JP2001250473A - Manufacturing device and method for electron source - Google Patents

Manufacturing device and method for electron source

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JP2001250473A
JP2001250473A JP2000061087A JP2000061087A JP2001250473A JP 2001250473 A JP2001250473 A JP 2001250473A JP 2000061087 A JP2000061087 A JP 2000061087A JP 2000061087 A JP2000061087 A JP 2000061087A JP 2001250473 A JP2001250473 A JP 2001250473A
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JP
Japan
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electron
electron source
container
manufacturing
gas
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JP2000061087A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideji Kawasaki
秀司 川崎
Yasue Sato
安栄 佐藤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron source manufacturing device capable of lowering the partial pressure of the residual water at a high speed to remove the influence of the residual water and to reduce the manufacturing cost. SOLUTION: Light is irradiated on an evacuated vacuum after the forming process for the electron source, or ionized gas is led and irradiated after completion of evacuation to vacuum to some extent. Then, the water adsorbed on the vacuum box 103 and the electron source substrate 101 is excited and its dewatering speed is raised further. As a result, the partial pressure of the water in the vacuum box 103 can be reduced sufficiently at a high speed, so that the necessary time for the transfer to the activation process can be shortened, and the influence of the residual water can be removed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示装置等に
応用される電子放出素子を有する電子源の製造装置及び
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing an electron source having an electron-emitting device applied to an image display device or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子放出素子としては、大別すると熱電
子放出素子と冷陰極電子放出素子といった2種類が知ら
れている。冷陰極電子放出素子には、電解放出型、金属
/絶縁層/金属型、表面伝導型等がある。
2. Description of the Related Art Generally, two types of electron-emitting devices are known: a thermionic electron-emitting device and a cold cathode electron-emitting device. The cold-cathode electron-emitting devices include a field emission type, a metal / insulating layer / metal type, and a surface conduction type.

【0003】表面伝導型電子放出素子は、絶縁性基板上
に形成された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流す
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。本願出願人は、新規な構成を有する表面伝導型電子
放出素子とその応用について、例えば特開平7−235
255号公報に開示したもの等、多数の提案を行ってい
る。
[0003] The surface conduction electron-emitting device utilizes the phenomenon that electron emission occurs when a current flows in a small-area thin film formed on an insulating substrate in parallel with the film surface. The present applicant has disclosed a surface conduction electron-emitting device having a novel structure and its application, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-235.
A number of proposals have been made, such as those disclosed in US Pat.

【0004】導電性薄膜と、導電性薄膜に電気的に接続
する一対の素子電極とを備えた表面伝導型電子放出素子
では、フォーミングと呼ばれる通電処理により上記導電
性薄膜に電子放出部を形成する。フォーミング工程で
は、導電性薄膜に電圧を印加通電することで、当該導電
性薄膜を局所的に破壊、変形若しくは変質させて構造を
変化させ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部を形成す
る。
In a surface conduction electron-emitting device having a conductive thin film and a pair of device electrodes electrically connected to the conductive thin film, an electron-emitting portion is formed in the conductive thin film by an energization process called forming. . In the forming step, a voltage is applied to the conductive thin film and a current is applied to the conductive thin film to locally break, deform, or alter the structure, thereby changing the structure and forming an electron emission portion in an electrically high-resistance state. .

【0005】さらに、本願出願人は、上記フォーミング
工程により形成された電子放出部に、炭素を主成分とす
る堆積物を堆積させるための活性化工程を提案してい
る。この活性化工程により、導電性薄膜に流れる電流
(素子電流)と、真空中に放出される電流(放出電流)
とを著しく変化させて、放出電流を増加させることがで
きる。
Further, the present applicant has proposed an activation step for depositing a deposit containing carbon as a main component on the electron-emitting portion formed by the above-described forming step. The current flowing through the conductive thin film (device current) and the current released into vacuum (emission current) by this activation process
Can be significantly changed to increase the emission current.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記活性化工程におい
て、詳しくは後述するが、真空容器内に水分が残留して
いると、活性化工程で到達する最終の素子電流値(活性
化到達素子電流値)に影響を与えることが分かった。
In the above-mentioned activation step, as will be described in detail later, if moisture remains in the vacuum chamber, the final element current value reached in the activation step (the activation element current Value).

【0007】活性化工程は、真空容器内を高真空になる
まで排気した後に、有機物質を10 -5から10-2Pa程度
の低い分圧で導入し、電圧を印加することにより行われ
る。そのため、真空容器内の残留水分による影響を避け
るためには、有機物質導入前に真空容器内の水分圧を十
分に下げる必要がある。
[0007] In the activation step, the inside of the vacuum vessel is made high vacuum.
After evacuating to 10 -FiveFrom 10-2Pa degree
This is done by introducing a voltage with a low partial pressure
You. Therefore, avoid the effects of residual moisture in the vacuum vessel
Before introducing organic substances, reduce the water pressure in the vacuum
Need to be reduced to a minute.

【0008】しかし、真空容器内の水分圧が自然に下が
るのを待つのでは、その待ち時間により総合的な時間が
長くなってしまい、生産コストを押し上げる要因の一つ
となってしまう。
[0008] However, waiting for the water pressure in the vacuum vessel to drop naturally naturally increases the overall time due to the waiting time, which is one of the factors that increase the production cost.

【0009】本発明は、残留水分圧の低下を高速で行う
ことができ、生産コストを抑えて安価な電子源を製造す
ることのできる電子源の製造装置、及び方法を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electron source manufacturing apparatus and method capable of reducing the residual moisture pressure at a high speed, suppressing the production cost and manufacturing an inexpensive electron source. I do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の電子源の製造装
置は、電子放出素子を有する電子源の基板を固定する支
持手段と、上記電子源の電子放出素子を覆う容器と、上
記容器内にガスを導入するガス導入手段と、上記容器内
を排気する排気手段と、上記電子源に電圧を印加する電
圧印加手段とを備え、上記容器内に光或いはイオンを照
射する照射手段を設けた点に特徴を有する。
According to the present invention, there is provided an apparatus for manufacturing an electron source, comprising: support means for fixing a substrate of an electron source having an electron-emitting device; a container for covering the electron-emitting device of the electron source; Gas introducing means for introducing gas into the vessel, exhaust means for exhausting the inside of the container, voltage applying means for applying a voltage to the electron source, and irradiation means for irradiating light or ions into the container. It is characterized by points.

【0011】又、本発明の電子源の製造装置の他の特徴
とするところは、上記電子放出素子は、電子放出部が形
成された表面伝導型電子放出素子である点にある。
Another feature of the apparatus for manufacturing an electron source according to the present invention is that the electron-emitting device is a surface conduction electron-emitting device having an electron-emitting portion.

【0012】又、本発明の電子源の製造装置の他の特徴
とするところは、上記ガス導入手段により上記容器内に
導入されるガスは、有機物質ガスである点にある。
Another feature of the apparatus for manufacturing an electron source of the present invention is that the gas introduced into the container by the gas introducing means is an organic substance gas.

【0013】又、本発明の電子源の製造装置の他の特徴
とするところは、上記照射手段は、紫外線を照射する点
にある。
Another feature of the apparatus for manufacturing an electron source according to the present invention resides in that the irradiation means irradiates ultraviolet rays.

【0014】又、本発明の電子源の製造装置の他の特徴
とするところは、上記照射手段は、赤外線を照射する点
にある。
Another feature of the apparatus for manufacturing an electron source according to the present invention is that the irradiation means irradiates infrared rays.

