KR20000062641A - 전자 방출 소자, 전자원 및 화상 형성 장치의 제조 방법,및 전자원의 제조 장치 - Google Patents

전자 방출 소자, 전자원 및 화상 형성 장치의 제조 방법,및 전자원의 제조 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자 방출 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 기판 상에 상호 이격된 한 쌍의 도전체를 형성하는 단계, 및 상기 한 쌍의 도전체중의 적어도 하나에 탄소 또는 탄소 화합물막을 형성하는 활성화 단계를 포함하되, 상기 활성화 단계는 서로 다른 분위기를 갖는 복수의 용기 내에서 순차적으로 수행된다.

Description

전자 방출 소자, 전자원 및 화상 형성 장치의 제조 방법, 및 전자원의 제조 장치{METHOD OF MANUFACTURING ELECTRON-EMITTING DEVICE, ELECTRON SOURCE AND IMAGE-FORMING APPARATUS, AND APPARATUS OF MANUFACTURING ELECTRON SOURCE}
본 발명은 전자 방출 소자, 전자원 및 화상 형성 장치의 제조 방법, 및 전자원 제조 장치에 관한 것이다.
2 종류의 전자 방출 소자, 즉 열 전자원 및 냉음극 전자원이 공지되어 있다. 냉음극 전자원의 유형으로는 전계 방출형(이하 FE형이라 한다) 전자 방출 소자, 금속/절연층/금속형(이하 MIS형이라 한다) 전자 방출 소자 및 표면 도전형 전자 방출 소자가 있다.
FE형의 공지예가 W. P. Dyke ＆ W. W. Dolan in "Field emission"Advance in Electron Physics, 8, 89 (1956), C. A. Spindt in "Physical Properties of thin-film field emission cathodes with molybdenum cones,"J. Appl. Phys., 47, 5248 (1976) 등에 기재되어 있다.
이와 대조적으로, MIM형의 공지예는 C. A. Mead in "operation of Tunnel-Emission Devices,"J. Apply. Phys. 32, 646 (1961) 등에 기재되어 있다.
표면 도전형 전자 방출 소자의 예는 M. I. Elinson, Radio Eng. Electron Phys., 10, 1290, (1965) 등에 기재되어 있다.
표면 도전형 전자 방출 소자는 기판상에 형성된 작은 면적의 박막을 통해 막 표면에 평행하게 전류를 흐를 때 전자가 발생하는 현상을 이용한다. 전술한 Elinson 등에 의해 제조되는 SnO2박막, Au 막(G. Ditmmer, Thin Solid Films, 9, 317 (1972)), In2O3/SnO2박막(M. Hartwell and C. G. Fonsted, IEEE Trans. ED Conf., 519 (1975)), 탄소 박막(Hisashi ARAKI, et al.: SHINKU (Vacuum), Vol. 26, No. 1, P. 22 (1983)) 등을 사용한 표면 도전형 전자 방출 소자의 예가 보고되었다.
본 출원인은 신규한 구성과 응용 분야를 가진 표면 도전형 전자 방출 소자에 관하여 많은 제안을 하였다. 예컨대, 표면 도전형 전자 방출 소자의 기본 구조 및 제조 방법 등이 일본 특개평7-235255 및 8-7749 등에 개시되어 있다. 상기 문헌의 주요한 특징은 다음에 간략하게 설명될 것이다.
도 15a(평면도) 및 도 15b(단면도)에 도시된 바와 같이, 표면 도전형 전자 방출 소자는 기판(1) 상에 서로 대향 배치된 한 쌍의 장치 전극(2, 3), 및 그 일부에 갭(5a)을 갖고 장치 전극에 접속된 도전막(4)으로 구성된다. 갭(5a)은 도전막(4) 상에 피착되고 탄소 또는 탄소 화합물을 주성분으로 하는 막(6)에 의해 형성된다. 이러한 전자 방출 소자는 장치 전극(2, 3) 사이에 전압을 인가함으로써 갭(5a) 근처의 부분에서 전자를 방출할 수 있다.
종래의 전자 방출 소자 제조 방법이 도 16a 및 16d를 참조하여 설명된다.
전극 재료를 진공 증착하거나 스퍼터링하여 기판 상에 막을 형성한 후, 포토리소그래피 기술을 사용하여 원하는 형상으로 패터닝하여 장치 전극(2, 3)을 형성한다. 장치 전극(2, 3) 상에 도전막(4)을 형성한다. 도전막(4)의 형성에는 진공 증착, 스퍼터링, 화학 기상 증착(CVD), 코팅 등의 방법을 사용할 수 있다.
그 다음, 장치 전극(2, 3) 사이에 전압을 인가하여 도전막(4)을 통해 전류를 흐르게 함으로써 도전막(4)의 일부에 크랙 등과 같은 갭(5)을 형성한다. 이 공정을 포밍 공정이라 한다.
그 다음, 활성화 공정을 실시한다. 활성화 공정은 포밍 공정에 의해 형성된 갭(5)에 탄소 및/또는 탄소 화합물(6)을 피착하기 위한 공정이다. 이러한 활성화 공정에 의해 방출 전류를 크게 증가시킬 수 있다.
종래에는 진공 용기 안에 전자 방출 소자를 배치하고 진공 용기를 고진공화한 후, 저품질 유기 가스를 유입시킨 다음 전자 방출 소자에 펄스 전압을 인가함으로써 활성화 공정을 실시하였다. 따라서, 진공 내에 낮은 분압으로 존재하는 유기체가 분해되어 중합되어 갭(5)의 근처에 탄소 및/또는 탄소 화합물로서 피착된다.
그 다음, 안정화 공정을 실시한다. 안정화 공정은 전자 방출 소자 자체 및 그 주변부, 또는 진공 용기의 벽면에 흡착된 유기 분자를 충분히 제거하여 제거후 전자 방출 소자를 처리할 때 탄소 및/또는 탄소 화합물이 전자 방출 소자에 다시 흡착될 수 없도록 전자 방출 소자를 처리함으로써 전자 방출 소자의 특성을 안정화시키는 공정이다.
이러한 전자 방출 소자는 구조가 간단하고 제조가 용이하여 대면적에 다수의 전자 방출 소자를 배치하여 형성할 수 있다. 따라서, 기판 상에 다수의 전자 방출 소자를 형성하고 배선에 의해 전자 방출 소자들을 서로 접속시켜 대면적의 전자원을 형성할 수 있다. 또한, 상기 전자원과 화상 형성 부재를 서로 결합시켜 화상 형성 장치를 형성할 수 있다.
도 17에 도시된 구조는 FE형 전자 방출 소자로서 널리 알려져 있다.
도 17에서, 도면 부호 101, 102 및 103은 각각 기판, 캐소드 전극 및 에미터를 나타낸다. 도면 부호 105 및 104는 각각 에미터로부터 전자를 방출시키기 위한 게이트 전극 및 캐소드 전극(102)과 게이트 전극(105)을 서로 절연시키기 위한 절연층을 나타낸다. 또한, 캐소드 전극(102)과 에미터(103) 사이에 전류 제한 저항층(106)이 형성되는 경우도 있다.
전술한 FE형 전자 방출 소자에서, 수십 V에서 수백 V의 전압이 캐소드 전극(102)과 게이트 전극(105) 사이에 인가될 때 에미터(103)의 팁에서 전자가 방출된다. 이때, 애노드 기판이 전자 방출 소자 위에 배치되고 수 kV의 애노드 전압이 인가될 때, 방출 전자는 애노드 기판에 트랩된다.
FE형 전자 방출 소자는 구동 전압을 감소시키고 전자 방출 효율을 증가시키도록 다양하게 고려된다. 예컨대, 게이트 전극과 에미터의 간격이 감소되고, 에미터의 곡률 반경이 감소되며, 에미터의 표면이 낮은 일 함수의 재료로 피복되는 등이다. 또한, 에미터 표면에 탄소 화합물을 피착시키고 유기체를 함유하는 분위기에서 캐소드 전극과 애노드 전극 사이에 전압을 인가하여 전자 방출 효율을 향상시키기 위한 기술이 최근에 개시되었다(일본 특개평 10-50206).
이러한 FE형 전자 방출 소자에 있어서, 기판 상에 복수의 전자 방출 소자를 형성하여 전자원을 형성하고 전자원과 화상 형성 부재를 결합함으로써 화상 형성 장치를 형성할 수 있다.
전술한 종래의 전자 방출 소자 및 전자원 제조 방법에서는 탄소 또는 탄소 화합물을 피착하기 위한 전술한 활성화 공정에서, 진공 내에 낮은 분압으로 존재하는 유기체를 분해하고 중합시켜 탄소 및/또는 탄소 화합물로서 피착시킨다. 따라서, 활성화 공정을 실시하는 데 너무 많은 시간이 걸린다. 그렇지 않은 경우, 복수의 전자 방출 소자를 구비한 전자원을 활성화하는 데 더 많은 처리 시간이 필요하며, 활성화에 의해 소모되는 유기체의 소모 속도는 활성화에 사용되는 유기체의 공급 속도에 따라 증가된다. 따라서, 활성화 공정 동안 유기체의 부족으로 인해 충분한 활성화가 이루어지지 않는 경우가 있게 된다.
특히, 최근에는 전자 방출 소자에 사용되는 화상 형성 장치를 대형화하는 것이 요구된다. 대형 화상 형성 장치는 심각한 문제를 유발하게 된다.
활성화에 사용되는 유기체의 분압이 증가할 때, 상기한 유기체 공급의 부족 문제가 해결된다. 그러나, 높은 유기체 분압을 갖는 분위기에서 활성화를 실시할 때, 양호한 전자 방출 특성을 쉽게 얻을 수 없다는 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은 전자 방출 소자 및 전자원을 제조하는 방법에 있어서 활성화 공정에서 양호한 전자 방출 특성을 얻으면서 활성화 공정에 필요한 시간을 크게 줄일 수 있는 전자 방출 소자 및 전자원의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 활성화 공정 중의 유기체의 부족 문제를 해결하여 충분한 활성화를 수행할 수 있는 전자원 제조 방법 및 장치, 및 이러한 전자원을 사용하여 화상 형성 장치를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 기판 상에 서로 이격된 한 쌍의 도전체를 형성하는 공정, 및 상기 한 쌍의 도전체 중 적어도 하나에 탄소 또는 탄소 화합물의 막을 형성하는 활성화 공정을 포함하고, 상기 활성화 공정을 다른 분위기를 갖는 다수의 용기 안에서 연속 실시하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자 제조 방법이다.
또한, 본 발명은 한 쌍의 전극 사이에 배치된 전자 방출 영역을 포함한 기판 상에 도전막을 형성하는 공정, 및 상기 도전막 상에 탄소 또는 탄소 화합물의 막을 형성하는 활성화 공정을 포함하고, 상기 활성화 공정을 다른 분위기를 갖는 복수의 용기 내에서 연속적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자의 제조 방법이다.
또한, 본 발명은 기판 상에 서로 이격된 복수의 도전체 쌍을 형성하는 공정, 및 상기 도전체 쌍 각각의 적어도 하나에 탄소 또는 탄소 화합물의 막을 형성하는 활성화 공정을 포함하고, 상기 활성화 공정을 다른 분위기를 갖는 복수의 용기 내에서 연속적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 전자원 제조 방법이다.
또한, 본 발명은 한 쌍의 전극 사이에 배치된 전자 방출 영역을 포함하는 기판 상에 복수의 도전막을 형성하는 공정, 및 상기 도전막 각각에 탄소 또는 탄소 화합물의 막을 형성하는 활성화 공정을 포함하고, 상기 활성화 공정을 다른 분위기를 갖는 복수의 용기 내에서 연속적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 전자원 제조 방법이다.
또한, 본 발명은 복수의 용기, 상기 복수의 용기의 각각을 배기시키기 위한 수단, 상기 용기 각각의 안으로 가스를 유입시키기 위한 수단 - 상기 배기 및 유입 수단은 상기 복수의 용기 각각에 배치됨-; 및 전자원 형성 기판을 상기 용기로/용기로부터 운반하기 위한 수단을 포함하는 전자원 제조 장치이다.
또한, 본 발명은 전자원, 및 상기 전자원으로부터 방출된 전자에 의해 화상을 형성하는 화상 형성 부재를 포함하고, 상기 전자원을 상기 제조 방법 중 어느 하나에 의해 제조하는 화상 형성 장치 제조 방법이다.
도 1a, 1b, 1c 및 1d는 본 발명에 따른 전자원 제조 방법을 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 전자원 제조 방법에 적합한 전압 파형의 일례를 나타내는 그래프.
도 4a 및 4b는 본 발명에 따른 전자원 제조 방법에 적합한 전압 파형의 일례를 나타내는 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 전자원 제조 방법에 적합한 전압 파형의 다른 예를 나타내는 그래프.
도 6은 본 발명이 이용될 수 있는 간단한 매트릭스 구조로 배열된 전자원의 일례를 나타내는 평면도.
