JP2614048B2 - 電子放出素子の製造方法およびその製造装置 - Google Patents
電子放出素子の製造方法およびその製造装置Info
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- JP2614048B2 JP2614048B2 JP17484087A JP17484087A JP2614048B2 JP 2614048 B2 JP2614048 B2 JP 2614048B2 JP 17484087 A JP17484087 A JP 17484087A JP 17484087 A JP17484087 A JP 17484087A JP 2614048 B2 JP2614048 B2 JP 2614048B2
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- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
- H01J1/316—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode having an electric field parallel to the surface, e.g. thin film cathodes
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子放出素子の製造方法およびその製造装置
に関し、特に基板もしくはパネルを高温槽、赤外線ヒー
ター等の加熱手段を利用して形成した加熱雰囲気中で通
電によりフォーミングを行う電子放出素子の製造方法お
よびその製造装置に関する。
に関し、特に基板もしくはパネルを高温槽、赤外線ヒー
ター等の加熱手段を利用して形成した加熱雰囲気中で通
電によりフォーミングを行う電子放出素子の製造方法お
よびその製造装置に関する。
［従来の技術］ 従来、簡単な構造で電子の放出が得られる素子とし
て、例えば、エム アイ エリンソン（M.I.Elinson）
等によって発表された冷陰極素子が知られている。［ラ
ジオ エンジニアリング エレクトロン フィジィッス
（Radio Eng.Electron.Phys.）第10巻,1290〜1296頁,19
65年］ これは、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、一般には表面伝導型放出素子と呼ばれ
ている。
て、例えば、エム アイ エリンソン（M.I.Elinson）
等によって発表された冷陰極素子が知られている。［ラ
ジオ エンジニアリング エレクトロン フィジィッス
（Radio Eng.Electron.Phys.）第10巻,1290〜1296頁,19
65年］ これは、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、一般には表面伝導型放出素子と呼ばれ
ている。
この表面伝導型放出素子としては、前記エリンソン等
により開発されたSnO2（Sb）薄膜を用いたもの、Au薄膜
によるもの［ジー・ディトマー“スイン ソリド フィ
ルムス”（G.Dittmer:“Thin Solid Films"）,9巻,317
頁，（1972年）］、ITO薄膜によるもの［エム ハート
ウェル アンド シー ジー フォンスタッド“アイ
イー イー イー トランス”イー ディー コンフ
（M.Hartwell and C.G.Fonstad:“IEEE Trans.ED Con
f."）519頁，（1975年）］、カーボ薄膜によるもの［荒
木久他：“真空",第26巻，第１号,22頁，（1983年）］
などが報告されている。
により開発されたSnO2（Sb）薄膜を用いたもの、Au薄膜
によるもの［ジー・ディトマー“スイン ソリド フィ
ルムス”（G.Dittmer:“Thin Solid Films"）,9巻,317
頁，（1972年）］、ITO薄膜によるもの［エム ハート
ウェル アンド シー ジー フォンスタッド“アイ
イー イー イー トランス”イー ディー コンフ
（M.Hartwell and C.G.Fonstad:“IEEE Trans.ED Con
f."）519頁，（1975年）］、カーボ薄膜によるもの［荒
木久他：“真空",第26巻，第１号,22頁，（1983年）］
などが報告されている。
これらの表面伝導型放出素子の典型的な素子構成を第
３図に示す。同第３図において、１および２は電気的接
続を得る為の電極、３は電子放出材料で形成される薄
膜、４は基板、５は電子放出部を示す。
３図に示す。同第３図において、１および２は電気的接
続を得る為の電極、３は電子放出材料で形成される薄
膜、４は基板、５は電子放出部を示す。
