專利名稱：電子發(fā)射元件及采用其的圖象顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及所謂冷陰極型(場(chǎng)致發(fā)射型)電子發(fā)射元件及其制造方法，以及用它的圖象顯示裝置，特別是涉及改善從電子發(fā)射元件所發(fā)射的電子的聚焦性能的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，作為薄型的平板顯示裝置，提出了把微小的冷陰極電極型(場(chǎng)致發(fā)射型)電子發(fā)射元件矩陣狀地配置于面板內(nèi)部，對(duì)各電子發(fā)射元件有選擇地施加驅(qū)動(dòng)電壓，借此從各元件所發(fā)射的電子把在對(duì)峙的面板上所形成的熒光體層激勵(lì)發(fā)光，而顯示圖象的圖象顯示裝置。
在這種圖象顯示裝置中，為了適應(yīng)顯示圖象的高精細(xì)化，尋求著從電子發(fā)射元件所發(fā)射的電子的聚焦性能的提高。通常，因?yàn)閺碾娮影l(fā)射元件所發(fā)射的電子對(duì)基板垂直方向以幾十度的角度擴(kuò)散，故聚焦性能容易惡化。為了提高此一電子的聚焦性能，有例如特開(kāi)2000-67736號(hào)公報(bào)中所述的現(xiàn)有技術(shù)。
圖17是上述現(xiàn)有技術(shù)中的電子發(fā)射元件的局部概略剖視圖。
如該圖中所示，電子發(fā)射元件100具有基片2100、陰極電極2300、絕緣層2400、牽引電極2500依次疊層的構(gòu)成。而且，在電子發(fā)射元件100中，在從牽引電極2500到陰極電極2300的中途的貫通孔2600的底部上覆蓋著電子發(fā)射層2700。此一電子發(fā)射層2700的表面在位于相對(duì)于陰極電極2300與絕緣層2400的界面偏向基片側(cè)的位置形成。
在這種電子發(fā)射元件100中，如果對(duì)上述牽引電極2500施加電壓，則形成例如圖中實(shí)線所示的凹型等電位面A。因此，在電子發(fā)射層2700的中心點(diǎn)P附近引起電場(chǎng)集中，電子主要從那里發(fā)射。另一方面，電子發(fā)射層2700的表面邊緣部與中心點(diǎn)P相比不容易引起電場(chǎng)集中，電子不容易發(fā)射。從此一表面邊緣部所發(fā)射的電子雖然有引起絕緣層2400充電的可能性，但是可以認(rèn)為其量很少。
因而，由于電子主要從電子發(fā)射層2700的表面處的中心點(diǎn)P附近發(fā)射，所以可以認(rèn)為電子束B(niǎo)1筆直地行進(jìn)而成點(diǎn)地照射于被照射面，可認(rèn)為電子的聚焦性能良好。
可是，可以認(rèn)為在上述現(xiàn)有技術(shù)的電子發(fā)射元件中，電子的聚焦性能上還有改善的余地。
從電子發(fā)射層2700的中心點(diǎn)P所發(fā)射的電子如電子束B(niǎo)2、B3所示，在所發(fā)射的時(shí)刻有±幾十度程度的角度而擴(kuò)散地行進(jìn)。然后，在等電位面A處大大偏轉(zhuǎn)成與其垂直的方向，象電子束B(niǎo)2′、B3′那樣擴(kuò)散，可以認(rèn)為被照射面上的照射面積加大，聚焦性能不能說(shuō)是足夠的。關(guān)于從電子發(fā)射層2700表面的邊緣部所發(fā)射的電子有時(shí)也聚焦困難，在這種場(chǎng)合會(huì)引起充電。
這樣一來(lái)，在上述現(xiàn)有的電子發(fā)射元件中，所發(fā)射的電子束的廣泛擴(kuò)散，電子的聚焦性能上還留有許多改善的余地。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述課題，本發(fā)明的目的在于提供一種與歷來(lái)相比可以提高電子的聚焦性能的電子發(fā)射元件及其制造方法以及用它的圖象顯示裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的電子發(fā)射元件是在基片上依次疊層陰極電極和絕緣層和電子牽引電極、在從牽引電極側(cè)到陰極電極的孔的底面上設(shè)有與前述陰極電極接觸的電子發(fā)射層的電子發(fā)射元件，其中，前述電子發(fā)射層設(shè)置成使其表面位于相對(duì)于前述陰極電極與絕緣層的界面偏向基片側(cè)，前述電子發(fā)射層與前述陰極電極的接觸區(qū)域限定于前述孔的底面處的除了中心部的周?chē)鷧^(qū)域。如果用這種電子發(fā)射元件，則在電子發(fā)射層的表面上，電子不容易從其中心部發(fā)射，另一方面，電子容易從其邊緣部發(fā)射。由于從電子發(fā)射層的邊緣部所發(fā)射的電子的聚焦性能高，所以可以提高電子發(fā)射元件的電子的聚焦性能。
此外，考慮電子的聚焦性能與電場(chǎng)強(qiáng)度分布兩者的平衡，最好是電子發(fā)射層設(shè)置成使從其表面到前述陰極電極與絕緣層的界面的疊層方向的距離為相對(duì)該界面處的前述孔的開(kāi)口寬度的0.02～0.15倍。在這里，如果電子發(fā)射層其表面為凹面形狀，則由于可以在比較初期的階段使從電子發(fā)射層表面的邊緣部所發(fā)射的電子偏轉(zhuǎn)，所以電子的聚焦性能提高。也可以把電子發(fā)射層的底面取為凸面形狀。進(jìn)而，如果電子發(fā)射層在其表面上有突起，則由于在突起處容易引起電場(chǎng)集中，所以更加提高電子發(fā)射性。
如果電子發(fā)射層的突起形成多個(gè)，當(dāng)其高度為H，與鄰接的突起的距離為D時(shí)，使其滿足D≥H/2的關(guān)系，則可以抑制電場(chǎng)集中變得不容易的情況。如果電子發(fā)射層由發(fā)射電子的發(fā)射層和為了使發(fā)射層取向而在表面上有凹凸的取向?qū)咏M成，發(fā)射層有與取向?qū)颖砻娴男螤钕鄳?yīng)的凹凸形狀，則可以使電場(chǎng)更加集中于突起頂端，可以提高電子發(fā)射性。此外，如果電子發(fā)射層配置于孔底面的除中心部外的周?chē)?，則由于電子不從孔的中心部發(fā)射，所以可以提高電子的聚焦性能。此外，如果陰極電極在孔底面處的除中心部的周?chē)可嫌型怀龅耐怀霾?，則由于使向電子發(fā)射層的邊緣部的電子供給量增加，可以使來(lái)自電子發(fā)射層表面邊緣部的電子發(fā)射量增加，所以可以提高電子的聚焦性能。
