JP2003151476A

JP2003151476A - 画像表示装置とその製造方法

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Publication number: JP2003151476A
Application number: JP2002252247A
Authority: JP
Inventors: Masaki Tokioka; 正樹時岡; Mitsutoshi Hasegawa; 光利長谷川; Noritaka Miura; 徳孝三浦; Hiroharu Ueda; 弘治上田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2003-05-23
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: JP3780239B2

Abstract

(57)【要約】【課題】真空リークの少ない信頼性の高い、そして表
示品位の良い画像表示装置を提供すること。【解決手段】第一の基板２１と、前記第一の基板と間
隔を置いて対向配置された第二の基板８２とを有する外
囲器と、前記外囲器内に配置された画像表示手段とを備
える画像表示装置であって、前記第一の基板２１または
前記第二の基板８２の周辺部において、前記第一の基板
２１と前記第二の基板８２とが、その内部に高融点材料
からなる部材２０５を有する低融点金属の接合部材２０
３により封着されてい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、電子放出素子が配
置された電子源基板を用いた画像表示装置に関し、特に
その真空封着部における構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子放出素子としては熱電子源と
冷陰極電子源の２種類が知られている。冷陰極電子源に
は電界放出型素子（ＦＥ型素子）、金属／絶縁層／金属
型素子（ＭＩＭ素子）、表面伝導型電子放出素子等があ
る。

【０００３】以下に、表面伝導型電子放出素子の概略を
簡単に説明する。

【０００４】上記の表面伝導型電子放出素子は、図１７
に模式的に示すように、基板１上に対向する一対の素子
電極２，３と、該素子電極に接続されその一部に電子放
出部５を有する導電性膜４とを有してなる。

【０００５】上述の表面伝導型電子放出素子は、構造が
単純で製造も容易であることから、大面積にわたって多
数の素子を配列形成できる利点がある。そこで、その特
徴を生かせるような様々な応用が研究されている。例え
ば、多数の表面伝導型電子放出素子をマトリクス状等に
配線接続した電子源基板、かかる電子源基板を用いた表
示装置等の平面型画像形成装置が挙げられる。

【０００６】これらの電子放出素子を多数配置した電子
源基板を用いて構成した表示パネルの模式図を図１８に
示す。図１８は、表示パネル（外囲器９０）周辺部の概
略断面構造を示している。

【０００７】図１８において、２１は電子放出素子（不
図示）が多数配置された電子源基板を指し、リアプレー
トとも呼ぶ。８２はガラス基板の内面に蛍光膜とメタル
バック等が形成されたフェースプレートである。８６は
支持枠である。

【０００８】外囲器９０は、リアプレート２１、支持枠
８６及びフェースプレート８２を接着し、封着すること
によって構成されている。以下、外囲器９０の封着手順
を簡単に説明する。

【０００９】先ず、リアプレート２１と支持枠８６はフ
リットガラス２０２によって予め接合させておく。

【００１０】次に、パネル接合材料としてＩｎ膜２０３
を半田付けにて、支持枠８６とフェースプレート８２に
設ける。この時、支持枠８６とフェースプレート８２へ
のＩｎ膜２０３の接合強度を高めるために、下地層とし
て銀ペースト膜２０４を設けることが望ましい。

【００１１】その後、真空チャンバー中で、Ｉｎ融点以
上の温度でＩｎ膜２０３を介して支持枠８６とフェース
プレート８２を接合することで、封着して、外囲器９０
を構成する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の画像形成装置の封着方法では、以下の様な問題点が
あった。

【００１３】接合材料として、融点が１５６℃と比較的
低く、かつ軟化点＝融点での放出ガスが少ない材料とし
てＩｎを用いているが、Ｉｎ膜２０３と支持枠８６やフ
ェースプレート８２、或は、下地層としての銀ペースト
膜２０４に超音波半田付けを行う際に、Ｉｎ膜２０３に
表面酸化膜が形成される問題である。

【００１４】即ち、酸化膜は、融点が８００℃以上と高
温であるため、封着の際に純Ｉｎが融けている時にも、
酸化膜として残存する。この酸化膜が薄い場合は、破れ
たり、純Ｉｎと化学反応することで、酸化膜の形状が失
われ問題とはならない。しかし、酸化膜が厚いと、凹凸
のある表面形状がそのまま残り、真空リークの原因とな
りやすい。

【００１５】Ｉｎは、大気雰囲気で容易に酸化するだけ
でなく、融点以上で急速に内部に酸素が拡散し厚い酸化
膜を形成する。よって、従来の封着方法では、超音波半
田付けの際に形成される酸化膜が厚い箇所で、真空リー
クが生じやすいという、問題があった。

【００１６】これらの問題は、接合材料としてＩｎ以外
の金属、或は、合金材料を用いる場合も同じように大き
な問題となりうる。

【００１７】本発明の目的は、真空リークの少ない信頼
性の高い、そして表示品位の良い画像表示装置を提供す
ることにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の構成は、以下の
とおりである。

【００１９】第一の本発明は、第一の基板と、前記第一
の基板と間隔を置いて対向配置された第二の基板とを有
する外囲器と、前記外囲器内に配置された画像表示手段
とを備える画像表示装置であって、前記第一の基板また
は前記第二の基板の周辺部において、前記第一の基板と
前記第二の基板とが、その内部に高融点材料からなる部
材を有する低融点金属の接合部材により封着されている
ことを特徴とする画像表示装置である。

【００２０】かかる第一の本発明は、接合部材がその内
部に、接合部材よりも高融点の材料からなる保持部材を
有しているので、封着に際して、接合部材の表面酸化膜
を高融点の材料からなる保持部材によって破ることがで
き、接合面から酸化膜を排除することができるので、基
板の接合面と接合部材との密着性（接合性）が良好であ
り、外囲器のシール性能に優れる。更には、高融点材料
からなる保持部材による両基板間隔の保持性能にも優れ
る。

【００２１】また、第一の本発明は、「前記高融点材料
からなる部材は、金属であること」、「前記高融点材料
からなる部材が、前記間隔方向において、前記接合部材
の厚みと同じ厚みを有すること」、「前記高融点材料か
らなる部材が、酸化しにくい金属を母材表面にコーティ
ングしたものであること」、「前記高融点材料からなる
部材が、水素を吸蔵させた金属であること」、「前記画
像表示手段は、電子放出素子と蛍光体とを有するこ
と」、のそれぞれをより好ましい形態として含むもので
ある。

【００２２】また、第二の本発明は、第一の基板と、前
記第一の基板と間隔を置いて対向配置された第二の基板
とを有する外囲器と、前記外囲器内に配置された画像表
示手段とを備える画像表示装置であって、前記第一の基
板または前記第二の基板の周辺部において、前記第一の
基板と前記第二の基板とが、保持部材により保持された
金属の接合部材によって封着されていることを特徴とす
る画像表示装置である。

【００２３】かかる第二の本発明は、金属の接合部材が
保持部材により保持されているので、熱による金属の接
合部材のだれ、流れ出しが少なく、基板の接合面と接合
部材との密着性（接合性）が良好であり、外囲器のシー
ル性能に優れる。かような金属の接合部材の良好な保持
は、保持部材の材料として、かかる接合部材に対して濡
れ性の良好な材料を適宜選択することにより可能であ
る。