従来、これらの表面伝導型放出素子に於ては、電子放
出を行なう前にあらかじめフォーミングと呼ばれる通電
処理によって電子放出部を形成する。即ち、前記電極１
と電極２の間に電圧を印加する事により、薄膜３に通電
し、これにより発生するジュール熱で薄膜３を局所的に
破壊，変形もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態
にした電子放出部５を形成することにより電子放出機能
を得ている。
出を行なう前にあらかじめフォーミングと呼ばれる通電
処理によって電子放出部を形成する。即ち、前記電極１
と電極２の間に電圧を印加する事により、薄膜３に通電
し、これにより発生するジュール熱で薄膜３を局所的に
破壊，変形もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態
にした電子放出部５を形成することにより電子放出機能
を得ている。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記の様な従来の通電のみによるフォ
ーミングにおいては、基板もしくは電子放出材料の薄膜
に熱応力が蓄積され、またフォーミング終了直後に膜内
電流が流れなくなるために急速に冷却されるために、そ
の蓄積された応力と急速な冷却により、次のような問題
点が発生した。
ーミングにおいては、基板もしくは電子放出材料の薄膜
に熱応力が蓄積され、またフォーミング終了直後に膜内
電流が流れなくなるために急速に冷却されるために、そ
の蓄積された応力と急速な冷却により、次のような問題
点が発生した。
通電の際に、基板も局所的に加熱されるため、フォ
ーミング時に基板の割れを生ずる。
ーミング時に基板の割れを生ずる。
通電による薄膜の変化、例えば、局所的な破壊、変
形もしくは変質等の程度が同一基板内に形成される複数
の素子間にばらつきがあり、同一基板内での各素子特性
の均一性および再現性に問題があった。
形もしくは変質等の程度が同一基板内に形成される複数
の素子間にばらつきがあり、同一基板内での各素子特性
の均一性および再現性に問題があった。
以上のような問題点があるため、表面伝導型の電子放
出素子は、素子構造が簡単であるという利点があるにも
かかわらず、産業上、積極的に応用されるには至ってい
ない現状である。
出素子は、素子構造が簡単であるという利点があるにも
かかわらず、産業上、積極的に応用されるには至ってい
ない現状である。
本発明は、この様な従来例の問題点を解決するために
なされたものであり、電子放出材料の薄膜を、加熱雰囲
気中で基板を加熱しながら通電処理を行うことにより、
基板の破壊を防止し、また同一基板内に設けられた複数
の素子を品質にばらつきがない均一性、再現性良く形成
することできる電子放出素子の製造方法およびその製造
装置を提供することを目的とするものである。
なされたものであり、電子放出材料の薄膜を、加熱雰囲
気中で基板を加熱しながら通電処理を行うことにより、
基板の破壊を防止し、また同一基板内に設けられた複数
の素子を品質にばらつきがない均一性、再現性良く形成
することできる電子放出素子の製造方法およびその製造
装置を提供することを目的とするものである。
［問題点を解決するための手段］ すなわち、本発明は、基板上の対向する電極間に設け
られた薄膜に通電処理を行う工程を有し、該通電処理は
加熱雰囲気中で基板を加熱しながら行うことを特徴とす
る電子放出素子の製造方法である。
られた薄膜に通電処理を行う工程を有し、該通電処理は
加熱雰囲気中で基板を加熱しながら行うことを特徴とす
る電子放出素子の製造方法である。
また、本発明は、対向する電極間に薄膜を設けた電子
放出素子用基板を収容する真空排気手段を有する容器
と、該容器内を加熱雰囲気にして基板を加熱する熱源
と、該加熱雰囲気中で基板を加熱しながら薄膜に通電処
理を行う電源を具備することを特徴とする電子放出素子
の製造装置である。
放出素子用基板を収容する真空排気手段を有する容器
と、該容器内を加熱雰囲気にして基板を加熱する熱源
と、該加熱雰囲気中で基板を加熱しながら薄膜に通電処
理を行う電源を具備することを特徴とする電子放出素子
の製造装置である。
本発明において、加熱雰囲気としては、プレート状ヒ
ーター、赤外線ヒーターまたは高温槽等を使用して形成
された雰囲気で、通電加熱処理を行い、高抵抗な電子放
出部を形成することが好ましい。
ーター、赤外線ヒーターまたは高温槽等を使用して形成
された雰囲気で、通電加熱処理を行い、高抵抗な電子放
出部を形成することが好ましい。
［作用］ 本発明の電子放出素子の製造方法は、対向する電極間
に設けられた電子放出材料の薄膜を、加熱雰囲気中で基
板を加熱しながら通電処理を行い、高抵抗な部位を形成
するので、基板もしくは電子放出材料の薄膜に発生する
