KR100767142B1 - 전자선장치의 제조방법 - Google Patents

전자선장치의 제조방법 Download PDF

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KR100767142B1
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히사노부 아즈마
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

전자선방출소자의 제조방법에 있어서, 캐소드기판 상의 불필요한 전자방출부가 되는 스트레이에미션원의 위치를 검출하고, 이 검출위치에 에너지를 국소적으로 부여해서, 스트레이에미션원을 제거함으로써, 돌발방전에 의한 부재열화나, 장해가 없는 뛰어난 전자선장치를 제공한다.

Description

전자선장치의 제조방법{METHOD FOR PRODUCING ELECTRON BEAM APPARATUS}
도 1은 전자선장치의 일례인 표시패널의 모식적 일부 파단 사시도
도 2는 본 발명의 제조방법으로 도 1에 나타내는 표시패널을 제조하는 경우의 제조공정의 플로차트
도 3은 SE검출 및 SE원의 제거에 사용할 수가 있는 장치의 제 1의 예를 나타내는 모식적 사시도
도 4는 도 3의 장치에 의해 측정되는, 리어플레이트 면 내의 전류치분포의 모식적인 도면(등고선도)
도 5는 SE극대전류점의 X좌표와 애노드전극과 리어플레이트 간의 간격과의 관계의 일례를 나타내는 도면
도 6은 리어플레이트의 요철형상과 전자궤도의 관계의 설명도
도 7은 애노드전극의 다른 예를 나타내는 단면도
도 8은 SE검출공정 및 SE제거공정에 사용할 수 있는, 도 7에 나타내는 애노드전극을 가지는 장치의 예를 나타내는 모식적 사시도
도 9는 본 발명의 제조방법으로 도 1에 나타내는 표시패널을 제조하는 경우의 제조 순서의 플로차트
도 10은 SE검출공정 및 SE제거공정에 사용할 수 있는 장치의 제 2의 예를 나 타내는 모식적 사시도
도 11은 SE극대전류점의 X좌표와 애노드전극과 리어플레이트 간의 간격과의 관계의 다른 예를 나타내는 도면
도 12는 SE검출공정 및 SE제거공정에 사용할 수 있는 장치의 제 3의 예를 나타내는 모식적 사시도
도 13은 본 발명의 실시예 1에서 사용한 멀티전자빔원의 평면도
도 14A 및 도 14B는 실시예 1에서 작성한 표면전도형 전자방출소자의 설명도이고, 도 14A는 평면도, 도 14B는 단면도
도 15A, 도 15B, 도 15C 및 도 15D는 실시예 1에 있어서의 표면전도형 전자방출소자의 제조공정을 나타내는 모식적인 도면
도 16은 실시예 1에서 작성한 페이스플레이트의 형광체 배열의 예를 나타내는 평면도
도 17은 실시예 1에 있어서의 SE전류분포도
도 18은 도 17에 있어서의 SE전류분포점f의 X방향 단면도
도 19는 실시예 1에 있어서의 SE극대전류점의 XY좌표위치를 나타내는 도면
도 20은 실시예 1에 있어서의 SE극대전류점의 X좌표와 간격 D의 관계를 나타내는 도면
도 21은 실시예 1에 있어서의 SE제거공정시에 얻어지는 전압과 전류치의 관계를 나타내는 도면
도 22는 실시예 2에 있어서의 광강도분포도
도 23은 실시예 2에 있어서의 SE극대전류점의 XY좌표위치를 나타내는 도면
도 24는 실시예 2에 있어서의 SE극대발광점의 X좌표와 전압 V의 관계를 나타내는 도면
도 25는 실시예 4에서 SE제거공정에 사용한 장치의 모식도
도 26은 실시예 5에서 SE제거공정에 사용한 장치의 모식도
도 27은 실시예 6에서 SE제거공정에 사용한 장치의 모식도.
(기술분야)
본 발명은 복수의 전자방출소자가 배치된 캐소드기판, 및 이 캐소드기판의 전자방출소자로부터의 전자선을 받는 애노드기판이 감압공간(진공분위기)을 개재해서 대향 배치된 전자선장치의 제조방법 및 전자선장치에 관한 것이다.
(배경기술)
최근, 예를 들면 표면전도형 전자방출소자, 전계방출형 전자방출소자(FE형 전자방출소자), 금속/절연층/금속형 전자방출소자(M1M형 전자방출소자) 등의 전자방출소자를, 예를 들면 표시패널 및 그것을 이용한 화상표시장치, 화상기록장치 등의 화상형성장치나, 하전빔원 등의 전자선장치에 응용하는 것이 연구되고 있다.
전자선장치는 복수의 전자방출소자가 배치된 캐소드기판과, 이 캐소드기판의 전자방출소자로부터의 전자선을 받는 애노드기판을 감압공간을 개재해서 대향 배치 한 것으로, 통상, 전자방출소자로부터의 전자를 가속하기 위해서 캐소드기판과 애노드기판 사이에는 수백 V 이상의 고전압(1KV/mm이상의 고전계)이 인가된다. 그 때에, 진공용기 내에 이물질 등이 혼입하고 있으면, 이 이물질 등이 본래의 화상표시를 행하는 전자방출소자 이외의 불필요한 에미션부(전자방출부)가 되고, 그로부터 전자가 방출되는 일이 있다.
전자선장치가, 예를 들면 화상표시장치의 표시패널인 경우, 상기 불필요한 에미션부는 고전압 인가에 의해 발생하는 직류적인 연속 발광원이 되기 때문에, 근소한 전류량(예를 들면 1nA이하)으로도 매우 밝은 휘점을 발생시켜서, 현저한 방해감을 일으키게 한다. 이러한 불필요한 에미션부의 발생요인으로서는, 이물질 혼입 등에 의한 돌기, MIM 구조, MlV(Metal lnsulator Vacuum) 구조 등의 생성이 생각되고 있다. 이 불필요한 에미션부에 의한 전자방출이나 발광은 일반적으로 화상에 불필요한 전자군, 부유전자군, 스트레이전자방출, 이상발광 등으로 불리고 있지만, 본 명세서에서는 스트레이에미션(이하 "SE"라고 약한다)이라고 한다.
전자선장치, 특히 표면전도형 전자방출소자를 이용한 화상형성장치의 제조공정에 있어서, 캐소드기판의 배선에 애노드기판의 전극을 대향시키고, 배선과 전극 간에 소정의 고전압을 인가(일반적으로 컨디셔닝이라고 함)함으로써, 방전현상을 발생시켜, 미리 불필요한 에미션부(SE원)를 제거하는 것이 제안되고 있다(예를 들면, WO 00/044022 참조).
그러나, 상기 종래의 방법에서는, 장치 전체에 컨디셔닝을 실시하기 위해서, SE가 발생하고 있지 않은 부위에 돌발적인 방전이 발생해서, 부재가 열화하게 되는 일이 있다고 문제가 있었다. 컨디셔닝작동에 있어서는, 과잉의 고전압을 패널 전체면에 인가하기 때문에, 방전의 위험성이 증가하고, SE원을 제거하려는 공정이지만, 돌발적인 방전에 의해 방전손상을 주게 되어, 화상열화를 일으키기 쉽다. 예를 들면 화상표시장치에 있어서는, SE원의 방전전압 역치가 화상표시의 인가전압치보다 훨씬 높은(2 내지 10배) 경우도 많아, 그만큼의 고전압을 패널 전체면에 인가하는 것은 곤란하다.
본 발명은 돌발적인 방전에 의한 부재열화를 일으키는 일 없이 SE원을 선택적으로 제거할 수가 있도록 하는 동시에, SE원제거에 수반하는 부재열화나 SE에 의한 장해가 없는 전자선장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로는, 본 발명은 캐소드기판 상의 스트레이에미션(SE)원의 위치를 검출하는 SE검출공정과, 이 SE검출공정에 의해 검출된 SE원의 위치에 SE를 제거하는 에너지를 국소적으로 부여하는 SE제거공정을 가지는 것을 특징으로 하는 전자선장치의 제조방법이다.
(바람직한 실시형태의 상세한 설명)
본 발명은 캐소드기판 상의 SE원의 위치를 검출하는 SE검출공정과, 이 SE검출공정에서 검출한 SE원의 위치에 SE를 제거하는 에너지를 국소적으로 부여하는 SE제거공정을 가지는 것을 특징으로 하는 전자선장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 있어서의 SE검출공정에는 다음의 3개의 태양(態樣)이 있다.
SE검출공정의 제 1의 태양은 캐소드기판에 애노드전극을 대향시켜 전압을 인가하고, 애노드전극을 주사하면서 SE에 의해 발생하는 신호를 측정해서 신호의 피크위치를 얻는 조작을 캐소드기판과 애노드전극의 간격을 바꾸어 행하고, 각 간격과 대응하는 피크위치와의 관계로부터 상기 간격이 0일 때에 상당하는 피크위치를 도출해서 SE원의 위치를 검출하는 태양이다.
