專利名稱：電子發(fā)射器件，電子源基片，成象設(shè)備及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子發(fā)射器件和使用該電子發(fā)射器件的一種電子源基片，一種電子源，一種顯示板以及一種成象設(shè)備。本發(fā)明還涉及生產(chǎn)這些器件和設(shè)備的方法。
在已有的電子發(fā)射器件中，有兩種類型的電子發(fā)射器件是眾所周知的，一種是熱電子發(fā)射源型的，另一種是冷陰極發(fā)射源型的。冷陰極發(fā)射源型包括場致發(fā)射型電子發(fā)射器件(以下稱為FE型)，金屬/絕緣體/金屬型電子發(fā)射器件(以下稱為MIM型)，以及表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件。
例如，在題目為＂場致發(fā)射＂(W.P.Dyke and W.W.Dolan，Advance in Electron Physics.8，89(1956))和題目為具有鉬圓錐體的薄膜場致發(fā)射陰極的物理特性＂(C.A.Spindt，J.Appl.Phys.，47，5248(1976))的論文中公開了FE型的例子。
C.M.Mead已經(jīng)報導(dǎo)了MIM型的一個例子(J.Appl.Phys.，32，646(1961)。
由M.I.Elinson已報告了表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件的一個例子。
表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件利用這樣的現(xiàn)象當(dāng)電流在與薄膜表面平行的方向上流過具有在一個基片上形成的小區(qū)域的薄膜時，產(chǎn)生電子發(fā)射。各種類型的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件是公知的。它們包括由Elinson等人提出的使用薄的SnO2膜的器件，使用薄Au膜的器件(G.Ditlmer，薄固態(tài)膜，9，317(1972)，使用薄In2O3/SnO2膜(M.Hartwell and C.G.Fonstad，IEEE Trans.ED Conf.，519(1975))，以及用薄膜的器件(Araki等人，真空，26(1)，22(1983))。
在這里用Hartwell提出的器件作為表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件的代表例子，其結(jié)構(gòu)如圖39所示。在該圖中，參考標(biāo)記1代表基片，4代表通過濺射由金屬氧化物以H圖案形成的導(dǎo)電薄膜。導(dǎo)電薄膜4經(jīng)過下面將要詳細(xì)描述的稱為激勵成形的過程(以后簡稱為成形過程)，在導(dǎo)電薄膜4上形成電子發(fā)射區(qū)5。使電極間的距離L的值在0.5mm至1mm的范圍內(nèi)并且寬度W為0.1mm。在上述的文獻(xiàn)中沒有描述電子發(fā)射區(qū)5的詳細(xì)位置和形狀，因而圖39是這種結(jié)果的粗略的簡圖。
在常規(guī)的表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件中，在使用要發(fā)射電子的器件之前，使導(dǎo)電薄膜4經(jīng)受激勵成形過程而形成電子發(fā)射區(qū)5。在這種激勵成形過程中，將直流電壓或者以非常慢的速率(例如1V/min)增加的電壓加到導(dǎo)電薄膜4上，使導(dǎo)電薄膜局部斷裂、變形成性能發(fā)生變化，從而形成具有高電阻的電子發(fā)射區(qū)5。在電子發(fā)射區(qū)5，在導(dǎo)電薄膜4中局部形成裂縫并通過裂縫或通過靠近裂縫的區(qū)域發(fā)射電子。在完成了成形過程之后，將電壓加到導(dǎo)電薄膜4上，使電流流過導(dǎo)電薄膜4，從而由電子發(fā)射區(qū)5發(fā)射電子。
表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件的結(jié)構(gòu)簡單，因而容易生產(chǎn)。因此，能在一個大的區(qū)域上設(shè)置大量類似的器件。考慮到這些優(yōu)點在實際中的應(yīng)用，例如電子束源、顯示器件或圖象顯示器件等，正在進(jìn)行廣泛的研究和設(shè)計。
本發(fā)明發(fā)明人在日本專利申請已公開的No.2-56822(1990)中已研究了表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件并提出了一種新的產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法。圖38示出了在該專利中公開的器件。在這圖中，參考標(biāo)號1代表基片，2和3代表器件電極，4代表導(dǎo)電薄膜，5代表電子發(fā)射區(qū)。能按下方式形成這種電子發(fā)射器件。首先，使用通用技術(shù)，例如真空蒸發(fā)和光刻技術(shù)，在基片1上形成器件電極2.3。然后通過例如擴(kuò)散涂敷在基片上涂敷導(dǎo)電材料并接著制作圖案以形成導(dǎo)電薄膜4。然后通過將電壓加到器件電極2和3上進(jìn)行成形過程，由此形成電子發(fā)射區(qū)5。
然而，在上面所述的常規(guī)生產(chǎn)方法中，它是以半導(dǎo)體加工為基礎(chǔ)的，因而難以在大的區(qū)域上形成大量的電子發(fā)射器件。此外，這樣的技術(shù)需要專門的并且昂貴的生產(chǎn)設(shè)備。另外，上述的制圖過程需要很多長步驟。因此，目前，在基片的大區(qū)域上形成大量電子發(fā)射器件需要很高的成本。所以需要簡化制圖技術(shù)。
本發(fā)明的一個目的是解決上述問題。更具體地說，本發(fā)明的一個目的是提供一種生產(chǎn)電子發(fā)射器件的方法，能以低的成本在一個基片上形成大量的電子發(fā)射器件。本發(fā)明的另一個目的是提供使用這種電子發(fā)射器件的一種電子源基片，電子源，顯示板和成象設(shè)備。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種生產(chǎn)電子發(fā)射器件的方法，其中用簡化工藝進(jìn)行構(gòu)圖。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種生產(chǎn)電子愛射器件的方法，能用簡化的生產(chǎn)工序在基片上需要的位置提供所需量的導(dǎo)電材料。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種電子源基片，一種電子源，一種顯示板和一種使用這樣一種電子發(fā)射器件的成象設(shè)備。
由下面描述的具有多個方面和特征的本發(fā)明實現(xiàn)上述目的。
本發(fā)明的第一方面，提供一種生產(chǎn)電子發(fā)射器件的方法，包括如下步驟形成一對電極，并在一個基片上形成一個導(dǎo)電薄膜，使所說電極對與所說導(dǎo)電薄膜接觸，并且使用所說導(dǎo)電薄膜形成一個電子發(fā)射區(qū)，其中以微滴形成向所說基片提供一種包含一種金屬元素的溶液，由此形成所說導(dǎo)電薄膜。
本發(fā)明的第二方面，提供一種產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，該電子發(fā)射器件具有在基片上以相對位置設(shè)置的一對(每一對)電極之間形成電子發(fā)射區(qū)的薄膜，所述方法包括如下步驟向所說基片提供一個或多個溶液微滴，所說溶液包括一種構(gòu)成所說導(dǎo)電薄膜的材料；檢測所說已提供的微滴的狀態(tài)；根據(jù)所說已提供的微滴的狀態(tài)的所得信息再次提供一個或多個微滴。
