JP3332906B2 - 画像形成装置の製造方法 - 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、画像形成装置の製
造方法、画像形成装置の製造装置および前記製造方法に
よって製造される画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、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（以下、ＦＥ型という）、金属／絶縁層／金属型
（以下、ＭＩＭ型という）や表面伝導型電子放出素子等
がある。

【０００３】ＦＥ型の例としては Ｗ．Ｐ．Ｄｙｋｅ
＆ Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ，”Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉ
ｏｎ”，Ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐ
ｈｙｓｉｃｓ，８，８９（１９５６） あるいはＣ．
Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ，”ＰＨＹＳＩＣＡＬ Ｐｒｏｐｅｒ
ｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｆｉｅｌｄ ｅ
ｍｉｓｓｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅｓ ｗｉｔｈ ｍｏｌ
ｙｂｄｅｎｕｍ ｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．，４７，５２４８（１９７６） 等に開示されたも
のが知られている。

【０００４】ＭＩＭ型の例としては Ｃ．Ａ．Ｍｅａ
ｄ，”Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｕｎｎｅｌ−Ｅｍ
ｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ．，３２，６４６（１９６１）等に開示されたもの
が知られている。

【０００５】表面伝導型電子放出素子型の例としては、
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇ．Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎ Ｐｈｙｓ．，１０，１２９０（１９６５）
等に開示されたものがある。

【０００６】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。この
表面伝導型電子放出素子としては、前記エリンソン等に
よるＳｎＯ₂薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によるもの
［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ：”Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｓ Ｆｉ
ｌｍｓ，”９，３１７（１９７２）］、Ｉｎ₂Ｏ₃／Ｓｎ
Ｏ₂薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ ａｎｄ
Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：”ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ＥＤ
Ｃｏｎｆ．”，５１９（１９７５）］、カーボン薄膜
によるもの［荒木久 他：真空、第２６巻、第１号、２
２頁（１９８３）］等が報告されている。

【０００７】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な素子構成として、前述のＭ．ハートウェルの素子構成
を図７に模式的に示す。図７において、７１は基板、７
２，７３は素子電極、７４は導電性膜で、Ｈ型形状のパ
ターンに、スパッタにより形成された金属酸化物薄膜等
からなり、後述の通電フォーミングと呼ばれる通電処理
により、電子放出部７５が形成される。なお、図中の素
子電極間隔Ｌは、０．５〜１ｍｍ、Ｗ’は、０．１ｍｍ
で設定されている。

【０００８】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に導電性膜７４を予め通電
フォーミングと呼ばれる通電処理によって電子放出部７
５を形成するのが一般的であった。すなわち、通電フォ
ーミングとは、前記導電性薄膜７４両端に、直流電圧あ
るいは非常にゆっくりとした昇電圧、例えば１Ｖ／分程
度を印加通電し、導電性薄膜を局所的に破壊、変形もし
くは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態にした電子放出
部７５を形成することである。

【０００９】なお、電子放出部７５は、導電性膜７４の
一部に亀裂が発生しその亀裂付近から電子放出が行われ
る。前記通電フォーミング処理をした表面伝導型電子放
出素子は、上述導電性薄膜７４に電圧を印加し、素子に
電流を流すことにより、上述の電子放出部７５より電子
を放出せしめるものである。

【００１０】前記表面伝導型電子放出素子において、表
面伝導型電子放出素子の電子放出部に、炭素、あるいは
／ないし、その化合物を、活性化工程と呼ぶ新規な製造
方法によって形成することにより、電子放出特性を著し
く改善する提案（特開平７−２３５２５５号公報）が行
われている。

【００１１】ここで、活性化工程とは、前記表面伝導型
電子放出素子の製造方法において、一対の電極と導電性
膜とを形成した素子を真空雰囲気の中に設置し、フォー
ミング工程を施した後、真空雰囲気中に炭素を有する有
機材料気体を導入し、前記素子に適宜選択されたパルス
状の電圧を数分〜数十分間、印加する工程である。本工
程は、電子放出素子の特性、すなわち、電子放出電流Ｉ
ｅが、電圧に対してしきい値をもちながら、著しく増加
し、改善される工程である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の電子放出素子を用いた画像形成装置においては、下
記のような問題を生ずる場合がある。 （１） 大型の画像形成装置においては、複数の電子放
出素子を形成した電子源基板（リアプレート）と、蛍光
体等が形成されたフェイスプレートとを所望の相対位置
を保つように位置決めし、数ｍｍ以下の所定の距離で組
み合わせて仮止めを施した後、フリットガラス等の接着
部材が軟化する温度まで昇温し加圧して張り合わせ、真
空外囲器を形成している（この工程を加熱封着工程と呼
ぶ）が、電子源基板とフェイスプレートの距離が小さ
く、ガスに対するコンダクタンスが小さいために、前記
封着工程に続く画像形成装置内の排気工程において、排
気管を介して十分な真空度まで排気するのに時間がかか
る、あるいは短時間で上記排気工程を終了すると上記装
置内の真空度が悪い、ないしは圧力むらが生じ、その結
果安定した電子放出特性に必要な真空度が得られない場
合があった。

【００１３】また、電子放出素子と蛍光体との相対配置
は色ずれ等を防ぐために高い位置精度を要求されるが、
封着工程での熱膨張や封着に用いられるフリットガラス
の軟化による位置ずれ等により必要とされる位置精度が
得られない場合があった。真空内で封着したものとして
特開平６−１９６０９４号公報において、低融点ロッド
ガラスを用い、重ね合わせて真空装置へ導入する方法が
開示されているが、この場合においてもフリット溶融に
よるずれが避けられない。

