(57)【要約】【課題】低温、低加圧、短時間に真空セルを形成可能なＦＥＤセンサを提供する。【解決手段】カソード基板１０と、カソード基板１０上に配置された電子放出源部１４と、電子放出源部１４を取り囲みカソード基板１０上の外周部に配置された外部支持体２０と、外部支持体２０上に配置された第１ハンダ密着層２１と、カソード基板１０に対向して配置されるアノード基板１２と、アノード基板１２上に配置され、電子放出源部１４に対向して配置される光電変換膜２２と、光電変換膜２２を取り囲みアノード基板１２の外周部に配置された第２ハンダ密着層２４と、第２ハンダ密着層２４を取り囲みアノード基板１２の外周部に配置された一対のハンダはみ出し防止璧２５ａ，２５ｂと、第１ハンダ密着層２１と第２ハンダ密着層２４の間に配置され、カソード基板１０とアノード基板１２間を封着する低融点ハンダ２３とを備えるＦＥＤセンサおよびその製造方法。【選択図】図１
2009272228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソード基板と、
前記カソード基板上に配置された電子放出源部と、
前記電子放出源部を取り囲み前記カソード基板上の外周部に配置された外部支持体と、
前記外部支持体上に配置された第１ハンダ密着層と、
前記カソード基板に対向して配置されるアノード基板と、
前記アノード基板上に、前記電子放出源部に対向して配置される光電変換膜と、
前記光電変換膜を取り囲み前記アノード基板の外周部に配置された第２ハンダ密着層と、
前記第２ハンダ密着層を取り囲み前記アノード基板の外周部に配置された一対のハンダはみ出し防止璧と、
前記第１ハンダ密着層と前記第２ハンダ密着層の間に配置され、前記カソード基板と前記アノード基板間を封着する低融点ハンダと
を備えることを特徴とするＦＥＤセンサ。
【請求項２】
前記外部支持体は、前記カソード基板上の外周部に配置されたガラスフリットを介して配置されたことを特徴とする請求項１に記載のＦＥＤセンサ。
【請求項３】
前記外部支持体は、ガラスであることを特徴とする請求項１に記載のＦＥＤセンサ。
【請求項４】
前記第１ハンダ密着層および前記第２ハンダ密着層は、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｕ／Ｎｉメッキのいずれか１種を含むことを特徴とする請求項１に記載のＦＥＤセンサ。
【請求項５】
前記ハンダはみ出し防止璧は、ガラスフリットであることを特徴とする請求項１に記載のＦＥＤセンサ。
【請求項６】
カソード基板上に電子放出源部を形成する工程と、
前記電子放出源部を取り囲み前記カソード基板上の外周部に外部支持体を形成する工程と、
前記外部支持体上に第１ハンダ密着層を形成する工程と、
前記第１ハンダ密着層上に低融点ハンダを形成する工程と、
アノード基板の外周部に第２ハンダ密着層を形成する工程と、
前記第２ハンダ密着層を取り囲み前記アノード基板の外周部に一対のハンダはみ出し防止璧を形成する工程と、
前記アノード基板上に前記電子放出源部に対向して光電変換膜を形成する工程と、
前記アノード基板と前記カソード基板を対向させ、前記第１ハンダ密着層と前記第２ハンダ密着層の間に、加熱して前記低融点ハンダを融解する工程と、
前記アノード基板と前記カソード基板間を加圧して、前記アノード基板と前記カソード基板間を真空封着する工程と
を有することを特徴とするＦＥＤセンサの製造方法。
【請求項７】
前記電子放出源部を取り囲み前記カソード基板上の外周部にガラスフリットを形成する工程を有し、前記外部支持体は、前記ガラスフリットを介して前記カソード基板上の外周部に形成されたことを特徴とする請求項６に記載のＦＥＤセンサの製造方法。
【請求項８】
前記外部支持体は、ガラスで形成されることを特徴とする請求項６に記載のＦＥＤセンサの製造方法。
【請求項９】
前記第１ハンダ密着層および前記第２ハンダ密着層は、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｕ／Ｎｉメッキのいずれかで形成されることを特徴とする請求項６に記載のＦＥＤセンサの製造方法。
【請求項１０】
前記ハンダはみ出し防止璧は、ガラスフリットで形成されることを特徴とする請求項６に記載のＦＥＤセンサの製造方法。
【請求項１１】
