JP4250375B2 - 成膜装置及び電子源の製造装置並びにそれらを用いた成膜方法及び電子源の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成膜装置及びその装置を用いる成膜方法、電子源の製造装置と、それを用いた製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子放出素子としては、大別して熱電子放出素子と冷陰極電子放出素子を用いた２種類のものが知られている。冷陰極電子放出素子には、電界放出型（以下、ＦＥ型と称する）、金属／絶縁層／金属型（以下、ＭＩＭ型と称する）や、表面伝導型電子放出素子などがある。
【０００３】
ＦＥ型の例としては、Ｗ．Ｐ．Ｄｙｋｅ ａｎｄ Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ，“Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ”，Ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｈｙｓｉｃｓ，８，８９（１９５６）あるいはＣ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ，“Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅｓ ｗｉｔｈ ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ ｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ，４７，５２４８（１９７６）等に開示されたものが知られている。
【０００４】
ＭＩＭ型の例としては、Ｃ．Ａ．Ｍｅａｄ，“Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｕｎｎｅｌ−Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ，３２，６４６（１９６１）等に開示されたものが知られている。
【０００５】
表面伝導型電子放出素子の例としては、Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，ＲａｄｉｏＥｎｇ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｈｙｓ，１０，１２９０（１９６５）等に開示されたものがある。
【０００６】
表面伝導型電子放出素子は、基体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関し、多数の提案を行っている。その基本的な構成、製造方法などは、例えば特開平７−２３５２５５号公報、特開平８−１７１８４９号公報などに開示されている。この表面伝導型電子放出素子の典型的な構成例としては、基体上に設けた一対の素子電極間を連絡する電子放出部形成用導電性膜に、予めフォーミングと呼ばれる通電処理とその後の活性化工程によって、電子放出部を形成したものが挙げられる。
【０００７】
フォーミングとは、前記電子放出部形成用薄膜の両端に電圧を印加通電し、電子放出部形成用薄膜を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態にした亀裂を形成する処理である。
【０００８】
活性化工程とは、有機化合物を有する真空雰囲気下において前記電子放出部形成用薄膜の両端に電圧を印加通電し、前記亀裂近傍に炭素被膜を形成する処理である。尚、電子放出は、その亀裂付近から行われる。
【０００９】
上述の表面伝導型電子放出素子は、構造が単純で製造も容易であることから、大面積に亙って多数素子を配列形成できる利点がある。そこで、この特徴を活かすための種々の応用が研究されている。例えば、荷電ビーム源、表示装置等の画像形成装置への利用が挙げられる。多数の表面伝導型電子放出素子を配列形成した例としては、並列に表面伝導型電子放出素子を配列し、個々の素子の両端を配線にて夫々結線した行を多数行配列した電子源が挙げられる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の表面伝導型電子放出素子の製造方法においては、一対の電極と導電性膜とを形成した素子を、真空雰囲気化の中に設置し、フォーミング工程を施した後、真空雰囲気中に、前記電子放出部に新たな堆積物と少なくとも一種類以上共通の元素を有する気体を導入し、適宜選択されたパルス状の電圧を数分から数十分、印加すること（活性化工程）が素子の特性を改善する上で有効であった。この工程により、電子放出素子の特性、すなわち電子放出電流Ｉｅが、電圧に対して、しきい値を保ちながら、著しく増加し、改善される工程である。
【００１１】
しかしながら、前記活性化工程においては、次のような問題があった。
電子放出部とその近傍に炭素及び炭素化合物を堆積させる活性化工程は、雰囲気中から素子基板上に吸着した有機物質を分解することによって行われるので、同時に活性化工程を行う素子数が多くなると、単位時間当たりに電子源基板上で分解、消費される有機物質の量も多くなるので、雰囲気中の有機物質の濃度が変動したり、カーボン膜の形成速度が遅くなったり、電子源基板の面内の場所により差が生じたりするため、得られた電子源の均一性が悪くなるという問題があった。
【００１２】
よって、本発明の目的は、結晶性の良い膜を形成できる成膜装置とそれを用いた成膜方法を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の目的は、良好な電子放出特性を有する電子源の製造を可能とする電子源の製造装置と、それを用いた電子源の製造方法を提供することにある。また、本発明の目的は、電子源の活性化工程で結晶性の良い炭素あるいは炭素化合物の膜を形成して、良好な電子放出特性を有する電子源の製造を可能とする電子源の製造装置と、それを用いた電子源の製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の成膜装置は、基体上に膜を形成する成膜装置であって、膜を形成するためのガスを前記基体の表面に向けて噴出する噴出口と当該ガスを導入する導入口とを有するガス導入手段を備え、当該ガス導入手段は、一つの前記導入口に対して複数の前記噴出口が、分岐した経路にて結ばれており、前記経路は、その分岐点において同一平面内で分岐されていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の成膜装置は、基体上に膜を形成する成膜装置であって、膜を形成するためのガスを前記基体の表面に向けて噴出する噴出口と当該ガスを導入する導入口とを有するガス導入手段を備え、当該ガス導入手段は、一つの前記導入口に対して複数の前記噴出口が、同一平面内で二分割を繰り返す分岐した経路にて結ばれていることを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明の電子源製造装置は、基体上に配置された部材に電子放出機能を与える電子源の製造装置であって、前記電子放出機能を与えるためのガスを前記基体の表面に向けて噴出する噴出口と当該ガスを導入する導入口とを有するガス導入手段を備え、当該ガス導入手段は、一つの前記導入口に対して複数の前記噴出口が、分岐した経路にて結ばれており、前記経路は、その分岐点において同一平面内で分岐されていることを特徴とする。
