CN100419939C - 通电处理方法和电子源衬底的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通电处理方法和电子源衬底的制造方法。本发明公开了一种通电处理方法，对配置在衬底上的多个导体在气密气氛下进行通电处理，所述通电处理方法的特征在于：上述衬底上的、配置有多个导体的区域S₀与该区域S₀的周边区域S₁的通电处理时的平均温度差为15℃以上；在上述衬底中，上述区域S₀的宽度L₀和上述区域S₁的宽度L₁满足关系式：L₁/L₀＞EαΔT/σth-1，能防止因在通电区域及其周边区域上产生的衬底温度差而引起的衬底裂纹。在此，ΔT是上述平均温度差，单位为K；E是衬底的拉伸弹性模量，单位为Pa；α是衬底的线膨胀系数，单位为/K；σth是衬底的材料常数，单位为Pa；L₀、L₁的单位为m。

Description

通电处理方法和电子源衬底的制造方法

技术领域

本发明涉及对配置在衬底上的多个导体的通电处理方法，特别是涉及能防止因通电处理时衬底的温度差引起衬底裂纹的通电处理方法，进而涉及配置有应用这种通电处理方法的多个电子发射元件的电子源衬底的制造方法和制造装置，以及图象形成装置的制造方法。

背景技术

以往，作为电子发射元件，众所周知的有大致分为使用热电子发射元件和冷阴极电子发射元件的二种元件。在冷阴极电子发射元件中，已知有电场发射型、金属/绝缘层/金属型和表面传导型电子发射元件等。

表面传导型电子发射元件，是通过在形成于衬底上的小面积的导电膜上与膜平行地流过电流，来利用产生电子发射的现象的元件。本申请人，对具有新结构的表面传导型电子发射元件和其应用有许多提案。其基本构成、制造方法，例如公开在特开平7-235255号公报、特开平8-171849号公报等上。

在上述专利文献中记载的表面传导型电子发射元件，其特征在于：由在衬底上相对的一对元件电极，和与该元件电极连接在其一部分上具有电子发射部分的导电膜组成。另外，在上述导电膜的一部分上形成了龟裂。另外，在上述龟裂的端部上，形成把碳或者碳化合物的至少一方作为主要成分的堆积膜。

通过把这样的电子发射元件在衬底上配置多个，用配线电连接各电子发射元件，可以制成具备多个表面传导型电子发射元件的电子源衬底。

另外，通过组合上述电子源衬板和荧光体，可以形成图象形成装置的显示板。

以往，这种电子源衬底的制造如以下那样进行。

首先，在衬底上，形成由导电膜以及与该导电膜连接的一对元件电极组成的多个元件；连接多个该元件的配线。下面，把已制成的电子源衬底的一部分(至少包含上述导电膜的形成区域)设置在真空室内。下面，在排出真空室中的气体后，通过探针等和配线向该元件施加电压，在各元件的导电膜上形成龟裂(以下称为成形)。然后，向该真空室导入包含有机物质的气体，在规定的有机物质的气体分压力下向该各元件再次施加电压，在该龟裂端上堆积碳，或者碳化合物(以下称为活性化)。

另外，在特开平2000-311594号公报上，如图10所示，记载了用衬底和覆盖它的容器形成气密氛围，向被配置在衬底表面上的导电膜进行通电(成形，活性化)处理。

在图10中，1010是衬底，1011是支撑体，1012是真空容器，1015是气体导入口，1016是排气口，1018是密封部件，1019是扩散板，1020是加热器，1021是氢气或者有机物质气体，1022是输送气体，1023是水分去除过滤器，1024是气体流量控制装置，1025a～1025f是阀门，1026是真空泵，1027是真空计，1028是配管，1032是由电源以及电流控制系统构成的驱动驱动器，1031是连接衬底的取出配线和驱动驱动器的配线，1033是扩散板1019的开口部分，1041是热传导构件。

