管壳及其制造方法和图象显示装置以及电视显示装置

摘要

本申请描述了具有第一基板、与该第一基板相对的第二基板、设置在该第一基板和第二基板间的框、接合所述第一基板和框的低熔点金属的管壳。特别是作为与低熔点金属接触的区域，基板或框具有第一区域和第二区域，在该第一区域中，与所述第二区域相比、与所述低熔点金属的密封维持性更高的材料与所述低熔点金属相接，在所述第二区域中，与所述第一区域相比、与所述低熔点金属的结合力更高的材料与所述低熔点金属相接。

权利要求

1.一种管壳，具有第一基板、与该第一基板相对的第二基板、以及设置在该第一基板与第二基板之间的框，上述管壳由上述第一基板、上述第二基板和上述框构成、内部被维持真空，其特征在于：上述第一基板与上述框之间用低熔点金属接合起来，上述第一基板或者框具有第一区域和第二区域作为与上述低熔点金属相接的区域，以及在该第一区域上，与上述第二区域相比、与上述低熔点金属的密封维持性更高的材料与上述低熔点金属相接，在该第二区域上，与上述第一区域相比、与上述低熔点金属的结合力更高的材料与上述低熔点金属相接，在上述第一基板或上述框的上述第一区域中，形成有由上述密封维持性更高的材料构成的第一下伸层，该第一下伸层直接与上述低熔点金属相接，上述第二区域为上述第一基板或上述框的未形成有上述第一下伸层的露出部，该露出部直接与上述低熔点金属相接，该露出部被上述第一下伸层所夹住。

2.按照权利要求1所述的管壳，其特征在于：上述低熔点金属是In或Sn、或者含In的合金或含Sn的合金。

3.按照权利要求1所述的管壳，其特征在于：上述密封维持性更高的材料是Ag或ITO或者Pt。

4.按照权利要求1所述的管壳，其特征在于：上述结合力更高的材料是玻璃。

5.一种制造由两个基板和框所构成、内部被维持真空的管壳的方法，其特征在于，包括：准备第一基板、与该第一基板相对的第二基板、以及设置在该第一基板与第二基板之间的框的步骤；和将上述第一基板与上述框用低熔点金属进行接合的步骤，其中，在上述进行接合的步骤中，

上述第一基板或者框具有第一区域和第二区域作为与上述低熔点金属相接的区域，以及在该第一区域上，与上述第二区域相比、与上述低熔点金属的密封维持性更高的材料与上述低熔点金属相接，在该第二区域上，与上述第一区域相比、与上述低熔点金属的结合力更高的材料与上述低熔点金属相接，在上述第一基板或上述框的上述第一区域中，形成有由上述密封维持性更高的材料构成的第一下伸层，该第一下伸层直接与上述低熔点金属相接，上述第二区域为上述第一基板或上述框的未形成有上述第一下伸层的露出部，该露出部直接与上述低熔点金属相接，该露出部被上述第一下伸层所夹住。

6.一种图象显示装置，包括：

权利要求1所记载的管壳；和

设置在该管壳内的显示元件。

7.一种电视显示装置，包括：

具有权利要求1所记载的管壳、和设置在该管壳内的显示元件的图象显示装置，该图象显示装置被输入电视信号。

8.一种管壳，具有第一基板、与该第一基板相对的第二基板、以及设置在该第一基板与第二基板之间的框，上述管壳由上述第一基板、上述第二基板和上述框构成、内部被维持真空，其特征在于：上述第一基板与上述框之间用低熔点金属接合起来，上述第一基板或者框具有第一区域和第二区域作为与上述低熔点金属相接的区域，以及在该第一区域上Ag或ITO或者Pt与上述低熔点金属相接，在该第二区域上玻璃与上述低熔点金属相接，在上述第一基板或上述框的上述第一区域中，形成有由Ag或ITO或者Pt构成的第一下伸层，该第一下伸层直接与上述低熔点金属相接，上述第二区域为上述第一基板或上述框的未形成有上述第一下伸层的露出部，该露出部直接与上述低熔点金属相接，该露出部被上述第一下伸层所夹住。

9.按照权利要求8所述的管壳，其特征在于：上述低熔点金属是In或Sn、或者含In的合金或含Sn的合金。

说明书

管壳及其制造方法和 图象显示装置以及电视显示装置

[0001] 本申请是佳能株式会社于2003年8月27日提交的申请号为03155075.4、发明名称为“管壳及其制造方法和图象显示装置以及电视显示装置”的发明专利申请的分案申请。 [0002] 技术领域

[0003] 本发明涉及在内部维持密封的管壳及其制造方法。该管壳能适用于图象形成装置。

[0004] 背景技术

[0005] 以往，作为电子发射元件，知道热电子源和冷阴极电子源等两种。在冷阴极电子源中存在场致发射元件(以下简称为FE型元件)、金属/绝缘层/金属型元件(以下简称为MIM元件)、表面传导型电子发射元件(以下简称为SCE元件)等。

[0006] 如果关于这些技术介绍基于本申请人的先行技术的一部分，则关于基于喷墨形成方式的元件形成，在特开平09-102271号公报和特开2000-251665号公报中进行了详细描述，在特开昭64-031332号公报和特开平07-326311号公报中详细描述了把这些元件配置为XY矩阵形状的例子。关于布线的形成方法，在特开平08-185818号公报和特开平09-050757号公报中进行了详细描述，关于驱动方法，在特开平06-342636号公报中进行了详细描述。

