JP2005063761A - 電子源の製造方法及び画像表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 工程を簡素化した電子源の製造方法を提供する。
【解決手段】 各々が一対の電極２、３と該一対の電極２、３間を接続する高分子膜４’とで構成される複数のユニットと、該複数のユニットを接続するＸ方向配線７、Ｙ方向配線８とを電子源基板１０上に形成し、真空容器１２で電子源基板１０の一部を覆うことで、前記複数のユニットを前記第１の基板と前記容器とで形成された空間内に配置し、前記空間内を所望の雰囲気とし、前記空間内に位置する前記複数のユニットの各々を構成する前記高分子膜を低抵抗化し、高分子膜４’を低抵抗化することにより得た膜の各々に間隙６'を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子源の製造方法及び画像表示装置の製造方法に関する。

近年、画像表示装置等への応用を目指し、電子放出素子を多数配置した種々の電子源の検討がなされている。

例えば、特許文献１には、間隙部を有する導電性膜を備えた複数の電子放出素子をマトリクス配線した電子源の構成及びその製造方法が提案されている。

前記電子源の構成を図１１、図１２を参照して説明する。図１１（ａ）は、従来の電子源を構成する電子放出素子を模式的に示した上面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図１２（ａ）は、図１１に示す電子放出素子を複数配置した電子源を模式的に示した上面図、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。

図１１に示す電子放出素子２００は以下の方法により作製される。はじめに、基板２０１上に素子電極２０２、２０３を配置し、素子電極間を接続するように導電性膜２０４を配置し、導電性膜２０４にフォーミング工程を施すことで第１の間隙２０５を形成する。そして、安定した電子放出を可能とすべく、第１の間隙２０５の内部および第１の間隙の近傍の導電性膜上に炭素を含む膜を堆積する活性化工程を施すことで、第１の間隙２０５よりもさらに狭い第２の隙間２０６を形成する。

上記の方法により作製された電子放出素子２００は、基板上に複数配列して電子源として用いることができる。図１２では、電子源を説明するために、電子放出素子を３行×３列にマトリクス配置した簡略な場合における電子源３００を模式的に示している。素子電極２０２とＸ方向配線２０８、素子電極２０３とＹ方向配線２０９が結線され、単純マトリクス構造を形成することができる。なお、Ｘ方向配線２０８とＹ方向配線２０９との交差部分には絶縁層２１０が設けられる。

また、特許文献２には、前述したフォーミング工程を終えた素子が形成された基板を容器で覆い、その内部に炭化水素ガスなどを導入した上で前述した活性化工程を行う電子源の製造方法が提案されている。

しかし、上述した製造方法で作製した電子放出素子及びそれを複数用いた電子源では、以下の課題を有する。

（１）導電性膜の膜厚、膜質を精度良く形成することは必ずしも容易ではないため、画像表示装置等、多数の電子放出素子を必要とする場合、各素子間の均一性を低下させる要因となりうる。

（２）電子放出のためには、フォーミング工程が必要であり、さらに良好な電子放出特性を得るために、有機物質を含有する雰囲気を形成する工程、さらにその雰囲気中で導電性膜に炭素被膜を形成する活性化工程等、製造工程において付加的な工程が多く、工程管理が煩雑化している。

これに対し、特許文献３には、高分子膜を低抵抗化する工程と、低抵抗化された高分子膜に通電することで間隙を形成する工程と、を有する電子放出素子および画像形成装置の
製造方法が提案されている。

また、特許文献４には、基体上に形成された一対の電極間に、高分子膜を形成する工程、該高分子膜に加熱により導電性を付与する工程、及び、該一対の電極間に、電位差を与える工程を有する電子放出素子の製造方法が提案されている。

特開平８−３２１２５４号公報 特開２０００−３１１５９４号公報 特開２００３−７２０６号公報 特開２００２−１５０９３０号公報

本発明は、上記従来技術をさらに発展させたものであり、その目的とするところは、工程を簡素化した電子源及び画像表示装置の製造方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、製造に用いる装置を小型化することができる電子源及び画像表示装置の製造方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、長期に渡り優れた表示品位を維持できる画像表示装置を安価に製造することができる電子源及び画像表示装置の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明に係る電子源の製造方法にあっては、
電子源の製造方法であって、
各々が一対の電極と該一対の電極間を接続する高分子膜とで構成される複数のユニットと、該複数のユニットを接続する配線とを第１の基板上に形成する工程（Ａ）と、
容器で前記第１の基板の一部を覆うことで、前記複数のユニットを前記第１の基板と前記容器とで形成された空間内に配置する工程（Ｂ）と、
前記容器と前記第１の基板とで形成された前記空間内を所望の雰囲気とする工程（Ｃ）と、
前記空間内に位置する前記複数のユニットの各々を構成する前記高分子膜を低抵抗化する工程（Ｄ）と、
前記高分子膜を低抵抗化することにより得た膜の各々に間隙を形成する工程（Ｅ）と、
を有することを特徴とする。