도 7은 본 발명이 이용될 수 있는 화상 형성 장치의 디스플레이 패널의 일례를 나타내는 부분 절단 사시도.
도 8은 본 발명이 이용될 수 있는 사다리 구조의 전자원의 일례를 나타내는 평면도.
도 9는 본 발명이 이용될 수 있는 화상 형성 장치의 디스플레이 패널의 일례를 나타내는 부분 절단 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 전자원 제조 장치의 구조를 나타내는 블록도.
도 11은 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 단면도.
도 12는 본 발명이 이용될 수 있는 전자원의 다른 예를 나타내는 개략도.
도 13a, 13b, 13c, 13d, 13e 및 13f는 본 발명에 따른 전자원 제조 방법의 다른 예를 나타내는 단면도.
도 14는 본 발명에 따른 전자원 제조 장치의 다른 구성을 나타내는 도면.
도 15a 및 15b는 각각 종랭의 전자 방출 소자의 구성예를 나타내는 평면도 및 단면도.
도 16a, 16b, 16c 및 16d는 종래의 전자 방출 소자를 제조하는 방법을 나타내는 단면도.
도 17은 종래의 전자 방출 소자의 다른 구성예를 나타내는 단면도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1, 101 : 기판
2, 3 : 장치 전극
4, 6 : 도전막
5, 5a : 갭
11, 12, 1202, 1203 : 진공 용기
13 : 가스 도입 밸브
14 : 배기 밸브
15 : 배기 장치
16 : 유기 물질
61 : 전자원 기판
64 : 표면 도전형 전자 방출 장치
65 : 절연층
74 : 형광막
75 : 메탈 밸
77 : 고전압 단자
100 : 전자원 기판
102 : 캐소드 전극
103 : 에미터
104, 106 : 절연층
105 : 게이트 전극
110 : 애노드 전극
1201 : 진입실
1204 : 운반실
1205 : 출구실
1206 : 게이트 밸브
1213 : 지지 부재
1215 : 전압 인가 프로브
1219 : 보유 챔버
본 발명자는 다른 분위기의 많은 단계에서 활성화를 실시하는 방법이 종래의 활성화 공정에서의 전술한 문제를 해결하는 데 효과적이고, 양호한 전자 방출 특성을 갖는 전자 방출 소자 및 전자원을 제조하는 데 효과적인 것으로 생각하였다.
이러한 방법은 예컨대, 활성화에 필요한 유기체를 전자 방출 영역에 공급하기 위한 공정 또는 활성화 공정에 필요한 탄소 및/또는 탄소 화합물을 전자 방출 영역에 피착하기 위한 공정, 및 양호한 전자 방출 특성을 갖는 전자 방출 영역을 형성하기 위한 공정을 분할함으로써 많은 단계에서 활성화를 실시하는 활성화 방법에 의해 예시될 수 있다.
그러나, 이 경우, 동일 용기 내에서 서로 다른 분위기에서 활성화를 실시할 때, 유기체를 도입하고, 활성화를 실시하고, 도입된 유기체를 충분히 배기하고, 유기체를 도입하고 활성화를 실시하는 등의 공정을 반복하여야 한다. 따라서, 예컨대 긴 평균 체류 시간을 갖는 유기체를 사용할 때, 배기 후에 유기체가 진공 용기 내에 남게 된다. 따라서, 남은 유기체가 다음 활성화 공정에 영향을 미치는 경우가 생긴다.
또한, 남겨진 유기 물질을 제거하기 위해서는 진공 용기 등을 소결하는 공정이 필요하다. 따라서, 공정이 복잡해지는 경우가 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 전자 방출 장치 및 전자원을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명은 기판 상에 상호 이격된 도전체 쌍을 형성하는 공정, 및 적어도 한 쌍의 도전체 상에 탄소막 또는 탄소 화합물을 형성하는 활성화 공정을 포함하며, 상기 활성화 공정을 다른 분위기를 갖는 다수의 용기 내에서 순차 수행하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 장치 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 한 쌍의 전극 사이에 배열된 전자 방출 영역을 포함하는 기판 상에 도전막을 형성하는 공정, 및 도전막 상에 탄소막 또는 탄소 화합물을 형성하는 활성화 공정을 포함하며, 상기 활성화 공정을 다른 분위기를 갖는 다수의 용기 내에서 순차 수행하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 장치 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 기판 상에 상호 이격된 도전체 쌍을 형성하는 공정, 및 도전체 쌍 중 적어도 하나의 도전체 쌍 각각에 탄소막 또는 탄소 화합물을 형성하는 활성화 공정을 포함하며, 상기 활성화 공정을 다른 분위기를 갖는 다수의 용기 내에서 순차 수행하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 장치 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 한 쌍의 전극 사이에 배열된 전자 방출 영역을 포함하는 기판 상에 다수의 도전막을 형성하는 공정, 및 각각의 도전막 상에 탄소막 또는 탄소 화합물을 형성하기 위한 활성화 공정을 포함하며, 상기 활성화 공정은 다른 분위기를 갖는 다수의 용기 내에서 순차 수행하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 장치 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 제조 방법은 대기 중에 함유된 가스 종류가 상호 다른 다수의 용기를 포함하며, 상기 용기 중 적어도 2개는 대기 중의 탄소 화합물을 포함하고,
다수의 용기는 대기 중에 함유된 탄소 화합물이 상호 다른 다수의 용기를 포함하며,
다수의 진공 용기는 대기 중에 함유된 탄소 화합물의 분압이 상호 다른 다수의 진공 용기를 포함하고,
활성화 공정은 탄소 화합물을 함유하는 대기 중에 도전체 쌍 간에 전압을 인가하는 공정을 포함하며,
활성화 공정은 탄소 화합물을 함유하는 대기 중에 전극쌍 간에 전압을 인가하는 공정을 포함한다.
또한, 본 발명은 다수의 용기, 다수 용기 각각을 배기시키기 위한 수단 및 용기 각각에 가스를 도입하기 위한 수단으로서, 상기 배기 및 도입 수단은 각각 다수의 용기 내에 배열되어 있고, 각 용기에/로부터 형성된 전자원 상의 기판을 실장하기 위한 수단을 포함하는 전자원 제조 장치를 제공한다.
또한 상기 본 발명에 따른 제조 장치에서 상기 제조 장치는 용기 각각 내에 기판의 온도를 제어하기 위한 수단을 더 포함하고,
상기 가스는 탄소 화합물의 가스이며,
각 용기는 그 내부에 기판을 수용하는 용기이고,
용기 각각은 그 상부에 전자원이 형성된 기판측의 일부분 영역을 피복하는 용기이다.
또한, 본 발명은 전자원 및 상기 전자원으로부터 전자를 방출함으로써 화상을 형성하는 화상 형성 부재를 갖는 화상 형성 장치 제조 방법을 제공하고, 상기 전자원은 상기 제조 방법들 중 어떤 하나에 의해 제조된다.
본 발명의 전자 방출 장치 및 전자원 제조 방법에 따르면, 활성화 공정은 다른 분위기에 있는 다수의 용기를 사용함으로써 다단계로 수행된다. 그 결과, 종래의 활성화 공정에서 필요한 공정 시간이 상당히 단축되고 활성화 물질의 공급 부족의 문제를 해결하면서 바람직한 전자 방출 특성을 갖는 전자원을 제조할 수 있다. 또한, 용기 내에 남겨진 물질이 미치는 영향을 피할 수 있기 때문에 양호한 재생성으로 활성화를 행할 수 있다. 따라서, 제조시 분산도를 감소시킬 수 있고 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 높은 등급의 화상 형성 장치 예를 들어, 평면 컬러 텔레비젼은 본 발명에 따른 전자원 제조 방법에 의해 제조된 전자원을 인가함으로써 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 전자원 제조 장치에 따르면, 각 용기는 용기를 배기하기 위한 수단과 가스를 용기 내에 도입하기 위한 수단을 포함한다. 따라서, 각 용기 내에 대기는 독립적으로 설정 및 제어될 수 있다. 또한, 각 용기는 상부에 각 용기로/로부터 전자원이 형성된 기판을 실장하기 위한 수단을 더 포함하고, 기판은 개별적으로 제어된 상기 대기 내로 효율적으로 순차적으로 운반될 수 있어, 생산성을 효율적으로 향상시킨다.
본 발명에 따른 전자 방출 장치는 기판 상에 상호 이격된 도전체 쌍을 갖고 도전체 쌍 간에 전압을 인가함으로써 전자를 방출하도록 동작한다. 예를 들어, 전자 방출 장치는 상술한 표면 도전형 전자 방출 장치와 FE형 전자 방출 장치라고 하는 전계 방출형 전자 방출 장치를 포함한다.
여기서, FE형 전자 방출 장치의 경우, 상기 도전체 쌍은 이하에서 좀 더 상세히 설명될 에미터 및 게이트 전극에 대응하고, 탄소 또는 탄소 화합물이 에미터 상에 피착된다.
표면 도전형 전자 방출 장치의 경우, 상기 도전체 쌍이 이하에서 상세히 설명된 도전체 막의 쌍에 대응하고, 탄소 또는 탄소 화합물이 도전체 막 쌍의 하나 또는 양쪽에 피착된다.
다음에, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
도 1a 내지 1d에서 나타낸 바와 같이, 본 발명은 전자원 제조 방법에 과한 것이다. 그러나, 제조 방법을 설명하기 전에 본 발명에 따른 전자 방출 장치 및 도 2 및 6을 참조한 다수의 전자 방출 장치로 구성된 전자원에 대해 설명하기로 한다.
우선, 도 2는 기판(61), 장치 전극(2 및 3), 장치 전극(2 및 3)에 각각 접속된 도전막(4), 도전막(4) 상에 형성된 제1 갭(5), 주로 탄소 또는 탄소 화합물로 구성되고 도전막(4) 및 제1 갭(5) 내에 배치된 탄소막(6 및 7), 및 탄소막(6 및 7)으로 형성되고 제1 갭(5)보다 더 좁은 제2 갭(5a)을 포함하는 표면 도전형 전자 방출 장치 구조의 예를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이 상술한 구성 요소로 형성된 전자 방출 장치는 전압이 장치 전극(2 및 3)에 인가될 때 상술한 제2 갭(5a) 주변에서부터 전자를 방출하는 장치이다. 도 6은 도 2에 도시된 다수의 표면 도전형 전자 방출 장치를 갖는 전자원의 일부를 도시하는 구조도로, 여기서 참조 번호 (61)은 X-방향 배선, (62, 63)은 Y 방향 배선, (64)는 표면 도전형 전자 방출 장치, (65)는 X-방향 배선(62) 및 Y-방향 배선(63)을 절연시키기 위한 절연층을 나타낸다. 다수의 전자 방출 장치(64)는 다수의 X-방향 배선(62) 및 다수의 Y-방향 배선(63)에 의해 매트릭스 형태으로 배선된다.
본 발명의 제조 방법은 상술한 전자 방출 장치 또는 다수의 전자 방출 장치를 갖는 전자원을 제조하기 위한 방법에 적용할 수 있다. 도 1a 내지 1d를 참조하여 본 발명의 전자원 제조 방법을 설명하기로 한다. 도 1a 내지 1d에서는 설명의 편의를 위해 하나의 전자 방출 장치만을 도시함을 주지하기 바란다. 도 1a 내지 1d는 기판(61), 장치 전극(2 및 3), 도전막(4), 상술한 제1 갭(5), 탄소 또는 탄소 화합물(6 및 7)로 퇴적된 막, 상술한 제2 갭(5a), 제1 진공 용기(11), 제2 진공 용기(12), 가스 도입 밸브(13), 배기 가스 밸브(14), 진공 펌프 등으로 구성된 배기 장치(15), 및 활성화를 위해 사용된 유기 물질 등의 탄소 화합물(16 및 17)을 도시한다.
우선, 도 1a에 도시된 바와 같이, 장치 전극(2 및 3)은 기판(61) 상에 형성된다. 전극(2 및 3)은 인쇄 방법(printing method) 또는 포토리소그래피 기술을 사용하는 진공 배기 및 스퍼터링 등의 막 포밍 방법을 결합함으로써 형성될 수 있다.
다음, X-방향 배선(62), Y-방향 배선(63), 및 절연층(64)을 형성한다. X-방향 배선(62), Y-방향 배선(63), 및 절연층(64)을, 인쇄 방법(printing method) 또는 포토리소그래피 기술을 사용하여 진공 배기 및 스퍼터링 등의 막 포밍 방법을 결합함으로써 형성할 수 있다.
