JP2002358875A - Equipment for manufacturing electron sources - Google Patents
Equipment for manufacturing electron sourcesInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大型の真空チャンバ及び高真空対応の排気装
置を用いることなく、熱応力による基板の破損や特性分
布の発生を防止して、電子放出特性の優れた電子源を効
率良く製造し得る電子源の製造装置を提供する。
【解決手段】 導電体が形成された電子源基板10を支
持する基板ホルダー207と、電子源基板10の一部の
領域を覆う容器12と、容器12内を所定の雰囲気にす
る手段と、前記導電体に電圧を印加する手段とを有する
電子源の製造装置において、基板ホルダー207が、前
記導電体に電圧を印加することによる該導電体からの発
熱領域よりも広い電子源基板10の領域を静電吸着する
静電チャック208を有することを特徴とする。
[PROBLEMS] To provide an electron source having excellent electron emission characteristics by preventing damage to a substrate and occurrence of characteristic distribution due to thermal stress without using a large-sized vacuum chamber and a high-vacuum-compatible exhaust device. Provided is a manufacturing apparatus for an electron source that can be manufactured efficiently. SOLUTION: A substrate holder 207 supporting the electron source substrate 10 on which a conductor is formed, a container 12 covering a partial area of the electron source substrate 10, means for setting the inside of the container 12 to a predetermined atmosphere, In an apparatus for manufacturing an electron source having means for applying a voltage to a conductor, the substrate holder 207 may form a region of the electron source substrate 10 that is wider than a heat generation region from the conductor by applying a voltage to the conductor. It is characterized by having an electrostatic chuck 208 for electrostatic attraction.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の電子放出素
子を備える電子源を製造する装置に関する。The present invention relates to an apparatus for manufacturing an electron source having a plurality of electron-emitting devices.
【0002】[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、金属/絶縁層/金属型や表面伝導型電子放出素子
等がある。2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron-emitting devices using a thermionic electron-emitting device and a cold-cathode electron-emitting device are known. The cold cathode electron-emitting devices include a field emission type, a metal / insulating layer / metal type, and a surface conduction type electron-emitting device.
【0003】表面伝導型電子放出素子は基板上に形成さ
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ある。The surface conduction type electron-emitting device utilizes a phenomenon in which an electron is emitted by passing a current through a small-area thin film formed on a substrate in parallel with the film surface.
【0004】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。The present applicant has made a number of proposals regarding a surface conduction electron-emitting device having a novel structure and its application. The basic configuration and manufacturing method thereof are disclosed in, for example, JP-A-7-235255 and JP-A-8-171849.
【0005】表面伝導型電子放出素子の基本構成は、基
板上に、対向する一対の素子電極と、該一対の素子電極
に接続されその一部に電子放出部を有する導電性膜とを
有するものであり、電子放出部には上記導電性膜の一部
に形成された亀裂(間隙)が含まれている。また、上記
亀裂とその近傍には、炭素あるいは炭素化合物を主成分
とする堆積膜が形成されている。The basic structure of a surface conduction electron-emitting device is a device in which a substrate has a pair of opposing element electrodes and a conductive film connected to the pair of element electrodes and partially having an electron-emitting portion. The electron emitting portion contains a crack (gap) formed in a part of the conductive film. In addition, a deposited film containing carbon or a carbon compound as a main component is formed in the crack and in the vicinity thereof.
【0006】このような電子放出素子を基板上に複数個
配置し、各電子放出素子を配線で結ぶことにより、複数
個の表面伝導型電子放出素子を備える電子源を作製する
ことができる。By arranging a plurality of such electron-emitting devices on a substrate and connecting the electron-emitting devices by wiring, an electron source having a plurality of surface conduction electron-emitting devices can be manufactured.
【0007】また、上記電子源基板と蛍光体基板とを組
み合わせることにより、画像形成装置の表示パネルを形
成することができる。Further, a display panel of an image forming apparatus can be formed by combining the electron source substrate and the phosphor substrate.
【0008】従来、このような電子源もしくは表示パネ
ルの製造は以下のように行われていた。Conventionally, the manufacture of such an electron source or a display panel has been performed as follows.
【0009】即ち、第1の製造方法としては、まず、基
板上に、導電性膜及び該導電性膜に接続された一対の素
子電極からなる素子を複数と、該複数の素子を接続した
配線とが形成された電子源基板を作成する。次に、作成
した電子源基板全体を真空チャンバ内に設置する。次
に、真空チャンバ内を排気した後、外部端子を通じて上
記各素子に電圧を印加し各素子の導電性膜に亀裂を形成
する(以下、各素子の導電性膜に亀裂を形成することを
フォーミング処理と記す)。更に、該真空チャンバ内に
有機物質を含む気体を導入し、有機物質の存在する雰囲
気下で前記各素子に再び外部端子を通じて電圧を印加
し、該亀裂近傍に炭素あるいは炭素化合物を堆積させる
(以下、該亀裂近傍に炭素あるいは炭素化合物を堆積さ
せることを活性化処理と記す)。That is, as a first manufacturing method, first, on a substrate, a plurality of elements each including a conductive film and a pair of element electrodes connected to the conductive film, and a wiring connecting the plurality of elements are formed. To form an electron source substrate on which is formed. Next, the entire prepared electron source substrate is placed in a vacuum chamber. Next, after the inside of the vacuum chamber is evacuated, a voltage is applied to each of the above elements through an external terminal to form a crack in the conductive film of each element (hereinafter, forming a crack in the conductive film of each element is called forming). Process)). Further, a gas containing an organic substance is introduced into the vacuum chamber, and a voltage is again applied to each of the elements through an external terminal under an atmosphere in which the organic substance is present, thereby depositing carbon or a carbon compound in the vicinity of the crack (hereinafter, referred to as a carbon compound). Depositing carbon or a carbon compound in the vicinity of the crack is referred to as activation treatment).
【0010】また、第2の製造方法としては、まず、基
板上に、導電性膜及び該導電性膜に接続された一対の素
子電極からなる素子を複数と、該複数の素子を接続した
配線とが形成された電子源基板を作成する。次に、作成
した電子源基板と蛍光体が配置された基板とを支持枠を
挟んで接合して画像表示装置のパネルを作成する。その
後、該パネル内をパネルの排気管を通じて排気し、パネ
ルの外部端子を通じて上記各素子に電圧を印加し各素子
の導電性膜に亀裂を形成する(フォーミング処理)。更
に、該パネル内に該排気管を通じて有機物質を含む気体
を導入し、有機物質の存在する雰囲気下で前記各素子に
再び外部端子を通じて電圧を印加し、該亀裂近傍に炭素
あるいは炭素化合物を堆積させる(活性化処理)。In a second manufacturing method, first, a plurality of devices each including a conductive film and a pair of device electrodes connected to the conductive film are formed on a substrate, and a wiring connecting the plurality of devices is formed. To form an electron source substrate on which is formed. Next, the panel of the image display device is created by joining the created electron source substrate and the substrate on which the phosphor is arranged with the support frame interposed therebetween. Thereafter, the inside of the panel is evacuated through an exhaust pipe of the panel, and a voltage is applied to each of the above elements through external terminals of the panel to form cracks in the conductive film of each element (forming process). Further, a gas containing an organic substance is introduced into the panel through the exhaust pipe, and a voltage is again applied to each of the elements through an external terminal under an atmosphere in which the organic substance is present to deposit carbon or a carbon compound near the crack. (Activation process).
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】以上の製造方法が採ら
れていたが、第1の製造方法は、とりわけ、電子源基板
が大きくなるに従い、前記電子放出素子の素子数が増加
し、配線電流も増加する。従って配線の発熱量が増加す
ることにより、基板の温度分布が悪化し、熱応力による
基板の破損や特性分布が起きてしまう。さらに電子源基
板が大きくなると、より大型の真空チャンバ及び高真空
対応の排気装置が必要になる。The above-mentioned manufacturing method has been adopted. The first manufacturing method, in particular, increases the number of the electron-emitting devices as the size of the electron source substrate increases, and increases the wiring current. Also increase. Accordingly, an increase in the amount of heat generated by the wiring deteriorates the temperature distribution of the substrate, causing damage to the substrate and characteristic distribution due to thermal stress. Further, as the electron source substrate becomes larger, a larger vacuum chamber and a high vacuum compatible exhaust device are required.
【0012】また、第2の製造方法は、画像形成装置の
パネル内空間は非常に狭く(表面伝導型電子放出素子を
用いたパネルでは通常数mm程度)、このようなパネル
からの排気及び該パネル内空間への有機物質を含む気体
の導入には長時間を要する。Further, according to the second manufacturing method, the space inside the panel of the image forming apparatus is very narrow (usually several mm in the case of a panel using a surface conduction electron-emitting device). It takes a long time to introduce a gas containing an organic substance into the space inside the panel.
【0013】そこで本発明は、大型の真空チャンバ及び
高真空対応の排気装置を用いることなく、熱応力による
基板の破損や特性分布の発生を防止して、電子放出特性
の優れた電子源を効率良く製造し得る電子源の製造装置
を提供することを目的とする。Accordingly, the present invention prevents the substrate from being damaged and the occurrence of characteristic distribution due to thermal stress without using a large-sized vacuum chamber and a high-vacuum-compatible exhaust device, thereby providing an electron source having excellent electron emission characteristics. An object of the present invention is to provide an electron source manufacturing apparatus that can be manufactured well.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は、以下の通りである。The configuration of the present invention that achieves the above object is as follows.
【0015】即ち、本発明の電子源の製造装置は、導電
体が形成された電子源基板を支持する支持体と、前記電
子源基板の一部の領域を覆う容器と、前記容器内を所定
の雰囲気にする手段と、前記導電体に電圧を印加する手
段とを有する電子源の製造装置において、前記支持体
が、前記導電体に電圧を印加することによる該導電体か
らの発熱領域よりも広い前記電子源基板の領域を吸着固
定する支持手段を有することを特徴としているものであ
る。That is, an apparatus for manufacturing an electron source according to the present invention comprises a support for supporting an electron source substrate on which a conductor is formed, a container covering a partial area of the electron source substrate, and a predetermined space inside the container. In an apparatus for manufacturing an electron source, comprising: means for setting an atmosphere, and means for applying a voltage to the conductor, wherein the support is higher than a heat generation region from the conductor by applying a voltage to the conductor. The present invention is characterized by having a support means for adsorbing and fixing a large area of the electron source substrate.