本發(fā)明的第三方面，提供一種產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，包括如下步驟通過形成多個微滴形成導(dǎo)電薄膜，從而使所說的微滴形成的相鄰的斑點之間的中心至中心的距離小于所說斑點的直徑；使電流流過導(dǎo)電的薄膜，從而在每一導(dǎo)電薄膜中形成電子發(fā)射區(qū)。
本發(fā)明的第四方面，提供一種產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，包括如下步驟對基片的表面進(jìn)行處理，使所說基片的表面變?yōu)槭杷模蝗缓笙蛞粚﹄姌O之間的一個位置以微滴形成式提供包含構(gòu)成導(dǎo)電薄膜的材料的溶液，從而形成導(dǎo)電薄膜，上述的溶液是親水的。
本發(fā)明的第五方面，提供一種產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，包括如下步驟向一個基片提供至少一個溶液微滴，所述溶液包含構(gòu)成導(dǎo)電薄膜的材料，從而形成斑點形狀的導(dǎo)電薄膜；然后形成一對器件電極，使器件電極與導(dǎo)電薄膜接觸。
當(dāng)然，按照本發(fā)明的生產(chǎn)方法形成的電子發(fā)射器件也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
本發(fā)明還提供一種電子源基片，其特征在于在一個基片上設(shè)置按照本發(fā)明的多個電子發(fā)射器件。
本發(fā)明還提供一種電子源，其中使在本發(fā)明的電子源基片上形成的多個電子發(fā)射器件相連接。
此外，本發(fā)明提供一種顯示板，包括設(shè)有本發(fā)明電子源的一個后板；設(shè)有一個熒光膜的前板，所述后板和前板相對設(shè)置，從而使所說電子源發(fā)射的電子照射所說熒光膜，顯示出一個圖象。
本發(fā)明還提供一種包括本發(fā)明的顯示板的成象設(shè)備，而且至少一個與顯示板相連的驅(qū)動電路。
本發(fā)明還提供一種產(chǎn)生電子發(fā)射器件的設(shè)備。
本發(fā)明一方面提供一種產(chǎn)生電子發(fā)射器件的設(shè)備，所說設(shè)備包括微滴提供裝置，向一個基片噴射包含一種金屬元素的微滴，借此在所說基片上提供所說微滴；檢測裝置，檢測所說提供的微滴的狀態(tài)；以及控制裝置，根據(jù)經(jīng)所說檢測裝置得到的信息控制所說微滴提供裝置的噴射條件。
本發(fā)明另一方面提供一種產(chǎn)生電子源基片的方法，包括如下步驟在基片上形成多對器件電極；向每對器件電極之間的一個位置提供一個或多個包含金屬元素的溶液微滴，從而在所說位置形成導(dǎo)電薄膜并因而形成多個電子發(fā)射器件。
本發(fā)明另一方面還提供一種產(chǎn)生電子源的方法，包括如下步驟在一個基片上形成多對器件電極；向每對器件電極之間的一個位置提供一個或多個包含金屬元素的溶液微滴，從而在所說的位置形成導(dǎo)電薄膜并由此形成多個電子發(fā)射器件；使電子發(fā)射器件相互連接。
本發(fā)明還有一方面是提供一種產(chǎn)生顯示板的方法，包括如下步驟在一個基片上形成多對器件電極；向每對器件電極之間的一個位置提供一個或多個包含金屬元素的溶液微滴，從而在所說的位置形成導(dǎo)電薄膜并由此形成多個電子發(fā)射器件，使電子發(fā)射器件相互連接；將一個具有一個其上形成了電子發(fā)射器件的基片的后板與通過一個支撐架前板相連，后板上設(shè)有熒光膜，使所說后板和前板相對設(shè)置。
本發(fā)明的另一方面是提供一種產(chǎn)生成象設(shè)備的方法，包括如下步驟在一個基片上形成多對器件電極；向每對器件電極之間的一個位置提供一個或多個包含金屬元素的溶液微滴，從而在所說的位置形成導(dǎo)電薄膜并由此形成多個電子發(fā)射器件；使電子發(fā)射器件相互連接；將一個具有其上形成了電子發(fā)射器件的基片的后板通過一個支撐架與前板相連，后板上設(shè)有熒光膜，使所述后板和前板相對設(shè)置，從而形成顯示板；將驅(qū)動電路與顯示板相連。
在根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法中，由于向一個基片以微滴的形式提供包含金屬元素的溶液從而形成構(gòu)成電子發(fā)射區(qū)的導(dǎo)電薄膜，所以能夠在所希望的位置提供所希望數(shù)量的溶液。因而，能大大地簡化產(chǎn)生電子發(fā)射器件的工序。
此外，在有關(guān)產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法的本發(fā)明的第二方面，首先檢測已提供的微滴的狀態(tài)的信息，然后根據(jù)所獲得的信息校正噴射條件和噴射位置，最后在校正了的條件下再提供微滴。因此，能夠形成缺陷非常少的薄膜。此外，能大大改善器件性能的均勻性，因而能解決隨著基本的尺寸增加而變得嚴(yán)重的生產(chǎn)合格率的問題。
此外，用本發(fā)明的電子發(fā)射器件，能產(chǎn)生高質(zhì)量的電子源基片，電子源、顯示板和成象設(shè)備。
在本發(fā)明產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法的第三方面，向基片提供多個溶液微滴，構(gòu)成電子發(fā)射區(qū)的金屬材料溶解或散布在溶液中，從而使微滴形成的相鄰的斑點之間的中心至中心的距離小于所說斑點的直徑。在而能非常準(zhǔn)確地形成構(gòu)成電子發(fā)射區(qū)的導(dǎo)電膜。
在本發(fā)明產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法的第四方面，首先對基片的表面進(jìn)行處理，使基片的表面變?yōu)槭杷?，然后以微滴的形式向基片提供疏水溶液。因而，能產(chǎn)生具有良好的再現(xiàn)性的導(dǎo)電薄膜。這意味著在一個大的面積上能生產(chǎn)大量的具有一致性能的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件。
此外，在本發(fā)明產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法的第五方面，是在形成導(dǎo)電薄膜之后形成器件電極。因而，可使本發(fā)明用在較寬的范圍內(nèi)。
另外，在根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生電子源、電子源基片、顯示板、成象設(shè)備、以及電子發(fā)射器件時，能準(zhǔn)確地將導(dǎo)電薄膜配置在所希望的位置，因而，能得到一致的并且極好的特性。


圖1A至1D是示意圖，描述本發(fā)明產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法；圖2A至2B是示意圖，描述本發(fā)明表面導(dǎo)電子發(fā)射器件；圖3是本發(fā)明另一表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的平面圖；圖4A和4B描述了在激勵成型過程中所用的電壓波形，激勵成型過程是在本發(fā)明產(chǎn)生電子發(fā)射器件的工序中進(jìn)行的過程，其中圖4A描述了具有恒定脈沖高度的波形，而圖4B則描述了脈沖高度不斷增加的波形；圖5是測量電子發(fā)射特性的系統(tǒng)的示意圖6是描述本發(fā)明的簡單矩陣形式的電子源的部分平面圖；圖7是本發(fā)明成象設(shè)備的示意圖；圖8A和8B是描述熒光膜的局部示意圖，其中圖8A描述具有黑色帶的一類熒光膜，而圖8B描述具有黑色矩陣類的熒光膜；圖9是本發(fā)明驅(qū)動電路的方框圖，驅(qū)動電路響應(yīng)NTSC電視信號驅(qū)動成象設(shè)備顯示圖象；圖10是梯形類電子源的示意圖；圖11是本發(fā)明圖象顯示器件的部分剖開的立體圖；圖12是基片的示意圖，以矩陣的方式在基片上形成器件電極；圖13是以梯形方式在其上形成器件電極的基片的示意圖；圖14表示了本發(fā)明提供微滴的過程的一個例子；圖15是對應(yīng)本發(fā)明產(chǎn)生方法的流程圖；圖16表示本發(fā)明提供微滴的過程的另一個例子；圖17表示本發(fā)明提供微滴過程的又一個例子；圖18A至18C是示意圖，描述本發(fā)明在生產(chǎn)設(shè)備中使用的光探測系統(tǒng)/噴嘴的結(jié)構(gòu)，其中圖18A描述垂直反射型，圖18B描述傾斜反射型，而圖18C描述垂直透射型；圖19A和19B示意地表示本發(fā)明生產(chǎn)設(shè)備中使用的光探測系統(tǒng)/噴嘴的操作，其中圖19A描述微滴信息探測操作，而圖19B描述噴射操作；圖20A和20B示意地描述本發(fā)明生產(chǎn)設(shè)備中所使用的垂直透射型光探測系統(tǒng)/噴嘴的操作，其中圖20A描述微滴信息探測操作，圖20B描述噴射操作；圖21是帶有按照本發(fā)明生產(chǎn)方法形成的器件的電子束產(chǎn)生設(shè)備的一個例子的立體圖；圖22是一個示意圖，描述了電子源基片的一個例子，通過噴墨技術(shù)在基片上形成具有10×10矩陣型相互連接的電子發(fā)射器件；圖23是一個方框圖，描述了在本發(fā)明生產(chǎn)設(shè)備中所使用的噴射器操作控制系統(tǒng)的一個實例；圖24是一個示意圖，描述了本發(fā)明在生產(chǎn)設(shè)備中所使用的垂直反射型光探測系統(tǒng)的一個實例；圖25是一個方框圖，描述了本發(fā)明在生產(chǎn)設(shè)備中所使用的噴射操作控制系統(tǒng)的一個實例；圖26是一個方框圖，描述了本發(fā)明在生產(chǎn)設(shè)備中所使用的噴射操作控制系統(tǒng)的另一實例；圖27是一個方框圖，描述了本發(fā)明在生產(chǎn)設(shè)備中所使用的噴射操作控制系統(tǒng)的又一實例；圖28A和28B示意地描述了本發(fā)明在生產(chǎn)設(shè)備中所使用的用清除噴咀來校正不正常單元的過程；圖29是一個方框圖，描述了本發(fā)明在生產(chǎn)設(shè)備中所使用的噴射操作控制系統(tǒng)的另一例子；圖30示意地表示了用一個復(fù)雜系統(tǒng)校正不正常單元的過程，復(fù)雜系統(tǒng)包括位移校正/噴射控制系統(tǒng)；圖31A至31C描述按照本發(fā)明的用使用噴墨技術(shù)的生產(chǎn)方法形成的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的表面結(jié)構(gòu)的可能變化；圖32A和32B是示意圖，描述了墊塊和斑點的基本結(jié)構(gòu)，其中圖32A描述相鄰斑點之間的距離，圖32B描述在器件電極間形成的墊塊；圖33A至33D是示意圖，描述本發(fā)明在生產(chǎn)方法中所用的墊塊圖案的例子；圖34是一個平面圖，描述按照本發(fā)明的生產(chǎn)方法所形成的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的一個例子；圖35A1至35C2示意地表示了本發(fā)明表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件的生產(chǎn)流程；圖36是一個示意圖，描述本發(fā)明成矩陣相互連接的電子源基片的一個例子；圖37是一個示意圖，描述本發(fā)明成梯形相互連接的電子源基片的一個例子；圖38是一個示意圖，描述常規(guī)表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的一個例子；圖39是一個示意圖，描述常規(guī)表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的一個例子；圖40A和40B是示意圖，描述本發(fā)明電子發(fā)射器件的制備過程的一個例子。
現(xiàn)在參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。
圖1A至1D是描述本發(fā)明形成電子發(fā)射器件的方法的示意圖；圖2至3也是示意圖，描述按本發(fā)明的方法形成的表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件。
在圖1A至1D，2A至2B、3中，附圖標(biāo)記1表示基片，附圖標(biāo)記2和3表示器件電極，附圖標(biāo)記4表示導(dǎo)電薄膜，附圖標(biāo)記5表示電子發(fā)射區(qū)，附圖標(biāo)記6表示微滴提供裝置，附圖標(biāo)記7表示微滴。
在本實施例中，首先在基片1上形成器件電極2和3，使器件電極2和3相隔距離L1(圖1A)。然后，由微滴提供器件(噴墨印刷設(shè)備)6噴射包含金屬元素的溶液的微滴7(圖1B)，從而形成與器件電極2和3接觸的導(dǎo)電薄膜4，(圖1C)。然后通過(例如)成形過程在導(dǎo)電薄膜中形成裂縫，從而形成電子發(fā)射區(qū)5，下面將描述所說的成形過程。
在上述提供微滴的技術(shù)中，能將小的溶液微滴有選擇地僅分布在所希望的位置，不會無價值地消耗形成器件的材料。此外，既不需要使用昂貴設(shè)備的真空處理，也不需要包括許多步驟的光刻構(gòu)圖加工，因而能大大地減少生產(chǎn)成本。
至于微滴提供器件6，可以使用任何設(shè)備只要能以所希望的形式產(chǎn)生微滴。然而，最好是使用基于噴墨技術(shù)的設(shè)備，能容易地產(chǎn)生范圍從10ng到幾十ng的非常小的微滴并且能在該范圍內(nèi)控制微滴的量。
噴墨型設(shè)備包括一個使用壓電器件的噴墨排放裝置和一個基于由熱能在液體中形成氣泡的技術(shù)工作的噴墨排放裝置，從而以微滴的形式排放液體(以下稱為噴泡技術(shù))。
對于導(dǎo)電薄膜4，最好是使用由微粒形成的微粒膜以得到良好的電子發(fā)射性能。使膜厚在考慮各種條件(例如，在器件電極2和3上的多級覆蓋，在器件電極2和3之間的電阻，激勵成形條件)的情況下為一個合適的值，下面將對此進(jìn)行描述，膜厚在從幾A到幾千A的范圍內(nèi)為最好，在從10A至500A的范圍內(nèi)更好。表面電阻最好為103-107Ω/平方。
可以用來形成導(dǎo)電薄膜4的材料包括金屬(例如Pd，Pt，Ru，Ag，Au，Ti，In，Cu，Cr，F(xiàn)e，Zn，Sn，Ta，W，或Pb)，氧化物(例如PdO，SnO2In2O3PbO，或Sb2O3)，硼化物(例如HfB2，ZrB2，LaB6，CeB6，YB4，或GdB4)，碳化物(例如TiC，ZrC，HfC，TaC，SiC或WC)，氮化物(例如TiN，ZrN，或HfN)，半導(dǎo)體(例如Si或Ge，或碳)。
在本文，用術(shù)語＂微粒膜＂表示由許多微粒構(gòu)成的膜，其中微?？缮⒉荚谀ぶ校蛳喾?，配置微粒，以使微粒彼此相鄰或相互重疊(或以島的形式配置)。微粒的直徑最好為幾A至幾千A，10A至200A更好。
對于產(chǎn)生微滴7的溶液，最好是使用形成導(dǎo)電薄膜的材料能溶解在其中的溶液，例如水或溶劑，或者使用金屬化合物溶液，其中要求溶液應(yīng)具有足夠大的粘性，從而形成微滴。
最好是在器件電極之間提供溶液，使溶液的量不超過用基片和一對電極形成的凹進(jìn)部分的體積，如下列方程所示。
凹進(jìn)部分的體積＝器件電極的厚度(d)×器件電極的寬度(W1)×器件電極之間的距離(L1)(1)對于基片1，可以使用石英玻璃，雜質(zhì)含量低的玻璃(例如Na)，平板玻璃，涂有SiO2的玻璃基片，陶瓷基片(例如氧化鋁)等。
對于器件電極2和3的材料，能使用通用的導(dǎo)電材料，例如金屬或合金(例如Ni，Cr，Au，Mo，W，Pt，Ti，Al，Cu，或Pd)，由玻璃和金屬或金屬氧化物(例如Pd，Ag，Au，RuO2，Pd-Ag)構(gòu)成的印制導(dǎo)體，透明導(dǎo)體(例如In2O3或SnO2)，或如多晶硅之類的半導(dǎo)體。
器件電極之間的距離最好為幾百A至幾百μm。最好是使施加在器件電極間的電壓盡可能低，因而，需要精確地形成器件電極。根據(jù)這一觀點，器件電極之間的距離最好為幾μm至幾十μm。
