(57)【要約】【課題】電子源基板を装置から取り出す時間と、電子源基板を支持体上で位置決めをするときの動作時間を短縮すると共に、従来性能を維持しつつ、電子源製造装置のタクトをさらに向上させ、また装置動作の簡略化によるコストダウンを図ることが可能な電子源の製造装置を提供する。【解決手段】電子源基板１、真空容器２、およびパッキン４により密閉雰囲気が形成され、真空容器に設置された真空ポンプ５で排気すると、電子源基板の表面は真空雰囲気となる。このとき、隙間Ｘの空間の圧力で、電子源基板１が真空側すなわち真空容器２側へ変形し破損しないように、真空配管１１から真空ポンプ７にてＸ部分を排気した。また、隙間Ｙから気体が流れ込み、Ｘ部分の圧力が上がらないように、支持体には周状の溝６を設け、真空配管１２ａ、１２ｂから真空ポンプ９にて排気した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子放出素子を有する電子源基板の製造装置であって、
前記電子源基板の一部を覆う容器と、前記電子源基板を部分的に間隙を有して載置する支持体と、前記電子源基板の周辺雰囲気を排気する排気手段とを備え、
前記支持体は、前記電子源基板の外周部に対応する位置に溝部を有し、
前記排気手段は、前記間隙及び前記溝部を排気することを特徴とする電子源の製造装置。
【請求項２】
前記排気手段は、前記間隙と前記溝部との排気を独立に制御可能であることを特徴とする請求項１に記載の電子源の製造装置。
【請求項３】
前記排気手段は、前記間隙の排気速度よりも、前記溝部の排気速度が大きくなるように制御されることを特徴とする請求項２に記載の電子源の製造装置。
【請求項４】
電子源基板の製造方法であって、
電子放出素子を有する電子源基板を、表面に溝を有する支持体上に、該支持体と部分的に間隙を有しながら、該溝が前記電子源基板の外周部に概略対応するように配置する工程と、
前記支持体上に配置された電子源基板上に、該電子源基板の一部を覆うように容器を配置する工程と、
前記電子源基板を覆って配置された容器内を排気する工程と、
前記電子源基板と支持体との間隙及び、該支持体の溝部を排気する工程とを含むことを特徴とする電子源の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示パネル等に用いられる蛍光体を発光させるための電子源の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【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、この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することを特徴とするものである。また、導電性膜の一部に亀裂が形成され、亀裂の端部には、炭素又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。
【０００５】
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。そして、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。
【０００６】
ところで、電子源のパネルを製造するには、例えば、基板上に導電性膜及び導電性膜に接続された一対の素子電極から成る素子を複数と、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製する。支持体上にこの電子源基板を戴置し、電子源基板全体を真空チャンバーで覆う。真空チャンバー内は、支持体と真空チャンバーとをパッキン等のシール部材を用いて密閉空間とする。
【０００７】
次いで、真空チャンバー内を排気した後、外部端子を通じて電子源基板上の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、真空チャンバー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各素子に再び外部端子を通して電圧を印加し、亀裂近傍に炭素或いは炭素化合物を堆積させる。
【０００８】
従来の製造方法では、図９のように、電子源基板１の表面を真空雰囲気にする場合、電子源基板１と真空容器２、パッキン４とからなる空間を真空ポンプ５にて排気し、そのとき、電子源基板１、支持体３、Ｏリング２１とによって形成される隙間Ｘの空間の圧力で、電子源基板１が真空側（図の上方）へ変形し破損しないように、隙間Ｘを真空ポンプ７を用いて排気していた。さらに、電子源製造プロセスにおいて、支持体３の温度を制御して電子源基板の温度を効率よくコントロールするために、隙間Ｘに希薄な（たとえば、１×１０3Ｐａ）の気体を自動圧力調整器８を用いて導入していた。
【特許文献１】特開平７−２３５２５５号公報
【特許文献２】特開平８−１７１８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、プロセスのタクト短縮のために、以下のことが課題となっていた。
