电子发射器件、电子源和成象装置的制造方法制造方法及图纸

一种制造包括导电薄膜的电子发射器件的方法，该导电薄膜具有电子发射区并排列于电极之间，和一种制造包含电子发射器件的电子源与成象装置的方法。形成导电薄膜的步骤具有下面步骤：通过加热溶液以便喷出溶液的喷浆方法，在置于基片上电极之间的部分涂敷含有机金属化合物的溶液，干燥所加溶液、然后分解该化合物，其中，有机金属化合物包含金属元素、氨基酸基和水。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于制造电子发射器件的含有机金属化合物的溶液，并涉及用该含有机金属化合物的溶液制造电子发射器件、电子源和成象装置的方法，特别是涉及用喷浆方法和用于该制造方法中的溶液的制造方法。常规电子发射器件， 已知的有两种电子发射器件，即热电子发射器件和冷阴极发射器件。冷阴极发射器件，已知有场发射型器件(此后称为“FE型”)、金属/绝缘层/金属型(此后称为“MIM型”)发射器件、和表面传导型电子发射器件。例如，对FE型器件，已知有W.P.Dyke和W.W.Dolan在1956年8卷89期电子物理“场发射”所公开的及C.A.Spindt在1976年47卷5248期应用物理学报“有钼锥的薄膜场发射阴极的物理特性”公开的器件等。对MIM型发射器件，已知有C.A.Mead在1961年32卷646期应用物理学报“沟道发射器件的工作”公开的等器件。对表面传导型电子发射器件，已知有M.I.Elinson在1965年10卷1290期无线电工程电子物理所公开的器件。表面传导型电子发射器件应用了这样的机理，即通过使电流沿薄膜平面方向流进形成在基片上的小薄膜而产生电子发射。对表面传导型电子发射器件，已经报道了Elinson得到的，用SnO2薄膜的上述电子发射器件，用Au薄膜的电子发射器件[G.Dittmer在1972年9卷317期“固体薄膜”，用In2O3/SnO2薄膜的电子发射器件[M.Hartwell和C.G.Fonstad在1975年519期“IEEE Trans.ED Conf.”]，用碳薄膜的电子发射器件[HisashiAraki等在1983年26卷1期22“真空”，或诸如此类的报道。对上述表面传导型电子发射器件的器件结构图，下面将参照图7描述M.Hartell得到的器件结构。图7中，数字1表示基片。数字4表示用溅射按H形图形形成的由金属氧化物薄膜构成的导电薄膜。将导电薄膜4进行称为激励形成的电流导电处理来形成电子发射区5。图7中器件的长度L和宽度W′分别设置为约0.5mm到约1mm和约0.1mm。在上述常规表面传导型电子发射器件中，电子发射完成前，通常将导电薄膜4进行称为激励形成的电流导电处理来形成电子发射区5。更具体地，在激励形成中，在导电薄膜4的两端加DC电压或如以约1V/分钟缓慢增加的电压来激励导电薄膜4，导电薄膜4局部地断裂、变形、或退化以形成呈高阻状态的电子发射区5。在电子发射区5中，在一部分导电薄膜4中形成裂缝，电子发射在裂缝附近发生。在已经进行激励形成处理的表面传导型电子发生器件中，在导电薄膜4上加电压以产生流进器件的电流，由此使电子发射区5发射电子。形成导电薄膜的方法，已知有通过如真空蒸发或溅射等等薄膜沉积直接在基片上形成导电材料的方法。另一种方法，已知有在基片上涂敷有机金属化合物溶液等并加热使其分解为金属或金属氧化物的方法。根据这些方法，因为不需要形成薄膜的真空装置，在生产技术方面可获得如降低制造成本的优点。如上所述，使用下面构图方法来在基片上涂覆有机金属化合物溶液以形成导电薄膜。即，在基片上形成有预定图形开孔的掩模后，通过浸渍、旋涂、喷涂等在基片上涂敷有机金属化合物溶液，加热和涂敷的薄膜使其分解以得到金属或金属氧化物。然后，去掉掩模得到具有预定形状的导电薄膜。