[0007] 此外，以往，在制造在内部维持真空的管壳时，采用了在玻璃构件之间涂敷或安放作为密封材料的烧结玻璃，放入电炉等密封炉中，或放置在热板加热器上(有时也从上下用热板加热器夹着)，把管壳整体加热到密封温度，用密封玻璃使密封部分的玻璃构件熔敷的密封方法。在特开平11-135018号公报中记载了管壳制造方法的一个例子。 [0008] 此外，在特开2001-210258号公报中描述了使用低熔点金属进 行密封的平面型图象显示装置。此外，作为低熔点金属材料的保持部件，描述了使用与形成在密封面上的低熔点金属材料亲和性高的材料。

[0009] 此外，使用了电子源的平面型图象显示装置为了使冷阴极电子发射元件等长期稳定工作，有必要为超高真空，所以用框夹着具有多个电子发射元件的基板和在与它相对的位置具有荧光体的基板，通过烧结玻璃密封，具有吸附放出的气体来维持真空的吸气剂。 [0010] 上述的吸气剂存在蒸镀型和非蒸发型，蒸镀型吸气剂是把以Ba等为主成分的合金在真空玻璃管壳内通过通电或高频加热，在容器内壁形成蒸镀膜(吸气剂闪光)，通过活性吸气剂金属面，吸附在内部产生的气体来维持高真空。

[0011] 而非蒸发型吸气剂配置Ti、Zr、V、Al、Fe等吸气剂材料，在真空中加热，通过进行取得气体吸附特性的“吸气剂活性化”，能吸附放出的气体。

[0012] 一般，平面型图象显示装置因为薄，所以无法充分确保维持真空的蒸镀型吸气剂的设置区域和用于瞬间放电的闪光区域，因此在图象显示区外的支撑框附近设置它们。因此，图象显示的中央部和吸气剂设置区域的电感减小，电子发射元件和荧光体的中央部的有效排气速度减小，在具有电子源和图象显示构件的图象显示装置中，产生不希望的气体的部分主要是由电子束照射的图象显示区域。因此，当想以高真空保持荧光体和电子源时，有必要在作为放出气体的发生源的荧光体和电子源附近配置非蒸发型吸气剂。 [0013] 发明内容

[0014] 本发明的课题在于提供能恰当地维持密封且难以损坏的管壳。 [0015] 本发明者们的研究结果表明，以下的管壳难以损坏、能恰当维持真空，即具有面板、与面板相对配置的背板、在面板和所述背板之间包围周围的外框，分别接合外框和面板、外框和背板的接合部的至少一方是由低熔点金属材料构成，该接合部具有：低熔点金属材料和面板或外框上的母材直接接合的部位、与形成在面板或外框上的母材上的底层材料接合的部位。本发明是根据该见识而取得的。

[0016] 根据本发明的技术方案提供一种管壳，具有第一基板、与该第 一基板相对的第二基板、以及设置在该第一基板与第二基板之间的框，上述管壳由上述第一基板、上述第二基板和上述框构成、内部被维持真空，其中，上述第一基板与上述框之间用低熔点金属接合起来，上述第一基板或者框具有第一区域和第二区域作为与上述低熔点金属相接的区域，以及在该第一区域上，与上述第二区域相比、与上述低熔点金属的密封维持性更高的材料与上述低熔点金属相接，在该第二区域上，与上述第一区域相比、与上述低熔点金属的结合力更高的材料与上述低熔点金属相接，在上述第一基板或上述框的上述第一区域中，形成有由上述密封维持性更高的材料构成的第一下伸层，该第一下伸层直接与上述低熔点金属相接，上述第二区域为上述第一基板或上述框的未形成有上述第一下伸层的露出部，该露出部直接与上述低熔点金属相接，该露出部被上述第一下伸层所夹住。

[0017] 另外，根据本发明的另一技术方案提供一种制造由两个基板和框所构成、内部被维持真空的管壳的方法，包括：准备第一基板、与该第一基板相对的第二基板、以及设置在该第一基板与第二基板之间的框的步骤；和将上述第一基板与上述框用低熔点金属进行接合的步骤，其中，在上述进行接合的步骤中，上述第一基板或者框具有第一区域和第二区域作为与上述低熔点金属相接的区域，以及在该第一区域上，与上述第二区域相比、与上述低熔点金属的密封维持性更高的材料与上述低熔点金属相接，在该第二区域上，与上述第一区域相比、与上述低熔点金属的结合力更高的材料与上述低熔点金属相接，在上述第一基板或上述框的上述第一区域中，形成有由上述密封维持性更高的材料构成的第一下伸层，该第一下伸层直接与上述低熔点金属相接，上述第二区域为上述第一基板或上述框的未形成有上述第一下伸层的露出部，该露出部直接与上述低熔点金属相接，该露出部被上述第一下伸层所夹住。