【００２４】また、第二の本発明は、「前記保持部材
は、金属であること」、「前記保持部材が、前記間隔方
向において、前記接合部材の厚みと同じ厚みを有するこ
と」、「前記保持部材が、酸化しにくい金属を母材表面
にコーティングしたものであること」、「前記保持部材
が、水素を吸蔵させた金属であること」、「前記画像表
示手段は、電子放出素子と蛍光体とを有すること」、の
それぞれをより好ましい形態として含むものである。

【００２５】また、第三の本発明は、電子放出素子が配
置された第一の基板と画像表示部材を有する第二の基板
とが、所定の間隔を置いて接合部材を介して封着された
外囲器を有する画像表示装置において、前記接合部材の
内部に該接合部材の軟化温度より高い融点を持ち、か
つ、該接合部材に対して濡れ性の良い接合部材の保持部
材を有することを特徴とする画像表示装置である。

【００２６】また、第三の本発明は、「前記保持部材
が、前記間隔方向において、前記接合部材の厚みと同じ
厚みを有すること」、「前記保持部材は、酸化しにくい
金属を母材表面にコーティングしたものであること」、
「前記保持部材は、水素を吸蔵させたであること」、
「前記保持部材は、自らの位置決めを行う機能を備えて
いること」、「前記電子放出素子が、横型の電界放出型
電子放出素子であること」、「前記第一の基板は、複数
の電子放出素子が配置された基板であること」、「前記
複数の電子放出素子が、マトリクス配線されているこ
と」、「前記画像表示部材は、蛍光体と黒色導電材から
なる蛍光膜を有すること」、「前記画像表示部材は、前
記蛍光膜を被覆するメタルバックを有すること」、のそ
れぞれをより好ましい形態として含むものである。

【００２７】第三の本発明の画像表示装置によれば、電
子放出素子が配置された第一の基板（電子源基板）と画
像表示部材を有する第二の基板（対向基板）とを接合す
る接合部材の内部に、この接合部材の軟化温度より高い
融点を持つ接合部材保持部材を設けたことにより、接合
部材が融けた状態で接合される際に、接合部材の表面酸
化膜を接合部材保持部材によって破ることができ、接合
面から酸化膜を排除することができる。これにより、特
に上記酸化膜が厚い場合であっても、凹凸のある酸化膜
の表面形状が接合面にそのまま残るようなことがなくな
り、真空リークの発生を抑えることができる。

【００２８】また、この接合部材の保持部材が、接合部
材に対して濡れ性の良いものであることにより、電子源
基板と対向基板とを接合する際に、融けた接合部材がは
じかれて流れ出すことを抑制し、接合部材の厚みを十分
確保して、真空リークの発生を極めて効果的に抑えるこ
とができる。

【００２９】また、第四の本発明は、第一の基板と、前
記第一の基板と間隔を置いて対向配置された第二の基板
とを有する外囲器と、前記外囲器内に配置された画像表
示手段とを備える画像表示装置の製造方法であって、第
一の基板または第二の基板の周辺部において、前記第一
の基板と前記第二の基板とを、その内部に高融点材料か
らなる部材を有する低融点金属の接合部材により封着す
る工程を有することを特徴とする画像表示装置の製造方
法である。

【００３０】かかる第四の本発明は、接合部材がその内
部に、接合部材よりも高融点の材料からなる部材を有し
ているので、封着に際して、接合部材の表面酸化膜を高
融点の材料からなる部材によって破ることができ、接合
面から酸化膜を排除することができるので、基板の接合
面と接合部材との良好な密着性（接合性）を得ることが
できる。

【００３１】また、第四の本発明は、「前記高融点材料
からなる部材は、金属であること」、「前記画像表示手
段は、電子放出素子と蛍光体とを有すること」、のそれ
ぞれをより好ましい形態として含むものである。

【００３２】また、第五の本発明は、第一の基板と、前
記第一の基板と間隔を置いて対向配置された第二の基板
とを有する外囲器と、前記外囲器内に配置された画像表
示手段とを備える画像表示装置の製造方法であって、第
一の基板または第二の基板の周辺部において、前記第一
の基板と前記第二の基板とを、保持部材により保持され
た金属の接合部材によって封着する工程を有することを
特徴とする画像表示装置の製造方法である。

【００３３】かかる第五の本発明は、金属の接合部材が
保持部材により保持されているので、封着の際に、金属
の接合部材の流れ出しが少なく、接合部材の十分な厚み
を確保することができるので、外囲器の良好なシール性
能を得ることができる。

【００３４】また、第五の本発明は、「前記保持部材
は、金属であること」、「前記画像表示手段は、電子放
出素子と蛍光体とを有すること」、のそれぞれをより好
ましい形態として含むものである。

【００３５】尚、以上で述べた金属は、合金をも含むも
のである。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、本発明の
好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、
この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材
質、形状、その相対配置などは、本発明の範囲をそれら
のみに限定する趣旨のものではない。

【００３７】本実施の形態の電子源基板に配置される電
子放出素子としては、図１７に例示した構成が挙げられ
る。

【００３８】基板１はガラス等からなり、その大きさお
よびその厚みは、その上に設置される電子放出素子の個
数、および個々の素子の設計形状、および電子源の使用
時に容器の一部を構成する場合には、その容器を真空に
保持するための耐大気圧構造等の力学的条件等に依存し
て適宜設定される。

【００３９】ガラスの材質としては、廉価な青板ガラス
を使うことが一般的であるが、この上にナトリウムブロ
ック層として、例えば厚さ０．５μｍ程度のシリコン酸
化膜をスパッタ法で形成した基板等を用いる必要があ
る。この他にナトリウムが少ないガラスや、石英基板で
も作成可能である。

【００４０】また素子電極２、３の材料としては、一般
的な導体材料が用いられ、例えばＮｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍ
ｏ、Ｐｔ、Ｔｉ等の金属やＰｄ−Ａｇ等の金属が好適で
あり、あるいは金属酸化物とガラス等から構成される印
刷導体や、ＩＴＯ等の透明導電体等から適宜選択され、
その膜厚は、好ましくは数百Åから数μｍの範囲が適当
である。

【００４１】さらにこの素子電極には、市販の白金Ｐｔ
等の金属粒子を含有したペーストを、オフセット印刷等
の印刷法によって塗布形成する事も可能である。

【００４２】またより精密なパターンを得る目的で、白
金Ｐｔ等を含有する感光性ペーストを、スクリーン印刷
等の印刷法で塗布し、フォトマスクを用いて露光、現像
するという工程でも形成可能である。

【００４３】素子電極間隔Ｌ、素子電極長さＷ、素子電
極２、３の形状等は、実素子が応用される形態等に応じ
て適宜設計されるが、間隔Ｌは好ましくは数千Åから１
ｍｍであり、より好ましくは素子電極間に印加する電圧
等を考慮して１μｍから１００μｍの範囲である。ま
た、素子電極長さＷは、好ましくは電極の抵抗値、電子
放出特性を考慮して、数μｍから数百μｍの範囲であ
る。

【００４４】電子源となる導電性膜（素子膜）４は、素
子電極２、３を跨ぐ形で形成される。

【００４５】導電性膜４としては、良好な電子放出特性
を得るために、微粒子で構成された微粒子膜が特に好ま
しい。またその膜厚は、素子電極２、３へのステップカ
バレージ、素子電極間の抵抗値、および後述するフォー
ミング処理条件等を考慮して適宜設定されるが、好まし
くは数Åから数千Åであり、特に好ましくは１０Åから
５００Åの範囲とするのが良い。そのシート抵抗値は、
好ましくは１０³〜１０⁷Ω／□である。