また、本発明に係る画像表示装置の製造方法にあっては、
画像表示装置の製造方法であって、
前記電子源の製造方法により製造された電子源の前記第１の基板を、前記工程（Ｅ）を終えた後に、発光部材を有する第２の基板と対向させて封着する工程（Ｆ）を有することを特徴とする。

上記構成により、電子源を得るまでに必要な工程を減少することができ、製造工程の短縮、簡素化が可能となる。

また、低抵抗化処理及び又は間隙形成工程を施す基板を全て容器内に入れる必要はなく、製造に用いる処理装置を小型化できる。

本発明によれば、工程を簡素化した電子源及び画像表示装置の製造方法を提供すること
ができる。

また、製造に用いる装置を小型化した電子源及び画像表示装置の製造方法を提供することができる。

また、長期に渡り優れた表示品位を維持できる画像表示装置を安価に製造できる電子源及び画像表示装置の製造方法を提供することができる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良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、特に特定的な記載がない限りは、この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。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。

［第１の実施の形態］
（電子源の概略構成）
図２（ａ）は、本発明の製造方法により製造される電子源を模式的に示した上面図、（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ'断面図である。本発明の電子源は、複数の電子放出素子か
ら成っており、図２（ａ）では、電子放出素子を３行×３列に合計９個配置した場合を例示しているが、もちろん電子放出素子をＭ行×Ｎ例（Ｍ、Ｎは共に１以上の整数）配置した電子源についても適用できる。

図２に示すよう、電子源５０は、後述する電子放出素子４０を３行×３列配置したものである。電子放出素子４０は、電子源を構成する基体（電子源基板、リアプレートとも称する）１上に電極２、３を配置し、その上に間隙６’を有する導電性膜（「炭素を主成分とする導電性の膜」、「高分子膜に低抵抗化処理を施すことで得た膜」、あるいは単に「カーボン膜」と呼ぶ場合がある。以下「カーボン膜」と称す）４００が配置されたものである。素子電極２はＸ方向配線７と、素子電極３はＹ方向配線８と、それぞれ結線されている。なお、Ｘ方向配線７とＹ方向配線８との交差部分には絶縁層９が設けられている。

（電子放出素子の概略構成）
次に、本発明の電子源を構成する電子放出素子を図３を参照して詳述する。図３は、図２に記載の電子源のうち、ある電子放出素子の部分について抜き出した図で、（ａ）は、本発明の電子源を構成する電子放出素子の上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ’−Ａ’断面図である。

図３に示すように、基体１上に電極２、３が間隔Ｌだけ離れて配置されている。カーボン膜４００は、電極２、３を跨いで基体１上に配置されており、その長さＷ’は電極長さＷよりも原則として短い。また、カーボン膜４００は、間隙６'を有する。なお、本発明
の電子放出素子のカーボン膜４００は、電極２、３上に配置された当初は高分子膜４'で
ある。詳しくは後述するが、製造工程中において、高分子膜４’にエネルギービームを照射することで、高分子膜４’をカーボン膜４００に改質している。

以下、適宜、電極２、３及び高分子膜４'をひとまとめにして「ユニット」と称する。

次に、本発明における「高分子膜」及び「低抵抗化処理」について記載する。

高分子とは、化合物の物理的、化学的性質がその分子量によって変化しない程度の分子量となった化合物であり、その分子量の下限として明確な値は規定されていないが、互い
に共有結合で連なった５０００以上、好ましくは１００００以上の分子量をもつ化合物を指す。

本発明で用いる高分子膜としては、電子ビーム（ＥＢ）、イオンビーム（ＩＢ）等の粒子ビーム、あるいはレーザ光などを照射（以下では、これらを総称して「エネルギー照射」と称する場合がある）すると、炭素結合の解離、再結合が生じて導電性が発現する（低抵抗化される）高分子が好ましい。

このような高分子としては、芳香環を有する芳香族系高分子膜が好ましい。芳香族系高分子は、導電性を有するグラファイトと類似の構造を予め有し、共役電子を蓄えやすく、導電性を発現しやすい。特に芳香族ポリイミドは、骨格中に芳香環及びイミド基とが平面状に存在し、本発明の低抵抗化処理によりグラファイト類似の構造を形成しやすく、結果、導電性を付与することが特に期待できる。