[0018] 另外，根据本发明的又一技术方案提供一种管壳，具有第一基板、与该第一基板相对的第二基板、以及设置在该第一基板与第二基板之间的框，上述管壳由上述第一基板、上述第二基板和上述框构成、内部被维持真空，其中，上述第一基板与上述框之间用低熔点金属接合起来，上述第一基板或者框具有第一区域和第二区域作为与上述低熔点金属相接的区域，以及在该第一区域上Ag或ITO或者Pt 与上述低熔点金属相接，在该第二区域上玻璃与上述低熔点金属相接，在上述第一基板或上述框的上述第一区域中，形成有由Ag或ITO或者Pt构成的第一下伸层，该第一下伸层直接与上述低熔点金属相接，上述第二区域为上述第一基板或上述框的未形成有上述第一下伸层的露出部，该露出部直接与上述低熔点金属相接，该露出部被上述第一下伸层所夹住。

[0019] 根据该结构，就能实现恰当维持密封，并且难以变成非接合状态的管壳。 [0020] 此外，根据本发明，还提供使用了所述管壳的图象显示装置。此外，提供使用了所述管壳的电视显示装置。

[0021] 附图说明

[0022] 下面简要说明附图。

[0023] 图1是关于本发明管壳的一个例子，是表示周边部的概略截面构造的模式图。 [0024] 图2是表示电子发射元件的制造步骤例的步骤图(在基板上设置相对电极的阶段)。

[0025] 图3是表示接着图2的电子发射元件的制造步骤例的步骤图(设置了Y方向布线的阶段)。

[0026] 图4是表示接着图3的电子发射元件的制造步骤例的步骤图(设置了绝缘膜的阶段)。

[0027] 图5是表示接着图4的电子发射元件的制造步骤例的步骤图(设置了X方向布线的阶段)。

[0028] 图6是表示接着图5的电子发射元件的制造步骤例的步骤图(形成了电子发射元件的阶段)。

[0029] 图7A、7B、7C、7D是表示基于喷墨法的元件膜(导电性膜)形成方法的一个例子的步骤图。

[0030] 图8A、8B是表示通电成形的电压波形的例子的曲线图。

[0031] 图9是表示电子发射元件的电子发射特性的测定评价装置例的模式图。 [0032] 图10是表示电子发射元件的特性例的曲线图。

[0033] 图11A、11B是电子发射元件的活性化步骤中使用的外加电压 的希望的一个例子的曲线图。

[0034] 图12是表示图象形成装置的显示面板的一个例子的概略结构图。 [0035] 图13A、13B是用于说明面板上设置的荧光膜的模式图。

[0036] 图14是表示图象形成装置的驱动装置的结构例的模式图。

[0037] 图15A、15B是表示电子发射元件的一个例子的模式图。

[0038] 图16是表示In膜形成方法的一个例子的概略结构图。

[0039] 图17是表示密封方法的一个例子的概略结构图。

[0040] 图18是关于本发明管壳的其他例子，是表示周边部的概略截面构造的模式图。 [0041] 图19是关于本发明管壳的又一例子，是表示周边部的概略截面构造的模式图。 具体实施方式

[0042] 下面，一边具体表示实施例一边说明本发明。

[0043] 图12是表示管壳的概略结构例的模式图，图1是表示实施例1的管壳周边部的概略截面构造的模式图。在管壳90的周边部，通过低熔点金属的In膜93接合作为框的支撑框86和第一基板即面板82。80是指配置了多个电子发射元件的电子源基板，在单面具有电子源基板80的81是玻璃基板，是作为第二基板的背板。82是在玻璃基板83的内表面形成了荧光膜和金属背的面板。通过在面板82和背板81之间设置称作隔离块205的支撑体，即使为大面积面板时，也能构成具有充分强度的管壳90。隔离块205和支撑框86通过烧结玻璃203粘结在背板81上，通过在400℃～500℃烧结10分钟以上而固定。通过设置高度形状，使得与通过烧结玻璃203粘结在背板81上的支撑框86的高度相比，隔离块205的高度稍高，确定接合后的In膜93的厚度。因此，隔离块205也用作In膜93的厚度限定构件。支撑框86和面板82由In膜93接合。In膜93为了在高温下也很少放出气体而具有低温的熔点，因此使用金属In。这里，本发明 中所说的In膜93是指熔点在300度以下的金属(包含合金)。特别希望是具有200度以下熔点的金属。作为该低熔点金属，能使用In和Sn。此外，能使用包含In或Sn的合金。更具体而言，作为该合金，适合使用包含In的In-Ag、In-Sn。当把金属(包含合金)作为接合构件使用时，因为不包含溶剂和粘合剂，所以熔点熔化时的放出气体非常少，所以希望作为接合构件。在支撑框86和面板82上，为了提高在界面的紧贴性，设置了下伸层204a和204b。在本实施例中，使用与金属In的浸湿性好的银。能通过丝网印刷等容易地对银膏构图，形成银的下伸层204a和204b。在密封时，成为上方的基板，在本实施例中为第一基板的面板82的作为第一区域的下伸层204b不在中央部形成。在这里说明的实施例中，未形成下伸层204的中央部(即基板的母材露出的区域)是第二区域。作为下伸层204a和204b，除了银，也能使用通过ITO或Pt等真空蒸镀法简单形成的金属薄膜。在接合即密封面板82和背板81前，预先构图形成In膜93。在图16中，说明在粘结于背板81上的支撑框86上形成In膜93的方法。首先，支撑框86为了提高熔化的In的浸湿性，在以充分的温度下加温的状态下保持。如果是100℃以上的温度，就是充分的。下伸层204中使用的银膏是玻璃紧贴性高的在内部包含很多孔的多孔膜。这时，为了防止真空泄漏，希望把熔化的In充分含浸在下伸层204内部中，因此，通过超声波焊头1205把在熔点以上的高温熔化的In焊接在下伸层204上，形成In膜93。如果是在熔点以上的温度熔化的液体In，就很充分。为了总把金属In提供给焊头顶端，通过未图示的In补给部件随时补给到接合部。此外，调节超声波焊头1205的移动速度和In的供给量，使In膜93的膜厚与接合后的In膜93的厚度相比充分厚，为数十μm～1mm左右。
在本实施例中，密封后的In膜93的厚度为300μm，在支撑框86上以500μm的膜厚焊接了In膜。

