JP2002110031A

JP2002110031A - 電子源の製造装置

Info

Publication number: JP2002110031A
Application number: JP2000304067A
Authority: JP
Inventors: Yukinori Kataoka; 幸徳片岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-10-03
Filing date: 2000-10-03
Publication date: 2002-04-12

Abstract

(57)【要約】【課題】小型化と操作性の簡易化が可能で、製造スピ
ードを向上させ、気密性を良くすることで歩留まりが向
上し、より量産性に適した電子源の製造装置を提供す
る。【解決手段】導電体６が形成された基板１０を支持す
る支持体１１と、内装容器とそれを囲う外装容器から
なる容器１２において気体の導入口１５と気体の排気口
１６を有し、基板１０の基板面の一部の領域をゴム性真
空気密材で覆う二重構造の容器１２と、気体の導入口１
５に接続され、容器内に気体を導入する手段と、気体の
排気口１６に接続され、容器内を排気する手段と、導電
体６に電圧を印加する手段３１，３２と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子源の製造装置
およ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、大別して
熱電子放出素子と冷陰極電子放出素子を用いた２種類の
ものが知られている。冷陰極電子放出素子には、電界放
出型、金属／絶縁層／金属型や表面伝導型電子放出素子
等がある。

【０００３】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、その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。
本出願人は、新規な構成を有する表面伝導型電子放出素
子とその応用に関し、多数の提案を行っている。その基
本的な構成、製造方法などは、たとえば特開平７−２３
５２５５号公報、特開平８−１７１８４９号公報などに
開示されている。

【０００４】表面伝導型電子放出素子は、基板上に対向
する一対の素子電極と、該一対の素子電極に接統されそ
の一部に電子放出部を有する導電性膜とを有してなるこ
とを特徴とするものである。また、上記導電性膜の一部
に亀裂が形成されている。

【０００５】また、上記亀裂の端部には、炭素または炭
素化合物の少なくとも一方を主成分とする堆積膜が形成
されている。

【０００６】このような電子放出素子を基板上に複数個
配置し、各電子放出素子を配線で結ぶことにより、複数
個の表面伝導型電子放出素子を備える電子源を作成する
ことができる。また、上記電子源と蛍光体とを組み合わ
せることにより、画像形成装置の表示パネルを形成する
ことができる。

【０００７】従来、このような電子源のパネルの製造は
以下のように行われていた。すなわち、第１の製造方法
としては、まず基板上に、導電性膜および該導電性膜に
接続された一対の素子電極からなる複数の素子と、複数
の素子を接続した配線とが形成された電子源基板を作成
する。つぎに、作成した電子源基板全体を真空チャンバ
内に設置する。

【０００８】つぎに、真空チャンバ内を排気した後、外
部端子を通じて各素子に電圧を印加し各素子の導電性膜
に亀裂を形成する。さらに、該真空チャンバ内に有機物
質を含む気体を導入し、有機物質の存在する雰囲気下で
各素子に再び外部端子を通じて電圧を印加し、該亀裂近
傍に炭素あるいは炭素化合物を堆積させる。

【０００９】また、第２の製造方法としては、まず基板
上に、導電性膜および該導電性膜に接続された一対の素
子電極からなる複数の素子と、該複数の素子を接続した
配線とが形成された電子源基板を作成する。つぎに、作
成した電子源基板と蛍光体が配置された基板とを支持枠
を挟んで接合して画像形成装置のパネルを作成する。そ
の後、該パネル内をパネルの排気管を通じて排気し、パ
ネルの外部端子を通じて各素子に電圧を印加し各素子の
導電性膜に亀裂を形成する。

【００１０】さらに、該パネル内に該排気管を通じて有
機物質を含む気体を導入し、有機物質の存在する雰囲気
下で各素子に再び外部端子を通じて電圧を印加し、該亀
裂近傍に炭素あるいは炭素化合物を堆積させる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上の製造方法が採ら
れていたが、第１の製造方法はとりわけ、電子源基板が
大きくなるに従い、より大型の真空チャンバおよび高真
空対応の排気装置が必要になる。また、第２の製造方法
は、画像形成装置のパネル内空間からの排気および該パ
ネル内空間への有機物質を含む気体の導入に長時間を要
する。

【００１２】本発明はかかる実情に鑑み、小型化と操作
性の簡易化が可能な電子源の製造装置を提供することを
目的とする。また、本発明は、製造スピードを向上さ
せ、気密性を良くすることで歩留まりが向上し、より量
産性に適した電子源の製造装置を提供することを目的と
する。また、本発明は、電子放出特性の優れた電子源を
製造し得る電子源の製造装置を提供することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の電子源の製造装
置は、導電体が形成された基板を支持する支持体と、内
装容器とそれを囲う外装容器からなる容器において気体
の導入口と気体の排気口を有し、前記基板の基板面の一
部の領域を真空気密材で覆う二重構造の容器と、前記気
体の導入口に接続され、前記容器内に気体を導入する手
段と、前記気体の排気口に接続され、前記容器内を排気
する手段と、前記導電体に電圧を印加する手段と、を備
えることを特徴とする。

【００１４】また、本発明の電子源の製造装置におい
て、前記容器は、前記内装容器と前記外装容器の隙間の
圧力を、所望の圧力に真空排気する手段を備えているこ
とを特徴とする。

【００１５】また、本発明の電子源の製造装置におい
て、前記容器は、前記内装容器と前記外装容器のそれぞ
れに、ゴム性真空気密材を用いて気密性を保持する手段
を備えていることを特徴とする。

【００１６】また、本発明の電子源の製造装置におい
て、前記支持体は、該支持体上に前記基板を固定する手
段を備えていることを特徴とする。

【００１７】また、本発明の電子源の製造装置におい
て、前記支持体は、前記基板と該支持体とを真空吸着さ
せる手段を備えていることを特徴とする。

【００１８】また、本発明の電子源の製造装置におい
て、前記支持体は、前記基板と該支持体とを静電吸着さ
せる手段を備えていることを特徴とする。

【００１９】また、本発明の電子源の製造装置におい
て、前記支持体は、熱伝導部材を備えていることを特徴
とする。

【００２０】また、本発明の電子源の製造装置におい
て、前記支持体は、前記基板の温度調節機構を備えてい
ることを特徴とする。

【００２１】また、本発明の電子源の製造装置におい
て、前記支持体は、発熱手段を備えていることを特徴と
する。

【００２２】また、本発明の電子源の製造装置におい
て、前記支持体は、冷却手段を備えていることを特徴と
する。

【００２３】また、本発明の電子源の製造装置におい
て、前記容器は、該容器内に導入された気体を拡散させ
る手段を備えていることを特徴とする。

【００２４】本発明の製造装置はまず、予め導電体が形
成された基板を支持するための支持体と、該支持体にて
支持された基板上を覆う容器とを具備する。ここで、容
器は、基板表面の一部の領域を複数の容器で覆うもの
で、これにより基板上の導電体に接続され基板上に形成
されている配線の一部分が容器外に露出された状態で基
板上に気密な空間を形成し得る。

【００２５】また、容器には、内装容器に気体の導入口
と気体の排気口が設けられ、外装容器に気体の排気口が
設けられており、これら導入口および排気口にはそれぞ
れ容器内に気体を導入するための手段および容器内の気
体を排出するための手段が接続されている。これにより
容器内を所望の雰囲気に設定することができる。また、
導電体が予め形成された基板とは、電気的処理を施すこ
とで導電体に電子放出部を形成し電子源となす基板であ
る。よって、本発明の製造装置はさらに、電気的処理を
施すための手段、例えば導電体に電圧を印加する手段を
も具備する。

【００２６】以上の製造装置にあっては小型化が達成さ
れ、電気的処理における電源との電気的接続などの操作
性の簡易化が達成される他、容器の大きさや形状などの
設計の自由度が増し容器内への気体の導入、容器外への
気体の排出を短時問で行うことが可能となる。さらに内
装容器とそれを囲う外装容器からなる二重構造の容器
で、内装容器と外装容器の隙間を真空排気することによ
り、容器外から内装容器内に気体がリークすることが抑
制され、気密性が保たれ信頼性が良くなり、歩留りの向
上を図ることが可能となる。

【００２７】また、本発明において、まず、導電体と該
導電体に接続された配線とが予め形成された基板を支持
体上に配置し、配線の一部分を除き基板上の導電体を複
数の容器で覆う。これにより基板上に形成されている配
線の一部分が容器外に露出された状態で、導電体が基板
上に形成された気密な空間内に配置されることとなる。
つぎに、容器内を所望の雰囲気とし、容器外に露出され
た一部分の配線を通じて導電体に電気的処理、例えば導
電体への電圧の印加がなされる。

【００２８】ここで、所望の雰囲気とは、例えば減圧さ
れた雰囲気、あるいは特定の気体が存在する雰囲気であ
る。また、電気的処理は、導電体に電子放出部を形成し
電子源となす処理である。また、電気的処理は、異なる
雰囲気下にて複数回なされる場合もある。例えば配線の
一部分を除き前記基板上の導電体を複数の容器で覆い、
まず、容器内を第１の雰囲気として電気的処理を行う工
程と、つぎに容器内を第２の雰囲気として電気的処理を
行う工程とがなされ、以上により導電体に良好な電子放
出部が形成され電子源が製造される。

【００２９】ここで、第１および第２の雰囲気は好まし
くは、後述する通り第１の雰囲気が減圧された雰囲気で
あり、第２の雰囲気が炭素化合物などの特定の気体が存
在する雰囲気である。以上の製造方法にあっては、電気
的処理における電源との電気的接続などを容易に行なう
ことが可能となる。また、容器の大きさや形状などの設
計の自由度が増すので容器内への気体の導入、容器外へ
の気体の排出を短時間で行うことができ、製造スピード
が向上する他、製造される電子源の電子放出特性の再現
性、とりわけ複数の電子放出部を有する電子源における
電子放出特性の均一性が向上する。

【００３０】さらに、内装容器とそれを囲う外装容器か
らなる二重権造の容器で、内装容器と外装容器の隙間を
真空排気することにより、容器外から内装容器内に気体
がリークすることが抑制され、気密性が保たれ信頼性が
良くなり、歩留りの向上を図ることが可能となる。

【００３１】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明による電子源の製
造装置の好ましい実施の形態を説明する。図１、図２、
図３、図２６は、本実施形態に係る電子源の製造装置を
模式的に示しており、図１、図３、図２６は断面図、図
２は図１における電子源基板の周辺部分を示す斜視図で
ある。