【００１７】
さらに本発明の電子源製造装置は、基体上に配置された導電性膜に電子放出部を形成する電子源の製造装置であって、前記導電性膜に通電するための通電手段と、前記導電性膜を還元するためのガスを前記基体の表面に向けて噴出する噴出口及び当該ガスを導入する導入口を有するガス導入手段とを備え、当該ガス導入手段は、一つの前記導入口に対して複数の前記噴出口が、分岐した経路にて結ばれており、前記経路は、その分岐点において同一平面内で分岐されていることを特徴とする。
【００１８】
さらに本発明の電子源製造装置は、基体上に配置された導電性膜に電子放出部を形成する電子源の製造装置であって、前記導電性膜に通電するための通電手段と、前記導電性膜上に炭素を堆積させるための有機化合物ガスを前記基体の表面に向けて噴出する噴出口及び当該ガスを導入する導入口を有するガス導入手段とを備え、当該ガス導入手段は、一つの前記導入口に対して複数の前記噴出口が、分岐した経路にて結ばれており、前記経路は、その分岐点において同一平面内で分岐されていることを特徴とする。
【００１９】
このような成膜装置または成膜方法によれば、膜を形成するためのガスの供給量が不足したり、あるいは、該ガスの供給量が基体の表面で場所によって不均一となったりするのを防ぐことができ、膜の結晶性あるいは膜の厚さが、場所ごとに不均一となるのを防ぐことができる。
【００２０】
また、上記の電子源の製造装置または製造方法によれば、所定のガスの供給量が不足してしまうのを防ぐことができ、電子放出特性の良好な電子源が製造できる。
【００２１】
また、上記の電子源の製造装置または製造方法によれば、とりわけ、基体上に、電子放出機能が与えられる複数の部材、あるいは、電子放出部が形成される複数の導電性膜が配置されている場合などには、所定のガスの供給量が基体の表面で場所によって不均一となったりするのを防ぐことができ、電子放出特性の均一な電子源が製造できる。
【００２２】
また、上記の電子源の製造装置または製造方法によれば、複数の素子に対して同時に活性化工程を施した場合でも、有機化合物ガスの供給量が不足することはなくなり、該有機化合物ガスの供給量不足による電子放出特性の均一性低下を抑制することができる。さらに、該有機化合物ガスの分圧を低くして炭素あるいは炭素化合物を堆積させる最終的な工程を行うことによって、電子放出特性が最適化されるため、均一性が向上する。
【００２３】
また、このような本発明の複数の電子放出素子を配置した電子源の製造方法または製造装置または製造方法によれば、複数の素子に対して同時に活性化工程を施し、さらに均一な電子放出特性を有する電子源が製造できることから、製造工程のタクトタイムが短くなることによる生産コストの低下によって、安価で均一性の高い電子源および安価で高品位の画像形成装置を提供することができる。
【００２４】
また、本発明に係る電子源の製造装置及び成膜装置のいずれの場合も、前記分割経路を２系統以上設けて、経路長があまり長くならないようにすることもでき、前記複数の噴出口と前記基体との間隔が調整可能であることが好ましい。
【００２５】
尚、以上述べた本発明の成膜装置、電子源の製造装置においては、各種ガスは、基体を気密容器内に配置してかかる気密容器内に導入されるか、あるいは、基体上に容器を当該基体の表面を覆うように配置し、かかる基体と容器とで形成された気密雰囲気内に導入されるか、いずれであっても良いが、通電処理を伴う場合には、基体と容器とで形成された気密雰囲気内に導入されるほうが好ましい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい第１の実施の形態を示す。
図１及び図２は、本実施形態に係る電子源の製造装置を示しており、図１は電子源基板の周辺部分を示す斜視図、図２はその断面図及び配管図である。図１及び図２において、２３ａは図３に示すような電子放出素子２３となる導電体、２１はＸ方向配線、２２はＹ方向配線、３は電子源基板、７は支持体、１は真空容器、１９は気体の導入管、６はシール部材、２は有機化合物ガスを真空容器１に導入するためのガス導入手段、８はヒータ、１１はガス容器に入っている有機化合物ガス、１２はガス容器に入っているキャリヤガス、１４は水分除去フィルタ、１３はガス流量制御装置、５ａ〜５ｆはバルブ、４は真空ポンプ、１８は排気口の接続されている排気配管、２０は取り出し配線、１０は電源及び電流制御系からなる駆動ドライバ、９は電子源基板３の取り出し配線２０と駆動ドライバ１０とを接続する配線である。
【００３５】
支持体７は、電子源基板３を保持して固定するものであって、真空チャッキング機構、静電チャッキング機構若しくは固定冶具などにより、機械的に電子源基板３を固定する機構を有する。支持体７の内部には、ヒータ８が設けられ、必要に応じて電子源基板３を加熱することができる。
【００３６】
真空容器１は、ガラスやステンレス鋼製の容器であり、容器からの放出ガスの少ない材料からなるものが好ましい。真空容器１は、電子源基板３の取り出し配線部を除き、導電体２３ａが形成された領域全体を覆い、かつ、少なくとも、１．３３×１０-1Ｐａ（１×１０-3Ｔｏｒｒ）から大気圧の圧力範囲に耐えられる構造のものである。
シール部材６は、電子源基板３と真空容器１との気密性を保持するためのものであり、Ｏリングやゴム性シートなどが用いられる。
【００３７】
有機化合物ガス１１には、図３において後述する電子放出素子２３の活性化に用いられる有機物質、または、有機物質を窒素、ヘリウム、アルゴンなどで希釈した混合気体が用いられる。また、図３において後述するフォーミングの通電処理を行う際には、導電性膜２４への亀裂形成を促進するための気体、例えば、還元性を有する水素ガス等を真空容器１内に導入することもある。
【００３８】
上記電子放出素子２３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などを挙げることができる。より具体的には、メタン、エタン、プロパンなどのＣn Ｈ2n+2で表される飽和炭化水素、エチレン、プロピレンなどのＣn Ｈ2n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、メチルアミン、エチルアミン、フェノール、ベンゾニトリル、アセトニトリル等が使用できる。
【００３９】
