JP2715315B2 - 電子放出素子の製造方法 - Google Patents
電子放出素子の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子放出素子に関し、特に安定した放出電
流を得られる電子放出素子の製造方法に関する。
流を得られる電子放出素子の製造方法に関する。
［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、
1965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、一般には表面伝導形電子放出素子と呼
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、
1965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、一般には表面伝導形電子放出素子と呼
ばれている。
この表面伝導形電子放出素子としては、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 フォトスタッド“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）］、カーボン薄膜によるもの
［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。
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 フォトスタッド“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）］、カーボン薄膜によるもの
［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。
これらの表面伝導形電子放出素子の典型的な素子構成
を第２図に示す。同第２図において、１及び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は絶縁性基板、５は電子放出部を示す。
を第２図に示す。同第２図において、１及び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は絶縁性基板、５は電子放出部を示す。
従来、これらの表面伝導形電子放出素子に於ては、電
子放出を行う前に予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している。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。
子放出を行う前に予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している。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。
上述の電気的に高抵抗状態とは薄膜３の一部に0.5μ
ｍ〜５μｍの亀裂を有し、且つ亀裂内が所謂島構造を有
する不連続状態膜をいう。島構造とは一般に数十Åから
数μｍ径の微粒子が基板４上にあり、各微粒子は空間的
に不連続で電気的に連続な膜を云う。
ｍ〜５μｍの亀裂を有し、且つ亀裂内が所謂島構造を有
する不連続状態膜をいう。島構造とは一般に数十Åから
数μｍ径の微粒子が基板４上にあり、各微粒子は空間的
に不連続で電気的に連続な膜を云う。
上記、表面伝導形電子放出素子は上述高抵抗不連続膜
に電極1,2により電圧を印加し、素子表面に電流を流す
ことにより、上述微粒子より電子放出せしめるものであ
る。
に電極1,2により電圧を印加し、素子表面に電流を流す
ことにより、上述微粒子より電子放出せしめるものであ
る。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の様な従来の通電によるフォーミ
ング処理によって製造された電子放出素子は、電子放出
部となる島構造の設計がしにくいことから、フォーミン
グを使用せず、上記島構造を作製する方法として、微粒
子を分散形成する方法や熱処理による居所的な析出現象
を利用する方法、微粒子を直接吹き付けて島構造に堆積
する方法等が提案されている。
ング処理によって製造された電子放出素子は、電子放出
部となる島構造の設計がしにくいことから、フォーミン
グを使用せず、上記島構造を作製する方法として、微粒
子を分散形成する方法や熱処理による居所的な析出現象
を利用する方法、微粒子を直接吹き付けて島構造に堆積
する方法等が提案されている。
ところが、いずれの方法を用いて作製された電子放出
素子でも水や酸素を含む環境にさらすと、その特性にバ
