KR100429523B1 - 전자원제조장치 - Google Patents

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KR100429523B1
KR100429523B1 KR10-2001-0038099A KR20010038099A KR100429523B1 KR 100429523 B1 KR100429523 B1 KR 100429523B1 KR 20010038099 A KR20010038099 A KR 20010038099A KR 100429523 B1 KR100429523 B1 KR 100429523B1
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키무라아키히로
오오키카주히로
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 소형화 및 작업을 용이하게 하고 대량생산에 적합한 전자원제조장치 및 제조방법을 제공하는 데 있다. 전자원제조장치는, 기판위에 형성된 도체를 가지는 기판을 지지하고 또한 기판의 온도를 제어하는 수단을 가지는 지지체와, 가스유입구와 가스배출구를 가지고 또한 기판 표면의 일부영역을 덮는 용기와, 용기로 가스를 도입하고 용기로부터 가스를 배출하는 유닛과, 전압을 도체에 인가하는 유닛을 구비한다. 상기 지지체는 홈을 가진다.

Description

전자원제조장치{ELECTRON SOURCE MANUFACTURING APPARATUS}
본 발명은 전자원제조장치에 관한 것이다.
[관련된 배경기술]
종래에, 전자방사장치는 두 타입의 장치로, 즉 열음극과 냉음극으로, 주로 분류하였다. 냉음극은 전계방출형전자방출장치, 금속/절연체/금속형전자방출장치, 및 표면전도전자방출장치를 포함한다. 표면전도전자방출장치는 막표면과 평행한 기판위에 형성된 소영역의 박막을 통하여 전류를 흐르게 함으로서 전자가 방출되는 현상을 이용한다. 신규의 구조를 가진 표면전도전자방출장치 및 그 응용에 대하여 다수의 제안이 있었다. 예를 들면, 기본구조 또는 제조방법이 일본 특개평7-235255호 공보에 개시되어있다.
상기 전원 및 이 전원을 이용한 화상형성장치가 이하와 같이 제조된다.
제1제조방법에 의하면, 도전막 및 도전막에 접속된 한 쌍의 디바이스전극으로 각각 구성된 복수의 유닛과 이 복수의 유닛과 접속된 배선이 배치된 전자원기판을 형성한다. 전자원기판 전체는 진공챔버내에 설치된다. 진공쳄버가 배기된 후, 외부단자를 통하여 각각의 유닛에 전압을 인가하여 유닛의 도전막에 갭을 형성하는 "형성단계"를 실행한다. 유기물질 함유 가스를 진공쳄버내로 도입하고 유기물질함유분위기하에서 외부단자를 통하여 다시 각각의 유닛에 전압을 인가하여 갭 부근에 탄소 또는 탄소화합물을 퇴적하는 "활성화단계"를 실행함으로써, 각각의 유닛을 전자방출장치로 변경한다. 제조된 전자원기판 및 인을 담지한 기판은 지지프레임을 개재하여 서로 연결되어, 화상형성장치가 완성된다.
제 2제조방법에 의하면, 도전막 및 이 도전막에 접속된 한 쌍의 디바이스전극으로 각각 구성된 복수의 유닛과 이 복수의 유닛에 접속된 배선이 배치된 전자원기판을 형성한다. 이와 같이 얻은 전자원기판과 인을 담지한 기판은 지지프레임을 개재하여 서로 접착하여 화상형성장치의 패널을 형성한다. 다음에, 패널의 배출관을 개재하여 패널의 내부를 배기하고, 패널의 외부단자를 통하여 각각의 유닛에 전압을 인가하여 각각의 유닛을 완성하는 "형성단계"를 실행한다. 배출관을 개재하여 패널로 유기물질함유가스를 도입하고 유기물질함유분위기하에서 외부단자를 통하여 전압을 다시 각각의 유닛에 인가하여 갭 부근에 탄소 또는 탄소화합물을 퇴적하는 "활성화단계"를 실행함으로써, 각각의 유닛을 전자방출장치로 변경한다. 패널에 접속된 배출관을 밀봉하여 화성형성장치를 완성한다.