使器件電極寬度W′的值為幾μm至幾百μm，從而滿足電極電阻的需要和電子發(fā)射性能的需要。器件電極2和3的膜厚最好在幾百A至幾μm的范圍內(nèi)。
電子發(fā)射區(qū)5包含在導(dǎo)電薄膜4的一部分中形成的裂縫，其中通過(例如)激勵成型來形成裂縫。在裂縫中可以有粒度為幾A至幾百A的導(dǎo)電微粒。導(dǎo)電微粒至少包括構(gòu)成導(dǎo)電薄膜4的材料的一部分元素。電子發(fā)射區(qū)5和與它鄰接的導(dǎo)電薄膜4可以包含碳或碳化合物。
通過執(zhí)行激勵成型工序產(chǎn)生電子發(fā)射區(qū)5，在激勵成型工序中使電流流過包括導(dǎo)電薄膜4和器件電極2和3的器件。在激勵形成過程中。在器件電極2和3之間加上電源電壓(沒有示出)，從而導(dǎo)電薄膜4局部斷開，變形或性能發(fā)生變化，因此產(chǎn)生一個結(jié)構(gòu)與其它部分不同的部分。將結(jié)構(gòu)發(fā)生局部變化的這一部分稱為電子發(fā)射區(qū)5。圖4A和4B描述了激勵成型中所用的電壓波形的例子。
關(guān)于電壓波形，最好使用脈沖波。可以施加峰值不變的一列電壓脈沖(圖4A)，或者相反可以施加峰值不斷增加的電壓脈沖(圖4B)。在使用峰值不變的脈沖的情況下，成型過程如下。
在圖4A和4B中，T1和T2分別表示電壓脈沖的寬度和周期，使I1的值在1μsec至10μsec的范圍內(nèi)，T2在10μse到100mse的范圍內(nèi)。根據(jù)表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的類型選擇三角波形的峰值電壓(成形電壓的峰值)為一個合適的值。在氣壓例如為1×10-5托的真空環(huán)境中進(jìn)行成型，其中在幾秒至幾十分鐘范圍內(nèi)的時間期間施加電壓。加在器件電極之間的電壓波形并不限于三角波形，也可以使用矩形波或其它合適的波形。
在使用圖4B所示的波形的情況下，T1和T2的值選擇與圖4A類似的值。在這種情況下，三角波的峰值電壓以例如0.1V的步長增加，并且在適當(dāng)氣壓下的真空環(huán)境中對器件加上該電壓。
在成形過程期間，用不會使導(dǎo)電薄膜4局部損壞或變形的較小電壓(例如0.1V)測量每一脈沖周期內(nèi)的電流，從而確定電阻。當(dāng)電阻增大到一個高值(例如1MΩ)或更大時，停止成型過程。
在成型過程后，最好使器件進(jìn)一步經(jīng)受激勵處理。
在激活過程中，像在成型過程中一樣，在氣壓例如為10-4至10-5托的真空環(huán)境中重復(fù)將峰值電壓不變的電壓脈沖施加到器件上，從而將由真空出現(xiàn)的有機(jī)物產(chǎn)生的碳化物或碳沉淀在導(dǎo)電薄膜上，因而使器件電流If和發(fā)射電流Ie發(fā)生很大變化。在激活過程期間，監(jiān)測器件電流If和發(fā)射電流Ie，而且，例如當(dāng)發(fā)射電流達(dá)到飽和值時停止該過程。在激活過程中加到器件上的脈沖最好有一個等于操作驅(qū)動電壓的電壓。
在本發(fā)明中，碳和碳化合物分別為石墨(單晶的或多晶的)和非晶碳(非晶碳和多晶石墨的混合物)。膜厚最好小于500，小于300更好。
按上述方式形成的電子發(fā)射器件最好在氣壓比激勵成形過程或激活過程低的真空中工作。另外，最好是，將電子發(fā)射器件仍然在較低氣壓的真空中在80℃至150℃的溫度下加熱后再使用電子發(fā)射器件。
＂低于激勵成型過程或激活過程的氣壓＂指低于約10-6托的氣壓，超低氣壓更好，從而基本上再不會有碳或碳化合物沉淀到導(dǎo)電薄膜上，因而得到穩(wěn)定的器件電流If和發(fā)射電流Ie。
在本發(fā)明中，電子發(fā)射器件是表面導(dǎo)電型的，它結(jié)構(gòu)簡單，因而容易生產(chǎn)。
按照本發(fā)明的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件基本上是平板型的。
產(chǎn)生電子發(fā)射器件的本發(fā)明方法的區(qū)別特征在于以微滴的形式向基片提供包含金屬元素的溶液，由此形成導(dǎo)電薄膜。這可由本發(fā)明的各種方式來實現(xiàn)。
I.在本發(fā)明的一種方式中，探測與在基片提供的一個微滴有關(guān)的狀態(tài)，并根據(jù)所獲得的狀態(tài)信息提供另一微滴。下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的這種方式。
圖14、16和17是示意圖，描述按照本發(fā)明的該實施例產(chǎn)生電子發(fā)射器件的各種方式的設(shè)備。圖15是對應(yīng)于按照本發(fā)明的一個實施例產(chǎn)生電子發(fā)射器件的過程的流程圖。
在圖14、16和17中，標(biāo)號7代表噴墨排放裝置，8代表發(fā)光裝置，9代表光接收裝置，10代表工作臺，11代表控制器，12代表控制裝置。在該發(fā)明中，發(fā)光裝置不限于發(fā)射可見光，可使用各種類型的發(fā)光器件，例如LED，紅外激光器等。對于光接收裝置，可以使用任何類型的光接收裝置，只要它能接收到由發(fā)光裝置發(fā)射的信號(光)就行。必須這樣設(shè)計和配置發(fā)光裝置和光接收裝置；由絕緣基片反射或透過絕緣基片傳送發(fā)光裝置產(chǎn)生的信號(光)，然后由光接收裝置接收信號(光)。
在按照本發(fā)明產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法和設(shè)備中，探測與微滴相關(guān)的狀態(tài)，包括提供在一對器件電極之間的間隙或凹形部中的微滴量的多少，微滴的位置，是否有微滴存在，等等。根據(jù)獲得的有關(guān)這些項目的信息，控制裝置控制例如排放操作的次數(shù)和排放裝置之類的狀態(tài)。此外使用具有壓電器件的噴墨排放裝置的情況下，也控制噴墨排放裝置的排放狀態(tài)，包括驅(qū)動狀態(tài)。
此外，探測上述狀態(tài)的裝置最好是包括微滴信息探測裝置，微滴信息探測裝置用于探測在電極間的間隙中是否有由使用噴墨技術(shù)的噴嘴排放的微滴并且進(jìn)一步探測微滴量，探測上述狀態(tài)的裝置還包括探測微滴到達(dá)位置的到達(dá)位置探測裝置。
在到達(dá)位置探測裝置中，通過光探測電極圖案或排放微滴前的專用對準(zhǔn)標(biāo)記來探測微滴到達(dá)位置，或者通過光探測微滴引起透射率的調(diào)制來探測微滴到達(dá)位置。通過探測在間隙中和在間隙的附近的多個點處的透射率來確定微滴位置，并計算在這些點中的校正值。
此外，在本發(fā)明的生產(chǎn)設(shè)備中，最好是由同一個光探測系統(tǒng)即探測微滴信息也探測微滴到達(dá)位置，而不需要另一探測位置的專用光學(xué)系統(tǒng)。在更好的方式中，用同一光學(xué)系統(tǒng)順序或同時探測微滴信息和位置。
在本實施例的生產(chǎn)方法中，如圖15所示，使用發(fā)光裝置和接收光裝置，通過探測通過電極之間的區(qū)域的光或從電極之間的區(qū)域反射的光束確定微滴提供位置，然后將噴墨排放器件的頭移到電極之間的要提供微滴的位置(定位步驟)。接著用噴墨排放器件有電極之間提供一個微滴(微滴供給步驟)，并且然后像在定位步驟那樣，根據(jù)通過電極之間的區(qū)域的信號或從電極之間的區(qū)域反射的信號來判斷在電極之間是否已經(jīng)供給了微滴(獲得微滴本身是否存在的信息)(微滴探測步驟)。如果在微滴探測步驟的得出的結(jié)論是微滴已經(jīng)成功地沉淀在所希望區(qū)域中的所希望位置上，則，過程進(jìn)入下一步，對在另一對電極間的下一個點進(jìn)行定位。另一方面，如果結(jié)論是還沒有供給微滴，就再供給微滴。
在移動噴墨排放裝置和工作臺的操作中，對于工作臺和噴墨排放裝置的任何組合，例如僅有工作臺，或僅有噴墨排放裝置，或相反既有工作臺又有噴墨排放裝置，都可以在X、y和/或θ方向上進(jìn)行移動。