【００３２】図１、図２および図３において、６は電子
放出素子となる導電体、７はＸ方向配線、８はＹ方向配
線、１０は電子源基板、１１は支持体、１２は真空容
器、１５は気体の導入口、１６は排気口、１８はシール
部材、１９は拡散板、２０はヒータ、２１は水素または
有機物質ガス、２２はキャリアガス、２３ほ水分除去フ
ィルタ、２４はガス流量制御装置、２５ａ〜２５ｆはバ
ルブ、２６は真空ポンブ、２７は真空計、２８は配管、
３０は取出し配線、３２は電源および電流制御系からな
る駆動ドライバ、３１は電子源基板の取出し配線３０と
駆動ドライバとを接統する配線、３３は拡散板１９の開
口部、４１は熱伝導部材である。

【００３３】まず、本実施形態において、素子形成基板
と真空容器の気密性の保持について、図２６を参照して
説明する。図２６において、１０１は素子形成基板、１
０２は外装容器、１０３は内装容器、１０４はシール部
材（Ｏリング）、１０５は基板支持体、１０６は電気ヒ
ータ、１０７は静電チャック、１０８は冷却ユニット、
１０９は気体導入口、１１０は気体排気口、１１１は容
器間排気口、１１２はバルブ、１１３はターボポンプ、
１１４はスクロールポンプである。

【００３４】外装容器１０２および内装容器１０３は、
基板支持体１０５に保持された素子形成基板１０１の基
板上に形成された導電体の一部の領域をシール部材１０
４で密閉して覆う容器である。シール部材１０４は、素
子形成基板１０１と真空容器の気密性を保持するもので
あり、テフロン（登録商標）樹脂などの合成樹脂材料や
シリコンゴムなどのゴム材料を用いることが望ましく、
通常よく用いられる真空用のＯリングやゴム性シートを
使用することができる。

【００３５】気体排気口１１０から内装容器１０３内の
気体排気後に、容器間排気口１１１から内装容器１０３
と外装容器１０２の間をターボポンプおよびスクロール
ポンプ１１４にて排気することで、容器間が真空状態に
保たれる。真空圧力としては、１．３３×１０^-3Ｐａ
（１．０×１０^-5Ｔｏｒｒ）の範囲が望ましく、さらに
は１．３３×１０^-2Ｐａ（１．０×１０^-4Ｔｏｒｒ）以
上に排気されることが望ましいが、これに限るものでは
ない。通常、容器を排気するポンプとしては、前記ター
ボポンプ、スクロールポンプやクライオポンプ、イオン
ポンプ、ドライポンプ、ダイヤフラムポンプ等のオイル
フリーポンプが好ましいが、ロータリポンプ等のオイル
ポンプも使用することができる。

【００３６】図１、図２および図３において支持体１１
は、電子源基板１０を保持して固定するもので、真空チ
ャッキング機構、静電チャッキング機構もしくは固定治
具などにより、機械的に電子源基板１０を固定する機構
を有する。支持体１１の内部には、ヒータ２０が設けら
れ、必要に応じて電子源基板１０を熱伝導部材４１を介
して加熱することができる。

【００３７】熱伝導部材４１は支持体１１上に設置さ
れ、電子源基板１０を保持して固定する機構の障害にな
らないように、支持体１１と電子源基板１０の間で扶持
される。あるいは、支持体１１に埋め込まれるように設
置されていてもよい。

【００３８】熱伝導部材４１は電子源基板１０の反り、
うねりを吸収し、電子源基板１０への電気的処理工程に
おける発熱を、確実に支持体あるいは、後述する副真空
容器へ伝え、放熱することができる。そして、電子源基
板１０のクラック、破損の発生を防ぐことができ、歩留
まりの向上に寄与することができる。

【００３９】また、電気的処理工程における発熱を素早
く、確実に放熱することにより、温度分布による導入ガ
スの濃度分布の低減、基板熱分布が影響する素子の不均
一性の低減に寄与でき、均一性に優れた電子源の製造が
可能となる。

【００４０】熱伝導部材４１としては、シリコングリス
や、シリコンオイル、ジェル状物質等の粘性液状物質を
使用することができる。粘性液状物質である熱伝導部材
４１が支持体１１上を移動する弊害がある場合は、支持
体１１に粘性液状物質が所定の位置および領域、すなわ
ち少なくとも電子源基板１０の導電体６の形成領域下で
滞留するように、その領域に合わせて支持体１１に滞留
機構を設置してあってもよい。これは、たとえばＯリン
グあるいは耐熱桂の袋に粘性液状物質を入れ、密閉した
熱伝導部材とした構成とすることができる。

【００４１】Ｏリングなどを設置して粘性液状物質を滞
留させる場合、基板との間に空気層ができて正しく接し
ないときは、空気抜けの通孔や、電子源基板設置後に粘
性液状物質を基板と支持体の間に注入する方法も採るこ
とができる。図３は、粘性液状物質が所定の領域で滞留
するように、Ｏリングと粘性液状物質の導入口とを設け
た装置の概略断面図である。

【００４２】ヒータ２０は、密閉された管状に構成さ
れ、この中に温調媒体が封入される。なお、図示しない
が、この粘性液状物資を支持体１１および電子源基板１
０間で扶持し、かつ温度制御を行いながら循環させる機
構が付与されれば、ヒータ２０に代わって電子源基板１
０の加熱手段あるいは冷却手段となる。また、目的温度
に対する温度調節が可能な、例えば循環型温度調節装置
と液状媒体などからなる機構を付与することができる。

【００４３】熱伝導部材４１は、弾性部材であってもよ
い。弾性部材の材料としては、テフロン樹脂などの合成
樹脂材料、シリコンゴム等のゴム材料、アルミナなどの
セラミック材料あるいは銅やアルミニウムの金属材料等
を使用することができる。これらは、シート状あるいは
分割されたシート状で使用されていてもよい。あるい
は、図１５および図１６に示すように円柱状、角柱状等
の柱状、電子源基板の配線に合わせたＸ方向あるいはＹ
方向に伸びた線状、円錐状などの突起状、球体や、ラグ
ビーボール状（楕円球状体）などの球状体、あるいは球
状体表面に突起が形成されている形状の球状体などが支
持体上に設置されていてもよい。

【００４４】図１７は、複数の弾性部材を使用した球状
の熱伝導部材の構成概略図である。ここでは、ゴム材料
の部材等の変形し易い微少球状物と、この微少球状物よ
りも直径が小さな球状物（ゴム材料の部材よりも変形し
難い球状物質）とを電子源基板１０と支持体１１との間
に散布し挟持することで、熱伝導部材４１を構成してい
る。

【００４５】図１８は、複合材料的な熱伝導部材の構成
概略図である。セラミック部材、金属部材箏の硬質部材
で中心部材を構成し、この熱伝導部材の球状物表面をゴ
ム部材で被覆したものを用いることで熱伝導部材４１を
構成している。支持体１１上を移動し易い球状物質など
を使用する際には、粘性液状物質を使用する場合につい
て記述したような、支持体１１上に滞留機構がある構成
が望ましい。

【００４６】さらに、弾性部材は、電子源基板に対向す
る面に凹凸の形状が形成されていてもよい。この凹凸形
状は、前述した柱状、線状、突起状、球状（半球状）な
どが好ましい。具体的には、図１５に示すような電子源
基板のＸ方向配線あるいはＹ方向配線の位置に略合わせ
た線状の凹凸形状や、図１６に示すように各素子電極の
位置に略合わせた柱状の凹凸形状、または図示しない
が、半球状の凹凸形状が熱伝導部材の面に形成されてい
ることが好ましい。

【００４７】図２６における外装容器１０２および内装
容器１０３からなる二重構造の容器は、容器からの放出
ガスが少ない材料からなり、ガラスあるいはステンレス
製の容器が好ましいが、これに限るものではない。この
容器は図２における電子源基板１０の取出し配線部を除
いて、導電体６が形成された領域を覆い、かつ少なくと
も１．３３×１０^-1Ｐａ（１×１０^-3Ｔｏｒｒ）から大
気圧の圧力範囲に耐えられる構造のものである。さら
に、気体排気口から容器内を真空排気した後に、図２６
に示した容器間排気口１１１より外装容器と内装容器の
隙間を真空排気することで、容器外から内装容器内への
ガスのリークを防止することができる。

【００４８】シール部材１０４（図２６）は、素子形成
基板と真空容器の気密性を保持するもので、テフロン樹
脂などの合成樹脂材料やシリコンゴムなどのゴム材料を
用いることが望ましい。通常よく用いられる真空用のＯ
リングやゴム性シートを使用することができる。

【００４９】有機物質ガス２１には、後述する電子放出
素子の活性化に用いられる有機物質または有機物質を窒
素、ヘリウム、アルゴンなどで希釈した混合気体が用い
られる。また、後述するフォーミングの通電処理を行う
際は、導電性膜への亀裂形成を促進するための気体、た
とえば還元性を有する水素ガス等を真空容器１２内に導
入することもある。このように他の工程で気体を導入す
る際には、導入配管、バルブ部材２５ｅを用いて、真空
容器１２を配管２８に接続すれば使用することができ
る。

【００５０】上記電子放出素子の活性化に用いられる有
機物質としては、アルカン、アルケン、アルキンの脂肪
族炭化水素類、芳香族炭化水素類、アルコール類、アル
デヒド類、ケトン類、アミン類、ニトリル類、フェノー
ル、カルボン、スルホン酸等の有機酸類などを挙げるこ
とができる。より具体的にはメタン、エタンおよびプロ
パンなどのＣ_nＨ_2n+2で表される飽和炭化水素、エチレ
ンおよびプロピレンなどのＣ_nＨ_2n等の組成式で表され
る不飽和炭化水素、ベンゼン、トルエン、メタノール、
エタノール、アセトアルデヒド、アセトン、メチルエチ
ルケトン、メチルアミン、エチルアミン、フェノール、
ベンゾニトリル、アセトニトリル等が使用できる。

【００５１】有機物質ガス２１は、有機物質が常温で気
体である場合にはそのまま使用することができる。ま
た、有機物質が常温で液体または固体の場合は、容器内
で蒸発または昇華させて用い、あるいはこれをさらに希
釈ガスと混合するなどの方法で用いることができる。キ
ャリアガス２２には、窒素またはアルゴン、ヘリウムな
どの不活性ガスが用いられる。

【００５２】有機物質ガス２１とキャリアガス２２は、
一定の割合で混合されて、真空容器１２内に導入され
る。両者の流量および混合比は、ガス流量制御装置２４
によって制御される。ガス流量制御装置２４は、マスフ
ローコントローラおよび電磁弁等から構成される。これ
らの混合ガスは、必要に応じて配管２８の周囲に設けら
れた図示しないヒータによって適当な温度に加熱された
後、導入口１５から真空容器１２内に導入される。混合
ガスの加熱温度は、電子源基板１０の温度と同等にする
ことが好ましい。