【0016】上記本発明の電子源の製造装置は、好まし
い実施形態として、「前記支持手段は、前記電子源基板
を静電吸着する手段であること」、「前記支持体は、前
記発熱領域よりも広い領域に熱伝導部材を備えているこ
と」、「前記支持体は、前記導電体からの発熱を放熱す
る手段を備えていること」、「前記支持体は、前記発熱
領域よりも広い前記電子源基板の領域を加熱する手段を
備えていること」、「前記支持体は、前記発熱領域より
も広い前記電子源基板の領域を冷却する手段を備えてい
ること」、「前記支持体は、前記発熱領域よりも広い前
記電子源基板の領域を均熱温度制御する手段を備えてい
ること」、「前記容器は、該容器内に導入された気体を
拡散させる手段を備えていること」、「前記電子源基板
として、導電性膜及び該導電性膜に接続された一対の素
子電極からなる素子の複数と、該複数の素子を接続した
配線とからなる導電体が形成されたものを用いるこ
と」、を含むものである。In a preferred embodiment of the apparatus for manufacturing an electron source according to the present invention, "the supporting means is means for electrostatically adsorbing the electron source substrate"; That the heat conductive member is provided in a wider area, "the support is provided with means for radiating heat generated from the conductor", and "the support is wider than the heat generating area. That the device has means for heating the region of the electron source substrate "," the support has means for cooling the region of the electron source substrate that is larger than the heating region ", Means for controlling the soaking temperature of an area of the electron source substrate which is wider than the heat generating area ", and" the container has means for diffusing gas introduced into the container ". "The conductive film is used as the electron source substrate. A plurality of elements including a pair of element electrodes connected to the fine conductive films, be used as a conductive body made of a wiring connecting the elements of the plurality of formed "is intended to include.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】次に、本発明の好ましい実施態様
を示す。Next, preferred embodiments of the present invention will be described.
【0018】本発明の電子源の製造装置は、電子源基板
上に形成された導電体に通電処理を施すことにより、こ
の導電体の一部に電子放出機能を付与し電子放出素子と
するものである。An apparatus for manufacturing an electron source according to the present invention is characterized in that a conductor formed on an electron source substrate is subjected to an energizing treatment to impart an electron emission function to a part of the conductor to form an electron emission element. It is.
【0019】この電子源基板としては、導電性膜及び該
導電性膜に接続された一対の素子電極からなる素子の複
数と、該複数の素子を接続した配線とからなる導電体が
形成されたものを好適に用いることができる。この場
合、導電体に通電処理(前述のフォーミング処理及び活
性化処理)を施すことにより、上記複数の素子の各導電
性膜に電子放出部を形成して前述の表面伝導型電子放出
素子とすることができる。As the electron source substrate, a conductor formed of a plurality of elements composed of a conductive film and a pair of element electrodes connected to the conductive film, and a wiring connecting the plurality of elements was formed. Can be suitably used. In this case, the conductor is subjected to an energization process (the above-described forming process and activation process) to form an electron emission portion in each of the conductive films of the plurality of devices, thereby obtaining the above-described surface conduction type electron emission device. be able to.
【0020】先ず、この表面伝導型電子放出素子の構成
及び製造方法を説明する。First, the structure and manufacturing method of the surface conduction electron-emitting device will be described.
【0021】図3は、表面伝導型電子放出素子の一構成
例を示す模式図であり、図3(a)は平面図、図3
(b)は図3(a)中のA−A面における断面図であ
る。図3において、10は基板(基体)、2と3は電極
(素子電極)、4は導電性膜、29は炭素膜、5は炭素
膜29の間隙、Gは導電性膜4の間隙である。FIG. 3 is a schematic view showing an example of the structure of a surface conduction electron-emitting device. FIG.
FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. In FIG. 3, 10 is a substrate (base), 2 and 3 are electrodes (element electrodes), 4 is a conductive film, 29 is a carbon film, 5 is a gap between the carbon films 29, and G is a gap between the conductive films 4. .
【0022】基板10としては、石英ガラス、Na等の
不純物含有量を減少させたガラス、青板ガラス、青板ガ
ラスにスパッタ法等によりSiO2を積層した積層体、
アルミナ等のセラミックス及びSi基板等を用いること
ができる。Examples of the substrate 10 include quartz glass, glass in which the content of impurities such as Na is reduced, blue plate glass, a laminate obtained by laminating SiO 2 on a blue plate glass by sputtering or the like.
Ceramics such as alumina and a Si substrate can be used.
【0023】対向する素子電極2,3の材料としては、
一般的な導体材料を用いることができ、例えばNi、C
r、Au、Mo、W、Pt、Ti、Al、Cu、Pd等
の金属或は合金及びPd、Ag、Au、RuO2、Pd
−Ag等の金属或は金属酸化物とガラス等から構成され
る印刷導体、In2O3−SnO2等の透明導電体及びポ
リシリコン等の半導体導体材料等から適宜選択される。The materials of the opposing device electrodes 2 and 3 are as follows.
General conductor materials can be used, for example, Ni, C
metals or alloys such as r, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu, Pd and Pd, Ag, Au, RuO 2 , Pd
Metal or metal oxide and printed conductor composed of glass or the like, such as -ag, is appropriately selected from a semiconductor conductive materials such as transparent conductor and polysilicon or the like In 2 O 3 -SnO 2.
【0024】素子電極間隔、素子電極長さ、導電性膜4
の幅2及び厚さ等は、応用される形態等を考慮して、設
計される。素子電極間隔は、好ましくは、数百nmから
数百μmの範囲とすることができ、より好ましくは、素
子電極間に印加する電圧等を考慮して数μmから数十μ
mの範囲とすることができる。Element electrode interval, element electrode length, conductive film 4
The width 2 and thickness are designed in consideration of the applied form and the like. The element electrode interval can be preferably in the range of several hundred nm to several hundred μm, and more preferably several μm to several tens μm in consideration of the voltage applied between the element electrodes.
m.
【0025】素子電極長さは、電極の抵抗値、電子放出
特性を考慮して、数μmから数百μmの範囲とすること
ができる。素子電極2,3の膜厚は、数十nmから数μ
mの範囲とすることができる。The length of the device electrode can be in the range of several μm to several hundred μm in consideration of the resistance value of the electrode and the electron emission characteristics. The film thickness of the device electrodes 2 and 3 is several tens nm to several μm.
m.
【0026】尚、図3に示した構成だけでなく、基板1
0上に、導電性膜4、対向する素子電極2,3の順に積
層した構成とすることもできる。In addition to the structure shown in FIG.
A configuration in which the conductive film 4 and the opposing element electrodes 2 and 3 are laminated in this order on 0 may be adopted.
【0027】導電性膜4を構成する主な材料としては、
例えばPd,Pt,Ru,Ag,Au,Ti,In,C
u,Cr,Fe,Zn,Sn,Ta,W,Pb等の金
属、PdO,SnO2,In2O3,PbO,Sb2O3等
の酸化物、HfB2,ZrB2,LaB6,CeB6,YB
4,GdB4等の硼化物、TiC,ZrC,HfC,Ta
C,SiC,WCなどの炭化物、TiN,ZrN,Hf
N等の窒化物、Si,Ge等の半導体、カーボン等が挙
げられる。The main materials constituting the conductive film 4 include:
For example, Pd, Pt, Ru, Ag, Au, Ti, In, C
u, Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W, and Pb, etc., PdO, SnO 2, In 2 O 3, PbO, oxides such as Sb 2 O 3, HfB 2, ZrB 2, LaB 6, CeB 6 , YB
4, GdB boride such as 4, TiC, ZrC, HfC, Ta
Carbides such as C, SiC, WC, TiN, ZrN, Hf
Examples include nitrides such as N, semiconductors such as Si and Ge, and carbon.
【0028】導電性膜4には、良好な電子放出特性を得
るために、微粒子で構成された微粒子膜を用いるのが好
ましい。その膜厚は、素子電極2,3へのステップカバ
レージ、素子電極2,3間の抵抗値及び後述するフォー
ミング条件等を考慮して適宜設定される。この導電性膜
4の膜厚は、好ましくは数Åから数百nmであり、その
抵抗値Rsが、102〜107Ω/□の抵抗値を示す膜厚
で形成したものが好ましく用いられる。なおRsは、幅
がwで長さがlの薄膜の、長さ方向に測定した抵抗R
を、R=Rs(l/w)と置いたときの値である。上記
抵抗値を示す膜厚はおよそ5nmから50nmの範囲に
あり、この膜厚範囲において、それぞれの材料の薄膜は
微粒子膜の形態を有している。ここで述べる微粒子膜と
は、複数の微粒子が集合した膜であり、その微細構造
は、微粒子が個々に分散配置した状態のみならず、微粒
子が互いに隣接、あるいは重なり合った状態(いくつか
の微粒子が集合し、全体として島状構造を形成している
場合も含む)をとっている。微粒子の粒径は、数Åから
数百nmの範囲、好ましくは、1nmから20nmの範
囲である。As the conductive film 4, it is preferable to use a fine particle film composed of fine particles in order to obtain good electron emission characteristics. The film thickness is appropriately set in consideration of step coverage for the device electrodes 2 and 3, a resistance value between the device electrodes 2 and 3, a forming condition described later, and the like. The thickness of the conductive film 4 is preferably several to several hundreds of nm, and a film formed with a resistance value Rs of 10 2 to 10 7 Ω / □ is preferably used. . Rs is a resistance R measured in the length direction of a thin film having a width of w and a length of l.
Is set as R = Rs (l / w). The film thickness showing the above-mentioned resistance value is in the range of about 5 nm to 50 nm, and in this film thickness range, the thin film of each material has the form of a fine particle film. The fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and has a fine structure not only in a state in which the fine particles are individually dispersed and arranged, but also in a state in which the fine particles are adjacent to each other or overlap each other (some fine particles may To form an island-like structure as a whole). The particle size of the fine particles is in the range of several to several hundreds of nm, preferably in the range of 1 to 20 nm.
【0029】図3に示した構成の表面伝導型電子放出素
子の製造方法の一例を説明する。An example of a method of manufacturing the surface conduction electron-emitting device having the structure shown in FIG. 3 will be described.
【0030】1)基板10を洗剤、純水及び有機溶剤等
を用いて十分に洗浄した後、真空蒸着法、スパッタ法等
により素子電極材料を堆積後、例えばフォトリソグラフ
ィー技術を用いて基板10上に素子電極2,3を形成す
る。1) After sufficiently cleaning the substrate 10 using a detergent, pure water, an organic solvent, or the like, depositing an element electrode material by a vacuum deposition method, a sputtering method, or the like, and then depositing the substrate electrode 10 on the substrate 10 by using, for example, a photolithography technique. Then, device electrodes 2 and 3 are formed.