[0044] 在支撑框86上通过图16所示的形成法形成In膜93后，通过图17所示的密封方法形成管壳。在相对的面板82和背板81间设置 了一定间隔的状态下，保持两基板进行真空加热。从基板放出气体，然后在回到室温时，以300℃以上的高温进行基板的真空烘焙，使管壳90内部变为充分的真空。在该时刻，In膜93是熔化状态，背板81进行1mm/1m以下的充分水平调整，使熔化的In不流出。在真空烘焙后，通过使温度下降到In的熔点附近，通过定位装置200，渐渐缩小面板82和背板81的间隔，进行两基板的接合即密封。之所以把温度下降到熔点附近，是为了抑制熔化状态的液体In的流动性，防止接合时的不必要的流动和溢出。

[0045] 这里，说明分别形成在面板82和背板81上的In膜93的接合界面状态。在通过图16说明的形成方法形成的In膜93的表面上形成有表面氧化膜。氧化膜的熔点是高温(800℃以上)，并且由于停留于结晶性固体，所以在密封时有可能保持各表面的形状。即由于作为氧化膜界面残留在In膜中，所以有可能形成成为真空泄漏原因的泄漏路径。实际上，因为氧化膜的厚度薄，所以接合时，氧化膜容易由于应力而破损，从内部渗出液体In，并对流，所以很少发生剩下氧化物的问题。可是，在形成In膜时，在局部可以形成厚的氧化膜，或在In膜93的厚度不充分的地方有可能成为泄漏路径。此外，在In膜自身的膜厚分布产生的In膜93的厚度不充分的地方有可能成为泄漏路径。

[0046] 在本实施例中，因为减小了In膜93的膜厚分布，所以在面板82一侧不形成In膜，在框86上形成的In膜93至少在变为密封前的熔化状态时被调平。

[0047] 基板的母材直接与In接合的部位比下伸层204b与In接合的部位更具接合力。此外，下伸层204b与In接合的部位的密封性比基板的母材与In接合的部位好。 [0048] 须指出的是，制备只由低熔点金属和第一区域(在本实施例中，是在基板的母材上形成了银的下伸层的)构成了接合部的第一管壳、只由低熔点金属和第二区域(低熔点金属；其他条件与第一管壳相同)构成了接合部的第二管壳，在各管壳上开孔，连接在He泄漏 探测器上，向管壳周边喷射He气体，根据He泄漏探测器的检测值的多少，确认本发明所说的密封维持性的相对差。

[0049] 此外，制备在表面具有第一区域(在本实施例中，是在基板的母材上形成了银的下伸层的)的第一构件、在表面具有第二区域(在本实施例中，是基板的母材)第二构件，在其间配置接合低熔点金属。把该接合的两个构件放在拉伸试验机上，能通过确认哪个界面容易剥离来确认本发明所说的结合力的相对差。如果第一构件(第一区域)和低熔点金属的界面比第二构件(第二区域)和低熔点金属的界面更容易剥离(在彼此拉开的第一构件和第二构件中，如果低熔点金属容易残留在第二构件一侧)，则可以说与第二区域相比，第一区域与低熔点金属的结合力弱。

[0050] 此外，如上所述，氧化膜与作为结晶性固体的体积相比是非常薄的。对在液体In状态下外加的压力，在接合时在下伸层204b的台阶部产生的力成为足以破坏氧化膜的力。即使接合面整个面上表面氧化膜不破坏，如果在局部失去氧化膜，则以那里为起点，液体In对流，使氧化膜从接合面与多余的液体In一起向周边部排出，具有在接合面上排除氧化膜的效果。在本实施例中，通过在形成下伸层204b的第一区域和不形成下伸层204b的第二区域之间设置台阶，进一步减小了泄漏的发生概率。

[0051] 下面，说明本实施例中形成的具有管壳的图象形成装置各构成要素的形成工艺。首先，在背板的电子源基板面上作为电子发射元件形成图15A、15B所示类型的电子发射元件。图15A表示本元件的平面图，图15B表示剖视图。

[0052] 该元件具有表面传导型电子发射元件的典型元件结构即所述M.哈特威尔的元件结构。

[0053] 在图15A、15B中，1是由玻璃等构成的基板，依存于设置在其上的电子发射元件个数、各元件的设计形状、以及电子源使用时构成容器一部分的用于把该容器保持于真空的耐大气压构造等的力学条件等，适当设定基板的大小和厚度。