支撑体1011，是保持衬底1010固定的支撑体，具有由真空夹紧机构、静电夹紧机构或者固定卡具等，机械地固定衬底1010的功能。

在真空容器1012上，连接有用于排出容器内部的气体的真空泵1206和把有机物质作为气体导入容器内部的气体导入装置。

在支撑体1011上配置衬底1010，用用于排出包含被形成在衬底上的多个元件的一部分区域的气体的真空容器1012罩在衬底面上。由此，把具有被形成在衬底上的多个元件的区域面排成真空，可以使有机物质暴露在所希望的压力、分压的气体氛围中。进而，因为与被形成在衬底上的多个元件连接那样形成的多条配线的一部分露出，所以可以经由探针单元(未图示)从驱动驱动器1032向构成各元件的一对电极提供所希望的电气信号(电位)。

活性化工序结束后，从衬底面上取下容器1012，进而从支撑体1011上剥离得到的衬底1010成为电子源衬底。

虽然采用以上的制造方法，但为了缩短电子源衬底制造的生产时间，和提高电子源特性，在上述活性化步骤中在含有有机物质的气体中把施加在该各元件上的电压波形设置为高能率是必不可少的。

另一方面，根据用户对最近的液晶显示器和等离子显示器等的要求，要求窄边构造。

根据采用在以往的活性化工艺中的有机气体中的通电方法，如果对窄边电子源衬底进行高能率通电，则主要是电子源衬底上的电子发射元件形成区域(衬底中央部分)因发热而温度上升，由于电子源衬底和周边部分的温度差引起的热应力，有可能在电子源衬底边上产生裂纹。

也有通过冷却电子源衬底的电子发射元件形成区域的背面，加热周边部分谋求缓解应力的方法，但因为在衬底厚度方向上进行热回收，所以高能率越高，在衬底正反面的温度差越大，在应力缓和效果上也有限。

发明内容

鉴于以上问题的存在，本发明的目的在于：提供一种能防止因在通电区域(发热区域)及其周边区域上产生的衬底的温度差而引起衬底裂纹的通电处理方法。

另外，本发明还提供一种实现电子源衬底的电子发射元件的特性提高、批量生产性提高、成品率提高的电子源衬底的制造方法和制造装置。

进而，本发明的目的在于提供图象质量优异的平面型的图象形成装置的制造方法。

本发明是对配置在衬底上的多个导体的通电处理方法，所述通电处理方法的特征在于：

上述衬底上的、配置有多个导体的区域S₀与该区域S₀的周边区域S₁的通电处理时的平均温度差为15℃以上，

在上述衬底中，上述区域S₀的宽度L₀和上述区域S₁的宽度L₁满足关系式：L₁/L₀＞EαΔT/σth-1

在此，ΔT是上述平均温度差，单位为K；E是衬底的拉伸弹性模量，单位为Pa；α是衬底的线膨胀系数，单位为/K；σth是衬底的材料常数，单位为Pa；L₀、L₁的单位为m。

另外，本发明，在对配置在衬底上的多个导体在气密气氛下进行通电，使该导体的一部分具有电子发射功能的电子源衬底的制造方法中，

上述衬底上的、配置有多个导体的区域S₀与该区域S₀的周边区域S₁的通电处理时的平均温度差为15℃以上；

在上述衬底中，上述区域S₀的宽度L₀和上述区域S₁的宽度L₁满足关系式：

L₁/L₀＞EαΔT/σth-1，

在此，ΔT是上述平均温度差，单位为K；E是衬底的拉伸弹性模量，单位为Pa；α是衬底的线膨胀系数，单位为/K；σth是衬底的材料常数，单位为Pa；L₀、L₁的单位为m。

