JP2933855B2 - 電子放出素子及びそれを用いた電子線発生装置並びに画像形成装置の製造方法 - Google Patents
電子放出素子及びそれを用いた電子線発生装置並びに画像形成装置の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子、特
に表面伝導形電子放出素子の製造方法、及び前記電子放
出素子を用いた電子線発生装置並びに画像形成装置の製
造方法に関する。
に表面伝導形電子放出素子の製造方法、及び前記電子放
出素子を用いた電子線発生装置並びに画像形成装置の製
造方法に関する。
【０００２】
【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 フィジックス（Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇ． Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ 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。
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 フィジックス（Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇ． Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ 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。
【０００３】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“シン ソリド フィルムズ”（Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅ
ｒ：“Ｔｈｉｎ ＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓ”）第９巻、３
１７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 フォンスタット“ア
イイーイーイー トランス イーディー コンファレン
ス”（Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ ａｎｄ Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎ
ｓｔａｄ：“ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ ＥＤ Ｃｏｎ
ｆ．”）５１９頁、１９７５年〕等が報告されている。
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“シン ソリド フィルムズ”（Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅ
ｒ：“Ｔｈｉｎ ＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓ”）第９巻、３
１７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 フォンスタット“ア
イイーイーイー トランス イーディー コンファレン
ス”（Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ ａｎｄ Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎ
ｓｔａｄ：“ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ ＥＤ Ｃｏｎ
ｆ．”）５１９頁、１９７５年〕等が報告されている。
【０００４】これらの表面伝導形電子放出素子の典型的
な素子構成を図５に示す。同図において、５１は基板、
５２及び５３は電気的接続を得るための素子電極、５４
は電子放出材料で形成される薄膜、５５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おいて
は、電子放出を行なう前に予めフォーミングと呼ばれる
通電加熱処理によって電子放出部５５を形成する。即
ち、前記素子電極５２と素子電極５３の間に電圧を印加
する事により、薄膜５４に通電し、これにより発生する
ジュール熱で薄膜５４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５５
を形成することにより電子放出機能を得ている。
な素子構成を図５に示す。同図において、５１は基板、
５２及び５３は電気的接続を得るための素子電極、５４
は電子放出材料で形成される薄膜、５５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おいて
は、電子放出を行なう前に予めフォーミングと呼ばれる
通電加熱処理によって電子放出部５５を形成する。即
ち、前記素子電極５２と素子電極５３の間に電圧を印加
する事により、薄膜５４に通電し、これにより発生する
ジュール熱で薄膜５４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５５
を形成することにより電子放出機能を得ている。