[발명의 요약]
상기 제 1제조방법에서는, 전자원기판의 사이즈가 커짐에 따라서, 큰 사이즈의 진공챔버 및 높은 진공배출디바이스를 특히 필요로 한다. 제2제조방법에서는, 화상형성장치의 패널의 내부공간으로부터 배기하거나 패널의 내부공간으로 유기물질함유가스를 도입하는데 장시간이 걸린다.
본 발명의 목적은 소형화 및 작업을 용이하게 할 수 있는 전자원제조장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 제조속도를 증가시키고 대량생산에 적합한 전자원제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 전자원방출특성이 우수한 전자원을 제조할 수 있는 전자원제조장치 및 제조방법을 제공하는 데 있다.
도 1a, 1b 및 1c는 본 발명의 실시예에서의 동작을 순차적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서의 장치를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 전자방사부의 형성전에 전자원기판을 도시하는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서의 파이프 및 회로를 도시하는 도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서의 제어회로를 도시하는 도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 복수의 디바이스를 가지는 전자원기판을 도시하는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에서의 장치를 도시하는 부분단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에서의 지지체를 도시하는 투시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에서의 예1을 도시하는 도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에서의 예2를 도시하는 도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에서의 예3을 도시하는 도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에서의 예4를 도시하는 도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 대한 비교예를 도시하는 도이다.
도 14는 본 발명의 각각의 예 및 비교예의 결과를 도시하는 표이다.
<도면의 간단한 부호의 설명>
1: 전자원기판 2: 유닛이 배치된 영역
4: 용기 5: 가스유입관
6: 가스배출관 7: 밀봉부재
8: 정전기척 9: 지지체
10: 가열수단 11: 냉각수단
12: 프로브 13: 배열카메라
14: 배열유닛 15: 진공척구멍
16: 헬륨가스공간 18: 도전막
19: 전극 20,21: 배선
31: 파이프 32: 밸브
33: 진공펌프 34: 활성가스공급관
35: 활성가스밸브 36: 활성실린더
37: 형성가스공급관 38: 형성가스공급밸브
39: 형성가스실린더 43: 척진공 및 가스도입용파이프
44: 밸브 45: 진공펌프
46: 선택기밸브 47: 밸브
48: 가스공급원 49: 지지체상승용구동모터
50: 지지체상승원전송축 51: 전기선
52: 지지체상승구동용모터제어기 61: 갭(홈)
71: 센서 72: 온도신호선
73: 히터제어기 74,93,94,97: 배선
75: 냉각수공급제어기 76: 냉각수관
77: 밸브 78: 전압원
91: 프로브정렬유닛의 상승액추에이터
96: 신호선 98: 구동기
98 : 드라이버
본 발명에 의하면, 기판위에 형성된 도체를 가지는 기판을 지지하고 기판의 온도를 제어하는 수단을 구비한 지지체와, 가스유입구와 가스배출구를 가지고 또한 기판의 일부를 덮는 용기와, 용기에 가스를 도입하고, 용기로부터 가스를 배출하는 수단과, 도체에 전압을 인가하는 수단을 구비한 전자원제조장치에 있어서, 갭 또는 홈이 지지체의 소정의 부분에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자원 제조장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 의하면, 한 쌍의 전극과 이 전극사이에 형성된 도전막을 각각 포함하는 복수의 도체를 가지는 기판을 지지하는 지지체와, 기판의 일부를 덮는 용기와, 용기와 기판에 의해 형성된 공간에 가스를 도입하고, 또한 이 공간으로부터 가스를 배출하는 수단과, 전압을 각각의 도체에 인가하는 수단을 구비하는 전자원제조장치에 있어서, 지지체는 기판과 접촉하는 면에 홈을 가지는 것을 특징으로 하는 전자원제조장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 전원제조장치의 소형화 및 전원공급장치등에 전기적 접속에 대한 높은 조작성을 달성하는 데 있다. 또한, 용기의 크기 및 형태 등에 있어서 설계의 자유도를 높이는 데 있다. 가스를 단시간내에 용기에/로부터 도입/배출할 수 있으로서, 제조시간을 단축할 수 있다. 제조된 전자원의 전자방출특성의 재현성 및 균일성을 개선할 수 있다.
