JP2003092060A - 電子源の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造工程中の不良を低減させ、小型化と操作
性の簡易化を図り、製造スピードが向上し量産性に適
し、電子放出特性の優れた電子源を製造する。 【解決手段】 電子源が形成される電子源基板１０を処
理対象とし、気体の導入口１５及び気体の排気口１６を
有し電子源基板１０の一部の領域を覆う容器１２を備
え、電子源基板１０と、容器１２との間にシール部材１
８がある。このシール部材１８は、金属、合金、または
ガラスのいずれであってもよい。容器１２には、シール
部材１８の温度を調節し、該シール部材１８を溶融した
後冷却し固化させるための温度調節手段があってもよ
い。

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
及び製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子源を構成する電子放出素子と
しては、大別して熱電子放出素子と冷陰極電子放出素子
との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、膜面に並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。そ
の基本的な構成、製造方法などは、例えば、特開平７−
２３５２５５号公報、及び特開平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続され
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。上記導電性膜の一部には
亀裂が形成されている。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。

【０００５】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。

【０００６】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。即ち、第１の製造方法とし
ては、まず、基板上に、導電性膜及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。次に、作成した電子源基板全体を真空チャンバ内に
設置する。次に、真空チャンバ内を排気した後、外部端
子を通じて上記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。更に、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前
記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。

【０００７】また、第２の製造方法としては、まず、基
板上に、導電性膜及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。次に、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上記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。更に、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前記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。

【０００８】

【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及び高真
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及び該パネ
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。

【０００９】本発明は、製造工程中の不良を低減させ、
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
ドが向上し量産性に適した電子源の製造方法を提供する
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及び製造方法
を提供することを目的とする。

【００１０】

【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、電子源が形成される電子源基板を処理対
象とし、気体の導入口及び気体の排気口を有し前記電子
源基板の少なくとも一部の領域を覆う容器を備える電子
源の製造装置において、前記電子源基板と、前記容器と
の間にシール部材があることを特徴とする。

【００１１】また、本発明に係る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、気体の導
入口及び気体の排気口を有し、前記基板面の一部の領域
を覆う容器と、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してもよい。

【００１２】また、本発明は、電子源が形成される電子
源基板を処理対象とし、気体の導入口及び気体の排気口
を有する容器を用いる電子源の製造方法において、前記
電子源基板の少なくとも一部の領域を前記容器で覆っ
て、前記電子源基板と前記容器との間に配置したシール
部材でシールして該容器内を密閉する工程と、密閉され
た該容器内で前記電子源基板に電子源を形成する処理を
施す工程とを有することを特徴としてもよい。

【００１３】また、前記電子源の製造装置及び製造方法
のいずれの場合も、前記シール部材は、金属、合金、又
はガラスのどれで構成されていてもよく、前記容器には
前記シール部材の温度を調節するための温度調節手段を
備えることが好ましい。

【００１４】本発明について、以下に更に詳述する。本
発明を一層具体化した場合の製造装置は、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該基板上を覆う容器とを具備する。
ここで、該容器は、該基板表面の一部の領域を覆うもの
であり、これにより該基板上の導電体に接続され該基板
上に形成されている配線の一部分が該容器外に露出され
た状態で該基板上に気密な空間を形成し得る。また、該
容器には、気体の導入口と気体の排気口が設けられてお
り、これら導入口及び排気口にはそれぞれ該容器内に気
体を導入するための手段及び該容器内の気体を排出する
ための手段が接続されている。これにより該容器内を所
望の雰囲気に設定することができる。また、前記導電体
が予め形成された基板は、電気的処理を施すことで該導
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、本発明の一層具体的な製造装置は、更に、電気的
処理を施すための手段、例えば、該導電体に電圧を印加
する手段をも具備する。以上の製造装置にあっては、小
型化が達成され、上記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ほか、上記容
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間で行うこと
が可能となる。

【００１５】また、本発明に係る一層具体的な製造方法
は、まず、予め基板に導電体と該導電体に接続された配
線とを形成しておき、その基板を支持体上に配置し、前
記配線の一部分を除き前記基板上の導電体を容器で覆
う。これにより、該基板上に形成されている配線の一部
分が該容器外に露出された状態で、前記導電体は、該基
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。次に、前記容器内を所望の雰囲気とし、前記容器外
に露出された一部分の配線を通じて前記導電体に電気的
処理、例えば、前記導電体への電圧の印加がなされる。
ここで、前記所望の雰囲気とは、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、前記電気的処理は、前記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、上記電気的処理
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、前記配線の一部分を除き前記基板上の導電体を容
器で覆い、まず、前記容器内を第１の雰囲気として上記
電気的処理を行う工程と、次に、前記容器内を第２の雰
囲気として上記電気的処理を行う工程とがなされ、以上
により前記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。ここで、上記第１及び第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、上記電気的処理における電源との電気的接続などが
容易に行うことが可能となる。また、上記容器の大きさ
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ほか、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。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好ましい実施形態
を示す。図１、図２及び図３は、本発明の実施形態に係
る電子源の製造装置を示しており、図１は第１の実施形
態に係る製造装置の断面図及び配管等の接続図、図２は
図１及び図３における電子源基板の周辺部分を示す斜視
図である。また、図３は本発明の第２の実施形態に係る
製造装置の断面図及び配管等の接続図である。

