(57)【要約】【課題】  局所的な圧力低下を招くことなく、短時間で所定の高真空領域に到達するようにする。【解決手段】  所望の気体の存在する雰囲気中にて、電子源を製造するための製造装置に関し、基板３上に配置された導電部材に電子放出部を形成する電子源の製造装置であって、導電部材が形成された基板面との間に気密雰囲気を形成する為の、気体の導入口及び排出口を有する容器１と、気密雰囲気中で、気体の導入口と基板面との間に配置された導入気体の拡散部材１９及び気体の排出口と基板面との間に排出口と離間して配置された排気抵抗を与える抵抗部材２とを備え、抵抗部材２の位置は、拡散部材１９の位置よりも基板面に近い電子源の製造装置である。【選択図】      図２
2005197241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置された導電部材に電子放出部を形成する電子源の製造装置であって、
前記導電部材が形成された基板面との間に気密雰囲気を形成する為の、気体の導入口及び排出口を有する容器と、
前記気密雰囲気中で、前記気体の導入口と前記基板面との間に配置された導入気体の拡散部材及び前記気体の排出口と前記基板面との間に当該排出口と離間して配置された排気抵抗を与える抵抗部材とを備え、
前記抵抗部材の位置は、前記拡散部材の位置よりも前記基板面に近いことを特徴とする電子源の製造装置。
【請求項２】
更に、前記気密雰囲気中を所望の気体が存在する雰囲気となすための、前記気体の導入口に接続された気体貯蔵容器及び前記気体の排出口に接続された真空ポンプと、前記所望の気体が存在する雰囲気中にて、前記導電部材に電圧を印加するための電源とを備え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。
【請求項３】
請求項２に記載の製造装置を用いて、基板上に配置された導電部材に、所望の気体が存在する雰囲気中にて電圧を印加し、当該導電部材に電子放出部を形成する工程を有することを特徴とする電子源の製造方法。
【請求項４】
前記気体は、還元性気体であることを特徴とする請求項３に記載の電子源の製造方法。
【請求項５】
前記気体は、有機物質の気体であることを特徴とする請求項３に記載の電子源の製造方法。
【請求項６】
基板上に配置された導電部材に炭素を含む膜を形成し電子放出部を形成する電子源の製造装置であって、
前記導電部材が形成された基板面との間に気密雰囲気を形成する為の、有機物質を含む気体の導入口及び排出口を有する容器と、
前記気体の導入口と前記基板面との間に配置された導入気体の拡散部材と、
前記気体の排出口と前記基板面との間に当該排気口と離間して配置された排気抵抗を与える抵抗部材とを備え、
前記抵抗部材の位置は、前記拡散部材の位置よりも前記基板面に近いことを特徴とする電子源の製造装置。
【請求項７】
前記抵抗部材には冷却手段が設けられている請求項６に記載の電子源の製造装置。
【請求項８】
更に、前記気密雰囲気中を、前記有機物質を含む気体が存在する雰囲気となすための、前記気体の導入口に接続された気体貯蔵容器及び前記気体の排出口に接続された真空ポンプと、前記有機物質を含む気体が存在する雰囲気中にて、前記導電部材に電圧を印加するための電源とを備えることを特徴とする請求項７に記載の電子源の製造装置。
【請求項９】
請求項８に記載の製造装置を用いて、基板上に配置された導電部材に、所望の気体が存在する雰囲気中にて電圧を印加し、当該導電部材に電子放出部を形成する工程を有することを特徴とする電子源の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子源の製造装置及び製造方法に係わり、特に電子放出素子を有し、該電子放出素子を複数個配置してなる電子源の製造装置及び製造方法に好適に用いられるものである。
【背景技術】
【０００２】
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（以下、ＦＥ型と称する）、金属／絶縁層／金属型（以下、ＭＩＭ型と称する）や、表面伝導型電子放出素子などがある。
【０００３】
ＦＥ型の例としては、非特許文献１あるいは非特許文献２等に開示されたものが知られている。
【０００４】
ＭＩＭ型の例としては、非特許文献３等に開示されたものが知られている。