此外，在微滴供給步驟期間，噴墨排放器和工作臺可以為運(yùn)行狀態(tài)，也可以為休息狀態(tài)。然而，如果噴墨排放器件或工作臺在供給微滴的過程中處于運(yùn)行狀態(tài)，最好是以使微滴到達(dá)位置不偏離所希望位置的足夠慢的速度進(jìn)行移動或滑動。
在本實施例的生產(chǎn)設(shè)備中，可以用各種方式實現(xiàn)光探測裝置。在這些方式中，圖18A至18C描述了下面的類型配置光系統(tǒng)和排放噴嘴，使光系統(tǒng)的光軸與排放噴嘴的排放軸在光探測系統(tǒng)的焦點相互相交。采用這類方式，可以在排放噴嘴301，光探測系統(tǒng)302以及器件基片(絕緣基片)1的位置彼此保持相對固位的同時，能交替地進(jìn)行溶液的排放和供給微滴的信息探測。圖18A描述的是垂直反射型的，發(fā)射系統(tǒng)和探測系統(tǒng)以緊湊的方式一體形成。圖18B描述的是傾斜反射型的，使排放噴嘴位于發(fā)射系統(tǒng)和探測系統(tǒng)之間。圖18C描述的是垂直透射型的，使器件的基片位于發(fā)射系統(tǒng)和探測系統(tǒng)之間。
圖19A、19B、20A和20B描述這樣的類型光探測系統(tǒng)的光軸和排放軸相互不相交，其中圖19A和19B所示的為反射型，圖20A和20B所示的為透射型，使用這類型的裝置時，為了交替地進(jìn)行排放微滴的操作和探測其信息的操作，必須在由箭頭所示的兩個方向上交替地移動位移控制裝置，使光探測系統(tǒng)的光軸和排放軸交替地移動到間隙的中心，如圖所示。
控制排放操作的一項技術(shù)是使用與微滴信息相應(yīng)的探測信號的差動分量作為校正信號。使用該技術(shù)，至少將例如驅(qū)動脈沖的高度、脈寬、脈沖周期、脈沖數(shù)量之類的參數(shù)之一實時地反饋，以使得與微滴信息相應(yīng)的探測信號保持最佳值。另一項技術(shù)是響應(yīng)探測值與最佳值的偏差按照預(yù)定的算法校正至少一個參數(shù)。
在這些圖所示的例子中，在器件電極之間形成要探測的微滴。然而，本發(fā)明并不局限于這樣的方式。在起始步驟，可將虛設(shè)的微滴沉淀在除器件電極之間的一個位置以外的某一位置，然后探測虛設(shè)微滴。根據(jù)探測的結(jié)果，進(jìn)行排放條件優(yōu)化，再將實際的微滴排放到器件電極的一個位置。
在本發(fā)明的另一方式中，提供至少將沉淀的微滴的一部分除去的除去微滴裝置。在該方式中，如果所探測到的微滴信息表明在間隙中沉淀的微滴數(shù)量大于最佳值，則去掉一部分微滴，使剩下的微滴量變?yōu)樽罴?，或者一次將整個微滴去掉，然后再排放另一微滴。
除去微滴裝置可以包括一個用于排放氣體(例如氮)的專用除去噴嘴，從而將微滴從間隙中吹走。最好將專用除去噴嘴放置在排放噴嘴的附近，從而不需附加的控制專用除去噴嘴位置的機(jī)構(gòu)。在以多陣列方式布置排放噴嘴的情況下，可以在陣列中按周期的定位布置專用除去噴嘴。在這種模式中，如上所述，除了通過排放供給微滴的裝置以外，還有除去微滴的裝置。在這種模式中，能更精確地控制微滴的量。
在本實施例中，生產(chǎn)裝置包括光探測微滴到達(dá)位置的信息的裝置，還包括控制排放位置和根據(jù)探測到的位置信息進(jìn)行精細(xì)位置調(diào)節(jié)的裝置。
在到達(dá)位置探測裝置中，通過光探測電極圖案或排放微滴前的專用對準(zhǔn)標(biāo)記來探測微滴到達(dá)位置，或者通過光探測，微滴引起透射率的調(diào)制來探測微滴到達(dá)位置。通過探測在間隙中和在間隙的附近的多個點處的透射率來確定微滴位置，并計算在這些點中的校正值。
此外，在本發(fā)明的生產(chǎn)設(shè)備中，最好是由同一個光探測系統(tǒng)即探測微滴信息也探測微滴到達(dá)位置，而不需要另一探測位置的專用光學(xué)系統(tǒng)。在更好的方式中，用同一光學(xué)系統(tǒng)順序或同時探測微滴信息和位置。
II.在本發(fā)明的另一模式中，按照本發(fā)明特殊方式確定微滴斑點的直徑和供給微滴的位置。
圖32A和32B描述按照本發(fā)明實施例的產(chǎn)生方法形成的表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件的多斑點圖案(墊塊)，圖32A描述了相鄰斑點間的距離和斑點的直徑。圖32B描述了多斑點圖案墊塊的一個例子。在本發(fā)明中，術(shù)語＂相鄰斑點＂指那些在水平方向或垂直方向上彼此位置相鄰的斑點，如圖32A所示，而在傾斜方向上相鄰的那些斑點不稱為＂相鄰斑點＂。
在圖32A和32B中，標(biāo)號2和3代表器件電極，4代表導(dǎo)電薄膜，8代表在向基片供給微滴后形成的液相或固態(tài)的圓形膜(斑點)。
首先，在初始步驟，確定上述材料形成的斑點的直徑Φ。即，用例如有機(jī)溶劑將絕緣基片清洗干凈，然后烘干。接著，用微滴供給裝置形成斑點，測量斑點的直徑Φ。
在清洗后，在通過真空蒸發(fā)和光刻已經(jīng)形成器件的基片上形成多個斑點，從而產(chǎn)生多斑點圖案，如圖32B所示。在上述過程中，使斑點間的中心到中心距離小于一個斑點的直徑Φ，這樣相鄰斑點的相互重疊。上述過程的結(jié)果是，沉淀在基片上的微滴擴(kuò)散，得到具有基本不變的寬度W2的多斑點圖案。多斑點圖案的寬度W2最好小于器件電極寬度W1，多斑點圖案的長度T最好大于間隙L1，其中也考慮所實現(xiàn)的電阻、器件電極的寬度，間隙寬度以及對準(zhǔn)精度來確定多斑點圖案的具體尺寸。
在按上述方式形成薄膜后，在300℃至600℃的溫度下加熱基片，使溶劑蒸發(fā)，從而形成導(dǎo)電薄膜。此后，按與上述類似的方式進(jìn)行成型過程和其它過程。
III.在本發(fā)明的另一方式中，在向基片供給微滴前對基片的表面進(jìn)行特殊處理。更具體地講，對待沉淀微滴的基片表面進(jìn)行使表面為疏水的處理。
在本實施例中，在向具有器件電極的基片供給微滴之前，對基片表面進(jìn)行處理，使基片表面是疏水的。更具體地講，用硅烷耦合劑進(jìn)行疏水處理，例如HMDS(六甲基乙硅烷)、PHAMS、GMS、MAP或PES之類的硅烷耦合劑。
通過用例如一個旋涂器在基片上涂硅烷耦合劑來進(jìn)行疏水性處理，然后在100℃至300℃(例如200℃)的溫度下加熱基片幾十分鐘至幾小時(例如15分鐘)。
該表面處理保證在使用微滴供給裝置向基片提供微滴時，能獲得良好的在基片上的微滴形狀的可再制性。從而，基片上的微滴不會擴(kuò)散成不規(guī)則形狀。這意味著，通過控制微滴量和微滴形狀能容易地控制導(dǎo)電薄膜的形狀。結(jié)果是，能改善導(dǎo)電薄膜的尺寸和厚度的均勻性和可再制性。從而，能在一個大區(qū)域上形成大量的電子發(fā)射性能很均勻的電子發(fā)射器件。
下面描述按照本發(fā)明的成象設(shè)備。
通過在基片上配置多個表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件產(chǎn)生在成象設(shè)備中所用的電子源基片。
配置表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件的一個方法是相互平行地設(shè)置它們并且將相應(yīng)器件的每一端與另一器件相連變成梯形(以后稱為梯形電子源基片)。另一個方法是將表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件排列成簡單矩陣形式，其中通過X方向的相互連接和Y方向的相互連接將每對器件電極相互連接(以后稱為矩陣型電子源基片)。在用梯形電子源基片構(gòu)成的成象設(shè)備中，需要控制電極(柵電極)控制從電子發(fā)射器件發(fā)出的電子行程。
下面參考圖6詳細(xì)描述按照本實施例形成的電子源的結(jié)構(gòu)。在圖6中，標(biāo)號91代表電子源基片，92代表X方向的相互連接，93代表Y方向相互連接，94代表表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件，95代表相互連接。
在圖6中，可以使用玻璃基片或類似的作為電子源基片91的一個基片，根據(jù)特定的應(yīng)用選擇其形狀。