다음, 도전막(4)을 형성한다. 진공 배기, 스퍼터링, 및 다른 방법들이 도전막(4)의 재료를 피착시키는데 사용될 수 있다. 패터닝 및 도전막(4)의 원료를 갖는 용액을 도포하는 등의 다른 방법이 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 적용할 수 있는 방법으로서 금속 유기 화합물 용액을 도포하고 이를 열적으로 분해하여 금속 또는 금속 산화물을 얻는 방법이 있다. 적용가능한 조건 하에서 이러한 공정을 수행한다면, 미세한 입자막을 형성할 수 있다. 이 때, 도전막(4)을 형성한 다음, 패터닝을 수행하여 원하는 형상을 얻게 된다. 그러나, 잉크 제트 장치 등을 사용하여 소정의 형상을 얻기 위해 상술한 원료의 용액을 도포한다면, 그 다음에는 열적 분해를 행하여 패터닝 공정없이도 소정 형상의 도전막(4)을 얻을 수 있게 된다.
다음, 도 1b에서 도시된 바와 같이, 제1 갭(5)을 형성한다. 이러한 형성에 대해 X-방향 배선(62) 및 Y-방향 배선(63)을 통하여 장치 전극(2 및 3)에 전압이 인가하여, 전류가 도전막(4)을 흐를 수 있게 함으로써 도전막(4) 일부에 크랙을 형성하는 방법(통전 포밍 공정이라고 함)을 적용한다. 이 공정 동안, 인가될 전압으로서는 펄스 전압이 바람직하다. 도 4a에 도시된 바와 같이 펄스 전압은 고정된 파형를 갖는 파형이고 도 4b에 도시된 펄스 전압은 시간에 따라 파형가 점차적으로 증가하는 파형이다. 두 개 펄스 전압의 파형 중 하나 또는 이를 조합한 전압을 인가할 수 있다.
또한, 포밍을 위한 (펄스 간의) 펄스 부유 주기 동안, 저항값은 충분히 낮은 파형치를 갖는 펄스를 삽입함으로써 측정된다. 저항값이 전자 방출부 (예를 들어, 저항값이 1㏁을 초과한다면)의 형성에 기인하여 충분히 증가하면, 펄스 인가가 종료될 수 있다.
상술한 공정은 진공 또는 수소 등의 감소 가능 가스를 함유하는 대기 내에 형성하는 것이 바람직하다.
이어서, 도 1c에서 도시된 바와 같이, 제1 활성화 공정을 수행할 것이다. 우선, 상부에 전자 방출 장치를 형성하는 기판(61)이 제1 진공 용기(11) 내에 배치된다. 제1 용기(11)의 진공 상태는 진공 펌프 등의 배기 장치(15)가 배기 밸브(14)를 통해 용기 내의 공기를 방전시킬 때 형성된다. 터보 분자 펌프 등의 무오일 펌프, 스퍼터 이온 펌프 또는 진공 펌프 등의 스크롤 펌프를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 유기 물질(16)을 가스 도입 밸브(13)를 통해 진공 용기(11) 내로 도입한다. X-방향 배선(62) 및 Y-방향 배선(63)을 통하여 장치 전극(2 및 3) 사이에 전압을 인가함으로써 소정 농도의 유기 물질을 진공 용기(11) 내로 도입한 다음, 탄소 또는 탄소 화합물로 된 탄소막(6)을 도전막(4) 상 및 제1갭(5)의 내부에 피착시킨다. 인가될 전압으로서는 도 3에서 도시된 바와 같은 바이폴라 펄스 전압이 바람직하다. 펄스 전압 인가는 고정 파형치를 갖는 방법 또는 시간에 따라 점차적으로 증가하는 파형치를 갖는 방법 둘 중 하나에 의해 행해질 수 있다.
또한, 제1 활성화 공정에서, 유기 물질의 도입은 상부에 전자 방출 장치가 형성된 기판이 제1 진공 용기(11) 내에 배치된 다음 형성될 수 있다. 그렇지 않으면, 유기 물질이 미리 진공 용기(11) 내에 도입된 다음, 기판을 용기 내에 배치할수도 있다. 두 가지 경우에서, 진공 용기 내의 유기 물질의 농도를 안정화시킨 다음에 전압을 인가하는 것이 바람직하다.
활성화 공정은 예를 들어, 소정 주기 동안 전압을 인가하는 방법 또는 장치 전극(2 및 3) 사이에 흐르는 장치 전류 If의 값을 전압 인가시 측정하는 방법에 의해 행해질 수 있고, 전압 인가는 자이 전류 If의 값이 미리 정해진 값에 도달하면 정지된다.
제1 활성화 공정은 장치 전극(2 및 3) 간에 전압을 인가하지 않는 공정일 수 있어, 전자 방출 장치는 유기 물질이 도전막(4)의 표면 상에 점착되는 유기 분위기에 노출된다.
다음, 도 1d에 도시된 바와 같이, 기판(61)이 제2 진공 용기(12) 내로 이동한 다음, 제2 활성화 공정이 행해진다. 제2 진공 용기(12)의 진공 상태는 배기 가스 밸브(14)를 통해 진공 펌프 등의 배기 장치(15)에 의해 용기 내부의 공기를 방전시킴으로써 형성된다. 진공 펌프로서 터보 분자 펌프 등의 무오일 펌프, 스퍼터 이온 펌프 또는 스크롤 펌프를 사용하는 것이 바람직하다. 유기 물질(17)도 역시 가스 도입 밸브(13)를 통해 진공 용기(11) 내로 도입한다. 미리 정해진 농도의 유기 물질을 진공 용기 내에 도입한 다음, 탄소 또는 탄소 화합물(7)로 된 탄소막을, 도전막(4) 위에서 X-방향 배선(62) 및 Y-방향 배선(63)을 통하여 장치 전극(2 및 3) 사이에 전압을 인가함으로써 제1 갭(5)내에 피착시킨다. 제1 갭(5) 내부에 제2 갭(5a)을 형성하기 위해서는, 탄소막(6 및 7)이 제1 활성화 공정의 도 1c 및 1d에 도시된 바와 같이 피착된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 바이폴라 펄스 전압은 인가될 전압으로서 바람직하다. 펄스 전압 인가 방법은 고정 파형치를 사용하는 방법이나 시간에 따라 점차 증가하는 파형치를 사용하는 방법 중 하나 일 수 있다. 인가된 전압치, 펄스폭, 전압 인가 방법 등은 제1 활성화 공정과 동일하거나 유사한 방식으로 수행될 수 있다.
제2 활성화 공정에서조차, 유기 물질의 유입은 전자 방출 소자가 형성된 기판이 제2 진공 용기(12)에 놓여진 후에 행해질 수 있다. 그렇지 않으면, 유기 물질이 먼저 진공 용기(12)로 유입된 다음, 기판이 용기에 놓여질 수 있다. 어느 경우에나, 진공 용기 내의 유기 물질의 농도가 안정화되어진 후에 전압이 인가되는 것이 바람직하다.
활성화 공정은, 예를 들어 주어진 시간 동안 전압을 인가하는 방법이나 장치 전극들(2, 3)간에 흐르는 소자 전류 If의 값이 전압 인가시에 측정되는 방법 중 하나에 의해 수행되며, 이와 같이 인가되는 전압은 소자 전류 If의 값이 선정된 값에 도달하였을 때 정지하게 된다.
본 발명의 제조 방법은 FE형 전자 방출 소자에 대하여도 적용가능하다. 도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 FE형 전자 방출 소자의 일 예를 도시하는 개략도이고, 도 12는 복수의 FE형 전자 방출 소자를 갖는 기판에 구비된 소스 전자의 일 예를 도시하는 개략도이다.
도 11 및 12에서, 참조 번호 100은 전자원 기판을, 101은 기판을, 102는 캐소드 전극을, 103은 에미터를, 105는 에미터로부터 전자를 끌어내기 위한 게이트 전극을, 104는 캐소드 전극(102)과 게이트 전극(105)을 전기적으로 절연하기 위한 절연층을, 106은 전기 제어용 저항층을, 107 및 108은 에미터 표면 전체 또는 일부 상에 피착된 탄소 또는 탄소 화합물을 주성분으로 하는 카본막을 나타낸다.
도 13a 내지 13f를 참조하여, 상술한 FE형 전자 방출 소자의 대표적 제조 방법을 설명한다.
도 13a에 도시된 바와 같이, 글래스 등의 기판(101) 상에, 금속막으로 형성된 캐소드 전극(102), 비정질 실리콘 등으로 형성된 전류 저항층, 이산화 실리콘 등으로 형성된 절연층(14), 몰리브듐, 니오븀 등으로 형성된 게이트 전극(105)이 스퍼터링이나 증발법에 의해 순서대로 형성된다. 다음으로, 에미터(13)가 형성될 위치에 대응하는 레지스트 패턴이 보통의 리소그래피 기술을 사용하여 게이트 전극(105) 상에 형성된다. 다음으로, 직경이 수 백 나노미터 내지 수 마이크로미터인 개구부가 에칭에 의해 형성된다. 그 후, 게이트 전극의 개구부에 대응하는 곳에 위치된 절연층(104)이 불화수소 버퍼에 의해 제거된 후에 레지스트 패턴이 제거된다.
다음으로, 도 13b에 도시된 바와 같이, 알루미늄 등으로 형성된 금속층들이 진공 증발 내에서 기판을 회전하면서 경사 증발에 의해 형성되어 에미터 형성용 마스크층(109)을 형성한다.
다음으로, 도 13c에 도시된 바와 같이, 몰리브듐으로 형성된 에미터 재료가 기판의 수직 방향에서부터 증발될 때, 원뿔형 에미터(13)가 형성될 수 있다.
계속해서, 도 13d에 도시된 바와 같이, 게이트 전극(105) 상에 형성된 마스크층(109) 및 그 위에 형성된 에미터 재료층이 제거되어, FE형 전자 방출 소자를 형성한다.
도 13e에 도시된 것은 FE형 전자 방출 소자의 제1 활성화 공정이다.
우선, FE형 전자 방출 소자가 그 위에 형성된 전자원 기판(100)이 제1 진공 용기(11)에 놓여진다. 제1 진공 용기(11)의 진공 상태는 배기 밸브(14)를 통해 진공 펌프(15)에 의해 용기 내부의 공기를 방출하여 형성된다. 진공 펌프(15)로서는, 터보 분자 펌프, 스퍼터 이온 펌프, 및 스크롤 펌프 등의 무오일 펌프가 바람직하다. 또한, 유기 물질(16)은 기체 유입 밸브(13)를 통해 진공 용기(11) 내로 유입된다.
이러한 방식으로, 진공 용기(11) 내로 유기 물질을 주어진 농도를 맞춘 후에, 용기 내에 배치된 캐소드 전극(102)과 게이트 전극(105)간에 또는 캐소드 전극(102)과 애노드 전극(110)간에 전압을 인가하여, 탄소나 탄소 화합물(107)이 에미터(103)의 표면 상에 피착된다. 이 때, 펄스 전압의 인가는 고정 파형치를 사용하는 방법이나 시간에 따라 점차 증가하는 파형치를 사용하는 방법 중 하나에 의해 행해질 수 있다.
활성화 공정은, 예를 들어 주어진 기간 동안 전압을 인가하는 방법이나 에미터(103)로부터 방출된 전류의 값이 측정되는 방법에 의해 행해질 수 있고, 이러한 전압의 인가는 전류 값이 선정된 값에 도달하였을 때 정지한다.
또한, 제1 활성화 공정에서, 전자원 기판(100)이 제1 진공 용기(11) 내에 배치된 후에 유기 물질의 유입이 수행될 수 있다. 그렇지 않으면, 유기 물질이 먼저 진공 용기(11) 내로 유입된 다음, 기판이 용기 내에 배치될 수 있다. 어느 경우에나, 진공 용기 내에서의 유기 물질의 농도가 안정화되어진 후에 전압이 인가되는 것이 바람직하다.
제1 활성화 공정은 유기물 분위기에 노출하여 전압 인가없이 유기 물질이 에미터(103)의 표면 상에 부착될 수 있는 방식의 공정일 수도 있다.
다음으로, 도 13f에 도시된 바와 같이, 전자원 기판(100)이 제2 진공 용기(12) 내로 이동된 다음, 제2 활성화 공정이 수행된다. 제2 진공 용기 내로 가스 유입 밸브(13)를 통해 유기 물질(17)이 유입된다. 유기 물질을 갖는 분위기에서, 용기 내에 배치된 캐소드 전극(102)과 게이트 전극(105)간에 또는 캐소드 전극(102)과 애노드 전극(110)간에 전압을 인가하여, 탄소나 탄소 화합물(107)이 에미터(103)의 표면 상에 피착된다. 이 때, 펄스 전압의 인가는 고정 파형치를 사용하는 방법이나 시간에 따라 점차 증가하는 파형치를 사용하는 방법 중 하나에 의해 행해질 수 있다. 용기 내에 배치된 캐소드 전극(102)과 게이트 전극(105)간에 또는 캐소드 전극(102)과 애노드 전극(110)간에 전압을 인가하여, 탄소나 탄소 화합물(107)이 에미터(103)의 표면 상에 피착된다. 인가될 전압, 펄스폭, 주파수, 전압 인가 방법 등은 제1 활성화 공정과 동일하거나 다른 방식으로 수행될 수 있다.