附图说明

图1是模式化展示在本发明的电子源衬底的制造装置中用于在气密气氛下进行通电的部分的剖面图。

图2是模式化展示在本发明的电子源衬底的制造装置中用于把通电处理后的衬底切割为所希望大小的部分的剖面图。

图3是用于说明因通电区域和其周边区域的温度差为衬底上产生的力的图。

图4是模式化展示本发明的实施例的电子源衬底的构成的平面图。

图5是剖开一部分展示图象形成装置的构成的立体图。

图6是展示本发明的电子发射元件的构成的平面图。

图7是展示本发明的电子发射元件的构成的平面图。

图8是展示本发明的电子源衬底的平面图。

图9是用于说明本发明的电子源衬底的制成方法的平面图。

图10是模式化展示以往的电子源衬底的制造装置的剖面图。

具体实施方式

本发明是对配置在衬底上的多个导体的通电处理方法，所述通电处理方法的特征在于：

上述衬底上的、配置有多个导体的区域S₀与该区域S₀的周边区域S₁的通电处理时的平均温度差为15℃以上，

在上述衬底中，上述区域S₀的宽度L₀和上述区域S₁的宽度L₁满足关系式：L₁/L₀＞EαΔT/σth-1，

在此，ΔT是上述平均温度差，单位为K；E是衬底的拉伸弹性模量，单位为Pa；α是衬底的线膨胀系数，单位为/K；σth是衬底的材料常数，单位为Pa；L₀、L₁的单位为m。

另外，本发明，在对配置在衬底上的多个导体在气密气氛下进行通电，使该导体的一部分具有电子发射功能的电子源衬底的制造方法中，

上述衬底上的、配置有多个导体的区域S₀与该区域S₀的周边区域S₁的通电处理时的平均温度差为15℃以上，

在上述衬底中，上述区域S₀的宽度L₀和上述区域S₁的宽度L₁满足关系式：

L₁/L₀＞EαΔT/σth-1，

在此，ΔT是上述平均温度差，单位为K；E是衬底的拉伸弹性模量，单位为Pa；α是衬底的线膨胀系数，单位为K；σth是衬底的材料常数，单位为Pa；L₀、L₁的单位为m。

上述本发明的电子源衬底的制造方法，作为理想实施方式，包含：

“具有在进行上述通电处理后，把上述衬底切断为所希望大小的切断工序”；

“上述切断工序具有：遮盖上述导体区域的防尘工序，轮刀式切割切断工序，或者切割切断工序，或者喷砂切断工序等的切断工序”，进而“具有切断后的衬底周边部分的磨边工序和研磨工序和洗净工序”；

“在上述气密氛围下进行通电的工序具有：用容器遮盖上述衬底上的上述导体的区域的覆盖工序，和在该覆盖工序后的气体排气工序和导入工序”；

“上述导体由一对电极和被形成在该电极间的导电膜组成，该电极和配线电连接，在上述通电处理后该导电膜成为表面传导型电子发射元件”。

另外，本发明是对配置在衬底上的多个导体，在气密气氛下进行通电，使该导体的一部分具有电子发射功能的电子源衬底的制造装置，其特征在于包含：固定支撑上述衬底的固定装置；控制该衬底的氛围气体的氛围气体控制装置；通电处理后把该衬板切断为所希望的大小的切断装置。

上述本发明的电子源衬底的制造装置，作为理想实施方式，

“上述衬底上的、配置有多个导体的区域S0与该区域S0的周边区域S1的通电处理时的平均温度差为15℃以上，

上述衬底，是上述区域S₀的宽度L₀[m]和上述区域S₁的宽度L₁[m]满足以下关系式的衬底。

L₁/L₀＞EαΔT/σth-1

(在此，ΔT[K]是上述平均温度差，E[Pa]是衬底的拉伸弹性模量，α[/K]是衬底的线膨胀系数，σth[Pa]是衬底的材料常数)。”；

“可以处理上述材料常数σth是20×10⁶[Pa]的电子源衬底”；

“上述切断装置具有：旋转切断，或者切割切断，或者喷砂切断等的切断装置、覆盖上述导体区域的防尘装置”；进而，“具有切断后的衬底周边部分的磨边装置和研磨装置和洗净装置”；