ラツキを生じ、不安定で再現性に乏しいことが分かっ
た。このことは、その素子を応用したり製造する際にお
いて、その特性を制御して作製することを困難にしてい
た。このような問題点があるため、従来の表面伝導形電
子放出素子は、素子構造は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
おらず、環境に左右されにくい素子が望まれていた。
素子でも水や酸素を含む環境にさらすと、その特性にバ
ラツキを生じ、不安定で再現性に乏しいことが分かっ
た。このことは、その素子を応用したり製造する際にお
いて、その特性を制御して作製することを困難にしてい
た。このような問題点があるため、従来の表面伝導形電
子放出素子は、素子構造は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
おらず、環境に左右されにくい素子が望まれていた。
以上の点に鑑み、本発明は、前述従来の問題を除去す
る為になされたものであり、電子放出素子において、電
子放出部の表面改質を施すことにより、環境による特性
のバラツキが少なく、低真空でも安定で寿命の長い電子
放出素子を容易に製造できるようにすることを目的とす
る。
る為になされたものであり、電子放出素子において、電
子放出部の表面改質を施すことにより、環境による特性
のバラツキが少なく、低真空でも安定で寿命の長い電子
放出素子を容易に製造できるようにすることを目的とす
る。
［課題を解決するための手段］ 本発明の第１の方法は、相対向する電極間に電子放出
材料の微粒子を付設して電子放出部を形成した後、少な
くとも該電子放出部に、フッ素を含む有機化合物の被覆
を施しておくことを特徴とする電子放出素子の製造方法
である。
材料の微粒子を付設して電子放出部を形成した後、少な
くとも該電子放出部に、フッ素を含む有機化合物の被覆
を施しておくことを特徴とする電子放出素子の製造方法
である。
また、本発明の第２の方法は、相対向する電極間に設
けられた電子放出材料の薄膜に、通電によるフォーミン
グ処理を施して電子放出部を形成した後、少なくとも該
電子放出部に、フッ素を含む有機化合物の被覆を施して
おくことを特徴とする電子放出素子の製造方法である。
けられた電子放出材料の薄膜に、通電によるフォーミン
グ処理を施して電子放出部を形成した後、少なくとも該
電子放出部に、フッ素を含む有機化合物の被覆を施して
おくことを特徴とする電子放出素子の製造方法である。
以下、図面に基づいて、上記本発明を更に詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明の方法で得られる電子放出素子の一例
を示す説明図である。同第１図に於いて、４は絶縁性基
板、１及び２は電圧印加用の低抵抗体からなる一対の電
極、６は電子放出材料で形成される島状構造体で、電極
１、２間の微小間隔部分に配置され、これが電子放出部
５となる。さらに、この素子上の少なくいとも電子放出
部には、フッ素を含む有機化合物膜15が被覆されてい
る。
を示す説明図である。同第１図に於いて、４は絶縁性基
板、１及び２は電圧印加用の低抵抗体からなる一対の電
極、６は電子放出材料で形成される島状構造体で、電極
１、２間の微小間隔部分に配置され、これが電子放出部
５となる。さらに、この素子上の少なくいとも電子放出
部には、フッ素を含む有機化合物膜15が被覆されてい
る。
本発明でいう島状構造体は、微粒子あるいは微粒子の
集合体で粒径が数十Å〜数μｍでさらに各微粒子間の間
隔が数10Å〜0.5μｍの範囲内で形成されるとよい。こ
の島状構造体で使われる電子放出材料としては、非常に
広い範囲におよび通常の金属、半金属、半導体といった
導電性材料の殆ど全てを使用できる。なかでも低仕事関
数で高融点かつ低蒸気圧という性質をもつ通常の陰極材
料や、また従来のフォーミング処理で表面伝導形電子放
出素子を形成する薄膜材料や、２次電子放出係数の大き
な材料等が好適である。
集合体で粒径が数十Å〜数μｍでさらに各微粒子間の間
隔が数10Å〜0.5μｍの範囲内で形成されるとよい。こ
の島状構造体で使われる電子放出材料としては、非常に
広い範囲におよび通常の金属、半金属、半導体といった
導電性材料の殆ど全てを使用できる。なかでも低仕事関
数で高融点かつ低蒸気圧という性質をもつ通常の陰極材
料や、また従来のフォーミング処理で表面伝導形電子放
出素子を形成する薄膜材料や、２次電子放出係数の大き
な材料等が好適である。
こうした材料から、必要とする目的に応じて適宜材料
を選んで微粒子として用いることにより、所望の電子放
出素子を形成することができる。
を選んで微粒子として用いることにより、所望の電子放
出素子を形成することができる。