【0015】又、本発明の電子源の製造装置の他の特徴
とするところは、上記照射手段は、上記容器内に配置さ
れた電極及び上記容器内に設けられたイオン化ガス導入
口からなる点にある。
Another feature of the apparatus for manufacturing an electron source of the present invention is that the irradiating means comprises an electrode disposed in the container and an ionized gas inlet provided in the container. It is in.

【0016】又、本発明の電子源の製造装置の他の特徴
とするところは、上記電極が複数あり、これら複数の電
極に異なる電圧を印加する点にある。
Another feature of the apparatus for manufacturing an electron source of the present invention is that there are a plurality of the above-mentioned electrodes, and different voltages are applied to the plurality of electrodes.

【0017】又、本発明の電子源の製造装置の他の特徴
とするところは、上記照射手段により用いられるイオン
がHeである点にある。
Another feature of the apparatus for manufacturing an electron source of the present invention is that the ions used by the irradiation means are He.

【0018】又、本発明の電子源の製造装置の他の特徴
とするところは、上記容器内の水分圧を測定する水分圧
測定手段を備えた点にある。
Another feature of the apparatus for manufacturing an electron source of the present invention resides in that a water pressure measuring means for measuring the water pressure in the container is provided.

【0019】本発明の電子源の製造方法は、電子源の電
子放出素子を容器により覆った状態で、上記容器内の排
気を行う排気手順と、上記容器内で光或いはイオンを照
射する照射手順とを有する点に特徴を有する。
According to the method of manufacturing an electron source of the present invention, an exhausting step of exhausting the inside of the container with the electron-emitting device of the electron source covered by a container, and an irradiation step of irradiating light or ions in the container This is characterized by having the following.

【0020】又、本発明の電子源の製造方法の他の特徴
とするところは、上記排気手順及び照射手順の後に、活
性化工程を行う手順を有する点にある。
Another feature of the method for manufacturing an electron source according to the present invention is that an activation step is performed after the evacuation procedure and the irradiation procedure.

【0021】又、本発明の電子源の製造方法の他の特徴
とするところは、上記活性化工程は、上記容器内にガス
を導入して上記電子源の上記電子放出素子に電圧を印加
する処理である点にある。
According to another feature of the method for manufacturing an electron source of the present invention, in the activation step, a gas is introduced into the container and a voltage is applied to the electron-emitting device of the electron source. That is the process.

【0022】又、本発明の電子源の製造方法の他の特徴
とするところは、上記照射手順により上記容器内の水分
圧が所定値以下になった後に、上記活性化工程を行う点
にある。
Another feature of the method for manufacturing an electron source according to the present invention is that the activation step is performed after the water pressure in the container has fallen below a predetermined value by the irradiation procedure. .

【0023】又、本発明の電子源の製造方法の他の特徴
とするところは、上記排気手順及び照射手順の前に、フ
ォーミング工程を行う手順を有する点にある。
Another feature of the method for manufacturing an electron source according to the present invention is that a forming step is performed before the above-described evacuation procedure and irradiation procedure.

【0024】又、本発明の電子源の製造方法の他の特徴
とするところは、上記フォーミング工程は、上記電子放
出素子に電子放出部を形成する通電処理である点にあ
る。
Another feature of the method for manufacturing an electron source according to the present invention is that the forming step is an energizing process for forming an electron emission portion in the electron emission element.

【0025】上記のようにした本発明では、光照射或い
はイオン照射を行うことにより、容器及び電子源に吸着
した水を励起して、脱水速度を高速化することができ
る。
In the present invention as described above, by performing light irradiation or ion irradiation, water adsorbed on the container and the electron source can be excited, and the dehydration rate can be increased.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の電
子源の製造装置、及び方法の実施の形態について説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of an apparatus and a method for manufacturing an electron source according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0027】図1〜3には、本実施の形態の電子源の製
造装置を示す。以下、電子源の製造装置について説明す
るが、その前に、図4、5に従って表面伝導型電子放出
素子を有する電子源について説明する。
1 to 3 show an apparatus for manufacturing an electron source according to the present embodiment. Hereinafter, an apparatus for manufacturing an electron source will be described. Before that, an electron source having a surface conduction electron-emitting device will be described with reference to FIGS.

【0028】図4に示すように、電子源は、複数配列さ
れた表面伝導型電子放出素子400と、表面伝導型電子
放出素子400に電気信号を供給するための配線40
1、402、404と、層間絶縁膜403とを備える。
As shown in FIG. 4, a plurality of surface conduction electron-emitting devices 400 are arranged, and wirings 40 for supplying electric signals to the surface conduction electron-emitting devices 400 are arranged.
1, 402, 404 and an interlayer insulating film 403.

【0029】配線の例として、それぞれ直交する2つの
配線(上配線402、下配線401:これを単純マトリ
クス配線と呼ぶ)を用いることができ、表面伝導型電子
放出素子400の後述する素子電極506は、上配線4
02と配線パッド404を介して、下配線401と直接
電気的に接続されている。上配線402と下配線401
との交差部には電気的に絶縁するための層間絶縁膜40
3が配置されている。例えば、上配線402側を行方
向、下配線401側を列方向とすると、上配線402端
部の配線取り出し部は、行を入力信号に応じて走査する
ための図示しない走査駆動手段と電気的に接続され、下
配線401端部の配線取り出し部は、入力信号に応じて
変調するための図示しない変調駆動手段と電気的に接続
される。
As an example of the wiring, two wirings which are orthogonal to each other (upper wiring 402 and lower wiring 401: these are referred to as simple matrix wirings) can be used, and element electrodes 506 of the surface conduction electron-emitting device 400 which will be described later. Is the upper wiring 4
02 and a wiring pad 404, and are directly electrically connected to the lower wiring 401. Upper wiring 402 and lower wiring 401
At the intersection with the interlayer insulating film 40 for electrical insulation
3 are arranged. For example, assuming that the upper wiring 402 side is a row direction and the lower wiring 401 side is a column direction, a wiring extraction unit at an end of the upper wiring 402 is electrically connected to a scanning drive unit (not shown) for scanning a row in accordance with an input signal. And a wiring take-out portion at the end of the lower wiring 401 is electrically connected to a modulation driving unit (not shown) for performing modulation in accordance with an input signal.

【0030】上記上配線402、下配線401、配線パ
ッド404は、スクリーン印刷やオフセット印刷等の印
刷法により形成される。使用する導電ペーストは、A
g、Au、Pt、Pb、Cu、Ni等の単独或いは任意
に組み合わせた金属を含み、印刷機で配線パターンを印
刷後、400℃以上の温度で焼成することにより形成さ
れる。同様に、層間絶縁膜403は、ガラスペーストを
印刷、焼成することにより形成される。
The upper wiring 402, the lower wiring 401, and the wiring pad 404 are formed by a printing method such as screen printing or offset printing. The conductive paste used is A
It contains a metal such as g, Au, Pt, Pb, Cu, Ni or a combination thereof singly or arbitrarily, and is formed by printing a wiring pattern with a printing machine and then firing it at a temperature of 400 ° C. or more. Similarly, the interlayer insulating film 403 is formed by printing and baking a glass paste.

【0031】上記表面伝導型電子放出素子400は、図
5に示すように、電子放出部508を含む導電性薄膜5
07と、導電性薄膜507に接続され対向するように配
置された素子電極506とを備える。
As shown in FIG. 5, the surface conduction type electron-emitting device 400 includes a conductive thin film 5 including an electron-emitting portion 508.
07, and an element electrode 506 connected to the conductive thin film 507 and arranged so as to face each other.

