JP4323679B2 - 電子源形成用基板及び画像表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子源形成用基板、該基板を用いた画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子放出素子として熱陰極素子と冷陰極素子の２種類が知られている。このうち冷陰極素子では、たとえば表面伝導型放出素子や、電界放出型素子や、金属／絶縁層／金属型放出素子などが知られている。
【０００３】
表面伝導型放出素子は、基板上に形成された小面積の薄膜に、膜面に平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。上述の表面伝導型放出素子においては、電子放出を行う前に導電性膜に通電フォーミングと呼ばれる通電処理を施すことにより電子放出部を形成する。すなわち、通電フォーミングとは、導電性膜の両端に一定の直流電圧、もしくは、非常にゆっくりとしたレートで昇圧する直流電圧を印加して通電し、導電性膜を局所的に破壊もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部を形成することである。尚、局所的に破壊もしくは変形もしくは変質した導電性膜の一部には、亀裂が発生する。前記通電フォーミング後に導電性膜に適宜の電圧を印加した場合には、前記亀裂付近において電子放出が行われる。
【０００４】
電子源基板は、電子源形成用基板に、上述の電子放出素子が形成され、複数の行方向配線電極及び複数の列方向配線電極とにより、単純マトリックス状に配線されている。特に行方向配線電極と列方向配線電極が交差する部分には電極間に絶縁層が形成されており、電気的な絶縁が保たれている。さらに電子放出部として前述の導電性膜を形成したものである。該導電性膜の両端に一定の直流電圧、もしくは、非常にゆっくりとしたレートで昇圧する直流電圧を印加して通電し、導電性膜を局所的に破壊もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部を形成する。
【０００５】
該電子源基板に対向して接合されるフェースプレート（発光表示板）は電子源基板と対向する面に蛍光体からなる蛍光膜が形成されており、赤・緑・青の３原色の蛍光体が塗り分けられている。また蛍光膜をなす各色蛍光体の間には黒色体が設けてあり、さらに蛍光膜の上にはＡｌ等からなるメタルバックが形成されている。該フェースプレートと電子源基板とを支持枠を介して接合された外囲器の内部は１０^-6Ｔｏｒｒ程度の真空に保持されており、該基板が大気圧に耐え得る強度を保持させる目的で、比較的薄いガラス板からなる構造支持体を設けている。
【０００６】
電子源より放出された電子ビームを画像表示部材である蛍光体に照し、蛍光体を発光させる画像表示装置においては、電子源とフェースプレートの画像形成部材を内包する外囲器の内部を高真空に保持しなければならない。それは、外囲器内部にガスが発生し、圧力が上昇すると、その影響の程度はガスの種類により異なるが、電子源に悪影響を及ぼして電子放出量を低下させ、明るい画像の表示ができなくなるためである。また、発生したガスが電子ビームにより電離されてイオンとなり、これが電子を加速するための電界により加速されて電子源に衝突することで電子源の損傷を与えることもある。さらに、場合によっては内部で放電を生じさせる場合もあり、この場合は装置を破壊することもある。
【０００７】
通常、画像表示装置の外囲器は、ガラス部材を組み合わせて支持枠とし、接合部をフリットガラスなどにより接着して組み立てた後、外囲器内部を排気管と真空ポンプとを接続し１０^-7Ｔｏｒｒ程度の真空度まで排気する。その後、排気管を封止するが、封止後真空の維持は、外囲器内に設置されたゲッターによって行われる。すなわち、外囲器内の所定の位置にゲッター膜を形成する。ゲッター膜とは、例えば、Ｂａを主成分とするゲッター材料をヒーターもしくは高周波加熱により加熱し蒸着して形成した膜であり、該ゲッター膜の吸着作用により外囲器内は１０^-6Ｔｏｒｒの真空度に維持される。
【０００８】
