电子发射器件的制造方法技术

一种用于制造电子发射器件的方法，所述电子发射器件具有在衬底上的导电薄膜，导电薄膜包括电子发射区，其特征在于，形成包括所述电子发射区的所述导电薄膜的形成过程包括步骤含金属化合物的溶液；将含有金属化合物和含水树脂的溶液的液滴施加到所述衬底。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为96101935．2、申请日为1996年4月3日，专利技术名称为“电子发射器件／电子源及图象形成装置的制造方法”的专利申请的分案申请。本专利技术涉及，特别是涉及采用上述电子图象器件的电子源，显示板以及图象形成装置。已知的电子发射器件通常有两种类型，即热离子型和冷阴极型。冷阴极电子发射器件的种类包括场发射型器件(以下称为“FE型”器件)，金属／绝缘体／金属型器件(以下称为“MIM”器件)，表面传导电子发射器件(以下称为“SCE器件”)，等等，FE型器件的已知实例包括W．P．Dyke&W．W．Dolan．“Fieldemission”，Advance in Electron Physics，8，89(1956)；以及“Physicalproperties of thin-film field emission cathodes with molybdenemcones”，J．Appl．Phys47，5248(1976)；等等。MIM器件有报导的已知实例包括C．A．Mead．“The tunnel-emission amplifier”A．Appl．Phys32．646(1961)；等等。SCE型器件有报导的已知实例包括M．I．Elinson，Radio Eng．Elecron Phys10(1965)等等。SCE器件利用了当电流平行于一个薄膜流动时所产生的电子发射现象，该薄膜是形成在一个基片上的一个小区域。除了上述Elinson等人的采用SnO2薄膜的面传导电子发射器件之外，有报导的同类器件还有使用Au薄膜〔G．Dittmer“Thin Solid Films”，9，317(1972)〕，使用In2O3／SnO2薄膜〔M．Hartwell andC．G．Fonstad“IEEE Trans。ED Conf．”，519(1975)〕，以及使用碳薄膜〔Hisashi Araki等人；Shinku olume26，No．1，Page22(1983)〕，等等。图18表示作为这种面传导电子发射器件的典型实例之一的上述Hartwell器件的结构。在该图中，标号1代表衬底标号4代表在一个H形状的金属氧化物薄膜中通过溅射而形成的导电膜，而电子发射区5是在下述的称为激发成形的电流传导工序中形成的。在该图中，器件电极之间的空隙L被定为0．5至1mm，而器件长度W被定为大约0．1mm。电子发射区5的形成已在图中被表示出来了。对这些面传导电子发射器件来说，通常都是通过事先在导电膜4上采用称为激发成形的电流传导工序来形成电子发射区5；激发成形是指一种在导电膜4的两个边沿施加直流电流或是例如1V／分钟左右的极缓慢地上升的电压的过程，由此造成局部的破坏，变形，或是劣化，从而形成具有高电阻的电子发射区5。进而，作为电子发射区5来说，在导电膜4的一部分处已形成了裂纹，而电子就是从这种裂纹附近发射的。在导电膜4上用激发成形使其发生局部破坏，变形或劣化的部分被称为电子发射区5，并且在其上已通过激发成形形成了电子发射区5的导电膜4被称为含电子发射区5的导电膜4。在上述经过激发成形的面传导电子发射器件的含电子发射区5的导电膜5上施加电压，并使电流流过上述器件，就会从电子发射区5发射出电子。另外，上述面传导电子发射器件还有一个优点，这就是由于其结构简单并较容易制造，能够用大量器件排列成较大的面积。与此相应地已经出现了许多利用这一优点的应用，例如带电粒子来源和显示装置。用大量面传导电子发射器件排列成的一个实例就是称为阶梯型器件的电子源，在其中如下所述用导线(共用导线)把按照平行方式排列的各个面传导电子发射器件的两个边沿连接在一起，形成一行，并且排列许多这样的行(例如日本专利申请公开1-031332号，1-283749号，2-257552号等)。此外，近年来用诸如采用液晶的平板型显示装置那样的图象形成装置来替代CRT装置的技术已经不希奇了，采用液晶的这种平板型显示装置的缺点是需要背景照明，因为它不是发射型的器件，因此有待于研制发射型的显示装置。可作为发射型显示装置的一个实例是一种带显示板的图象形成装置，它包括排列的许多面传导电子发射器件构成的电子源，以及荧光物质，利用电子源发射出的电子可以使其发出可见光(USP 5066883)。按照现有的半导体工艺，用于制造上述电子发射器件的公知方法是采用光刻工艺。在一个大面积的衬底上尽管可以用大量面传导电子发射器件排列成阵列，从而将这种面传导电子发射器件应用于图象形成装置和其他此类装置，但是用现有的光刻工艺制成的这种结构是极为昂贵的。因此需要采用廉价的制造方法。目前已有的一种在大面积衬底上形成这种器件的方法是采用印刷技术形成电极2和3，并采用喷墨方法形成电子发射膜4，在其中用局部方式把含有机金属化合物的溶剂的液滴沉积在衬底上(参见日本专利申请6-313439号和6-313440号)。