【0031】2)素子電極2,3を設けた基板10上
に、有機金属溶液を塗布して、有機金属膜を形成する。
有機金属溶液には、前述の導電性膜4の材料の金属を主
元素とする有機化合物の溶液を用いることができる。有
機金属膜を加熱焼成処理し、リフトオフ、エッチング等
によりパターニングし、金属酸化物からなる導電性膜4
を形成する。ここでは、有機金属溶液の塗布法を挙げて
説明したが、導電性膜4の形成法はこれに限られるもの
ではなく、真空蒸着法、スパッタ法、化学的気相堆積
法、分散塗布法、ディッピング法、スピンナー法等を用
いることもできる。2) An organometallic solution is applied on the substrate 10 provided with the device electrodes 2 and 3 to form an organometallic film.
As the organic metal solution, a solution of an organic compound containing the metal of the material of the conductive film 4 as a main element can be used. The organic metal film is heated and baked, and is patterned by lift-off, etching, or the like.
To form Here, the method of applying the organometallic solution has been described, but the method of forming the conductive film 4 is not limited to this, and a vacuum deposition method, a sputtering method, a chemical vapor deposition method, a dispersion coating method, A dipping method, a spinner method, or the like can also be used.
【0032】3)続いて、フォーミング工程を施す。素
子電極2,3間に、不図示の電源より通電すると、導電
性膜4は局所的に破壊,変形もしくは変質等の構造の変
化がもたらされ、間隙Gが形成される。3) Subsequently, a forming step is performed. When a current is supplied from a power source (not shown) between the device electrodes 2 and 3, the conductive film 4 locally undergoes a structural change such as destruction, deformation or alteration, and a gap G is formed.
【0033】フォーミング処理のために素子に印加する
電圧は、パルス状の電圧を用いる。パルスの形状として
は、例えば波高値が一定の三角波パルスや、波高値の漸
増する三角波パルスを用いることができる。A pulse voltage is used as a voltage applied to the element for the forming process. As the shape of the pulse, for example, a triangular pulse having a constant peak value or a triangular pulse having a gradually increasing peak value can be used.
【0034】通電フォーミング処理の終了は、パルスと
パルスの間に、導電性膜4の破壊、変形もしくは変質を
引き起こさない程度の電圧パルスを印加し、素子に流れ
る電流を測定して検知することができる。例えば、0.
1V程度の電圧印加により素子に流れる電流を測定し、
抵抗値を求めて、1MΩを越えた時点で通電フォーミン
グを終了するのが好ましい。The end of the energization forming process can be detected by applying a voltage pulse between the pulses that does not cause the destruction, deformation or alteration of the conductive film 4 and measuring the current flowing through the element. it can. For example, 0.
Measure the current flowing through the element by applying a voltage of about 1 V,
It is preferable to calculate the resistance value and terminate the energization forming when the resistance value exceeds 1 MΩ.
【0035】上記の通電フォーミング処理は、還元性物
質を含有する雰囲気中にて行うことが好ましい。The above-mentioned energization forming treatment is preferably performed in an atmosphere containing a reducing substance.
【0036】導電性膜4が金属酸化物よりなる場合は、
還元性を有する物質としてH2,CO等の他、メタン、
エタン、エチレン、プロピレン、ベンゼン、トルエン、
メタノール、エタノール、アセトンなどの有機物質のガ
スも効果がある。これは、還元により導電性膜を構成す
る物質が金属酸化物から金属に変化する際、凝集を伴う
からであると思われる。一方、導電性膜4が金属より構
成される場合は、当然還元に伴う凝集は起こらないの
で、COやアセトン等は凝集を促進する効果を示さない
が、H2はこの場合でも凝集を促進する効果を示す。When the conductive film 4 is made of a metal oxide,
In addition to H 2 , CO, etc., methane,
Ethane, ethylene, propylene, benzene, toluene,
Gases of organic substances such as methanol, ethanol and acetone are also effective. This is presumably because when the material constituting the conductive film changes from metal oxide to metal by reduction, aggregation occurs with the metal. On the other hand, when the conductive film 4 is made of a metal, CO or acetone or the like does not show the effect of promoting the aggregation because the aggregation due to reduction does not occur, but H 2 promotes the aggregation even in this case. Show the effect.
【0037】4)フォーミングを終えた素子には活性化
工程と呼ばれる処理を施すのが好ましい。活性化工程と
は、この工程により、素子電流If,放出電流Ieが著し
く変化する工程である。4) It is preferable to perform a process called an activation step on the device after the forming. The activation process is a process in which the device current If and the emission current Ie are significantly changed by this process.
【0038】活性化工程は、例えば、有機物質のガスを
含有する雰囲気下で、素子にパルスの印加を繰り返すこ
とで行うことができる。この雰囲気は、例えば油拡散ポ
ンプやロータリーポンプなどを用いて真空容器内を排気
した場合に雰囲気内に残留する有機ガスを利用して形成
することができる他、イオンポンプなどにより一旦十分
に排気した真空中に適当な有機物質のガスを導入するこ
とによっても得られる。このときの好ましい有機物質の
ガス圧は、前述の応用の形態、真空容器の形状や、有機
物質の種類などにより異なるため、場合に応じ適宜設定
される。適当な有機物質としては、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、フ
ェノール、カルボン酸、スルホン酸等の有機酸類等を挙
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CnH2n+2で表される飽和炭化水素、エチ
レン、プロピレンなどCnH2n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、ホルムアルデヒド、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。The activation step can be performed, for example, by repeatedly applying a pulse to the element under an atmosphere containing an organic substance gas. This atmosphere can be formed by using an organic gas remaining in the atmosphere when the inside of the vacuum vessel is evacuated using, for example, an oil diffusion pump or a rotary pump, or is sufficiently evacuated once by an ion pump or the like. It can also be obtained by introducing a gas of an appropriate organic substance into a vacuum. The preferable gas pressure of the organic substance at this time varies depending on the above-described application form, the shape of the vacuum vessel, the type of the organic substance, and the like, and is accordingly set as appropriate. Suitable organic substances include alkanes, alkenes, aliphatic hydrocarbons of alkynes, aromatic hydrocarbons,
Organic acids such as alcohols, aldehydes, ketones, amines, phenols, carboxylic acids and sulfonic acids can be mentioned. More specifically, methane, ethane,
Saturated hydrocarbons represented by C n H 2n + 2 such as propane, unsaturated hydrocarbons represented by C n H 2n such as ethylene and propylene, benzene, toluene, methanol, ethanol, formaldehyde, acetaldehyde, acetone , Methyl ethyl ketone, methylamine, ethylamine, phenol, benzonitrile, acetonitrile and the like can be used.
【0039】この処理により、雰囲気中に存在する有機
物質から、前記間隙G内の基板10上、およびその近傍
の導電性膜4上に炭素あるいは炭素化合物からなるカー
ボン膜29が形成され、素子電流If,放出電流Ieが、
著しく変化するようになる。By this treatment, a carbon film 29 made of carbon or a carbon compound is formed on the substrate 10 in the gap G and on the conductive film 4 in the vicinity thereof from the organic substance existing in the atmosphere. If , the emission current Ie
It will change significantly.
【0040】活性化工程の終了判定は、素子電流Ifと
放出電流Ieを測定しながら、適宜行うことができる。
なお、パルス幅、パルス間隔、パルス波高値などは適宜
設定される。The end of the activation step can be determined appropriately while measuring the device current If and the emission current Ie .
The pulse width, pulse interval, pulse crest value, and the like are set as appropriate.
【0041】炭素及び炭素化合物とは、例えばグラファ
イト(いわゆるHOPG,PG,GCを包含するもの
で、HOPGはほぼ完全なグラファイト結晶構造、PG
は結晶粒が20nm程度で結晶構造がやや乱れたもの、
GCは結晶粒が2nm程度になり結晶構造の乱れがさら
に大きくなったものを指す。)、非晶質カーボン(アモ
ルファスカーボン及び、アモルファスカーボンと前記グ
ラファイトの微結晶の混合物を指す。)、炭化水素(C
mHnで表される化合物、ないしこの他にN,O,Clな
どの他の元素を有する化合物を含む。)であり、その膜
厚は、50nm以下の範囲とするのが好ましく、30n
m以下の範囲とすることがより好ましい。The carbon and the carbon compound include, for example, graphite (so-called HOPG, PG, GC), and HOPG has a substantially complete graphite crystal structure, PG
Are those with crystal grains of about 20 nm and a slightly disordered crystal structure,
GC refers to a crystal having a crystal grain of about 2 nm and further disorder in the crystal structure. ), Amorphous carbon (refers to amorphous carbon and a mixture of amorphous carbon and the above-mentioned graphite microcrystals), hydrocarbon (C
m H n compound represented by, or containing N, O, a compound having other elements such as Cl In addition to this. ), And the film thickness is preferably in the range of 50 nm or less,
More preferably, the range is not more than m.
【0042】以上の様な通電処理を施すことにより、一
対の素子電極2,3間に導電性膜4を有する素子を表面
伝導型の電子放出素子とすることができる。By performing the above-described energization treatment, a device having the conductive film 4 between the pair of device electrodes 2 and 3 can be a surface conduction type electron-emitting device.
【0043】本発明の電子源の製造装置は、上記のよう
な導電性膜4及び該導電性膜4に接続された一対の素子
電極2,3からなる素子の複数と、該複数の素子を接続
した配線とからなる導電体が形成された電子源基板等に
対して前述のような通電処理を施すことにより、複数の
電子放出素子が配設された電子源を製造するための装置
であり、以下にその実施形態例を具体的に説明する。The apparatus for manufacturing an electron source according to the present invention includes a plurality of elements each including the above-described conductive film 4 and a pair of element electrodes 2 and 3 connected to the conductive film 4, and the plurality of elements. This is an apparatus for manufacturing an electron source in which a plurality of electron-emitting devices are provided by subjecting an electron source substrate or the like on which an electric conductor composed of connected wires is formed to the above-described energization processing. The embodiment will be specifically described below.
【0044】(第1の実施形態)本発明の第1の実施形
態に係る電子源の製造装置を図1及び図2に示す。図1
は装置の全体構成を示す模式図、図2は図1における電
子源基板の周辺部分を示す部分切り欠き斜視図である。(First Embodiment) FIGS. 1 and 2 show an electron source manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 2 is a schematic view showing the overall configuration of the apparatus, and FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing a peripheral portion of the electron source substrate in FIG.