以上説明した画像表示装置は電子源形成用基板に形成した複数の行方向配線電極及び複数の列方向配線電極の真空容器外端子を通じて電子放出素子に電圧を印加すると、各電子放出素子から電子が放出される。それと同時にフェースプレートの蛍光体膜の上に形成したメタルバックに外囲器外端子を通じて十数ｋＶの高圧を印加して、上記放出された電子を加速し、フェースプレートの蛍光体膜に衝突させる。これにより、蛍光膜をなす各色の蛍光体が励起されて発光し、画像が表示される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本発明者等は、既に、電子源形成用基板として、Ｎａを含有する基板上にＳｉＯ₂を主成分とする第１の層と電子伝導性酸化物を含有する第２の層とを基板上に形成し、導電性膜など電子放出素子を構成する部材へのＮａ拡散をブロックする膜の形成を施すことを提案している。電子伝導性酸化物としては、たとえば、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｒｅから選ばれる少なくとも一種以上の元素の酸化物粒子である。層構成としては下層に電子伝導性酸化物を含有する層を形成し、この酸化物粒子による基板表面での凹凸を低減する目的で、上層にＳｉＯ₂を主成分とする層を形成している。またこれらの電子伝導性酸化物を含有した層は電子放出素子が形成される基板表面の帯電を防止する目的も有している場合がある。上述の電子伝導性酸化物を含有した層は電子伝導性を示すため、基板表面のチャージアップを抑制し、電子放出素子の安定した電子特性が得られる。そしてＳｉＯ₂を主成分とする上層と電子伝導性酸化物を含有する下層とを基板上に形成した基板表面のシート抵抗値は、通常１０⁸Ω／□〜１０¹³Ω／□の範囲内としている。
【００１０】
しかし、この電子源形成用基板を用いた画像表示装置においては、以下のような問題点があった。
【００１１】
第一に、電子源形成用基板上にＳｉＯ₂を主成分とする第１の層と電子伝導性酸化物を含有する第２の層とを形成する形態として基板全面に形成した場合、該電子源形成用基板と支持枠を介してフェースプレートと接合し組み立てられた外囲器では１０^-6Ｔｏｒｒ程度の高真空が保持できない。これは電子伝導性酸化物を含有する層の内部が微粒子の集合体であり、厳密に言えば通気性を有している。従って、支持枠接合部をフリットガラスなどにより電子源形成用基板に接着して外囲器を組み立てたにもかかわらず、電子伝導性酸化物を含有する層から空気がリークすることがわかっている。電子源放出素子の寿命は前述したように真空度の低下とともに著しく悪化するので、製品寿命を短くする要因ともなっている。
【００１２】
第二に、接合後の真空維持を目的として外囲器内に設置されたゲッターが、隣接する配線電極のショートを引き起こす要因として、電子伝導性酸化物を含有する第２の層が介在している。すなわち、電子源形成用基板においてＳｉＯ₂を主成分とする第１の層と電子伝導性酸化物を含有する第２の層の上に列方向配線電極及び或いは行方向配線電極が配置され、その上に、絶縁層を介してゲッターが配置された場合、水分など吸蔵しやすい電子伝導性酸化物を含有する第２の層が後工程で３００℃にも達する加熱処理を施されると、水分・ＣＯ₂等のガスを発生して絶縁層内部に径１ｍｍに及ぶ気泡を多数形成する。加熱時に絶縁層内部の気泡がはじけ、冷却後に配線電極が露出している個所では、ゲッター膜形成によるゲッターを介して隣接する配線電極間でショートを引き起こすことになる。このショートは画像形成体の画質を著しく低下させるため、不良品を製造することで製品の歩留まりを悪くしている。
【００１３】
本発明は、かかる問題点を解決し、真空度の低下による製品寿命の短縮を生じず、またゲッターを介しての隣接配線間のショートを起さず、長期使用においても電子源特性の劣化のない電子源形成用基板、該基板を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために発案された本発明の構成は以下の通りである。
【００１５】
即ち、本発明の電子源形成用基板は、他部材との封着により、画像表示装置の外囲器を構成し、電子放出素子がその上に配置される、ナトリウムを含む基板を用いた電子源形成用基板であって、前記他部材との封着領域を除く、前記電子放出素子が配置される前記基板の表面に、電子伝導性酸化物の粒子を含有する第２の層と、該第２の層上に形成されたＳｉＯ ₂ を主成分とする第１の層が設けられていることを特徴とする。
【００３０】
