電子源製造装置
【課題】電子源の製造に用いる基板の温度分布を均一とし、電子放出特性の優れた電子源を製造することが可能な電子源製造装置を提供する。
【解決手段】本発明の電子源製造装置は、電子放出素子が形成された基板を支持する支持体を有し、前記電子放出素子に電圧を印加することにより、前記電子放出素子の活性化を行う電子源製造装置であって、前記支持体は、前記基板の発熱を回収するための液体を流す流路と、前記基板が設けられる側の面に設けられた溝部と、を有し、前記流路と前記溝部とは、前記基板の面と平行な面において、互いに交差するように設けられており、前記溝部と前記基板との間には前記基板の発熱を前記支持体に伝達するためのガスが充填されることを特徴とする。
【解決手段】本発明の電子源製造装置は、電子放出素子が形成された基板を支持する支持体を有し、前記電子放出素子に電圧を印加することにより、前記電子放出素子の活性化を行う電子源製造装置であって、前記支持体は、前記基板の発熱を回収するための液体を流す流路と、前記基板が設けられる側の面に設けられた溝部と、を有し、前記流路と前記溝部とは、前記基板の面と平行な面において、互いに交差するように設けられており、前記溝部と前記基板との間には前記基板の発熱を前記支持体に伝達するためのガスが充填されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子源の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子源として、複数の電子放出素子を備える電子源が知られている。電子放出素子として、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、電子放出が生じる現象を利用するものである。
【０００３】
その基本的な構成、製造方法等は、例えば、特許文献１，２に開示されている。
【０００４】
そのような電子放出素子を複数備える電子源は、例えば、以下の手順で作製される。
（１）基板上に、導電性膜と、導電性膜に接続された一対の素子電極からなる素子を複数配置する。
（２）それら複数の素子に配線を接続する。
（３）各素子に電圧を印加する。例えば、減圧状態で各素子に電圧を印加することにより亀裂を形成し、各素子を電子放出素子とする。
（４）有機物質ガス雰囲気下で各電子放出素子に電圧を印加することにより電子放出素子の活性化を行う。
【０００５】
上記製造方法において、基板は、電圧を印加することにより発熱する。そのような発熱は、基板上において不均一であるため、基板表面の温度分布は不均一となる。それにより、電子放出素子の性能（例えば、電子を放出する性能）にばらつきが生じてしまう。
【０００６】
そのような問題に鑑みた従来技術は、例えば、特許文献３に開示されている。特許文献３には、基板から回収する熱量（回収熱量）を基板の位置に応じて異ならせることにより基板の温度分布を均一にする電子源の製造装置が開示されている。
【０００７】
図２は、特許文献３に開示されている電子源の製造装置の実施例を表す図である。図２において、基板１０と支持体１１の間には、ヘリウムガス２０３が充填されている。さらに、基板の発熱分布を考慮して、内側の４本の水配管（流路）２０に対応する位置のヘリウムガスの圧力は５ｈＰａ、その外側の各２本の流路２０に対応する位置のヘリウムガスの圧力は３０ｈＰａとしている。なお、支持体１１内の流路２０の間の間隔は等間隔としている。上記構成に基づいた支持体を採用することにより、基板の不均一な温度分布（各素子に電圧を印加することで発生する不均一な発熱による温度分布）を抑制することが可能となる。
【０００８】
【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
【特許文献３】特開２００４−１５２６０１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、従来の発明においては、流路に対応した範囲での回収熱量の調整、即ち基板の面に対して一方向のみの調整しかできなかった。そのため、比較的小さな発熱分布や、一方向に直線的に生じる発熱分布の抑制は可能であったが、面状に発生する大きな発熱分布、例えば基板の中心から面方向に放射状に発生する発熱分布等を抑制することはできなかった。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、電子源の製造に用いる基板の温度分布を均一とし、電子放出特性の優れた電子源を製造することが可能な電子源製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の電子源製造装置は、
電子放出素子が形成された基板を支持する支持体を有し、前記電子放出素子に電圧を印加することにより、前記電子放出素子の活性化を行う電子源製造装置であって、
前記支持体は、
前記基板の発熱を回収するための液体を流す流路と、
前記基板が設けられる側の面に設けられた溝部と、
を有し、
前記流路と前記溝部とは、前記基板の面と平行な面において、互いに交差するように設けられており、
前記溝部と前記基板との間には前記基板の発熱を前記支持体に伝達するためのガスが充填される
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電子源の製造に用いる基板の温度分布を均一とし、電子放出特性の優れた電子源を製造することが可能な電子源製造装置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】
【００１３】
＜電子源製造装置の構成＞
まず、本発明の実施の形態に係る電子源製造装置の構成の一例ついて、図面を参照して詳細に説明する。図３、図４は本実施形態に係る電子源製造装置の構成の一例を示す図である。図３は本実施形態に係る電子源製造装置の断面図である。図４は、図３の基板１０の周辺部分を詳細に示す斜視図であり、その一部を切り欠いて示したものである。
【００１４】
それらの図において、６は電子放出素子となる導電体、７はＸ方向配線、８はＹ方向配線、１０は基板、１１は支持体、１２はふた部材、１５は気体の導入口、１６は排気口、１８はシール部材である。また、１９は拡散板、２０は流路、２１は有機物質ガス、２２はキャリアガス、２３は水分除去フィルタ、２４はガス流量制御装置、２５ａ〜２５ｆはバルブ、２６は真空ポンプ、２７は真空計、２８は配管である。また、３０は取り出し配線、３２ａ，３２ｂは電源及び電流制御系からなる駆動ドライバー、３１ａ，３１ｂは基板の取り出し配線３０と駆動ドライバーとを接続する配線、３３は拡散板１９の開口部、４１は溝部、７０はプローブユニットである。
【００１５】
支持体１１は、基板１０を固定（支持）するための部材である。支持体１１は、真空チャッキング機構、静電チャッキング機構、または、固定冶具等の固定部を有し、当該固定部により機械的に基板１０を固定する。支持体１１は、基板１０の発熱を回収するための液体（例えば、水）を流すための流路２０を有する。流路２０に水を流すことにより基板１０の温度分布が制御される。支持体１１は、基板１０が設けられる側の面に溝部４１を有する。溝部４１は、基板表面の発熱分布に応じて形成される。
【００１６】
本実施形態では、流路２０と溝部４１とを、基板の面と平行な面において互いに交差するように設ける。そして、溝部４１と基板１０との間に、基板１０の発熱を支持体１１に伝達するためのガス（例えばヘリウムガス）を充填する。それにより回収熱量を部分的に異ならせることができる。具体的には、電子放出素子の活性化中（電圧印加中）に基板１
