專利名稱：導(dǎo)電膜和電子發(fā)射器件的生產(chǎn)方法
(本申請是1997年2月5日遞交的申請?zhí)枮?7109530.2、發(fā)明名稱為“電子發(fā)射器件、電子源和圖像形成設(shè)備的生產(chǎn)方法”的申請的分案申請。)
另一方面，近年來，采用液晶的平板式顯示設(shè)備在一定程度上正在取代示波管。然而，上述平板式顯示設(shè)備具有一些缺點(diǎn)，該缺點(diǎn)包括由于它們不是放射式，故這些設(shè)備帶有背襯光，因此目前人們對放射式顯示設(shè)備有著強(qiáng)烈的需求。雖然作為放射式顯示設(shè)備，等離子體顯示器正在走向商品化，但是它們是基于與示波管不同的原理，從對比度、色彩效果和其它的技術(shù)因素的觀點(diǎn)來看，至少在目前它們還無法與示波管相競爭。由于就通過設(shè)置多個電子發(fā)射器件來形成電子源方面來說，電子發(fā)射器件具有很好的前景，并且就光發(fā)射效果來說，包括上述電子源的圖像形成設(shè)備預(yù)計(jì)與示波管具有相同的效果，因此人們正考慮努力研制與開發(fā)上述類型的電子發(fā)射器件。
比如，本發(fā)明的申請人提出了下述電子源和包括該電子源的圖像形成設(shè)備的多種方案，該電子源是通過設(shè)置下述的多個表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件來實(shí)現(xiàn)的，該電子發(fā)射器件為冷陰極式器件。
雖然包括JP特開平7-235255號文獻(xiàn)的多篇文獻(xiàn)中具體描述了表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件，以及包括該器件的電子源的結(jié)構(gòu)和特征，但是上述器件的描述僅僅是泛泛的。圖4A和4B以示意方式表示了下述的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件，該器件包括基層1，一對器件電極2和3，以及導(dǎo)電膜4，該導(dǎo)電膜4包括電子發(fā)射區(qū)域5。就形成電子發(fā)射區(qū)域的方法來說，部分導(dǎo)電膜會發(fā)生變形，變質(zhì)或損壞，從而在成對電極之間施加電壓時它具有很高的電阻。上述步驟稱為“激發(fā)形成步驟”。為了形成在導(dǎo)電膜中可很好地發(fā)射電子的電子發(fā)射區(qū)域，導(dǎo)電膜最好包括導(dǎo)電性微小顆粒，如氧化鈀(PdO)微小顆粒。激發(fā)形成步驟最好采用脈沖電壓。用于激發(fā)形成步驟的脈沖電壓可具有如

圖13A所示的恒定的波高，或作為替換方式，它可具有如圖13B所示的逐漸增加的波高。
當(dāng)采用下述的氣體沉淀方法形成微小顆粒導(dǎo)電膜時，通過該方法可直接將導(dǎo)電性微小顆粒沉淀于基層上，則將構(gòu)成導(dǎo)電膜(比如有機(jī)金屬化合物)成分的化合物的溶液敷設(shè)于基層上，并且通過加熱形成所需要的導(dǎo)電膜的方法特別是對形成較大的電子源來說具有較突出的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樵摲椒o需采用真空設(shè)備，因此其成本較低。為了僅僅將有機(jī)金屬化合物溶液敷設(shè)于所需要的區(qū)域，最好采用噴墨裝置，因?yàn)樵撗b置無需對導(dǎo)電膜進(jìn)行附加的繪制圖案操作。
在形成電子發(fā)射區(qū)域后，通過沉淀方法在該電子發(fā)射區(qū)域中及其附近處形成主成分包括碳的膜，以便增加流過器件的電流強(qiáng)度，通過在包括有機(jī)物質(zhì)的適合環(huán)境中的器件電極之間施加脈沖電壓改善裝置的電子發(fā)射特性(稱為“活化步驟”的步驟)。
接著，最好對該電子發(fā)射器件進(jìn)行稱為“穩(wěn)定步驟”的步驟，在這里上述器件放入真空容器中加熱，同時對該真空容器逐漸抽氣以便將在真空容器中剩余的有機(jī)物質(zhì)以令人滿意的方式取除，并使該器件穩(wěn)定地工作。
在下述文獻(xiàn)中公開了用于包括表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的導(dǎo)電膜的形成方法，該文獻(xiàn)包括JP特開平8-273529號文獻(xiàn)，該專利申請的申請人就是本專利申請的申請人。
下面對可用于本發(fā)明的噴墨裝置進(jìn)行簡要的描述。
根據(jù)噴墨裝置所采用的噴墨方式，該噴墨裝置一般分為兩種類型。
根據(jù)第1種噴墨方式，墨的微小液滴是借助設(shè)置于噴嘴中的壓電部件的收縮產(chǎn)生的壓力來噴射的。第2種方式稱為氣泡噴射系統(tǒng)，借助該系統(tǒng)墨通過發(fā)熱電阻器加熱而成氣泡，之后以微小液滴的形式噴射。
圖5和圖6示意性地表示這兩種類型的噴墨裝置。
圖5表示壓電噴射式噴墨裝置，該裝置包括第1玻璃制噴嘴21，第2玻璃制噴嘴22，柱狀壓電部件23，輸送待噴射的液體的管25和26，該液體一般為有機(jī)金屬化合物的溶液，電信號輸入端27。當(dāng)預(yù)定電壓施加于電信號輸入端時，柱狀壓電部件收縮從而將作為微小液滴而存放在那里的液體排出。
圖6表示氣泡噴射式噴墨裝置，該裝置包括底板31，發(fā)熱電阻器32，支承板33，液體通道34，第1噴嘴35，第2噴嘴36，隔壁37，一對液體腔38和39，其內(nèi)包括有預(yù)定的液體，一對液體供給口310和311，以及頂板312。在上述結(jié)構(gòu)中，通過發(fā)熱電阻器所產(chǎn)生的熱量使液體腔中的液體變成氣泡，并從噴嘴排出。雖然上述的每個裝置具有一對噴嘴，但是所考慮的類型的裝置中所設(shè)置的噴嘴的數(shù)量不必限于兩個。
在通過上述的任何一種噴墨裝置僅僅向預(yù)定的區(qū)域敷設(shè)作為微小液滴的有機(jī)金屬化合物的溶液之后，對上述溶液進(jìn)行干燥，對有機(jī)金屬化合物加熱，使其熱解從而產(chǎn)生下述的導(dǎo)電膜，該導(dǎo)電膜一般由金屬或金屬氧化物的微小顆粒形成。
所形成的導(dǎo)電膜的厚度最好在幾個至50nm之間，雖然該厚度隨著導(dǎo)電膜的電阻值，器件電極之間的間距、以及其它的因素的不同而不同。在單個電子發(fā)射器件內(nèi)部，以及在電子源中的電子發(fā)射器件之間，膜的厚度的變化值必須嚴(yán)格地進(jìn)行限制。
如果電子發(fā)射器件中的導(dǎo)電膜具有較大的變化值，則在電子發(fā)射器件中不會正確適合地形成電子發(fā)射區(qū)域。同樣，下述的電子源不會平穩(wěn)均勻地發(fā)射電子，該電子源包括大量的電子發(fā)射器件，該裝置的膜厚度均勻較大的變化值。
因此，必須對用于形成導(dǎo)電膜的噴墨裝置進(jìn)行全面檢查和調(diào)節(jié)以便保證平穩(wěn)均勻地形成下述的導(dǎo)電膜，該導(dǎo)電膜的厚度不具有非所需的變化值。
僅僅采用下述的電子源便可生產(chǎn)較大的，具有較高分辨率的平板式圖像形成設(shè)備，該電子源包括下述大量的電子發(fā)射器件，該裝置從上述的觀點(diǎn)來看可以以令人滿意的方式工作。
因此，雖然可對用來在相應(yīng)的電子發(fā)射器件上形成導(dǎo)電膜的噴墨裝置的操作進(jìn)行嚴(yán)格的控制以便避免產(chǎn)生有缺陷的器件，但是隨著設(shè)置于圖像形成設(shè)備中的電子發(fā)射器件的數(shù)量的增加，產(chǎn)生有缺陷的器件的可能性便會加大。
造成通過噴墨裝置形成的有缺陷的導(dǎo)電膜包括多種原因，它包括噪音，該噪音混入下述的電信號中，該信號用于對下述的噴墨裝置進(jìn)行控制，該噪音會干擾正常的裝置的液滴的噴射操作從而使所形成的導(dǎo)電膜的厚度大大偏離預(yù)定值，機(jī)械振動，該振動會使液滴敷設(shè)于電子源基層上的位置發(fā)生移動，異物，該異物掉入噴墨裝置中的液體中從而干擾裝置的正常的液體的排出，進(jìn)而就厚度，位置和形狀來說使所形成的導(dǎo)電膜是不能容許的。