【００１４】さらに前記画像形成装置に用いられる電子
放出素子が表面伝導型電子放出素子の場合、前記表面伝
導型電子放出素子の活性化工程に伴うガスの真空外囲器
内への導入においては、前記フェイスプレートとリアプ
レートの間隔を数ｍｍ以下に保って張り合わされた真空
外囲器内に、排気管を介して前記ガスの導入が行なわれ
るため、排気管および真空外囲器のガスに対するコンダ
クタンスが小さく、容器（真空外囲器）内全域にわたっ
て、一定の圧力を得にくく、一定になるまで長時間を要
する等、製造上の問題があった。

【００１５】（２） 表面伝導型電子放出素子において
は前記活性化工程を行った後、電子源の基板、あるいは
画像形成装置を構成する部材、例えば、蛍光体を有する
フェイスプレートには、活性化工程で用いたガス、およ
び水、酸素、ＣＯ，ＣＯ₂、水素等が吸着されており、
電子放出特性の安定化、および残存するガスによる放電
等を防ぐには、該吸着されたガス等を除去する必要があ
り、そのためには、前記封着工程の後に真空外囲器をベ
ーキングしながら排気管を介して排気する工程が必要で
あった。

【００１６】しかし、この工程は容器および排気管のガ
スに対するコンダクタンスが小さいために部材から発生
するガスを必ずしも十分に排気できずに安定した電子放
出特性が得られず、輝度むらや寿命の低下等が発生する
場合があった。

【００１７】さらに、これら問題点を解決し、脱ガスし
た各部材への水、酸素、水素、ＣＯ，ＣＯ₂等の再吸着
による再汚染の発生しない一貫した画像形成装置の製造
装置が望まれていた。

【００１８】本発明の目的は、上記の問題点が解消され
た画像形成装置の製造方法、および画像形成装置の製造
装置、および該製造方法により製造される画像形成装置
を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、蛍光体励起手段が配置された第１の基板
と、前記蛍光体励起手段により発光する蛍光体が配置さ
れた第２の基板とを、接合材を介して封着した画像形成
装置の製造方法であって、 （１）チャンバー内において、第１の加熱手段と第２の
加熱手段の間に前記第１の基板と前記第２の基板とを封
着部を接触させない状態で保持して、前記チャンバー内
の真空排気を行いながら、前記第１の基板と前記第２の
基板と接合材とを封着温度まで加熱する加熱工程と、 （２）前記チャンバー内が真空排気されている状態で、
前記封着部を接触させて前記第１の基板と前記第２の基
板とを前記接合材を介して封着する封着工程と、を有す
ることを特徴とする画像形成装置の製造方法である 。

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】本発明においては、電子源基板とフェイス
プレートをガスに対する十分なコンダクタンスが得られ
るだけの間隔を離して封着温度まで昇温し、部材からの
脱ガスを十分行った後で張り合わせることで、真空度の
高い真空容器が形成でき、安定した電子放出特性を得る
ことができる。また、表面伝導型電子放出素子を用いる
場合には電子源基板とフェイスプレートをガスに対する
十分なコンダクタンスが得られるだけの間隔を離して活
性化ガスを導入することにより容易に電子源基板に活性
化ガスを行き亘らせることができ、均一な活性化を行う
ことが可能となる。

【００３０】さらに、電子源基板とフェイスプレートの
間隔を離したままで封着温度まで昇温し、排気を行って
封着を行うことにより部材に吸着している活性化ガス等
を取り除く工程と兼ねることができるため、電子放出特
性に影響する真空度の向上と熱処理工程の短縮を行うこ
とができる。

【００３１】

【００３２】

【００３３】上記発明においては、前記第１の基板と第
２の基板が接合されることによって、気密な空間が形成
される。第１の基板と第２の基板の間には、枠やスペー
サがあってもよい。気密な空間の雰囲気には、接合する
際の雰囲気が反映される。よって、気密空間内が要求さ
れる雰囲気になるような雰囲気に、接合の際の雰囲気を
調整しておくとよい。このとき、該雰囲気の調整を、第
１の基板と第２の基板の間隙が、接合後の間隙よりも大
きい状態で行うことにより、該調整された雰囲気が、よ
り気密空間（接合後に気密空間になる部分）の雰囲気に
反映し易くなるため好適である。

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様を具体的
に説明する。本発明の製造方法の一例および平板型画像
形成装置用製造装置を図１に示す。図１において１０は
真空チャンバ、１１は活性化工程等に使用されるガス等
を真空チャンバ内に導入するためのガス導入管、１２は
真空排気用の排気管、１４１は画像表示部分を含むフェ
イスプレート、１４５は電子源が形成されているリアプ
レート、２２は支持枠、２３は１４１と１４５と２２を
接続するための接合部材であり、主に低融点ガラスから
なるフリットガラスである。

【００３９】図１では接合部材２３は、フェイスプレー
トおよびリアプレートに予め形成されているが、支持枠
２２のフェイスプレートおよびリアプレートへの接合面
に予め形成してもよい。また、フリットガラスは仮焼成
により、有機物を予め除去しておくことが望ましい。