“上述气体氛围控制装置由遮盖上述衬底上的上述导体区域的容器组成，在该容器上具备气体排出装置和导入装置；

“上述固定装置在该固定装置上具备真空吸引上述衬底的装置”；

“上述固定装置在该固定装置上具备静电吸引上述衬底的装置”；

“上述固定装置在该固定装置上具备控制上述衬底的温度的由加热装置和冷却装置组成的控制装置”。

本发明的通电处理方法，涉及对配置在衬底上的多个导体的通电处理方法，其目是要防止因在通电区域(即，配置有导体的区域)和其周边区域上产生的衬底的温度差，引起衬底裂纹。本发明的通电处理方法，具体地说，例如，可以很好地适用于在表面传导型电子发射元件制造工艺中的活性化等的通电处理工序。以下以具有该表面传导型电子发射元件的电子源衬底的制造为例子具体地说明本发明的实施方式。

图1、图2是展示本发明的理想实施方式1的电子源衬底的制造装置的剖面图。图1展示用于在被配置在衬底上的多个导体在气密气氛下进行通电的装置部分，图2展示用于把通电处理后的衬底切断为所希望的大小的装置部分。

在图1和图2中，10是衬底，11是支撑体，12是真空容器，15是气体导入口，16是排气口，18是密封部件，19是扩散板，20a、20b是加热器，21是氢气或者有机物质气体，22的输送气体，23是水分去除过滤器，24是气体流量控制装置，25a～25f是阀，26是真空泵，27是真空计，28是配管，31是连接被形成在衬底10上的取出配线(未图示)和驱动驱动器的配线，32是由电源以及电流控制系统组成的驱动驱动器，33是扩散板19的开口部分，41是热传导构件。6是衬底10上的配置有导体的区域(下面，称为“导体形成区域”)，70是切断装置，71是防尘装置，72是切断式固定台，73是表示衬底切断部分的中心线，74是切断时的固定台退料部分。

支撑体11，是保持固定衬底10的部分，具有由真空夹紧机构、静电夹紧机构，或者机械性固定卡具等固定衬底10的功能。在支撑体11内部上设置加热器20a、20b，可以根据需要经由热传导构件41加热衬底10。

热传导构件41，被配置在支撑体11上，可以设置成在支撑体11和衬底10之间夹持着，或者被埋入支撑体11，使得不妨碍保持固定衬底10的机构。

热传导构件41吸收衬底的弯曲、波纹，把对衬底的电气处理工序中的发热可靠地传递到支撑体11上散热。

作为热传导构件41，可以使用硅脂、油硅、胶状物质等粘性液体状物质。当作为粘性液体状物质的热传导构件41有在支撑体11上移动的危害时，可以在支撑体11上设置停留机构，使得粘性液状物质停留在支撑体11上的规定的位置以及区域，即，至少停留在衬底10的导体形成区域上。这可以是在O形圈或者耐热性的袋子中装入液态粘性物质，作为密封的热传导构件。

另一方面，作为热传导构件41也可以使用弹性构件。作为弹性构件，可以使用特富隆(注册商标)树脂等的合成树脂材料、硅橡胶等的橡胶材料、铝等的陶瓷材料，铜和铝的合金材料等。

加热器20a、20b是一并设置温度控制用热电偶的加热器和冷却器。是两者都被密封的管状，在其中封入温度调节介质。

真空容器12，是玻璃或者不锈钢制容器，理想的是来自容器内壁的释放气体由少量的材料组成。真空容器12，除了衬底10的取出配线部分，遮盖导体形成区域6，是至少耐受1.33×10^-1Pa的大气压力的构造。

密封部件18，是用于保持衬底10和真空容器12的气密性的部件，使用O型圈和橡胶制成的密封等。

在有机物质气体21中使用在后述的电子发射元件的活性化中使用的有机物质，或者以氮气、氦气、氩气等稀释有机物质的混合气体。另外，在进行后述的成形的通电处理时，还可以把用于促进导电膜的龟裂形成的气体，例如具有还原性的氢气等导入真空容器12内。这样，在其他的工序中导入气体时，使用导入配管、阀25e，只要把所希望的系统通过导入配管28连接到真空容器12就可以使用。