[바람직한 실시예의 상세한 설명]
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하면서 상세하게 이하 설명한다.
도 1a 내지 도 1c 및 도 2는 본 발명의 실시예를 도시하는 개략도이다. 도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 의한 제조장치의 동작상태를 각각 도시하는 개략도이다. 도 2는 본 발명에 의한 제조장치의 주요빌딩부재를 주로 도시하는 개략적인 단면도이다. 도 3은 "형성단계"(나중에 설명함) 전에 복수의 유닛 (전극 (19)과 도전막(18)) 및 전압을 유닛에 인가하도록 접속된 배선(20), (21)이 배치된 기판(1)을 도시하는 개략도이다. 도 4는 본 발명에 의한 제조장치의 진공가스공급계 및 지지체구동계의 배관회로를 주로 도시하는 개략도이다. 도 5는 본 발명에의한 제조장치의 온도조절계 및 전원장치계의 제어회로를 주로 도시하는 도이다. 도 6은 본 발명에 의한 제조장치에 의해 제조된 복수의 전자방출장치를 가진 전자원기판을 도시하는 개략도이다.
본 발명에서는, 한 쌍의 전극 및 이 전극을 접속하는 도전막으로 구성된 부재는 "도체" 또는 "유닛"으로 칭한다. "유닛"("도체")은 상기 설명한 "형성단계"를 실행하거나 또는 "형성단계" 및 "활성화단계"를 실행하여, "유닛"은 전자방출디바이스로 변경한다.
도 1 a 내지 도 1c 및 도 2에서, 기판(1)은 기판(1)의 영역(2)에 형성된도체(유닛)를 가진다. 제조장치는, 용기(4), 가스유입관(5), 가스배출관(6), 밀봉부재(7), 정전기척(8), 지지체(9), 가열수단(10), 냉각수단(11), 프로브(12), 배열카메라(13), 배열유닛(14), 진공 흡입하기 위한 진공척구멍(15), 및 헬륨가스공급관(16)을 포함한다.
일반적으로, 복수의 "유닛"은 기판(1)위에 매트릭스로 배치되어 있다. 따라서, "유닛"이 배치된 영역(2)은 실질적으로 직사각형이다.
도 7 및 도 8에 도시하 바와 같이, 갭(홈)(61)은 도체(유닛)가 형성된 영역(2)의 주위에서, 본발명의 지지체(9)(정전척(8))내에 형성된다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 홈(61)을 기판(1)의 표면(즉 유닛이 배치된 표면과 대향하는 기판(1)의 표면)에 접촉하는 지지체(9)의 표면에 형성한다.
홈(61)은 도체(유닛)를 배치한 영역의 외주(외주부)를 따라서 형성됨으로써 실질적으로 직사각형형상이 된다. 직사각형홈의 4개의 코너가 항상 직각일 필요는 없고, 아치형태이어도 되는 것에 주의하여야 한다.
도 7은 도 1b의 지지체(9)의 외주를 도시하는 확대도이고, 도 8은 지지체(9)를 도시하는 개략적인 사시도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 홈(61)의 폭은 기판(1)과 실질적으로 접촉하는 2개의 단부에 의해 형성된다. 도 7에 도시한 바와 같이, 기판(1)의 표면은, 오목 및 볼록한 형상 또는 휨부를 가지므로 2개의 단부는 기판(1)과 항상 접촉할 필요는 없다.
홈(61) 내부의 한 쪽 단부는 유닛이 배치된 영역의 외주보다 더욱 내부에 위치결정된다. 내부단부는 유닛이 배치된 영역의 외주보다 1mm이상 만큼 더욱 내부에 위치결정한다. 내부단부는 유닛이 배치된 영역의 외주보다 2mm이상 만큼 더욱 내부에 위치결정하는 것이 바람직하다.
홈(61)의 외측의 다른쪽 단부는 유닛이 배치된 영역보다 더욱 바깥쪽에 위치결정된다. 외부단부는 유닛이 배치된 영역의 외주보다 10mm만큼 더욱 바깥쪽에 위치결정된다. 외부단부는 기판(1)의 외주보다 더욱 안쪽에 위치결정된다.