また、ポリフェニレンオキサジアゾール、ポリフェニレンビニレンなどの高分子も本発明において好ましく用いることができる。

一方で、これらの高分子は、一般的に溶媒に対し難溶性を示す場合がある。本発明においては、芳香族系の高分子が好ましく用いられるが、これらの多くは溶媒に溶けにくいため、その前駆体溶液を使用し、その後焼成して高分子膜とする手法が有効である。一例をあげれば、インクジェット方式により芳香族ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸溶液を塗布（液滴付与）して、加熱等によりポリイミド膜を形成することができる。インクジェット方式を用いた塗布は、必要な位置に必要な膜厚で塗布できるので大面積の基体に適している。

なお、ポリアミド酸を溶かす溶媒としては、例えば、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドなどが使用できる。また、ｎ−ブチルセロソルブ、トリエタノールアミンなどと併用することもできるが、本発明が適用できれば特に制限はなく、これらの溶媒に限定されるわけではない。

高分子の低抵抗化に関しては、詳細なメカニズムは解明されていないが、前記したように高分子中に含まれる炭素結合の解離再結合が生じる一種の熱分解であると考えられている。仮に、低抵抗化処理を閉じた系で行えば、分解により生じる残渣などが系内に残留し、この残渣が後工程で放出され、電子源の電子放出特性に悪影響を及ぼす場合がある。ところが、低抵抗化を開放系、例えば大気中で行えば、導電性を発現する炭素結合の解離再結合が効果的に起こらず、炭素が大気中の酸素と反応することは明らかである。

そこで、容器を用意し、容器内部の雰囲気を酸素の少ない状態（例えば、真空雰囲気や不活性雰囲気などの非酸化性雰囲気）に保ち、その中で低抵抗化を実施することが考えられる。しかしこの場合、大型の基板よりなる電子源の低抵抗化処理に際しては、用意する真空容器はさらに大型になり、実用上好ましくない。

そこで本発明では、電子源を構成する基板の一部を、容器で覆い、電子源を構成する基板と上記容器とで気密空間を形成し、該空間内部の雰囲気を非酸化性雰囲気に制御し、低抵抗化処理を行うことを特徴としている。

以上のような方法により高分子膜４'に低抵抗化処理を施してカーボン膜４００を形成
し、さらに、カーボン膜４００中に間隙６'を形成して作成した電子源について、再び図
２を用いて、電子放出の仕組みについて簡単に説明する。

上記した電子放出素子より構成される電子源５０においては、Ｘ方向配線７、Ｙ方向配線８及び電極２、３を介して各電子放出素子の間隙６'に十分な電界が印加されると、電
子が間隙６'をトンネルして、電極２、３間に電流が流れる。このトンネル電子の一部が
散乱し、図２（ａ）における紙面に垂直な方向に印加された高圧により引き出されて放出電子となる。電子源は、これら複数の電子放出素子から放出される電子を制御することで、例えば、画像表示装置に応用することができる。

続いて、本発明を特徴づける、高分子膜４'を低抵抗化処理し、カーボン膜４００とす
る製造装置について、図４及び図５を参照して説明する。

図４は、本発明の第１の実施の形態で使用する電子源の製造装置の概略断面図である。図５は、本発明の第１の実施の形態で使用する電子源の製造装置の斜視図である。

図４及び図５において、１０は電子源基板、１１は支持体、１２は真空容器、１４は配管、１６は排気口、１８はシール部材、２０はヒーター、２５はバルブ、２６は真空ポンプ、２７は真空計、２８は粒子ビーム放出手段、２９は粒子ビーム放出制御装置、３１は電子源基板の取り出し配線と駆動ドライバとを結ぶ接続配線、３２は駆動ドライバ、４１は熱伝導部材である。

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の内部には、ヒーター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。

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る。

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へ伝え、放熱することができる。これにより、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。

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及び領域、すなわち、少なくとも電子源基板１０の高分子膜４'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、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。

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場合は、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基板と支持体の間に注入する方法も採ることができる。

ヒーター２０は、密閉された管状であり、この中に温調媒体が封入される。なお、図示しないが、この粘性液状物質を支持体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、ヒーター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、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。

なお、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（登録商標）樹脂などの合成樹脂材料、シリコーンゴム等のゴム材料、アルミナなどのセラミック材料、銅やアルミの金属材料等を使用することができる。

真空容器１２は、ガラスやステンレス製の容器であり、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３０を除き、高分子膜４'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。