【００４６】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、その微細構造として、微粒
子が個々に分散配置した状態のみならず、微粒子が互い
に隣接あるいは重なり合った状態（島状も含む）の膜を
指しており、微粒子の粒径は、数Å〜数千Å、好ましく
は１０Å〜２００Åである。

【００４７】導電性膜材料には、一般にはパラジウムＰ
ｄが適しているが、これに限ったものではない。また成
膜方法も、スパッタ法、溶液塗布後に焼成する方法など
が適宜用いられる。

【００４８】電子放出部５は、例えば以下に説明するよ
うな通電処理によって形成することができる。尚、図示
の便宜から、電子放出部５は導電性膜４の中央に矩形の
形状で示したが、これは模式的なものであり、実際の電
子放出部の位置や形状を忠実に表現しているわけではな
い。

【００４９】所定の真空度のもとで素子電極２、３間に
不図示の電源より通電すると、導電性膜４の部位に、構
造の変化した間隙（亀裂）が形成される。この間隙領域
が電子放出部５を構成する。尚、このフォーミングによ
り形成した間隙付近からも、所定の電圧下では電子放出
が起こるが、この状態ではまだ電子放出効率が非常に低
いものである。

【００５０】通電フォーミングの電圧波形の例を図８に
示す。電圧波形は、特にパルス波形が好ましい。これに
はパルス波高値を定電圧としたパルスを連続的に印加す
る図８（ａ）に示した手法と、パルス波高値を増加させ
ながらパルスを印加する図８（ｂ）に示した手法があ
る。

【００５１】まず、パルス波高値を定電圧とした場合に
ついて図８（ａ）で説明する。図８（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る。通
常、Ｔ１は１μ秒〜１０ｍ秒、Ｔ２は１０μ秒〜１００
ｍ秒の範囲で設定される。三角波の波高値（通電フォー
ミング時のピーク電圧）は、電子放出素子の形態に応じ
て適宜選択される。このような条件のもと、例えば、数
秒から数十分間電圧を印加する。パルス波形は、三角波
に限定されるものではなく、矩形波等の所望の波形を採
用することができる。

【００５２】次に、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について図８（ｂ）で説明する。
図８（ｂ）におけるＴ１及びＴ２は、図８（ａ）に示し
たのと同様とすることができる。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
ップ程度づつ、増加させることができる。

【００５３】通電フォーミング処理の終了は、パルス電
圧印加中の素子に流れる電流を測定して抵抗値を求め
て、例えば１ＭΩ以上の抵抗を示した時に通電フォーミ
ングを終了させることができる。

【００５４】このフォーミング処理後の状態では電子発
生効率は非常に低いものである。よって電子放出効率を
上げるために、上記素子に活性化と呼ばれる処理を行う
ことが望ましい。

【００５５】この活性化処理は、有機化合物が存在する
適当な真空度のもとで、パルス電圧を素子電極２、３間
に繰り返し印加することによって行うことができる。そ
して炭素原子を含むガスを導入し、それに由来する炭素
あるいは炭素化合物を、前記間隙（亀裂）近傍にカーボ
ン膜として堆積させる。

【００５６】本工程の一例を説明すると、例えばカーボ
ン源としてトルニトリルを用い、スローリークバルブを
通して真空空間内に導入し、１．３×１０^-4Ｐａ程度を
維持する。導入するトルニトリルの圧力は、真空装置の
形状や真空装置に使用している部材等によって若干影響
されるが、１×１０^-5Ｐａ〜１×１０^-2Ｐａ程度が好適
である。

【００５７】図１１に、活性化工程で用いられる電圧印
加の好ましい一例を示した。印加する最大電圧値は、１
０Ｖ〜２０Ｖの範囲で適宜選択される。

【００５８】図１１（ａ）に於いて、Ｔ１は電圧波形の
正と負のパルス幅、Ｔ２はパルス間隔であり、電圧値は
正負の絶対値が等しく設定されている。また、図１１
（ｂ）に於いて、Ｔ１およびＴ１’はそれぞれ電圧波形
の正と負のパルス幅、Ｔ２はパルス間隔であり、Ｔ１＞
Ｔ１’、電圧値は正負の絶対値が等しく設定されてい
る。

【００５９】このとき、約６０分後に放出電流Ｉｅがほ
ぼ飽和に達した時点で通電を停止し、スローリークバル
ブを閉め、活性化処理を終了する。

【００６０】以上の工程により図１７に示したような電
子放出素子を作製することができる。

【００６１】上述のような素子構成と製造方法によって
作製された電子放出素子の基本特性について図９、図１
０を用いて説明する。

【００６２】図９は、前述した構成を有する電子放出素
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
図である。図９において、５１は素子に素子電圧Ｖｆを
印加するための電源、５０は素子の電極部を流れる素子
電流Ｉｆを測定するための電流計、５４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、５３はアノード電極５４に電圧を印加するた
めの高圧電源、５２は素子の電子放出部より放出される
放出電流Ｉｅを測定するための電流計である。

【００６３】電子放出素子の素子電極２、３間を流れる
素子電流Ｉｆ、及びアノードへの放出電流Ｉｅの測定に
あたっては、素子電極２，３に電源５１と電流計５０と
を接続し、該電子放出素子の上方に電源５３と電流計５
２とを接続したアノード電極５４を配置している。

【００６４】また、本電子放出素子およびアノード電極
５４は真空装置５５内に設置され、その真空装置には排
気ポンプ５６および真空計等の真空装置に必要な機器が
具備されており、所望の真空下で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５４の電圧
は１ｋＶ〜１０ｋＶ、アノード電極と電子放出素子との
距離Ｈは２ｍｍ〜８ｍｍの範囲で測定した。

【００６５】図９に示した測定評価装置により測定され
た放出電流Ｉｅおよび素子電流Ｉｆと素子電圧Ｖｆの関
係の典型的な例を図１０に示す。なお、放出電流Ｉｅと
素子電流Ｉｆは大きさが著しく異なるが、図１０ではＩ
ｆ、Ｉｅの変化の定性的な比較検討のために、リニアス
ケールで縦軸を任意単位で表記した。

【００６６】本電子放出素子は放出電流Ｉｅに対する三
つの特徴を有する。

【００６７】まず第一に、図１０からも明らかなよう
に、本素子はある電圧（しきい値電圧と呼ぶ、図１０中
のＶｔｈ）以上の素子電圧を印加すると急激に放出電流
Ｉｅが増加し、一方しきい値電圧Ｖｔｈ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Ｉ
ｅに対する明確なしきい値電圧Ｖｔｈを持った非線形素
子としての特性を示しているのが判る。

【００６８】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は素子電圧Ｖｆで制御でき
る。

【００６９】第三に、アノード電極５４に捕捉される放
出電荷は、素子電圧Ｖｆを印加する時間に依存する。す
なわち、アノード電極５４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。

【００７０】本実施の形態に係る電子源基板の基本構成
としては、例えば図２に示すような構成が挙げられる。
この電子源基板は、基板２１上に、複数のＹ方向配線
（下配線）２４と、このＹ方向配線２４の上に絶縁層２
５を介して複数のＸ方向配線（上配線）２６が形成さ
れ、該両方向配線の交差部近傍にそれぞれ、電極対（素
子電極２、３）を含む電子放出素子が配設されているも
のである。