具体的には、LaB6,CeB6,YB4,GdB4等の硼化物、TiC,Zr
C,HfC,TaC,SiC,WC等の炭化物、TiN,ZrN,HfN等の窒化
物、Nb,Mo,Rh,Hf,Ta,W,Re,Ir,Pt,Ti,Au,Ag,Cu,Cr,Al,C
o,Ni,Fe,Pb,Pd,Cs,Ba等の金属、In2O3,SnO2,Sb2O3等の
金属酸化物、Si,Ge等の半導体、カーボン、AgMg等を一
例として挙げることができる。尚、本発明は上記材料に
限定されるものではない。
C,HfC,TaC,SiC,WC等の炭化物、TiN,ZrN,HfN等の窒化
物、Nb,Mo,Rh,Hf,Ta,W,Re,Ir,Pt,Ti,Au,Ag,Cu,Cr,Al,C
o,Ni,Fe,Pb,Pd,Cs,Ba等の金属、In2O3,SnO2,Sb2O3等の
金属酸化物、Si,Ge等の半導体、カーボン、AgMg等を一
例として挙げることができる。尚、本発明は上記材料に
限定されるものではない。
電極材としては、一般的な導電性材料、Au,Pt,Ag等の
金属の他のSnO2,ITO等の酸化物導電性材料でも使用でき
る。図１において電極の厚みは数100Åから数μｍ程度
が適当であるが、この数値に限るものではない。また電
極間隔Ｌの寸法は1000Å〜数100μm,幅Ｗの寸法は数μ
ｍから数mm程度が適当であるがこのＬ及びＷの寸法に限
定するものではない。
金属の他のSnO2,ITO等の酸化物導電性材料でも使用でき
る。図１において電極の厚みは数100Åから数μｍ程度
が適当であるが、この数値に限るものではない。また電
極間隔Ｌの寸法は1000Å〜数100μm,幅Ｗの寸法は数μ
ｍから数mm程度が適当であるがこのＬ及びＷの寸法に限
定するものではない。
フッ素を含む有機化合物としてはポリテトラフルオロ
エチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプ
ロピレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、
テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリビニ
ルフルオライド等のいわゆるフッ素樹脂あるいはフッ素
系ランダム共重合樹脂、パーフロロアルキル基を一成分
とした共重合体、例えば幹鎖がパーフロロアルキルメタ
クリレート系で技鎖がPMMAであるグラフト共重合アクリ
ル樹脂、より低分子量のものとしては、パーフロロアル
キル基（Rf）を含む化合物（例えば一般式RfCOOH及びそ
の塩、CH2＝CHCOOCH2Rf,RfCH2CH2Si−（OCH3）3,RfC2H4
OH,RfCH＝CH2等）や市販のフッ素系界面活性剤（例えば
パーフロロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキ
ルエチレンオキシド付加物、パーフルオロアルキルトリ
メチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキルリン酸エ
ステル等）、市販のフッ素系潤滑油（例えば商品名モン
テフルオス（社）のフォンブリン、デュポン（社）のク
ライトックスに代表されるパーフルオロポリエーテル
等）、フッ素化オイル、フッ素化グリース、フッ素系オ
リゴマー化合物等を一例として挙げることができる。
エチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプ
ロピレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、
テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリビニ
ルフルオライド等のいわゆるフッ素樹脂あるいはフッ素
系ランダム共重合樹脂、パーフロロアルキル基を一成分
とした共重合体、例えば幹鎖がパーフロロアルキルメタ
クリレート系で技鎖がPMMAであるグラフト共重合アクリ
ル樹脂、より低分子量のものとしては、パーフロロアル
キル基（Rf）を含む化合物（例えば一般式RfCOOH及びそ
の塩、CH2＝CHCOOCH2Rf,RfCH2CH2Si−（OCH3）3,RfC2H4
OH,RfCH＝CH2等）や市販のフッ素系界面活性剤（例えば
パーフロロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキ
ルエチレンオキシド付加物、パーフルオロアルキルトリ
メチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキルリン酸エ
ステル等）、市販のフッ素系潤滑油（例えば商品名モン
テフルオス（社）のフォンブリン、デュポン（社）のク