[0054] 作为玻璃的材料，一般使用廉价的青板玻璃，但是希望使用在其上例如通过溅射法形成厚度0.5μm的氧化硅膜作为钠块层的基板。此外，也能用少钠的玻璃或石英基板形成。在本实施例中，使用等离子体显示器用电玻璃的少碱成分的PD-200(商品名，旭玻璃(株式会社))的材料。

[0055] 此外，作为元件电极2、3的材料，能使用一般的导体材料，例如适合为Ni、Cr、Au、Mo、Pt、Ti等金属和Pd-Ag等金属，或者从由金属氧化物和玻璃等构成的印刷导体、ITO等透明导体适当选择，它的膜厚希望是数百 到数μm的范围。

[0056] 虽然按照应用实际元件的形状适当设定了这时的元件电极间隔L、元件电极长度W、元件电极2、3的形状等，但是间隔L希望为数千 到1mm，更希望考虑外加在元件电极间的电压等而设定为1μm到100μm的范围。此外，元件电极长度W希望考虑电极的电阻值、电子发射特性而设定为数μm到数百μm的范围。

[0057] 能通过胶印等印刷法涂敷市场上出售的含有铂Pt等金属粒子的膏来形成该元件电极。

[0058] 此外，为了取得更精密的图案，也能通过用丝网印刷等印刷法涂敷含有铂Pt等的感光性膏，使用光掩模曝光、显影的步骤来形成。

[0059] 然后，以跨元件电极2、3的形式形成成为电子源的导电性薄膜4。 [0060] 作为导电性薄膜，为了取得良好的电子发射特性，特别希望是由微粒子构成的微粒子膜。此外，考虑向元件电极2、3的台阶覆盖、元件电极间的电阻值以及后面描述的成形处理条件等，适当设定了其膜厚，但是希望为数 到数千 ，特别希望是10 到500 的范围。

[0061] 如果根据本申请人的研究，则对导电性膜材料一般适用钯Pd，但是并不局限于此。此外，成膜形成法也适合使用溅射法、在溶液涂敷后进行烧结的方法等。 [0062] 这里，选择了在涂敷有机钯溶液后烧结，形成氧化钯PdO膜的 方法。其后，在共存氢的还原气氛中通电加热，成为钯Pd膜，同时形成裂缝部。它形成电子发射部5。 [0063] 须指出的是，为了便于图示，在导电性薄膜4的中央以矩形的形状表示了电子发射部5，但是这是模式上的，没有忠实反映实际的电子发射部的位置和形状。 [0064] 下面，图2～图6以矩阵状显示了具有电子发射元件的基板的平面图。在这些图中，21是电子源基板，22、23是元件电极，24是Y方向布线，25是绝缘膜，26是X方向布线，
27是表面传导型电子发射元件膜，形成电子发射部。

[0065] 下面，参照图2～图6说明该元件的形成方法。

[0066] [玻璃基板、元件电极的形成]

[0067] 在图2中，在玻璃基板21上，首先作为下伸层，通过溅射法形成5nm的钛Ti，在其上形成40nm的铂Pt后，涂敷光致抗蚀剂，通过进行曝光、显影、蚀刻等一系列光刻法，构图形成了元件电极22、23。

[0068] 在本实施例中，元件电极的间隔L＝10μm，对应的长度W＝100μm。 [0069] [下布线的形成和绝缘膜的形成]

[0070] 关于X布线和Y布线的布线材料，希望是能向多个表面传导型元件提供几乎均等的电压的低电阻，适当设定材料、膜厚、布线宽度等。

[0071] 如图3所示，以线状图案形成作为公共布线的Y方向布线(下布线)24，使其邻接元件电极的一方，并且连接它们。对于材料使用银Ag感光膏状墨，在丝网印刷后，使其干燥，曝光、显影为给定图案。然后，在480℃前后的温度烧结，形成了布线。 [0072] 布线的厚度约10μm，宽度50μm。须指出的是，为了把终端部作为布线取出电极使用，使线宽更大。

[0073] [绝缘膜的形成]

[0074] 为了使上下布线绝缘，配置层间绝缘膜25。如图4所示，使绝 缘层在后面描述的X布线(上布线)下覆盖与预先形成的Y布线(下布线)之间的交叉部，并且使上布线(X布线)与元件电极的另一方的电连接成为可能那样地在连接部开接触孔28，从而形成了绝缘层。

[0075] 在丝网印刷了以PbO为主成分的感光性玻璃膏后，曝光显影。重复4次，最后在480℃前后的温度烧结。该层间绝缘膜的厚度整体约30μm，宽度150μm。 [0076] [上布线的形成]

[0077] 在先形成的绝缘膜25上丝网印刷Ag膏状墨后，使其干燥，在其上再度进行同样的过程，2次涂敷后，在480℃前后的温度烧结形成X方向布线(上布线)26。如图5所示，X方向布线隔着所述绝缘膜与Y方向布线(下布线)交叉，在绝缘膜的接触孔部分，也与元件电极的另一方连接。

[0078] 通过该布线连接着另一个元件电极，在面板化后作为扫描电极起作用。 [0079] 该X方向布线的厚度约15μm。也用与此同样的方法形成了与外部驱动电路的引出布线。

