の形状で形成され、特に、Ｘ方向配線１
１２とＹ方向配線１１３の交差部の電位差に耐え得るよ
うに、膜厚、材料、製法が適宜設定される。また、Ｘ方
向配線１１２とＹ方向配線１１３は、それぞれ外部端子
として引き出されている。なお、ｍ本のＸ方向配線１１
２の上にｎ本のＹ方向配線１１３、層間絶縁層を介して
配置した例で説明したが、ｎ本のＹ方向配線１１３の上
にｍ本のＸ方向配線１１２を、層間絶縁層を介して設置
する場合もある。

【００５２】さらに、前述と同様にして、表面伝導型電
子放出素子１１４の対向する素子電極（不図示）がＤＸ
１，ＤＸ２，・・・，ＤＸｍのｍ本のＸ方向配線１１２
と、ＤＹ１，ＤＹ２，・・・，ＤＹｎのｎ本のＹ方向配
線１１３と結線１１５によって電気的に接続されている
ものである。

【００５３】なお、ｍ本のＸ方向配線１１２とｎ本のＹ
方向配線１１３と結線１１５と素子電極の導電性金属
は、その構成元素の一部あるいは全部が同一であって
も、またそれぞれ異なってもよく、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｕ，
Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等の金属ある
いは合金及びＯＰｄ，Ａｇ，Ａｕ，ＲｕＯ₂ ，Ｐｄ−Ａ
ｇ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 等の透明導体及びポ
リシリコン等の半導体材料等より適宜選択される。また
表面伝導型電子放出素子は、絶縁性基板１１１あるい
は、不図示の層間絶縁層上どちらに形成してもよい。

【００５４】また、前記Ｘ方向配線１１２には、Ｘ方向
に配列する表面伝導型電子放出素子１１４の行を任意に
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
信号発生手段と電気的に接続されている。一方Ｙ方向配
線１１３には、Ｙ方向に配列する表面伝導型電子放出素
子１１４の列の各列を任意に変調するための変調信号を
印加するための不図示の変調信号発生手段と電気的に接
続されている。

【００５５】さらに、各表面伝導型電子放出素子に印加
される駆動電圧は、当該素子に印加される走査信号と変
調信号の差電圧として供給されるものである。上記の構
成において単純なマトリクス配線だけで個別の素子を選
択して独立に駆動可能になる。

【００５６】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
５、図６を用いて説明する。図５は画像形成装置の基本
構成図であり、図６は該画像形成装置に用いられる蛍光
膜のパターンである。

【００５７】図５において３１は上述のようにして電子
放出素子を基板上に作成した電子源基板、３４は電子放
出素子に相当し、３５，３６は表面導電型電子放出素の
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。３２は電子源基板３１を固定したリアプレー
ト、４０はガラス基板３７の内面の蛍光膜３８とメタル
バック３９等が形成されたフェースプレート、３３は支
持枠であり、リアプレート３２、支持枠３３及びフェー
スプレート４０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４１を構成する。

【００５８】外囲器４１は、上述の如くフェースプレー
ト４０、支持枠３３、リアプレート３２で構成したがリ
アプレート３２は主に電子源基板３１の強度を補強する
目的で設けられるため、電子源基板３１自体で十分な強
度をもつ場合は別体のリアプレート４０、支持枠３３、
電子源基板３１、外囲器４１を構成してもよい。さらに
は、フェースプレートプレート４０、リアプレート３２
間にスペーサーと呼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４１にす
ることもできる。

【００５９】図５中、３８は蛍光膜である。蛍光膜３８
はモノクロームの場合は蛍光体のみからなるが、カラー
の蛍光膜３８の場合は、図６に示されるように蛍光体４
３の配列によりブラックストライプあるいはブラックマ
トリクス等と呼ばれる黒色部材４２と蛍光体４３とで構
成される。ブラックトライプ、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４３間の塗り分け部を黒くすることで
混色を目立たなくすることと、蛍光膜３８における外光
反射によるコントラストの低下を抑制することである。
ブラックストライプの材料としては通常、よく用いられ
ている黒鉛を主成分とする材料だけでなく、光の透過及
び反射が少ない材料であればこれに限るものではない。