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。

以上のような部材を用いて作製した真空容器１２内を、真空ポンプ２６を用いて真空に排気する。そして、排気を継続した状態で、真空容器１２内に設置した粒子ビーム放出手段２８から電子源基板１０上の高分子膜４'を含む領域へ電子、イオン等の粒子ビームを
照射することにより、高分子膜４'をカーボン膜４００に変換することができる。粒子ビ
ームとして電子ビームを照射する場合には、粒子ビーム放出手段２８として電子銃を使用する。例えば、ブラウン管テレビの電子銃を使用することができる。そして、所望の抵抗値が得られた時点で照射を終了するが、ダミーユニットを用いて経験的に照射時間と抵抗値の関係がわかっていれば、抵抗値を測定せず、照射時間を管理するだけでも良い。

また電子ビームやイオンビーム等の粒子ビーム照射は、高分子膜４'全体にわたって行
う必要はなく、高分子膜４'の一部分を低抵抗化しておくことによっても、以後の工程を
行うことができる。

なお、高分子膜４'のカーボン膜４００への変換の際には、高分子膜４'の残渣が発生し、電子源基板１０を含む真空容器１２の内壁に付着する。このため、真空容器１２内で電子源基板１０をベーキングするか、又は、十分なコンダクタンスのとれる別の真空容器（不図示）内で電子源基板１０をベーキングすることにより、高分子膜の残渣を効果的に除去することができる。

以上のように真空容器１２中でカーボン化を施した電子源基板１０は、バルブ２５より導入されるパージガス（通常窒素）により真空容器１２をパージすれば、容易に取り外すことができる。

次に、以上の工程で作製した電子源を用いた画像表示装置の製造方法を説明する。図６は、本発明の画像表示装置の製造工程の一例を模式的に示した断面図である。

（画像表示装置の製造方法）
予め用意した、アルミニウム膜からなるメタルバック７３と蛍光体膜７４等の発光部材を備えたフェースプレート７１（第二の基板）と、電子源基板１０（第１の基板）とを、メタルバック７３と電子放出素子が対向するように、位置合わせする（図６（ａ））。

支持枠７２とフェースプレート７１との当接面（当接領域）には接合部材７５が配置される。同様に、電子源基板１０と支持枠７２との当接面（当接領域）にも接合部材７５が配置される。上記接合部材７５には、真空を保持する機能と接着機能とを有するものが用いられ、具体的にはフリットガラスやインジウム、インジウム合金などが用いられる。

図６（ａ）においては、支持枠７２が、電子源基板１０上に接合部材７５によって固定
（接着）された例を図示しているが、必ずしも予め接合されている必要はない。また、同様に、図６（ａ）においてはスペーサ１０１が電子源基板１０上に固定された例を示しているが、スペーサ１０１も、電子源基板１０に必ずしも固定されている必要はない。

また、図６（ａ）では、便宜上、電子源基板１０を下方に配置し、フェースプレート７１を電子源基板１０の上方に配置した例を示したが、どちらが上であっても構わない。

さらには、図６（ａ）では、支持枠７２及びスペーサ１０１は、予め、電子源基板１０上に固定（接着）した例を示したが、第一の基板と第二の基板を接合（封着と称する）する時に固定（接着）されるよう、電子源基板１０上又はフェースプレート７１上に載置するだけでもよい。

上記工程で対向して配置されたフェースプレート７１と電子源基板１０とを、その対向方向に加圧しながら、少なくとも前記接合部材７５を加熱し封着する（図６（ｂ））。上記加熱は、熱的な歪を低減するために、フェースプレート７１及び電子源基板１０の全面を加熱することが好ましい。

なお、本発明においては、上記「封着工程」は、減圧（真空）雰囲気中あるいは非酸化雰囲気中にて行うことが好ましい。具体的な減圧（真空）雰囲気としては、１０^-5Ｐａ以下、好ましくは１０^-6Ｐａ以下の圧力が好ましい。

封着工程により、フェースプレート７１と支持枠７２と電子源基板１０との当接部が気密に接合されると同時に、内部が高真空に維持された図７に示す気密容器１００が得られる。

封着工程を真空中にて行う場合には、気密容器１００内部を高真空に維持するために、メタルバック７３上（メタルバックの電子源基板と対向する面上）に残留ガスを排気するゲッター材を被覆する工程を設けることが好ましい。この時用いるゲッター材としては、被覆を簡易にするために蒸発型のゲッターを用いることができる。したがって、バリウムをゲッター膜として用いる場合は、ゲッター膜をメタルバック７３上に被覆することが好ましい。また、バリウムを用いる場合は、ゲッターの被覆工程は、その効果を最大限発揮させるため、減圧（真空）雰囲気中で行われる。