现在参照图3A至3E来概括地说明采用印刷技术和喷墨方法制造电子发射器件的过程。1)用清洗剂，纯水及有机溶剂彻底清洗绝缘衬底1，然后用丝网印刷或胶板印刷技术在上述绝缘衬底1的表面上形成器件电极2和3(图3A)。2)采用液滴沉积方法把含有有机金属化合物的溶液液滴沉积在绝缘衬底上的器件电极2和3的间隙部位，使沉积的液滴在沉积过程中连接两个电极。将衬底干燥并烘烤，形成用于形成电子发射区的导电薄膜4(图3D)。然而，用喷墨方法在印刷的电极上沉积液滴会产生下列问题；即在印刷电极的密度较低时会出现由于毛细管作用使沉积的液滴渗入电极的现象，这样会使间隙部位的液量和分布出现不均匀，导致烘烤后的导电膜厚度不均匀，不同器件的膜厚不均匀，并会导致电性能的不均匀。另外，尽管这一点不是限制喷墨方法的问题，但在衬底的表面条件不够均匀或是印刷电极与衬底的可湿性不同时，液滴就会受到排斥，难以形成均匀的膜。此外，如果用喷墨方法形成下述的大面积显示装置，为了形成大量的导电膜，就要在衬底上沉积大量的液滴。相应地，在把液滴沉积到衬底上之后等待沉积的液滴凝固的所需时间量在各个导电膜之间也是不同的。因此，内含液滴晶体的有机金属化合物会使导电膜经烘烤后的膜厚变得不均匀，并会造成对应各个器件的各个导电膜的电阻出现不均匀。不仅如此，按照日本专利申请公开1-200532号中所述的电子发射器件制造方法，为了获得可以施加激发成形工艺的包括金属或金属氧化物微粒的导电膜，采用了这样一种工艺，即在器件电极之间形成了一种例如钯醋酸盐的有机金属化合物薄膜，然后对导电薄膜采用一种称为烘烤的烘烤工艺。这种公知的烘烤工艺的作用是为了通过有机金属化合物在大气环境中的热分解由金属或金属氧化物有微粒形成一个薄膜。这种公知方法的热处理温度高于有机金属化合物的熔点或是分解点。按照已知工艺的结果，其中的有机金属化合物导电薄膜被加热到高于其熔点或分解点的一定温度，这样才能在执行激发成形之前获得导电的膜，有机金属化合物中所含的部分金属由于挥发或升华而丢失了，这样就会使所得的金属或金属氧化物微粒薄膜的厚度变薄，并会进而造成膜厚的精度控制状态出现困难的问题。还有，若用不挥发的有机化合物形成导电膜，在干燥工序中会出现液滴的结晶沉淀和变形，使膜厚出现不均匀，仍会导致难以控制膜厚精度的问题本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造电子发射器件的方法，所述电子发射器件具有在衬底上的导电薄膜，导电薄膜包括电子发射区， 其特征在于，形成包括所述电子发射区的所述导电薄膜的形成过程包括步骤含金属化合物的溶液； 将含有金属化合物和含水树脂的溶液的液滴施加到所述衬底。

【技术特征摘要】
JP 1995-10-6 284377/1995;JP 1995-4-3 99497/19951．一种用于制造电子发射器件的方法，所述电子发射器件具有在衬底上的导电薄膜，导电薄膜包括电子发射区，其特征在于，形成包括所述电子发射区的所述导电薄膜的形成过程包括步骤含金属化合物的溶液；将含有金属化合物和含水树脂的溶液的液滴施加到所述衬底。2．如权利要求1的制造电子发射器件的方法，其特征在于，所述膜厚控制剂是一种含有含水树脂的水溶液。3．如权利要求2的制造电子发射器件的方法，其特征在于，所述对所述衬底的涂覆步骤是一种涂覆含所述含水树脂的水溶液并且然后接着涂覆所述含金属化合物的步骤。4．如权利要求2的制造电子发射器件的方法，其特征在于，对所述衬底的涂覆步骤借助于喷墨方法进行。5．如权利要求4的制造电子发射器件的方法，其特征在于，借助于喷墨方法进行的对所述衬底的涂覆步骤使用多个喷墨喷嘴进行。6．如权利要求5的制造电子发射器件的方法，其特征在于，对所述衬底的涂覆步骤借助于从各个喷墨喷嘴中喷射所述含金属化合物的材料和含所述含水树脂的水溶液进行。7．如权利要求6的制造电子发射器件的方法，其特征在于，对所述衬底的涂覆步骤是一种涂覆含所述含水树脂的水溶液然后接着涂覆所述含金属化合物的材料的步骤。8．如权利要求2到7的任何一个制造电子发射器件的方法，其特征在于，对所述衬底涂覆的所述含金属化合物的材料接着被烘烤。9．如权利要求2到7的任何一个制造电子发射器件的方法，其特征在于，所述对衬底涂覆的含金属化合物的材料接着被烘烤，并在借助于所述烘烤而形成的导电膜上形成电子发射区。10．如权利要求2的制造电子发射器件的方法，其特征在于，所述的含水树脂是丙烯酸衍生物树脂。11．如权利要求2的制造电子发射器件的方法，其特征在于，所述的含水树脂是醇酸衍生物树脂。12．如权利要求2的制造电子发射器件的方法，其特征在于，所述的含水树脂是酸纤维素衍生物树脂。13．如权利要求2的制造电子发射器件的方法其特征在于，所述的含水树脂是糊精...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥靖男，三浦直子，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]