【００７１】本実施の形態の画像表示装置は、図２に例
示したような電子源基板を用いて構成されるものであ
り、その基本構成について、図１２を用いて説明する。

【００７２】図１２において、２１は上記の電子源基
板、８２はガラス基板８３の内面に蛍光膜８４とメタル
バック８５等が形成されたフェースプレート、８６は支
持枠である。電子源基板２１、支持枠８６及びフェース
プレート８２を前述のようなＩｎ膜などの接合部材及び
フリットガラス等によって接着し、４００℃〜５００℃
で、１０分以上焼成することで、封着して、外囲器９０
を構成する。

【００７３】尚、フェースプレート８２と電子源基板２
１との間に、スペーサーと呼ばれる不図示の支持体を設
置することにより、大面積パネルの場合にも大気圧に対
して十分な強度を持つ外囲器９０を構成することもでき
る。

【００７４】本実施の形態の画像表示装置は、真空封着
部における構成に最大の特徴を有するものであり、電子
源基板２１とフェースプレート８２とをＩｎ膜などの接
合部材を介して接合し、電子源基板２１とフェースプレ
ート８２との間に所定の空隙を設けて外囲器９０を構成
するに際し、上記の接合部材の内部に、この接合部材の
軟化温度より高い融点を持ち、かつ、接合部材に対して
濡れ性の良い接合部材の保持部材を設けているものであ
る。

【００７５】接合部材の保持部材の材料としては、酸化
物を作りにくい固体金属が望ましく、例えば銀、金、白
金などの貴金属材料や、銅やクロム、ニッケルなどに金
コートを施したものが、まず挙げられる。さらに、前述
のようなＩｎ膜などの接合部材の表面酸化膜を還元する
ものも、望ましい。具体的には、チタン、ニッケル、鉄
などの水素吸蔵金属、或は水素吸蔵合金に、予め室温に
て水素雰囲気で水素を吸蔵させた材料であれば、封着の
際に高温で水素を放出し、酸化膜中の酸素と反応し、酸
化膜の還元反応を促進させる。これら、貴金属材料や水
素吸蔵金属は、概ね、液体Ｉｎと濡れ性が良いことも望
ましい特性である。

【００７６】尚、本実施の形態の画像表示装置における
真空封着部の具体的な構成例及び作用等については、後
述の実施例にて詳しく説明する。

【００７７】図１３はフェースプレート８２上に設ける
蛍光膜８４の説明図である。蛍光膜８４は、モノクロー
ムの場合は蛍光体のみから成るが、カラーの蛍光膜の場
合は、蛍光体の配列によりブラックストライプあるいは
ブラックマトリクスなどと呼ばれる黒色導電体９１と蛍
光体９２とで構成される。ブラックストライプ、ブラッ
クマトリクスが設けられる目的は、カラー表示の場合必
要となる三原色蛍光体の、各蛍光体９２間の塗り分け部
を黒くすることで混色等を目立たなくすることと、蛍光
膜８４における外光反射によるコントラストの低下を抑
制することである。

【００７８】また、蛍光膜８４の内面側には通常メタル
バック８５が設けられる。メタルバックの目的は、蛍光
体の発光のうち内面側への光をフェースプレート８２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アノード電極として作用
すること等である。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を真空蒸着等で堆積するこ
とで作製できる。

【００７９】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、上下基板の突き当て法などで十分な位置合わせを行
う必要がある。

【００８０】封着時の真空度は１０^-5Ｐａ程度の真空度
が要求される他、外囲器９０の封止後の真空度を維持す
るために、ゲッタ処理を行なう場合もある。

【００８１】上述のゲッタには蒸着型と非蒸発型があ
り、蒸着型ゲッタはＢａ等を主成分とする合金を、外囲
器９０内で通電あるいは高周波により加熱し、容器内壁
に蒸着膜を形成（ゲッタフラッシュ）し、活性なゲッタ
金属面により内部で発生したガスを吸着して高真空を維
持するものである。

【００８２】一方、非蒸発型ゲッタは、Ｔｉ、Ｚｒ、
Ｖ、Ａｌ、Ｆｅ等のゲッタ材を配置し、真空中で加熱し
て、ガス吸着特性を得る「ゲッタ活性化」を行うことに
より、放出ガスを吸着することができる。

【００８３】一般に、平面型画像表示装置は、薄いため
に真空を維持する蒸着型ゲッタの設置領域や瞬時放電の
ためのフラッシュ領域が十分確保できず、画像表示エリ
ア外の支持枠近傍にそれらを設置している。よって、画
像表示の中央部とゲッタ設置領域とのコンダクタンスが
小さくなり、電子放出素子や蛍光体の中央部での実効排
気速度が小さくなってしまう。

【００８４】電子源と画像表示部材を有する画像表示装
置において、好ましくないガスを発生させる部分は、主
に電子ビームにより照射される画像表示領域である。そ
のため、蛍光体及び電子源を高真空で保持したい場合に
は、放出ガスの発生源である蛍光体や電子源近傍に非蒸
発型ゲッタを配置する必要がある。

【００８５】前述した本実施の形態に係る表面伝導型電
子放出素子の基本的特性によれば、電子放出部からの放
出電子は、しきい値電圧以上では対向する電極間に印加
するパルス状電圧の波高値と巾によって制御され、その
中間値によっても電流量が制御され、もって中間調表示
が可能になる。

【００８６】また多数の電子放出素子を配置した場合に
おいては、各ラインの走査線信号によって選択ラインを
決め、各情報信号ラインを通じて個々の素子に上記パル
ス状電圧を適宜印加すれば、任意の素子に適宜電圧を印
加する事が可能となり、各素子をＯＮすることができ
る。

【００８７】また中間調を有する入力信号に応じて電子
放出素子を変調する方式としては、電圧変調方式、パル
ス幅変調方式が挙げられる。

【００８８】本実施の形態の画像表示装置では、電子源
基板２１とフェースプレート８２とを接合するＩｎ膜等
からなる接合部材の内部に、この接合部材の軟化温度よ
り高い融点を持ち、かつ、接合部材に対して濡れ性の良
い接合部材の保持部材を設けたことにより、接合部分に
おける真空リークの発生を極めて効果的に抑えることが
でき、長期にわたり良質な画像を表示することができる
ものである。

【００８９】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００９０】［実施例１］本実施例は、図２に示したよ
うな多数の表面伝導型電子放出素子をマトリクス配線接
続してなる電子源基板を製造し、この電子源基板を用い
て図１２に示したような画像表示装置を製造した例であ
る。

【００９１】先ず、本実施例の電子源基板の製造方法を
図２乃至図７を参照して説明する。

【００９２】（素子電極の形成）基板としてプラズマデ
ィスプレイ用電気ガラスであるアルカリ成分が少ないＰ
Ｄ−２００（旭硝子（株）製）の２．８ｍｍ厚ガラス上
にナトリウムブロック層としてＳｉＯ₂膜１００ｎｍを
塗付焼成したものを用いた。