【０００５】尚、電気的に高抵抗な状態とは、薄膜５４
の一部に亀裂を有し、かつ亀裂内がいわゆる島構造を有
する不連続状態膜を言う。島構造とは一般に数十Åから
数μｍ径の微粒子が基板５１にあり、各微粒子は空間的
に不連続で電気的には連続な膜をいう。従来、表面伝導
形電子放出素子は上述の高抵抗不連続膜に素子電極５
２、５３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を放出せしめるものであ
る。
の一部に亀裂を有し、かつ亀裂内がいわゆる島構造を有
する不連続状態膜を言う。島構造とは一般に数十Åから
数μｍ径の微粒子が基板５１にあり、各微粒子は空間的
に不連続で電気的には連続な膜をいう。従来、表面伝導
形電子放出素子は上述の高抵抗不連続膜に素子電極５
２、５３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を放出せしめるものであ
る。
【０００６】また、本発明者らは、特開平１−２７９５
４２号公報において素子電極間に微粒子膜を配置し、こ
れに通電処理を施すことにより内部に島状構造を有する
亀裂部すなわち電子放出部を形成した新規な表面伝導形
電子放出素子を開示した。この電子放出素子は、（１）
高い電子放出効率が得られる、（２）構造が簡単である
ため、製造が容易である、（３）同一基板上に多数の素
子を配列形成できる、等の利点を有する素子である。
４２号公報において素子電極間に微粒子膜を配置し、こ
れに通電処理を施すことにより内部に島状構造を有する
亀裂部すなわち電子放出部を形成した新規な表面伝導形
電子放出素子を開示した。この電子放出素子は、（１）
高い電子放出効率が得られる、（２）構造が簡単である
ため、製造が容易である、（３）同一基板上に多数の素
子を配列形成できる、等の利点を有する素子である。
【０００７】この表面伝導形電子放出素子の典型的な素
子構成を図６に示す。図６において、６１は絶縁性基
板、６２及び６３は電気的接続を得るための素子電極、
６４は電子放出材からなる微粒子膜、６５は通電処理に
より形成された電子放出部である。
子構成を図６に示す。図６において、６１は絶縁性基
板、６２及び６３は電気的接続を得るための素子電極、
６４は電子放出材からなる微粒子膜、６５は通電処理に
より形成された電子放出部である。
【０００８】この素子の電子放出特性は、図８に示す様
に、素子印加電圧Ｖf が９Ｖ程度となったときから電子
放出が始まり、Ｖf を増加させると、放出電流Ｉe が増
加する。
に、素子印加電圧Ｖf が９Ｖ程度となったときから電子
放出が始まり、Ｖf を増加させると、放出電流Ｉe が増
加する。
【０００９】近年、上述した表面伝導形電子放出素子を
画像形成装置に用いようとする試みが成されている。図
７は従来の画像形成装置の例を示す概略図である。同図
は上述した電子放出素子を多数並べた画像形成装置を示
すものである。ここで、７２及び７３は電極、７５は電
子放出部、７６はグリット電極、７７は電子通過孔、７
８は画像形成部材である。
画像形成装置に用いようとする試みが成されている。図
７は従来の画像形成装置の例を示す概略図である。同図
は上述した電子放出素子を多数並べた画像形成装置を示
すものである。ここで、７２及び７３は電極、７５は電
子放出部、７６はグリット電極、７７は電子通過孔、７
８は画像形成部材である。
【００１０】この画像形成部材７８は例えば、蛍光体、
レジスト材等、電子衝突することにより発光、変色、帯
電、変質等をする部材から成る。また、この画像形成装
置は、電極７２及び７３の間に複数の電子放出部７５が
線状に並べられた線状電子源とグリット電極７６でＸＹ
マトリックス駆動を行ない、画像形成部材７８に、情報
信号に応じて電子を衝突させることにより画像形成を行
なう装置である。
レジスト材等、電子衝突することにより発光、変色、帯
電、変質等をする部材から成る。また、この画像形成装
置は、電極７２及び７３の間に複数の電子放出部７５が
線状に並べられた線状電子源とグリット電極７６でＸＹ
マトリックス駆動を行ない、画像形成部材７８に、情報
信号に応じて電子を衝突させることにより画像形成を行
なう装置である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
様な電子放出素子を製造する際に、対向する素子電極上
及び前記素子電極間に酸化物微粒子膜を形成し、該酸化
物微粒子膜をドライエッチング法でパターニングする
と、ドライエッチングされた酸化物微粒子膜の一部がド
ライエッチング時のプラズマの影響で還元されて金属微
粒子が生成し、微粒子膜が著しく低抵抗化してしまう結
果、通電処理を施しても電子放出部が形成されず、電子
放出機能が得られない場合があり、この場合には電子放
出素子及び前記電子放出素子を用いた電子線発生装置並
びに画像形成装置が製造できなかった。
様な電子放出素子を製造する際に、対向する素子電極上
及び前記素子電極間に酸化物微粒子膜を形成し、該酸化
物微粒子膜をドライエッチング法でパターニングする
と、ドライエッチングされた酸化物微粒子膜の一部がド
ライエッチング時のプラズマの影響で還元されて金属微
粒子が生成し、微粒子膜が著しく低抵抗化してしまう結
果、通電処理を施しても電子放出部が形成されず、電子
放出機能が得られない場合があり、この場合には電子放
出素子及び前記電子放出素子を用いた電子線発生装置並