【００５３】なお、配管２８の途中に水分除去フィルタ
２３を設けて、導入ガス中の水分を除去するとより好ま
しい。水分除去フイルダ２３には、シリカゲル、モレキ
ュラーシーブ、水酸化マグネシウム等の吸湿材を用いる
ことができる。

【００５４】真空容器１２に導入された混合ガスは、排
気口１６を通じて、真空ポンプ２６により一定の排気速
度で排気される。これにより真空容器１２内の混合ガス
の圧力は一定に保持される。本発明で用いられる真空ポ
ンプ２６は、ドライポンプ、ダイヤフラムポンプ、スク
ロールポンプ等の低真空用ポンプであり、オイルフリー
ポンプが好ましく用いられる。

【００５５】活性化に用いる有機物質の種類にもよる
が、本実施形態において上記混合気体の圧力は、混合気
体を構成する気体分子の平均自由行程λが真空容器１２
の内側のサイズに比べて十分小さくなる程度の圧力以上
であることが、活性化工程の時間の短縮や均一性の向上
の点で好ましい。これは、いわゆる粘性流領域であり、
数百Ｐａ（数Ｔｏｒｒ）から大気圧の圧力である。

【００５６】また、真空容器１２の気体導入口１５と電
子源基板１０と間に拡散板１９を設けると、混合気体の
流れが制御され、基板全面に均一に有機物質が供給され
るため、電子放出素子の均一性が向上し好ましい。拡散
板１９としては、図１および図３に示したように、開口
部３３を有する金属板などが用いられる。拡散板１９の
開口部３３の形成方法は、図１９および図２０に示すよ
うに導入口近傍と導入口から遠い領域での開口部面積を
変え、あるいは開口部の数を変えて形成することが好ま
しい。

【００５７】拡散板１９において、図２０に示すように
導入口から遠いほど開口部の面積が大きい、あるいは図
示していないが開口部の数が多い、または開口部の面積
が大きく、その数が多いように形成するとよい。このよ
うにすることで真空容器１２内を流れる混合気体の流速
が略一定となり、均一性の向上の点でより好ましい。た
だし、拡散板１９は粘性流の特徴を考慮した形状にする
ことが重要で、ここで述べる形状に限定されるものでは
ない。

【００５８】例えば、開口部３３を同心円状に等間隔
で、しかも円周方向に等角度間隔で形成し、かつ開口部
の開口面積を次式の関係を満たすように設定するとよ
い。ここでは、気体の導入口からの距離に比例して開口
面積が大きくなるように設定している。これにより、電
子源基板表面により均一性よく導入物質を供給すること
ができ、電子放出素子の活性化を均一性よく行うことが
できる。

【００５９】Ｓｄ＝Ｓｏ×［１＋（ｄ／Ｌ）²］^1/2 但し、ｄ：気体の導入口の中心部からの延長線と拡散板との交
点からの距離Ｌ：気体の導入口の中心部から、気体の導入口の中心部
からの延長線と拡散板との交点までの距離Ｓｄ：気体の導入口の中心部からの延長線と拡散板との
交点からの距離ｄにおける開口面積Ｓｏ：気体の導入口の中心部からの延長線と拡散板との
交点における開口面積

【００６０】気体の導入口１５と排気口１６の位置は、
本実施形態に限定されず、種々の態様をとることができ
る。真空容器１２内に有機物質を均一に供給するために
は、気体の導入口１５と排気口１６の位置は、真空容器
１２において、図１および図３に示すように上下に、ま
たは図６に示すように左右に異なる位置にあることが好
ましく、かつ略対称の位置にあることがより好ましい。

【００６１】電子源基板の取出し電極３０は、真空容器
１２の外部にあり、ＴＡＢ配線やプローブなどを用いて
配線３０と接続し、駆動ドライバ３２に接続する。

【００６２】本実施形態、さらには後述する実施形態に
おいても同様であるが、真空容器は、電子源基板上の導
電体６のみを覆えばよいため、装置の小型化が可能であ
る。また、電子源基板の配線部が真空容器外にあるた
め、電子源基板と電気的処理を行うための電源装置（駆
動ドライバ）との電気的接続を容易に行うことができ
る。

【００６３】以上のようにして真空容器１２内に有機物
質を含む混合ガスを流した状態で、駆動ドライバ３２を
用い、配線３１を通じて基板１０上の各電子放出素子に
パルス電圧を印加することにより、電子放出素子の活性
化を行うことができる。

【００６４】つぎに、本発明の好ましい第２の実施の形
態について述べる。本実施形態は主として、第１の実施
の形態における電子源基板１０の支持方法を変えたもの
である。その他の構成は、第１の実施の形態と同様にす
ることができる。図４および図５は、本発明の好ましい
第２の実施の形態を示したものである。図４および図５
において、１３は真空容器、１４は副真空容器、１７は
副真空容器１４の排気口である。その他、図１から図３
と同じ部材については、同じ番号で示している。

【００６５】第１の実施の形態では、電子源基板１０の
サイズが大きい場合においては、電子源基板１０の表面
側と裏面側とでの圧力差、すなわち真空容器１２内の圧
力と大気圧との圧力差による電子源基板１０の破損を防
ぐために、電子源基板１０の厚みをかかる圧力差に耐え
られる厚みにする。あるいは電子源基板１０の真空チャ
ッキング方法を併用することで圧力差を緩和できるよう
にしている。

【００６６】第２の実施の形態は、電子源基板１０を挟
んでの圧力差をなくすか、問題にならないほど小さくす
るものである。この実施の形態においては、電子源基板
１０の厚み薄くでき、この電子源基板１０を画像形成装
置に適用した場合、画像形成装置の軽量化を図ることが
できる。この実施の形態は、真空容器１２と副真空容器
１４との間に電子源基板１０を挟んで保持する。第１の
実施の形態における支持体１１に代わる副真空容器１４
内の圧力を真空容器１２の圧力と略等しく保つことによ
り、電子源基板１０を水平に保つものである。

【００６７】真空容器１２内および副真空容器１４内の
圧力は、それぞれ真空系２７ａ，２７ｂにより設定され
る。副真空容器１４の排気口のバルブ２５ｇの開閉度を
調節することにより、両真空容器１２，１４内の圧力を
略等しくすることができる。

【００６８】図４において、副真空容器１４内には電子
源基板１０の熱伝導部材として、シール材１８と同じ材
質で作成されたシート状の第１の熱伝導部材４１と、電
子源基板１０からの発熱を熱伝導部材４１を介して、よ
り効率よく副真空容器１４を介して外部へ放熱できるよ
うにした熱伝導率の大きな金属製の第２の熱伝導部材４
２とが設置されている。なお、図４および図５において
は、装置の概略をより理解し易いように、副真空容器１
４の厚みを実際よりも大きく記載している。

【００６９】第２の熱伝導部材４２には、電子源基板１
０を加熱できるように内部にヒータが埋め込まれてい
る。そして、図示しない制御機構により外部から温度制
御を行うことができるようになっている。

【００７０】また、第２の熱伝導部材４２の内部に、流
体を保持あるいは循環できるような管状の密閉容器を内
藏している。そして、外部からこの流体の温度を制御す
ることにより、電子源基板１０を第１の熱伝導部材４１
を介して冷却または加熱することもできる。また、副真
空容器１４の底部にヒータを設置し、あるいは底部の内
部に埋め込む。外部から温度制御する制御機構（図示せ
ず）を設け、第２の熱伝導部材４２、第１の熱伝導部材
４１を介して、電子源基板１０を加熱することができ
る。あるいは、第２の熱伝導部材４２の内部と副真空容
器１４の両方に、上記のような加熱手段を設けて、電子
源基板１０の加熱または冷却などの温度調節をすること
も可能である。

【００７１】本実施の形態では２種類の熱伝導部材４
１，４２を用いているが、熱伝導部材は１種類の熱伝導
部材、あるいは３種類以上の熱伝導部材によって構成さ
れていてもよく、本実施の形態に限定されるものではな
い。

【００７２】気体の導入口１５と排気口１６の位置は、
本実施の形態に示したものに限定されず、種々の態様を
とることができる。しかし、真空容器１２内に有機物質
を均一に供給するためには、気体の導入口１５と排気口
１６の位置は、真空容器１２において、図４および図５
に示すように上下に、または図６に示すような態様の真
空容器にあっては、左右異なる位置にあることが好まし
く、略対称の位置にあることがより好ましい。

【００７３】本実施の形態においても第１の実施の形態
と同様に、真空容器１２内に気体を導入する工程を有す
る場合、第１の実施の形態で述べた拡散板１９を、第１
の実施の形態の場合と同様の形態で用いることが好まし
い。また、有機物質を含む混合ガスを流した状態で駆動
ドライバ３２を用い、配線３１を通じて電子源基板１０
上の各電子放出素子にパルス電圧を印加することによ
り、電圧放出素子の活性化工程も第１の実施の形態と同
様に行うことができる。

【００７４】本実施の形態においても第１の実施の形態
と同様に、フォーミング処理工程や真空容器１２内に有
機物質を含む混合ガスを流した状態で駆動ドライバ３２
を用い、配線３１を通じて電子源基板１０上の各電子放
出素子にパルス電圧を印加することにより、電子放出素
子の活性化を行うことができる。

【００７５】つぎに、本発明の第３の実施形態を図１４
を参照して説明する。本実施形態では、前述した基板の
表裏の圧力差による基板の変形や破損を防ぐために、基
板ホルダ２０７に静電チャック２０８を具備する。静電
チャック２０８による基板の固定は、静電チャックの中
に置かれた電極２０９と基板１０との間に電圧を印加し
て静電力により基板１０を基板ホルダ２０８に吸引する
ものである。

【００７６】基板１０に所定の電位を所定の値に保持す
るため、基板の裏側にはＩＴＯ膜などの導電性膜を形成
する。なお、静電チャック方式による基板の吸着のため
には、電極２０９と基板の距離が短くなっている必要が
あり、いったん別の方法で基板１０を静電チャック２０
８に押し付けることが望ましい。図１４に示す装置で
は、静電チャック２０８の表面に形成された溝２１１の
内部を排気して基板１０を大気圧により静電チャックに
押し付け、高圧電源２１０により電極２０９に高電圧を
印加することにより、基板を十分に吸着する。この後真
空チャンバ２０２の内部を排気しても基板にかかる圧力
差は、静電チャックによる静電力によりキャンセルされ
るので、基板が変形したり破損するのを防止することが
できる。