SE검출공정의 제 2의 태양은 캐소드기판에 애노드전극을 대향시켜 전압을 인가하고, 애노드전극을 주사하면서 SE에 의해 발생하는 신호를 측정해서 신호의 피크위치를 얻는 조작을 인가전압을 바꾸어 행하고, 각 인가전압과 대응하는 피크위치와의 관계로부터 상기 인가전압이 무한대일 때에 상당하는 피크위치를 도출해서 SE원의 위치를 검출하는 태양이다.
SE검출공정의 제 3의 태양은 캐소드기판과 애노드기판을 조합한 후, 애노드기판에 발광검출기를 대향시켜 애노드전극에 전압을 인가하고, 발광검출기를 조작하면서 SE에 의해 발생하는 발광강도를 측정해서 발광강도의 피크위치를 얻는 조작을 애노드기판에 인가하는 전압을 바꾸어 행하고, 각 전압과 대응하는 피크위치와의 관계로부터 전압이 무한대가 될 때에 상당하는 피크위치를 도출해서 SE원의 위치를 검출하는 태양이다.
또, 본 발명은 상기 어느 하나의 전자선장치의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 전자선장치를 제공하는 것이다.
이하, 표시패널 및 그것을 이용한 화상표시장치를 예로 본 발명의 전자선장치의 제조방법에 대해 설명한다.
도 1은 전자선장치의 대표적인 예인 화상표시장치의 표시패널의 일례를 나타내는 모식적 일부 파단 사시도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 표시패널(20)은 복수의 전자방출소자(1)가 배치된 캐소드기판인 리어플레이트(2)와, 이 리어플레이트(2)의 전자방출소자(1)로부터의 전자선을 받는 측의 애노드기판인 페이스플레이트(3)를, 간격을 두고 대향시켜, 양자의 주위를 프레임부재(4)로 둘러싸서 밀봉해서, 내부를 감압공간으로 한 패널을 이루고 있다.
리어플레이트(2)에 배치된 전자방출소자는 X방향배선(상배선)(5)와 Y방향배선(하배선)(6)에 의해 매트릭스형상으로 접속되어 있고, X방향배선(5)에 접속된 인출단자(Dx1) 내지 (Dxn)와 Y방향배선(6)에 접속된 인출단자(Dy1) 내지 (Dym)에 의해 매트릭스구동된다. 또, 페이스플레이트(3)의 내면 측에는, 전자방출소자(1)로부터의 전자선의 조사를 받아 발광해서 화상을 표시하기 위한 형광체(7)와, 전자방출소자(1)로부터의 전자를 가속하기 위한 전극인 메탈백(8)이 배치되어 있다. (Hv)는 메탈백(8)에 고전압을 공급하기 위한 고압단자이다.
또, 리어플레이트(2)와 페이스플레이트(3) 사이에는 내대기압성을 높이기 위한 스페이서(9)가 끼워져 있다.
또, (27)은 리어플레이트(2)의 베이스가 되는 기판, (30)은 페이스플레이트(3)의 베이스가 되는 기판이다.
도 2에 본 발명의 제조방법에 의해 도 1에 나타내는 표시패널을 제조하는 경우의 제조공정의 제 1의 실시예를 나타낸다.
도 2에 나타내는 제 1의 실시예에 있어서는, 작성된 리어플레이트(2)에 프레임부재(4)와 스페이서(9)를 접합한 후, 별도 작성된 페이스플레이트(3)와 접합해서 밀봉하기 전에 SE검출공정과 SE원제거공정을 행한다.
또한, 도 1 및 도 2를 참조해서 설명하면, 리어플레이트(2)가 되는 기판에 전자방출소자(1), X방향배선, Y방향배선 및 인출단자(Dx1) 내지 (Dxn), (Dy1) 내지 (Dym)를 형성한 후, 별도 작성한 프레임부재(4)와 스페이서(9)를 접합한다. 그리고, 프레임부재(4)와 스페이서(9)를 접합한 리어플레이트(2)에 대해서 SE검출공정과 SE원제거공정을 행한다.
상기 리어플레이트(2)와는 별도로, 형광체(7), 메탈백 및 고압단자(Hv)를 형성한 페이스플레이트(3)를 작성하고, 이 페이스플레이트(3)와 상기 리어플레이트(2)를, 배기되어 감압분위기로 된 쳄버 내에 반입하고, 양자를 마주 향하게 해서 접합하고, 밀봉해서 패널형상의 밀폐용기로 함으로써, 도 1에 나타내는 표시패널(20)을 얻을 수 있다.
다음에, SE검출공정에서 사용되는 검출장치의 일례를 나타내는 도 3에 근거해서 도 2에 나타내는 SE검출공정을 설명한다.
도 3에 있어서, (10)은 애노드전극, (11)은 이동장치, (12)는 고압전원, (13)은 전류계, (14)는 제어장치이고. (2)는 도 1에 나타내는 리어플레이트이고, 전자방출소자(1), X방향배선(5), Y방향배선(6), 인출단자 (Dx1) 내지 (Dxn), (Dy1) 내지 (Dym), 프레임부재(4) 및 스페이서(9)는 생략되어 있다.
애노드전극(10)은 고압전원(12)에 의해 고압이 인가되는 동시에, 이동장치 (11)에 의해, 리어플레이트(2) 내면과의 대향위치(도 1에 있어서의 X, Y방향의 위치) 및 리어플레이트(2)와 애노드전극(10)과의 간격(도 1에 있어서의 Z방향 위치)이 가변으로 되어 있다. 전류계(13)는 SE에 의해 리어플레이트(2)를 개재해서 흐르는 에미션전류를 측정하는 것으로, 리어플레이트(2) 상의 도전성부재에 대해서 공통으로 접속되어 있다. 제어장치(14)는 전류계(13)로부터의 전류치를 판독해서, 이동장치(11)에 의한 애노드전극(10)의 위치 및 고압전원(12)의 전압치를 제어한다.
우선, 이동장치(11)에 의해 리어플레이트(2)와 애노드전극(10) 간의 간격 D를 소정의 간격 D1으로 하고, 고압전원(12)에 의해 애노드전극(10)에 인가하는 전압 V로서 V1을 인가한다. 그 때, 전계강도 E1=V1/D1은 화상표시에 인가하는 값과 동등 또는 그 이하로 한다.
다음에, 이동장치(11)에 의해 D1의 간격을 유지하면서 리어플레이트(2) 내를 주사하고, 그 때에 전류계(13)에 의해 면 내의 각 위치에서의 전류치와 애노드전극(10)의 X, Y좌표치를 판독한다. 이때, 애노드전극(10)이 리어플레이트(2)에 접합된 스페이서(9)(도 1참조) 등에 접하지 않게 주사를 행한다.
다음에, 이동장치(11)에 의해 리어플레이트(2)와 애노드전극(10) 간의 간격을 D1으로부터 D2 (D1>D2)로 변경하고, 또한 고압전원(12)에 의해 인가하는 전압치를 전계강도가 일정하게 되는 V2(V2 = V1 × D2/D1)로서 재차 리어플레이트(2) 면 내를 주사하고, 면 내의 각 위치에서의 전류치와 애노드전극(10)의 X, Y좌표치를 측정한다. 같은 주사를 간격 D3, D4 (D2>D3, D3>D4)에 대해서도 행한다.
도 4에 간격 D1에 있어서의 리어플레이트(2) 면 내의 전류치분포의 모식적인 도면(등고선도)을 나타낸다.
이 실시예에서는, 국소적 전류증가(SE전류분포)는 a 내지 e까지의 합계 5개소에서 SE에 의해 생기는 것이다. 도시하지 않지만, 동일한 전류분포점이 간격 D2 내지 D4에 대해서도 구해진다.
다음에, 각 전류분포점 a 내지 e에 있어서의 전류가 극대치가 되는 피크를 SE극대전류점으로서 SE극대전류점을 검출했을 때의 리어플레이트(2) 내에 있어서의 애노드전극(10)의 X, Y좌표를 구하고, 도 5에 나타내는 바와 같이, 간격 D를 횡축으로, X좌표(또는 Y좌표)를 종축으로 한 플롯을 작성한다. 도 5는 예를 들면 도 4에 있어서의 SE전류분포점 a의 SE극대전류점에 대해서, 간격 D1에서의 X좌표치 X1, 간격 D2에서의 X좌표치 X2, 간격 D3에서의 X좌표치 X3 및 간격 D4에서의 X좌표치 X4를 각각 플롯한 것이다.
그런데, 도 5에 나타내는 바와 같이, 각 간격 D1 내지 D4에서 SE극대전류점의 X좌표치가 다른 이유는, 도 1에 나타내는 바와 같은 화상표시장치 등의 전자선장치는 통상 리어플레이트(2) 상에 주로 배선에 기인하는 요철부분이 존재하고, 그에 수반하는 전계에 의해 SE의 전자궤도가 구부러지게 되기 때문이다.