０上で発生する不均一な発熱に対して、基板１０の表面の温度分布を均一にすることができる。ガスの充填方法は、例えば、図８に示すように、支持体１１の溝部４１が設けられている位置に上下に貫通する孔を設ければよい。支持体１１に設けられた孔には、真空計８０、バルブ８１、真空ポンプ８２、流量制御弁８３、ガス容器（ガスが充填された容器）８４を有する配管が接続される。具体的には、図８に示すように、支持体１１と真空ポンプ８２との間の配管に真空計８０とバルブ８１が位置し、支持体１１とガス容器８４との間に真空計８０と流量制御弁８３が位置するような配管が接続される。そして、流量制御弁８３を閉じた状態でバルブ８１を開き、真空ポンプ８２により溝部４１と基板１０との間を減圧する。その後、バルブ８１を閉じ、真空計８０の値が所望の値になるように流量制御弁８３によりガス容器８４から流入するガスの流量を制御しながら、ガスが充填される。
【００１７】
ふた部材１２は、ガラスやステンレス製のふたである。なお、ふた部材１２の材料は、これらに限らず、ガスの放出量（漏れ量）が少ない材料であればよい。ふた部材１２は、導電体６が形成された領域（基板１０の取り出し配線３０の一部（例えば端部）を除く）を覆うように基板１０にかぶせる。また、ふた部材１２は、少なくとも、１．３３×１０−１Ｐａ（１×１０−３Ｔｏｒｒ）から大気圧の圧力範囲に耐えられるように構成されている。
【００１８】
シール部材１８は基板１０とふた部材１２との接触部分の気密性を保持するためのものである。シール部材１８としては、例えば、Ｏリングやゴム性シート等が用いられる。
【００１９】
有機物質ガス２１（有機物質のガス）は、後述する電子放出素子の活性化に用いられる。電子放出素子の活性化を行う際に、有機物質ガス２１または有機物質ガス２１をキャリアガス２２（窒素、または、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス）で希釈した混合気体がふた部材１２で覆われた空間（以後、“ふた部材１２内”と記載する）に導入される。また、後述するフォーミング（亀裂形成）のための通電処理を行う際には、導電体６の亀裂形成を促進するための気体、例えば、還元性を有する水素ガス等を導入することもある。これらの気体は、配管２８、バルブ２５ｅを介してふた部材１２内に導入される。
【００２０】
電子放出素子の活性化に用いる有機物質としては、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、ケトン類、アミン類、ニトリル類、フェノール、カルボン、スルホン酸等の有機酸類等から適宜選択される。脂肪族炭化水素類は、アルカン、アルケン、アルキンなどである。より具体的には、有機物質は、メタン、エタン、プロパン等のＣｎＨ２ｎ＋２で表される飽和炭化水素から選択すればよい。また、エチレン、プロピレン等のＣｎＨ２ｎ等の組成式で表される不飽和炭化水素から選択してもよい。ベンゼン、トルエン、メタノール、エタノール、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、ベンゾニトリル、アセトニトリル等から選択してもよい。
【００２１】
有機物質ガス２１は、有機物質が常温で気体である場合にはそのまま使用すればよいし、有機物質が常温で液体又は固体の場合には、容器内で蒸発又は昇華させて用いればよい。
【００２２】
有機物質ガス２１やキャリアガス２２の流量や、それらのガスを混合する際の混合比は、ガス流量制御装置２４によって制御される。ガス流量制御装置２４はマスフローコントローラ及び電磁弁等から構成されている。なお、電子放出素子の活性化に用いるガス（以下、本実施形態では混合気体とする）は必要に応じて配管２８の周囲に設けられたヒータ（図示せず）によって適当な温度に加熱された後、導入口１５からふた部材１２内に導入される。混合ガスの加熱温度は基板１０の温度と同等にすることが好ましい。
【００２３】
なお、配管２８の途中に水分除去フィルタ２３を設けて、有機物質ガス２１やキャリアガス２２中の水分を除去することが好ましい。図３の例では、有機物質ガス２１に通ずる配管と、キャリアガス２２に通ずる配管とのそれぞれに水分除去フィルタ２３を設けているが、それらの配管が連結した後の配管（混合気体が流れる配管）に水分除去フィルタ２３を設ける構成としてもよい。水分除去フィルタ２３としては、例えば、シリカゲル、モレキュラーシーブ、水酸化マグネシウム等の吸湿材を用いればよい。
【００２４】
ふた部材１２内に導入された混合ガスは、排気口１６を通じて真空ポンプ２６により一定の排気速度で排気される。これにより、ふた部材１２内の混合ガスの圧力は一定に保持される。本実施形態で用いる真空ポンプ２６はドライポンプ、ダイヤフラムポンプ、スクロールポンプ等の低真空用ポンプであり、オイルフリーポンプが好ましく用いられる。
【００２５】
活性化に用いる有機物質の種類にもよるが、上記混合気体の圧力（ふた部材１２内の圧力）は混合気体を構成する気体分子の平均自由行程λがふた部材１２で覆われた空間の大きさに比べて十分小さくなる程度の圧力以上であることが好ましい。ふた部材１２で覆われた空間の大きさは、例えば、覆われた空間の最も長い径、最も短い径、球状近似したときの直径などである。即ち、粘性流領域の真空度（数百Ｐａ（数Ｔｏｒｒ）から大気圧の圧力）であることが好ましい。これにより、活性化工程の時間の短縮や均一性の向上が期待される。
【００２６】
また、ふた部材１２の導入口１５と基板１０との間に拡散板１９を設けることが好ましい。これにより、混合気体の流れが制御され、基板全面に均一に有機物質が供給される。そのため、電子放出素子の均一性が向上する。
【００２７】
基板１０の取り出し配線３０はふた部材１２の外部に引き出されており、プローブユニット７０を用いて配線３１ａ，３１ｂと接続され、駆動ドライバー３２ａ，３２ｂと接続される。
【００２８】
本実施形態では、上述した支持体１１の構成により、基板１０の表面の温度分布を均一にすることができる。それにより、電子放出特性の優れた電子源を製造することができる。具体的には、電子源の電子放出特性の再現性、とりわけ複数の電子放出部を有する電子源における電子放出特性の均一性を向上できる。
【００２９】
また、本実施形態では、ふた部材１２は基板１０上の導電体６のみを覆えばよいため、装置の小型化が可能である。そのため、ふた部材１２内への気体の導入、ふた部材１２外への気体の排出を短時間で行うことができる。また、基板１０の配線がふた部材１２外に引き出されているため、基板１０と電気的処理を行うための電源装置（駆動ドライバー）との電気的な接続を容易に行うことができる。それにより、製造スピードが向上する。
【００３０】
＜電子源の製造方法＞
次に、本実施形態に係る電子源製造装置を用いた電子源の製造方法の具体例について説明する。
【００３１】
まず、導電体６と導電体６に接続された配線とが予め形成された基板１０を支持体１１上に設置する。そして、基板１０上の導電体６が形成された領域（基板１０の取り出し配線３０の一部（例えば端部）を除く）をふた部材１２で覆う。これにより、基板１０上に形成されている取り出し配線３０の一部分がふた部材１２外に露出された状態で、基板上に形成された導電体６が気密な空間内に配置される。
【００３２】
次に、ふた部材１２内を所望の雰囲気とし、駆動ドライバー３２ａ、ｂにより、配線３１ａ、３１ｂ、及び、取り出し配線３０を通じて導電体６に電気的処理、例えば、導電体６への電圧の印加を行う。これにより、導電体６に亀裂（電子放出部）が形成される（フォーミング；亀裂形成）。即ち、電子放出素子が形成される。なお、所望の雰囲気とは、例えば、減圧された雰囲気、炭素化合物等の特定の気体が存在する雰囲気である。
【００３３】
そして、ふた部材１２内に有機物質を含む混合ガスを流し、ふた部材１２内を混合ガス雰囲気とした状態で、駆動ドライバー３２ａ、ｂにより、配線３１ａ、３１ｂ、及び、取り出し配線３０を通じて電子放出素子にパルス電圧を印加する。これにより、電子放出素子が活性化される。
【００３４】
なお、フォーミングのための電気的処理は異なる雰囲気下にて複数回行ってもよい。例えば、ふた部材１２内を第１の雰囲気として電気的処理を行い、次にふた部材１２内を第２の雰囲気として電気的処理を行う。それにより、導電体６に良好な電子放出部（亀裂）が形成される。ここで、第１の雰囲気は減圧された雰囲気、第２の雰囲気は炭素化合物等の特定の気体が存在する雰囲気である。