【００１７】図１、図２及び図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は真空容器１２内への気体の導入口、１６は排
気口、１８は電子源基板１０と真空容器１２との間に配
置されるシール部材、１９は容器１２内に配置された拡
散板、２０は支持体１１に配設したヒータ、２１は容器
に入れられた水素、または有機物質ガス、２２は容器に
入れられたキャリアガス、２３は水分除去フィルタ、２
４はガス流量制御装置、２５ａ〜２５ｆはバルブ、２６
は真空ポンプ、２７は真空計、２８は配管、３０は取り
出し配線、３２（３２ａ，３２ｂ）は電源及び電流制御
系からなる駆動ドライバ、３１（３１ａ，３１ｂ）は電
子源基板１０の取り出し配線３０と駆動ドライバ３２と
を接続する配線、３３は拡散板１９の開口部、４１は熱
伝導部材である。また、４６は昇降軸、４７は支持体１
１を昇降させる昇降駆動ユニット、４８は支持体１１の
昇降を制御する昇降制御装置である。

【００１８】支持体１１は、電子源基板１０を保持して
固定するものであり、真空チャッキング機構、静電チャ
ッキング機構若しくは固定冶具などにより、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は、
内部に、ヒータ２０が設けられており、必要に応じて熱
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。

【００１９】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の間で挟持
されるか、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。

【００２０】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１１へ伝え、放熱する
ことができ、電子源基板１０のクラックや、破損の発生
を防ぐことができ、歩留まりの向上に寄与できる。

【００２１】また、熱伝導部材４１は、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することができ、
これにより、均一性に優れた電子源の製造が可能とな
る。

【００２２】熱伝導部材４１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し
て形成することができる。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、支持
体１１は、粘性液状物質が所定の位置及び領域、すなわ
ち、少なくとも電子源基板１０の導電体６形成領域下で
滞留するように、その領域に合わせて、滞留機構を設置
してあってもよい。これは、例えば、Ｏ−リングや、あ
るいは、耐熱性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。

【００２３】Ｏリングなどを設置して粘性液状物質を滞
留させる場合において、基板との間に空気層ができて正
しく接しないのを回避するためには、熱伝導部材４１
は、空気抜けの通孔や、電子源基板１０を設置後に粘性
液状物質を該基板と支持体１１の間に注入する方法を採
って構成することができる。

【００２４】図３は、本発明の第２の実施形態に係る電
子源の製造装置を示す概略断面図である。この製造装置
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、粘性液状物質導入口に連通する導入管４５と
を備えている。

【００２５】この場合の粘性液状物質は、支持体１１及
び電子源基板１０間で挟持し、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に替わ
り、電子源基板１０の加熱手段、あるいは、冷却手段と
なる。また、この手段は、目的温度に対する温度調節が
行える、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。

【００２６】熱伝導部材４１は、弾性部材であってもよ
い。弾性部材は、その材料として、テフロン（登録商
標）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、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、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１１上
に設置されていてもよい。

【００２７】真空容器１２は、ガラスやステンレス鋼製
の容器であり、容器からの放出ガスの少ない材料からな
るものが好ましい。真空容器１２は、電子源基板１０の
取り出し配線部を除き、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（１×１
０^-3Ｔｏｒｒ）から大気圧までの圧力範囲に耐えられる
構造のものである。

【００２８】シール部材１８は、電子源基板１０と真空
容器１２との気密性を保持するためのものであり、Ｏリ
ングやゴム性シートなどが用いられる。

【００２９】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
行う際には、導電性膜への亀裂形成を促進するための気
体、例えば、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可能である。このように他の工程で
気体を導入する際には、その気体導入系は、導入配管、
及びバルブ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。

【００３０】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、プロパ
ンなどのＣn Ｈ_2n+2で表される飽和炭化水素、エチレ
ン、プロピレンなどのＣn Ｈ_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。