前記真空封着する工程において、加熱・加圧する時間は、１０秒以下であることを特徴とする請求項６に記載のＦＥＤセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＥＤセンサおよびその製造方法に関し、特に、低融点、低加圧により真空セルを形成可能なＦＥＤセンサおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィールドエミッションディスプレイ装置において、真空セルを作成する場合、下記の２つの方法が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
第１の方法は、ガラスフリットによる封着方法であり、対向する２枚の基板間の外周部にガラスフリットを塗布し、高温加熱することにより、ガラスフリットを融解させ、冷却し封着する方法である。耐熱性が高い材料に用いられる。
【０００４】
第２の方法は、インジウム（Ｉｎ）による封着方法であり、対向する２枚の基板間の外周部にＩｎを塗布し、高加圧することにより、Ｉｎを封着する方法である。耐熱性が低い材料に用いられる。
【０００５】
従来のフィールドエミッションデバイス（ＦＥＤ：Field Emission Device）をセンサに適用するＦＥＤセンサにおいて、ガラスフリット封着によるＦＥＤセンサは、例えば、図８に示すように、カソード基板１０の外周部１４０にガラスフリット１８をスクリーン印刷などで形成し、アノード基板１２とカソード基板１０を対向させて配置し、高温加熱することにより、ガラスフリット１８を融解させ、冷却しアノード基板１２とカソード基板１０間を真空封着することによって形成される。
【０００６】
従来のＦＥＤセンサにおいて、低融点金属封着によるＦＥＤセンサは、例えば、図９に示すように、カソード基板１０の外周部２００に低融点金属１９を塗布などで形成し、アノード基板１２とカソード基板１０を対向させて配置し、高加圧することにより、アノード基板１２とカソード基板１０間に低融点金属１９を真空封着することによって形成される。
【特許文献１】特開平９−１７１７６８号公報（第１図および第３図、第８−１１頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の真空セルの作成方法では、高温または高圧封止方法を用いるため、装置が大型化し、脱ガスによる真空度の低下、信頼性の低下および歩留りの低下を招いていた。
【０００８】
本発明の目的は、低融点、低加圧、短時間に容易に真空セルを形成可能なＦＥＤセンサおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の一態様によれば、カソード基板と、前記カソード基板上に配置された電子放出源部と、前記電子放出源部を取り囲み前記カソード基板上の外周部に配置された外部支持体と、前記外部支持体上に配置された第１ハンダ密着層と、前記カソード基板に対向して配置されるアノード基板と、前記アノード基板上に、前記電子放出源部に対向して配置される光電変換膜と、前記光電変換膜を取り囲み前記アノード基板の外周部に配置された第２ハンダ密着層と、前記第２ハンダ密着層を取り囲み前記アノード基板の外周部に配置された一対のハンダはみ出し防止璧と、前記第１ハンダ密着層と前記第２ハンダ密着層の間に配置され、前記カソード基板と前記アノード基板間を封着する低融点ハンダとを備えるＦＥＤセンサが提供される。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、カソード基板上に電子放出源部を形成する工程と、前記電子放出源部を取り囲み前記カソード基板上の外周部に外部支持体を形成する工程と、前記外部支持体上に第１ハンダ密着層を形成する工程と、前記第１ハンダ密着層上に低融点ハンダを形成する工程と、アノード基板の外周部に第２ハンダ密着層を形成する工程と、前記第２ハンダ密着層を取り囲み前記アノード基板の外周部に一対のハンダはみ出し防止璧を形成する工程と、前記アノード基板上に前記電子放出源部に対向して光電変換膜を形成する工程と、前記アノード基板と前記カソード基板を対向させ、前記第１ハンダ密着層と前記第２ハンダ密着層の間に、加熱して前記低融点ハンダを融解する工程と、前記アノード基板と前記カソード基板間を加圧して、前記アノード基板と前記カソード基板間を真空封着する工程と、を有するＦＥＤセンサの製造が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、低融点、低加圧、短時間に容易に真空セルを形成可能なＦＥＤセンサおよびその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下において、同じブロックまたは要素には同じ符号を付して説明の重複を避け、説明を簡略にする。図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００１３】