또한, 제2 활성화 공정에서, 유기 물질의 유입은 전자 방출 소자가 형성된 기판이 제2 진공 용기(12)에 놓여진 후에 행해질 수 있다. 그렇지 않으면, 유기 물질이 먼저 진공 컨테어너(12)로 유입된 다음, 기판이 용기에 놓여질 수 있다. 어느 경우에나, 진공 용기 내의 유기 물질의 농도가 안정화되어진 후에 전압이 인가되는 것이 바람직하다.
활성화 공정은, 예를 들어 주어진 시간 동안 전압을 인가하는 방법이나 에미터(103)로부터 방출된 전류의 값이 측정되는 방법 중 하나에 의해 수행되며, 전압의 인가는 전류 값이 선정된 값에 도달하였을 때 정지하게 된다.
활성화 공정에서 사용된 유기 물질의 예로는 알칸, 알켄, 또는 알킨 등과 같은 지방성 탄화수소족, 방향성 탄화수소족, 알콜족, 알데히드족, 케톤족, 아민족, 니트라일족, 및 페놀, 카본, 불산 등의 유기산족이 있다. 보다 구체적으로는, 일반식이 CnH2n+2인 메탄, 에탄 및 프로판 등의 포화 탄화수소, 일반식이 CnH2n인 에틸렌, 프로필렌 등의 불포화 탄화수소, 벤젠, 톨로엔, 메탄올, 에탄올, 포름알데히드, 아설정알데히드, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸아민, 에틸아민, 페놀, 벤존니트라일, 토니트라일, 포름산, 아설정산, 프로피온산 등이 사용될 수 있다.
또한, 질소, 아르곤, 이나 헬륨 등과 같은 희석 가스, 불활성 가스가 진공 용기 내에 유기 물질이외에 포함될 수 있다.
제1 진공 용기(11) 및 제2 진공 용기(12) 각각의 분위기에 포함된 유기 물질의 분압이 서로 다른 경우는 이러한 진공 용기들의 분위기에 포함된 유기 물질의 종류가 서로 다른 경우이다. 예를 들어, 제1 진공 용기(11)의 분위기에 포함된 유기 물질의 분압이 제2 진공 용기(12)의 분위기에 포함된 유기 물질의 분압보다 큰 방법이 사용될 수 있다.
이와 같이, 고분압하의 제1 진공 용기 내에서 제1 활성화 공정을 진행되는 것이 필요한 탄소나 탄소 화합물은 도전막 상에 그리고 제1 갭 내에 피착될 수 있다. 이러한 공정 단계에서, 필요한 유기 물질의 양이 크더라도, 유기 물질의 적절양이 용기에 존재하기 때문에 활성화가 충분히 수행될 수 있다. 계속해서, 제2 활성화 공정이 저분압 분위기하의 제2 진공 용기 내에서 수행되어, 도전막 상에서 만족스러운 전자 방출 특성을 갖는 전자 방출 영역을 형성할 수 있다. 이러한 공정 단계에서, 유기 물질의 양이 적더라도, 활성화 공정이 어느 정도 이미 진행되었고, 활성화에 필요한 유기 물질의 양도 역시 적기 때문에, 활성화가 충분히 수행될 수 있다.
본 발명에 따르면, 서로 다른 진공 용기가 활성화에 사용되기 때문에, 잔류 물질로 인한 영향이 회피될 수 있으며, 재생 활성화는 분압이 고분압에서 저분압으로 변이될 때에도 수행될 수 있다.
또한, 사용될 수 있는 방법의 예로는 제2 진공 용기(12)의 분위기 내의 유기 물질보다 높은 스트림 압력을 갖는 제1 진공 용기(11)의 분위기에서 유기 물질을 사용하는 것이 있다.
다시 말해서, 제1 활성화 공정은 고 스트림 압력 유기 물질을 사용하기 때문에, 제1 진공 용기로 단위 시간당 공급된 유기 물질의 양이 증가되는 것이 용이하게 된다. 제1 활성화 공정은 도전막 상에 탄소나 탄소 화합물을 피착할 수 있으며, 이것은 활성화의 진척에 필요하다. 이러한 공정 단계에서, 활성화에 요구되는 유기 물질의 양이 크더라도, 요구된 유기 물질의 양이 용기로 적절하게 공급되기 때문에 충분한 활성화가 수행될 수 있다.
계속해서, 제2 활성화 공정이 제2 진공 용기 내에서 저 스트림 압력 유기 물질을 사용하여 수행되어, 만족스러운 전자 방출 특성을 갖는 전자 방출 소자가 형성된다. 저 스트림 압력을 갖는 유기 물질이 열적으로 안정되기 쉬운 탄소나 탄소 화합물을 형성하는 것이 고려될 수 있다. 이러한 공정 단계에서, 활성화가 이미 어느 정도 진행되었고, 필요한 유기 물질의 양이 적기 때문에, 충분한 활성화가 수행될 수 있다.
본 발명에 따르면, 서로 다른 진공 용기가 활성화에 사용되기 때문에, 잔류 물질로 인한 영향이 회피될 수 있으며, 재생 활성화는 사용될 유기 물질이 서로 다른 때에도 수행될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에만 국한되지 않는다. 적절한 방법이 사용될 물치 및 유기 물질의 종류에 따라서 선택될 수 있다. 또한, 3개 이상의 용기가 3 이상의 활성화 공정을 수행하기 위해 선택적으로 사용될 수 있다.
다음으로, 바람직한 안정화 공정을 수행한다. 이것은 전자 방출 소자 자체나 그 주변부에 흡수된 유기 물질의 분자를 우선 충분히 제거하여 전자 방출 소자의 특성을 안정화하는 것이다. 그 후, 전자 방출 소자가 동작되더라도, 탄소나 탄소 화합물을 피착하지 않는지를 확인한다.
보다 구체적인 방법은, 예를 들어 활성화 공정 이후에 진공 용기 내에 전자원 기판을 배치하는 것이다. 이온 펌프 등의 무오일 배기 장치를 사용하여 공기를 방출하는 동안, 전자원 기판 및 진공 용기 자체를 가열한다. 이것은 전자 방출 소자 및 그 주변부에 흡수된 유기 분자들을 온도를 상승시켜 제거하는데 있어서 충분한 제거를 달성하기 위한 것이다. 이와 동시에 또는 가열 후에, 전자를 방출하는 전자 방출 소자로 전압을 인가하는 동안 공기 배출이 연속적으로 행해질 때, 효과면에서의 향상이 얻어질 수 있다. 또한, 이와 동일한 효과는 활성화 공정에서 유입될 유기 물질의 종류 등의 조건에 따라서 달성될 수 있으며, 진공 용기 내의 전자 방출 소자를 고 진공으로 구동하여 달성될 수 있다. 안정화 공정을 위한 적절한 방법이 개개의 조건에 대응하여 수행된다. 안정화 공정은 후술한 화상 형성 장치를 조립한 후에 행해질 수도 있다.
이하에서는 활성화 장치의 전체 구조에 대해 설명한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 활성화 장치는 활성화를 수행하기 위한 진공 용기(1202 및 1203), 및 운반을 위한 진입실(1201), 운반실(1204), 및 출구실(1205)로 구성된다. 또한, 진공 용기를 배기하기 위한 배기 수단, 활성화된 물질을 진공 용기로 유입하기 위한 유입 수단, 전자원 기판 상의 배선으로 전압을 인가하기 위한 전압 인가 수단을 구비한다.
화성화는 다음 순서에 따라 활성화 장치에서 수행된다. 즉, 진입실의 운반팔(1210) 상에 전자원 기판(61)을 세팅한다. 배기 장치(1221)로 진입실(1201)을 배기한 후, 게이트 밸브(1206)를 개방한다. 전자원 기판(61)은 운반팔에 의해 제1 진공 용기(1202)로 운반되어 지지 부재(1213) 상에 세팅된다. 운반팔(1210)을 진입실(1201)로 되돌린 다음, 게이트 밸브(1206)를 닫는다.
배기 장치(1222)는 제1 진공 용기(1202)를 배기한다. 다음으로, 밸브(1226) 및 밸브(1227)를 열고, 활성화 물질 보유 챔버(1219)가 제1 진공 용기 내로 유기 물질을 유입한다. 밸브(1227)의 개방도는 제1 진공 용기 내의 유기 물질의 압력이 소망치에 달하도록 조절된다. 다음으로, 전압 인가 프로브(1215)가 전자원 기판(61)의 X 방향 배선 및 Y 방향 배선에 접촉하게 된다.
제1 진공 용기 내의 유기 물질의 압력이 소망치에 이른 후, 제1 활성화 공정이 전압을 전원(1217)으로부터 전자원 기판(61)의 X 방향 배선 및 Y 방향 배선으로 인가함으로써 수행된다. 지지 부재(1213)는 기판 온도 조절용 가열 메카니즘 또는 냉각 메카니즘을 구비할 수 있다.
배기 장치(1223)로 운반실(1204)를 배기한 후, 게이트 밸브(1207)를 개방한다. 전자원 기판(61)은 운반팔(1211)을 사용하여 운반실(1204) 내로 이동된다.
배기 장치(1223)로 운반실(1204)를 배기한 후, 게이트 밸브(1207)를 닫고, 게이트 밸브(1208)를 개방한다. 전자원 기판은 운반팔(1211)을 사용하여 제2 진공 용기 내로 운반되고 지지 부재 상에 세팅된다. 운반팔(122)을 운반실(1204)로 되돌린 다음, 게이트 밸브(1208)을 닫는다.
배기 장치(1224)는 제2 진공 용기(1203)를 배기한다. 다음으로, 밸브(1228) 및 밸브(1229)를 개방하고, 활성화 물질 보유 챔버(1220)가 제2 진공 용기 내로 유기 물질을 유입한다. 밸브(1226)의 개방 온도는 제2 진공 용기 내의 유기 물질의 압력이 소망치에 달하도록 조절된다. 다음으로, 전압 인가 프로브(1216)가 전자원 기판(61)의 X 방향 배선 및 Y 방향 배선에 접촉하게 된다. 제2 진공 용기 내의 유기 물질의 압력이 소망치에 이른 후, 제2 활성화 공정이 전압을 전원(1218)으로부터 전자원 기판(61)의 X 방향 배선 및 Y 방향 배선으로 인가함으로써 수행된다. 지지 부재(1214)는 기판 온도 조절용 가열 메카니즘 또는 냉각 메카니즘을 구비할 수 있다.
다음에, 배기 장치(1225)로 출구실(1205)을 배기한 후, 게이트 밸브(1209)를 개방한다. 전자원 기판(61)은 콘베이어 아암(1212)을 수단으로 운반실(1205)으로 이동된다. 다음, 게이트 밸브를 폐쇄하고 대기압으로 출구실을 퍼징(purging)한 후, 전자원 기판(61)을 꺼낸다.
이와 같은 활성화 장치에서 제1 진공 용기 및 제2 용기에서의 부분압 및 유기 물질의 종류를 바꿈으로써, 서로 다른 대기압을 갖는 진공 용기에서 차례로 활성화가 수행될 수 있다.
게다가, 활성화 장치는 두가지 진공 용기에 제한되지 않고, 세개 이상의 진공 용기가 제공될 수도 있다.
도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 활성화 장치의 다른 실시예가 설명될 것이다.
이러한 활성화 장치는 활성화를 수행하기 위한 진공 용기(1605 및 1606) 및 컨베이 장치(1602, 1603 및 1604)로 이루어진다. 게다가, 진공 용기를 배출하기 위한 배출 수단, 활성 물질을 진공 용기에 도입하기 위한 도입 수단, 및 전자원 기판 상의 배선에 전압을 인가하기 위한 전압 인가 수단이 제공된다. 활성화 장치는 진공 용기가 전자원 기판 상의 전자 방출 장치가 형성되는 영역을 포함하고, 또한 출력 배선이 형성된 영역을 제외한 영역 모두에 대한 커버링과 같은 구조가 형성되는 것을 특징으로 한다.
이러한 활성화 장치의 활성화가 다음 순서로 수행된다.
콘베이어 아암(1602) 상에 전자원 기판(1601)을 둔다. 다음 전자원 기판(1601)이 콘베이어 아암(1602)에 의해 지지 부재(1607) 상에 놓여지고 고정된다. 지지 부재(1607)는 기판 온도를 조절하기 위한 가열 기구 또는 냉각 기구가 제공될 수 있다.
다음, 지지 부재(1607)는 제1 진공 용기(1605) 및 전자원 기판(1601)이 컨택하도록 상승한다. 제1 진공 용기(1605) 및 기판(1601) 간의 갭은 오링 재료와 같은 밀봉 재료(1609)에 의해 밀폐되어 유지된다. 제1 진공 용기(1605)는 또한 전자원 기판(1601) 상에 형성된 전자 방출 장치 영역을 덮는다. 또한, 출력 배선의 부분은 진공 용기(1601)에서 나오도록 설계된다.