【0032】素子電極506としては、Ni、Cr、A
u、Mo、W、Pt、Ti、Al、Cu、Pd等の金属
或いは合金又はPd、Ag、Au、RuO2、Pd-Ag
等の金属或いは金属酸化物とガラス等とからなる印刷導
体、In23-SnO2等の透明導電体、及びポリシリコ
ン等の半導体材料等のいずれかの材料が適宜選択され
る。
As the device electrode 506, Ni, Cr, A
metals or alloys such as u, Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu, Pd or Pd, Ag, Au, RuO 2 , Pd-Ag
Any material such as a printed conductor made of a metal or metal oxide such as a metal oxide and glass, a transparent conductor such as In 2 O 3 —SnO 2 , and a semiconductor material such as polysilicon is appropriately selected.

【0033】又、導電性薄膜507としては、Pd、P
t、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、F
e、Zn、Sn、Ta、W、Pb等の金属、PdO、S
nO2、In23、PbO、Sb23等の酸化物導電
体、HfB2、ZrB2、LaB6、CeB6、YB4、G
dB4等の硼化物、TiC、ZrC、HfC、TaC、
SiC、WC等の炭化物、TiN、ZrN、HfN等の
窒化物、Si、Ge等の半導体、カーボン等のいずれか
の材料が適宜選択される。
As the conductive thin film 507, Pd, P
t, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, F
e, metal such as Zn, Sn, Ta, W, Pb, PdO, S
Oxide conductor such as nO 2 , In 2 O 3 , PbO, Sb 2 O 3 , HfB 2 , ZrB 2 , LaB 6 , CeB 6 , YB 4 , G
borides such as dB 4 , TiC, ZrC, HfC, TaC,
Any material such as carbide such as SiC and WC, nitride such as TiN, ZrN, and HfN, semiconductor such as Si and Ge, and carbon is appropriately selected.

【0034】素子電極506の電極間隔Lや電極長さ
W、又、導電性薄膜507の形状等は、応用される形態
等を考慮して設計される。
The electrode interval L and electrode length W of the device electrode 506, the shape of the conductive thin film 507, and the like are designed in consideration of the form to be applied.

【0035】素子電極506の電極間隔Lは、好ましく
は数百nmから数百μmの範囲とすることができ、より好
ましくは数μmから数十μmの範囲とすることができる。
素子電極506の電極長さWは、電極の抵抗値、電子放
出特性を考慮して、数μmから数百μmの範囲とすること
ができる。素子電極506の膜厚は数十nmから数μmの
範囲とすることができる。
The electrode interval L of the device electrode 506 can be preferably in the range of several hundred nm to several hundred μm, and more preferably in the range of several μm to several tens μm.
The electrode length W of the device electrode 506 can be in the range of several μm to several hundred μm in consideration of the resistance value of the electrode and the electron emission characteristics. The film thickness of the device electrode 506 can be in the range of several tens nm to several μm.

【0036】導電性薄膜507の膜厚は、素子電極50
6へのステップカバレージや素子電極506間の抵抗値
等、及び上述したフォーミングの条件を考慮して適宜決
定されるが、通常は0.1nmの数倍から数百nmの範囲と
するのが好ましく、より好ましくは1nmから50nmの範
囲とするのがよい。その抵抗値は、Rsが102から1
7Ω/□の値であるのが好ましい。なお、Rsは、厚
さt、幅w、長さlとした薄膜の抵抗値Rを、R=Rs
(l/w)とおいたときに表れる量である。
The thickness of the conductive thin film 507 is
6 and the resistance between the device electrodes 506, etc., and the above-described forming conditions are appropriately determined, but it is usually preferable that the range is several times 0.1 nm to several hundred nm. More preferably, it is in the range of 1 nm to 50 nm. The resistance value of Rs is 10 2 to 1
It is preferably a value of 0 7 Ω / □. Rs is the resistance R of a thin film having a thickness t, a width w, and a length l, R = Rs
(L / w).

【0037】素子電極506及び導電性薄膜507は、
塗布焼成法、真空蒸着法、スパッタ法、化学気相堆積法
等の成膜技術、及びフォトリソグラフィ等のパターニン
グ技術、及びエッチング、リフトオフ等の加工技術によ
って所望の形状に加工する方法や、印刷法によっても作
製可能である。要するに、所望の形状に素子電極50
6、導電性薄膜507が形成できるのであれば、その作
製法は問わない。
The device electrode 506 and the conductive thin film 507 are
A film forming technique such as a coating and firing method, a vacuum evaporation method, a sputtering method, a chemical vapor deposition method, and a patterning technique such as photolithography, and a method of processing into a desired shape by a processing technique such as etching and lift-off, and a printing method. Can also be produced. In short, the device electrode 50 has a desired shape.
6. Any method can be used as long as the conductive thin film 507 can be formed.

【0038】又、電子放出部508は、上述したフォー
ミング工程、及び活性化工程により形成される。
The electron emitting portion 508 is formed by the above-described forming step and activation step.

【0039】このようにして作製された表面伝導型電子
放出素子400には、次に述べるような3つの特徴があ
り、画像表示装置に用いるものとして最適な特性を有す
る。すなわち、第1に、本素子400においては、印加
される素子電圧がある電圧(閾値電圧)以上となると急
激に放出電流が増加する一方で、閾値電圧以下では放出
電流がほとんど検出されない。つまり、放出電流に対す
る明確な閾値電圧を持った非線型素子であり、これによ
り単純マトリクス駆動が可能となる。第2に、放出電流
が素子電圧に対して単調増加であり、放出電流は素子電
圧により制御することができる。第3に、アノード電極
に補足される放出電荷は素子電圧を印加する時間に依存
し、アノード電極に補足される電荷量は素子電圧を印加
する時間により制御することができる。
The surface conduction electron-emitting device 400 manufactured as described above has the following three features, and has characteristics optimal for use in an image display device. That is, first, in the present element 400, the emission current increases sharply when the applied element voltage becomes higher than a certain voltage (threshold voltage), but the emission current is hardly detected below the threshold voltage. That is, it is a non-linear element having a clear threshold voltage with respect to the emission current, which enables simple matrix driving. Second, the emission current is monotonically increasing with the device voltage, and the emission current can be controlled by the device voltage. Third, the amount of charge captured by the anode electrode depends on the time for applying the device voltage, and the amount of charge captured on the anode electrode can be controlled by the time for applying the device voltage.

【0040】以上、表面伝導型電子放出素子400につ
いて説明したが、その構成は図5に示したものに限られ
ず、図5に示す構成とは逆に、リアプレート302上に
導電性薄膜507、素子電極506の順番に形成されて
いてもかまわない。すなわち、素子電極506と導電性
薄膜507とが電気的に接続され、導電性薄膜507の
一部に電子放出部508が形成されている構成であれば
よい。
The structure of the surface conduction electron-emitting device 400 has been described above. However, the structure is not limited to the structure shown in FIG. 5, and the conductive thin film 507 and the conductive thin film 507 are formed on the rear plate 302, contrary to the structure shown in FIG. The device electrodes 506 may be formed in this order. In other words, any structure may be used as long as the element electrode 506 and the conductive thin film 507 are electrically connected, and the electron emission portion 508 is formed in a part of the conductive thin film 507.