以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、各構成部品の配置などを下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１４】
[第１の実施の形態]
本発明の第１の実施の形態に係るＦＥＤセンサは、図１に示すように、カソード基板１０と、カソード基板１０上に配置された電子放出源部１４と、電子放出源部１４を取り囲みカソード基板１０上の外周部に配置された外部支持体２０と、外部支持体２０上に配置された第１ハンダ密着層２１と、カソード基板１０に対向して配置されるアノード基板１２と、アノード基板１２上に、電子放出源部１４に対向して配置される光電変換膜２２と、光電変換膜２２を取り囲みアノード基板１２の外周部に配置された第２ハンダ密着層２４と、第２ハンダ密着層２４を取り囲みアノード基板１２の外周部に配置された一対のハンダはみ出し防止璧２５ａ，２５ｂと、第１ハンダ密着層２１と第２ハンダ密着層の間に配置され、カソード基板１０とアノード基板１２間を封着する低融点ハンダ２３とを備える。結果として、カソード基板１０とアノード基板１２間には、内部真空領域１２０が形成された真空セルが形成されている。
【００１５】
第１の実施の形態に係るＦＥＤセンサは、アノード基板１２側から照射された光（ｈν）によって光電変換膜２２中において発生される電子―正孔対の内、過剰正孔を電子放出源部１４から注入される電子によって再結合電流として検出する動作を行っている。
【００１６】
外部支持体２０は、カソード基板１０上の外周部に配置されたガラスフリット１８を介して配置されていてもよい。
【００１７】
外部支持体２０は、基本的には、カソード基板１０と同じ材料であり、ガラス基板の場合には、ガラスを適用している。なおステンレス、Ｃｕ−Ｎｉ合金などによっても形成可能である。
【００１８】
第１ハンダ密着層２１および第２ハンダ密着層は、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕのいずれかを適用することができる。
【００１９】
低融点ハンダ２３としては、例えばＢｉＳｎ、ＩｎＳｎ、ＢｉＩｎＳｎなどを適用することができる。
【００２０】
ハンダはみ出し防止璧２５ａ，２５ｂは、ガラスフリットにより形成することができる。
【００２１】
電子放出源部１４は、カーボンナノファイバ（ＣＮＦ:Carbon Nano Fiber）、グラファイトナノファイバ(ＧＮＦ：Graphite Nano Fiber)のいずれかを備えている。具体的には、電子放出源部１４は、複数のストライプ状に形成されたカソード電極と、複数のストライプ状に形成されたゲート電極の交差部に形成された複数の開口部内に配置されたカーボンナノファイバ電子源或いはグラファイトナノファイバ電子源によって形成される。その他の電子放出源部１４の構成としては、スピント型電子源、ＢＳＤ（Ballistic electron Surface-emitting Device）型電子源、ＳＥＤ（Surface-conduction Electron-emitter Display）型電子源、ＳＣＥ（Surface Conduction Emitter）型電子源、ＭＩＭ（Metal Insulator Metal）型電子源を適用することができる。
【００２２】
また、光電変換膜２２としては、例えば、ａ−Ｓｅ，ａ−Ｓｉ，ＣｄＴｅ，ＣｄＺｎＴｅ，ＣｄＳｅ，ＨｇＩ2，ＰｂＩ2，ＰｂＯ，ＴｌＢｒ，カルコゲナイド、カルコパイライトのいずれかを適用することができる。
【００２３】
光電変換膜２２としては、例えば、カルコパイライト構造をもつ化合物半導体薄膜として、ＣＩＧＳ薄膜（Ｃｕ（ＩｎX,Ｇａ1-X）Ｓｅ2(０≦X≦１)）を用いることもできる。また、ＣＩＧＳ薄膜としては、Ｃｕ（ＩｎX,Ｇａ1-X）(ＳｅY, Ｓ1-Y) (０≦X≦１,０≦Y≦１)という組成のものも知られており、このような組成をもつＣＩＧＳ薄膜も利用可能である。