作为在上述电子发射元件的活性化中使用的有机物质，可以列举链烷、链烯羟、链炔的脂肪族碳氢化物类、芳香族碳氢化物类、乙醇类、醛类、酮类、氨类、腈类、苯酚类、碳、磺酸等的有机酸类等。更具体地说，可以使用以甲烷、乙烷、丙烷等的用C_nH_2n+2表示的饱和碳氢化物，以乙烯，丙烯等的用C_nH_2n等的组成式子表示的不饱和碳氢化物，苯、甲苯、甲醇、乙醇、乙醛、丙酮、丁酮、甲胺、乙胺、苯酚、苯甲腈、乙腈等。

也可以根据在活性化中使用的有机物质的种类，但在本实施方式中上述有机物质气体的分压理想的是10^-4～10^-1Pa。

有机气体21，在有机物质在常温下是气体的情况下可以直接使用，在常温下是液体，或者固体的情况下在容器内使其蒸发或者升华使用。或者可以以把他和稀释气体混合等的方法使用。在输送气体22中，使用氮气，或者氩气、氦气等的惰性气体。

有机气体21和惰性气体22以一定的比例混合，被导入真空容器12内，两者的流量以及混合比例由气体流量控制装置24控制，气体流量控制装置24由质量流量控制器以及电磁阀等构成。这些混合气体，根据需要在由被设置在配管28周围上的加热器(未图示)加热至所希望的温度后，从导入管15被导入到真空容器12内。混合气体的加热温度希望加热至和衬底10的温度相同。

进而，在配管28的途中设置水分除去过滤器23，理想的是除去导入气体中的水分。在水分除去过滤器23中，可以使用硅胶、分子筛、氢氧化镁等的吸湿材料。

被导入真空容器12中的混合气体，通过排气口16，用真空泵26以一定的排气速度排气，真空容器12内的混合气体的压力被保持一定。真空泵26是干式泵(dry pump)、刮板泵、涡旋泵(scrollpump)等低真空用泵，理想的是无油泵。

另外，如果在真空容器12的气体导入口15和衬底10之间设置扩散板19，则因为混合气体的流动受到控制，向衬底整个面上均匀地提供有机物质，所以电子发射元件的均匀性进一步提高。作为扩散板19，如图1所示，可以使用具有开口部分33的金属板等。

衬底10的取出电极(未图示)，在真空容器12的外侧上，用TAB配线和探针等从配线31连接到驱动驱动器32。

在本实施方式中，真空容器12因为只要遮盖衬底10上的导体形成区域6即可，所以装置可以小型化。另外，因为衬底10的取出电极部分在真空容器外，所以可以容易进行衬底10和用于进行电气处理的驱动驱动器32的电连接。

如上所述，在真空容器12内流过包含有机物质的混合气体的状态下使用驱动驱动器32，通过经由配线31在衬底10上的各元件上施加脉冲电压，可以进行元件的活性化。

在具有表面传导型电子发射元件的电子源衬底的制造时，从元件特性的提高，和加工时间缩短的请求出发，使在活性化时施加的电压脉冲高能率化是不可缺少的。

但是，随着高能率化，衬底10上的发热区域(相当于导体形成区域6)和其背面、周边部分的温度差ΔT₁、ΔT₂扩大，其状况如图3所示。其结果，在衬底10的周边边缘部分上有大的拉伸应力作用，衬底的破损概率激增。

为了防止这样的衬底破损，从衬底背面，使来自衬底10的发热区域(导体形成区域6)的热高效率地散出的构成是公知的构成，但随着发热量的增加温度差ΔT₂增加是不可避免的。进而，近年来，作为液晶显示器和等离子显示器的趋势是用户青睐窄边构造，使图象形成区域(导体形成区域6)和电子源衬底的大小接近，希望周边部分很窄。

因导体形成区域6中的发热而在衬底的周边部分上作用的应力σ，近似可以用导体形成区域6和周边部分的平均温度差ΔT(ΔT₁+ΔT₂/2)和宽度比L₁/L₀、衬底10的线膨胀系数α和弹性系数(拉伸弹性模量)E如式(1)那样表示。