도 6에 있어서, 전자궤도와 SE원이 생기고 있는 리어플레이트(2)와 페이스플레이트(3)와의 관계를 나타낸다.
도 6에 있어서, (15), (16)은 리어플레이트(2)에 형성된 SE원(도시생략)으로부터 소정의 전압이 인가된 페이스플레이트(3) 방향으로 발생하는 에미션의 전자궤도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 리어플레이트(2) 상의 볼록부(33)의 정점에 SE 원이 위치하는 경우는 편향량(偏向量)이 적고(궤도(16)), 볼록부(33)의 측부에 위치하는 경우는 편향량이 크다(궤도(15)). 또, SE원이 돌기인 경우에는 그 기울기방향으로 전자궤도가 편진한다.
상기와 같이, 전자선장치에 있어서의 SE의 궤도는 편향하는 일이 있지만, 도 5에 나타내는 바와 같이, 상기 SE극대전류점의 플롯을 외삽(extrapolation)함으로써, 간격 D=O인때의 X방향의 위치 Xa를 구할 수가 있다. 이 Xa의 좌표가 SE전류분포점 a의 발생원인이 되고 있는, 리어플레이트(2) 상에서의 SE원의 X좌표가 된다. 마찬가지로 해서, 간격 D=0인 때의 Y방향의 위치를 구함으로써, SE전류분포점 a의 발생원인이 되고 있는 SE원의 Y좌표를 구할 수가 있다.
이상의 방법에 의해 리어플레이트(2) 면 내에서의 SE원의 위치를 정확하게 도출할 수가 있다. 특히, 간격 D를 가능한 한 작게 하거나 측정점의 수를 늘림으로써, 보다 정확한 위치도출이 가능해진다.
애노드전극(10)은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 전압을 인가하고, 또한 신호를 검출하는 신호검출부(17)와, 전압을 인가하는 보조전극(18)으로 나누어 구성해도 된다. 이 경우, 도 8에 나타내는 바와 같이, 전류계(13)는 고압전원(12)과 신호검출부(17) 사이에 접속된다. 보조전극(18)은 전압을 인가하는 기능을 가지고, 신호검출부(17) 주변의 전계를 평행전계로 해서, 검출을 용이하게 한다. 보조전극(18)의 리어플레이트(2)와 대향하는 면의 면적은 신호검출부(17)의 3 내지 5배 정도가 바람직하다. 신호검출부(17)는 전압을 인가하지 않는 구성으로 해도 된다.
또한, 본 설명에서는 SE검출공정에 있어서의 검출신호로서 전류치를 사용했 지만, 광검출기를 사용해서 측정한 광강도치를 사용할 수도 있다. 또, 전류치나 광강도를 검출하는 신호검출기를 멀티채널화해서, 전류분포나 광강도분포를 큰 면적에 걸쳐 측정하는 것도 가능하다. 또한, 전류치와 광강도를 동시에 측정하는 방법이어도 된다.
광강도치를 측정하는 경우의 애노드전극(10) 및 신호검출부(17)는 도 7의 구성 외에, ITO 등의 투명전극을 가진 애노드전극의 후방에 신호검출부(17)를 배치해서, 애노드전극(10)을 통해서 광강도를 검출하도록 구성해도 된다.
이상의 설명에 있어서는, 리어플레이트(2)에 스페이서(9) 및 프레임부재(4)를 장착하는 구성을 설명했지만, 페이스플레이트(3)에 스페이서(9) 및 프레임부재(4)를 장착하는 구성이어도 된다. 이 경우는 리어플레이트(2) 상을 애노드전극(10)에 의해 주사하는 경우에, 스페이서(9)를 피할 필요가 없어져, 주사하기 쉬워진다.
다음에, 도 2에 나타내는 SE제거공정을 설명한다.
SE제거공정은 이미 설명한 도 3의 장치로 행할 수 있다.
우선, SE검출공정에 의해 특정된 SE원의 위치에 이동장치(11)에 의해 애노드전극(10)을 이동시키고, 소정의 간격 Dr를 설정한다.
다음에, 고압전원(12)에 의해 소정의 전압Vr를 인가한다. 인가하는 전압 Vr의 극성은 SE원측을 정극성으로 하는 것이 바람직하다. 이 때, 설정된 Dr 및 Vr에 의해 정해지는 전계강도 Er = Vr/Dr은 전술의 SE검출공정의 전계강도 E1보다 높아, SE를 제거하는데 충분한 값이 설정된다. 전압을 인가하는 수법으로서는, 일정한 전압을 장시간 주어 에미션을 억제하는 방법, 전압을 서서히 올려 방전시키는 방법이 포함된다. 또한, 히터나 레이저조사 등으로 열에너지를 주어 제거효과를 높이는 방법도 생각할 수 있다. 어느 방법도 전류계(13)에 의해 전류치를 모니터해서 SE제거의 판정을 행한다. 또, 열에너지만으로 SE원 그 자체를 파괴하는 방법도 생각할 수 있다.
이상과 같이, SE원의 존재위치로 한정해서 소정의 에너지를 부여해서 SE제거 처리를 실시함으로써, 불필요한 돌발방전을 방지할 수 있다.
다음에, 본 발명의 또 하나의 태양을 설명한다.
도 9에 본 발명의 제조방법에 의해 도 1에 나타내는 표시패널을 제조하는 경우의 제조공정의 제 2의 실시예를 나타낸다. 도 9에 나타낸 공정에서는, 도 1에 나타내는 페이스플레이트(3)와 리어플레이트(2)를 접합한 후에 SE검출공정 및 SE제거공정을 행하고 있는 점이 제 1의 실시예와는 다르다.
도 9의 예에 있어서는, 전자방출소자(1), X방향배선(5), Y방향배선(6), 인출단자 (Dx1) 내지 (Dxn), (Dy1) 내지 (Dym)를 포함한 리어플레이트(2)를 작성한 후, 리어플레이트(2) 상에 프레임부재(4) 및 스페이서(9)를 소정의 위치에 접합한다. 그리고, 별도 작성한 페이스플레이트(3)를 감압분위기하에서 리어플레이트(2)와 접합해서 밀폐용기를 형성한다. 그 후, 다음에 설명하는 SE검출 및 SE원제거처리를 실시해서 표시패널(20)을 완성시킨다.
도 9에 나타내는 SE검출공정에 대해 설명한다.
도 10은 SE검출공정에 사용하는 검출장치의 다른 예를 나타내는 설명도로, (19)는 발광검출기, (11)은 이동장치, (12)는 고압전원, (20)은 표시패널, (14)는 제어장치이다. 이하, 도 10과 도 1을 참조해서 설명한다.
표시패널(20)은 페이스플레이트(3)가 발광검출기(19)와 마주보도록 설치된다. 발광검출기(19)는 SE의 광강도를 검출하기 위해서 설치되어 있다. 발광검출기(19)는 단일의 수광기어도 되고, 멀티채널화해서 광강도분포를 검출하는 구성이어도 된다. 이동장치(11)는 발광검출기(19)의 위치를 변화시키기 위해서 설치되어 있다. 제어장치(14)는 이동장치(11)에 의한 발광검출기(19)의 위치 및 고압전원(12)으로부터 인가되는 전압 V를 제어하기 위해서 설치되어 있다.
SE가 존재하는 경우에 페이스플레이트(3)의 고압단자(Hv)로부터 소정의 전압 V11를 인가하면, SE에 의한 발광점을 발생시킨다. 이동장치(11)에 의해 발광검출기(19)를 리어플레이트(2)의 면 내에서 이동시켜 광강도분포를 측정하고, 광강도가 국소적으로 커지는 부분(SE발광강도분포점)에 있어서의 광강도가 극대치가 되는 피크를 SE극대발광점으로서 그 X, Y좌표를 취득한다.
다음에, 고압전원(12)으로부터의 전압V를 V12 내지 V14로 설정해서, 전술과 마찬가지로 SE극대발광점의 X, Y좌표를 취득한다.
이상의 공정에 의해, 도 11에 나타낸 바와 같이, 전압 V와 좌표위치(X방향)의 관계를 얻을 수 있다. 이들의 플롯을 외삽함으로써, 전압 V가 무한대가 되는 위치 Xg가 구해지고, 이 좌표가 리어플레이트(2)에서의 X방향에서의 SE원의 위치가 된다. 마찬가지로, Y방향에 대해서도 SE원의 위치를 구하고, 이에 의해 리어플레이트에서의 SE원의 위치를 도출할 수가 있다. 또한, 플롯축으로서는 전압이 아니라 전계를 사용해도 된다.
SE의 전자궤도는 전압이 높아지면(전계강도가 커짐), 리어플레이트(2) 상의 요철부의 영향이 작아져, 그 편향량이 감소한다. 본 실시예에서는 이 현상을 이용해서, 밀봉접착 후에 SE원의 위치를 도출한다.
