JP3320387B2 - 電子源の製造装置及び製造方法 - Google Patents

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、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。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、例えば特開平７−２３５２５
５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。また、上記導電性膜の一
部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。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】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
子電極からなる素子を複数と、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。

【００１０】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
子電極からなる素子を複数と、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。

【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。

【００１２】本発明は、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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明による電子源の製
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
れた、前記容器内に気体を導入する手段と、前記気体の
排気口に接続された、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。

【００１６】また、本発明による電子源の製造装置は、
上記の電子源の製造装置において、前記支持体は、当該
支持体上に前記基板を固定する手段を備えている。

【００１７】更に、本発明による電子源の製造装置は、
上記の電子源の製造装置において、前記支持体は、前記
基板と当該支持体とを真空吸着させる手段を備えてい
る。

【００１８】更に、本発明による電子源の製造装置は、
上記の電子源の製造装置において、前記支持体は、前記
基板と当該支持体とを静電吸着させる手段を備えてい
る。

【００１９】更に、本発明による電子源の製造装置は、
上記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。

【００２０】更に、本発明による電子源の製造装置は、
上記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。

【００２１】更に、本発明による電子源の製造装置は、
上記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。

【００２２】更に、本発明による電子源の製造装置は、
上記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。

【００２３】更に、本発明による電子源の製造装置は、
上記の電子源の製造装置において、前記容器は、当該容
器内に、導入された気体を拡散させる手段を備えてい
る。

【００２４】更に、本発明による電子源の製造装置は、
上記の電子源の製造装置において、更に、前記導入され
る気体を加熱する手段を備えている。

【００２５】更に、本発明による電子源の製造装置は、
上記の電子源の製造装置において、更に、前記導入され
る気体中の水分を除去する手段を備えている。

【００２６】本発明による電子源の製造方法は、導電体
と該導電体に接続された配線とが形成された基板を支持
体上に配置する工程と、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工程と、前記容器内を所望
の雰囲気とする工程と、前記一部分の配線を通じて前記
導電体に電圧を印加する工程とを有することを特徴とす
る。

【００２７】また、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記容器内を所望の
雰囲気とする工程は、当該容器内を排気する工程を含
む。

【００２８】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記容器内を所望の
雰囲気とする工程は、当該容器内に気体を導入する工程
を含む。

【００２９】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、更に、前記基板を前
記支持体上に固定する工程を有する。

【００３０】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記基板を前記支持
体上に固定する工程は、当該基板と当該支持体とを真空
吸着させる工程を含む。

【００３１】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記基板を前記支持
体上に固定する工程は、当該基板と当該支持体とを静電
吸着させる工程を含む。

【００３２】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記基板を前記支持
体上に配置する工程は、当該基板と当該支持体との間に
熱伝導部材を配置して行われる。

【００３３】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記導電体に電圧を
印加する工程は、前記基板の温度調節を行う工程を含
む。

【００３４】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記導電体に電圧を
印加する工程は、前記基板を加熱する工程を含む。

【００３５】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記導電体に電圧を
印加する工程は、前記基板を冷却する工程を含む。

【００３６】更に、本発明による電子源の製造方法は、
一対の電極と該一対の電極間に配置された導電性膜とを
備える素子の複数と、該複数の素子を接続する配線とが
形成された基板を支持体上に配置する工程と、前記配線
の一部分を除き、前記基板上の複数の素子を容器で覆う
工程と、前記容器内を所望の雰囲気とする工程と、前記
一部分の配線を通じて前記複数の素子に電圧を印加する
工程とを有することを特徴とする。

【００３７】更に、本発明による電子源の製造方法は、
一対の電極と該一対の電極間に配置された導電性膜とを
備える素子の複数と、該複数の素子をマトリクス配線し
た、複数のＸ方向配線と複数のＹ方向配線とが形成され
た基板を支持体上に配置する工程と、前記複数のＸ方向
配線及び前記複数のＹ方向配線の一部分を除き、前記基
板上の複数の素子を容器で覆う工程と、前記容器内を所
望の雰囲気とする工程と、前記一部分のＸ方向配線及び
Ｙ方向配線を通じて前記複数の素子に電圧を印加する工
程とを有することを特徴とする。

【００３８】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記容器内を所望の
雰囲気とする工程は、当該容器内を排気する工程を含
む。