다음, 게이트 밸브(1614)를 개방하고 배출 장치(1616)로 제1 진공 용기(1605)의 내부를 배출한 후, 게이트 밸브(1612)를 개방한다. 활성 물질 유지 챔버(1610)는 유기 물질을 제1 진공 챔버로 도입시킨다. 밸브(1612)의 개구 정도는 제1 진공 용기에서의 유기 물질의 압력이 소정 밸브 상태가 되도록 조절된다. 전압 인가 프로브(1620)는 또한 전자원 기판(1601)의 X-방향 배선 및 Y-방향 배선의 출력 배선과 접촉하게 된다. 프로브를 연결시키는 대신, 플렉시블 케이블 상에 출력 배선을 장착하고 이러한 플렉시블 케이블을 전원에 연결한다. 제1 진공 용기에서의 유기 물질의 압력이 소정 값에 도달한 후, 전원(도시되지 않음)으로부터의 전압을 전자원 기판(1601)의 X-방향 배선 및 Y-방향 배선에 인가함으로써 제1 활성 처리가 수행된다.
다음, 지지 부재(1607)를 드롭시키고, 전자원 기판(1601)이 콘베이어 아암(1603)을 이용하여 지지 부재(1608) 상으로 이동된 다음 고정된다. 지지 부재(1608)는 기판 온도를 조절하기 위한 가열 기구 및 냉각 기구가 제공될 수 있다.
다음, 지지 부재(1608)는 제2 진공 용기(1606) 및 전자원 기판(1601)이 컨택하도록 상승한다. 제2 진공 용기(1605) 및 기판(1601) 간의 갭은 오링 재료와 같은 밀봉 재료(1609)에 의해 밀폐되어 유지된다. 제2 진공 용기(1606)는 또한 전자원 기판(1601) 상에 형성된 전자 방출 장치 영역을 덮는다. 또한, 출력 배선의 부분은 진공 용기(1601)에서 나오도록 설계된다.
게이트 밸브(1615)를 개방하고 배출 장치(1617)로 제2 진공 용기(1606)의 내부를 배출한 후, 게이트 밸브(1613)를 개방한다. 활성 물질 유지 챔버(1611)는 유기 물질을 제2 진공 챔버로 도입시킨다. 밸브(1613)의 개구 정도는 제2 진공 용기에서의 유기 물질의 압력이 소정 밸브 상태가 되도록 조절된다. 전압 인가 프로브(1621)는 또한 전자원 기판(1601)의 X-방향 배선 및 Y-방향 배선의 출력 배선과 접촉하게 된다. 프로브를 연결시키는 대신, 플렉시블 케이블 상에 출력 배선을 장착하고 이러한 플렉시블 케이블을 전원에 연결한다. 제2 진공 용기에서의 유기 물질의 압력이 소정 값에 도달한 후, 전원(도시되지 않음)으로부터의 전압을 전자원 기판(1601)의 X-방향 배선 및 Y-방향 배선에 인가함으로써 제2 활성 처리가 수행된다. 다음, 지지 부재(1608)를 드롭시키고, 이그지스트 콘베이어 아암(1504)을 이용하여 전자원 기판(1601)을 꺼집어 낸다.
활성화 장치에서, 유기 물질의 분압에서의 변형 또는 제1 진공 용기 및 제2 진공 용기에 포함된 유기 물질의 종류의 변화는 서로 다른 분위기의 진공 용기에서 활성 동작이 교대로 수행될 수 있도록 한다. 또한, 본 발명의 활성화 장치에서, 전자원 기판의 출력 배선부가 진공 용기의 외부에 있으므로, 출력 배선은 전압 인가 프로브와 용이하게 정렬될 수 있다. 또한, 플렉시블 케이블은 출력 배선 상에 미리 장착될 수 있다. 그래서, 본 발명은 보다 간편하고 간단한 방법으로 전압이 인가될 수 있다.
또한, 활성화 장치에서의 진공 용기의 수는 2개에 제한되지 않으며, 3개 이상의 진공 용기가 이용될 수 있다.
또한, 전술 구조를 갖는 복수의 전자 방출 장치가 형성된 전자원 기판은 인 등으로 이루어진 화상 형성 부재와 조합될 수 있어서, 화상 형성 장치를 구성한다.
이제, 본 발명에 따라 이루어진 전자원이 인가될 수 있는 화상 형성 장치가 도 7을 참조하여 설명될 것이다. 도 7은 화상 형성 장치의 기본 구조를 도시하는 도면이다. 도 7에서, 참조 번호 61은 복수의 전자 방출 장치가 장착되는 전자원 기판을 도시하고, 71은 전자원 기판(61)이 고정되는 배면판을, 76은 유리 기판(73)의 내부 표면 상에 형성된 형광막(74), 배면 금속(75) 등을 갖는 전면판을 나타낸다. 참조 번호 72는 지지 프레임을 나타낸다. 배면판(71), 지지 프레임(72) 및 전면판(76)은 프릿 유리로 코팅되고, 400 ℃ 내지 500 ℃에서의 10분 이상 동안 분위기 또는 질소 분위기에서 번 인되고 밀봉된다. 그래서 엔벨로프(78)가 형성된다.
도 7에서, 참조 번호 64는 도 2에 도시된 전자 방풀 장치에 대응한다. 참조 번호 62는 및 63은 각각의 전자 방출 장치의 장치 전극쌍에 연결된 X-방향 배선 및 Y-방향 배선을 각각 나타낸다. 장치 전극에 대한 배선은 동일 물질이 장치 전극 및 배선용으로 이용되면 장치 전극이라고 할 수 있다.
엔벨로프(78)는 상술한 바와 같이 전면판(76), 지지 프레임(72) 및 배면판(71)을 포함한다. 그러나, 배면판(71)이 기판(61)의 강도를 주로 증가시키도록 의도되기 때문에, 만약 자체 기판(61)이 충분한 강도를 가진다면 별도의 배면판(71)이 제거될 수 있다. 이 경우에, 지지 프레임(72)은 기판(61) 상에 직접 밀봉되고, 엔벨로프(78)는 전면판(76), 지지 프레임(72) 및 기판(61)을 포함할 수 있다.
반면에, 스페이서라고 하는 도시되지 않은 지지체가 전면판(76) 및 배면판(71) 사이에 배치되어, 분위기에 대해 충분한 강도를 갖는 엔벨로프(78)가 제조될 수 있다.
엔벨로프(78)는 도시되지 않은 배기 파이프를 통해 약 1 ×10-5Pa의 진공으로 설정되고, 엔벨로프(78)를 밀봉한다. 엔벨로프(78)가 밀봉된 후 진공을 유지하기 위해 게터링이 수행될 수 있다. 이는 증발된 막을 형성하기 위해 저항 가열 또는 고주파 가열과 같은 가열 방법에 의해 엔벨로프(78) 내의 도시되지 않은 선정 위치에 위치한 게터를 가열하는 처리이다. 통상적으로, 게터는 주로 Ba 등을 함유하고 증발 막의 흡수 효과에 기인하여 고 진공을 유지하는 역할을 한다.
그래서 본 발명에 따라 구성된 화상 표시 장치에서, 용기 외부 단자 Dox1 또는 Doxm 또는 Doy1 내지 Doyn을 통해 각 전자 방출 장치에 전압이 인가되어, 전자가 방출될 수 있게 한다. 일부 kv 이상의 고전압이 배면 금속(75) 또는 고전압 단자(77)을 통하여 도시되지 않은 투명 전극에 인가되어, 빔을 형광막(74)에 충돌시켜 여기되고 광을 방출하게 한다. 그러므로, 화상이 표시된다.
전술한 구조는 표시 등에 적합한 화상 형성 장치를 제조하는데 필요한 개략적 구조이며, 각 부재의 물질로서의 특정 내용은 전술한 설명에 제한되지 않고 화상 형성 장치의 응용에 따라 적합하게 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 화상 형성 장치는 감광 드럼 등을 포함하는 광 프린터로서 화상 형성 장치뿐만 아니라, 텔레비젼 방송용 표시 장치, 텔레비젼 회의 시스템, 컴퓨터 등에서의 표시 장치로서 이용될 수 있다.
전자원는 도 8에 도시된 바와 같이 사다리 배열로 된 전자원를 이용하여 구현될 수 있다. 사다리 배열의 전자원 및 화상 형성 장치는 도 8 및 9를 참조하여 설명될 것이다.
도 8은 사다리 배열의 전자원의 예를 도시하는 개략도이다. 도 8에서, 참조 번호 80 및 81은 전자원 기판 및 전자 방출 장치를 각각 나타낸다. 참조 번호 82는 Dx1 내지 Dx10으로 지정된 바와 같이, 전자 방출 장치를 서로 연결하기 위한 공통 배선을 나타낸다. 복수의 전자 방출 장치(81)는 장치라고 하는 기판(80) 상의 X-방향에 평행하게 배열된다. 복수의 소자는 전자원를 구성하기 위해 배열된다. 구동 전압이 각 소자의 공통 배선 간에 인가되어, 각 소자이 독립적으로 구동될 수 있다. 다시 말해서, 전자 방출 임계값 이하의 전압은 전자 빔이 방출될 소자에 인가된다. 각 소자 간의 공통 배선 Dx2 내지 Dx9는 예를 들어 Dx2 및 Dx3이 동일 배선이 되는 것처럼 될 수 있다.
도 9는 사다리 배열의 전자원를 갖춘 화상 형성 장치에서 패널 구조의 예를 도시하는 개략도이다. 참조 번호 90은 그리드 전극을, 91은 전자가 통과하는 개구를, 92는 Dox1, Dox2, ... 및 Doxm으로 이루어진 용기 외부 단자를 나타낸다. 참조 번호 93은 그리드 전극에 연결된 G1, G2, ... Gn으로 이루어진 용기 외부 단자를 나타내고, 참조 번호 80은 각 소자 간의 동일 공통 배선을 갖는 전자원 기판을 나타낸다. 도 9에서, 도 7 및 8에 도시된 것과 동일한 부분은 도면에 표기된 바와 같이 동일 참조 번호로 표기되어 있다. 도 9에 도시된 화상 형성 장치 및 도 7에 도시된 바와 같은 간단한 매트릭스형으로 배열된 화상 형성 장치 간의 현저한 차이는 그리드 전극이 전자원 기판(80) 및 전면판(76) 간에 제공되는 지의 여부이다.
도 9에서, 그리드 전극(90)은 기판(80) 및 전면판(76) 사이에 제공된다. 그리드 전극(90)은 표면 도전형 전자 방출 장치로부터 방출된 전자 빔을 변조시키는 역할을 하고, 사다리 배열의 소자에 직교하는 스트라이프형 전극을 통해 전자 빔을 통과시키기 위해 장치에 각각 대응하는 개별 원형 개구(91)가 제공된다. 그리드 형태 및 설치 위치는 도 9에 도시된 것에 제한되지 않는다. 예를 들어, 다중 스루-홀이 개구로서 매쉬 방식으로 형성될 수 있고, 그리드는 표면 도전형 전자 방출 장치의 주위 또는 근처에 제공될 수 있다. 용기 외부 단자(92) 및 용기 외부 단자(93)는 도시되지 않은 제어 회로에 전기적으로 연결된다.
이와 같은 화상 형성 장치에서, 소자이 라인 별로 동기적으로 교대하여 구동(주사)될 때, 화상중의 한 라인의 변조 신호가 그리드 전극의 행에 인가된다. 그 결과로서, 화상이 라인 별로 표시될 수 있도록 인에 대한 각 전자 빔의 조사가 제어될 수 있다.
도 12에 도시한 PE형 전자 방출 장치가 구비된 전자원 기판의 경우, 전자원 기판과 상술한 전면판도 역시 지지 프레임을 거쳐 밀봉되어 진공 용기를 형성한다. 즉, 화상 형성 장치가 형성된다.
본 발명에 따른 화상 형성 장치는 또한 감광 드럼을 구비한 광학 프린터와 같은 화상 형성 장치는 물론 텔레비젼 방송용 표시 장치, 텔레비젼 회의 시스템, 컴퓨터 등의 표시 장치로서 사용될 수 있다.
본 발명의 보다 상세한 설명을 이하에 실시예로서 제시한다.
실시예 1
실시예 1은 복수의 전자 방출 장치들이 단일 매트릭스로 배열되어 있는 전자원의 제조 방법의 예이다. 먼저, 도 6에 도시한 바와 같은 매트릭스형 전자원 기판을 이하와 같이 제조한다. X-방향으로의 다수의 장치들은 900개의 장치이고 Y-방향으로는 300 개의 장치가 존재한다.
단계(a)
600 ㎚ 두께의 SiO2층을 소다 라인 기판 상에 CVD에 의해 형성한다. 오프셋 프린팅에 의해 Pt 페리스트를 SiO2층 상에 인쇄한 다음 소결하여, 50㎚의 두께를 갖는 장치 전극(2 및 3)을 형성한다. 장치 전극(2 및 3) 간의 전극간 거리는 30㎛로 설정된다.