[0080] 虽然未图示，但是也用与此同样的方法形成了到外部驱动电路的引出端子。 [0081] 这样，就形成了具有XY矩阵布线的基板。

[0082] [元件膜的形成]

[0083] 充分清洁了所述基板后，用含有防水剂的溶液处理表面，使表面变为疏水性。这是为了此后涂敷的元件膜形成用的水溶液在元件电极上具有适度的扩散。 [0084] 使用的防水剂是把DDS(二甲基二乙氧基硅烷)溶液用喷射法散布到基板上，在120℃用温风干燥。

[0085] 然后，在元件电极间，通过喷墨涂敷方法形成了图6所示的元件膜27。 [0086] 图7A、7B、7C、7D表示本步骤的模式图。在实际的步骤中， 为了补偿基板上各元件电极的平面偏移，在基板上的数处观测图案的配置偏移，用直线近似观测点间的点偏移量，补全位置，通过涂敷，消除全部象素的位置偏移，尽力准确地在对应的位置上涂敷。 [0087] 在本实施例中，为了取得钯膜作为元件膜，首先在由水85：异丙醇(IPA)15构成的水溶液中溶解钯-脯氨酸络合物0.15重量％，取得了含有有机钯的溶液。再加入若干添加剂。

[0088] 作为液滴供给部件，利用使用了压电元件的喷墨装置，把点直径调整为60μm，向电极间提供该溶液的液滴(图7B)。然后，在空气中、350℃，把该基板加热烧结10分钟，成为氧化钯(PdO)。取得点的直径约为60μm、厚度最大为10nm的膜。

[0089] 这时取得的氧化钯膜的平面性和均匀性大大影响其后的元件特性。 [0090] 通过以上的步骤，在元件部分形成了氧化钯PdO膜。

[0091] [还原成形]

[0092] 在称作成形的本步骤中，对所述导电性薄膜进行通电处理，使内部产生裂缝，形成电子发射部。

[0093] 具体的方法是盖上蓬状盖，剩下所述基板周围的取出电极部分覆盖基板整体，在内部产生真空空间，通过外部电源从电极端子部向XY布线间外加电压，通过向电极间通电(图7C)局部使导电性薄膜破坏、变形或变质，形成高电阻状态的电子发射部(图7D)。 [0094] 这时，如果在包含若干氢气的真空气氛下通电加热，则通过氢促进了还原，氧化钯PdO变为钯Pd膜。

[0095] 在该变化时，由于膜的还原收缩，在一部分产生裂缝，但是该裂缝的发生位置和形状很受原来膜的均匀性的影响。

[0096] 为了抑制多个元件特性的偏移，希望所述裂缝发生在中央部，并且应该为直线状。 [0097] 须指出的是，在给定电压下，在通过成形而形成的裂缝附近也发生电子发射，但是在本阶段，发射效率很低。

[0098] 此外，取得的导电性薄膜的电阻值Rs，是从102到107Ω的 值。 [0099] 下面，参照图8A、8B，简单说明成形处理中使用的电压波形。 [0100] 外加的电压使用了脉冲波形，但是有外加脉冲峰值为恒定电压的脉冲的情形(图8A)和一边使脉冲峰值增加一边外加的情形(图8B)。

[0101] 在图8A中，T1和T2是电压波形的脉冲宽度和脉冲间隔，T1为1μsec～10msec，T2是10μsec～100msec，适当选择三角波的峰值(成形时的峰值电压)。 [0102] 在图8B中，T1和T2取同样的大小，把三角波的峰值(成形时的峰值电压)每次以0.1V的步长增加。

[0103] 须指出的是，成形处理的结束是在成形用脉冲间插入不会局部破坏、使导电性膜变形程度的电压例如0.1V左右的脉冲电压，测定元件电流，求出电阻值，在对成形处理前的电阻表现1000倍以上的电阻的时刻，可结束成形。

[0104] [活性化-碳的淀积]

[0105] 如上所述，在该状态下电子发射效率低。

[0106] 因此，为了提高电子发射效率，希望对所述元件进行称作活性化的处理。 [0107] 该处理是在有机化合物存在的适当的真空度的基础上，与所述成形同样，盖上蓬状盖，在与基板间的内部制造真空空间，从外部通过XY布线向元件电极重复外加脉冲电压，进行该处理。然后，导入包含碳原子的气体，在所述裂缝附近淀积由此而来的碳或碳化物作为碳膜的步骤。

[0108] 在本步骤中，使用三腈作为碳源，通过慢泄漏阀导入真空空间内，维持-41.3×10 Pa。导入的三腈的压力受真空装置的形状和真空装置中使用的构件等影响，但是-5 -2
适合为1×10 Pa～1×10 Pa左右。

[0109] 图11A、11B表示了活性化步骤中适用的外加电压的希望的一个例子。在10～20V的范围中适当选择外加的最大电压值。图11A中，T1是电压波形的正和负的脉冲宽度，T2是脉冲间隔，电压值设 定为正负的绝对值相等。此外，图11b中，T1和T1’分别是电压波形的正和负的脉冲宽度，T2是脉冲间隔，T1＞T1’，电压值设定为正负的绝对值相等。 [0110] 这时，提供给元件电极3的电压为正，元件电流If是从元件电极3流向元件电极2的方向为正。约60分钟后，在发射电流Ie几乎达到饱和的时刻停止了通电，关闭慢泄漏阀，结束了活性化处理。