但是，如果涂敷在整个基片表面的溶液不需要形成图形，那么在制造其中有大量器件设置在大基片上的电子源时，就有利于制造。本专利技术的目的是提供一种能以低成本和简单的工艺制造的电子发射器件的制造方法，和用该电子发射器件制造电子源和成象装置的方法。本专利技术的另一目的是提供一种具有好的批量生产特性和增加成品率的电子发射器件的制造方法，和用该电子发射器件制造电子源和成象装置的方法。本专利技术的还一目的是提供一种具有好的电子发射特性的电子发射器件的制造方法，和用该电子发射器件制造电子源和成象装置的方法。本专利技术的还一目的是提供一种制造电子发射器件的造方法，该方法中用BJ装置(喷泡器)把主要含水的溶液和有机金属化合物溶液作液滴形成电子发射器件的导电膜，和用该电子发射器件制造电子源和成象装置的方法。本专利技术的还一目的是提供一种制造方法，该方法能抑制由于涂覆溶液后液滴图形的变化或者基片表面与上述制造方法中电子表面的溶液的湿润度的差异而导致的导电薄膜图形与所要求图形的差别。为实现上述目的的本专利技术提供一种制造包括有电子发射区并位于电极之间的导电薄膜的电子发射器件的方法，其特征为形成导电薄膜的步骤具有下述的步骤利用加热喷出溶液的喷浆方法，在位于基片上的电极之间的部分涂覆含有金属元素的有机金属化合物与氨基酸基和水的溶液，然后干燥所加溶液和分解化合物。根据本专利技术，提供一种制造包含电子发射器件的电子源的方法，该电子发射器件具有包含电子发射区并形成于电极之间的导电薄膜，给电子发射器件加电压的加电压装置，其特征是用上述方法制造电子发射器件。根据本专利技术，提供一种包含具有电子发射器件的电子源和接收从电子源发射的电子来发光的发光部件的成象装置的制造方法，该电子发射器件具有包含电子发射区并形成于电极之间的导电薄膜，和给电子发射器件加电压的加电压装置，其特征是用上述方法制造电子发射器件。附图说明图1A和1B是表示能用于本专利技术的表面传导型电子发射器件结构的平面图和剖面图。图2A到2D是表示根据本专利技术的制造表面传导型电子发射器件的方法的示意图。图3是具有测量评价功能的真空处理装置的示意图。图4A和4B是表示当制造本专利技术的表面传导型电子发射器件时可在激励形成处理过程中应用的电压波形示意图。图5是表示能适用本专利技术的表面电导型电子发射器件的发射电流Ie、器件电流If、和器件电压Vf之间关系的一个例子的曲线图。图6A到6C解释在制造本专利技术的表面电导型电子发射器件的步骤中液滴喷射图形的示意图。图7是表示Hartwell的表面传导型电子发射器件的示意图。图8是表示能用于本专利技术的简单矩阵排列的电子源的剖面图。图9是表示能用于本专利技术的简单矩阵排列的成象装置的示意图。图10是表示根据本专利技术的电子源的一部分的平面图。图11是表示沿图10的电子源沿11-11线的剖面图。图12A到12H是表示制造图11所示电子源的步骤A到H的流程图。根据下面技术构成本专利技术。对于在制造电子发射器件中得到具有要求图形的导电膜的方法，已知有下述方法。即，通过喷浆装置将有机金属化合物溶液作液滴滴在基片上形成所需图形，加热和分解有机金属化合物溶液以形成导电薄膜。根据用喷浆装置的方法，如果涂敷在整个基片表面的溶液不需要图形化，则有利于制造其中有大量器件形成在大基片上的电子源。对于喷浆装置方法，已知有通过加热使溶液快速沸腾，并由此使液滴从喷嘴喷出的方法(称作喷泡器BJ)。当使用这种方法时，希望用水作溶液的主要成分。由此，作为在制造用BJ系统形成电子发射器件的导电薄膜方法中使用的溶液的有机金属化合物必须某种程度地溶入水中。当用BJ系统产生液滴时，BJ装置的加热器反复加热到高温。因此，发现在加热器表面出现由有机金属化合物产生的沉积物(此后称为烧上物)的现象。但是，当烧上物的沉积增加时，液滴排出状态逐渐改变。