【００４０】３０はフェスプレートのＸ，Ｙ，θ方向の
位置を調整するための位置調整手段であるステージ、３
１はフェイスプレートを加熱するための加熱手段である
加熱板、３２はフェイスプレートのＺ方向位置調整手段
であり、フェイスプレート、リアプレートおよび支持枠
を接触させた後に加圧する機構を兼ねている。３３はリ
アプレートのＸ，Ｙ，θ方向の位置を調整するための位
置調整手段であるステージ、３４はリアプレートを加熱
するための加熱手段である加熱板である。

【００４１】図１においてはフェイスプレートが装置上
方、リアプレートが装置下方に設置されているが設置場
所はこれに限定されるものではなく、どちらを上方に設
置するかは適宜選択すればよい。また、フェイスプレー
トおよびリアプレートのＸ，Ｙ，θ方向位置調整手段で
あるステージ３０，３３は、必ずしもフェイスプレー
ト、リアプレート双方に必要ではない。また、加熱板と
ステージ３０，３３との間には、断熱材等の断熱構造を
有することが好ましい。

【００４２】フェイスプレート１４１、およびリアプレ
ート１４５は不図示の固定治具により加熱板３１，３４
にそれぞれ固定されている。このとき電子源が表面伝導
型電子放出素子を使用するものであれば、前述したフォ
ーミングを予め行ってもよく、またこの真空チャンバ内
で行ってもよい。また、支持枠２２のリアプレート１４
５、およびフェイスプレート１４１への接着個所には予
めフリットガラスが配設されている。

【００４３】また、大型の表示パネルを構成するときに
はスペーサと呼ばれる耐大気圧構造体を予めフェイスプ
レート側もしくは電子源側に接着しておくが、このとき
同時に支持枠をフェイスプレート側もしくは電子源側に
接着しておいても構わない。このように加熱板３１，３
４にそれぞれフェイスプレート、電子源（リアプレー
ト）を固定し、十分なガスに対するコンダクタンスを確
保できる距離をおいてガラスフリットの軟化点付近まで
温度を上昇させながら排気口１２から真空排気を行う。

【００４４】電子源が表面伝導型電子放出素子を用いる
ものであれば、コンダクタンスを確保（フェイスプレー
トとリアプレートとを支持枠の高さ以上に離した状態）
したままで活性化ガスを導入し、前述した活性化を行っ
た後、ガラスフリットの軟化点付近まで温度を上昇させ
ながら排気することが、活性化ガスの吸着等の影響を回
避する上で好ましく、また、ある程度ガスが残った状態
で加熱する方が、フェイスプレート、リアプレート、支
持枠等が均一に加熱されるので好ましい（図１（ａ）参
照）。

【００４５】十分に真空排気を行い、部材からの脱ガス
やガラスフリットから発生する水や酸素等が所望の値以
下になったことをチャンバ内雰囲気測定装置にて確認し
た後にフェイスプレートとリアプレートが所定の位置関
係を保つようにフェイスプレートのＸ，Ｙ，θ方向調節
ステージ３０、あるいはリアプレートのＸ，Ｙ，θ方向
調節ステージ３３、あるいはその両方を用いてフェイス
プレートとリアプレートの相対位置関係の調節を行いな
がらフェースプレートのＺ方向調整機構を用いてフェイ
スプレートとリアプレート、および支持枠を接触させ、
加圧を行う。

【００４６】一定時間加圧、およびフェイスプレートと
リアプレートの相対位置の調整を行いながら温度を保持
した後、所定の温度プロファイルにて温度を下げ、ガラ
スフリットを硬化させて張り合せを行う（図１（ｂ）参
照）。なお、フェイスプレートとリアプレートの相対位
置の調整はガラスフリットの軟化点より所望の温度まで
下がり、フリットが硬化し始めならがもある程度の流動
性を保っている状態まで行われる。

【００４７】さらに温度を下げてガラスフリットを完全
に硬化させた後、室温程度まで徐々に冷却し、真空チャ
ンバから取り出す（図１（ｃ）参照）。なお、ここで
は、電子放出素子として、表面伝導型電子放出素子を用
いたが、本発明はこれに限るものではない。電子放出素
子として電界放出型電子放出素子等、前述の冷陰極電子
放出素子に好ましく適用される。

【００４８】また、さらに電子放出素子として電界放出
型電子放出素子を用いた際には、ガス導入管１１から封
着前に水素を導入し、封着された真空容器内に水素を残
存させ、エミッターの酸化による電子放出特性の経時劣
化を抑制することができる。なお水素の分圧としては、
１０^-7〜１０^-3ミリバール程度が好ましい。

【００４９】上記活性化ガス導入に用いたガス導入管１
１をプラズマを発生させるためのガスを導入するために
用いれば、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の製
造にも適用できる。このように、本発明の製造装置は平
板型画像形成装置であれば、どのようなタイプのもので
あれ、フレキシブルに対応可能である。

【００５０】

【実施例】実施例により本発明をさらに詳細に説明する
が、本発明はこれら実施例によりなんら限定されるもの
ではない。

【００５１】［実施例１］本発明の第１の実施例におい
て、図６に示す構成の画像形成装置を作製した。本実施
例では、冷陰極電子放出素子である表面伝導型電子放出
素子を電子放出素子として、複数個リアプレートに形成
し、フェイスプレートには、蛍光体を設置し、有効表示
エリアを対角１５インチとする縦と横の比が３：４のカ
ラー画像形成装置を作成した。まず、本発明の画像形成
装置を図６を用いて説明し、次にその製造方法を製造フ
ローを示す図２、および図１を参照しながら説明する。