熱応力を緩和させるように、段階的な加熱および冷却を
行うことにより、基板の破壊を防ぎ、また同一基板内に
設けられた複数の素子の品質にばらつきがない均一性の
電子放出素子を、再現性良く製造することできる。
に設けられた電子放出材料の薄膜を、加熱雰囲気中で基
板を加熱しながら通電処理を行い、高抵抗な部位を形成
するので、基板もしくは電子放出材料の薄膜に発生する
熱応力を緩和させるように、段階的な加熱および冷却を
行うことにより、基板の破壊を防ぎ、また同一基板内に
設けられた複数の素子の品質にばらつきがない均一性の
電子放出素子を、再現性良く製造することできる。
［実施例］ 以下、図面に示す実施例により本発明を詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例を示す説明図である。同図
において、14は絶縁性を有する基板、13は電子放出材料
で形成される薄膜、11および12は電気的接続を得るため
の電極、15は基板もしくはパネル全体を加熱するプレー
ト状ヒーターである。
において、14は絶縁性を有する基板、13は電子放出材料
で形成される薄膜、11および12は電気的接続を得るため
の電極、15は基板もしくはパネル全体を加熱するプレー
ト状ヒーターである。
本発明の電子放出素子の製造方法は、同第１図におい
て、先ず、洗浄されたガラス基板14上に蒸着もしくはス
パッタにより、SnO2,In2O3,PbO等の金属酸化物、Au,Ag,
Pt等の金属、カーボンその他の各種半導体などの電子放
出材料からなる薄膜を成膜し、次いでフォトリソグラフ
ィー技術により電子放出部が形成されるネック部を有す
る電子放出材料の薄膜13を形成する。
て、先ず、洗浄されたガラス基板14上に蒸着もしくはス
パッタにより、SnO2,In2O3,PbO等の金属酸化物、Au,Ag,
Pt等の金属、カーボンその他の各種半導体などの電子放
出材料からなる薄膜を成膜し、次いでフォトリソグラフ
ィー技術により電子放出部が形成されるネック部を有す
る電子放出材料の薄膜13を形成する。
次いで、前記薄膜13に形成される電子放出部と電気的
接続を得る電極部11,12をマスク蒸着により、Ni,Pt,Al,
Cu,Auなどの通常の導電性材料により形成する。
接続を得る電極部11,12をマスク蒸着により、Ni,Pt,Al,
Cu,Auなどの通常の導電性材料により形成する。
このように形成された素子を空気中もしくは真空容器
中で一般的なプレート状ヒーター15により、室温から最
大の温度である基板14のひずみ点もしくは薄膜13の電子
放出材料の融点までの任意の温度に加熱して、加熱雰囲
気を発生せしめ、電極11,12間に電圧を印加し、通電処
理を行い、電子放出材料の薄膜13を局所的に破壊、変形
もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な電子放出部を形
成する。
中で一般的なプレート状ヒーター15により、室温から最
大の温度である基板14のひずみ点もしくは薄膜13の電子
放出材料の融点までの任意の温度に加熱して、加熱雰囲
気を発生せしめ、電極11,12間に電圧を印加し、通電処
理を行い、電子放出材料の薄膜13を局所的に破壊、変形
もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な電子放出部を形
成する。
この時、従来の方法における様に、加熱雰囲気を用い
ることなく、通電処理のみによるフォーミングでは、基
板の割れを生じ、素子特性を測定するにはいたらなかっ
たが、本実施例によれば、基板の割れを発生せず、フォ
ーミングを行うことができた。
ることなく、通電処理のみによるフォーミングでは、基
板の割れを生じ、素子特性を測定するにはいたらなかっ
たが、本実施例によれば、基板の割れを発生せず、フォ
ーミングを行うことができた。
次に、第２図は赤外線ヒーターを用いて加熱雰囲気を
形成した電子放出素子の製造装置の説明図を示す。同図
において、21は電子放出素子、22は通電を行うための電
源装置、23はベルジャー、24は真空排気系装置、25は電
子放出素子を加熱するための赤外線ヒーターである。同
第２図においては、真空中において、赤外線ヒーターを
用いて加熱し、第１図と同様に、電子放出材料の薄膜を
加熱雰囲気中で基板を加熱しながら通電処理を行い、高
抵抗な電子放出部を形成することができる。
形成した電子放出素子の製造装置の説明図を示す。同図
において、21は電子放出素子、22は通電を行うための電
源装置、23はベルジャー、24は真空排気系装置、25は電
子放出素子を加熱するための赤外線ヒーターである。同
第２図においては、真空中において、赤外線ヒーターを
用いて加熱し、第１図と同様に、電子放出材料の薄膜を