【0041】次に、本実施の形態の電子源の製造装置に
ついて説明すると、図1において、102は支持体であ
り、上述した電子源が配置された電子源基板101を支
持固定するためのものである。支持体102は、具体的
には、静電チャッキング機構或いは固定治具等により機
械的に固定する機構を有する。又、この支持体102内
部には図示しないヒータが設置され、必要に応じて電子
源基板101を加熱することができる。本実施の形態で
は、この支持体102が本発明でいう支持手段を構成す
る。
Next, an apparatus for manufacturing an electron source according to the present embodiment will be described. In FIG. 1, reference numeral 102 denotes a support for supporting and fixing the electron source substrate 101 on which the above-described electron source is disposed. It is. Specifically, the support 102 has a mechanism that is mechanically fixed by an electrostatic chucking mechanism or a fixing jig. Further, a heater (not shown) is provided inside the support 102, and the electron source substrate 101 can be heated as needed. In the present embodiment, the support 102 constitutes the support means in the present invention.

【0042】103は真空容器であり、上記電子源のう
ち配線取り出し部を除いた電子放出部を含む領域を覆
う。真空容器103は、ガラスやステンレス製であり、
好ましくは放出されるガスが少ないものがよい。又、真
空容器103と電子源基板101との接合部分には、具
体的には図示しないが、Oリング等のシール部材が配置
され、真空容器103内の気密性を保持するようにして
いる。本実施の形態では、この真空容器103が本発明
でいう容器を構成する。
Reference numeral 103 denotes a vacuum vessel, which covers a region including the electron-emitting portion of the above-mentioned electron source except for a wiring take-out portion. The vacuum vessel 103 is made of glass or stainless steel,
Preferably, a gas that releases a small amount of gas is good. Although not specifically shown, a sealing member such as an O-ring is disposed at a joint portion between the vacuum vessel 103 and the electron source substrate 101 so as to maintain the airtightness in the vacuum vessel 103. In the present embodiment, this vacuum container 103 constitutes the container referred to in the present invention.

【0043】104は真空容器103に設けられた導入
口であり、有機物質ガス源107、有機物質ガスの供給
量を制御するマスフローコントローラ109、及びガス
配管と導入口104との間に設置されたストップバルブ
111が接続されている。活性化工程を行うとき、有機
物質ガス源107から供給される有機物質ガスは、マス
フローコントローラ109により所望の流量に制御され
て真空容器103内に導入される。本実施の形態では、
これら導入口104、有機物質ガス源107、マスフロ
ーコントローラ109、ストップバルブ111が相まっ
て本発明でいうガス導入手段を構成する。
Reference numeral 104 denotes an inlet provided in the vacuum vessel 103, which is provided between the organic substance gas source 107, the mass flow controller 109 for controlling the supply amount of the organic substance gas, and the gas pipe and the inlet 104. The stop valve 111 is connected. When performing the activation step, the organic substance gas supplied from the organic substance gas source 107 is introduced into the vacuum vessel 103 while being controlled to a desired flow rate by the mass flow controller 109. In the present embodiment,
The inlet 104, the organic substance gas source 107, the mass flow controller 109, and the stop valve 111 constitute a gas introducing means according to the present invention.

【0044】108は真空容器103に設けられた排気
口であり、スクロールポンプ及びターボ分子ポンプ及び
粗引きバルブ及び補助バルブからなる真空排気装置11
9、真空排気装置119と排気口108との間に設置さ
れた排気量調整用のコンダクタンスバルブ118が接続
されている。これにより、真空容器103の排気を行う
とともに、真空容器103内の圧力を所望の値に制御す
ることができる。本実施の形態では、これら排気口10
8、真空排気装置119、コンダクタンスバルブ118
が相まって本発明でいう排気手段を構成する。
Reference numeral 108 denotes an exhaust port provided in the vacuum vessel 103, which is a vacuum exhaust device 11 comprising a scroll pump, a turbo molecular pump, a roughing valve and an auxiliary valve.
9. A conductance valve 118 for adjusting the amount of exhaust gas installed between the vacuum exhaust device 119 and the exhaust port 108 is connected. Thus, the vacuum chamber 103 can be evacuated and the pressure in the vacuum chamber 103 can be controlled to a desired value. In the present embodiment, these exhaust ports 10
8. Vacuum exhaust device 119, conductance valve 118
Together constitute the exhaust means referred to in the present invention.

【0045】116は外部駆動回路であり、上記電子源
の配線取り出し部が配線115を介して接続され、この
配線取り出し部に電圧を印加する。本実施の形態では、
これら外部駆動回路116、配線115が相まって本発
明でいう電圧印加手段を構成する。
Reference numeral 116 denotes an external drive circuit, which is connected to the wiring extraction portion of the electron source via a wiring 115 and applies a voltage to the wiring extraction portion. In the present embodiment,
The external driving circuit 116 and the wiring 115 together constitute a voltage applying means according to the present invention.

【0046】117は真空容器103内に設置された光
照射源或いはイオン照射源117であり、制御装置11
0により制御される。本実施の形態では、光照射源或い
はイオン照射源117、制御装置110が相まって本発
明でいう照射手段を構成する。
Reference numeral 117 denotes a light irradiation source or ion irradiation source 117 installed in the vacuum vessel 103.
Controlled by 0. In the present embodiment, the light irradiation source or the ion irradiation source 117 and the control device 110 constitute an irradiation unit according to the present invention.

【0047】このような構成にした電子源の製造装置で
は、フォーミング工程を終えた後、真空排気中に光照射
を行うことにより、或いは、ある程度真空排気した後に
イオン化ガスを導入してイオン照射を行うことにより、
真空容器103及び電子源基板101上に吸着した水を
励起して脱水速度を高速化することができる。したがっ
て、真空容器103内の水分圧を高速で十分に下げるこ
とができ、活性化工程に移るまでの時間を短縮させ、か
つ、残留水による影響をなくすことができる。
In the apparatus for manufacturing an electron source having such a configuration, ion irradiation is performed by irradiating light during vacuum evacuation after completion of the forming step, or by introducing an ionized gas after evacuation to some extent. By doing
The water adsorbed on the vacuum vessel 103 and the electron source substrate 101 can be excited to increase the dehydration rate. Therefore, the water pressure in the vacuum vessel 103 can be sufficiently reduced at a high speed, and the time required for shifting to the activation step can be reduced, and the influence of residual water can be eliminated.

【0048】以下、本実施の形態の電子源の製造装置を
用いた実験例について説明する。本実験では、電子源基
板として240mm×320mmのソーダガラスを用いた。
図4、5を参照しながら説明すると、ソーダガラス上に
PtをRFスパッタによる成膜して、その後レジストを
塗布し、フォトリソグラフィ技術により所望の位置にレ
ジストを配置するとともに、リアクティブイオンエッチ
ングによりレジストが配置されていないPt部分を除去
して素子電極506を形成した。ここで、素子電極50
6の形状は、膜厚70nm、電極間隔L=10μm、電極
長さW=300μmとした。
Hereinafter, an experimental example using the apparatus for manufacturing an electron source according to the present embodiment will be described. In this experiment, 240 mm × 320 mm soda glass was used as the electron source substrate.
Explaining with reference to FIGS. 4 and 5, Pt is formed on soda glass by RF sputtering, a resist is applied, the resist is arranged at a desired position by photolithography, and reactive ion etching is performed. The element electrode 506 was formed by removing the Pt portion where the resist was not disposed. Here, the device electrode 50
The shape of No. 6 had a film thickness of 70 nm, an electrode interval L = 10 μm, and an electrode length W = 300 μm.