本発明による電子源基板を用いた画像表示装置では、前述のように、電子源基板上の高分子膜の残渣を含まない、したがって、表示画像に影響の少ない画像表示装置を製造することができる。

［第２の実施の形態］
本発明の好ましい第２の実施の形態について図８及び図９を参照して説明する。なお、本実施の形態は、主として上記第１の実施の形態における電子源基板の高分子膜の低抵抗化方法を別の手法で行ったものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。図８は、本発明の第２の実施の形態で使用する電子源の製造装置の概略断面図、図９は、本発明の第２の実施の形態で使用する電子源の製造装置の斜視図である。図中図４、図５と同じ符号のものは、同じものを示している。

第２の実施の形態では、真空容器の外部に設けられた光源で発生した光を、光ファイバー及び集光レンズを用いて電子源基板に照射し、高分子膜を低抵抗化する。光源としては、ハロゲン光源、キセノン光源のほか、半導体レーザなども使用することができ、光ファイバーの端部にレンズを設けて集光する市販製品を利用することがきる。

これら光源、ファイバー、レンズを用いて焦点距離を適切に保ち、図４及び図５に示した粒子ビーム放出手段２８の代わりに、レンズを設置し、真空容器１２内を真空ポンプ２６にて排気したのち光照射する。

一方、図８及び図９に示すように、基板の透光性を利用して、電子源基板１０の裏面から光照射することで、高分子膜を効率よくカーボン化することもできる。この場合、電子源基板１０の支持体１１は、電子放出素子が存在する部分に開口３４を設け、光源３８のみならずレンズ３６をも真空容器１２外部に設置して光照射することができる。

いずれの場合でも高分子膜のカーボン化の際に生じる残渣は、電子源基板１０を含む真空容器１２の内壁に付着する。しかし、真空容器１２をベーキングするか、十分なコンダクタンスのとれる別の真空容器内で電子源基板１０をベーキングすることにより、高分子膜の残渣を効果的に除去することができる。したがって、本発明による電子源基板を用いた画像表示装置では、内部に高分子膜の残渣を含まず、表示画像に影響の少ない画像表示装置を製造することができる。

なお、図８及び図９でカーボン化を施した電子源基板１０は、バルブ２５より導入されるパージガス（通常窒素）により真空容器１２をパージすれば、容易に取り外すことができ、画像表示装置等を製造するための次工程へまわすことができる。

以下、実施例をあ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い。

本実施例では、図２に示す電子源を用い、図７に模式的に示された画像表示装置を製造する方法を具体的に説明する。以下図１、図１０を参照して実施例１について説明する。図１は、本発明に係る電子源及び画像表示装置の製造方法の工程を示すフローチャートである。図１０は、本発明の電子源の製造工程の一例を示す模式図である。なお、本実施例では、Ｘ方向８０素子Ｙ方向４０素子を有する電子源を用いた画像表示装置６８を作製した。以下順を追って詳細に説明する。

（工程１）
ガラス製の基体１上に、スパッタリング法によりＰｔ膜を堆積し、フォトリソグラフィ技術を用いてＰｔ膜からなる電極２、３を形成した（図１０（ａ））。

（工程２）
次に、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、Ｘ方向配線７を形成した（図１０（ｂ））。

（工程３）
次に、Ｘ方向配線７と後工程で形成するＹ方向配線８の交差部となる位置に、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（図１０（ｃ））。

（工程４）
次に、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、Ｙ方向配線８を形成し、基体１上にマトリックス配線を形成した（図１０（ｄ））。

（工程５）
以上のようにしてマトリックス配線を形成した基体１の電極２、３間に跨る位置に、イ
ンクジェット法により、高分子膜４'となる原料の溶液を塗布した。本実施例では、ポリ
イミドの前駆体であるポリアミド酸３％Ｎ−メチルピロリドン／２−ブトキシエタノール溶液を、インクジェット法により液滴塗布した。これを、ベークして溶媒を除去し、円形のポリイミド前駆体が素子上に形成されたリアプレートを得た（図１０（ｅ））。

（工程６）
次に、（工程５）までの工程で作製したリアプレート１を図４及び図５に示す支持体１１上に固定した。なお、支持体１１とリアプレート１との間には、熱伝導性ゴムシート４１が扶持されている。次いで、シリコーンゴム製のシール部材１８を介して真空容器１２をリアプレート１上に設置した。この際、リアプレートの取り出し配線３０が、真空容器１２の外に出るよう留意した。次いで排気口１６より、真空ポンプ２６を用いて真空容器１２内を排気した。排気を継続しつつリアプレート１をヒーター２０で加熱し、容器内の残留ガスを除去した。そして容器内の圧力を真空計２７でモニターし、１．３３×１０^-1Ｐａ程度になるまで排気を継続した。