更に、本発明の画像表示装置は、外囲器と、前記外囲器内に配置された、電子放出素子及び前記電子放出素子からの電子の照射により画像を表示する画像表示部材とを備える画像表示装置であって、上記の電子源形成用基板に前記電子放出素子が配置されていることを特徴とする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
【００３３】
まず、図１は、電子源形成用基板の一例を示す断面図である。図１において、１はＮａを含有する、例えば、青板ガラス、あるいはＮａの１部をＫに置換して歪み点を上昇させた高歪み点ガラスなどの基板、６は帯電防止膜、ナトリウム遮断膜、金属酸化物が含有された絶縁材料膜または金属酸化物が含有されたＳｉＯ₂膜としての電子伝導性酸化物等の金属酸化物を含有した第２の層、７は該第２の層６上に形成されたＳｉＯ₂からなる膜としてのＳｉＯ₂を主成分とした第１の層である。８は第１の層６中の金属酸化物としての電子伝導性酸化物粒子、９は第２の層６中の空隙である。
【００３４】
第１の層７上には、図２に示されるように、電子放出素子が形成されるが、第２の層６は主として、電子放出素子を構成する部材、特に導電性膜４へのＮａの拡散をブロックする目的で設けられた層であり、Ｎａを含有する基板１上に形成することで、基板１からのＮａ拡散を抑制する効果を有する。第２の層６の厚さは、上記Ｎａ拡散を抑制する効果の点で、３００ｎｍ以上とされるのが好ましく、また、膜の応力によるクラックの発生や膜はがれを防止するという点で、更に３μｍ以下とされるのが特に好ましい。また、第２の層６に含有される金属酸化物としては、粒子状の金属酸化物であることが好ましく、また電子伝導性酸化物であることが好ましい。具体的には、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｒｅから選ばれる金属の酸化物であることが好ましく、Ｓｎの酸化物がより好ましい。また、必要に応じて設ける第１の層７がＳｉＯ₂を主成分とする層であることから、第２の層６もまたＳｉＯ₂を構成成分とすることが好ましい。また、金属酸化物粒子の粒子径は６ｎｍ〜６０ｎｍが好ましい。
【００３５】
また、第１の層７は、ＳｉＯ₂を主成分とした層であり、電子放出素子が形成される基板表面の平坦性向上、上記第２の層６中の電子伝導性酸化物の粒子の脱落防止、Ｎａ拡散の防止を目的として必要に応じて設けられた層である。この第１の層７は第２の層６上に形成され電子伝導性酸化物粒子の凹凸を、カバーして平坦性を向上し電子放出素子の形成を容易にしている。また、第２の層６だけでは電子伝導性酸化物は基板に接着しにくいので、第１の層７でその接着をし、電子伝導性酸化物粒子の脱落を防いでいる。更に、基板からの電子放出素子へのＮａの拡散の抑制効果も有している。第１の層７の厚さは、平坦性向上の効果の点で４０ｎｍ以上が好ましく、また、Ｎａの拡散防止の効果の点から、６０ｎｍ以上がより好ましい。また、膜の応力によるクラックの発生や膜はがれを防止するという点で、更に３μｍ以下が好ましい。
【００３６】
図７は、本発明の電子源及び画像表示装置の一例を示す図であり、８１は本発明の電子源形成用基板に、表面伝導型電子放出素子７６を、行方向配線７２と列方向配線７３によりマトリクス状に複数配した電子源基板、８６はガラス８３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。８２は支持枠であり、該支持枠８２には、電子源基板８１、フェースプレート８６が低融点のフリットガラスなどを用いて、接合され、外囲器８８を構成している。
【００３７】
電子放出素子７６は、ｍ本の行方向配線７２とｎ本の列方向配線７３とに電気的に接続されている。行方向配線７２には、Ｘ方向に配列した電子放出素子７４の行を、選択するための操作信号を印可する不図示の操作信号印可手段が接続される。一方、列方向配線７３には、Ｙ方向に配列した電子放出素子７４の各列を入力信号に応じて、変調するための不図示の変調信号発生手段が接続される。各電子放出素子に印可される駆動電圧は、当該素子に印可される操作信号と変調信号の差電圧として供給される。
【００３８】
図７に示す様に、本発明の電子源形成用基板は、支持枠８２等の外囲器８８を構成する他部材との封着領域には、第２の層７１、好ましくは第１の層及び第２の層７１を設けていない。このため、封着領域では支持枠８２が電子源形成用基板のガラス面に直接接合されるので、通気性を有する第２の層７１から空気が外囲器８８内にリークすることはない。