또한, 전술한 밀봉접착 전의 리어플레이트(2)에 실시하는 SE검출공정에 있어서, 리어플레이트(2)와 애노드전극(10) 간의 간격 D를 일정하게 하고, 애노드전극(10)에 인가하는 전압 V를 V11 내지 V14로 변화시켜, 전류분포점에 있어서의 전류가 극대치가 되는 피크인 SE극대전류점을 검출했을 때의 리어플레이트(2) 내에 있어서의 애노드전극(10)의 X, Y좌표를 구하고, 이것에 근거해서 전압 V가 무한대가 되는 위치를 구하는 것으로도 SE원의 위치를 검출할 수가 있다.
다음에, 도 9에 나타내는 SE제거공정에 대해 설명한다.
SE제거공정에 사용하는 일례와 관련되는 장치의 개략을 도 12에 나타낸다.
도 12에 있어서, (21)은 레이저발생기, (11)은 이동장치, (12)는 고압전원, (20)은 표시패널, (14)는 제어장치이다. 이하, 도 12와 도 1을 참조해서 설명한다.
표시패널(20)은 리어플레이트(2)가 레이저발생기(21)와 마주보도록 설치된다. 레이저발생기(21)는 국소적으로 표시패널(20)을 가열하기 위해서 설치되어 있다. 이동장치(11)는 레이저발생기(21)의 위치를 변화시키기 위해서 설치되어 있다. 제어장치(14)는 레이저발생기(21), 이동장치(14), 고압전원(12)을 제어하기 위해서 설치되어 있다.
우선, SE검출공정에 의해 특정된 SE원의 위치에 이동장치(14)에 의해 레이저발생기(21)를 이동시킨다. 다음에, 고압전원(12)에 의해 소정의 전압 Vr를 인가한 다. 그 후, 레이저발생기(21)에 의해 국소적인 가열을 행한다. 가열함으로써, SE원인 캐소드측의 온도가 상승해서, 낮은 방전역치(전계)로 손상을 억제하면서 방전제거할 수가 있다(이 원리에 대해서는, T. Utsumi, J. Appl. Phys., Vol. 38, No. 7, P. 2989(1967)를 참조).
이상과 같이, 밀봉접착 후에도 SE원의 위치로 한정해서 소정의 에너지를 부여해서 SE제거공정을 행할 수가 있고, 이에 의해 SE원의 위치 이외에서의 불필요한 방전을 막으면서, SE를 제거할 수가 있다.
[실시예]
이하에, 실시예를 들어 본 발명을 한층 더 상술한다.
[실시예 1]
본 실시예는 밀봉접착 전에 SE검출을 행하고, SE제거를 국소 컨디셔닝에 의해 행하는 것이다.
(표시패널의 개요)
제조대상으로 하는 화상표시장치의 표시패널(20)은 이미 설명한 도 1에 나타내는 것과 같은 것이며, 내부는 10-5Pa 정도의 진공으로 유지되어 있다.
(리어플레이트의 작성)
도 1에 나타내는 바와 같이, 리어플레이트(2)에는 복수의 전자방출소자(1)가 배치되어 있다. 이 전자방출소자(1)는 냉음극소자로, 그 배열의 대표적인 방식으로는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 소자전극(22), (23)의 각각을 X방향배선 (5)과 Y방향배선(6)에 접속한 단순매트릭스배치를 들 수 있다.
전자방출소자(1)는 n×m개 형성되어 있다. 이 n×m개의 전자방출소자(1)는 n본의 X방향배선(5)과 m본의 Y방향배선(6)에 의해 단순매트릭스배선되어 있다. 본 실시예에서는, n=1024×3, m=768이다.
전자방출소자(1)의 재료나 형상 혹은 제법에 제한은 없다. 전자방출소자(1)로서는, 예를 들면 표면전도형 전자방출소자, FE형 전자방출소자, MIM형 전자방출소자 등의 냉음극소자를 사용할 수가 있다.
X방향배선(5)과 Y방향배선(6)이 교차하는 부분에는 절연층(도시생략)이 형성되어 있어 전기적인 절연이 유지되고 있다. X방향배선(5)의 선폭은 50㎛, Y방향배선(6)의 선폭은 250㎛이다. X방향배선(5) 및 Y방향배선(6)은 Ag포토페이스트잉크를 사용해서, 스크린인쇄한 후, 건조시키고 나서 소정의 패턴으로 노광해서 현상하고, 480℃전후에서 소성해서 작성했다. 또, 절연층은 PbO를 주성분으로 하는 감광성유리페이스트를 사용해서 스크린 인쇄한 후, 노광 및 현상을 행하는 사이클을 3회 반복한 후, 480℃전후에서 소성함으로써 형성했다.
X방향배선(5), Y방향배선(6), 절연층(도시생략), 및 전자방출소자(1)의 소자 전극(22), (23)과 각 쌍의 소자전극(22), (23) 간에 걸치는 도전성박막(24)을 형성한 후, X방향배선(5) 및 Y방향배선(6)을 개재해서 각 소자전극(22), (23) 간에 급전해서 통전포밍처리(후술)와 통전활성화처리(후술)를 행함으로써, 복수의 전자방출소자(1)가 단순매트릭스배선된 멀티전자빔원을 제조했다. (25)는 통전포밍처리에 의해 형성된 전자방출부, (26)은 통전활성화처리에 의해 형성된 탄소막이다.
(전자방출소자의 작성)
다음에, 전자방출소자(1)의 일례로서 표면전도형 전자방출소자의 소자구성과 제법에 대해 설명한다.
도 14A 및 도 14B는 표면전도형 전자방출소자의 구성을 설명하기 위한 모식도로서, 도 14A는 평면도, 도 14B는 단면도이다. 도면에 있어서, (22)와 (23)은 소자전극, (24)는 도전성박막, (25)는 통전포밍처리에 의해 형성된 전자방출부, (26)은 통전활성화처리에 의한 형성된 막, (27)은 리어플레이트(2)의 베이스가 되는 기판이다.
기판(27)에는 PD-200 (아사히유리사제)을 사용하고, 소자전극(22), (23)에는 Pt박막을 사용했다. 소자전극(22), (23)의 두께 d는 500Å, 전극간격 L은 10㎛로 했다.
도전성박막(24)의 주요재료로서 Pd 혹은 PdO를 사용하고, 막두께는 약 100Å, 폭W는 100㎛로 했다.
도 15A 내지 도 15D는 표면전도형 전자방출소자의 제조공정의 설명도이고, 각 부재의 부호는 도 14A 및 도 14B와 동일하다.
〔1〕우선, 도 15A에 나타내는 바와 같이, 기판(27) 상에 소자전극(22), (23)을 형성한다. 형성에 있어서는, 미리 기판(27)에 증착법이나 스퍼터법 등에 의해 소자전극(22), (23)의 재료를 퇴적시킨다. 그 후, 퇴적된 전극재료를, 예를 들면 포토리소그래피·에칭기술 등을 사용해서 패터닝해서, 도 15A에 나타낸 한 쌍의 소자전극(22), (23)을 형성한다.
〔2〕다음에, 도 15B에 나타내는 바와 같이, 도전성박막(24)을 형성한다. 형성에 있어서는, 우선 도 15A에 나타낸 처리를 실시한 기판(27)에 유기금속용액을 딥코팅법 등에 의해 도포하고 나서 건조시키고, 소성처리해서 미립자막을 성막 한 후, 포토리소그래피·에칭에 의해 소정의 형상으로 패터닝한다. 여기서, 유기금속용액이란, 도전성박막(24)에 사용하는 미립자의 재료를 주요원소로 하는 유기금속화합물로서, 본 실시예에서는 주요원소로서 Pd를 사용했다.
〔3〕상기 도전성박막(24)을 형성한 후, 도 15C에 나타내는 바와 같이, 포밍용 전원(28)으로부터 소자전극(22)과 소자전극(23) 사이에 적당한 전압을 인가해서, 도전성박막(24)에 전자방출부(25)를 형성했다. 통전포밍처리란, 미립자막으로 만들어진 도전성박막(24)에 통전을 행하고, 그 일부를 적당하게 파괴, 변형, 혹은 변질시켜서 전자방출을 행하는데 바람직한 구조로 변화시키는 처리이다. 미립자막으로 만들어진 도전성박막(24) 중 전자방출을 행하는데 바람직한 구조로 변화한 부분(즉 전자방출부(25))에 적당한 균열이 형성되어 있다.
〔4〕다음에, 도 15D에 나타내는 바와 같이, 활성화용전원(29)을 사용해서 소자전극(22)과 소자전극(23) 사이에 적당한 전압을 인가하고, 통전활성화처리를 행해서, 전자방출특성의 개선을 행한다. 통전활성화처리란, 상기 통전포밍처리에 의해 형성된 전자방출부(25)에 적당한 조건에서 통전을 행해서, 그 근방에 탄소 혹은 탄소화합물을 퇴적시키는 처리이다. (도 15D에 있어서는, 탄소 혹은 탄소화합물로 이루어진 퇴적물을 탄소막(26)으로서 모식적으로 나타냈다). 구체적으로는, 10-3 내지 1O-4 Pa의 범위 내의 진공분위기 속에서 전압펄스를 정기적으로 인가함으로써, 진공분위기 속에 존재하는 유기화합물을 기원으로 하는 탄소 혹은 탄소화합물을 퇴적시킨다.