【００３５】
以上の工程を経て、電子源が製造される。
【００３６】
＜電子源を有する画像表示装置の構成＞
本実施形態に係る電子源は、画像形成部材と組み合わせることにより、図５に示すような画像表示装置を構成することができる。以下に、本実施形態に係る電子源を有する画像表示装置の構成の一例について説明する。図５は、本実施形態に係る画像表示装置６８の構成の一例を示す斜視図であり、その一部を切り欠いて示したものである。なお、本実施形態では、電子放出素子の配置が単純マトリクス配置である場合の例について説明する。即ち、電子放出素子をＸ方向及びＹ方向に行列状に複数配する。そして、同じ行に配された複数の電子放出素子の電極の一方を、Ｘ方向の配線に共通に接続し、同じ列に配された複数の電子放出素子の電極の他方を、Ｙ方向の配線に共通に接続する。
【００３７】
図５において、６’は電子放出素子、１０は基板（電子源基板）、６２は支持枠、６６はガラス基板６３、蛍光体６４及びメタルバック６５からなるフェースプレートである。
【００３８】
図５の画像形成装置における各電子放出素子には、不図示の走査信号発生手段により、容器外端子Ｄｘ１乃至Ｄｘｍを通じて走査信号が印加される。また、各電子放出素子には、不図示の変調信号発生手段により、容器外端子Ｄｙ１乃至Ｄｙｎを通じて変調信号が印加される。電子放出素子に走査信号と変調信号を印加することにより、電子放出素子から電子が放出される。
【００３９】
メタルバック６５または不図示の透明電極には、高圧端子６７を通じて高圧（例えば５ｋＶ）が印加される。これにより、電子放出素子から放出された電子は加速する。そして、加速した電子が蛍光体６４に衝突することにより、蛍光体が励起される（発光する）。これにより画像が表示される。
【００４０】
なお、走査信号配線や変調信号配線（上記信号を電子放出素子に印加するための配線；Ｘ方向の配線またはＹ方向の配線）は、図５で示すように容器外端子として（Ｘ方向またはＹ方向の）片側だけに露出させなくてもよい。走査信号配線や変調信号配線は、その信号配線に接続されている容器外端子に近い電子放出素子と遠い電子放出素子との間で印加電圧降下の影響の無い素子数であれば、片側だけに露出させてもよい。しかし、素子数が多い場合には、電圧降下の影響が生じる虞がある。そのような場合には、走査信号配線や変調信号配線を、容器外端子として両側に露出させればよい。なお、信号配線の幅を広く
する、または、信号配線の厚さを厚くすることによっても電圧降下の影響を低減させることができる。
【００４１】
＜実施例＞
以下に、本実施形態に係る電子源製造装置の実施例について詳しく説明する。具体的には、支持体１１の構成について詳しく説明する。
【００４２】
上述したように、支持体１１は、電子放出素子の活性化中など、電子放出素子に電圧を印加することにより基板１０上に発生する不均一な発熱に対して基板１０表面の温度分布を均一にするという課題を解決するための構成を有する。これにより、各電子放出素子の性能のばらつきを均一にすることができる。具体的には、支持体１１は基板１０表面の発熱分布に対応して回収熱量を部分的に異ならせることが可能な構成を有する。
【００４３】
以下、実施例１，２によりその構成について詳細に説明する。なお、支持体１１の構成は、実施例１，２で述べる構成に限定されるものではなく、上記課題が解決される範囲内で各要素の置換や設計変更がなされたものも包含する。
【００４４】
＜実施例１＞
図１は実施例１に係る電子源製造装置の支持体１１１の構成を示す斜視図である。この支持体１１１の上に基板１０が設置される。活性化処理によって基板１０の表面に発生する熱の発熱分布は、基板１０の面において、内側（中心）から外側（角部）に向かって大きくなるような放射状の発熱分布となる。例えば、中心が約２Ｗ／ｃｍ２、角部が約４Ｗ／ｃｍ２となる。
【００４５】
図１に示す支持体１１１は、直線的な流路１２０を複数有する。複数の流路１２０は、基板１０の面と平行な面において一方向に沿って設けられている。また、複数の流路１２０は、基板１０の面方向に等間隔に配置されている。支持体１１１には、基板１０が設けられる側の面に直線的な溝部１０１〜１０３が設けられている。溝部１０１〜１０３は、それぞれ、基板１０の面と平行な面において複数の流路１２０と直交するように設けられている。また、溝部１０１〜１０３は、内側から外側（両側）に向かって溝部１０１〜１０３の順に設けられている。
【００４６】
図６は支持体１１１に基板１０（ガラス基板）を設置した状態を示す斜視図である。溝部１０１〜１０３は、基板１０の直下に位置する。
【００４７】
溝部１０１〜１０３と基板１０との間（溝部１０１〜１０３と基板１０とによって形成される閉空間）には、各領域（溝部が設けられている領域）の回収熱量を調整するために（基板１０の発熱を支持体１１１に伝達するために）、ヘリウムガスが充填される。また、溝部毎に充填するヘリウムガスの圧力は異ならされている。具体的には、基板１０の面と平行な面において、基板１０の中心部（中心に近い側）に設けられた溝部に充填するヘリウムガスの圧力は、基板１０の中心部の外側（中心から離れている側）に設けられた溝部に充填するヘリウムガスの圧力よりも低くする。
【００４８】
本実施例では、溝部１０１に２５００Ｐａ、溝部１０２に４０００Ｐａ、溝部１０３に６０００Ｐａのヘリウムガスが充填される。これにより、発熱の小さい基板１０の中心部は、ヘリウムガスの圧力を低くすることにより、熱伝導特性が悪くなる。発熱の大きい基板１０の中心部の外側は、ヘリウムガスの圧力を高くすることにより、熱伝導特性が良くなる。
【００４９】
このように、溝部毎に充填するヘリウムガスの圧力を異ならせることにより、不均一な
発熱に対して回収熱量を調整することができる。更に、本実施例では、溝部１０１〜１０３を、それぞれ、基板１０の面と平行な面において複数の流路１２０と交差させる（複数の流路１２０を、それぞれ、基板１０の面と平行な面において溝部１０１〜１０３と交差させる）。それにより、１つの流路または溝部が設けられている領域において、回収熱量を部分的に異ならせることができる。即ち、部分的に異なる温度調整を行うことができる。本実施例では、このような構成にすることにより、基板表面の温度分布を良好（均一）にすることができた。そのため、電子放出素子の電子放出特性が均一な電子源を作製することができた。
【００５０】
＜実施例２＞
図７は実施例２に係る電子源製造装置の支持体３１１の構成を示す斜視図である。この支持体３１１の上に基板１０が設置される。活性化処理によって基板１０の表面に発生する熱の発熱分布は、基板１０の面において、内側（中心）から外側（角部）に向かって大きくなるような放射状の発熱分布となる。例えば、中心が約２Ｗ／ｃｍ２、角部が約４Ｗ／ｃｍ２となる。
【００５１】
図７に示す支持体３１１は、直線的な流路３２０を複数有する。複数の流路３２０は、基板１０の面と平行な面において一方向に沿って設けられている。また、複数の流路３２０は、基板１０の面方向に等間隔に配置されている。支持体３１１には、基板１０が設けられる側の面に溝部３０１〜３０３が設けられている。溝部３０１は、基板１０の面と平行な面において、その中心が基板１０の中心と略一致するように設けられた円状の溝部である。溝部３０２及び溝部３０３は、基板１０の面と平行な面において、その中心が基板１０の中心と略一致するように設けられた環状の溝である。溝部３０２は溝部３０１の外側、溝部３０３は溝部３０２の外側に設けられている。また、溝部３０１〜３０３は、それぞれ、基板１０の面と平行な面において複数の流路３２０と交差するように設けられている。
【００５２】
図６は支持体３１１に基板１０（ガラス基板）を設置した状態を示す斜視図である。溝部３０１〜３０３は、基板１０の直下に位置する。
【００５３】