【００７７】さらに、静電チャック２０８と基板１０の
間の熱伝導を大きくするために、上述のように一旦、排
気した溝２１１内に熱交換のための気体を導入すること
が望ましい。この気体としてはＨｅが好ましいが、他の
気体でも効果がある。熱交換用の気体を導入することに
より、溝２１１のある部分での基板１０と静電チャック
２０８の間の熱伝導が可能となる。これのみならず、溝
のない部分でも単に機械的接触により基板１０と静電チ
ャック２０８が熱的に接触している場合に比べ熱伝導が
大きくなるため、全体としての熱伝導は大きく改善され
る。これによりフォーミングや活性化などの処理の際、
基板１０で発生した熱が容易に静電チャック２０８を介
して基板ホルダ２０７に移動して、基板１０の温度上昇
や局所的な熱の発生による温度分布の発生が抑えられ
る。その他に、基板ホルダにヒータ２１２や冷却ユニッ
ト２１３などの温度制御手段を設けることにより、基板
の温度をより精度よく制御することができる。

【００７８】つぎに、以上述べた製造装置を用いる電子
源の製造方法の具体例に関しては、以下の実施例にて詳
述する。図２１は、上記電子源と画像形成部材とを組み
合わせることにより形成した画像形成装置の概略図であ
る。図２１において、６９は電子放出素子、６９は電子
源基板１０を固定したリアプレート、６２は支持体、６
６はガラス基板６３、メタルバック６４および蛍光体６
５からなるフェースプレート、６７は高圧端子、６８は
画像形成装置である。

【００７９】画像形成装置において、各電子放出素子に
対して容器外端子Ｄｘ１〜ＤｘｍおよびＤｙ１〜Ｄｙｎ
を通じ、走査信号および変調信号を図示しない信号発生
手段によりそれぞれ印加することにより電子を放出させ
る。そして、高圧端子６７を通じてメタルバック６５、
あるいは図示しない透明電極に５ｋＶの高圧を印加し、
電子ビームを加速して蛍光体膜６４に衝突させることに
より、励起、発光させることで画像を表示する。

【００８０】なお、電子源基板１０自体がリヤプレート
を兼ねて、１枚基板で構成される場合もある。また、走
査信号配線はたとえば、Ｄｘ１の容器外端子に近い電子
放出素子と遠い電子放出素子との間で印加電圧降下の影
響の無い素子数であれば、図２１で示すような片側走査
配線でも差し支えない。素子数が多く、電圧降下の影響
がある場合には配線幅を広くし、配線厚を厚くし、ある
いは両側から電圧を印加する手法等をとることができ
る。

【００８１】

【実施例】以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳し
く説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の目的が達成される範囲内での各要素
の置換や設計変更がなされたものをも包含する。

【００８２】（実施例１）本実施例は、本発明に係る製
造装置を用いて、図２２および図２３に示される表面伝
導型電子放出素子を複数備える電子源（図２４）を製造
するものである。素子形成基板は、オフセット印刷法
や、スクリーン印刷法によって素子電極が形成され、素
子数が増加することにより素子電極配線の抵抗を押さえ
るために、配線の厚みが必要になる。図２７に表される
ように内装容器１０３および外装容器１０２が素子電極
配線をまたいて素子形成基板１０１を覆うため、素子電
極配線の厚さが厚くなるとＯリングと素子電極配線に隙
間ができる。

【００８３】素子形成基板と真空容器の気密性の保持に
ついて、図２６を参照に説明する。外装容器１０２およ
び内装容器１０３は、基板支持体１０５に保持された素
子形成基板１０１の基板上に形成された導電体の一部の
領域を、シール部材１０４で密閉し覆う容器である。シ
ール部材１０４は、素子形成基板と真空容器の気密性を
保持するものであり、テフロン樹脂などの合成樹脂材料
やシリコンゴムなどのゴム材料を用いたＯリングやゴム
製シートを使用することができる。

【００８４】気体排気口１０から、内装容器３内の気体
を１．３３×１０^-5Ｐａ（１．０×１０^-7Ｔｏｒｒ）以
下に真空排気後に、容器間排気口１１から内装容器３と
外装容器２の間をスクロールポンプ１４にて、１．３３
×１０Ｐａ（１．０×１０^-2Ｔｏｒｒ）程度に真空排気
する。この後に、ターボポンプで容器間の真空圧力が
１．３３×１０^-3Ｐａ（１．０×１０^-5Ｔｏｒｒ）程度
に排気する。

【００８５】素子電極配線の厚さが厚い場合や、シール
部材との間にゴミ等があり容器外から気体がリークして
も、内装容器と外装容器の間を真空排気することで、内
装容器内部への気体のリークを防止することができる。
このため気密性が良くなり、信頼性が高く安定した歩留
りのよい電子源の製造が可能となる。

【００８６】図２２〜図２４において、１０は基板、
２，３は素子電極、４は導電性膜、２９は炭素膜、５は
炭素膜２９の間隙、Ｇは導電性膜４の間隙である。Ｓｉ
Ｏ₂層を形成したガラス基板（サイズ３５０×３００ｍ
ｍ、厚さ５ｍｍ）上にオフセット印刷法によりＰｔぺ一
ストを印刷し、加熱焼成して、図２５に示される厚み５
０ｎｍの素子電極２，３を形成した。また、スクリーン
印刷法によりＡｇぺーストを印刷し、加熱焼成して、図
２５に示されるＸ方向配線７（２４０本）およびＹ方向
配線８（７２０本）を形成し、Ｘ方向配線７とＹ方向配
線８の交差部には、スクリーン印刷法により絶緑性ぺ一
ストを印刷し、加熱焼成して、絶縁層９を形成した。

【００８７】つぎに、素子電極２，３間にバブルジェッ
ト（登録商標）方式の噴射装置を用いて、パラジウム錯
体溶液を滴下し、３５０℃で３０分間加熱して酸化パラ
ジウムの微粒子からなる図２５に示される導電性膜４を
形成した。導電性膜４の膜厚は、２０ｎｍであった。以
上のようにして、一対の素子電極２，３および導電性膜
４からなる複数の導電体がＸ方向配線７およびＹ方向配
線８にてマトリクス配線された電子源基板１０を作成し
た。

【００８８】基板の反り、うねりについて観察したとこ
ろ、基板そのものが持っていた反り、うねりおよび上述
したまでの加熱工程によって生じ得る基板の反り、うね
りによって、基板中央部に対して０．５ｍｍほど周辺が
反った状態であった。

【００８９】作成した電子源基板１０を、図１および図
２に示した製造装置の支持体１１上に固定した。支持体
１１と電子源基板１０との間には、厚さ１．５ｍｍの熱
伝導性ゴムシート４１が挟持される。つぎに、シリコー
ンゴム製のシール部材１８を介してステンレス製の真空
容器１２を取出し配線３０が該真空容器１２の外に出る
ようにして、図２に示すように電子源基板１０上に設置
した。電子源基板１０上には、図１９および図２０に示
すような開口部３３を形成した金属板を拡散板１９とし
て設置した。

【００９０】排気口１６側のバルブ２５ｆを開け、真空
容器１２内を真空ポンプ２６（ここではスクロールポン
プ）で１．３３×１０^-1Ｐａ（１×１０^-3Ｔｏｒｒ）程
度に排気した後、排気装置の配管や電子源基板に付着し
ていると考えられる水分を除去するため、図示しない配
管用のヒータと電子源基板１０用のヒータ２０を用い
て、１２０℃まで昇温させ、２時間保持してから、室温
まで徐冷した。

【００９１】基板の温度が室温に戻った後、図２に示す
配線３１を介して取出し配線３０に接続された駆動ドラ
イバ３２を用いて、Ｘ方向配線７およびＹ方向配線８を
通じて、各電子放出素子６の素子電種２，３間に電圧を
印加し、導電体膜をフォーミング処理し、図２３に示す
間隙Ｇを導電体膜４に形成した。

【００９２】つづいて、本発明装置を用いて活性化処理
を行った。図１に示す気体供給用のバルブ２５ａ〜２５
ｄおよび気体の導入口１５側のバルブ２５ｅを開け、有
機物質ガス２１とキャリヤガス２２との混合気体を真空
容器１２内に導入した。有機ガス２１には１％エチレン
混合窒素ガスを用い、キャリヤガス２２には窒素ガスを
用いた。両者の流量は、それぞれ４０ｓｃｃｍおよび４
００ｓｃｃｍとした。排気口１６側の真空系２７の圧力
を見ながら、バルブ２５ｆの開閉度を調整し、真空容器
１２内の圧力が１３３×１０²Ｐａ（１００Ｔｏｒｒ）
となるように制御した。

【００９３】有機物質ガスの導入開始から約３０分後、
駆動ドライバ３２を用いて、Ｘ方向配線７およびＹ方向
配線８を通じて、各電子放出素子６の電極２，３間に電
圧を印加して活性化処理を行った。電圧は１０〜１７Ｖ
まで約２５分で昇圧するように制御し、パルス幅は１ｍ
ｓｅｃ、周波数は１００Ｈｚとし、活性化時間は３０分
とした。なお、この活性化は、Ｙ方向配線８全部および
Ｘ方向配線７の非選択ラインを共通としてＧｎｄ（接地
電位）に接続し、Ｘ方向配線７の１０ラインを選択し、
１ラインずつ１ｍｓｅｃのパルス電圧を順次印加する方
法で行う。上記方法を操り返すことにより、Ｘ方向の全
ラインについて活性化を行った。なお、この方法では全
ラインの活性化に１２時間を要した。

【００９４】活性化処理終了時の素子電流Ｉ_f（電子放
出素子の素子電極間に流れる電流）を各Ｘ方向配線毎に
測定して、素子電流I_f値を比較した。その値は、約１．
３５〜１．５６Ａ、平均で１．４５Ａ（１素子当たり約
２ｍＡに相当）であり、その配線毎のバラツキは約８％
であり、良好な活性化処理を行うことができた。

【００９５】活性化処理が終了した電子放出素子には、
図２２および図２３に示すように間隙５を隔てて炭素膜
２９が形成された。

【００９６】また、上記活性化処理時に、図示しない差
動排気装置付きのマススペクトラム測定装置を用いて、
排気口１６側のガス分析を行った。上記混合ガス導入と
同時に、窒素およびエチレンのマスＮｏ．２８とエチレ
ンのフラグメントのマスＮｏ．２６が瞬間的に増加して
飽和し、両者の値は活性化処理中一定であった。

【００９７】実施例１と同様の電子源基板１０(図２５)
を、図２１に示す画像形成装量のリヤプレート６１上に
固定した後、電子源基板１０の５ｍｍ上方に、支持枠６
２と内径１０ｍｍ、外径１４ｍｍの図示しない排気管お
よびゲッタ材料を介してフェースプレート６６を配置す
る。そして、フリットガラスを用いてアルゴン雰囲気中
で４２０℃にて封着を行い、図２１に示すような画像形
成装置の形態を作成した上述のフォーミング処理工程お
よび活性化処理工程を行う場合に比べて、製造工程に要
する時間を短絡することができ、電子源の各電子放出素
子の特性の均一性が向上する。