지지체(9)는 전자원기판(1)을 지지하고 전자원기판의 온도를 조절한다. 지지체(9)는 전자원기판(1)을 고정하는 진공척기구 또는 정전기척(8)등의 고정수단과, 소정의 온도에서 전자원기판(1)을 유지하는 가열수단(10) 및/또는 냉각수단(11)등의 온도제어수단을 포함한다. 온도제어수단은 "형성단계" 및 "활성화단계"에서 소정의 온도로 전자원기판(1)의 표면온도를 유지할 수 있다. 이 수단은 전기처리단계("형성단계" 및 "활성화단계")에서 열변화 및 기판(1)의 표면으로부터 제습을억제하는 기능을 가진다.
본 발명에서는, 도체(유닛)을 가지는 기판(1)의 온도는 "활성화단계" 및/또는 "형성단계"에서 제어된다. 이 온도는 지지체(9)에 의해 제어된다.
기판(1)의 온도를 제어하지 않으면, "유닛"의 개수 및 기판의 재료 및 두께에 따라 다르지만, "형성단계" 및 "활성화단계"와 함께 생성되는 주울열에 의해 기판(1)이 손상되기도 한다. 기판(1)이 적절한 온도에서 제어되지 않으면, 각각의 유닛에 형성된 갭은 형상이 변하고, 저균일성전자원을 얻게 된다.
도 7 및 8에 도시한 바와 같이, 본 발명에서는, "유닛"이 배치된 영역의 주위에서 온도분포를 억제하기 위하여, "유닛"이 배치된 영역의 외주에 대응하는 지지체(9)의 일부에 갭(홈)(61)이 형성된다. 이 구조에 의해 유닛이 배치된 영역의 외주에서 열의 낭비를 억제할 수 있다. 그 결과, 유닛이 배치된 영역의 외주에서 온도의 하강을 억제할 수 있고, 유닛이 배치된 영역의 온도분포를 더욱 균일하게 할 수 있다.
용기(4)는 스테인레스 스틸, 티탄 또는 유리로 제조되고, 가스가 용기로부터 거의 방출하지 않는 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 용기(4)는 유닛이 형성된 기판(1)의 영역(2)을 덮으며, 적어도 용기의 내부는 대기압에 대해 1 × 10-4Pa의 압력을 견딜 수 있다. 따라서, 용기(4)에 의해 형성된 공간 및 유닛을 가지는 기판(1)은 감압상태로 유지될 수 있다.
용기(4)와 기판(1) 사이의 연결부분에 배치된 밀봉부재(7)는, 기판(1)과 용기(4) 사이의 기밀도를 유지하며, O링 또는 고무시트이다. 밀봉부재(7)는 복수의 유닛이 배치된 영역(2) 외측의 기판(1)과 접촉한다. 밀봉부재(7)는 배선(20) 및 (21)위의 기판(1)에 또한 접촉한다(도 3의 도면번호(3)을 참조).
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 "인출된 배선"은, 유닛(한쌍의 전극(19) 및 도전막(18)으로 각각 구성됨)을 외부전원공급장치에 접속하는 배선의 일부(단부)이며, 용기(4) 및 기판(1)에 의해 형성된 공간 영역 외측(공기에 노출된 영역)에 위치한다.
배출관(6)는 도 4에 도시된 관을 개재하여 진공펌프(33)에 연결되고, 용기(4) 및 기판(1)에 의해 형성되는 공간을 배기한다. 가스유입관(5)은 용기(4) 및 기판(1)에 의해 형성된 공간으로 소정의 가스를 도입한다. 도입된 가스는 "활성화단계"에서 사용되는 유기물질 및 "형성단계"에서 사용되는 할로겐가스를 포함한다.