【００５２】図６は、実施例に用いた画像形成装置の斜
視図であり、内部構造を示すためにパネルの１部を切り
欠いて示している。図中、６５はリアプレート、６６は
支持枠、６７はフェースプレートであり、６５〜６７に
より表示パネルの内部を真空に維持するための気密容器
を形成している。気密容器を組み立てるに当たっては各
部材の接合に十分な強度と気密性を保持させるため封着
する必要がある。

【００５３】リアプレート６５上には、表面伝導型放出
素子６２が、Ｎ×Ｍ個形成されている。（Ｎ，Ｍは２以
上の正の整数で、目的とする表示画素数に応じ適宜設定
される。例えば、高品位テレビジョンの表示を目的とし
た表示装置においては、Ｎ＝３０００、Ｍ＝１０００以
上の数を設定することが望ましい。本実施例において
は、Ｎ＝３３３、Ｍ＝２５０とした）。

【００５４】前記Ｎ×Ｍ個の表面伝導型放出素子は、Ｍ
本の行方向配線６３（下配線とも呼ぶ）とＮ本の列方向
配線６４（上配線とも呼ぶ）により単純マトリクス配線
されている。続いて図７を用いて説明する。図７は、表
面伝導型電子放出素子の構成を示す模式図であり、図７
（ａ）は平面図、図７（ｂ）は断面図である。図７にお
いて７１は基板、７２と７３は素子電極、７４は導電性
薄膜、７５は電子放出部である。

【００５５】素子電極７２，７３を通じて、導電性薄膜
７４にフォーミング処理を施すことで、導電性薄膜を局
所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗
な状態にした電子放出部７５を形成し、さらに、放出電
流を著しく改善する活性化工程を該表面伝導型電子放出
素子の上述導電性薄膜７４に電圧を印加し、素子に電流
を流すことにより、上述の電子放出部７５より電子を放
出せしめる（従来技術で述べた特開平７−２３５２５５
号公報の開示例と同様）のものである。

【００５６】また、フェースプレート６７の下面には、
蛍光膜６８が形成されている。本実施例はカラー表示装
置であるため、蛍光膜６８の部分にはＣＲＴの分野で用
いられる赤、緑、青、の３原色の蛍光体が塗り分けられ
ている。各色の蛍光体は、例えば図８（ａ）に示すよう
にストライプ状に塗り分けられ、蛍光体のストライプの
間には黒色の導電体８１が設けてある。

【００５７】黒色の導電体８１を設ける目的は、電子ビ
ームの照射位置に多少のずれがあっても表示色にずれが
生じないようにすることや、外光の反射を防止して表示
コントラストの低下を防ぐこと、電子ビームにより蛍光
膜のチャージアップを防止すること等である。黒色の導
電体８１には、黒鉛を主成分として用いたが、上記の目
的に適するものであればこれ以外の材料を用いてもよ
い。

【００５８】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は前記
図８（ａ）に示したストライプ状の配列に限られるもの
ではなく、例えば図８（ｂ）に示すようなデルタ状配列
や、それ以外の配列であってもよい。なお、モノクロー
ムの表示パネルを作成する場合には、単色の蛍光体材料
を蛍光膜６８に用いればよく、また黒色導電材料は必ず
しも用いなくてもよい。

【００５９】また、蛍光膜６８のリアプレート側の面に
は、ＣＲＴの分野では公知のメタルバック６９を設けて
ある。メタルバック６９を設けた目的は、蛍光膜６８が
発する光の一部を鏡面反射して光利用率を向上させるこ
とや、負イオンの衝突から蛍光膜６８を保護すること
や、電子ビーム加速電圧を印加するための電極として作
用させることや、蛍光膜６８を励起した電子の導電路と
して作用させること等である。メタルバック６９は、蛍
光膜６９をフェースプレート基板６７上に形成した後、
蛍光膜表面を平滑化処理し、その上にＡｌを真空蒸着す
る方法により形成した。なお、蛍光膜６８に低電圧用の
蛍光体材料を用いた場合には、メタルバック６９は用い
ない。

【００６０】また、本実施例では用いなかったが、加速
電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、フェ
ースプレート基板６７と蛍光膜６８との間に、例えばＩ
ＴＯを材料とする透明電極を設けてもよい。

【００６１】また、Ｄｘ１〜ＤｘｍおよびＤｙ１〜Ｄｙ
ｎ／ならびにＨｖは、当該表示パネルと不図示の電気回
路とを電気的に接続するために設けた気密構造の電気接
続用端子である。Ｄｘ１〜Ｄｘｍはマルチ電子ビーム源
の行方向配線６３と、Ｄｙ１〜Ｄｙｎはマルチ電子ビー
ム源の列方向配線６４と、Ｈｖはフェースプレートのメ
タルバック６９と、それぞれ電気的に接続している。

【００６２】以上、本発明の製造方法を適用した画像形
成装置の基本構成を説明した。次に、図１〜２を用いて
本発明の画像形成装置の製造方法について説明する。

【００６３】（リアプレートの作成） （Ｒ−１） 青板ガラスを洗浄し、シリコン酸化膜をス
パッタ法で形成したリアプレート上に下配線をスクリー
ン印刷で形成した。次に、下配線と上配線間に層間絶縁
層を形成する。さらに、上配線を形成した。次に、下配
線と上配線とに接続された素子電極を形成した。