ａ．電子源基板を装置から取り出すときに、電子源基板に密着したOリングを剥がす時間を減らす。
ｂ．電子源基板を支持体上で位置決めをするときの動作時間を短縮する。
【００１０】
上記ｂについては、電子源基板を支持体の上に載せるとき、まず真空容器が図の上方に退避し、不図示のリフトピンの上に基板を置く。このとき基板の下には、基板を搬送するハンドが挿入されるので、基板の位置は、たとえば、Ｏリングの上５０ｍｍにある。次に、基板の面内方向の位置決めは通常、支持体の上で行うが、Ｏリングがあるので、摩擦が大きく基板が面内方向に動かない。そこで、Oリングより上の位置（たとえば１ｍｍ）で位置決めしたのち、基板を支持体の上に置いており、基板は支持体に載るまで2段階で下降していた。
【００１１】
そこで本発明は、電子源基板を装置から取り出す時間と、電子源基板を支持体上で位置決めをするときの動作時間を短縮すると共に、従来性能を維持しつつ、電子源製造装置のタクトをさらに向上させ、また装置動作の簡略化によるコストダウンを図ること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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の課題を解決するため、本発明による電子源の製造装置は、電子放出素子を有する電子源基板の製造装置であって、前記電子源基板の一部を覆う容器と、前記電子源基板を部分的に間隙を有して載置する支持体と、前記電子源基板の周辺雰囲気を排気する排気手段とを備え、前記支持体は、前記電子源基板の外周部に対応する位置に溝部を有し、前記排気手段は、前記間隙及び前記溝部を排気することを特徴とするを特徴とする。
【００１３】
また、前記排気手段が、前記間隙と前記溝部との排気を独立に制御可能であることを本発明の好ましい形態として含む。
【００１４】
更に、前記排気手段が、前記間隙の排気速度よりも、前記溝部の排気速度が大きくなるように制御されることを本発明の好ましい形態として含む。
【００１５】
また、電子源基板の製造方法であって、電子放出素子を有する電子源基板を、表面に溝を有する支持体上に、該支持体と部分的に間隙を有しながら、該溝が前記電子源基板の外周部に概略対応するように配置する工程と、前記支持体上に配置された電子源基板上に、該電子源基板の一部を覆うように容器を配置する工程と、前記電子源基板を覆って配置された容器内を排気する工程と、前記電子源基板と支持体との間隙及び、該支持体の溝部を排気する工程とを有すること等を本発明の好ましい形態として含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、電子源基板の一部を覆う容器と、電子源基板を部分的に間隙を有して載置する支持体と、電子源基板の周辺雰囲気を排気する排気手段とを有し、支持体が前記電子源基板の外周部に対応する位置に溝部を有し、排気手段が間隙及び溝部を排気するように構成することにより、電子源基板を装置から取り出す時間と、電子源基板を支持体上で位置決めをするときの動作時間を短縮すると共に、従来性能を維持しつつ、電子源製造装置のタクトをさらに向上させ、また装置動作の簡略化によるコストダウンを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の最良の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の好ましい第１の実施例である電子源の製造装置の断面を示し、図２は図１における支持体の溝の様子を表す斜視図である。図１において、１は電子源基板、２は真空容器、３は支持体、４はパッキン、５は真空容器２を排気する真空ポンプ、６は支持体に形成された溝、７は支持体を排気する真空ポンプ、９は溝６を排気する真空ポンプ、８、１０は自動圧力調整器、１１は支持体から真空ポンプ７までをつなぐ真空配管、１２ａ、１２ｂは溝から真空ポンプ９までをつなぐ真空配管である。また、Ｘは電子源基板１と支持体３の隙間（溝６の内側）、Ｙは電子源基板１と支持体３の隙間（溝６の外側）を示す。なお、真空配管上のバルブなどは一部図示していない。
【００１９】
電子源基板１を支持体３に載せるとき、パッキン４の付いた真空容器２が図の上方に退避する。電子源基板が支持体に載置されたあと、真空容器が図の下方に下降し、電子源基板１、真空容器２、およびパッキン４により密閉雰囲気が形成され、真空容器に設置された真空ポンプ５で排気すると、電子源基板の表面は真空雰囲気となる。このとき、隙間Ｘの空間の圧力で、電子源基板１が真空側すなわち真空容器２側（図の上方）へ変形し破損しないように、真空配管１１から真空ポンプ７にてＸ部分を排気した。また、隙間Ｙから気体が流れ込み、Ｘ部分の圧力が上がらないように、支持体には図２のように周状の溝６を設け、真空配管１２ａ、１２ｂから真空ポンプ９にて排気した。真空配管１１から排気する量より、真空配管１２ａ、１２ｂから排気する量を多くし、隙間Ｙから流れ込む気体の量より大きい流量でポンプ９が排気することにより、溝６は真空雰囲気に保たれる。