【0049】次に、有機パラジウム溶液を塗布し、30
0℃で10分間の加熱処理を行い、素子電極506の場
合と同様な技術により、所望の位置に200μm×10
0μmのパラジウムを主成分とする微粒子膜を形成して
導電性薄膜507とした。この導電性薄膜507は、上
配線402に沿って1.2mm間隔で、下配線401に沿
って1.5mm間隔で配置した。
Next, an organic palladium solution is applied,
A heat treatment at 0 ° C. for 10 minutes is performed, and a 200 μm × 10
A conductive thin film 507 was formed by forming a fine particle film mainly containing 0 μm palladium. The conductive thin films 507 were arranged at an interval of 1.2 mm along the upper wiring 402 and at an interval of 1.5 mm along the lower wiring 401.

【0050】次に、210本の下配線401及び配線パ
ッド404を、幅300μm、厚さ8μmとなるようにA
gペーストを印刷焼成して所望の位置に形成した。その
後、層間絶縁膜403をガラスペーストを印刷焼成して
厚さ20μm、500μm×700μmの大きさで下配線
401、上配線402の交差部に形成した。次に、12
0本の上配線402を幅500μm、厚さ10μmとなる
ようにAgペーストを印刷焼成して所望の位置に形成し
た。
Next, the 210 lower wirings 401 and the wiring pads 404 are formed so as to have a width of 300 μm and a thickness of 8 μm.
The g paste was printed and baked to form desired positions. Thereafter, an interlayer insulating film 403 was formed by printing and firing glass paste at a cross section of the lower wiring 401 and the upper wiring 402 with a thickness of 20 μm and a size of 500 μm × 700 μm. Next, 12
The zero upper wiring 402 was formed at a desired position by printing and baking an Ag paste so as to have a width of 500 μm and a thickness of 10 μm.

【0051】上述のようにして作製した電子源基板10
1を用いて、まず、活性化工程における水分圧の影響を
調べてみた。このときの電子源基板101の温度が室温
となるようにした。
The electron source substrate 10 manufactured as described above
First, the influence of the water pressure on the activation step was examined by using No. 1. At this time, the temperature of the electron source substrate 101 was set to room temperature.

【0052】図1に示した製造装置に、フォーミング処
理を施した上記電子源基板101を配置して、水分圧が
1e-6Paになるまで真空排気を行った。その後、有機物質
ガスとしてトリニトリルを用いて水分圧が1e-4Paになる
よう導入し、さらに水を水分圧が1e-5〜1e-2Paになるま
で導入して、活性化処理を施した。
In the manufacturing apparatus shown in FIG. 1, the above-mentioned electron source substrate 101 which has been subjected to the forming process is arranged, and the water pressure is reduced.
Evacuation was performed until the pressure became 1e-6Pa. Thereafter, trinitrile was used as an organic substance gas to introduce water so as to have a water pressure of 1 e-4 Pa, and water was further introduced until the water pressure became 1 e-5 to 1 e-2 Pa to perform an activation treatment.

【0053】ここで、活性化処理は、16Vの電圧を1m
sのパルス幅で100Hzで1時間印加することにより実
施した。図6には、このときの水分圧に対する1素子あ
たりの活性化到達素子電流値の変化の結果を示す。この
結果より、活性化到達素子電流値は、水分圧の上昇に伴
って減少することが分かる。なお、トリニトリル分圧及
び水分圧は、具体的には図示しないが、真空容器103
に質量分析器及び圧力ゲージを設置して算出している。
Here, the activation process is performed by changing the voltage of 16 V to 1 m
The test was performed by applying a pulse width of s at 100 Hz for 1 hour. FIG. 6 shows a result of a change in the activation reaching element current value per element with respect to the water pressure at this time. From this result, it can be seen that the activation-reached element current value decreases as the water pressure increases. Although the trinitrile partial pressure and the water pressure are not specifically shown, the vacuum vessel 103
Calculated by installing a mass analyzer and a pressure gauge in

【0054】このように活性化到達電流値が減少する
と、素子電流及び放出電流が減少してしまい、画像表示
装置として用いた場合に輝度を低下させる原因となるお
それがある。したがって、真空容器103内の水分圧を
十分に低下させる必要がある。
As described above, when the activation attainment current value decreases, the element current and the emission current decrease, which may cause a decrease in luminance when used as an image display device. Therefore, it is necessary to sufficiently reduce the water pressure in the vacuum vessel 103.

【0055】次に、上述のようにして作製した電子源基
板101を図1に示した製造装置に配置して真空排気を
行い、そのときの水分圧の変化を測定した。測定は室温
で行い、光照射源或いはイオン照射源117として10
00Wのハロゲンランプを、制御装置110として制御
電源を用いた。
Next, the electron source substrate 101 manufactured as described above was placed in the manufacturing apparatus shown in FIG. 1 and evacuated, and the change in water pressure at that time was measured. The measurement is performed at room temperature, and 10
A control power supply was used as the control device 110 with a 00 W halogen lamp.

【0056】図7には、排気開始後からハロゲンランプ
を4分間だけ点灯して真空排気した場合と、ハロゲンラ
ンプを点灯せずに真空排気した場合との水分圧の変化の
結果を示す。この結果より、例えば水分圧1e-4Pa以下に
するためには、ハロゲンランプを点灯した場合であれば
真空排気開始から9分後に到達するが、ハロゲンランプ
を点灯しない場合には真空排気開始から45分後に到達
することになり、ハロゲンランプ点灯により水分圧排気
時間を大幅に短縮できることが分かる。
FIG. 7 shows the results of changes in water pressure when the halogen lamp is turned on for only 4 minutes after the start of evacuation and vacuum evacuation is performed, and when the halogen lamp is evacuated without turning on the halogen lamp. From this result, for example, in order to reduce the water pressure to 1e-4 Pa or less, it reaches 9 minutes after the start of evacuation when the halogen lamp is turned on, but 45 minutes from the start of evacuation when the halogen lamp is not turned on. Minutes, it can be seen that the lighting of the halogen lamp can greatly reduce the water pressure evacuation time.

【0057】なお、図2に示すように、真空容器103
内の光照射源117は、複数配置してもよいし(図2
(a)参照)、点光源、線光源、面光源いずれの形態とし
てもよい。又、イオン照射源117の一例としては、真
空容器103内にイオン化ガスを供給し、真空容器10
3内に設置された電極によりイオン化させてイオン照射
すればよい。そして、図3に示すように、真空容器10
3内の電極板は、電極板と真空容器103及び/又は電
子源との間に電界を与えてガスをイオン化するように電
極板及び電源を配置したり(図3(a)参照)、複数の電
極板を配置してこれら電極板間に電界を与えてガスをイ
オン化するようにしてもよい(図3(b)、(c)参照)。
Incidentally, as shown in FIG.
A plurality of light irradiation sources 117 may be arranged (see FIG. 2).
(a)), a point light source, a line light source, and a surface light source. As an example of the ion irradiation source 117, an ionized gas is supplied into the vacuum
What is necessary is just to ionize and ionize by the electrode installed in 3. Then, as shown in FIG.
The electrode plate in 3 may be provided with an electrode plate and a power source so as to apply an electric field between the electrode plate and the vacuum vessel 103 and / or the electron source to ionize the gas (see FIG. 3A). May be arranged so that an electric field is applied between these electrode plates to ionize the gas (see FIGS. 3B and 3C).

【0058】又、活性化工程で真空容器103内に導入
される有機物質ガスとしては、電子放出素子の活性化に
用いられる有機物質、又は、有機物質を窒素、ヘリウ
ム、アルゴン等で希釈した気体が用いられる。
The organic substance gas introduced into the vacuum chamber 103 in the activation step is an organic substance used for activating the electron-emitting device, or a gas obtained by diluting the organic substance with nitrogen, helium, argon or the like. Is used.