由于这一变化，形成的导电薄膜的状态改变，当连续制造电子发射器件时电子发射器件的特性也改变。另外，烧上物和液滴一起局部地附着在基片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造包括导电薄膜的电子发射器件的方法，该导电薄膜具有电子发射区并位于电极之间， 其特征为：形成导电薄膜的步骤具有下列步骤：通过加热溶液以使喷出溶液的喷浆方法，在置于基片上电极之间的部分涂敷含有机金属化合物的溶液，干燥所加溶液、然后分解该化合物，其中，有机金属化合物包含金属元素、氨基酸基和水。

【技术特征摘要】
JP 1996-6-14 174384/96;JP 1996-10-11 287347/96;JP 1.一种制造包括导电薄膜的电子发射器件的方法，该导电薄膜具有电子发射区并位于电极之间，其特征为形成导电薄膜的步骤具有下列步骤通过加热溶液以使喷出溶液的喷浆方法，在置于基片上电极之间的部分涂敷含有机金属化合物的溶液，干燥所加溶液、然后分解该化合物，其中，有机金属化合物包含金属元素、氨基酸基和水。2.一种如权利要求1的制造电子发射器件的方法，其特征为氨基酸基为分子中具有羟基的氨基酸基。3.一种如权利要求2的制造电子发射器件的方法，其特征为氨基酸基是选自脯氨酸、羟基脯氨酸、2-哌叮酸、丝氨酸和苏氨酸的氨基酸基。4.一种如权利要求1的制造电子发射器件的方法，其特征为氨基酸基为分子中具有杂环的氨基酸基。5.一种如权利要求4的制造电子发射器件的方法，其特征为氨基酸基是选自脯氨酸、羟基脯氨酸、和2-哌叮酸的氨基酸基。6.一种如权利要求1的制造电子发射器件的方法，其特征为金属元素是选自铂系元素的金属元素。7.一种如权利要求6的制造电子发射器件的方法，其特征为铂系元素是钯。8.一种如权利要求1的制造电子发射器件的方法，其特征为金属元素的含量设置为0.1wt％-2.0wt％。9.一种如权利要求1的制造电子发射器件的方法，其特征为通过在所说电极之间的区域涂敷大量液滴来进行溶液涂敷。10.一种如权利要求1的制造电子发射器件的方法，其特征为通过在所说电极之间的区域涂敷大量液滴同时移动液滴相互间涂敷位置来涂敷溶液。11.一种如权利要求1的制造电子发射器件的方法，其特征为所说电子发射器件是表面传导型电子发射器件。12.一种如权利要求1到11的制造电子发射器件的方法，其特征为形成导电薄膜的步骤还包括在化合物分解后给所说电极加电压的步骤。13.一种制造包含大量电子发射器件和给所说电子发射器件加电压的供电装置的电子源的方法，其中每个电子发射器件都具有含电子发射区并形成于电极之间的导电薄膜，其特征为根据权利要求1到11的任一个方法制造所说电子发射器件。14.一种如权利要求13的制造电子源的方法，其特征为形成所说电子发射器件的导电薄膜的步骤还包括在化合物分解后给所说电极加电压的步骤。15.一种制造包括电子源和能接收从所说电子源发射的电子来发光的发光部件的成象装置的方法，其中，电子源包含每个都具有含电子发射区并形成于电极之间的导电薄膜的电子发射器件以及给所说电子发射器件加电压的供电装置，其特征为根据权利要求1到11的任一个方法制造所说电子发射器件。16.一种如权利要求15的制造成象装置的方法，其特征为形成每个电子发射器件的导电薄膜的步骤还包括在化合物分解后给所说电极加电压的步骤。17.一种制造包括导电薄膜的电子发射器件的方法，该导电薄膜具有电子发射区并位于电极之间，其特征为形成导电薄膜的步骤具有下面步骤通过加热溶液以便喷出溶液的喷浆方法，在置于基片上电极之间的部分涂敷含有机金属化合物的溶液，干燥所加溶液、然后分解该化合物，其中，有机金属化合物包含金属元素、氨基酸基、部分酯化的聚乙烯醇和水。18.