【００２０】
また、電子製造プロセスにおいて、支持体３の温度を制御して電子源基板の温度を効率よくコントロールするために、隙間Ｘに希薄な（たとえば、１×１０3Ｐａ）の気体を自動圧力調整器８を用いて導入した。たとえば、基板から大きな熱が発生する場合には、その熱を支持体に逃がしやすくするために、気体として、空気や、熱伝導率の高いＨｅなどを用い、冷却性能を高めることができた。導入する気体の圧力は、真空容器内とＸ部分との圧力差で電子源基板が破損しない値に抑えている。また、支持体に静電チャックがあり、静電チャックが基板を把持している場合には、静電チャックの吸着力の分だけ気体の圧力を上げることもできる。
【００２１】
さらに、溝６の圧力を自動圧力調整器１０を用いて制御した。これにより、Ｘ部分の圧力分布を調整でき、たとえば、溝６の内側全体（Ｘ部分）の圧力を一定にすることができる。気体は圧力が１×１０4Ｐａ程度以下では圧力により熱伝導率が変化するので、圧力を変えることでＸ部分のガスの熱伝導率を変えることができ、電子源基板の温度を制御することができた。
【００２２】
本実施例において、真空配管１１は１本であるが複数本あってもよい。また、真空配管１２ａ、ｂについても２本以外でもよい。また、真空ポンプ７と真空ポンプ９を同一の真空ポンプとしてもよい。
【００２３】
図３は、図１のＡ部を抜き出した図であり、自動圧力調整器１０の接続を変えた例である。図１では真空ポンプ９が排気する量を調整し圧力を制御したのに対し、図３では導入するガス量を調整することで圧力を制御している。
【００２４】
図４は、図３の自動圧力調整器１０に代えて、圧力計１３とバルブ１４を用いた例である。圧力計１３の指示値を見ながらバルブ１４の開閉量を調整し、所定の圧力に設定できた。特に圧力に再現性がある場合には、バルブの開閉量は一度調整すれば固定できる。
【００２５】
図５は、図４の圧力計１３を真空配管１５を用いて溝６に直接設置した例である。真空配管１５には気体の流れがなく圧力損失がないので、溝６の圧力をより正確に測ることができた。
【００２６】
図６は、図１のＢ部を抜き出した図であり、図１の自動圧力調整器８に代えて、圧力計１６とバルブ１７を用いた例である。圧力計１６の指示値を見ながらバルブ１７の開閉量を調整し、所定の圧力に設定できた。特に圧力に再現性がある場合には、バルブの開閉量は一度調整すれば固定できる。
【００２７】
図７は、図１のＢ部付近を抜き出した図であり、支持体６に真空配管１８を設置し、隙間Ｘの圧力を圧力計１６でモニタリングした例である。真空配管１８には気体の流れがなく圧力損失がないので、隙間Ｘの圧力をより正確に測ることができた。同図において、圧力制御にバルブを使っているが、自動圧力調整器を用いてもよい。
【００２８】
以上のように、構成することにより、電子源基板の破損を防ぎ、かつ電子源基板の温度を効率よくコントロールできた。さらに、電子源基板を支持体の上で位置決めでき、またＯリングを基板から剥がす時間がなくなったので、電子源製造装置の動作の簡略化とタクト向上によりコストダウンを図ることができた。
【実施例２】
【００２９】
図８は、本発明の第２の実施例である電子源の製造装置の断面を示し、図１の自動圧力調整器８、１０をなくし、隙間Ｘを真空ポンプ７で、溝６を真空ポンプ９でそれぞれ排気した例である。作用は実施例１と同様であるが、電子源基板１からの発熱量が小さい場合や、電子源基板の面内の温度分布を小さくしない場合、装置構成を簡略化でき、かつ電子源基板の破損を防ぐことができた。さらに、電子源基板を支持体の上で位置決めでき、またＯリングを基板から剥がす時間がなくなったので、電子源製造装置の動作の簡略化とタクト向上によりコストダウンを図ることができたのは実施例１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による電子源の製造装置の第１の実施例を示す断面図
【図２】図１における支持体の溝の様子を表す斜視図
【図３】図１のＡ部および溝部分を詳細に説明する断面図
【図４】図１のＡ部および溝部分を詳細に説明する断面図
【図５】図１のＡ部および溝部分を詳細に説明する断面図
【図６】図１のB部および隙間Xを詳細に説明する断面図
【図７】図１のB部および隙間Xを詳細に説明する断面図
【図８】本発明による電子源の製造装置の第２の実施例を示す断面図
【図９】従来の製造装置を示す断面図
【符号の説明】
【００３１】
１  電子源基板
２  真空容器
３  支持体
４  パッキン
６  溝
７、９  ポンプ
８、１０  自動圧力調整器
１１、１２、１５、１８  真空配管
１３、１６  圧力計
１４、１７  バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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