溝部３０１〜３０３と基板１０との間（溝部３０１〜３０３と基板１０とによって形成される閉空間）には、各領域（溝部が設けられている領域）の回収熱量を調整するために（基板１０の発熱を支持体３１１に伝達するために）、ヘリウムガスが充填される。また、溝部毎に充填するヘリウムガスの圧力は異ならされている。具体的には、基板１０の面と平行な面において、基板１０の中心部（中心に近い側）に設けられた溝部に充填するヘリウムガスの圧力は、基板１０の中心部の外側（中心から離れている側）に設けられた溝部に充填するヘリウムガスの圧力よりも低くする。
【００５４】
本実施例では、溝部３０１に２５００Ｐａ、溝部３０２に４０００Ｐａ、溝部３０３に６０００Ｐａのヘリウムガスが充填される。これにより、発熱の小さい基板１０の中心部は、ヘリウムガスの圧力を低くすることにより、熱伝導特性が悪くなる。発熱の大きい基板１０の中心部の外側は、ヘリウムガスの圧力を高くすることにより、熱伝導特性が良くなる。
【００５５】
このように、溝部毎に充填するヘリウムガスの圧力を異ならせることにより、不均一な発熱に対して回収熱量を調整することができる。更に、本実施例では、溝部３０１〜３０３を、それぞれ、基板１０の面と平行な面において複数の流路３２０と交差させる（複数の流路３２０を、それぞれ、基板１０の面と平行な面において溝部３０１〜３０３と交差させる）。それにより、１つの流路または溝部が設けられている領域において、回収熱量を部分的に異ならせることができる。即ち、部分的に異なる温度調整を行うことができる
。本実施例では、このような構成にすることにより、基板表面の温度分布を良好（均一）にすることができた。そのため、電子放出素子の電子放出特性が均一な電子源を作製することができた。
【００５６】
以上述べたように、本実施形態では、支持体に、流路（冷却配管）とそれに交差する溝部とを設けることにより、回収熱量を部分的に異ならせることが可能となる。そのため、基板面状に不均一な発熱が生じても、基板表面の温度分布を均一に保つことができる。それにより、電子放出素子の性能ばらつきを均一にすることができ、電子放出特性の優れた電子源を製造することができる。
【００５７】
なお、上記実施例では、支持体が複数の流路と複数の溝部を有する場合について述べたが、支持体は流路と溝部を１つずつ有する構成であってもよいし、どちらか一方を複数有する構成であってもよい。支持体が流路と溝部を１つずつ有する場合には、流路と溝部が基板と平行な面において互いに交差していればよい。支持体が１つの流路と複数の溝部とを有する場合には、基板と平行な面において、流路が複数の溝部と交差していればよい。支持体が１つの溝部と複数の流路とを有する場合には、基板と平行な面において溝部が複数の流路と交差していればよい。それにより、回収熱量を部分的に異ならせることが可能となる。
【００５８】
なお、本実施形態では、溝部毎に充填する圧力を異ならせることにより、回収熱量を調整したが、流路ごとに回収熱量を異ならせてもよい。例えば、基板１０の面と平行な面において、基板の中心部付近に設けられた流路での回収熱量を、基板の中心部から離れた位置に設けられた流路での回収熱量よりも小さくすればよい。具体的には、基板の中心部付近に設けられた流路に高温の水を流し、基板の中心部から離れた位置に設けられた流路に低温の水を流せばよい。それにより均一な温度分布を得ることができる。また、基板の中心部付近に設けられた流路に流す水の流量を、基板の中心部から離れた位置に設けられた流路に流す水の流量よりも少なくしてもよい。基板の中心部付近に設けられた流路の径（基板が設けられる側の面から流路までの距離）を、基板の中心部から離れた位置に設けられた流路の径よりも小さくしてもよい。また、流路毎に支持体の材質を異ならせてもよい。例えば、基板の中心部付近の支持体の材質として、基板の中心部から離れた位置の支持体の材質よりも熱容量の大きい材質や熱伝導率の小さい材質を用いてもよい。それによっても流路毎に回収熱量を異ならせることができる。
【００５９】
なお、流路２０に流す液体は、水でなくてもよい。基板の温度を調整することができれば、どのような液体を用いてもよい。また、溝部と基板との間に充填する気体はヘリウムガスに限らない。基板の温度を調整することができればどのような気体を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】図１は、実施例１に係る電子源製造装置の支持体の構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、電子源の製造装置の従来例を示す図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る電子源製造装置の断面図である。
【図４】図４は、図３の基板の周辺部分を詳細に示す斜視図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る画像表示装置の構成の一例を示す斜視図である。
【図６】図６は、支持体に基板を設置した状態を示す斜視図である。
【図７】図７は、実施例２に係る電子源製造装置の支持体の構成を示す斜視図である。
【図８】図８は、本実施形態における溝部と支持体の間へのガスの充填方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
６ 導電体
６’ 電子放出素子
７ Ｘ方向配線
８ Ｙ方向配線
１０ 基板
１１，１１１，３１１ 支持体
１２ ふた部材
１５ 導入口
１６ 排気口
１８ シール部材
１９ 拡散板
２０，１２０，３２０ 流路
２１ 有機物質ガス
２２ キャリアガス
２３ 水分除去フィルタ
２４ ガス流量制御装置
２５ａ〜２５ｆ バルブ
２６ 真空ポンプ
２７ 真空計
２８ 配管
３０ 取り出し配線
３１ａ，３２ｂ 配線
３２ａ，３２ｂ 駆動ドライバー
３３ 開口部
４１，１０１〜１０３，３０１〜３０３ 溝部
６２ 支持枠
６３ ガラス基板
６４ 蛍光体
６５ メタルバック
６６ フェースプレート
６７ 高圧端子
６８ 画像表示装置
７０ プローブユニット
８０ 真空計
８１ バルブ
８２ 真空ポンプ
８３ 流量制御弁
８４ ガス容器
２０３ ヘリウムガス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子源の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子源として、複数の電子放出素子を備える電子源が知られている。電子放出素子として、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、電子放出が生じる現象を利用するものである。
【０００３】
その基本的な構成、製造方法等は、例えば、特許文献１，２に開示されている。
【０００４】
そのような電子放出素子を複数備える電子源は、例えば、以下の手順で作製される。
（１）基板上に、導電性膜と、導電性膜に接続された一対の素子電極からなる素子を複数配置する。
（２）それら複数の素子に配線を接続する。
（３）各素子に電圧を印加する。例えば、減圧状態で各素子に電圧を印加することにより亀裂を形成し、各素子を電子放出素子とする。
（４）有機物質ガス雰囲気下で各電子放出素子に電圧を印加することにより電子放出素子の活性化を行う。
【０００５】
上記製造方法において、基板は、電圧を印加することにより発熱する。そのような発熱は、基板上において不均一であるため、基板表面の温度分布は不均一となる。それにより、電子放出素子の性能（例えば、電子を放出する性能）にばらつきが生じてしまう。
【０００６】
そのような問題に鑑みた従来技術は、例えば、特許文献３に開示されている。特許文献３には、基板から回収する熱量（回収熱量）を基板の位置に応じて異ならせることにより基板の温度分布を均一にする電子源の製造装置が開示されている。
【０００７】
図２は、特許文献３に開示されている電子源の製造装置の実施例を表す図である。図２において、基板１０と支持体１１の間には、ヘリウムガス２０３が充填されている。さらに、基板の発熱分布を考慮して、内側の４本の水配管（流路）２０に対応する位置のヘリウムガスの圧力は５ｈＰａ、その外側の各２本の流路２０に対応する位置のヘリウムガスの圧力は３０ｈＰａとしている。なお、支持体１１内の流路２０の間の間隔は等間隔としている。上記構成に基づいた支持体を採用することにより、基板の不均一な温度分布（各素子に電圧を印加することで発生する不均一な発熱による温度分布）を抑制することが可能となる。