也可以構(gòu)成為前述陰極電極在與前述基片之間夾入配置與該陰極電極不同的導(dǎo)電性材料制成的第2陰極電極，該第2陰極電極在前述孔處的底面的除了中心部的周?chē)可嫌型怀龅耐怀霾俊?br> 如果電子發(fā)射層含有作為電子發(fā)射材料的纖維狀石墨或碳納米管，則由于它們的長(zhǎng)徑比非常高，所以容易引起電場(chǎng)集中，可以提高電子發(fā)射元件的電子發(fā)射性。如果電子發(fā)射層含有使前述電子發(fā)射材料取向用的為多腳形狀的取向構(gòu)件，則由于由多腳體所形成的突起變得尖銳，在頂端容易引起電場(chǎng)集中，所以可以提高電子發(fā)射性。
此外，根據(jù)本發(fā)明的電子發(fā)射元件是在基片上依次疊層陰極電極和絕緣層和電子牽引電極、在從牽引電極側(cè)到陰極電極的孔的底面上設(shè)有與前述陰極電極接觸的電子發(fā)射層的電子發(fā)射元件，其中，電子發(fā)射層設(shè)置成使其表面位于相對(duì)于前述陰極電極與絕緣層的界面偏向基片側(cè)，從界面到電子發(fā)射層表面的疊層方向的距離為相對(duì)前述界面位置處的孔的開(kāi)口寬度的0.02～0.15倍的范圍。在這種范圍內(nèi)，與歷來(lái)相比可以提高電子發(fā)射性、電子聚焦性能，并可以把施加于陰極電極上的電壓很低地保持在正常使用的范圍內(nèi)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的電子發(fā)射元件是在基片上依次疊層陰極電極和絕緣層和電子牽引電極，在從牽引電極側(cè)到陰極電極的孔的底面上，設(shè)有電子發(fā)射層的電子發(fā)射元件，其中，電子發(fā)射層與孔中的陰極電極露出面相接觸，同時(shí)前述電子發(fā)射層其表面有凹面形狀。借此，由于從電子發(fā)射層表面的邊緣部所發(fā)射的電子在比較早的階段被偏轉(zhuǎn)，所以與歷來(lái)相比可以認(rèn)為電子的聚焦性能提高。
根據(jù)本發(fā)明的電子發(fā)射元件的制造方法，包括在基片上形成具有貫通到該基片的孔的陰極電極的電極形成步驟，和在前述孔的底面上涂布含有電子發(fā)射物質(zhì)和溶劑的糊劑、借此來(lái)形成電子發(fā)射層的電子發(fā)射層形成步驟。這樣一來(lái)，由于在陰極電極上開(kāi)有直到基片的貫通孔，孔的底面為基片，所以在基片上所形成的電子發(fā)射層的加工精度提高。也就是說(shuō)，電子發(fā)射層的尺寸精度提高，可以使電子發(fā)射性和聚焦性能均一化。
本發(fā)明還提供一種圖象顯示裝置，是經(jīng)由間隙件把具備有射出電子束的多個(gè)電子發(fā)射部矩陣狀地排列的電子發(fā)射元件的第1面板、第2面板在基片上對(duì)峙配置的圖象顯示裝置，其中，所述電子發(fā)射元件是在基片上依次疊層陰極電極和絕緣層和電子牽引電極、在從所述牽引電極側(cè)到所述陰極電極的孔的底面上設(shè)有與所述陰極電極接觸的電子發(fā)射層的電子發(fā)射元件，其中，所述電子發(fā)射層設(shè)置成使其表面位于相對(duì)于所述陰極電極與所述絕緣層的界面偏向基片側(cè)，所述電子發(fā)射層與所述陰極電極的接觸區(qū)域限定于所述孔的底面處的除了中心部的周?chē)鷧^(qū)域。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第1實(shí)施例的圖象顯示裝置的概略剖視圖。
圖2是圖1的圖象顯示裝置中的背面面板的概略透視圖。
圖3是根據(jù)第1實(shí)施例的電子發(fā)射元件的主要部分剖視圖。
圖4是用來(lái)說(shuō)明根據(jù)第1實(shí)施例的電子發(fā)射元件的制造方法的，各制造工序中的電子發(fā)射元件的主要部分剖視圖，按(a)～(e)的順序進(jìn)行。
圖5是用來(lái)說(shuō)明與圖4中所示的電子發(fā)射元件的制造方法不同的制造方法的，各制造工序中的電子發(fā)射元件的主要部分剖視圖，按(a)、(b)的順序進(jìn)行。
圖6是用來(lái)說(shuō)明根據(jù)第1實(shí)施例的電子發(fā)射元件的變型例的電子發(fā)射元件的主要部分剖視圖。
圖7(a)是用來(lái)說(shuō)明根據(jù)第1實(shí)施例的電子發(fā)射元件的變型例的電子發(fā)射元件的主要部分剖視圖。
圖7(b)是用來(lái)說(shuō)明根據(jù)第1實(shí)施例的電子發(fā)射元件的變型例的電子發(fā)射元件的主要部分剖視圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的第2實(shí)施例的電子發(fā)射元件的主要部分剖視圖。
圖9是用來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的第2實(shí)施例的電子發(fā)射元件的變型例的電子發(fā)射元件的主要部分剖視圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的第3實(shí)施例的電子發(fā)射元件的主要部分剖視圖。
圖11(a)是用來(lái)說(shuō)明根據(jù)第3實(shí)施例的電子發(fā)射元件的變型例的電子發(fā)射元件的主要部分剖視圖。
圖11(b)是用來(lái)說(shuō)明根據(jù)第3實(shí)施例的電子發(fā)射元件的變型例的電子發(fā)射元件的主要部分剖視圖。
圖12是根據(jù)本發(fā)明的第4實(shí)施例的電子發(fā)射元件的主要部分剖視圖。
圖13是根據(jù)本發(fā)明的第5實(shí)施例的電子發(fā)射元件的主要部分剖視圖。
圖14是用來(lái)說(shuō)明根據(jù)第5實(shí)施例的電子發(fā)射元件的變型例的電子發(fā)射元件的主要部分剖視圖。
圖15是用來(lái)說(shuō)明根據(jù)第5實(shí)施例的電子發(fā)射元件的變型例的電子發(fā)射元件的主要部分剖視圖。
圖16是用來(lái)說(shuō)明根據(jù)第5實(shí)施例的電子發(fā)射元件的變型例的電子發(fā)射元件的主要部分剖視圖。
圖17是歷來(lái)的電子發(fā)射元件中的主要部分剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖就本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
〔第1實(shí)施例〕<圖象顯示裝置的總體構(gòu)成>