有機化合物ガス１１は、有機物質が常温で気体である場合にはそのまま使用でき、有機物が常温で液体、または、固体の場合は、容器内で蒸発または昇華させて用いるか、或いは更にこれを希釈ガスと混合するなどの方法で用いることができる。キャリヤガス１２には、窒素またはアルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスが用いられる。
【００４０】
有機化合物ガス１１と、キャリヤガス１２は、一定の割合で混合されて、真空容器１内に導入される。両者の流量、及び混合比は、個別のガス流量制御装置１３によって制御される。各ガス流量制御装置１３は、マスフローコントローラ及び電磁弁等から構成される。これらの混合ガスは、必要に応じて導入管１９の周囲に設けられた図示しないヒータによって適当な温度に加熱された後、真空容器１に設けられた導入口より、真空容器１内に導入される。混合ガスの加熱温度は、電子源基板３の温度と同等にすることが好ましい。
【００４１】
なお、ガス流量制御装置１３と導入管１９の途中に、水分除去フィルタ１４を設けて、導入ガス中の水分を除去することがより好ましい。水分除去フィルタ１４には、シリカゲル、モレキュラーシーブ、水酸化マグネシウム等の吸湿材を用いることができる。
【００４２】
真空容器１に導入された混合ガスは、排気口に接続されている排気配管１８を通じて、真空ポンプ４により一定の排気速度で排気され、真空容器１内の混合ガスの圧力は一定に保持される。本発明で用いられる真空ポンプ４は、ドライポンプ、ダイヤフラムポンプ、スクロールポンプ等、低真空用ポンプであり、オイルフリーポンプが好ましく用いられる。
【００４３】
活性化に用いる有機物質の種類にもよるが、本実施形態において、上記混合気体の圧力は、混合気体を構成する気体分子の平均自由行程λが真空容器１の内側のサイズに比べて十分小さくなる程度の圧力以上であることが、活性化工程の時間の短縮や均一性の向上の点で好ましい。これは、いわゆる粘性流領域であり、数百Ｐａ（数Ｔｏｒｒ）から大気圧までの圧力である。
【００４４】
また、真空容器１へのガス導入管１９と電子源基板３との間にガス導入手段２を設けると、混合気体の流れが制御され、基板３の全面に均一に有機物質が供給されるため、電子放出素子２３の均一性が向上し好ましい。ガス導入手段２の構造としては、図４に示したように、配管構造となっており、ガス導入手段２のガス導入口２６は１個所とし、その後の分配経路はガス噴出口２５に向かうに連れて、電子源基板３の板面に平行な同一平面内で二分割を繰り返すようにして、最初の分岐点から夫々のガス噴出口２５までの経路長が等しくなるように配管されている。また、この分配されたそれぞれの経路は、ガス噴出口２５までの長さが等しくなるばかりではなく、配管の折曲がり形状とその個数も等しくなるので、ガス噴出口２５から流出する有機化合物ガス流量を簡単に同量均等に分配することができる。
【００４５】
また、本発明はこの明細書に記載されている形状に限定されるものではなく、例えばプラズマＣＶＤ装置のように、処理ガスを基板全面に噴出して大面積の成膜プロセスを実現させる装置などにも応用される。
【００４６】
【実施例】
［実施例１］
本実施例は、本発明に係る製造装置を用いて図３に示される表面伝導型電子放出素子を複数備える図７に示される電子源を製造するものである。図３において３は電子源基板、１５は素子電極、２４は導電性膜、１６は炭素膜、１７は炭素膜１６の間隙である。まず、ＳｉＯ2 層を形成したガラス基板上にＰｔペーストを印刷し、加熱焼成して、素子電極１５を形成した。また、スクリーン印刷法により、Ａｇペーストを印刷し、加熱焼成することにより、図７に示されるＸ方向配線２１（２４０本）及びＹ方向配線２２（７２０本）を形成し、Ｘ方向配線２１とＹ方向配線２２の交差部には、スクリーン印刷法により、絶縁性ペーストを印刷し、加熱焼成して絶縁層２９を形成した。
【００４７】
次に、各対の素子電極１５，１５間にバブルジェット方式(「バブルジェット」は登録商標である。)の噴射装置を用いて、パラジウム錯体溶液を滴下し、加熱して酸化パラジウムからなる図７に示す導電性膜２４を形成した。以上のようにして、一対の素子電極１５，１５及び導電性膜２４からなる導電体の複数がＸ方向配線２１及びＹ方向配線２２にてマトリクス配線された電子源基板３を作成した。
作成した電子源基板３を、図１及び図２に示した製造装置の支持体７上に固定した。
【００４８】
次に、シール部材６を介してステンレス製真空容器１を取り出し配線２０が該真空容器１の外に出るようにして、図２に示すように電子源基板３上に設置した。電子源基板３に対面する位置に図４に示すようなガス導入手段２を設置した。このガス導入手段２は、図に示すように配管構造になっており、熱伝導性の良好なアルミニウムパイプを使用した。
【００４９】
排気口に接続されている排気配管１８側のバルブ５ａを開け、真空容器１内を真空ポンプ４（ここではスクロールポンプ）で、１．３３×１０-1Ｐａ（１×１０-3Ｔｏｒｒ）程度に排気した後、排気装置の配管や、電子源基板に付着していると考えられる水分を除去するため、図示しない配管用のヒータと電子源基板３用のヒータ８を用いて昇温させ、室温まで徐冷した。
【００５０】
基板の温度が室温に戻った後、図２に示す気体供給用のバルブ５ｂ乃至５ｆ及びバルブ５ａを開け、水素ガスを真空容器１内に導入し、図１に示す配線９を介して取り出し配線２０に接続された駆動ドライバ１０を用いて、Ｘ方向配線２１及びＹ方向配線２２を通じて、各電子放出素子２３の素子電極１５，１５間に電圧を印加し、導電性膜を還元処理するとともにフォーミング処理し、図３に示す間隙１７を導電性膜２４に形成した。
【００５１】
続いて、同装置を用いて活性化処理を行った。図２に示す気体供給用のバルブ５ｂ乃至５ｆ及びバルブ５ａを開け、有機化合物ガス１１とキャリヤガス１２との混合気体を真空容器１内に導入した。有機化合物ガス１１には、エチレン混合窒素ガスを用い、キャリヤガス１２には、窒素ガスを用いた。排気配管１８側の図示していない真空計の圧力を見ながら、バルブ５ａの開閉度を調整し、真空容器１内の圧力が１３３×１０2 Ｐａ（１００Ｔｏｒｒ）となるようにした。
【００５２】
有機化合物ガスの導入後、駆動ドライバ１０を用いて、Ｘ方向配線２１及びＹ方向配線２２を通じて各電子放出素子２３の電極１５，１５間に電圧を印加して活性化処理を行った。なお、活性化は、Ｙ方向配線２２全部及び、Ｘ方向配線２１の非選択ラインを共通としてＧｎｄ（接地電位）に接続し、Ｘ方向配線２１の１０ラインを選択し、１ラインずつパルス電圧を順次印加する方法で行い、上記方法を繰り返すことにより、Ｘ方向の全ラインに付いて活性化を行った。活性化処理終了時の素子電流Ｉf （電子放出素子の素子電極間に流れる電流）を各Ｘ方向配線毎に測定し、素子電流Ｉf 値を比較したところ、その配線毎のバラツキは少なく、良好な活性化処理を行うことができた。
【００５３】
上記活性化処理が終了した電子放出素子には、図３に示すように間隙１７を隔てて炭素膜１６，１６が形成された。