이상과 같이 해서, 도 14에 나타내는 표면전도형 전자방출소자를 제조했다.
다음에, 전술한 「리어플레이트의 작성」의 란에서 설명한 리어플레이트(2)에 대해서, 도 1에 나타내는 바와 같이, X방향배선(5)와 Y방향배선(6)의 교차부에 스페이서(9)를 배치했다. 스페이서(9)는 리어플레이트(2)의 베이스가 되는 기판(27)과 같은 PD-200을 재료로 한 원통형의 지주이며, 직경 100㎛, 길이 2.0mm이다. 스페이서(9)는 접합부재인 프릿유리에 의해 리어플레이트(2)에 접착하고, 400 내지 500℃에서 10분 정도 가열해서 고정했다.
또, 프레임부재(4)도 프릿유리에 의해서 리어플레이트(2)에 접착하고, 400 내지 5OO℃에서 10분 정도 가열해서 고정했다. 또한, 스페이서(9)는, 후술하는 In막에 의한 밀봉접착시에 두께규정부재로서 기능하도록 프레임부재(4) 보다 근소하게 높아지도록 설정되어 있다.
이상의 공정에 의해 스페이서(9) 및 프레임부재(4)의 접착을 완료했다.
(페이스플레이트의 작성)
다음에, 페이스플레이트(3)에 대해 설명한다.
페이스플레이트(3)의 베이스가 되는 기판(30)에는 PD-200을 사용하고, 그 하면(내면)에는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 형광막(7)을 형성했다. 본 실시예에 있 어서는, 컬러화상표시를 행하기 위해서, 형광막(7)의 부분에는 CRT의 기술에서 이용되는 적, 록, 청의 3원색의 형광체를 도포했다. 이 도포는 도 16에 나타내는 바와 같은 각 색의 형광체가 열방향(Y방향)으로 뻗는 스트라이프형상으로 행해졌고, 블랙매트릭스로 불리는 흑색도전체(29)가 각 색의 형광체(R, G, B) 사이 및 Y방향의 각 화소 사이에 배치되어 있다. 형광막(7) 및 흑색도전체(29)는 각각 형광체페이스트, 흑색안료페이스트를 스크린인쇄하고, 450℃ 전후에서 4시간 소성함으로써 기판(30)과 접착시켰다.
다음에, 반사층으로서 메탈백(8)을 배치했다. 메탈백(8)은 형광막(7)이 발하는 광의 일부를 경면반사해서 광이용효율을 향상시켜서, 부이온의 충돌로부터 형광막(7)을 보호하는 동시에, 전자빔가속전압을 인가하기 위한 전극이나, 형광막(7)을 여기한 전자의 도전로로서 작용한다. 메탈백(8)은 형광막(7)의 표면을 평활화처리하고, 그 위에 Al를 500nm의 두께로 진공증착하고, 소성을 행함으로써 형성했다.
이상과 같이 해서, 페이스플레이트(3)를 작성했다.
이상과 같이 작성된 리어플레이트(2) 및 페이스플레이트(3)를 1×10-5Pa정도로 감압된 진공쳄버 내에 각각 투입하고, 300℃에서 5시간 소성을 행했다.
(SE검출공정)
다음에, 진공쳄버 내에 있어서, SE검출공정을 실시했다. SE검출은 도 3에 나타내는 장치를 사용해서 행했다.
애노드전극(10)은 리어플레이트(2)와 대향하는 면에 위치시킨다. 리어플레이
트(2)와 대향하는 애노드전극(10)의 면의 크기는 측정되는 전류분포의 분해능과 측정시간을 결정한다. 본 실시예에서는, 애노드전극(10)의 리어플레이트(2)와 대향하는 면의 크기를 약 0.01㎟로 했다. 실용상으로는, 1 내지 0.0001㎟가 바람직하다. 또한, 사이즈가 다른 애노드전극(10)을 복수 가지고, 그들을 바꾸는 구성으로 할 수도 있다.
이동장치(11)는 피에조구동과 스테핑모터구동을 병용한 가동장치로 되어 있고, 리어플레이트(2)의 면 내 이동에 관해서는, 3㎛정도의 분해능 및 위치재현성을 가진다. 또, 리어플레이트(2)와의 간격은 5㎛정도의 분해능 및 위치재현성을 가지고, O 내지 10mm 정도의 범위에서 제어할 수가 있다.
고압전원(12)은 시판의 고압전원을 사용해서 최대 20KV까지 인가할 수 있다.
전류계(13)는 시판의 피코암미터를 사용하고, 10fA정도의 전류분해능을 가진다.
전류계(13)는 리어플레이트(2)의 배선에 접속되어 있다. 리어플레이트(2)는배선을 모두 공통으로 하고 있어, 리어플레이트(2)에 흐르는 모든 전류를 측정할 수 있다.
제어장치(14)는 이동장치(11)의 좌표치, 고압전원(12)의 전압치 및 전류계(13)의 전류치를 모니터하고, 제어하는 기능을 가진다.
본 실시예에서는, 우선, 고압전원(12)의 전압을 10KV, 리어플레이트(2)와 애노드전극(10)의 간격 D1을 2mm로 설정하고, 이동장치(11)에 의해 애노드전극(10)을 이동시켜 리어플레이트(2)의 면 내 주사를 행해서, 전류분포를 측정했다. 또한, 리 어플레이트(2)에 배선 등에 의한 예를 들면 요철부가 존재하고, 간격 D1은 그러한 요철부 중에서 가장 높은 부분(스페이서를 제외한다)으로부터 애노드전극(10)까지의 거리를 나타내고 있다. 또, 리어플레이트(2)에는 스페이서(9)가 배치되어 있고, 스페이서(9)에 애노드전극(10)이 접촉하지 않도록 그 주변은 주사를 행하지 않는다.
도 17에 간격 D1으로 얻어진 리어플레이트(2) 면 내의 전류치분포도(등고선도)를 나타낸다.
도 17에 있어서, SE전류분포점은 f 내지 i의 합계 4개소이다. 이것들은 모두 SE에 의한 에미션전류를 나타내고 있다.
도 18에 SE전류분포점 f의 주변의 극대전류점을 포함한 면의 X방향의 전류분포의 단면도를 나타낸다.
다음에, 이동장치(11)에 의해 D1으로부터 D2=0.5mm로 간격을 변경하고, 또한 전압치를 V2=2.5KV로 하고, 애노드전극(10)에 의해 재차 리어플레이트(2) 면 내를 주사해서 전류분포를 구했다. 마찬가지의 조작을 간격 D3=0.3mm(인가전압 V3=1.5 KV), 간격 D4=0.1mm(인가전압 V4=0.5KV)에 대해서도 행했다. 간격 D1에 있어서의 SE극대전류점과 마찬가지로 해서 D2 내지 D4에 대해서도 SE극대전류점이 구해진다.
도 19에 SE전류분포점 f에 있어서의 SE극대전류점의 X, Y좌표를 플롯한 도면을 나타낸다. 도 19에 있어서, (X1, Y1), (X2, Y2), (X3, Y3), (X4, Y4)는 간격 D1 내지 D4에 있어서의 SE전류분포점 f의 SE극대전류점의 좌표를 나타낸다. 이와 같이, 간격 D에 의존해서 SE극대전류점의 X, Y좌표가 이동한다.
도 19에 있어서의 X좌표성분과 간격 D와의 관계를 도 2O에 나타낸다. 이것들을 연결한 선분(포물선)은 SE의 전자궤도를 나타내고 있다. 이 선분을 외삽해서, D=O의 위치가 SE원의 X방향의 좌표 Xf가 된다. 마찬가지로 Y방향에 대해서도 SE원의 위치를 도출해서, SE극대전류점의 위치의 좌표치를 구할 수 있다.
마찬가지의 조작을 SE전류분포점 g 내지 i의 각 SE극대전류점에 대해서도 행했다. 또한, SE발생위치(SE원의 위치)를 도출하는 처리는 제어장치(14)에서 행해진다.
마찬가지의 공정을 거친 다른 리어플레이트(2)를 진공쳄버로부터 인출하고, 확인을 위해서 주사형전자현미경(SEM)에 의해 SE발생위치를 관찰했는데, 각각의 SE발생위치 주변에 에미션원이라고 생각되는 이물질이 확인되었다. 본 발명인의 검토에 의하면, 추정된 SE발생위치에 대해서 에미션원이라고 생각되는 이물질과의 거리는 20㎛이내였다.
(SE제거공정)
다음에, SE제거공정에 대해서 설명한다.
본 실시예에서는, 도 3의 장치를 SE제거공정에 사용했다.
검출된 SE원의 위치에 이동장치(11)에 의해 애노드전극(10)을 이동시켜서, 간격 Dr=0.2mm로 설정한다. 다음에, 고압전원(12)으로 전압을 서서히 올려간다.
도 21에 고압전원(12)의 전압치 V와 전류계(13)에서 판독된 전류치 A(대수표시)의 관계를 나타낸다. 전압증가에 수반해서 전류계(13)에 의해 측정되는 SE전류가 증가했다. 그러나, 소정의 전압(V1≒2.3KV)에서 방전이 발생해서, SE전류치가 관찰되지 않게 되었다. 이것은 화상표시에 상당한 전계강도(V2=1KV정도)에서는 SE전류치가 관찰되지 않아, SE가 제거된 것을 의미한다. 마찬가지로 SE발생위치 b 내지 d에 대해서도 제거처리를 행했다.
(밀봉접착 및 표시)
다음에, 리어플레이트(2)와 페이스플레이트(3)를 밀봉접착했다
프레임부재(4)에 In막을 도포한 후, 대향시킨 페이스플레이트(3)와 리어플레이트(2) 사이에 일정한 간격을 형성한 상태에서, 양자를 유지하고, In의 융점 근방까지 온도를 올린다. 위치결정장치에 의해 페이스플레이트(3)와 리어플레이트(2)와의 간격을 서서히 줄여가서 양자의 접합 또는 밀봉접착해서 표시패널(20)을 형성하였다.
또한, 밀봉접착한 표시패널(20) 내의 진공도를 유지하기 위해서 패널 내의 소정의 위치에 게터막(도시생략)을 형성했다. 게터막은 Ba를 주성분으로 하는 게터재료를 히터 혹은 고주파가열에 의해 가열하고 증착해서 형성되고, 이 게터막의 흡착작용에 의해 표시패널(20) 내는 1×1O-4 내지 1×1O-6Pa의 진공도로 유지된다.
또한, 본 실시예에서는 스페이서(9), 프레임부재(4)를 리어플레이트(2)에 고정하고나서 SE검출, SE제거공정을 행했지만, 이들 공정의 뒤에 스페이서(9) 및 프레임부재(4)를 고정한다고 하는 방법이어도 된다.
이와 같이 해서 작성된 표시패널(20)에 주사회로, 제어회로, 변조회로, 직류전원 등으로 이루어진 구동회로를 접속해서, 본 발명의 전자선장치인 화상표시장치 가 제조되었다.
도 1을 참조하면, 인출단자 (Dx1) 내지 (Dxn), (Dy1) 내지 (Dym)를 통해서 전자방출소자(1)에 15V의 전위차를 주면, 각 전자방출소자(1)로부터 전자가 방출되었다. 그와 동시에 메탈백(8)에 고압단자(Hv)를 통해서 10KV의 고압을 인가하면 상기 방출된 전자가 가속되어, 페이스플레이트(3)의 내면에 충돌해서, 형광막(7)을 이루는 각 색의 형광체가 여기되어, 발광해서 화상이 표시되었다. 또한, 전자방출소자(1)인 표면전도형 전자방출소자에의 인가전압은 10~20V 정도, 메탈백(8)과 전자방출소자(1)와의 거리는 0.1mm에서 8mm정도, 메탈백(8)과 전자방출소자(1) 간의 전압은 1KV에서 20KV정도가 바람직하다.
화상표시의 결과, SE에 의한 불필요한 휘점이 없고, 또한 방전손상이 없는 뛰어난 표시특성을 가지는 화상표시장치(전자선장치)인 것을 확인했다.
본 실시예와 같이, 애노드전극(10)(의 용량)을 충분히 작게 함으로써, 방전시의 전하량을 억제해서, 방전손상을 SE발생위치에만 한정시키는 효과를 얻을 수 있다. 40 인치 상당의 표시패널(20)의 경우, 애노드의 용량은 수 nF인 것에 대해서, 본 실시예의 애노드전극은 수 내지 수 10 pF로 억제되고 있다.
또한, 본 실시예의 다른 실시예로서 고압전원(12)과 애노드전극(10) 사이에 전류제한저항(1KΩ 내지 1GΩ)을 삽입함으로써, 보다 방전손상을 억제하는 구성으로 해도 된다. 또, 고압전원(12)으로부터의 전압치를 부로 해서 마찬가지의 제거공정을 행해도 된다. 이 경우는 SE발생원이 애노드가 되고, 전자선충격에 의한 손상으로 SE제거를 촉진시킬 수 있다.
[실시예 2]
본 실시예는 밀봉접착해서 패널(20)을 조립한 후에 SE검출공정을 행하고, SE제거공정을 레이저가열에 의해 행하는 것이다.
(표시패널의 개요, 리어플레이트 및 페이스플레이트의 작성)
본 실시예에 있어서, 표시패널(2)의 개요, 리어플레이트(2) 및 페이스플레이트(3)의 작성에 관해서는 실시예 1과 마찬가지이기 때문에 설명은 생략한다.
(밀봉접착)
리어플레이트(2)와 페이스플레이트(3)의 밀봉접착은 프레임부재(4)에 In막을 도포한 후, 대향시킨 페이스플레이트(3)와 리어플레이트(2) 사이에 일정한 간격을 형성한 상태에서 양자를 유지하고, In의 융점 근방까지 온도를 올리고, 위치결정장치에 의해 페이스플레이트(3)와 리어플레이트(2)와의 간격을 서서히 줄여서 접촉시킴으로써 행했다. 페이스플레이트(3)와 리어플레이트(2)의 간격은 2.0mm로 했다.
(SE검출공정)
SE검출은 도 10의 장치를 사용해서 행했다.
발광검출기(19)는 시판의 냉각CCD(16비트계조)를 사용했다. 이동장치(11)는 실시예 1과 같은 구조이고, 발광검출기(19)의 위치를 제어하기 위해서 사용되고 있다. 제어장치(14)는 이동장치(11)의 좌표치, 고압전원(12)의 전압치 및 발광검출기(19)의 광강도출력치를 모니터해서 제어하는 기능을 가진다.
본 실시예에서는, 고압전원(12)의 전압 V1을 15KV로 설정하고, 이동장치(11)에 의해 발광검출기(19)를 면 내 주사해서 리어플레이트(2) 면 내의 광강도분포를 측정했다.
도 22에 SE광강도분포도(등고선도, 높이는 계조수)를 나타낸다. 도 22에 있어서 광강도가 국소적으로 높아지는 장소(SE발광강도분포점)는 j 내지 l의 합계 3개소이다. 각 SE발광강도분포점에 있어서, 광강도가 극대치가 되는 점을 SE극대발광점으로 하고, 그 좌표를 구한다.
다음에, 고압전원의 전압 V2 = 10KV, V3 = 5KV로 설정하고, 전술과 마찬가지의 측정을 행했다.
SE발광강도분포점 j에 있어서의, 전압 V1 내지 V3에서의 SE극대발광점의 X, Y 좌표를 플롯한 결과를 도 23에 나타낸다.
다음에, 도 23에 있어서의 X좌표성분과 인가전압 V와의 관계를 도 24에 나타낸다. 이 선분(포물선)을 외삽한 V=∞의 위치가 SE원의 X방향의 좌표위치 Xj가 된다. 마찬가지로 Y방향에 대해서도 SE원의 위치를 도출해서, SE발광강도분포점 j에 대한 SE원의 Y방향 좌표위치로 하고 그 X, Y좌표를 구했다. 마찬가지의 처리를 SE발광강도분포점 k, l의 SE극대발광점에 대해서도 행했다. 또한, SE원의 위치를 도출하는 일련의 처리는 제어장치(14)에서 행해진다.
마찬가지의 공정을 거친 다른 표시패널(20)을 분해하고, 확인을 위해서 주사형전자현미경(SEM)에 의해 리어플레이트(2)의 SE원의 위치를 관찰했는데, 각각 추정된 SE원의 위치 부근에 에미션원이라고 생각되는 이물질이 확인되었다. 본 발명인의 검토에 의하면, 추정된 SE원의 위치에 대해서 에미션원이라고 생각되는 이물질과의 거리는 50㎛ 이내였다.
(SE제거공정)
다음에, SE제거공정에 대해서 설명한다.
SE의 제거공정은 도 12에 나타내는 장치를 사용해서 행했다.
도 12에 있어서, (21)은 레이저발생기, (11)은 이동장치, (12)는 고압전원, (20)은 표시패널, (14)는 제어장치이다.
표시패널(20)은 리어플레이트(2)가 레이저발생기(21)을 향하도록 설치된다. 레이저발생기(21)로서는 CO2 레이저를 사용했다. CO2 레이저는 연속발진 또는 펄스발진가능하고, 광학계에 의해서 직경 70㎛정도로 집광되고 있다. 제어장치(14)는 레이저발생기(21)의 출력, 이동장치(11)의 좌표치, 고압전원(12)의 전압치를 모니터해서 제어하는 기능을 가진다.
우선, 고압전원(12)의 전압을 7KV로 설정한다.
다음에, 검출된 SE원의 위치에 이동장치(11)에 의해 레이저발생기(21)를 이동시키고, 그 위치에 레이저를 조사해서, 국소적인 가열을 행한다. 승온레이트는 레이저조사하는 SE원부분의 재료, 두께 등에 따라 다르기 때문에 레이저 출력의 설정은 신중하게 조정할 필요가 있다. 미리 리어플레이트(2)의 각 부재의 출력 및 온도테이블을 작성해 두고, 각 부재가 융점에 달하지 않는 출력을 최대치로 해 둔다. 그리고, 레이저출력을 서서히 올려가면, SE에 의한 발광이 불안정하게 되고, 이윽고 방전이 발생했다. 다른 2개소의 SE원의 위치에 대해서도 마찬가지의 처리를 행했다.
본 실시예에서는 가열용 레이저로서 CO2 레이저를 사용했지만, 본 발명에 있어서는 YAG, UV레이저 등 여러가지 레이저가 사용가능하다.
(표시)
이와 같이 해서 작성된 표시패널(20)에, 주사회로, 제어회로, 변조회로, 직류전압원 등으로 이루어진 구동회로를 접속해서, 본 발명에 관한 전자선장치를 제조했다.
실시예 1과 마찬가지로, 인출단자(Dx1) 내지 (Dxm), (Dy1) 내지 (Dyn)에 15V의 전위차를 주고, 고압단자(Hv)에 10KV의 고압을 인가해서 화상이 표시되었다. 화상표시의 결과, 종래 장치에서와 같은 SE에 의한 불필요한 휘점이 없고, 또한 방전손상이 없는 뛰어난 표시특성을 가지는 전자선장치인 것이 확인되었다.
[실시예 3]
본 실시예는 밀봉접착 전에 SE검출공정을 행하고, SE제거공정을 에미션을 계속시켜서 열화시킴으로써 행하는 것이다.
(표시패널의 개요, 리어플레이트 및 페이스플레이트의 작성, SE검출공정)
본 실시예에 있어서, 표시패널(20)의 개요, 리어플레이트(2) 및 페이스플레이트(3)의 작성, SE검출에 관해서는, 실시예 1과 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.
(SE제거공정)
다음에, SE제거공정에 대해서 설명한다.
본 실시예의 SE제거공정에는 도 3에 나타내는 장치를 사용했다.
우선, 검출된 SE원의 위치에 이동장치(11)에 의해 애노드전극(10)을 이동시키고, 간격 Dr=0.2mm로 설정한다. 다음에, 전류계(13)의 전류치에 따라 고압전원(12)의 전압 Vr을 설정한다. Vr은 SE가 방전하는 전압보다 낮은 가장 큰 전압이 바람직하다. 일반적으로는, SE의 역치전류치는 5 내지 50㎂ 정도이므로, 전류치가 1 내지 3㎂가 되는 전압 Vr로 한다. 또, 방전 직전에는 SE의 전류치의 불안정성을 볼 수 있기 때문에, 그 현상에 의거해서 전압 Vr를 구하는 방법도 있다. 본 실시예에서는, Vr=1.5KV가 되어, 화상표시에 필요한 전계보다 약간 큰 전계였다.
(밀봉접착 및 표시)
밀봉접착, 주변장치 장착 및 표시방법에 관해서는 실시예 1과 마찬가지이므로 설명을 생략한다. 화상표시의 결과, SE에 의한 불필요한 휘점이 없는 뛰어난 표시특성을 가지는 전자선장치가 얻어졌다.
이상과 같이, 본 실시예에서는, 소정의 전압을 계속 인가함으로써 에미션의 열화를 촉진해서 SE원을 제거하므로, 이러한 방법은, 예를 들면 작성된 전자방출소자(1)의 근방에 SE원이 존재해서, 방전시키면 전자방출소자(1)에 손상이 생길 우려가 있는 경우에 특히 유효하다. 단, 에미션을 열화시키기 위해서 수 시간에서 약 이십 시간이 필요하기 때문에 처리에 시간이 걸린다.
[실시예 4]
본 실시예는 밀봉접착전에 SE검출공정을 행하고, SE제거공정을 가열을 병용 해서 행하는 것이다.
(표시패널의 개요, 리어플레이트 및 페이스플레이트의 작성, SE검출공정)
본 실시예에 있어서, 표시패널(20)의 개요, 리어플레이트(2) 및 페이스플레이트(3)의 작성, SE검출에 관해서는, 실시예 1과 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.
(SE제거공정)
다음에, SE제거공정에 대해서 설명한다.
본 실시예의 SE제거는 실시예 1에 대해서 SE원의 위치를 가열하면서 제거하는 점이 다르다.
본 실시예의 SE제거공정을 도 25를 사용해서 설명한다.
도 25에 있어서, (10)은 애노드전극, (11)은 이동장치, (12)는 고압전원, (13)은 전류계, (14)는 제어장치, (2)는 리어플레이트, (31)은 히터이다.
도 25에 나타낸 바와같이 도 3의 장치와 같은 장치를 사용해서 행하는 것이지만, 히터(31)를 병용하고 있다. 이 히터(31)는 시드히터가 내장된 면히터(핫플레이트)이며, 리어플레이트(2)에 밀착시켜 가열을 행하고 있다.
우선, 히터(31)에 의해 리어플레이트(2)를 400℃ 정도로 가열한 후, 검출되어 있는 SE원의 위치에 이동장치(11)에 의해 애노드전극(10)을 이동시키고, 간격 Dr=0.2mm로 설정한다. 다음에, 고압전원(12)으로 전압을 서서히 올려간다. 소정의 전압(본 실시예에서는 2.0KV)에서 방전이 발생해서 전류계(13)에서 전류치가 관찰되지 않게 되었다. 마찬가지의 제거처리를 모든 SE원에 대해서 행했다.
(밀봉접착 및 표시)
밀봉접착, 주변장치 장착 및 표시방법에 관해서는, 실시예 1과 마찬가지이므 로 설명을 생략한다. 화상표시의 결과, SE에 의한 불필요한 휘점이 없는 뛰어난 표시특성을 가지는 전자선장치를 얻을 수 있었다.
이상과 같이, 본 실시예에서는, 전압인가에 부가해서 SE원을 가열함으로써, 보다 낮은 전압치에서 방전시킬 수가 있어, 실시예 1에 비해 방전손상이 보다 작아진다. 단, 리어플레이트(2)를 가열하는 시간이 부가되는 것이나, 애노드전극(10) 등에 내열성을 가지게 하는 것 등이 필요하다.
[실시예 5]
본 실시예는 밀봉접착 전에 SE검출공정을 행하고, SE제거공정을 가스의 도입을 병용해서 행하는 것이다.
(표시패널의 개요, 리어플레이트 및 페이스플레이트의 작성, SE검출공정)
본 실시예에 있어서, 표시패널(20)의 개요, 리어플레이트(2) 및 페이스플레이트(3)의 작성, SE검출공정에 관해서는, 실시예 1과 마찬가지이므로 설명을 생락한다.
(SE제거공정)
다음에, SE제거공정에 대해서 설명한다.
본 실시예에서는, 가스를 도입하면서 SE를 제거하는 점이 실시예 1과 다르다.
본 실시예의 SE제거공정을 도 26을 사용해서 설명한다.
도 26에 있어서, (10)은 애노드전극, (11)은 이동장치, (12)는 고압전원, (13)은 전류계, (14)는 제어장치, (32)는 가스분출구이다.
도 26에 나타낸 바와 같이, 도 3의 장치와 근사한 장치를 사용해서 행하는 것이지만, 애노드전극(10)의 부근에 가스분출구(32)가 설치된 장치를 사용하는 것이다. 가스분출구(32)는 가스도입관(도시생략)에서 도입된 가스를 소정의 압력에서 애노드전극(10) 부근에 도입하는 기능을 가진다. 제어장치(14)는 도 3의 제어장치(14)에서 설명한 기능에 부가해서, 가스분출구(32)로부터 도입되는 가스의 압력 및 위치를 제어하는 기능을 가진다. 이동장치(11)는 도 3에 도시된 이동장치(11)에서 설명한 기능에 부가해서, 애노드전극(10)과 함께 가스분출구(32)의 위치를 이동시키는 기능을 가진다.
검출된 SE원의 위치(5)에 이동장치(11)에 의해 애노드전극(10)과 가스분출구(32)를 이동시키고, 애노드전극(10)과 리어플레이트(2)(도 3 참조)의 간격 D를 0.5mm로 설정한다.
다음에, 가스분출구(32)로부터 소정의 압력에서 가스를 도입한다. 가스로서는, N2, O2 , CO2, H2, 또는 Ar 등, SE원의 에미션작용을 저하시키거나, 또는 방전역치를 저하시킬 수가 있는 여러가지 가스가 이용가능하다. Ar가스 등의 불활성가스를 사용하는 경우에는, 스퍼터효과에 의해 SE원에 손상을 주어 열화시킬 수가 있다. O2, CO2 가스 등은 산화층을 형성함으로써 에미션억제를 가능하게 한다. N2, H2가스 등은 방전역치를 저하시키고, 또한 방전손상을 억제하는 효과를 얻을 수 있다. 본 실시예에서는 N2를 사용했다. 가스압력은 애노드전극(10) 부근에서 O.1Pa정도가 되도록 조정했다.