びに画像形成装置が製造できなかった。
【００１２】図４はその従来の電子放出素子の製造方法
を示す説明図である。同図４（ａ）に示す様に、３μｍ
間隔のＡｕ電極２２とＡｕ電極２３の間に、微粒子形成
領域２４として、２００μｍ（Ｂ−Ｂ′線方向）×３０
０μｍ（Ｃ−Ｃ′線方向）の領域にＰｄＯ膜をパターニ
ングする方法の例を、工程の複雑なＣｒ膜を用いたリフ
トオフ法と工程の簡単なドライエッチング法について示
す。
を示す説明図である。同図４（ａ）に示す様に、３μｍ
間隔のＡｕ電極２２とＡｕ電極２３の間に、微粒子形成
領域２４として、２００μｍ（Ｂ−Ｂ′線方向）×３０
０μｍ（Ｃ−Ｃ′線方向）の領域にＰｄＯ膜をパターニ
ングする方法の例を、工程の複雑なＣｒ膜を用いたリフ
トオフ法と工程の簡単なドライエッチング法について示
す。
【００１３】Ｃｒリフトオフ法 図４（ａ）に示す様に、Ａｕ電極２２とＡｕ電極２３を
３μｍの間隔で形成した後、Ｃｒ膜を電子ビーム法によ
り、全面に５００Åの厚さに形成した。次に、微粒子形
成領域２４の領域（２００μｍ×３００μｍ）以外にフ
ォトレジストを形成し、Ｃｒをウエットエッチングして
レジストを剥離して、Ｃｒ膜に微粒子形成領域２４の窓
を開けた。
３μｍの間隔で形成した後、Ｃｒ膜を電子ビーム法によ
り、全面に５００Åの厚さに形成した。次に、微粒子形
成領域２４の領域（２００μｍ×３００μｍ）以外にフ
ォトレジストを形成し、Ｃｒをウエットエッチングして
レジストを剥離して、Ｃｒ膜に微粒子形成領域２４の窓
を開けた。
【００１４】この後、有機Ｐｄ溶液を全面塗布、空気焼
成してＰｄＯ微粒子膜を形成し、Ｃｒをウエットエッチ
ングして、微粒子形成領域２４以外の領域のＰｄＯ微粒
子膜をリストオフして、最終的に電極２２，２３間に２
００μｍ×３００μｍのＰｄＯ微粒子膜を形成した。電
極間でＰｄＯ微粒子膜の抵抗を測定したところ、１００
Ωであり、電極間に電圧を印加する事により、電子放出
部が形成され、図８に示す電子放出機能が得られた。
成してＰｄＯ微粒子膜を形成し、Ｃｒをウエットエッチ
ングして、微粒子形成領域２４以外の領域のＰｄＯ微粒
子膜をリストオフして、最終的に電極２２，２３間に２
００μｍ×３００μｍのＰｄＯ微粒子膜を形成した。電
極間でＰｄＯ微粒子膜の抵抗を測定したところ、１００
Ωであり、電極間に電圧を印加する事により、電子放出
部が形成され、図８に示す電子放出機能が得られた。
【００１５】ドライエッチング法 Ｃｒリフトオフ法の場合と同様にＡｕ電極を作成し、該
Ａｕ電極上に有機Ｐｄ溶液を全面塗布した後、空気焼成
してＰｄＯ微粒子膜を形成し、図４（ａ）に示す微粒子
形成領域２４にフォトレジストを形成し、Ａｒガスを導
入した圧力４．５Ｐａ、電力１５０ｗの条件で３分間全
面をドライエッチングして微粒子形成領域２４以外の領
域のＰｄＯ微粒子膜をリストオフした後、レジストを剥
離して、電極間に２００μｍ×３００μｍのＰｄＯ微粒
子膜を形成した。電極間でＰｄＯ微粒子膜の抵抗を測定
したところ、４Ωと低抵抗であり、電極間に電圧を印加
したが、通電処理による電子放出部の形成は不可能であ
り、電子放出機能が得られなかった。
Ａｕ電極上に有機Ｐｄ溶液を全面塗布した後、空気焼成
してＰｄＯ微粒子膜を形成し、図４（ａ）に示す微粒子
形成領域２４にフォトレジストを形成し、Ａｒガスを導
入した圧力４．５Ｐａ、電力１５０ｗの条件で３分間全
面をドライエッチングして微粒子形成領域２４以外の領
域のＰｄＯ微粒子膜をリストオフした後、レジストを剥
離して、電極間に２００μｍ×３００μｍのＰｄＯ微粒
子膜を形成した。電極間でＰｄＯ微粒子膜の抵抗を測定
したところ、４Ωと低抵抗であり、電極間に電圧を印加
したが、通電処理による電子放出部の形成は不可能であ
り、電子放出機能が得られなかった。
【００１６】この低抵抗化は、ドライエッチングの際、
プラズマにさらされた部分のＰｄＯ微粒子膜の一部が還
元されたために生じる。すなわち、図４（ｂ１）（Ｂ−
Ｂ′線断面図）及び図４（ｃ１）（Ｃ−Ｃ′線断面図）
に示す様に、フォトレジスト３６を形成してドライエッ
チングを行うと、図４（ｂ２）（Ｂ−Ｂ′線断面図）及
び図４（ｃ２）（Ｃ−Ｃ′線断面図）に示す様に、フォ
トレジストで被覆されなかった側面部分のＰｄＯが、Ｐ
ｄＯからＰｄに還元され還元部分３７が形成される。Ｐ
ｄの抵抗はＰｄＯよりも極めて低いために一部の還元で
も著しく低抵抗化してしまう。
プラズマにさらされた部分のＰｄＯ微粒子膜の一部が還
元されたために生じる。すなわち、図４（ｂ１）（Ｂ−
Ｂ′線断面図）及び図４（ｃ１）（Ｃ−Ｃ′線断面図）
に示す様に、フォトレジスト３６を形成してドライエッ
チングを行うと、図４（ｂ２）（Ｂ−Ｂ′線断面図）及
び図４（ｃ２）（Ｃ−Ｃ′線断面図）に示す様に、フォ
トレジストで被覆されなかった側面部分のＰｄＯが、Ｐ
ｄＯからＰｄに還元され還元部分３７が形成される。Ｐ
ｄの抵抗はＰｄＯよりも極めて低いために一部の還元で
も著しく低抵抗化してしまう。
【００１７】本発明は、この様な従来技術の欠点を改善
するためになされたものであり、その目的は工程の簡単
なドライエッチング法で酸化物微粒子膜をパターニング
しても、通電処理により電子放出部が形成され、良好な
電子放出機能が得られる電子放出素子及び前記素子を用
いた電子線発生装置並びに画像形成装置の製造方法を提
供することにある。
するためになされたものであり、その目的は工程の簡単
なドライエッチング法で酸化物微粒子膜をパターニング