【０００８】
【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
【特許文献３】特開２００４−１５２６０１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、従来の発明においては、流路に対応した範囲での回収熱量の調整、即ち基板の面に対して一方向のみの調整しかできなかった。そのため、比較的小さな発熱分布や、一方向に直線的に生じる発熱分布の抑制は可能であったが、面状に発生する大きな発熱分布、例えば基板の中心から面方向に放射状に発生する発熱分布等を抑制することはできなかった。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、電子源の製造に用いる基板の温度分布を均一とし、電子放出特性の優れた電子源を製造することが可能な電子源製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の電子源製造装置は、
電子放出素子が形成された基板を支持する支持体を有し、前記電子放出素子に電圧を印加することにより、前記電子放出素子の活性化を行う電子源製造装置であって、
前記支持体は、
前記基板の発熱を回収するための液体を流す流路と、
前記基板が設けられる側の面に設けられた溝部と、
を有し、
前記流路と前記溝部とは、前記基板の面と平行な面において、互いに交差するように設けられており、
前記溝部と前記基板との間には前記基板の発熱を前記支持体に伝達するためのガスが充填される
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電子源の製造に用いる基板の温度分布を均一とし、電子放出特性の優れた電子源を製造することが可能な電子源製造装置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】
【００１３】
＜電子源製造装置の構成＞
まず、本発明の実施の形態に係る電子源製造装置の構成の一例ついて、図面を参照して詳細に説明する。図３、図４は本実施形態に係る電子源製造装置の構成の一例を示す図である。図３は本実施形態に係る電子源製造装置の断面図である。図４は、図３の基板１０の周辺部分を詳細に示す斜視図であり、その一部を切り欠いて示したものである。
【００１４】
それらの図において、６は電子放出素子となる導電体、７はＸ方向配線、８はＹ方向配線、１０は基板、１１は支持体、１２はふた部材、１５は気体の導入口、１６は排気口、１８はシール部材である。また、１９は拡散板、２０は流路、２１は有機物質ガス、２２はキャリアガス、２３は水分除去フィルタ、２４はガス流量制御装置、２５ａ〜２５ｆはバルブ、２６は真空ポンプ、２７は真空計、２８は配管である。また、３０は取り出し配線、３２ａ，３２ｂは電源及び電流制御系からなる駆動ドライバー、３１ａ，３１ｂは基板の取り出し配線３０と駆動ドライバーとを接続する配線、３３は拡散板１９の開口部、４１は溝部、７０はプローブユニットである。
【００１５】
支持体１１は、基板１０を固定（支持）するための部材である。支持体１１は、真空チャッキング機構、静電チャッキング機構、または、固定冶具等の固定部を有し、当該固定部により機械的に基板１０を固定する。支持体１１は、基板１０の発熱を回収するための液体（例えば、水）を流すための流路２０を有する。流路２０に水を流すことにより基板１０の温度分布が制御される。支持体１１は、基板１０が設けられる側の面に溝部４１を有する。溝部４１は、基板表面の発熱分布に応じて形成される。
【００１６】
本実施形態では、流路２０と溝部４１とを、基板の面と平行な面において互いに交差するように設ける。そして、溝部４１と基板１０との間に、基板１０の発熱を支持体１１に伝達するためのガス（例えばヘリウムガス）を充填する。それにより回収熱量を部分的に異ならせることができる。具体的には、電子放出素子の活性化中（電圧印加中）に基板１
０上で発生する不均一な発熱に対して、基板１０の表面の温度分布を均一にすることができる。ガスの充填方法は、例えば、図８に示すように、支持体１１の溝部４１が設けられている位置に上下に貫通する孔を設ければよい。支持体１１に設けられた孔には、真空計８０、バルブ８１、真空ポンプ８２、流量制御弁８３、ガス容器（ガスが充填された容器）８４を有する配管が接続される。具体的には、図８に示すように、支持体１１と真空ポンプ８２との間の配管に真空計８０とバルブ８１が位置し、支持体１１とガス容器８４との間に真空計８０と流量制御弁８３が位置するような配管が接続される。そして、流量制御弁８３を閉じた状態でバルブ８１を開き、真空ポンプ８２により溝部４１と基板１０との間を減圧する。その後、バルブ８１を閉じ、真空計８０の値が所望の値になるように流量制御弁８３によりガス容器８４から流入するガスの流量を制御しながら、ガスが充填される。
【００１７】
ふた部材１２は、ガラスやステンレス製のふたである。なお、ふた部材１２の材料は、これらに限らず、ガスの放出量（漏れ量）が少ない材料であればよい。ふた部材１２は、導電体６が形成された領域（基板１０の取り出し配線３０の一部（例えば端部）を除く）を覆うように基板１０にかぶせる。また、ふた部材１２は、少なくとも、１．３３×１０−１Ｐａ（１×１０−３Ｔｏｒｒ）から大気圧の圧力範囲に耐えられるように構成されている。
【００１８】
シール部材１８は基板１０とふた部材１２との接触部分の気密性を保持するためのものである。シール部材１８としては、例えば、Ｏリングやゴム性シート等が用いられる。
【００１９】
有機物質ガス２１（有機物質のガス）は、後述する電子放出素子の活性化に用いられる。電子放出素子の活性化を行う際に、有機物質ガス２１または有機物質ガス２１をキャリアガス２２（窒素、または、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス）で希釈した混合気体がふた部材１２で覆われた空間（以後、“ふた部材１２内”と記載する）に導入される。また、後述するフォーミング（亀裂形成）のための通電処理を行う際には、導電体６の亀裂形成を促進するための気体、例えば、還元性を有する水素ガス等を導入することもある。これらの気体は、配管２８、バルブ２５ｅを介してふた部材１２内に導入される。
【００２０】
電子放出素子の活性化に用いる有機物質としては、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、ケトン類、アミン類、ニトリル類、フェノール、カルボン、スルホン酸等の有機酸類等から適宜選択される。脂肪族炭化水素類は、アルカン、アルケン、アルキンなどである。より具体的には、有機物質は、メタン、エタン、プロパン等のＣｎＨ２ｎ＋２で表される飽和炭化水素から選択すればよい。また、エチレン、プロピレン等のＣｎＨ２ｎ等の組成式で表される不飽和炭化水素から選択してもよい。ベンゼン、トルエン、メタノール、エタノール、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、ベンゾニトリル、アセトニトリル等から選択してもよい。
【００２１】
有機物質ガス２１は、有機物質が常温で気体である場合にはそのまま使用すればよいし、有機物質が常温で液体又は固体の場合には、容器内で蒸発又は昇華させて用いればよい。
【００２２】
有機物質ガス２１やキャリアガス２２の流量や、それらのガスを混合する際の混合比は、ガス流量制御装置２４によって制御される。ガス流量制御装置２４はマスフローコントローラ及び電磁弁等から構成されている。なお、電子放出素子の活性化に用いるガス（以下、本実施形態では混合気体とする）は必要に応じて配管２８の周囲に設けられたヒータ（図示せず）によって適当な温度に加熱された後、導入口１５からふた部材１２内に導入される。混合ガスの加熱温度は基板１０の温度と同等にすることが好ましい。
【００２３】
なお、配管２８の途中に水分除去フィルタ２３を設けて、有機物質ガス２１やキャリアガス２２中の水分を除去することが好ましい。図３の例では、有機物質ガス２１に通ずる配管と、キャリアガス２２に通ずる配管とのそれぞれに水分除去フィルタ２３を設けているが、それらの配管が連結した後の配管（混合気体が流れる配管）に水分除去フィルタ２３を設ける構成としてもよい。水分除去フィルタ２３としては、例えば、シリカゲル、モレキュラーシーブ、水酸化マグネシウム等の吸湿材を用いればよい。
【００２４】
ふた部材１２内に導入された混合ガスは、排気口１６を通じて真空ポンプ２６により一定の排気速度で排気される。これにより、ふた部材１２内の混合ガスの圧力は一定に保持される。本実施形態で用いる真空ポンプ２６はドライポンプ、ダイヤフラムポンプ、スクロールポンプ等の低真空用ポンプであり、オイルフリーポンプが好ましく用いられる。
【００２５】
活性化に用いる有機物質の種類にもよるが、上記混合気体の圧力（ふた部材１２内の圧力）は混合気体を構成する気体分子の平均自由行程λがふた部材１２で覆われた空間の大きさに比べて十分小さくなる程度の圧力以上であることが好ましい。ふた部材１２で覆われた空間の大きさは、例えば、覆われた空間の最も長い径、最も短い径、球状近似したときの直径などである。即ち、粘性流領域の真空度（数百Ｐａ（数Ｔｏｒｒ）から大気圧の圧力）であることが好ましい。これにより、活性化工程の時間の短縮や均一性の向上が期待される。
【００２６】
また、ふた部材１２の導入口１５と基板１０との間に拡散板１９を設けることが好ましい。これにより、混合気体の流れが制御され、基板全面に均一に有機物質が供給される。そのため、電子放出素子の均一性が向上する。
【００２７】
基板１０の取り出し配線３０はふた部材１２の外部に引き出されており、プローブユニット７０を用いて配線３１ａ，３１ｂと接続され、駆動ドライバー３２ａ，３２ｂと接続される。
【００２８】
本実施形態では、上述した支持体１１の構成により、基板１０の表面の温度分布を均一にすることができる。それにより、電子放出特性の優れた電子源を製造することができる。具体的には、電子源の電子放出特性の再現性、とりわけ複数の電子放出部を有する電子源における電子放出特性の均一性を向上できる。
【００２９】
また、本実施形態では、ふた部材１２は基板１０上の導電体６のみを覆えばよいため、装置の小型化が可能である。そのため、ふた部材１２内への気体の導入、ふた部材１２外への気体の排出を短時間で行うことができる。また、基板１０の配線がふた部材１２外に引き出されているため、基板１０と電気的処理を行うための電源装置（駆動ドライバー）との電気的な接続を容易に行うことができる。それにより、製造スピードが向上する。
【００３０】
＜電子源の製造方法＞
次に、本実施形態に係る電子源製造装置を用いた電子源の製造方法の具体例について説明する。
【００３１】
まず、導電体６と導電体６に接続された配線とが予め形成された基板１０を支持体１１上に設置する。そして、基板１０上の導電体６が形成された領域（基板１０の取り出し配線３０の一部（例えば端部）を除く）をふた部材１２で覆う。これにより、基板１０上に形成されている取り出し配線３０の一部分がふた部材１２外に露出された状態で、基板上に形成された導電体６が気密な空間内に配置される。
【００３２】
次に、ふた部材１２内を所望の雰囲気とし、駆動ドライバー３２ａ、ｂにより、配線３１ａ、３１ｂ、及び、取り出し配線３０を通じて導電体６に電気的処理、例えば、導電体６への電圧の印加を行う。これにより、導電体６に亀裂（電子放出部）が形成される（フォーミング；亀裂形成）。即ち、電子放出素子が形成される。なお、所望の雰囲気とは、例えば、減圧された雰囲気、炭素化合物等の特定の気体が存在する雰囲気である。
【００３３】
そして、ふた部材１２内に有機物質を含む混合ガスを流し、ふた部材１２内を混合ガス雰囲気とした状態で、駆動ドライバー３２ａ、ｂにより、配線３１ａ、３１ｂ、及び、取り出し配線３０を通じて電子放出素子にパルス電圧を印加する。これにより、電子放出素子が活性化される。
【００３４】
なお、フォーミングのための電気的処理は異なる雰囲気下にて複数回行ってもよい。例えば、ふた部材１２内を第１の雰囲気として電気的処理を行い、次にふた部材１２内を第２の雰囲気として電気的処理を行う。それにより、導電体６に良好な電子放出部（亀裂）が形成される。ここで、第１の雰囲気は減圧された雰囲気、第２の雰囲気は炭素化合物等の特定の気体が存在する雰囲気である。
【００３５】
以上の工程を経て、電子源が製造される。
【００３６】
＜電子源を有する画像表示装置の構成＞
本実施形態に係る電子源は、画像形成部材と組み合わせることにより、図５に示すような画像表示装置を構成することができる。以下に、本実施形態に係る電子源を有する画像表示装置の構成の一例について説明する。図５は、本実施形態に係る画像表示装置６８の構成の一例を示す斜視図であり、その一部を切り欠いて示したものである。なお、本実施形態では、電子放出素子の配置が単純マトリクス配置である場合の例について説明する。即ち、電子放出素子をＸ方向及びＹ方向に行列状に複数配する。そして、同じ行に配された複数の電子放出素子の電極の一方を、Ｘ方向の配線に共通に接続し、同じ列に配された複数の電子放出素子の電極の他方を、Ｙ方向の配線に共通に接続する。
【００３７】
図５において、６’は電子放出素子、１０は基板（電子源基板）、６２は支持枠、６６はガラス基板６３、蛍光体６４及びメタルバック６５からなるフェースプレートである。
【００３８】
図５の画像形成装置における各電子放出素子には、不図示の走査信号発生手段により、容器外端子Ｄｘ１乃至Ｄｘｍを通じて走査信号が印加される。また、各電子放出素子には、不図示の変調信号発生手段により、容器外端子Ｄｙ１乃至Ｄｙｎを通じて変調信号が印加される。電子放出素子に走査信号と変調信号を印加することにより、電子放出素子から電子が放出される。
【００３９】
メタルバック６５または不図示の透明電極には、高圧端子６７を通じて高圧（例えば５ｋＶ）が印加される。これにより、電子放出素子から放出された電子は加速する。そして、加速した電子が蛍光体６４に衝突することにより、蛍光体が励起される（発光する）。これにより画像が表示される。
【００４０】
なお、走査信号配線や変調信号配線（上記信号を電子放出素子に印加するための配線；Ｘ方向の配線またはＹ方向の配線）は、図５で示すように容器外端子として（Ｘ方向またはＹ方向の）片側だけに露出させなくてもよい。走査信号配線や変調信号配線は、その信号配線に接続されている容器外端子に近い電子放出素子と遠い電子放出素子との間で印加電圧降下の影響の無い素子数であれば、片側だけに露出させてもよい。しかし、素子数が多い場合には、電圧降下の影響が生じる虞がある。そのような場合には、走査信号配線や変調信号配線を、容器外端子として両側に露出させればよい。なお、信号配線の幅を広く
する、または、信号配線の厚さを厚くすることによっても電圧降下の影響を低減させることができる。
【００４１】
＜実施例＞
以下に、本実施形態に係る電子源製造装置の実施例について詳しく説明する。具体的には、支持体１１の構成について詳しく説明する。
【００４２】
上述したように、支持体１１は、電子放出素子の活性化中など、電子放出素子に電圧を印加することにより基板１０上に発生する不均一な発熱に対して基板１０表面の温度分布を均一にするという課題を解決するための構成を有する。これにより、各電子放出素子の性能のばらつきを均一にすることができる。具体的には、支持体１１は基板１０表面の発熱分布に対応して回収熱量を部分的に異ならせることが可能な構成を有する。
【００４３】
以下、実施例１，２によりその構成について詳細に説明する。なお、支持体１１の構成は、実施例１，２で述べる構成に限定されるものではなく、上記課題が解決される範囲内で各要素の置換や設計変更がなされたものも包含する。
