JPH0465050A - 表面伝導形電子放出素子の製造方法 - Google Patents

表面伝導形電子放出素子の製造方法

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JPH0465050A
JPH0465050A JP2174407A JP17440790A JPH0465050A JP H0465050 A JPH0465050 A JP H0465050A JP 2174407 A JP2174407 A JP 2174407A JP 17440790 A JP17440790 A JP 17440790A JP H0465050 A JPH0465050 A JP H0465050A
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JP
Japan
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fine particle
particle film
metal fine
resistance
electron
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Application number
JP2174407A
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English (en)
Inventor
Hisami Iwai
岩井 久美
Tetsuya Kaneko
哲也 金子
Ichiro Nomura
一郎 野村
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Canon Inc
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Canon Inc
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2201/00Electrodes common to discharge tubes
    • H01J2201/30Cold cathodes
    • H01J2201/316Cold cathodes having an electric field parallel to the surface thereof, e.g. thin film cathodes
    • H01J2201/3165Surface conduction emission type cathodes

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  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は表面伝導形量f放出素子の製造方法ムー二関す
るものであり、特に電子放出部に形成する金属微粒子膜
に関するものである。
[従来の技術] 電極ギャップを隔てて位置する一対の電極を有する表面
伝導形電子放出素子の素子構成は第2図に示す通りであ
る。同第2図において、4は石英から成る基板であり、
1.2は4上に形成された電極。6は電極ギャップ、、
3は電子放出部を示す。従来、この電子放出素子におい
ては、基板4上に有機金属化合物溶液(奥野製薬工業製
ギヤタベーストccp)をスピンコータを用いて回転塗
布し、焼成を行うことにより、電極ギャップ6間の電子
放出部3に微粒子膜を形成し、電極ギャップ6間に所望
の抵抗値、すなわち素子抵抗値を得ていた。この微粒子
膜を光学顕微鏡で観察すると透過光景が異なる場所があ
り、膜厚のバラツキが見られた。また、この素子抵抗は
後述実施例で用いる電極ギャップ6の大きさと電極幅に
おいて、同一基板内の複数の素子間で2.5にΩ12に
Ωと広い範囲にわたっており、電極1と電極2の間に電
圧を印加することにより、この微粒子膜を局所的に破壊
・変形、もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態の
電子放出部3を形成した。これにより、電子放出機能を
得た表面伝導上電子放出素子から電子放出させることが
できる。このとき、表面伝導上電子放出素子から数mm