しても、通電処理により電子放出部が形成され、良好な
電子放出機能が得られる電子放出素子及び前記素子を用
いた電子線発生装置並びに画像形成装置の製造方法を提
供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、電極間
に、電子放出部を有する導電性膜を備える電子放出素子
の製造方法において、ドライエッチング法にて金属酸化
物からなる導電性膜をパターニングした後に、該導電性
膜のドライエッチングにより還元された部分が生じた金
属酸化物からなる導電性膜を酸化処理する工程、該酸化
処理した導電性膜にフォーミング処理を施して電子放出
部を形成する工程を有することを特徴とする電子放出素
子の製造方法である。
に、電子放出部を有する導電性膜を備える電子放出素子
の製造方法において、ドライエッチング法にて金属酸化
物からなる導電性膜をパターニングした後に、該導電性
膜のドライエッチングにより還元された部分が生じた金
属酸化物からなる導電性膜を酸化処理する工程、該酸化
処理した導電性膜にフォーミング処理を施して電子放出
部を形成する工程を有することを特徴とする電子放出素
子の製造方法である。
【００１９】また、本発明は、電子放出素子と前記電子
放出素子の駆動手段とを有する電子線発生装置の製造方
法において、前記電子放出素子が、上記の方法にて製造
されることを特徴とする電子線発生装置の製造方法であ
る。
放出素子の駆動手段とを有する電子線発生装置の製造方
法において、前記電子放出素子が、上記の方法にて製造
されることを特徴とする電子線発生装置の製造方法であ
る。
【００２０】また、本発明は電子放出素子と、画像形成
部材と、前記電子放出素子から放出される電子線の前記
画像形成部材への照射を情報信号に応じて制御する駆動
手段とを有する画像形成装置の製造方法において、前記
電子放出素子が上記の方法にて製造されることを特徴と
する画像形成装置の製造方法である。
部材と、前記電子放出素子から放出される電子線の前記
画像形成部材への照射を情報信号に応じて制御する駆動
手段とを有する画像形成装置の製造方法において、前記
電子放出素子が上記の方法にて製造されることを特徴と
する画像形成装置の製造方法である。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明は、対向する素子電極上及
び前記素子電極間にドライエッチング法によりパターニ
ングされた酸化物微粒子膜を有する電子放出素子におい
て、前記ドライエッチングされた酸化物微粒子膜に酸化
処理を施すことを特徴とする電子放出素子及び前記素子
を用いた電子線発生装置並びに画像形成装置の製造方法
である。
び前記素子電極間にドライエッチング法によりパターニ
ングされた酸化物微粒子膜を有する電子放出素子におい
て、前記ドライエッチングされた酸化物微粒子膜に酸化
処理を施すことを特徴とする電子放出素子及び前記素子
を用いた電子線発生装置並びに画像形成装置の製造方法
である。
【００２２】以下、図面に基づき本発明を説明する。図
１は本発明の電子放出素子の製造方法の一例を示す説明
図である。同図１において、ドライエッチング法による
電子放出素子の製造方法を説明する。
１は本発明の電子放出素子の製造方法の一例を示す説明
図である。同図１において、ドライエッチング法による
電子放出素子の製造方法を説明する。
【００２３】図１（ａ）に示す様に、Ａｕ電極２２とＡ
ｕ電極２３を、真空蒸着法とフォトリソグラフィー技術
により、例えば３μｍの間隔で形成する。該Ａｕ電極上
に有機Ｐｄ溶液を全面塗布した後、空気焼成してＰｄＯ
微粒子膜を形成し、図１（ａ）に示す微粒子形成領域２
４にフォトレジストを形成する。次に、ドライエッチン
グ装置に収容し、例えばＡｒガスを導入した圧力４．５
Ｐａ、電力１５０ｗの条件で３分間全面をドライエッチ
ングして微粒子形成領域２４以外の領域のＰｄＯ微粒子
膜をリストオフした後、レジストを剥離して、電極間に
ＰｄＯ微粒子膜を形成する。
ｕ電極２３を、真空蒸着法とフォトリソグラフィー技術
により、例えば３μｍの間隔で形成する。該Ａｕ電極上
に有機Ｐｄ溶液を全面塗布した後、空気焼成してＰｄＯ
微粒子膜を形成し、図１（ａ）に示す微粒子形成領域２
４にフォトレジストを形成する。次に、ドライエッチン
グ装置に収容し、例えばＡｒガスを導入した圧力４．５
Ｐａ、電力１５０ｗの条件で３分間全面をドライエッチ
ングして微粒子形成領域２４以外の領域のＰｄＯ微粒子
膜をリストオフした後、レジストを剥離して、電極間に
ＰｄＯ微粒子膜を形成する。
【００２４】この電極間のＰｄＯ微粒子膜の抵抗を測定
したところ、抵抗値は低く、例えば４Ωであり、電極間
に電圧を印加しても、通電処理による電子放出部の形成
は不可能である。
したところ、抵抗値は低く、例えば４Ωであり、電極間
に電圧を印加しても、通電処理による電子放出部の形成
は不可能である。
【００２５】この低抵抗化は、ドライエッチングの際、
プラズマにさらされた部分のＰｄＯ微粒子膜の一部が還
元されたために生じる。すなわち、既に図４において述
べたと同様に、図１（ｂ１）（Ｂ−Ｂ′線断面図）及び
図１（ｃ１）（Ｃ−Ｃ′線断面図）に示す様に、フォト
レジスト３６を形成してドライエッチングを行うと、図
１（ｂ２）（Ｂ−Ｂ′線断面図）及び図１（ｃ２）（Ｃ
−Ｃ′線断面図）に示す様に、フォトレジストで被覆さ
れなかった側面部分のＰｄＯが、ＰｄＯからＰｄに還元