如果大批量生產(chǎn)電子發(fā)射器件，特別是當(dāng)必須在單個基片上生產(chǎn)大量的電子發(fā)射器件時，則很難提高合格器件的生產(chǎn)率，或者生產(chǎn)量。
生產(chǎn)量是與高的生產(chǎn)成本和需要對所廢棄的裝置進(jìn)行處理是相伴隨的?？紤]到對工業(yè)廢料量的壓縮的社會需求，因此急需一種以較高產(chǎn)量生產(chǎn)電子發(fā)射器件的方法。
基于上面描述的情況，本發(fā)明的目的在于提供一種電子發(fā)射器件、例如表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的生產(chǎn)方法，該器件具有導(dǎo)電膜，該導(dǎo)電膜包括電子發(fā)射區(qū)域，在電子發(fā)射器件生產(chǎn)過程中該電子發(fā)射區(qū)域可用于對廢棄的導(dǎo)電膜修正成可接受的導(dǎo)電膜。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種電子源的生產(chǎn)方法，該電子源包括多個電子發(fā)射器件，該方法通過在生產(chǎn)電子源過程中修正在器件中所發(fā)現(xiàn)的有缺陷的導(dǎo)電膜而可明顯提高生產(chǎn)量。
本發(fā)明還一個目的在于提供一種圖像形成設(shè)備的生產(chǎn)方法，該圖像形成設(shè)備包括設(shè)置大量的電子發(fā)射器件而形成的電子源，該方法可明顯有效地提高生產(chǎn)量，可生產(chǎn)下述的圖像形成設(shè)備，該設(shè)備不具有有缺陷的圖像，并且亮度不會發(fā)生明顯的改變。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種電子源的生產(chǎn)方法，該電子源包括多個設(shè)于基層上的電子發(fā)射器件，每個電子發(fā)射器件帶有包括電子發(fā)射區(qū)域的導(dǎo)電膜，該導(dǎo)電膜設(shè)于一對器件電極之間，其特征在于，上述電子發(fā)射器件是采用上述的方法生產(chǎn)的。
根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，本發(fā)明還提供一種圖像形成設(shè)備的生產(chǎn)方法，該圖像形成設(shè)備包括電子源，該電子源是通過將在基層上設(shè)置多個電子發(fā)射器件形成的，每個電子發(fā)射器件帶有包括電子發(fā)射區(qū)域的導(dǎo)電膜，該導(dǎo)電膜位于一對器件電極之間，用于通過輻射電子源發(fā)出的電子而形成圖像的圖像形成部，其特征在于，上述電子發(fā)射器件是采用上述的方法生產(chǎn)的。
下面參照表示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的的附圖對本發(fā)明進(jìn)行具體描述。
圖9為通過本發(fā)明的方法生產(chǎn)的圖像形成設(shè)備的示意圖；圖10為用于激發(fā)形成步驟的布線結(jié)構(gòu)的示意圖；圖11A，11B，11C，11D和11E為本發(fā)明的通過照相平版印刷法來形成線路的電子源的局部示意圖；圖12為圖11A～11E所示的的電子源的平面圖，該圖表示沿A-A線的剖面圖；圖13A和13B為兩種不同的脈沖電壓波形圖，它可用于本發(fā)明用的激發(fā)形成方法。
圖14為導(dǎo)電性微小顆粒膜厚度和表面電阻之間的關(guān)系圖；圖15為具有梯形狀布線結(jié)構(gòu)的電子源的示意圖；圖16為包括圖15所示的電子源的圖像形成設(shè)備的示意圖。
實(shí)施發(fā)明的具體方式一方面，本發(fā)明涉及一種電子源生產(chǎn)方法，該電子源包括設(shè)置于基層上的多個電子發(fā)射器件，每個電子發(fā)射器件具有一對電極和導(dǎo)電膜，該對電極相對地設(shè)置于上述基層上，該導(dǎo)電膜與上述成對的電極相連接，并且局部包括電子發(fā)射區(qū)，其中每個電子發(fā)射器件的導(dǎo)電膜的形成方法包括以下步驟，通過噴墨裝置將包括導(dǎo)電膜材料的液滴敷設(shè)于基片的預(yù)定區(qū)域，對所敷設(shè)的液體進(jìn)行干燥，之后對其進(jìn)行加熱以便形成導(dǎo)電性微小顆粒膜，上述導(dǎo)電膜的形成方法還包括下述的其它步驟。
按照實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第1種優(yōu)選方式，上述的其它步驟包括對用于形成導(dǎo)電性微小顆粒膜(在本說明書后面簡稱為“初始膜”)的初始膜進(jìn)行檢查，該導(dǎo)電性微小顆粒膜是通過噴墨裝置敷設(shè)液滴而形成的，從經(jīng)上述檢查步驟確定為有缺陷的區(qū)域去除上述模，再次將液滴敷設(shè)于上述去除模的區(qū)域。下面參照圖1A～圖1E對上述步驟進(jìn)行描述。
參照圖1A，圖中表示有用于形成電子源的基層1和電極2和3。初始膜6形成于上述一對電極之間從而將它們進(jìn)行電連接。如果所形成的初始膜偏移其正確位置，通過上述的方法對其位置進(jìn)行修正。具體來說，標(biāo)號6’表示必須修正的發(fā)生偏移的初始膜。對初始膜異常狀態(tài)，如偏移進(jìn)行檢查用的方法包括通過顯微鏡用眼進(jìn)行觀察。圖1A還表示異常狀態(tài)的檢測裝置。參照圖1A，圖中表示有反射鏡11，將用于修正的溶劑排出的噴墨裝置12，以及設(shè)有圖像放大光學(xué)系統(tǒng)的成像設(shè)備13。通過上述裝置，可對有缺陷的初始膜進(jìn)行檢查，可對溶劑進(jìn)行敷設(shè)，同時可通過成像設(shè)備對噴墨裝置進(jìn)行檢查以便使其進(jìn)行正確的定位。通過上述檢查操作，可對初始膜的位移以及下述異常狀態(tài)一起進(jìn)行檢測，該異常狀態(tài)包括異常形狀，初始膜的異常膜厚度，以及下述金屬化合物中的異常大的晶體，該金屬化合物構(gòu)成導(dǎo)電膜的導(dǎo)電材料的初始膜。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，處于上述異常狀態(tài)下的初始膜確定為有缺陷。
可采用各種方法將有缺陷的膜去除。
對于第1種方法，通過溶解稀釋使通過噴墨裝置敷設(shè)溶劑，比如水或有機(jī)溶劑而形成的膜發(fā)生膨脹。雖然不應(yīng)當(dāng)使該膜膨脹而觸及相鄰設(shè)置的裝置，但是經(jīng)證明，如果在下述條件下該方法是簡單和有效的，該條件指膜裝置與相鄰的裝置分開所需的間距，經(jīng)干燥和加熱后膜中的微小顆粒分散開，從而該膜膨脹到足夠程度以便從整體上看其不具有導(dǎo)電性。
下面參照圖1B～1D對上述的去除膜的方法進(jìn)一步進(jìn)行描述。首先，如圖1B所示，將溶劑液滴敷設(shè)于待修正的初始膜上。之后，在不觸及相鄰的電子發(fā)射器件的情況下，使在初始膜上形成的溶劑漿液15膨脹。當(dāng)對該溶劑干燥時，忽略剩余的有機(jī)金屬化合物的量，如圖1D所示，這樣基本恢復(fù)初始膜形成之前的上述器件的形狀。通過本發(fā)明的方法，在通過上述步驟去除有缺陷的膜后，如圖1E所示，可再次形成初始膜。
下面對導(dǎo)電性微小顆粒膜的膜表面電阻和膜厚度之間的關(guān)系進(jìn)行描述。
當(dāng)用于本發(fā)明的導(dǎo)電薄膜由電阻率為ρ，寬度為w，長度為I，厚度為t的材料制成時，上述膜的表面電阻Rs構(gòu)成膜的縱向兩端之間的膜的電阻R。
R＝Rs·I/w如果ρ和t保持恒定，與位置無關(guān)，則表面電阻Rs按下述公式表示Rs＝ρ/t因此，如果平均膜厚度比膜的微小顆粒的平均直徑足夠大，則Rs與t成反比。這是因?yàn)橛捎谳^小的膜厚度的各種計(jì)算值和位置變化對本發(fā)明來說不重要，微小顆粒膜可基本看作均勻連續(xù)的延伸膜。
然而，如果平均膜厚度與膜的微小顆粒的平均直徑基本相同，則膜的局部的不平整度會對膜的表面電阻產(chǎn)生很大的影響，這是因?yàn)樯鲜瞿び晌⑿☆w粒構(gòu)成，為了使表面電阻大于下述數(shù)值，該數(shù)值是通過與膜厚度成反比的上述的關(guān)系計(jì)算得出的，膜厚度的位置變化相對平均膜厚度不可忽略不計(jì)。
當(dāng)平均膜厚度進(jìn)一步減小時，電阻突然增加，直至從整體上看該膜完全不導(dǎo)電，這是因?yàn)槟さ奈⑿☆w粒的很大部分相互不接觸。在該狀態(tài)下，當(dāng)顆粒相互不接觸時，顆粒團(tuán)分開，每個顆粒團(tuán)由單個或多個微小顆粒形成。在此狀態(tài)下稱其為“膜”是不合適的，如果這種命名方式不會引起誤解，為了方便起見，在下面仍將稱為“膜”。
圖14為下述氧化鈀(PdO)微小顆粒膜的表面電阻與膜厚度之間的關(guān)系圖，該氧化鈀微小顆粒是采用有機(jī)鈀化合物酸溶液制成的，這一點(diǎn)將參照實(shí)例1-1和其它的實(shí)例在后面進(jìn)行描述。在這些實(shí)例中，膜厚度是通過對敷設(shè)有機(jī)鈀化合物酸溶液液滴的次數(shù)進(jìn)行控制或通過在所敷設(shè)酸溶液的中再添加水滴以擴(kuò)大所敷設(shè)的酸溶液液滴的面積。之后將所敷設(shè)的有機(jī)鈀化合物在300℃溫度下加熱12分鐘，使其變成氧化鈀(PdO)。在實(shí)例中所采用的試樣中，氧化鈀(PdO)微小顆粒的平均粒徑為10±2nm。還可發(fā)現(xiàn)，當(dāng)平均膜厚度大于15nm，但是平均膜厚度實(shí)際值(圖14中較粗實(shí)線表示)大于下述計(jì)算值(圖14中較細(xì)實(shí)線表示)時，在這里該計(jì)算值是在平均膜厚度與平均顆粒粒徑相同時通過上述的關(guān)系計(jì)算得出的，表面電阻Rs與膜厚度t成反比。當(dāng)膜厚度小到6nm時，膜的表面電阻突然增加從而失去導(dǎo)電性。因此，下面將要描述的實(shí)例的結(jié)果與上述的觀察完全一致。
實(shí)施本發(fā)明重要的是在于容易確定初始膜膨脹的范圍。如果通過對標(biāo)準(zhǔn)的初始膜進(jìn)行加熱而形成的導(dǎo)電膜的厚度為t，表面積為s，另外通過在上述的修正操作中添加溶劑，初始膜膨脹的面積為S，則通過后面的加熱而所形成的“膜”(實(shí)際上不是膜)的平均厚度T表示為T＝st/S。為了使膜從整體上不具有導(dǎo)電性，T必須要比膜的微小顆粒的平均粒徑D足夠小。具體來說，T最好小于D的60％。
當(dāng)在上述步驟中所敷設(shè)的溶劑干了時，或標(biāo)準(zhǔn)初始膜經(jīng)加熱而形成導(dǎo)電膜之后，可進(jìn)行第2次的敷設(shè)溶液液滴的操作。如果在對初始膜進(jìn)行加熱之后敷設(shè)溶液液滴，則由在上述步驟中所敷設(shè)的溶劑所稀釋和膨脹的初始膜包括分開的微小顆粒，該溶液按下述方式使基層變濕，該方式與當(dāng)?shù)?次敷設(shè)液滴時該液滴的工作方式相同，該第1次液滴使所修正的器件象從最開始工作良好的裝置一樣正常工作。如果該器件局部暴露于還原氣體中以便使金屬氧化物中的導(dǎo)電微小顆粒變成純金屬的導(dǎo)電微小顆粒，則甚至在對通過敷設(shè)溶劑初始膜的面積發(fā)生膨脹的量進(jìn)行一定的限制的條件下，該微小顆粒會再次結(jié)團(tuán)，從而其粒徑增加，進(jìn)而從整體上該膜不具有導(dǎo)電性。
如果溶劑包括適合的配體，則可使該膜更適合溶于該溶劑中。換言之，包括下述配體的鹽的水溶液易于將初始膜溶解，而該配體易于與構(gòu)成初始膜的金屬化合物的金屬原子相配合。最好本發(fā)明的配體采用可螯合的配體。用于該配體的螯合物包括二胺，氨基酸和二羧酸。
對于去除有缺陷的膜的第2種方法，首先采用上述的第1種方法中的溶劑對膜進(jìn)行稀釋(圖2A)，之后將該溶劑從膜上吸收去除。可通過固定于圖2B所示的桿17前端的多孔樹脂海綿狀部件16，或注射器針頭或管進(jìn)行將溶劑吸收的操作。圖2C表示在將溶解初始膜的溶液去除以便形成另一初始膜后，該裝置的原始形狀。與采用上述第1種方法的情況相比，采用上述第2種方法，可以更密的方式設(shè)置電子發(fā)射器件。換言之，本方法適合于下述場合，即溶劑漿液不能膨脹到足夠程度，并且第1種方法不適用的場合。
按照實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第2種優(yōu)選的方式，增加的步驟包括下述步驟即對通過對由噴墨裝置敷設(shè)的液滴進(jìn)行加熱而形成的導(dǎo)電膜進(jìn)行檢查，將在檢查步驟中判斷為有缺陷的導(dǎo)電膜去除，向所去除的有缺陷的膜的適合區(qū)域敷設(shè)液滴，對該液滴進(jìn)行加熱以形成替換導(dǎo)電膜。
在檢查步驟中可采用光學(xué)顯微鏡以光學(xué)方式觀測導(dǎo)電膜。作為替換方式，可通過對每個電子發(fā)射器件的電阻進(jìn)行觀測來檢查導(dǎo)電膜，這種檢查方法的靈敏度比檢測異常膜厚度的光學(xué)觀測方法高。
由于在此階段導(dǎo)電膜不溶于溶劑中，故在這里不適合采用下述對導(dǎo)電膜稀釋的方法，該方法在前面已參照進(jìn)行本發(fā)明的第1種方式進(jìn)行了描述。因此，實(shí)際將導(dǎo)電膜去除掉的方法適合進(jìn)行本發(fā)明的第2種方式。比如，可采用下述的細(xì)桿，該細(xì)桿帶有軟粘性材料件，如硅橡膠件，將該桿壓入導(dǎo)電膜中，使該膜粘于硅橡膠上以便將該膜去除。
如果使導(dǎo)電膜與基層的粘附性變差，則可以可靠地將導(dǎo)電膜去除。具體來說，如果導(dǎo)電膜由導(dǎo)電金屬氧化物的微小顆粒構(gòu)成，則可通過以化學(xué)方式將金屬氧化物還原成純金屬來降低導(dǎo)電膜的粘附性。如果導(dǎo)電膜，比如由氧化鈀(PdO)微小顆粒構(gòu)成，則可通過將其暴露于含氫的環(huán)境中的方式而很容易將該氧化物還原。當(dāng)在室溫條件下進(jìn)行該還原反應(yīng)時，如果將導(dǎo)電膜加熱到150℃左右，則可使該反應(yīng)進(jìn)行得更快?？蛇m當(dāng)采用圖7所示的雙噴嘴結(jié)構(gòu)以便將唯一選定的裝置暴露給還原氣體。該雙噴嘴結(jié)構(gòu)中的內(nèi)噴嘴41將用于噴射還原氣體，之后該氣體由雙噴嘴結(jié)構(gòu)中的外噴嘴吸入。如果外噴嘴吸入還原氣體的速度足夠大于內(nèi)噴嘴排出的氣體的速度，則還原氣體流42不會分散，氣體僅僅通過靠近噴嘴口的區(qū)域流動從而形成局部還原環(huán)境。對于上述結(jié)構(gòu)，待去除的導(dǎo)電膜44可暴露于局部還原環(huán)境中以降低其與基層的粘附性，從而可以很容易將其去除。最好采用包括氫的混合氣體作為下述的還原氣體，而氧化鈀(PdO)微小顆粒膜暴露于該還原氣體中。作為替換方式，最好采用惰性氣體，如稀有氣體或氮?dú)鈱袣涞倪€原氣體進(jìn)行稀釋以使氫的濃度為1～2％，因?yàn)樯鲜龌旌蠚怏w沒有爆炸的危險，由于氫的濃度足夠低，本發(fā)明無須特殊的防爆裝置。
按照實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第3種優(yōu)選方式，增加的步驟包括通過噴墨裝置敷設(shè)導(dǎo)電膜材料溶液液滴以形成導(dǎo)電膜，之后，對基層上形成的每個電子發(fā)射器件上的導(dǎo)電膜進(jìn)行檢查，進(jìn)行激發(fā)形成步驟以形成電子發(fā)射區(qū)域，之后進(jìn)行活化步驟，通過噴墨裝置再次敷設(shè)液滴，在上述檢查步驟中確定為有缺陷的每個器件上形成導(dǎo)電膜。如果需要可在敷設(shè)液滴步驟之前將導(dǎo)電膜去除。
上面描述的活化步驟指下述步驟，在裝置中的導(dǎo)電膜的電子發(fā)射區(qū)域形成之后在含有有機(jī)物質(zhì)的適合的環(huán)境中，在基層上形成的每個電子發(fā)射器件中的器件電極之間施加脈沖電壓以便在電子發(fā)射區(qū)域和靠近該區(qū)域形成主成份包括碳的沉淀膜，從而可增加流過電子發(fā)射器件的電流，并改善電子發(fā)射器件的電子發(fā)射性能。
如上所述，當(dāng)檢查步驟采用光學(xué)顯微鏡時，可使電流流過電子發(fā)射器件，對電子發(fā)射器件上施加的電壓(器件電壓)Vf和流過的電流(器件電流)If之間的關(guān)系(If-Vf關(guān)系)進(jìn)行觀測。
如果在活化步驟之后對每個電子發(fā)射器件進(jìn)行If-Vf關(guān)系的觀測，則可采用下述三角形脈沖電壓，該電壓用來在電子源的一般操作中驅(qū)動電子發(fā)射器件。如果它具有異常大的電阻或器件電極發(fā)生短路，則可以很容易發(fā)現(xiàn)有缺陷的電子發(fā)射器件，因?yàn)镮f-Vf關(guān)系從電阻值上受到了影響，故還可容易檢測裝置中的漏電情況。另外，由于多種原因電子發(fā)射器件中的If-Vf關(guān)系的極限電壓會與正常值發(fā)生偏離，該偏差也可被檢測到和被確認(rèn)。
如果在活化步驟之前通過施加下述電壓而進(jìn)行檢查步驟，該電壓用于在電子源的一般操作中驅(qū)動電子發(fā)射器件，則If值非常低，并且電子發(fā)射區(qū)域中的裂縫會加大，從而對電子發(fā)射器件的電子發(fā)射性能產(chǎn)生不利影響。然而，由于上述電子發(fā)射器件中的非線性觀測I-V關(guān)系的極限電壓足夠低于使裂縫加寬的電壓，這樣如果上述極限電壓位于給定的范圍內(nèi)，則認(rèn)為該電子發(fā)射器件是可容許的，如果上述極限電壓不位于給定的范圍內(nèi)，則認(rèn)為該電子發(fā)射器件是不可容許的。
具體來說，向每個電子源中的電子發(fā)射器件施加稍高于上述極限電壓的三角形脈沖電壓，以便觀察電子發(fā)射器件的I-V關(guān)系。如上所述，通過所觀測的I-V關(guān)系可發(fā)現(xiàn)器件電極之間的短路現(xiàn)象和電子發(fā)射器件中所存在的漏電現(xiàn)象。此外，可通過采用所獲得的數(shù)據(jù)的計(jì)算來確定If-Vf的關(guān)系的二階微分以求出最大值，該值用作極限電壓并用來確定電子發(fā)射器件是否容許。采用下述數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)非常謹(jǐn)慎，該數(shù)據(jù)對于確定二階微分的計(jì)算基本沒有噪音。圖3A表示在電阻值方面受到影響的If-Vf關(guān)系圖。假設(shè)漏電電流流過具有上述關(guān)系的電子發(fā)射器件是安全的。與此相對照，圖3B表示處于正常狀態(tài)的If-Vf關(guān)系圖，同時表示經(jīng)d2If/dVf2-Vf計(jì)算的數(shù)值。與所獲得的二階微分最大值相對應(yīng)的電壓Vth用作極限電壓，如果該極限電壓在給定范圍內(nèi)，則認(rèn)為該電子發(fā)射器件是可容許的。因此，當(dāng)在活化步驟之前采用復(fù)雜的試驗(yàn)設(shè)備以確定If-Vf關(guān)系時，因?yàn)樯鲜龇椒]有進(jìn)行兩次活化步驟的缺點(diǎn)，故在下述條件下建議采用該方法，該條件為希望經(jīng)常進(jìn)行形成第2導(dǎo)電膜的操作。
對于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明來說，下述步驟是不可缺少的，該步驟為從下述每個電子發(fā)射器件去除導(dǎo)電膜，就短路和漏電方面來說，該電子發(fā)射器件認(rèn)為是有缺陷的。然而，如果由于下述原因或其它原因，該原因可能是在激發(fā)形成步驟中采用過大的電流，電子發(fā)射區(qū)域的裂縫異常加大，則實(shí)際上不必在上述步驟中將導(dǎo)電膜去除。如果處于上述情況，可簡單地將溶液液滴敷設(shè)到導(dǎo)電膜一側(cè)以便形成另一導(dǎo)電膜，之后對該導(dǎo)電膜進(jìn)行激發(fā)步驟。
應(yīng)注意到，第2種和第3種方法不僅可用于通過噴墨裝置敷設(shè)導(dǎo)電膜材料化合物的溶液的場合，而且可用于采用下述溶液的場合，該溶液包括形成導(dǎo)電膜的分散的導(dǎo)電性微小顆粒。
如果采用上述的第3種方法，當(dāng)在活化步驟之后不進(jìn)行檢查步驟時，則可在裝配圖像形成設(shè)備之前或之后進(jìn)行活化步驟。如果活化步驟在圖像形成設(shè)備裝配之后進(jìn)行，則對于該活化步驟來說，在圖像形成設(shè)備的真空容器中放置適合的有機(jī)氣態(tài)物質(zhì)，反復(fù)對電子發(fā)射器件施加脈沖電壓。與此相反，如果活化步驟在圖像形成設(shè)備裝配之前進(jìn)行，則在具有適合的氣態(tài)物質(zhì)的適合的真空設(shè)備中放置設(shè)備電子源，反復(fù)對設(shè)備中的電子發(fā)射器件施加脈沖電壓。
前一方法的優(yōu)點(diǎn)在于它不需要附加的真空設(shè)備，而后一方法的優(yōu)點(diǎn)在于不必將用于活化步驟的有機(jī)物質(zhì)引入圖像形成設(shè)備中的真空容器內(nèi)，因此如果具有該物質(zhì)的話，可以很容易地將已存在于真空容器內(nèi)的該有機(jī)物質(zhì)去除從而使設(shè)備的操作保持穩(wěn)定?？紤]到實(shí)際生產(chǎn)的條件，對于活化步驟可選擇上述兩種方法中的任何一個?？捎糜诨罨襟E的有機(jī)物質(zhì)包括丙酮和n-己烷。作為替換方式，可采用無油的排出裝置以便利用上述裝置所產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)。
顯然，后一方法必須用于在進(jìn)行活化步驟后通過第3種方法進(jìn)行檢查步驟的場合。
本發(fā)明包括平面式圖像形成設(shè)備的生產(chǎn)方法，該設(shè)備包括電子源，該電子源是通過上述的第1-3種方法中的一種制備的。
實(shí)例下面通過實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
實(shí)例1-1在本實(shí)例中，電子源是按照下面的參照圖8A～8E所描述的步驟制成的。
步驟a在完全對鈉鈣玻璃板進(jìn)行清洗后，通過濺射法在其上形成二氧化硅(SiO2)膜，其厚度為0.5μm以形成基層1，通過旋涂器在該基層1上敷設(shè)光敏抗蝕劑(AZ1370由Hechst Corporation生產(chǎn))從而形成抗蝕層。之后，使該光敏抗蝕劑暴露于光線下，使其以光化學(xué)方式顯影形成一對開口，該開口與待形成于上述基層上的每個電子發(fā)射器件中的器件電極的形狀相對應(yīng)。然后，通過濺射法按順序敷設(shè)Ti和Pt層，其厚度分別為5nm和50nm。接著通過有機(jī)層將該抗蝕層去除以便通過剝離方法形成每個電子發(fā)射器件的器件電極51和52(圖8A)。
步驟b通過絲網(wǎng)印刷形成Ag膏構(gòu)成的預(yù)定圖案，對其進(jìn)行焙燒以形成Y方向的導(dǎo)線53，每根導(dǎo)線的厚度為20μm左右，寬度為100μm左右(圖8B)。
步驟c通過印刷形成玻璃膏構(gòu)成的預(yù)定圖案，對其進(jìn)行焙燒以使每排電子發(fā)射器件形成中間絕緣層。應(yīng)注意到，每個電子發(fā)射器件形成有切除區(qū)域55從而后者未被上述中間絕緣層所覆蓋，該絕緣層在下述區(qū)域的寬度為250μm左右，厚度為20μm左右，在該區(qū)域該層位于Y方向上的導(dǎo)線上，上述絕緣層在剩余區(qū)域的厚度為35μm左右(圖8C)。
步驟d在中間絕緣層54上形成Ag膏構(gòu)成的預(yù)定圖案，對其進(jìn)行焙燒以形成X方向上的導(dǎo)線56，每根導(dǎo)線的寬度為200μm左右，厚度為15μm左右(圖8D)。
步驟e之后，借助壓電噴射式噴墨裝置在每個電子發(fā)射器件上敷設(shè)下述溶液的液滴以便形成電子發(fā)射器件中的導(dǎo)電膜用的初始膜57，該溶液為有機(jī)鈀化合物和乙醇胺的復(fù)合體。所形成的X方向上的相鄰的導(dǎo)線間距為350μm左右，而所形成的Y方向上的相鄰的導(dǎo)線間距為270μm左右。初始膜的直徑為48μm左右。上述溶液液滴是按下述方式敷設(shè)的，即在加熱步驟之后所形成的初始膜厚度為15nm，該加熱處理步驟將在后面描述。在后面將要描述的條件下進(jìn)行加熱步驟之后，初始膜中的微小顆粒直徑為10nm(圖8E)。
圖5以示意方式表示與在此步驟中所采用的裝置類似的噴墨裝置，雖然僅僅采用成對的噴嘴中的一個來形成初始膜。
步驟f借助采用顯微鏡和光學(xué)傳感器的圖像形成方法對每個初始膜進(jìn)行觀察，以便自動確定該膜是否容許。下述的膜確定判定為是不能容許的，即帶有一個或一個以上的較大晶體的膜，與正常位置發(fā)生偏移的膜，發(fā)生變形并且不呈現(xiàn)正常的圓形的膜，或其直徑超過48μm或小于32μm的膜，借助噴墨裝置將醋酸丁酯液滴敷設(shè)于有缺陷的區(qū)域，該噴墨裝置采用在上述步驟e中未曾使用的噴嘴。調(diào)節(jié)該噴墨裝置以排出上述溶液，從而每個液滴的體積為60μm3，對每個有缺陷的器件敷設(shè)10次液滴，將有缺陷的初始膜溶解并稀釋，以便將膜擴(kuò)展到由導(dǎo)線包圍的整個區(qū)域。之后，使醋酸丁酯溶劑處于120℃溫度下保持10分鐘，進(jìn)行干燥。其結(jié)果是，初始膜擴(kuò)展的區(qū)域是原有區(qū)域的13.5倍。因此通過對膜加熱而形成的氧化鈀“膜”的平均厚度為1nm左右，該厚度足夠小于10nm左右微小顆粒的平均粒徑。換言之，通過上述溶劑而擴(kuò)展的初始膜并未對后面的步驟產(chǎn)生重大的影響。
步驟g在上述步驟e中所描述的條件下，在下述區(qū)域再次形成初始膜，在前述步驟中初始膜已事先從該區(qū)域去除。通過顯微鏡對初始膜進(jìn)行觀察以便確認(rèn)此時該膜是否容許。
步驟h之后在300℃的溫度下對初始膜加熱10分鐘，以便形成包括PdO的微小顆粒的導(dǎo)電膜。
步驟i接著采用所形成的電子源基層(其上帶有多對電極以及位于相對成對器件電極之間的導(dǎo)電膜)形成圖像形成設(shè)備，該設(shè)備的結(jié)構(gòu)如圖9所示。在通過玻璃膠將電子源基片61固定于后板62之后，將面板63(其帶有設(shè)于玻璃基片64的內(nèi)表面上的金屬底板66和熒光膜65)設(shè)于支架67上，該支架67位于面板63和后板62之間，然后將玻璃膠敷設(shè)于面板63，支架67和后板62，在大氣中在400℃的溫度下對其焙燒10分鐘，以便將該容器完全密封。在圖9中，標(biāo)號68表示電子發(fā)射器件，標(biāo)號69和70分別表示X方向上的器件導(dǎo)線和Y方向上的器件導(dǎo)線。
當(dāng)如果圖像形成設(shè)備用于形成黑白圖像而熒光膜69僅僅由熒光體構(gòu)成時，本實(shí)例中的熒光膜是這樣制成的，首先形成黑色條帶，將主顏色的條狀熒光部件填入黑色條帶之間的空隙中。該黑色條帶由主成分包括石墨的一般材料形成，采用膏劑方法，將熒光材料敷設(shè)于玻璃基層64上。
金屬底板66一般設(shè)于熒光膜65的內(nèi)表面。在熒光膜65形成之后，按下述方式形成金屬底板66，即在熒光膜65的內(nèi)表面上進(jìn)行抹光操作(一般稱為“成膜”)，之后通過真空蒸鍍法在其上形成鋁膜。
雖然可在熒光膜65的外側(cè)的面板63上設(shè)置透明電極以便提高熒光膜的導(dǎo)電性，但是在本實(shí)例中沒有采用該透明電極，因?yàn)樯鲜鼋饘俚装寰哂凶銐虻膶?dǎo)電性。
為了進(jìn)行上述的粘接操作，將部件認(rèn)真對齊以便使有色熒光部件122和電子發(fā)射器件之間形成準(zhǔn)確的對位。
步驟j當(dāng)按照后面將要描述的方式進(jìn)行激發(fā)形成步驟以便在每個導(dǎo)電膜中形成電子發(fā)射區(qū)域時，通過排氣管(圖中未示出)將所形成的玻璃容器(后面稱為“外殼”)排空以便使內(nèi)部壓力降到1.3×10-4Pa以下。在激發(fā)形成步驟中，如圖10所示，Y方向上的導(dǎo)線與公共的電極73連接，并逐個對X方向上的導(dǎo)線施加電壓。在圖10中，標(biāo)號71和72分別表示X方向上的導(dǎo)線和Y方向上的導(dǎo)線，其中Y方向上的導(dǎo)線72通過公共電極73接地。電子發(fā)射器件74設(shè)置于X和Y方向上的導(dǎo)線的每個交叉處。標(biāo)號75表示脈沖發(fā)生器，其正極與其中一個X方向上的導(dǎo)線，而其負(fù)極通過電阻器76接地以便對電流密度進(jìn)行測定。圖10中的標(biāo)號77表示對用于激發(fā)形成的脈沖電流進(jìn)行監(jiān)測的示波器。
具有圖13B所示的波形電壓用于激發(fā)形成步驟。
參照圖13B，所施加的電壓為三角形脈沖電壓，其脈沖寬度T1＝1msec，其脈沖間隔T2＝10msec，其波高(激發(fā)形成用的最大電壓)按0.1V的等級逐漸上升。在激發(fā)形成過程中，在激發(fā)形成脈沖電壓的舊夠間隔中插入有0.1V的附加脈沖電壓以便確定電子發(fā)射器件的電阻，當(dāng)該電阻超過100kΩ時，激發(fā)形成步驟結(jié)束。
步驟k然后，將丙酮放入上述外殼中以便在其內(nèi)部產(chǎn)生1.3×10-2Pa的壓力。之后通過施加脈沖電壓進(jìn)行活化步驟。所施加的脈沖電壓為波高為18V的矩形波。
步驟l將外殼內(nèi)部的壓力排出10個小時以便使內(nèi)部壓力降到1.3×10-6Pa，同時使整個外殼的溫度保持在200℃。
在通過矩陣驅(qū)動確認(rèn)設(shè)備操作狀態(tài)適合顯示圖像之后，通過煤氣燈對排氣管進(jìn)行加熱，從而對該排氣管(圖中未示出)進(jìn)行焊接以便將外殼完全密封。
最后，通過高頻加熱法對外殼進(jìn)行除氣步驟。
所形成的圖像形成設(shè)備可在亮度沒有明顯變化的情況下良好地顯示圖像。
實(shí)例1-2本實(shí)例中所形成的圖像形成設(shè)備除了多個電子發(fā)射器件按不同的方式連接以外其它方面與實(shí)例1-1中的相同。具體來說，本實(shí)例采用梯形配線結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)例中，如圖15所示，在基層91上設(shè)有成對的導(dǎo)線95-a和95-b，在上述導(dǎo)線之間設(shè)有多對器件電極92和93，每對電極具有導(dǎo)電膜，該導(dǎo)電膜是按照實(shí)例1-1中所描述的方式形成的，上述多對電極與導(dǎo)線連接，如圖16所示，之后與實(shí)例1-1中的情況相同，將基層91放入外殼中，該外殼中設(shè)有網(wǎng)狀電極96，該電極96具有孔97，該孔用于讓電子穿過以便形成圖像形成設(shè)備。該圖像形成設(shè)備的工作效率與實(shí)例1-1中的相同。應(yīng)注意到，圖16中的與圖9相應(yīng)的部分相同或類似的部件分別采用相同的標(biāo)號表示。
實(shí)例2在本實(shí)例中，除了下述方面以外，圖像形成設(shè)備是采用實(shí)例1-1中的方法形成的。
按照實(shí)例1-1中步驟e中所描述的方式借助氣泡噴射式噴墨裝置敷設(shè)液滴。該噴墨裝置的結(jié)構(gòu)如圖6所示。在本實(shí)例中，噴嘴35和36中的一個用于敷設(shè)有機(jī)鈀溶液液滴，該溶液是按照將乙酸鈀-單乙醇胺(PAME)放入水中，并使該溶液中含有2wt％的金屬的方式制成的。
另外，在下述初始膜中加入水滴以便將該膜溶解，該初始膜已在實(shí)例1-1的步驟f中判斷為是不能容許的。該水滴是通過未在步驟e中使用的噴嘴加入的。
與實(shí)例1-1中的情況相同，所形成的圖像形成設(shè)備可在亮度沒有明顯變化的情況下良好地顯示圖像。
應(yīng)注意到，本實(shí)例也可采用乙酸鈀水溶液。
同樣，與實(shí)例1-1中的情況相同，可用醋酸丁酯作為溶解有缺陷的初始膜的溶劑。如果敷設(shè)的液滴的次數(shù)加倍才產(chǎn)生相同的效果，則待添加的液滴的體積減半。上面描述的步驟還可用于形成下述的電子源，該電子源具有實(shí)例1-2中所描述的梯形布線結(jié)構(gòu)。
實(shí)例3-1在本實(shí)例中，器件電極和導(dǎo)線均通過照相平版印刷術(shù)形成。下面將參照圖11A～11E和圖12對形成本實(shí)例中的圖像形成設(shè)備的步驟進(jìn)行描述，在這里，圖12為本實(shí)例中的電子源的平面示意圖，圖11A～11E為沿圖12中A-A線的剖面圖。應(yīng)注意到，在圖12中省略了中間絕緣層和接觸孔。
步驟a在完全對鈉鈣玻璃板進(jìn)行清洗后，通過濺射法在其上形成二氧化硅(SiO2)膜，其厚度為0.5μm以形成基層81。之后通過真空蒸鍍法在該基層上分別形成Cr膜和Au膜，其厚度分別為5nm和600nm，通過旋涂器在其上敷設(shè)光致抗蝕劑(AZ1370由Hechst Corporation生產(chǎn))，同時使基層旋轉(zhuǎn)，對其進(jìn)行焙燒。之后，暴露出光掩模圖像，使其以光化學(xué)方式顯影形成Y方向上的導(dǎo)線(底層導(dǎo)線)用的掩模，然后對Au/Cr沉淀膜進(jìn)行濕法腐蝕以便形成具有所需圖案的Y方向上的導(dǎo)線(底層導(dǎo)線)82(圖11A)。
步驟b通過RF濺射法形成二氧化硅膜中間絕緣層83，其厚度為1.0μm(圖11B)。
步驟c然后，在二氧化硅膜上構(gòu)成下述待形成的接觸孔84的光致抗蝕劑圖案，該接觸孔84穿過步驟b中的所形成的二氧化硅膜，以該光致抗蝕劑圖案作為掩模，通過反應(yīng)離子腐蝕對中間絕緣層83進(jìn)行腐蝕確實(shí)形成的接觸孔84。采用CF4和H2作為腐蝕氣體(圖11C)。
步驟d之后，形成用于器件電極51和52的光致抗蝕劑圖案(RD-2000N-41由Hitachi Chemical Co.，Ltd生產(chǎn))，然后通過真空蒸鍍法逐一形成Ti層和Ni層，它們的厚度分別為5nm和100nm。接著，將光致抗蝕劑圖案溶解成有機(jī)溶劑，將Ni/Ti沉淀層去除以便成對電極51和52，該電極的寬度300μm，它們的間距為3μm(圖11D)。
步驟e之后，形成器件電極51和52上的X方向上的導(dǎo)線(頂層導(dǎo)線)85的光致抗蝕劑圖案，然后通過真空蒸鍍法逐一形成Ti沉淀層和Au沉淀層，它們的厚度分別為5nm和100nm。接著，通過剝離方法去除光致抗蝕劑的不需要的區(qū)域以便形成頂層導(dǎo)線85(圖11E)。
步驟f與實(shí)例1-1中的步驟e相同，敷設(shè)液滴以便形成初始膜。采用有機(jī)鈀溶液(ccp-4230由Okuno Pharmaceutical Co.，Ltd.生產(chǎn))。
步驟g通過顯微鏡對每個初始膜進(jìn)行觀察。下述的膜判定為是不能容許的，即帶有一個或一個以上的較大晶體的膜，與正常位置發(fā)生偏移的膜，發(fā)生變形并且不呈現(xiàn)正常的圓形的膜，或其直徑超過48μm或小于32μm的膜，借助噴墨裝置將醋酸丁酯液滴敷設(shè)于有缺陷的區(qū)域，該噴墨裝置采用在上述步驟e中未曾使用的噴嘴。調(diào)節(jié)該噴墨裝置以排出上述溶液，從而每個液滴的體積為60μm3，對每個有缺陷的器件敷設(shè)10次液滴，將有缺陷的初始膜溶解并稀釋，以便將膜擴(kuò)展到由導(dǎo)線包圍的整個區(qū)域。之后，對醋酸丁酯溶劑進(jìn)行干燥，使其在300℃溫度下加熱10分鐘。該加熱的結(jié)果是，可接受器件的初始膜變成許多PdO微小顆粒的導(dǎo)電膜。經(jīng)加熱的區(qū)域具有較高的電阻。
步驟h在上述步驟f中所描述的條件下，再次在下述區(qū)域形成初始膜，而初始膜已事先在前述步驟中從該區(qū)域去除。通過顯微鏡對初始膜進(jìn)行觀察以便確認(rèn)此時該膜是否容許。雖然在實(shí)例1-1中第2次形成的初始膜的直徑是可容許的，但是它稍大于第1檢查步驟所容許的初始膜。其原因是當(dāng)已存在有機(jī)鈀化合物薄膜時，第2次敷設(shè)的溶液擴(kuò)展程度大于第1次敷設(shè)的溶液。與此相對照，第2次形成的初始膜的形狀基本與第1次形成的初始膜相同。其原因是溶解的有機(jī)鈀化合物變成凝結(jié)的PdO顆粒從而可保證對于第1次敷設(shè)的液滴和第2次敷設(shè)的液滴，基層的可濕性處于相同的等級。
步驟i之后，在300℃溫度下對初始膜加熱10分鐘以便形成包括PdO的微小顆粒的導(dǎo)電膜。
后面的步驟與實(shí)例1-1中的相同。
與實(shí)例1-1的情況相同，所形成的圖像形成設(shè)備明顯可在亮度沒有明顯變化的情況下良好地顯示圖像。
實(shí)例3-2在本實(shí)例中，按照實(shí)例3-1的步驟形成圖像形成設(shè)備，只是在這里采用氣泡噴射式噴墨裝置以便獲得比較結(jié)果。
實(shí)例4在本實(shí)例中，除了下述方面，其它的方面均采用實(shí)例2中的步驟。
可容許的初始膜的直徑80μm，或?yàn)閷?shí)例2中相應(yīng)的部分的的尺寸的兩倍。膜的厚度為30μm。如果按實(shí)例2方式對這些膜進(jìn)行處理，不能從這些膜中獲得可容許的導(dǎo)電膜，因?yàn)槟さ钠骄穸炔粔蛐　?br> 借助氣泡噴射式噴墨裝置對在檢查步驟中認(rèn)為是不能容許的初始膜敷設(shè)溶劑液滴以便將該膜溶解焙燒并使其擴(kuò)張。該溶劑采用乙二胺四乙酸銨的5wt％的水溶液。該溶液包括與Pd離子相配合的配體從而它可比水更快地溶解初始膜。
在對電子源在300℃溫度下加熱10分鐘后，通過在前面已參照圖7描述過的雙噴嘴結(jié)構(gòu)將有缺陷的電子發(fā)射器件局部暴露于還原環(huán)境下，使該電子源處于150℃的溫度下。該還原環(huán)境包括混合氣體，該氣體是用氮?dú)釴2對氫氣H2進(jìn)行稀釋而制成的，其氫氣的濃度為2％。由于空氣中氫氣濃度的爆炸下限為4％，因此當(dāng)生產(chǎn)設(shè)備通風(fēng)良好時，可在不必設(shè)有防爆裝置的情況下采用上述混合氣體。
作為上述方法的結(jié)果，相應(yīng)的PdO微小顆粒變成Pd微小顆粒，該P(yáng)d微小顆粒之后凝結(jié)成較大的顆粒從而它們從整體上不具有導(dǎo)電性。
所有剩余的步驟與實(shí)例2中的相同。
與實(shí)例2中的情況相同，所形成的圖像形成設(shè)備明顯可在亮度沒有明顯變化的情況下良好地顯示圖像。
實(shí)例5-1在本實(shí)例中，采用實(shí)例1-1中的步驟a～e，只是在本實(shí)例中對條件進(jìn)行了選擇以便形成直徑為80μm的初始膜。由于有缺陷的初始膜具有較大的直徑，在本實(shí)例中它不可能通過采用溶劑對其進(jìn)行溶解的方式使其足夠擴(kuò)展，故需要采用下述的步驟。
步驟f對初始膜敷設(shè)在實(shí)例4中所采用EDTA的5wt％的水溶液液滴，該初始膜通過顯微鏡觀察判斷為是不能容許的，對每個有缺陷的區(qū)域壓入帶有聚酯海綿部件的桿，將含有溶解的初始膜的溶液吸收。后面的步驟與實(shí)例1-1中的相同。
與實(shí)例1-1中的情況相同，所形成的圖像形成設(shè)備明顯可在亮度沒有明顯變化的情況下良好地顯示圖像。
采用本實(shí)例中的方法可以較高的密度設(shè)置電子發(fā)射器件從而可形成具有較高分辨率的圖像形成設(shè)備。通過將有缺陷的初始膜完全去除，可避免產(chǎn)生漏電，如果僅僅通過溶劑將有缺陷的初始膜溶解，則上述的漏電是不可忽略的。
實(shí)例5-2在本實(shí)例中，采用實(shí)例5-1中的步驟以便形成圖像形成設(shè)備，只是在這里采用氣泡噴射式噴墨裝置以形成與實(shí)例5-1中的設(shè)備一樣有效的圖像形成設(shè)備。
實(shí)例6-1在本實(shí)例中，除了以下方面，其它的采用實(shí)例5-1中的的步驟。
與實(shí)例5-1中的步驟f相同，對通過檢查步驟認(rèn)為有缺陷的初始膜敷設(shè)溶劑液滴，之后通過注射器針頭將含有溶解的初始膜的溶液吸走，該注射器針頭通過硅管與排出設(shè)備連接。
雖然與實(shí)例5-1相比，本實(shí)例必須采用較大的生產(chǎn)設(shè)備，但是上述設(shè)備對在不更換海綿的情況下進(jìn)行連續(xù)性生產(chǎn)操作是很有效的，因此它適合批量生產(chǎn)。
本實(shí)例中的方法可用于下述的電子源，該電子源具有實(shí)例1-2中所描述的梯形布線結(jié)構(gòu)從而可獲得類似的結(jié)果。
實(shí)例6-2在本實(shí)例中，采用實(shí)例6-1中的步驟以便形成圖像形成設(shè)備，只是在這里采用氣泡噴射式噴墨裝置以形成與實(shí)例6-1中的設(shè)備一樣有效的圖像形成設(shè)備。
實(shí)例7在本實(shí)例中，通過膠印印刷法形成器件電極，同時通過絲網(wǎng)印刷形成導(dǎo)線。
步驟a在完全對堿石灰玻璃板進(jìn)行清洗后，通過濺射法在其上形成二氧化硅(SiO2)膜，其厚度為0.5μm以形成基層1。采用Pt樹脂酸鹽膏通過膠印印刷法對每個電子發(fā)射器件形成成對的器件電極51和52。該器件電極的間距為50μm(參見圖8A)。
之后采用實(shí)例1-1中的的步驟b～d。
步驟e通過氣泡噴射式噴墨裝置對每個電子發(fā)射器件敷設(shè)在實(shí)例2中的步驟e中所采用的PAME水溶液液滴以便形成導(dǎo)電膜中的初始膜。選擇上述步驟的條件以便形成圓形初始膜，其直徑為100μm。接著，對初始膜在300℃的溫度下加熱10分鐘以便形成PdO微小顆粒的導(dǎo)電膜。
步驟f對每個電子發(fā)射器件的電阻進(jìn)行觀測，去除下述的電子發(fā)射器件，即該裝置中的電阻與參考值相差20％以上。
將下述的桿壓靠于每個有缺陷的電子發(fā)射器件上，該桿帶有直徑為200μm，厚度為500μm的硅橡膠部件，從而使上述硅橡膠吸收導(dǎo)電膜，之后將該導(dǎo)電膜去除。
步驟g按步驟e中的方式形成導(dǎo)電膜以便取代所去除的導(dǎo)電膜。
下面的步驟與實(shí)例1-1中的相同。
與實(shí)例1-1中的情況相同，所形成的圖像形成設(shè)備明顯可在亮度沒有明顯變化的情況下良好地顯示圖像。
實(shí)例8在本實(shí)例中，除了下述方面其它的均采用實(shí)例7中的步驟。
采用實(shí)例4中所采用的方法使下述每個導(dǎo)電膜進(jìn)行化學(xué)還原反應(yīng)，該導(dǎo)電膜在實(shí)例7中的步驟f中判斷為是有缺陷的，之后按實(shí)例7中所描述的方式，采用硅橡膠吸收還原物質(zhì)溶液，并將其去除。
上述化學(xué)還原的效果是，通過將導(dǎo)電膜中的PdO微小顆粒還原成金屬Pd，導(dǎo)電膜將粘接劑還原成玻璃基層，從而上述膜可以很容易地并且可靠地通過將硅橡膠壓靠于其上的方式去除。
實(shí)例9在進(jìn)行實(shí)例7中的步驟a～e之后，進(jìn)行下述的步驟。
步驟f將下述的電子源基層放于真空室中，該基層是采用實(shí)例7中的步驟a～e形成的，之后將該真空室壓力排出使壓力值低于1.3×10-4Pa。這里所采用的排氣系統(tǒng)是超高真空系統(tǒng)，它包括作為主泵的離子泵和作為輔助泵的渦形泵。
接著，按照實(shí)例1-1中的步驟j中所描述的方式對電子源進(jìn)行激發(fā)形成步驟以便在每個導(dǎo)電膜中形成電子發(fā)射區(qū)域。
步驟g然后，將丙酮放入上述真空室中以便在其內(nèi)部產(chǎn)生1.3×10-2Pa的壓力，之后按照實(shí)例1-1中步驟k中的所描述的方式通過施加脈沖電壓進(jìn)行活化步驟。
步驟h對真空室進(jìn)行抽氣10個小時，使壓力值低于1.3×10-6Pa，同時將其加熱到200℃。接著，對電子發(fā)射器件按順序施加波高為18V的三角形脈沖電壓以便觀察裝置電流If和每個器件的相應(yīng)的器件電壓。
雖然表示非線性If-Vf關(guān)系的多數(shù)電子發(fā)射器件中具有靠近10V的極限值，但每個器件中的器件電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于上述極限值。具體來說，當(dāng)Vf＝18V時，If＝1.4～1.7mA。然而，按照相同方式形成的一些電子發(fā)射器件具有歐姆效應(yīng)，而在Vf＝18V時，另一些器件則不具有較大的If值。
步驟i從真空室中取出電子源，與實(shí)例8的情況相同，使每個有缺陷的電子發(fā)射器件中的導(dǎo)電膜進(jìn)行化學(xué)還原反應(yīng)，將其去除，重復(fù)上述步驟以便形成不帶有電子發(fā)射器件的電子源。
步驟j與實(shí)例1-1中的步驟i相同，形成外殼。之后，與實(shí)例1-1中的步驟I相同，對該外殼進(jìn)行排氣，在對進(jìn)行除氣步驟之前焊接排氣管以便形成圖像形成設(shè)備。
與實(shí)例1-1中的情況相同，所形成的圖像形成設(shè)備明顯可在亮度沒有明顯變化的情況下良好地顯示圖像。
實(shí)例10在本實(shí)例中，進(jìn)行實(shí)例7中的步驟a～e和實(shí)例9中的步驟f。之后，進(jìn)行下述的步驟。
步驟g在進(jìn)行上述步驟之后，按順序?qū)﹄娮影l(fā)射器件按順序施加三角形脈沖電壓以便觀測每個器件中的器件電流If和相應(yīng)的的器件電壓。該三角形脈沖波高為12V。
對每個器件實(shí)際100次脈沖以便獲得上述觀測值的平均值從而消除噪音效果。接著，通過采用所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，確定If-Vf關(guān)系的二階微分以便求出Vf的最大值，將該值用值極限電壓Vth。所有其Vth＝10.0±1.0的器件都是可容許的，而剩余的器件是不能容許的。雖然多數(shù)裝置是可接受的，但是按本實(shí)例形成的一些電子源包括有缺陷的電子發(fā)射器件。
步驟h從真空室中取出電子源，用顯微鏡對每個不能容許的導(dǎo)電膜進(jìn)行觀察。一些不能容許的導(dǎo)電膜中的電子發(fā)射區(qū)域具有較大的裂縫。設(shè)有具有上述裂縫的導(dǎo)電膜的電子發(fā)射器件不具有易發(fā)現(xiàn)的If值。這種有缺陷的裝置的電子發(fā)射器件并未去除，在其上形成有另一導(dǎo)電膜。
一些剩余的有缺陷的電子發(fā)射器件具有有缺陷的電子發(fā)射區(qū)域，裂縫并未完全將導(dǎo)電膜分開成單獨(dú)部分從而呈現(xiàn)連續(xù)的導(dǎo)電膜，而其它裝置帶有粘于其上的異物或部分電子發(fā)射區(qū)域呈現(xiàn)較大的裂縫。與實(shí)例8的情況相同，將這些有缺陷的導(dǎo)電膜去除，并更換成新的，以便形成無裂縫的電子源。
步驟i按實(shí)例1-1中的步驟k的方式形成外殼。之后，將丙酮注入該外殼中以便進(jìn)行活化步驟。
步驟k按照實(shí)例1-1中的步驟l的方式，對該外殼進(jìn)行抽氣使其具有較高的真空度，在除氣之前焊接排氣管，以便形成圖像形成設(shè)備。
與實(shí)例1-1中的情況相同，所形成的圖像形成設(shè)備明顯可在亮度沒有明顯變化的情況下良好地顯示圖像。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在電子發(fā)射器件，如表面?zhèn)鲗?dǎo)的電子發(fā)射器件的生產(chǎn)方法中，上述每個器件包括一對器件電極和導(dǎo)電膜，該導(dǎo)電膜包括位于上述器件電極之間的電子發(fā)射區(qū)域，可對任何有缺陷的導(dǎo)電膜進(jìn)行修正或以無裂縫的器件對其進(jìn)行更換，以便提高產(chǎn)量。特別是，在包括多個電子發(fā)射器件的電子源的場合下，可局部對發(fā)現(xiàn)有缺陷的一些電子發(fā)射器件進(jìn)行修正，從而生產(chǎn)包括上述電子源的圖像形成設(shè)備的產(chǎn)量較高，并且該設(shè)備可在亮度沒有明顯變化的情況下良好地顯示圖像。
權(quán)利要求
1.一種在基層上形成導(dǎo)電膜的方法，包括下列步驟用噴墨法在基層的所希望的位置上施加包含待形成的導(dǎo)電膜的初始材料的液體；當(dāng)通過敷設(shè)液體形成作為導(dǎo)電膜的初始膜的薄膜時，將其作為圖象進(jìn)行觀察以鑒別缺陷；以及在沒有缺陷時，對初始膜加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述觀察步驟包括對上述初始膜的位置進(jìn)行觀察。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述觀察步驟包括對上述初始膜的外形進(jìn)行觀察。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述觀察步驟包括對上述初始膜上是否存在異物進(jìn)行觀察。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在上述觀察步驟后，還包括基于觀察結(jié)果在基層的所希望的位置上重新敷設(shè)液體的步驟。
6.一種電子發(fā)射器件的生產(chǎn)方法，該器件具有導(dǎo)電膜，該導(dǎo)電膜具有設(shè)于一對器件電極之間的電子發(fā)射區(qū)域，該方法包括形成導(dǎo)電膜的工藝，在該導(dǎo)電膜中將形成電子發(fā)射區(qū)域，該工藝包括下列步驟形成一對器件電極，在它們之間設(shè)有一間距；向上述一對器件電極的上述間距用噴墨法在基層的所希望的位置上施加包含待形成的導(dǎo)電膜的初始材料的液體；當(dāng)通過敷設(shè)液體形成作為導(dǎo)電膜的初始膜的薄膜時，將其作為圖象進(jìn)行觀察以鑒別缺陷；以及在沒有缺陷時，對初始膜加熱。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，上述觀察步驟包括對上述初始膜的位置進(jìn)行觀察。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，上述觀察步驟包括對上述初始膜的外形進(jìn)行觀察。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，上述觀察步驟包括對上述初始膜上是否存在異物進(jìn)行觀察。
10.根據(jù)權(quán)利要求6～9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在上述觀察步驟后，還包括基于觀察結(jié)果在基層的所希望的位置上重新敷設(shè)液體的步驟。
11.一種在基層上形成多個導(dǎo)電膜的方法，包括下列步驟用噴墨法在基層的多個所希望的位置上施加包含待形成的導(dǎo)電膜的初始材料的液體；當(dāng)通過敷設(shè)液體形成作為導(dǎo)電膜的初始膜的薄膜時，將其作為圖象進(jìn)行觀察以鑒別缺陷；以及在沒有缺陷時，對初始膜加熱。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，上述觀察步驟包括對上述初始膜的位置進(jìn)行觀察。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，上述觀察步驟包括對上述初始膜的外形進(jìn)行觀察。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，上述觀察步驟包括對上述初始膜上是否存在異物進(jìn)行觀察。
15.根據(jù)權(quán)利要求11～14中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在上述觀察步驟后，還包括基于觀察結(jié)果在基層的所希望的位置上重新敷設(shè)液體的步驟。
16.一種多個電子發(fā)射器件的生產(chǎn)方法，每個上述電子發(fā)射器件都具有導(dǎo)電膜，該導(dǎo)電膜具有設(shè)于一對器件電極之間的電子發(fā)射區(qū)域，該方法包括形成多個導(dǎo)電膜的工藝，在這些導(dǎo)電膜中將形成電子發(fā)射區(qū)域，該工藝包括下列步驟形成多對器件電極，在每對之間設(shè)有一間距；向上述多對器件電極的上述間距用噴墨法施加包含待形成的導(dǎo)電膜的初始材料的液體；當(dāng)時，將通過敷設(shè)液體形成的作為導(dǎo)電膜的初始膜的薄膜作為圖象進(jìn)行觀察以鑒別缺陷；以及在沒有缺陷時，對初始膜加熱。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，上述觀察步驟包括對上述初始膜的位置進(jìn)行觀察。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，上述觀察步驟包括對上述初始膜的外形進(jìn)行觀察。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，上述觀察步驟包括對上述初始膜上是否存在異物進(jìn)行觀察。
20.根據(jù)權(quán)利要求16～19中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在上述觀察步驟后，還包括基于觀察結(jié)果在基層的所希望的位置上重新敷設(shè)液體的步驟。
全文摘要
生產(chǎn)一種電子發(fā)射器件，該器件帶有包括電子發(fā)射區(qū)域的導(dǎo)電膜，該導(dǎo)電膜設(shè)于一對器件電極之間。上述導(dǎo)電膜是通過下述步驟形成的，即通過噴墨方法將包括上述導(dǎo)電膜的材料的液體敷設(shè)于基層上，之后對所敷設(shè)的液體進(jìn)行干燥和加熱。對在所敷設(shè)的液體，初始膜或?qū)щ娔ぶ械挠腥毕轄顟B(tài)進(jìn)行檢查，該所敷設(shè)的液體或初始膜是通過對上述液體干燥形成的，該導(dǎo)電膜是通過對初始膜加熱形成的，對發(fā)現(xiàn)處于有缺陷的狀態(tài)的區(qū)域再次敷設(shè)相同的液體進(jìn)行修正。
文檔編號H01J9/02GK1405826SQ02132210
公開日2003年3月26日 申請日期1997年2月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月8日
發(fā)明者長谷川光利 申請人:佳能株式會社