【０００５】
表面伝導型電子放出素子の例としては、非特許文献４等に開示されたものがある。
【０００６】
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。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、特許文献１、特許文献２などに開示されている。
【０００７】
この表面伝導型電子放出素子の典型的な構成例としては、基板上に設けた一対の素子電極間を連絡する電子放出部形成用導電性膜に、予めフォーミングと呼ばれる通電処理とその後の活性化工程によって、電子放出部を形成したものが挙げられる。
【０００８】
フォーミングとは、前記電子放出部形成用薄膜の両端に電圧を印加通電し、電子放出部形成用薄膜を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態にした亀裂を形成する処理である。
【０００９】
活性化工程とは、有機化合物を有する真空雰囲気下において前記電子放出部形成用薄膜の両端に電圧を印加通電し、前記亀裂近傍に炭素被膜を形成する処理である。尚、電子放出は、その亀裂付近から行われる。
【００１０】
上述の表面伝導型電子放出素子は、構造が単純で製造も容易であることから、大面積に亙って多数素子を配列形成できる利点がある。そこで、この特徴を活かすための種々の応用が研究されている。例えば、荷電ビーム源、表示装置等の画像形成装置への利用が挙げられる。多数の表面伝導型電子放出素子を配列形成した例としては、並列に表面伝導型電子放出素子を配列し、個々の素子の両端を配線にて夫々結線した行を多数行配列した電子源が挙げられる。
【００１１】
従来の表面伝導型電子放出素子の製造方法においては、一対の電極と導電性膜とを形成した素子を、真空雰囲気化の中に設置し、フォーミング工程を施した後、真空雰囲気中に、前記電子放出部に新たな堆積物と少なくとも一種類以上共通の元素を有する気体を導入し、適宜選択されたパルス状の電圧を数分から数十分、印加すること（活性化工程）が素子の特性を改善する上で有効であった。この工程により、電子放出素子の特性、すなわち電子放出電流Ｉｅが、電圧に対して、しきい値を保ちながら、著しく増加し、改善される。
【特許文献１】特開平７−２３５２５５号公報
【特許文献２】特開平８−１７１８４９号公報
【非特許文献１】Ｗ．Ｐ．Ｄｙｋｅ ａｎｄ Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ，“Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ”，Ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｈｙｓｉｃｓ，８，８９（１９５６）
【非特許文献２】Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ，“Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅｓ ｗｉｔｈ ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ ｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ，４７，５２４８（１９７６）
【非特許文献３】Ｃ．Ａ．Ｍｅａｄ，“Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ  Ｔｕｎｎｅｌ−Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ，３２，６４６（１９６１）
【非特許文献４】Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｈｙｓ，１０，１２９０（１９６５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前記活性化工程においては、次のような問題があった。
【００１３】