一种如权利要求17的制造电子发射器件的方法，其特征为部分酯化的聚乙烯醇的含量设置为0.01wt％-0.5wt％。19.一种如权利要求17的制造电子发射器件的方法，其特征为部分酯化的聚乙烯醇的酯化率设置为5mol％-25mol％。20.一种如权利要求17的制造电子发射器件的方法，其特征为部分酯化的聚乙烯醇的平均聚合度设置为450-1,200。21.一种如权利要求17的制造电子发射器件的方法，其特征为氨基酸基为分子中具有羟基的氨基酸基。22.一种如权利要求21的制造电子发射器件的方法，其特征为氨基酸基是选自脯氨酸、羟基脯氨酸、2-哌叮酸、丝氨酸和苏氨酸的氨基酸基。23.一种如权利要求17的制造电子发射器件的方法，其特征为氨基酸基为分子中具有杂环的氨基酸基。24.一种如权利要求23的制造电子发射器件的方法，其特征为氨基酸基是选自脯氨酸、羟基脯氨酸、和2-哌叮酸的氨基酸基。25.一种如权利要求17的制造电子发射器件的方法，其特征为金属元素是选自铂系元素的金属元素。26.一种如权利要求25的制造电子发射器件的方法，其特征为铂系元素是钯。27.一种如权利要求17的制造电子发射器件的方法，其特征为金属元素的含量设置为0.1wt％-2.0wt％。28.一种如权利要求17的制造电子发射器件的方法，其特征为通过在所说电极之间的区域涂敷大量液滴来进行溶液涂敷。29.一种如权利要求17的制造电子发射器件的方法，其特征为通过在所说电极之间的区域涂敷大量液滴同时移动液滴的涂敷位置来涂敷溶液。30.一种如权利要求17的制造电子发射器件的方法，其特征为所说电子发射器件是表面传导型电子发射器件。31.一种如权利要求17到30的制造电子发射器件的方法，其特征为形成导电薄膜的步骤还包括在化合物分解后给所说电极加电压的步骤。32.一种制造包含大量电子发射器件和给所说电子发射器件加电压的供电装置的电子源的方法，其中每个电子发射器件都具有含电子发射区并形成于电极之间的导电薄膜，其特征为根据权利要求17到30的任一个方法制造所说电子发射器件。33.一种如权利要求32的制造电子源的方法，其特征为形成每个电子发射器件的导电薄膜的步骤还包括在化合物分解后给所说电极加电压的步骤。34.一种制造包括电子源和能接收从所说电子源发射的电子来发光的发光部件的成象装置的方法，其中，电子源包含每个都具有含电子发射区并形成于电极之间的导电薄膜的电子发射器件以及给所说电子发射器件加电压的供电装置，其特征为根据权利要求17到30的任一个方法制造所说电子发射器件。35.一种如权利要求34的制造成象装置的方法，其特征为形成每个电子发射器件的导电薄膜的步骤还包括在化合物分解后给所说电极加电压的步骤。36.一种制造包括导电薄膜的电子发射器件的方法，该导电薄膜具有电子发射区并位于电极之间，其特征为形成导电薄膜的步骤具有下面步骤通过加热溶液以便喷出溶液的喷浆方法，在置于基片上电极之间的部分涂敷含有机金属化合物的溶液，干燥所加溶液、然后分解该化合物，其中，有机金属化合物包含金属元素、氨基酸基、水溶聚乙烯醇和水。37.一种如权利要求36的制造电子发射器件的方法，其特征为水溶聚乙烯醇是具有2-4个碳原子的聚乙烯醇。38.一种如权利要求36的制造电子发射器件的方法，其特征为水溶聚乙烯醇是选自1，2-亚乙基二醇、丙二醇、和甘油的聚乙烯醇。39.一种如权利要求36的制造电子发射器件的方法，其特征为水溶聚乙烯醇的含量设置为0.2wt％-3wt％。40.一种如权利要求36的制造电子发射器件的方法，其特征为氨基酸基为分子中具有羟基的...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林辰，古濑刚史，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]