【００３１】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、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る、或いは更にこれを希釈ガスと混
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。

【００３２】有機物質ガス２１と、キャリアガス２２と
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、及び混合比は、ガス流量制御装置２
４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及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より、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。

【００３３】なお、配管２８の分岐管の途中に、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
ことがより好ましい。水分除去フィルタ２３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
湿材を用いて構成することができる。

【００３４】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、真空容器１２内の混合ガスの圧力は一定
に保持される。本実施形態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、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。

【００３５】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１
２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）から大気圧までの範囲の圧
力である。

【００３６】また、真空容器１２の気体導入口１５と電
子源基板１０との間に拡散板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。

【００３７】電子源基板１０の取り出し配線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３１と接続し、駆動ドライバ３２に接続す
る。

【００３８】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１２は、電子源基板１
０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１０の配線部が真空容器
１２外に有るため、電子源基板１０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。

【００３９】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と
なる導電体６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。

【００４０】以上述べた製造装置を用いての電子源の製
造方法の具体例に関しては、以下の実施例にて詳述す
る。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、図４に示すような画像形成装置を形成することが
できる。図４は画像形成装置の概略図である。図４にお
いて、６は電子放出素子、６１は電子源基板１０を固定
したリアプレート、６２は支持体、６６はガラス基板６
３とメタルバック６４及び蛍光体６５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。

【００４１】画像形成装置６８において、各電子放出素
子６には、Ｘ方向の容器外端子Ｄx1乃至Ｄxm、及びＹ方
向の容器外端子Ｄy1乃至Ｄynを通じて、走査信号及び変
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、高圧端子６７を通じ
て、メタルバック６４、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、蛍光体
６５に衝突させて励起し、発光させることで画像を表示
する。

【００４２】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、例えば、容器外端子Ｄx1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４で示すような、片側走査配線
で構わないが、素子数が多く、電圧降下の影響がある場
合には、配線幅を広くするか、配線厚を厚くするか、あ
るいは、両側から電圧を印加する手法等を採ることがで
きる。

【００４３】本発明は、以上述べた実施の形態で、特に
真空容器１２の部分に関するものである。特に本発明
は、電子源基板１０と真空容器１２とのシール部に異物
が残留し、前に説明したような画像形成装置６８を製作
する際、フェースプレート６６を接合する後工程におい
て、接合不良を発生させるという課題を解決するもので
ある。特に、本発明はそのために、前記電子源基板１０
と、前記真空容器１２との間にシール部材１８があるこ
とを特徴とするものである。また、前記シール部材１８
は、金属、合金、又はガラスのいずれで構成されていて
もよい。前記容器１２には温度調節手段があることが好
ましい。

【００４４】

【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。

【００４５】［実施例１］本実施例は、本発明に係る製
造装置を用いて図５及び図６に示される表面伝導型電子
放出素子を複数備える図７に示される電子源を製造する
ものである。尚、図５〜図７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。

【００４６】ガラス基板（サイズ３５０×３００ｍｍ、
厚さ５ｍｍ）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、図８に示される厚み５０ｎｍ
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ペーストを印刷し、加熱焼成することによ
り、図８に示されるＸ方向配線７（２４０本）及び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、絶縁性
ペーストを印刷し、加熱焼成して絶縁層９を形成した。

【００４７】次に、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８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及び導電性膜４から
なる導電体６の複数がＸ方向配線７及び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。

【００４８】基板の反り、うねりに付いて観察したとこ
ろ、基板そのものが持っていた反り、うねり及び上記ま
での加熱工程によって生じたと思われる基板の反り、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。

【００４９】作成した電子源基板１０を、図１及び図２
に示した製造装置の支持体１１上に固定した。支持体１
１と電子源基板１０との間には、熱伝導部材４１とし
て、厚さ１．５ｍｍの熱伝導性ゴムシートが挟持され
る。

【００５０】図１０は図２及び図９に示した真空容器１
２周辺を模式的に示した断面図であり、５０１は温度調
節ブロック、５０２は温度調節ブロック５０１の温度を
制御する温度調節装置、５０３は温度調節ブロック５０
１と温度調節装置５０２とを結ぶケーブルである。図１
１は図１０における電子源基板１０、シール部材１８を
模式的に示した斜視図である。図２、図９、図１０、及
び図１１において、予め、電子源基板１０上の所定の位
置にＩｎ合金（Ｉｎはんだ）からなるシール部材１８を
加熱ディスペンス法を用いて設置しておき、ステンレス
鋼製真空容器１２を、取り出し配線３０が該真空容器１
２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、温度調節装置５０２を用い
て温度調節ブロック５０１を１６０〜１７５℃に加温
し、Ｉｎ合金（Ｉｎはんだ）からなるシール部材１８を
溶融させた。次に、同様に温度調節装置５０２を用いて
温度調節ブロック５０１を６０〜７０℃に冷却し、シー
ル部材１８を固化させた。こうして、電子源基板１０、
シール部材１８、温度調節ブロック５０１、及び真空容
器１２により形成された内部空間は密閉された。