【００９３】このガラス基板上に、スパッタ法によって
まず下引き層としてチタニウムＴｉ（厚さ５ｎｍ）、そ
の上に白金Ｐｔ（厚さ４０ｎｍ）を成膜した後、ホトレ
ジストを塗布し、露光、現像、エッチングという一連の
フォトリソグラフィー法によってパターニングして素子
電極２、３を形成した（図３参照）。なお、本実施例で
は素子電極の間隔Ｌ＝１０μｍ、対向する長さＷ＝１０
０μｍとした。

【００９４】（下配線の形成）配線材料に関しては、多
数の表面伝導型素子にほぼ均等な電圧が供給されるよう
に低抵抗である事が望まれ、材料、膜厚、配線巾等が適
宜設定される。

【００９５】共通配線としてのＹ方向配線（下配線）２
４は、一方の素子電極３に接して、かつそれらを連結す
るようにライン状のパターンで形成した。材料にはＡｇ
フォトぺーストインキを用い、スクリーン印刷した後、
乾燥させてから、所定のパターンに露光し現像した。こ
の後４８０℃前後の温度で焼成して下配線２４を形成し
た（図４参照）。この下配線２４の厚さは約１０μｍ、
幅は約５０μｍである。なお終端部は配線取り出し電極
として使うために、線幅をより大きくした。

【００９６】（絶縁層の形成）上下配線を絶縁するため
に、絶縁層２５を形成する。後述のＸ方向配線（上配
線）下に、先に形成したＹ方向配線（下配線）２４との
交差部を覆うように、かつＸ方向配線（上配線）と素子
電極２との電気的接続が可能なように、各素子に対応し
た接続部にコンタクトホール２７を開けて形成した（図
５参照）。

【００９７】具体的には、ＰｂＯを主成分とする感光性
のガラスペーストをスクリーン印刷した後、露光−現像
した。これを４回繰り返し、最後に４８０℃前後の温度
で焼成した。この絶縁層２５の厚みは、全体で約３０μ
ｍであり、幅は１５０μｍである。

【００９８】（上配線の形成）先に形成した絶縁層２５
の上に、Ａｇぺーストインキをスクリーン印刷した後乾
燥させ、この上に再度同様なことを行い２度塗りしてか
ら、４８０℃前後の温度で焼成してＸ方向配線（上配
線）２６を形成した（図６参照）。Ｘ方向配線２６は、
絶縁層２５を挟んでＹ方向配線２４と交差しており、絶
縁層２５に設けたコンタクトホール２７部分で素子電極
２と接続されている。

【００９９】このＸ方向配線２６は駆動時は走査電極と
して作用する。尚、Ｘ方向配線２６の厚さは約１５μｍ
である。図示していないが、外部駆動回路との引出し配
線もこれと同様の方法で形成した。

【０１００】このようにしてＸＹマトリクス配線を有す
る基板が形成された。

【０１０１】（導電性膜の形成）次に、上記基板を十分
にクリーニングした後、撥水剤を含む溶液で表面を処理
し、表面が疎水性になるようにした。これはこの後塗布
する導電性膜形成用の水溶液が、素子電極上に適度な広
がりをもって配置されるようにするためである。用いた
撥水剤は、ＤＤＳ（ジメチルジエトキシシラン）溶液を
スプレー法にて基板上に散布し、１２０℃にて温風乾燥
した。

【０１０２】次に、素子電極２，３間に導電性膜４を形
成した。本工程を図７の模式図を用いて説明する。尚、
基板２１上における個々の素子電極の平面的ばらつきを
補償するために、基板上の数箇所に於いてパターンの配
置ずれを観測し、観測点間のポイントのずれ量は直線近
似して位置補完し、導電性膜形成材料を塗付する事によ
って、全画素の位置ずれをなくして、対応した位置に的
確に塗付するようにした。

【０１０３】本実施例では、導電性膜４としてパラジウ
ム膜を得る目的で、先ず水８５：イソプロピルアルコー
ル（ＩＰＡ）１５からなる水溶液に、パラジウム−プロ
リン錯体０．１５重量％を溶解し、有機パラジウム含有
溶液を得た。この他若干の添加剤を加えた。この溶液の
液滴を、液滴付与手段７１として、ピエゾ素子を用いた
インクジェット噴射装置を用い、ドット径が６０μｍと
なるように調整して素子電極間に付与した（図７
（ａ））。

【０１０４】その後、この基板を空気中にて、３５０℃
で１０分間の加熱焼成処理をして酸化パラジウム（Ｐｄ
Ｏ）からなる導電性膜４’が形成された（図７
（ｂ））。

【０１０５】（フォーミング工程）次に、フォーミング
と呼ばれる本工程に於いて、上記導電性膜４’を通電処
理して内部に亀裂を生じさせ、電子放出部５を形成する
（図７（ｃ））。

【０１０６】具体的な方法は、上記基板２１の周囲の取
り出し電極部を残して、基板全体を覆うようにフード状
の蓋をかぶせて基板２１との間で内部に真空空間を作
り、外部電源より電極端子部から両方向配線２４、２６
間に電圧を印加し、素子電極２、３間に通電することに
よって、導電性膜４’を局所的に破壊、変形もしくは変
質させることにより、電気的に高抵抗な状態の電子放出
部５を形成する。

【０１０７】この時若干の水素ガスを含む真空雰囲気下
で通電加熱すると、水素によって還元が促進され酸化パ
ラジウムＰｄＯからなる導電性膜４’がパラジウムＰｄ
からなる導電性膜４に変化する。

【０１０８】この変化時に膜の還元収縮によって、一部
に亀裂（間隙）が生じるが、この亀裂発生位置、及びそ
の形状は元の膜の均一性に大きく影響される。多数の素
子の特性ばらつきを抑えるには、上記亀裂は導電性膜４
の中央部に起こり、かつなるべく直線状になることがな
によりも望ましい。

【０１０９】なおこのフォーミングにより形成した亀裂
付近からも、所定の電圧下では電子放出が起こるが、現
状の条件ではまだ発生効率が非常に低いものである。

【０１１０】また得られた導電性膜４の抵抗値Ｒｓは、
１０²から１０⁷Ωの値である。

【０１１１】フォーミング処理に用いた電圧波形は図８
（ｂ）の様な矩形パルス波形を用い、Ｔ１を０．１ｍｓ
ｅｃ、Ｔ２を５０ｍｓｅｃとした。印加した電圧は０．
１Ｖから始めて５秒ごとに０．１Ｖステップ程度ずつ増
加させた。通電フォーミング処理の終了は、パルス電圧
印加時に素子に流れる電流を測定して抵抗値を求めて、
フォーミング処理前の抵抗に対して１０００倍以上の抵
抗を示した時点で通電フォーミングを終了した。

【０１１２】（活性化工程）前記のフォーミングと同様
にフード状の蓋をかぶせて基板２１との間で内部に真空
空間を作り、外部から両方向配線２４、２６を通じてパ
ルス電圧を素子電極２、３間に繰り返し印加することに
よって行う。そして炭素原子を含むガスを導入し、それ
に由来する炭素あるいは炭素化合物を、前記亀裂近傍に
カーボン膜として堆積させる。