電子放出部とその近傍に炭素及び炭素化合物を堆積させる活性化工程は、雰囲気中から素子基板上に吸着した有機物質を分解することによって行われるので、同時に活性化工程を行う素子数が多くなると、単位時間当たりに電子源基板上で分解、消費される有機物質の量も多くなるので、雰囲気中の有機物質の濃度が変動したり、カーボン膜の形成速度が遅くなったり、電子源基板の面内の場所により差が生じたりするため、得られた電子源の均一性が悪くなる場合があった。
【００１４】
また、本発明の目的は、素子電流のバラツキを低減し、歩留まりの向上を実現し、安価で均一性の高い電子源を提供することである。
【００１５】
また、本発明の目的は、とりわけ、上記の活性化工程で結晶性の良い炭素あるいは炭素化合物の膜を形成して、良好な電子放出特性を得ることが可能な電子放出素子を有する電子源を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、基板上に配置された導電部材に電子放出部を形成する電子源の製造装置であって、前記導電部材が形成された基板面との間に気密雰囲気を形成する為の、気体の導入口及び排出口を有する容器と、前記気密雰囲気中で、前記気体の導入口と前記基板面との間に配置された導入気体の拡散部材及び前記気体の排出口と前記基板面との間に当該排出口と離間して配置された排気抵抗を与える抵抗部材とを備え、前記抵抗部材の位置は、前記拡散部材の位置よりも前記基板面に近いことを特徴とする電子源の製造装置である。
【００１７】
また、本発明は、更に、前記気密雰囲気中を所望の気体が存在する雰囲気となすための、前記気体の導入口に接続された気体貯蔵容器及び前記気体の排出口に接続された真空ポンプと、前記所望の気体が存在する雰囲気中にて、前記導電部材に電圧を印加するための電源とを備えることを特徴とする電子源の製造装置である。
【００１８】
また、本発明は、上記の製造装置を用いて、基板上に配置された導電部材に、所望の気体が存在する雰囲気中にて電圧を印加し、当該導電部材に電子放出部を形成する工程を有することを特徴とする電子源の製造方法である。
【００１９】
また、上記製造装置において、本発明は、とりわけ、基板上に配置された導電部材に炭素を含む膜を形成し電子放出部を形成する電子源の製造装置であって、前記導電部材が形成された基板面との間に気密雰囲気を形成する為の、有機物質を含む気体の導入口及び排出口を有する容器と、前記気体の導入口と前記基板面との間に配置された導入気体の拡散部材と、前記気体の排出口と前記基板面との間に当該排気口と離間して配置された排気抵抗を与える抵抗部材とを備え、前記抵抗部材の位置は、前記拡散部材の位置よりも前記基板面に近いことを特徴とする電子源の製造装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、実行排気速度の大きい排気装置を用いても、局所的な圧力低下を招くことなく、短時間で所定の高真空領域に到達することが可能となり、生産性の優れた成膜装置を提供することができる。また、電子源の製造装置として用いた場合、素子電流のバラツキを低減し、歩留まりの向上を実現し、安価で均一性の高い電子源を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００２２】
図１及び図２は、本実施形態に係る電子源の製造装置を示しており、図１は電子源を構成する複数の電子放出素子が形成される基板と該基板の周辺部分を示す製造装置の斜視図、図２はその断面図及び配管図である。また図３は上記製造装置によって形成された電子放出素子の構成を示す平面図である。
【００２３】
図１及び図２において、３は基板、２５Ａは電子放出部が形成される導電部材、２２はＸ方向配線、２３はＹ方向配線、２８はＸ方向配線及びＹ方向配線と接続される取り出し配線（Ｙ方向配線と接続される取り出し配線は不図示）、９は基板３の取り出し配線２８と駆動ドライバ１０とを接続する配線である。駆動ドライバ１０によりＸ方向配線とＹ方向配線間に所定のパルス状の電圧が印加され、各導電部材に所定のパルス状の電圧が印加される。７は基板３を載せる支持体、１は基板３上に設けられ、気密空間を形成する容器、２１は容器１内にガスを導入するガス導入管、１９はガス導入管２１の導入口から噴出されるガスを拡散させるための拡散板（拡散部材となる）、６はシール部材、２は排気配管の排気口に対向するように設けられる邪魔板（抵抗部材となる）、４は邪魔板２を冷却するための冷却水循環器、５は邪魔板２と冷却水循環器４を接続する冷却水配管、８はヒータ、１１は、還元ガス又は有機化合物ガスが入っているガス貯蔵容器、１２はキャリヤガスが入っているガス貯蔵容器、１４は水分除去フィルタ、１３はガス流量制御装置、１５ａ〜１５ｆはバルブ、１７は真空ポンプ、１８は真空ポンプ１７の補助ポンプ、１６はゲートバルブ、２０は容器１とゲートバルブ１６を接続する排気配管、１０は電源及び電流制御系からなる駆動ドライバ、９は基板３の取り出し配線２８と駆動ドライバ１０とを接続する配線である。
