JPH09199065A - 画像形成装置およびその製造方法 - Google Patents

画像形成装置およびその製造方法

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JPH09199065A
JPH09199065A JP8006779A JP677996A JPH09199065A JP H09199065 A JPH09199065 A JP H09199065A JP 8006779 A JP8006779 A JP 8006779A JP 677996 A JP677996 A JP 677996A JP H09199065 A JPH09199065 A JP H09199065A
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JP
Japan
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thin film
image forming
source substrate
electron source
forming apparatus
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JP8006779A
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English (en)
Inventor
Yuji Kasanuki
有二 笠貫
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像形成装置における電子源基板とフェース
プレートの封着時の温度を低温化することによって熱歪
や変形の小さい画像形成装置を製造する方法を提供す
る。 【解決手段】 電子源基板と支持枠との封着を、電子源
基板上に形成された導電体薄膜と支持枠との陽極接合に
よる接合で行う。

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および
その製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来画像形成装置としてはTFT型やM
IM型の液晶型画像形成装置があるが、対角40インチ
や60インチの大画面パネルへ応用する場合、TFT型
では画素毎に能動素子を形成する必要があり、大画面に
わたり高精細のパターニングを要求される。またMIM
型においては応答速度が遅いため動画を扱う画像形成装
置には不向きである。以上のように液晶型画像形成装置
の大画面化には技術的困難さがある。そこで大画面平面
型画像形成装置として電子線照射により蛍光体を発光さ
せ、画像を形成する蛍光体発光型画像形成装置が期待さ
れている。蛍光体発光型画像形成装置は、表面伝導型電
子放出素子、熱電子源などの電子放出素子と蛍光体の組
み合わせで描画する。
【0003】表面伝導型電子放出素子の例としては、エ
リンソンの報告に記載のもの(M.I.Elinson, Radio En
g. Electron Phys., 10(1965))などがある。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こと
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らによるSnO2薄膜を用いたも
の、Au薄膜によるもの(G.Dittmer, "Thin Solid Fil
ms", 9, 317(1972))等が報告されている。
【0004】上述の表面伝導型電子放出素子は構造が単
純で製造も容易であることから大面積にわたり多数の素
子を配列できる利点がある。
【0005】しかし、そのような表面伝導型電子放出素
子を用いた画像形成装置においても大面積化が進むにつ
れ、種々の問題が発生する。中でも電子源基板と内壁面
に蛍光体が配置されているフェースプレートを支持枠を
介して封着する工程は重要である。
【0006】図4において101は電子放出素子を基板
上に作製した電子源基板、109はメタルバック107
と蛍光体108が内壁に形成されたフェースプレート、
105は支持枠、102は取り出し配線である。電子源
基板101と支持枠105およびフェースプレート10
9は通常フリットガラス106を塗布して大気中で40
0℃〜500℃で焼成することにより封着されている。
【0007】とりわけカラーのフェースプレートの場合
は各色蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはなら
ず、十分な位置合わせを行う必要がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしフリットガラス
を用いた封着工程は400℃〜500℃という高温工程
のため、熱歪や変形、配線の劣化などが発生し、特に熱
歪や変形に伴う封着時の寸法精度の制限は高精細化に向
けて大きな問題になっている。
【0009】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、画像形成装置における電
子源基板とフェースプレートの封着時の温度を低温化す