【００６０】ガラス基板３７に蛍光体４３を塗布する方
法はモノクローム、カラーによらず沈澱法や印刷法が用
いられる。

【００６１】また、蛍光膜３８の内面側には通常メタル
バック３９が設けられる。メタルバック３９の目的は、
蛍光体４３に照射された電子が帯電するのを防止するこ
と、蛍光体４３の発光のうち内面側への光をフェースプ
レート４０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
作用すること、外囲器内で発生した負イオンの衝突によ
るダメージからの蛍光体４３の保護等である。メタルバ
ック３９は蛍光膜３８作成後、蛍光膜３８の内面側表面
の平滑化処理（通常フィルミングと呼ばれる）を行い、
その後、Ａｌを真空蒸着等で堆積することで作成でき
る。フェースプレート４０には、さらに蛍光膜３８の導
電性を高めるため、蛍光膜３８の外面側に透明電極（不
図示）を設けてもよい。

【００６２】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う必要がある。

【００６３】外囲器４１の不図示の排気管を通じ、１０
^-7ｔｏｒｒ程度の真空度にされ、封止が行われる。ま
た、外囲器４１の封止後の真空度を維持するためにゲッ
ター処理を行う場合もある。これは外囲器４１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４１内の所定の位置（不
図示）に配置されたゲッターを加熱し、蒸着膜を形成す
る処理である。ゲッターは通常、Ｂａ等が主成分であ
り、該蒸着膜の吸着作用により、例えば１×１０^-5乃至
は１×１０^-7ｔｏｒｒの真空度を維持するものである。
なお、表面伝導型電子放出素子のフォーミング以降の工
程は適宜設定される。

【００６４】以上のように完成した本発明の画像表示装
置において、各電子放出素子には、容器外端子ＤＸ１〜
ＤＸｍ，ＤＹ１〜ＤＹｎ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
３９、あるいは透明電極（不図示）に数ｋＶ以上の高圧
を印加し、電子ビームを加速し、蛍光膜３８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。

【００６５】以上述べた構成は、画像表示等に用いられ
る好適な画像形成装置を作成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。

【００６６】次に、前述の梯子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１４、図１５を用い
て説明する。

【００６７】図１４において１２０は電子源基板、１２
１は電子放出素子、１２２は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１
２１は基板１２０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、梯子型電子源基板となる。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Ｄ
Ｘ２〜ＤＸ９を、例えばＤＸ２，ＤＸ３を同一配線とす
るようにしてもよい。

【００６８】図１５は梯子型配置の電子源を備えた画像
形成装置の構造を示すための図である。１３０はグリッ
ド電極、１３１は電子が通過するための空孔、１３２は
ＤｏＸ１，ＤｏＸ２，・・・ＤｏＸｍよりなる容器外端
子、１３３がグリッド電極１３０と接続されたＧ１，Ｇ
２，・・・・，Ｇｎからなる容器外端子、１３４は前述
のように各素子行間の共通配線を同一配線とした電子源
基板である。なお、図５、図１５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５）との違いは、電子源基板１３４とフェースプレ
ート４０の間にグリッド電極１３０を備えていることで
ある。

【００６９】電子源基板１３４とフェースプレート４０
の中間にはグリッド電極１３０が設けられている。グリ
ッド電極１３０は、表面伝導型電子放出素子から放出さ
れた電子ビームを変調することができるもので、梯子型
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、各素子に対応して一個
ずつ円形の開口１３１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１５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
ともあり、また表面伝導型電子放出素子の周囲や近傍に
設けてもよい。容器外端子１３２及びグリッド容器外端
子１３３は、不図示の制御回路と電気的に接続されてい
る。

【００７０】本画像形成装置では素子行を一列ずつ順次
駆動（走査）していくのと同期してグリッド電極列に画
像の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。

【００７１】また、本発明によればテレビジョン放送を
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
タとしての画像形成装置としても用いることもできる。

【００７２】

【実施例】次に、実施例を示して電子源、特に表面伝導
型電子放出素子を用いた画像表示装置における、本発明
による新規な構成及び製造方法について説明する。

【００７３】実施例１第１の実施例を図１及び図２（ａ）〜（ｅ）を参照しつ
つ説明する。図１は本発明の電子源（冷陰極電子ビーム
源）により構成された画像表示装置の代表的な素子構成
の上面図を示す。図２（ａ）〜（ｅ）は本発明の製造工
程を表す上面図を示す。図２（ａ）〜（ｅ）では不図示
の基板上に対して電子放出素子を３×３個、計９個のマ
トリクス状に配線と共に形成した例で示す。

【００７４】まず、清浄されたガラス基板（ここではソ
ーダライムガラス基板を使用）に、一対の素子電極１
１，１２を形成する。このとき、互いに向き合った一対
の素子電極のいずれか一方の電極が電極ギャップに平行
な方向のいずれか一方の端部の位置が対向するもう一方
の電極の電極ギャップに平行な方向の長さの中心になる
ようにずらして形成した。

【００７５】本実施例では、膜の成膜方法として厚膜印
刷法を使用した。ここで使用した厚膜ペースト材料は、
ＭＯＤペーストで、金属成分はＡｕである。印刷の方法
はスクリーン印刷法である。所望のパターンに印刷の
後、７０℃で１０分乾燥し、次に本焼成を実施する。焼
成温度は５５０℃で、ピーク保持時間は約８分である。
印刷、焼成の後のパターンは長さ３５０ミクロン、幅１
５０ミクロン×２個の一対の素子電極１１，１２で両素
子電極のギャップに平行な方向の端部はずれており、素
子電極１１の右端は対向する素子電極１２のギャップに
平行な方向の中心である約１７５ミクロン付近に位置し
ている。なお、膜厚は〜０．３ミクロンであった（図２
（ａ））。

【００７６】次に第１層目の配線１３を形成する。この
とき第１層目の配線１３形成と同時に一対の素子電極１
１，１２の片方の素子電極１１へ電極ギャップと直交す
る方向に接続形成される。本実施例では第１層目の配線
１３の形成方法として厚膜スクリーン印刷法を用いた。
ペースト材料は一般に、酸化鉛を主成分とするガラスバ
インダーに導電性材料の微粒粉を混合したものである。
本実施例では、導電性材料がＡｇのペーストを使用し
た。所望のパターンでスクリーン印刷の後、１１０℃で
２０分間の乾燥を行った後、５５０℃、ピーク保持時間
１５分の焼成を行って幅１００ミクロン、厚み１２ミク
ロンの第１層目の配線１３を得た（図２（ｂ））。

【００７７】続いて層間絶縁膜１４を形成する。本実施
例では厚膜スクリーン印刷法を用いた。ペースト材料は
ＰｂＯを主成分としてガラスバインダーを混合したペー
ストである。所望のパターンでスクリーン印刷の後、１
１０℃で２０分の乾燥を行った。５５０℃、ピーク保持
時間１５分の焼成を行った。焼成後のパターンは５００
×５００ミクロン、厚みは〜３０ミクロンであった。本
実施例では層間絶縁膜１４のパターンを第１層目の配線
１３と第２層目の配線１５の交差部分近傍のみとした
（図２（ｃ））。

【００７８】また、絶縁層は通常、上下層間の絶縁性を
確保するために、印刷、焼成を２回ずつ実施する。厚膜
ペーストにより形成される膜は通常、ポーラスな膜であ
るため、１回印刷、焼成後、再度印刷を行い、１回目の
膜のポーラス状態を埋め込むようにして２回目の膜を印
刷、焼成する。これにより絶縁性が確保されることにな
る。本実施例もこれにしたがった。

【００７９】次に第２層目の配線１５を形成する。この
とき第２層目の配線１５形成と同時に一対の素子電極１
１，１２の片方の素子電極１２へ電極ギャップと直交す
る方向に接続形成される。形成方法は厚膜スクリーン印
刷法を用いた。使用した厚膜ペースト材料は第１層目の
配線１３と同じくＡｇペーストで金属成分はＡｇであ
る。所望のパターンでスクリーン印刷の後、１１０℃で
２０分の乾燥を行った後、５５０℃でピーク保持時間１
５分の焼成を行って、幅３００ミクロン、厚み〜１０ミ
クロンの第２層目の配線１５を得た（図２（ｄ））。

【００８０】以上で、マトリクス配線の部分が完成す
る。もちろん、ペースト材料、印刷方法等はここに記し
たものに限るものではない。

【００８１】マトリクス配線完成後、電子放出部を形成
する。まず、上記印刷方法で形成された、電子放出部へ
の通電用の一対の素子電極１１，１２の上層に有機パラ
ジウム（ＣＣＰ４２３０、奥野製薬工業（株）をスピナ
ーにより回転塗布後、３００℃で１０分間の加熱処理を
行い、Ｐｄからなる電子放出部形成用薄膜１６を形成す
る。このようにして形成された電子放出部形成用薄膜１
６は、Ｐｄを主元素とする微粒子から構成され、その膜
厚は１０ｎｍ、シート抵抗値は５×１０ＥΩ／□であっ
た。なお、ここで述べる微粒子膜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
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（島状を含む）の膜をも指し、その粒径
とは、前記状態で粒子形状が認識可能な微粒子について
の径をいう。このパラジウム膜をフォトリソグラフィー
法を用いて、パターニングすることにより、フォーミン
前までの電子源基板の製造工程が完了する。（図２
（ｅ））。次に、以上のようにして作成した電子源基板
を用いて画像形成装置を構成した例を、図５と図６を用
いて説明する。

【００８２】多数の表面伝導型電子放出素子を作成した
電源基板３１をリアプレート３２上に固定した後、基板
３１の５ｍｍ上方に、ェースプレート４０（ガラス基板
３７の内面に蛍光膜３８とメタルバック３９が形成され
て構成される）を支持枠３３を介して配置し、フェース
プレート４０、支持枠３３、リアプレート３２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℃乃至５００℃で１０分以上焼成することで
封着した（図５参照）。また、リアプレート３２への基
板３１の固定もフリットガラスで行った。

【００８３】図５において、３４は電子放出素子、３
５，３６はそれぞれＸ方向及びＹ方向の配線である。

【００８４】蛍光膜３８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（図６参照）を採用し、先にブラックストライプを形
成し、その間隙部に各蛍光体を塗布し、蛍光膜３８を作
製した。ブラックストライプの材料は、通常よく用いら
れている黒鉛を主成分とする材料を用いた。

【００８５】ガラス基板３７に蛍光体を塗布する方法は
スラリー法を用いた。

【００８６】また、蛍光膜３８の内面側には通常、メタ
ルバック３９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
ることで作製した。

【００８７】フェースプレート４０には、さらに蛍光膜
３８の導電性を高めるため、蛍光膜３８の外面側に透明
電極（不図示）が設けられる場合があるが、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。

【００８８】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
て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ＤＸ１〜ＤＸｍとＤＹ１〜ＤＹｎを通じ、電子
放出素子３４の素子電極間に電圧を印加し、電子放出部
形成用薄膜２を通電処理（フォーミング処理）すること
により、電子放出部３を作成した。フォーミング処理の
電圧波形を図１０に示す。

【００８９】図１０は、Ｔｉ及びＴ２は電圧波形のパル
ス幅とパルス間隔であり、本実施例ではＴ１を１ミリ
秒、Ｔ２を１０ミリ秒とし、三角波の波高値（フォーミ
ング時のピーク電圧）は１４Ｖとし、フォーミング処理
は約１×１０^-6ｔｏｒｒの真空雰囲気下で６０秒間行っ
た。

【００９０】このように作成された電子放出部３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３０オングストローム
であった。

【００９１】次に、１０^-6ｔｏｒｒ程度の真空度で、不
図示の排気管をガスバーナで熱することで溶着し外囲器
の封止を行った。

【００９２】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、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、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^-5乃至１×１０^-7ｔｏｒｒ
の真空度を維持するものである。

【００９３】以上のように完成した本発明の画像形成装
置において、各表面伝導型電子放出素子には、容器外端
子ＤＸ１〜ＤＸｍ，ＤＹ１〜ＤＹｎを通じ、走査信号及
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
て、メタルバック３９に数ｋＶ以上の高圧を印加し、電
子ビームを加速して、蛍光膜３８に衝突させ、励起・発
光させることで画像を表示した。

【００９４】以上説明したように本実施例による電子源
によれば、従来の構成と比べて簡単な構成で作成が容易
である。また、素子電極上で配線に支配される面積が低
減され、従来と比べてより高密度な配線が可能となる。
また、素子電極に配線を直接接続できるため素子電極と
配線部分の信頼性を向上させることができる。

【００９５】さらには本実施例の構成によれば、容易に
Ｘ，Ｙマトリクス状に多数の表面伝導型電子放出素子を
配置することができ、大画面の画像形成装置の作成に適
している。

【００９６】実施例２本実施例は図３、図４に示すような構成を有する電子源
基板を作成し、これを用いて画像形成装置を作成したも
のである。

【００９７】第２の実施例を図３、図４（ａ）〜（ｃ）
を参照しつつ説明する。図３に本発明の電子源（冷陰極
電子ビーム源）により構成された画像表示装置の代表的
な素子構成の上面図を示す。図４（ａ）〜（ｃ）には本
発明の製造工程を表す上面図を示す。図４（ａ）〜
（ｃ）では不図示の基板上に対して３個の電子放出素子
を複数の短冊状配線と共に面状に配置した例を示してい
る。