X方向?qū)Ь€92包括m條線Dx1、Dx2…，Dxm，Y方向線93包括n條線Dy1，Dy2，…Dyn。
合適地選擇材料、膜厚和線寬，使加到大量表面型電子發(fā)射器件上的電壓基本一致。通過層間的絕緣層(沒有示出)使這些m條X方向線92和n條Y方向線93相互電絕緣，以矩陣形式分布這些線(m、n是正整數(shù))。
在電子源基片91的整個區(qū)域或所希望的一部分表面中的X方向線92上形成層間絕緣層(沒有示出)。X方向線92和Y方向相互連接93每一個都連接到相應(yīng)的外部終端。
此外，表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件94的器件電極(沒有示出)通過m條X方向線92、n條Y方向線和線95電連接。
可以直接在基片上或在層間絕緣層(沒有示出)上形成表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件。
如下面更詳細(xì)的描述，X方向?qū)Ь€92與掃描信號發(fā)生裝置(沒有示出)電連接，使由掃描信號發(fā)生裝置產(chǎn)生的掃描信號通過X方向?qū)Ь€92加到按每一X方向行排列的表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件上，從而響應(yīng)輸入信號對這些表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件進(jìn)行掃描。
另一方面，Y方向?qū)Ь€93與調(diào)制信號產(chǎn)生裝置(沒有示出)電連接，使調(diào)制信號通過Y方向?qū)Ь€93加到按每一Y方向列排列的表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件94上，從而，響應(yīng)輸入信號調(diào)制這些表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件。
將與掃描信號和調(diào)制信號之間的差值相等的電壓作為驅(qū)動電壓加到每一表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件上。
在上述安排中，通過簡單矩陣形式的導(dǎo)線能獨立地驅(qū)動每一器件。
參見圖7、8A與8B、9，下面將描述使用按上述方式形成的具有簡單矩陣形式導(dǎo)線的電子源的成象設(shè)備。圖7描述了成象設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，圖8A和8B描述熒光膜。圖9是描述成象設(shè)備和根據(jù)NTSC電視信號驅(qū)動成象設(shè)備的驅(qū)動電路的方框圖。
在圖7中，標(biāo)號91表示通過在基片上形成電子發(fā)射器而獲得的電子源基片，1081代表電子源基片91固定在基片的后板，1086代表由玻璃基片1083構(gòu)成的前板，用熒光膜1084覆蓋玻璃基片的背面，1084進(jìn)一步與金屬層(金屬支撐層)1085鄰接，1082代表支撐架，其中用這些部件形成機(jī)殼1088。
標(biāo)號94表示電子發(fā)射器件，92和93分別表示X方向?qū)Ь€和Y方向?qū)Ь€，與每一表面導(dǎo)電型發(fā)射器件94的一對器件電極相連。
正如上面所述的，機(jī)殼1088由前板1086、支撐架1082和后板1081構(gòu)成。后板1081的主要作用是加強(qiáng)電子源基片91的機(jī)械強(qiáng)度。如果電子源基片91本身已有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，則不再需要后板1081。在這種情況下，可將支撐架1082直接連到電子源基片91，用前板1086、支撐架1082和電子源基片91形成機(jī)殼1088。
在圖8A和8B中，標(biāo)號1092代表熒光體。在單色型的情況下，熒光體1092簡單地由熒光物質(zhì)本身構(gòu)成。然而在彩色型的情況下，熒光膜包括熒光體1092和黑色導(dǎo)體1091，根據(jù)熒光體的分布將黑色導(dǎo)體1091稱為黑帶或黑色矩陣。在彩色顯示器中，在三基色的熒光體之間的邊界設(shè)置黑帶(黑基質(zhì))，使混色減少。黑帶(黑基質(zhì))也防止因外部光的反射引起的熒光膜1084的反差的減小。
在單色型或彩色型熒光膜中通過沉淀或印刷在玻璃基片1093上涂敷熒光物。
通常用金屬敷層1085覆蓋熒光膜1084的內(nèi)表面(圖7)。金屬敷層的一個目的是直接將熒光物向內(nèi)發(fā)射的光反射到前板1086，從而增強(qiáng)亮度。另一目的是作為施加電子束加速電壓的一個電極。此外，金屬敷層保護(hù)熒光層不受機(jī)殼中產(chǎn)生的負(fù)離子碰撞而被損壞。金屬敷層的形成如下。在形成熒光膜后，使熒光膜的表面變光滑(這一精加工過程通常稱為薄膜形成)。然后，通過例如蒸發(fā)在熒光膜上沒淀鋁Al。
給后板也可以提供一個在熒光膜1084的外表面上的透明電極(沒有示出)，增加熒光膜1084的導(dǎo)電率。
在彩色成象設(shè)備的情況下，當(dāng)將元件組合并密封成一個單元時，各色的熒光物須位于與電子發(fā)射器件對應(yīng)的正確位置，因而需要精確地定位。
在通過排氣管(未示出)將機(jī)殼1088內(nèi)抽真空到大約10-7托的氣壓后進(jìn)行密封。在將機(jī)殼密封之后為了保持足夠低的氣壓，可以進(jìn)行除氣。在除氣過程中，對設(shè)置在適當(dāng)位置(沒有示出)的吸氣劑在密封機(jī)殼1088之前或之后進(jìn)行加熱，從而蒸發(fā)一種膜。吸氣劑通常包含作為主要組成部分的Ba，由蒸發(fā)吸氣劑形成的膜具有吸附特性。進(jìn)行除氣，有可能保持1×105托到1×10-7托這樣低的氣壓。按照需要適當(dāng)?shù)卮_定激勵成形之后的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的過程。
圖5是評價電子發(fā)射性能的測量裝置的示意圖。在圖5中，81代表用于給器件提供器件電壓Vf的電源，80代表測量器件電流If的安培計，其中電流If流過器件電極2和3之間的導(dǎo)電薄膜，84代表用于測量由器件的電子發(fā)射區(qū)發(fā)射的發(fā)射電流Ie的陽極電極，83代表給陽極電極84提供電壓的高壓電源，82代表測量由器件的電子發(fā)射區(qū)發(fā)射的發(fā)射電流Ie的安培計，85代表真空腔，86代表真空泵。
參見圖9所示的方框圖，下面將描述驅(qū)動配置簡單矩陣型電子源的成象設(shè)備的驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)NTSC電視信號在成象設(shè)備上顯示電視圖象。正如圖9所示，驅(qū)動電路包括顯示板1101，掃描電路1102，控制電路1103，移位寄存器1104，行存儲器1105，同步信號提取電路1106，調(diào)制信號發(fā)生器1107，以及直流(DC)電壓源Vx和Va。
下面詳細(xì)描述這些部件。
顯示板通過接線端Dox1至Doxm，Doy1至doyn，以及高壓接線端Hv與外電路相連。通過這些接線端驅(qū)動配置在顯示板中的電子源，敘述如下。通過接線端Dox1至Docxm提供的掃描信號逐行驅(qū)動以m×n矩陣形式設(shè)置的表面導(dǎo)電發(fā)射器件(一次有n個器件)。
通過接線端Doy1至Doyn，將調(diào)制信號加到在通過上述掃描信號選擇的行中設(shè)置的每一表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件上，從而控制由每一器件發(fā)射的電子束。通過高壓端Hv由直流電壓源Va提供例如10KV的直流電壓。用該電壓對由每一表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件發(fā)射的電子束進(jìn)行加速，使電子獲得足夠大的能量激勵熒光物。