【００５４】
また、上記活性化処理時に、図示しない差動排気装置付きのマススペクトラム測定装置を用いて、排気配管１８側のガス分析を行ったところ、上記混合ガス導入と同時に、窒素及びエチレンのマスＮｏ．２８とエチレンのフラグメントのマスＮｏ．２６とが瞬間的に増加して飽和し、両者の値は活性化処理中一定であった。
【００５５】
［実施例２］
実施例１と同様に図７に示す電子源基板３を作成し、図５の製造装置に設置した。本実施例は有機物質を含む混合気体を電子源基板全面に有機化合物ガスを噴き出すガス導入手段２を２系統に分割したものである。これは処理する電子源基板の大型化に対応することを目的とした実施例である。基板の大型化に伴い、図４に示すガス導入手段２のそれぞれの噴出口２５までの経路長が長くなる。有機化合物ガス１１は、有機物質が常温で気体である場合にはそのまま使用できるが、有機物質が常温で液体、または固体の場合は加熱ヒータを用いて蒸発または昇華させる。経路長が長くなると、加熱ヒータによって蒸発または昇華した有機化合物ガス１１が経路内で液化する恐れがあるので、経路長があまり長くならないように２系統にした。１箇所のみのガス導入口とこれに連通する複数の噴出口とを含む系統を１系統として、必要によっては３系統、４系統とガス導入手段２を増加させても構わない。
【００５６】
上記以外は実施例１と同様にして還元処理、フォーミング処理及び活性化処理を行い、電子源を作成した。
上記活性化処理が終了した電子放出素子には、図３に示すように間隙１７を隔てて炭素膜１６，１６が形成された。
本実施例においても、実施例１と同様に活性化処理終了時の素子電流Ｉｆを測定したところ、バラツキは約５％であり、均一性に優れた活性化処理を行うことができた。
【００５７】
［実施例３］
実施例１と同様に図７に示す電子源基板３を作成し、図６の製造装置に設置した。図６において、ガス導入手段２は、昇降機構２７によって昇降することが可能になっている。フレキシブルチューブ２８は気密を維持しながら伸縮可能になっている。電子源基板の全面に設けられたガス導入手段２の噴出口２５が電子源基板３に近づくに連れ、有機化合物ガスの指向性（流れ）の影響を受け、電子源基板近傍の圧力分布が悪くなる。この指向性の影響を軽減するために、ガス導入手段２の噴出口２５と電子源基板３との間隔を、適当な高さに調整可能にしたものである。
【００５８】
上記以外は実施例１と同様にして還元処理、フォーミング処理及び活性化処理を行い、電子源を作成した。
上記活性化処理が終了した電子放出素子には、図３に示すように間隙１７を隔てて炭素膜１６，１６が形成された。
本実施例においても、実施例１と同様に活性化処理終了時の素子電流Ｉｆを測定したところ、バラツキは少なく、均一性に優れた活性化処理を行うことができた。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、結晶性の良い膜を形成できる成膜装置を提供することができる。
また、本発明によれば、良好な電子放出特性を有する電子源の製造を可能とする電子源の製造装置を提供することができる。
また、本発明によれば、電子源の活性化工程で結晶性の良い炭素あるいは炭素化合物の膜を形成して、良好な電子放出特性を有する電子源の製造を可能とする電子源の製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る電子源基板の周辺部分の一部を破断して示した斜視図である。
【図２】 図１における電子源の製造装置の全体構造を示す断面図及び配管図である。
【図３】 本発明に係る電子放出素子の構成を示す平面図である。
【図４】 本発明に係る有機ガス導入手段の斜視図である。
【図５】 本発明に係る製造装置の他の例を示す断面図及び配管図である。
【図６】 本発明に係る製造装置の他の例を示す断面図及び配管図である。
【図７】 本発明に係る電子放出素子の作成方法を説明するための平面図である。
【符号の説明】
１：真空容器、２：有機化合物ガスのガス導入手段、３：電子源基板、４：排気用真空ポンプ、５ａ〜５ｆ：バルブ、６：シール部材、７：支持台、８：ヒータ、９：電子源基板の取り出し配線２０と駆動ドライバ１０とを接続する配線、１０：駆動ドライバ、１１：有機化合物ガス、１２：キャリヤガス、１３：ガス流量制御装置、１４：水分除去フィルタ、１５：素子電極、１６：炭素膜、１７、間隙、１８：排気配管、１９：有機化合物ガス導入管、２０：取り出し配線、２１：Ｘ方向配線、２２：Ｙ方向配線、２３：電子放出素子、２４：導電性膜、２５：ガス噴出口、２６：ガス導入口、２７：昇降機構、２８：フレキシブルチューブ、２９：絶縁層。
【発明の属する技術分野】
本発明は、成膜装置及びその装置を用いる成膜方法、電子源の製造装置と、それを用いた製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子放出素子としては、大別して熱電子放出素子と冷陰極電子放出素子を用いた２種類のものが知られている。冷陰極電子放出素子には、電界放出型（以下、ＦＥ型と称する）、金属／絶縁層／金属型（以下、ＭＩＭ型と称する）や、表面伝導型電子放出素子などがある。
【０００３】
ＦＥ型の例としては、Ｗ．Ｐ．Ｄｙｋｅ ａｎｄ Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ，“Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ”，Ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｈｙｓｉｃｓ，８，８９（１９５６）あるいはＣ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ，“Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅｓ ｗｉｔｈ ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ ｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ，４７，５２４８（１９７６）等に開示されたものが知られている。
【０００４】
ＭＩＭ型の例としては、Ｃ．Ａ．Ｍｅａｄ，“Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｕｎｎｅｌ−Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ，３２，６４６（１９６１）等に開示されたものが知られている。
【０００５】
表面伝導型電子放出素子の例としては、Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，ＲａｄｉｏＥｎｇ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｈｙｓ，１０，１２９０（１９６５）等に開示されたものがある。