【００９８】また、基板サイズが大きくなった場合の基
板の反りは、歩留まりの低下や特性のバラツキを招き易
いが、実施例１による熱伝導部材の設置により、歩留ま
りの向上と特性のバラツキ低減を実現することができ
た。

【００９９】（実施例２）実施例１と同様の電子源基板
１０（図２５）を作成し、図１の製造装置に設置した。
本実施例では、有機物質を含む混合気体を、配管２８の
周囲に設置したヒータにより８０℃に加熱した後、真空
容器１２内に導入した。また、支持体１１内のヒータ２
０を用い、熱伝導部材４１を介して電子源基板１０を加
熱し、基板温度が８０℃になるようにした。これらの点
以外は実施例１と同様にして活性化処理を行い、電子源
を作成した。

【０１００】活性化処理が終了した電子放出素子には、
図２３および図２４に示すように間隙５を隔てて炭素膜
２９が形成された。

【０１０１】本実施例においても、実施例１と同様に短
時間で活性化処理を行うことができた。活性化処理終了
時の素子電流Ｉ_fを実施例１と同様に測定したところ、
実施例１に比べて約１．２倍に増加していた。また、素
子電流Ｉ_fのバラツキは約５％であり、均一性に優れた
活性化処理を行うことができた。

【０１０２】これは、加熱することにより活性化処理工
程における発熱による温度分布を緩和し、さらに、加熱
することにより活性化処理工程における化学的反応を促
進する効果が生じていると考えられる。

【０１０３】（実施例３）実施例１と同様の電子源基板
１０(図２５)で、図３に示す製造装置を用い、熱伝導部
材として、シリコンオイルを用いた点以外は実施例１と
同様の方法で電子源を作成した。

【０１０４】また、本実施例の装置では、粘性液状物質
の導入管を用いて、基板下部にシリコンオイルを注入し
ていく際に、基板下部と支持体間に空気が残らないよう
に、略対角線状の位置で素子電極領域の外側の位置に、
空気抜け用と粘性液状物質排出用を兼ねた図示しない通
孔を設けている。活性化処理終了後の素子電流値は実施
例１と同様の結果であった。

【０１０５】（実施例４）本実施例は、電子源の別の製
造例である。厚さ３ｍｍのＳｉ０₂層を形成したガラス
基板を用い、実施例１と同様にして作成した電子源基板
１０（図２５）を、図４に示した製造装置の真空容器１
２と副真空容器１４との間に設置した。なお、この場合
それぞれシリコーンゴム製のシール部材１８、電子源基
板１０と接する面に円柱状の突起を持つシート状のシリ
コーンゴム製熱伝導部材４１および内部に埋込みヒータ
を有するアルミニウムで作成した熱伝導部材４２を介し
て行なうものである。

【０１０６】なお、図４に示した場合と異なり、本実施
例においては、拡散板１９は設置せずに活性化処理を行
った。

【０１０７】真空容器１２の排気口１６側バルブ２５ｆ
および副真空容器１４の排気口１７側のバルブ２５ｇを
開け、真空容器１２内および副真空容器１４内を真空ポ
ンプ２６ａ，２６ｂ（ここではスクロールポンプ）で
１．３３×１０^-1Ｐａ（１．０×１０^-3Ｔｏｒｒ）程度
に排気した。

【０１０８】排気は、（真空容器１２内の圧力）≧（副
真空寄器１４内の圧力）の状態を保ちつつ排気した。こ
れにより、基板が圧力差により変形し、歪みが生じた場
合、副真空容器側に凸になって熱伝導部材に押し付けら
れて、熱伝導部材がその変形を抑制し、基板１０を支持
する。

【０１０９】電子源基板１０のサイズが大きく、かつ電
子源基板１０の厚みが薄い場合、この状態が逆な場合、
すなわち（真空容器１２内の圧力）≦（副真空容器１４
内の圧力）の状態をとり、真空容器１２側へ凸状態にな
ると真空容器１２内には、圧力の差による電子源基板１
０の変形を抑制し、それを支持する部材がないため、そ
のままでは最悪の場合、基板が真空容器１２内に向って
破損してしまう。すなわち基板のサイズが大きく、基板
の厚みが薄いほど、本実施例の電子源の製造装置におい
ては、基板の支持部材の役割を持つ熱伝導部材が重要に
なる。

【０１１０】つぎに、実施例１と同様に駆動ドライバ３
２を用いて、Ｘ方向配線７およびＹ方向配線８を通じて
各電子放出素子６の電極２，３間に電圧を印加し、導電
性膜４をフォーミング処理し、図２３に示す間隙Ｇを導
電性膜４に形成した。本実施例では電圧印加開始と同時
に、導電性膜に対する亀裂の形成を促進させるために酸
化パラジウムに対して還元性を有する水素ガスを図示し
ない別系統の配管より、５３３×１０²Ｐａ（約４００
Ｔｏｒｒ）まで徐々に導入して実施した。

【０１１１】つづいて、同装置を用いて活性化処理を行
った。気体供給用のバルブ２５ａ〜２５ｄおよび気体の
導入口１５側のバルブ２５ｅを開け、有機物質ガス２１
とキャリヤガス２２との混合気体を真空容器１２内に導
入した。有機物質ガス２１には１％プロピレン混合の窒
素ガスを用い、キャリヤガス２２には窒素ガスを用い
た。両者の流量はそれぞれ、１０ｓｃｃｍおよび４００
ｓｃｃｍとした。なお、混合気体はそれぞれ水分除去フ
ィルタ２３を通した後、真空容器１２内に導入した。排
気口１６側の真空計２７ａの圧力を見ながらバルブ２５
ｆの開閉度を調整して、真空容器１２内の圧力が２６６
×１０²Ｐａ（２００Ｔｏｒｒ）となるようにした。同
時に、副真空容器１４の排気口１７例のハルブ２５ｇの
開閉度を調整して、副真空容器１４内の圧力も２６６×
１０²Ｐａ（２００Ｔｏｒｒ）となるようにした。

【０１１２】つぎに、実施例１と同様に駆動ドライバ３
２を用いて、Ｘ方向配線７およびＹ方向配線８を通じて
各電子放出素子６の電極２，３間に電圧を印加して活性
化処理を行った。活性化処理時の素子電流Ｉ_fを、実施
例１と同様の方法で測定したところ、素子電流Ｉ_fは
１．３４〜１．５３Ａであった。そして、そのバラツキ
は約７％であり、良好な活性化処理を行うことができ
た。

【０１１３】なお、上記活性化処理が終了した電子放出
素子には、図２２および図２３に示すように間隙５を隔
てて炭素膜２９が形成された。また、上記活性化処理時
に図示しない差動排気装置付きのマススペクトラム測定
装置を用いて、排気口１６側のガス分析を行った。この
分析によると、上記混合ガス導入と同時に窒素のマスＮ
ｏ．２８とプロピレンのマスＮｏ．４２が瞬間的に増加
して飽和し、両者の値は活性化処理中一定であった。

【０１１４】この実施例では、電子放出素子を備えた電
子源基板１０上に設置した真空容器１２内に有機物質を
含む混合気体を圧力２６６×１０²Ｐａ（２００Ｔｏｒ
ｒ）と言う粘性流領域で導入したため、短期間で容器内
の有機物質を一定にすることができた。そのため、活性
化処理に要する時間を大幅に短絡することができた。

【０１１５】（実施例５）本実施例では、真空容器１２
内に図１９および図２０に示すような拡散板１９を設置
した以外は、実施例４と同様の図４に示す装置を用い
る。実施例４と同様にして、フォーミング処理により図
２３に示す導電性膜への間隙Ｇの形成および活性化処理
を実施し、電子源を作成した。

【０１１６】本実施例においても、実施例４と同様に短
時問で活性化処理を行うことができた。なお、活性化処
理が終了した電子放出素子には、図２２および図２３に
示すように間隙５を隔てて炭素膜２９が形成された。ま
た、活性化処理終了時の素子電流Ｉ_fを実施例４と同様
の方法で測定したところ、素子電流Ｉ_fの値は１．３６
〜１．５０Ａであった。そして、バラツキは約５％であ
り、より均一性に優れた活性化処理を行うことができ
た。

【０１１７】（実施例６）本実施例では、実施例５で使
用した図４に示す装置において、熱伝導部材４２の内部
に埋め込んだヒータ２０を用いる。外部制御装置よりこ
のヒータ２０を制御し、熱伝導部材４２，４１を介して
電子源基板１０を加熱し、基板温度が８０℃になるよう
にした。また、配管２８周囲に設置したヒータにより８
０℃に加熱し、活性化処理を実施した以外は、実施例５
と同様にして活性化処理を行った。

【０１１８】活性化処理が終了した電子放出素子には図
２２および図２３に示すように間隙５を隔てて炭素膜２
９が形成された。また、活性化処理終了時の素子電流Ｉ
_fを実施例４と同様に測定したところ、１．３７〜１．
４８Ａであった。そして、そのバラツキは約４％であ
り、良好な活性化処理を行なうことができた。

【０１１９】（実施例７）本実施例では、熱伝導部材４
１は分割されるとともに、基板と接する面に滑り止め効
果も併せ持たせるための溝が数本形成されている凹凸状
に加工されたシリコンゴムシートを用いる。さらに、ス
テンレス製の熱伝導性ばね形状部材４３を用いた図５に
示す装置を用いる。副真空容器の下部に埋め込まれたヒ
ータ２０を図示しない外部制御装置により制御し、熱伝
導ばね部材４３と熱伝導部材４１を介して電子源基板１
０を加熱した以外は実施例６と同様の方法により電子源
を作成した。その結果、実施例６と同様の良好な電子源
が作成できた。

【０１２０】（実施例８）本実施例では、活性化処理の
際に１０ライン毎に行っていた処理を２本同時に行い、
２０本毎に行った以外は実施例７と同様の方法で電子源
を作成した。活性化終了時の素子電流Ｉ_fを実施例７と
同様の方法で測定したところ、素子電流Ｉ_fの値は、
１．３６〜１．５０Ａであった。そして、バラツキは若
干大きくなったものの、約５％であった。これは、処理
ライン数が増えたことにより熱がより多く発生し、熱分
布が電子源の作成に影響したためと本発明者らは推測し
ている。

【０１２１】上述した実施例５乃至実施例８に係る電子
源製造装置においては、熱伝導部材が設けられている。
これにより電子源基板の作成歩留まりと特性向上に極め
て高い効果がある。