圖1是表示根據(jù)本第1實(shí)施例的圖象顯示裝置1的概略構(gòu)成的剖視圖。參照?qǐng)D1就圖象顯示裝置1的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
如該圖中所示，圖象顯示裝置1是將前面面板10和背面面板20經(jīng)由間隙件30配置成對(duì)峙狀態(tài)而構(gòu)成的，面板間的空間31保持高真空狀態(tài)。
前面面板10備有前面玻璃基板11、陽(yáng)極電極12、熒光體層13，在前面玻璃基板11的對(duì)峙面上覆蓋著陽(yáng)極電極12，并且在其表面上按象素單位配置熒光體層13而構(gòu)成。
前面玻璃基板11是例如由堿玻璃材料制成的平板狀基板。堿玻璃除了平滑性上優(yōu)良外，成本上也好。
陽(yáng)極電極12是由ITO等透明導(dǎo)電材料制成的顯示電極。
熒光體層13由靠電子射線激勵(lì)發(fā)光的公知的熒光體顆粒組成，在進(jìn)行彩色顯示的圖象顯示裝置的場(chǎng)合，發(fā)出R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))色光的熒光體層按象素依次配置。
背面面板20是可以發(fā)射多條電子束的電子發(fā)射元件，備有背面玻璃基板21和發(fā)射電子用的電子發(fā)射部22。
背面玻璃基板21與前面玻璃基板11同樣，是由堿玻璃制成的絕緣性的平板狀基板。在此一背面玻璃基板21的對(duì)峙面上形成電子發(fā)射部22。
圖2是用來(lái)說(shuō)明電子發(fā)射部22的構(gòu)成的背面面板20的概略透視圖。
如該圖中所示，電子發(fā)射部22備有陰極電極23、絕緣層24、牽引電極25、電子發(fā)射層27(圖3)，相對(duì)于在背面玻璃基板21上條狀地排列的陰極電極23，與之正交地以條狀地排列絕緣層24、牽引電極25的狀態(tài)疊層，并且在其正交點(diǎn)處，絕緣層24、牽引電極25疊層于陰極電極23上，貫通牽引電極25和絕緣層24形成達(dá)到陰極電極23的孔26。而且，在孔26內(nèi)設(shè)有電子發(fā)射層27(圖3)。
在圖象顯示裝置1的驅(qū)動(dòng)時(shí)，在陰極電極23、陽(yáng)極電極12和牽引電極25的各端部上連接著未畫(huà)出的控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所選擇的陰極電極23靠各控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)被接地，并且對(duì)牽引電極25施加大約20～70V，對(duì)陽(yáng)極電極12施加大約8～10kV的電壓。此時(shí)，從處于各電極23、25的交叉點(diǎn)的孔26的電子發(fā)射層(圖3)向陽(yáng)極電極12發(fā)射電子。由于此一電子在熒光體層13(圖1)處被變換成可見(jiàn)光，所以可以在圖象顯示裝置1中的顯示方向上顯示圖象。再者，雖然這里制成使陰極電極23接地，但是不特別限于此，也可以制成對(duì)陰極電極23施加電壓。在該場(chǎng)合，只要施加于牽引電極25和陽(yáng)極電極12上的電壓在上述各電壓值(20～70V和8～10kV)上分別附加施加于陰極電極23的電壓就可以了。
<電子發(fā)射部22的構(gòu)成>
圖3是用來(lái)說(shuō)明電子發(fā)射部22的構(gòu)成的背面面板20的主要部分剖視圖。
如該圖中所示，背面面板20制成在背面玻璃基板21上疊層陰極電極23、絕緣層24、牽引電極25的結(jié)構(gòu)，在從牽引電極25貫通到陰極電極23，底面為背面玻璃基板21的孔26的底部上設(shè)有電子發(fā)射層27。
陰極電極23為了對(duì)電子發(fā)射層27供給電子而由導(dǎo)電性的材料(鋁、鉻等)制成，厚度形成為例如50μm左右。其材料只要是配線電阻小者就可以了，不特別限定。
絕緣層24具有絕緣陰極電極23和牽引電極25的作用，由作為絕緣物質(zhì)的氧化鋁等陶瓷制成，厚度設(shè)為例如50～100μm左右。此一絕緣層24材料不限于絕緣物質(zhì)，即使是具有非常高的電阻值的半導(dǎo)電性材料，只要是可以把陰極電極23與牽引電極25的電位差保持成能夠發(fā)射電子的程度就可以使用。因?yàn)槿绻沁@種半導(dǎo)電性材料，則從防止充電的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)有時(shí)是好的。
牽引電極25具有從電子發(fā)射層27牽引電子的作用，由具有與陰極電極23同樣的導(dǎo)電性的材料制成，厚度設(shè)成例如50μm左右。
電子發(fā)射層27具有發(fā)射從陰極電極23所供給的電子的功能，由碳纖維和碳納米管等具有非常大的長(zhǎng)徑比的碳材料制成，是使其取向方向不規(guī)則地群集的層。上述碳材料因?yàn)槭翘妓夭牧瞎史€(wěn)定性很好，除了由于六碳環(huán)的σ鍵含有局部斷開(kāi)處，所以電子發(fā)射性優(yōu)良這樣的特性外，還因其長(zhǎng)徑比大(例如100以上)，而非常容易引起電場(chǎng)集中，具有電子發(fā)射性優(yōu)良這樣的特性。
這里，電子發(fā)射層27制成其底面與背面玻璃基板21直接接觸，借此陰極電極23不與電子發(fā)射層27的底面接觸而成為僅與其側(cè)端面接觸。因而，在電子發(fā)射元件1被驅(qū)動(dòng)的場(chǎng)合，可以認(rèn)為電子發(fā)射層27成為從與陰極電極23接觸的側(cè)端面供給電子，電子主要發(fā)射的部位也成為接近電子供給側(cè)的電子發(fā)射層27的表面的邊緣部。
可以認(rèn)為這種從電子發(fā)射層27的表面邊緣部所發(fā)射的電子容易相對(duì)被照射面聚焦。就其理由在以下進(jìn)行說(shuō)明。
從電子發(fā)射層27的表面邊緣部，例如圖3中所示的點(diǎn)Q1、Q2所發(fā)射的電子通常具有幾十度的角度地?cái)U(kuò)散著行進(jìn)。但是，從點(diǎn)Q1、Q2所發(fā)射的電子即使被偏轉(zhuǎn)成對(duì)等電位面A垂直方向，也由于在其偏轉(zhuǎn)點(diǎn)附近的等電位面A比較平坦，所以外觀上以大致照準(zhǔn)的狀態(tài)向聚焦點(diǎn)Q3偏轉(zhuǎn)。也就是說(shuō)，在聚焦點(diǎn)Q3處從點(diǎn)Q1和點(diǎn)Q2所發(fā)射的電子聚焦，集中地照射。