σ＝EαΔT/(L₁/L₀+1)...式(1)

该式子的意义是，因为随着高能率化温度差ΔT增加，随着窄边化宽度比L₁/L₀减少，所以产生应力增加。

本发明人克服许多困难，经过艰苦努力和锐意研究的结果，实现了高能率化和窄边化两全的本发明。即，因为不得不接受温度差ΔT，所以在活性化加工时使用宽度比L₁/L₀大的衬底，在加工后，在适宜的时刻切断，制成所希望的窄边衬底。

一般在作为衬底10使用玻璃衬底方面，为了促进高成品率稳定的加工，理想的是设置成衬底的材料常数σth＝20×10⁶[Pa]。如果把式(1)变形为宽度比L₁/L₀，则为式(2)所示。

L₁/L₀＞EαΔT/σth-1...式(2)

即，如果求平均温度差ΔT、衬底10的弹性系数E和线膨胀系数α，则求最低限度必要宽度比L₁/L₀。如果采用本发明人的研究，则上述温度差ΔT如果比15℃大，则衬底裂纹的频度增加，通过设计L₁以及L₀使得满足式(2)关系(即通过留出较大的抹糨糊的部分)，可以大大减少衬板裂纹的频度。

如果采用本实施方式的制造装置和制造方法，则可以成品率好，即批量生产性好地生产高能率活性化和窄边衬底，另一方面，通过提高电子源特性可以得到更明亮低电力消耗的窄边显示板。

[实施例]

下面，举具体的实施例详细说明本发明，但本发明并不限于这样的实施例，还包含在本发明的目的实现的范围内进行的各要素的置换和设计变更。

[实施例1]

本实施例1，是使用本发明的制造装置，制造具备多个图6、图7所示的表面传导型电子发射元件的图8所示的电子源衬底的例子。进而，在图6至图8中，10是衬底，2、3是元件电极，4是导电膜，29是碳膜，5是碳膜29的间隙，G是导电膜4的间隙。

用胶版印刷法在形成有SiO₂层的玻璃衬底10(尺寸是350mm×300mm，厚度2.8mm)上印刷Pt膏，加热烧成，形成图9所示的厚度50nm的元件电极2、3。另外，通过网板印刷法，印刷Ag膏，通过加热烧成，形成图9所示的X方向配线7(240条)以及Y方向配线8(720条)，在X方向配线7和Y方向配线8的交叉部分上用网板印刷法，印刷绝缘膏，通过加热烧成形成绝缘层9。

下面，在元件电极2、3之间使用气泡喷射(注册商标)方式的喷射装置，滴下钯络合物液体，在350℃下加热30分钟形成由氧化物钯(PdO)的微粒子组成的图9所示的导电膜4。导电膜4的膜灰度是20nm。

如上所述，制成把由一对元件电极2、3以及导电膜4组成的导体的多个用X方向配线7以及Y方向配线8矩阵配线的衬底10。进而，图象形成区域(导体形成区域6)的大小是165.6mm×165.6mm。

观察衬底的翘企、波纹的地方，因衬底自身具有的翘企、波纹以及由于上述中的加热工序产生的预想的衬底的翘企、波纹，相对衬底中央部分。边缘有0.5mm左右的翘企的状态。

如上所述把形成有导体的衬底10固定在图1所示的制造装置的支撑体11上。在支撑体11和衬底10之间，夹持厚度1.5mm的热传导性橡胶密封41。

下面，隔着硅橡胶制的密封部件18把不锈钢制真空容器12设置成衬底10上的取出配线在该真空容器12的真空外部。在衬底10上，把形成有图1所示的开口部分33的金属板设置成扩散板19。

下面，打开排气口16一侧的阀25f，用真空泵26(涡旋泵)把真空容器12内排气至1.33×10^-1Pa左右后，为了除去附着在排气装置的配管、衬底10上的水分，使用配管加热器(未图示)和衬底10用加热器20a、20b，使温度上升到120℃，在保持2个小时后，徐徐降低到室温。