ることによって熱歪や変形の小さい画像形成装置を製造
する方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁性基板上
に表面伝導型電子放出素子を複数配列した電子源基板;
内壁面に蛍光体を設けたフェースプレ−ト;ならびに電
子源基板とフェースプレートを支持する支持枠とからな
る画像形成装置において、電子源基板と支持枠との封着
が、電子源基板上に形成された導電体薄膜と支持枠との
陽極接合による接合で行われていることを特徴とする画
像形成装置を提供する。
【0011】上記において、前記導電体薄膜は、Al、
Ti、NiおよびSiから選択される1以上の元素と、
Au、PtおよびCuから選択される1以上の元素を含
むことが好ましい。
【0012】さらに本発明は、電子源基板上にAu、P
tおよびCuから選択される1以上の元素を含む第1の
導電体薄膜を形成する工程と;該薄膜上にAl、Ti、
NiおよびSiから選択される1以上の元素を含む第2
の導電体薄膜を形成する工程と;電子源基板を加熱し
て、前記第1の薄膜と前記第2の薄膜の合金薄膜を形成
する工程と;該合金薄膜と支持枠を陽極接合する工程を
有することを特徴とする画像形成装置の製造方法を提供
する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。
【0014】陽極接合法はガラスと導電材料もしくは導
電体薄膜を用いることによりガラスとガラス、半導体、
金属等の様々な材料を200℃〜400℃と比較的低温
で数10〜数kV程度の電圧を印加することにより接合
できる方法である。
【0015】陽極接合法を用いることにより低温で封着
が可能であるばかりでなく、雰囲気の影響を受けにくい
(従来のフリットガラスによる封着では酸素が十分供給
されないと封着出来ない)等の利点もあり精度向上だけ
でなく、製造方法が簡便になる。
【0016】導電体薄膜を支持枠に形成せず、電子源基
板上に形成するのは陽極接合の際に導電体薄膜へ電圧を
印加するための配線を容易に形成できるためである。
【0017】また陽極接合では導電体薄膜としてAl、
Ti等の酸化物を比較的容易に形成する材料が用いられ
る。しかしAlなどの酸化しやすい金属薄膜は接合時間
の経過とともにAl薄膜に酸化物が形成され、接合不良
になる部分が発生しやすい。
【0018】このため接合強度を低下させる原因にな
る。これは接合面積が大きくなった場合に特に問題にな
ってくる。
【0019】本発明はガラスと容易に接合可能なAl、
Ti等をAu、Pt、Cuと合金化することにより、導
電体薄膜の接合時の酸化を抑制し、安定した接合を実現
するものであり、これにより接合面積が大きい場合でも
接合強度の低下なく陽極接合による封着を可能とするも
のである。
【0020】2層の導電体薄膜を合金化する温度は金属
の組み合わせによるが、AuおよびAlでは100℃程
度、AuおよびTiでは200℃以上、PtとAlでは
350℃程度である。2層薄膜の合金化のための温度に
ついては、ポアトらによる記載などを参照する(Poate
et al, "THIN FILM-INTERDIFFUSION AND REACTION",Joh
n Wiley & Sons, Inc., 1978)。
【0021】導電体薄膜の形成方法は真空蒸着、スパッ
タリング、CVD等がある。導電体薄膜と基板との密着
性が弱い場合にはCr等の密着層を設ける必要がある。
【0022】図3は電子源基板101の平面図である。
301は下配線、302は上配線、303は絶縁層、3
04は素子電極、305は電子放出部を含む導電性薄膜
である。
【0023】素子電極304や上配線303、下配線3
01は一般的な配線材料が用いられる。電子放出部を含
む導電性薄膜305は微粒子で構成された微粒子膜が好
ましく、その材料はPd、Pt、Ru、Ag、Au、T
i、In、Cu、Cr、FeZn、Sn、Ta、W、P
b等の金属、PdO、SnO2、In23、PbO、S
23等の酸化物;HfB2、ZrB2、LaB6、Ce
6、YB4、GdB4等のホウ化物;TiC、ZrC、
HfC、TaC、SiC等の炭化物;TiN、ZrN、
HfN等の窒化物;Si、Ge等の半導体;カーボン等
があげられる。
【0024】また電子放出基板の形成方法としては通常
の半導体プロセスを用いて形成することが出来る。
【0025】図1は本発明に関わる画像形成装置の構造
を示す図であり、図1(a)はその装置の支持枠周辺の
断面図であり、図1(b)は、図1(a)を矢印の方向
から見た側面図である。
【0026】101は電子源基板、102は取り出し配
線、103は絶縁層、104は導電体薄膜、105は支
持枠、106はフリットガラス、107はメタルバッ
ク、108は蛍光体、109はフェースプレートを示
す。
【0027】図2は、本発明の製造方法の1実施態様の
手順を示す工程図である。それを順を追って説明する。
【0028】電子源基板作製後(図2(a))、封着部
に絶縁層103を形成する。具体的にはスパッタリング
等でSiO2膜を形成し、パターニングおよびエッチン
グを行うことにより、封着部に絶縁層103を形成する
(図2(b))。次に封着部の絶縁層を更にエッチング
し、配線による凹凸を平坦にする(図2(c))。その