【００２４】
カルコパイライト構造の化合物半導体薄膜としては、この他、ＣｕＡｌＳ2,ＣｕＡｌＳｅ2,ＣｕＡｌＴｅ2,ＣｕＧａＳ2,ＣｕＧａＳｅ2, ＣｕＧａＴｅ2, ＣｕＩｎＳ2, ＣｕＩｎＳｅ2, ＣｕＩｎＴｅ2, ＡｇＡｌＳ2, ＡｇＡｌＳｅ2, ＡｇＡｌＴｅ2, ＡｇＧａＳ2, ＡｇＧａＳｅ2, ＡｇＧａＴｅ2, ＡｇＩｎＳ2, ＡｇＩｎＳｅ2, ＡｇＩｎＴｅ2なども適用可能である。
【００２５】
カソード基板１０およびアノード基板１２は、例えば、ガラス基板によって構成される。他に、石英、シリコン（Ｓｉ）ウェハなどを適用することもできる。また、アノード基板１２は、ＦＥＤセンサによって検出する光・電磁波の波長を十分透過可能な材質の材料基板によって形成される。
【００２６】
なお、図１においては図示を省略しているが、電子放出源部１４と光電変換膜２２の間には、電子放出源部１４から放出される電子を制御するメッシュグリッドと、メッシュグリッドをカソード基板１０およびアノード基板１２間において支持するためのメッシュ支持体が配置されている。第１の実施の形態に係るＦＥＤセンサにおいては、大型ＦＥＤセンサにおいて、真空セル内にメッシュグリッドとそのメッシュ支持体を設置し、メッシュ支持体をアノード基板１２とカソード基板１０に接触する高さとして、スペーサ兼メッシュ固定部材として使用することもできる。
【００２７】
メッシュ支持体は、例えば、メッシュ上部支持体とメッシュ下部支持体から構成され、メッシュグリッドを周辺部において挟む構成を有する。メッシュ支持体は、例えば、ステンレス、Ｃｕ−Ｎｉ合金などによって形成可能である。通常、大型化されたＦＥＤセンサにおいては、大気圧Ｐａによって、アノード基板１２およびカソード基板１０は内側に撓む構造となり易い。ステンレス、Ｃｕ−Ｎｉ合金などによって形成されたメッシュ支持体は、大気圧によって、内側に撓む構造となり易いアノード基板１２およびカソード基板１０をフラットに保持する上で、有効な材料となる。
【００２８】
第１の実施の形態に係るＦＥＤセンサの動作原理は、図２を用いて説明することができる。図１においては図示を省略しているが、光電変換膜２２にはアノード電極１が接続され、アノード電極１には、アノード引き出し電極３が接続されている。アノード引き出し電極３には、アノード端子Ａ（＋）が接続される。電子放出源部１４のカソード電極（図示省略）には、カソード端子Ｋ（−）が接続される。メッシュグリッド１６にはグリッド端子Ｇ（＋）が接続される。カソード基板１０とアノード基板１２間において、メッシュ支持体によって囲まれる内部真空領域２６と、メッシュ支持体と外部支持体２０によって囲まれる外部真空領域とは、真空度は同程度であり、例えば、１０-4Ｔｏｒｒ程度の値を有する真空度を有するように、メッシュ支持体の一部分において開口部を備えていてもよい。
【００２９】
メッシュグリッド１６は、電子放出源部１４から光電変換膜２２に向けて放出される電子電流を制御するためにメッシュ構造を備える。メッシュグリッド１６は、例えば、Ｎｉ，Ｃｕ−Ｎｉなどで形成可能である。
【００３０】
（カーボンナノファイバ電子源）
図３は、第１の実施の形態に係るＦＥＤセンサの電子放出源部１４の詳細な模式的断面構造図であり、カーボンナノファイバ電子源の例を示す。
【００３１】
第１の実施の形態に係るＦＥＤセンサの電子放出源部１４は、図３に示すように、カソード基板１０上に配置されたカソード電極５と、カソード電極５上に配置された絶縁膜７と、絶縁膜７上に配置されたゲート電極６と、絶縁膜７中にカソード電極５表面まで形成されたホール１１の底面に形成された触媒微結晶核８と、触媒微結晶核８上に形成されたカーボンナノチューブ(ＣＮＴ:Carbon Nano Tube)２とを備える。なお、カーボンナノチューブ２の代わりに、前述の通り、グラファイトナノファイバを形成することもできる。また、グラファイトナノファイバの構造としては単層構造に限ることはなく、多層構造のものも適用可能である。
【００３２】