【0059】ここで、電子放出素子の活性化に用いられ
る有機物質としては、アルカン、アルケン、アルキンの
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を挙げる
ことができ、より具体的には、メタン、エタン、プロパ
ン等のCn2n+2で表される飽和炭化水素、エチレン、
プロピレン等のCn2n等の組成式で表される不飽和炭
化水素、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、エチルアミン、フェノール、ベンゾニトリル、アセ
トニトリル等を使用することができる。ここで、有機物
質ガスは、有機物質が気体の場合、そのまま使用するこ
とができる。又、有機物質が液体或いは固体の場合、蒸
発或いは昇華した有機物質を希釈ガスと混合して供給す
る等の方法がある。
Here, the organic substance used for activating the electron-emitting device includes alkanes, alkenes, aliphatic hydrocarbons of alkynes, aromatic hydrocarbons, alcohols, and the like.
Examples thereof include organic acids such as aldehydes, ketones, amines, nitriles, phenol, carboxylic acid, and sulfonic acid, and more specifically, represented by C n H 2n + 2 such as methane, ethane, and propane. Saturated hydrocarbons, ethylene,
Unsaturated hydrocarbons represented by a composition formula such as C n H 2n such as propylene, benzene, toluene, methanol, ethanol, acetaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone, ethylamine, phenol, benzonitrile, acetonitrile and the like can be used. Here, when the organic substance is a gas, the organic substance gas can be used as it is. When the organic substance is a liquid or a solid, there is a method of mixing and supplying the evaporated or sublimated organic substance with a diluent gas.

【0060】[0060]

【実施例】(第1の実施例)第1の実施例では、電子源
基板101として、上記実施の形態で述べた実験に用い
たのと同様のものを使用した。又、真空容器103内に
は、図2(a)に示すように、2つの450W低圧水銀ラ
ンプ117を配置した。なお、それ以外の装置構成は、
上記実施の形態で説明したのと同様である。
EXAMPLES (First Example) In the first example, the same electron source substrate 101 as that used in the experiment described in the above embodiment was used. Further, two 450 W low-pressure mercury lamps 117 are arranged in the vacuum vessel 103 as shown in FIG. In addition, other device configurations are as follows:
This is the same as described in the above embodiment.

【0061】電子源基板101を支持体102上に固定
し、シリコンゴム性のシール部材によりステンレス製の
真空容器103を電子源基板101上に配置した。電子
源基板101の温度は、室温となるようにした。
The electron source substrate 101 was fixed on a support 102, and a stainless steel vacuum vessel 103 was placed on the electron source substrate 101 with a silicone rubber sealing member. The temperature of the electron source substrate 101 was set to room temperature.

【0062】次に、真空排気装置119により真空容器
103内を真空排気して、真空容器103内の圧力が1P
aに達したところで、外部駆動回路116により配線1
15を介して、下配線401、上配線402に所望の電
圧を印加した。又、バルブ118を閉めて、図示しない
フォーミングガス導入系よりH2/N2(2%H2/9
8%N2)ガスを真空容器103内が100Paとなるよう
に導入してフォーミング工程を行い、導電性薄膜507
に電子放出部508を形成した。
Next, the inside of the vacuum vessel 103 is evacuated by the vacuum exhaust device 119 so that the pressure in the vacuum vessel 103 becomes 1P.
a, the external drive circuit 116 controls the wiring 1
15, a desired voltage was applied to the lower wiring 401 and the upper wiring 402. Further, the valve 118 is closed, and H2 / N2 (2% H2 / 9) is supplied from a forming gas introduction system (not shown).
8% N2) gas is introduced so that the inside of the vacuum vessel 103 becomes 100 Pa, and a forming process is performed.
An electron emitting portion 508 was formed on the substrate.

【0063】フォーミング工程終了後、バルブ118を
開けて真空容器103内を真空排気した。このとき、真
空排気開始と同時に低圧水銀ランプ117を点灯し、4
分後に消灯した。その後、真空容器103内に設置され
た図示しない質量分析器及び圧力ゲージにより真空容器
103内の水分圧を計測し、水分圧が1e-4Pa以下になっ
たところで、ストップバルブ111を開けて、有機物質
ガスを真空容器103内に導入した。有機物質ガスとし
てはトリニトリルを使用し、トリニトリルの分圧が1e-4
Paとなるようにマスフローコントローラ109で流量を
制御した。ここで、トリニトリル導入前の水分圧は、8.
0e-5Paであった。
After the forming step, the valve 118 was opened and the inside of the vacuum vessel 103 was evacuated. At this time, the low-pressure mercury lamp 117 is turned on simultaneously with the start of evacuation,
The light went out after a minute. Thereafter, the water pressure in the vacuum vessel 103 was measured by a mass analyzer and a pressure gauge (not shown) installed in the vacuum vessel 103, and when the water pressure became 1e-4 Pa or less, the stop valve 111 was opened, A substance gas was introduced into the vacuum vessel 103. Trinitrile is used as the organic substance gas, and the partial pressure of trinitrile is 1e-4.
The flow rate was controlled by the mass flow controller 109 so as to be Pa. Here, the water pressure before the introduction of trinitrile is 8.
It was 0e-5Pa.

【0064】次に、外部駆動回路116を用いて電子放
出部508に電圧を印加して、活性化工程を行った。電
圧は210本の下配線401を図示しない電流計を介し
てGNDに接続し、120本の上配線402を10ブロ
ックに分割し、各ブロック内の12本の上配線402を
並列に接続して、各ブロックごとに順次活性化処理を施
した。このとき、上配線402の各ブロックに関して、
電圧16V、パルス幅1msec、周波数100Hzの矩形波
を走査して印加した。この活性化工程は60分間とし
た。
Next, a voltage was applied to the electron-emitting portion 508 using the external drive circuit 116 to perform an activation step. The voltage is obtained by connecting 210 lower wires 401 to GND via an ammeter (not shown), dividing 120 upper wires 402 into 10 blocks, and connecting 12 upper wires 402 in each block in parallel. An activation process was sequentially performed for each block. At this time, for each block of the upper wiring 402,
A rectangular wave having a voltage of 16 V, a pulse width of 1 msec, and a frequency of 100 Hz was scanned and applied. This activation step was for 60 minutes.

【0065】図示しない電流計により活性化工程終了時
の個々の表面伝導型電子放出素子400の素子電流を測
定した結果、素子電流の平均値は1.20mAで、標準偏
差が0.11mAであった。なお、フォーミング工程後か
ら活性化工程開始までの時間は15分間であった。
As a result of measuring the device current of each surface conduction electron-emitting device 400 at the end of the activation step using an ammeter (not shown), the average value of the device current was 1.20 mA and the standard deviation was 0.11 mA. Was. The time from the forming step to the start of the activation step was 15 minutes.

【0066】比較のため、低圧水銀ランプを点灯せず
に、フォーミング工程後からの時間を同じく15分間と
して活性化工程を行った。ここで、トリニトリル導入前
の水分圧は、1.8e-4Paであった。活性化工程終了時の個
々の表面伝導型電子放出素子400の素子電流を測定し
た結果、素子電流の平均値0.82mAで、標準偏差が
0.28mAであった。
For comparison, the activation step was performed without turning on the low-pressure mercury lamp, and the time after the forming step was set to 15 minutes. Here, the water pressure before the introduction of trinitrile was 1.8e-4Pa. As a result of measuring the device current of each surface conduction electron-emitting device 400 at the end of the activation step, the average value of the device current was 0.82 mA and the standard deviation was 0.28 mA.