ライトックスに代表されるパーフルオロポリエーテル
等）、フッ素化オイル、フッ素化グリース、フッ素系オ
リゴマー化合物等を一例として挙げることができる。
フッ素を含む有機化合物の塗布量は、電子放出特性を
損わない程度の量が好適である。電子放出材料や電子放
出部の形状にもよるが、膜厚150Å相当以下が好まし
い。
損わない程度の量が好適である。電子放出材料や電子放
出部の形状にもよるが、膜厚150Å相当以下が好まし
い。
次に、本発明の電子放出素子の製造方法について説明
する。第１図において先ず洗浄されたガラス、石英等か
らなる絶縁基板上に蒸着もしくはスパッタ法、メッキ法
等により電極材料となる薄膜を形成する。次いで、フォ
トリングラフィーにより、電子放出部となる微小間隔を
有する電極パターンを形成する。次いで電子放出材料の
島状構造体を形成する。その方法としては、電子放出材
料の微粒子を付設する方法があり、これには、微粒子を
吹き付けて直接堆積させる方法や、微粒子を塗布する方
法、熱処理による局所的な析出現象を利用する方法が挙
げられる。また、電子放出材料となる薄膜を先に形成し
次いで電極材料をマスク蒸着してパターンを形成し、電
極間に電圧を印加して電子放出材料の薄膜をジュール熱
で局所的に破壊、変形、もしくは変質せしめて、電気的
に高抵抗な状態の電子放出部をする方法でもよい。この
ようにして形成した少なくとも電子放出部にフッ素を含
む有機化合物をEB蒸着や抵抗加熱法，イオンプレーティ
ング等の真空蒸着により形成する乾式コーティング、溶
剤に溶かして塗布するディッピング法、バーコート法、
リバースロールコーティング法、ロッドコーティング
法、スピンコート法等に代表される湿式コーティングの
公知の技術で被覆することができる。この時、電子放出
部以外の部分にも、このフッ素を含む有機化合物が被わ
れることもあるが、本発明の被覆厚では、殆どの場合に
問題にならない。場合によっては、電極表面をマスクし
て被着させることも可能である。
する。第１図において先ず洗浄されたガラス、石英等か
らなる絶縁基板上に蒸着もしくはスパッタ法、メッキ法
等により電極材料となる薄膜を形成する。次いで、フォ
トリングラフィーにより、電子放出部となる微小間隔を
有する電極パターンを形成する。次いで電子放出材料の
島状構造体を形成する。その方法としては、電子放出材
料の微粒子を付設する方法があり、これには、微粒子を
吹き付けて直接堆積させる方法や、微粒子を塗布する方
法、熱処理による局所的な析出現象を利用する方法が挙
げられる。また、電子放出材料となる薄膜を先に形成し
次いで電極材料をマスク蒸着してパターンを形成し、電
極間に電圧を印加して電子放出材料の薄膜をジュール熱
で局所的に破壊、変形、もしくは変質せしめて、電気的
に高抵抗な状態の電子放出部をする方法でもよい。この
ようにして形成した少なくとも電子放出部にフッ素を含
む有機化合物をEB蒸着や抵抗加熱法，イオンプレーティ
ング等の真空蒸着により形成する乾式コーティング、溶
剤に溶かして塗布するディッピング法、バーコート法、
リバースロールコーティング法、ロッドコーティング
法、スピンコート法等に代表される湿式コーティングの
公知の技術で被覆することができる。この時、電子放出
部以外の部分にも、このフッ素を含む有機化合物が被わ
れることもあるが、本発明の被覆厚では、殆どの場合に
問題にならない。場合によっては、電極表面をマスクし
て被着させることも可能である。
本発明のフッ素を含む有機化合物で電子放出させる領
域の表面を被うことにより特性のバラツキが少なくな
り、安定で寿命が長くなる理由については詳細は不明で
あるが、フッ素を含む有機化合物は、撥水性が高く、表
面エネルギーを小さくさせるため有極性ガス分子特に酸
素や水が吸着しにくく、電子放出部の島状構造体の表面
変質が避けられ、特性変化を防いでいるためと考えられ
る。
域の表面を被うことにより特性のバラツキが少なくな
り、安定で寿命が長くなる理由については詳細は不明で
あるが、フッ素を含む有機化合物は、撥水性が高く、表
面エネルギーを小さくさせるため有極性ガス分子特に酸
素や水が吸着しにくく、電子放出部の島状構造体の表面
変質が避けられ、特性変化を防いでいるためと考えられ
る。
［実施例］ 以下、図面に基づいて実施例により本発明を詳細に説
明する。
明する。
実施例１ 先ず、洗浄な石英基板上にNi電極3000Å真空蒸着法で
形成し、フォトリソグラフィー手法を用いて、第１図の
電極パターンを形成する。第１図中のＬは30μｍ、Ｗは
400μｍとした。次に試料基板を第３図に示した真空装
置にセットする。第３図に示した装置は、微粒子生成室
７と微粒子堆積室８及び前記両室を継ぐノズル９から構
成され、試料素子10は同図中10の位置にセットされる。