【００３９】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記容器内を所望の
雰囲気とする工程は、当該容器内に気体を導入する工程
を含む。

【００４０】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、更に、前記基板を前
記支持体上に固定する工程を有する。

【００４１】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記基板を前記支持
体上に固定する工程は、当該基板と当該支持体とを真空
吸着させる工程を含む。

【００４２】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記基板を前記支持
体上に固定する工程は、当該基板と当該支持体とを静電
吸着させる工程を含む。

【００４３】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記基板を前記支持
体上に配置する工程は、当該基板と当該支持体との間に
熱伝導部材を配置して行われる。

【００４４】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記素子に電圧を印
加する工程は、前記基板の温度調節を行う工程を含む。

【００４５】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記素子に電圧を印
加する工程は、前記基板を加熱する工程を含む。

【００４６】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記素子に電圧を印
加する工程は、前記基板を冷却する工程を含む。

【００４７】更に、本発明による電子源の製造方法は、
一対の電極と該一対の電極間に配置された導電性膜とを
備える素子の複数と、該複数の素子を接続する配線とが
形成された基板を支持体上に配置する工程と、前記配線
の一部分を除き、前記基板上の複数の素子を容器で覆う
工程と、前記容器内を第１の雰囲気とする工程と、前記
一部分の配線を通じて前記複数の素子に、前記第１の雰
囲気下にて電圧を印加する工程と、前記容器内を第２の
雰囲気とする工程と、前記一部分の配線を通じて前記複
数の素子に、前記第２の雰囲気下にて電圧を印加する工
程とを有することを特徴とする。

【００４８】更に、本発明による電子源の製造方法は、
一対の電極と該一対の電極間に配置された導電性膜とを
備える素子の複数と、該複数の素子をマトリクス配線し
た、複数のＸ方向配線と複数のＹ方向配線とが形成され
た基板を支持体上に配置する工程と、前記複数のＸ方向
配線及び前記複数のＹ方向配線の一部分を除き、前記基
板上の複数の素子を容器で覆う工程と、前記容器内を第
１の雰囲気とする工程と、前記一部分のＸ方向配線及び
Ｙ方向配線を通じて前記複数の素子に、前記第１の雰囲
気下にて電圧を印加する工程と、前記容器内を第２の雰
囲気とする工程と、前記一部分のＸ方向配線及びＹ方向
配線を通じて前記複数の素子に、前記第２の雰囲気下に
て電圧を印加する工程とを有することを特徴とする。

【００４９】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記容器内を第１の
雰囲気とする工程は、当該容器内を排気する工程を含
む。

【００５０】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記容器内を第２の
雰囲気とする工程は、当該容器内に炭素化合物を含む気
体を導入する工程を含む。

【００５１】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、更に、前記基板を前
記支持体上に固定する工程を有する。

【００５２】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記基板を前記支持
体上に固定する工程は、当該基板と当該支持体とを真空
吸着させる工程を含む。

【００５３】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記基板を前記支持
体上に固定する工程は、当該基板と当該支持体とを静電
吸着させる工程を含む。

【００５４】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記基板を前記支持
体上に配置する工程は、当該基板と当該支持体との間に
熱伝導部材を配置して行われる。

【００５５】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記素子に電圧を印
加する工程は、前記基板の温度調節を行う工程を含む。

【００５６】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記素子に電圧を印
加する工程は、前記基板を加熱する工程を含む。

【００５７】更に、本発明による電子源の製造方法は、
上記の電子源の製造方法において、前記素子に電圧を印
加する工程は、前記基板を冷却する工程を含む。

【００５８】本発明について以下に更に詳述する。

【００５９】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、
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
形成された基板とは、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他、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。

【００６０】また、本発明の製造方法は、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、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おこな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。

【００６１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好ましい第１の実
施の形態を示す。

【００６２】図１、図２、図３は、本実施形態に係る電
子源の製造装置を示しており、図１、図３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。図１、図２、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はヒーター、２１は水素、または有機物質
ガス、２２はキャリアガス、２３は水分除去フィルタ
ー、２４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、３
０は取り出し配線、３２は電源及び電流制御系からなる
駆動ドライバー、３１は電子源基板の取り出し配線３０
と駆動ドライバーとを接続する配線、３３は拡散板１９
の開口部、４１は熱伝導部材である。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】熱伝導部材は電子源基板の反り、うねりを
吸収し、電子源基板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、電子源基板のクラック、破損
の発生を防ぐことができ、歩留まりの向上に寄与でき
る。

【００６６】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。

【００６７】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、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。

【００６８】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導入口
とを設けた装置の概略断面図である。

【００６９】ヒータ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。

【００７０】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、銅やアルミ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
及び図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。

【００７１】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、この微少球状物の
直径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。

【００７２】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、金属部材等の硬質部材
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。

【００７３】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。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々合わ
せた線状の凹凸形状や、図１６に示すように、各素子電
極の位置に略々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。

【００７４】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）から大気圧の圧力範囲に耐えられる構造
のものである。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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Ｃ_nＨ_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。

【００７８】有機ガス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。

【００７９】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。

【００８０】なお、配管２８の途中に、水分除去フィル
ター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。水分除去フィルター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。

【００８１】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、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。

【００８２】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）から大気圧の圧力である。

【００８３】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。拡
散板１９としては、図１及び図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及び図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の面
積を変えるか、あるいは、開口部の数を変えて形成する
ことが好ましい。

【００８４】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か、あ
るいは、図示してはいないが、開口部の数が多い、ある
いは、開口部の面積が大きく、その数が多いように形成
すると、真空容器１２内を流れる混合気体の流速が略々
一定となり、均一性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、この明細書中で述べる形状に限定されるもの
ではない。

【００８５】例えば、開口部３３を、同心円状に等間隔
でかつ円周方向に等角度間隔で形成し、かつ、該開口部
の開口面積を下式の関係を満たすように設定するとよ
い。ここでは、基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良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。

【００８６】Ｓ_d＝Ｓ₀×［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 Ｓ_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ｄにおける開口面積 Ｓ₀：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 気体の導入口１５と排気口１６の位置は、本実施の形態
に限定されず、種々の態様を取ることができるが、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及び図３に示すように、上下に、もしくは、
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、略々対称の位置にあることがより好まし
い。

【００８７】電子源基板の取り出し電極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、駆動ドライバー３２に接続する。

【００８８】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有るた
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。

【００８９】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、駆動ドライバー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。

【００９０】以下、本発明の好ましい第２の実施の形態
についての述べる。本実施形態は、主として上記第１の
実施の形態における電子源基板１０の支持方法を変えた
ものであり、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及び図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及び図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
同じ物については、同じ番号を示している。

【００９１】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該電子源基板１０の破損
を防ぐために、電子源基板１０の厚みを圧力差に耐えら
れる厚みにするか、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。

【００９２】第２の実施の形態は、電子源基板１０を挟
んでの圧力差を無くすか、問題にならないほど小さくす
ることを念頭に置いた実施の形態であり、この実施の形
態においては、電子源基板１０の厚みを薄くでき、この
電子源基板１０を画像形成装置に適用した場合、該画像
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を挟んで保持するものであり、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の圧力と略々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。

【００９３】真空容器１２内及び副真空容器１４内の圧
力は、それぞれ真空系２７ａ、２７ｂにより設定され、
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内の圧力を略々
等しくすることができる。

【００９４】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、熱伝導率の大きな金属製の第２の熱伝導部材
４２とが設置されている。なお、図４及び図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。

【００９５】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、内部にヒーターが埋め込まれて
おり、図示しない制御機構により外部より温度制御を行
うことができる。

【００９６】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
を内蔵し、外部より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の底部にヒーターを設置し、または、底部の内部
に埋め込み、外部より温度制御する図示しない制御機構
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１
４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。

【００９７】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。

【００９８】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
取ることができる。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及び図５に
示すように、上下、若しくは、実施の形態１で示した図
６に示すような態様の真空容器であって、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。

【００９９】本実施の形態においても、上述の第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、該第１の実施の形態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、駆動ドライバー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工程も上記第１の実
施の形態と同様に行うことができる。

【０１００】本実施の形態においても、上記第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１
２内に有機物質を含む混合ガスを流した状態で、駆動ド
ライバー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。次に、
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、基板ホルダー２０７に
静電チャック２０８を具備するものである。静電チャッ
クによる基板の固定は、該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を基板ホルダー２０８に吸引するものであ
る。基板１０に所定の電位を所定の値に保持するため、
基板の裏面にはＩＴ０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２０８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ヤックに押し付け、
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
ー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て、基板が
変形したり、破損することが防止できる。更に、該静電
チャック２０８と基板１０の間の熱伝導を大きくするた
めに、上述の様にいったん排気した溝２１１内に熱交換
のための気体を導入することが望ましい。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で、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ー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ほか、基板ホルダーにヒーター
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良く制御できる。

【０１０１】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。

【０１０２】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２１に示すような画像形成装置を形成
することができる。図２１は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、６１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。

【０１０３】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乃至Ｄxm、Ｄy1乃至Ｄynを通じ、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、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、蛍光体膜６４に衝突させ励起、発光させることで画
像を表示する。

【０１０４】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、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。

【０１０５】

【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。

【０１０６】［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、２３に示される表面伝導型電子
放出素子を複数備える図２４に示される電子源を製造す
るものである。尚、図２２〜２４において１０１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。
ＳｉＯ₂層を形成したガラス基板（サイズ３５０×３０
０ｍｍ、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２５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２５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。

【０１０７】次に、素子電極２、３間にバブルジェット
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及び導電性膜４からなる導電
体の複数が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。

【０１０８】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。

【０１０９】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、厚さ１．５ｍｍの熱伝
導性ゴムシート４１が挟持される。

【０１１０】次に、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真空容器１２を取り出し配線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及び図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。

【０１１１】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
配管用のヒーターと電子源基板１０用のヒーター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。

【０１１２】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
ライバー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、導電性膜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。

【０１１３】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とキャリヤガス２２との混合気体を真空容器１
２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及び４００sccm
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１３３×１０² Ｐａ（１００Ｔｏｒｒ）となるように
した。

【０１１４】有機物質ガス導入開始から約３０分後、駆
動ドライバー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１ｍ
sec、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。

【０１１５】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。

【０１１６】上記活性化処理が終了した電子放出素子に
は、図２２、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。

【０１１７】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。

【０１１８】実施例１と同様の図２５に示す電子源基板
１０を、画像形成装置の概略図である図２１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１０
の５ｍｍ上方に、フェースプレート６６を、支持枠６２
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、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。

【０１１９】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。

【０１２０】［実施例２］実施例１と同様の図２５に示
す電子源基板１０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２
８の周囲に設置したヒーターにより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
ヒーター２０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。上記以外は実施例１と同様にして活性化処理を行
い、電子源を作成した。

【０１２１】上記活性化処理が終了した電子放出素子に
は、図２３、２４に示すように間隙５を隔てて炭素膜２
９が形成された。

【０１２２】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Ｉf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Ｉf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。

【０１２３】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ものと、本発明者らは推測
している。

【０１２４】［実施例３］実施例１と同様の図２５に示
す電子源基板１０を、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以外は実施例１
と同様の方法で電子源を作成した。

【０１２５】また、本実施例の装置では、粘性液状物質
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、略々対角線状の位置で、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。

【０１２６】［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ＳｉＯ₂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図２５に示
す電子源基板１０を、図４に示した製造装置の真空容器
１２と副真空容器１４との間に、それぞれシリコーンゴ
ム製のシール部材１８、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、及び、内部に埋め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を介して設置した。

【０１２７】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。

【０１２８】真空容器１２の排気口１６側バルブ２５ｆ
及び副真空容器１４の排気口１７側のバルブ２５ｇを開
け、真空容器１２内及び副真空容器１４内を真空ポンプ
２６ａ、２６ｂ（ここではスクロールポンプ）で１．３
３×１０^-1Ｐａ（１×１０^-3Ｔｏｒｒ）程度に排気し
た。

【０１２９】排気は、（真空容器１２内の圧力）≧（副
真空容器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
持することになる。

【０１３０】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）の状態を採り、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１０の変形を抑制し、支持する部材が無いため、
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も持つ熱伝導部材が重要になるわ
けである。

【０１３１】次に、実施例１と同様に、駆動ドライバー
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、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、導電性膜への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、５３３×１０² Ｐａ（約４００Ｔｏ
ｒｒ）まで徐々に導入して、実施した。

【０１３２】続いて、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％プロピレン混合窒素ガ
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、１０sccm及び４００sccmとし
た。なお、混合気体はそれぞれ水分除去フィルター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２５ｆの開閉度
を調整して、真空容器１２内の圧力が２６６×１０² Ｐ
ａ（２００Ｔｏｒｒ）となるようにした。同時に、副真
空容器１４の排気口１７側のバルブ２５ｇの開閉度を調
整して、副真空容器１４内の圧力も２６６×１０² Ｐａ
（２００Ｔｏｒｒ）となるようにした。

【０１３３】次に、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。活性化処理時の素子電流Ｉfを、実施例１
と同様の方法で測定したところ、素子電流Ｉfは、１．
３４Ａ乃至１．５３Ａで、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。

【０１３４】尚、上記活性化処理が終了した電子放出素
子には、図２２、２３に示すように、間隙５を隔てて炭
素膜２９が形成された。

【０１３５】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
性化処理中一定であった。

【０１３６】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上に設置した真空容器１２内に有機物
質を含む混合気体を圧力２６６×１０² Ｐａ（２００Ｔ
ｏｒｒ）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縮することができ
た。

【０１３７】［実施例５］本実施例では、真空容器１２
内に、図１９及び図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、
実施例４と同様にして、フォーミング処理による図２３
に示す導電性膜への間隙Ｇの形成、及び、活性化処理を
実施し、電子源を作成した。

【０１３８】本実施例においても、実施例４と同様に、
短時間で活性化処理を行うことができた。尚、活性化処
理が終了した電子放出素子には、図２２、２３に示すよ
うに間隙５を隔てて炭素膜２９が形成された。活性化処
理終了時の素子電流Ｉfを実施例４と同様の方法で測定
したところ、素子電流Ｉfの値は、１．３６Ａから１．
５０Ａで、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。

【０１３９】［実施例６］本実施例では、実施例５で使
用した図４に示す装置で、熱伝導部材４２の内部に埋め
込んだヒーター２０を用い、外部制御装置よりこのヒー
ターを制御し、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、
また、配管２８周囲に設置したヒーターにより８０℃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。

【０１４０】活性化処理が終了した電子放出素子には図
２２、２３に示すように間隙５を隔てて炭素膜２９が形
成された。

【０１４１】活性化処理終了後の素子電流Ｉfを実施例
４と同様に測定したところ、１．３７Ａ乃至１．４８Ａ
で、そのバラツキは約４％であり、良好な活性化処理が
実施できた。

【０１４２】［実施例７］本実施例では、熱伝導部材４
１として、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凹凸
状に加工されたシリコンゴムシートを用いた。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、副真空容器の下部に埋め込まれたヒ
ーター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
１０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。

【０１４３】［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Ｉfを実施例
７と同様の方法で測定したところ、素子電流Ｉfの値
は、１．３６Ａから１．５０Ａで、バラツキは若干大き
くなったものの、約５％であった。

【０１４４】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。

【０１４５】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とによ
り、電子源基板の作成歩留まり、及び、特性向上にきわ
めて効果がある。

【０１４６】［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図２１に示されるような画像
形成装置の例である。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及び図示しない
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。

【０１４７】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と、フェイスプ
レート６６と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。

【０１４８】次に、容器内を排気し、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。

【０１４９】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乃至Ｄx
m、Ｄy1乃至Ｄynを通じ、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、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、蛍光体膜６４に衝突さ
せ、励起、発光させることで画像を表示した。この実施
例におけ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部満足
できる良好な画像を表示することができた。

【０１５０】本実施例に係る電子源の製造装置及・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。

【０１５１】以上、実施例１〜９の製造装置及び製造方
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ことができ、
歩留まりも向上することができる。また、係る製造装置
及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。

【０１５２】また、高真空排気装置が不要となり、装置
製造コストを低減することができる。さらに、係る製造
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。

【０１５３】また、電子源基板の取り出し配線部が真空
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。

【０１５４】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。

【０１５５】［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、２３に示される電子源を
製造した。

【０１５６】先ず、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。次いで、スクリーン印刷法によりＡ
ｇペーストを印刷し、加熱焼成することにより、図２５
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。

【０１５７】次に、素子電極２、３間にバブルジェット
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及び導電性膜４からなる導電体の複数が
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。