され還元部分３７が形成される。Ｐｄの抵抗はＰｄＯよ
りも極めて低いために一部の還元でも著しく低抵抗化し
てしまうためである。
プラズマにさらされた部分のＰｄＯ微粒子膜の一部が還
元されたために生じる。すなわち、既に図４において述
べたと同様に、図１（ｂ１）（Ｂ−Ｂ′線断面図）及び
図１（ｃ１）（Ｃ−Ｃ′線断面図）に示す様に、フォト
レジスト３６を形成してドライエッチングを行うと、図
１（ｂ２）（Ｂ−Ｂ′線断面図）及び図１（ｃ２）（Ｃ
−Ｃ′線断面図）に示す様に、フォトレジストで被覆さ
れなかった側面部分のＰｄＯが、ＰｄＯからＰｄに還元
され還元部分３７が形成される。Ｐｄの抵抗はＰｄＯよ
りも極めて低いために一部の還元でも著しく低抵抗化し
てしまうためである。
【００２６】そのために、本発明は、素子電極間にドラ
イエッチングによりパターニングされた酸化物微粒子膜
を形成した後に、該酸化物微粒子膜３４に酸化処理を施
すことにより、図１（ｂ３）（Ｂ−Ｂ′線断面図）及び
図１（ｃ３）（Ｃ−Ｃ′線断面図）に示す様に、フォト
レジストで被覆されなかった側面部分のＰｄＯがＰｄに
還元され還元部分を酸化してＰｄＯを形成し、酸化物微
粒子膜３４を高抵抗にする。
イエッチングによりパターニングされた酸化物微粒子膜
を形成した後に、該酸化物微粒子膜３４に酸化処理を施
すことにより、図１（ｂ３）（Ｂ−Ｂ′線断面図）及び
図１（ｃ３）（Ｃ−Ｃ′線断面図）に示す様に、フォト
レジストで被覆されなかった側面部分のＰｄＯがＰｄに
還元され還元部分を酸化してＰｄＯを形成し、酸化物微
粒子膜３４を高抵抗にする。
【００２７】酸化処理の方法としては、特に限定される
ものではないが、酸素あるいは酸素を含む雰囲気中での
加熱による酸化等が挙げられる。
ものではないが、酸素あるいは酸素を含む雰囲気中での
加熱による酸化等が挙げられる。
【００２８】上述の通り酸化処理を施すことにより、酸
化物微粒子膜３４の還元されて著しく低抵抗化した部分
の微粒子膜が酸化されて高抵抗化する結果、通電処理に
より電子放出部が形成され、良好な電子放出特性機能が
得られる様になる。
化物微粒子膜３４の還元されて著しく低抵抗化した部分
の微粒子膜が酸化されて高抵抗化する結果、通電処理に
より電子放出部が形成され、良好な電子放出特性機能が
得られる様になる。
【００２９】次に、本発明の電子線発生装置は、対向す
る電極間に電子放出部を有する複数の電子放出素子を設
けた電子線発生装置の製造方法において、上記の電子放
出素子の製造方法により複数の電子放出素子を形成する
方法である。
る電極間に電子放出部を有する複数の電子放出素子を設
けた電子線発生装置の製造方法において、上記の電子放
出素子の製造方法により複数の電子放出素子を形成する
方法である。
【００３０】また、本発明の画像形成装置の製造方法
は、少なくとも蛍光体と、対向する電極間に電子放出部
を有する複数の電子放出素子を設けた画像形成装置の製
造方法において、上記の電子放出素子の製造方法により
複数の電子放出素子を形成する方法である。
は、少なくとも蛍光体と、対向する電極間に電子放出部
を有する複数の電子放出素子を設けた画像形成装置の製
造方法において、上記の電子放出素子の製造方法により
複数の電子放出素子を形成する方法である。
【００３１】
【実施例】以下に実施例を示し本発明を詳しく説明す
る。
る。
【００３２】実施例１ 図１に示す方法により電子放出素子を製造した。図１
（ａ）において、石英基板上に素子電極２２、２３とし
て電子ビーム法によりＡｕ膜を、電極間隔３μｍ、幅５
００μｍ、厚さ０．１μｍに形成した。
（ａ）において、石英基板上に素子電極２２、２３とし
て電子ビーム法によりＡｕ膜を、電極間隔３μｍ、幅５
００μｍ、厚さ０．１μｍに形成した。
【００３３】次に、有機Ｐｄ化合物を含む有機溶液（奥
野製薬工業社製、キャタペーストＣＣＰ）を全面に回転
塗布後、空気中で２５０℃にて１０分間の焼成を行い、
ＰｄＯ微粒子膜を形成した。
野製薬工業社製、キャタペーストＣＣＰ）を全面に回転
塗布後、空気中で２５０℃にて１０分間の焼成を行い、
ＰｄＯ微粒子膜を形成した。
【００３４】次に、微粒子形成領域２４に示す部分、す
なわち長さ（Ｂ−Ｂ′線方向）２００μｍ、幅（Ｃ−
Ｃ′線方向）３００μｍの長方形にドライエッチング時
のマスクとしてフォトレジストを０．５μｍの厚さに形
成した。（Ｂ−Ｂ′線断面図の図１（ｂ１）、Ｃ−Ｃ′
線断面図の図１（ｃ１）参照）
なわち長さ（Ｂ−Ｂ′線方向）２００μｍ、幅（Ｃ−
Ｃ′線方向）３００μｍの長方形にドライエッチング時
のマスクとしてフォトレジストを０．５μｍの厚さに形
成した。（Ｂ−Ｂ′線断面図の図１（ｂ１）、Ｃ−Ｃ′
線断面図の図１（ｃ１）参照）
【００３５】続いて、図２に示すドライエッチング（リ
アクティブイオンエッチング）装置を用いて、ＰｄＯ微
粒子膜を以下の様にしてエッチングした。基板ホルダー
４２に基板４１をセットし、バルブ４４を用いてＡｒガ
スを導入し、圧力０．０５ｔｏｒｒ、パワー１５０Ｗに
て３分間ドライエッチングを行った後、レジストを剥離
した。このパターニングされたＰｄＯ膜の抵抗値を電極
間で測定したところ一部が還元されてＰｄになっている
ために著しく低抵抗化して４Ωであった。
アクティブイオンエッチング）装置を用いて、ＰｄＯ微
粒子膜を以下の様にしてエッチングした。基板ホルダー
４２に基板４１をセットし、バルブ４４を用いてＡｒガ
スを導入し、圧力０．０５ｔｏｒｒ、パワー１５０Ｗに