【０００６】
表面伝導型電子放出素子は、基体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関し、多数の提案を行っている。その基本的な構成、製造方法などは、例えば特開平７−２３５２５５号公報、特開平８−１７１８４９号公報などに開示されている。この表面伝導型電子放出素子の典型的な構成例としては、基体上に設けた一対の素子電極間を連絡する電子放出部形成用導電性膜に、予めフォーミングと呼ばれる通電処理とその後の活性化工程によって、電子放出部を形成したものが挙げられる。
【０００７】
フォーミングとは、前記電子放出部形成用薄膜の両端に電圧を印加通電し、電子放出部形成用薄膜を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態にした亀裂を形成する処理である。
【０００８】
活性化工程とは、有機化合物を有する真空雰囲気下において前記電子放出部形成用薄膜の両端に電圧を印加通電し、前記亀裂近傍に炭素被膜を形成する処理である。尚、電子放出は、その亀裂付近から行われる。
【０００９】
上述の表面伝導型電子放出素子は、構造が単純で製造も容易であることから、大面積に亙って多数素子を配列形成できる利点がある。そこで、この特徴を活かすための種々の応用が研究されている。例えば、荷電ビーム源、表示装置等の画像形成装置への利用が挙げられる。多数の表面伝導型電子放出素子を配列形成した例としては、並列に表面伝導型電子放出素子を配列し、個々の素子の両端を配線にて夫々結線した行を多数行配列した電子源が挙げられる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の表面伝導型電子放出素子の製造方法においては、一対の電極と導電性膜とを形成した素子を、真空雰囲気化の中に設置し、フォーミング工程を施した後、真空雰囲気中に、前記電子放出部に新たな堆積物と少なくとも一種類以上共通の元素を有する気体を導入し、適宜選択されたパルス状の電圧を数分から数十分、印加すること（活性化工程）が素子の特性を改善する上で有効であった。この工程により、電子放出素子の特性、すなわち電子放出電流Ｉｅが、電圧に対して、しきい値を保ちながら、著しく増加し、改善される工程である。
【００１１】
しかしながら、前記活性化工程においては、次のような問題があった。
電子放出部とその近傍に炭素及び炭素化合物を堆積させる活性化工程は、雰囲気中から素子基板上に吸着した有機物質を分解することによって行われるので、同時に活性化工程を行う素子数が多くなると、単位時間当たりに電子源基板上で分解、消費される有機物質の量も多くなるので、雰囲気中の有機物質の濃度が変動したり、カーボン膜の形成速度が遅くなったり、電子源基板の面内の場所により差が生じたりするため、得られた電子源の均一性が悪くなるという問題があった。
【００１２】
よって、本発明の目的は、結晶性の良い膜を形成できる成膜装置とそれを用いた成膜方法を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の目的は、良好な電子放出特性を有する電子源の製造を可能とする電子源の製造装置と、それを用いた電子源の製造方法を提供することにある。また、本発明の目的は、電子源の活性化工程で結晶性の良い炭素あるいは炭素化合物の膜を形成して、良好な電子放出特性を有する電子源の製造を可能とする電子源の製造装置と、それを用いた電子源の製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の成膜装置は、基体上に膜を形成する成膜装置であって、膜を形成するためのガスを前記基体の表面に向けて噴出する噴出口と当該ガスを導入する導入口とを有するガス導入手段を備え、当該ガス導入手段は、一つの前記導入口に対して複数の前記噴出口が、分岐した経路にて結ばれており、前記経路は、その分岐点において同一平面内で分岐されていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の成膜装置は、基体上に膜を形成する成膜装置であって、膜を形成するためのガスを前記基体の表面に向けて噴出する噴出口と当該ガスを導入する導入口とを有するガス導入手段を備え、当該ガス導入手段は、一つの前記導入口に対して複数の前記噴出口が、同一平面内で二分割を繰り返す分岐した経路にて結ばれていることを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明の電子源製造装置は、基体上に配置された部材に電子放出機能を与える電子源の製造装置であって、前記電子放出機能を与えるためのガスを前記基体の表面に向けて噴出する噴出口と当該ガスを導入する導入口とを有するガス導入手段を備え、当該ガス導入手段は、一つの前記導入口に対して複数の前記噴出口が、分岐した経路にて結ばれており、前記経路は、その分岐点において同一平面内で分岐されていることを特徴とする。
【００１７】
さらに本発明の電子源製造装置は、基体上に配置された導電性膜に電子放出部を形成する電子源の製造装置であって、前記導電性膜に通電するための通電手段と、前記導電性膜を還元するためのガスを前記基体の表面に向けて噴出する噴出口及び当該ガスを導入する導入口を有するガス導入手段とを備え、当該ガス導入手段は、一つの前記導入口に対して複数の前記噴出口が、分岐した経路にて結ばれており、前記経路は、その分岐点において同一平面内で分岐されていることを特徴とする。
【００１８】
さらに本発明の電子源製造装置は、基体上に配置された導電性膜に電子放出部を形成する電子源の製造装置であって、前記導電性膜に通電するための通電手段と、前記導電性膜上に炭素を堆積させるための有機化合物ガスを前記基体の表面に向けて噴出する噴出口及び当該ガスを導入する導入口を有するガス導入手段とを備え、当該ガス導入手段は、一つの前記導入口に対して複数の前記噴出口が、分岐した経路にて結ばれており、前記経路は、その分岐点において同一平面内で分岐されていることを特徴とする。
【００１９】
このような成膜装置または成膜方法によれば、膜を形成するためのガスの供給量が不足したり、あるいは、該ガスの供給量が基体の表面で場所によって不均一となったりするのを防ぐことができ、膜の結晶性あるいは膜の厚さが、場所ごとに不均一となるのを防ぐことができる。
【００２０】
また、上記の電子源の製造装置または製造方法によれば、所定のガスの供給量が不足してしまうのを防ぐことができ、電子放出特性の良好な電子源が製造できる。
【００２１】
また、上記の電子源の製造装置または製造方法によれば、とりわけ、基体上に、電子放出機能が与えられる複数の部材、あるいは、電子放出部が形成される複数の導電性膜が配置されている場合などには、所定のガスの供給量が基体の表面で場所によって不均一となったりするのを防ぐことができ、電子放出特性の均一な電子源が製造できる。
