JP2001502122A - デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 装置の素子を、この素子の周りに磁界パターンが発生するように磁化する。これを達成するため、磁化コイルを用い、素子と磁化コイルとを互いに相対的に移動させ、磁化コイルにはほぼ一定振幅の交流電流及び信号電流を流す。好ましくは、信号電流と意図した磁界パターンとの間に位相差を与える。

Description

【発明の詳細な説明】 デバイスの製造方法 本発明は、強磁性材料の素子を有するデバイスを製造する方法であって、１個 又はそれ以上の磁化コイルにより前記素子を磁化して磁界パターンを発生させる 工程を含むデバイスの製造方法に関するものである。 磁界パターンを発生させる強磁性材料の素子を具える例として、陰極線管、例 えば表示装置又はオシロスコープの陰極線管、電子顕微鏡及びＮＭＲ（核磁気共 鳴）装置が含まれる。 冒頭部で述べた形式の方法は英国特許出願公開ＧＢ２０００６３５号から既知 である。 この英国特許出願公開ＧＢ２０００６３５号において、表示装置用の陰極線管 としてのデバイスの製造方法について記述されており、この方法では環状素子が この環状素子の付近に配置された多数のコイルを有するコイル装置により磁化さ れている。陰極線管は、３本の電子ビームを発生する電子銃、表示スクリーン、 及び電子ビームを表示スクリーンに沿って偏向させる偏向ユニットを具える。磁 化した素子により発生する磁化パターンは電子銃から表示スクリーンに向く方向 に沿って電子ビームを支配する。これにより、電子ビームのスクリーン上での形 態、位置及び着地角に関する誤差を補正することができる。これは、画像表示装 置で観測される誤差に応じて素子を磁化することにより達成される。素子の磁化 は、コイル装置の１個又はそれ以上のコイルに信号電流を供給すると共に同時に コイル装置のコイルヘ減少する交流電流を供給により行われる。 一方、既知の方法は種々の欠点がある。磁化のために用いられるコイル装置が 比較的大きなエネルギー消費を伴うと共に空間的に広いスペースを占めてしまう 。 電子ビームを支配することは実際的には制限となる可能性があることが判明し た。誤差の補正が新たな誤差を導入し、これらの新たな誤差は小さいものではあ るが、補正することが極めて困難であり又は不可能なものである。 本発明の目的は、上記欠点の１つ又はそれ以上を低減する方法を提供すること にある。 この目的を達成するため、本発明による方法は、素子の磁化中に前記磁化コイ ル及び素子を互いに相対的に移動させると共に、前記磁化コイルにほぼ一定の振 幅の交流電流を信号電流と共に流すことを特徴とする。 本発明による方法は、一般的に必要なエネルギーが少なく精度も一層高いもの である。すなわち、素子により発生する磁界を意図した磁界に対応させるための 精度が一層高くなる。 従来技術の方法で磁化した素子は不所望な高次の磁界成分を含む磁界を発生す る。これらの高次の磁界成分は、磁化中に素子を磁化させるための磁化コイルの 端部付近及び／又は個別の磁性素子の端部付近及び／又は素子の不均一部分で生 ずる。これらの高次成分は、磁化させるためのコイルと素子との間の距離を長く することにより既知の方法で減少させることができるが、これによりエネルギー の消費量が増大してしまう。 磁化用のコイルと素子との相対移動並びに本発明により素子を磁化させる方法 により、磁界パターン中の不所望な高次成分は減少する。これにより磁界パター ンの精度が一層高くなる。この相対移動並びに交流電流（交流電流を用いること によりバイアス磁界の急速な変化が増大する）及び１個又はそれ以上の信号電流 の磁化コイルへの供給によりエッジ効果が減少する。このエッジ効果（従来技術 では、磁化コイルの端部付近又は個別の素子の端部付近で発生する）は、素子付 近の磁界パターンの不所望な高次成分に部分的に対応している。 磁化させるためのコイルの体積は一般的に小さいので、磁化のプロセスには少 量のエネルギーが必要になるだけである。従来技術で用いられている例えば８個 の磁化コイルの代わりに、少数のコイル例えば１個又は２個のコイルで十分であ る。