프로브(12)는, 용기(4) 바깥쪽에 위치하고, 공기에 노출된 배선(인출배선)과 접속된다. 인출된 배선은 도 3의 배선 (20) 및 (21)의 일부가 되고, 특히 용기(4)가 기판(1)을 덮는 경우, 인출된 배선은 공기에 노출되는 위치에서는 배선 (20) 및 (21)이 된다. 프로브(12)는 프로브유닛(14)에 고정되고, 프로브유닛(14)은 정렬용 카메라(13)를 갖는다. 카메라(13)는 기판(1)위의 정렬마크의 위치를 판독하고, 프로브(12)가 공기에 노출된 인출배선에 확실히 접촉하도록 하기 위해 프로브유닛(14)의 위치는 기판(1)의 위치에 정렬된다.
도 4에서는, 제조장치는, 파이프(31), 밸브(32), 진공펌프(33), 활성가스공급관(34), 활성가스밸브(35), 활성가스실린더(36), 형성가스공급관(37), 형성가스공급밸브(38), 형성가스실린더(39), 척진공 및 가스도입용 파이프(43), 밸브(44), 진공펌프(45), 선택기밸브(46), 헬륨가스등의 가스공급원(48), 지지체상승용구동모터(49), 지지체상승력전송축(50), 지지체상승용구동모터(49)에 접속되는 전기선(51), 지지체상승용구동모터제어기(52)를 포함한다.
도 5에는, 제조장치는 지지체(9)의 온도를 측정하는 센서(71), 온도신호선(72), 히터제어기(73), 히터와 히터제어기(73)를 접속하는 배선(74), 냉각수공급제어기(75), 냉각수관(76), 밸브(77), 정전척에 전압을 인가하는 전압원(78), 프로브정렬유닛의 상승액추에이터(91), 프로브정렬액추에이터(92), 엑추에이터구동제어기(95), 엑추에이터를 엑추에이터구동제어기에 접속하는 배선 (93),(94), 정렬마크판독용카메라(13)로부터 연장되는 신호선(96), 구동기(98), 및 구동기(98)를 프로브(12)에 접속하는 배선(97)을 포함한다.
상기 정렬을 가진 제조장치를 사용한 전자원제조방법의 예에 대하여 도 1a, 도 1b 및 도 1c 내지 도 5를 참조하면서 설명한다. 복수의 도체(도전막(18)과 한쌍의 전극(19)으로 각각 구성된 유닛) 및 이 도체에 접속된 X방향 배선과 Y방향 배선 (20),(21)을 표면에 가진 유리기판(1)(도 3)이 지지체(9)위에 설치된다.
도전막은 Ni, Au, PdO, Pd, 또는 Pt등의 도전재료로 구성된 박막이다. 도 3에서, 용기(4) 및 기판(1) 사이에 배치된 밀봉부재(7)는 영역(3)의 기판(1)과 접촉한다.
온도센서(71)는 지지체(9)의 표면 부근의 온도를 측정하고, 히터제어기(73)및 가열수단(10)은 소망의 온도(제1온도)로 조절하도록 지지체(9)의 온도를 제어한다.
이때에, 밸브(44), (46)를 개방하고, 밸브(47)를 폐쇄한다. 기판(1)은 파이프(43)을 개재하여 진공척구멍(15)으로부터 진공척킹되고, 지지체(9)의 표면과 밀착된다. 정전기척(8)은 인가전압원(78)으로부터 전압을 공급받고, 기판(1)은 정전척의 표면에 정전기적으로 척킹된다(도 1a).
지지체상승구동모터제어기(52)는 지지체상승용구동모터(49)에 신호를 공급하고, 지지체상승전원전송축(50)은 지지체(9)를 상부방향으로 이동한다. 지지체(9)가 상승이동하는 경우, 기판(1)의 상부표면은 용기(4)의 밀봉부재(7)와 접촉한다(도 1b).
프로브(12) 및 배선(20),(21)은 다음과 같이 접속된다.
정렬용카메라(13)는 기판(1)의 표면위에 정렬마크를 판독하고, 기판(1)위에 인출된 배선의 위치를 산츨한다. 산출된 값에 의거하여, 엑추에이터구동제어기(95)는 엑추에이터배선(94)을 통하여 프로브정렬엑추에이터(92)를 이동시킨다. 프로브(12)의 단부를 인출된 배선위에 위치결정하도록, 정렬유닛의 위치를 X 및 Y방향으로 조정한다.