【０１５８】作成した図２５に示される電子源基板１０
を、図７および図８に示す製造装置の支持体１１上に固
定した。次に、シリコーンゴム製のシール部材１８を介
して、ステンレス製容器１２を図８に示すように、取り
出し配線３０が該真空容器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。

【０１５９】Ｓ_d＝Ｓ₀×〔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 Ｓ_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ｄにおける開口面積 Ｓ₀：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 排気口１６側のバルブ２５ｆを開け、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^-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。

【０１６０】続いて、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〜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４０ｓｃ
ｃｍおよび４００ｓｃｃｍとした。排気口１６側の真空
計２７の圧力を見ながらバルブ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。

【０１６１】次に、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。電圧は１７Ｖ、パルス幅は１ｍｓｅｃ、周波数は１
００Ｈｚ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方向の全ラインについて活性化処理
を行った。

【０１６２】上記活性化処理が終了した電子放出素子に
は、図２２、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。

【０１６３】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
測定したところ、素子電流Ｉf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。

【０１６４】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（不図示）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。

【０１６５】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
大幅に短縮することができた。

【０１６６】［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。

【０１６７】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ーにより１２０℃
に加熱した後、容器１２内に導入した。また、支持体１
１内のヒーター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。

【０１６８】上記活性化処理が終了した電子放出素子に
は、図２２、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。

【０１６９】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たところ、素子電流Ｉfは、
実施例１に比べて約１．２倍に増加した。また素子電流
Ｉf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。

【０１７０】［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。

【０１７１】第１の容器１３の排気口１６側バルブ２５
ｆおよび第２の容器１４の排気口１７側のバルブ２５ｇ
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。次に、実施例１と同
様、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２
３に示される間隙Ｇを導電性膜４に形成した。

【０１７２】続いて、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〜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％プロピレン混合窒素ガスを用い、キャリアガス２
２には窒素ガスを用いた。両者の流量はそれぞれ１０ｓ
ｃｃｍ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ー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２７ａ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。

【０１７３】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。

【０１７４】次に、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。

【０１７５】上記活性化処理が終了した電子放出素子に
は、図２２、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。

【０１７６】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
測定したところ、素子電流Ｉfのばらつきは約８％であ
った。

【０１７７】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（不図示）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。

【０１７８】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内に有機
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機物質
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縮することができた。

【０１７９】［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。

【０１８０】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、２３に示すように間隙５
を隔てて炭素膜２９が形成された。

【０１８１】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、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。

【０１８２】Ｓ_d＝Ｓ₀×〔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 Ｓ_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ｄにおける開口面積 Ｓ₀：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 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たところ、素子電流Ｉf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。

【０１８３】［実施例１４］本実施例５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。

【０１８４】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（不図示）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。次
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。

【０１８５】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。

【０１８６】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、Ｄy1〜Ｄynを通
じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段より
それぞれ印加することにより電子放出させ、高圧端子６
７を通じ、メタルバック６５あるいは透明電極（不図
示）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。

【０１８７】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。

【０１８８】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縮
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。

【０１８９】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続を容易に行うことができる。

【０１９０】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。

【０１９１】［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
及び活性化処理を施すことにより作製した。

【０１９２】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及び図１２
に示す排気装置に接続し、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。
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各ラインに電圧
を印加して活性化処理を行い図２２、２３に示すように
間隙５を隔てて炭素膜４を形成して電子源基板を作製し
た。その後、Ｘ方向電極、及び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。そこで、その不良個所に再度Ｐｄ
Ｏ導電性膜を形成し、上記と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、
６４０×４８０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３７となるガラス枠及び蛍光体を配置したフェ
ースプ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。

【０１９３】［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、１５３はＯリング、
１６６はベーキングヒータである。実施例１５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及び素子形成基板を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。

【０１９４】以上説明した実施例１５及び１６の製造方
法及び製造装置によれば以下の効果が奏される。

【０１９５】（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。

【０１９６】（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。

【０１９７】［実施例１７］本実施例においても、図２
２及び図２３に示される表面伝導型電子放出素子の複数
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。

【０１９８】以下に本実施例について説明する。

【０１９９】まず、ガラス基板裏面に、ＩＴＯ膜をスパ
ッタ法により１００ｎｍ形成した。前記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１０⁹Ωｃｍ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、及び、これら配線によりマトリクス配線された、素
子電極２、３及び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。次に、図１４に示す製造
装置を用いて以後の工程を行った。