排気系11で真空度を５×10-7Torrまで排気した後導入Ar
ガス12を微粒子生成室７へ60SCCM流した。作成条件は、
微粒子生成室７の圧力５×10-2Torr、微粒子堆積室８の
圧力１×10-4Torr、ノズル径５φ、ノズル−基板間距離
150mmとした。次にカーボン製るつぼの蒸発源13よりPd
を前述条件下で蒸着させて生成したPd微粒子をノズル９
より吹き出させシャッター14の開閉により所定量堆積さ
せる。このとき、Pd微粒子の堆積厚は100Åである。微
粒子は試料全面に配置されるが、形成される電子放出部
以外のPd微粒子は、実質的に電圧が印加されないため何
ら支障はない。Pd微粒子の径は約50〜200Åで中心粒径
は100Å、基板に島状に散在していた。
形成し、フォトリソグラフィー手法を用いて、第１図の
電極パターンを形成する。第１図中のＬは30μｍ、Ｗは
400μｍとした。次に試料基板を第３図に示した真空装
置にセットする。第３図に示した装置は、微粒子生成室
７と微粒子堆積室８及び前記両室を継ぐノズル９から構
成され、試料素子10は同図中10の位置にセットされる。
排気系11で真空度を５×10-7Torrまで排気した後導入Ar
ガス12を微粒子生成室７へ60SCCM流した。作成条件は、
微粒子生成室７の圧力５×10-2Torr、微粒子堆積室８の
圧力１×10-4Torr、ノズル径５φ、ノズル−基板間距離
150mmとした。次にカーボン製るつぼの蒸発源13よりPd
を前述条件下で蒸着させて生成したPd微粒子をノズル９
より吹き出させシャッター14の開閉により所定量堆積さ
せる。このとき、Pd微粒子の堆積厚は100Åである。微
粒子は試料全面に配置されるが、形成される電子放出部
以外のPd微粒子は、実質的に電圧が印加されないため何
ら支障はない。Pd微粒子の径は約50〜200Åで中心粒径
は100Å、基板に島状に散在していた。
次に、同じ試料上にFEP（４フッ化エチレン−６フッ
化プロピレン共重合）樹脂を真空中でEB蒸着する。FEP
の蒸着速度は約3.0Å/secで、150Åの厚さを電子放出部
付近にマスク蒸着した。
化プロピレン共重合）樹脂を真空中でEB蒸着する。FEP
の蒸着速度は約3.0Å/secで、150Åの厚さを電子放出部
付近にマスク蒸着した。
この試料を、温度30℃、湿度70％RHの大気中環境に24
Hrさらした後、１×10-6Torrの真空下に引いて素子に対
し、引き出し電極を基板鉛直方向に5mm離した位置に設
定し、第１図中電極1,2間に15Vの印加電圧で測定した。
その結果平均放出電流0.9μＡ、放出電流の安定性±９
％の安定な電子放出を得た。また、素子間の再現性も良
く特性（安定性）のバラツキは５〜17％であった。電子
放出のくり返し寿命も100Hr以上の動作が可能である。
Hrさらした後、１×10-6Torrの真空下に引いて素子に対
し、引き出し電極を基板鉛直方向に5mm離した位置に設
定し、第１図中電極1,2間に15Vの印加電圧で測定した。
その結果平均放出電流0.9μＡ、放出電流の安定性±９
％の安定な電子放出を得た。また、素子間の再現性も良
く特性（安定性）のバラツキは５〜17％であった。電子
放出のくり返し寿命も100Hr以上の動作が可能である。
比較例１ 実施例１に於いてFEP樹脂を蒸着しなかった他は、実
施例１と同様に試料を作製して評価した。その結果、平
均放出電流1.0μＡ、放出電流の安定性±37％でそのバ
ラツキは、±12〜73％であり、バラツキが非常に大き
い。電子放出のくり返し寿命は20〜62Hrであった。
施例１と同様に試料を作製して評価した。その結果、平
均放出電流1.0μＡ、放出電流の安定性±37％でそのバ
ラツキは、±12〜73％であり、バラツキが非常に大き
い。電子放出のくり返し寿命は20〜62Hrであった。
実施例２ 実施例１に於いてFEP樹脂を蒸着するのに代えて、パ
ーフロロアルキル基の一成分としたグラフト共重合アク
リル樹脂（総研化学（株）製くし型ポリマーLF−40）を
トルエン/MEK＝1:1に溶かし、スピンコート法により塗
布し、80℃15分乾燥を行った。被着厚みは重量法換算で
約65Åであった。それ以外は、実施例１と同様に処理し
評価した。その結果、平均放出電流1.2μＡ、放出電流
の安定性±11％でそのバラツキは、±６〜14％であっ
た。電子放出のくり返し寿命も100Hr以上の動作が可能
であった。
ーフロロアルキル基の一成分としたグラフト共重合アク
リル樹脂（総研化学（株）製くし型ポリマーLF−40）を
トルエン/MEK＝1:1に溶かし、スピンコート法により塗
布し、80℃15分乾燥を行った。被着厚みは重量法換算で
約65Åであった。それ以外は、実施例１と同様に処理し
評価した。その結果、平均放出電流1.2μＡ、放出電流
の安定性±11％でそのバラツキは、±６〜14％であっ
た。電子放出のくり返し寿命も100Hr以上の動作が可能
であった。
実施例３ 実施例１のPd微粒子に代えて、１次粒径80〜200ÅのS
nO2分散液（SnO2:1g,溶剤:MEK/シクロヘキサノン＝3/1
1000cc,ブチラール:1g）をスピンコートして塗布し、25
0℃で加熱処理して形成した。次に、パーフルオロカプ
リル酸C7F15COOHをIPAに溶かし、スピンコート法で塗布
し60℃10分乾燥させた。被着厚みは約120Åであった。
他は実施例１と同様に処理し評価した。その結果、平均
放出電流0.7μＡ、放出電流の安定性５％でバラツキは
±４〜12％、電子放出のくり返し寿命も100Hr以上の動
作が可能であった。
nO2分散液（SnO2:1g,溶剤:MEK/シクロヘキサノン＝3/1
1000cc,ブチラール:1g）をスピンコートして塗布し、25
0℃で加熱処理して形成した。次に、パーフルオロカプ
リル酸C7F15COOHをIPAに溶かし、スピンコート法で塗布
し60℃10分乾燥させた。被着厚みは約120Åであった。
他は実施例１と同様に処理し評価した。その結果、平均
放出電流0.7μＡ、放出電流の安定性５％でバラツキは
±４〜12％、電子放出のくり返し寿命も100Hr以上の動
作が可能であった。
実施例４ 第２図の如く、白板ガラス基板からなる絶縁性基板４
上に膜厚1000ÅのIn2O3からなる薄膜３と膜厚1000ÅのA
lからなる電極1,2をフォトリソグラフィーの手法を使っ
て形成した。次いで電極1,2間に約30Vの電圧を印加し、
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、電気的に高抵抗な状態にした電子放出部
を形成し、該電子放出部の表面に、熱硬化型フッ素樹脂
（旭硝子（株）製ルミフロン）をキシレン：メチルイソ
ブチルケトン：イソシアネート（硬化剤）＝1:1:0.3の
配合比の溶剤に溶かし、試料上にスピンコーティング
し、230℃５分間で硬化させた。このときの被着厚は約4
0Åであった。この様にして得られた電子放出素子の電
子放出特性を１×10-5Torrの条件下で測定した結果、15
Vの印加電圧で平均放出電流0.6μＡ、放出電流の安定性
±９％程度、そのバラツキ７〜20％を得た。電子放出の
くり返し寿命も100Hr以上の動作が可能であった。
上に膜厚1000ÅのIn2O3からなる薄膜３と膜厚1000ÅのA
lからなる電極1,2をフォトリソグラフィーの手法を使っ
て形成した。次いで電極1,2間に約30Vの電圧を印加し、
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、電気的に高抵抗な状態にした電子放出部
を形成し、該電子放出部の表面に、熱硬化型フッ素樹脂
（旭硝子（株）製ルミフロン）をキシレン：メチルイソ
ブチルケトン：イソシアネート（硬化剤）＝1:1:0.3の
配合比の溶剤に溶かし、試料上にスピンコーティング
し、230℃５分間で硬化させた。このときの被着厚は約4
0Åであった。この様にして得られた電子放出素子の電
子放出特性を１×10-5Torrの条件下で測定した結果、15
Vの印加電圧で平均放出電流0.6μＡ、放出電流の安定性
±９％程度、そのバラツキ７〜20％を得た。電子放出の
くり返し寿命も100Hr以上の動作が可能であった。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の電子放出素子は、電子
放出部の少なくとも電子が放出される領域の表面がフッ
素を含む有機化合物で被われていることにより、真空度
や、空気中に存在するガス質環境に左右されにくく、ゆ
らぎの小さい安定した放出電流が得られ、高寿命で素子
ごとのバラツキも少なく、再現性も良好になる等の効果
があり、その素子を産業上応用するにあたっても、極め
て信頼度の高い製品に寄与することが期待できる。
放出部の少なくとも電子が放出される領域の表面がフッ
素を含む有機化合物で被われていることにより、真空度
や、空気中に存在するガス質環境に左右されにくく、ゆ
らぎの小さい安定した放出電流が得られ、高寿命で素子
ごとのバラツキも少なく、再現性も良好になる等の効果
があり、その素子を産業上応用するにあたっても、極め
て信頼度の高い製品に寄与することが期待できる。
第１図は本発明の方法で得られる電子放出素子の一例を
示す概略図、第２図は本発明の方法で得られる電子放出
素子の別の例を示すフォーミング型電子放出素子の概略
図、第３図は、電極間に微粒子を堆積させる一実施例の