【００４４】
＜実施例１＞
図１は実施例１に係る電子源製造装置の支持体１１１の構成を示す斜視図である。この支持体１１１の上に基板１０が設置される。活性化処理によって基板１０の表面に発生する熱の発熱分布は、基板１０の面において、内側（中心）から外側（角部）に向かって大きくなるような放射状の発熱分布となる。例えば、中心が約２Ｗ／ｃｍ２、角部が約４Ｗ／ｃｍ２となる。
【００４５】
図１に示す支持体１１１は、直線的な流路１２０を複数有する。複数の流路１２０は、基板１０の面と平行な面において一方向に沿って設けられている。また、複数の流路１２０は、基板１０の面方向に等間隔に配置されている。支持体１１１には、基板１０が設けられる側の面に直線的な溝部１０１〜１０３が設けられている。溝部１０１〜１０３は、それぞれ、基板１０の面と平行な面において複数の流路１２０と直交するように設けられている。また、溝部１０１〜１０３は、内側から外側（両側）に向かって溝部１０１〜１０３の順に設けられている。
【００４６】
図６は支持体１１１に基板１０（ガラス基板）を設置した状態を示す斜視図である。溝部１０１〜１０３は、基板１０の直下に位置する。
【００４７】
溝部１０１〜１０３と基板１０との間（溝部１０１〜１０３と基板１０とによって形成される閉空間）には、各領域（溝部が設けられている領域）の回収熱量を調整するために（基板１０の発熱を支持体１１１に伝達するために）、ヘリウムガスが充填される。また、溝部毎に充填するヘリウムガスの圧力は異ならされている。具体的には、基板１０の面と平行な面において、基板１０の中心部（中心に近い側）に設けられた溝部に充填するヘリウムガスの圧力は、基板１０の中心部の外側（中心から離れている側）に設けられた溝部に充填するヘリウムガスの圧力よりも低くする。
【００４８】
本実施例では、溝部１０１に２５００Ｐａ、溝部１０２に４０００Ｐａ、溝部１０３に６０００Ｐａのヘリウムガスが充填される。これにより、発熱の小さい基板１０の中心部は、ヘリウムガスの圧力を低くすることにより、熱伝導特性が悪くなる。発熱の大きい基板１０の中心部の外側は、ヘリウムガスの圧力を高くすることにより、熱伝導特性が良くなる。
【００４９】
このように、溝部毎に充填するヘリウムガスの圧力を異ならせることにより、不均一な
発熱に対して回収熱量を調整することができる。更に、本実施例では、溝部１０１〜１０３を、それぞれ、基板１０の面と平行な面において複数の流路１２０と交差させる（複数の流路１２０を、それぞれ、基板１０の面と平行な面において溝部１０１〜１０３と交差させる）。それにより、１つの流路または溝部が設けられている領域において、回収熱量を部分的に異ならせることができる。即ち、部分的に異なる温度調整を行うことができる。本実施例では、このような構成にすることにより、基板表面の温度分布を良好（均一）にすることができた。そのため、電子放出素子の電子放出特性が均一な電子源を作製することができた。
【００５０】
＜実施例２＞
図７は実施例２に係る電子源製造装置の支持体３１１の構成を示す斜視図である。この支持体３１１の上に基板１０が設置される。活性化処理によって基板１０の表面に発生する熱の発熱分布は、基板１０の面において、内側（中心）から外側（角部）に向かって大きくなるような放射状の発熱分布となる。例えば、中心が約２Ｗ／ｃｍ２、角部が約４Ｗ／ｃｍ２となる。
【００５１】
図７に示す支持体３１１は、直線的な流路３２０を複数有する。複数の流路３２０は、基板１０の面と平行な面において一方向に沿って設けられている。また、複数の流路３２０は、基板１０の面方向に等間隔に配置されている。支持体３１１には、基板１０が設けられる側の面に溝部３０１〜３０３が設けられている。溝部３０１は、基板１０の面と平行な面において、その中心が基板１０の中心と略一致するように設けられた円状の溝部である。溝部３０２及び溝部３０３は、基板１０の面と平行な面において、その中心が基板１０の中心と略一致するように設けられた環状の溝である。溝部３０２は溝部３０１の外側、溝部３０３は溝部３０２の外側に設けられている。また、溝部３０１〜３０３は、それぞれ、基板１０の面と平行な面において複数の流路３２０と交差するように設けられている。
【００５２】
図６は支持体３１１に基板１０（ガラス基板）を設置した状態を示す斜視図である。溝部３０１〜３０３は、基板１０の直下に位置する。
【００５３】
溝部３０１〜３０３と基板１０との間（溝部３０１〜３０３と基板１０とによって形成される閉空間）には、各領域（溝部が設けられている領域）の回収熱量を調整するために（基板１０の発熱を支持体３１１に伝達するために）、ヘリウムガスが充填される。また、溝部毎に充填するヘリウムガスの圧力は異ならされている。具体的には、基板１０の面と平行な面において、基板１０の中心部（中心に近い側）に設けられた溝部に充填するヘリウムガスの圧力は、基板１０の中心部の外側（中心から離れている側）に設けられた溝部に充填するヘリウムガスの圧力よりも低くする。
【００５４】
本実施例では、溝部３０１に２５００Ｐａ、溝部３０２に４０００Ｐａ、溝部３０３に６０００Ｐａのヘリウムガスが充填される。これにより、発熱の小さい基板１０の中心部は、ヘリウムガスの圧力を低くすることにより、熱伝導特性が悪くなる。発熱の大きい基板１０の中心部の外側は、ヘリウムガスの圧力を高くすることにより、熱伝導特性が良くなる。
【００５５】
このように、溝部毎に充填するヘリウムガスの圧力を異ならせることにより、不均一な発熱に対して回収熱量を調整することができる。更に、本実施例では、溝部３０１〜３０３を、それぞれ、基板１０の面と平行な面において複数の流路３２０と交差させる（複数の流路３２０を、それぞれ、基板１０の面と平行な面において溝部３０１〜３０３と交差させる）。それにより、１つの流路または溝部が設けられている領域において、回収熱量を部分的に異ならせることができる。即ち、部分的に異なる温度調整を行うことができる
。本実施例では、このような構成にすることにより、基板表面の温度分布を良好（均一）にすることができた。そのため、電子放出素子の電子放出特性が均一な電子源を作製することができた。
【００５６】
以上述べたように、本実施形態では、支持体に、流路（冷却配管）とそれに交差する溝部とを設けることにより、回収熱量を部分的に異ならせることが可能となる。そのため、基板面状に不均一な発熱が生じても、基板表面の温度分布を均一に保つことができる。それにより、電子放出素子の性能ばらつきを均一にすることができ、電子放出特性の優れた電子源を製造することができる。
【００５７】
なお、上記実施例では、支持体が複数の流路と複数の溝部を有する場合について述べたが、支持体は流路と溝部を１つずつ有する構成であってもよいし、どちらか一方を複数有する構成であってもよい。支持体が流路と溝部を１つずつ有する場合には、流路と溝部が基板と平行な面において互いに交差していればよい。支持体が１つの流路と複数の溝部とを有する場合には、基板と平行な面において、流路が複数の溝部と交差していればよい。支持体が１つの溝部と複数の流路とを有する場合には、基板と平行な面において溝部が複数の流路と交差していればよい。それにより、回収熱量を部分的に異ならせることが可能となる。
【００５８】
なお、本実施形態では、溝部毎に充填する圧力を異ならせることにより、回収熱量を調整したが、流路ごとに回収熱量を異ならせてもよい。例えば、基板１０の面と平行な面において、基板の中心部付近に設けられた流路での回収熱量を、基板の中心部から離れた位置に設けられた流路での回収熱量よりも小さくすればよい。具体的には、基板の中心部付近に設けられた流路に高温の水を流し、基板の中心部から離れた位置に設けられた流路に低温の水を流せばよい。それにより均一な温度分布を得ることができる。また、基板の中心部付近に設けられた流路に流す水の流量を、基板の中心部から離れた位置に設けられた流路に流す水の流量よりも少なくしてもよい。基板の中心部付近に設けられた流路の径（基板が設けられる側の面から流路までの距離）を、基板の中心部から離れた位置に設けられた流路の径よりも小さくしてもよい。また、流路毎に支持体の材質を異ならせてもよい。例えば、基板の中心部付近の支持体の材質として、基板の中心部から離れた位置の支持体の材質よりも熱容量の大きい材質や熱伝導率の小さい材質を用いてもよい。それによっても流路毎に回収熱量を異ならせることができる。