【００２２】
また、上記の電子源の製造装置または製造方法によれば、複数の素子に対して同時に活性化工程を施した場合でも、有機化合物ガスの供給量が不足することはなくなり、該有機化合物ガスの供給量不足による電子放出特性の均一性低下を抑制することができる。さらに、該有機化合物ガスの分圧を低くして炭素あるいは炭素化合物を堆積させる最終的な工程を行うことによって、電子放出特性が最適化されるため、均一性が向上する。
【００２３】
また、このような本発明の複数の電子放出素子を配置した電子源の製造方法または製造装置または製造方法によれば、複数の素子に対して同時に活性化工程を施し、さらに均一な電子放出特性を有する電子源が製造できることから、製造工程のタクトタイムが短くなることによる生産コストの低下によって、安価で均一性の高い電子源および安価で高品位の画像形成装置を提供することができる。
【００２４】
また、本発明に係る電子源の製造装置及び成膜装置のいずれの場合も、前記分割経路を２系統以上設けて、経路長があまり長くならないようにすることもでき、前記複数の噴出口と前記基体との間隔が調整可能であることが好ましい。
【００２５】
尚、以上述べた本発明の成膜装置、電子源の製造装置においては、各種ガスは、基体を気密容器内に配置してかかる気密容器内に導入されるか、あるいは、基体上に容器を当該基体の表面を覆うように配置し、かかる基体と容器とで形成された気密雰囲気内に導入されるか、いずれであっても良いが、通電処理を伴う場合には、基体と容器とで形成された気密雰囲気内に導入されるほうが好ましい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい第１の実施の形態を示す。
図１及び図２は、本実施形態に係る電子源の製造装置を示しており、図１は電子源基板の周辺部分を示す斜視図、図２はその断面図及び配管図である。図１及び図２において、２３ａは図３に示すような電子放出素子２３となる導電体、２１はＸ方向配線、２２はＹ方向配線、３は電子源基板、７は支持体、１は真空容器、１９は気体の導入管、６はシール部材、２は有機化合物ガスを真空容器１に導入するためのガス導入手段、８はヒータ、１１はガス容器に入っている有機化合物ガス、１２はガス容器に入っているキャリヤガス、１４は水分除去フィルタ、１３はガス流量制御装置、５ａ〜５ｆはバルブ、４は真空ポンプ、１８は排気口の接続されている排気配管、２０は取り出し配線、１０は電源及び電流制御系からなる駆動ドライバ、９は電子源基板３の取り出し配線２０と駆動ドライバ１０とを接続する配線である。
【００３５】
支持体７は、電子源基板３を保持して固定するものであって、真空チャッキング機構、静電チャッキング機構若しくは固定冶具などにより、機械的に電子源基板３を固定する機構を有する。支持体７の内部には、ヒータ８が設けられ、必要に応じて電子源基板３を加熱することができる。
【００３６】
真空容器１は、ガラスやステンレス鋼製の容器であり、容器からの放出ガスの少ない材料からなるものが好ましい。真空容器１は、電子源基板３の取り出し配線部を除き、導電体２３ａが形成された領域全体を覆い、かつ、少なくとも、１．３３×１０-1Ｐａ（１×１０-3Ｔｏｒｒ）から大気圧の圧力範囲に耐えられる構造のものである。
シール部材６は、電子源基板３と真空容器１との気密性を保持するためのものであり、Ｏリングやゴム性シートなどが用いられる。
【００３７】
有機化合物ガス１１には、図３において後述する電子放出素子２３の活性化に用いられる有機物質、または、有機物質を窒素、ヘリウム、アルゴンなどで希釈した混合気体が用いられる。また、図３において後述するフォーミングの通電処理を行う際には、導電性膜２４への亀裂形成を促進するための気体、例えば、還元性を有する水素ガス等を真空容器１内に導入することもある。
【００３８】
上記電子放出素子２３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などを挙げることができる。より具体的には、メタン、エタン、プロパンなどのＣn Ｈ2n+2で表される飽和炭化水素、エチレン、プロピレンなどのＣn Ｈ2n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、メチルアミン、エチルアミン、フェノール、ベンゾニトリル、アセトニトリル等が使用できる。
【００３９】
有機化合物ガス１１は、有機物質が常温で気体である場合にはそのまま使用でき、有機物が常温で液体、または、固体の場合は、容器内で蒸発または昇華させて用いるか、或いは更にこれを希釈ガスと混合するなどの方法で用いることができる。キャリヤガス１２には、窒素またはアルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスが用いられる。
【００４０】
有機化合物ガス１１と、キャリヤガス１２は、一定の割合で混合されて、真空容器１内に導入される。両者の流量、及び混合比は、個別のガス流量制御装置１３によって制御される。各ガス流量制御装置１３は、マスフローコントローラ及び電磁弁等から構成される。これらの混合ガスは、必要に応じて導入管１９の周囲に設けられた図示しないヒータによって適当な温度に加熱された後、真空容器１に設けられた導入口より、真空容器１内に導入される。混合ガスの加熱温度は、電子源基板３の温度と同等にすることが好ましい。
【００４１】
なお、ガス流量制御装置１３と導入管１９の途中に、水分除去フィルタ１４を設けて、導入ガス中の水分を除去することがより好ましい。水分除去フィルタ１４には、シリカゲル、モレキュラーシーブ、水酸化マグネシウム等の吸湿材を用いることができる。
【００４２】
真空容器１に導入された混合ガスは、排気口に接続されている排気配管１８を通じて、真空ポンプ４により一定の排気速度で排気され、真空容器１内の混合ガスの圧力は一定に保持される。本発明で用いられる真空ポンプ４は、ドライポンプ、ダイヤフラムポンプ、スクロールポンプ等、低真空用ポンプであり、オイルフリーポンプが好ましく用いられる。
【００４３】
活性化に用いる有機物質の種類にもよるが、本実施形態において、上記混合気体の圧力は、混合気体を構成する気体分子の平均自由行程λが真空容器１の内側のサイズに比べて十分小さくなる程度の圧力以上であることが、活性化工程の時間の短縮や均一性の向上の点で好ましい。これは、いわゆる粘性流領域であり、数百Ｐａ（数Ｔｏｒｒ）から大気圧までの圧力である。
【００４４】
また、真空容器１へのガス導入管１９と電子源基板３との間にガス導入手段２を設けると、混合気体の流れが制御され、基板３の全面に均一に有機物質が供給されるため、電子放出素子２３の均一性が向上し好ましい。ガス導入手段２の構造としては、図４に示したように、配管構造となっており、ガス導入手段２のガス導入口２６は１個所とし、その後の分配経路はガス噴出口２５に向かうに連れて、電子源基板３の板面に平行な同一平面内で二分割を繰り返すようにして、最初の分岐点から夫々のガス噴出口２５までの経路長が等しくなるように配管されている。また、この分配されたそれぞれの経路は、ガス噴出口２５までの長さが等しくなるばかりではなく、配管の折曲がり形状とその個数も等しくなるので、ガス噴出口２５から流出する有機化合物ガス流量を簡単に同量均等に分配することができる。