【0067】以上の結果より、本手法により、素子特性
に影響を与えずに短い排気時間で活性化処理を施すこと
ができることが分かった。
From the above results, it was found that the activation method can be performed in a short evacuation time without affecting the element characteristics by the present method.

【0068】(第2の実施例)第2の実施例でも、電子
源基板101として、上記実施の形態で述べた実験に用
いたのと同様のものを使用した。又、真空容器103内
には、図3(a)に示すように、電極板117と真空容器
103及び電子源基板101との間に高周波電圧を印加
する高周波電源110とを結線して設けた。なお、それ
以外の装置構成は、上記実施の形態で説明したのと同様
である。
(Second Embodiment) In the second embodiment, the same electron source substrate 101 as that used in the experiment described in the above embodiment was used. As shown in FIG. 3A, a high-frequency power supply 110 for applying a high-frequency voltage is provided between the electrode plate 117 and the vacuum vessel 103 and the electron source substrate 101 in the vacuum vessel 103, as shown in FIG. . The other device configuration is the same as that described in the above embodiment.

【0069】電子源基板101を支持体102上に固定
し、シリコンゴム性のシール部材によりステンレス性の
真空容器103を電子源基板101上に配置した。電子
源基板101の温度は、室温となるようにした。
The electron source substrate 101 was fixed on a support 102, and a stainless steel vacuum vessel 103 was placed on the electron source substrate 101 with a silicone rubber sealing member. The temperature of the electron source substrate 101 was set to room temperature.

【0070】次に、真空排気装置119により真空容器
103内を真空排気して、真空容器103内の圧力が1P
aに達したところで、外部駆動回路116より配線11
5を介して、下配線401、上配線402に所望の電圧
を印加した。又、バルブ118を閉めて、図示しないフ
ォーミングガス導入系よりH2/N2(2%H2/98
%N2)ガスを真空容器103内が100Paとなるように
導入してフォーミング工程を行い、導電性薄膜507に
電子放出部508を形成した。
Next, the inside of the vacuum vessel 103 is evacuated by the vacuum evacuation apparatus 119 so that the pressure inside the vacuum vessel 103 becomes 1P.
a, the wiring 11
5, a desired voltage was applied to the lower wiring 401 and the upper wiring 402. Further, the valve 118 is closed, and H2 / N2 (2% H2 / 98) is supplied from a forming gas introduction system (not shown).
% N 2) gas was introduced so that the inside of the vacuum vessel 103 became 100 Pa, and a forming process was performed to form an electron emission portion 508 on the conductive thin film 507.

【0071】フォーミング工程終了後、バルブ118を
開けて真空容器103内を真空排気し、1Paに到達した
後にHeガスを導入し、真空容器103内の圧力を10Pa
ににして電極板と真空容器103及び電子源基板101
との間に300V、1kHzの高周波電圧を5分間印加し
て、真空排気した。
After the forming step is completed, the valve 118 is opened to evacuate the inside of the vacuum vessel 103, and after reaching 1 Pa, He gas is introduced and the pressure inside the vacuum vessel 103 is reduced to 10 Pa.
Electrode plate, vacuum vessel 103 and electron source substrate 101
Between them, a high frequency voltage of 300 V and 1 kHz was applied for 5 minutes to evacuate.

【0072】5分間真空排気した後、ストップバルブ1
11を開けて、有機物質ガスを真空容器103内に導入
した。有機物質ガスとしてはトリニトリルを使用し、ト
リニトリルの分圧が1e-4Paとなるようにマスフローコン
トローラ109で流量を制御した。ここで、フォーミン
グ工程終了から活性化のための有機物質ガス導入までに
全体で12分間要した。又、真空容器103内に設置さ
れた図示しない質量分析器及び圧力ゲージにより計測し
た真空容器103内の水分圧は、トリニトリル導入前で
9.5e-5Paであった。
After evacuating for 5 minutes, the stop valve 1
11 was opened, and an organic substance gas was introduced into the vacuum vessel 103. Trinitrile was used as the organic substance gas, and the flow rate was controlled by the mass flow controller 109 so that the partial pressure of trinitrile was 1e-4 Pa. Here, it took 12 minutes in total from the end of the forming step to the introduction of the organic substance gas for activation. The water pressure in the vacuum vessel 103 measured by a mass spectrometer (not shown) and a pressure gauge installed in the vacuum vessel 103 is measured before the introduction of trinitrile.
9.5e-5Pa.

【0073】次に、外部駆動回路116を用いて電子放
出部508に電圧を印加して、活性化工程を行った。電
圧は210本の下配線401を図示しない電流計を介し
てGNDに接続し、120本の上配線402を10ブロ
ックに分割し、各ブロック内の12本の上配線402を
並列に接続して、各ブロックごとに順次活性化処理を施
した。このとき、上配線402の各ブロックに関して、
電圧16V、パルス幅1msec、周波数100Hzの矩形波
を走査して印加した。この活性化工程は60分間とし
た。
Next, a voltage was applied to the electron emission section 508 using the external drive circuit 116 to perform an activation step. The voltage is obtained by connecting 210 lower wires 401 to GND via an ammeter (not shown), dividing 120 upper wires 402 into 10 blocks, and connecting 12 upper wires 402 in each block in parallel. An activation process was sequentially performed for each block. At this time, for each block of the upper wiring 402,
A rectangular wave having a voltage of 16 V, a pulse width of 1 msec, and a frequency of 100 Hz was scanned and applied. This activation step was for 60 minutes.

【0074】図示しない電流計により活性化工程終了時
の個々の表面伝導型電子放出素子400の素子電流を測
定した結果、素子電流の平均値は1.14mAで、標準偏
差が0.10mAであった。なお、フォーミング工程後か
ら活性化工程開始までの時間は15分間であった。
As a result of measuring the device current of each surface conduction electron-emitting device 400 at the end of the activation step using an ammeter (not shown), the average value of the device current was 1.14 mA and the standard deviation was 0.10 mA. Was. The time from the forming step to the start of the activation step was 15 minutes.

【0075】上記第1の実施例と比較して遜色のない結
果が得られ、素子特性に影響を与えずに短い排気時間で
活性化処理を施すことができることが分かった。
The results were inferior to those of the first embodiment, and it was found that the activation process could be performed in a short evacuation time without affecting the device characteristics.

【0076】(第3の実施例)第3の実施例では、上記
第2の実施例と同様にHeを用いたイオン照射を行うも
のであるが、図3(c)に示すように、真空容器103内
に4枚の電極板117を配置して、低電圧電源110に
より交互に電極板が結線され、各電極板117間に電界
を印加する構成にした。
(Third Embodiment) In the third embodiment, ion irradiation using He is performed in the same manner as in the second embodiment. However, as shown in FIG. Four electrode plates 117 are arranged in the container 103, the electrode plates are alternately connected by the low-voltage power supply 110, and an electric field is applied between the electrode plates 117.

【0077】そして、フォーミング工程終了後、Heを
100Pa導入した。その後、電極117間に500Vの電圧
を5分間印加して真空排気を行い、トリニトリルを1e-4
Pa導入して活性化処理を行った。ここで真空容器103
内の水分圧は、トリニトリル導入前で7.6e-5Paであっ
た。
After completion of the forming step, He is removed.
100Pa was introduced. Thereafter, a voltage of 500 V is applied between the electrodes 117 for 5 minutes to evacuate, and trinitrile is eluted with 1e-4.
Activation treatment was performed by introducing Pa. Here, the vacuum vessel 103
The internal water pressure was 7.6e-5Pa before the introduction of trinitrile.