て３分間ドライエッチングを行った後、レジストを剥離
した。このパターニングされたＰｄＯ膜の抵抗値を電極
間で測定したところ一部が還元されてＰｄになっている
ために著しく低抵抗化して４Ωであった。
【００３６】次に、還元されたＰｄに以下の様な酸化処
理を施した。図３に示す酸化装置に基板１１をセットし
て、ヒーター１２により基板温度を３００℃に保ち、バ
ルブ１３を開いてＯ2 ガスを導入して、５００ｔｏｒｒ
の圧力で１０分間酸化処理を行った。この結果、電極間
でのＰｄＯ膜の抵抗値は１００Ωに回復し、電極間に電
圧を印加する事により、電界フォーミングを行い、電子
放出部が形成された。電極間に１５Ｖ印加したところ、
放出電流１μＡの電子放出機能が示された。
理を施した。図３に示す酸化装置に基板１１をセットし
て、ヒーター１２により基板温度を３００℃に保ち、バ
ルブ１３を開いてＯ2 ガスを導入して、５００ｔｏｒｒ
の圧力で１０分間酸化処理を行った。この結果、電極間
でのＰｄＯ膜の抵抗値は１００Ωに回復し、電極間に電
圧を印加する事により、電界フォーミングを行い、電子
放出部が形成された。電極間に１５Ｖ印加したところ、
放出電流１μＡの電子放出機能が示された。
【００３７】実施例２ 絶縁性基体上に多数の配線電極および電子放出素子用の
素子電極を真空蒸着法とフォトリソグラフィー技術によ
り形成し、該素子電極上及び素子電極間に実施例１と同
様にしてＰｄＯ膜を形成した。更に、実施例１と同様に
して、ドライエッチングによりＰｄＯ膜をパターニング
した。各々の電極間のＰｄＯ膜の抵抗値は４Ωであっ
た。
素子電極を真空蒸着法とフォトリソグラフィー技術によ
り形成し、該素子電極上及び素子電極間に実施例１と同
様にしてＰｄＯ膜を形成した。更に、実施例１と同様に
して、ドライエッチングによりＰｄＯ膜をパターニング
した。各々の電極間のＰｄＯ膜の抵抗値は４Ωであっ
た。
【００３８】次に、還元されたＰｄに以下の様な酸化処
理を施した。通常のクリーンオーブンを用いて大気雰囲
気で３００℃１時間酸化処理を行ったところ、抵抗値は
１００Ωに回復し、電極間に電圧を印加することにより
電界フォーミングを行い、電子放出部が形成され、実施
例１と同様の電子放出機能が示された。
理を施した。通常のクリーンオーブンを用いて大気雰囲
気で３００℃１時間酸化処理を行ったところ、抵抗値は
１００Ωに回復し、電極間に電圧を印加することにより
電界フォーミングを行い、電子放出部が形成され、実施
例１と同様の電子放出機能が示された。
【００３９】この様にして作製された電子放出素子を直
線状に複数配列した線電子放出素子を複数併設した電子
線発生装置を図９に示す。
線状に複数配列した線電子放出素子を複数併設した電子
線発生装置を図９に示す。
【００４０】該電子線発生装置は、絶縁性基板９１と変
調手段９６との間隔は１０μｍ、各電子放出素子の間隔
は１ｍｍとした。以上の電子線発生装置を次の方法にて
駆動した。すなわち、該装置を真空度１０-6ｔｏｒｒの
環境下に配置し、まず配線電極９２、９３間に駆動電圧
１４ｖを印加し、次に変調手段９６に情報信号に応じた
電圧を印加した。すなわち、ＯＶ以下で電子線をオフ制
御でき、＋３０Ｖ以上でオン制御できた。また、３０〜
ＯＶの間で電子線の電子量を連続的に変化し得た。その
結果、配線電極９２、９３間の複数の電子放出領域９５
から該１ライン分の情報信号に応じた電子線の放出が得
られた。以上の動作を隣接する線電子放出素子に対し順
次行うことにより、全情報信号に応じた電子線の放出が
得られた。本実施例に示した様に、電子線発生装置を製
造することができた。
調手段９６との間隔は１０μｍ、各電子放出素子の間隔
は１ｍｍとした。以上の電子線発生装置を次の方法にて
駆動した。すなわち、該装置を真空度１０-6ｔｏｒｒの
環境下に配置し、まず配線電極９２、９３間に駆動電圧
１４ｖを印加し、次に変調手段９６に情報信号に応じた
電圧を印加した。すなわち、ＯＶ以下で電子線をオフ制
御でき、＋３０Ｖ以上でオン制御できた。また、３０〜
ＯＶの間で電子線の電子量を連続的に変化し得た。その
結果、配線電極９２、９３間の複数の電子放出領域９５
から該１ライン分の情報信号に応じた電子線の放出が得
られた。以上の動作を隣接する線電子放出素子に対し順
次行うことにより、全情報信号に応じた電子線の放出が
得られた。本実施例に示した様に、電子線発生装置を製
造することができた。
【００４１】実施例３ 実施例２と同様にして、電子線発生装置を製造し、該電
子線発生装置を用いて図１０に示す画像形成装置を作成
した。
子線発生装置を用いて図１０に示す画像形成装置を作成
した。
【００４２】図１０において、１１４はフェースプレー
ト、１１３はガラス板、１１１は透明電極、１１２は蛍
光体である。フェースプレート１１４とリヤプレート１
０８との間隔は３ｍｍとした。
ト、１１３はガラス板、１１１は透明電極、１１２は蛍
光体である。フェースプレート１１４とリヤプレート１
０８との間隔は３ｍｍとした。
【００４３】以上の画像形成装置を以下の方法にて駆動
した。フェースプレート１１４及びリアプレート１０８
で構成されるパネル容器内を真空度１０-6ｔｏｒｒと
し、蛍光体面の電圧をＥＶ端子１１５を通じて５〜１０
ｋＶに設定し、配線１０９を通じて、まず、一対の配線
電極１０２、１０３に駆動電圧１４Ｖを印加した。
した。フェースプレート１１４及びリアプレート１０８
で構成されるパネル容器内を真空度１０-6ｔｏｒｒと