【００４５】
また、本発明はこの明細書に記載されている形状に限定されるものではなく、例えばプラズマＣＶＤ装置のように、処理ガスを基板全面に噴出して大面積の成膜プロセスを実現させる装置などにも応用される。
【００４６】
【実施例】
［実施例１］
本実施例は、本発明に係る製造装置を用いて図３に示される表面伝導型電子放出素子を複数備える図７に示される電子源を製造するものである。図３において３は電子源基板、１５は素子電極、２４は導電性膜、１６は炭素膜、１７は炭素膜１６の間隙である。まず、ＳｉＯ2 層を形成したガラス基板上にＰｔペーストを印刷し、加熱焼成して、素子電極１５を形成した。また、スクリーン印刷法により、Ａｇペーストを印刷し、加熱焼成することにより、図７に示されるＸ方向配線２１（２４０本）及びＹ方向配線２２（７２０本）を形成し、Ｘ方向配線２１とＹ方向配線２２の交差部には、スクリーン印刷法により、絶縁性ペーストを印刷し、加熱焼成して絶縁層２９を形成した。
【００４７】
次に、各対の素子電極１５，１５間にバブルジェット方式(「バブルジェット」は登録商標である。)の噴射装置を用いて、パラジウム錯体溶液を滴下し、加熱して酸化パラジウムからなる図７に示す導電性膜２４を形成した。以上のようにして、一対の素子電極１５，１５及び導電性膜２４からなる導電体の複数がＸ方向配線２１及びＹ方向配線２２にてマトリクス配線された電子源基板３を作成した。
作成した電子源基板３を、図１及び図２に示した製造装置の支持体７上に固定した。
【００４８】
次に、シール部材６を介してステンレス製真空容器１を取り出し配線２０が該真空容器１の外に出るようにして、図２に示すように電子源基板３上に設置した。電子源基板３に対面する位置に図４に示すようなガス導入手段２を設置した。このガス導入手段２は、図に示すように配管構造になっており、熱伝導性の良好なアルミニウムパイプを使用した。
【００４９】
排気口に接続されている排気配管１８側のバルブ５ａを開け、真空容器１内を真空ポンプ４（ここではスクロールポンプ）で、１．３３×１０-1Ｐａ（１×１０-3Ｔｏｒｒ）程度に排気した後、排気装置の配管や、電子源基板に付着していると考えられる水分を除去するため、図示しない配管用のヒータと電子源基板３用のヒータ８を用いて昇温させ、室温まで徐冷した。
【００５０】
基板の温度が室温に戻った後、図２に示す気体供給用のバルブ５ｂ乃至５ｆ及びバルブ５ａを開け、水素ガスを真空容器１内に導入し、図１に示す配線９を介して取り出し配線２０に接続された駆動ドライバ１０を用いて、Ｘ方向配線２１及びＹ方向配線２２を通じて、各電子放出素子２３の素子電極１５，１５間に電圧を印加し、導電性膜を還元処理するとともにフォーミング処理し、図３に示す間隙１７を導電性膜２４に形成した。
【００５１】
続いて、同装置を用いて活性化処理を行った。図２に示す気体供給用のバルブ５ｂ乃至５ｆ及びバルブ５ａを開け、有機化合物ガス１１とキャリヤガス１２との混合気体を真空容器１内に導入した。有機化合物ガス１１には、エチレン混合窒素ガスを用い、キャリヤガス１２には、窒素ガスを用いた。排気配管１８側の図示していない真空計の圧力を見ながら、バルブ５ａの開閉度を調整し、真空容器１内の圧力が１３３×１０2 Ｐａ（１００Ｔｏｒｒ）となるようにした。
【００５２】
有機化合物ガスの導入後、駆動ドライバ１０を用いて、Ｘ方向配線２１及びＹ方向配線２２を通じて各電子放出素子２３の電極１５，１５間に電圧を印加して活性化処理を行った。なお、活性化は、Ｙ方向配線２２全部及び、Ｘ方向配線２１の非選択ラインを共通としてＧｎｄ（接地電位）に接続し、Ｘ方向配線２１の１０ラインを選択し、１ラインずつパルス電圧を順次印加する方法で行い、上記方法を繰り返すことにより、Ｘ方向の全ラインに付いて活性化を行った。活性化処理終了時の素子電流Ｉf （電子放出素子の素子電極間に流れる電流）を各Ｘ方向配線毎に測定し、素子電流Ｉf 値を比較したところ、その配線毎のバラツキは少なく、良好な活性化処理を行うことができた。
【００５３】
上記活性化処理が終了した電子放出素子には、図３に示すように間隙１７を隔てて炭素膜１６，１６が形成された。
【００５４】
また、上記活性化処理時に、図示しない差動排気装置付きのマススペクトラム測定装置を用いて、排気配管１８側のガス分析を行ったところ、上記混合ガス導入と同時に、窒素及びエチレンのマスＮｏ．２８とエチレンのフラグメントのマスＮｏ．２６とが瞬間的に増加して飽和し、両者の値は活性化処理中一定であった。
【００５５】
［実施例２］
実施例１と同様に図７に示す電子源基板３を作成し、図５の製造装置に設置した。本実施例は有機物質を含む混合気体を電子源基板全面に有機化合物ガスを噴き出すガス導入手段２を２系統に分割したものである。これは処理する電子源基板の大型化に対応することを目的とした実施例である。基板の大型化に伴い、図４に示すガス導入手段２のそれぞれの噴出口２５までの経路長が長くなる。有機化合物ガス１１は、有機物質が常温で気体である場合にはそのまま使用できるが、有機物質が常温で液体、または固体の場合は加熱ヒータを用いて蒸発または昇華させる。経路長が長くなると、加熱ヒータによって蒸発または昇華した有機化合物ガス１１が経路内で液化する恐れがあるので、経路長があまり長くならないように２系統にした。１箇所のみのガス導入口とこれに連通する複数の噴出口とを含む系統を１系統として、必要によっては３系統、４系統とガス導入手段２を増加させても構わない。
【００５６】
上記以外は実施例１と同様にして還元処理、フォーミング処理及び活性化処理を行い、電子源を作成した。
上記活性化処理が終了した電子放出素子には、図３に示すように間隙１７を隔てて炭素膜１６，１６が形成された。
本実施例においても、実施例１と同様に活性化処理終了時の素子電流Ｉｆを測定したところ、バラツキは約５％であり、均一性に優れた活性化処理を行うことができた。
【００５７】
［実施例３］
実施例１と同様に図７に示す電子源基板３を作成し、図６の製造装置に設置した。図６において、ガス導入手段２は、昇降機構２７によって昇降することが可能になっている。フレキシブルチューブ２８は気密を維持しながら伸縮可能になっている。電子源基板の全面に設けられたガス導入手段２の噴出口２５が電子源基板３に近づくに連れ、有機化合物ガスの指向性（流れ）の影響を受け、電子源基板近傍の圧力分布が悪くなる。この指向性の影響を軽減するために、ガス導入手段２の噴出口２５と電子源基板３との間隔を、適当な高さに調整可能にしたものである。
【００５８】
上記以外は実施例１と同様にして還元処理、フォーミング処理及び活性化処理を行い、電子源を作成した。