[0111] 在以上的步骤中，能形成具有电子源元件的基板。

[0112] [基板特性]

[0113] 参照图9、图10说明通过上述的元件结构和制造方法形成的本发明电子发射元件的基本特性。

[0114] 图9是用于测定具有所述结构的元件的电子发射特性的测定评价装置的概略图。 [0115] 在流过电子发射元件的元件电极间的元件电流If和向阳极的发射电流Ie的测定时，把电源51、电流计50连接在元件电极2、3上，在该电子发射元件的上方配置有连接了电源53和电流计52的阳极54。在图9中，2、3表示元件电极，4表示包含电子发射部的薄膜(元件膜)，5表示电子发射部。此外，51是用于在元件上外加元件电压Vf的电源，50是用于测定流过包含元件电极2、3间的电子发射部的导电性薄膜4的元件电流If的电流计，54是用于捕捉从元件的电子发射部发射的发射电流Ie的阳极，53是用于在阳极54上外加电压的高压电源，52是用于测定从元件的电子发射部5发射的发射电流Ie的电流计。 [0116] 此外，本电子发射元件和阳极54设置在真空装置内，在该真空装置中具有排气泵56和未图示的真空计等真空装置必要的仪器，在所需的真空下，进行本元件的测定评价。须指出的是，在阳极的电压为1kV～10kV，阳极和电子发射元件的距离为2mm～8mm的范围中进行了测定。

[0117] 图10表示通过图9所示的测定评价装置测定的发射电流Ie和元件电流If的关系的典型例。须指出的是，发射电流Ie和元件电流 If显著不同，但是在图10中为了定性地比较研究If、Ie的变化，以线性刻度，以任意单位描述了纵轴。

[0118] 测定在元件电极间外加的电压12V时的发射电流Ie的结果平均为0.6μA，电子发射效率取得平均0.15％。此外，元件间的均匀性也好，各元件间的Ie的偏移取得了良好的值，是5％。

[0119] 本电子发射元件具有对于发射电流Ie的三个特性。

[0120] 首先，第一，从图10可知，本元件如果外加某电压(称作阈值电压，图10中的Vth)以上的元件电压，则发射电流Ie急速增加，而在阈值电压以下时，几乎检测不到发射电流Ie。即表示了作为具有对于发射电流Ie的明确阈值电压Vth的非线性元件特性。 [0121] 第二，因为发射电流Ie依存于元件电压Vf，所以能用元件电压Vf控制发射电流Ie。

[0122] 第三，由阳极54捕捉的发射电荷依存于外加元件电压Vf的时间。即阳极54捕捉的电荷量能通过外加元件电压Vf的时间控制。

[0123] [面板]

[0124] 参照图12和图13A、13B说明使用了所述简单矩阵配置的电子源基板的电子源、显示等中使用的图象形成装置的一个例子。

[0125] 通过所述密封工艺构成了管壳90。

[0126] 图13A、13B是面板上设置的荧光膜的说明图。荧光膜84当单色时只由荧光体构成，但是当为彩色荧光膜时，通过荧光体的排列，由称作黑条或黑底的黑色导电材料91和荧光体92构成。设置黑条和黑底的目的在于：通过使彩色显示时必要的三原色荧光体在各荧光体92间的分离布为黑色，使混色等不明显，抑制荧光膜84的外部光反射引起的对比度下降。

[0127] 此外，在荧光膜84的内表面一侧通常设置金属背85。金属背的目的在于：通过把荧光体的发光中向内表面一侧的光向面板86一侧镜面反射，提高亮度，作为用于外加电子束加速电压的阳极起作用。在荧光膜的制作后，进行荧光膜的内表面一侧的平滑化处理(通常称作镀膜)，然后用真空蒸镀淀积Al后，就能制作金属背。

[0128] 对面板82与背板81相同，使用等离子体显示器用电玻璃的少碱成分的PD-200(商品名，旭玻璃(株式会社))的材料。当该玻璃材料时，不发生玻璃的着色现象，如果板厚为3mm左右，则即使用10kV以上的加速电压驱动时，抑制2次发生的软X射线泄漏的屏蔽效果也是充分的。

[0129] 当进行所述密封时，当为彩色时，使各色荧光体和电子发射元件对应，所以希望用上下基板的定位法等进行充分的对位。

[0130] 除了密封时的真空度要求为10的负6次方托(1×10-4Pa)以下的真空度，为了维持管壳90的密封后的真空度，有时也进行吸气剂处理。这些是在进行管壳90的密封之前或密封后，通过电阻加热或高频加热，加热配置在管壳内的给定位置(不图示)的吸气剂，形成蒸镀膜的处理。吸气剂通常以Ba为主成分，通过该蒸镀膜的吸附作用，例如维持1×10-3 -5的负5次方到1×10的负7次方[Torr](1×10 ～1×10 Pa)的真空度。

[0131] [图象显示元件]

[0132] 根据所述表面传导型电子发射元件的基本特征，在阈值电压以上时，通过外加在相对的元件电极间的脉冲电压的峰值和宽度控制来自电子发射部的发射电子，通过它的中间值控制电流量，因此能显示中间色调。