【００５１】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１０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。

【００５２】基板の温度が室温に戻った後、図２に示す
配線３１を介して取り出し配線３０に接続された駆動ド
ライバ３２を用いて、Ｘ方向配線７及び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、図６に示す導電性膜４をフォーミング処理し、
この導電性膜４に間隙Ｇを形成した。

【００５３】続いて、同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乃至２５ｄ及
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との混合気体を真空容器１
２内に導入した。有機物質ガス２１には、１％エチレン
混合窒素ガスを用い、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４０ｓｃｃｍ及び４
００ｓｃｃｍとした。排気口１６側の真空計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１３３×１０⁺²Ｐａ（１００Ｔｏｒｒ）
となるようにした。

【００５４】有機物質ガス導入開始から約３０分後、駆
動ドライバ３２を用いて、Ｘ方向配線７及び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１０Ｖから１７Ｖま
で約２５分で昇圧するように制御し、パルス幅は１ｍｓ
ｅｃ、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全部及び、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
い、上記方法を繰り返すことにより、Ｘ方向の全ライン
に付いて活性化を行った。上記方法で行ったため、全ラ
インの活性化には１２時間を要した。

【００５５】活性化処理終了時の素子電流Ｉｆ（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、素子電流Ｉｆ値を比較したところ、その値は、
約１．３５Ａ乃至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。

【００５６】活性化処理終了後、再び温度調節装置５０
２を用いて温度調節ブロック５０１を１６０〜１７５℃
に加温し、Ｉｎ合金（Ｉｎはんだ）からなるシール部材
１８を溶融させ、電子源基板１０及びシール部材１８と
温度調節ブロック５０１及び真空容器１２を離脱させ、
図１１に示した様な初期の状態に戻した。

【００５７】上記活性化処理が終了した電子放出素子に
は、図５及び図６に示すように間隙５を隔てて炭素膜２
９が形成された。

【００５８】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ところ、上記混合ガス
導入と同時に、窒素及びエチレンのマス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。図
４は画像形成装置の概略図である。図４において、６は
電子放出素子、６１は電子源基板１０を固定したリアプ
レート、６２は支持体、６６はガラス基板６３とメタル
バック６４及び蛍光体６５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。

【００５９】図４において、前述した本装置を用いて作
成した図１１に示す様な電子源基板１０及びシール部材
１８を、リアプレート６１上に固定した後、電子源基板
１０及びシール部材１８の５ｍｍ上方に、シール部材１
８と同質のＩｎ合金（Ｉｎはんだ）を、加熱ディスペン
ス法によって所定の位置に形成させた支持枠１８を、更
に上方にフェースプレート６６を配置し、１６０〜１７
５℃に加温し、Ｉｎ合金（Ｉｎはんだ）のシール部材１
８を溶融させた。次に、同様に温度調節装置５０２を用
いて温度調節ブロック５０１を６０〜７０℃に冷却し、
シール部材１８を固化させた。

【００６０】こうして、内部空間は密閉することがで
き、前述の電子源基板１０と真空容器１２とのシール部
に異物が残留し、接合不良を発生させることなく、図４
に示す様な画像形成装置を形成することができた。

【００６１】前述の実施形態と同様の図８に示す電子源
基板１０を、画像形成装置の概略図である図４に示すよ
うな、リヤプレート６１上に固定した後、電子源基板１
０の５ｍｍ上方に、フェースプレート６６を、支持枠６
２及び内径１０ｍｍ、外径１４ｍｍの図示しない排気管
及びゲッタ材料を介して配置し、電子源基板１０と支持
枠６２及びフェースプレート６６と支持枠６２の間をフ
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４に示すような画像形成装置の形態を作
成した。上記のフォーミング処理工程、及び活性化処理
工程を行う場合、電子源基板１０と真空容器１２との間
に上記シール部材１８と異種な部材を用いた場合に比べ
て、製造工程に要する時間が短縮でき、電子源の各電子
放出素子の特性の均一性が向上する。

【００６２】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４１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。