【００３９】
また、ゲッタ膜が配置される領域を除く、電子放出素子が配置される表面に、上記第２の層、好ましくは第１の層及び第２の層を設けることにより、後工程で３００℃にも達する加熱処理を施されても、絶縁層内部に気泡を発生することはなく、配線電極が露出してゲッター膜形成によるゲッターを介した隣接配線電極間のショートも起こり得なくなる。
【００４０】
【実施例】
以下、具体的な実施例を上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。
【００４１】
図１に示した電子源形成用基板を用いて、図２に示す電子放出素子を有する図７に示される画像表示装置を作成する。
【００４２】
まず、図１に示した電子源形成用基板を作成する。
【００４３】
基板１としての高歪み点ガラス（ＳｉＯ₂：５８％、Ｎａ₂Ｏ：４％、Ｋ₂Ｏ：７％を含む）の、封着領域を除く領域、即ち支持枠８２接合部よりも内側の領域に限定して、リンをドープして抵抗調整したＳｎＯ₂微粒子と有機珪素化合物の混合溶液（以下、ＰＴＯと呼ぶ）をスリットコーターを用いて塗布し、ホットプレートで８０℃、３ｍｉｎの乾燥を行った。これを第２の層６とした。
【００４４】
さらに有機珪素化合物のみの溶液を、第２の層６の上にスリットコーターを用いて塗布し、ホットプレートをで８０℃、３ｍｉｎの乾燥を行った。これを第１の層７とした。
【００４５】
更に、オーブンで５００℃、６０ｍｉｎの焼成を行った。この結果、高歪み点ガラス基板上１に、リンをドープして抵抗調整したＳｎＯ₂微粒子とＳｉＯ₂が重量比８０：２０の第２の層６が厚さ３００ｎｍで形成され、さらにその上層として、ＳｉＯ₂からなる第１の層７が６０ｎｍで形成された。
【００４６】
次に、上記電子源形成用基板上に、図５にて示されるようにして、図２の表面伝導型電子放出素子を形成した図７の電子源基板８１を形成する。
【００４７】
まず、素子電極２、３を形成する。上述の基板上にフォトレジスト層を形成し、フォトリソグラフィー技術により、フォトレジスト層に素子電極の形状に対応する開口部を形成した。この上にスパッタ法により、Ｔｉ５ｎｍ、Ｐｔ１００ｎｍを成膜し、有機溶剤で上記フォトレジスト層を融解除去し、リフトオフにより、素子電極２、３を形成した（図５（ｂ））。このとき、図２の（ａ）に示される、素子電極間隔Ｌは２０μｍ、電極長さＷは６００μｍとした。
【００４８】
ついで、金属成分として銀を含むペースト材料（ＮＰ‐４７３６Ｓ；ノリタケ（株）製）を用い、スクリーン印刷法により行方向電極配線７２を形成した。ｍ本の行方向配線７２は、Ｄｘ１、Ｄｘ２、…、Ｄｘｍからなり、スクリーン印刷後、１１０℃で２０分間乾燥し、次いで熱処理装置によりピーク温度５００℃ピーク保持時間５分間の条件で上記ペースト材料を焼成し、厚さ５μｍの行方向電極配線７２を形成した。
【００４９】
次に、行方向配線電極７２と列方向配線電極７３間の絶縁層を形成した。絶縁層の形成では、スクリーン印刷法で絶縁ペーストを行方向配線電極７２上の列方向配線電極７３と交差する位置に印刷した。印刷後、熱処理装置によりピーク温度５００℃１０分間の条件で上記絶縁ペースト材料を焼成し、厚さ２０μｍの絶縁層を形成した。
【００５０】
更に、列方向配線電極７３も行方向配電極７２と同じ方法で形成した。列方向配線７３は、Ｄｙ１、Ｄｙ２、…、Ｄｙｎのｎ本の配線よりなり、このようにして単純マトリックス状に配線された電子源基板を作製した。
【００５１】
次に、前述した各一対の素子電極２，３間に、導電性膜４を形成した（図５（ｃ））。有機パラジウム含有溶液を、バブルジェット方式のインクジェット噴射装置を用いて、幅が１００μｍとなるよう付与して行った。その後３００℃で３０分間の加熱処理を行って、酸化パラジウム微粒子からなる導電性膜４を得た。導電性膜４は、良好な電子放出特性を得るために、１ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内の粒径を有する複数の微粒子で構成された微粒子膜であることが好ましい。また、導電性膜４の膜厚は、好ましくは１ｎｍ〜５０ｎｍの範囲とするのが良い。
【００５２】
また、電子放出部（間隙）５は、例えば、素子電極２，３間に跨って形成された導電性膜４に、後述するフォーミング処理で亀裂を形成することにより形成される（図５（ｄ））。
【００５３】