（工程７）
さらに排気を継続しながら、電子銃２８よりリアプレート１上の高分子膜４'に向けて
電子ビームを照射した。なお、電子銃の照射条件は、電子銃制御手段２９を用いて制御し、加速電圧８ｋＶ、照射電流密度０．１ｍＡ／ｍｍ²とした。リアプレート１上の全ての
高分子膜４'に照射されるよう電子ビーム照射手段にてビームを走査した。この低抵抗化
処理においては、高分子膜４'がカーボン化されて所望の抵抗値になるよう、取り出し配
線３０に所望間隔で０．１Ｖ以下の電圧を印加して抵抗値を測定し、所望の抵抗値になった時点で電子ビームの照射を終了した。

（工程８）
次に、リアプレート１上のＸ方向配線７、Ｙ方向配線８を通じて、各々の電極２、３間にパルス電圧を繰り返し印加することによりカーボン膜４００に間隙６'を形成した。そ
の後再び、排気口１６より真空ポンプ２６を用いて真空容器12内を排気した。排気を継続しつつリアプレート１をヒーター２０で加熱し、容器内の高分子膜の残渣やその他残留ガスを十分に除去した。室温まで冷却後、バルブ２５より真空容器１２内へ窒素ガスを導入し、電子源製造工程を終了したリアプレート１を得た。

（工程９）
以上の工程で作製したリアプレート１上に、支持枠７２とスペーサ１０１とをフリットガラスにより接着した。そしてスペーサと支持枠が接着されたリアプレート１と、フェースプレート７１とを対向させて（蛍光体膜７４とメタルバック７３が形成された面と、Ｘ方向配線７、Ｙ方向配線８が形成された面とを対向させて）配置した（図６（ａ））。なお、フェースプレート７１上の支持枠７２との当接部には、予めフリットガラスを塗付しておいた。

（工程１０）
次に、対向させたフェースプレート７１とリアプレート１とを１０^-6Ｐａの真空雰囲気中で、４００℃に加熱及び加圧して封着を行った（図６（ｂ））。この工程により内部が高真空に維持された気密容器１００が得られ、本実施例の画像表示装置を作製した。なお、蛍光体膜７４には３原色（ＲＧＢ）の各色蛍光体がストライプ形状に配置されたものを用いた。

以上のようにして完成した画像表示装置において、Ｘ方向配線７、Ｙ方向配線８を通じて、所望の電子放出素子を選択して２２Ｖの電圧を印加し、高圧端子Ｈｖを通じてメタルバック７３に８ｋＶの電圧を印加したところ、長時間にわたって明るい良好な画像を形成
することができた。

なお、本実施例の（工程７）で、電子ビームの代わりにＨ⁺イオンビームを使用した場
合にも、実施例１とほぼ同様の表示特性をもつ画像表示装置が作製できた。

以上実施例１に係る電子源及び画像表示装置の製造方法をまとめると、図１に示すように、（工程１）〜（工程４）により電子源基板を作製し（Ｓ１）、（工程５）により高分子膜を形成し（Ｓ２）、（工程６）により真空容器を形成し（Ｓ３）、（工程７）により高分子膜を低抵抗化し（Ｓ４）、（工程８）により間隙を形成し（Ｓ５）、（工程９）〜（工程１０）により画像形成部材を有する基板（第２の基板）と封着・外囲器を形成する（Ｓ６）製造方法である。

本実施例では、実施例１と同様の、図２に示す電子源基板１０を別の方法で作製し、図７に模式的に示された画像表示装置を製造した。なお本実施例では、実施例１と同様、Ｘ方向８０素子Ｙ方向４０素子を有する電子源を用いた画像表示装置を作成した。以下図面を用いて本実施例を説明するが、本実施例では、（工程１）から（工程５）に至るまで、実施例１と同様の工程を実施した。（工程６）以降の工程について、以下図８及び図９を参照して説明する。

（工程６）
（工程５）までの工程で作製したリアプレート１を図８及び図９に示す支持体１１上に固定した。なお、支持体１１とリアプレート１との間には、熱伝導性ゴムシート４１が扶持されている。次いで、シリコーンゴム製のシール部材１８を介して真空容器１２をリアプレート１上に設置した。この際、リアプレートの取り出し配線３０が、真空容器１２の外に出るよう留意した。次いで排気口１６より、真空ポンプ２６を用いて、真空容器１２内を排気した。排気を継続しつつリアプレート１をヒーター２０で加熱し、容器内の残留ガスを除去した。そして容器内の圧力を真空計２７でモニターし、１．３３×１０^-1Ｐａ程度になるまで排気を継続した。