신호는 프로브정렬유닛의 상승액추에이터(91)로 전송되고, 프로브유닛은 Z방향의 하부방향으로 이동하고, 인출된 배선 및 프로브(12)의 단부는 서로 접촉한다.
배기밸브(32)를 개방하고, 진공펌프(33)는 용기(4) 및 기판(1)에 의해 형성된 공간을, 가스배출관(6)과 연결된 파이프(31)을 통하여 소망의 진공도(예를 들면, 1 × 10-4Pa이상)로 배기한다.
도전막이 산화물로 형성되는 경우, 형성가스공급밸브(38)를 개방하고, 형성가스실린더(39)는, 가스유입관(5)에 연결된 파이프(37)을 개재하여, 용기(4) 및 기판(1)에 의해 형성된 공간에 질소를 공급한다. 도전막이 산화물로 형성되지 않은 경우, 어떤형성가스(수소)도 도입되지 않는다.
전류를 드라이버(98)로부터 프로브(12)에 공급하고, X와 Y방향의 배선(20), (21)을 통하여 각각의 유닛에 전압을 인가하는 "형성단계"를 실행한다. "형성단계"에서, 각각의 유닛을 형성한 전도막내에 갭을 형성한다. 도전막을 통하여 흐르는 전류를 측정하여 충분히 높은 저항(예를 들면, 1MΩ이상)을 검출하는 경우에, "형성단계"가 종료한다.
다음에, 밸브(38)를 닫고, 진공밸브(32)를 개방하여, 용기(4) 및 기판(1)에 의해 형성된 공간을 배기한다.
활성가스밸브(35)를 개방하고, 활성가스실린더(36)는, 가스유입관(5)에 연결된 파이프(34)를 개재하여 밸브(4)와 기판(1)에 의해 형성된 공간으로 유기가스등의 탄소화합물가스를 공급한다. 이 때에, 가스압력조정유닛은 공급된 가스압력을 조정하면서, 용기(4)와 기판(1)에 의해 형성된 공간내의 가스압력이, 소망의 압력(예를 들면, 1 × 10-4Pa)으로 유지된다. 이때에, 지지체(9)의 온도는 형성단계에서 단일의 세트로 설정된다.
다음에, "활성화단계"는 드라이버(98)를 사용하여 프로브(12)로부터 X방향과Y방향의 배선(20),(21)을 통하여 각각의 유닛에 전압인가를 개시함으로써 실행한다. "활성단계"에서는, "형성단계"에서 형성된 갭에 탄소막이 형성되고 또한 갭 근처의 도전막위에 탄소막이 형성된다. 각각의 유닛을 구성하는 한쌍의 전극을 통하여 흐르는 전류가 소망의 값에 도달하는 경우에, "활성단계"가 종료한다.
이 단계에서, 각각의 유닛을 전자방출장치로 변경하여 전자원기판을 완성한다(도 6).
"활성화단계"를 실행하는 동안에, 온도센서(71)가 지지체(9)의 표면온도를 측정하면서 소망의 온도(제2온도)로 조정하도록, 히터조절기(73) 및 가열수단(10) 또는 냉각수단(11)은 지지체(9)의 온도를 조절한다.
"활성화단계"이후에, 프로브(12)는 인출된 배선으로부터 떨어져서 이동한다. 활성가스밸브(35)가 닫히고, 밸브내의 활성가스가 배출된다.
지지체상승구동모터제어기(52)는 신호를 지지체상승구동모터(49)에 공급하고, 지지체상승전원전송축(50)은 지지체(9)를 하강 이동하여 밸브(4)의 밀봉부재(7)로부터 떨어져서 기판(1)을 이동한다.
마지막으로, 다수의 전자방출장치를 가지는 전자원기판(1)은 지지체(9)의 표면으로부터 인출된다.
도 7에 도시한 상기 설명한 장치를 이용하여 제조된 전자원기판(1) 및, 양전극 및 인을 가지는 페이스플레이트는 프릿유리(frit glass)등의 접착제에 의해 프레임부재 및 스페이서를 개재하여 밀봉됨으로써, 화상형성장치가 완성된다.