また、導電性膜４上には炭素膜が形成されていることが、電子放出特性の向上及び電子放出特性の経時的変化の低減のうえで好ましい。この炭素膜は、例えば、図３（ａ）、（ｂ）に示されるように形成される。ここで、図３（ａ）は炭素膜を有する表面伝導型電子放出素子の導電性膜の間隙部付近を拡大した模式的平面図、図３（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図である。図３に示されるように、炭素膜を有する表面伝導型電子放出素子は、上記一対の導電性膜４で形成される間隙５よりも狭い間隙１８を形成するように、該導電性膜４に接続されて、間隙５内の基板８１上及び導電性膜４上に炭素膜１９を有している。また、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、一対の導電性膜４の間隙５に面する両端に、上記同様に炭素膜１９を有する形態であっても上記同様の効果を奏する。
【００５４】
次に、図７に示した画像形成装置の製造方法の一例を以下に説明する。図８はこの工程に用いる装置の概要を示す模式図である。外囲器８８は、排気管１３２を介して真空チャンバー１３３に連結され、さらにゲートバルブ１３４を介して排気装置１３５に接続されている。真空チャンバー１３３には、内部の圧力及び雰囲気中の各成分の分圧を測定するために、圧力計１３６、四重極質量分析器１３７等が取り付けられている。外囲器８８内部の圧力などを直接測定することは困難であるため、該真空チャンバー１３３内の圧力などを測定し、処理条件を制御する。真空チャンバー１３３には、さらに必要なガスを真空チャンバー内に導入して雰囲気を制御するため、ガス導入ライン１３８が接続されている。該ガス導入ライン１３８の他端には導入物質源１４０が接続されており、導入物質がアンプルやボンベなどに入れて貯蔵されている。ガス導入ラインの途中には、導入物質を導入するレートを制御するための導入制御手段１３９が設けられている。該導入量制御手段としては具体的には、スローリークバルブなど逃す流量を制御可能なバルブや、マスフローコントローラーなどが、導入物質の種類に応じて、それぞれ使用が可能である。
【００５５】
図８の装置により外囲器８８の内部を排気し、フォーミングを行う。このフォーミング工程の方法の一例として通電処理による方法を説明する。素子電極２，３間に、不図示の電源を用いて、通電を行うと、導電性膜４に、電子放出部５が形成される。
【００５６】
電圧波形は、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可する手法とパルス波高値を増加させながら、電圧パルスを印可する手法がある。図６（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１μｓｅｃ．〜１０ｍｓｅｃ．、Ｔ２は、１０μｓｅｃ．〜１０ｍｓｅｃ．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可する。パルス波形は三角波に限定されるものではなく、矩形波など所望の波形を採用することができる。図６の（ｂ）におけるＴ１及びＴ２は、図６の（ａ）に示したも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／ステップ程度ずつ、増加させることができる。通電フォーミング処理の終了は、パルス間隔Ｔ２中に、例えば０．１Ｖ程度の抵抗を示したとき、通電フォーミングを終了させる。
【００５７】
フォーミングを終えた素子に活性化工程路呼ばれる処理を施すのが好ましい。活性化工程とは、この工程により、素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅが、著しく変化する工程である。活性化工程は、例えば、有機物質のガスを含有する雰囲気下で、通電フォーミングと同様に、パルスの印可を繰り返すことで行うことができる。この雰囲気は、イオンポンプなどにより一旦十分に排気した真空中に適当な有機物質のガスを導入することによって得られる。このときの好ましい有機物質のガス圧は、前述の応用の形態、真空容器の形状や、有機物質の種類などにより異なるため場合に応じて適宜設定される。適当な有機物質としては、、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、ケント類、アミン類、フェノール、カルボン、スルホン酸等の有機酸類等を挙げることが出来、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、ホルムアルデヒド、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、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等あるいはこれらの混合物が使用できる。