【0045】これらの図において、10は電子源基板で
あり、X方向配線7、Y方向配線8、導電性膜に接続さ
れた一対の素子電極からなる素子6、等が形成されてい
る。12は容器、15は気体の導入口、16は排気口、
18はシール部材、19は拡散板、21は水素または有
機物質ガス、22はキャリアガス、23は水分除去フィ
ルター、24はガス流量制御装置、25a〜25hはバ
ルブ、26a、26bは真空ポンプ、27a、27bは
真空計、28は配管、30は取り出し配線、32は電源
及び電流制御系からなる駆動ドライバー、31は電子源
基板の取り出し配線30と駆動ドライバー32とを接続
する配線、33は拡散板19の開口部、62は真空枠部
材、207は電子源基板を支持する支持体(基板ホルダ
ー)である。In these figures, reference numeral 10 denotes an electron source substrate on which an X-directional wiring 7, a Y-directional wiring 8, an element 6 composed of a pair of element electrodes connected to a conductive film, and the like are formed. 12 is a container, 15 is a gas introduction port, 16 is an exhaust port,
18 is a sealing member, 19 is a diffusion plate, 21 is hydrogen or organic substance gas, 22 is a carrier gas, 23 is a moisture removal filter, 24 is a gas flow control device, 25a to 25h are valves, 26a and 26b are vacuum pumps, 27a , 27b is a vacuum gauge, 28 is a pipe, 30 is a take-out wire, 32 is a drive driver comprising a power supply and a current control system, 31 is a wire connecting the take-out wire 30 of the electron source substrate and the drive driver 32, 33 is a diffusion plate Reference numeral 19 denotes an opening, 62 denotes a vacuum frame member, and 207 denotes a support (substrate holder) that supports the electron source substrate.
【0046】容器12は、ガラスやステンレス製の容器
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。この容器12は、電子源基板10の取り出
し配線部を除き、少なくとも電子放出素子となる素子6
が形成された領域を覆い、かつ、少なくとも、1.33
×10-5Pa(1×10-7Torr)から大気圧の圧力
範囲に耐えられる構造のものである。The container 12 is a container made of glass or stainless steel, and is preferably made of a material that releases little gas from the container. The container 12 is provided with at least the element 6 serving as an electron-emitting element except for a wiring portion of the electron source substrate 10.
And at least 1.33
It has a structure that can withstand a pressure range from × 10 −5 Pa (1 × 10 −7 Torr) to atmospheric pressure.
【0047】シール部材18は、電子源基板10と容器
12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。The seal member 18 is for maintaining the airtightness between the electron source substrate 10 and the container 12, and is made of an O-ring or a rubber sheet.
【0048】基板ホルダー207には静電チャック20
8が具備してある。この静電チャック208による電子
源基板10の固定は、該静電チャック208の中に置か
れた電極209と電子源基板10との間に電圧を印加し
て静電力により電子源基板10を基板ホルダー207に
吸引するものである。なお、電子源基板10の電位を所
定の値に保持するため、基板の裏面にはITO膜などの
導電部材(不図示)を形成してある。The substrate holder 207 has an electrostatic chuck 20
8 are provided. The fixing of the electron source substrate 10 by the electrostatic chuck 208 is performed by applying a voltage between the electrode 209 placed in the electrostatic chuck 208 and the electron source substrate 10 and electrostatically holding the electron source substrate 10 to the substrate. The suction is performed by the holder 207. In order to keep the potential of the electron source substrate 10 at a predetermined value, a conductive member (not shown) such as an ITO film is formed on the back surface of the substrate.
【0049】静電チャック方式による電子源基板10の
吸着のためには、電極209と電子源基板10の距離が
短くなっている必要があり、いったん別の方法で電子源
基板10を静電チャック208に押し付けることが望ま
しい。図1に示す装置では、静電チャック208の表面
に形成された溝211の内部を排気して電子源基板10
を大気圧により静電チャックに押し付け、高圧電源21
0により電極209に高電圧を印加することにより、電
子源基板10を十分に吸着する。この後真空容器12の
内部を排気しても電子源基板10にかかる圧力差は静電
チャック208による静電力によりキャンセルされて、
電子源基板10が変形したり、破損することが防止でき
る。In order to hold the electron source substrate 10 by the electrostatic chuck method, the distance between the electrode 209 and the electron source substrate 10 needs to be short. It is desirable to press it against 208. In the apparatus shown in FIG. 1, the inside of the groove 211 formed on the surface of the electrostatic
Is pressed against the electrostatic chuck by the atmospheric pressure.
By applying a high voltage to the electrode 209 according to 0, the electron source substrate 10 is sufficiently absorbed. Thereafter, even if the inside of the vacuum container 12 is evacuated, the pressure difference applied to the electron source substrate 10 is canceled by the electrostatic force of the electrostatic chuck 208, and
The electron source substrate 10 can be prevented from being deformed or damaged.
【0050】また、基板ホルダー207と電子源基板1
0の間の熱伝導を大きくするために、上述のようにいっ
たん排気した溝211内に熱交換のための気体を導入す
ることが望ましい。かかる気体としては、Heが好まし
いが、他の気体でも効果がある。熱交換用の気体を導入
することで、溝211のある部分での電子源基板10と
静電チャック208の間の熱伝導が可能となるのみなら
ず、溝211のない部分でも単に機械的接触により電子
源基板10と静電チャック208が熱的に接触している
場合に比べ、熱伝導が大きくなるため、全体としての熱
伝導は大きく改善される。これにより、前述したフォー
ミングや活性化などの通電処理の際、電子源基板10で
発生した熱が容易に静電チャック208を介して基板ホ
ルダー207に移動して、電子源基板10の温度上昇や
局所的な熱の発生による温度分布の発生が抑えられる。The substrate holder 207 and the electron source substrate 1
In order to increase the heat conduction during zero, it is desirable to introduce a gas for heat exchange into the groove 211 once evacuated as described above. As such a gas, He is preferable, but other gases are also effective. Introducing the gas for heat exchange not only enables heat conduction between the electron source substrate 10 and the electrostatic chuck 208 at the portion having the groove 211 but also provides only mechanical contact at the portion without the groove 211. As a result, heat conduction is increased as compared with the case where the electron source substrate 10 and the electrostatic chuck 208 are in thermal contact with each other, so that the overall heat conduction is greatly improved. Accordingly, during the energization process such as the above-described forming and activation, the heat generated in the electron source substrate 10 easily moves to the substrate holder 207 via the electrostatic chuck 208 to increase the temperature of the electron source substrate 10 Generation of a temperature distribution due to local generation of heat is suppressed.
【0051】更に、基板ホルダー207にヒーター21
2や冷却ユニット213などの温度制御手段を設けるこ
とにより、電子源基板10の温度をより精度良く均一に
制御できる。さらに、ヒーター212を、素子部と、電
子源基板の取り出し電極部とで分割し、それぞれの発熱
量に合せて制御することで、電子源基板10の温度ばら
つきを小さくし、温度分布による熱応力を最小限にする
ことで、電子源基板10の破損をより確実に防止でき
る。Further, the heater 21 is attached to the substrate holder 207.
The temperature of the electron source substrate 10 can be more accurately and uniformly controlled by providing temperature control means such as the cooling unit 2 and the cooling unit 213. Further, the heater 212 is divided into an element portion and an extraction electrode portion of the electron source substrate, and is controlled in accordance with each heat generation amount, so that the temperature variation of the electron source substrate 10 is reduced, and the thermal stress due to the temperature distribution is reduced. Is minimized, the electron source substrate 10 can be more reliably prevented from being damaged.
【0052】有機物質ガス21には、前述した電子放出
素子の活性化処理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、前述したフォーミングの通電処
理を行う際には、素子6の導電性膜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12内に導入することもある。このように他の
工程で異なる気体を導入する際には、バルブ部材25e
等を用いて所望の系統を真空容器12への導入配管28
に接続すれば、使用することができる。As the organic substance gas 21, an organic substance used in the above-described activation processing of the electron-emitting device or a mixed gas obtained by diluting the organic substance with nitrogen, helium, argon or the like is used. Further, when performing the above-described forming energizing treatment, a gas for promoting the formation of cracks in the conductive film of the element 6, for example, a reducing hydrogen gas or the like may be introduced into the vacuum vessel 12. is there. As described above, when a different gas is introduced in another step, the valve member 25e
A desired system is introduced into the vacuum vessel 12 by using
If you connect to it, you can use it.
【0053】有機ガス21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、有機物質が常温で液
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、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。キャリアガス22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。The organic gas 21 can be used as it is when the organic substance is a gas at room temperature. When the organic substance is liquid or solid at room temperature, it is used by evaporating or sublimating it in a container, or furthermore. Can be used by a method such as mixing with a diluent gas. The carrier gas 22 includes
An inert gas such as nitrogen or argon or helium is used.
【0054】有機物質ガス21と、キャリアガス22
は、一定の割合で混合されて、真空容器12内に導入さ
れる。両者の流量及び、混合比は、ガス流量制御装置2
4によって制御される。ガス流量制御装置24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、必要に応じて配管28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、導入口15より、真空容器12内に導入される。混
合ガスの加熱温度は、電子源基板10の温度と同等にす
ることが好ましい。Organic substance gas 21 and carrier gas 22
Are mixed at a fixed ratio and introduced into the vacuum vessel 12. The flow rate and the mixing ratio of both gas flow control devices 2
4. The gas flow controller 24 includes a mass flow controller, a solenoid valve, and the like. These mixed gases are heated to an appropriate temperature by a heater (not shown) provided around the pipe 28 if necessary, and then introduced into the vacuum vessel 12 through the inlet 15. It is preferable that the heating temperature of the mixed gas be equal to the temperature of the electron source substrate 10.
【0055】なお、配管28の途中に、水分除去フィル
ター23を設けて、導入ガス中の水分を除去するとより
好ましい。水分除去フィルター23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。It is more preferable to provide a moisture removal filter 23 in the middle of the pipe 28 to remove moisture in the introduced gas. Silica gel,
Hygroscopic materials such as molecular sieves and magnesium hydroxide can be used.
【0056】真空容器12に導入された混合ガスは、排
気口16を通じて、真空ポンプ26aにより一定の排気
速度で排気され、真空容器12内の混合ガスの圧力は一
定に保持される。真空ポンプ26a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、本発明においてはオイルフリーポンプが好
ましく用いられる。The mixed gas introduced into the vacuum vessel 12 is exhausted at a constant evacuation speed by the vacuum pump 26a through the exhaust port 16, and the pressure of the mixed gas in the vacuum vessel 12 is kept constant. The vacuum pump 26a is a dry pump,
It is a low vacuum pump such as a diaphragm pump or a scroll pump. In the present invention, an oil-free pump is preferably used.