（工程７’）
さらに、排気を継続しながら、電子源基板１０のほぼ真下、かつ真空容器１２の外部に位置する支持体１１の開口３４を介して、リアプレート１上の高分子膜４'に向けて半導
体レーザ光３５（波長８２０ｎｍ、照射径φ０．４ｍｍ）を照射した。なお、半導体レーザ光３５の照射条件は、光源３８に流れる電流を制御することで行い、光源３８とレンズ３６との間をφ５ｍｍの光ファイバー３７で導き、焦点距離２０ｍｍのレンズ３６で集光して照射した。出力は１３Ｗである。

リアプレート１上の全ての高分子膜４'に照射されるようレンズ３７を移動し、高分子
膜４'がカーボン化されて所望の抵抗値になるよう、取り出し配線３０に随時０．１Ｖ以
下の電圧を印加して抵抗値を確認し、照射を終了した。

（工程８）から（工程９）までは、実施例１と同様の工程で行った。

（工程１０）
次に、対向させたフェースプレート７１とリアプレート１とを１０^-6Ｐａの真空雰囲気中で、４００℃に加熱及び加圧して封着を行った（図６（ｂ））。この工程により内部が高真空に維持された気密容器１００が得られ、本実施例の画像表示装置を作製した。なお、蛍光体膜７４には３原色（ＲＧＢ）の各色蛍光体がストライプ形状に配置されたものを用いた。

以上のようにして完成した画像表示装置において、Ｘ方向配線７、Ｙ方向配線８を通じて、所望の電子放出素子を選択して２２Ｖの電圧を印加し、高圧端子Ｈｖを通じてメタルバック７３に８ｋＶの電圧を印加したところ、長時間にわたって明るい良好な画像を形成することができた。

なお、本実施例の工程７’で、半導体レーザ光の代わりにキセノン光を使用した場合にも、実施例２とほぼ同様の表示特性をもつ画像表示装置が作製できた。

以上実施例１及び実施例２に係る電子源及び画像表示装置の製造方法をまとめると、図１に示すように、（工程１）〜（工程４）により電子源基板を作製し（Ｓ１）、（工程５）により高分子膜を形成し（Ｓ２）、（工程６）により真空容器を形成し（Ｓ３）、（工程７又は工程７’）により高分子膜を低抵抗化し（Ｓ４）、（工程８）により間隙を形成し（Ｓ５）、（工程９）〜（工程１０）により画像形成部材を有する基板（第２の基板）と封着・外囲器を形成する（Ｓ６）製造方法である。

また、本発明の実施例を以下に列挙する。

（１）電子源の製造方法であって、
各々が一対の電極２、３と該一対の電極２、３間を接続する高分子膜４’とで構成される複数のユニットと、該複数のユニットを接続する配線（Ｘ方向配線７、Ｙ方向配線８）とを第１の基板（電子源基板１０）上に形成する工程（Ａ）と、
容器（真空容器１２）で前記第１の基板の一部を覆うことで、前記複数のユニットを前記第１の基板と前記容器とで形成された空間内に配置する工程（Ｂ）と、
少なくとも前記容器と前記第１の基板とで形成された前記空間内を所望の雰囲気とする工程（Ｃ）と、
前記空間内に位置する前記複数のユニットの各々を構成する前記高分子膜を低抵抗化する工程（Ｄ）と、
前記高分子膜を低抵抗化することにより得た膜の各々に間隙６'を形成する工程（Ｅ）
と、
を有することを特徴とする電子源の製造方法。

（２）前記容器は、前記容器と前記第１の基板とで形成される前記空間の外部に、前記配線の一部分が配置されるように、前記第１の基板の一部を覆うことを特徴とする（１）に記載の電子源の製造方法。

（３）前記工程（Ｅ）は、前記空間の外部に配置された前記配線の一部から、前記高分子膜を低抵抗化することにより得た膜に電流を流す工程を含むことを特徴とする（２）に記載の電子源の製造方法。

（４）前記工程（Ｄ）は、前記高分子膜に光を照射することによって行われることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の電子源の製造方法。

（５）前記光は、レーザであることを特徴とする（４）に記載の電子源の製造方法。

（６）前記工程（Ｄ）は、前記高分子膜に電子ビームを照射することによって行われることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の電子源の製造方法。

（７）前記工程（Ｄ）は、前記高分子膜にイオンビームを照射することによって行われることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の電子源の製造方法。