掃描電路1102的操作如下。掃描電路包括m個開關(guān)單元(圖9中S1至Sm)。每一開關(guān)單元或者選擇由DC電壓源輸出的電壓Vx，或者OV(地電平)，通過接線端Dox1至Doxm將選擇的電壓加到顯示板上。用一個開關(guān)器件(例如FET)形成每一開關(guān)單元S1至Sm。這些開關(guān)單元S1至Sm響應(yīng)控制電路1103提供的控制信號Tscan進(jìn)行操作。
使DC電壓源Vx的輸出電壓為一個固定值，向沒有掃描的器件提供的電壓小于表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的電子發(fā)射閥值電壓。
控制電路1103負(fù)責(zé)控制各種電路，從而根據(jù)外電路提供的圖象信號正確地顯示圖象。根據(jù)下面將更詳細(xì)描述的同步信號提取電路1106所接收的同步信號Tsync，控制電路1103產(chǎn)生控制信號Tscan、Tsft和Tmry，并且將這些控制信號送到相應(yīng)的電路。
用通用的濾波器電路，按以從外電路提供的NTSC電視信號中提取同步信號分量和亮度信號分量的方式，構(gòu)成同步信號提取電路1106。盡管在圖9中用Tsymc簡單表示由同步信號提取電路1106提取的同步信號，但實際的同步信號由垂直同步信號和水平同步信號組成。在圖9中由DATA表示從電視信號中提取的圖象亮度信號分量。將該DATA信號加到移位寄存器1104上。
移位寄存器1104按時間順序接收DATA信號并且將DATA信號逐行圖象轉(zhuǎn)換為成并行形式的信號。根據(jù)控制電路1103產(chǎn)生的控制信號Tsft進(jìn)行上述的移位寄存器1104的轉(zhuǎn)換操作(這意味著控制信號Tsft用作為移位寄存器1104的移位時鐘信號)。
在將DATA信號轉(zhuǎn)換成并行形式后，從移位寄存器1104中輸出一行由并行信號Id1至Idn構(gòu)成的圖象數(shù)據(jù)(由此驅(qū)動n個電子發(fā)射器件)。
行存儲器1105在要求的時間期間存儲一行圖象數(shù)據(jù)。也就是說，行存儲器1105在由控制電路1103產(chǎn)生的控制信號Tmry的控制下存儲數(shù)據(jù)Id1至Idn。行存儲器將存儲的數(shù)據(jù)的內(nèi)容作為數(shù)據(jù)I′d1至I′dn輸出并且加到調(diào)制信號產(chǎn)生器1107上。
調(diào)制信號產(chǎn)生器1107根據(jù)對應(yīng)的圖象數(shù)據(jù)I′d1至I′dn產(chǎn)生信號，由調(diào)制信號產(chǎn)生器1107產(chǎn)生的相應(yīng)調(diào)制信號驅(qū)動每一個表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件，其中通過端點Doy1至Doyn將調(diào)制信號發(fā)生器1107的輸出信號加到顯示板1101的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件上。
正如下面將要描述的，本發(fā)明所用的電子發(fā)射器件就發(fā)射電流Ie而言具有基本的特性。在發(fā)射電子時，具有一個特殊的閾值電壓Vth。也就是說，只有加到電子發(fā)射器件上的電壓高于閾值電壓Vth時，電子發(fā)射器件才能發(fā)射電子。
在加到電子發(fā)射器件上的電壓高于閾值電壓的情況下，發(fā)射電流隨所加電壓的變化而發(fā)生變化。電子發(fā)射閾值電壓Vth和發(fā)射電流對所加電壓的依賴關(guān)系在很大程度上取決于材料，結(jié)構(gòu)以及生產(chǎn)技術(shù)。
當(dāng)用脈沖電壓驅(qū)動電子發(fā)射器件時，如果電壓小于電子發(fā)射閾值電壓則不發(fā)射電子，而當(dāng)脈沖電壓高于閾值電壓時則發(fā)射電子束。因而，能通過改變脈沖的峰值電壓Vm來控制電子束的強(qiáng)度。此外，也能通過改變脈沖寬度Pw來控制電子束所載電荷的總量。
從上述討論中可以看出可使用或者基于電壓調(diào)制的技術(shù)或者基于脈寬調(diào)制的技術(shù)控制電子發(fā)射器件，使電子發(fā)射器件根據(jù)輸入信號發(fā)射電子。當(dāng)使用電壓調(diào)制技術(shù)時，調(diào)制信號發(fā)生器1107用來產(chǎn)生具有固定脈寬并且峰值電壓隨輸入數(shù)據(jù)而變化的脈沖。
另一方面，如果使用脈寬調(diào)制技術(shù)，調(diào)制信號發(fā)生器1107用來產(chǎn)生具有固定峰值電壓并且脈寬隨輸入數(shù)據(jù)而變化的脈沖。
按照上述的操作，在顯示板1101上顯示電視圖象。在上述電路中，移位寄存器1104和行存儲器1105可以是或為模擬的或者為數(shù)字型的，只要能按所需速率正確進(jìn)行了圖象信號的串行一并行轉(zhuǎn)換和存儲操作就行。
當(dāng)將數(shù)字技術(shù)應(yīng)于這些電路時，必需將模/數(shù)轉(zhuǎn)換器與同步信號提取電路1106的輸出端相連，將同步信號提取電路1106的輸出信號DATA從模擬形成轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。此外，應(yīng)該根據(jù)行存儲器1105是輸出數(shù)字信號還是輸出模擬信號來選擇合適類型的調(diào)制信號發(fā)生器1107。
當(dāng)使用數(shù)字信號的電壓調(diào)制技術(shù)時，調(diào)制信號發(fā)生器1107必須包括數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，并且按需增加一個放大器。
在脈寬調(diào)制的情況下，例如用高速信號產(chǎn)生器、對信號產(chǎn)生器產(chǎn)生的脈沖數(shù)進(jìn)行計數(shù)的計數(shù)器和將計數(shù)器的輸出值與上述存儲器的輸出值進(jìn)行比較的比較器的組合構(gòu)成脈寬調(diào)制器。如果需要，可進(jìn)一步地增加一個放大器，將比較器輸出的脈寬高制信號的電壓放大成能足以驅(qū)動表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的電壓。
另一方面，在使用模擬信號的電壓調(diào)制技術(shù)的情況下，用放大器(例如運(yùn)算放大器)作為調(diào)制信號發(fā)生器1107。如果需要，再增加一個電平移位器。在脈寬調(diào)制技術(shù)與模擬技術(shù)組合的情況下，可以用壓控振蕩器(VCO)作為調(diào)制信號產(chǎn)生器907。如果需要的話，再增加一個放大器，將VCO的輸出電壓放大成能足以驅(qū)動表面導(dǎo)電子發(fā)射器件的電壓。
在根據(jù)本發(fā)明按上述的方式構(gòu)成的圖象顯示器件中，通過外端點Dox1至Doxm，以及Doy1至Doyn將電壓加到每一電子發(fā)射器件上來發(fā)射電子。由高壓對發(fā)射出的電子進(jìn)行加速，通過高壓端將高壓加到支撐金屬層層085或透明電極(沒有示出)上。加速電子撞擊熒光膜并因此由熒光膜發(fā)射光。結(jié)果是，由熒光膜發(fā)出的光形成圖象。
盡管上面已經(jīng)參照其最佳實施例描述了本發(fā)明的成象裝置，但本發(fā)明并不限于上述細(xì)節(jié)，因為結(jié)構(gòu)和材料能進(jìn)行各種修改。此外，盡管在上面的描述中假定使用NTSC標(biāo)準(zhǔn)的輸入信號，但也可以使用其它標(biāo)準(zhǔn)(例如PAL或SECAM)的輸入信號。也可以使用由行數(shù)高于上述標(biāo)準(zhǔn)的信號組成的電視信號(這樣的標(biāo)準(zhǔn)包括MUSE和其它高清晰度電視標(biāo)準(zhǔn))。
下面參照圖10和11描述梯形電子源基片和使用這種電子源基片的圖象顯示器件。