【0057】気体の導入口15と排気口16の位置は、
本実施形態に限定されず、種々の態様を取ることができ
るが、容器12内に有機物質を均一に供給するために
は、気体の導入口15と排気口16の位置は、容器6に
おいて、図1に示すように、上下に、もしくは、図示し
ないが、左右の異なる位置にあることが好ましく、か
つ、略々対称の位置にあることがより好ましい。The positions of the gas inlet 15 and the gas outlet 16 are as follows.
The present invention is not limited to this embodiment, and various modes can be adopted. In order to uniformly supply the organic substance into the container 12, the positions of the gas introduction port 15 and the gas exhaust port 16 are set in the container 6. As shown in FIG. 1, it is preferable to be at different positions on the left and right, though not shown, and more preferably at substantially symmetric positions.
【0058】電子源基板10の取り出し電極30は、真
空容器12の外側にあり、TAB配線やプローブなどを
用いて配線31と接続し、駆動ドライバー32に接続す
る。The extraction electrode 30 of the electron source substrate 10 is located outside the vacuum vessel 12, is connected to the wiring 31 using a TAB wiring, a probe, or the like, and is connected to the driving driver 32.
【0059】以上のようにして、真空容器12内に有機
物質を含む混合ガスを流した状態で、駆動ドライバー3
2を用い、配線31を通じて電子源基板10上の各素子
6にパルス電圧を印加することにより、素子の活性化工
程を行うことができる。As described above, with the mixed gas containing the organic substance flowing into the vacuum vessel 12, the driving driver 3
By applying a pulse voltage to each element 6 on the electron source substrate 10 through the wiring 31 using the wiring 2, an element activation step can be performed.
【0060】上記のような構成を有する装置を用いて電
子源基板10上の各素子6にパルス電圧を印加し、フォ
ーミング処理及び活性化処理を行う際、素子6及び配線
7,8からの発熱がある。この双方の発熱量は同じでは
なく、更に、発熱領域も異なるため、電子源基板内に温
度のばらつきが生じ、熱応力により電子源基板が破損す
る危険性がある。このため本発明の装置においては、特
に、通電処理による上記発熱領域よりも広い領域におい
て電子源基板10を基板ホルダー207によって吸着固
定するようにしている。When a pulse voltage is applied to each element 6 on the electron source substrate 10 using the apparatus having the above-described configuration to perform the forming process and the activation process, heat generated from the element 6 and the wirings 7 and 8 is generated. There is. Since the heat generation amounts of the two are not the same and the heat generation regions are different, there is a risk that the temperature of the electron source substrate varies and the electron source substrate is damaged by thermal stress. For this reason, in the apparatus of the present invention, the electron source substrate 10 is particularly adsorbed and fixed by the substrate holder 207 in a region wider than the above-mentioned heat generation region due to the energization process.
【0061】上記通電処理による電子源基板10の発熱
領域と、基板ホルダー207による電子源基板10の吸
着固定領域の関係を図4を用いて説明する。The relationship between the heat generation area of the electron source substrate 10 due to the energization process and the area where the electron source substrate 10 is attracted and fixed by the substrate holder 207 will be described with reference to FIG.
【0062】図4において、Hsは複数の素子6からの
発熱領域であり、DHsとLHsに囲まれた領域であ
る。Hpは素子6及び配線7,8からの発熱領域であ
り、DHpとLHpに囲まれた領域である。Hvは基板
ホルダー207によって電子源基板10を吸着固定する
領域であり、DHvとLHvに囲まれた領域である。In FIG. 4, Hs is a heat generation area from a plurality of elements 6 and is an area surrounded by DHs and LHs. Hp is a heat generation region from the element 6 and the wirings 7 and 8, and is a region surrounded by DHp and LHp. Hv is a region where the electron source substrate 10 is fixed by suction by the substrate holder 207, and is a region surrounded by DHv and LHv.
【0063】本発明の装置では、上記Hpの領域よりも
広い上記Hvの領域において基板ホルダー207によっ
て電子源基板10を吸着固定する。具体的には、図1に
示した装置では、基板ホルダー207が具備する静電チ
ャック208を、上記Hpの領域よりも広い範囲に渡っ
て設けている。このように通電処理による発熱領域より
も広い領域で電子源基板を吸着固定することにより、通
電処理時に電子源基板に発生する熱応力は静電チャック
208による静電力によりキャンセルされて、電子源基
板10が変形したり、破損することが防止できる。In the apparatus of the present invention, the electron source substrate 10 is suction-fixed by the substrate holder 207 in the Hv region wider than the Hp region. Specifically, in the apparatus shown in FIG. 1, the electrostatic chuck 208 included in the substrate holder 207 is provided over a wider range than the above-described Hp region. As described above, by adsorbing and fixing the electron source substrate in an area larger than the heat generation area due to the energizing process, the thermal stress generated in the electron source substrate during the energizing process is canceled by the electrostatic force of the electrostatic chuck 208, and 10 can be prevented from being deformed or damaged.
【0064】(第2の実施形態)本発明の第2の実施形
態に係る電子源の製造装置を図5に示す。図5は全体構
成を示す模式図であり、図1中の符号と同一符号のもの
は同一部材である。(Second Embodiment) An apparatus for manufacturing an electron source according to a second embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 5 is a schematic view showing the entire configuration, and the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same members.
【0065】第1の実施形態では、静電チャック208
と電子源基板10の間の熱伝導を大きくするために、静
電チャック208に設けた溝211内に熱交換のための
気体を導入しているが、本実施形態はこれに代えて、基
板ホルダー207と電子源基板10との間に熱伝導部材
214を配置したものである。尚、その他の構成は第1
の実施形態と同様である。In the first embodiment, the electrostatic chuck 208
A gas for heat exchange is introduced into a groove 211 provided in the electrostatic chuck 208 in order to increase heat conduction between the substrate and the electron source substrate 10. The heat conductive member 214 is arranged between the holder 207 and the electron source substrate 10. Other configurations are the first
This is the same as the embodiment.
【0066】熱伝導部材214は、基板ホルダー207
上に設置され、電子源基板10を保持して固定する機構
の障害にならないように、基板ホルダー207と電子源
基板10の間で挟持されるか、あるいは、基板ホルダー
207に埋め込まれるように設置されていてもよい。The heat conducting member 214 is connected to the substrate holder 207.
It is installed so as to be sandwiched between the substrate holder 207 and the electron source substrate 10 or installed so as to be embedded in the substrate holder 207 so as not to hinder the mechanism for holding and fixing the electron source substrate 10. It may be.
【0067】熱伝導部材214は、電子源基板10の反
り・うねりを吸収し、電子源基板10への通電処理工程
における発熱を、確実に基板ホルダー207へ伝え、放
熱する機能を有し、例えば通電処理工程における前記複
数の素子及び前記複数の素子を接続する配線からの発熱
量に合せて温度調節し、電子源基板10内の温度分布に
よる応力を低減することで、電子源基板のクラック、破
損の発生を防ぐことができ、歩留まりの向上に寄与でき
る。The heat conducting member 214 has a function of absorbing the warp and undulation of the electron source substrate 10, reliably transmitting the heat generated in the process of applying power to the electron source substrate 10 to the substrate holder 207, and dissipating the heat. By controlling the temperature in accordance with the amount of heat generated from the plurality of elements and the wiring connecting the plurality of elements in the energization processing step, and reducing stress due to temperature distribution in the electron source substrate 10, cracks in the electron source substrate Breakage can be prevented, and the yield can be improved.
【0068】また、このような熱伝導部材214を設
け、通電処理工程における発熱を素早く、確実に放熱す
ることにより、温度分布による導入ガスの濃度分布の低
減、基板熱分布が影響する素子の不均一性の低減に寄与
でき、均一性に優れた電子源の製造が可能となる。Also, by providing such a heat conducting member 214, heat generated in the energization process is quickly and reliably radiated, so that the concentration distribution of the introduced gas is reduced by the temperature distribution, and the effect of the element affected by the substrate heat distribution is reduced. It is possible to contribute to the reduction of the uniformity and to manufacture an electron source with excellent uniformity.
【0069】熱伝導部材214は、弾性部材であっても
よい。弾性部材の材料としては、テフロン(登録商標)
樹脂などの合成樹脂材料、シリコンゴム等のゴム材料、
アルミナなどのセラミック材料、銅やアルミの金属材料
等を使用することができる。これらは、シート状、ある
いは、分割されたシート状で使用されていてもよい。The heat conducting member 214 may be an elastic member. The material of the elastic member is Teflon (registered trademark)
Synthetic resin materials such as resin, rubber materials such as silicone rubber,
A ceramic material such as alumina or a metal material such as copper or aluminum can be used. These may be used in the form of a sheet or a divided sheet.
【0070】また、熱伝導部材214を構成する弾性部
材は、電子源基板10に対向する面に凹凸の形状が形成
されていてもよい。この凹凸形状は、円柱状、角柱状等
の柱状、線状、円錐状などの突起状、球体や、ラグビー
ボール状(楕円球状体)などの球状体(半球状体)、あ
るいは、球状体表面に突起が形成されている形状、など
が好ましい。具体的には、図6に示すような、電子源基
板のX方向配線、あるいは、Y方向配線の位置に略々合
わせた線状の凹凸形状や、図7に示すように、各素子電
極の位置に略々合わせた柱状の凹凸形状、または、図示
しないが、半球状の凹凸形状が熱伝導部材の面に形成さ
れていることが好ましい。Further, the elastic member constituting the heat conducting member 214 may have an uneven shape on the surface facing the electron source substrate 10. The concavo-convex shape is a columnar shape such as a columnar shape, a prismatic shape, a projection shape such as a linear shape or a conical shape, a spherical shape, a spherical shape such as a rugby ball shape (elliptical spherical shape), or a spherical surface. The shape in which the projection is formed is preferable. Specifically, as shown in FIG. 6, a linear uneven shape substantially aligned with the position of the X-direction wiring or the Y-direction wiring of the electron source substrate, or as shown in FIG. It is preferable that a pillar-shaped uneven shape substantially aligned with the position, or a hemispherical uneven shape (not shown) is formed on the surface of the heat conductive member.