另一方面，雖然可以認(rèn)為從電子發(fā)射層27的中心點(diǎn)附近也發(fā)射電子，但是與電子發(fā)射層27的表面邊緣部的點(diǎn)相比因?yàn)榭梢哉J(rèn)為離開(kāi)陰極電極23的距離加大，所供給的電子的量減少，故可以認(rèn)為從那里所發(fā)射的電子量幾乎為零。
也就是說(shuō)，由于陰極電極23取為不與電子發(fā)射層27的底面處的中心部接觸，而與電子發(fā)射層27的側(cè)面等底面的周?chē)鷧^(qū)域接觸的構(gòu)成，借此可以抑制聚焦性能差的，從電子發(fā)射層27表面的中心點(diǎn)P所發(fā)射的電子的量，并且可以使聚焦性能好的，從電子發(fā)射層27的表面邊緣部Q1、Q2所發(fā)射的電子的量相對(duì)地增加，所以其結(jié)果是與歷來(lái)相比可以提高電子發(fā)射元件1向聚焦點(diǎn)Q3的聚焦性能。
這里，電子發(fā)射層27的表面設(shè)成比陰極電極23與絕緣層24的界面偏向背面玻璃基板21，如令陰極電極23與絕緣層24的界面位置處的孔26的開(kāi)口寬度為W，令從陰極電極23與絕緣層24的界面到電子發(fā)射層27表面的疊層方向的距離為H，則距離H優(yōu)選為0.02W～0.15W的范圍內(nèi)。
雖然從電子聚焦性能的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)距離H越大越好，但是如果該值過(guò)大則產(chǎn)生發(fā)射電子用的驅(qū)動(dòng)電壓不得不提高，此外電子發(fā)射層27表面上的電場(chǎng)強(qiáng)度分布加大這樣的問(wèn)題。提高驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，裝置成本提高，此外，如果電場(chǎng)強(qiáng)度分布加大則發(fā)射區(qū)域收窄而發(fā)射電流降低，發(fā)射特性容易劣化。因此，考慮電子束聚焦性能和電場(chǎng)強(qiáng)度分布兩者的兼顧，根據(jù)實(shí)驗(yàn)和模擬的結(jié)果查明上述的范圍最佳。
如上所述，由于與歷來(lái)的電子發(fā)射元件相比聚焦性能提高，所以在把它用于圖象顯示裝置的場(chǎng)合，可以使圖象顯示裝置高精細(xì)化。
<圖象顯示裝置1的制造方法>
根據(jù)本發(fā)明的圖象顯示裝置的制造方法在背面面板20的形成方法中有很大特征。因此，主要就背面面板20的形成方法進(jìn)行說(shuō)明。
圖4(a)～(e)是背面面板20的各制造工序中的主要部分剖視圖。
如圖4(a)中所示，首先，準(zhǔn)備背面玻璃基板21。
接著，如圖4(b)中所示，在該背面玻璃基板21表面上涂布含有鋁或鉻的糊劑，使糊劑中的溶劑干燥后，燒制燒掉糊劑中所含有的樹(shù)脂。用所謂厚膜形成工藝，形成想要的厚度(50μm)，疊層成為陰極電極23的層。這里，也可以以對(duì)鋁或鉻等成為電極的材料用濺射法或蒸氣沉積法等薄膜形成工藝代替厚膜形成工藝。
對(duì)象這樣所形成的成為陰極電極23的層的表面施行圖形蝕刻，借此如圖2中所示陰極電極23條狀地形成，并且形成圖4(c)中所示的直到背面玻璃基板21的貫通孔260。
接著，把通過(guò)混合電子發(fā)射材料(碳納米管或碳纖維等)與揮發(fā)性溶劑(丙酮、乙醇、或者作為乙酸異戊酯與硝化纖維素的混合液的媒介物(vehicle)等)所得到的糊劑270(或分散液)，用印刷法涂布或用噴墨滴下，填充于孔260中(圖4(d))。
此一糊劑270的填充量根據(jù)糊劑中的電子發(fā)射構(gòu)件的混合量調(diào)整成在成為電子發(fā)射層27時(shí)使其表面相對(duì)于陰極電極23與絕緣層的界面偏向背面玻璃基板21地形成就可以了。然后，通過(guò)使糊劑270的溶劑蒸發(fā)，形成電子發(fā)射層27(圖4(e))。
此外，作為圖4(d)、(e)中說(shuō)明的電子發(fā)射層27的形成方法也可以使用采用刮板的方法。
圖5(a)、(b)是用來(lái)說(shuō)明用刮板來(lái)形成電子發(fā)射層27的方法的各制造工序中的背面面板20的主要部分剖視圖。
如圖5(a)中所示，把糊劑270溢出地填充于孔260中(圖4(c))。然后，如圖5(b)中所示，用刮板272把陰極電極23表面和孔260內(nèi)的一部分糊劑271刮掉后，通過(guò)使溶劑干燥可以使碳纖維等纖維狀電子發(fā)射構(gòu)件形成不規(guī)則取向的電子發(fā)射層27(圖4(e))。
這里，由于因刮板272的彈性不同，刮掉填充于孔260的糊劑271的量不同，刮板272越軟則刮掉的量越多而可以減薄所形成的電子發(fā)射層27的厚度，所以刮板272根據(jù)打算形成的電子發(fā)射層27的厚度來(lái)變更其彈性就可以了。
接著，為了形成孔26(圖3)，用厚膜形成法等事先形成在與此相當(dāng)?shù)奈恢蒙嫌胸炌椎臈l狀絕緣層24和牽引電極25。使這些孔與陰極電極23的孔260重合，并且與陰極電極23正交地疊層(參照?qǐng)D2)，借此形成備有電子發(fā)射部22的背面面板20。
另一方面，前面面板10通過(guò)首先在前面玻璃基板11表面上用蒸氣沉積法等形成由ITO組成的膜，接著在其表面上用印刷法等條狀地形成熒光體層13而得到。
最后，在上述背面面板20的周?chē)渲瞄g隙件30，在高真空下與前面面板10對(duì)峙地粘合，借此形成電子發(fā)射元件1。
這里，在用圖17說(shuō)明的歷來(lái)的電子發(fā)射元件的場(chǎng)合，從陰極電極2300與絕緣層2400的界面到電子發(fā)射層2700的疊層方向的距離(相當(dāng)于圖3中的距離H)的尺寸精度依存于陰極電極2300和電子發(fā)射層2700的厚度的加工精度，以及孔2600的底面的加工精度。因?yàn)殡m然電子發(fā)射層2700的加工精度比較容易控制，但是孔2600的底面的加工精度難以控制，所得到的電子發(fā)射層2700表面的尺寸精度也成不充分，故可以認(rèn)為各電子發(fā)射元件的發(fā)射特性難以均一化。
另一方面，在本第1實(shí)施例的場(chǎng)合，由于電子發(fā)射層27直接在背面玻璃基板21上形成，所以圖3中的距離H的尺寸精度僅依存于陰極電極23和電子發(fā)射層27的厚度兩點(diǎn)的精度。因而，沒(méi)有必要考慮孔26的底面的加工精度。此外，因?yàn)殛帢O電極23、電子發(fā)射層27的尺寸精度比較容易控制，故使各電子發(fā)射元件的發(fā)射特性均一化比較容易。因而，如果用本實(shí)施例的電子發(fā)射元件的制造方法，則與歷來(lái)相比可以使電子發(fā)射元件的發(fā)射特性均一化。
(變型例)①雖然在上述實(shí)施例中，電子發(fā)射層27的底面與背面玻璃基板21的全面接觸地形成，但是不限于此，也可以是在孔底面的中心有電子發(fā)射層與陰極電極不接觸的區(qū)域。
圖6是本變型例中的背面面板200的主要部分剖視圖。再者，在本變型例中，僅是電子發(fā)射層的構(gòu)成與上述第1實(shí)施例不同，關(guān)于賦予與圖3同一標(biāo)號(hào)者，由于是同一構(gòu)成要素所以省略其詳細(xì)說(shuō)明。
如該圖中所示，電子發(fā)射層274雖然是基本上與圖3中的電子發(fā)射層27同一構(gòu)成，但是在其中心開(kāi)有貫通到背面玻璃基板21的孔261，具有俯視時(shí)環(huán)狀的構(gòu)成。
借此，因?yàn)樵诳?6底面的中心部，靠孔261形成電子發(fā)射層不存在的區(qū)域，故完全消除象現(xiàn)有技術(shù)那樣聚焦性能差的，來(lái)自電子發(fā)射層表面中心部的電子發(fā)射。因而，可以認(rèn)為與第1實(shí)施例相比電子的聚焦性能進(jìn)一步提高。
②此外，作為電子發(fā)射層在孔底面的中心部與陰極電極不接觸的構(gòu)成，可以考慮以下的構(gòu)成，借此也可以實(shí)施本發(fā)明。
圖7(a)是本變型例中的背面面板201的主要部分剖視圖。再者，在本變型例中，僅是電子發(fā)射層和陰極電極的形狀與第1實(shí)施例不同，關(guān)于賦予與圖3同一標(biāo)號(hào)者，由于是同一構(gòu)成要素所以省略其詳細(xì)說(shuō)明。
如該圖中所示，陰極電極230有向孔262側(cè)突出的突出部230a。借此，成為電子發(fā)射層275在其底面處中心部與背面玻璃基板21接觸，另一方面，周緣部與陰極電極230接觸。因此，由于電子發(fā)射層275的周緣部與陰極電極230的接觸面積增加，所以從電子發(fā)射層275表面處的邊緣部所發(fā)射的電子量可以增多。因此，與第1實(shí)施例相比可以提高電子的聚焦性能。
此外，如圖7(b)的背面面板202中所示，由兩種導(dǎo)電層231、232來(lái)構(gòu)成陰極電極，也可以形成突出部232a。
〔第2實(shí)施例〕由于根據(jù)本第2實(shí)施例的圖象顯示裝置制成與第1實(shí)施例中所述的圖象顯示裝置大致相同的構(gòu)成，僅是背面面板中的電子發(fā)射層的形狀不同，所以以下主要就電子發(fā)射層進(jìn)行說(shuō)明。
在上述第1實(shí)施例中，大致平面地形成電子發(fā)射層的外表面，但是在本第2實(shí)施例中，凹面地形成該表面。
圖8是根據(jù)第2實(shí)施例的背面面板203的主要部分剖視圖。再者，關(guān)于賦予與圖3同一標(biāo)號(hào)者，由于是同一構(gòu)成要素所以省略其詳細(xì)說(shuō)明。
如該圖中所示，在孔26的底面上形成外表面制成向凹透鏡那樣中心部凹下，周?chē)柯∑鸬陌济嫘螤?以下稱為凹透鏡形狀)的電子發(fā)射層277。
通過(guò)把電子發(fā)射層277的表面形成為凹透鏡形狀，電子發(fā)射層277的表面的邊緣部277a靠近圖中虛線所示的等電位面A2，從此一邊緣部277a所發(fā)射的電子在比較初期的階段被偏轉(zhuǎn)成對(duì)等電位面A2垂直方向。由于此一偏轉(zhuǎn)點(diǎn)附近的等電位面A2比較平坦，所以所發(fā)射的電子外觀上大致被照準(zhǔn)地行進(jìn)而被聚焦。因而，可以認(rèn)為與第1實(shí)施例相比電子的聚焦性能提高。
此一電子發(fā)射層277表面形成于相對(duì)于陰極電極23與絕緣層24的界面偏向背面玻璃基板21一側(cè)。這里，電子發(fā)射層277的表面出于與第1實(shí)施例同樣的理由，考慮電子束聚焦性能與電場(chǎng)強(qiáng)度分布兩者的兼顧，離開(kāi)陰極電極23表面的距離H2最好是落入陰極電極23的開(kāi)口寬度W2的0.02～0.15倍的范圍內(nèi)。
作為形成具有這種形狀的電子發(fā)射層277的方法，可以用與在第1實(shí)施例中用圖4、圖5說(shuō)明的方法同樣的方法。但是，有必要把糊劑270(圖4、圖5)中所含有的溶劑選擇成相對(duì)陰極電極23接觸角小于90°的溶劑。因?yàn)橥ㄟ^(guò)選擇成為這種接觸角的溶劑，涂布糊劑270后，或者在涂布糊劑后用刮板刮掉后的糊劑270對(duì)陰極電極23接觸角成為小于90°的角度，故該糊劑270表面成為凹透鏡形狀。一邊保持此一狀態(tài)一邊使糊劑中的溶劑干燥，借此電子發(fā)射層277形成為凹透鏡形狀。
(變型例)在上述第2實(shí)施例中，與電子發(fā)射層277接觸的背面玻璃基板21的表面是平面，但是不限于此一形狀，也可以把接觸面加工成凹透鏡形狀。
圖9是本變型例中的背面面板204的主要部分剖視圖。再者，在本變型例中，僅是電子發(fā)射層和背面玻璃基板的形狀不同，關(guān)于賦予與圖8同一標(biāo)號(hào)者，由于是同一構(gòu)成要素所以省略其詳細(xì)說(shuō)明。
如該圖中所示，本變型例中的背面玻璃基板210在與電子發(fā)射層278接觸的表面上形成制成凹透鏡形狀的凹處211。在此一凹處211上涂布與第1實(shí)施例同樣的含有電子發(fā)射構(gòu)件的糊劑，借此形成與凹處211的形狀相應(yīng)的電子發(fā)射層278。
作為凹處211的形成方法，可以用蝕刻背面玻璃基板21等化學(xué)處理方法，噴砂等機(jī)械加工處理方法，和用濺射或印刷等成膜方法等公知的方法。
由于通過(guò)調(diào)整此一凹處211的曲線，電子發(fā)射層278形成與該曲線相應(yīng)的表面形狀，所以調(diào)整電子發(fā)射層278的表面處的凹透鏡形狀成為可能。
〔第3實(shí)施例〕根據(jù)第3實(shí)施例的圖象顯示裝置由于制成與第1實(shí)施例中所述的圖象顯示裝置大致相同的構(gòu)成，僅是背面面板中的電子發(fā)射層的形狀不同，所以以下主要就電子發(fā)射層進(jìn)行說(shuō)明。
雖然上述第1實(shí)施例中大致平面狀地形成電子發(fā)射層的外表面，但是在本第3實(shí)施例中，在該表面上設(shè)有凹凸。
圖10是根據(jù)第3實(shí)施例的背面面板205的主要部分剖視圖。再者，關(guān)于賦予與圖3同一標(biāo)號(hào)者，由于是同一構(gòu)成要素所以省略其詳細(xì)說(shuō)明。
如該圖中所示，在孔26的底面上形成電子發(fā)射層370，在其表面上備有多個(gè)突起371。此一突起371的頂端形成于在陰極電極23與絕緣層24的界面的背面玻璃基板21一側(cè)。這里，從突起371的頂端到陰極電極23與絕緣層24的界面的疊層方向的距離H3與第1實(shí)施例同樣，考慮電子束聚焦性能與電場(chǎng)強(qiáng)度分布兩者的兼顧，最好是相對(duì)孔26的上述界面處的開(kāi)口寬度W3在0.02～0.15倍的范圍內(nèi)。
通過(guò)象這樣在電子發(fā)射層370上設(shè)置多個(gè)突起371，很容易在突起371的頂端處的引起電場(chǎng)集中。此外，電子發(fā)射層370與第1實(shí)施例同樣，用碳纖維或碳納米管等長(zhǎng)徑比高的材料，在容易引起電場(chǎng)集中的突起371中具有成為更加容易引起電場(chǎng)集中的構(gòu)成。因此，與第1實(shí)施例相比電子發(fā)射性提高。
雖然因?yàn)橥黄?71的個(gè)數(shù)越多，則引起電場(chǎng)集中，成為電子發(fā)射部位的個(gè)數(shù)增加，故從發(fā)射特性的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)越好，但是如果突起個(gè)數(shù)過(guò)多，則其密度提高，不容易引起突起371處的電場(chǎng)集中。因此，突起371的密度優(yōu)選形成為滿足以下的關(guān)系式。
D≥H4/2式中，D是鄰接的突起371的頂端彼此的與疊層方向正交的方向上的距離，H4是從鄰接的突起371間的谷底到突起371頂端的高度。通過(guò)模擬和實(shí)驗(yàn)確認(rèn)，如果滿足這種關(guān)系式，則各個(gè)突起371對(duì)鄰接的突起371的電場(chǎng)集中沒(méi)有不良影響。
如上所述，通過(guò)在電子發(fā)射層370表面上設(shè)置突起371，電場(chǎng)集中的效果更高，與第1實(shí)施例相比電子發(fā)射性提高。
(變型例)①雖然在上述第3實(shí)施例中，電子發(fā)射層370由碳纖維或碳納米管等電子發(fā)射構(gòu)件組成的單層來(lái)形成，但是不限于此，也可以由電子發(fā)射構(gòu)件組成的多層來(lái)形成電子發(fā)射層。
圖11(a)是本變型例中的背面面板200的主要部分剖視圖。再者，在本變型例中，僅是電子發(fā)射層的構(gòu)成與第3實(shí)施例不同，關(guān)于賦予與圖10同一標(biāo)號(hào)者，由于是同一構(gòu)成要素所以省略其詳細(xì)說(shuō)明。
如該圖中所示，電子發(fā)射層372由取向?qū)?73和發(fā)射層374組成，具有在孔26的底面上取向?qū)?73和發(fā)射層374疊層的構(gòu)成。
取向?qū)?73是在其表面上備有突起，借此使發(fā)射層374取向成凹凸形狀，從既對(duì)發(fā)射層374供給電子，又抑制從發(fā)射層374所發(fā)射的電子的充電的發(fā)生的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，可以由ZnO等導(dǎo)電性材料來(lái)構(gòu)成。
發(fā)射層374與第3實(shí)施例同樣，由碳纖維或碳納米管等電子發(fā)射構(gòu)件來(lái)構(gòu)成。
電子發(fā)射層372的形成方法是首先通過(guò)印刷法等在孔26的底面上形成由ZnO等導(dǎo)電性材料組成的層。然后，通過(guò)進(jìn)行蝕刻等處理在其表面上形成突起而形成取向?qū)?73。接著，在取向?qū)?73上涂布成為發(fā)射層374的糊劑，通過(guò)使溶劑干燥而形成電子發(fā)射層372。
即使用具有上述構(gòu)成的電子發(fā)射層，可以認(rèn)為也可以得到與第3實(shí)施例同樣的效果。
②雖然在上述變型例中，形成取向?qū)?73，但是也可以代替取向?qū)佣萌∠驑?gòu)件。
圖11(b)是本變型例中的背面面板207的主要部分剖視圖。
如該圖中所示，電子發(fā)射層375由取向構(gòu)件376和發(fā)射層377組成。
取向構(gòu)件376是具有分別以四面體的頂點(diǎn)為頂端的四只腳的ZnO晶須(例如松下ァムテック公司制的“パナテトラ”)，成為一只腳相對(duì)背面玻璃基板21幾乎垂直地豎立狀態(tài)。此一取向構(gòu)件376只要是有導(dǎo)電性且分別以多面體的頂點(diǎn)為頂端的多個(gè)腳的多腳體就可以了，除了ZnO晶須外，也可以使用容易形成多腳體晶須的Si、Ti、B、Fe、Sn、Mg等單體，及其氧化物、氮化物、碳化物等。
發(fā)射層377是碳纖維或碳納米管等電子發(fā)射構(gòu)件糾纏地附著于取向構(gòu)件376的腳而構(gòu)成的。
通過(guò)以上構(gòu)成，由于電子發(fā)射層375在其表面上銳利地形成容易引起電場(chǎng)集中的突起，所以更加容易引起電場(chǎng)集中。因此，可以認(rèn)為與第3實(shí)施例相比電子發(fā)射性提高。
作為此一電子發(fā)射層375的形成方法，可以舉出在第1實(shí)施例中用圖4、5說(shuō)明的糊劑中，混入取向構(gòu)件376而制作混合糊劑，通過(guò)涂布此糊劑來(lái)形成的方法。此外，也可以把預(yù)先使取向構(gòu)件分散于溶劑中的分散液涂布于孔26中，通過(guò)使溶劑干燥而形成取向構(gòu)件后，再涂布含有電子發(fā)射構(gòu)件的糊劑。這樣一來(lái)，即使在因?yàn)樵诨旌虾齽┲须娮影l(fā)射構(gòu)件和取向構(gòu)件的比重不同而無(wú)法均一地制作的場(chǎng)合，也可以形成電子發(fā)射構(gòu)件均一地糾纏于取向構(gòu)件上的狀態(tài)的電子發(fā)射層375。
〔第4實(shí)施例〕根據(jù)第4實(shí)施例的圖象顯示裝置，由于制成與第1實(shí)施例中所述的圖象顯示裝置大致相同的構(gòu)成，僅是背面面板處的電子發(fā)射層的底面與陰極電極接觸地形成這一點(diǎn)不同，所以以下主要就背面面板進(jìn)行說(shuō)明。
雖然在上述第1實(shí)施例中電子發(fā)射層在背面玻璃基板上直接形成，但是在本第4實(shí)施例中，與現(xiàn)有技術(shù)同樣，在陰極電極上形成。
圖12是根據(jù)第4實(shí)施例的背面面板400的主要部分剖視圖。再者，關(guān)于賦予與圖3同一標(biāo)號(hào)者，由于是同一構(gòu)成要素所以省略其詳細(xì)說(shuō)明。
如該圖中所示，背面面板400依次疊層玻璃基板21、陰極電極230、絕緣層24、牽引電極25，并且形成從牽引電極25貫通到陰極電極230的中途的孔263，在其底部上設(shè)有電子發(fā)射層470。
這里，電子發(fā)射層470的表面形成于相對(duì)于陰極電極230與絕緣層24的界面偏向背面玻璃基板21一側(cè)。進(jìn)而，電子發(fā)射層470的表面考慮電子束聚焦性能和電場(chǎng)強(qiáng)度分布兩者的兼顧，離開(kāi)陰極電極230與絕緣層24的界面的疊層方向的距離H4有必要取成陰極電極230與絕緣層24的界面位置處的孔263的開(kāi)口寬度W4的0.02～0.15倍的范圍內(nèi)。象這樣限制的理由與第2實(shí)施例是相同的。
也就是說(shuō)，雖然從電子聚焦性能的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)距離H4越大越好，但是如果該值加大則產(chǎn)生發(fā)射電子用的驅(qū)動(dòng)電壓不得不提高，此外電子發(fā)射層表面上的電場(chǎng)強(qiáng)度分布加大這樣的問(wèn)題。提高驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，裝置成本提高，此外，如果電場(chǎng)強(qiáng)度分布加大則發(fā)射區(qū)域收窄而發(fā)射電流降低，發(fā)射特性容易劣化。因此，考慮電子束聚焦性能和電場(chǎng)強(qiáng)度分布兩者的兼顧，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，在通常所使用的牽引電極的施加電壓(20～70V)的范圍內(nèi)，電子100％通過(guò)牽引電極25的開(kāi)口部的場(chǎng)合的從陰極電極與絕緣層的界面到電子發(fā)射層表面的距離H4與陰極電極的開(kāi)口寬度W4之比(0.02～0.15)。
再者，作為此時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件，在以下所示的條件下進(jìn)行。
陰極電極厚度50μm，施加電壓0V絕緣層 厚度50～100μm牽引電極厚度50μm，施加電壓20～70V，開(kāi)口寬度0.2mm陽(yáng)極電極施加電壓8～10kV從牽引電極到陽(yáng)極電極的距離，0.5～2mm在上述實(shí)驗(yàn)條件下，使?fàn)恳姌O的施加電壓變化到20～70V，研究成為100％電子從其開(kāi)口部通過(guò)的狀態(tài)的條件。
用掃描型電子顯微鏡(SEM)測(cè)定此時(shí)的電子發(fā)射層的距離H4，確認(rèn)H4成為4μm(20V)～30μm(70V)。這里，由于陰極電極的開(kāi)口寬度W4為200μm，所以成為H4/W4＝0.02～0.15。
通過(guò)象這樣構(gòu)成，雖然電子與現(xiàn)有技術(shù)同樣，容易從電子發(fā)射層470的中心部分發(fā)射，但是由于條件被優(yōu)化，所以不會(huì)象現(xiàn)有技術(shù)那樣對(duì)絕緣層24充電，成為電子被100％發(fā)射，與歷來(lái)相比電子的聚焦性能提高。
作為形成電子發(fā)射層470的方法，可以用與在第1和第2實(shí)施例中說(shuō)明的方法同樣的方法。但是，陰極電極230在形成設(shè)置電子發(fā)射層470的孔之際有必要優(yōu)化蝕刻時(shí)間等而不貫通到背面玻璃基板21地進(jìn)行加工。
〔第5實(shí)施例〕根據(jù)第5實(shí)施例的圖象顯示裝置，由于制成與第4實(shí)施例中所述的圖象顯示裝置大致相同的構(gòu)成，僅是背面的電子發(fā)射層的形狀不同，所以主要就電子發(fā)射層進(jìn)行說(shuō)明。
雖然在上述第4實(shí)施例中電子發(fā)射層的表面平面地形成，但是在本第5實(shí)施例中，該表面被形成為凹面形狀。
圖13是根據(jù)第5實(shí)施例的背面面板的主要部分剖視圖。再者，關(guān)于賦予與圖12同一標(biāo)號(hào)者，由于是同一構(gòu)成要素所以省略其詳細(xì)說(shuō)明。
如該圖中所示，在孔263的底面上，形成外表面制成凹透鏡形狀的電子發(fā)射層471。通過(guò)把電子發(fā)射層471形成為這種形狀，電子發(fā)射層471的表面的邊緣部靠近圖中虛線所示的等電位面A3，所發(fā)射的電子在比較初期的階段被偏轉(zhuǎn)成對(duì)等電位面A3垂直方向。由于此一偏轉(zhuǎn)點(diǎn)附近的等電位面A3比較平坦，所以所發(fā)射的電子外觀上大致被照準(zhǔn)地行進(jìn)而被聚焦。
因而，可以認(rèn)為與現(xiàn)有技術(shù)相比，從電子發(fā)射層471的周?chē)侩娮尤菀装l(fā)射，由于從聚焦性能比中心部要高的部分所發(fā)射的電子增加，所以可以認(rèn)為電子的聚焦性能提高。
這里，電子發(fā)射層471表面形成于相對(duì)于陰極電極231與絕緣層24的界面偏向背面玻璃基板21一側(cè)。這里，電子發(fā)射層471的表面出于與第2實(shí)施例同樣的理由，考慮電子束聚焦性能與電場(chǎng)強(qiáng)度分布兩者的兼顧，離開(kāi)陰極電極231表面的距離H5優(yōu)選陰極電極231的開(kāi)口寬度W5的0.02～0.15倍的范圍內(nèi)。
作為象這樣形成電子發(fā)射層471的方法，可以用與在第2實(shí)施例中說(shuō)明的方法同樣的方法，把形成電子發(fā)射層471用的糊劑選擇成相對(duì)陰極電極231接觸角為90°以下。
(變型例)①如圖14中所示，在陰極電極232上設(shè)置凹面部233，在其上形成電子發(fā)射層472，借此可以認(rèn)為即使把電子發(fā)射層472的底面制成其中心部隆起的凸透鏡狀的凸面形狀也可以得到同樣的效果。如果象這樣設(shè)置凹面部233，則由于電子發(fā)射層472的表面形狀與凹面部233的形狀相應(yīng)地形成，所以通過(guò)變更凹面部233的形狀可以自如地變更電子發(fā)射層472的形狀。
②此外，也可以如圖15中所示，在孔264的底面處的陰極電極232的凹面部233之上，設(shè)置在第3實(shí)施例中所述的那種由多腳體組成的取向構(gòu)件475，纏繞于其上地附著電子發(fā)射構(gòu)件474。
③進(jìn)而，也可以不是在背面玻璃基板上條狀地形成陰極電極，而是如圖16中所示，在背面面板404中，按象素單位設(shè)置陰極電極234。如果用這種構(gòu)成，則由于可以把陰極電極234本身看成宏觀的突起，所以可以認(rèn)為容易引起對(duì)電子發(fā)射層476的電場(chǎng)集中。因而，可以認(rèn)為與上述第5實(shí)施例相比發(fā)射特性優(yōu)良。
工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明的電子發(fā)射元件和用它的圖象顯示裝置，在實(shí)現(xiàn)要求特別高精細(xì)的圖象顯示裝置上是有效的。
權(quán)利要求
1.電子發(fā)射元件，是在基片上依次疊層陰極電極、絕緣層和電子牽引電極，在從前述牽引電極側(cè)到陰極電極的孔的底面上，設(shè)有與前述陰極電極接觸的電子發(fā)射層的電子發(fā)射元件，所述電子發(fā)射層設(shè)置成使其表面位于相對(duì)于所述陰極電極與所述絕緣層的界面偏向基片側(cè)，所述電子發(fā)射層與所述陰極電極的接觸區(qū)域限定于所述孔的底面處的除了中心部的周?chē)鷧^(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射元件，其特征在于，前述電子發(fā)射層設(shè)置成使從其表面到前述陰極電極與絕緣層的界面的疊層方向的距離為相對(duì)于該界面處的前述孔的開(kāi)口寬度的0.02～0.15倍。
3.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射元件，其特征在于，前述電子發(fā)射層其表面為凹面形狀。
4.如權(quán)利要求3所述的電子發(fā)射元件，其特征在于，前述電子發(fā)射層其底面為凸面形狀。
5.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射元件，其特征在于，前述電子發(fā)射層在其表面上有突起。
6.如權(quán)利要求5所述的電子發(fā)射元件，其特征在于，前述電子發(fā)射層的突起形成多個(gè)，當(dāng)其高度為H，與鄰接的突起的距離為D時(shí)，滿足D≥H/2的關(guān)系。
7.如權(quán)利要求5所述的電子發(fā)射元件，其特征在于，前述電子發(fā)射層由發(fā)射電子的發(fā)射層和為了使該發(fā)射層取向而在表面上有凹凸的取向?qū)咏M成，前述發(fā)射層有與前述取向?qū)颖砻娴男螤钕鄳?yīng)的凹凸形狀。
8.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射元件，其特征在于，前述電子發(fā)射層配置于前述孔的底面的除了中心部的周?chē)俊?br> 9.如權(quán)利要求1中所述的電子發(fā)射元件，其特征在于，前述陰極電極在前述孔的底面處的除了中心部的周?chē)可嫌型怀龅耐怀霾俊?br> 10.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射元件，其特征在于，前述陰極電極在與前述基片之間夾入配置與該陰極電極不同的導(dǎo)電性材料制成的第2陰極電極，該第2陰極電極在前述孔處的底面的除了中心部的周?chē)可嫌型怀龅耐怀霾俊?br> 11.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射元件，其特征在于，前述電子發(fā)射層含有作為電子發(fā)射材料的纖維狀石墨或碳納米管。
12.如權(quán)利要求11所述的電子發(fā)射元件，其特征在于，前述電子發(fā)射層含有使前述電子發(fā)射材料取向用的有多腳形狀的取向構(gòu)件。
13.圖象顯示裝置，是經(jīng)由間隙件把具備有射出電子束的多個(gè)電子發(fā)射部矩陣狀地排列的電子發(fā)射元件的第1面板、第2面板在基片上對(duì)峙配置的圖象顯示裝置，其特征在于，所述電子發(fā)射元件是在基片上依次疊層陰極電極和絕緣層和電子牽引電極、在從所述牽引電極側(cè)到所述陰極電極的孔的底面上設(shè)有與所述陰極電極接觸的電子發(fā)射層的電子發(fā)射元件，其中，所述電子發(fā)射層設(shè)置成使其表面位于相對(duì)于所述陰極電極與所述絕緣層的界面偏向基片側(cè)，所述電子發(fā)射層與所述陰極電極的接觸區(qū)域限定于所述孔的底面處的除了中心部的周?chē)鷧^(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明提供能改善所發(fā)射的電子的聚焦性能的電子發(fā)射元件，其中在基片上依次疊層陰極電極和絕緣層和電子牽引電極、在從牽引電極側(cè)到陰極電極的孔的底面上設(shè)有與陰極電極接觸的電子發(fā)射層的電子發(fā)射元件。在此規(guī)定，電子發(fā)射層設(shè)置成使其表面位于相對(duì)于陰極電極與絕緣層界面偏向基片側(cè)，電子發(fā)射層與陰極電極的接觸區(qū)域限定于孔底面處的除中心部的周?chē)鷧^(qū)域。因此，由于電子發(fā)射層接收來(lái)自位于其側(cè)面的陰極電極的電子，所以電子主要從電子發(fā)射層表面的邊緣部發(fā)射，借此提高電子聚焦性能。本發(fā)明還提供帶有上述電子發(fā)射元件的圖象顯示裝置，其中，通過(guò)間隙件把具有射出電子束的多個(gè)電子發(fā)射部矩陣狀地排列的電子發(fā)射元件的第1面板和第2面板對(duì)峙布置在基片上。
文檔編號(hào)H01J29/04GK1848353SQ20051010888
公開(kāi)日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2001年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月19日
發(fā)明者白鳥(niǎo)哲也, 秋山浩二, 黑川英雄 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社