【0078】図示しない電流計により活性化工程終了時
の個々の表面伝導型電子放出素子400の素子電流を測
定した結果、素子電流の平均値は1.22mAで、標準偏
差が0.11mAであった。なお、フォーミング工程後か
ら活性化工程開始までの時間は15分間であった。
As a result of measuring the device current of each surface conduction electron-emitting device 400 at the end of the activation step using an ammeter (not shown), the average value of the device current was 1.22 mA and the standard deviation was 0.11 mA. Was. The time from the forming step to the start of the activation step was 15 minutes.

【0079】[0079]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、残留
水分圧の低下を高速で行うことができ、残留水による影
響をなくし、かつ、生産コストを抑えて安価な電子源を
製造することができる。
As described above, according to the present invention, the residual water pressure can be reduced at a high speed, the influence of residual water is eliminated, and the production cost is reduced to produce an inexpensive electron source. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】電子源の製造装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an apparatus for manufacturing an electron source.

【図2】光源の設置例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of installation of a light source.

【図3】イオン照射源の設置例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of installation of an ion irradiation source.

【図4】電子源の構造を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a structure of an electron source.

【図5】表面伝導型電子放出素子の構造を示す図で、
(a)が平面図であり、(b)が断面図である。
FIG. 5 is a view showing a structure of a surface conduction electron-emitting device.
(a) is a plan view and (b) is a sectional view.

【図6】水分圧の変化に対する活性化到達素子電流値の
変化を示す相関図である。
FIG. 6 is a correlation diagram showing a change in an activation reaching element current value with respect to a change in water pressure.

【図7】排気時間に対する水分圧の変化を示す相関図で
ある。
FIG. 7 is a correlation diagram showing a change in water pressure with respect to an evacuation time.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 電子源基板 102 支持体 103 真空容器 104 導入口 107 有機物質ガス源 108 排気口 109 マスフローコントローラ 110 制御装置 111 ストップバルブ 115 配線 116 外部駆動回路 117 光照射源或いはイオン照射源 118 コンダクタンスバルブ 119 真空排気装置 400 表面伝導型電子放出素子 401 下配線 402 上配線 403 層間絶縁膜 404 配線パッド 506 素子電極 507 導電性薄膜 508 電子放出部 101 Electron Source Substrate 102 Support 103 Vacuum Vessel 104 Inlet 107 Organic Gas Source 108 Exhaust 109 Mass Flow Controller 110 Controller 111 Stop Valve 115 Wiring 116 External Drive Circuit 117 Light Irradiation Source or Ion Irradiation Source 118 Conductance Valve 119 Vacuum Evacuation Device 400 Surface conduction electron-emitting device 401 Lower wiring 402 Upper wiring 403 Interlayer insulating film 404 Wiring pad 506 Device electrode 507 Conductive thin film 508 Electron emitting portion

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子放出素子を有する電子源の基板を固
定する支持手段と、 上記電子源の電子放出素子を覆う容器と、 上記容器内にガスを導入するガス導入手段と、 上記容器内を排気する排気手段と、 上記電子源に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、 上記容器内に光或いはイオンを照射する照射手段を設け
たことを特徴とする電子源の製造装置。
1. A supporting means for fixing a substrate of an electron source having an electron emitting element, a container for covering the electron emitting element of the electron source, a gas introducing means for introducing a gas into the container, An apparatus for manufacturing an electron source, comprising: an exhaust unit for exhausting gas; and a voltage application unit for applying a voltage to the electron source, and an irradiation unit for irradiating the container with light or ions.
【請求項2】 上記電子放出素子は、電子放出部が形成
された表面伝導型電子放出素子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。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the electron-emitting device is a surface conduction electron-emitting device having an electron-emitting portion.
【請求項3】 上記ガス導入手段により上記容器内に導
入されるガスは、有機物質ガスであることを特徴とする
請求項1又は2に記載の電子源の製造装置。
3. The apparatus according to claim 1, wherein the gas introduced into the container by the gas introducing means is an organic substance gas.
【請求項4】 上記照射手段は、紫外線を照射すること
を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子
源の製造装置。
4. The apparatus for manufacturing an electron source according to claim 1, wherein said irradiation means irradiates ultraviolet rays.
【請求項5】 上記照射手段は、赤外線を照射すること
を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子
源の製造装置。
5. The apparatus according to claim 1, wherein the irradiating unit irradiates infrared rays.
【請求項6】 上記照射手段は、上記容器内に配置され
た電極及び上記容器内に設けられたイオン化ガス導入口
からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項
に記載の電子源の製造装置。
6. The method according to claim 1, wherein the irradiating means comprises an electrode disposed in the container and an ionized gas inlet provided in the container. Equipment for manufacturing electron sources.
【請求項7】 上記電極が複数あり、これら複数の電極
に異なる電圧を印加することを特徴とする請求項6に記
載の電子源の製造装置。
7. The apparatus according to claim 6, wherein a plurality of the electrodes are provided, and different voltages are applied to the plurality of electrodes.
【請求項8】 上記照射手段により用いられるイオンが
He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。
8. The apparatus according to claim 1, wherein ions used by said irradiation means are He.
【請求項9】 上記容器内の水分圧を測定する水分圧測
定手段を備えたことを特徴とする1〜8のいずれか1項
に記載の電子源の製造装置。
9. The apparatus for manufacturing an electron source according to claim 1, further comprising a water pressure measuring means for measuring a water pressure in the container.
【請求項10】 電子源の電子放出素子を容器により覆
った状態で、上記容器内の排気を行う排気手順と、 上記容器内で光或いはイオンを照射する照射手順とを有
することを特徴とする電子源の製造方法。
10. An exhausting step of exhausting the inside of the container while covering the electron-emitting device of the electron source with the container, and an irradiation step of irradiating the container with light or ions. Manufacturing method of electron source.
【請求項11】 上記排気手順及び照射手順の後に、活
性化工程を行う手順を有することを特徴とする請求項1
0に記載の電子源の製造方法。
11. The method according to claim 1, further comprising a step of performing an activation step after the evacuation step and the irradiation step.
0. The method for manufacturing an electron source according to item 0.
【請求項12】 上記活性化工程は、上記容器内にガス
を導入して上記電子源の上記電子放出素子に電圧を印加
する処理であることを特徴とする請求項11に記載の電
子源の製造方法。
12. The electron source according to claim 11, wherein the activation step is a step of introducing a gas into the container and applying a voltage to the electron-emitting device of the electron source. Production method.
【請求項13】 上記照射手順により上記容器内の水分
圧が所定値以下になった後に、上記活性化工程を行うこ
とを特徴とする請求項11又は12に記載の電子源の製
造方法。
13. The method for manufacturing an electron source according to claim 11, wherein the activation step is performed after the water pressure in the container has become equal to or lower than a predetermined value by the irradiation procedure.
【請求項14】 上記排気手順及び照射手順の前に、フ
ォーミング工程を行う手順を有することを特徴とする請
求項10に記載の電子源の製造方法。
14. The method according to claim 10, further comprising a step of performing a forming step before the evacuation step and the irradiation step.
【請求項15】 上記フォーミング工程は、上記電子放
出素子に電子放出部を形成する通電処理であることを特
徴とする請求項14に記載の電子源の製造方法。
15. The method for manufacturing an electron source according to claim 14, wherein the forming step is an energization process for forming an electron emitting portion in the electron emitting element.
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