アノード電極１とカソード電極５間には、アノード電極１を正電位、カソード電極５を負電位とするアノード電源が印加され、アノード電極１とカソード電極５間には電子の加速電圧が与えられている。また、ゲート電極６とカソード電極５間には、ゲート電極６を正電位、カソード電極５を負電位とするゲート電源Ｖgが印加され、ゲート電極６とカソード電極５間には、カーボンナノチューブ２からの電子の引出し電圧が与えられている。ゲート電極６とカソード電極５間に印加されたゲート電源Ｖgによってカーボンナノチューブ２から引き出された（出射された）電子は、アノード電極１とカソード電極５間の加速電圧によって、アノード電極１側の光電変換膜２２に到達する。
【００３３】
ここで、図２に示すように、アノード端子Ａ（＋）とカソード端子Ｋ（−）間に、数ｋＶ〜数１０ｋＶの高電圧が印加された状態で、アノード基板１２を透過して光・電磁波（ｈν）が光電変換膜２２に照射されると、光電変換膜２２中において電子―正孔対が発生される。この電子―正孔対の内、過剰正孔を電子放出源部１４から注入される電子によって再結合電流として検出することができる。この再結合電流は、アノード端子Ａ（＋）を通して外部において検出可能である。特に、アノード端子Ａ（＋）とカソード端子Ｋ（−）間に印加する数ｋＶ〜数１０ｋＶの高電圧によって、電子放出源部１４から放出される電子は加速され、高速度で光電変換膜２２中に注入されるため、光応答特性は極めて高速動作が可能となる。
【００３４】
（製造方法）
第１の実施の形態に係るＦＥＤセンサの製造方法において、カソード基板１０側の製造工程は、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように表される。すなわち、図４（ａ）はカソード基板１０上に電子放出源部１４を形成する工程、図４（ｂ）はカソード基板１０上にガラスフリット１８を形成する工程、図４（ｃ）はガラスフリット１８上に外部支持体２０および外部支持体２０上に第１ハンダ密着層２１を形成する工程、図４（ｄ）は第１ハンダ密着層２１上に低融点ハンダ２３を形成する工程をそれぞれ示す。
【００３５】
第１の実施の形態に係るＦＥＤセンサの製造方法において、アノード基板１２側の製造工程は、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように表される。すなわち、図５（ａ）はアノード基板１２上に第２ハンダ密着層２４を形成する工程、図５（ｂ）はアノード基板１２上、第２ハンダ密着層２４の外周部にハンダはみ出し防止璧２５ａ，２５ｂを形成する工程、図５（ｃ）はアノード基板１２上に光電変換膜２２を形成する工程をそれぞれ示す。
【００３６】
さらに、本発明の第１の実施の形態に係るＦＥＤセンサの製造方法の説明図であって、図４（ｄ）において形成されたカソード基板１０をホットプレート１００上に配置し加熱しつつ、図５（ｃ）において形成されたアノード基板１２を加圧する工程は、図６に示すように表される。なお、アノード基板１２とカソード基板１０の結合部の拡大された模式的断面構造は、図７に示す通りである。
【００３７】
第１の実施の形態に係るＦＥＤセンサの製造方法は、図４乃至図７に示すように、カソード基板１０上に電子放出源部１４を形成する工程と、電子放出源部１４を取り囲みカソード基板１０上の外周部に外部支持体２０を形成する工程と、外部支持体２０上に第１ハンダ密着層２１を形成する工程と、第１ハンダ密着層２１上に低融点ハンダ２３を形成する工程と、アノード基板１２の外周部に第２ハンダ密着層２４を形成する工程と、第２ハンダ密着層２４を取り囲みアノード基板１２の外周部に一対のハンダはみ出し防止璧２５ａ，２５ｂを形成する工程と、アノード基板１２上に電子放出源部１４に対向して光電変換膜２２を形成する工程と、アノード基板１２とカソード基板１０を対向させ、第１ハンダ密着層２１と第２ハンダ密着層２４の間に、加熱して低融点ハンダ２３を融解する工程と、アノード基板１２とカソード基板１０間を加圧して、アノード基板１２とカソード基板１０間を真空封着する工程とを有する。
【００３８】
さらに、第１の実施の形態に係るＦＥＤセンサの製造方法において、電子放出源部１４を取り囲みカソード基板１０上の外周部にガラスフリット１８を形成する工程を有し、外部支持体２０は、ガラスフリット１８を介してカソード基板１０上の外周部に形成されていてもよい。
【００３９】
以下、図面を参照して、第１の実施の形態に係るＦＥＤセンサの製造方法を説明する。
【００４０】