【０１２２】（実施例９）本実施例は、本発明により作
成される電子源を応用した画像形成装置（図２１）の例
である。実施例２と同様にして、フォーミング、活性化
処理を行った電子源基板１０をリヤプレート６１上に固
定した後、電子源基板１０の５ｍｍ上方に、フェースプ
レート６６を支持枠６２および図示しない排気管を介し
て配置し、フリットガラスを用いてアルゴン雰囲気中で
４２０℃にて封着を行った。

【０１２３】なお、後述するように封着して作成した容
器内を大気圧以下に排気しても、大気圧による容器の破
損が生じないように、電子源基板１０およびフェイスプ
レート６６間の空間を維持するための図示しない部材
が、電子源基板１０上に配置してある。

【０１２４】つぎに、容器内を排気して容器内部の圧力
を大気圧以下にした後、排気管を封止して、図１０に示
すような画像形成装置を作成した。さらに、封止後の容
器内部の圧力を維持するために、容器内に設置された図
示しないゲッタ材料の高周波加熱法による処理を実施し
た。

【０１２５】以上のようにして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Ｄｘ１〜Ｄｘｍ
およびＤｙ１〜Ｄｘｎを通じて、走査信号および変調信
号を図示しない信号発生手段によりそれぞれ印加する。
これにより電子を放出させ、高圧端子６７を通じて、メ
タルバック６５あるいは図示しない透明電極に５ｋＶの
高圧を印加し、電子ビームを加速する。そしてその電子
ビームを蛍光体膜６４に衝突させることで、励起、発光
させることにより画像を表示した。この実施例による画
像形成装置においては、目視において輝度ばらつきや色
むらがなく、テレビジョンとして十分満足できる良好な
画像を表示することができた。

【０１２６】本実施例に係る電子源の製造装置および製
造方法は、画像形成装置の製造に適用しても有効であ
り、その表示画像の画質向上に寄与することができる。

【０１２７】以上、実施例１〜９の製造装置および製造
方法によれば、活性化工程における有機物質の導入時間
を短縮することができ、製造時間を短くするとともに歩
留まりを向上することができる。また、かかる製造装置
および製造方法を用いることにより、均一性に優れた電
子源を提供することができる。

【０１２８】また、高真空排気装置が不要となり、装置
の製造コストを低減することができる。さらに、かかる
製造装置によれば、電子源基板上の電子放出素子部のみ
を覆う小型の真空容器があれば良いため、装置の小型化
が可能である。

【０１２９】また、電子源基板の取出し配線部が真空容
器の外にあるため、電子源基板と駆動ドライバとの電気
的接続を容易に行うことができる。さらに、本発明の製
造装置を用いて作成された電子源を用いることにより、
均一性に優れた画像形成装置を提供することができる。

【０１３０】（実施例１０）本実施例では、本発明に係
る製造装置を用いて、図２２および図２３に示される電
子源を製造した。まず、ＳｉＯ₂層を形成したガラス基
板上に、オフセット印刷法によりＰｔペーストを印刷し
加熱焼成して、厚み５０ｎｍの図２５に示される素子電
極２，３を形成した。ついで、スクリーン印刷法により
Ａｇぺ一ストを印刷し、加熱焼成することにより、図２
５に示されるＸ方向配線７およびＹ方向配線８を形成
し、Ｘ方向配線７とＹ方向配線８の交差部には、スクリ
ーン印刷法により絶緑性ぺ一ストを印刷し、加熱焼成し
て絶縁層９を形成した。

【０１３１】つぎに、素子電極２，３間にパブルジェッ
ト方式の噴射装置を用い、パラジウム錯体溶液を滴下
し、３５０℃で３０分間加熱処理をして酸化パラジウム
からなる導電性腺４（図２５）を形成した。この導電性
４の膜厚は２０ｎｍであった。以上のようにして一対の
素子電極２，３および導電性腺４からなる複数の導電体
がＸ方向配線７およびＹ方向配線８にてマトリクス配線
された電子源基板１０を作成した。

【０１３２】このように作成された図２５に示す電子源
基板１０を、図７および図８に示す製造装置の支持体１
１上に固定した。つぎに、シリコーンゴム製シール部材
１８を介して、ステンレス製容器１２を図８に示すよう
に、取出し配線３０が真空容器１２の外に出るようにし
て電子源基板１０上に設置した。電子源基板１０上に
は、開口部３３を形成した金属板を拡散板１９として設
置した。拡散板１９の開口部３３は、中心部（気体の導
入口の中央部からの延長線と拡散板との交点）における
開口部を直径１ｍｍの円形とし同心円方向に５ｍｍ間隔
に、また円周方向には５°間隔で、下式を満たすように
形成した。また、気体の導入口の中心部から、気体の導
入口の中心部からの延長線と拡散板との交点までの距離
Ｌは２０ｍｍとした。

【０１３３】Ｓｄ＝Ｓｏ×［１＋（ｄ／Ｌ）²］^1/2 但し、ｄ：気体の導入口の中心部からの延長線と拡散板との交
点からの距離Ｌ：気体の導入口の中心部から、気体の導入口の中心部
からの延長線と拡散板との交点までの距離Ｓｄ：気体の導入口の中心部からの延長線と拡散板との
交点からの距離ｄにおける開口面積Ｓｏ：気体の導入口の中心部からの延長線と拡散板との
交点における開口面積

【０１３４】排気口１６側のハルブ２５ｆを開けて、容
器１２内を真空ポンプ２６（ここではスクロールポン
プ）により、１×１０ー¹Ｐａ程度に排気した後、駆動ド
ライバ３２を用いてＸ方向配線７およびＹ方向配線８を
通じて、各電子放出素子６の素子電極２，３間に電圧を
印加し、導電性腺１４をフォーミング処理し、図２３に
示される間隙Ｇを導電性腺４に形成した。

【０１３５】つづいて、同装置を用いて活性化処理を行
った。活性化処理工程では、図７に示す気体供給用のバ
ルブ２５ａ〜２５ｄおよび気体の導入口１５側のハルブ
２５ｅを開け、有機物質ガス２１とキャリアガス２２と
の混合気体を容器１２内に導入した。有機物質ガス２１
には、１％エチレン混合室素ガスを用い、キャリアガス
２２には窒素ガスを用いた。両者の流量はそれぞれ、４
０ｓｃｃｍおよび４００ｓｃｃｍとした。排気口１６側
の真空計２７の圧力を見ながらハルブ２５ｆの開度を調
整して、容器１２内の圧力が１．３×１０⁴Ｐａとなる
ようにした。

【０１３６】つぎに、駆動ドライバ３２を用いて、Ｘ方
向配線７およびＹ方向配線８を通じて、各電子放出素子
６の素子電種２，３間に電圧を印加して活性化処理を行
った。電圧は１７Ｖ、パルス幅は１ｍｓｅｃ、周波数は
１００Ｈｚとし、活性化時間は３０分とした。なお活性
化は、Ｙ方向配線８全部およびＸ方向配線７の非選択ラ
インを共通としてＧｎｄ（接地電位）に接統し、Ｘ方向
配線７の１０ラインを選択し、１ラインずつ１ｍｓｅｃ
のパルス電圧を順次印加する方法で行う。この方法を繰
り返すことにより、Ｘ方向の全ラインについて活性化処
理を行った。

【０１３７】上記活性化処理が終了した電子放出素子に
は、図２２および図２３に示すように間隙５を隔てて炭
素膜２９が形成された。

【０１３８】活性化処理終了時の素子電流Ｉ_f（電子放
出素子の素子電極間に流れる電流）を各Ｘ方向配線ごと
に測定したところ、素子電流Ｉ_fのばらつきは約５％で
あり、良好な活性化処理を行うことができた。

【０１３９】また、上記活性化処理時に差動排気装置付
きのマススペクトラム測定装置（図示せず）を用いて、
排気口１６側のガス分析を行ったところ、上記混合ガス
導入と同時に、窒素およびエチレンのマスＮｏ．２８と
エチレンのフラグメントのマスＮｏ．２６が瞬間的に増
加して飽和し、両者の値は活性化処理工程中一定であっ
た。

【０１４０】本実施例においては、電子源基板１０上に
設置した容器１２内に有機物質を含む混合気体を圧力
１．３×１０⁴Ｐａという粘性流領域で導入したため
に、短時間で容器１２内の有機物質濃度を一定にするこ
とができた。そのため、活性化処理工程に要する時間を
大幅に短絡することができた。

【０１４１】（実施例１１）本実施例では、活性化処理
を行う前の工程まで実施例１０と同様にして作製した電
子源基板１０を用い、この電子源基板１０を図７の製造
装置に設置した。

【０１４２】本実施例では、有機物質を含む混合気体
を、配管２８の周囲に設置したヒータにより１２０℃に
加熱した後、容器１２内に導入した。また、支持体１１
内のヒータ２０を用いて電子源基板１０を加熱し、基板
温度が１２０℃となるようにした。上記以外は、実施例
１と同様にして活性化処理を行った。

【０１４３】上記活性化処理が終了した電子放出素子に
は、図２２および図２３に示すように間隙５を隔てて炭
素膜２９が形成された。

【０１４４】本実施例においても、実施例１０と同様の
短時間で活性化を行うことができた。活性化終了時の素
子電流Ｉ_f（電子放出素子の素子電極間に流れる電流）
を各Ｘ方向配線ごとに測定したところ、素子動流Ｉ
_fは、実施例１に比べて約１．２倍に増加した。また素
子電流Ｉ_fのばらつきは約４％であり、均一性に優れた
活性化を行うことができた。

【０１４５】（実施例１２）本実施例では、実施例１０
と同様にして導電性膜４を形成する工程まで作成した図
２５に示す電子源基板１０を、図９に示した製造装置の
第１の容器１３と第２の容器１４との間に、それぞれシ
リコーンゴム製のシール部材１８を介して設置した。本
実施例においては、拡散板１９は設置せずに活性化処理
を行った。

【０１４６】第１の容器１３の排気口１６側のバルブ２
５ｆおよび第２の容器１４の排気口１７側のバルブ２５
ｇを開け、第１の容器１３内および第２の容器１４内を
真空ポンプ２６ａ，２６ｂ（ここではスクロールポン
プ）で１×１０^-1Ｐａ程度に排気した。つぎに、実施例
１と同様に駆動ドライバ３２を用いてＸ方向配線７およ
びＹ方向配線８を通して、各電子放出素子６の電極２，
３間に電圧を印加し、導電性膜４をフォーミング処理
し、図２３に示される間隙Ｇを導電性膜４に形成した。