【０２００】図１４において、２０２は真空チャンバ
ー、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、２０
６は真空排気系、２０７は基板ホルダー、２０８は基板
ホルダー２０７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２
０９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
ヒーター、２１３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
に接触可能なプローブユニット、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。

【０２０１】前記素子形成基板１０を基板ホルダ２０７
に載せ、バルブＶ２を空け、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、前記素子形成基板１０の裏面ＩＴＯ膜は、接触
ピン（不図示）により、高圧電源２１０の負極側と同電
位に接地した。更に、電極２０９に２ｋＶの直流電圧を
高圧電源２１０（負極側を接地）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。次
に、Ｖ２を閉じ、Ｖ３を開け、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、Ｎ
₂、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。次に、真空チャ
ンバ２０２をＯ−リング２０３を介して素子形成基板１
０上に、上記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、更に、温度制御
機能を有する電源（不図示）より、電気ヒーター２１２
に電力を供給し、素子形成基板１０を５０℃の一定温度
に維持した。

【０２０２】次に、プローブユニット２１５を、上記真
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２１
５に接続したパルス発生器２１６より、底辺１ｍｓｅ
ｃ、周期１０ｍｓｅｃ、波高値１０Ｖの三角パルスを１
２０ｓｅｃ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、効率よく静電チャック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。

【０２０３】以上のフォーミング処理により、図２３に
示す間隙Ｇが導電性膜４に形成された。

【０２０４】次に、電気ヒーター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。Ｖ１を開け真空チャンバ−２０２内に電離真空計２
０５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、プ
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。

【０２０５】以上の活性化処理により、図２２、２３に
示すように、間隙５を隔てて炭素膜２９が形成された。

【０２０６】以上の工程を終了した素子形成基板１０
は、ガラス枠及び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。

【０２０７】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及
びＨｅガスを用いたため、特性の揃った良好な表面伝導
型電子放出素子を形成でき、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。

【０２０８】

【発明の効果】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。

【０２０９】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。

【０２１０】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。

【０２１１】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。

【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及び図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使用
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’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。

【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、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、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：ヒーター、２１：有
機ガス物質、２２：キャリヤガス、２３：水分除去フィ
ルター、２４：ガス流量制御装置、２５：バルブ、２
６：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３０と駆
動ドライバ３２とを接続する配線、３２：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、４１，４２，４３：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、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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 敬介 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 織田 仁 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 山下 眞孝 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 神尾 優 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 佐藤 安栄 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 川崎 秀司 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 (56)参考文献 特開 平８−7749（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−330653（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−293469（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−45416（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−114644（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 9/02

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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
   された、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た、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。
2. 【請求項２】 前記支持体は、当該支持体上に前記基板
   を固定する手段を備えている請求項１に記載の電子源の
   製造装置。
3. 【請求項３】 前記支持体は、前記基板と当該支持体と
   を真空吸着させる手段を備えている請求項１に記載の電
   子源の製造装置。
4. 【請求項４】 前記支持体は、前記基板と当該支持体と
   を静電吸着させる手段を備えている請求項１に記載の電
   子源の製造装置。
5. 【請求項５】 前記支持体は、熱伝導部材を備えている
   請求項１〜４のいずれかに記載の電子源の製造装置。
6. 【請求項６】 前記支持体は、前記基板の温度調節機構
   を備えている請求項１〜５のいずれかに記載の電子源の
   製造装置。
7. 【請求項７】 前記支持体は、発熱手段を備えている請
   求項１〜５のいずれかに記載の電子源の製造装置。
8. 【請求項８】 前記支持体は、冷却手段を備えている請
   求項１〜５のいずれかに記載の電子源の製造装置。
9. 【請求項９】 前記容器は、当該容器内に、導入された
   気体を拡散させる手段を備えている請求項１〜８のいず
   れかに記載の電子源の製造装置。
10. 【請求項１０】 更に、前記導入される気体を加熱する
    手段を備えている請求項１〜９のいずれかに記載の電子
    源の製造装置。
11. 【請求項１１】 更に、前記導入される気体中の水分を
    除去する手段を備えている請求項１〜１０のいずれかに
    記載の電子源の製造装置。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれかに記載の電
    子源の製造装置を用いて電子源を製造することを特徴と
    する電子源の製造方法。