【００５９】
なお、流路２０に流す液体は、水でなくてもよい。基板の温度を調整することができれば、どのような液体を用いてもよい。また、溝部と基板との間に充填する気体はヘリウムガスに限らない。基板の温度を調整することができればどのような気体を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】図１は、実施例１に係る電子源製造装置の支持体の構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、電子源の製造装置の従来例を示す図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る電子源製造装置の断面図である。
【図４】図４は、図３の基板の周辺部分を詳細に示す斜視図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る画像表示装置の構成の一例を示す斜視図である。
【図６】図６は、支持体に基板を設置した状態を示す斜視図である。
【図７】図７は、実施例２に係る電子源製造装置の支持体の構成を示す斜視図である。
【図８】図８は、本実施形態における溝部と支持体の間へのガスの充填方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
６ 導電体
６’ 電子放出素子
７ Ｘ方向配線
８ Ｙ方向配線
１０ 基板
１１，１１１，３１１ 支持体
１２ ふた部材
１５ 導入口
１６ 排気口
１８ シール部材
１９ 拡散板
２０，１２０，３２０ 流路
２１ 有機物質ガス
２２ キャリアガス
２３ 水分除去フィルタ
２４ ガス流量制御装置
２５ａ〜２５ｆ バルブ
２６ 真空ポンプ
２７ 真空計
２８ 配管
３０ 取り出し配線
３１ａ，３２ｂ 配線
３２ａ，３２ｂ 駆動ドライバー
３３ 開口部
４１，１０１〜１０３，３０１〜３０３ 溝部
６２ 支持枠
６３ ガラス基板
６４ 蛍光体
６５ メタルバック
６６ フェースプレート
６７ 高圧端子
６８ 画像表示装置
７０ プローブユニット
８０ 真空計
８１ バルブ
８２ 真空ポンプ
８３ 流量制御弁
８４ ガス容器
２０３ ヘリウムガス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子放出素子が形成された基板を支持する支持体を有し、前記電子放出素子に電圧を印加することにより、前記電子放出素子の活性化を行う電子源製造装置であって、
前記支持体は、
前記基板の発熱を回収するための液体を流す流路と、
前記基板が設けられる側の面に設けられた溝部と、
を有し、
前記流路と前記溝部とは、前記基板の面と平行な面において、互いに交差するように設けられており、
前記溝部と前記基板との間には前記基板の発熱を前記支持体に伝達するためのガスが充填される
ことを特徴とする電子源製造装置。
【請求項２】
前記流路は、前記基板の面と平行な面において、一方向に沿って設けられている
ことを特徴とした請求項１に記載の電子源製造装置
【請求項３】
前記流路と前記溝部とは、前記基板の面と平行な面において、互いに直交するように設けられている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子源製造装置。
【請求項４】
前記支持体は、前記溝部を複数有し、
前記流路は、前記複数の溝部と、前記基板の面と平行な面において交差する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子源製造装置。
【請求項５】
前記溝部毎に充填されるガスの圧力が異なる
ことを特徴とする請求項４に記載の電子源製造装置。
【請求項６】
前記基板の面と平行な面において、前記基板の中心部に設けられた溝部に充填するヘリウムガスの圧力は、前記基板の中心部の外側に設けられた溝部に充填するヘリウムガスの圧力よりも低い
ことを特徴とする請求項５に記載の電子源製造装置。
【請求項７】
前記支持体は、前記流路を複数有し、
前記溝部は、前記複数の流路と、前記基板の面と平行な面において交差する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子源製造装置。
【請求項８】
前記流路毎に回収熱量が異なる
ことを特徴とする請求項７に記載の電子源製造装置。
【請求項９】
前記基板の面と平行な面において、前記基板の中心部に設けられた流路での回収熱量は、前記基板の中心部の外側に設けられた流路での回収熱量よりも小さい
ことを特徴とする請求項８に記載の電子源製造装置。
【請求項１】
電子放出素子が形成された基板を支持する支持体を有し、前記電子放出素子に電圧を印加することにより、前記電子放出素子の活性化を行う電子源製造装置であって、
前記支持体は、
前記基板の発熱を回収するための液体を流す流路と、
前記基板が設けられる側の面に設けられた溝部と、
を有し、
前記流路と前記溝部とは、前記基板の面と平行な面において、互いに交差するように設けられており、
前記溝部と前記基板との間には前記基板の発熱を前記支持体に伝達するためのガスが充填される
ことを特徴とする電子源製造装置。
【請求項２】
前記流路は、前記基板の面と平行な面において、一方向に沿って設けられている
ことを特徴とした請求項１に記載の電子源製造装置
【請求項３】
前記流路と前記溝部とは、前記基板の面と平行な面において、互いに直交するように設けられている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子源製造装置。
【請求項４】
前記支持体は、前記溝部を複数有し、
前記流路は、前記複数の溝部と、前記基板の面と平行な面において交差する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子源製造装置。
【請求項５】
前記溝部毎に充填されるガスの圧力が異なる
ことを特徴とする請求項４に記載の電子源製造装置。
【請求項６】
前記基板の面と平行な面において、前記基板の中心部に設けられた溝部に充填するヘリウムガスの圧力は、前記基板の中心部の外側に設けられた溝部に充填するヘリウムガスの圧力よりも低い
ことを特徴とする請求項５に記載の電子源製造装置。
【請求項７】
前記支持体は、前記流路を複数有し、
前記溝部は、前記複数の流路と、前記基板の面と平行な面において交差する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子源製造装置。
【請求項８】
前記流路毎に回収熱量が異なる
ことを特徴とする請求項７に記載の電子源製造装置。
【請求項９】
前記基板の面と平行な面において、前記基板の中心部に設けられた流路での回収熱量は、前記基板の中心部の外側に設けられた流路での回収熱量よりも小さい
ことを特徴とする請求項８に記載の電子源製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２７２１１４（Ｐ２００９−２７２１１４Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２１１１５（Ｐ２００８−１２１１１５）
【出願日】平成２０年５月７日（２００８．５．７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月７日（２００８．５．７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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