【００６４】（Ｒ−２） 次いで、ＰｄＯからなる導電
性薄膜をスパッタ法で形成した後、パターニングし、所
望の形態とした。

【００６５】（Ｒ−３） 支持枠を固定するためのフリ
ットガラスを印刷によって、所望の位置に形成した。以
上の工程により、単純マトリクス配線した表面伝導型放
出素子、支持枠用の接着材等が形成されたリアプレート
を作成した。

【００６６】（フェースプレートの作成） （Ｆ−１） 青板ガラス基板に蛍光体、黒色導電体を印
刷法により形成した。蛍光膜の内面側表面の平滑化処理
を行い、その後Ａｌを真空蒸着等を用いて堆積させメタ
ルバックを形成した。

【００６７】（Ｆ−２） 支持枠を固定するためのフリ
ットガラスを印刷によって、所望の位置に形成した。以
上の工程により、３原色の蛍光体がストライプ状に配設
された蛍光体、および支持枠用の接着材等をフェイスプ
レートに形成した。

【００６８】（ＦＲ−１） 次に、上記工程により作成
されたフェイスプレート、リアプレートおよび支持枠を
本発明の製造装置である真空チャンバ内に導入し、それ
ぞれ、加熱板３１，３４に固定した後、真空排気を行っ
た（図１（ａ）参照）。

【００６９】（ＦＲ−２） 十分な真空度に達した後
で、容器外端子Ｄｘｏ１〜ＤｏｘｍとＤｏｙ１〜Ｄｏｙ
ｎを通じ電子放出素子に電圧を印加し、導電性薄膜４に
フォーミング工程を行った。その後、活性化ガスとして
アセトンを１０^-4Ｔｏｒｒ導入して、活性化を行った。

【００７０】（ＦＲ−３） 真空排気を行いながら所定
のプロファイルにて温度を上昇させ、フェイスプレー
ト、リアプレートに吸着した活性化ガスや水、酸素、一
酸化炭素等の脱ガスを行いながら封着温度まで昇温し
た。このときの封着温度は接着に用いるフリットガラス
によって決定されるが、この場合は４１０℃に設定し
た。

【００７１】（ＦＲ−４） １０^-7Ｔｏｒｒ程度の真空
度まで排気した後、封着温度を保ちつつ３０および３３
に示すＸ，Ｙ，θの調整ステージにて電子源とフェイス
プレートの位置合わせを行いながら電子源、フェイスプ
レート、支持枠を接触させ、加圧させた状態を１０分間
保持した後、毎分３℃で温度を下げていき、封着温度か
ら１０℃下げたところで位置合わせを中止し、３０およ
び３３のステージをフリーにし、室温まで徐冷した（図
１（ｂ）参照）。

【００７２】（ＦＲ−５） 室温まで冷却した後、真空
チャンバから取り出し、封止後の真空度を維持するため
に、高周波加熱法によりゲッター処理を行った（図１
（ｃ）参照）。

【００７３】以上のようにして完成した、本発明の製造
方法により製造された画像表示装置において、各電子放
出素子には、容器外端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍ，Ｄｙ１〜Ｄｙ
ｎを通じ、走査信号およ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Ｈｖを通じ、メタルバック６９に数ｋＶ以
上の高圧を印加し、電子ビームを加速し、蛍光膜６８に
衝突させ、励起・発光させることにより画像を表示し
た。その結果、電子放出素子、蛍光体の位置ずれがな
く、位置ずれに起因した輝度ばらつきや、混色は観察さ
れなかった。

【００７４】［実施例２］本発明の第２の実施例は、電
子放出素子は、冷陰極電子放出素子の一種である電界放
出素子を用いた画像形成装置であり、軽量化を図るため
に、耐大気圧部材として、スペーサを設置した場合であ
る。

【００７５】まず、電界放出素子について図９を用いて
説明し、次いで、上記電界放出素子を用いた画像形成装
置について、図１０を用いて説明する。図９において、
１３１はリアプレート、１３２はフェイスプイレート、
１３３は陰極、１３４はゲード電極、１３５はゲート／
陰極間の絶縁層、１３８はゲートと収束電極間の絶縁
層、１３６は収束電極である。図１０において、１４１
はフェイスプレート、１４３は支持枠、１４５はリアプ
レート、１４７はスペーサである。

【００７６】画像形成装置の有効表示エリアの大きさ
は、縦と横の比が３：４で、対角１０インチである。な
お、フェイスプレート１４１、リアプレート１４５間の
間隙は１．５ｍｍである。次に、工程図２、作成概念図
１を用い、本発明の画像形成装置の製造方法について説
明する。

【００７７】（リアプレートの作成） （Ｒ−１） 青板ガラスを基板として洗浄し、公知の方
法によって、図９に示す陰極（エミッター）、ゲート電
極、配線等を作成した。なお、陰極材料はＭｏとした。

【００７８】（Ｒ−２） 支持枠を固定するためのフリ
ットガラスを印刷によって、所望の位置に形成した。

【００７９】以上の工程により、リアプレートに単純マ
トリクス配線した、電界放出型放出素子、支持枠用の接
着材を形成した。

【００８０】（フェースプレートの作成） （Ｆ−１） 青板ガラス基板に透明導電体、蛍光体、黒
色導電体を印刷法により形成した。蛍光膜の内面側表面
の平滑化処理を行い、その後Ａｌを真空蒸着等を用いて
堆積させメタルバックを形成した。

【００８１】（Ｆ−２） 青板ガラスを基板として、支
持枠を固定するためのフリットガラスを印刷によって、
所望の位置に形成した。さらに、スペーサを黒色導体
に、フリットで接着した。以上の工程により、３原色の
蛍光体がストライプ状に配設された蛍光体、および支持
枠用の接着材、スペーサ等をフェイスプレートに形成し
た。