【０１４７】つづいて、同装置を用いて活性化処理を行
った。活性化処理工程では、図９に示す気体供給用のバ
ルブ２５ａ〜２５ｄおよび気体の導入口１５側のバルブ
２５ｅを開け、有機物質ガス２１とキャリアガス２２の
混合気体を第１の容器１３内に導入した。有機物質ガス
２１には１％プロピレン混合室素ガスを用い、キャリア
ガス２２には窒素ガスを用いた。両者の流量はそれぞ
れ、１０ｓｃｃｍおよび４００ｓｃｃｍとした。なお混
合気体はそれぞれ水分除去フィルタ２３を通した後、第
１の容器１３内に導入した。排気口１６側の真空計２７
ａの圧力を見ながらバルブ２５ｆの開度を調整して、第
１の容器１３内の圧力が２．６×１０⁴Ｐａとなるよう
にした。

【０１４８】同時に、第２の容器１４の排気口１７側の
バルブ２５ｇの開度を調整して、第２の容器１４内の圧
力を２．６×１０⁴Ｐａとした。

【０１４９】つぎに、実施例１０と同様に、駆動ドライ
バ３２を用いてＸ方向配線７およびＹ方向配線８を通じ
て、各電子放出素子６の素子電極２，３間に電圧を印加
して活性化処理を行った。

【０１５０】上記活性化処理が終了した電子放出素子に
は、図２２および図２３に示すように間隙５を隔てて炭
素膜１２９が形成された。

【０１５１】活性化処理終了時の素子電流Ｉ_f（電子放
出素子の素子電極間に流れる電流）を各Ｘ方向配線ごと
に測定したところ、素子電流Ｉ_fのばらつきは約８％で
あった。

【０１５２】また、上記活性化処理時に、差動排気装置
付きのマススペクトラム測定装置（図示せず）を用い
て、排気口１６側のガス分析を行ったところ、混合ガス
導入と同時に窒素のマスＮｏ．２８とプロピレンのマス
Ｎｏ．４２が瞬間的に増加して飽和し、両者の値は活性
化処理工程中一定であった。

【０１５３】本実施例においては、電子放出素子を備え
た電子源基板１０上に設置した第１の容器１３内に有検
物質を含む混合気体を圧力２．６×１０⁴Ｐａという粘
性流領域で導入したために、短時間で容器内の有構物買
濃度を一定にすることができた。そのため、活性化に要
する時間を大幅に短脂することができた。

【０１５４】（実施例１３）実施例１２と同様にして活
性化処理の前まで行った電子源基板１０を用い、この電
子源基板１０を図９の製造装置に設置した。本実施例で
は、容器１３内に、図１０のような拡散板１９を設置し
た以外は、実施例１２と同様にして活性化処理を行っ
た。

【０１５５】本実施例においても、活性化処理が終了し
た電子放出素子には、図２２および図２３に示すように
間隙５を隔てて炭素膜２９が形成された。

【０１５６】尚、拡散板１９の開口部３３は、中心部
（気体の導入口の中央部からの延長線と拡散板との交
点）における開口部を直径１ｍｍの円形として、同心円
方向に５ｍｍ間胴に、また円周方向には５°間隔で、下
式を満たすように形成した。また、気体の導入口の中心
部から、気体の導入口の中心部からの延長線と拡散板と
の交点までの距離Ｌは２０ｍｍとした。

【０１５７】Ｓｄ＝Ｓｏ×［１＋（ｄ／Ｌ）²］^1/2 但し、ｄ：気体の導入口の中心部からの延長線と拡散板との交
点からの距離Ｌ：気体の導入口の中心部から、気体の導入口の中心部
からの延長線と拡散板との交点までの距離Ｓｄ：気体の導入口の中心部からの延長線と拡散板との
交点からの距離ｄにおける開口面積Ｓｏ：気体の導入口の中心部からの延長線と拡散板との
交点における開口面積

【０１５８】本実施例においても、実施例１２と同様の
短時間で活性化を行うことができた。また、活性化終了
時の素子直流Ｉ_f（電子放出素子の素子電極間に流れる
電流）を各Ｘ方向配線毎に測定したところ、素子電流Ｉ
_fのばらつきは約５％であり、より均一性に優れた活性
化処理を行うことができた。

【０１５９】（実施例１４）本実施例では、本発明によ
り作成される電子源を応用して、図に示される画像形成
装置を作製した。

【０１６０】実施例１１と同様にして、フォーミング処
理、活性化処理を行った電子源基板１０を図２１に示さ
れるようにリアプレート６１上に固定した後、基板の５
ｍｍ上方にフェースプレート６６を支持枠６２および排
気管（図示せず）を介して配置し、フリットガラスを用
いてアルゴン雰囲気中で４２０℃にて封着を行った。つ
ぎに、容器内を排気した後、排気管を封止して図２１に
示すような画像形成装置の表示パネルを作製した。

【０１６１】最後に封止後の圧力を維持するために、高
周波加熱法でゲッター処理を行った。

【０１６２】以上のようにして完成した表示パネルに必
要な駆動手段を接続して画像形成装置を構成し、各電子
放出素子には容器外端子Ｄｘ１〜ＤｘｍおよびＤｙ１〜
Ｄｙｎを通じ、走査信号および変調信号を図示しない信
号発生手段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６７を通じ、メタルバック６５あるいは透
明電極（図示せず）に５ｋＶの高圧を印加し、電子ビー
ムを加速し、蛍光膜６４に衝突させ、励起・発光させる
ことで画像を表示した。

【０１６３】本実施例の画像形成装置においては、目視
において輝度ばらつきや色ムラがなく、テレビジョンと
して十分満足できる良好な画像を表示することができ
た。

【０１６４】以上述べた実施例１０〜１４の製造装置に
よれば、活性化工程における有機物質の導入時間を短絡
することができ、製造時間を短縮することができる。ま
た、高真空排気装置が不要となり、製造コストを低減す
ることができる。

【０１６５】また、かかる製造装置によれば、電子源基
板上の電子放出素子部のみを覆う容器があれぼよいた
め、装置の小型化が可能である。また、電子源基板の取
り出し配線部が容器外にあるため、電子源基板と駆動ド
ライバとの電気的接統を容易に行うことができる。

【０１６６】また、かかる製造装置を用いることによ
り、均一性に優れた電子源および画像形成装置を提供す
ることができる。

【０１６７】（実施例１５）図２４に示した複数の表面
伝導型電子放出素子がマトリクス配線された電子源を備
える画像形成装置を作製した。作製した電子源基板はＸ
方向に６４０画素、Ｙ方向に４８０画素を単純マトリク
ス配置したもので各画素に対応した位置に蛍光体を配置
してカラー表示可能な画像形成装置とした。また、本実
施例における表面伝導型電子放出素子は上記実施例と同
様にＰｄＯ微粒子からなる導電性膜にフォーミング処理
および活性化処理を施すことにより作製した。

【０１６８】上記実施例にて既に述べたような同様の方
法にてマトリクス構成の電子源基板を図１１および図１
２に示す排気装置に接統し、１×１０^-5Ｐａの圧力まで
排気した後に各ラインに電圧を印加しフォーミング処理
を行って、図２３に示す間隙Ｇを導電性膜４に形成し
た。

【０１６９】なお、図１１において７１は電子源基板、
８８は真空外囲器、１３２は排気管、１３３は真空チャ
ンバー、１３４はゲートバルブ、１３５は排気装置、１
３６は圧力計、１３８はガス導入ライン、１３９はガス
導入制御装置（電磁弁、マスフローコントローラー）、
１４０は導入物質源である。また、図１２において１５
１は素子形成基板、１５２は電子放出素子、１５３は真
空チャンバー、１５４は排気管、１５５はＯリングであ
る。

【０１７０】フォーミング処理完了後、ガス導入ライン
１３８からアセトンを導入し、フォーミング処理同様に
各ラインに電圧を印加して活性化処理を行い、図２２，
図２３に示すように間隙５を隔てて炭素膜４を形成して
電極子源基板を作製した。その後、Ｘ方向電極およびＹ
方向電極に適宜電圧を印加して６４０×４８０素子の各
々１素子に流れる電流値を測定したところ５個の素子が
電流の流れない状態であることが判明した。

【０１７１】そこで、その不良個所に再度ＰｄＯ導電性
膜を形成し、上記同様のフォーミング処理、活性化処理
の工程を行ったところ不良個所が再生され、６４０×４
８０の電子放出素子が無欠陥に電子源基板上に形成する
ことができた。こうして得られた電子源基板を外囲器３
７となるガラス枠および蛍光体を配置したフェースフレ
ートと位置合わせを行った上で、低融点ガラスによって
封着を行いパネル化、真空排気、ベーキング、封止工程
を経て画像形成装置パネルを完成した。

【０１７２】（実施例１６）本実施例における画像形成
装置の製造装置の概略図を図１３に示す。同図において
１１０は素子形成基板、７４は電子放出素子、１５３は
真空チャンバー、１３２は排気管、１５５はＯリング、
１５６はべーキングヒータである。

【０１７３】実施例１５と同様、複数の表面伝導型電子
放出素子がマトリクス配線された電子源形成基板を表
面、裏面から１×１０^-7Ｐａの圧力まで真空排気した後
フォーミング処理、活性化処理を行った。活性化処理は
１×１０^-4Ｐａのベンゾニトリル雰囲気下で順次通電す
ることで行った。活性化処理終了後、そのまま真空チャ
ンバーに配置した加熱用のベーキングヒータによってチ
ャンバーおよび素子形成基板を２５０℃でベーキングし
た。その後、フェースプレート、支持枠との位置合わ
せ、封着により画像形成装置パネルを完成した。

【０１７４】以上説明した実施例１５および１６の製造
方法および製造装量によれば以下の効果が奏される。

【０１７５】（１）電子源基板を包含する製品外囲器を
組み立てる前に電子源基板の欠陥を検出することが可能
であり、欠陥部分を補修することで常に無欠陥な電子源
基板を包囲する外囲器を製造することができる。（２）電子源基板の表面、裏面両側から真空排気を行う
ことで電子源基板として薄いガラス基板を用いることが
可能となる。

【０１７６】（実施例１７）本実施例においても、図２
２および図２３に示される表面伝導型蟹子放出素子の複
数が、図２４に示されるようにマトリクス配線された電
子源を備える画像形成装置を作製した。

【０１７７】以下に本実施例について説明する。まず、
ガラス基板裏面に、ＩＴＯ膜をスパッタ法により１００
ｎｍ形成した。ＩＴＯ膜は、電子源の製造時に静電チャ
ックの電極として用いるもので、その抵抗率が１０⁹Ω
ｃｍ以下であれば、その材質には制限されず、半導体、
金属等が使用できる。前記ガラス基板表面に前述した製
造方法により、図２４に示されるような複数の行方向配
線７、複数の列方向配線８、およびこれら配線によりマ
トリクス配線された、素子電極２，３およびＰｄＯから
なる導電性膜４を形成し、素子形成基板１０を作製し
た。つぎに、図１４に示す製造装置を用いて以後の工程
を行った。