（ａ）まず、図４（ａ）に示すように、カソード基板１０上に電子放出源部１４を形成する。電子放出源部１４としては、例えばＧＮＦを熱化学的気相堆積（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）法により形成する。具体的には、ＧＮＦの核となる触媒、例えば鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）などの触媒微結晶核を表面に配置したガラス、石英、シリコン（Ｓｉ）ウェハなどのカソード基板１０を準備し、このカソード基板１０をサセプタ上に配置する。次いで、ＧＮＦの原料ガスを導入する。原料ガスとしては、例えば一酸化炭素／水素（ＣＯ／Ｈ2）混合ガスが採用可能であるが、他にも、二酸化炭素（ＣＯ2）ガス、メタン（ＣＨ4）ガスなどの炭素（Ｃ）を供給可能なガスが採用可能である。その後、加熱源によってサセプタが加熱される。温度は、例えば約５００℃〜６００℃の範囲であり、例えば約５０℃／分で温度上昇させるように、例えば赤外線ランプによる加熱源の出力を急激に上げ、触媒微結晶核でのＧＮＦ析出を促す。上記条件によって、ＧＮＦ成長が早くなるため、ＧＮＦは、直線状に成長し易くなる。
【００４１】
（ｂ）次に、図４（ｂ）に示すように、カソード基板１０の外周部上にガラスフリット１８を形成する。ガラスフリット１８は、例えばスクリーン印刷によって形成することができる。ガラスフリット１８の焼成条件は、例えば大気中において約４５０℃程度、真空中における仮焼成温度は、約５３０℃程度である。
【００４２】
（ｃ）次に、図４（ｃ）に示すように、ガラスフリット１８上に外部支持体２０および外部支持体２０上に第１ハンダ密着層２１を形成する。ここで、外部支持体２０として、第１ハンダ密着層２１付きガラススペーサを配置してもよい。外部支持体２０の配置後、ガラスフリットの本焼成を真空中において、約５２０℃程度において行う。また、第１ハンダ密着層２１は、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｕ／Ｎｉメッキなどで形成する。
【００４３】
（ｄ）次に、図４（ｄ）に示すように、第１ハンダ密着層２１上に低融点ハンダ２３を配置し、ベーキングによって、低融点ハンダ２３を融解する。ベーキングの温度条件は、例えば約１５０℃〜２００℃程度である。ここで、融解した低融点ハンダ２３の幅は、図７に示すように、外部支持体２０の幅の略等しく、例えば、約３〜５ｍｍ程度である。また、低融点ハンダ２３としては、例えば、ＢｉＳｎ、ＩｎＳｎ、ＢｉＩｎＳｎなどで形成される。ＢｉＳｎ、ＩｎＳｎ、ＢｉＩｎＳｎの融点は、例えば、それぞれ、約１３８℃、１１７℃、７９℃程度である。
【００４４】
（ｅ）次に、図５（ａ）に示すように、アノード基板１２上に第２ハンダ密着層２４を成膜する。第２ハンダ密着層２４は、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｕ／Ｎｉメッキなどで形成する。
【００４５】
（ｆ）次に、図５（ｂ）に示すように、第２ハンダ密着層２４を取り囲みアノード基板１２の外周部に一対のハンダはみ出し防止璧２５ａ，２５ｂを形成する。ハンダはみ出し防止璧２５ａ，２５ｂは、例えば、ガラスフリットにより形成することができる。スクリーン印刷によって形成するガラスフリットの焼成条件は、例えば大気中において約４５０℃程度、真空中における仮焼成温度は、約５３０℃程度である。ここで、第２ハンダ密着層２４を取り囲むハンダはみ出し防止璧２５ａ，２５ｂの内側の寸法は、図７に示すように、例えば約３〜５ｍｍ程度である。すなわち、低融点ハンダ２３の幅および外部支持体２０の幅の略等しい。また、ハンダはみ出し防止璧２５ａ，２５ｂの壁の厚さは、約１ｍｍ程度以下とする。これによって、低融点ハンダ２３の染み出しを防止することができる。
【００４６】
（ｇ）次に、図５（ｃ）に示すように、アノード基板１２上に光電変換膜２２を形成する。光電変換膜２２としては、例えばａ−Ｓｅ，ａ−Ｓｉ，ＣｄＴｅ，ＣｄＺｎＴｅ，ＣｄＳｅ，ＨｇＩ2，ＰｂＩ2，ＰｂＯ，ＴｌＢｒ，カルコゲナイド、カルコパイライトのいずれかを適用することができる。
【００４７】