[0133] 此外，在配置了多个电子发射元件时，如果通过各线的扫描线信号决定选择线，通过各信息信号线适当在各元件上外加所述脉冲状电压，就能在任意元件上适当外加电压，能使各元件导通。

[0134] 此外，作为按照具有中间色调的输入信号，调制电子发射元件的方式，能列举电压调制方式、脉冲宽度调制方式。

[0135] 下面，参照图14说明具体的驱动装置。

[0136] 图14表示利用了使用简单矩阵配置电子源而构成的显示面板的基于NTSC方式电视信号的电视显示用图象显示装置的结构例。

[0137] 在图14中，101是图象显示面板，102是扫描电路，103是控制电路，104是移位寄存器，105是行存储器，106是同步信号分离电 路，107是信息信号发生器，Vx和Va是直流电压源。

[0138] 在使用了电子发射元件的图象显示面板101的X布线上连接着外加扫描线信号的X驱动器102，在Y布线上连接着外加信息信号的Y驱动器的信息信号发生器107。 [0139] 为了实施电压调整方式，作为信息信号发生器107，产生一定长度的电压脉冲，但是使用按照输入的数据，适当调制脉冲峰值的电路。此外，为了实施脉冲宽度调制方式，作为信息信号发生器107，产生一定峰值的电压脉冲，但是使用按照输入的数据，适当调制脉冲宽度的电路。

[0140] 控制电路103根据从同步信号分离电路106发送的同步信号Tsync，对各部产生Tscan、Tsft、Tmry等各控制信号。

[0141] 同步信号分离电路106是从由外部输入的NTSC方式的电视信号分离同步信号成分和亮度信号成分的电路。该亮度信号成分与同步信号同步输入到移位寄存器104中。 [0142] 移位寄存器104把按时间系列串行输入的所述亮度信号按图象的每一行进行串行/并行变换，根据从控制电路103发送的移位时钟工作。串行/并行变换了的图象一行的数据(相当于电子发射元件n元件的驱动数据)作为n个并行信号从所述移位寄存器104输出。

[0143] 行存储器105是用于只在必要的时间中存储图象一行的数据的存储装置，存储的内容输入到信息信号发生器107。

[0144] 信息信号发生器107是用于按照各亮度信号，恰当驱动各电子发射元件的信号源，该输出信号通过Y布线输入到显示面板101内，通过X布线外加到与选择中的扫描线的交点的电子发射元件上。

[0145] 通过依次扫描X布线，能驱动面板整个面的电子发射元件。

[0146] 如上所述，在本实施例中制作的图象显示装置中，通过面板内的XY布线在各电子发射元件上外加电压，使电子发射，通过图12所示的高压端子Hv，在阳极的金属背85上外加高压，把产生的电子束加速，通过使其撞击荧光膜84，能显示图象。 [0147] 这里描述的图象形成装置的结构是本发明的图象形成装置的结构的一个例子，根据本发明的技术思想，能有各种变形。关于输入信号，列举了NTSC方式，但是输入信号并不局限于此，PAL、HDTV等也相同。

[0148] [实施例2]

[0149] 在图18中表示本发明的又一实施例中的管壳周边部的接合部的概略截面构造。在本实施例中，作为用于确保密封的第一区域，只在图象显示区域一侧形成第一基板的下伸层204b，用于确保接合力的第二区域只存在于其外侧，此外与实施例1相同。 [0150] [实施例3]

[0151] 图19表示本发明又一实施例中的管壳周边部的接合部的概略截面构造。 [0152] 在本实施例中，框即支撑框86和第二基板即背板81的接合也通过In膜进行。在框即支撑框86的背板一侧的面上，作为为了确保密封性的第一区域，只在图象显示一侧形成下伸层204b，用于确保接合力的第二区域只存在于其外侧。其他与实施例2同样。如果用In进行接合，就能用低温的接合工艺实现。

[0153] 须指出的是，在上述的各实施例中，面板为第一基板，背板为第二基板。特别是在实施例1中，说明第一基板即面板具有第一区域和第二区域的结构，在实施例3中，说明了在与框的第二基板即背板接合的面上具有第一区域和第二区域的结构。可是，面板为第一基板、背板为第二基板是为了便于说明，并不局限于此，也可以在背板上设置具有第一区域和第二区域的接合面，此外，可以在与框的面板接合的面上设置第一区域和第二区域。 [0154] 此外，在上述的结构中，作为第一区域，采用在基板的母材上形成了膜的区域，作为第二区域，采用了基板的母材露出的区域，但是并不局限于此。例如，采用作为第二区域，形成与第一区域的组成不同的膜的结构。

[0155] 在所述实施例1、2、3中，在真空环境下进行密封工艺，但是 当在大气气氛环境下进行密封，然后从另外设置的孔对面板内部进行排气，形成具有真空间隙的管壳时，本发明也是有效的。大气气氛环境下，低熔点金属的表面氧化膜更厚，所以容易破坏氧化膜的本发明构造效果变得更显著。

[0156] 在以上所述的实施例中，因为难以受到低熔点金属表面氧化膜的影响，所以成品率提高，因为低温下的接合工艺，所以能以低价维持高真空，能取得难以破坏的管壳。