【０１７８】図１４において、２０２は真空チャンバ、
２０３はＯリング、２０４は活性化ガスであるベンゾニ
トリル、２０５は真空計である電離真空計、２０６は真
空排気系、２０７は基板ホルダ、２０８は基板ホルダ２
０７に設置された静電チャック、２０９は静電チャック
２０８に埋め込まれた電極、２１０は電極２０９に直流
高電圧を印加するための高圧電源、２１１は静電チャッ
ク２０８の表面に刻まれた溝、２１２は電気ヒータ、２
１３は冷却ユニット、２１４は真空排気系、２１５は素
子形成基板１０上の配線の一部に電気的に接触可能なブ
ロープユニット、２１６はプローブユニット２１５に接
続したパルス発生器、Ｖ１〜Ｖ３はバルブである。

【０１７９】素子形成基板１０を基板ホルダ２０７に載
せ、バルブＶ２を開け、溝２１１内を１００Ｐａ以下に
真空排気し、静電チャック２０８に真空吸着した。この
時、素子形成基板１０の裏面ＩＴＯ膜は、接触ピン（図
示せず）により、高圧電源２１０の負極側と同電位に接
地した。さらに、電極２０９に２ｋＶの直流電圧を高圧
電源２１０（負極側を接地する）より供給し、素子形成
基板１０を静電チャック２０８に静電吸着させた。つぎ
に、バルブＶ２を閉じ、バルブＶ３を開けて、Ｈｅガス
を溝２１１に導入し、５００Ｐａに維持した。Ｈｅガス
は、素子形成基板２０１と静電チャック２０８の間の熱
伝導を向上させる作用がある。尚、Ｈｅガスが最も好適
であるが、Ｎ₂，Ａｒ等のガスも使うことができ、所望
の熱伝導が得られればそのガス種には制限されない。

【０１８０】つぎに、真空チャンバ２０２をＯリング２
０３を介して素子形成基板１０上に、配線端部が真空チ
ャンバ２０２の外に出るようにして載せ、真空チャンバ
２０２内に真空気密な空間を作り、同空間を真空排気系
２０６により圧力が１×１０ ^-5Ｐａ以下になるまで、真
空排気した。水温１５℃の冷却水を冷却ユニット２１３
に流し、さらに温度制御機能を有する電源（図示せず）
より電気ヒータ２１２に電力を供給し、素子形成基板１
０を５０℃の一定温度に維持した。

【０１８１】つぎに、プローブユニット２１５を、真空
チャンバ２０２の外に露出した素子形成基板１０上の配
線端部に電気的に接触させ、プローブユニット２１５に
接統したパルス発生器２１６より、底辺１ｍｓｅｃ、周
期１０ｍｓｅｃ、波高値１０Ｖの三角パルスを１２０ｓ
ｅｃ間印加し、フォーミング処理工程を実施した。フォ
ーミング処理時に流れる電流によって発生する熱は、効
率よく静電チャク２０８に吸収され、素子形成基板１０
は一定温度５０℃に保たれ、良好なフォーミング処理を
実施でき、また、熱応力による破損も防ぐことができ
た。

【０１８２】以上のフォーミング処理により、図２３に
示す間障Ｇが導電性腺４に形成された。

【０１８３】つぎに、電気ヒータ２１２に流れる電流を
調整し、素子形成基板１０を６０℃の一定温度に維持し
た。バルブＶ１を開け真空チャンバ２０２内に電離真空
計２０５で圧力を測定しながら、圧力が２×１０^-4Ｐａ
のベンゾニトリルを導入した。パルス発生器２１６より
フローブユニット２１５を通して、底辺１ｍｓｅｃ、周
期１０ｍｓｅｃ、波高値１５Ｖの三角パルスを６０分間
印加して活性化処理を行った。フォーミング処理工程と
同様に、活性化処理時に流れる電流によって発生する熱
は、効率よく静電チャック２０８に吸収され、素子形成
基板１０は一定温度６０℃に保たれ、良好に活性化を実
施することができ、また、熱応力による破損も防ぐこと
ができた。

【０１８４】以上の活性化処理により、図２２，図２３
に示すように間隙５を隔てて炭素膜２９が形成された。

【０１８５】以上の工程を終了した素子形成基板１０
は、ガラス枠及ぴ蛍光体を配置したフェースプレートと
位置合わせを行い、低融点ガラスを用いて封着し、真空
外囲器を作製した。更に、前記外囲器内に真空排気、ベ
ーキング、封止工程等の工程を施し、図２１に示す画像
形成パネルを作製した。

【０１８６】本実施例を実施することによって、フォー
ミング処理、活性化処理工程時に静電チャック２０８お
よびＨｅガスを用いたため、特性の揃った良好な表面伝
導型電子放出宗子を形成でき、均一性が向上した画像性
能を有する画像形成パネルを作製でき、また熱応力によ
る破損を防ぎ、歩留まりを向上することができた。

【０１８７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、小
型化と操作性の簡易化が可能な電子源の製造装置を提供
することができる。また、本発明によれば、製造スピー
ドが向上し量産佳に適した電子源の製造方法を提供する
ことができる。さらに、本発明によれば、電子放出特性
の優れた電子源を製造し得る電子源の製造装量および製
造方法を提供することができる。また、本発明によれ
ば、画像品位の優れた面像形成装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子源の製造装置の構成を示す断
面図である。

【図２】図１および図３における電子源基板の周辺部分
を一部を破断して示す斜視図である。

【図３】本発明に係る電子源の製造装置の構成の他の形
態を示す断面図である。

【図４】本発明に係る電子源の製造装置の副真空容器を
有する構成を示す断面図である。

【図５】本発明に係る電子源の製造装置の副真空容器を
有する構成の他の形態を示す断面図である。

【図６】本発明に係る電子源の製造装置の副真空容器を
有する構成のさらに他の形態を示す断面図である。

【図７】本発明に係る電子源の製造装置の構成の他の形
態を示す断面図である。

【図８】図７における電子源基板の周辺部分を示す斜視
図である。

【図９】本発明に係る電子源の製造装置の他の例を示す
断面図である。

【図１０】図９における第１の容器と拡散板の形状を示
す模式図である。

【図１１】本発明を用いた電子源基板のフォーミング、
活性化工程を行うための真空排気装置の模式図である。

【図１２】本発明に係る製造装置の他の例を示す断面図
である。

【図１３】本発明に係る製造装置の他の例を示す斜視図
である。

【図１４】本発明に係る製造装置の他の例を示す断面図
である。

【図１５】本発明に係る電子源の製造装置において使用
される熱伝導部材の形状を示す斜視図である。

【図１６】本発明に係る電子源の製造装置において使用
される熱伝導部材の形状の他の形態を示す斜視図であ
る。

【図１７】本発明に係る電子源の製造装置において使用
されるゴム材料の球状物質を用いた熱伝導部材の形態を
示す断面図である。

【図１８】本発明に係る電子源の製造装置において使用
されるゴム材料の球状物質を用いた熱伝導部材の他の形
態を示す断面図である。

【図１９】本発明に係る電子源の製造装置において使用
される拡散板の形状を示す断面図である。

【図２０】本発明に係る電子源の製造装置において便用
される拡散板の形状を示す平面図である。

【図２１】画像形成装置の構成を一部を破断して示す斜
視図である。

【図２２】本発明に係る電子放出素子の構成を示す平面
図である。

【図２３】本発明に係る電子放出素子の構成を示す図２
２のＢ−Ｂ’線断面図である。

【図２４】本発明に係る電子源を示す平面図である。

【図２５】本発明に係る電子源の作成方法を説明するた
めの平面図である。

【図２６】本発明に係る電子源製造装置の真空気密保持
の形態を示す断面図である。

【図２７】本発明に係る電子源製造装置のＯリングによ
る真空気密の形態の一部を示す断面図である。

【符号の説明】

１基板２，３素子電極４導電性薄膜５電子放出部６電子放出素子７Ｘ方向配線８Ｙ方向配線９絶縁層１０電子源基板１１支持体１２真空容器１３真空容器１４副真空容器１５気体の導入口１６，１７排気口１８シール部材１９拡散板２０ヒータ２１有機ガス物質２２キャリヤガス２３水分除去フィルタ２４ガス流量制御装置２５バルブ２６真空ポンプ２７真空計２８配管３０取り出し配線３１電子源基板の取り出し配線と駆動ドライバとを
接続する配線３２電源、電流測定装置および電流―電圧制御系装
置からなる駆動ドライバ３３拡散板の開口部４１，４２，４３熱伝導部材６１電子源基板を固定したリヤプレート６２支持枠６３ガラス基板６４メタルバック６５蛍光体６６フェースプレート６７高圧端子６８画像形成装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電体が形成された基板を支持する支持体
と、内装容器とそれを囲う外装容器からなる容器におい
て気体の導入口と気体の排気口を有し、前記基板の基板
面の一部の領域を真空気密材で覆う二重構造の容器と、前記気体の導入口に接続され、前記容器内に気体を導入
する手段と、前記気体の排気口に接続され、前記容器内を排気する手
段と、前記導電体に電圧を印加する手段と、を備えることを特
徴とする電子源の製造装置。
【請求項２】前記容器は、前記内装容器と前記外装容
器の隙間の圧力を、所望の圧力に真空排気する手段を備
えていることを特徴とする請求項１に記載の電子源の製
造装置。
【請求項３】前記容器は、前記内装容器と前記外装容
器のそれぞれに、ゴム性真空気密材を用いて気密性を保
持する手段を備えてい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装置。
【請求項４】前記支持体は、該支持体上に前記基板を
固定する手段を備えていることを特徴とする請求項１〜
３のいずれか１項に記載の電子源の製造装置。
【請求項５】前記支持体は、前記基板と該支持体とを
真空吸着させる手段を備えていることを特徴とする請求
項１〜３のいずれか１項に記載の電子源の製造装置。
【請求項６】前記支持体は、前記基板と該支持体とを
静電吸着させる手段を備えていることを特徴とする請求
項１〜３のいずれか１項に記載の電子源の製造装置。
【請求項７】前記支持体は、熱伝導部材を備えている
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の
電子源の製造装置。
【請求項８】前記支持体は、前記基板の温度調節機構
を備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか
１項に記載の電子源の製造装置。
【請求項９】前記支持体は、発熱手段を備えているこ
とを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電
子源の製造装置。
【請求項１０】前記支持体は、冷却手段を備えている
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の
電子源の製造装置。
【請求項１１】前記容器は、該容器内に導入された気
体を拡散させる手段を備えていることを特徴とする請求
項１〜１０のいずれか１項に記載の電子源の製造装置。