【００２４】
また、以上のような製造装置によって形成される電子放出素子は、図３に示すような構成を有する。即ち、基板３上には、図１で示されたＸ方向配線２２及びＹ方向配線２３とそれぞれ接続される素子電極２４，２４’を有し、対向する素子電極２４，２４’は導電性膜２５，２５’と接続されている。また、導電性膜２５，２５’上には炭素膜２６，２６’を有し、かかる炭素膜２６，２６’は間隙（第２の間隙）２７を有する。図３の電子放出素子は、一対の素子電極２４，２４’間に所定の電圧を印加することで前記第２の間隙２７付近から電子を放出する。
【００２５】
また、図３の電子放出素子は、上記製造装置を用いて、前述したフォーミング工程により、図１の導電部材２５Ａに間隙（第１の間隙）が形成されることで一対の導電性膜２５，２５’が形成され、続く前述した活性化工程により、この導電性膜２５，２５’上と第１の間隙内に炭素膜２６，２６’が形成されると共に、上記第２の間隙２７が形成される。
【００２６】
また、図１、図２において、支持体７は、電子源基板３を保持して固定するものであって、真空チャッキング機構、静電チャッキング機構若しくは固定冶具などにより、機械的に基板３を固定する機構を有する。支持体７の内部には、ヒータ８が設けられ、必要に応じて基板３を加熱することができる。
【００２７】
容器１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。容器１は、基板３の取り出し配線部を除き、導電部材２５Ａが形成された領域全体を覆い、かつ、少なくとも、１．３３×１０−６Ｐａ（１×１０−８Ｔｏｒｒ）から大気圧の圧力範囲に耐えられる構造のものである。 
【００２８】
シール部材６は、基板３と容器１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。
【００２９】
容器１に導入されるガスには、上記フォーミング処理を行う際に、導電部材２５Ａへの第１の間隙形成を促進するための気体、例えば、水素ガス等の還元性気体、または、還元性気体を窒素、ヘリウム、アルゴンなどで希釈した混合気体や、上記活性化処理を行なう際に、炭素膜２６，２６’の原料となる有機物質、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等がある。
【００３０】
また、上記活性化処理に用いられる有機物質としては、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、ニトリル類、フェノール、カルボン、スルホン酸等の有機酸類などを挙げることができる。より具体的には、メタン、エタン、プロパンなどのＣｎ Ｈ２ｎ＋２で表される飽和炭化水素、エチレン、プロピレンなどの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、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。
【００３１】
容器１に導入される有機化合物ガスは、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か、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。容器１に導入されるキャリヤガスには、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。
【００３２】