본 발명에서는, "형성단계" 및 "활성화단계"는 기판(1)의 인출된 배선에 접촉하면서 실행되면, 각각의 유닛(전도체)는 열을 발생한다. "형성단계" 또는 "활성화단계"를 행하는 동안에 각각의 유닛에 의해 발생된 주울열이 변화하면, 형성된 전자원방출디바이스의 전자원방출 특성은 변화하거나 악영향을 받는다. 이것을 방지하기 위해서는, 기판(1)의 표면온도는 가능한한 일정하게 유지되어야 한다. 그러므로, 본 발명에서는, "형성단계" 및 "활성화단계"에서 지지체의 온도를 제어함으로써 기판(9)의 온도가 제어된다.
본 발명에서는, 기판(1) 및 지지체(9)의 온도는 "형성단계" 및 "활성화단계"에서 설정된 온도(제1 또는 제2온도)보다 낮게 제어된다. 이 상태에서, 프로브(12)는 인출된 배선과 접촉하게 된다. 동시에, 지지체(9)의 온도는, 제1 또는 제2온도로 제1기판의 온도가 조절되도록, 제어된다.
본 발명의 제조공정은, "형성단계" 및 "활성화단계"에서 기판(1)의 인출된 배선의 상대위치와 프로브(12)의 단부 사이의 오정렬을 억제할 수 있다.
인출된 배선이 상기 방법에 의해 기판(1)의 온도를 제어하지 않고 실온에서 프로브(12)와 접촉되고, "형성단계"와 "활성화단계"를 온도를 제어하는 상태에서 행하면, 기판(1)의 열팽창 또는 열수축 때문에, 기판(1)의 인출배선과 프로브(12)의 단부의 상대적인 위치가 오정렬될 수 있다. 오정렬량이 크므로, 프로브(12)가 인출된 배선으로부터 떨어져서 이동하므로, "형성단계" 또는 "활성화단계"를 실패하게 된다.
그러나, 본 발명의 제조과정은 기판(1)의 열팽창 또는 열수축과 함께 형태의 변경에 의해 초래된 프로브와 인출된 배선의 상대적인 위치의 변화를 억제할 수 있다. 그 결과, 높은 균일성의 전자방출장치 및 전자원을 안정되게 형성할 수 있다.
본 발명의 제조장치를 사용하는 제조방법은, "형성단계" 및 "활성화단계"에 소요되는 시간을 크게 단축할 수 있으며 높은 균일성의 전자원 및 화성형성장치를 용이하게 형성할 수 있다.
(실시예 1)
실시예 1에서는, 지지체(9)에 (정전기척(8)의 측면에)형성된 갭(61)의 크기는, 도 9에 도시한 바와 같이, 복수의 유닛이 형성된 영역(2)의 외주로부터 내부측으로 1mm에 해당하는 내부측 및 외부측으로 15mm에 해당하는 외부측 에 의해 형성되었다.
전자원제조장치에서, 복수의 유닛이 형성된 영역의 온도분포는 "활성화단계" 시에 9.5℃이었고, 고균일성의 전자원방출장치를 제조하였다.
(실시예 2)
실시예 2에서는, 장치의 개략적인 구성 및 구성요소는 실시예1과 마찬가지이었다. 도 10에서 도시한 바와 같이, 정전기척(8)에 형성된 갭(61)의 크기는, 복수의 유닛이 형성된 영역의 외주로부터 외부쪽으로 15mm에 해당하는 외측 및 내부쪽으로 2mm에 해당하는 내측에 의해 형성된다.
도 10에 도시한 바와 같이, 전자원제조장치에서, 복수의 유닛이 형성된 영역의 온도분포는 "활성화단계" 시에 6.5℃이었다. 실시예2에서 제조된 전자원기판의 전자방출특성의 균일성은 실시예1과 동일하거나 그 이상이었다.
(실시예 3)
실시예 3에서는, 장치의 개략적인 구성 및 구성요소는 실시예1과 마찬가지이었다. 도 11에 도시한 바와 같이, 정전기척(8)에 형성된 갭(61)의 크기는, 복수의 유닛이 형성된 영역의 외주로부터 외부쪽으로 25mm에 해당하는 외측 및 내부쪽으로 1mm에 해당하는 내측에 의해 형성된다.