上記活性化処理が終了した電子放出素子には、図３に示すように間隙１７を隔てて炭素膜１６，１６が形成された。
本実施例においても、実施例１と同様に活性化処理終了時の素子電流Ｉｆを測定したところ、バラツキは少なく、均一性に優れた活性化処理を行うことができた。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、結晶性の良い膜を形成できる成膜装置を提供することができる。
また、本発明によれば、良好な電子放出特性を有する電子源の製造を可能とする電子源の製造装置を提供することができる。
また、本発明によれば、電子源の活性化工程で結晶性の良い炭素あるいは炭素化合物の膜を形成して、良好な電子放出特性を有する電子源の製造を可能とする電子源の製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る電子源基板の周辺部分の一部を破断して示した斜視図である。
【図２】 図１における電子源の製造装置の全体構造を示す断面図及び配管図である。
【図３】 本発明に係る電子放出素子の構成を示す平面図である。
【図４】 本発明に係る有機ガス導入手段の斜視図である。
【図５】 本発明に係る製造装置の他の例を示す断面図及び配管図である。
【図６】 本発明に係る製造装置の他の例を示す断面図及び配管図である。
【図７】 本発明に係る電子放出素子の作成方法を説明するための平面図である。
【符号の説明】
１：真空容器、２：有機化合物ガスのガス導入手段、３：電子源基板、４：排気用真空ポンプ、５ａ〜５ｆ：バルブ、６：シール部材、７：支持台、８：ヒータ、９：電子源基板の取り出し配線２０と駆動ドライバ１０とを接続する配線、１０：駆動ドライバ、１１：有機化合物ガス、１２：キャリヤガス、１３：ガス流量制御装置、１４：水分除去フィルタ、１５：素子電極、１６：炭素膜、１７、間隙、１８：排気配管、１９：有機化合物ガス導入管、２０：取り出し配線、２１：Ｘ方向配線、２２：Ｙ方向配線、２３：電子放出素子、２４：導電性膜、２５：ガス噴出口、２６：ガス導入口、２７：昇降機構、２８：フレキシブルチューブ、２９：絶縁層。
Claims (20)
- 基体上に膜を形成する成膜装置であって、膜を形成するためのガスを前記基体の表面に向けて噴出する噴出口と当該ガスを導入する導入口とを有するガス導入手段を備え、当該ガス導入手段は、一つの前記導入口に対して複数の前記噴出口が、分岐した経路にて結ばれており、前記経路は、その分岐点において同一平面内で分岐されていることを特徴とする成膜装置。
- 基体上に膜を形成する成膜装置であって、膜を形成するためのガスを前記基体の表面に向けて噴出する噴出口と当該ガスを導入する導入口とを有するガス導入手段を備え、当該ガス導入手段は、一つの前記導入口に対して複数の前記噴出口が、同一平面内で二分割を繰り返す分岐した経路にて結ばれていることを特徴とする成膜装置。
- 前記複数の噴出口は、同一平面内に位置している請求項１又は２に記載の成膜装置。
- 前記経路は、その最初の分岐点から各々の前記複数の噴出口までの経路の長さが等しい請求項１〜３のいずれかに記載の成膜装置。
- 更に、前記基体上に配置され、当該基体を覆うことで気密雰囲気を形成する容器を備える請求項１〜４のいずれかに記載の成膜装置。
- 前記噴出口の数が２のＮ乗（Ｎは０以外の自然数）個である請求項１〜５のいずれかに記載の成膜装置。
- 基体上に膜を形成する成膜方法であって、請求項１〜６のいずれかに記載の装置を用いることを特徴とする成膜方法。
- 基体上に配置された部材に電子放出機能を与える電子源の製造装置であって、前記電子放出機能を与えるためのガスを前記基体の表面に向けて噴出する噴出口と当該ガスを導入する導入口とを有するガス導入手段を備え、当該ガス導入手段は、一つの前記導入口に対して複数の前記噴出口が、分岐した経路にて結ばれており、前記経路は、その分岐点において同一平面内で分岐されていることを特徴とする電子源の製造装置。
- 基体上に配置された導電性膜に電子放出部を形成する電子源の製造装置であって、前記導電性膜に通電するための通電手段と、前記導電性膜を還元するためのガスを前記基体の表面に向けて噴出する噴出口及び当該ガスを導入する導入口を有するガス導入手段とを備え、当該ガス導入手段は、一つの前記導入口に対して複数の前記噴出口が、分岐した経路にて結ばれており、前記経路は、その分岐点において同一平面内で分岐されていることを特徴とする電子源の製造装置。
- 基体上に配置された導電性膜に電子放出部を形成する電子源の製造装置であって、前記導電性膜に通電するための通電手段と、前記導電性膜上に炭素を堆積させるための有機化合物ガスを前記基体の表面に向けて噴出する噴出口及び当該ガスを導入する導入口を有するガス導入手段とを備え、当該ガス導入手段は、一つの前記導入口に対して複数の前記噴出口が、分岐した経路にて結ばれており、前記経路は、その分岐点において同一平面内で分岐されていることを特徴とする電子源の製造装置。
- 前記複数の噴出口は、同一平面内に位置している請求項８〜１０のいずれかに記載の電子源の製造装置。
- 前記経路は、その最初の分岐点から各々の前記複数の噴出口までの経路の長さが等しい請求項８〜１１のいずれかに記載の電子源の製造装置。
- 前記ガス導入手段は、一つの前記導入口に対して複数の前記噴出口が、同一平面内で二分割を繰り返す分岐した経路にて結ばれている請求項８〜１２のいずれかに記載の電子源の製造装置。
- 前記電子源は、対向する一対の素子電極と、当該素子電極に接続され、その一部に電子放出部を有する導電性膜と、該電子放出部とその近傍に堆積された少なくとも炭素を含む堆積物とを有する電子放出素子を複数備える請求項８〜１３のいずれかに記載の電子源の製造装置。
- 前記噴出口の数が２のＮ乗（Ｎは０以外の自然数）個である請求項８〜１４のいずれかに記載の電子源の製造装置。
- 更に、前記基体上に配置され、当該基体を覆うことで気密雰囲気を形成する容器を備える請求項８〜１５のいずれかに記載の電子源の製造装置。
- 更に、前記基体上に配置され、当該基体をその一部分の領域を除いて覆うことで気密雰囲気を形成する容器を備える請求項９又は１０に記載の電子源の製造装置。
- 前記通電手段による通電は、基体の前記一部分の領域に配置され前記導電性膜に接続された導電性部材を介して行われる請求項１７に記載の電子源の製造装置。
- 基体上に配置された部材に電子放出機能を与える工程を有する電子源の製造方法であって、前記電子放出機能を与える工程は、請求項８に記載の装置を用いて行われることを特徴とする電子源の製造方法。
- 基体上に配置された導電性膜に電子放出部を形成する工程を有する電子源の製造方法であって、前記電子放出部を形成する工程は、請求項９又は１０に記載の装置を用いて行われることを特徴とする電子源の製造方法。
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