JP3483537B2

JP3483537B2 - 画像表示装置の製造方法

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Publication number: JP3483537B2
Application number: JP2001048989A
Authority: JP
Inventors: 俊通大内
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-03-06
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2004-01-06
Anticipated expiration: 2021-02-23
Also published as: JP2001325879A; US6780074B2; US20020009944A1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示装置の製
造方法に関し、特に、電子放出素子を備えた冷陰極型の
画像表示装置を対象とする。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子放出素子としては、大別して
熱陰極型と冷陰極型を用いた２種類のものが知られてい
る。冷陰極型には、さらに、電界放出型、金属／絶縁層
／金属型や表面伝導型等がある。

【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７−２３５２
５５号公報、特開平８−１７１８４９号公報、特開２０
００-３１１５９４号公報、特開平１１−１９５３７４
号公報、ＥＰ−Ａ−０９０８９１６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
向する一対の電極と、該一対の電極に接続されその一部
に間隙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。

【０００５】また、前記間隙には、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カーボン膜が配置さ
れる。

【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製する
ことができる。

【０００７】また、前記電子源と蛍光体とを組み合わせ
ることにより、画像表示装置を形成することができる。

【０００８】従来、このような電子源および画像表示装
置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、導電性膜及び該導電性膜に接続
された一対の電極からなるユニットを複数と、該複数の
ユニットのそれぞれ構成する電極に接続した配線とを基
板上に作製する。次に、作製した基板全体を真空チャン
バー内に設置する。次に、真空チャンバー内を排気した
後、外部端子を通じて前記各ユニットに電圧を印加し、
各ユニットを構成する導電性膜に間隙を形成する（"フ
ォーミング"工程）。更に、真空チャンバー内に炭素化
合物の気体を導入し、その雰囲気下で前記各ユニットに
再び外部端子を通じて電圧を印加する。この電圧印加に
より、前記間隙近傍に炭素あるいは炭素化合物の少なく
とも一方を主成分とするカーボン膜を配置させる（"活
性化"工程）。その結果、各々のユニットを電子放出素
子にせしめ、複数の電子放出素子からなる電子源を作成
する。その後、電子源が形成された基板と、蛍光体が配
置された基板とを数ｍｍの間隔を置いて接合して画像表
示装置のパネルを作製する。

【０００９】また、第２の製造方法としては、まず、導
電性膜及び該導電性膜に接続された一対の電極からなる
ユニットを複数と、該複数のユニットのそれぞれ構成す
る電極に接続した配線とを基板上に作製する。次に、作
製した基板と、蛍光体が配置された基板とを数ｍｍの狭
い間隔を置いて接合して画像表示装置のパネルを作製す
る。その後、該パネル内を、該パネルに接続された排気
管を通じて排気し、その後、パネルの外部端子を通じて
前記各ユニットに電圧を印加し各ユニットを構成する導
電性膜に間隙を形成する（"フォーミング"工程）。更
に、該パネル内に該排気管を通じて炭素化合物の気体を
導入し、その雰囲気下で前記各ユニットに再び外部端子
を通じて電圧を印加する。この電圧印加により、前記間
隙近傍に炭素あるいは炭素化合物の少なくとも一方を主
成分とするカーボン膜を配置させる（"活性化"工程）。
その結果、各々のユニットを電子放出素子にせしめ、複
数の電子放出素子からなる電子源を作成する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の電子源ならびに
画像形成装置の製造方法では、前記した"フォーミング"
工程および"活性化"工程が採られていた。しかしなが
ら、前記第１の製造方法では、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ー及び高真空対応の排
気装置が必要になる。また、第２の製造方法では、パネ
ル内の狭い空間への"フォーミング"工程や"活性化"工程
に用いられるガスの均一な導入およびパネル内のガスの
排気に長時間を要する。

【００１１】本発明は、特に前記"活性化"工程のスピー
ドを向上すると共に、電子放出特性の均一性を向上し、
さらには、量産性に適した電子源ならびに画像表示装置
の製造方法を提供することを目的とする。

【００１２】また、同時に、本発明は、電子放出特性の
優れた電子源を製造することができ、当該電子源を具備
した基板とそれに対向して配置され、蛍光体を有する基
板とで安定した真空気密を保持する画像表示装置及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。

【００１４】本発明の画像表示装置の製造方法は、導
電体と該導電体に接続された配線とが形成された第１の
基板を支持体上に配置する工程と、前記第１の基板の一
部を容器にて覆い、前記導電体を前記第１の基板と前記
容器とで形成された空間内に配置するとともに、前記空
間外に前記配線の一部分を配置する工程と、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
気とする工程と、前記空間外に配置された前記一部分の
配線を通じて前記導電体に電圧を印加し、当該導電体に
電子放出部を形成する工程と、前記容器を前記第１の基
板から取り外す工程と、前記空間を形成するために前記
容器と前記第１の基板とが接続されていた領域とは異な
る領域において、当該第１の基板と画像形成部材を有す
る第２の基板とを接合部材を介して接合する工程とを含
む。