好ましくは、１個のコイルだけを用いる。 本発明は、電子ビームを発生させる手段（例えば、電子銃）を具える陰極線管 に極めて好適に用いることができ、この電子ビームは動作中素子の磁界パターン を中を通過する。 磁界パターンの精度が低いことは、電子ビームの形状及び位置に悪影響を与え てしまう。 電子ビームを偏向させる手段を具え動作中電子ビームの偏向により磁界パター ン中の電子ビームの位置が制御される陰極線管に関して、磁界パターンの不正確 性を防止し軽減することは特に重要である。 磁界パターン中の電子ビーム（１本以上の電子ビームが発生する場合には複数 の電子ビーム）の位置が電子ビームの偏個に依存する場合、磁界パターンの不正 確性により生ずる誤差は偏向に依存する（すなわち、位置依存性）。これらのダ イナミックな誤差の補正は、一定の誤差すなわちスタテックな誤差の補正よりも 困難である。 好ましくは、素子及び磁化用のコイルは、１回の移動により素子の少なくとも 一部分が２回磁化されるように相対的に移動する。 結果として、素子の少なくとも一部分は「重複磁化」すなわち２回磁化される 。これにより、磁界パターン中の急激な遷移が回避又は軽減される。 これらの実施例において、好ましくはコイルと素子との相対移動を連続させな がら交流電流及び信号電流の振幅を小さくする。 コイルと素子との相対移動を連続させながら交流電流及び信号電流の振幅を小 さくすることにより、素子の磁化が急激に遷移することが防止される。これらの 遷移により精度が低下し、特に磁界パターン中の高次の成分の精度が低下してし まう。 以下に説明する実施例に基づきこれらの本発明の概念及び他の概念を明らかに する。ここで、 図１は表示装置を示し、 図２は環状の磁化した素子が設けられている偏向ユニットの正面図であり、 図３は既知の方法を示し、 図４及び図５は既知の方法により製造された装置の磁性素子の磁界パターンを 示し、 図６は本発明による方法の実施例を示し、 図７Ａ〜図７Ｆはコイルを流れる信号電流と本例の環状素子の磁界方向及び磁 界との関係を示し、 図８はロッド状素子の磁化方向を示し、 図９はロッド状素子の周囲の磁界を示し、 図１０は本発明による方法の実施例を示す。 これらの図面はスケール通りに表示されていない。これらの図面において、類 似する部材には類似する符号を付することにする。 カラー表示装置１（図１）は、表示窓３を有する真空容器２、コーン状部分４ 及びネック５を含む。このネック５には３本の電子ビーム７，８及び９を発生す る電子銃６を収納する。表示スクリーン１０を表示窓の内側に設ける。この表示 スクリーン１０は、赤、緑及び青で発光する蛍光素子の蛍光体パターンを具える 。表示スクリーンに向く方向において、電子ビーム７，８及び９は偏向ユニット １１により表示スクリーン全体に亘って偏向され、表示窓３の前面に配置された 開口１３を有する薄いプレートで構成されるシャドウマスク１２を通過する。シ ャドウマスクは吊り下げ手段１４により表示窓に支持する。３本の電子ビームは 収束し、互いに微小な角度を以てシャドウマスクの開口を通過し、従って各電子 ビームはーのカラーの蛍光素子だけに入射する。 図２は偏向ユニットの正面図、すなわちスクリーン側から見た正面図である。 この偏向ユニット１１は、２個の偏向コイル２６及び２７と環状の磁化可能素子 ２５とを具える。この従来技術に基づく方法では、図３に示すように素子２５は 多数の磁化コイル３２を含む磁化コイル装置３１により磁化される。 これらのコイルは磁界を発生し、この磁界により素子２５が磁化される。素子 ２５が発生する磁界により、動作中電子ビームの形状及びその通路が制御される 。 図４及び図５は、交差形態で配置した４個のコイル３２により磁化された環状 素子２５の磁界パターンを示す。素子２５は２個の北極（Ｎ）と２個の南極（Ｓ ）を有する（図４）。素子２５の内側４１から僅かな距離だけ離れた位置におけ る磁界Ｈを角度φの関数として図５のライン５１で示し、この磁界Ｈはコイル３ ２の大きさにほぼ対応する幅Ｄを有する２個の最大値及び最小値を示す。最大値 と最小値との間の磁界強度はほぼ零になる。磁界Ｈは四極成分を有する。一方、 この磁界は、四極成分に加えて、１２極成分、２０極成分及び２８極成分の高次 成分も有する。破線５２は四極磁界を示す。ライン５１と５２との間の差異は、 １２極成分及び上記高次成分を含む磁界を形成する。すなわち、磁界パターン５ １は、四極成分とは別に、１２極成分及び高次成分も含むものである。高次成分 の強度及び大きさは任意に選択することができないが、用いる方法により決定さ れる。１２極成分の強度はコイル３２を拡大することにより又はこのコイルを素 子２５から遠く離れて配置することにより弱くすることができるが、この方法は 広い空間を占めると共にエネルギーを浪費することになる。高次多極成分の磁界 強度は、素子２５までの関数として低次多極成分の磁界強度よりも顕著に減衰す る。素子２５に近接する磁界パターンの精度が一層重要になるため、不所望な高 次多極成分を除くことは一層重要である。これは、電子ビームが偏向されビーム と素子との間の距離がこの偏向により支配される場合特に重要になる。 図６は本発明による２個の実施例を示す。 第１の実施例において、コア６１を有するコイル６０は、一定の振幅Ａを有す る交流電流６４（バイアス電流）及び信号電流６５により付勢する。同時に、図 ６の矢印６６により線図的に示すように、環状素子２５を回転する。このコイル は、環状素子２５に対して主として直角に延在する磁界Ｈ１発生する。この磁界 Ｈ１により環状素子２５が磁化される。素子２５の磁化及びこの素子付近の磁界 パターンは信号電流６５及び移動６６により決定される。この磁化コイル装置は 、既知の磁化コイル装置よりも一層小さい空間を占めるにすぎない。コイルの相 対移動及びこのコイルを付勢する方法により、素子２５の磁化を高精度に決定す ることができる。本発明の別の利点は、この素子により発生する磁界中に不所望 な磁界成分を生ずるおそれのある素子の材料の不均一性（例えば、この素子の厚 さ及び／又は組成の変化、傷及び／又は割れ）を満足できる精度に補償できるこ とにある。この不均一性は、個別の測定により又はコイル６０を用いた測定によ り測定することができる。この磁化コイル装置はバイアス信号６４を用いること により線形化されるので、すなわちこの素子の磁化の強度は信号電流６５の強度 によりほぼ線形に支配されるので、不均一性は信号電流６５により簡単な方法で 補償することができる。従って、不均一性の外乱効果は容易に補償することがで きる。素子の厚さの２５％又はそれ以上の差は、信号電流を適切に減少又は増加 させることにより補償することができ、従って、上記厚さの差は、発生した磁界 中に変移（意図した磁界に対する）を生じさせることはなく或るほとんど変移さ せることはない。既知のスタティックな構成において、不均一性が補償される程 度は極めて微小なものである（不均一性がコイルの近傍で生ずる場合だけ補償さ れる）。 素子２５は空気ギャップ６７を有する電磁石６２により磁化することもできる 。この実施例を図６の右側に図示する。このコイルから、主として素子に沿って 形成される磁界Ｈ２を発生する。 好ましくは、交流電流６４及び信号電流６５の振幅は磁化処理の最後の期間中 に減衰させると共に、コイルと素子との相対移行を連続させる。このにより、コ イル装置の端部位置の近傍におけるエッジ効果が防止される（すなわち、コイル 装置のコイル（コイル装置のコイル（１個又は複数個のコイル）が磁化処理の終 了時に位置する位置（１又は複数個の位置）。 好ましくは、この素子は３６０°以上にわたって回転される。結果として、こ の素子２５の少なくとも一部分が２回磁化される。この構成は、磁化処理の開始 時に生ずる（例えば、コイル６１のコアの端部付近において）エッジ効果が重複 する利点がある。 図６は、コイル装置が１個のコイルを有する本発明による方法の実施例を示す 。このコイル装置は、多数のコイル例えば好ましくは１８０°を若干超える角度 にわたってそれぞれ回転する２個の対向するように配置したコイルを有すること もできる。これらのコイルに供給される信号は、素子２５の左半部又は右半部に ついて所望の磁化に対応する。 