真空装置図である。 1,2……電極、３……薄膜、 ４……絶縁基板、５……電子放出部、 ６……島状構造体、７……微粒子生成室、 ８……微粒子堆積室、９……ノズル、 10……試料素子、11……排気系、 12……導入Arガス、13……蒸発源、 14……シャッター、15……有機化合物膜。
示す概略図、第２図は本発明の方法で得られる電子放出
素子の別の例を示すフォーミング型電子放出素子の概略
図、第３図は、電極間に微粒子を堆積させる一実施例の
真空装置図である。 1,2……電極、３……薄膜、 ４……絶縁基板、５……電子放出部、 ６……島状構造体、７……微粒子生成室、 ８……微粒子堆積室、９……ノズル、 10……試料素子、11……排気系、 12……導入Arガス、13……蒸発源、 14……シャッター、15……有機化合物膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 坂野 嘉和 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 特開 昭56−130057（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−51406（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−243850（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−184230（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】相対向する電極間に電子放出材料の微粒子
を付設して電子放出部を形成した後、少なくとも該電子
放出部に、フッ素を含む有機化合物の被覆を施しておく
ことを特徴とする電子放出素子の製造方法。 - 【請求項２】相対向する電極間に設けられた電子放出材
料の薄膜に、通電によるフォーミング処理を施して電子
放出部を形成した後、少なくとも該電子放出部に、フッ
素を含む有機化合物の被覆を施しておくことを特徴とす
る電子放出素子の製造方法。 - 【請求項３】電子放出部が、電極間に形成された電気的
な高抵抗部であることを特徴とする請求項１又は２に記
載の電子放出素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6743489A JP2715315B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 電子放出素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6743489A JP2715315B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 電子放出素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02247938A JPH02247938A (ja) | 1990-10-03 |
| JP2715315B2 true JP2715315B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=13344809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6743489A Expired - Fee Related JP2715315B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 電子放出素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2715315B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007173249A (ja) * | 1996-09-18 | 2007-07-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマディスプレイパネルの製造方法及びプラスマディスプレイパネル |
| JP2003016954A (ja) | 2001-04-25 | 2003-01-17 | Sony Corp | 電子放出装置及びその製造方法、冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-03-22 JP JP6743489A patent/JP2715315B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02247938A (ja) | 1990-10-03 |
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