【００９８】まず、実施例１と同様にして、洗浄された
ガラス基板（ここでは、ソーダガラス基板を使用）に、
一対の素子電極２１，２２を形成する。このとき、実施
例１と同様に互いに向き合った一対の素子電極のいずれ
か一方の電極ギャップに平行な方向のいずれか一方の端
部の位置が対向するもう一方の電極ギャップに平行な長
さの中心になるようにずらして形成した。

【００９９】本実施例では、膜の成膜方法として膜厚印
刷法を使用した。ここで使用した厚膜ペースト材料はＭ
ＯＤペーストで金属成分はＰｔである。印刷の方法はス
クリーン印刷法である。所望のパターンに印刷の後、７
０℃で１０分乾燥し、次に本焼成を実施する。焼成温度
は５５０℃で、ピーク保持時間は約８分である。印刷、
焼成後のパターンは長さ３５０ミクロン、幅１５０ミク
ロン×２個の一対の素子電極２１，２２で両素子電極の
ギャップに平行な方向の端部はずれており、素子電極２
１の右端は対向する素子電極２２のギャップに平行な方
向の中心である約１７５ミクロン付近に位置している。
なお、膜厚は〜０．３ミクロンであった（図４
（ａ））。

【０１００】次に短冊状ライン配線２３を形成する。こ
のとき、ライン配線２３形成と同時に一対の素子電極２
１，２２へ電極ギャップと直交する方向へ各々接続形成
される。形成方法は膜厚スクリーン印刷法を用いた。使
用した厚膜ペースト材料はＡｇペーストで金属成分はＡ
ｇである。所望のパターンでスクリーン印刷の後、１１
０℃で２０分の乾燥を行った後、５５０℃、ピーク保持
時間１５分の焼成を行って、幅３００ミクロン、厚み１
０ミクロンの一対の素子電極２１，２２へ接続されたラ
イン配線２３を得た（図４（ｂ））。

【０１０１】以上で、ライン配線２３の部分が完成す
る。もちろん、ペースト材料、印刷方法等は実施例１と
同様ここに記したものに限るものではない。

【０１０２】続いて、電子放出部２４を形成する。形成
方法は実施例１と同様にして形成した（図４（ｃ））。

【０１０３】次に、以上のようにして作成した電子源基
板に対して、実施例１と同様にしてフォーミング処理を
行った。

【０１０４】本構成の電子源において、電子放出部を複
数の短冊配線を面状に配置し、この配線と直交して、電
子放出部の上部に開口を有する複数の短冊状グリッド電
極を配置させ、電子放出素子配線とグリッド電極に印加
する駆動電圧を制御して、任意の電子放出素子より電子
放出させることができる。

【０１０５】さらに、実施例１と同様に、本実施例の電
子源を真空容器内に複数配置し、フェースプレートを対
向させて、電子放出素子より放出された電子線を蛍光体
に選択的に照射することによって蛍光体を発光させるこ
とにより画像形成装置とすることができた。

【０１０６】また、本実施例の構成によれば、容易にラ
イン状に多数の表面伝導型電子放出素子を配置すること
ができ、大画面の画像形成装置の作成に適している。

【０１０７】さらに、本発明の応用として、上記実施例
１及び実施例２の電子源の形成方法により、アレイ状発
光素子を作成し、感光性ドラム状に配置することによ
り、電子写真記録装置を構成することができた。

【０１０８】加えて、電子写真記録装置にアレイ状発光
素子を作成した場合においても同様の効果を得ることが
できる。

【０１０９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
本発明の構成及び製造方法の実現により従来の構成に比
べて、１）簡単な構成で作成が容易である。

【０１１０】２）電極と配線の接続部分の信頼性が向上
する。

【０１１１】３）配線に支配される面積が低減され、従
来と比べてより高密度な配線が可能となるため、単位面
積当たりの画素数を増やすことが可能となり、高解像度
を有する画像形成装置を提供することができる。

【０１１２】４）導電性薄膜形成領域が拡大されるの
で、印刷配線に導電性薄膜が吸収されることが防止され
る。これにより画像形成装置の電子放出部の大きさのバ
ラツキが抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１において、ＸＹマトリクス配
線して形成した電子源基板の素子構成を示す上面図であ
る。