【００８２】（ＦＲ−１） 次に、実施例１と同様に、
上記フェイスプレート、リアプレートおよび支持枠を真
空チャンバ内に導入し、真空排気を行った。

【００８３】（ＦＲ−２） 真空排気を行いながら所定
のプロファイルにて温度を上昇させ、水、酸素、一酸化
炭素等の脱ガスを行いながら封着温度まで昇温した。こ
のときの封着温度は接着に用いるフリットガラスによっ
て決定されるが、この場合は４１０℃に設定した（図１
（ａ）参照）。

【００８４】（ＦＲ−３） １０^-7Ｔｏｒｒ程度の真空
度まで排気し、真空容器を封着した後、容器を内部に水
素が残るように、真空チャンバ内に導入管１１から水素
の分圧が１０^-5ミリバールになるように水素を導入し
た。その後、封着温度を保ちつつ３０および３３に示す
Ｘ，Ｙ，θの調整ステージにて電子源とフェイスプレー
トの位置合わせを行いながら電子源、フェイスプレー
ト、支持枠を接触させ、加圧させた状態を１０分間保持
した後、毎分３℃で温度を下げていき、封着温度から１
０℃下げたところで位置合わせを中止し、３０および３
３のステージをフリーにし、室温まで冷却した（図１
（ｂ）参照）。

【００８５】（ＦＲ−４） 室温まで冷却した後、真空
チャンバから取り出して、封止後の真空度を維持するた
めに、高周波加熱法によりゲッター処理を行った（図１
（ｃ）参照）。

【００８６】以上のようにして完成した、本発明の製造
方法による図１０に示す画像表示装置において、各電子
放出素子には、容器外端子を通じ、信号の不図示の信号
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Ｈｖを通じ、メタルバックに２ｋＶの高
圧を印加し、電子ビームを加速し、蛍光膜に衝突させ、
励起・発光させることにより画像を表示した。その結
果、電子放出素子、蛍光体の位置ずれがなく、位置ずれ
に起因した輝度ばらつきや、混色は観察されなかった。

【００８７】［実施例３］本実施例は、表面伝導型電子
放出素子を用いた画像形成装置の製造装置の例である。
以下、図４の工程フロー図と図５の装置模式図を用いて
説明する。まず、装置について説明する。

【００８８】本実施例の製造装置において、１０はロー
ドロック式真空チャンバ、４２はオイルフリーの真空排
気装置、３９は活性化工程に用いるガスのボンベ、３７
はフォーミングおよび活性化工程に用いる電圧源、３４
はリアプレート加熱装置、３４'はフェイスプレート加
熱装置、３０，３３はリアプレートもしくはフェイスプ
レートの位置微調整機構、３２はフェイスプレートある
いはリアプレートをＺ軸方向に移動し、また、フェイス
プレートとリアプレートの加圧する機構、３６はフェイ
スプレートおよびリアプレートに形成された位置合わせ
用パターン（アライメントマーク）の位置を観測するた
めの検出手段であるＣＣＤ、３５はリアプレートに形成
された位置合わせ用のパターン（アライメントマーク）
とフェイスプレートに形成されたパターンを照らすため
の光源、４０は３６から信号を受け取ってフェイスプレ
ートとリアプレートの相対位置関係を算出する画像認識
／演算装置、４１は４０からの情報をもとにフェイスプ
レートのＸ，Ｙ，θ調整ステージにフィードバックをか
ける位置制御装置である。

【００８９】なお、図１と同符号のものは図１と同じも
のを表す。ＣＣＤ３６は位置調整ステージ３０，３３と
加熱板３４，３４’に形成された観測用孔２０１，２０
１を通じてフェイスプレートおよびリアプレート上に形
成された位置合わせ用パターンを観測する。

【００９０】画像認識／演算装置４０はこのＣＣＤ３６
からの信号を受け取り、対応する位置合わせ用パターン
を一つの画面に合成し、その相対位置関係を算出する。
位置制御装置４１はこの相対位置関係が所定の位置関係
になるようにＸ，Ｙ，θ調整ステージを制御する。この
ようにしてフェイスプレート１４１とリアプレート１４
５を所定の位置関係になるように保つことができる。

【００９１】また、活性化の電圧印加用の電圧源３７は
フォーミングのために用いることもできる。なお、本実
施例においてはフェースプレートとリアプレートの相対
位置の調整はフェイスプレートのＸ，Ｙ，θ調整ステー
ジ３０のみを用いて行った。次に製造方法を説明する。

【００９２】（フェイスプレートの作成工程） （Ｆ−１） 青板ガラス基板に、蛍光体、黒色導電体を
印刷法により形成した。蛍光膜の内面側表面の平滑化処
理を行い、その後Ａｌを真空蒸着等を用いて堆積させメ
タルバックを形成した。

【００９３】（Ｆ−２） 高さ（フェイスプレートとリ
アプレートとの間隔）が２ｍｍの支持枠をフェイスプレ
ートの周縁部にフリットガラスにて接着した。また、支
持枠のリアプレートとの接着部には、フリットガラスを
ディスペンサー法にて配置した。

【００９４】（リアプレートの作成） （Ｒ−１） 実施例１と同様にして、青板ガラスを洗浄
し、シリコン酸化膜をスパッタ法で形成したリアプレー
ト上に下配線をスクリーン印刷で形成した。次に、下配
線と上配線間に層間絶縁層を形成する。さらに、上配線
を形成した。次に、下配線と上配線とに接続された素子
電極を形成した。