【００５８】
この処理により、雰囲気中に存在する有機物質から、炭素膜が素子上に堆積し、素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅが著しく変化するようになる。活性化工程の終了判定は、素子電流Ｉｆと放出電流Ｉｅを測定しながら適宜行う。尚パルス幅、パルス間隔、パルス波高値などは、適宜設定される。上記炭素膜は、例えばグラファイト（いわゆるＨＯＰＧ、ＰＧ、ＧＣを含有する、ＨＯＰＧはほぼ完全なグラファイトの結晶構造、ＰＧは結晶粒が２０ｎｍ程度で結晶構造がやや乱れたもの、ＧＣは結晶粒が２ｎｍ程度になり結晶構造の乱れがさらに大きくなったもの）、非晶質カーボン（アモルファスカーボン及び、アモルファスカーボンと前記グラファイトの微結晶の混合物を指す）の膜であり、その膜厚は、５０ｎｍ以下の範囲とするのが好ましく、３０ｎｍ以下の範囲とするのがより好ましい。
【００５９】
外囲器８８内は、十分に排気した後、有機物質がガス導入ライン１３８から導入される。あるいは、上述のように、まず油拡散ポンプやロータリーポンプで排気し、これによって真空雰囲気中に残留する有機物質を用いても良い。また、必要に応じて有機物質以外の物質も導入される場合がある。この様にして形成した、有機物質を含む雰囲気中で、各電子放出素子に電圧を印加することにより、炭素あるいは炭素化合物、ないし両者の混合物が電子放出部に堆積し、電子放出量がドラスティックに上昇する。このときの電圧の印加方法は、上記フォーミングの場合と同様の結線により、一つの方向配線につながった素子に、同時の電圧パルスを印加すればよい。
【００６０】
活性化工程終了後は、安定化工程を行うことが好ましい。この工程は、外囲器８８内の有機物質を排気する工程である。外囲器８８内の有機成分の分圧は、上記の炭素及び炭素化合物がほぼ新たに堆積しない分圧で１．３×１０^-6Ｐａ以下が好ましく、さらには１．３×１０^-8Ｐａ以下が特に好ましい。さらに外囲器８８内を排気するときには、外囲器８８全体を加熱して、外囲器８８内壁や、電子放出素子に吸着した有機物質分子を排気しやすくするのが好ましい。このときの加熱条件は、８０〜２５０℃、好ましくは１５０℃以上で、できるだけ長時間処理するのが望ましいが、特にこの条件に限るものではなく、真空容器の大きさや形状、電子放出素子の構成などの諸条件により適宜選ばれる条件により行う。外囲器８８内の圧力は極力低くすることが必要で、１×１０^-5Ｐａ以下が好ましく、さらに１．３×１０^-6Ｐａ以下が特に好ましい。
【００６１】
安定化工程を行った後の、駆動時の雰囲気は、上記安定化処理終了時の雰囲気を維持するのが好ましいが、これに限るものではなく、有機物質が十分除去されていれば、真空度自体は多少低下しても十分安定な特性を維持することが出来る。このような真空雰囲気を採用することにより、新たな炭素あるいは炭素化合物の堆積を抑制でき、また真空容器や基板などに吸着したＨ₂Ｏ，Ｏ₂なども除去でき、結果として素子電流Ｉｆ，放出電流Ｉｅが、安定する。
【００６２】
上記好ましい圧力にした後、排気管をバーナーで熱して溶解させて封じきる。外囲器８８の封止後の圧力を維持するために、ゲッター処理を行なうこともできる。これは、外囲器８８の封止を行う直前あるいは封止後に、抵抗加熱あるいは高周波加熱等を用いた加熱により、外囲器８８内の所定の位置（不図示）に配置されたゲッターを加熱し、蒸着膜を形成する処理である。ゲッターは通常はＢａ等が主成分であり、該蒸着膜の吸着作用により、外囲器８８内の雰囲気を維持するものである。
【００６３】
なお、ゲッターを配置する場合には、前述のように、ゲッターが配置される領域をも除いて、第１の層７及び第２の層６を設けることが好ましい。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明のように、本発明の電子源形成用基板では、第１の層及び第２の層を形成しているため、基板から電子放出素子へＮａが拡散することによる電子源の特性劣化を防止できる。
【００６５】
しかも、電子源形成用基板の封着領域及び／又はゲッタ膜が配置される領域を除いて、第２の層と第１の層とを形成しているため、封着領域では支持枠が電子源形成用基板のガラス面に直接フリットで接合されるので、空隙を有した第２の層から空気が真空容器内にリークすることはない。その結果、外囲器内の真空度が時間経過とともに低下することはなく、電子源の寿命を延長することが可能となる。
【００６６】
また、ゲッタ膜が配置される領域を除く、電子放出素子が配置される表面に、第１の層及び第２の層を設けることにより、後工程で３００℃にも達する加熱処理を施されても、絶縁層内部に気泡を発生することはなく、配線電極が露出してゲッター膜形成によるゲッターを介した隣接配線電極間のショートも起こり得なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子源形成用基板の一例を示す模式断面図。
【図２】本発明の電子放出素子の一例を示す模式断面図。
【図３】本発明の電子源に適用される表面伝導型電子放出素子の一例を示す模式的部分拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図。
【図４】本発明の電子源に適用される表面伝導型電子放出素子の別の例を示す模式的部分拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図。
【図５】本発明に関する電子源基板の製造手順を説明するための模式図。
【図６】本発明に関する電子源の製造に用いるパルス電圧波形の模式図。
【図７】本発明の画像形成装置の構成を示す模式図。
【図８】画像形成装置の製造に用いる装置の概要を示す模式図。
【符号の説明】
１： 基板
２，３： 素子電極
４： 導電性膜
５： 電子放出部
６： 第２の層
７： 第１の層
８： 電子伝導性酸化物粒子
９： 空隙
１８： 炭素膜によってできる間隙
１９： 炭素膜
７１： 第２の層
７２： 行方向配線
７３： 列方向配線
７６： 電子放出素子
８１： 電子源基板
８２： 支持枠
８３： （フェースプレートの）ガラス基板
８４： 蛍光膜
８５： メタルバック
８６： フェースプレート
８８： 外囲器
１３２： 排気管
１３３： 真空チャンバー
１３４： ゲートバルブ
１３５： 排気装置
１３６： 圧力計
１３７： 四重極質量分析器
１３８： ガス導入ライン
１３９： 導入量制御手段
１４０： 導入物質源

Claims (6)

1. 他部材との封着により、画像表示装置の外囲器を構成し、電子放出素子がその上に配置される、ナトリウムを含む基板を用いた電子源形成用基板であって、前記他部材との封着領域を除く、前記電子放出素子が配置される前記基板の表面に、電子伝導性酸化物の粒子を含有する第２の層と、該第２の層上に形成されたＳｉＯ ₂ を主成分とする第１の層が設けられていることを特徴とする電子源形成用基板。
2. 前記第２の層の厚さが３００ｎｍ以上３μｍ以下で、含有される電子伝導性酸化物の粒子径が６ｎｍ〜６０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の電子源形成用基板。
3. 前記第２の層と第１の層を形成した基板表面のシート抵抗値が、１０ ⁸ Ω／□〜１０ ¹³ Ω／□であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子源形成用基板。
4. 前記電子伝導性酸化物は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｒｅから選ばれる金属の酸化物であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子源形成用基板。
5. 外囲器と、前記外囲器内に配置された、電子放出素子及び前記電子放出素子からの電子の照射により画像を表示する画像表示部材とを備える画像表示装置であって、請求項１〜４のいずれかに記載された電子源形成用基板に前記電子放出素子が配置されていることを特徴とする画像表示装置。
6. 前記他部材は、前記画像表示部材が配置された基板を含む部材である請求項５に記載の画像表示装置。

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