도 11에 도시한 바와 같이, 전자원제조장치에서, 복수의 유닛이 형성된 영역의 온도분포는 "활성화단계" 시에 9.1℃이었다. 실시예3에서 제조된 전자원기판의 전자방출특성의 균일성은 실시예1과 동일하거나 그 이상이었다.
(실시예 4)
실시예 4에서는, 장치의 개략적인 구성 및 구성요소는 실시예1과 마찬가지이었다. 도 12에 도시한 바와 같이, 정전기척(8)에 형성된 갭(61)의 크기는, 복수의 유닛이 형성된 영역의 외주로부터 외부쪽으로 25mm에 해당하는 외측 및 내부쪽으로 2mm에 해당하는 내측에 의해 형성되었다.
도 12에 도시한 바와 같이, 전자원제조장치에서, 복수의 유닛이 형성된 영역의 온도분포는 "활성화단계" 시에 5.7℃이었다. 실시예4에서 제조된 전자원기판의 전자방출특성의 균일성은 실시예1과 동일하거나 그 이상이었다.
(실시예 5)
실시예1 내지 4에서 제조되는 각각의 전자원기판은, 전자원에 의해 방출된 전자를 가속화하기 위하여 인을 담지하고 또한 양극(금속이면)을 가지는 투명기판을 대향하여 위치결정되고, 내부가 10-8Torr의 진공도로 유지되는 표시장치를 조립하였다.
실시예 5에서 조립되는 4개의 표시(화성형성장치)는 균일한 표시화상을 나타내고 장시간동안 안정된 화상을 유지할 수 있었다.
(비교예)
비교예에서는, 장치의 개략적인 구성 및 구성요소는 실시예 1과 마찬가지였다. 도 13에서 도시한 바와 같이, 지지체(9)(정전척(8)의 측면)에 형성된 갭은 없다.
도 13에 도시한 바와 같이, 전자원제조장치에서, 복수의 유닛이 형성된 영역의 온도분포는 "활성화단계" 시에 19.1℃이었다. 전자원기판의 균일성은 실시예1에 형성된 전자원기판의 균일성보다 낮았다. 비교예의 장치를 사용하여 제조된 전자원은, 기판의 변형 때문에, 프로브(12) 및 인출된 배선 사이의 전기적 접촉이 불량하게 된다.
도 14는 각각의 실시예와 비교예의 결과를 나타낸다.
상기 설명한 바와 같이, 본 발명은 용이하게 소형화할 수 있고 작업할 수 있는 전자원제조장치를 제공할 수 있다. 본 발명은 생산속도를 증가시킬 수 있고 대량생산에 적합한 전자원제조방법을 제공할 수 있다. 본 발명은 전자방출특성이 우수한 전자원을 제조할 수 있는 전자원제조장치 및 제조방법을 제공할 수 있다.또한, 본 발명은 화질이 우수한 화상형성장치를 제공할 수 있다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. (a) 1쌍의 전극과 상기 전극간에 형성된 도전막을 각각 포함하는 복수의 도체를 가지는 기판을 지지하는 지지체와;
    (b) 기판의 일부를 덮는 용기와;
    (c) 상기 용기와 기판에 의해 형성된 공간에 가스를 도입하여 상기 공간으로부터 상기 가스를 배출하는 수단과;
    (d) 전압을 각각의 도체에 인가하는 수단과;
    를 구비한 전자원제조장치에 있어서,
    상기 지지체는 기판과 접촉하는 표면에 홈을 가지는 것을 특징으로 하는 전자원제조장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 홈은 도체가 배치된 영역의 외주를 따라서 형성되는 것을 특징으로 하는 전자원제조장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 홈은 도체가 배치된 영역의 외주를 따라서 대략 직사각형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자원제조장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 홈의 한쪽 단부는 외주로부터 내부쪽으로 1mm 이상 만큼 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 전자원제조장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 홈의 다른쪽 단부는 외주로부터 외부쪽으로 10mm 이상 만큼 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 전자원제조장치.
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