【０１１３】本工程ではカーボン源としてトリニトリル
を用い、スローリークバルブを通して真空空間内に導入
し、１．３×１０^-4Ｐａを維持した。

【０１１４】図１１に、活性化工程で用いられる電圧印
加の好ましい一例を示した。印加する最大電圧値は、１
０〜２０Ｖの範囲で適宜選択される。

【０１１５】図１１（ａ）に於いて、Ｔ１は電圧波形の
正と負のパルス幅、Ｔ２はパルス間隔であり、電圧値は
正負の絶対値が等しく設定されている。また、図１１
（ｂ）に於いて、Ｔ１およびＴ１’はそれぞれ電圧波形
の正と負のパルス幅、Ｔ２はパルス間隔であり、Ｔ１＞
Ｔ１’、電圧値は正負の絶対値が等しく設定されてい
る。

【０１１６】このとき、素子電極３に与える電圧を正と
しており、素子電流Ｉｆは、素子電極３から素子電極２
へ流れる方向が正である。本実施例では、約６０分後に
放出電流Ｉｅがほぼ飽和に達した時点で通電を停止し、
スローリークバルブを閉め、活性化処理を終了した。

【０１１７】以上の工程で、基板上に多数の電子放出素
子をマトリクス配線接続してなる電子源基板を作成する
ことができた。

【０１１８】（電子源基板の特性評価）上述のような素
子構成と製造方法によって作製された電子源基板の電子
放出特性を、図９に示したような装置を用いて測定し
た。その結果、素子電極間に印加する電圧１２Ｖにおけ
る放出電流Ｉｅを測定したところ平均０．６μＡ、電子
放出効率は平均０．１５％を得た。また素子間の均一性
もよく、各素子間でのＩｅのばらつきは５％と良好であ
った。

【０１１９】次に、以上のようにして作製した電子源基
板を用いて図１２に示したような表示パネル（外囲器９
０）を製造した。

【０１２０】図１は、本実施例に係る表示パネル（外囲
器９０）の周辺部の概略断面構造を示す図である。

【０１２１】図１において、２１は電子放出素子が多数
配置された上記の電子源基板を指し、リアプレートと呼
ぶ。８２はガラス基板８３の内面に蛍光膜８４とメタル
バック８５が形成されたフェースプレートである（図１
２参照）。また、８６は支持枠、２０３はＩｎ膜（接合
部材）、２０５はＩｎ膜保持部材（接合部材保持部材）
である。

【０１２２】フェースプレート８２を構成するガラス基
板８３には、リアプレート２１と同じくプラズマディス
プレイ用電気ガラスであるアルカリ成分が少ないＰＤ−
２００（旭硝子（株）社製）の材料を用いている。この
ガラス材料の場合、ガラスの着色現象は起きないし、板
厚を３ｍｍ程度にすれば、１０ｋＶ以上の加速電圧で駆
動した場合でも、２次的に発生する軟Ｘ線の漏れを抑え
る遮蔽効果も充分である。

【０１２３】フェースプレート８２とリアプレート２１
との間には、スペーサー２０１と呼ばれる支持体を設置
している。これにより、大面積パネルの場合にも大気圧
に対して十分な強度を持つ外囲器９０を構成することが
できる。

【０１２４】スペーサー２０１と支持枠８６はリアプレ
ート２１にフリットガラス２０２によって接着され、４
００〜５００℃で、１０分以上焼成することで固定され
ている。フリットガラス２０２によってリアプレート２
１に接着された支持枠８６の高さに比べて、スペーサー
２０１の高さが僅かに高くなるよう、それぞれの高さ形
状を設定することで、接合後のＩｎ膜２０３の厚みが決
まるようになっている。よって、スペーサー２０１は、
Ｉｎ膜２０３の厚み規定部材としても機能している。

【０１２５】支持枠８６とフェースプレート８２はＩｎ
膜２０３で接着される。Ｉｎ膜２０３は、高温でもガス
放出が少なく、低温の融点を持つために金属Ｉｎを用い
ている。金属、或いは合金を接合部材として用いた場
合、溶媒やバインダを含んでいないため、融点で溶け出
した時の放出ガスは非常に少ないので接合部材として望
ましい。

【０１２６】Ｉｎ膜２０３が接着する支持枠８６及びフ
ェースプレート８２の箇所には、界面での密着性を高め
るために下引き層２０４を設ける。本実施例では、金属
Ｉｎと濡れ性の良い銀を用いている。銀の下引き層２０
４は、銀ペーストをスクリーン印刷などにより容易にパ
ターニングが可能である。下引き層２０４としては、他
にもＩＴＯやＰｔなど真空蒸着法により簡単に形成でき
る金属薄膜でも充分である。

【０１２７】また、Ｉｎ膜２０３内部には、Ｉｎ膜保持
部材２０５を設けてある。Ｉｎ膜保持部材２０５の機能
を説明するために、図１４、図１５を用いて、本実施例
による画像表示装置の封着方法を説明する。

【０１２８】フェースプレート８２とリアプレート２１
を接合する前、すなわち封着する前に予めＩｎ膜２０３
をパターニング形成する。図１４では、フェースプレー
ト８２上に形成する方法を説明するが、リアプレート２
１に接着された支持枠８６上にＩｎ膜２０３を形成する
場合も同じである。

【０１２９】まず、フェースプレート８２は、融けたＩ
ｎの濡れ性を上げるために充分な温度で温められた状態
で保持される。１００℃以上の温度であれば充分であ
る。下引き層２０４として用いられた銀ペーストは、ガ
ラス密着性が高いものの内部に気孔を多く含んだポーラ
スな膜である。よって、融けたＩｎを充分に下引き層２
０４内部に含浸させる必要があるため、融点以上の高い
温度で融けたＩｎを超音波半田ゴテ２０６により下引き
層２０４に半田付けして、Ｉｎ膜２０３を形成する。２
００℃以上の温度で融けている液体Ｉｎであれば充分で
ある。ここで、Ｉｎが下引き層２０４に充分に含浸しな
い場合には、真空リークの原因となる。金属Ｉｎは、常
に半田ゴテ先端に供給されるよう、不図示のＩｎ補給手
段によって接合箇所に随時補充されている。

【０１３０】また、Ｉｎ膜２０３の膜厚は、フェースプ
レート側とリアプレート側（支持枠８６上）それぞれに
形成したＩｎ膜の膜厚合計が、接合後のＩｎ膜２０３の
厚みと比較して、充分に多くなるよう、超音波半田ゴテ
２０６の移動スピードとＩｎの供給量を調節してある。
本実施例では、封着後のＩｎ膜２０３の厚みが３００μ
ｍ、フェースプレート側とリアプレート側それぞれに同
じく３００μｍの膜厚で形成してある。

【０１３１】フェースプレート８２とリアプレート８１
の両基板に、図１４で示した形成法によりＩｎ膜２０３
を形成した後、図１５で示した封着方法によりパネルを
接合させる。

【０１３２】先ず、対向させたフェースプレート８２と
リアプレート２１の間に一定の間隔を設けた状態で、両
基板を保持し真空加熱する。基板からガスが放出され、
その後室温に戻った時にパネル内部が充分な真空度とな
るよう、３００℃以上の高温で基板真空ベークを行う。
この時点で、Ｉｎ膜２０３は融けた状態であり、融けた
Ｉｎが流れ出さないよう両基板とも充分な水準出しを行
っている。基板真空ベークの際には、前述の下引き層２
０４へのＩｎの含浸が一層進み、充分なシール性能を備
えた接合界面を形成する。