고압전원(12)의 전압을 서서히 상승시키면, 0.5KV정도로 방전이 발생해서 전류계(13)에서 SE전류치가 관찰되지 않게 되었다. 마찬가지의 제거처리를 모든 SE원에 대해 행했다.
(밀봉접착 및 표시)
밀봉접착, 주변장치 장착 및 표시방법에 관해서는, 실시예 1과 마찬가지이므로 설명을 생략한다. 화상표시의 결과, SE에 의한 불필요한 휘점이 없는 뛰어난 표시특성을 가지는 전자선장치를 얻을 수 있었다.
이상과 같이, 본 실시예에서는, 전압인가에 부가해서 SE원 부근에 가스를 도입함으로써, 보다 낮은 전압에서 방전시킬 수가 있어, 실시예 1에 비해, 방전 손상이 보다 작아진다. 그러나, 도입된 가스를 다시 배기하는 공정이나, SE원제거를 위한 장치에 가스도입계를 부가하는 것이 필요하다.
[실시예 6]
본 실시예는 밀봉접착 전에 SE검출공정을 행하고, SE제거공정을 물리적으로 행하는 것이다.
(표시패널의 개요, 리어플레이트 및 페이스플레이트의 작성, SE검출공정)
본 실시예에 있어서, 표시패널의 개요, 리어플레이트 및 페이스플레이트의 작성, SE검출공정에 관해서는, 실시예 1과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
(SE제거공정)
다음에, SE제거공정에 대해서 설명한다.
본 실시예에서는 SE원을 국소적으로 가열해서, SE원을 변형, 제거하는 점이 실시예 1과 다르다.
본 실시예의 SE제거공정은 도 27의 장치를 사용해서 행할 수가 있다.
레이저발생기(21)는 UV레이저(YAG 4차고조파, 파장 266nm)이며, 광학계에 의해 직경 15㎛정도로 집광되고 있고, 소정의 장소에 조사함으로써, 그 장소의 부재를 가열해서, 변형 또는 증발시킬 수가 있다. 이동장치(11)는 레이저발생기(19)의 위치를 이동시키는 기능을 가진다.
검출된 SE원의 위치에 이동장치(11)에 의해 레이저발생기(21)를 이동시킨다.
다음에, 레이저발생기(21)로부터 생기는 레이저광을 SE원의 위치에 조사한다. SE원 부분의 재료, 두께 등에 따라 레이저광 출력에 의한 부재변형의 정도가 다르기 때문에, 레이저출력 설정은 신중하게 조정할 필요가 있다. 미리 리어플레이트(2)의 각 부재의 출력 및 온도테이블을 작성해 두고, 부재가 융점온도에 도달하지 않는 조건에 출력치를 설정한다. 마찬가지의 처리를 모든 SE원에 대해 행했다.
(밀봉접착 및 표시)
밀봉접착, 주변장치 장착 및 표시방법에 관해서는, 실시예 1과 마찬가지이므로 설명을 생략한다. 화상표시의 결과, SE에 의한 불필요한 휘점이 없는 뛰어난 표시특성을 가지는 전자선장치를 얻을 수 있었다.
이상과 같이, 본 실시예에서는, 레이저조사에 의해 SE원을 국소적으로 가열해서 변형시킬 수가 있으므로, 방전손상을 주는 일 없이 SE제거가 가능해진다. 한편, SE원이 리어플레이트(2) 등의 부재보다 융점이 훨씬 높은 경우(예를 들면 배선인 Ag 위에 SE원으로서 텅스텐부재가 있는 경우)에는, 리어플레이트(2)를 변형시켜 SE발생원을 간접적으로 변형시키는 등의 제거수법을 적절하게 변경하는 것이 필요하다.
본 발명에 의하면, SE발생위치에 한정해서 SE제거처리를 행할 수가 있으므로, 불필요한 돌발방전을 방지하면서 SE의 제거처리를 행할 수가 있어 돌발방전에 의한 부재 열화나 SE에 의한 장해가 없는 뛰어난 전자선장치를 얻을 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 애노드전극(의 용량)을 작게 하거나 방전시의 인가 전압을 낮게 함으로써, 방전시의 전하량을 억제해서 방전을 SE발생위치에만 한정시켜 방전손상이 없는 뛰어난 방전특성을 얻을 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 표시패널 작성 후에 SE제거공정을 행함으로써, 상기 표시패널의 밀봉접착후에 SE가 발생했을 경우에도 그것을 제거할 수가 있다.

Claims (16)

  1. 캐소드기판 상의 스트레이에미션(SE)원의 위치를 검출하는 SE검출공정과,
    상기 SE검출공정에 의해 검출된 SE원의 위치에 SE를 제거하는 에너지를 국소적으로 부여하는 SE제거공정을 가지고,
    상기 SE검출공정이 캐소드기판에 애노드전극을 대향시켜 전압을 인가하고, 애노드전극을 주사하면서 SE에 의해 발생하는 신호를 측정해서 신호의 피크위치를 얻는 조작을, 캐소드기판과 애노드전극의 간격을 바꾸어 행하고, 각 간격과 대응하는 피크위치와의 관계에 의거해서 상기 간격이 0일 때에 상당하는 피크위치를 도출해서 SE원의 위치를 검출하는 공정인 것을 특징으로 하는 전자선장치의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    캐소드기판과 애노드전극의 간격의 변경에 수반해서, 전계강도가 일정하게 되는 전압을 애노드전극에 인가하는 것을 특징으로 하는 전자선장치의 제조방법.
  4. 캐소드기판 상의 스트레이에미션(SE)원의 위치를 검출하는 SE검출공정과,
    상기 SE검출공정에 의해 검출된 SE원의 위치에 SE를 제거하는 에너지를 국소적으로 부여하는 SE제거공정을 가지고,
    상기 SE검출공정이 캐소드기판에 애노드전극을 대향시켜 전압을 인가하고, 애노드전극을 주사하면서 SE에 의해 발생하는 신호를 측정해서 신호의 피크위치를 얻는 조작을, 인가전압을 바꾸어 행하고, 각 인가전압과 대응하는 피크위치와의 관계에 의거해서 상기 인가전압이 무한대일 때에 상당하는 피크위치를 도출해서 SE원의 위치를 검출하는 공정인 것을 특징으로 하는 전자선장치의 제조방법.
  5. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 신호가 전류 또는 발광강도인 것을 특징으로 하는 전자선장치의 제조방법.
  6. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 애노드전극은 소정의 전압을 인가하는 보조전극, 및 신호를 검출하는 신호검출부로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자선장치의 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 SE제거공정을 검출된 SE원의 위치에 국소적으로 전압을 인가함으로써 행하는 것을 특징으로 하는 전자선장치의 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 국소적으로 인가하는 전압이 스트레이에미션의 전류치가 1 내지 3㎂가 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 전자선장치의 제조방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 국소적으로 인가하는 전압의 극성은 SE원측을 정극성으로 하는 것을 특징으로 하는 전자선장치의 제조방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 국소적인 전압의 인가와 함께 상기 캐소드기판을 가열하는 것을 특징으로 하는 전자선장치의 제조방법.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 국소적인 전압의 인가와 함께 검출된 SE원의 위치에 가스를 도입하는 것을 특징으로 하는 전자선장치의 제조방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 SE제거공정을 검출된 SE원의 위치를 국소적으로 가열함으로써 행하는 것을 특징으로 하는 전자선장치의 제조방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 국소적인 가열을 레이저조사에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 전자선장치의 제조방법.
  14. 캐소드기판 상의 스트레이에미션(SE)원의 위치를 검출하는 SE검출공정과,
    상기 SE검출공정에 의해 검출된 SE원의 위치에 SE를 제거하는 에너지를 국소적으로 부여하는 SE제거공정을 가지고,
    상기 SE검출공정이, 캐소드기판과 애노드기판을 조합한 후, 애노드기판에 발광검출기를 대향시켜서 애노드기판에 전압을 인가하고, 발광 검출기를 주사하면서 SE에 의해 발생하는 신호를 측정해서 발광강도의 피크위치를 얻는 조작을, 애노드기판에 인가하는 전압을 바꾸어 행하고, 각 전압과 대응하는 피크위치와의 관계에 의거해서 전압이 무한대가 될 때에 상당하는 피크위치를 도출해서 SE원의 위치를 검출하는 공정인 것을 특징으로 하는 전자선장치의 제조방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 SE제거공정을 검출된 SE원의 위치를 국소적으로 가열함으로써 행하는 것을 특징으로 하는 전자선장치의 제조방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 국소적인 가열을 레이저조사에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 전자선장치의 제조방법.
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