在衬底10的温度恢复到室温后，使用经由图1所示的配线31与取出配线(未图示)连接的驱动驱动器32，通过X方向配线7以及Y方向配线8，在各元件电极2、3之间施加电压，成形处理导电膜4，在各导电膜4上形成图7所示的间隙G。

接着，使用同一装置进行活性化处理。打开图1所示的气体供给用的阀25a至25d以及气体导入口15一侧的阀25e，把有机物质气体21和输送气体22的混合气体导入真空容器12内。在有机气体21中，使用1％乙烯混合氮气，在输送气体22中使用氮气。两者的流量，分别被设置成40sccm以及400sccm。一边看着排气口16一侧的真空计27的压力，一边调整阀25f的开关度，使真空容器12内的压力变为133×10²Pa。

从有机物质气体导入开始约30分钟后，使用驱动驱动器32，通过X方向配线7以及Y方向配线8向各元件电极2、3之间施加电压进行活性化处理。控制电压在25分钟从10V上升到17V，脉冲宽度是1ms，频率是100Hz，活性化时间是30分钟。进而，活性化使用把Y方向配线8全部以及X方向配线7的非选择行共用连接在GND(接地电位)，选择X方向配线7的24行，在24行的选择行中用顺序施加1ms的脉冲电压的方法进行，通过重复10次上述方法，对X方向的全部行进行活性化。因为以上述方法进行，所以全行的活性化在5个小时结束。

以往，因为选择10行重复24次上述活性化，所以全部行的活性化需要12个小时。进而，通过高能率化，元件特性的提高也得到了确认。

如本实施例所示当进行了高能率活性化的情况下，图3所示的电子源衬底10的导体形成区域6和周边部分的平均温度差ΔT为60℃。如果把导体形成区域6的宽度设置为L₀，把周边部分的宽度设置为L₁，根据上述式(2)考虑宽度比L₁/L₀，则可以得到以下结果。

L₁/L₀＞0.64

但是，在本实施例中使用的衬底是PD200玻璃，弹性系数E＝77.5×10⁹[Pa]，线膨胀系数α＝79×10^-7[/℃]，σth＝20×10⁶[Pa]。

根据上述条件，得到L₀＝165.6mm，L₁＞105mm，因为在本实施例中的条件下的衬底大小需要在270.6mm以上，所以如图4所示，采用350mm×300mm(导体形成区域大小165.6mm×165.6mm)。切断后的大小是265.6mm×265.6mm。通过采用本实施例的制造装置以及制造方法，不会产生衬底裂纹，可以稳定地进行活性化处理。

在每条X方向配线上测定活性化结束时的元件电流If(在电子发射元件的元件间流过的电流)，比较元件电流If的结果，其值是约1.35A至1.56A，平均是1.45A(每个元件相当于2mA)，该每条线的离散是约8％，可以进行良好的活性化处理。

在上述活性化处理结束的电子发射元件中，如图6、图7所示隔着间隙5形成碳膜29。

另外，在进行上述活性化处理时，使用带差动排气的质谱测定装置，进行排气口16一侧的气体分析后，在和上述混合气体导入同时，氮气以及乙烯的质量数(mass number)28和乙烯的片段(fragment)的质量数(mass number)26瞬间增加饱和，两者的值在活性化处理中大致一定。

下面，为了把如上述那样制成电子源衬底10设置为窄边衬底，如图2所示，把电子源衬底10在切断时改变在固定台72上的位置，用作为防尘装置的盖71覆盖导体形成区域6。接着，用作为切断装置的旋转切断器70切断衬底端部，其后用未图示的磨边装置和研磨装置和洗净装置进行磨边、研磨、洗净。