【０１３３】真空ベークの後、Ｉｎの融点近傍まで温度
を下げた上で、位置決め装置２００により、フェースプ
レート８２とリアプレート２１との間隔を徐々に縮めて
いき、両基板の接合、すなわち封着を行う。融点近傍ま
で温度を下げるのは、融けた状態の液体Ｉｎの流動性を
抑えて、接合時に不要な流れやはみ出しを防止するため
である。

【０１３４】ここで、問題なのは、フェースプレート側
とリアプレート側それぞれに形成されたＩｎ膜２０３の
接合界面の状態である。図１４で説明したＩｎ膜２０３
の形成法では、表面酸化膜が形成されてしまい、酸化膜
の融点は高温（８００℃以上）で、かつ結晶性の固体に
留まるために封着時にそれぞれの表面形状を保持する恐
れがある。すなわち、酸化膜界面としてＩｎ膜中に残る
ために、真空リークの原因となるリークパスとなる恐れ
が存在する。実際には、酸化膜の厚みが薄いために接合
時に容易に酸化膜が応力により破れて、内部から液体Ｉ
ｎが染み出し対流するために、残った酸化物が問題にな
ることは少ない。しかし、Ｉｎ膜形成時に、局所的に厚
い酸化膜ができたり、充分なＩｎ膜の厚みがない箇所で
はリークパスになる恐れがある。

【０１３５】本発明では、この真空リークの原因となり
うる酸化膜の問題を解決するために、Ｉｎ膜保持部材２
０５を封着時に接合面に挿入する。Ｉｎ膜保持部材２０
５は、基板真空ベーク時に融けた液体Ｉｎがはじいて流
れ出すことがないようＩｎと濡れ性の良い材料から成
る。濡れ性が良いと液体ＩｎがＩｎ膜保持部材２０５に
保持され、基板の水平度が充分でなくてもＩｎの流れ出
しを防ぐ効果も持つ。

【０１３６】本実施例でのＩｎ膜保持部材２０５は、球
形形状でリアプレート側（支持枠８６上）のＩｎ膜に埋
め込むことで初期位置が保たれた状態で封着装置に投入
されている。

【０１３７】さらに、Ｉｎ膜保持部材２０５の機能のも
う一つは、Ｉｎが融けた状態で接合される際に対向する
フェースプレート８２上のＩｎ膜２０３の酸化膜を破る
効果である。前述したように酸化膜は、結晶性の固体で
あるもののバルクに比して充分すぎるほど薄いものであ
る。よって、接合時にＩｎ膜保持部材２０５から加わる
応力は、酸化膜を破るに充分な圧力となる。接合面全面
で表面酸化膜が破れずとも、局所的に酸化膜が失われれ
ば、そこを起点として液体Ｉｎが対流し酸化膜を接合面
から余分な量の液体Ｉｎと一緒に周辺部に流し出し、接
合面から酸化膜を排除する効果がある。

【０１３８】Ｉｎ膜保持部材２０５の材料としては、酸
化物を作りにくい固体金属が望ましい。Ｉｎ膜保持部材
２０５表面に酸素が吸着されている場合、Ｉｎ膜２０３
と新たに反応しＩｎ酸化膜を形成する恐れがあるためで
ある。銀、金、白金などの貴金属材料や、銅やクロム、
ニッケルなどに金コートを施したものが、まず挙げられ
る。さらに、積極的にＩｎ表面酸化膜を還元するもの
も、望ましい。チタン、ニッケル、鉄などの水素吸蔵金
属、或は水素吸蔵合金に、予め室温にて水素雰囲気で水
素を吸蔵させた材料であれば、封着の際に高温で水素を
放出し、酸化膜中の酸素と反応し、酸化膜の還元反応を
促進させる。これら、貴金属材料や水素吸蔵金属は、概
ね、液体Ｉｎと濡れ性が良いことも望ましい特性であ
る。

【０１３９】本実施例では、球形形状のＩｎ膜保持部材
２０５を用いているが、機能面から考えて異なる形状が
望ましい場合もある。例えば、液体Ｉｎとの濡れ性が充
分で比較的表面積が大きくても充分にＩｎが濡れてハジ
キを起こさない材料を用いた場合、比較的鋭利な断面形
状を備え、鋭利な端面にて積極的に応力集中により酸化
膜を破る方が、道理にかなっている。円錐や四角錐形状
であれば、その先端部で酸化膜を破ることになる。

【０１４０】また、比較的小型の表示パネルにおいて、
スペーサー２０１を設けなくとも耐大気圧が保たれる場
合には、Ｉｎ膜保持部材２０５の厚みを封着後のＩｎ膜
２０３の厚みと同じくすることにより、このＩｎ膜保持
部材２０５をＩｎ膜２０３の厚み規定部材としても機能
させることができる。

【０１４１】ただし、注意すべきは、Ｉｎ膜保持部材２
０５が図１５の封着時の圧力を全て受けるために、前述
の鋭利な断面形状を有するＩｎ膜保持部材２０５では、
応力集中により支持枠８６やフェースプレート８２が割
れる恐れが生ずる。この場合、Ｉｎ膜保持部材２０５の
個数を増やすなどして、力を分散させることが必要にな
るのは、言うまでもない。

【０１４２】尚、この一連の工程を全て真空チャンバー
中で行うことで、同時に外囲器９０内部を最初から真空
にすることが可能となり、かつ工程もシンプルにするこ
とができた。

【０１４３】このようにして図１２に示されるような表
示パネルを製造し、走査回路・制御回路・変調回路・直
流電圧源などからなる駆動回路を接続し、平面状の画像
表示装置を製造した。

【０１４４】以上のようにして製造した本実施例の画像
表示装置において、Ｘ方向端子とＹ方向端子を通じて、
各電子放出素子に時分割で所定電圧を印加し、高電圧端
子Ｈｖを通じてメタルバック８５に高電圧を印加するこ
とによって、任意のマトリクス画像パターンを画素欠陥
の無い良好な画像品質で表示することができた。

【０１４５】［実施例２］本実施例も図２に示したよう
な多数の表面伝導型電子放出素子をマトリクス配線接続
してなる電子源基板を製造し、この電子源基板を用いて
図１２に示したような画像表示装置を製造した例であ
る。尚、電子源基板２１及びフェースプレート８２の構
成は実施例１と同様である。

【０１４６】図１６は、本実施例に係る表示パネル（外
囲器９０）の周辺部の概略断面構造を示す図である。

【０１４７】本実施例では、Ｉｎ膜保持部材２０５が、
プレス加工にて三次元形状を有している。支持枠８６を
リアプレート（電子源基板）２１にフリットガラス２０
２を用いて接着する前に、支持枠８６にＩｎ膜保持部材
２０５自身のバネ圧により固定しておく。支持枠８６端
面に飛び出たＩｎ膜保持部材２０５の部分は、フリット
ガラス２０２の接着厚みを規定する機能を持っている。
さらに、封着時には、反対側の端面がＩｎ膜２０３を保
持し、かつ、表面酸化膜を接合面から排除し、また、Ｉ
ｎ膜２０３の厚みを規定する機能を併せ持つ。

【０１４８】さらに、Ｉｎ膜保持部材２０５がバネ圧で
支持枠８６に固定したことで、Ｉｎ膜保持部材２０５が
自らの位置決めを行う機能を備えている。これにより、
封着時に余分な液体Ｉｎが流れ出す際に、Ｉｎ膜保持部
材９４が同時に動いてしまい機能が発揮しなくなる恐れ
がなくなる。

【０１４９】本実施例では、支持枠８６とリアプレート
２１の接合をフリットガラス２０２により行っている
が、この接合もＩｎで行えば、低温での接合プロセスが
実現できる。一方、両面Ｉｎ接合では、同時、或は、順
次接合を行った場合でも、支持枠８６の接合位置ズレ起
こりやすくなる。したがって、両面Ｉｎ接合する場合に
は、Ｉｎ膜保持部材９４の形状を、支持枠８６とリアプ
レート８１、或は、フェースプレート８２との相対位置
決めを行うことができる形状とするのが好ましく、これ
により、新たに位置決め治具を用いなくとも良い。

【０１５０】以上説明した実施例１及び実施例２では、
封着プロセスを真空環境下で行っているが、封着を大気
雰囲気環境下で行い、後に別途設けた排気用基板穴から
パネル内部を排気することで、真空間隙を有する外囲器
９０を形成する場合でも、本発明は有効である。すなわ
ち、大気雰囲気環境下の方が、Ｉｎ膜２０３の表面酸化
膜はより厚くなるために、酸化膜を破るためのＩｎ膜保
持部材２０５の効果がより顕著になることは明らかであ
る。

【０１５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像表示
装置によれば、真空リークの発生を抑制し、電子放出素
子の性能を高く維持することができ、長期にわたり良質
な画像を表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る表示パネル（外囲器）
周辺部の概略断面構造を示す図である。

【図２】本発明の画像表示装置の構成部材である電子源
基板の基本的構成を示す平面図である。

【図３】図２の電子源基板の製造工程を説明するための
図である。

【図４】図２の電子源基板の製造工程を説明するための
図である。

【図５】図２の電子源基板の製造工程を説明するための
図である。

【図６】図２の電子源基板の製造工程を説明するための
図である。

【図７】図２の電子源基板の製造工程を説明するための
図である。

【図８】フォーミング電圧の例を示す図である。

【図９】本発明に係る電子放出素子の特性を測定するた
めの装置を模式的に示す図である。

【図１０】本発明に係る表面伝導型電子放出素子の素子
電流及び放出電流と素子電圧との関係を示す図である。

【図１１】活性化電圧の例を示す図である。

【図１２】本発明に係る画像表示装置の一構成例を模式
的に示す斜視図である。

【図１３】本発明に係る画像表示装置における蛍光膜の
例を模式的に示す図である。

【図１４】本発明の実施例１に係る表示パネル（外囲
器）の封着方法を説明するための図である。

【図１５】本発明の実施例１に係る表示パネル（外囲
器）の封着方法を説明するための図である。

【図１６】本発明の実施例２に係る表示パネル（外囲
器）周辺部の概略断面構造を示す図である。

【図１７】表面伝導型電子放出素子の一構成例を示す模
式図である。

【図１８】従来の表示パネル（外囲器）周辺部の概略断
面構造を示す図である。

【符号の説明】

１基板２素子電極３素子電極４導電性膜（素子膜）５電子放出部２１電子源基板（リアプレート）２４Ｙ方向配線２５絶縁層２６Ｘ方向配線２７コンタクトホール５０素子電流Ｉｆを測定するための電流計５１素子に素子電圧Ｖｆを印加するための電源５２放出電流Ｉｅを測定するための電流計５３アノード電極に電圧を印加するための高圧電源５４放出電流Ｉｅを捕捉するためのアノード電極５５真空装置５６排気ポンプ７１液滴付与手段８２フェースプレート８３ガラス基板８４蛍光膜８５メタルバック８６支持枠９０外囲器（表示パネル）９１黒色導電体９２蛍光体２００位置決め装置２０１スペーサー２０２フリットガラス２０３Ｉｎ膜（接合部材）２０４下引き層２０５Ｉｎ膜保持部材（保持部材）２０６超音波半田ゴテ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三浦徳孝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 (72)発明者上田弘治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 5C032 AA01 BB18 5C036 EE14 EE17 EF01 EF06 EF09 EG02 EG06 EH11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第一の基板と、前記第一の基板と間隔を
置いて対向配置された第二の基板とを有する外囲器と、
前記外囲器内に配置された画像表示手段とを備える画像
表示装置であって、前記第一の基板または前記第二の基
板の周辺部において、前記第一の基板と前記第二の基板
とが、その内部に高融点材料からなる部材を有する低融
点金属の接合部材により封着されていることを特徴とす
る画像表示装置。
【請求項２】前記高融点材料からなる部材は、金属で
あることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】第一の基板と、前記第一の基板と間隔を
置いて対向配置された第二の基板とを有する外囲器と、
前記外囲器内に配置された画像表示手段とを備える画像
表示装置であって、前記第一の基板または前記第二の基
板の周辺部において、前記第一の基板と前記第二の基板
とが、保持部材により保持された金属の接合部材によっ
て封着されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】前記保持部材は、金属であることを特徴
とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】前記画像表示手段は、電子放出素子と蛍
光体とを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれ
かに記載の画像表示装置。
【請求項６】電子放出素子が配置された第一の基板と
画像表示部材を有する第二の基板とが、所定の間隔を置
いて接合部材を介して封着された外囲器を有する画像表
示装置において、前記接合部材の内部に該接合部材の軟化温度より高い融
点を持ち、かつ、該接合部材に対して濡れ性の良い接合
部材の保持部材を有することを特徴とする画像表示装
置。
【請求項７】前記保持部材が、前記間隔方向におい
て、前記接合部材の厚みと同じ厚みを有することを特徴
とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】前記保持部材は、酸化しにくい金属を母
材表面にコーティングしたものであることを特徴とする
請求項６または７に記載の画像表示装置。
【請求項９】前記保持部材は、水素を吸蔵させた金属
であることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載
の画像表示装置。
【請求項１０】前記保持部材は、自らの位置決めを行
う機能を備えていることを特徴とする請求項６〜９のい
ずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１１】前記画像表示部材は、蛍光体と黒色導
電材からなる蛍光膜を有することを特徴とする請求項６
〜１０のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１２】前記画像表示部材は、前記蛍光膜を被
覆するメタルバックを有することを特徴とする請求項１
１に記載の画像表示装置。
【請求項１３】第一の基板と、前記第一の基板と間隔
を置いて対向配置された第二の基板とを有する外囲器
と、前記外囲器内に配置された画像表示手段とを備える
画像表示装置の製造方法であって、第一の基板または第
二の基板の周辺部において、前記第一の基板と前記第二
の基板とを、その内部に高融点材料からなる部材を有す
る低融点金属の接合部材により封着する工程を有するこ
とを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項１４】前記高融点材料からなる部材は、金属
であることを特徴とする請求項１３に記載の画像表示装
置の製造方法。
【請求項１５】第一の基板と、前記第一の基板と間隔
を置いて対向配置された第二の基板とを有する外囲器
と、前記外囲器内に配置された画像表示手段とを備える
画像表示装置の製造方法であって、第一の基板または第
二の基板の周辺部において、前記第一の基板と前記第二
の基板とを、保持部材により保持された金属の接合部材
によって封着する工程を有することを特徴とする画像表
示装置の製造方法。
【請求項１６】前記保持部材は、金属であることを特
徴とする請求項１５に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項１７】前記画像表示手段は、電子放出素子と
蛍光体とを有することを特徴とする請求項１３〜１６の
いずれかに記載の画像表示装置の製造方法。