【００１５】本発明の画像形成装置の製造方法の一態様
では、前記空間内を所望の雰囲気とする工程は、当該空
間内を排気する工程を含む。

【００１６】本発明の画像形成装置の製造方法の一態様
では、前記空間内を所望の雰囲気とする工程は、前記空
間内に気体を導入する工程を含む。

【００１７】本発明の画像形成装置の製造方法の一態様
では、更に、前記第１の基板を前記支持体上に固定する
工程を有する。

【００１８】本発明の画像形成装置の製造方法の一態様
では、前記第１の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。

【００１９】本発明の画像形成装置の製造方法の一態様
では、前記第１の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。

【００２０】本発明の画像形成装置の製造方法の一態様
では、前記第１の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。

【００２１】本発明の画像形成装置の製造方法の一態様
では、前記導電体に電圧を印加する工程は、前記第１の
基板の温度調節を行う工程を含む。

【００２２】本発明の画像形成装置の製造方法の一態様
では、前記導電体に電圧を印加する工程は、前記第１の
基板を加熱する工程を含む。

【００２３】本発明の画像形成装置の製造方法の一態様
では、前記導電体に電圧を印加する工程は、前記第１の
基板を冷却する工程を含む。

【００２４】本発明の画像形成装置の製造方法は、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
るユニットの複数と、該複数のユニットを接続する配線
とが形成された第１の基板を支持体上に配置する工程
と、容器を前記第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
た空間内に配置し、前記空間外に前記配線の一部分を配
置する工程と、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と、前記一部分
の配線を通じて前記複数のユニットに電圧を印加するこ
とで前記ユニットを電子放出素子とせしめる工程と、前
記空間を形成するために前記容器と前記基板とが接続さ
れた領域とは異なる領域において、画像形成部材を有す
る第２の基板とを接合部材を介して接合する工程とを含
む。

【００２５】本発明の画像形成装置の製造方法は、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
るユニットの複数と、該複数のユニットに接続された複
数のＸ方向配線と複数のＹ方向配線とが形成された第１
の基板を支持体上に配置する工程と、容器を前記第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し、前
記空間外に前記複数のＸ方向配線及び前記複数のＹ方向
配線の一部を配置する工程と、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
と、前記一部分のＸ方向配線及びＹ方向配線を通じて前
記複数のユニットに電圧を印加することで前記ユニット
を電子放出素子とせしめる工程と、前記空間を形成する
ために前記容器と前記基板とが接続された領域とは異な
る領域において、画像形成部材を有する第２の基板とを
接合部材を介して接合する工程とを含む。

【００２６】本発明の画像形成装置の製造方法の一態様
では、前記空間内を所望の雰囲気とする工程は、当該空
間内を排気する工程を含む。

【００２７】本発明の画像形成装置の製造方法の一態様
では、前記空間内を所望の雰囲気とする工程は、前記空
間内に気体を導入する工程を含む。

【００２８】本発明の画像形成装置の製造方法の一態様
では、更に、前記第１の基板を前記支持体上に固定する
工程を有する。

【００２９】本発明の画像形成装置の製造方法の一態様
では、前記第１の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。

【００３０】本発明の画像形成装置の製造方法の一態様
では、前記第１の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。

【００３１】本発明の画像形成装置の製造方法の一態様
では、前記第１の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。

【００３２】本発明の画像形成装置の製造方法の一態様
では、前記導電体に電圧を印加する工程は、前記第１の
基板の温度調節を行う工程を含む。

【００３３】本発明の画像形成装置の製造方法の一態様
では、前記導電体に電圧を印加する工程は、前記第１の
基板を加熱する工程を含む。

【００３４】本発明の画像形成装置の製造方法の一態様
では、前記導電体に電圧を印加する工程は、前記第１の
基板を冷却する工程を含む。

【００３５】本発明に関わる電子源基板および画像形成
装置の製造装置は、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、その支持体にて支持された
前記基板上を覆う容器とを具備する。

【００３６】ここで、その容器は、前記基板表面の一部
の領域を覆うもので、これによりその基板上の導電体に
接続され基板上に形成されている配線の一部分が容器外
に露出された状態で基板上に気密な空間を形成し得る。
また、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容器内の気体を排出
するための手段が接続されている。これにより容器内を
所望の雰囲気に設定することができる。また、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
導電体に電子放出部を形成し電子源となす基板である。

【００３７】よって、この製造装置は、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、前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、前記容器の
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。

【００３８】また、その製造方法は、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。

【００３９】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、前記電気
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。

【００４０】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
囲気として前記電気的処理を行う工程と、次に、前記容
器内を第２の雰囲気として前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。

【００４１】ここで、前記第１及び第２の雰囲気は、好
ましくは、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。