上記還元性ガスとキャリヤガス、又は、有機化合物ガスとキャリヤガスは、一定の割合で混合されて、真空容器１内に導入される。両者の流量、及び混合比は、個別のガス流量制御装置１３によって制御される。各ガス流量制御装置１３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、必要に応じてガス導入管２１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、容器１に設けられた導入口より、容器１内に導入される。混合ガスの加熱温度は、基板３の温度と同等にすることが好ましい。
【００３３】
なお、ガス流量制御装置１３と導入管２１の途中に、水分除去フィルタ１４を設けて、導入ガス中の水分を除去することがより好ましい。水分除去フィルタ１４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。
【００３４】
容器１に導入された混合ガスは、容器１に接続されている排気配管２０を通じて、真空ポンプ１７により一定の排気速度で排気され、真空容器１内の混合ガスの圧力は一定に保持される。ここで用いられる真空ポンプ１７は、溜め込み式のクライオポンプ、ターボ分子ポンプ等、高真空用ポンプであり、オイルフリーポンプが好ましく用いられる。
【００３５】
上記活性化処理に用いる有機物質の種類にもよるが、本実施形態において、上記活性化処理における混合気体の圧力は、混合気体を構成する気体分子の平均自由行程λが容器１の内側のサイズに比べて十分大きくなる圧力であることが好ましい。
【００３６】
また、上記フォーミング処理及び活性化処理における、容器１の雰囲気中の水分圧が１．３×１０−４Ｐａ（１．０×１０−６ｔｏｒｒ）以下であることが好ましい。
【００３７】
また、容器１へのガス導入管２１と基板３との間にガスを拡散するためのガス拡散板１９を設けると、混合気体の流れが制御され、基板３の全面に均一に分布して、還元性気体又は有機物質が供給されるため、製造された電子放出素子の電子放出効率の均一性が向上するので好ましい。
【００３８】
更に、還元性気体又は有機物質ガスの均一性を向上させるために、基板３と容器１に接続された排気配管２０の間に邪魔板２を設置する。この際、ガス拡散板１９よりも基板３により近くなるように設置することで、基板３全面における、還元性気体又は有機物質ガスの均一性が向上するので好ましい。
【００３９】
本実施形態では、生産効率の向上も含めた形態になっており、フォーミング処理時、活性化処理時の容器１内の圧力まで大気圧から短時間で作成しなければならないので、特に水分子に対する実効排気速度が大きい真空ポンプ１７を採用している。
【００４０】
しかし、真空ポンプ１７の実効排気速度を大きく（早く）してしまうと、排気配管２０直下の基板３の圧力が局所的に低下してしまい、還元性気体又は有機物質ガスの均一性に悪影響を及ぼしてしまうが、本実施形態のように邪魔板２を設けることで局所的な圧力低下を防ぐことができる。
【００４１】
図５は邪魔板２を固定させ、拡散板１９の高さを変えたときの、とりわけ有機物質ガスを用いた場合のガス分布幅を図示したものである。これはモンテカルロシュミレーションで計算した結果である。排気配管２０の排気口と基板３までの距離を２００ｍｍ、ポンプの実効排気速度を３０００Ｌ／ｓｅｃ、排気配管２０の排気口から６０ｍｍ真下に邪魔板２を設置する。ガス導入管（直径４．５ｍｍ）からの有機物質ガスとしてエチレンガスを導入する。そして拡散板１９の高さを１０ｍｍ、３０ｍｍ、５０ｍｍ、８０ｍｍ、１２０ｍｍと変えてそれぞれ計算して、各高さの分布幅をプロットした。
【００４２】
基板３の全面における有機物質ガスの分布幅は、基板３と対向する位置にある排気配管２０の排気口がある面からガス拡散板１９が邪魔板３より近い位置にある場合は±４％以下と非常に分布幅の小さい結果であり、ガス拡散板１９が邪魔板３より遠くなると分布幅が大きくなる結果を得た。従って抵抗部材である邪魔板３の位置は、拡散板１９の位置より基板３に近い位置に配置されることによって有機物質ガスの分布幅は±４％以下を示しており、生産性の優れたものとなっている。
【実施例１】
【００４３】
本実施例は、本発明に係る製造装置を用いて図３に示される表面伝導型電子放出素子を複数備える電子源を製造するものである。まず、その表面にＳｉＯ２ 層を形成したガラスの基板３上にＰｔペーストを印刷し、加熱焼成して、図４に示すように、素子電極２４，２４’を形成した。また、スクリーン印刷法により、Ａｇペーストを印刷し、加熱焼成することにより、図４に示されるＸ方向配線２２（２４０本）及びＹ方向配線２３（７２０本）を形成し、Ｘ方向配線２２とＹ方向配線２３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２９を形成した。
【００４４】
次に、各対の素子電極２４，２４’間にインクジェット方式の噴射装置を用いて、パラジウム錯体溶液を滴下し、加熱して酸化パラジウムからなる図４に示す導電部材２５Ａを形成した。以上のようにして、一対の素子電極２４，２４’及び導電部材２５からなる導電体の複数がＸ方向配線２２及びＹ方向配線２３にてマトリクス配線された基板３を作成した。
【００４５】
作成した基板３を、図１及び図２に示した製造装置の支持体７上に固定した。
【００４６】
次に、シール部材６を介してステンレス製の容器１を取り出し、配線２８が容器１の外に出るようにして、図２に示すように基板３上に設置した。
【００４７】
容器１の排気口に接続されている排気配管２０側のゲートバルブ１６を開け、容器１内を真空ポンプ１７（ここではクライオポンプ）で排気を開始する。フォーミング処理及び活性化処理時には基板３は支持台７に内蔵されているヒータ８によって加熱される。本実施例では真空ポンプ１７は溜め込み式のクライオポンプを採用している。クライオポンプは特に水の排気速度が非常に大きく、同口径のターボ分子ポンプなどと比較すると５倍以上の排気速度を有しているのでバッチ式の真空装置であっても短時間で大気圧から高真空領域まで到達することが可能である。しかし、クライオポンプを使用するときはポンプへの輻射による入熱量（ここでは基板３からの入熱量）を遮断しなければならなく、一般的には水冷バッフルを排気配管の途中に設ける処置をとっている。そのため配管のコンダクタンスが低下してしまうので実効排気速度も低下してしまい、短時間で高真空領域まで到達することが困難となり、生産性も低下してしまう。
【００４８】
そこで邪魔板２を設置することで前述した通り、還元性ガス又は有機物質ガスの分布の均一性を向上させるだけではなく、クライオポンプへの入熱量を遮断する効果も備え、排気速度を低下させず短時間で高真空領域まで到達することが可能となった。
【００４９】
更には邪魔板２も基板３からの輻射熱によって昇温してしまうので、冷却水循環器４と冷却水配管５を介して接続し、邪魔板２の温度調節を行っている。
【００５０】
まず、容器１内を２×１０−４Ｐａ以下の圧力まで排気した後、配線９を介して取り出し配線２８に接続された駆動ドライバ１０を用いて、Ｘ方向配線２２及びＹ方向配線２３を通じて各導電部材２５Ａの電極２５，２５’間に電圧を印加した。尚、かかる電圧の印加は、Ｙ方向配線２３全部及び、Ｘ方向配線２２の非選択ラインを共通としてＧｎｄ（接地電位）に接続し、Ｘ方向配線２２の１０ラインを選択し、１ラインずつパルス電圧を順次印加する方法で行い、上記方法を繰り返すことにより、Ｘ方向の全ラインに付いて電圧の印加を行い、フォーミング処理を行なった。
【００５１】
尚、上記の電圧パルスの印加開始１分後に、図２に示すガス供給用のバルブ１５ｂ乃至１５ｅ及びバルブ１５ａを開け、水素を２％混合した窒素ガスを導入し、最終的に容器１内の圧力が６００ｈＰａに到達するまで導入した。
【００５２】
フォーミング処理の終了は、フォーミング用電圧パルスの間に、０．１Ｖ程度の電圧パルスを挿入して、このとき導電部材２５Ａを流れる電流を測定し、抵抗値を求め、フォーミング処理前の抵抗に対して１０００倍以上の抵抗を示した時点で、フォーミング処理を終了とし、容器１内を排気した。
【００５３】
このフォーミング処理によって、導電部材２５Ａに第１の間隙が生じ、対向する一対の導電性膜２５，２５’が形成された。
【００５４】
続いて、同装置を用いて活性化処理を行った。図２に示すガス供給用のバルブ１５ｂ乃至１５ｅ及びバルブ１５ａを開け、有機化合物ガスとキャリヤガスとの混合気体を真空容器１内に導入した。有機化合物ガスには、エチレン混合窒素ガスを用い、キャリヤガスには、窒素ガスを用いた。容器１の図示していない真空計の圧力を見ながら、バルブ１５ａの開閉度を調整し、容器１内の圧力が１.３×１０−４Ｐａとなるようにした。
【００５５】
有機化合物ガスの導入後、駆動ドライバ１０を用いて、Ｘ方向配線２２及びＹ方向配線２３を通じて各一対の電極２５，２５’間に電圧を印加して活性化処理を行った。なお、活性化は、Ｙ方向配線２３全部及び、Ｘ方向配線２２の非選択ラインを共通としてＧｎｄ（接地電位）に接続し、Ｘ方向配線２２の１０ラインを選択し、１ラインずつパルス電圧を順次印加する方法で行い、上記方法を繰り返すことにより、Ｘ方向の全ラインに付いて活性化を行った。活性化処理終了時の素子電流Ｉｆ（電子放出素子の素子電極間に流れる電流）を各Ｘ方向配線毎に測定し、素子電流Ｉｆ値を比較したところ、その配線毎のバラツキは少なく、良好な活性化処理を行うことができた。
【００５６】
上記活性化処理が終了した電子放出素子には、図３に示すように隙間２７を隔てて炭素膜２６，２６’が形成された。
【００５７】
また、上記活性化処理時に、図示しない差動排気装置付きのマススペクトラム測定装置を用いて、排気配管２０側のガス分析を行ったところ、上記混合ガス導入と同時に、窒素及びエチレンのｍ／ｚ（マスナンバー）＝２８とエチレンのフラグメントのｍ／ｚ（マスナンバー）＝２６とが瞬間的に増加して飽和し、両者の値は活性化処理中一定であった。
【実施例２】
【００５８】
実施例１と同様に図４に示す、複数の導電部材２５Ａがマトリクス配線された基板３を作成し、図６の製造装置に設置した。本実施例は排気配管２０直下に位置する邪魔板２の表面処理を施したものを設置した実施例である。
【００５９】
邪魔板２の表面処理として本実施例では、材質が銅で表面をニッケルメッキ処理したものを使用した。基板３を交換するときに邪魔板２は大気圧にさらされてしまい表面が酸化してしまう。酸化してしまうと輻射率が増加するので（０.６以上）、真空ポンプへの入熱量が増加して、特に溜め込み式のクライオポンプでは排気能力の低下及び使用不可状態となってしまう。銅とニッケルの線膨張係数は近似しているので、メッキの膜剥れを防止することができ、そのメッキの厚さを１０μｍ以上にして使用した。
【００６０】
従って輻射率の小さい邪魔板２となり、基板３からの入熱量を遮蔽することができて邪魔板２自身の昇温を防止することができる。
【００６１】
本実施例においても実施例１同様にフォーミング処理及び活性化処理が終了した電子放出素子には、図３に示すように隙間２７を隔てて炭素膜２６，２６’が形成された。実施例１と同様に活性化処理終了時の素子電流Ｉｆを測定したところ、バラツキは約５％であり、均一性に優れたフォーミング処理と活性化処理を行うことができた。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、基板上に堆積膜を形成する成膜装置や基板上に配置された導電部材に電子放出部を形成する製造装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施形態の電子源の製造装置の周辺部分の一部を破断して示した斜視図である。
【図２】図１における電子源の製造装置の全体構造を示す断面図及び配管図である。
【図３】電子放出素子の構成の一例を示す平面図である。
【図４】電子源の作成方法を説明するための平面図である。
【図５】本発明の効果を示す特性図である。
【図６】本発明に係る製造装置の他の例を示す断面図及び配管図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  真空容器
２  邪魔板
３  電子源基板
４  冷却水循環器
５  冷却水配管
６  シール部材
７  支持台
８  ヒータ
９  電子源基板の取り出し配線と駆動ドライバとを接続する配線
１０  駆動ドライバ
１１  有機化合物ガスが入ったガスボンベ
１２  キャリヤガスが入ったガスボンベ
１３  ガス流量制御装置
１４  水分除去フィルタ
１５  バルブ
１６  ゲートバルブ
１７  メイン排気ポンプ
１８  補助ポンプ
１９  ガス拡散板
２０  排気配管
２１  ガス導入管
２２  Ｘ方向配線
２３  Ｙ方向配線
２４  素子電極
２５  導電性膜
２６  絶縁膜
２７  隙間
２８  取り出し配線
２９  電子放出素子
３０  ブラケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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