【００９５】（Ｒ−２） 次いで、ＰｄＯからなる導電
性薄膜をスパッタ法で形成した後、パターニングし、所
望の形態とした。

【００９６】（Ｒ−３） 上配線および下配線を通じて
素子電極間に形成された導電性薄膜に電圧を印加し、フ
ォーミングを行った。以上の工程により、リアプレート
を作成した。

【００９７】（ＦＲ−１） 上記の工程により作成した
フェイスプレート、リアプレートを真空チャンバに導入
し、加熱装置３４，３４'にそれぞれ固定した後、真空
排気を行った。

【００９８】（ＦＲ−２） フェイスプレートとリアプ
レートとの間隔を１０ｃｍとした状態で、活性化ガスと
してアセトンを１０^-4Ｔｏｒｒ、不図示のガス流量制御
装置を通して導入し、活性化用の電圧源３７により電圧
を印加し、活性化を行った。

【００９９】（ＦＲ−３） 真空排気を行いながら所定
のプロファイルにて温度を上昇させ、吸着した活性化ガ
スや水、酸素、一酸化炭素等の脱ガスを行いながら封着
温度まで昇温した。このときの封着温度は接着に用いる
フリットガラスによって決定されるが、この場合は４１
０℃に設定した。

【０１００】（ＦＲ−４） １０^-7Ｔｏｒｒ程度の真空
度まで排気した後、封着温度を保ちつつ３０に示すＸ，
Ｙ，θの調整ステージにてリアプレートとフェイスプレ
ートの位置合わせを行いながら加圧およびＺ軸移動機構
によりフェイスプレート１４１を下降させ、リアアプレ
ート、フェイスプレート、支持枠を接触させ、加圧させ
た状態を１０分間保持した後、毎分３℃で温度を下げて
いき、封着温度から１０℃下げたところで位置合わせを
中止し、加熱板３４に固定されたリアプレートの固定を
解除し、Ｘ，Ｙ方向に自由に動けるようにした。続いて
室温まで徐冷した。

【０１０１】（ＦＲ−５） 室温程度まで冷却した後、
真空チャンバから取り出し、封止後の真空度を維持する
ために、高周波加熱法でゲッター処理を行った。

【０１０２】以上のように完成した本発明の製造方法に
より製造された図６に示す画像表示装置において、各電
子放出素子には、容器外端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍ，Ｄｙ１〜
Ｄｙｎを通じ、走査信号および変調信号の不図示の信号
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Ｈｖを通じ、メタルバック６９に４ｋＶ
の高圧を印加し、電子ビームを加速し、蛍光膜６８に衝
突させ、励起・発光させることにより画像を表示した。
その結果、電子放出素子、蛍光体の位置ずれがなく、位
置ずれに起因した輝度ばらつきや、混色は観察されなか
った。

【０１０３】［実施例４］本実施例では、実施例１で作
成した画像形成装置に画像信号を入力して画像を表示さ
せた例を示す。先ず、入力された画像信号から、走査信
号と変調信号を作成した。該走査信号にしたがって容器
外端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍを順次走査しながら、Ｄｙ１〜Ｄ
ｙｎを通じて変調信号をそれぞれ入力した。本実施例に
おいては、正確な画像を表示することができた。これ
は、放出された電子が所定の位置に照射されているため
であると考えられる。

【０１０４】

【発明の効果】上記のように、本発明の画像形成装置の
製造方法により、封着温度近傍において電子源と画像形
成部材を所定の位置関係に保ちながら部材を張り合わせ
て真空外囲器を形成するため、熱膨張やフリットガラス
の軟化等による相対位置のずれを補正することができ、
電子源基板とフェイスプレートを高い位置精度で張り合
わせることができ、位置ずれに起因する輝度むらや混色
のない、高品位な画像形成装置を作製することができ
る。

【０１０５】また、電子源基板とフェイスプレートをガ
スに対する十分なコンダクタンスが得られるだけの間隔
を離して封着温度まで昇温し、部材からの脱ガスを十分
行った後で張り合わせることにより、真空度の高い真空
容器が形成でき、安定した電子放出特性を得ることがで
きる。

【０１０６】また、表面伝導型電子放出素子を用いる場
合には電子源基板とフェイスプレートをガスに対する十
分なコンダクタンスが得られるだけの間隔を離して、活
性化ガスを導入することにより、容易に電子源基板に活
性化ガスを行き亘らせることができ、均一な活性化を行
うことが可能となり、電子放出素子毎の特性が揃うた
め、画像形成装置を形成した際に、輝度むらのない表示
品位の優れた画像形成装置が作製される。

【０１０７】また、電子源基板とフェイスプレートの間
隔を離したままで封着温度まで昇温し、排気を行って封
着を行うことにより、部材に吸着している活性化ガス等
を取り除く工程と兼ねることができるので、電子放出特
性に影響する真空度の向上と熱処理工程の短縮とが実現
され、高品質で安定な画像形成装置が作製される等の顕
著な効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法を概念的に示す製造工程説明
図。

【図２】実施例１の画像形成装置の製造方法の製造工程
フローを示すブロック図。

【図３】実施例２の画像形成装置の製造方法の製造工程
フローを示すブロック図。

【図４】実施例３の画像形成装置の製造方法の製造工程
フローを示すブロック図。

【図５】本発明の画像形成装置の製造装置例を示す摸式
図。

【図６】実施例１で作製した画像形成装置を示す斜視
図。

【図７】実施例１で用いた冷陰極の表面伝導型電子放出
素子を示す摸式図。

【図８】実施例１で用いた蛍光膜の例を示す摸式図。

【図９】実施例２で作製した画像形成装置に用いた電界
放出素子を示す摸式図。

【図１０】実施例２で作製した画像形成装置を示す摸式
図。

【符号の説明】

１０ 真空チャンバ １１ ガス導入管 １２ 真空排気用排気管 ２２，６６，１４３ 支持枠 ２３ フェイスプレート、リアプレートと支持枠との
接合部材 ３０ フェイスプレート用Ｘ，Ｙ，θ調節ステージ ３１ フェイスプレート用加熱板 ３２ フェイスプレート用Ｚ調節機構 ３３ リアプレート用Ｘ，Ｙ，θ調節ステージ ３４ リアプレート用加熱板 ３５ リアプレート側位置合わせパターン観測用ＣＣ
Ｄ ３６ フェイスプレート側位置合わせパターン観測用
ＣＣＤ ３７ 活性化工程用電圧源 ３９ 活性化工程用ガスボンベ ４０ 画像認識／演算装置 ４１ 位置調節ステージ制御装置 ４２ オイルフリーの真空排気装置 ６２ 表面伝導型放出素子 ６５，１３１，１４５ リアプレート ６７，１３２，１４１ フェイスプレート ６８ 蛍光膜 ６９ メタルバック ７１ 基板 ７２，７３ 素子電極 ７４ 導電性薄膜 ７５ 電子放出部 ８１ 黒色の導電体 ９１ フェイスプレート側位置合わせ用パターン ９２ リアプレート側位置合わせ用パターン １３３ 陰極 １３４ ゲート電極 １３５ ゲート／陰極間の絶縁層 １３６ 収束電極 １４７ スペーサ ２０１ リアプレート側位置合わせパターン用観測孔 ２０２ フェイスプレート側位置合わせパターン用観
測孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小山 信也 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 審査官 渡戸 正義 (56)参考文献 特開 昭61−42837（ＪＰ，Ａ) 欧州特許出願公開788130（ＥＰ，Ａ ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 9/26

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蛍光体励起手段が配置された第１の基板
   と、前記蛍光体励起手段により発光する蛍光体が配置さ
   れた第２の基板とを、接合材を介して封着した画像形成
   装置の製造方法であって、 （１）チャンバー内において、第１の加熱手段と第２の
   加熱手段の間に前記第１の基板と前記第２の基板とを封
   着部を接触させない状態で保持して、前記チャンバー内
   の真空排気を行いながら、前記第１の基板と前記第２の
   基板と接合材とを封着温度まで加熱する加熱工程と、 （２）前記チャンバー内が真空排気されている状態で、
   前記封着部を接触させて前記第１の基板と前記第２の基
   板とを前記接合材を介して封着する封着工程と、を有す
   ることを特徴とする画像形成装置の製造方法。
2. 【請求項２】 前記第１の基板と第２の基板との封着
   が、支持枠及び接合材を介して行なわれる請求項１に記
   載の画像形成装置の製造方法。
3. 【請求項３】 前記第１の基板と第２の基板とを前記支
   持枠の高さよりも大きい間隔で対向配置した状態で前記
   加熱工程が行なわれる請求項２に記載の画像形成装置の
   製造方法。
4. 【請求項４】 前記蛍光体励起手段が、電子放出素子で
   ある請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置の製
   造方法。
5. 【請求項５】 前記電子放出素子が、表面伝導型電子放
   出素子である請求項４に記載の画像形成装置の製造方
   法。
6. 【請求項６】 前記電子放出素子が、電界放出型電子放
   出素子である請求項４に記載の画像形成装置の製造方
   法。
7. 【請求項７】 前記封着工程の前に、前記表面伝導型電
   子放出素子のフォーミング工程を有する請求項５に記載
   の画像形成装置の製造方法。
8. 【請求項８】 前記フォーミング工程の後、前記封着工
   程の前に、前記表面伝導型電子放出素子の活性化工程を
   有する請求項７に記載の画像形成装置の製造方法。
9. 【請求項９】 前記接合材が、低融点ガラスフリットで
   ある請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置の製
   造方法。
10. 【請求項１０】 第１の基板と第２の基板とを有してお
    り、前記第１の基板と第２の基板は対向配置されてお
    り、該第１の基板と第２の基板の間に外部に対して気密
    な空間を有しており、該気密な空間に蛍光体と該蛍光体
    を励起する手段を有する画像形成装置の製造方法であっ
    て、 （１）チャンバー内において、第１の加熱手段と第２の
    加熱手段の間に前記第１の基板と前記第２の基板とを封
    着部を接触させない状態で保持して、前記チャンバー内
    の真空排気を行いながら、前記第１の基板と前記第２の
    基板と接合材とを封着温度まで加熱する加熱工程と、 （２）該加熱工程の後、前記チャンバー内に水素または
    プラズマを発生させるガスが導入されている状態で、前
    記封着部を接触させて前記第１の基板と前記第２の基板
    とを前記接合材を介して封着する封着工程と、を有する
    ことを特徴とする画像形成装置の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記第１の基板は前記第１の加熱手段
    に、前記第２の基板は前記第２の加熱手段に、それぞれ
    固定されている請求項１〜１０のいずれかに記載の画像
    形成装置の製造方法。