【００４２】以上の製造方法にあっては、前記電気的処
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、前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。

【００４３】更に、この様に作られた電子源基板と蛍光
体が形成された別基板とを、その間隔が一定に保つよう
に枠部材を介して、フリットガラス等を用いて接合し真
空気密形成を行う。このとき、この接合位置が、前記容
器と電子源基板とが接触していたところと別の位置とな
るようにする。これにより、電子源基板と蛍光体が形成
された別基板と枠部材との接合が、前記容器に備わる真
空気密部材の成分が電子源基板へ付着することの影響を
受けず、接合が安定し確実な真空形成が行える。

【００４４】

【発明の実施の形態】図１(ａ) 、図１（ｂ）、図２、
図３、図４に示した模式図を用いて、本発明の画像表示
装置６８の製造方法ならびに電子源の製造方法について
説明する。尚、図１(ａ)は、本発明の製造方法により製
造された画像表示装置の斜視模式図であり、内部が理解
できるように、フェースプレート６６および支持枠６２
の一部を省略している。図１（ｂ）は図１(ａ)の画像表
示装置の、ＸＺ平面における断面模式図である。図２、
図３、図４は、電子源（電子源基板）の製造装置の一例
の模式図を示しており、図２、図４は電子源製造装置の
断面図、図３は真空容器１２の周囲を拡大した斜視図で
ある。尚、図１、図２、図３、図４において、同一の符
号が与えられた部材は同一の部材を指す。

【００４５】前記電子源の製造装置は、少なくとも前
記"活性化"工程に用いられる。また、前記製造装置
は、"活性化"工程に加えて、前記"フォーミング"工程に
も用いることが好ましい。

【００４６】図１、図２、図３、図４において、７はＸ
方向配線、８はＹ方向配線、６９は電子放出素子、１０
は電子源が配置されたリアプレート（電子源基板）、６
６は透明な基板６３内面に蛍光体膜６４と導電膜（メタ
ルバック）６５とを有するフェースプレート、６２はフ
ェースプレート６６とリアプレート１０との間の減圧空
間を保持するための支持枠である。６７は、導電膜（メ
タルバック）に高電位を印加するための端子である。Ｄ
ｘ１〜Ｄｘｍは、リアプレート１０と支持枠６２とフェ
ースプレート66とで囲まれた空間内から外部まで伸びた
Ｘ方向配線７の端部３０と、前記減圧空間外で接続され
た外部配線である。Ｄｙ１〜Ｄｙｎは、リアプレート１
０と支持枠６２とフェースプレート６６とで囲まれた減
圧空間内から外部まで伸びたＹ方向配線８の端部３０
と、前記減圧空間外で接続された外部配線である。

【００４７】また、６１は、リアプレート１０と、後述
する"活性化"工程に用いられる真空容器１２（真空気密
部材１８）との接続領域である。７１は支持枠６２（接
合部材７０）とリアプレート１０との接合領域である。

【００４８】ここで説明する例においては、真空容器１
２（真空気密部材１８）とリアプレートとの接続領域６
１が、支持枠６２（接合部材７０）とリアプレート１０
との接続領域７１の内側に配置される。しかし、本発明
においては、図１９(ａ)に示す様に、真空容器１２（真
空気密部材１８）とリアプレートとの接続領域６１が、
支持枠６２（接合部材７０）とリアプレート１０との接
続領域７１の外側に配置される形態であっても良い。
尚、図１９（ｂ）は図１９(ａ)の画像表示装置の、ＸＺ
平面における断面模式図である。

【００４９】即ち、本発明の製造方法の最も重要な点
は、詳しくは後述するように、真空容器１２（真空気密
部材１８）とリアプレート１０との接続領域６１と、支
持枠６２（接合部材７０）とリアプレート１０との接続
領域７１とを異なるようにすることにある。このように
することにより、真空容器１２をリアプレートに気密性
高く密着させるために用いられた真空気密部材１８の残
渣がリアプレート１０上に残り、その残渣がリアプレー
ト１０と支持枠６２との接合に与える悪影響を極力抑制
できる。その結果、支持枠６２とリアプレート１０との
接合を気密性高く行うことができ、そして画像表示装置
内の高真空を長期に渡り安定に維持することができる。

【００５０】図２、図３、図４において、６は一対の電
極と該電極間を繋ぐ導電性膜とからなるユニットであ
る。このユニット６は、前述した"フォーミング"工程お
よび"活性化"工程を施すことにより電子放出素子とな
る。