【0071】さらに、熱伝導部材214は、円柱状、角
柱状等の柱状、電子源基板の配線に合わせたX方向、あ
るいは、Y方向に伸びた線状、円錐状などの突起状、球
体や、ラグビーボール状(楕円球状体)などの球状体、
あるいは、球状体表面に突起が形成されている形状の球
状体などの弾性部材自体が基板ホルダー207上に設置
されたものであってもよい。この例を図8及び図9に示
す。Further, the heat conducting member 214 has a columnar shape such as a columnar shape or a prismatic shape, a projection shape such as a linear shape or a cone shape extending in the X direction or the Y direction according to the wiring of the electron source substrate, a sphere or the like. , Spherical bodies such as rugby ball-shaped (elliptical spherical bodies),
Alternatively, the elastic member itself, such as a spherical body having a projection formed on the surface of the spherical body, may be provided on the substrate holder 207. This example is shown in FIGS.
【0072】図8は、複数の弾性部材を使用した球状の
熱伝導部材の構成概略図である。ここでは、ゴム材料の
部材等の変形し易い微少球状物と、この微少球状物の直
径よりも直径が小さな球状物(ゴム材料の部材よりも変
形し難い球状物質)とを電子源基板10と基板ホルダー
207との間に散布し、挟持することで、熱伝導部材2
14を構成している。FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of a spherical heat conducting member using a plurality of elastic members. Here, a microsphere that is easily deformed, such as a member made of a rubber material, and a spherical body having a diameter smaller than the diameter of the microsphere (a spherical substance that is harder to deform than a member made of a rubber material) are combined with the electron source substrate 10. By spraying and sandwiching between the substrate holder 207 and the heat transfer member 2
14.
【0073】図9は、複合材料からなる熱伝導部材の構
成概略図である。セラミック部材、金属部材等の熱伝導
性硬質部材からなる球状物で中心部材を構成し、この球
状物表面をゴム部材で被覆したものを用いることで熱伝
導部材214を構成している。FIG. 9 is a schematic view showing the structure of a heat conducting member made of a composite material. A heat conductive member 214 is formed by using a spherical member made of a heat conductive hard member such as a ceramic member or a metal member to form a central member, and using a spherical member whose surface is covered with a rubber member.
【0074】以上説明した本発明の電子源基板の製造装
置においては、容器12は、電子源基板10上の少なく
とも素子6が形成されている領域のみを覆えばよいた
め、装置の小型化が可能である。また、電子源基板10
の取り出し電極30が容器外にあるため、電子源基板と
電気的処理を行うための電源装置(駆動ドライバ)との
電気的接続を容易に行うことが出来る。In the above-described apparatus for manufacturing an electron source substrate according to the present invention, since the container 12 only needs to cover at least the region where the element 6 is formed on the electron source substrate 10, the apparatus can be miniaturized. It is. In addition, the electron source substrate 10
Since the extraction electrode 30 is located outside the container, electrical connection between the electron source substrate and a power supply device (drive driver) for performing electrical processing can be easily performed.
【0075】また、図1及び図5に示すように、容器1
2の気体導入口15と電子源基板10との間に拡散板1
9を設けると、混合気体の流れが制御され、基板全面に
均一に有機物質が供給されるため、電子放出素子の均一
性が向上し好ましい。As shown in FIG. 1 and FIG.
2 between the gas inlet 15 and the electron source substrate 10.
The provision of 9 is preferable because the flow of the mixed gas is controlled and the organic substance is uniformly supplied to the entire surface of the substrate, so that the uniformity of the electron-emitting device is improved.
【0076】拡散板19としては、図1及び図5に示し
たように、開口部33を有する金属板などが用いられ
る。拡散板19の開口部33は、導入口近傍と、導入口
から遠い領域での開口部の面積を変えるか、あるいは、
開口部の数を変えて形成することが好ましい。具体的に
は、図10(断面図)及び図11(平面図)に示すよう
に、導入口15から遠いほど、開口部の面積が大きい
か、あるいは、図示してはいないが、開口部の数が多
い、あるいは、開口部の面積が大きく、その数が多いよ
うに形成すると、容器12内を流れる混合気体の流速が
略々一定となり、均一性向上の点でより好ましい。As shown in FIGS. 1 and 5, a metal plate having an opening 33 is used as the diffusion plate 19. The opening 33 of the diffusion plate 19 changes the area of the opening in the vicinity of the introduction port and in a region far from the introduction port, or
It is preferable that the number of the openings be changed. Specifically, as shown in FIG. 10 (cross-sectional view) and FIG. 11 (plan view), the farther from the inlet 15, the larger the area of the opening, or although not shown, the size of the opening If the number of openings is large or the area of the openings is large and the number of openings is large, the flow rate of the mixed gas flowing in the container 12 becomes substantially constant, which is more preferable in terms of improving uniformity.
【0077】拡散板19の開口部の形状は上記に限定さ
れるものではなく、例えば、開口部33を、同心円状に
等間隔でかつ円周方向に等角度間隔で形成し、かつ、該
開口部の開口面積を下式の関係を満たすように設定する
とよい。ここでは、気体の導入口15からの距離に比例
して開口面積が大きくなるように設定している。これに
より、電子源基板表面により均一性良く導入物質を供給
することができ、電子放出素子の活性化を均一性よく行
うことができる。 Sd=S0×[1+(d/L)2]1/2 但し、 d:気体の導入口の中心部からの延長線と拡散板との交
点からの距離 L:気体の導入口の中心部から、気体の導入口の中心部
からの延長線と拡散板との交点までの距離 Sd:気体の導入口の中心部からの延長線と拡散板との
交点からの距離dにおける開口面積 S0:気体の導入口の中心部からの延長線と拡散板との
交点における開口面積The shape of the openings of the diffusion plate 19 is not limited to the above. For example, the openings 33 are formed concentrically at equal intervals and at equal angular intervals in the circumferential direction. The opening area of the portion may be set so as to satisfy the following expression. Here, the opening area is set to increase in proportion to the distance from the gas inlet 15. As a result, the introduced substance can be supplied to the surface of the electron source substrate with high uniformity, and the electron emission elements can be activated with high uniformity. S d = S 0 × [1+ (d / L) 2 ] 1/2 where d is the distance from the intersection of the diffuser with the extension from the center of the gas inlet L: the center of the gas inlet From the center to the intersection of the diffuser and the extension from the center of the gas inlet S d : the opening area at the distance d from the intersection of the extension from the center of the gas inlet and the diffuser S 0 : Opening area at the intersection of the extension line from the center of the gas inlet and the diffusion plate
【0078】本発明の製造装置により製造された電子源
と画像形成部材とを組み合わせることにより、例えば図
12に示されるような画像形成装置を構成できる。尚、
図12は画像形成装置(表示パネル)68を模式的に表
した斜視図であり、部分的に切り欠いて示している。By combining the electron source manufactured by the manufacturing apparatus of the present invention with an image forming member, an image forming apparatus as shown in FIG. 12, for example, can be constructed. still,
FIG. 12 is a perspective view schematically showing an image forming apparatus (display panel) 68, which is partially cut away.
【0079】同図において、7はX方向配線、8はY方
向配線、10は電子源、69は図3に示したような電子
放出素子、62は支持枠、66はフェイスプレート(ガ
ラス基板63、メタルバック64、及び蛍光体65から
なる)、67は高圧端子、Dx1乃至DxmおよびDy
1乃至Dynは装置外端子である。In the figure, 7 is an X-direction wiring, 8 is a Y-direction wiring, 10 is an electron source, 69 is an electron-emitting device as shown in FIG. 3, 62 is a support frame, and 66 is a face plate (glass substrate 63). , Metal back 64 and phosphor 65), 67 are high voltage terminals, Dx1 to Dxm and Dy
1 to Dyn are external terminals.
【0080】図12に示す画像形成装置において、各電
子放出素子には、容器外端子Dx1乃至Dxm、Dy1
乃至Dynを通じ、走査信号及び変調信号を図示しない
信号発生手段によりそれぞれ印加することにより、電子
を放出させ、高圧端子67を通じ、メタルバック65、
あるいは、図示しない透明電極に5kV程度の高圧を印
加し、電子ビームを加速し、蛍光体膜64に衝突させ励
起、発光させることで画像を表示する。In the image forming apparatus shown in FIG. 12, external terminals Dx1 to Dxm, Dy1
Through Dyn, a scanning signal and a modulation signal are applied by signal generation means (not shown) to emit electrons, and through a high voltage terminal 67, a metal back 65,
Alternatively, an image is displayed by applying a high voltage of about 5 kV to a transparent electrode (not shown), accelerating the electron beam, colliding with the phosphor film 64, exciting and emitting light.
【0081】[0081]
【実施例】以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳し
く説明するが、本発明はかかる実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の目的が達成される範囲内での各要素
の置換や設計変更がなされたものをも包含する。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these examples, and each element within a range in which the object of the present invention is achieved. This also includes those in which substitutions or design changes have been made.
【0082】[実施例]本実施例は、本発明に係る製造
装置を用いて図3に示したような表面伝導型電子放出素
子を複数備える図13に示される電子源を製造するもの
である。[Embodiment] In this embodiment, an electron source shown in FIG. 13 having a plurality of surface conduction electron-emitting devices as shown in FIG. 3 is manufactured using the manufacturing apparatus according to the present invention. .
【0083】先ず、図14に示すような単純マトリクス
配線された多数の導電性膜を有する電子源基板を以下の
ようにして作製した。図13及び図14において、10
はガラス基板、2と3は素子電極、4は導電性膜、29
は炭素膜、5は炭素膜29の間隙、Gは導電性膜4の間
隙、7はX方向配線、8はY方向配線、9は絶縁層であ
る。尚、素子数及び配線数は省略して一部のみを図示し
ている。First, an electron source substrate having a large number of conductive films arranged in a simple matrix as shown in FIG. 14 was manufactured as follows. 13 and FIG.
Is a glass substrate, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a conductive film, 29
Is a carbon film, 5 is a gap between the carbon films 29, G is a gap between the conductive films 4, 7 is an X-direction wiring, 8 is a Y-direction wiring, and 9 is an insulating layer. It should be noted that the number of elements and the number of wirings are omitted, and only a part is shown.
【0084】サイズ350mm×300mm、厚さ3m
mのガラス基板10の裏面に、ITO膜をスパッタ法に
より100nm形成した。前記ITO膜は、電子源の製
造時に静電チャックの電極として用いるもので、その抵
抗率が109Ωcm以下であれば、その材質には制限さ
れず、半導体、金属等が使用できる。Size 350 mm × 300 mm, thickness 3 m
An ITO film was formed to a thickness of 100 nm on the back surface of the m glass substrate 10 by a sputtering method. The ITO film is used as an electrode of an electrostatic chuck when an electron source is manufactured. If the resistivity is 10 9 Ωcm or less, the material is not limited, and a semiconductor, a metal, or the like can be used.