し、蛍光体面の電圧をＥＶ端子１１５を通じて５〜１０
ｋＶに設定し、配線１０９を通じて、まず、一対の配線
電極１０２、１０３に駆動電圧１４Ｖを印加した。
【００４４】次に、情報信号に対応して変調手段に配線
１１０を通じて電圧を印加することにより、該放出電子
線のオン−オフを制御した。ここで、−３０Ｖ以下で電
子線をオフ制御でき、ＯＶ以上でオン制御できた。ま
た、−３０〜＋ＯＶの間で電子線の電子量を連続的に変
化でき、階調表示も可能であった。
１１０を通じて電圧を印加することにより、該放出電子
線のオン−オフを制御した。ここで、−３０Ｖ以下で電
子線をオフ制御でき、ＯＶ以上でオン制御できた。ま
た、−３０〜＋ＯＶの間で電子線の電子量を連続的に変
化でき、階調表示も可能であった。
【００４５】上記変調手段により放出された該情報信号
に対応する電子線は蛍光体１１２に衝突し、蛍光体１１
２は情報信号に応じて１ラインの表示を行った。以上の
動作を隣の線電子放出素子に対し順次行うことで１画面
の表示を行うことができた。
に対応する電子線は蛍光体１１２に衝突し、蛍光体１１
２は情報信号に応じて１ラインの表示を行った。以上の
動作を隣の線電子放出素子に対し順次行うことで１画面
の表示を行うことができた。
【００４６】本実施例の画像形成装置により得られた上
記表示画像は輝度ムラが少なく、高コントラストで鮮明
な画面であった。また、蛍光体１１２として、Ｒ（レッ
ド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）のカラー蛍光体を
用いて、通常よく知られる構成、カソード レイ チュ
ーブのフェースプレートにした画像形成装置において
も、表示画像は輝度ムラが少なく高コントラストで鮮明
なカラー画像であった。本実施例に示した様に、画像形
成装置を製造することができた。
記表示画像は輝度ムラが少なく、高コントラストで鮮明
な画面であった。また、蛍光体１１２として、Ｒ（レッ
ド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）のカラー蛍光体を
用いて、通常よく知られる構成、カソード レイ チュ
ーブのフェースプレートにした画像形成装置において
も、表示画像は輝度ムラが少なく高コントラストで鮮明
なカラー画像であった。本実施例に示した様に、画像形
成装置を製造することができた。
【００４７】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、対
向する素子電極上及び前記素子電極間にドライエッチン
グ法によりパターニングされた酸化物微粒子膜を有する
電子放出素子において、前記ドライエッチングされた酸
化物微粒子膜に酸化処理を施して微粒子膜を酸化して高
抵抗化するため、通電処理により電子放出部が形成さ
れ、良好な電子放出機能が得られる電子放出素子を得る
ことができる。
向する素子電極上及び前記素子電極間にドライエッチン
グ法によりパターニングされた酸化物微粒子膜を有する
電子放出素子において、前記ドライエッチングされた酸
化物微粒子膜に酸化処理を施して微粒子膜を酸化して高
抵抗化するため、通電処理により電子放出部が形成さ
れ、良好な電子放出機能が得られる電子放出素子を得る
ことができる。
【００４８】また、本発明によれば、上記の通電処理に
より電子放出部が形成され、良好な電子放出機能が得ら
れる電子放出素子を用いることにより、表示特性に優れ
た電子線発生装置及び画像形成装置を容易に製造方する
ことができる。
より電子放出部が形成され、良好な電子放出機能が得ら
れる電子放出素子を用いることにより、表示特性に優れ
た電子線発生装置及び画像形成装置を容易に製造方する
ことができる。
【図１】本発明の電子放出素子の製造方法の一例を示す
説明図である。
説明図である。
【図２】本発明におけるドライエッチング装置を示す説
明図である。
明図である。
【図３】本発明における酸化装置を示す説明図である。
【図４】従来の電子放出素子の製造方法を示す説明図で
ある。
ある。
【図５】従来の表面伝導形電子放出素子の典型的な素子
構成を示す説明図である。
構成を示す説明図である。
【図６】従来の表面伝導形電子放出素子の素子構成を示
す説明図である。
す説明図である。
【図７】従来の画像形成装置の例を示す概略図である。
【図８】電子放出素子の電子放出特性を示すグラフであ
る。
る。
【図９】本発明の電子線発生装置の一例を示す説明図で
ある。
ある。
【図１０】本発明の画像形成装置の一例を示す説明図で
ある。
ある。
１１ 基板 １２ ヒーター １３ バルブ ２１ 絶縁性基板 ２２，２３ 電極 ２４ 微粒子形成領域 ３２，３３ 電極 ３４ 酸化物微粒子膜 ３６ フォトレジスト ３７ 還元部分 ４１ 基板 ４２ 基板ホルダー ４４，４５ バルブ ５１ 基板 ５２，５３ 素子電極 ５４ 薄膜 ５５ 電子放出部 ６１ 絶縁性基板 ６２，６３ 素子電極 ６４ 微粒子膜 ６５ 電子放出部 ７１ 絶縁性基板 ７２，７３ 電極 ７４，９４ 導電性膜 ７５ 電子放出部 ７６ グリット電極 ７７ 電子通過孔 ７８ 画像形成部材 ９１ 絶縁性基板 ９２，９３ 配線電極 ９５ 電子放出領域 ９６ 変調手段 ９７ 電子通過孔 １０１ 絶縁性基板 １０２，１０３ 配線電極 １０４ 微粒子膜 １０５ 電子放出部 １０６ グリット電極 １０７ 電子通過孔 １０８ リヤプレート １０９ 配線 １１０ 