上に導電体薄膜104を形成する(図2(d))。
【0029】この後一度加熱して導電体薄膜を合金化さ
せた後、支持枠と導電体薄膜に電圧を印加することによ
り陽極接合することができる。
【0030】上述のように本発明の画像形成装置は電子
源基板と支持枠の封着を陽極接合により低温で行うた
め、封着時の熱歪や変形による位置精度の誤差を抑制で
きる。
【0031】また接合面積が大きくなっても安定に接合
を実現できるため、大面積化に有利である。さらに従来
のフリットガラスのように雰囲気に左右されないため、
製造が簡便になる利点もある。
【0032】
【実施例】図3に示すような構成の電子源基板を形成し
た後、以下の手順で電子源基板とフェースプレートの接
合を行った。電子源基板は青板ガラスを基板として作製
したものである。そして、支持枠は青板ガラス、密着層
はCr、第1の導電体薄膜はAu、第2の導電体薄膜は
Alとした。
【0033】図2に示すように絶縁層103を平坦化し
た後、封着部のみに導電体薄膜が形成されるようにレジ
ストパターニングして、導電体薄膜Cr、Au、Alを
順次電子ビーム蒸着により成膜した。密着層はAuと絶
縁層のSiO2との密着力を高めるためである。Auの
膜厚は85nm、Alの膜厚は15nmとした。接合条
件は、接合温度が350℃、接合時の印加電圧が300
V、接合時間が30分である。
【0034】合金化のための熱処理は陽極接合する際の
加熱により行った。
【0035】以上のように形成した画像形成装置は接合
後、高真空に排気することができた。
【0036】また導電体薄膜として以下の表1の組み合
わせについても同様の接合条件で陽極接合を行ったが、
いずれも安定に接合できた。
【0037】
【表1】
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、電子源基板と支持
枠との封着を陽極接合により行うことで、従来のフリッ
トガラスによる封着より低温での封着が可能となる。こ
れにより、電子源基板とフェースプレートの位置合わを
精度良く行うことができる。また、接合面積が大きい場
合にも安定に接合することができ、さらに雰囲気等に影
響されないため、製造装置も簡便になり、産業上有利で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置の1実施態様の構造を示
す図であり、(a)はその断面図であり、(b)は
(a)を矢印方向から見た側面図である。
【図2】本発明の画像形成装置の製造方法の1実施態様
の手順を示す工程図である。
【図3】本発明の画像形成装置の1例の電子源基板の模
式的平面図である。
【図4】従来の画像形成装置の断面図である。
【符号の説明】
101 電子源基板 102 取り出し配線 103 絶縁層 104 導電体薄膜 105 支持体 106 フリットガラス 107 メタルバック 108 蛍光体 109 フェースプレート 301 下配線 302 上配線 303 絶縁層 304 素子電極 305 導電性薄膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性基板上に表面伝導型電子放出素子
    を複数配列した電子源基板;内壁面に蛍光体を設けたフ
    ェースプレ−ト;ならびに電子源基板とフェースプレー
    トを支持する支持枠とからなる画像形成装置において、
    電子源基板と支持枠との封着が、電子源基板上に形成さ
    れた導電体薄膜と支持枠との陽極接合による接合で行わ
    れていることを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 前記導電体薄膜が、Al、Ti、Niお
    よびSiから選択される1以上の元素と、Au、Ptお
    よびCuから選択される1以上の元素を含む請求項1記
    載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 電子源基板上にAu、PtおよびCuか
    ら選択される1以上の元素を含む第1の導電体薄膜を形
    成する工程と;該薄膜上にAl、Ti、NiおよびSi
    から選択される1以上の元素を含む第2の導電体薄膜を
    形成する工程と;電子源基板を加熱して、前記第1の薄
    膜と前記第2の薄膜の合金薄膜を形成する工程と;該合
    金薄膜と支持枠を陽極接合する工程を有することを特徴
    とする画像形成装置の製造方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06310043A (ja) * 1992-08-25 1994-11-04 Sharp Corp 電子放出デバイス
JPH07122189A (ja) * 1993-10-21 1995-05-12 Sony Corp 電界放出型フラットディスプレイ装置の製法
JPH07161299A (ja) * 1993-12-07 1995-06-23 Futaba Corp 真空気密容器
JPH07307260A (ja) * 1994-05-13 1995-11-21 Canon Inc 接合体及びその形成法

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