【００５１】図２、図３、図４において、７はＸ方向配
線、８はＹ方向配線、１０はリアプレート、１１はリア
プレート１０を支持する支持体、１２は真空容器（カバ
ー）、１５は気体の導入口、１６は排気口である。前記
Ｘ方向配線およびＹ方向配線は、前記ユニット６に接続
している。１８は、リアプレート１０と真空容器１２と
で囲まれる空間を気密に保持するために、リアプレート
１０と真空容器１２との間に設けられた真空気密部材
（以下、シール部材と記す）である。通常、前記シール
部材１８は、真空容器１２に接合されている。３０は、
リアプレート１０と真空容器１２とで囲まれた空間内か
ら、その外部まで伸びたＸ方向配線７およびＹ方向配線
８の端部である。３２は電源及び電流制御系からなる駆
動ドライバー、３１は前記Ｘ方向配線７およびＹ方向配
線８の端部３０と駆動ドライバーとを接続する外部配線
である。

【００５２】１９は拡散板、３３は拡散板１９の開口
部、２０は、リアプレート１０の温度制御手段、４１は
熱伝導部材である。尚、拡散板１９は、複数のユニット
に"活性化"に用いるガス及び/或いは"フォーミング"に
用いるガスが均等に行き渡るように好ましくは設けられ
るが、必ずしも必要とはしない。また、温度制御手段２
０および熱伝導部材４１もリアプレートの面積（ユニッ
トが設けられる領域）が大きければ好ましく用いられる
が、必ずしも必要とはしない。

【００５３】前記製造装置を"フォーミング"工程で用い
る場合には、２１としては、ユニット６を構成する導電
性膜に対して還元性を有す還元材料（水素など）が選択
される。また、前記電子源製造装置を"活性化"工程で用
いる場合には、２１としては炭素化合物材料が選択され
る。

【００５４】２２は炭素化合物材料及び/或いは還元材
料２１を真空容器１２内に導入し易くするためのキャリ
アガスであり、必要に応じて用いられるが、必ずしも必
要とはしない。２３は水分を除去するためのフィルタ
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は配管であ
り、これらも必要に応じて用いられるが、必ずしも必要
とはしない。

【００５５】支持体１１は、リアプレート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や固定冶
具などにより、リアプレート１０を固定する機構を有す
る。支持体１１の内部には、好ましくはヒーターなどの
温度制御手段２０が設けられ、必要に応じてリアプレー
ト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、リア
プレート１０を保持し固定する際の障害にならないよう
に、支持体１１とリアプレート１０の間で挟持される
か、あるいは、支持体１１自体にその機能を持たせても
よい。

【００５６】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を有する液
状物質を使用することが好ましい。このような変形可能
な熱伝導部材は、リアプレートの反り、うねりを吸収
し、各ユニット６への電圧印加工程（"フォーミング"工
程や"活性化"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、リアプレートのクラック、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。

【００５７】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
ともリアプレート１０のユニット６が形成された領域下
に滞留するように、ユニット６が形成された領域に合わ
せて、支持体１１に滞留機構を設置することが好まし
い。この滞留機構としては、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。

【００５８】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
しく接しない場合がある。そのような場合に備え、空気
抜けの通孔を設ける構成や、リアプレート設置後に粘性
液状物質を基板と支持体の間に注入する方法を採ること
が好ましい。図４では、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
た装置の概略を示している。

【００５９】また、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もできる。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９及び図１０に示すように、円柱状、
角柱状等の柱状、リアプレート上の配線に合わせた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。

【００６０】図１１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。

【００６１】図１２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。

【００６２】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９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１０に示すように、各電極の位
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。

【００６３】このように熱伝導部材を配置することで、
各ユニット６への電圧印加工程（"フォーミング"工程
や"活性化"工程）における発熱を素早く、確実に放熱す
ることができる。また、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電子放出素子の不均
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。

【００６４】温度制御手段２０としては、例えば密閉さ
れた管状であり、この中に温調媒体が封入されるものを
採用することができる。なお、図示しないが、前記粘性
液状物質を支持体１１及びリアプレート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とするこ
とで、リアプレート１０の加熱手段、あるいは、冷却手
段とすることができる。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。

【００６５】真空容器（カバー）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（カバー）１２は
リアプレート１０の表面の一部領域（Ｘ方向配線および
Ｙ方向配線の端部）が大気に露出するように、リアプレ
ート１０を覆う。具体的には、図３に示す様に、真空容
器１２とリアプレート１０とで囲まれた空間内には、リ
アプレート１０上のユニット６が形成された領域が含ま
れる。一方、リアプレート１０の表面であって、前記真
空容器１２とリアプレート１０とで囲まれていない領域
には、Ｘ方向配線７およびＹ方向配線８の端部３０が大
気中に露出される。この様な構成とすることで、各々の
ユニット６に、大気中に露出した、配線７および配線８
の端部３０を通じて簡易に前記"活性化"工程や"フォー
ミング"工程における電圧の印加を行うことができる。

【００６６】真空容器１２は、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。

【００６７】シール部材１８は、リアプレート１０と真
空容器１２との間の気密性を保持するために用いられる
弾性体である。弾性体としては、具体的には、ゴムであ
り、より具体的には、ニトリルゴム、シリコンゴム、フ
ッ素ゴムなどのＯリングや、ゴム性シートが用いられ
る。