进而，切断是留下X方向配线7、Y方向配线8。切断方法，并不限定于本实施例，除了旋转切断器外，可以适用切割切断法、喷砂法等一般的方法。

使用这样制成的电子源衬底10制造图5所示那样的图象形成装置(显示板)。在图5中，69是电子发射元件，62是支撑框架，66是由玻璃衬底63、金属覆层64和荧光体65组成的阴极射线荧光屏，68是显示板。

首先，从电子源衬底10开始在2mm上方隔着支撑框架62和间隔物(未图示)设置阴极射线荧光屏66。进而，在板上还设置用于把板内部设置为真空的排气管(未图示)和吸气剂(未图示)。板的密封在氩气氛围中在420℃进行。

然后，在图5所示的板上连接未图示的X方向、Y方向配线驱动，和高压电源，把对阴极射线荧光屏66的金属覆层64的高压设置为8kV，进行图象显示。作为比较例，使用上述的方法制成在以往方法的低活性化中的板，明显地在亮度、成本方面，基于本发明的板优异。另外，在本发明中因为可以抑制因热应力引起的衬底裂纹，所以可以实现成品率、批量生产能力的提高。

如果采用发明的通电处理方法，则可以有效地防止因在通电区域(发热区域)和其周边区域上产生的衬底的温度差而引起衬底裂纹，例如通过应用于电子源衬底以及图象成形装置的制造工艺中，可以实现图象质量提高(高能率活性化)、产品附加价值提高(窄边构造)、成本下降(成品率，批量生产性)。

Claims (8)

1. 一种通电处理方法，对配置在衬底上的多个导体在气密气氛下进行通电处理，所述通电处理方法的特征在于：

上述衬底上的、配置有多个导体的区域S₀与该区域S₀的周边区域S₁的通电处理时的平均温度差为15℃以上；

在上述衬底中，上述区域S₀的宽度L₀和上述区域S₁的宽度L₁满足关系式：L₁/L₀＞EαΔT/σth-1，

在此，ΔT是上述平均温度差，单位为K；E是衬底的拉伸弹性模量，单位为Pa；α是衬底的线膨胀系数，单位为/K；σth是衬底的材料常数，单位为Pa；L₀、L₁的单位为m。

2. 一种电子源衬底的制造方法，对配置在衬底上的多个导体在气密气氛下进行通电，使该导体的一部分具有电子发射功能，所述电子源衬底的制造方法的特征在于：

上述衬底上的、配置有多个导体的区域S₀与该区域S₀的周边区域S₁的通电处理时的平均温度差为15℃以上；

在上述衬底中，上述区域S₀的宽度L₀和上述区域S₁的宽度L₁满足关系式：L₁/L₀＞EαΔT/σth-1，

在此，ΔT是上述平均温度差，单位为K；E是衬底的拉伸弹性模量，单位为Pa；α是衬底的线膨胀系数，单位为/K；σth是衬底的材料常数，单位为Pa；L₀、L₁的单位为m。

3. 根据权利要求2所述的电子源衬底的制造方法，其特征在于包括：

切断工序，在进行了上述通电处理之后，把上述衬底切断为所希望的大小。

4. 根据权利要求3所述的电子源衬底的制造方法，其特征在于包括：

上述切断工序具有：

防尘工序，遮盖上述导体区域；和

切断工序，

所述切断工序为切割切断工序或者喷砂切断工序。

5. 根据权利要求4所述的电子源衬底的制造方法，其特征在于：

所述切割切断工序为轮刀式切割切断工序。

6. 根据权利要求3所述的电子源衬底的制造方法，其特征在于包括：

切断后的衬底周边部分的磨边工序；

研磨工序；和

洗净工序。

7. 根据权利要求2所述的电子源衬底的制造方法，其特征在于：

在上述气密氛围下进行通电的工序具有：

用容器遮盖上述衬底上的上述导体区域的遮盖工序；

在该遮盖工序之后的气体排气工序；和

导入氢气或者有机物质气体的导入工序。

8. 根据权利要求2所述的电子源衬底的制造方法，其特征在于：

上述导体由一对电极和形成在该一对电极间的导电膜组成，该一对电极的每个电极分别与不同的配线电连接。

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