【００６３】［実施例２］実施例２は、実施例１と同様
の図８に示す電子源基板１０を処理対象とし、図１及び
図２に示す製造装置を用い、真空容器１２、温度調節ブ
ロック５０１と電子源基板１０との間のシール部材１８
を、低融点ガラス（封着温度３２０℃）を用いて封着し
た以外は、実施例１と同様の方法で電子源を製造した例
である。更に、本実施例では、実施例１と同様に図４に
示す画像形成装置６８を作成した。本実施例において
も、実施例１と同様な結果が得られた。

【００６４】

【発明の効果】本発明によれば、製造工程中の不良を低
減させ、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性に適した電子源の製造方法
を提供することができる。更に、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置
及び製造方法を提供することができる。

【００６５】更に、本発明によれば、画像品位の優れた
画像形成装置を提供することができる。更に、本発明に
よれば、電子源基板と真空容器とのシール部に異物が残
留したり、接合不良を発生させることなく、画像形成装
置の製造工程中の不良を低減させた電子源の製造装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態に係る電子源の製造
装置の構成を示す断面図及び配管等の接続図である。

【図２】 図１及び図３における電子源基板の周辺部分
を示す一部破断斜視図である。

【図３】 本発明の第２の実施形態に係る電子源の製造
装置の構成を示す断面図及び配管等の接続図である。

【図４】 本発明の実施形態に係る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５】 本発明の実施例に係る電子放出素子の構成を
示す平面図である。

【図６】 本発明の実施例に係る電子放出素子の構成を
示す図５のＢ−Ｂ断面図である。

【図７】 本発明の実施例に係る電子源を示す平面図で
ある。

【図８】 本発明の実施例に係る電子源の製造方法を説
明するための平面図である。

【図９】 本発明の実施例に係る電子源の製造装置の構
成を示す断面図及び配管等の接続図である。

【図１０】 本発明の実施例に係る電子源の製造装置の
構成を、一部を破断して模式的に示した断面図である。

【図１１】 本発明の実施例に係る電子源の製造装置の
構成を、一部を破断して模式的に示した斜視図である。

【符号の説明】 １：基板、２，３：素子電極、４：導電性膜、５：電子
放出部（間隙）、６：電子放出素子（導電体）、７：Ｘ
方向配線、８：Ｙ方向配線、９：絶縁層、１０：電子源
基板、１１：支持体、１２：真空容器、１５：気体の導
入口、１６：排気口、１８：シール部材、１９：拡散
板、２０：ヒータ、２１：有機物質ガス、２２：キャリ
アガス、２３：水分除去フィルタ、２４：ガス流量制御
装置、２５（２５ａ〜２５ｆ）：バルブ、２６：真空ポ
ンプ、２７：真空計、２８：配管、２９：炭素膜、３
０：取り出し配線、３１（３１ａ，３１ｂ）：電子源基
板の取り出し配線３０と駆動ドライバ３２とを接続する
配線、３２（３２ａ，３２ｂ）：電源、電流測定装置及
び電流−電圧制御系装置からなる駆動ドライバ、３３：
拡散板１９の開口部、４１：熱伝導部材、６１：電子源
基板１０を固定したリヤプレート、６２：支持枠、６
３：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、５０１：温度調節ブロック、５０２：温度調
節装置、５０３：ケーブル。

フロントページの続き (72)発明者 木村 明弘 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 Ｆターム(参考） 5C012 AA05 BC03 BC04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子源が形成される電子源基板を処理対
   象とし、気体の導入口及び気体の排気口を有し前記電子
   源基板の少なくとも一部の領域を覆う容器を備える電子
   源の製造装置において、前記電子源基板と、前記容器と
   の間にシール部材があることを特徴とする電子源の製造
   装置。
2. 【請求項２】 前記シール部材は、金属、合金、及びガ
   ラスのいずれかで構成され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。
3. 【請求項３】 前記容器には前記シール部材の温度を調
   節するための温度調節手段があ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。
4. 【請求項４】 電子源が形成される電子源基板を処理対
   象とし、気体の導入口及び気体の排気口を有する容器を
   用いる電子源の製造方法において、前記電子源基板の少
   なくとも一部の領域を前記容器で覆って、前記電子源基
   板と前記容器との間に配置したシール部材でシールして
   該容器内を密閉する工程と、密閉された該容器内で前記
   電子源基板に電子源を形成する処理を施す工程とを有す
   ることを特徴とする電子源の製造方法。
5. 【請求項５】 前記シール部材は、金属、合金、及びガ
   ラスのいずれかで構成されていることを特徴とする請求
   項４に記載の電子源の製造方法。
6. 【請求項６】 前記シール部材でシールして前記容器内
   を密閉する工程では、前記シール部材を温度調節手段で
   温度調節することが可能であることを特徴とする電子源
   の製造方法。