단계(b)
Ag 페이스트를 스크린 프린팅에 의해 인쇄한 다음 소결하여, Y-방향 배선(63)을 형성한다. 다음에 절연 페이스트를 X-방향 배선(62)과 Y-방향 배선(63) 사이의 교점에 스크린 프린팅에 의해 인쇄한 다음, 소결하여 30 ㎛의 두께를 갖는 절연층(65)을 형성한다. 또한, Ag 페이스트를 스크린 프린팅에 의해 인쇄한 다음 소결하여, X-방향 배선(62)을 형성한다.
단계(c)
버블 제트형 인젝션 장치를 사용하여 팔라듐 복합 용액을 장치 전극(2 및 3) 사이에 떨어드린다. 다음에 30분 동안 350℃에서 열처리를 수행하여, 팔라듐 산화 미세 분말로부터 도전성 박막(4)을 형성한다. 도전성 박막(4)의 막 두께는 15㎚이다. 팔라듐 복합 용액의 조성은 0.15 wt% 팔라듐 아세테이트 모노-에탄올 아민 복합 (Pd에 상당), 25 wt% IPA, 1 wt% 에틸렌 글리콜, 0.05 Wt% PVA 및 순수한 물이다.
단계(d)
형성된 전자원 기판(61)을 진공 용기에 설정한다. 진공 장치를 갖는 진공 용기의 내부를 1x10-3Pa으로 배기한 후, 2% 수소와 혼합된 질소 가스를 도입한다. 도면에 도시하지 않은 전극을 사용하여 X-방향 배선(62)과 Y-방향 배선(63)을 통해 각각의 전자 방출 장치와 전극(2 및 3) 간에 전압을 인가하고, 도전막(4)에 대해 포밍 동작을 수행한다. 포밍 동작을 위한 전압 파형은 도 5의 파형이고, 인가된 전압은 10V이다.
단계(e)
다음에, 포밍을 완료한 후에, 도 10에 도시한 활성화 장치를 사용하여 전자원 기판(61)의 활성화를 수행한다.
먼저, 전자원 기판(61)을 활성화 장치의 진입실(1201)의 콘베이어 아암(1210) 상에 설정한다. 배기 장치(1221)를 사용하여 수 분동안 진입실(1201)의 내부를 배기한 후, 게이트 밸브(1206)를 개방시킨다. 콘베이어 아암(1210)을 사용하여 전자원 기판(61)을 제1 진공 용기(1202)의 내부로 운반하고, 지지 부배(1213) 상에 설정한다. 콘베이어 아암(1210)을 진입실(1201)로 복귀시키고, 게이트 밸브(1206)를 폐쇄한다.
배기 장치(1222)를 사용하여 제1 진공 용기(1202)를 배기 상태로 하여, 밸브(1226)와 밸브(1227)를 개방시키고, 활성화 물질 보유 챔버(1219)로부터 제1 진공 용기 내에 토니트릴을 도입한다. 밸브(1227) 개구부를 조정하여 제1 진공 용기 내부의 토니트릴의 분압을 1x10-2Pa이 되게 한다.
다음에, 전압 인가 프로브(1215)를 전자원 기판(61)의 X-방향 배선과 Y-방향 배선과 접촉시키고, 전원(1217)으로부터 전자원 기판(61)의 X-방향 배선과 Y-방향 배선에 전압을 인가하여 활성화를 수행한다. Y-방향 배선 모두를 공통 접지에 접속하고, X-방향 배선의 선택된 라인에 전압을 인가하여 전압 인가를 수행한다. 인가된 전압은 16V이고, 전압 파형은 도 3에 도시한 파형이고, T1는 1㎳es로 설정되고, T2는 20mses로 설정되고, 인가 시간은 1분이다.
단계(f)
다음에, 배기 장치(1223)를 사용하여 수분 동안 운반실(1204) 내부를 배기한 후에, 게이트 밸브(120)를 개방하고, 콘베이어 아암(1211)을 사용하여 전자원 기판(61)을 운반실(1204) 내부로 이동시킨다.
게이트 밸브(1207)를 폐쇄하며, 배기 장치(1223)를 사용하여 수분 동안 운반실(1204)의 내부를 배기한 후, 게이트 밸브(1208)를 개방한다. 전자원 기판(61)은 콘베이어 아암(1211)을 사용하여 제2 진공 용기(1203)의 내부로 운반되고 지지 부재(1214) 상에 설정된다. 콘베이어 아암(1211)을 운반실(1204)으로 복귀시키고, 게이트 밸브(1208)를 폐쇄한다.
배기 장치(1224)를 사용하여 제2 진공 용기(1203)를 배기 상태에서 밸브(1228 및 1229)를 개방하고, 토니트릴(tornitrile)을 활성화 물질 보유 챔버(1220)로부터 제2 진공 용기에 도입한다. 개방 밸브(1229)를 제2 진공 용기의 내부의 토니트릴의 분압이 1 × 10-4Pa가 되도록 조절한다.
전압 인가 프로브(1216)를 전자원 기판(61)의 X-방향 배선 및 Y-방향 배선으로 접촉시키고, 전압을 전력원(1218)으로부터 전자원 기판(61)의 X-방향 배선 및 Y-방향 배선에 인가하여 제2 활성화를 수행한다. 전압 인가로 모든 Y-방향 배선이 공통 접지에 접속되며, 전압을 X-방향 배선의 선택된 라인에 인가하여 수행된다. 인가된 전압은 16V이며, 전압 파형은 도 3에 도시된 파형이다. T1은 1msec로 설정되며, T2는 20msec로 설정되고, 인가 시간은 15분이다.
다음으로, 배기 장치(1225)를 사용하여 수분 동안 배기실(1205)의 내부를 배기한 후, 게이트 밸브(1209)를 개방하고, 전자원 기판(61)을, 콘베이어 아암(1212)을 사용하여 배기실(1205)의 내부로 이동시킨다.
게이트 밸브(1209)를 폐쇄하고, 대기압에 있는 배기실(1205)의 내부를 배기한 후 전자원 기판(61)을 제거한다.
활성화 동안 소자 전류 If는 실시예 1에서 평활하게 증가되고, 각각의 장치에 대한 활성화의 시간에서 소자 전류 If는 1.6 mA 정도가 된다. 더욱이, 제1 활성화 라인과 마지막 활성화 라인의 활성화 프로필(활성화 시간과 소자 전류 If 간의 관계)는 거의 동일하며, 따라서 모든 전자 방출 소자는 유사하게 활성화된다. 더욱이, 활성화 프로필은 5개의 전자원 기판의 활성화를 연속해서 수행한 후 거의 동일하게 되어, 활성화가 양호한 반복성으로 수행될 수 있다.
비교예 1
제1 활성화 공정 및 제2 활성화 공정을 비교예와 동일한 진공 용기를 사용하여 수행한다.
전자원 기판을 실시예 1과 유사하게 준비하며, 포밍을 수행한다.
기판을, 실시예 1과 유사하게 도 10의 활성화 장치의 진공 용기(1202)에 설정한다. 진공 용기(1202)의 내부를 배기한 후, 밸브(1226 및 1227)를 개방시키고, 토니트릴을 활성화 물질 보유 챔버(1219)로부터 진공 용기내에 도입한다. 개방 밸브(1227)를 진공 용기 내부의 토니트릴의 분압이 1 × 10-2Pa가 되도록 조절하고, 제1 활성화를 수행한다.
다음에 밸브(1226 및 1227)를 폐쇄하고, 압력이 5 × 10-6Pa 정도가 될 때까지 진공 용기(1202)의 내부를 배기한 후 밸브(1226 및 1227)를 다시 개방하고, 토니트릴을 활성화 물질 보유 챔버(1219)로부터 진공 용기내에 도입한다. 개방 밸브(1227)는 진공 용기 내부의 토니트릴의 분압이 1 × 10-4Pa 가 되도록 조절된다. 실시예 1과 유사하게 다음에 전압을 인가하고, 제2 활성화를 수행한 후 기판을 제거한다.
활성화 동안 소자 전류 If는 비교예 1에서 평활하게 증가한다. 그러나, 제1 활성화 공정의 활성화 프로필과 비교할 때, 활성화 5분 후 소자 전류 If의 증가비(If/시간에서 증가량)는 초기 단계에서 활성화된 라인이 나중에 활성화된 라인 보다 다소 크게 하며, 조건은 제2 활성화 공정의 초기 단계에서 활성화된 라인이 제1 활성화 공정에서 잔류하는 유기 물질에 의해 영향을 받는 것으로 보여진다.
실시예 2
실시예 2는 본 발명에 따라 제조된 전자원이 적용되는 도 7의 화상 형성 장치의 예이다. 상술한 실시예 1에서 제조된 전자원 기판(61)을 배면판(71) 상에 고정시킨 후, 전면판(76)을, 엔벨로프(78)를 형성하는 도시되지 않은 배기 파이프 및 지지 프레임(72)을 통해 기판 위에 3mm 고정시킨다. 더욱이, 도시되지 않은 스페이서를 배면판과 전면판 사이에 설정하여 대기압에 견딜 수 있는 구조로 만든다. 더욱이, 게터를, 용기를 높은 진공으로 보유하기 위하여 엔벨로프(78) 내부에 배치한다. 프릿 글래스(frit glass)는 배면판, 지지 프레임 및 전면판의 본딩에 사용하고, 본딩은 아르곤 분위기에서 420℃로 가열하여 수행된다.
전체 패널은 진공 펌프를 사용하여 배기 파이프를 통해 제조된 엔벨로프(78) 내부의 대기를 배기하는 동안 250℃로 가열된다. 온도가 상온으로 떨어지고 내부 압력이 10-7Pa 정도가 된 후, 엔벨로프(78)의 밀봉은 가스 버너로 가열하여 배기 파이프를 용접함에 의해 수행된다. 결국, 게터는 고 주파수 가열에 의해 가열되며, 밀봉 후 압력을 보유하기 위하여 게터링 동작을 수행한다. 따라서, 도 7에 도시된 화상 형성 장치는 제조된다.
전자는 외부 단자 Dox1 내지 Doxm 및 Doy1 내지 Doyn을 통해 상기와 같이 완료된 화상 형성 장치에서의 전자 방출 소자 각각에 14.5 V의 전압을 인가하여 방출된다. 더욱이, 1kV 고전압이 고전압 단자(77)를 통해 메탈 백(75)에 인가된다. 이때의 전자 방출비 Ie/If를 측정하면, If는 전자 방출 소자를 흐르는 소자 전류가 되며, Ie는 전자 방출 소자로부터 방출되며 메탈 백(75)에 도달하는 방출 전류가 되고, 그 후 전자 방출비는 약 0.16%가 되어 양호한 전자 방출 특성을 가진다.
6kV 전압을 고전압 단자(77)를 통해 메탈 백(75)에 인가하고, 방출된 전자가 형광막(74)과 충돌하며, 광의 여기 및 방출에 의해 화상이 표시된다. 실시예 2의 화상 표시 장치는 휘도 또는 불균일한 컬러로 인한 어떠한 두드러진 산란을 가지지 않으며, TV에서 사용을 충분히 만족하는 양호한 화상를 표시할 수 있다.
실시예 3
실시예 3은 전자원의 다른 제조 방법의 예이다.
전자원 기판은 실시예 1의 단계 (a) 내지 (d)에 따라 형성된다. 플렉시블 케이블은 형성된 전자원 기판의 X-방향 배선 및 Y-방향 배선의 출력 라인 상에 장착된다. 실시예 1과 유사하게 포밍을 수행하여 전자 방출 영역을 형성한다.
다음으로, 포밍이 완료되는 전자원 기판의 활성화는 도 14에 도시된 활성화 장치를 사용하여 수행된다.
전자원 기판(61)은 진입시키는데 사용되는 콘베이어 아암(1602) 상에 설정되고, 전자원 기판(61)은 콘베이어 아암(1602)을 사용하여 지지 부재(1607) 상에 놓여져 고정된다.
지지 부재(1607)를 들어올리고, 전자원 기판(61) 및 제1 진공 용기(1605)를 접촉시킨다. 완벽한 밀봉이 제1 진공 용기(1605)와 기판(61) 사이의 오링에 의해 보유된다.
밸브(1614)는 다음에 개방되고, 배기 장치(1616)에 의해 제1 진공 용기(1605)의 내부를 배기한 후, 밸브(1612)는 개방된다.
토니트릴은 활성화 물질 보유 챔버(1610)로부터 제1 진공 용기로 도입되고, 개방 밸브(1612)는 제1 진공 용기 내부의 토니트릴의 분압이 1 × 10-3Pa가 되도록 조절된다.