程度離れた空間上に蛍光体基板5を配置して1kVの電
圧を印加した場合、観測された同一基板内の複数の素子
間のエミッション電流値はIe=1.5μA±1μAと
ばらつきを生じた。
また、第3図は前述の電子放出素子を多数個並べた画像
形成装置を示すものである。7は電極配線、8は素子電
極、3は電子放出部、10はグリッド電極、11は電子
通過孔、12は画像形成板、13は蛍光体で電子が衝突
することにより発光する。14は蛍光体の輝点である。
本画像形成装置は2つの電極配線7の間に素子を並列に
並べた線状電子源とグリッド電極10でXYマトリクス
駆動を行い、画像形成板12上の蛍光体13に電子を衝
突させることにより、画像形成を行う装置である。この
装置において用いられる表面伝導上電子放出素子のエミ
ッション電流値は上述のように素子間でバラツキが生じ
ることは言うまでもない。
[発明が解決しようとする課題] 以上のように最初から所望の素子抵抗値となる有機金属
化合物溶液を塗布し、焼成するという方法では金属微粒
子の均一な膜は得られなかった。
このために次のような問題が生じていた。
1、電子放出部3に微粒子膜を有する表面伝導上電子放
出素子の素子抵抗は同一基板内の複数素子間でバラツキ
を生じ、他基板素子間でも同様のバラツキを生じる。
2、電極ギャップ6間に電圧を印加して電子放出をさせ
た場合、エミッション電流値が同一基板内の複数素子間
でバラツキを生じる。
3、画像形成装置においては、各素子からのエミッショ
ン電流値がばらつ(ため、蛍光体13の輝度ムラが生じ
る。
4、画像形成装置の蛍光体の各輝点14の光放出量がば
らつ(ため、表示にちらつきを生じる。
上記問題点は電子放出素子としてのみならず画像形成装
置としても致命的なものである。
[課題を解決するための手段] 前記問題点を解決するために本発明では、電極ギャップ
6を隔てて位置する一対の電極1,2と該電極ギャップ
6に金属微粒子膜が配置された電子放出部3を有する表
面伝導上電子放出素子において、該金属微粒子膜の抵抗
値が、該金属微粒子膜上に任意の有機金属含有量の有機
金属化合物溶液を塗布・焼成することによって得られる
金属微粒子膜の最終的な抵抗値の10倍以上であること
を特徴とする表面伝導上電子放出素子の製造方法を提供
するものであり、さらには有機金属がPd有機金属、ま
たはAu有機金属、またはAg有機金属、またはRu有
機金属であることを特徴とする表面伝導上電子放出素子
の製造方法を提供するものである。
以下、さらに詳しく本発明を説明すると、本発明の表面
伝導上電子放出素子は従来と同様、第2図に示すように
基板4上に形成されるもので、この基板4としてはガラ
ス、石英等の絶縁材料が用いられる。この上に形成され
る電極1,2は真空堆積法等で形成され、電極材料とし
てはNi+ AI2+ Cu、、Au、pt、Ag等の
金属やSnow’、Inz O3,ITO等の金属酸化
物等を用いることができる。電極ギャップ6は0. 1
〜100μmであれば良い。
また、本発明は第4図に示されるようなものでも良(、
基板4上に設けられた段差形成層18の段差部上下端に
一対の電極1,2の各端部が位置し、該電極1,2が該
段差部をはさんで対向して電極ギャップ6を有しており
、該電極ギャップ6である段差部側端面に電子放出部3
を形成してなり、電極1,2間に電圧を印加することに
より、電子放出部3から電子放出するという電子放出素
子の構造においても同様な効果を得ることができる。
上記段差形成層18としては、一般に絶縁材料を用いる
。例えば、5i02.MgO8T i 02 、Ta2
0s 、Af1203等及びこれらの積層物もしくはこ
れらの混合物でも良い。電極ギャップ6は、段差形成層
18の厚みと電極1゜2の厚みによって決定されるが、
数10人〜数μカ良い。その他の構成部旧は、前述した
ものと同様な材料、構成を用いることかできる。
また、電子放出部3に形成する金属微粒子膜の材料どし
てはAu、Ag、Ru、Pd等の金属の微粒子を用いる
ことかできる。この微粒子は、得ようとする金属の有機
金属化合物溶液を例えばディッピングやスピンコード等
で基板4に塗布した後、焼成することによって得られる
なお、1回目に電子放出部に形成する金属微粒子膜を得
る方法としては、上記ディッピングやスピンコード以外