（ｈ）次に、図６に示すように、図４（ｄ）において形成されたカソード基板１０をホットプレート１００上に配置し加熱しつつ、図５（ｃ）において形成されたアノード基板１２を加圧することで、真空セルを封着する。ホットプレート１００上における加熱温度は、例えば約１５０℃〜２００℃程度である。より具体的には、カソード基板１０をホットプレート１００上に配置して、例えば、約１５０℃〜２００℃程度に加熱し、低融点ハンダ２３を融解し、アノード基板１２を自重にて加圧して、封着する。その後室温にて冷却することによって、真空セルの封着を完成することができる。なお、ホットプレート１００上における加熱温度として、１５０℃〜２００℃程度を用いる場合には、加熱時間を短く設定することが、望ましく、例えば１０秒以下程度とする。
【００４８】
本発明によれば、低融点、低加圧、短時間に容易に真空セルを形成可能なＦＥＤセンサおよびその製造方法を提供することができる。
【００４９】
[その他の実施の形態]
上記のように、本発明は第１の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【００５０】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明のＦＥＤセンサは、真空管、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ：Field Emission Display）、フィールドエミッションセンサ（ＦＥＳ：：Field Emission Sensor）、大型のセンサ、Ｘ線センサ、赤外線センサなどに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＦＥＤセンサの模式的断面構造図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るＦＥＤセンサの動作原理を説明するための模式的断面構造図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るＦＥＤセンサの電子放出源部の詳細な模式的断面構造図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るＦＥＤセンサの製造方法の説明図であって、（ａ）カソード基板１０上に電子放出源部１４を形成する工程図、（ｂ）カソード基板１０上にガラスフリット１８を形成する工程図、（ｃ）ガラスフリット１８上に外部支持体２０および外部支持体２０上に第１ハンダ密着層２１を形成する工程図、（ｄ）第１ハンダ密着層２１上に低融点ハンダ２３を形成する工程図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るＦＥＤセンサの製造方法の説明図であって、（ａ）アノード基板１２上に第２ハンダ密着層２４を形成する工程図、（ｂ）アノード基板１２上、第２ハンダ密着層２４の外周部にハンダはみ出し防止璧２５ａ，２５ｂを形成する工程図、（ｃ）アノード基板１２上に光電変換膜２２を形成する工程図。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るＦＥＤセンサの製造方法の説明図であって、図４（ｄ）において形成されたカソード基板１０をホットプレート１００上に配置し加熱しつつ、図５（ｃ）において形成されたアノード基板１２を加圧する工程図。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係るＦＥＤセンサのアノード基板１２とカソード基板１０の結合部の拡大された模式的断面構造図。
【図８】従来のガラスフリット封着によるＦＥＤセンサの構成図。
【図９】従来の低融点金属封着によるＦＥＤセンサの構成図。
【符号の説明】
【００５３】
１…アノード電極
２…カーボンナノチューブ
３…アノード引き出し電極
５…カソード電極
６…ゲート電極
７…絶縁膜
８…触媒微結晶核
９…ゲート電源Ｖg
１０…カソード基板
１１…ホール
１２…アノード基板
１４…電子放出源部
１６…メッシュグリッド
１８…ガラスフリット
１９…低融点金属（Ｉｎ）
２０…外部支持体
２１…第１ハンダ密着層
２４…第２ハンダ密着層
２２…光電変換膜
２３…低融点ハンダ
２５ａ，２５ｂ…ハンダはみ出し防止璧
２６，１２０…内部真空領域
１００…ホットプレート
１４０、２００…外周部
【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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