다음으로, 도시되지 않은 전력원은 전자원 기판(61)의 X-방향 배선 및 Y-방향 배선의 출력 라인에 접속되는 플렉시블 케이블과 접속되고, 제1 활성화는 전압을 X-방향 배선 및 Y-방향 배선에 인가함으로써 수행된다. 전압 인가는 모든 Y-방향 배선을 공통 접지에 접속하고 X-방향 배선의 선택된 라인에 전압을 인가함으로써 수행된다. 인가된 전압은 실시예 1과 유사하게 바이폴라 전압 파형이며, 인가된 전압의 파 높이는 16 V가 1분 동안 인가된 후 다른 1분 동안 0.1V/sec의 레이트에서 10 내지 16V로 증가한다.
지지 부재(1607)는 낮아지며, 전자원 베이스(61)는 콘베이어 아암(1603)을 사용하여 지지 부재(1608)로 이동되며 정 위치에 고정된다.
지지 부재(1608)가 들어올려지고, 전자원 기판(61) 및 제2 진공 용기(1606)이 접촉된다. 완전한 밀봉은 제2 진공 용기(1606)와 기판(61) 사이의 오링에 의해서 보유된다.
밸브(1615)는 다음에 개방되며, 배기 장치(1617)에 의해 제2 진공 용기(1606)의 내부를 배기한 후 밸브(1613)는 개방된다. 토니트릴은 활성화 물질 보유 챔버(1611)로부터 제2 진공 용기로 도입되고, 개방 밸브(1613)는 제2 진공 용기 내부의 토니트릴의 분압이 1 × 10-4Pa가 되도록 조절된다.
다음으로, 도시되지 않은 전력원은 전자원 기판(61)의 X-방향 배선 및 Y-방향 배선의 출력 라인에 접속된 플렉시블 케이블과 접속되며, 제2 활성화는 전압을 X-방향 배선 및 Y-방향 배선에 인가함으로써 수행된다. 전압 인가는 모든 Y-방향 배선을 공통 접지에 접속하고 X-방향 배선 중 선택된 라인에 전압을 인가함으로써 수행된다. 인가된 전압은 실시예 1과 유사하게 바이폴라 전압 파형이며, 16V가 20분 동안 인가된다.
지지 부재(1608)가 들어올려지고, 전자원 기판(61)은 콘베이어 아암(1604)을 사용하여 제거된다.
활성화 동안 소자 전류 If는 실시예 3에서 평활하게 증가되며, 각각의 장치에서 활성화의 완료시 소자 전류 If의 값은 1.6mA 정도가 된다. 더욱이, 최초로 활성화된 라인과 최종 활성화된 라인의 활성화 프로필(활성화 시간과 소자 전류 If 간의 관계)는 거의 동일하며, 따라서, 모든 전자 방출 소자는 유사하게 활성화될 수 있다. 더욱이, 활성화 프로필은 5개의 전자원 기판의 활성화가 연속해서 수행된 후 거의 동일하며, 따라서 활성화가 양호한 반복성으로 수행될 수 있다.
비교예 2
제1 활성화 공정 및 제2 활성화 공정는 비교예로서 동일한 진공 용기를 사용하여 수행된다.
전자원 기판은 실시예 3과 유사하게 준비되며, 포밍을 수행한다.
기판은 실시예 3과 유사하게 도 14의 활성화 장치의 지지 부재(1607) 상에 설정되어 정위치에 고정된다.
지지 부재(1607)가 들어올려지고, 전자원 기판 및 제2 진공 용기(1605)가 접촉된다. 완전한 밀봉은 제2 진공 용기(1605)와 기판 사이의 오링에 의해서 보유된다.
밸브(1614)는 다음에 개방되고, 활성화 장치(1616)를 사용하여 진공 용기(1605)의 내부를 배기한 후 밸브(1612)는 개방된다. 토니트릴은 활성화 물질 보유 챔버(1610)로부터의 진공 용기로 도입된다. 개방 밸브(1612)는 진공 용기 내부의 토니트릴의 분압이 1 × 10-3Pa가 되도록 조절된다.
실시예 3과 유사하게 전압은 인가되고, 제1 활성화는 수행된다.
밸브(1612)는 그 후 개방되며, 압력이 5 × 10-6Pa 정도가 될 때까지 진공 용기(1605)의 내부를 배기한 후 밸브(1612)는 다시 한번 개방되고, 토니트릴은 활성화 물질 보유 챔버(1610)로부터 진공 용기(1605)로 도입된다. 개방 밸브(1612)는 진공 용기 내부의 토니트릴의 분압이 1 × 10-4Pa가 되도록 조절된다.
실시예 3과 유사하게, 전압은 그 후 인가되며, 제2 활성화를 수행한 후 기판은 제거된다.
활성화 동안 소자 전류 If는 비교예 2에서 평활하게 증가된다. 그러나, 제2 활성화 공정의 활성화 프로필과 비교할 때, 활성화 5분 후 소자 전류 If의 증가비율(If/시간에서 증가의 양)은 초기 단계에서 활성화된 라인이 후에 활성화된 라인 보다 다소 크게되게 하며, 조건은 제2 활성화 공정의 초기 단계에서 활성화된 라인이 제1 활성화 공정로부터 잔류하는 유기 물질에 의해 영향을 받는 것으로 나타난다.
실시예 4
실시예 4는 본 발명에 따라 제조된 전자원이 적용되는 화상 형성 장치의 예이다. 실시예 3에 따라 제조된 전자원 기판(61)이 사용되며, 도 7에 도시된 화상 형성 장치가 실시예 2와 유사하게 제조된다.
전자는 외부 단자 Dox1 내지 Doxm 및 Doy1 내지 Doyn을 통해 완료된 화상 형성 장치에서의 전자 방출 소자 각각에 14 V의 전압을 인가하여 방출된다. 더욱이, 1kV 고전압이 고전압 단자(77)를 통해 메탈 백(75)에 인가된다. 이때의 전자 방출 비 Ie/If를 측정하면, If는 전자 방출 소자를 흐르는 소자 전류가 되며, Ie는 전자 방출 소자로부터 방출되며 메탈 백(75)에 도달하는 방출 전류가 되고, 그 후 전자 방출 비는 약 0.15%가 되어 양호한 전자 방출 특성을 가진다.
6kV 전압이 고전압 단자(77)를 통해 메탈 백(75)에 인가되고, 방출된 전자는 형광막(74)과 충돌하며, 화상는 광의 여기 및 방출에 의해 표시된다. 실시예 4의 화상 표시 장치는 휘도 또는 불균일한 컬러로 인한 어떠한 두드러진 산란도 가지지 않으며, TV에서 사용을 충분히 만족하는 양호한 화상를 디스플레이할 수 있다.
실시예 5
실시예 5는 전자원의 다른 제조 방법의 예이다.
전자원 기판은 실시예 1의 단계 (a) 내지 (d)에 따라 형성된다. 플렉시블 케이블은 형성된 전자원 기판의 X-방향 배선 및 Y-방향 배선의 출력 라인 상에 장착된다. 포밍이 실시예 1의 단계 (e)와 유사하게 수행되어, 전자 방출 영역을 형성한다.
다음으로, 포밍이 완료되는 전자원 기판(61)의 활성화는 도 14에 도시된 활성화 장치를 사용하여 수행된다.
전자원 기판(61)은 진입시키는데 사용되는 콘베이어 아암(1602) 상에 설정되고, 전자원 기판(61)은 콘베이어 아암(1602)을 사용하여 지지 부재(1607) 상에 놓여져 고정된다.
지지 부재(1607)는 들어올려지고, 전자원 기판(61) 및 제1 진공 용기(1605)는 접촉된다. 완벽한 밀봉이 제1 진공 용기(1605)와 기판(61) 사이의 오링에 의해 보유된다.
밸브(1614)는 다음 개방되고, 배기 장치(1616)에 의해 제1 진공 용기(1605)의 내부를 배기한 후, 밸브(1612)는 개방된다. 에틸렌 및 질소 가스 혼합물(에틸렌 대 질소의 비가 1:100임)은 활성화 물질 보유 챔버(1610)로부터 제1 진공 용기로 도입되고, 개방 밸브(1612)는 제1 진공 용기 내부의 토니트릴의 분압이 2 × 10-2Pa가 되도록 조절된다.
다음으로, 도시되지 않은 전력원은 전자원 기판(61)의 X-방향 배선 및 Y-방향 배선의 출력 라인에 접속되는 플렉시블 케이블과 접속되고, 제1 활성화는 전압을 X-방향 배선 및 Y-방향 배선에 인가함으로써 수행된다. 전압 인가는 모든 Y-방향 배선을 공통 접지에 접속하고X-방향 배선 중 선택된 라인에 전압을 인가함으로써 수행된다. 인가된 전압은 실시예 1과 유사하게 바이폴라 전압 파형이며, 인가된 전압의 파 높이는 16 V가 1분 동안 인가된 후 다른 1분 동안 0.1V/sec의 레이트에서 10 내지 16V로 증가한다.
지지 부재(1607)는 낮아지며, 전자원 기판(61)은 콘베이어 아암(1603)을 사용하여 지지 부재(1608)로 이동시켜 정 위치에 고정한다.
지지 부재(1608)가 들어올려지고, 전자원 기판(61) 및 제2 진공 용기(1606)이 접촉된다. 완전한 밀봉은 제2 진공 용기(1606)와 기판(61) 사이의 오링에 의해서 보유된다.
밸브(1615)는 다음에 개방되며, 배기 장치(1617)에 의해 제2 진공 용기(1606)의 내부를 배기한 후 밸브(1613)는 개방된다. 벤조니트릴(Benzonitrile)은 활성화 물질 보유 챔버(1611)로부터 제2 진공 용기로 도입되고, 개방 밸브(1613)는 제2 진공 용기 내부의 벤조니트릴의 분압이 1 × 10-4Pa가 되도록 조절된다.
다음으로, 도시되지 않은 전력원은 전자원 기판(61)의 X-방향 배선 및 Y-방향 배선의 출력 라인에 접속된 플렉시블 케이블과 접속되며, 제2 활성화는 전압을 X-방향 배선 및 Y-방향 배선에 인가함으로써 수행된다. 전압 인가는 모든 Y-방향 배선을 공통 접지에 접속하고 X-방향 배선 중 선택된 라인에 전압을 인가함으로써 수행된다. 인가된 전압은 제1 활성화와 유사하게 바이폴라 전압 파형이며, 인가된 전압 16V가 20분 동안 인가된다.
다음에 지지 부재(1608)를 낮추고, 전자원 기판(61)을 콘베이어 아암(1604)을 사용하여 제거한다.
실시예 5에서 활성화 동안 소자 전류 If는 점차적으로 증가하고, 각 소자의 활성화의 완료시에 소자 전류 If는 약 1.7㎃이다. 더우기, 활성화 프로필(활성화 시간과, 최초로 활성화된 라인과 마지막으로 활성화된 라인의 소자 전류 If 간의 관계)는 거의 균일하고, 따라서 모든 전자 방출 소자도 유사하게 활성화된다. 더우기, 활성화 프로필은 연속하는 다섯개의 전자원 기판의 활성화를 수행한 후에 거의 동일하고, 따라서 양호한 반복성으로 활성화가 수행될 수 있다.
실시예 6
실시예 6은 본 발명에 따라 제조된 전자원이 적용되는 화상 형성 장치의 예이다.
실시예 5에 따라 제조된 전자원 기판(61)이 사용되고, 실시예 에서와 유사하게 도 7에 도시된 화상 형성 장치가 제조된다.
14 V의 전압을 이와 같이 완성된 화상 형성 장치 내의 각 전자 방출 소자에 인가함으로써 외부 단자 Dox1 내지 Doxm 및 Doy1 내지 Doyn을 통해 전자들이 방출된다. 또한, 1㎸ 고전압이 고전압 단자(77)를 통해 메탈 백(75)에 인가된다. 만일 전자 방출비 Ie/If (여기서, If는 전자 방출 소자에 흐르는 소자 전류이고 Ie는 전자 방출 소자로부터 방출되고 메탈 백(75)에 도달하는 방출 전류임)를 이 시점에서 측정하면, 전자 방출비는 양호한 전자 방출 특성을 갖는 약 0.15%이다.
다음에 6㎸ 고전압을 고전압 단자(77)를 통해 메탈 백(75)에 인가하고, 방출된 전자가 형광막(74)과 충돌하고, 광의 여기와 방출에 의해 화상이 디스플레이된다. 실시예 6의 화상 디스플레이 장치는 휘도에서의 두드러진 산란 또는 불균일한 컬러를 가지고 있지 않으며, 텔레비젼으로서 만족할 만하게 사용할 수 있는 양호한 화상을 디스플레이할 수 있다.
실시예 7
실시예 7은 복수의 FE형 전자 방출 소자들이 단일 매트릭스로 배열되어 있는 전자원의 제조예이다. 먼저, 도 12에 도시된 바와 같은 전자원 기판이 이하와 같이 제조된다. X 방향으로의 소자 수는 900이고 Y 방향에서의 소자 수는 300이다.