に金属材料の真空堆積法を用いることもできる。
このようにして電子放出部3を形成することができる。
[作用] 本発明によれば、」二連した有機金属溶液が基板4上に
均一に塗布できるため、均一な膜厚と膜質の金属微粒子
膜を得ることかできる。
すなわち、初めに電子放出部3に金属微粒子膜を配置す
る。この際、金属微粒子で基板4表面を覆うことによっ
て基板4表面への溶液のぬれ性を向上させることができ
る。
但し、この際基板4の表面材質や表面形状により金属微
粒子膜の@厚分布が大きく発生するやしかし、この表面
に形成された金属微粒子膜は、膜厚が非常に薄く、導電
性も非常に小さいため、素子の抵抗としては無限大か、
あいは最終的に得る微粒子膜の素子抵抗の10倍程度以
上の高抵抗しか示さない。従ってたとえ基板4も表面の
材質や形状によって微粒子膜の膜厚にバラツキが生じて
いても、最終的に得る素子抵抗のバラツキには直接影響
を与えない。
ここで初めに配置した金属微粒子膜の膜厚ムラがあった
としても、基板4は金属微粒子が覆った表面であるため
、以降の有機金属化合物溶液の塗布に対するヌレ性が非
常に良好になる。従って2度目以降の有機金属化合物溶
液の塗布においては、有機金属の含有率に関わらず、均
一なヌレ性で基板4へ塗布され、膜厚や膜質の均一な金
属微粒子膜を得ることがで参る。
以後2回目以降の有機金属化合物溶液の塗布・焼成を行
い、最終的に所望の素子抵抗値になるように金属微粒子
膜を均一に形成することができる。
2回目以降、所望の素子抵抗を得るために有機金属濃度
の高い溶液を1度塗布しても良いし、また、濃度の低い
溶液を多数回塗布しても良く、特に有機金属の濃度・回
転塗布の回数に制限はない。
[実施例] 実施例1 第1図は本実施例を説明する概略的説明図である。
最初に、+分脱脂、洗浄を行った1inchx1.5i
nch角の石英基板4上に、通常よく用いられるフォト
リソグラフィ技術と真空成膜技術により一対の電極1.
2を5素子形成した。
電極ギャップ6は2μm、電極幅は300 /Jmであ
る。
電極材料は、膜厚50人のCrを下引咎とした膜厚95
0人のNiであり、真空堆積法により成膜を行った。
この基板4上に有機パラジウム化合物を含む有機溶媒(
奥野製薬工業製キャタペーストCCP、Pd含有量2.
2g±0.5g/j2.以下A液と略す)をスピンコー
タを用いて回転塗布し、300℃−13分間の焼成を行
った。4:の後、該A液よりも有機Pd化合物の含有量
の多い有機溶媒(奥野製薬工業製キャタペーストCCP
、Pd含含有量22土±5/に以下B液と略す)をスピ
ンコータで回転塗布し、300℃−13分間の焼成を行
った。
こうして得られた素子の素子抵抗をテスターで測定した
ところ、2.5にΩ±0.5にΩとなり、従来の方法と
比べて素子抵抗値のバラツキが小さくなった。
また、この素子の電子放出特性を調べるため素子を真空
容器中に入れ、電極1,2間に14Vの電圧を印加し、
更に、素子から5mm沿直上に1kVの電圧を印加した
蛍光体基板5を設置して放出電流の測定を行った。
その結果、上記条件のもとてのエミッション電流Ieは
Ie=2.04zA±0.5μAとなった。素子抵抗値
と同様、従来の方法と比べてバラツキが小さくなったこ
とがわかる。以上説明したように本発明は同一基板およ
び他基板の複数の表面伝導形電子放出素子について素子
抵抗および特性のバラツキの小さい素子を提供すること
ができる。
実施例2 電極ギャップ6にSiO□薄膜を応用したたて型構造の
素子を作製した。
第4図は本実施例を説明する為の概略的説明図である。
第5図はその電子放出部3を説明する為の概略的断面図
である。
石英の基板4上に段差形成層18として、5i02の液
体コーテイング材(東京応化工業社製○CD)を塗布、
乾燥し、厚み3000人の5i02層を作成した。次に
、電子放出部3の平面形状となるように、段差形成層1
8をHFエツチング液によりパターンエッチし、段差部
を設けた。さらに、該段差部上へ、マスク真空蒸着法に
より、Niを厚み500人成膜し、電極1.2を実施例
1と同様の形状に形成した。この時、電極ギャップ6部
分には、成膜時のステップカバレージを悪くして、Ni
が堆積しないようにした。その後、前述実施例と同様に
して、微粒子を形成して、電極ギャップ6に電子放出部
3を配置した。
この後、実施例1と同様に本素子の電極ギャップ6部に
Pd微粒子膜を形成し、素子を完成した。
この素子について前述実施例同様の実験を行つたところ
、抵抗値R=1.5にΩ±0.5にΩ、エミッション電
流Ie=3.0±0.5μAとバラツキが小さくなった
実施例3 実施例1と同様に十分脱脂洗浄を行った石英基板4上に
通常よく用いられるフォトリソグラフィ技術と真空成膜
技術により電極ギャップ6が2μm、電極幅300μm
の一対の電極1.2を5素子形成した。電極材料は下引
きとしてのCr(膜厚50人)、電極はNi(膜厚95
0人)とした。
この基板4上に上述したA液をスピンコータを用いて回
転塗布し、300℃−13分間の焼成を行った。この後
、同様にして、さらにA液の塗布、焼成を2回行った。
このようにして作成した素子について前述実施例1と同
様の実験を行ったところ、抵抗値、エミッション電流と
も同様にそろった値を示した。
また、実施例2と同様の素子(第4図)についても実施
例2と同様にそろった値を示した。
実施例4 実施例1と同様に、十分脱脂洗浄を行った石英基板4上
に通常よく用いられるフォトリソグラフィ技術と真空成
膜技術により電極ギヤ・ツブ6が2LLm、電極幅30
0 μmの一対の電極1,2を5素子形成した。電極材
料は下引きとしてのCr(膜厚50人)、電極はNi(
膜厚950人)とした。
この基板4を、初めに上述のA液に浸し、毎秒5mmの
速度でひきあげてディッピングコートを行い、300℃
−13分の焼成を行った。この後、A液よりも有機Pd
化合物の含有量の多いB液に浸し、同様にしてディッピ
ングを行い、300℃−13分間の焼成を行った。
このようにして作成した素子について前述実施例1と同
様の実験を行ったところ、抵抗値、エミッション電流と
も同様にそろった値を示した。
また、実施例2と同様の素子(第4図)および、実施例
3と同様の塗布方法についても他の実施例と同様にそろ
った値を示した。
[発明の効果] 以上説明したJ:うに、本発明は一対の相対向する電極
と該電極間に設りられた金属微粒子膜からなる表面伝導
形電子放出素子において、次のような効果がある。
1 該微粒子膜を均一な厚さで形成することができる。
2、素子を直線上にマルチに配置することにより、−様
な線状電子源を得るのに効果がある。
3 特性のそろった素子ができるため、一定の規格にあ
った素子が多数得られ、画像形成装置として大面積化が
容易Iこなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の特徴を示す説明図、第2図は実施例1
て作製した素子の平面図、第3図はS2図の素子をマル
チに直線上に配置した図、第4図は実施例2で作製した
素子の平面図、第5図は実施例2で作製した素子の断面
図である。 1.2、電極    3:電子放出部 4、基板      5:蛍光体基板 ・電極ギャップ :素子電極 1:電子通過孔 3・蛍光体 8:段差形成層 :配線電極 0ニゲリツド電極 2:画像形成板 4:蛍光体の輝点

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、電極ギャップを隔てて位置する一対の電極と該電極
    ギャップに金属微粒子膜が配置された電子放出部を有す
    る表面伝導形電子放出素子において、該金属微粒子膜の
    抵抗値が、該金属微粒子膜上に任意の有機金属含有量の
    有機金属化合物溶液を塗布・焼成することによって得ら
    れる金属微粒子膜の最終的な抵抗値の10倍以上である
    ことを特徴とする表面伝導形電子放出素子の製造方法。 2、有機金属がPd有機金属、またはAu有機金属、ま
    たはAg有機金属、またはRu有機金属であることを特
    徴とする請求項1記載の表面伝導形電子放出素子の製造
    方法。
JP2174407A 1990-07-03 1990-07-03 表面伝導形電子放出素子の製造方法 Pending JPH0465050A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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