【００６８】"活性化"工程に用いられる炭素化合物ガス
には、後述する有機物質ガス、または、有機物質ガスを
窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスで希釈した
ガスを用いる。

【００６９】また、後述する"フォーミング"工程を行う
際には、導電性膜への間隙形成を促進するための気体、
例えば、導電性膜に対して還元性を有するガス（具体的
には水素ガス等）を真空容器１２内に導入することが好
ましい。

【００７０】前記電子放出素子の"活性化"工程に用いら
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。

【００７１】有機物質としては、用いる有機物質が常温
で気体である場合にはそのまま使用できる。一方で、用
いる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。

【００７２】前述したキャリアガス２２を用いる場合に
は、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２４によって制
御される。ガス流量制御装置２４は、マスフローコント
ローラ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
いヒーター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。

【００７３】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。

【００７４】真空容器１２に導入されたガスは、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。

【００７５】"活性化"工程に用いる有機物質の種類にも
よるが、本製造装置において、より簡易に"活性化"工程
を行うには、いわゆる粘性流領域のガスを用いることが
好ましい。ここで言う、「粘性流領域」とは、真空容器
１２内に導入されるガス（有機物質ガスあるいは、有機
物質ガスとキャリアガスの混合ガス）の平均自由行程λ
が真空容器１２の内側のサイズに比べて十分小さくなる
程度の圧力以上である。より具体的には、数百Ｐａ（数
Ｔｏｒｒ）から大気圧の圧力を指す。

【００７６】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、真空容器
１２内に導入する気体の流れが制御され、基板（リアプ
レート）全面に均一に有機物質が供給することができ
る。その結果、電子放出素子の均一性が向上するので好
ましく用いられる。拡散板１９としては、図２及び図４
に示したように、開口部３３を複数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
１３及び図１４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。

【００７７】拡散板１９において、図１４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ほぼ
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。

【００７８】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。

【００７９】Ｓd＝Ｓ₀×［１＋（ｄ／Ｌ）２］／２但し、ｄ：気体の導入口の中心部からの延長線と拡散板との交
点からの距離Ｌ：気体の導入口の中心部から、気体の導入口の中心部
からの延長線と拡散板との交点までの距離Ｓd：気体の導入口の中心部からの延長線と拡散板との
交点からの距離ｄにおける開口面積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

【００８０】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２及び図４に示すように、上下
に、もしくは、図７に示すように、左右に異なる位置に
あることが好ましく、且つ略々対称の位置にあることが
より好ましい。

【００８１】前述したように、各Ｘ方向配線７およびＹ
方向配線の端部３０は、真空容器１２の外部にある。端
部３０は、ＴＡＢ配線やプローブなどを介して駆動ドラ
イバー３２と接続する。

【００８２】このように、本製造装置の場合、真空容器
１２で前記各ユニット6を覆えばよいため、製造装置の
小型化が可能である。つまり、従来のように真空チャン
バー中に基板（リアプレート）を全て入れる場合に比
べ、製造装置を小型化できる。また、従来のように、蛍
光体などの画像形成部材が配置されたフェースプレート
と、前記ユニット６が配置されたリアプレートとを封着
した後に、"活性化"工程や"フォーミング"工程を行う場
合では、フェースプレートとリアプレート間の間隔が狭
いためにコンダクタンスが低くなり、ガスの導入および
排気に時間を要した。しかし、本発明の製造装置を用い
た製造方法によれば、容積の大きい（コンダクタンスの
大きい）真空容器１２をリアプレート上のユニット６が
配置された領域のみを覆い、真空容器内へのガスの導入
および排気を行うので、従来よりも"活性化"工程や"フ
ォーミング"工程に要する時間を大幅に短縮できる。さ
らには、真空容器１２内の容積を大きくできるので、リ
アプレート（電子源基板）上の各ユニットに有機物質ガ
スあるいは還元性ガスを均一性高く供給することがで
き、その結果均一性に優れた電子放出素子を形成するこ
とができる。また、電子源基板（リアプレート）のＸ方
向配線およびＹ方向配線の端部が真空容器１２外に有る
ため、各ユニット６に電圧を印加するための電源装置
（駆動ドライバ）との電気的接続を大気中において容易
に行うことができる。

【００８３】以上のようにして真空容器１２内に有機物
質ガスを流した状態で、駆動ドライバー３２を用い、Ｘ
方向配線およびＹ方向配線を通じてリアプレート１０上
の各ユニット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"工程を行うことができる。

【００８４】同様にして、有機物質ガスに代えて、水素
などの還元性ガスを用いれば、前述した"フォーミング"
工程を行うことができる。勿論、前記還元性ガスを用い
ずに、前述した真空容器１２（製造装置）によって、各
ユニット６を、単に真空雰囲気下に置いて、"フォーミ
ング"工程を行うことができる。