단계(a)
동으로 된 캐소드 전극(102), 비정질 실리콘으로 된 저항층(110), 실리콘의 열산화에 의해 형성된 절연층(104), 및 몰리브덴으로 된 게이트 전극(105)이 글래스 기판(101) 상에 적층된다. 다음에 포토레지스트를 몰리브덴 막에 도포하고, 게이트 전극의 개구에 대응하는 패턴을 형성한다. 다음에 플루오르화산을 절연층(104)의 개구에 도포하고, 다음에 포토레지스트를 제거한다.
단계(b)
다음에 진공 배기 장치 내부의 기판을 회전시키면서 알루미늄을 비스듬히 배기하여, 마스크층(106)을 형성한다.
단계(c)
다음에 몰리브덴을 기판에 대해 수직 방향으로 배기하여, 원뿔형 에미터(103)를 형성한다.
단계(d)
다음에 게이트 전극 상에 형성된 알루미늄으로 된 마스크층(106)과 몰리브덴층을 제거하여, 복수의 FE형 전자 방출 소자가 구비된 전자원 기판(100)을 형성한다. 또한, 출력 라인을 전자 방출 소자의 주변 영역에 형성한다.
단계(e)
다음에, 도 10에 도시된 활성화 장치를 사용하여 상기 형성된 전자원 기판(100)의 활성화를 수행한다.
먼저, 전자원 기판(100)을 활성화 장치의 진입실(1201)의 콘베이어 아암(1210) 상에 설정한다. 배기 장치(1221)로 수분 동안 진입실(1201) 내부를 배기한 후, 게이트 밸브(1206)를 개방시킨다. 콘베이어 아암(1210)을 사용하여 전자원 기판(100)을 제1 진공 용기(1202)의 내부로 운반하고, 지지 부재(1213) 상에 설정한다. 콘베이어 아암(1210)을 진입실(1201)로 복귀시키고 게이트 밸브(1206)를 폐쇄한다.
배기 장치(1222)를 사용하여 배기된 상태의 제1 진공 용기(1202)로서, 밸브(1226)와 밸브(1227)를 개방하고, 토니트릴(tornitrile)을 활성화 물질 보유 챔버(1219)로부터 제1 진공 용기내로 도입한다. 밸브(1227) 구멍은 조정하여, 제1 진공 용기 내의 토니트릴의 분압이 1x10-2Pa이 되게 한다.
다음에, 전압 인가 프로브(1215)를 전자원 기판(100)의 출력 라인과 접촉시키고, 100 V의 전압을 출력 라인을 통해 전원(1217)으로부터 캐소드 전극(102)과 게이트 전극(105) 간에 인가한다. 전압 파형은 도 5에 도시된 파형이고, T1은 1㎳로 설정되고, T2는 20㎳로 설정되며, 인가 시간은 5분이다. 또한, 5 ㎸의 전압을 기판 위에 3㎜로 설정된 애노드 전극(도시되지 않음)에 인가한다. 이와 같이 제1 활성화를 수행한다.
단계(f)
다음에, 배기 장치(1223)를 사용하여 수분 동안 콘테이너 용기(1204)의 내부를 배기한 후, 게이트 밸브(1207)를 개방하고, 전자원 기판(100)을 콘베이어 아암(1211)를 사용하여 콘베이어 용기(1204) 내부로 이동시킨다.
게이트 밸브(1207)를 폐쇄하고, 배기 장치(1223)를 사용하여 수분 동안 콘베이어 용기(1204)의 내부를 배기한 후, 게이트 밸브(1208)를 개방한다. 다음에 전자원 기판(100)을 콘베이어 아암(1211)을 사용하여 제2 진공 용기(1203) 내부로 운반하고, 지지 부재(1214) 상에 설정한다. 콘베이어 아암(1211)을 콘베이어 용기(1204)로 복귀시키고, 게이트 밸브(1208)를 폐쇄한다.
배기 장치(1224)를 사용하여 배기된 상태의 제2 진공 용기(1203)로서, 밸브(1228)와 밸브(1229)를 개방시키고, 토니트릴을 활성화 기판 보유 챔버(1220)로부터 제2 진공 용기내로 도입한다. 밸브(1229) 구멍을 조정하여, 제2 진공 용기 내부의 토니트릴의 분압이 1x10-2Pa이 되게 한다.
다음에, 전압 인가 프로브(1216)을 전자원 기판(100)의 X 방향 배선과 Y 방향 배선과 접촉시키고, 120 V의 전압을 전원(1218)에 의해 캐소드 전극(102)과 게이트 전극(105) 사이에 인가한다. 전압 파형은 도 5에 도시된 파형으로, T1은 1 ㎳로 설정되고, T2는 20㎳로 설정되며, 인가 시간은 15분이다. 또한, 5㎸의 전압을 기판 3㎜ 위에 설정된 애노드 전극(도시되지 않음)에 인가한다. 이와 같이 제2 활성화를 수행한다.
다음에, 배기 장치(1225)를 사용하여 수분 동안 출구실(1205)의 내부를 배기한 후, 게이트 밸브(1209)를 개방하고, 콘베이어 아암(1212)를 사용하여 전자원 기판(100)을 출구실(1205) 내부로 이동시킨다.
게이트 밸브(1209)를 폐쇄하고, 출구실(1205)의 내부를 대기 압력으로 정화한 후, 전자원 기판(100)을 제거한다.
활성화 동안 에미터로부터 방출되어 애노드 전극에 의해 포획된 방출 전류는 실시예 7에서 점차적으로 증가한다. 또한, 최초로 활성화된 라인과 마지막으로 활성된 라인의 활성 프로필(활성화 시간과 방출 전류 간의 관계)은 거의 동일하고, 따라서 모든 전자 방출 장치가 유사하게 활성화될 수 있다.
실시예 8
실시예 8은 본 발명에 따라 제조된 전자원이 적용되는 화상 형성 장치의 예이다.
화상 형성 장치는, 실시예 2와 유사하게 지지 프레임을 통해 전면판에 부착된, 실시예 7에서와 유사하게 제조된 전자원 기판(100)을 사용하여 제조된다.
120 V의 전압을 상기와 같이 완성된 화상 형성 장치 내의 캐소드 전극과 게이트 전극 간의 각각의 전자 방출 소자에 인가한다. 또한, 6㎸ 고전압을 고전압 단자(77)를 통해 메탈 백(75)에 인가하고, 방출된 전자가 형광막(74)과 충돌하고, 광의 방출과 여기에 의해 화상이 디스플레이된다. 실시예 8의 화상 디스플레이 장치는 휘도에 두드러진 변동 또는 불균일한 컬러가 없으며, 텔레비젼으로 사용하게 충분히 만족할 수 있는 양호한 화상을 디스플레이할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 전자 방출 장치 및 전자원 제조 방법에 따르면, 서로 다른 분위기에서 복수의 챔버를 사용하여 수분 동안 활성화 처리를 수행함으로써, 활성 공정 시간을 단축시켜 양호한 전자 방출 특성을 갖는 전자 방출 장치와 전자원을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 전자 방출 장치 및 전자원 제조 방법에 따르면, 서로 다른 분위기에서 복수의 챔버들을 사용하여 여러 단계 동안 활성화 처리를 수행함으로써, 종래 기술의 활성 처리에서의 활성화 물질 불충분 공급 문제를 해결할 수 있고, 양호한 특성을 갖는 전자 방출 장치 및 전자원을 제조할 수 있다.
또한, 챔버 내부에 잔류하는 물질을 피할 수 있기 때문에 양호한 반복성으로 활성화를 수행할 수 잇다. 따라서, 제조시의 분산이 감소될 수 있고, 수율이 증가될 수 있다.
또한, 본 발명에서의 전자원 제조 장치에 따르면, 복수의 챔버 각각의 내부에는 챔버 내부에 가스를 도입하기 위한 수단과, 배기 수단이 제공되어, 챔부 각각의 내부 분위기를 독립적으로 제어하고 설정할 수 있다. 더우기, 제조 장치에는 전자원을 형성하기 위한 기판을 위해 각각의 챔버에 진입하고 이를 빠져나오기 위한 수단이 구비되어 있어서, 기판이 상기 제어된 분위기 각각으로 운반되어 효율이 양호하고, 생산성이 보다 효율적을 될 수 있다.
또한, 본 발명의 제조 방법에 따라 제조된 전자원을 구비한 화상 형성 장치에 따르면, 예를 들어 평면 컬러 텔레비젼을 갖는 고해상도 화상 형성 장치를 제공할 수 있다.

Claims (19)

  1. 전자 방출 소자의 제조 방법에 있어서,
    기판 상에 서로 이격된 한 쌍의 도전체를 형성하는 단계, 및
    상기 한 쌍의 도전체중의 적어도 하나에 탄소 또는 탄소 화합물의 막을 형성하는 활성화 단계
    를 포함하되, 상기 활성화 단계는 서로 다른 분위기를 갖는 복수의 용기 내에서 순차적으로 수행되는 방법.
  2. 전자 방출 소자의 제조 방법에 있어서,
    한 쌍의 전극 간에 배열된 전자 방출 영역을 갖는 기판 상에 도전막을 형성하는 단계, 및
    상기 도전막 상에 탄소 또는 탄소 화합물의 막을 형성하는 활성화 단계
    를 포함하되, 상기 활성화 단계는 서로 다른 분위기를 갖는 복수의 용기 내에서 순차적으로 수행되는 방법.
  3. 전자원의 제조 방법에 있어서,
    기판 상에 서로 이격된 복수 쌍의 도전체를 형성하는 단계, 및
    상기 복수 쌍의 도전체중의 적어도 하나에 탄소 또는 탄소 화합물의 막을 형성하는 활성화 단계
    를 포함하되, 상기 활성화 단계는 서로 다른 분위기를 갖는 복수의 용기 내에서 순차적으로 수행되는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 용기는 상기 분위기에 포함된 다양한 가스들이 서로 다른 복수의 용기를 포함하고, 상기 용기들중의 적어도 두개는 분위기에 탄소 화합물을 포함하는 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 복수의 용기는 상기 분위기에 포함된 탄소 화합물들이 서로 다른 복수의 용기를 포함하는 방법.
  6. 제3항에 있어서, 상기 복수의 용기는 상기 분위기에 포함된 상기 탄소 화합물의 분압이 서로 다른 복수의 용기를 포함하는 방법.
  7. 제3항에 있어서, 상기 활성화 단계는 상기 탄소 화합물을 포함하는 분위기 에서 상기 한 쌍의 도전체 간에 전압을 인가하는 단계를 포함하는 방법.
  8. 전자원과, 상기 전자원으로부터의 전자를 복사시켜 이미지를 형성하기 위한 화상 형성 부재를 갖는 화상 형성 장치의 제조 방법에 있어서,
    상기 전자원을 제3항 내지 제7항중의 어느 한항에 따른 방법에 의해 제조하는 방법.
  9. 전자원의 제조 방법에 있어서,
    한 쌍의 전극 간에 배열된 전자 방출 영역을 갖는 기판 상에 복수의 도전막을 형성하는 단계, 및
    상기 도전막 상에 탄소 또는 탄소 화합물의 막을 형성하는 활성화 단계
    를 포함하되, 상기 활성화 단계는 서로 다른 분위기를 갖는 복수의 용기 내에서 순차적으로 수행되는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 복수의 용기는 상기 분위기에 포함된 다양한 가스들이 서로 다른 복수의 용기를 포함하고, 상기 용기들중의 적어도 두개는 상기 분위기에 탄소 화합물을 포함하는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 복수의 용기는 상기 분위기에 포함된 탄소 화합물들이 서로 다른 복수의 용기를 포함하는 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 복수의 용기는 상기 분위기에 포함된 상기 탄소 화합물의 분압이 서로 다른 복수의 용기를 포함하는 방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 활성화 단계는 상기 탄소 화합물을 포함하는 분위기 에서 상기 한 쌍의 전극 간에 전압을 인가하는 단계를 포함하는 방법.
  14. 전자원과, 상기 전자원으로부터의 전자를 복사시켜 이미지를 형성하기 위한 화상 형성 부재를 갖는 화상 형성 장치의 제조 방법에 있어서,
    상기 전자원을 제9항 내지 제13항중의 어느 한항에 따른 방법에 의해 제조하는 방법.
  15. 전자원의 제조 장치에 있어서,
    복수의 용기,
    상기 복수의 용기들의 각각을 배기하기 위한 수단,
    상기 용기들 각각 내에 가스를 도입하기 위한 수단 - 상기 배기 및 도입 수단은 상기 복수의 용기들 각각에 배열됨 -, 및
    상기 전자원이 상기 용기들의 각각의 전후에 형성되어 있는 기판을 운반하기 위한 수단
    을 포함하는 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 용기들의 각각 내에 상기 기판의 온도를 제어하기 위한 수단을 더 포함하는 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 가스는 탄소 화합물 가스인 장치.
  18. 제15항에 있어서, 상기 용기들의 각각은 상기 기판을 내부에 수용하는 용기인 장치.
  19. 제15항에 있어서, 상기 용기들의 각각은 상기 전자원이 형성되어 있는 상기 기판 측의 일부 영역을 덮는 용기인 장치.
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