配線 １１１ 透明電極 １１２ 蛍光体 １１３ ガラス板 １１４ フェースプレート １１５ ＥＶ端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三道 和宏 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 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 佐藤 安栄 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 平６−295661（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−242793（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−203742（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−231678（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 9/02 H01J 1/30 H01J 31/12
Claims (9)
- 【請求項１】 電極間に、電子放出部を有する導電性膜
を備える電子放出素子の製造方法において、ドライエッ
チング法にて金属酸化物からなる導電性膜をパターニン
グした後に、該導電性膜のドライエッチングにより還元
された部分が生じた金属酸化物からなる導電性膜を酸化
処理する工程、該酸化処理した導電性膜にフォーミング
処理を施して電子放出部を形成する工程を有することを
特徴とする電子放出素子の製造方法。 - 【請求項２】 前記酸化処理する工程は、前記パターニ
ング後の導電性膜を、大気中にて加熱する工程を有する
請求項１に記載の電子放出素子の製造方法。 - 【請求項３】 前記酸化処理する工程は、前記パターニ
ング後の導電性膜を、酸素ガスを導入した雰囲気中にて
加熱する工程を有する請求項１に記載の電子放出素子の
製造方法。 - 【請求項４】 前記酸化処理する工程は、前記導電性膜
を高抵抗化する工程である請求項１乃至３のいずれかに
記載の電子放出素子の製造方法。 - 【請求項５】 前記導電性膜は、微粒子により構成され
る膜である請求項１乃至４のいずれかに記載の電子放出
素子の製造方法。 - 【請求項６】 前記導電性膜に電子放出部を形成する工
程は、該導電性膜に電圧を印加する工程を有する請求項
１に記載の電子放出素子の製造方法。 - 【請求項７】 前記電子放出素子は、表面伝導型電子放
出素子である請求項１乃至６のいずれかに記載の電子放
出素子の製造方法。 - 【請求項８】 電子放出素子と前記電子放出素子の駆動
手段とを有する電子線発生装置の製造方法において、前
記電子放出素子が、請求項１乃至７のいずれかに記載の
方法にて製造されることを特徴とする電子線発生装置の
製造方法。 - 【請求項９】 電子放出素子と、画像形成部材と、前記
電子放出素子から放出される電子線の前記画像形成部材
への照射を情報信号に応じて制御する駆動手段とを有す
る画像形成装置の製造方法において、前記電子放出素子
が請求項１乃至７のいずれかに記載の方法にて製造され
ることを特徴とする画像形成装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21293695A JP2933855B2 (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | 電子放出素子及びそれを用いた電子線発生装置並びに画像形成装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21293695A JP2933855B2 (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | 電子放出素子及びそれを用いた電子線発生装置並びに画像形成装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0945234A JPH0945234A (ja) | 1997-02-14 |
| JP2933855B2 true JP2933855B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=16630753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21293695A Expired - Fee Related JP2933855B2 (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | 電子放出素子及びそれを用いた電子線発生装置並びに画像形成装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2933855B2 (ja) |
-
1995
- 1995-07-31 JP JP21293695A patent/JP2933855B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0945234A (ja) | 1997-02-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |