專利名稱：電子束裝置，和制造用于該裝置的隔離件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用作圖像形成裝置，例如平板型圖像顯示裝置，圖像記錄裝置等的電子束裝置，尤其涉及一種使用涂敷有非常小的電流可以在其中流動的高電阻薄膜的隔離件的電子束裝置，以及制造該隔離件的方法。
背景技術(shù)：
一般地，平板型電子束裝置具有如下配置，其中具有電子發(fā)射元件和用于驅(qū)動電子發(fā)射元件的導(dǎo)線的第一襯底，和具有設(shè)置成與導(dǎo)線電勢不同的電勢的導(dǎo)電元件的第二襯底，面向彼此，空間間隔將襯底分隔。第一和第二襯底的周邊被密封。為了獲得必要的抗大氣壓力的性質(zhì)，絕緣隔離件插入在第一和第二襯底之間。但是，存在一個問題，即隔離件可能變得帶電，以至于通過影響隔離件附近的電子軌跡而使電子發(fā)射位置偏離，從而易于引起例如隔離件附近象素亮度的下降，或者圖像的退化，例如混色等。第二襯底的導(dǎo)電元件用作例如用于加速從電子發(fā)射元件發(fā)射的電子的加速電極。因為高壓施加到該導(dǎo)電元件，隔離件表面的充電可能引起沿面放電。
已知，如在參考下面的專利文獻(xiàn)1中描述的，隔離件表面的充電通過使得非常小的電流在隔離件中流動來防止。更具體地說，用作充電防止薄膜的高電阻薄膜在絕緣隔離件的表面上形成，高電阻薄膜經(jīng)由低電阻導(dǎo)電元件連接到第一襯底上的導(dǎo)線，和連接到第二襯底的導(dǎo)電元件，從而使得非常小的電流在隔離件表面中流動。低電阻導(dǎo)電元件在隔離件，與面板和后板之間的接觸面上形成。
也已知，如在參考下面的專利文獻(xiàn)2中公開的，通過提供至少一個低電阻電極以偏轉(zhuǎn)或收斂隔離件表面上的電子軌跡，隔離件附近的電子軌跡可以通過控制電極的電勢來控制。
專利文獻(xiàn)1美國專利5,760,538號專利文獻(xiàn)2美國專利5,859,502號但是，上述常規(guī)技術(shù)具有下面的問題。
也就是，當(dāng)?shù)碗娮璨糠掷珉姌O在隔離件表面上形成，并且隔離件與隔離件附近的電子發(fā)射元件之間的位置關(guān)系偏離于期望位置時，因為隔離件附近電場的分布極大地改變，隔離件附近的電子軌跡改變，從而有時引起電子束的到達(dá)位置的偏離。隔離件與電子發(fā)射元件之間的位置關(guān)系的這種偏離可能發(fā)生，例如當(dāng)隔離件的安裝位置偏離于預(yù)先確定的期望位置時，當(dāng)隔離件傾斜時，或者當(dāng)隔離件的基底材料的形狀與期望形狀不同時。
為了抑制電子束的到達(dá)位置的上述偏離，例如，必須(a)通過在電子束裝置制造期間提高隔離件安裝位置的準(zhǔn)確度來將電場分布的變化抑制在不會極大地影響電子軌跡的位置偏離，(b)提高隔離件的基底材料的處理的準(zhǔn)確度，或者(c)提高在隔離件表面上形成的電極的位置的準(zhǔn)確度。電子束的到達(dá)位置的偏離也可以通過根據(jù)隔離件位置的偏離適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)在隔離件表面上形成的電極的位置以控制電子軌跡來抑制。
但是，這些方法將引起復(fù)雜的制造過程，產(chǎn)品獲益率的下降，或者裝置的復(fù)雜控制，導(dǎo)致生產(chǎn)成本的增加。即使執(zhí)行具有高準(zhǔn)確度的裝配，經(jīng)常難以防止在隨后的加熱過程等時位置的偏離。此外，當(dāng)與附近的電子發(fā)射元件的相對位置在一個隔離件內(nèi)不恒定時，例如，當(dāng)隔離件具有凸緣或盤子形狀，在縱向(長軸)方向上彎曲，或者不平行時，隔離件的影響有時不能根據(jù)上述方法完全去除。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明已經(jīng)考慮到上述問題而創(chuàng)造。
本發(fā)明的目的在于提供一種電子束裝置，其可以維持位于隔離件附近的電子發(fā)射元件附近的電場基本上恒定，而不管隔離件表面與位于隔離件附近的電子發(fā)射元件之間的位置關(guān)系，以及一種制造用于該電子束裝置的隔離件的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種電子束裝置包括，具有電子發(fā)射元件和第一導(dǎo)電元件的第一襯底，具有設(shè)置成與第一導(dǎo)電元件的電勢不同的電勢的第二導(dǎo)電元件的第二襯底，以及具有覆蓋基底材料表面的高電阻薄膜的隔離件，該隔離件插入在第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件之間，并處于接觸第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件的狀態(tài)中。第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件經(jīng)由高電阻薄膜電連接。當(dāng)面向第一導(dǎo)電元件的隔離件的第一襯面(facing surface)上的高電阻薄膜的方片電阻(sheet resistance)值由R1表示，并且鄰近于電子發(fā)射元件的側(cè)面上的高電阻薄膜的方片電阻值由R2表示時，R2/R1是2-200。
優(yōu)選地，R2/R1是5-100，R2是107-1014Ω/□，并且第二襯底具有用于由來自電子發(fā)射元件的電子束的照射來形成圖像的圖像形成元件。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于制造具有覆蓋基底材料表面的高電阻薄膜的隔離件的方法，該隔離件插入在具有電子發(fā)射元件和第一導(dǎo)電元件的第一襯底，與具有設(shè)置成與第一導(dǎo)電元件的電勢不同的電勢的第二導(dǎo)電元件的第二襯底之間，并處于接觸第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件的狀態(tài)中，并且經(jīng)由高電阻薄膜電連接第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件，該方法包括根據(jù)薄膜形成步驟形成高電阻薄膜的步驟，包括從面向第一導(dǎo)電元件的第一襯面的方向執(zhí)行薄膜形成的步驟，以及從鄰近于電子發(fā)射元件的側(cè)面的方向執(zhí)行薄膜形成的步驟。
優(yōu)選地，薄膜形成步驟是形成高電阻薄膜的步驟，其中當(dāng)?shù)谝灰r面上的高電阻薄膜的方片電阻值由R1表示，并且側(cè)面上的高電阻薄膜的方片電阻值由R2表示時，R2/R1是2-200。
優(yōu)選地，薄膜形成步驟是從面向第二導(dǎo)電元件的第二襯面的方向執(zhí)行薄膜形成的步驟，其與從第一襯面的方向執(zhí)行薄膜形成的步驟同時或不同地在與從第一襯面的方向薄膜形成相同的薄膜形成條件下執(zhí)行。
優(yōu)選地，當(dāng)僅從第一襯面的方向和第二襯面的方向執(zhí)行薄膜形成時獲得的第一襯面和第二襯面上的高電阻薄膜的方片電阻由r1表示，僅從側(cè)面的方向執(zhí)行薄膜形成時獲得的側(cè)面上的高電阻薄膜的方片電阻由r2表示，僅從第一襯面的方向和第二襯面的方向執(zhí)行薄膜形成時獲得的側(cè)面上的高電阻薄膜的方片電阻由r2’表示，并且僅從側(cè)面的方向執(zhí)行薄膜形成時獲得的第一襯面和第二襯面上的高電阻薄膜的方片電阻由r1’表示時，薄膜形成步驟中的薄膜形成滿足下面的關(guān)系r1＜r1’，r2＜r2’，以及(r1×r2’)/(r1+r2’)＜(r2×r1’)/(r2+r1’)。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，一種用于制造具有覆蓋基底材料表面的高電阻薄膜的隔離件的方法，該隔離件插入在具有電子發(fā)射元件和第一導(dǎo)電元件的第一襯底，與具有設(shè)置成與第一導(dǎo)電元件的電勢不同的電勢的第二導(dǎo)電元件的第二襯底之間，處于接觸第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件的狀態(tài)中，并且經(jīng)由高電阻薄膜電連接第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件，該方法包括根據(jù)僅從面向第一導(dǎo)電元件的第一襯面的方向和面向第二導(dǎo)電元件的第二襯面的方向執(zhí)行薄膜形成的薄膜形成步驟來形成高電阻薄膜的步驟。
在上述制造方法中，優(yōu)選地，當(dāng)?shù)谝灰r面和第二襯面上的高電阻薄膜的方片電阻值由R1表示，并且鄰近于電子發(fā)射元件的側(cè)面上的高電阻薄膜的方片電阻值由R2表示時，R2/R1是2-200，并且R2是107-1014Ω/□。
本發(fā)明的前述和其他目的，特征和優(yōu)點將從下面結(jié)合附隨附圖而進(jìn)行的優(yōu)選實施方案詳述中變得更明白。


圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的電子束裝置的局部剖開透視圖；圖2是說明圖1中所示的隔離件附近的部分的放大橫截面視圖；圖3是說明圖1中所示的熒光屏的圖；圖4是說明隔離件與行方向?qū)Ь€之間的接觸部分的放大示意圖；圖5A～5C是每個說明當(dāng)隔離件的側(cè)面與第一襯面的電阻比大時，隔離件附近的等勢線和電子軌跡的圖；圖6是通過沿著圖5A～5C中所示的線A-A’繪制電場而獲得的圖表；圖7A～7C是每個說明當(dāng)?shù)谝灰r面的電阻R1等于側(cè)面的電阻R2時(當(dāng)電阻比R2/R1＝1時)隔離件附近的等勢線和電子軌跡的圖；圖8是通過沿著圖7A～7C中所示的線E-E’繪制電場而獲得的圖表；圖9是說明根據(jù)仿真獲得的，電子軌跡相對于隔離件位置偏離量的靈敏度，對側(cè)面與接觸面的電阻比R2/R1的關(guān)系的圖表；圖10A～10C是每個說明當(dāng)制造在實例中使用的隔離件時薄膜形成方向的圖；以及圖11是說明在本發(fā)明的實例2中制造的電子束裝置的局部剖開透視圖。
具體實施例方式
首先，根據(jù)本發(fā)明實施方案的一種電子束裝置將參考附圖詳細(xì)描述。
圖1是說明根據(jù)本實施方案的電子束裝置的局部剖開透視圖。圖2是說明圖1中所示的隔離件附近的部分的放大橫截面視圖。圖3是說明圖1中所示的熒光屏的圖。
該電子束裝置是平板型圖像顯示裝置。在圖1和2中，后板1015用作第一襯底。面板1017用作第二襯底。側(cè)壁1016插入在后板1015和面板1017的周邊，其中后板1015和面板1017被排列以面向彼此且它們之間具有間隔。這些部件構(gòu)成密閉容器，并且由這些部件包圍的內(nèi)部空間維持在真空氣氛。
預(yù)先確定數(shù)目的隔離件1020插入在后板1015和面板1017之間，以便維持后板1015和面板1017之間預(yù)先確定的空間間隔并且防止密閉容器因容器外部和內(nèi)部之間的壓差而破壞。用于將各個隔離件1020固定在期望位置的塊1023固定到后板1015，并且抓住隔離件1020的兩端。
電子源襯底1011具有形成于其上的N×M個電子發(fā)射元件1012，并且固定在后板1015上。N和M是等于或大于2的正整數(shù)，并且根據(jù)顯示象素的目標(biāo)數(shù)目而適當(dāng)?shù)卦O(shè)置。例如，在用于顯示高質(zhì)量電視的顯示裝置中，N和M期望地分別等于或大于3,000和1,000。雖然所說明的電子發(fā)射元件1012是表面導(dǎo)電電子發(fā)射元件，其中具有裂紋、用作電子發(fā)射部分的導(dǎo)電薄膜形成，其中薄膜連接在一對元件電極之間，任何其他適當(dāng)?shù)睦潢帢O元件，例如場致發(fā)射電子發(fā)射元件等可以使用。
上述N×M個電子發(fā)射元件1012使用用作第一導(dǎo)電元件的M個行方向?qū)Ь€，和N個列方向?qū)Ь€1014來經(jīng)受簡單的矩陣驅(qū)動，其中M個行方向?qū)Ь€和N個列方向?qū)Ь€經(jīng)受矩陣驅(qū)動。由N×M個電子發(fā)射元件1012，M個行方向?qū)Ь€1013，和N個列方向?qū)Ь€1014構(gòu)成的電子源部分將在下文稱作多電子束源。
熒光屏1018a在面板1017的底面(內(nèi)表面)上形成。該圖像顯示裝置執(zhí)行彩色顯示，并且三種基色，也就是紅(R)，藍(lán)(B)和綠(G)的熒光體單獨地涂敷在熒光屏1018a上。各個顏色的熒光體單獨地以條帶形狀涂敷，如圖3中所示，并且黑色成分(黑色條帶)1018b在相鄰的條帶之間提供。
用作第二導(dǎo)電元件、設(shè)置成與在后板1015提供的行方向?qū)Ь€1013和列方向?qū)Ь€1014的電勢不同的電勢的金屬背殼(metal back)1019，在面向后板1015的熒光屏1018a的表面上提供。金屬背殼1019被提供，以提高從構(gòu)成熒光屏1018a的熒光體發(fā)射的光的利用效率，并且保護(hù)熒光屏1018a不受離子等的沖擊，并且也起用于施加加速從電子發(fā)射元件1012發(fā)射的電子的加速電壓的電極的作用。
多電子束源，面板，和包括這些組件的顯示板的配置和制造方法的細(xì)節(jié)在日本專利申請公開(KoKai)2000-311633號中描述。
隔離件1020現(xiàn)在將進(jìn)一步描述。如圖2中所示，間隔片1020通過在由絕緣材料制成的基底材料1021的表面上形成高電阻薄膜1022來獲得。高電阻薄膜1022在鄰近于電子發(fā)射元件1012的隔離件1020的側(cè)面上，和在面向后板1015上行方向?qū)Ь€1013的隔離件1020的第一襯面上，以及面向面板1017上金屬背殼1019的隔離件1020的第二襯面上形成。高電阻薄膜1022也可以在面向塊1023的隔離件1020的表面上形成，雖然這沒有在圖2中表示。但是，因為該表面不鄰近于電子發(fā)射元件1012，高電阻薄膜1022在該表面上的形成可以省略。
優(yōu)選地，隔離件1020的基底材料1021具有用于支撐施加到電子束裝置的大氣壓力的足夠的機械強度，以及保護(hù)不受制造電子束裝置的過程期間施加的熱量的耐熱性質(zhì)。玻璃，陶瓷等可以適合用作基底材料1021，雖然其他適合的材料可以代替地使用。
高電阻薄膜1022形成，以便緩和在隔離件1020表面上產(chǎn)生的充電，并且必須具有去除電荷所必需的方片電阻值。優(yōu)選地，高電阻薄膜1022的方片電阻值期望地等于或小于1014Ω/□，并且更優(yōu)地等于或小于1012Ω/□，以便獲得足夠的效果。如果方片電阻值太小，隔離件1020中的功耗增加。因此，高電阻薄膜1022的方片電阻值優(yōu)選地至少107Ω/□.
例如，金屬氧化物，鋁和過渡金屬的氮化物，鍺和過渡金屬的氮化物，碳，無定形碳等可以用于高電阻薄膜1022。鉻，鎳或銅的氧化物優(yōu)選地作為金屬氧化物，因為這些氧化物具有相對小的二次電子發(fā)射效率，所以，即使從電子發(fā)射元件1012發(fā)射的電子撞擊在隔離件1020上，產(chǎn)生電荷的量是小的。鋁和過渡金屬的氮化物是優(yōu)選的，因為電阻值可以通過調(diào)節(jié)過渡金屬的組成控制在從良導(dǎo)體到絕緣體的寬范圍內(nèi)。過渡金屬元素包括Ti，Cr，Ta等。鍺和過渡金屬的氮化物可以優(yōu)選地用于高電阻薄膜1022，因為這種氮化物可以通過調(diào)節(jié)過渡金屬的組成而具有極好的充電緩和性質(zhì)。過渡金屬元素包括Ti，V，Cr，Mn，F(xiàn)e，Co，Ni，Cu，Zr，Nb，Mo，Hf，Ta等。這種過渡金屬可以單獨使用，或者至少兩種類型的過渡金屬可以一起使用。碳是優(yōu)選的，因為它具有小的二次電子發(fā)射效率。特別地，無定形碳可以容易地控制高電阻薄膜1022的電阻到期望的值，因為它具有高電阻。
高電阻薄膜1022可以根據(jù)汽相薄膜形成方法，例如濺射，電子束真空淀積，離子電鍍，離子輔助真空淀積，CVD(化學(xué)汽相淀積)，等離子CVD，噴射等，依賴于使用的高電阻薄膜1022的類型，或者根據(jù)液相薄膜形成方法，例如浸漬(dipping)等在絕緣基底材料1021上形成。
隔離件1020的第一襯面和第二襯面分別接觸行方向?qū)Ь€1013和金屬背殼1019，以便經(jīng)由高電阻薄膜1022電連接行方向?qū)Ь€1013和金屬背殼1019。雖然在說明的實施方案中，間隔片1020的第一襯面接觸行方向?qū)Ь€1013，接觸導(dǎo)線或電極可以獨立地在后板1015上提供作為第一導(dǎo)電元件，以便接觸隔離件1020。隔離件1020的第二襯面接觸金屬背殼1019。但是，當(dāng)金屬背殼1019在熒光屏1018a的內(nèi)側(cè)提供時，黑色成分1018b可能包括導(dǎo)體以便接觸隔離件1020作為第二導(dǎo)電元件。
在本發(fā)明中，當(dāng)至少第一襯面上，優(yōu)選地，第一襯面和第二襯面上的高電阻薄膜1022的方片電阻值由R1表示，并且鄰近于電子發(fā)射元件1012的側(cè)面上的高電阻薄膜1022的方片電阻值由R2表示時，期望的功能可以通過使R2/R11為2-200，優(yōu)選地5-100來獲得。圖9說明根據(jù)仿真獲得的，在該電子束裝置中電子軌跡相對于隔離件1020的位置偏離量的靈敏度(影響度)，對側(cè)面與接觸面的電阻比R2/R1的關(guān)系。作為縱坐標(biāo)表示的靈敏度(影響度)由dxbeam/dxsp定義，當(dāng)隔離件1020從正常位置的位置偏離量由dxsp表示，并且隔離件1020附近的電子軌跡從到達(dá)的正常位置的偏離量由dxbeam表示時。在圖9中，由實線說明的曲線顯示在隔離件1020接近的一側(cè)從電子發(fā)射元件1012發(fā)射的電子的計算結(jié)果，而由虛線說明的曲線顯示在隔離件1020相隔的一側(cè)從電子發(fā)射元件1012發(fā)射的電子的計算結(jié)果。當(dāng)dxbeam的值是正的時，它表示電子軌跡根據(jù)隔離件1020的位置偏離在被隔離件1020吸引的方向上移動。當(dāng)dxbeam的值為負(fù)的時，它表示電子軌跡根據(jù)隔離件1020的位置偏離在與隔離件1020排斥的方向上移動。
如圖9中所示，電子軌跡相對于隔離件1020的位置偏離的靈敏度隨著電阻比改變而改變。特別地，當(dāng)電阻比小和大時，電子束的改變量相對于隔離件1020的位置偏離的靈敏度(影響度)具有相反的符號。因此，可以理解，電子軌跡相對于隔離件1020的位置偏離的靈敏度在某種中間條件下非常小。如圖9中由虛線所示，當(dāng)隔離件1020的位置在與電子發(fā)射元件1012相隔(遠(yuǎn)離)的方向上偏離，并且電阻比超過大約2時，電子束的偏離的改變量快速減小。雖然在圖9中沒有明確說明，當(dāng)電阻比超過200時，電子束的偏離的改變量快速增加。當(dāng)隔離件1020的位置在接近(向前)電子發(fā)射元件1012的方向上偏離時，與當(dāng)隔離件1020的位置在與電子發(fā)射元件1012相隔(也就是遠(yuǎn)離)的方向上偏離時相比較，靈敏度(影響度)大。在這種情況下，當(dāng)電阻比超過5時，電子束的偏離的改變量快速減小，而當(dāng)電阻比超過100時，電子束的偏離的改變量快速增加。因此，隔離件1020的電阻比優(yōu)選地為2-200，更優(yōu)地，5-100。通過這樣設(shè)置電阻比至少為2，即使隔離件1020的安裝位置偏離，也能夠?qū)﹄娮榆壽E的影響(靈敏度)抑制到可以忽略的程度，并且實現(xiàn)隔離件1020與第一導(dǎo)電元件(或第二導(dǎo)電元件)之間的極好電連接。此外，通過設(shè)置電阻比為等于或小于200的值，能夠安全地執(zhí)行隔離件1020與第一導(dǎo)電元件之間的電連接，并且將對電子軌跡的影響(靈敏度)抑制到可以忽略的程度，即使隔離件1020的安裝位置偏離。另外，即使當(dāng)在第一襯面和第二襯面上形成高電阻薄膜1022時薄膜形成材料也通過雜散淀積在側(cè)面上，對側(cè)面的電阻分布的影響可以最小化到它不影響電子軌跡的程度。更優(yōu)地，如果電阻比設(shè)置為5≤R2/R1≤100，能夠緩和側(cè)面上淀積的上述影響，并且充分減小因隔離件1020的位置偏離對電子軌跡的靈敏度和影響，同時建立隔離件1020與第一或第二導(dǎo)電元件之間的良好電連接。側(cè)面上的高電阻薄膜1022，以及第一襯面和第二襯面上的高電阻薄膜1022可以由相同材料，或不同材料制成。
接下來，將描述隔離件1020的功能。
圖4是說明隔離件1020與行方向?qū)Ь€1013之間的接觸部分的放大示意圖。
如圖4中所示，隔離件1020的第一襯面在隔離件1020厚度方向上，在隔離件1020的局部、中間部分處接觸在后板1015上形成的行方向?qū)Ь€1013。這種接觸狀態(tài)被提供，因為行方向?qū)Ь€1013的頂面或者第一襯面不總是形成為平坦表面，并且行方向?qū)Ь€1013的頂面朝向面板1017凸出，和/或第一襯面朝向后板1015凸出。在第一襯面中，接觸行方向?qū)Ь€1013的區(qū)域稱作“接觸部分”，而不接觸行方向?qū)Ь€1013的區(qū)域稱作“非接觸部分”。
通過在基底材料1021表面上形成高電阻薄膜1022而獲得的隔離件1020的表面的電勢具有根據(jù)表面上的電阻分布由電阻劃分確定的電勢分布。一般地，隔離件1020表面上的電勢分布與當(dāng)隔離件1020不存在時的電勢分布不同。因此，當(dāng)隔離件1020與隔離件1020附近的電子發(fā)射元件1012之間的位置關(guān)系偏離于正常狀態(tài)時，因為周圍的電場根據(jù)隔離件1020表面上的電勢分布而改變，而不管充電的存在或不存在，電子軌跡顯著地被影響。
圖5A～5C的每個說明當(dāng)例如由金屬制成的低電阻薄膜在第一襯面上形成時，也就是當(dāng)隔離件1020的側(cè)面與第一襯面的電阻比大時隔離件1020附近的等勢線和電子軌跡。當(dāng)?shù)碗娮璞∧ぴ诘谝灰r面上形成時，第一襯面上的電勢在與第一導(dǎo)電元件(在這種情況下，行方向?qū)Ь€1013)的接觸部分(以及非接觸部分)幾乎不改變，并且基本上等于行方向?qū)Ь€1013的電勢。圖6通過沿著圖5A～5C所示的線A-A’(穿過最接近隔離件1020的電子發(fā)射元件的電子發(fā)射部分的后板1015的垂線(參看圖1和2))繪制電場而獲得。橫坐標(biāo)表示圖5A中所示的z方向上與后板1015表面(圖1和2中所示的電子發(fā)射元件1012的電子發(fā)射部分)的距離z，而縱坐標(biāo)表示圖5A中所示x方向上的電場與z方向上的電場的比Ex/Ez。
當(dāng)隔離件1020在正常位置時(參看圖5A)，第一襯面的尾部(圖5A中所示的點S)的電勢低于當(dāng)隔離件1020不存在時在空間上與點S相對應(yīng)的點的電勢，并且電場比Ex/Ez在后板1015附近是負(fù)的(如由圖5A中的實線表示的)。因此，從隔離件1020附近的電子發(fā)射元件1012(參看圖1和2)發(fā)射的電子在后板1015附近在x方向上輕微地偏斜。作為其結(jié)果，并且因為由施加到金屬背殼1019(參看圖1和2)的電壓產(chǎn)生的電場Ez的影響，電子沿著圖5A中所示的軌跡行進(jìn)，并且到達(dá)面板1017的點B。
當(dāng)隔離件1020的位置在朝向電子發(fā)射元件1012(參看圖1和2)的方向上從圖5A中所示的位置偏離距離dx時，如圖5B中所示，設(shè)置為比正常電勢低的電勢的點S接近電子發(fā)射元件1012。結(jié)果，如由圖6中的虛線表示的，沿著線A-A’的電場在后板1015附近的部分由Ex/Ez＜0表示，并且具有大于當(dāng)隔離件1020在正常位置時的量值。因此，從電子發(fā)射元件1012發(fā)射的電子沿著圖5B中所示的軌跡行進(jìn)，并且在面板1017上到達(dá)極大地偏離于正常點的點C。也就是，當(dāng)具有在其第一襯面上形成的低電阻薄膜的隔離件1020的位置在朝向電子發(fā)射元件1012的方向上偏離于正常位置時，與隔離件1020在正常位置并且軌跡在點B終止的情況相比較，從電子發(fā)射元件1012發(fā)射的電子的軌跡在遠(yuǎn)離隔離件1020的方向上偏斜。
另一方面，當(dāng)隔離件1020在遠(yuǎn)離隔離件1020附近的電子發(fā)射元件1012(參看圖1和2)的方向上偏離距離dx時，如圖5C中所示，設(shè)置成比正常電勢低的電勢的點S進(jìn)一步遠(yuǎn)離電子發(fā)射元件1012移動。結(jié)果，如由圖6中的虛線指示的，沿著線A-A’的電場比Ex/Ez變得小于當(dāng)隔離件1020在正常位置時的電場比，并且基本上變?yōu)榱?Ex基本上是零)。因此，從與隔離件1020相隔的電子發(fā)射元件1012發(fā)射的電子基本上不偏斜地行進(jìn)，并且到達(dá)面板1017上的點D(圖5C)。也就是，與當(dāng)隔離件1020在正常位置時相比較，電子的到達(dá)位置更接近隔離件1020。
當(dāng)具有比由例如金屬制成的低電阻薄膜高幾個數(shù)量級的方片電阻值R1的高電阻薄膜1022在第一襯面(參看圖2)上形成時，也就是，當(dāng)側(cè)面與第一襯面的電阻比較小時，第一襯面1013的非接觸部分的電勢增加。非接觸部分的電勢的改變量由第一襯面的電阻值R1和側(cè)面的電阻值R2提供的隔離件1020表面上的電阻劃分來確定，并且作為非接觸部分的面積和側(cè)面與第一襯面的電阻比的函數(shù)變化。更具體地說，非接觸部分的電勢的增加量較大，因為非接觸部分的面積較大且電阻比較小(因為第一襯面的電阻值較大)。
圖7A-7C的每個說明當(dāng)?shù)谝灰r面的電阻R1等于側(cè)面的電阻R2時(當(dāng)電阻比R2/R1＝1時)隔離件1020附近的等勢線和電子軌跡。圖8通過沿著圖7A-7C中所示的線E-E’繪制電場來獲得。
當(dāng)隔離件1020在正常位置時(參看圖7A)，隔離件1020的第一襯面的尾部(圖7A中所示的點S)的電勢，與當(dāng)隔離件1020不存在時與點S相對應(yīng)的位置處的電勢相比較增加。根據(jù)非接觸部分的電勢的增加，隔離件1020附近的電場在后板1015附近的部分由Ex/Ez＞0表示，從隔離件1020附近的電子發(fā)射元件1012(參看圖1和2)發(fā)射的電子的軌跡在朝向隔離件1020的方向上輕微地偏斜，并且到達(dá)圖7A中所示的點F。
當(dāng)隔離件1020在朝向隔離件1020(參考圖1和2)的方向上偏離距離dx時，如圖7B中所示，非接觸部分的長度改變。在圖7B的情況下，因為隔離件1020從其移動的一側(cè)的非接觸部分的長度增加，電勢的增加量增加，并且電場比Ex/Ez增加。因此，從隔離件附近的電子發(fā)射元件1012發(fā)射的電子被隔離件1020極大地吸引，并且更極大地從它們在圖7A中的軌跡偏斜，并且沿著圖7B中所示的軌跡行進(jìn)，到達(dá)點G。也就是，側(cè)面與第一襯面的電阻比小的隔離件1020的位置偏離于正常位置，從隔離件1020朝向其接近的電子發(fā)射元件1012發(fā)射的電子的軌跡比當(dāng)隔離件1020在正常位置時的到達(dá)位置(點F)更加在朝向隔離件1020的方向上移動。
另一方面，當(dāng)隔離件在遠(yuǎn)離電子發(fā)射元件1012(參看圖1和2)的方向上偏離dx時，如圖7C中所示，因為非接觸部分的長度減小，電勢的增加量減小，并且電場比Ex/Ez變得相對較小。因此，從現(xiàn)在更加遠(yuǎn)離隔離件1020的電子發(fā)射元件1012發(fā)射的電子的偏斜減小，并且與當(dāng)隔離件1020在正常位置時相比較，電子軌跡在遠(yuǎn)離(排斥)隔離件1020的方向上改變。
如上所述，當(dāng)在第一襯面上形成的高電阻薄膜1022與在側(cè)面(參看圖2)上形成的高電阻薄膜的電阻比大時或者當(dāng)在第一襯面上形成的高電阻薄膜1022與在側(cè)面上形成的高電阻薄膜的電阻比為值1時，電子軌跡根據(jù)隔離件1020的位置偏離來影響，并且從隔離件1020附近的電子發(fā)射元件1012(參看圖1和2)發(fā)射的電子到達(dá)與當(dāng)隔離件1020放置在正常位置時的到達(dá)位置不同的位置，導(dǎo)致降低顯示裝置的期望性能的可能。
本發(fā)明的發(fā)明者根據(jù)詳細(xì)的數(shù)值仿真和實驗，已經(jīng)研究了由如圖1和2中所示隔離件1020與隔離件1020附近的電子發(fā)射元件1012之間的位置關(guān)系的偏離而引起的對電子軌跡的影響。結(jié)果指示，通過將側(cè)面的電阻R2與第一襯面的電阻R1的電阻比R2/R1控制在某一范圍內(nèi)，隔離件1020和電子發(fā)射元件1012附近的電場可以保持基本上恒定，不管隔離件1020與電子發(fā)射元件1012之間的位置關(guān)系的偏離，結(jié)果，對電子軌跡的影響可以達(dá)到最小。
圖9說明根據(jù)仿真獲得的，電子軌跡相對于隔離件1020的位置偏離量的靈敏度(影響度)，對側(cè)面與接觸面的電阻比R2/R1的關(guān)系。作為縱坐標(biāo)表示的靈敏度(影響度)由dxbeam/dxsp定義，當(dāng)隔離件1020從正常位置的位置偏離量由dxsp表示，并且隔離件1020附近的電子軌跡從到達(dá)的正常位置的偏離量由dxbeam表示時。在圖9中，由實線說明的曲線顯示在隔離件1020朝向其移動(位置偏離)的一側(cè)從電子發(fā)射元件1012發(fā)射的電子的計算結(jié)果，而由虛線說明的曲線是在隔離件1020遠(yuǎn)離元件1012移動的一側(cè)從電子發(fā)射元件1012發(fā)射的電子的計算結(jié)果。當(dāng)dxbeam的值是正的時，它表示電子軌跡根據(jù)隔離件1020的位置偏離朝向隔離件1020移動。當(dāng)dxbeam的值為負(fù)的時，它表示電子軌跡根據(jù)隔離件1020的位置偏離在與隔離件1020排斥(遠(yuǎn)離)的方向上移動。
如圖9中所示，相對于隔離件1020的位置偏離的靈敏度隨著電阻比改變而改變。特別地，當(dāng)電阻比小和大時，靈敏度具有相反的符號。因此，可以理解，相對于隔離件1020的位置偏離的靈敏度在某種中間條件下非常小。
在普通的電子束裝置中，存在電子軌跡從正常位置的容許偏離量，以便滿足裝置的期望特性。例如，在圖像形成裝置中，如果電子的到達(dá)位置從正常位置的偏離處于不能在作為結(jié)果的顯示圖像中在視覺上識別的程度，那么偏離不退化圖像質(zhì)量。偏離的容許量的范圍依賴于電子束裝置的功能和配置而改變。例如，在圖像形成裝置的情況下，范圍依賴于象素的間距和大小來設(shè)置。如果這種容許的范圍被設(shè)置，能夠設(shè)置用于減小相對于隔離件1020位置偏離的靈敏度的電阻比的范圍，從而防止裝置的特性的降低。雖然沒有在圖9中清晰地說明，虛線(在隔離件1020從其移動的一側(cè)從電子發(fā)射元件1012發(fā)射的電子的計算)在束位置的容許改變量范圍內(nèi)的電阻比的范圍是2-200。
雖然前述描述在隔離件1020與后板1015處的第一導(dǎo)電元件之間的接觸的上下文中描述，本發(fā)明也可以應(yīng)用于隔離件1020與面板1017上的第二導(dǎo)電元件之間的接觸。但是，因為電子束從后板1015朝向面板1017加速，電子軌跡易于在后板1015處極大地偏斜。因此，在本發(fā)明中，至少對于隔離件1020與第一導(dǎo)電元件之間的接觸，減小相對于隔離件1020位置偏離的靈敏度，并且設(shè)置用于緩和特性降低的電阻比是必需的。
雖然前述描述關(guān)于隔離件1020的第一襯面與中心部分朝向面板1017凸出的第一導(dǎo)電元件(在這種情況下，行方向?qū)Ь€1013)的接觸，本發(fā)明也可以應(yīng)用于第一導(dǎo)電元件的邊緣部分朝向面板1017伸出的情況，或者隔離件1020的第一襯面的中心部分或邊緣部分朝向后板1015伸出的情況。當(dāng)具有長盤(long plate)或凸緣形狀的隔離件1020的厚度在縱向上不均勻，或者隔離件1020在縱向上蜿蜒或彎曲時，情況是相同的。也就是，本發(fā)明可以處理隔離件1020與鄰近的電子發(fā)射元件1012之間距離的變化。
雖然在前述描述中，隔離件1020具有長盤或凸緣的形狀，在其他實施方案中，隔離件1020可以具有圓柱形狀。在任何情況下，如果鄰近于電子發(fā)射元件1012的隔離件1020的側(cè)面與第一襯面，或者優(yōu)選地，與第一襯面和第二襯面的電阻比在指定范圍內(nèi)，本發(fā)明的效果可以獲得。
接下來，將描述一種用于制造隔離件1020的方法。
如上所述，雖然圖1和2中所示的本發(fā)明的隔離件1020可以根據(jù)除汽相薄膜形成方法之外的液相薄膜形成方法來形成，本發(fā)明的制造方法特別地采用汽相薄膜形成方法。更具體地說，隔離件1020根據(jù)汽相薄膜形成方法，例如濺射，電子束真空淀積，離子電鍍，離子輔助真空淀積，CVD，等離子CVD，噴射等通過在基底材料1021上涂敷高電阻薄膜1022來制造。汽相薄膜形成方法通過淀積在空間飛行的細(xì)微粒子薄膜形成材料來指示薄膜的形成。
在本發(fā)明中使用的隔離件1020對于第一襯面(優(yōu)選地第一襯面)和第二襯面，以及鄰近于電子發(fā)射元件1012的側(cè)面(側(cè)面暴露于后板1015與面板1017之間的空間)具有不同的電阻值。這種隔離件制造方法包括，在汽相薄膜形成中，從第一襯面(或者優(yōu)選地，第一襯面和第二襯面)的方向執(zhí)行薄膜形成的步驟和從鄰近于電子發(fā)射元件1012的側(cè)面的方向執(zhí)行薄膜形成的步驟。側(cè)面與襯面的電阻比可以通過對于從襯面方向的薄膜形成和從側(cè)面方向的薄膜形成采用不同的條件來提供。更具體地說，這可以通過與從側(cè)面方向的薄膜形成時間相比較，增加從襯面方向的薄膜形成時間，或者與從側(cè)面方向的薄膜形成材料相比較，選擇低電阻材料作為從襯面方向的薄膜形成材料來實現(xiàn)。從而能夠獨立地控制襯面的薄膜特性和側(cè)面的薄膜特性。本發(fā)明中襯面的方向和側(cè)面的方向分別指示基本上垂直于作為與后板1015的接觸面的第一襯面或者作為與面板1017的接觸面的第二襯面的方向，和基本上垂直于側(cè)面的方向。詞“基本上垂直于”指示在一定程度上的垂直，其中薄膜材料的形成薄膜的量在預(yù)期表面(例如在襯面上薄膜形成的情況下，襯面)和非預(yù)期表面(例如，在襯面中薄膜形成的情況下，側(cè)面)之間不同，更具體地說，指示薄膜僅通過雜散在非預(yù)期表面上形成的薄膜形成的方向。
用于制造高電阻薄膜的方法不局限于上述實施方案。例如，在其他實施方案中，浸漬可以使用。浸漬是使用液相的薄膜形成方法，并且從成本的觀點是有利的，因為不需要比較昂貴的真空裝置。
在浸漬的情況下，通過涂敷金屬氧化物細(xì)微粒子的分散溶液，優(yōu)選地細(xì)微粒子等于或小于200μm，或者通過混合金屬醇鹽，有機酸金屬鹽類，和這種材料的衍生物中至少一種而獲得的溶膠溶液，以便提供期望的電阻值，并且在使它干燥之后在400-1,000℃焙燒涂敷的薄膜，鋅的氧化物薄膜，或者鋅和過渡金屬或鑭系元素的混合物的氧化物薄膜被獲得。
更具體地說，Cr和Zn的氧化物薄膜可以使用。一個具體的實例現(xiàn)在將描述。
Cr和Zn的氧化物薄膜可以通過根據(jù)浸漬(0.3mm/sec的升速)，在120℃干燥涂敷的薄膜，并且在450℃焙燒干燥的薄膜，在隔離件上涂敷由Kabushiki Kaisha Kojundo Kagaku Kenkyusho制成的涂層劑SYM-CR015和SYM-ZN20的混合液體來形成。電阻值可以通過改變涂層劑的混合比以調(diào)節(jié)Cr與Zn的比來調(diào)節(jié)。
當(dāng)升高隔離件時，通過使得隔離件的接觸面(第一襯面或第二襯面)面朝下，接觸面的厚度可以通過利用因重力導(dǎo)致的液體的不均性而有意地增加。通過優(yōu)化升高條件，襯面的方片電阻可以調(diào)節(jié)到期望的值。
以上述方式制造的隔離件的側(cè)面上的高電阻薄膜的厚度是100μm，并且方片電阻值是5×1010Ω/□，襯面上的高電阻薄膜的厚度是500μm，并且方片電阻值是1×1010Ω/□。隔離件的側(cè)面與襯面的方片電阻比是5。
本發(fā)明現(xiàn)在將在更詳細(xì)說明的實例中描述。
在下面的實例中，通過使用M個行方向?qū)Ь€和N個列方向?qū)Ь€來執(zhí)行N×M(N＝3,072，且M＝1,024)個表面導(dǎo)電電子發(fā)射元件的矩陣布線而獲得的多電子束源用作多電子束源，其中每個電子發(fā)射元件具有電極之間的導(dǎo)電細(xì)微粒子薄膜。
(實例1，比較實例1)在這些實例中使用的隔離件以下面的方式來制造。
隔離件的基底材料通過切割并拋光鈉鈣玻璃提供高度為2mm，厚度為200μm，且長度為4mm的盤形(plate-shaped)元件而獲得。Cr和Ge的氮化物根據(jù)真空淀積在清洗后的基底材料上形成。
在這些實例中使用Cr和Ge的氮化物薄膜通過使用濺射裝置在氬和氮的混合氣氛中執(zhí)行Cr和Ge靶子的同時濺射來形成。
如圖10A中所示，高電阻薄膜根據(jù)八個薄膜形成操作，從側(cè)面方向(1)和(2)，第一襯面方向(3)和第二襯面方向(4)，以及相對于襯面與側(cè)面之間的邊緣部分具有45度角的方向(5)-(8)在隔離件表面上形成。從45度的薄膜形成執(zhí)行，以便通過控制邊緣部分的電阻確實地獲得側(cè)面和襯面上形成的高電阻薄膜之間的電連接。
高電阻薄膜的電阻值通過在每次薄膜形成時改變?yōu)R射條件來控制。高電阻薄膜的電阻值通過調(diào)節(jié)施加到Cr和Ge靶子的功率和濺射時間以改變Cr的增加量來控制。
在這些實例中制造的隔離件的側(cè)面上的高電阻薄膜具有200nm的厚度，和4×1011Ω/□的方片電阻值。襯面上的高電阻薄膜具有200nm的厚度，和3×1010Ω/□的方片電阻值。從45度的薄膜形成在與側(cè)面上的薄膜形成相同的條件下執(zhí)行。隔離件的側(cè)面與襯面的電阻比在這些實例中大約是13。
如圖1和2中所示，具有形成于其上的高電阻薄膜1022的隔離件1020放置在后板1015上的行方向?qū)Ь€1013上，并且使用位置固定塊1023固定。用于將隔離件1020固定在期望位置的塊1023以與隔離件1020相同的方式使用鈉鈣玻璃制造。塊1023具有大小為4mm×5mm×1mm厚的長方體形狀，并且側(cè)面具有寬度為210μm的凹槽，使得隔離件1020的基底材料1021的縱向尾部的尾部可以插入于其中。在當(dāng)將它們安裝在平板中時調(diào)節(jié)隔離件1020和塊1023，使得隔離件1020相對于面板1017和電子源襯底1011不傾斜之后，隔離件1020和塊1023使用陶瓷型粘合劑來固定。隔離件1020通過僅使用塊1023不一定固定在預(yù)先確定的位置。例如，隔離件1020可以使用燒結(jié)玻璃來粘合。
在這些實例中，為了證實本發(fā)明的效果，除了隔離件1020(相對于行方向?qū)Ь€1013)的安裝位置調(diào)節(jié)到正常位置的裝置之外，安裝位置從正常位置偏移25μm和50μm的裝置也被準(zhǔn)備。
然后，外殼與單獨制造的面板1017和側(cè)壁1016一起形成，并且空氣的排出和電子源的形成執(zhí)行。在那時，隔離件1020與面板1017之間的接觸通過執(zhí)行位置調(diào)節(jié)來獲得，使得通過黑色成分1018b接觸這些元件。然后，通過執(zhí)行密封，隔離件1020根據(jù)從外殼外部施加的大氣壓力完全固定到平板內(nèi)各自的預(yù)先確定的位置。
在使用以上述方法完成的顯示板的圖像形成裝置中，電子通過由信號發(fā)生裝置(沒有顯示)經(jīng)由在容器外部提供的端子Dx1-Dxm和Dy1-Dyn施加掃描信號和調(diào)制信號，從各自的電子發(fā)射元件1012發(fā)射。圖像通過經(jīng)由高壓端子Hv施加高壓到金屬背殼1019來加速發(fā)射的電子束，以引起電子撞擊到熒光屏1018a上，從而激勵相應(yīng)顏色的熒光體以發(fā)光來顯示。施加到高壓端子Hv的電壓Va逐漸增加到極限電壓，以產(chǎn)生3-12kV范圍內(nèi)的放電，并且施加在相應(yīng)導(dǎo)線1013和1014之間的電壓Vf是14V。
在驅(qū)動圖像形成裝置的狀態(tài)中，從最接近隔離件1020的電子發(fā)射元件1012發(fā)射的電子的發(fā)射點的位置被詳細(xì)觀察。結(jié)果指示，發(fā)射點總是在正常位置觀察到，不管隔離件1020(相對于行方向?qū)Ь€1013)的安裝位置。
作為比較實例1，鋁電極在具有以與上述實例1中相同的方式形成于其上的高電阻薄膜的隔離件的第一襯面上形成的隔離件被準(zhǔn)備好，并且當(dāng)隔離件的安裝位置改變時，由從最接近隔離件的電子發(fā)射元件發(fā)射的電子而產(chǎn)生的發(fā)射點的位置被詳細(xì)觀察。結(jié)果指示，雖然當(dāng)隔離件安裝在正常位置時，發(fā)射點在正常位置觀察到，但是隨著隔離件安裝位置偏移，發(fā)射點的位置偏離于正常位置。
當(dāng)使用具有形成于其第一襯面上的電極的隔離件，并且隔離件的安裝位置偏移至少10μm時，發(fā)射點的位置偏離在導(dǎo)致負(fù)地影響圖片質(zhì)量的程度上發(fā)生。但是，當(dāng)使用本發(fā)明的隔離件時，退化圖片質(zhì)量程度的發(fā)射點的位置偏離沒有觀察到，即使存在至少50μm的安裝位置。因此，相對于使用現(xiàn)有技術(shù)隔離件的情況，本發(fā)明的功效和優(yōu)勢被證實。
(實例2，比較實例2)在這些實例中，如圖10A-10C中所示的圓柱形隔離件基底材料通過切割并處理直徑為100μm的玻璃纖維來制造。隔離件的高度為2mm。
如上述實例1中的Cr和Ge的氮化物薄膜在清洗后的基底材料的表面上形成作為高電阻薄膜。高電阻薄膜根據(jù)三個薄膜形成操作從第一襯面的方向，第二襯面的方向，和側(cè)面的方向形成。薄膜形成條件通過改變Cr和Ge的材料比以便控制電阻值，對第一襯面和第二襯面，以及側(cè)面而改變。在側(cè)面上的薄膜形成中，高電阻薄膜通過在薄膜形成期間在濺射室中旋轉(zhuǎn)基底材料均勻地在側(cè)面的整個區(qū)域上形成。
在這些實例中制造的隔離件的側(cè)面上的高電阻薄膜具有300nm的厚度，和5×1010Ω/□的方片電阻值。第一襯面和第二襯面上的高電阻薄膜具有200nm的厚度，和1×1010Ω/□的方片電阻值。隔離件的側(cè)面與襯面的電阻比在這些實例中是5。
圖像形成裝置通過在后板1015上行方向?qū)Ь€1013和列方向?qū)Ь€1014的相應(yīng)交叉點上放置具有形成于其上的高電阻薄膜1022的隔離件1020(參看圖2)來制造。隔離件1020的安裝位置從正常安裝位置改變到等于或小于50μm的范圍內(nèi)。在這些實例中隔離件1020的正常安裝位置是圍繞隔離件1020放置在那里的行方向?qū)Ь€1013與列方向?qū)Ь€1014的交叉點的四個電子發(fā)射元件1012之間的中心位置與隔離件1020的中心軸重合的位置。
在使用完成的顯示板的圖像形成裝置中，電子通過由信號發(fā)生器(沒有顯示)經(jīng)由在容器外部提供的端子Dx1-Dxm，和Dy1-Dyn施加掃描信號和調(diào)制信號，從各自的電子發(fā)射元件1012發(fā)射。作為通過經(jīng)由高壓端子Hv施加高壓到金屬背殼1019來加速發(fā)射的電子束，以引起電子撞擊到熒光屏1018a上，從而激勵相應(yīng)顏色的熒光體以發(fā)光的結(jié)果，圖像被顯示。施加到高壓端子Hv的電壓Va逐漸增加到極限電壓，以產(chǎn)生3-12kV范圍內(nèi)的放電，并且施加在相應(yīng)導(dǎo)線1013和1014之間的電壓Vf是14V。
在驅(qū)動圖像形成裝置的狀態(tài)中，從最接近隔離件1020的電子發(fā)射元件1012發(fā)射的電子的發(fā)射點的位置被詳細(xì)觀察。結(jié)果指示，發(fā)射點總是在正常位置觀察到，不管隔離件1020的安裝位置。
相同的測定對于使用Al電極形成于第一襯面上的圓柱形隔離件的圖像形成裝置而執(zhí)行。結(jié)果指示，隔離件周圍發(fā)射點位置的變化根據(jù)隔離件的位置而觀察到。
雖然在這些實例中，本發(fā)明的功效和優(yōu)勢被證實。
(實例3)在本發(fā)明的實例3中，具有矩形平板形狀的基底材料通過切割具有長盤形狀的基底材料到必需長度來制造，其中長盤通過根據(jù)加熱拉制處理鈉鈣玻璃母體材料來獲得?；撞牧暇哂?mm的高度，200μm的厚度，和100mm的長度。
W和Ge的氮化物根據(jù)與實例1中相同方式的真空淀積在清洗后的基底材料上形成。
在實例3中使用的W和Ge的氮化物薄膜通過使用濺射裝置在氬和氮的混合氣氛中執(zhí)行W和Ge靶子的同時濺射來形成。
如圖10B中所示，高電阻薄膜從側(cè)面方向(1)和(2)，第一襯面方向(3)和第二襯面方向(4)在隔離件基底材料的表面上形成。實例3中使用的W和Ge的氮化物薄膜依賴于基底材料相對于薄膜形成方向的角度而具有形成的高電阻薄膜的不同電阻值。當(dāng)基底材料的表面垂直于薄膜形成方向時，也就是，當(dāng)薄膜形成從基底材料表面的正上方執(zhí)行時，電阻值最低。電阻值隨著基底材料表面相對于薄膜形成表面的傾斜增加而增加。當(dāng)基底材料的表面平行于薄膜形成方向時，電阻值最高。所以，在W和Ge的氮化物薄膜的情況下，薄膜的電阻值是當(dāng)基底材料的表面垂直于薄膜形成方向時電阻值的100-1,000倍。
因為根據(jù)加熱拉制處理的隔離件的基底材料在側(cè)面與襯面之間的邊緣部分具有彎曲，高電阻薄膜也在從面向接觸面的方向和面向側(cè)面的方向的薄膜形成時在邊緣部分上形成。因此，即使如實例1中執(zhí)行的從45度方向的薄膜形成沒有執(zhí)行，側(cè)面與襯面之間的電連接也可以通過調(diào)節(jié)側(cè)面和襯面上的高電阻薄膜的電阻值來保證。
高電阻薄膜的電阻值通過在每次薄膜形成時改變?yōu)R射條件來控制。高電阻薄膜的電阻值通過調(diào)節(jié)施加到W和Ge靶子的功率以改變W的增加量來控制。
實例3中制造的隔離件的側(cè)面上的高電阻薄膜具有200nm的厚度，和2×1011Ω/□的方片電阻值。襯面上的高電阻薄膜具有200nm的厚度，和3×1010Ω/□的方片電阻值。實例3中的隔離件的側(cè)面與襯面的電阻比大約是6.7。
如圖1中所示，具有形成于其上的高電阻薄膜的隔離件1020使用位置固定塊1023固定在相應(yīng)的行方向?qū)Ь€1013上，與實例1中一樣，并且圖像形成裝置通過組合面板1017和側(cè)壁1016等來制造。
在實例3中，與實例1中一樣，為了證實本發(fā)明的效果，除了隔離件1020的安裝位置調(diào)節(jié)到正常位置的裝置之外，安裝位置從正常位置偏移25μm和50μm的裝置也被準(zhǔn)備。
在完成的圖像形成裝置中，電子通過由信號發(fā)生器(沒有顯示)經(jīng)由在容器外部提供的端子Dx1-Dxm和Dy1-Dyn施加掃描信號和調(diào)制信號，從各自的電子發(fā)射元件1012發(fā)射。圖像通過經(jīng)由高壓端子Hv施加高壓到金屬背殼1019來加速發(fā)射的電子束，以引起電子撞擊到熒光屏1018a上，從而激勵相應(yīng)顏色的熒光體以發(fā)光來顯示。施加到高壓端子Hv的電壓Va逐漸增加到極限電壓，以產(chǎn)生3-12kV范圍內(nèi)的放電，并且施加在相應(yīng)導(dǎo)線1013和1014之間的電壓Vf是14V。
在驅(qū)動圖像形成裝置的狀態(tài)中，從最接近隔離件1020的電子發(fā)射元件1012發(fā)射的電子的發(fā)射點的位置被詳細(xì)觀察。結(jié)果指示，發(fā)射點總是在正常位置觀察到，不管隔離件1020的安裝位置。因此，本發(fā)明的有效性被證實。
(實例4，比較實例4)在本發(fā)明的這些實例中使用的隔離件通過在基底材料表面上形成W和Ge的氮化物薄膜來獲得，其中基底材料通過切割根據(jù)加熱拉制處理的鈉鈣玻璃母體材料來制成，與實例3中一樣。隔離件基底材料的大小與實例3中相同。
在這些實例中，如圖10C中所示，高電阻薄膜僅從第一襯面方向(1)和第二襯面方向(2)在隔離件表面上形成。側(cè)面上高電阻薄膜的薄膜形成僅通過在襯面上的高電阻薄膜的薄膜形成期間雜散到側(cè)面來執(zhí)行。通過如在這些實例中這樣利用雜散，高電阻薄膜可以用最少數(shù)目的薄膜形成操作來形成。因此，隔離件的制造被簡化，并且從生產(chǎn)成本的觀點是有利的。
在這些實例中，襯面上的高電阻薄膜具有500nm的厚度，和1×109Ω/□的方片電阻值。側(cè)面上的高電阻薄膜具有200nm的厚度，1×1011Ω/□的方片電阻值。隔離件的側(cè)面與襯面的電阻比在這些實例中大約是100。
如圖1和2中所示，具有形成于其上的高電阻薄膜1022的隔離件1020使用位置固定塊1023固定在相應(yīng)的行方向?qū)Ь€1013上，與實例1中一樣，并且圖像形成裝置通過組合面板1017和側(cè)壁1016來制造。
在這些實例中，與實例1中一樣，為了證實本發(fā)明的效果，除了隔離件1020的安裝位置調(diào)節(jié)到正常位置的裝置之外，安裝位置從正常位置偏移25μm和50μm的裝置也被準(zhǔn)備。
在完成的圖像形成裝置中，電子通過由信號發(fā)生器(沒有顯示)經(jīng)由在容器外部提供的端子Dx1-Dxm和Dy1-Dyn施加掃描信號和調(diào)制信號，從各自的電子發(fā)射元件1012發(fā)射。圖像通過經(jīng)由高壓端子Hv施加高壓到金屬背殼1019來加速發(fā)射的電子束，以引起電子撞擊到熒光屏1018a上，從而激勵相應(yīng)顏色的熒光體以發(fā)光來顯示。施加到高壓端子Hv的電壓Va逐漸增加到極限電壓，以產(chǎn)生3-12kV范圍內(nèi)的放電，并且施加在相應(yīng)導(dǎo)線1013和1014之間的電壓Vf是14V。
在驅(qū)動圖像形成裝置的狀態(tài)中，從最接近隔離件1020的電子發(fā)射元件1012發(fā)射的電子的發(fā)射點的位置被詳細(xì)觀察。結(jié)果指示，發(fā)射點總是在正常位置觀察到，不管隔離件1020的安裝位置。因此，本發(fā)明的有效性被證實。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，提供下面的效果。
也就是，在電子束裝置，例如圖像形成裝置中，能夠容易且便宜地制造對于隔離件與隔離件附近的電子源之間的位置關(guān)系的變化不靈敏的隔離件。通過使用本發(fā)明的隔離件，能夠獲得較高質(zhì)量的電子束裝置，即使在裝配和處理中存在較差的準(zhǔn)確度。在根據(jù)本發(fā)明的隔離件制造方法中，能夠提供接觸電極的第一表面，與暴露于真空的側(cè)面之間的預(yù)先確定的電阻比。
雖然本發(fā)明已經(jīng)關(guān)于當(dāng)前認(rèn)為的優(yōu)選實施方案來描述，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于公開的實施方案。相反，本發(fā)明打算覆蓋在附加權(quán)利要求書的本質(zhì)和范圍內(nèi)的各種修改和等效方案。下面的權(quán)利要求書的范圍與最廣泛的合理解釋一致，以便包括所有這種修改以及等效結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種電子束裝置，包括第一襯底，其具有電子發(fā)射元件和第一導(dǎo)電元件；第二襯底，其具有設(shè)置成與第一導(dǎo)電元件的電勢不同的電勢的第二導(dǎo)電元件；以及隔離件，其具有覆蓋基底材料表面的高電阻薄膜，該隔離件插入在所述第一導(dǎo)電元件和所述第二導(dǎo)電元件之間，處于接觸所述第一導(dǎo)電元件和所述第二導(dǎo)電元件的狀態(tài)，所述第一導(dǎo)電元件與所述第二導(dǎo)電元件經(jīng)由高電阻薄膜電連接，其中，當(dāng)面向第一導(dǎo)電元件的所述隔離件的第一襯面上的高電阻薄膜的方片電阻值由R1表示，并且鄰近于電子發(fā)射元件的側(cè)面上的高電阻薄膜的方片電阻值由R2表示時，R2/R1是2-200。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電子束裝置，其中R2/R1是5-100。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電子束裝置，其中R2是107-1014Ω/□。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電子束裝置，其中所述第二襯底具有用于通過來自電子發(fā)射元件的電子束的照射來形成圖像的圖像形成元件。
5.一種用于制造具有覆蓋基底材料表面的高電阻薄膜的隔離件的方法，該隔離件插入在具有電子發(fā)射元件和第一導(dǎo)電元件的第一襯底，與具有設(shè)置成與第一導(dǎo)電元件的電勢不同的電勢的第二導(dǎo)電元件的第二襯底之間，處于接觸第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件的狀態(tài)，并且經(jīng)由高電阻薄膜電連接第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件，所述方法包括按照薄膜形成步驟形成高電阻薄膜的步驟，包括從面向第一導(dǎo)電元件的第一襯面的方向進(jìn)行薄膜形成的步驟，以及從鄰近于電子發(fā)射元件的側(cè)面的方向進(jìn)行薄膜形成的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述薄膜形成步驟是形成高電阻薄膜的步驟，其中當(dāng)?shù)谝灰r面上的高電阻薄膜的方片電阻值由R1表示，并且側(cè)面上的高電阻薄膜的方片電阻值由R2表示時，R2/R1是2-200。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述薄膜形成步驟包括從面向第二導(dǎo)電元件的第二襯面的方向執(zhí)行薄膜形成的步驟，其與從第一襯面的方向執(zhí)行薄膜形成的步驟同時或不同時地在與從第一襯面的方向薄膜形成相同的薄膜形成條件下執(zhí)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，當(dāng)僅從第一襯面方向的方向和第二襯面的方向執(zhí)行薄膜形成時獲得的第一襯面和第二襯面上的高電阻薄膜的方片電阻由r1表示，僅從側(cè)面的方向執(zhí)行薄膜形成時獲得的側(cè)面上的高電阻薄膜的方片電阻由r2表示，僅從第一襯面的方向和第二襯面的方向執(zhí)行薄膜形成時獲得的側(cè)面上的高電阻薄膜的方片電阻由r2’表示，并且僅從側(cè)面的方向執(zhí)行薄膜形成時獲得的第一襯面和第二襯面上的高電阻薄膜的方片電阻由r1’表示時，薄膜形成步驟中的薄膜形成滿足下面的關(guān)系r1＜r1’，r2＜r2’，以及(r1×r2’)/(r1+r2’)＜(r2×r1’)/(r2+r1’)。
9.一種用于制造具有覆蓋基底材料表面的高電阻薄膜的隔離件的方法，該隔離件插入在具有電子發(fā)射元件和第一導(dǎo)電元件的第一襯底，與具有設(shè)置成與第一導(dǎo)電元件的電勢不同的電勢的第二導(dǎo)電元件的第二襯底之間，處于接觸第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件的狀態(tài)，并且經(jīng)由高電阻薄膜電連接第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件，所述方法包括根據(jù)僅從面向第一導(dǎo)電元件的第一襯面的方向和面向第二導(dǎo)電元件的第二襯面的方向執(zhí)行薄膜形成的薄膜形成步驟來形成高電阻薄膜的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，當(dāng)?shù)谝灰r面和第二襯面上的高電阻薄膜的方片電阻值由R1表示，并且鄰近于電子發(fā)射元件的側(cè)面上的高電阻薄膜的方片電阻值由R2表示時，R2/R1是2-200。
11.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中R2是107-1014Ω/□。
全文摘要
一種電子束裝置，其中具有涂敷基底材料表面的高電阻薄膜的隔離件插入在具有電子發(fā)射元件和行方向?qū)Ь€的后板，與具有金屬背殼的面板之間。行方向?qū)Ь€和金屬背殼經(jīng)由高電阻薄膜電連接。隔離件附近的電子發(fā)射元件附近的電場保持基本上恒定，不管隔離件與隔離件附近的電子發(fā)射元件之間的位置關(guān)系。當(dāng)面向行方向?qū)Ь€的隔離件的第一襯面上的高電阻薄膜的方片電阻值由R1表示，并且鄰近于電子發(fā)射元件的側(cè)面上的高電阻薄膜的方片電阻值由R2表示時，R2/R1是10－200。
文檔編號H01J29/86GK1574178SQ20041004609
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月6日
發(fā)明者廣池太郎, 山崎康二, 安藤洋一 申請人:佳能株式會社