【図２】図２（ａ）〜（ｅ）は本発明の実施例１におけ
る製造工程を示す上面図である。

【図３】本発明の実施例２における画像表示装置の素子
構成の上面図である。

【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施例２におけ
る製造工程を示す上面図である。

【図５】本発明による画像形成装置の構成例を示す一部
切り欠き斜視図である。

【図６】本発明による画像形成装置における蛍光膜の構
成例を示す図である。

【図７】表面伝導型電子放出素子の一例を示す構成図で
ある。

【図８】本発明に係わる表面伝導型電子放出素子の実施
態様例を示す概略構成図である。

【図９】図９（ａ）〜（ｃ）は本発明に係わる表面伝導
型電子放出素子の製造方法の一例を示す概略的な断面図
である。

【図１０】図１０（ａ），（ｂ）は表面伝導型電子放出
素子の通電フォーミングの電圧波形の一例を示す図であ
る。

【図１１】図８で示した構成を有する素子の電子放出特
性を測定するための測定評価装置の概略構成図である。

【図１２】表面伝導型放出素子の電流−電圧特性を示す
図である。

【図１３】多数の表面伝導型電子放出素子を単純マトリ
クス配線して構成した電子源基板の概略図である。

【図１４】多数の表面伝導型電子放出素子をライン配線
して構成した電子源基板の概略図である。

【図１５】本発明による画像形成装置の構成例を示す一
部切り欠き斜視図である。

【符号の説明】

１絶縁性基板２電子放出部形成用薄膜３電子放出部４電子放出部を含む薄膜５素子電極６素子電極１１，１２，２１，２２素子電極１３第１層目の配線１４層間絶縁膜１５第２層目の配線１６，２４電子放出部形成用薄膜３１電子源基板３２リアプレート３３支持枠３４電子放出素子３５Ｘ方向配線３６Ｙ方向配線３７ガラス基板３８蛍光膜３９メタルバック４０フェースプレート４１外囲器４２黒色部材４３蛍光体９０電流計９１電源９２電流計９３高圧電源９４アノード電極１１１絶縁性基板１１２Ｘ方向配線１１３Ｙ方向配線１１４表面伝導型電子放出素子１１５結線１２０電子源基板１２１表面伝導型電子放出素子１２２ＤＸ１〜ＤＸ１０からなる表面伝導型電子放
出素子を配線するための共通配線１３０グリッド電極１３１電子が通過するための空孔１３２ＤｏＸ，ＤｏＸ２，・・・・ＤｏＸｍよりな
る容器外端子１３３グリッド電極１３０と接続されたＧ１，Ｇ
２，・・・Ｇｎからなる容器外端子１３４電源基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相対向する一対の素子電極を含む表面伝
導型電子放出素子を有する電子源が走査側配線と信号側
配線の直交する位置に配設され、かつ該配線の一組また
は複数組を順次選択することにより、前記電子源に通電
されるようにした電子源を２次元平面上に複数個、配設
することによって構成される電子源の製造方法におい
て、素子電極を形成する工程と、第１層目の配線を形成
する工程と、絶縁層を形成する工程と第２層目の配線を
形成する工程とを含み、前記相対向する一対の素子電極
を形成するにあたり、いずれか一方の電極が電極ギャッ
プに平行な方向の左右、どちらか一方の端部の位置が対
向するもう一方の電極の電極ギャップに平行な方向の長
さの中心、もしくはそれに近い位置にくるように形成
し、それぞれの素子電極と第１層目、第２層目の配線の
接続方向が電極ギャップと直交する位置で各々接続形成
されることを特徴とする電子源の製造方法。
【請求項２】前記第１層目、第２層目のそれぞれの配
線形成時に前記相対向する一対の素子電極への接続を各
々同時形成する請求項１に記載の電子源の製造方法。
【請求項３】前記第１層目の配線と前記第２層目の配
線との接続が前記表面伝導型電子放出素子を介して行わ
れる請求項１記載の電子源の製造方法。
【請求項４】各層の形成方法に印刷法を用いる請求項
１に記載の電子源の製造方法。
【請求項５】請求項１乃至４のうちいずれか１項に記
載の方法により製造されたことを特徴とする電子源。
【請求項６】請求項５に記載の電子源を具備すること
を特徴とする画像表示装置。
【請求項７】前記電子源が電子放出部形成用薄膜に、
フォーミングと称する通電処理を施すことにより電子放
出部が形成される表面伝導型電子放出素子である請求項
６に記載の画像表示装置。