加熱雰囲気中で基板を加熱しながら通電処理を行い、高
抵抗な電子放出部を形成することができる。
また、本発明の電子放出素子の製造方法は、高温槽を
用いた加熱雰囲気中で通電処理を行い、高抵抗な部位を
形成することができる。
用いた加熱雰囲気中で通電処理を行い、高抵抗な部位を
形成することができる。
これ等のいずれの方法においても、第１図に示す実施
例と同様に、基板の割れを発生せずフォーミングを行う
ことができる。
例と同様に、基板の割れを発生せずフォーミングを行う
ことができる。
また、本発明においては、同一基板内に複数個の電子
放出素子を有する場合においても、基板全体が同一温度
に保たれているため、同一基板内で均一かつ再現性のあ
るフォーミングを行うことができる。
放出素子を有する場合においても、基板全体が同一温度
に保たれているため、同一基板内で均一かつ再現性のあ
るフォーミングを行うことができる。
さらに、電子放出素子を表示管などにパネル化してか
らフォーミングを施すことが可能で、この場合パネル化
時による素子の破壊を防止することができる。
らフォーミングを施すことが可能で、この場合パネル化
時による素子の破壊を防止することができる。
上記の実施例に示す様に、本発明のフォーミングは通
電処理時に基板と薄膜に発生する熱応力を、加熱雰囲気
の加熱時の急速な加熱、およびその後の冷却時における
急速な冷却をさけ、段階的に加熱および冷却を行うこと
により緩和することができるため、基板の破壊を防止
し、また同一基板内で複数の素子に均一かつ再現性のあ
るフォーミングを可能にしたものである。
電処理時に基板と薄膜に発生する熱応力を、加熱雰囲気
の加熱時の急速な加熱、およびその後の冷却時における
急速な冷却をさけ、段階的に加熱および冷却を行うこと
により緩和することができるため、基板の破壊を防止
し、また同一基板内で複数の素子に均一かつ再現性のあ
るフォーミングを可能にしたものである。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の電子放出素子の製造方
法およびその製造装置は、加熱雰囲気中で基板を加熱し
ながら通電処理によりでフォーミングを行うことによ
り、 基板の破壊を防止できる 同一基板内で複数の素子を品質のばらつきがなく、
均一性かつ再現性良く形成できる 素子設計および製造プロセス設計の自由度が増す 等の優れた効果がある。
法およびその製造装置は、加熱雰囲気中で基板を加熱し
ながら通電処理によりでフォーミングを行うことによ
り、 基板の破壊を防止できる 同一基板内で複数の素子を品質のばらつきがなく、
均一性かつ再現性良く形成できる 素子設計および製造プロセス設計の自由度が増す 等の優れた効果がある。
第１図は本発明の電子放出素子の製造方法の一実施例を
示す説明図、第２図は赤外線ヒーターを用いて加熱雰囲
気を形成した電子放出素子の製造装置を示す説明図およ
び第３図は従来技術を示す説明図である。 1,2,11,12……電極 3,13……薄膜 4,14……基板 ５……電子放出部 15……プレート状ヒーター 21……電子放出素子 22……電源装置 23……ベルジャー 24……真空排気系装置 25……赤外線ヒーター
示す説明図、第２図は赤外線ヒーターを用いて加熱雰囲
気を形成した電子放出素子の製造装置を示す説明図およ
び第３図は従来技術を示す説明図である。 1,2,11,12……電極 3,13……薄膜 4,14……基板 ５……電子放出部 15……プレート状ヒーター 21……電子放出素子 22……電源装置 23……ベルジャー 24……真空排気系装置 25……赤外線ヒーター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 一郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 武田 俊彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 吉岡 征四郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 横野 幸次郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特公 昭44−32247（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (8)
- 【請求項１】基板上の対向する電極間に設けられた薄膜
に通電処理を行う工程を有し、該通電処理は加熱雰囲気
中で基板を加熱しながら行うことを特徴とする電気放出
素子の製造方法。 - 【請求項２】前記通電処理を行う工程が、前記薄膜を局
所的に破壊、変形もしくは変質せしめる工程である特許
請求の範囲第１項記載の電子放出素子の製造方法。 - 【請求項３】前記加熱雰囲気がプレート状ヒーター、赤