好ましくは、信号電流は意図した磁界パターンの成分に対応する成分を含み、 この信号電流の成分は意図した目的に好適な磁界パターンの対応する成分に対し て位相差を有する。この状態を図７Ａ〜図７Ｆに図示する。 コイル（６０又は６２）を流れる電流（図７Ａ参照）により形成される素子２ ５の磁化Ｍは、素子２５に直角に延在する成分（Ｍ_‖（I））（図７Ｂ参照）及 び素子２５の方向に延在する成分（Ｍ_⊥（I））（図７Ｃ参照）を含む。成分Ｍ_⊥ とＭ_‖との比は磁界（Ｈ１，Ｈ２）の強度により支配されるが、多極の広い範 囲に わたって一定である。 図７Ａはコイル６１を流れる信号電流６５（ｙ値）を環状素子２５に対するコ イル６１の位置（ｘ値）の関数として、スタート位置（Ｏ半径）に対する半径方 向の位置として示し、終了点（４π）はスタート点と一致する。信号電流の強度 Ｉは正弦波状に変化し、２個の最大値及び最小値をすなわち２サイクルを呈する 。このような電流の変化により４極磁界を発生することができる。一致するスタ ート点と終了点との間で３サイクルを行なう電流により６極磁界を発生すること ができる。４サイクルを呈する電流により８極磁界を発生させることもできる。 ここでの目的は、この信号電流Ｉにより均一な態様の４極磁界すなわち初期磁界 が零に等しく２個の最大値及び２個の最小値を呈する４極磁界を発生することに ある。 この電流が素子２５を磁化させるので、磁化成分Ｍ_⊥（I）及び磁化成分Ｍ_‖ （I）の両方が環状素子に発生する。図７ＢはＭ_‖（I）の強度を示し図７ＣはＭ_⊥ （I）の強度を示す。素子２５の両方の磁化成分により、素子２５の近傍に長 手方向成分Ｈ_‖を有する磁界が発生する。図７Ｄは磁化成分Ｍ_‖（I）により生 ずる磁界Ｈ_‖を示し（＝Ｈ_‖（Ｍ_‖（I））、図７Ｅは磁界成分Ｍ_⊥（I）により 生ずる磁界を示す（＝Ｈ_‖（Ｍ_⊥（I））。全長手方向磁界成分Ｈ_‖は図７Ｄ及 び図７Ｅに示す２個の磁界の和に等しい。すなわち、 Ｈ_‖（I）＝Ｈ_‖（Ｍ_⊥（Ｉ））＋Ｈ_‖（Ｍ_⊥（I）） 図７Ｆは電流Ｉ及びこの電流Ｉにより生ずる磁界Ｈ_‖（I）の両方を示す。磁 界Ｈ_‖（I）のピーク、谷及び零交差点は、電流Ｉのピーク、谷及び零交差点に 対して約０．４ラジアン（約２２°に対応する）だけシフトしている。意図した 磁界が電流に同期しているものとすると、すなわち意図した磁界Ｈ_‖（I）の値 がスタート点において零に等しいものとすると、磁界Ｈ_‖（I）はこの意図した 磁界に対応していないこと明らかである。この理由は、磁界Ｈ_‖（I）の初期値 が零に等しくないからである。環状素子のまわりの磁界を考慮すれば、これらの 極（最大値及び最小値）がこのような意図した磁界の極に対して回転しているこ とが見い出される。本発明者はこの効果及び好適実施例として電流と意図した磁 界との間に位相差が存在することを認識した。この実施例において、４極成分だ けを有する 簡単な磁界が発生する。このような簡単な磁界の場合、電流と意図した磁界との 間の位相差によって得られる効果と同様な効果は、磁界した後環状素子を回転す ることにより達成することができる（本例では、環状素子は約１１°の角度にわ たって回転する必要がある）。より一般的な表現を用いれば、この効果は環状素 子を変位又は移動することにより達成される。これは、意図した磁界が多数の成 分を含む場合（例えば、４極成分とに極成分の両方を含む場合）、不可能なもの となる。この理由は、必要な環状素子の位相シフトが磁界成分が異なる毎に相異 するためである。６極、８極、１０極等の成分の場合、位相シフト（ここで、用 語「位相」は信号の正弦（サイン）に対して規定するものとする）はほぼ等しい 。この理由により、素子２５を磁化する際、信号電流は磁界パターン中の成分（ ２極、４極、６極、８極等）に対応する成分を有し、この信号電流の成分は意図 した磁界パターンの対応する成分に対する位相差を呈する。この位相差は磁化Ｍ_⊥ とＭ_‖との間の比により支配される。 図８は伸長状の素子８１を線図的に示し、この素子に沿ってコイル８２が移動 してこの素子を磁化する。図９は素子８１の一方の側８３に近接する意図した磁 界パターン９１を線図的に示す。この意図した磁界はフーリエ分析により２極成 分（素子８１のいずれかの側に磁極が存在する）と、４極成分と、６極成分に分 解することができる。本例において、６極成分は相対的に強くなる。素子８１の 磁化は、面８３に直交する方向に延在する成分（Ｍ_⊥）及びこの面に沿って延在 する成分（Ｍ_‖）の両方を含む。 信号電流成分と磁界パターン中の対応する成分との間の位相差により、磁界パ ターンを発生させる精度が改善される。 この精度を改善する別の解決策を図１０に線図的に示す。図１０において、磁 化コイル装置は２個の磁石１０１及び１０２を具える。素子を移動させるための ギャップが２個の磁石間に存在し、このギャップは図面中矢印で示す。コイル１ ０１及び１０２がそれぞれ電流Ｉ₁及びＩ₂で付勢されると、ここでＩ₁＝−Ｉ₂と する、磁化Ｍ_‖が素子２５に発生する。この場合、Ｍ_⊥成分は無視できる。さら に、信号電流成分と意図した磁界の成分との間の位相差はほとんど不要である。 コイル１０１及び１０２が電流Ｉ₁及びＩ₂（ここで、Ｉ₁＝Ｉ₂）により それぞれ付勢されると、図１０に示すように、磁化Ｍ_⊥が素子２５に発生する。 この場合、Ｍ_‖成分は無視することができる。従って、信号電流成分と意図した 磁界の成分との間の１対１の９０°の位相差は、高い精度を達成するため１次近 似として十分なものである。 本発明の範囲内において種々の変形が可能であることは当業者に明らかである 。例えば、図面においてカラー表示装置用の陰極線管用を図示した。しかしなが ら、本発明は、オシロスコープ、モノクロの表示装置、走行波管、電子顕微鏡等 及びＮＭＲ装置にも適用することができる。 要約すると、本発明においては、装置の素子がこの素子の周りに磁界パターン を発生するように磁化することである。 この目的を達成するため、磁化コイルを用い、素子及び磁化コイルを相対的に 移動させ、この磁化コイルに信号電流と共にほぼ一定の振幅の交流電流を流す。 好ましくは、信号電流の１個又はそれ以上の成分と意図した磁界パターンの対 応する成分との間に位相差が存在し、すなわち信号電流の成分が意図した磁界成 分よりも僅かに先行し又は遅延する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フェルヒュルスト アンドレ アロワ オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６ (72)発明者 シュミット カスペル マリア オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．強磁性材料の素子を有するデバイスを製造する方法であって、１個又はそれ 以上の磁化コイルにより前記素子を磁化して磁界パターンを発生させる工程を 含むデバイスの製造方法において、前記素子の磁化中に前記磁化コイル及び素 子を互いに相対的に移動させると共に、前記磁化コイルにほぼ一定の振幅の交 流電流を信号電流と共に流すことを特徴とするデバイスの製造方法。 ２．請求項１に記載の方法において、前記デバイスを、動作中前記磁界パターン を通る電子ビームを発生する手段を具える陰極線管としたことを特徴とする方 法。 ３．請求項２に記載の方法において、前記陰極線管が電子ビームを偏向する手段 を具え、動作中前記磁界パターン中の電子ビームの位置が電子ビームの偏向に より支配されることを特徴とする方法。 ４．請求項１又は２に記載の方法において、前記磁化動作の最後の期間中に、前 記交流電流の振幅が小さくなると共に前記コイル装置と素子との相対移動が連 続することを特徴とする方法。 ５．請求項１に記載の方法において、前記相対的な移動を、１回の移動において 前記素子の少なくとも一部分が２回磁化されるように行うことを特徴とする方 法。 ６．請求項１に記載の方法において、前記信号電流が意図した磁界パターンの成 分に対応する成分を含み、信号電流の成分が意図した磁界パターンの対応する 成分に対して位相差を生じることを特徴とする方法。 ７．請求項１に記載の方法において、前記磁化コイル装置が２個の磁石を具え、 前記素子を移動させるためのギャップが前記２個の磁石間に存在することを特 徴とする方法。