【0085】次に、上記ガラス基板10の表面にSiO
2層を形成し、さらにオフセット印刷法によりPtペー
ストを印刷し、加熱焼成して、厚み50nmの素子電極
2、3を形成した。また、スクリーン印刷法により、A
gペーストを印刷し、加熱焼成することにより、X方向
配線7(240本)及びY方向配線8(720本)を形
成し、X方向配線7とY方向配線8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9を形成した。Next, the surface of the glass substrate 10 is
Two layers were formed, and a Pt paste was printed by an offset printing method, followed by heating and baking to form device electrodes 2 and 3 having a thickness of 50 nm. Also, by screen printing, A
g paste is printed and heated and baked to form X-direction wirings 7 (240 lines) and Y-direction wirings 8 (720 lines), and screen printing is performed at the intersection of the X-direction wiring 7 and the Y-direction wiring 8. The insulating paste was printed by a method and baked by heating to form the insulating layer 9.
【0086】次に、素子電極2、3間にバブルジェット
(登録商標)方式の噴射装置を用いて、パラジウム錯体
溶液を滴下し、350℃で30分間加熱して酸化パラジ
ウムの微粒子からなる導電性膜4を形成した。導電性膜
4の膜厚は、20nmであった。Next, a palladium complex solution was dropped between the device electrodes 2 and 3 using a bubble jet (registered trademark) type spraying device, and heated at 350 ° C. for 30 minutes to form a conductive material composed of fine particles of palladium oxide. Film 4 was formed. The thickness of the conductive film 4 was 20 nm.
【0087】以上のようにして、一対の素子電極2、3
及び導電性膜4からなる素子の複数がX方向配線7及び
Y方向配線8にてマトリクス配線された電子源基板10
を作成した。As described above, the pair of device electrodes 2 and 3
Electron source substrate 10 in which a plurality of elements made of conductive film 4 are arranged in a matrix by X-direction wiring 7 and Y-direction wiring 8
It was created.
【0088】この電子源基板10の反り、うねりに付い
て観察したところ、基板そのものが持っていた反り、う
ねり及び上記までの加熱工程によって生じたと思われる
基板の反り、うねりによって、基板中央部に対して、
0.5mmほど周辺が反った状態であった。Observation of the warpage and undulation of the electron source substrate 10 showed that the substrate itself had a warp and undulation, and the warp and undulation of the substrate considered to have been caused by the heating process described above. for,
The periphery was warped by about 0.5 mm.
【0089】次に、図1及び図2に示した製造装置を用
いて以後の工程を行った。Next, the following steps were performed using the manufacturing apparatus shown in FIGS.
【0090】前記電子源基板10を基板ホルダー207
に載せた。尚、この基板ホルダー207が具備する静電
チャック208は、素子部(素子電極2、3及び導電性
膜4からなる素子の複数が配置されている領域)及び配
線部(素子部以外の配線7、8が配置されている領域)
よりも広い範囲に渡って設けている。The electron source substrate 10 is placed on a substrate holder 207.
Put on. The electrostatic chuck 208 provided in the substrate holder 207 includes an element portion (a region where a plurality of elements including the element electrodes 2 and 3 and the conductive film 4 are arranged) and a wiring portion (a wiring 7 other than the element portion). , 8 are arranged)
It is provided over a wider range.
【0091】次に、バルブ25gを空け、溝211内を
100Pa以下に真空排気し、静電チャック208に真
空吸着した。この時、前記電子源基板10の裏面に形成
したITO膜は、接触ピン(不図示)により、高圧電源
210の負極側と同電位に接地した。更に、電極209
に2kVの直流電圧を高圧電源210(負極側を接地)
より供給し、電子源基板10を静電チャック208に静
電吸着させた。Next, the valve 25g was opened, and the inside of the groove 211 was evacuated to 100 Pa or less, and was vacuum-adsorbed to the electrostatic chuck 208. At this time, the ITO film formed on the back surface of the electron source substrate 10 was grounded to the same potential as the negative electrode side of the high voltage power supply 210 by a contact pin (not shown). Further, the electrode 209
2kV DC voltage to high voltage power supply 210 (negative electrode grounded)
The electron source substrate 10 was electrostatically attracted to the electrostatic chuck 208.
【0092】次に、バルブ25gを閉じ、バルブ25h
を開け、Heガスを、溝211に導入し、500Paに
維持した。Heガスは、電子源基板10と静電チャック
208の間の熱伝導を向上させる作用がある。尚、He
ガスが最も好適であるが、N 2、Ar等のガスも使うこ
とができ、所望の熱伝導が得られればそのガス種には制
限されない。Next, the valve 25g is closed, and the valve 25h is closed.
Is opened, and He gas is introduced into the groove 211 to 500 Pa.
Maintained. He gas is supplied to the electron source substrate 10 and the electrostatic chuck.
There is an effect of improving the heat conduction during the step 208. In addition, He
Gas is most preferred, but N TwoAlso use gas such as
If the desired heat conduction is obtained, the gas type is restricted.
Not limited.
【0093】次に、容器12をO−リング18を介して
電子源基板10上に、上記配線端部が容器12の外に出
るようにして載せ、容器12内に気密な空間を作り、バ
ルブ25fを開け、真空ポンプ26aにより同空間を圧
力が1×10-5Pa以下になるまで、真空排気した。Next, the container 12 is placed on the electron source substrate 10 via the O-ring 18 so that the above-mentioned wiring ends protrude out of the container 12 to create an airtight space in the container 12. The space 25f was opened, and the space was evacuated by a vacuum pump 26a until the pressure became 1 × 10 −5 Pa or less.
【0094】次に、水温15℃の冷却水を冷却ユニット
213に流し、更に、温度制御機能を有する電源(不図
示)より、電気ヒーター212に電力を供給し、電子源
基板10を50℃の一定温度に維持した。Next, cooling water having a water temperature of 15 ° C. is supplied to the cooling unit 213, and further, electric power is supplied from a power supply (not shown) having a temperature control function to the electric heater 212, and the electron source substrate 10 is cooled to 50 ° C. The temperature was kept constant.
【0095】次に、配線31に接続されたプローブユニ
ット(不図示)5を、容器6の外に露出した電子源基板
10上の配線端部に電気的に接触させ、配線31に接続
した駆動ドライバ32より、底辺1msec、周期10
msec、波高値10Vの三角パルスを120秒間印加
し、フォーミング処理工程を実施した。その結果、フォ
ーミング処理時に流れる電流によって発生する熱は、効
率よく静電チャック208に吸収され、さらに素子部か
らの発熱量と配線部からの発熱量の差により電子源基板
10に発生する熱応力を最小限にするために、ヒーター
212を分割し、それぞれの発熱量に合せて制御するこ
とで、電子源基板10は一定温度50℃に保たれ、良好
なフォーミング処理を実施でき、また、熱応力による電
子源基板10の破損も防ぐことができた。Next, the probe unit (not shown) 5 connected to the wiring 31 is brought into electrical contact with the wiring end on the electron source substrate 10 exposed outside the container 6, and the driving unit connected to the wiring 31 is connected. From driver 32, base 1msec, period 10
A forming process was performed by applying a triangular pulse having a peak value of 10 V for msec for 120 seconds. As a result, the heat generated by the current flowing during the forming process is efficiently absorbed by the electrostatic chuck 208, and the thermal stress generated in the electron source substrate 10 due to the difference between the amount of heat generated from the element portion and the amount of heat generated from the wiring portion. In order to minimize the temperature, the heater 212 is divided and controlled according to the amount of heat generated, so that the electron source substrate 10 can be maintained at a constant temperature of 50 ° C., and a good forming process can be performed. Damage to the electron source substrate 10 due to stress was also prevented.
【0096】以上のフォーミング処理により、図3に示
す間隙Gが導電性膜4に形成された。The gap G shown in FIG. 3 was formed in the conductive film 4 by the above forming process.
【0097】次に、電気ヒーター212に流れる電流を
調整し、電子源基板10を60℃の一定温度に維持し
た。続いて、電離真空計(不図示)で容器12内の圧力
を測定しながら、配管28等を介して圧力が2×10-4
Paのベンゾニトリルを導入した。次に、駆動ドライバ
32より、プローブユニット(不図示)を通して、底辺
1msec、周期10msec、波高値15Vの三角パ
ルスを60分間印加して活性化処理を行った。その結
果、フォーミング処理工程と同様に、活性化処理時に流
れる電流によって発生する熱は、効率よく静電チャック
208に吸収され、さらに素子部からの発熱量と配線部
からの発熱量の差により電子源基板10に発生する熱応
力を最小限にするために、ヒーター212を分割し、そ
れぞれの発熱量に合せて制御することで、電子源基板1
0は一定温度60℃に保たれ、良好な活性化処理を実施
でき、また、熱応力による電子源基板10の破損も防ぐ
ことができた。Next, the current flowing through the electric heater 212 was adjusted to maintain the electron source substrate 10 at a constant temperature of 60 ° C. Subsequently, while measuring the pressure in the container 12 with an ionization vacuum gauge (not shown), the pressure is set to 2 × 10 −4 through the pipe 28 or the like.
Benzonitrile of Pa was introduced. Next, a triangular pulse having a bottom of 1 msec, a period of 10 msec, and a peak value of 15 V was applied from the drive driver 32 through a probe unit (not shown) for 60 minutes to perform an activation process. As a result, similarly to the forming process, the heat generated by the current flowing at the time of the activation process is efficiently absorbed by the electrostatic chuck 208, and the heat generated from the element portion and the wiring portion is generated by the difference between the generated heat amount from the wiring portion and the generated heat amount. In order to minimize the thermal stress generated in the source substrate 10, the heater 212 is divided and controlled in accordance with the amount of heat generated, so that the electron source substrate 1
0 was maintained at a constant temperature of 60 ° C., so that a favorable activation process could be performed, and damage to the electron source substrate 10 due to thermal stress could be prevented.
【0098】以上の活性化処理により、図3に示すよう
に、間隙5を隔てて炭素膜29が形成された。By the above activation process, a carbon film 29 was formed with the gap 5 therebetween, as shown in FIG.
【0099】以上の工程を終了した電子源基板10は、
ガラス枠及び蛍光体を配置したフェースプレートと位置
合わせを行い、低融点ガラスを用いて封着し、真空外囲
器を作製した。更に、前記外囲器内に真空排気、ベーキ
ング、封止工程等の工程を施し、図12に示した画像形
成パネルを作製した。The electron source substrate 10 after the above steps is completed
Alignment was performed with the face plate on which the glass frame and the phosphor were arranged, and sealing was performed using low-melting glass to produce a vacuum envelope. Further, the envelope was evacuated, baked, sealed, and the like, and the image forming panel shown in FIG. 12 was manufactured.
【0100】以上のようにして完成した画像形成パネル
において、各電子放出素子には、外部端子Dx1乃至D
xm、Dy1乃至Dynを通じ、走査信号及び変調信号
を図示しない信号発生手段によりそれぞれ印加すること
により、電子を放出させ、高圧端子67を通じ、メタル
バック65に5kVの高圧を印加し、電子ビームを加速
し、蛍光体膜64に衝突させ、励起、発光させることで
画像を表示した。In the image forming panel completed as described above, the external terminals Dx1 to Dx1
By applying a scanning signal and a modulation signal through xm and Dy1 to Dyn by signal generation means (not shown), electrons are emitted, and a high voltage of 5 kV is applied to the metal back 65 through the high voltage terminal 67 to accelerate the electron beam. Then, the image was displayed by colliding with the phosphor film 64 to excite and emit light.
【0101】本実施例では、フォーミング処理、活性化
処理工程時に電子源基板を一定温度に保ったことによ
り、特性の揃った良好な表面伝導型電子放出素子を形成
でき、均一性が向上した画像性能を有する画像形成パネ
ルを作製できた。また、電子源基板の熱応力による破損
を防止でき、歩留まりを向上することができた。In this embodiment, by maintaining the electron source substrate at a constant temperature during the forming process and the activation process, it is possible to form a good surface conduction electron-emitting device having uniform characteristics and improve the uniformity of the image. An image forming panel having high performance was produced. Further, damage of the electron source substrate due to thermal stress could be prevented, and the yield could be improved.
【0102】[0102]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子源の
製造装置によれば、大型の真空チャンバ及び高真空対応
の排気装置を用いることなく、熱応力による基板の破損
や特性分布の発生を防止して、電子放出特性の優れた電
子源を効率良く製造することができる。As described above, according to the apparatus for manufacturing an electron source of the present invention, the occurrence of breakage of the substrate and the occurrence of characteristic distribution due to thermal stress can be achieved without using a large-sized vacuum chamber and an exhaust device compatible with high vacuum. Thus, an electron source having excellent electron emission characteristics can be efficiently manufactured.
【図1】本発明に係る電子源の製造装置の一例を模式的
に示す全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram schematically showing an example of an electron source manufacturing apparatus according to the present invention.
【図2】図1における電子源基板の周辺部分を一部を破
断して示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a part of the periphery of an electron source substrate in FIG.
【図3】本発明に係る電子源に好適に用いられる表面伝
導型電子放出素子の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a surface conduction electron-emitting device suitably used for the electron source according to the present invention.
【図4】電子源基板の発熱領域と、本発明における電子
源基板の吸着固定領域の関係を説明するための図であ
る。FIG. 4 is a diagram for explaining a relationship between a heat generation area of the electron source substrate and an adsorption fixing area of the electron source substrate in the present invention.
【図5】本発明に係る電子源の製造装置の別の例を模式
的に示す全体構成図である。FIG. 5 is an overall configuration diagram schematically showing another example of the electron source manufacturing apparatus according to the present invention.
【図6】本発明に係る電子源の製造装置において使用さ
れる熱伝導部材の形状の一例を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing an example of a shape of a heat conducting member used in the electron source manufacturing apparatus according to the present invention.
【図7】本発明に係る電子源の製造装置において使用さ
れる熱伝導部材の形状の別の例を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing another example of the shape of the heat conducting member used in the electron source manufacturing apparatus according to the present invention.
【図8】本発明に係る電子源の製造装置において使用さ
れるゴム材料の球状物質を用いた熱伝導部材の一例を示
す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of a heat conductive member using a spherical material of a rubber material used in the apparatus for manufacturing an electron source according to the present invention.
【図9】本発明に係る電子源の製造装置において使用さ
れるゴム材料の球状物質を用いた熱伝導部材の別の例を
示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing another example of a heat conducting member using a rubber spherical material used in the electron source manufacturing apparatus according to the present invention.
【図10】本発明に係る電子源の製造装置において使用
される拡散板の形状の一例を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of the shape of a diffusion plate used in the apparatus for manufacturing an electron source according to the present invention.
【図11】本発明に係る電子源の製造装置において使用
される拡散板の形状を示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing the shape of a diffusion plate used in the electron source manufacturing apparatus according to the present invention.
【図12】画像形成装置の構成を一部を破断して示す斜
視図である。FIG. 12 is a perspective view illustrating a configuration of the image forming apparatus with a part thereof cut away.
【図13】本発明に係る電子源を示す平面図である。FIG. 13 is a plan view showing an electron source according to the present invention.
【図14】本発明に係る電子源基板の平面図である。FIG. 14 is a plan view of an electron source substrate according to the present invention.
2、3 素子電極 4 導電性膜 G 導電性膜の間隙 5 炭素膜の間隙 6 素子 7 X方向配線 8 Y方向配線 9 絶縁層 10 電子源基板 12 容器 15 気体の導入口 16 気体の排気口 18 シール部材 19 拡散板 21 有機ガス物質 22 キャリヤガス 23 水分除去フィルター 24 ガス流量制御装置 25a〜25f バルブ 26a、26b 真空ポンプ 26a、27b 真空計 28 配管 30 取り出し配線 31 電子源基板の取り出し配線30と駆動ドライバ3
2とを接続する配線 32 電源、電流測定装置及び電流−電圧制御系装置か
らなる駆動ドライバ 33 拡散板19の開口部 62 真空枠部材 63 ガラス基板 64 メタルバック 65 蛍光体 66 フェースプレート 67 高圧端子 68 画像形成装置(表示パネル) 69 電子放出素子 207 基板ホルダー 208 静電チャック 209 静電チャック内の電極 210 電源 211 溝 212 ヒーター 213 冷却ユニット 214 熱伝導部材2, 3 element electrode 4 conductive film G conductive film gap 5 carbon film gap 6 element 7 X direction wiring 8 Y direction wiring 9 insulating layer 10 electron source substrate 12 container 15 gas inlet 16 gas exhaust 18 Seal member 19 Diffusion plate 21 Organic gas substance 22 Carrier gas 23 Moisture removal filter 24 Gas flow control device 25a to 25f Valve 26a, 26b Vacuum pump 26a, 27b Vacuum gauge 28 Piping 30 Extraction wiring 31 Electron source substrate extraction wiring 30 and drive Driver 3
2 A drive driver comprising a power supply, a current measuring device, and a current-voltage control device 33 An opening of the diffusion plate 19 62 A vacuum frame member 63 A glass substrate 64 A metal back 65 A phosphor 66 A face plate 67 A high voltage terminal 68 Image forming apparatus (display panel) 69 Electron emission element 207 Substrate holder 208 Electrostatic chuck 209 Electrode in electrostatic chuck 210 Power supply 211 Groove 212 Heater 213 Cooling unit 214 Heat conduction member
Claims (9)
る支持体と、前記電子源基板の一部の領域を覆う容器
と、前記容器内を所定の雰囲気にする手段と、前記導電
体に電圧を印加する手段とを有する電子源の製造装置に
おいて、 前記支持体が、前記導電体に電圧を印加することによる
該導電体からの発熱領域よりも広い前記電子源基板の領
域を吸着固定する支持手段を有することを特徴とする電
子源の製造装置。1. A support for supporting an electron source substrate on which a conductor is formed, a container covering a partial area of the electron source substrate, means for setting the inside of the container to a predetermined atmosphere, and the conductor A device for applying a voltage to the electron source, wherein the support adsorbs and fixes an area of the electron source substrate that is wider than a heat generation area from the conductor by applying a voltage to the conductor. An apparatus for manufacturing an electron source, comprising:
吸着する手段であることを特徴とする請求項1に記載の
電子源の製造装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein said supporting means is means for electrostatically adsorbing said electron source substrate.
領域に熱伝導部材を備えていることを特徴とする請求項
1又は2に記載の電子源の製造装置。3. The apparatus for manufacturing an electron source according to claim 1, wherein the support has a heat conducting member in an area wider than the heat generating area.
放熱する手段を備えていることを特徴とする請求項1乃
至3のいずれかに記載の電子源の製造装置。4. The apparatus for manufacturing an electron source according to claim 1, wherein said support comprises means for radiating heat generated from said conductor.
前記電子源基板の領域を加熱する手段を備えていること
を特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電子源
の製造装置。5. The method of manufacturing an electron source according to claim 1, wherein said support has means for heating an area of said electron source substrate which is larger than said heat generating area. apparatus.
前記電子源基板の領域を冷却する手段を備えていること
を特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電子源
の製造装置。6. The method of manufacturing an electron source according to claim 1, wherein said support includes means for cooling an area of said electron source substrate which is larger than said heat generating area. apparatus.
前記電子源基板の領域を均熱温度制御する手段を備えて
いることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載
の電子源の製造装置。7. The electron according to claim 1, wherein the support is provided with a means for controlling a soaking temperature of an area of the electron source substrate which is larger than the heat generating area. Source manufacturing equipment.
を拡散させる手段を備えていることを特徴とする請求項
1乃至7のいずれかに記載の電子源の製造装置。8. The apparatus for manufacturing an electron source according to claim 1, wherein said container has means for diffusing gas introduced into said container.
導電性膜に接続された一対の素子電極からなる素子の複
数と、該複数の素子を接続した配線とからなる導電体が
形成されたものを用いることを特徴とする請求項1乃至
8のいずれかに記載の電子源の製造装置。9. A conductor comprising a plurality of elements each including a conductive film and a pair of element electrodes connected to the conductive film, and a wiring connecting the plurality of elements is formed as the electron source substrate. The apparatus for manufacturing an electron source according to any one of claims 1 to 8, wherein the electron source is used.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001164347A JP2002358875A (en) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | Equipment for manufacturing electron sources |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001164347A JP2002358875A (en) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | Equipment for manufacturing electron sources |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002358875A true JP2002358875A (en) | 2002-12-13 |
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ID=19007180
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| JP2001164347A Withdrawn JP2002358875A (en) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | Equipment for manufacturing electron sources |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2002358875A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7226331B2 (en) | 2003-10-07 | 2007-06-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron source manufacturing apparatus and electron source manufacturing method |
| CN100375214C (en) * | 2003-01-21 | 2008-03-12 | 佳能株式会社 | Energization processing apparatus and electron source manufacturing apparatus |
-
2001
- 2001-05-31 JP JP2001164347A patent/JP2002358875A/en not_active Withdrawn
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