外線ヒーターまたは高温槽を使用して形成された雰囲気
である特許請求の範囲第１項記載の電子放出素子の製造
方法。 - 【請求項４】前記通電処理を行う工程が、空気中もしく
は真空中にて行われる特許請求の範囲第１項記載の電子
放出素子の製造方法。 - 【請求項５】前記対向する電極間に設けられた薄膜がパ
ネル内に配置されている特許請求の範囲第１項記載の電
子放出素子の製造方法。 - 【請求項６】前記対向する電極間に設けられた薄膜の複
数に対して、前記加熱雰囲気中で通電処理を行う工程が
施される特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかの
項に記載の電子放出素子の製造方法。 - 【請求項７】対向する電極間に薄膜を設けた電子放出素
子用基板を収容する真空排気手段を有する容器と、該容
器内を加熱雰囲気にして基板を加熱する熱源と、該加熱
雰囲気中で基板を加熱しながら薄膜に通電処理を行う電
源を具備することを特徴とする電子放出素子の製造装
置。 - 【請求項８】前記熱源が赤外線ヒーターである特許請求
の範囲第７項記載の電子放出素子の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17484087A JP2614048B2 (ja) | 1987-07-15 | 1987-07-15 | 電子放出素子の製造方法およびその製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17484087A JP2614048B2 (ja) | 1987-07-15 | 1987-07-15 | 電子放出素子の製造方法およびその製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6419658A JPS6419658A (en) | 1989-01-23 |
| JP2614048B2 true JP2614048B2 (ja) | 1997-05-28 |
Family
ID=15985574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17484087A Expired - Fee Related JP2614048B2 (ja) | 1987-07-15 | 1987-07-15 | 電子放出素子の製造方法およびその製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2614048B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3205167B2 (ja) * | 1993-04-05 | 2001-09-04 | キヤノン株式会社 | 電子源の製造方法及び画像形成装置の製造方法 |
| AU717388B2 (en) * | 1993-04-05 | 2000-03-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing electron source, electron source manufactured by said method, and image forming apparatus using said electron sources |
| CA2159292C (en) * | 1994-09-29 | 2000-12-12 | Sotomitsu Ikeda | Manufacture methods of electron-emitting device, electron source, and image-forming apparatus |
| CN1115708C (zh) | 1996-04-26 | 2003-07-23 | 佳能株式会社 | 电子发射器件、电子源和图像形成装置的制造方法 |
| DE69909538T2 (de) | 1998-02-16 | 2004-05-13 | Canon K.K. | Verfahren zur Herstellung einer elektronenemittierenden Vorrichtung, einer Elektronenquelle und eines Bilderzeugungsgeräts |
-
1987
- 1987-07-15 JP JP17484087A patent/JP2614048B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6419658A (en) | 1989-01-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |