專利名稱：電子束設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用電子發(fā)射器件的電子束設(shè)備，更具體地，涉及一 種特征在于后板的電極配置的電子束設(shè)備。
背景技術(shù)：
電子發(fā)射器件的使用模式常規(guī)上包括圖像顯示設(shè)備。已知具有如 下配置的平板電子束顯示面板，在所述配置中包括大量冷陰極電子發(fā) 射器件的電子源板(后板)與包括陽極和發(fā)光元件的前板彼此平行面 對(duì)，并且其間的空間被抽成真空。平板電子束顯示面板與目前廣泛應(yīng)用的陰極射線管(CRT)相比，實(shí)現(xiàn)重量更輕、尺寸更大的屏幕。平 板電子束顯示面板與使用液晶的平板顯示面板和諸如等離子顯示器 和電致發(fā)光顯示器的其他平板顯示面板相比，還提供亮度更高且質(zhì)量 更高的圖像。在電子束顯示面板中，電壓被施加在陽極電極與冷陰極電子發(fā)射 器件之間，以對(duì)從該器件發(fā)射的電子進(jìn)行加速。有利的是施加高壓以 獲得最大發(fā)光亮度。電子束在抵達(dá)前板之前可能因設(shè)備類型而發(fā)生擴(kuò) 散。因此，后板與前板之間的距離(基板間距離)優(yōu)選地較短以便實(shí)現(xiàn)高分辨率的顯示。然而，由于當(dāng)基板間距離變短時(shí)，基板之間不可避免地產(chǎn)生高電 場，所以很可能發(fā)生電子發(fā)射器件被損壞的現(xiàn)象。日本特開笫2006-209991 ( US2006/164001A1)號(hào)公開了一種電 子束設(shè)備，其防止器件電極的熔化和斷開，并且防止因放電電流流到 器件電極端部處設(shè)置的附加電極而引起的沿面放電。發(fā)明內(nèi)容然而，期望一種在放電電流達(dá)到最大值之前熄滅(quenching) 放電本身的方法，以便進(jìn)一步抑制所述放電的影響。鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)⒎烹娨种频捷^低 電流值并且抑制在短時(shí)間段內(nèi)的電子束設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種電子束設(shè)備，所述電子束設(shè)備 包括后板，所述后板包括具有器件電極的電子發(fā)射器件，以及與所 述器件電極連接的布線；和前板，所述前板包括陽極電極，所述前板 是面對(duì)所述后板設(shè)置的，并且被從所述電子發(fā)射器件發(fā)射的電子所照 射；其中在所述后板上設(shè)置有三維結(jié)構(gòu)，所述三維結(jié)構(gòu)形成一空間， 所述器件電極的布線側(cè)部分位于所述空間中；其中所述三維結(jié)構(gòu)的表 面電勢被限定為使得所述空間的電場強(qiáng)度比下式表示的平均電場強(qiáng) 度弱，平均電場強(qiáng)度=Va/d，其中Va是所述陽極電極的施加電壓，并且d是所述后板與所述 前板之間的間隔；其中所述器件電極包括高溫部，在電流流經(jīng)所述器 件電極時(shí)在所述高溫部中局部升溫，所述高溫部位于所述空間內(nèi)，或 者位于距離所述空間小于或等于20pm的位置處。在本發(fā)明中，器件電極的布線側(cè)部分被設(shè)置在電場強(qiáng)度比平均電 場強(qiáng)度弱的空間內(nèi)，因此，由于放電而在所述器件電極上產(chǎn)生的陰極 斑點(diǎn)隨著在布線方向上的移動(dòng)而在所述空間中逐漸變?nèi)?，并且被在?時(shí)間段內(nèi)熄滅。因此，在本發(fā)明的電子束設(shè)備中，能夠比現(xiàn)有技術(shù)更 高效率并且更低損壞地抑制放電。本發(fā)明的其它特征將從參照附圖對(duì)示例性實(shí)施方式的以下描述 中變得明了。


圖1是以框架形式示出本發(fā)明的電子束設(shè)備的第一實(shí)施方式的 透視圖；圖2A示出圖1所示的實(shí)施方式的平面框架形式圖，并且圖2B是截面框架形式圖；圖3A到3D是示出圖1的配置中的器件電極上的放電的典型進(jìn) 行過程的圖；圖4是示出電子束設(shè)備中的放電電流波形的圖；圖5是以框架形式示出圖1的器件電極與布線的關(guān)系的平面圖；圖6是示出電子束設(shè)備的基本配置的示意圖；圖7是以框架形式示出本發(fā)明的電子束設(shè)備的第二實(shí)施方式的 透視圖；圖8A示出圖7中所示的實(shí)施方式的平面框架形式圖，并且圖8B 是截面框架形式圖；圖9是示出利用前板的立體角表示第一空間的電場強(qiáng)度的方法 的示圖；圖IOA和IOB是示出第一三維結(jié)構(gòu)的另一模式的透視圖，并且 圖IOC和IOD是示出第二三維結(jié)構(gòu)的另一模式的透視圖；圖IIA到11F是示出本發(fā)明的示例中的后板的制造處理的平面 框架形式圖；圖12是本發(fā)明的示例2的后板的平面框架形式圖；圖13是本發(fā)明的示例3的后板的平面框架形式圖；圖14是本發(fā)明的比較示例的后板的平面框架形式圖；圖15A是示出本發(fā)明的示例1中的第一空間的電場分布的框架形式圖，并且圖15B是示出本發(fā)明的示例2中的第二空間的電場分布的框架形式圖；以及圖16A和16B是示出本發(fā)明的示例中的放電電流波形的圖。
具體實(shí)施方式
下面將描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。本發(fā)明的電子束設(shè)備總體上 包括后板，所述后板包括具有器件電極的電子發(fā)射器件，以及與所 述器件電極連接的布線；和前板，所述前板包括陽極電極，所述前板 是面對(duì)所述后板設(shè)置的，并且被從所述電子發(fā)射器件發(fā)射的電子所照射。在所述后板上設(shè)置有三維結(jié)構(gòu)，所述三維結(jié)構(gòu)形成一空間，所述 器件電極的布線側(cè)部分位于所述空間中。根據(jù)第一實(shí)施方式的電子束 設(shè)備采用具有以下形狀的三維結(jié)構(gòu)，所述形狀包括在所述器件電極的 布線側(cè)部分上突起的懸臂狀突起部。在下面描述中，為了方便，將第 一實(shí)施方式中的三維結(jié)構(gòu)稱為"第一三維結(jié)構(gòu)"并且將第一三維結(jié)構(gòu) 的突起部與后板之間的空間稱為"第一空間"。在第一實(shí)施方式中， 所述器件電極的布線側(cè)部分設(shè)置在所述第一空間中。根據(jù)第二實(shí)施方 式的電子束設(shè)備釆用如下三維結(jié)構(gòu)，所述三維結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在器件電 極的布線側(cè)部分的兩側(cè)上的兩個(gè)壁部。將第二實(shí)施方式中的三維結(jié)構(gòu) 稱為"第二三維結(jié)構(gòu)"，并且將第二三維結(jié)構(gòu)的兩個(gè)壁部之間的空間稱 為"第二空間"。器件電極的布線側(cè)部分設(shè)置在第二實(shí)施方式的第二空 間中。任何類型的場發(fā)射電子發(fā)射器件、MIM設(shè)備(金屬絕緣體金屬 電子發(fā)射器件)、或者表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件中的電子發(fā)射器件都可 用于本發(fā)明的電子束設(shè)備。具體來說，本發(fā)明優(yōu)選地應(yīng)用于通常被稱 為高壓型的電子束設(shè)備，在所述高壓型電子束設(shè)備中施加大于或者等 于幾kV的電壓，因?yàn)檫@樣易于發(fā)生放電。下面以示例方式利用表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件來具體描述本發(fā)明 的優(yōu)選實(shí)施方式。在日本特開第2-56822號(hào)等中公開了表面?zhèn)鲗?dǎo)電子 發(fā)射器件的典型配置、制造方法以及特征。圖6示出了本發(fā)明的電子束設(shè)備的基本配置。電子束設(shè)備包括 后板61;面對(duì)后板61設(shè)置的前板62;以及框架元件64，所述框架元 件固定在板61、 62的外邊緣處，并且與板61、 62構(gòu)成外容器(outer vessel)。 一般來說，保持后板61與前板62之間的距離并且同時(shí)用 作抗大氣壓結(jié)構(gòu)的間隔體63 (諸如板形、柱形、凸緣等的配置元件) 設(shè)置在后板61與前板62之間。電子源，以及用于驅(qū)動(dòng)所述電子源的 電極和布線設(shè)置在后板61上。圖1是以框架形式示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式的電子束設(shè)備的 配置的透視圖。在圖1中，參考標(biāo)號(hào)l指示器件電極，2指示第一三維結(jié)構(gòu)，2a指示第一三維結(jié)構(gòu)的懸臂狀突起部或者一部分，3指示高 溫部，并且7指示第一空間。圖2A示出圖1的電子束設(shè)備的平面框架形式圖，并且圖2B是 沿著圖2A的線A-B的截面框架形式圖。第一三維結(jié)構(gòu)2形成在器件電極1上，并且具有如下配置，其中 第一三維結(jié)構(gòu)2的懸臂狀突起部或一部分覆蓋器件電極1的布線連接 側(cè)。在本發(fā)明中的三維結(jié)構(gòu)2的"懸臂狀突起部"是一端固定并被支 承并且另一端是處于所謂懸臂狀態(tài)中的自由端的部位，該部位本身是 不容易發(fā)生諸如彎曲、歪曲或者扭曲的變形的部位。器件電極l的高 溫部3是當(dāng)傳導(dǎo)過程等(此后描述)的電流流過器件電極l時(shí)發(fā)生局 部溫度升高的位置。此位置等同于當(dāng)放電電流流過器件電極l時(shí)發(fā)生 局部溫度升高的位置。在圖1和2A的示例中，通過不連續(xù)地改變器 件電極1的寬度形成高溫部3。第一空間7是由第一三維結(jié)構(gòu)2的突起部2a和后板61所夾的空 間。器件電極l的一部分(布線側(cè)部分)設(shè)置在所述第一空間7中。 如下文所述，第一三維結(jié)構(gòu)2的表面電勢被設(shè)置成使得第一空間7的 電場強(qiáng)度變得比面板(外容器)中的平均電場強(qiáng)度弱。在第一實(shí)施方 式中，通過第一空間7抑制放電。一般來說，對(duì)于面板內(nèi)的放電，主要考慮器件放電、異物放電以 及突起放電。對(duì)于器件放電來說，電子發(fā)射器件因過電壓而損壞，該 過電壓充當(dāng)引起放電的觸發(fā)。對(duì)于異物放電來說，異物混入面板中， 并且在異物移動(dòng)的同時(shí)發(fā)生放電。對(duì)于突起放電來說，從面板中的不 必要的突起部額外發(fā)生電子發(fā)射，由此引起放電。在異物放電、突起 放電以及器件放電中，在放電生成之后放電移動(dòng)到器件電極，由此放 電基本上進(jìn)行類似過程。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)這些放電中任何一種的抑制 效果。圖3A到3D示出當(dāng)在具有圖1的配置的器件電極處發(fā)生放電時(shí) 的放電進(jìn)行過程。在此，笫一三維結(jié)構(gòu)2與布線電連接。首先，在器件電極1處生成放電8 (圖3A)。這成為觸發(fā)并且放電電流從前板62上設(shè)置的陽極電極(未示出)流入，并且放電進(jìn) 行。在這種情況下，器件電極l的高溫部3的溫度因電流集中而升高， 并且當(dāng)構(gòu)成器件電極1的元件熔化并且蒸發(fā)時(shí)形成陰極斑點(diǎn)9 (圖 3B)。陰極斑點(diǎn)9以高溫部3作為起始點(diǎn)開始移動(dòng)(圖3C)。在陰 極斑點(diǎn)9已移動(dòng)過的路徑處殘留有損壞10，在該損壞10處，器件電 極l的構(gòu)成元件消失。由于陰極斑點(diǎn)9朝向低電勢移動(dòng)，所以陰極斑 點(diǎn)9朝向更靠近地電勢的一側(cè)，即布線側(cè)移動(dòng)。器件電極l的布線側(cè) 部分是在第一空間7中，因此陰極斑點(diǎn)9移動(dòng)到所述第一空間7中。 由于在第一空間7中的電場強(qiáng)度變?nèi)?，所以已?jīng)進(jìn)入第一空間7中的 陰極斑點(diǎn)9的能量也逐漸變?nèi)酰⑶业谝豢臻g7中的陰極斑點(diǎn)9最終 停止進(jìn)行并且熄滅(圖3D )。圖4示出當(dāng)放電電流經(jīng)過圖3A到3D的放電進(jìn)行過程時(shí)的放電 電流的曲線圖。在圖4中，實(shí)線19示出第一實(shí)施方式中的放電電流 中的變化。虛線20示出當(dāng)不提供第一空間7時(shí)的放電電流(此時(shí)陰 極斑點(diǎn)9沒有熄滅)。當(dāng)不提供第一空間7時(shí)的放電電流20由前板 62的特征來決定。根據(jù)第一實(shí)施方式，陰極斑點(diǎn)9熄滅，并且放電電 流被第一空間7抑制。要么器件電極1的高溫部3位于第一空間7中，要么高溫部3 與第一空間7的距離(圖2A中的L1)小于或等于20jim。一般來說，放電電流的上升時(shí)間(圖4的溫度T1)大約為50到 100ns。陰極斑點(diǎn)9的移動(dòng)速度大約為50到200m/sec。50 x 50 x 109 = 2.5 x 106100 x 200 x 109 = 20 x 10-6第一空間7與高溫部3之間的距離Ll小于或等于20nm，并且 優(yōu)選地小于或等于2.5fim，以便利用放電上升時(shí)間Tl，將陰極斑點(diǎn)9 移動(dòng)到第一空間7并且抑制放電。如果使用厚度是10到50nm的Pt 電極，則放電電流的上升時(shí)間是100ns并且陰極斑點(diǎn)的移動(dòng)速度是大 約100m/sec，由此距離Ll優(yōu)選為20nm^Ll。高溫部3位于第一空間 7內(nèi)部的結(jié)構(gòu)更優(yōu)選。圖5以框架形式示出圖1的器件電極與布線之間的關(guān)系。在圖5 中，參考標(biāo)記ll指示掃描信號(hào)器件電極，并且是圖l的器件電極l。 參考標(biāo)記12指示信息信號(hào)器件電極，2指示第一三維結(jié)構(gòu)，3指示高 溫部，14指示信息信號(hào)布線(第一布線)，15指示絕緣層，16指示 掃描信號(hào)布線(第二布線)，17指示器件膜，并且18是形成在器件 膜17中的電子發(fā)射部分。信息信號(hào)布線14跨過絕緣層15與掃描信 號(hào)布線16交叉。掃描信號(hào)器件電極11和信息信號(hào)器件電極12構(gòu)成 一對(duì)器件電極。所述一對(duì)器件電極ll、 12和器件膜17構(gòu)成電子發(fā)射 器件。掃描信號(hào)器件電極ll和掃描信號(hào)布線16可以直接連接，或者 如果第一三維結(jié)構(gòu)2由諸如金屬的傳導(dǎo)材料形成，則掃描信號(hào)器件電 極ll和掃描信號(hào)布線16可以經(jīng)由第一三維結(jié)構(gòu)2連接。在本示例中 示出了其中將第一三維結(jié)構(gòu)2連接到掃描信號(hào)器件電極11的示例， 但本發(fā)明不限于此。例如，如果放電電流也流到信息信號(hào)器件電極12， 則可采用在信息信號(hào)器件電極12側(cè)上布置第一三維結(jié)構(gòu)2的配置或 者在掃描信號(hào)器件電極11和信息信號(hào)器件電極12兩側(cè)上布置第一三 維結(jié)構(gòu)2的配置。此外，即使當(dāng)信號(hào)信息布線14和掃描信號(hào)布線16 的堆疊關(guān)系顛倒，也可獲得類似的效果。如果利用與作為其一部分的信息信號(hào)布線14和掃描信號(hào)布線16 或者絕緣層15相同的過程來制造第一三維結(jié)構(gòu)2，則不需要新掩模， 從而實(shí)現(xiàn)更低成本。圖7是以框架形式示出根據(jù)本發(fā)明笫二實(shí)施方式的電子束設(shè)備 的配置的透視圖。在該圖中，參考標(biāo)記l指示器件電極，22指示第二 三維結(jié)構(gòu)，并且3指示高溫部。圖8A是圖7的電子束設(shè)備的平面框架形式圖，并且圖8B是沿 著圖8A的線A-B截取的截面框架形式圖。第二三維結(jié)構(gòu)22包括設(shè)置成在寬度方向上夾持器件電極1的兩 個(gè)壁部。器件電極l的一部分(布線側(cè)部分)被設(shè)置在兩個(gè)壁部之間 的第二空間27中。在圖7的示例中，第二三維結(jié)構(gòu)22在平面圖中具 有U形，但第二三維結(jié)構(gòu)22不限于此，只要它在本發(fā)明的器件電極1的寬度方向上的兩側(cè)上具有壁部即可。第一實(shí)施方式的電子束設(shè)備和第二實(shí)施方式的電子束設(shè)備具有 相同的配置和相同的效果，除了形成用于抑制放電電流的空間的三維 結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)有所不同之外。換言之，在第二實(shí)施方式的電子束設(shè)備中，同樣，在器件電極1中形成有高溫部3,并且要么高溫部3位于第二 空間27內(nèi)，要么從高溫部3到第二空間27的距離L2 (見圖8A)小 于或等于20jim,并且優(yōu)選地小于或等于2.5jam。三維結(jié)構(gòu)2、 22的材料包括金屬材料，諸如鋁、鈦、鉻、鎳、 銅、鉬、釕、銀、鎢、鉑和金；絕緣材料，如Bi或Ba、 Pb等的燒結(jié) 玻璃(frit glass)。形成方法包括對(duì)其中在溶劑中混合了金屬成份和 玻璃成份的厚膜膠進(jìn)行印刷和焙燒的厚膜印刷方法，使用金屬膠的膠 版印刷方法等等。如果對(duì)于三維結(jié)構(gòu)2、 22使用絕緣材料，則其電勢 優(yōu)選地通過覆蓋抗靜電膜和金屬薄膜來調(diào)節(jié)。所指定的電勢優(yōu)選地是 地電勢，并且如果特別地小于或等于布線電勢(優(yōu)選地負(fù)電勢)，則 獲得更高的放電抑制效果。在形成空間7、 27方面，具有幾nm厚度 的材料是優(yōu)選的。此外，如下配置是優(yōu)選的，即其中使三維結(jié)構(gòu)的 寬度W1、 W3 (參見圖2A和8A)比器件電極l的寬度W2寬，以便 在陰極斑點(diǎn)9進(jìn)入的側(cè)上的空間2、 27的邊緣處，空間7、 27完全包 圍器件電極l，該配置使得更可靠地將陰極斑點(diǎn)9移動(dòng)到空間7、 27。器件電極l的材料包括鋁、鈦、鉻、鎳、銅、鉬、釕、銀、鴒、 鉑和金。在電子發(fā)射器件特性和與器件膜7的小臺(tái)階差方面，大約0.01 到0.3pm的薄膜是優(yōu)選的。高溫部3是器件電極1中的溫度局部升高的部分?？刹捎貌皇峭?過改變器件電極l的寬度，而是通過改變厚度、形成其中角部的曲率 半徑小的區(qū)域等，來集中電流的配置。也可采用局部地利用高電阻材 料等來形成高電力消耗的區(qū)域的配置?？尚纬啥鄠€(gè)高溫部3，但優(yōu)選 形成一個(gè)以便于陰極斑點(diǎn)9的控制。第一空間7和第二空間27的電場強(qiáng)度(空間內(nèi)部的電場強(qiáng)度分 布)被設(shè)置得比面板的平均電場強(qiáng)度弱。通過利用諸如后板61的每個(gè)元件的形狀和物質(zhì)性值、施加到前板62的陽極電極的電壓、以及 后板61與前板62之間的間隔的參數(shù)，執(zhí)行電場計(jì)算，容易地獲得空 間7、 27的電場強(qiáng)度。電場強(qiáng)度的大小也可利用前板62的立體角來 表示。利用圖9來描述圖1的第一三維結(jié)構(gòu)2中的每個(gè)位置53、 54、 55的立體角。關(guān)于前板62在每個(gè)位置處的立體角，假設(shè)整個(gè)外周上 頂角為小n (n = l， 2, 3)。在此情況下，在每個(gè)位置處的立體角Hn 是<formula>formula see original document page 12</formula>從圖中可見，小1>(|)2>(|)3。根據(jù)上述等式，立體角Qn隨著在第 一三維結(jié)構(gòu)2中越深變得越小，因此電場強(qiáng)度變?nèi)?。面板的平均電場?qiáng)度表示為Va/d (Va是前板62的陽極電極的 施加電壓，d是后板61與前板62之間的間隔)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)如果第一 空間7和第二空間27的電場強(qiáng)度比上述平均電場強(qiáng)度弱，并且優(yōu)選 地小于或等于平均電場強(qiáng)度的1%，則非常有效。第一空間7和第二空間27的形狀優(yōu)選地具有在弱化電場強(qiáng)度的 同時(shí)創(chuàng)建更寬區(qū)域的配置。就是說，關(guān)于第一空間7，在圖2A和2B 中，使W1和D1較大，并且使H1較小。關(guān)于第二空間27，在圖8A 和8B中，使H2和D2較大，并且使W3較小。例如，給出如下條件第一空間7: D1/H1 > 1第二空間27: H2/W3>1.5以使得相對(duì)于平均電場強(qiáng)度的電場強(qiáng)度比率小于或等于1/100 (如果三維結(jié)構(gòu)2、 22是電勢調(diào)節(jié)的)。在陰極斑點(diǎn)9的移動(dòng)速度方面，用于熄滅陰極斑點(diǎn)9的區(qū)域(與 Dl、 D2相關(guān)聯(lián))需要是幾nm到幾十fim。通過在預(yù)定位置設(shè)置高溫部3并且考慮以上需求，在任何形狀的 三維結(jié)構(gòu)2、 22中獲得本發(fā)明的效果。圖IOA到10D示出第一和第二三維結(jié)構(gòu)2、 22的另一模式。圖 10A和10B示出第一三維結(jié)構(gòu)2的示例，并且圖10C和10D示出第二三維結(jié)構(gòu)22的示例。圖IOA是其中第一三維結(jié)構(gòu)2的突起部2a的遠(yuǎn)端具有曲度的示 例。圖10B是其中第一三維結(jié)構(gòu)2的突起部2a具有反錐形狀的示例。 圖10C是其中第二三維結(jié)構(gòu)22包括空腔，并且器件電極1位于所述 空腔中的示例。就是說，在第二三維結(jié)構(gòu)22的兩個(gè)壁部上形成有覆 蓋第二空間27的上部的蓋部。圖10D是其中第二三維結(jié)構(gòu)22形成有 設(shè)置在如下位置處的兩個(gè)元件(壁部)22a、 22b的示例，這些位置夾 持后板面內(nèi)的器件電極l。在本發(fā)明中，即使在第一和第二三維結(jié)構(gòu)2、 22或者第一和第二 空間7、 27具有在表面上的曲面或者突起的情況下，也能獲得基于上 述概念的效果。示例利用具體示例來具體描述本發(fā)明。應(yīng)該注意，本發(fā)明不限于這些 示例的模式。示例1根據(jù)圖11的過程制造包括圖1的第一三維結(jié)構(gòu)2和器件電極1 的后板61 (參見圖5)。在本示例中，使用其中堿性成份的量較小的 PD-200 (由Asahi Glass Co.， Ltd制造)的厚度為2.8mm的玻璃作為 基板，并且在玻璃基板上涂布并形成膜厚度為200nm的Si02膜作為 鈉阻隔層。[器件電極的形成J在通過濺射方法在玻璃基板上形成膜厚度為20nm的Pt膜之后， 在整個(gè)表面上涂布光刻膠。隨后利用膝光、顯影和蝕刻的一系列光刻 技術(shù)來執(zhí)行構(gòu)圖，從而形成掃描信號(hào)器件電極11和信息信號(hào)器件電 極12 (圖11A)。在掃描信號(hào)器件電極11中形成高溫部3。以曲折 方式設(shè)置信息信號(hào)器件電極12以便獲得高阻抗。器件電極ll、 12的 電阻率是0.25xl(T6 (ftm)。掃描信號(hào)器件電極11在與器件膜17連 接的一側(cè)上具有20)Lim的電極寬度，并且在與第一三維結(jié)構(gòu)2連接的 一側(cè)(與布線的連接側(cè))上具有8nm的電極寬度。[信息信號(hào)布線和第一三維結(jié)構(gòu)的形成在利用Ag照相漿狀油墨執(zhí)行絲網(wǎng)印刷并且干燥之后，對(duì)預(yù)定圖 案執(zhí)行曝光，從而形成第一三維結(jié)構(gòu)2的信息信號(hào)布線14和第一層 13 (圖11B)。在利用Ag照相漿狀油墨執(zhí)行絲網(wǎng)印刷并且千燥之后， 對(duì)預(yù)定圖案執(zhí)行曝光，從而形成第一三維結(jié)構(gòu)2的第二層19(圖11C )。 第一三維結(jié)構(gòu)2的終端部與掃描信號(hào)布線16(稍后描述)連接。此后， 執(zhí)行顯影，在大約480。C執(zhí)行焙燒，獲得第一三維結(jié)構(gòu)2。第一三維 結(jié)構(gòu)2的第一層13的厚度大約為8nm，寬度為80nm，并且長度為 120j^in;第二層19的厚度大約為8fim，寬度為80jim，并且長度為 150fim,以便第二層的在長度方向上的一端用作在器件電極11之上突 起的突起部。信息信號(hào)布線14的厚度大約為8pm，并且寬度為20^un。 這些值是在形成后的實(shí)際測量值。所形成的信息信號(hào)布線14的電阻 率被測量，發(fā)現(xiàn)是0.03xl(T6[11111。[絕緣層的形成在對(duì)具有PbO作為主要成份的光刻膠執(zhí)行絲網(wǎng)印刷之后，執(zhí)行 膝光和顯影，并且最后在大約460。C執(zhí)行焙燒，以形成厚度為30jim、 寬度為200nm的絕緣層15 (圖11D)。在絕緣層15中的、與第一三 維結(jié)構(gòu)2的終端部對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)形成開口。[掃描信號(hào)布線的形成l在利用Ag照相漿狀油墨執(zhí)行絲網(wǎng)印刷并且干燥之后，在大約 450°C下執(zhí)行焙燒，以在絕緣層15上形成厚度為lOjim且寬度為 150jim的與信息信號(hào)布線14交叉的掃描信號(hào)布線16 (圖11E)。在 相關(guān)處理中，同時(shí)形成到外部驅(qū)動(dòng)電路的引出布線和引出端子。對(duì)本示例的布線群的阻抗進(jìn)行測量，從利用器件膜17形成的掃 描信號(hào)器件電極11經(jīng)由掃描信號(hào)布線16到外部驅(qū)動(dòng)電路的阻抗大約 是150n。從信息信號(hào)器件電極12經(jīng)由信息信號(hào)布線14到外部驅(qū)動(dòng) 電路的阻抗大約是1500Q。[器件膜和電子發(fā)射部分的形成在充分清洗基板之后，利用包含斥水劑的溶液來處理該表面以獲得疏水性。將鈀脯氨酸復(fù)合物溶解在其中水和異丙醇(IPA)為85:15 (v/v)的混合水溶液中，使得在水溶液中的含量為重量的0.15%,由 此制備含有機(jī)鈀的溶液。通過使用壓電器件的噴墨涂布設(shè)備，將含有 機(jī)鈀的溶液制備成點(diǎn)直徑為50nm，并且將該溶液涂布在器件電極11、 12之間。此后，在350。C下在空氣中進(jìn)行10分鐘的熱焙燒過程，從 而獲得最大為10nm厚的氧化鈀(PdO)膜。在包含少量氫氣的真空氣氛下對(duì)氧化鈀膜進(jìn)行導(dǎo)電和加熱，以形 成包含從氧化鈀中減少的鈀的器件膜17，同時(shí)在器件膜17的一部分 處形成電子發(fā)射部分18 (圖11F )。將三腈(trinitrile)引入真空氣氛，在1.3xl(T4Pa的真空氣氛下 對(duì)器件膜17執(zhí)行導(dǎo)電處理，并且在電子發(fā)射部分18的附近淀積碳或 碳化合物。顯示面板的形成制備前板62,該前板62是通過在玻璃基板上層疊用作光發(fā)射元 件的熒光膜以及用作陽極電極的金屬背板而配置的。通過上述處理制 造的前板62和后板61具有設(shè)置在外周邊緣處的框架元件64 (如圖6 所示)，并且板間距離通過間隔體63保持為2mm并且密封。由此獲 得像素?cái)?shù)量為3072x768并且像素間距為200x600fim的矩陣顯示面 板。在前板62中，通過借助幾十Wl的阻抗元件連接每個(gè)像素的金屬 背板來獲得對(duì)放電電流的限流效果。由于Ag膠的特性，在表面上形成微小隆起，并且圖案端部變圓， 但它們具有幾乎不影響本發(fā)明的價(jià)值的程度，并且因此假設(shè)第一空間 7是如圖l所示的實(shí)線矩形.通過光學(xué)顯微鏡和SEM觀察測量第一空 間7的形狀，并且發(fā)現(xiàn)W1 s80jim， Hl-8pm，并且Dl-20nm。高 溫部3與第一空間7之間的距離Ll是10jim。 (示例2)制造包括圖7的第二三維結(jié)構(gòu)22和器件電極1的后板61 (參見 圖12)。制造過程與示例l基本相同，但不同之處在于當(dāng)形成笫二三維結(jié)構(gòu)22時(shí)將Ag膠堆疊成三層，并且每層的圖案是相同形狀。所制造的第二三維結(jié)構(gòu)22的厚度是30^im，寬度是80^im，并且 長度是150]Lun。信息信號(hào)布線14的厚度大約是lOjmi,并且寬度是 20拜。利用光學(xué)顯微鏡和SEM觀察來測量第二空間27的形狀，并且 發(fā)現(xiàn)W3-20^im, H2-30fim,并且D2"0拜。高溫部3與第二空間27之間的距離L2是10nm。 (示例3 )制造圖13中所示的后板。在本示例中，將器件電極ll形成為使 得掃描信號(hào)器件電極11的高溫部3位于第一空間7中。從第一三維 結(jié)構(gòu)2的端部到高溫部3的距離L3是5pm。[比較示例1作為比較示例l，制造具有與示例l類似的配置，但未設(shè)置第一 三維結(jié)構(gòu)2的后板(參見圖14)。制造過程與示例l相同，除了不包 括第一三維結(jié)構(gòu)2的形成過程之外。掃描信號(hào)器件電極11和掃描信 號(hào)布線16彼此直接電連接。在示例l和示例2中，電場計(jì)算中獲得的電場分布的框架形式圖 如圖15A和15B所示。在該圖中，參考標(biāo)記41指示等勢線。圖15A 示出沿著圖2A的線A-B截取的截面，并且示出示例1的第一空間7 中的電場強(qiáng)度。El是電場強(qiáng)度變成第一三維結(jié)構(gòu)2外部的平均電場 強(qiáng)度的1/100的位置，并且從第一三維結(jié)構(gòu)2的端部到El的距離La 是8,。圖15B示出沿著圖8A的線A-B截取的截面，并且示出示例2 的第二空間27中的電場強(qiáng)度。E2是電場強(qiáng)度變成第二三維結(jié)構(gòu)22 外部的平均電場強(qiáng)度的1/100的位置，并且從笫二三維結(jié)構(gòu)22的端部 到E2的距離Lb是25jim。評(píng)價(jià)關(guān)于上述獲得的示例1到示例3以及比較示例1的顯示面板，當(dāng) 執(zhí)行常規(guī)圖像顯示時(shí)，在所有顯示面板中獲得滿意的顯示。為了檢查本發(fā)明的效果，執(zhí)行向電子發(fā)射器件施加過電壓并且人 為引起器件放電的放電實(shí)驗(yàn)。首先，去除電子發(fā)射器件，除了遠(yuǎn)離面板中央處的間隔體的地址為(X，Y)的適當(dāng)像素及其周圍的三個(gè)像素。 這是因?yàn)槿绻诜烹妼?shí)驗(yàn)中，電子發(fā)射器件連接到被驅(qū)動(dòng)的布線，則 當(dāng)施加電壓時(shí)與所述設(shè)備特性相對(duì)應(yīng)的電流趨于被添加到放電電流 中。去除電子發(fā)射器件的方法是通過從后板的后表面向器件膜17照 射YAG激光來實(shí)現(xiàn)的。由于器件膜17是非常薄的膜，所以以較低輸 出實(shí)現(xiàn)去除處理。隨后向前板61的陽極電極施加1到10kV的電壓，并且分別施 加-10到-20V和+ 10到+20V的電壓作為掃描信號(hào)和信息信號(hào)。 同時(shí)，利用電壓探針和電流探針來監(jiān)測電壓施加線的電壓和電流波 形。在本示例中，由于掃描信號(hào)側(cè)具有比信息信號(hào)側(cè)更低的電壓施加 路徑阻抗，所以放電電流大部分流入掃描信號(hào)布線16。在電路方面， 獲得10:1的掃描信號(hào)側(cè)與信息信號(hào)側(cè)的電流分流比率，但由于陰極斑 點(diǎn)9在掃描信號(hào)器件電極11上移動(dòng)，由此損壞了器件膜17,并且獲 得更高阻抗，所以可以假設(shè)流入信息信號(hào)側(cè)的電流基本為零。實(shí)際上， 來自信息信號(hào)布線14的放電電流小于或等于20mA。圖16A和16B示出從本示例的掃描信號(hào)布線16輸出的放電電流 波形的框架形式圖。在16A中，AaO = Aal = Aa2 = 0.5A， Aa3 = 0.15A, TaO = Tal = Ta2 = 0.1 ^s， Ta3 = 0.06 ns。 AaO和TaO是比較示例1的 最大放電電流和達(dá)到最大放電電流的放電上升時(shí)間，并且Aal到Aa3， Tal到Ta3是示例1到示例3的相同參數(shù)。AaO，是放電移動(dòng)到高溫部 3的電流值，并且取0.2A的值，并且TaO，是比較示例1的放電持續(xù) 時(shí)間，并且取60jis的值。在圖16B中，AbO = 2A， Abl - Ab2 = 1.2A， Ab3 = 0.2A， TbO = 0.1 jxs， Tbl = Tb2 = 0.07 ^s， Tb3 = 0.05 ^s。 AbO和TbO是比較示例1的 最大放電電流和達(dá)到最大放電電流的放電上升時(shí)間，并且Abl到 Ab3， Tbl到Tb3是示例1到示例3的相同參數(shù)。放電移動(dòng)到高溫部3的電流值A(chǔ)b0，是AbO，=0.3A,并且比較示例1的放電持續(xù)時(shí)間Tb0， 是TbO" = 15ps。圖16A和16B中的Aa0和Ab0受施加到前板的電壓值的控制。關(guān)于比較示例1，在示例1到3中抑制了放電電流值和放電持續(xù) 時(shí)間。示例3中的放電抑制效果比示例1和2中的效果更大，因?yàn)楦?溫部3位于第一空間7中。示例1和示例2的放電持續(xù)時(shí)間不同，因 為直至用于熄滅示例1的第一空間7和示例2的第二空間27的陰極 斑點(diǎn)9的電場強(qiáng)度值為止的距離不同(La<Lb)。在放電實(shí)驗(yàn)之后觀察后板的像素?fù)p壞，發(fā)現(xiàn)在所有示例1到3 的顯示面板中，只有假擬產(chǎn)生放電的像素被放電所損壞。在器件電極 11上觀察到陰極斑點(diǎn)9的損壞10，并且發(fā)現(xiàn)陰極斑點(diǎn)9的遠(yuǎn)端部停 止在與三維結(jié)構(gòu)2、 22的端部相距La和Lb的位置處。另一方面，在 比較示例1中，器件放電損壞沿著掃描信號(hào)布線16延伸到相鄰像素。執(zhí)行改變第一和第二空間2、 27與高溫部3之間的距離的實(shí)驗(yàn)， 并且發(fā)現(xiàn)當(dāng)距離超過20jun時(shí)，獲得與比較示例1類似的放電電流值 和放電持續(xù)時(shí)間。雖然參照示例性實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但應(yīng)該理解本發(fā)明不限 于所公開的示例性實(shí)施方式。所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)該被給予最寬的 解釋，以便包含所有這些修改以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1、一種電子束設(shè)備，包括后板，所述后板包括具有器件電極的電子發(fā)射器件，以及與所述器件電極連接的布線；和前板，所述前板包括陽極電極，所述前板是面對(duì)所述后板設(shè)置的，并且被從所述電子發(fā)射器件發(fā)射的電子所照射；其中在所述后板上設(shè)置有三維結(jié)構(gòu)，所述三維結(jié)構(gòu)形成一空間，所述器件電極的布線側(cè)部分位于所述空間中；其中所述三維結(jié)構(gòu)的表面電勢被限定為使得所述空間的電場強(qiáng)度比下式表示的平均電場強(qiáng)度弱，平均電場強(qiáng)度＝Va/d，其中Va是所述陽極電極的施加電壓，并且d是所述后板與所述前板之間的間隔；并且其中所述器件電極包括高溫部，在電流流經(jīng)所述器件電極時(shí)在所述高溫部中局部升溫，所述高溫部位于所述空間內(nèi)，或者位于距離所述空間小于或等于20μm的位置處。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子束設(shè)備，其中，所述三維結(jié)構(gòu)包 括在所述器件電極的布線側(cè)部分之上突起的懸臂狀突起部，并且所述 空間是所述突起部與所述后板之間的空間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子束設(shè)備，其中，所述三維結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在所述器件電極的布線側(cè)部分的兩 側(cè)上的兩個(gè)壁部，并且所述空間是所述兩個(gè)壁部之間的空間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的電子束設(shè)備， 其中，所述三維結(jié)構(gòu)的表面電勢被限定為小于或等于與所述器件電極連接的布線的電勢。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的電子束設(shè)備，其中，所述空間包括電場強(qiáng)度小于或等于所迷平均電場強(qiáng)度的1% 的區(qū)域。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的電子束設(shè)備，其中 所述電子發(fā)射器件包括一對(duì)器件電極；并且 所述后板包括與所述一對(duì)器件電極之一連接的第一布線，和與另一個(gè)器件電極連接的第二布線，并且所述第二布線跨過絕緣層與所述 第一布線交叉。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子束設(shè)備， 其中所述三維結(jié)構(gòu)是所述絕緣層的一部分。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的電子束設(shè)備， 其中，所述三維結(jié)構(gòu)與所述器件電極或者連接到所述器件電極的布線電連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電子束設(shè)備。在后板上設(shè)置有形成一空間的三維結(jié)構(gòu)，器件電極的布線側(cè)部分位于所述空間中。所述三維結(jié)構(gòu)的表面電勢被限定為使得所述空間的電場強(qiáng)度比下式表示的平均電場強(qiáng)度弱平均電場強(qiáng)度＝Va/d，其中Va是陽極電極的施加電壓，并且d是后板與前板之間的間隔。器件電極包括高溫部，在電流流經(jīng)所述器件電極時(shí)在所述高溫部中局部升溫。所述高溫部位于所述空間內(nèi)，或者位于距離所述空間小于或等于20μm的位置處。
文檔編號(hào)H01J1/30GK101281840SQ20081009006
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2008年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月2日
發(fā)明者東尚史, 伊庭潤 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社