（８）前記第１の基板は透光性であり、前記第１の基板の前記ユニットが形成された面とは反対側の面から前記光が照射されることを特徴とする（４）又は（５）に記載の電子源の製造方法。

（９）画像表示装置の製造方法であって、
（１）乃至（８）のいずれかに記載の電子源の製造方法により製造された電子源の前記第１の基板を、前記工程（Ｅ）を終えた後に、発光部材を有する第２の基板と対向させて封着する工程（Ｆ）を有することを特徴とする画像表示装置の製造方法。

本発明に係る電子源及び画像表示装置の製造方法の工程を示すフローチャートである。 本発明により製造される電子源の一例を示す模式的上面図及び断面図である。（ａ）は上面図である。（ｂ）は断面図である。 本発明により製造される電子源を構成する電子放出素子の一例を示す模式的上面図及び断面図である。（ａ）は上面図である。（ｂ）は断面図である。 本発明の第１の実施の形態で使用する電子源の製造装置の概略断面図である。 本発明の第１の実施の形態で使用する電子源の製造装置の斜視図である。 本発明の画像表示装置の製造工程の一例を模式的に示した断面図である。 本発明に係る画像表示装置の斜視図である。 本発明の第２の実施の形態で使用する電子源の製造装置の概略断面図である。 本発明の第２の実施の形態で使用する電子源の製造装置の斜視図である。 本発明の電子源の製造工程の一例を示す模式図である。 （ａ）は、従来の電子源を構成する電子放出素子を模式的に示した上面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 （ａ）は、図１１に示す電子放出素子を複数配置した電子源を模式的に示した上面図、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。

符号の説明

１ 基体（リアプレート）
２、３ 電極
４’ 高分子膜
６ 間隙
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
１６ 排気口
１８ シール部材
２０ ヒーター
２５ バルブ
２６ 真空ポンプ
２７ 真空計
２８ 粒子ビーム放出手段（電子銃）
２９ 電子銃制御手段
３０ 取り出し配線
３４ 開口
３５ 半導体レーザ光
３６ レンズ
３７ 光ファイバー
３８ 光源
４０ 電子放出素子
４１ 熱伝導部材（熱伝導性ゴムシート）
５０ 電子源
６８ 画像表示装置
７１ フェースプレート
７２ 支持枠
７３ メタルバック
７４ 蛍光体膜
７５ 接合部材
１００ 気密容器
１０１ スペーサ
４００ カーボン膜

Claims (9)

1. 電子源の製造方法であって、
   各々が一対の電極と該一対の電極間を接続する高分子膜とで構成される複数のユニットと、該複数のユニットを接続する配線とを第１の基板上に形成する工程（Ａ）と、
   容器で前記第１の基板の一部を覆うことで、前記複数のユニットを前記第１の基板と前記容器とで形成された空間内に配置する工程（Ｂ）と、
   前記容器と前記第１の基板とで形成された前記空間内を所望の雰囲気とする工程（Ｃ）と、
   前記空間内に位置する前記複数のユニットの各々を構成する前記高分子膜を低抵抗化する工程（Ｄ）と、
   前記高分子膜を低抵抗化することにより得た膜の各々に間隙を形成する工程（Ｅ）と、
   を有することを特徴とする電子源の製造方法。
2. 前記容器は、前記容器と前記第１の基板とで形成される前記空間の外部に、前記配線の一部分が配置されるように、前記第１の基板の一部を覆うことを特徴とする請求項１に記載の電子源の製造方法。
3. 前記工程（Ｅ）は、前記空間の外部に配置された前記配線の一部から、前記高分子膜を低抵抗化することにより得た膜に電流を流す工程を含むことを特徴とする請求項２に記載の電子源の製造方法。
4. 前記工程（Ｄ）は、前記高分子膜に光を照射することによって行われることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子源の製造方法。
5. 前記光は、レーザであ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. 前記工程（Ｄ）は、前記高分子膜に電子ビームを照射することによって行われることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子源の製造方法。
7. 前記工程（Ｄ）は、前記高分子膜にイオンビームを照射することによって行われることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子源の製造方法。
8. 前記第１の基板は透光性であり、前記第１の基板の前記ユニットが形成された面とは反対側の面から前記光が照射されることを特徴とする請求項４又は５に記載の電子源の製造方法。
9. 画像表示装置の製造方法であって、
   請求項１乃至８のいずれかに記載の電子源の製造方法により製造された電子源の前記第１の基板を、前記工程（Ｅ）を終えた後に、発光部材を有する第２の基板と対向させて封着する工程（Ｆ）を有することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
   
   

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