図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(1997年8月19日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (15)

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配線材料酸化鉛を主成分とするガラスバインダー導電性材料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。

概要

背景

従来、電子放出素子としては熱電子源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。

FE型の例としては、 W. P. Dyke & W. W. Dolan,“Field Emission”, Advance in Electron Physicis, 8, 89 (1956)あるいはC. A. Spindt, “Physical Properties of thin-film field emission cathodes with molybdenium ”, J. Appl. Phys., 47, 5248 (1976) 等が知られている。

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。

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, (1965)等がある。

表面伝導型電子放出素子は、基板上に形成された小面積薄膜に、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)]、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頁(1983)]等が報告されている。

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。

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。

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。

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。

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。

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金属薄膜成膜し、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。

概要

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画像形成装置を提供する。

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導電性材料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。

目的

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。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

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走査側配線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。

技術分野

0001

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。

背景技術

0002

従来、電子放出素子としては熱電子源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 Physicis, 8, 89 (1956)あるいはC. A. Spindt, “Physical Properties of thin-film field emission cathodes with molybdenium ”, 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型の例としては、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)]、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金属薄膜成膜し、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。

発明が解決しようとする課題

0013

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。

課題を解決するための手段

0014

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。

発明を実施するための最良の形態

0018

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SiO2 (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,Au,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,Cu,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,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,Zn,Sn,Ta,W,Pb等の金属を主元素とする有機化合物溶液である。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10(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、94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93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、114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112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112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DX1,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−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43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、121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121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DX2〜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,G2,・・・・,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

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11,12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150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11,12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導電性材料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、110℃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11,12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15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16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、35,36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MOD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、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21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21,22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℃、ピーク保持時間15分の焼成を行って、幅300ミクロン、厚み10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。

発明の効果

0109

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

0113

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。

--

0114

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
35 X方向配線
36 Y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
112 X方向配線
113 Y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
122 DX1〜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
132 DoX,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,G2,・・・Gnからなる容器外端子
134 電源基板

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 株式会社ジャパンディスプレイの「 表示装置、および表示装置の製造方法」が 公開されました。( 2020/09/24)

    【課題】高い信頼性を有する表示装置、およびその製造方法を提供する【解決手段】表示装置は、基板、トランジスタ、平坦化膜、表示素子、ダム、およびガイドを備える。基板は、表示領域、および表示領域を囲む周辺領... 詳細

  • 株式会社ジャパンディスプレイの「 表示装置及び検査方法」が 公開されました。( 2020/09/24)

    【課題】信頼性の低下を抑制する。【解決手段】表示装置1は、複数の画素が設けられる表示領域A、及び表示領域Aよりも外側の周辺領域を有する第1基板SUB1と、表示領域Aに設けられて、画素に接続されて画素に... 詳細

  • 株式会社ジャパンディスプレイの「 表示装置」が 公開されました。( 2020/09/24)

    【課題】周辺領域におけるセルギャップのばらつきを抑制することができる表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、第1基板と、第1基板と対向する第2基板と、複数の画素が第1基板に設けられた表示領域と、第... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