【００８５】さらに、以下に、前記した製造装置とは、
その一部を代えた別の製造装置について説明する。主と
して電子源基板１０の支持方法を変えたものであり、そ
の他の構成は前述の形態と同様にすることができる。図
５及び図６は、その製造装置の形態を示したものであ
る。

【００８６】図５及び図６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２〜図４と同じ構成部材等については、
同一符号を記している。

【００８７】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。

【００８８】本実施形態では、電子源基板(リアプレー
ト)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ものであり、この形
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、本実施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。

【００８９】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。

【００９０】図５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
材質で作製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。

【００９１】また、図６において、前記第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弾性部
材からなる第３の熱伝導部材４３とが設置されている。

【００９２】なお、図５及び図６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１４の厚みを実
際よりも大きく記載している。

【００９３】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。

【００９４】また、さらに、別の形態として、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４
２、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４
２の内部と、副真空容器１４の両方に、前記のような加
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。

【００９５】この形態では、２種類の熱伝導部材４１，
４２を用いているが、熱伝部材は、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、本形態に限定されるものではない。

【００９６】気体の導入口１５と排気口１６の位置は、
本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５及び図６に示すよ
うに、上下、若しくは、前述の形態で示した図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。

【００９７】本形態においても、上述の形態と同様に、
真空容器１２内に気体を導入する工程を有する場合、拡
散板１９を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述の形態と同様に行うことが
できる。

【００９８】本形態においても、上述の形態と同様に、
フォーミング処理工程や、真空容器１２内に有機物質を
含む混合ガスを流した状態で、駆動ドライバー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。

【００９９】更に、異なる形態を取る製造装置を図８を
参照して説明する。本形態では、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。また、２０３はＯリング、２０４は
ベンゾニトリル、２０５は真空計、２０６は真空排気
系、２１５はブローブユニット、２１６はパルス発生器
である。

【０１００】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ＩＴＯ膜などの導電性膜を形成
する。なお、静電チャック方式による基板の吸着のため
には、電極２０９と基板の距離が短くなっている必要が
あり、いったん別の方法で基板１０を静電チャック２０
８に押し付けることが望ましい。図８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。

【０１０１】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。

【０１０２】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。

【０１０３】

【実施例】以下、本発明を更に具体的に説明するための
諸実施例について述べる。

【０１０４】（実施例１）以上述べた本発明の製造装置
を用いて図１５、１６に示される表面伝導型電子放出素
子を複数備えた図１７に示される電子源基板の製造工程
について、以下、より具体的に説明する。

【０１０５】図１５〜１７において、１０は基板（リア
プレート）、２、３は電極、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。まず、ＳｉＯ₂層を形成したガラス基板（サイズ３
５０×３００ｍｍ、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１８に
示される厚み５０ｎｍの電極２、３を形成した。そし
て、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１８に示されるＸ方向配線
７（２４０本）及びＹ方向配線８（２０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。

【０１０６】次に、電極２、３間にインクジェット法に
より、パラジウム錯体溶液を滴下した。ここでは、イン
クジェット装置としてバブルジェット（登録商標）方式
のものを用いたが、所謂ピエゾ方式のインクジェット装
置を用いることもできる。そして、基板10上に付与した
液滴を３５０℃で３０分間加熱して酸化パラジウムから
なる導電性膜４を形成した。導電性膜４の膜厚は、２０
ｎｍであった。以上のようにして、一対の電極２、３及
び導電性膜４からなるユニット６を複数個基板（リアプ
レート）１０上に形成した。また、各々のユニット６
は、Ｘ方向配線７及びＹ方向配線８にてマトリクス状に
接続されている。このようにして"フォーミング"工程前
の電子源基板１０を形成した。

【０１０７】前述の工程によって作製した電子源基板１
０を、図２及び図３に示した製造装置の支持体１１上に
固定した。支持体１１と電子源基板１０との間には、厚
さ１．５ｍｍの熱伝導性ゴムシート４１が挟持される。

【０１０８】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Ｘ方向配線および
Ｙ方向配線の端部３０が該真空容器１２の外に出る（大
気に露出する）ようにして、図３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１３及
び図１４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。

【０１０９】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、
室温まで徐冷するベーキング工程を行った。

【０１１０】基板の温度が室温に戻った後、図３に示す
配線３１を介して配線の端部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、各ユニット６の電極２、３間に電圧を印加し、
導電性膜４に電流を流し、図１６に示す間隙Ｇを導電性
膜４に形成した（"フォーミング"工程）。

【０１１１】続いて、同装置を用いて"活性化"工程を行
った。図２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
１２内に導入した。有機ガス２１には、エチレンガスを
用い、キャリヤガス２２には、窒素ガスを用いた。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内の圧力が所望の圧力
になるようにした。

【０１１２】有機物質ガス導入後、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を通じて各ユ
ニット６の電極２、３間にパルス電圧を印加して"活性
化"工程を行った。なお、"活性化"工程は、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、所望のＸ方向配線７を選
択し、１ラインずつパルス電圧を順次印加する方法で行
った。

【０１１３】活性化処理終了時の素子電流Ｉf（電子放
出素子の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、各X方向配線毎の
バラツキは少なく、良好な活性化処理を行うことができ
た。

【０１１４】前記活性化処理が終了した電子放出素子に
は、図１５、１６に示すように間隙５を隔てて炭素膜２
９が形成されていた。

【０１１５】（実施例２）次に、図５に示した製造装置
を用いた電子源基板を製造した例を説明する。厚さ３ｍ
ｍのＳｉＯ₂層を形成したガラス基板をリアプレート１
０として用い、実施例１と同様にして"フォーミング"前
の電子源基板を作製した（図１８）。そして、その電子
源基板１０を、図５の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ーを有するアルミニウムで作製し
た熱伝導部材４２を介して設置した。

【０１１６】但し、本実施例では、図５に示した場合と
異なり、拡散板１９は設置せずに"活性化"工程を行っ
た。

【０１１７】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）で排気し
た。

【０１１８】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１０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。

【０１１９】電子源基板１０のサイズが大きく、且つ電
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１
４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、図５における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。

【０１２０】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
ユニット６の電極２、３間に電圧を印加し、導電性膜４
に電流を流し、図１６に示す間隙Ｇを導電性膜４に形成
した（"フォーミング"工程）。本製造方法においては、
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
素ガスを徐々に導入して実施した。

【０１２１】続いて、同装置を用いて、"活性化"工程を
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２
１とキャリアガス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、プロピレンガスを用い、
キャリアガス２２には、窒素ガスを用いた。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内の圧力が所望の圧力となるようにした。

【０１２２】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
圧力が真空容器１２内の圧力よりも低くなるようにし
た。

【０１２３】次に、本実施形態と同様に、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
各ユニット６の電極２、３間に電圧を印加して"活性化"
工程を行った。"活性化"工程時の素子電流（電極２、３
間を流れる電流）Ｉfを、実施例１と同様の方法で測定
したところ、バラツキは、非常に低く、良好な"活性化"
工程を行うことができた。

【０１２４】なお、前記"活性化"工程が終了した電子放
出素子には、図１５、１６に示すように、間隙５を隔て
て炭素膜２９が形成されていた。

【０１２５】本製造工程においては、真空容器１２内に
有機物質を含む混合気体を圧力２６６×１０² Ｐａ（２
００Ｔｏｒｒ）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。

【０１２６】（実施例３）本実施例では、実施例１およ
び実施例２で説明した製造装置、及び製造工程にて作製
された電子源基板１０を、図１に示した画像表示装置と
した。

【０１２７】図１(ａ)は本実施例で作成した画像表示装
置の模式図であり、Ｚ方向の断面図を図１（ｂ）に示
す。

【０１２８】同図において、６９は電子放出素子、６２
は支持枠である。６６は、ガラス基板６３とメタルバッ
ク６４と蛍光体６５とからなるフェースプレートであ
る。６７は高圧端子である。また、６１は電子源基板の
製造工程にて、真空容器１２を電子源基板上に設置し、
シール部材１８とともに真空容器１２を除去した際の、
シール部材１８の接続痕を示す。

【０１２９】電子源基板１０と支持枠６２との間、フェ
ースプレート６６と支持枠６２との間には、フリットガ
ラス、または、インジウム合金材などの接合部材７０が
図１（ｂ）中の様に狭持される。

【０１３０】ここで、電子源基板１０と支持枠６２の接
合位置７１は、シール部材１８の接続領域６１と重なら
ない様、その外側に配置されるものとした。接続領域６
１には、シール部材１８であるニトリルゴム、シリコー
ンゴム、フッ素ゴムなどからなるＯリングやゴム性シー
トの成分の一部が、電子源基板へ押圧されることや電子
源基板の熱処理などにより残渣が存在する場合がある。
そのため、接続領域６１における濡れ性の低下など電子
源基板１０の表面状態が著しく変化する場合がある。そ
の結果、この接続領域６１において、支持枠６２と電子
源基板１０との接続を行おうとすると、前記残渣の影響
で接合不良が起こる場合あり、後述するように画像表示
装置内を排気した際に、真空リークの問題を発生させる
ことがある。そのため、本発明では、接続領域６１とは
異なる領域（接合位置７１）において支持枠と電子源基
板との接合を行う。

【０１３１】更に、接合位置７１を、シール部材１８の
接続痕６１の外側に配置することは、真空容器１２の小
型化にも寄与する。

【０１３２】表示装置内は減圧状態に維持される。この
減圧状態の維持は例えば、フェースプレート６６に設置
された図示しない排気管を通して表示装置内を排気し、
内部の圧力を大気圧以下にした後、この排気管を封止し
て、図１に示すような、画像表示装置が作製される。さ
らに、封止後の装置内部の圧力を維持するために、装置
内に設置された図示しないゲッタ材料を高周波加熱法に
よる処理が実施される場合もある。

【０１３３】以上のようにして完成した画像表示装置に
おいては、画像表示装置内の真空状態を確実に維持で
き、各電子放出素子には、装置外端子Ｄx1乃至Ｄxm、Ｄ
y1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。

【０１３４】この実施形態における画像表示装置におい
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。

【０１３５】（実施例４）図１９(a)、図１９（ｂ）を
用いて、本実施例を説明する。図１９(a)は本実施例で
作成した画像表示装置の模式的斜視図であり、図１９
（ｂ）は図１９（a）のZ方向における断面模式図であ
る。図１９で用いた符合のうち、図１と同一の符号は同
じ部材を指す。本実施例では、実施例１および実施例２
で作成した電子源基板１０と支持枠６２との接合位置７
１を、シール部材１８の接続領域６１と重ならないよう
に、その内側に配置したものである。これ以外は、第３
の実施例と同様にして画像表示装置を形成した。本実施
形態においては、フェースプレート６６の小型化が可能
であること、さらに、電子源基板上の接続痕６１が真空
形成部の外側となるために、接続痕６１からの放出ガス
が電子源へ及ぼす影響を気にする必要がない。

【０１３６】本実施例で作成した画像表示装置も実施例
３で作成した画像表示装置と同様に長期に渡り安定で良
好な画像が得られた。

【０１３７】

【発明の効果】本発明によれば、製造スピードが向上し
量産性に適した画像表示装置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画像表示装置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、安定した真空
気密を形成し、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】画像形成装置の構成を一部を破断して示す模式
図である。

【図２】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３】図２及び図４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４】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８】本発明に係る製造装置の他の例を示す断面図で
ある。

【図９】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１０】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１１】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１２】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１３】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１４】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１５】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１６】本発明に係る電子放出素子の構成を示す図１
５のＢ−Ｂ'による断面図である。

【図１７】本発明に係る電子源を示す平面図である。

【図１８】本発明に係る電子源の作製方法を説明するた
めの平面図である。

【図１９】画像形成装置の構成を一部を破断して示す模
式図である。

【符号の説明】

１：基板、２、３：電極、４：導電性膜、５：電子放出
部、６：ユニット、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、２６：真空ポ
ンプ、２７：真空計、２８：配管、３０：取り出し配
線、３１：電子源基板の取り出し配線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、６
５：蛍光体、６６：フェースプレート、６７：高圧端
子、６８：画像形成装置、６９：電子放出素子、７０：
フリットガラス又はインジウム合金材、７１：枠部材の
接合位置

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】導電体と該導電体に接続された配線とが
形成された第１の基板を支持体上に配置する工程と、前記第１の基板の一部を容器にて覆い、前記導電体を前
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
るとともに、前記空間外に前記配線の一部分を配置する
工程と、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と、前記空間外に配置された前記一部分の配線を通じて前記
導電体に電圧を印加し、当該導電体に電子放出部を形成
する工程と、前記容器を前記第１の基板から取り外す工程と、前記空間を形成するために前記容器と前記第１の基板と
が接続されていた領域とは異なる領域において、当該第
１の基板と画像形成部材を有する第２の基板とを接合部
材を介して接合する工程とを含むことを特徴とする画像
表示装置の製造方法。
【請求項２】前記空間内を所望の雰囲気とする工程
は、当該空間内を排気する工程を含むことを特徴とする
請求項１に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項３】前記空間内を所望の雰囲気とする工程
は、前記空間内に気体を導入する工程を含むことを特徴
とする請求項１または２に記載の画像表示装置の製造方
法。
【請求項４】更に、前記第１の基板を前記支持体上に
固定する工程を有することを特徴とする請求項１乃至３
のいずれか１項に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項５】前記第１の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
程を含むことを特徴とする請求項４に記載の画像表示装
置の製造方法。
【請求項６】前記第１の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
程を含むことを特徴とする請求項４に記載の画像表示装
置の製造方法。
【請求項７】前記第１の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
配置して行われることを特徴とする請求項１乃至３のい
ずれか１項に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項８】前記導電体に電圧を印加する工程は、前
記第１の基板の温度調節を行う工程を含むことを特徴と
する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像表示装
置の製造方法。
【請求項９】前記導電体に電圧を印加する工程は、前
記第１の基板を加熱する工程を含むことを特徴とする請
求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像表示装置の製
造方法。
【請求項１０】前記導電体に電圧を印加する工程は、
前記第１の基板を冷却する工程を含むことを特徴とする
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像表示装置の
製造方法。