在圖10中，標(biāo)號1110代表電子源基片，1111代表電子發(fā)射器件，1112代表將電子發(fā)射器相互連接的接線Dx1至Dx10。在梯形電子發(fā)射基片中，在基本上在沿X方向的一行(這樣的行稱為器件行)中沉淀了多個器件111，在基片上并行沉淀了多個器件行。通過相應(yīng)的公共接線分別地將驅(qū)動電壓加到每一器件行，從而獨立地驅(qū)動每一器件行。也就是說，如果將高于電子發(fā)射閾值的電壓加到待驅(qū)動的一個器件行上，則從該器件行上發(fā)射電子束。另一方面，當(dāng)所加的電壓低于電子發(fā)射閾值時器件行不發(fā)射電子。某些行互連，例如Dx2和Dx3，可以共同連接在一起。
圖11是配有梯形電子源的成象設(shè)備的示意圖。在圖11中，標(biāo)號1120代表柵極，1121代表電子穿過的開孔，1122代表外部終端Dox1，Dox2，…Dox向殼體外延伸，1123代表與柵極1120相連并向外延伸的外端G1，G2，…，1124代表電子源基片，在每一行中沉淀的在該電子源基片上的器件按上面所述的方式共同連接在一起。在圖7和10中，用相同的標(biāo)號表示相同的元件。本實施例的成象設(shè)備與前面所述的簡單矩陣式成象設(shè)備(圖7)的差別在于將柵極1120設(shè)置在電子源基片1110與前板1086之間。
正如上面所述的，將柵極1120設(shè)置在基片1110和前板1086的中間。用柵極1120調(diào)制由表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件所發(fā)出的電子束。柵極1120包括在與按梯形形式設(shè)置的器件行垂直的方向上延伸的帶狀電極，其中帶狀電極在與各個電子發(fā)射器件對應(yīng)的位置處設(shè)有圓形開孔1121，使電子束通過這些開孔。柵極的形狀和位置并不限于圖11所示的。例如，可以按網(wǎng)狀的形式設(shè)置許多開孔。此外，也可在表面導(dǎo)電發(fā)射器件的附近或周邊設(shè)置開孔。
將從殼體向外延伸的終端1122和從殼體向外延伸的柵極端1123電連接到控制電路(沒有示出)上。
在這種成象設(shè)備中，將一行圖象調(diào)制信號與逐行施加的驅(qū)動信號(掃描操作)同步地加到柵極列中，由此控制打到熒光膜上的電子束輻射并逐行顯示圖象行。
本發(fā)明的成象設(shè)備不僅能用于電視系統(tǒng)，而且也能用于其它顯示系統(tǒng)，例如視頻會議系統(tǒng)，計算機(jī)系統(tǒng)的顯示器等等。此外，本發(fā)明的成象設(shè)備能與光敏鼓和其它元件組合以形成光學(xué)印刷機(jī)。實例下面參照具體的實例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。例1用下面將詳細(xì)描述的光刻技術(shù)，在基片上分配給電子發(fā)射區(qū)的區(qū)域1201內(nèi)形成電子發(fā)射區(qū)，在基片上以圖12所示的矩陣形式設(shè)置器件電極(X方向?qū)Ь€72和Y方向?qū)Ь€73)，從而形成其上有多個表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的電子源基片。
以X方向?qū)Ь€和Y方向?qū)Ь€的形式形成電極，通過絕緣體(沒有示出)使電極彼此電隔離。圖1A至1D描述有關(guān)表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件的生產(chǎn)過程流程。圖2A和2B描述形成的表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件的頂視圖和橫截面圖。
按照下面描述的生產(chǎn)步驟通過光刻技術(shù)在基片上形成器件電極。
(1)使用石英基片作為絕緣基片1。用有機(jī)溶劑將石英基片擦得非常干凈。然后用通用的蒸發(fā)技術(shù)和光刻技術(shù)在基片1上形成Ni電極2和3(圖1A)。這樣形成電極2電極間的距離L1是2μm，電極的寬度W1是600μm，厚度為1000。
(2)使用具有壓電器件的噴墨排放器件作為微滴供給裝置6，在電極2和3之間沉淀包含有機(jī)鈀(CCP-4230，從Okuno-Seiyaku Co.，Ltd.可以獲得)的溶液的60μm3微滴(一個斑點)，形成寬度W2為300μm的薄膜4。在該例中，在電極2和3之間的絕緣基片1上所形成的凹形空間的體積為120μm3。
(3)然后，在300℃的溫度下進(jìn)行熱處理10分鐘，形成用作薄膜4(圖1C)并且氧化鈀(PdO)微粒組成的微粒膜。正如前面所述的，在這里用術(shù)語＂微粒膜＂表示由許多微粒組成的膜，其中微粒散布在膜中，或相反，可使微粒彼此相鄰或彼此重疊(或者以島狀的形式設(shè)置微粒)。
(4)將電壓加到電極2和3之間，使薄膜4經(jīng)受成形過程(通電成形過程)，由此形成電子發(fā)射區(qū)5(圖1D)。
用按上述方式形成的電子源基片，用前板1086、支撐架1082以及后板1081形成外殼1088。然后密封外殼1088。從而獲得顯示板。并且形成具有能按照NTSC電視信號顯示電視圖象的驅(qū)動電路的成象設(shè)備，如圖9所示。
按照上述方法形成的電子發(fā)射器件、用這種電子發(fā)射器件產(chǎn)生的電子源基片、顯示板以及成象設(shè)備都表現(xiàn)良好的性能，沒有觀察到任何問題。此外，按照在本例中所述的形成表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件的方法，通過向基片供給微滴來形成薄膜，因而不再需要制作薄膜4的圖案的過程。另外，僅用一滴微滴(一個斑點)形成薄膜4，不會無用地消耗溶液。例2以梯形的形式在基片上形成器件電極，使器件電極的寬度(W1)為600μm，器件電極之間的距離(L1)為2μm，以及器件電極的厚度為1000。用該基片(圖13)，按與例1類似的方式形成表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件。在圖13中，標(biāo)號1301代表基片，標(biāo)號1302代表導(dǎo)線。
使用所獲得的電子源基片，按與例1類似的方式用前板1086、支撐架1082以及后板1081形成外殼1082。然后密封外殼1088。由此獲得顯示板。此外，形成具有能夠按NTSC電視信號顯示電視圖象的驅(qū)動電路的成象設(shè)備，如圖9所示。所得的器件表現(xiàn)出與例1相同的良好性能。例3按上述的方式在基片上以矩陣的形式形成器件電極。然后，按與例1類似的方式用上述的氣泡噴射型噴墨排放器件在該基片上形成表面型電子發(fā)射器件(圖12)。
使用所獲得的電子源基片，按與例1類似的方式用前板1086、支撐架1082以及后板1081形成外殼1088。然后將外殼1088密封。由此得到顯示板。此外，形成具有能按照NTSC電視信號顯示電視圖象的驅(qū)動電路的成象設(shè)備，例如圖9中所示的。最終所得到的器件具有與例1相同的良好性能。例4按上面所述的方式在基片上以梯形的形式形成器件電極(圖13)。然后，按與例1類似的方式用氣泡噴射型噴墨排放器件在該基片上形成表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件。
使用所獲得的電子源基片，按與例1類似的方式用前板1086、支撐架1082以及后板1081形成外殼1088。然后將外殼1088密封。由此得到顯示板。更進(jìn)一步地，形成具有能按照NTSC電視信號顯示電視圖象的驅(qū)動電路的成象設(shè)備，例如圖9所示的。最終所得到的器件具有與例1相同的良好性能。例5除由0.05％(按重量計)鈀醋酸鹽水溶液形成薄膜4以外，按與例1相同的方式形成表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件。盡管本例中所用的溶液與例1的不同，便所獲得的器件表現(xiàn)出與例1相同的良好性能。
用所獲得的電子源基片，按與例1類似的方式用前板1086、支撐架1082以及后板1081形成外殼1088。然后將外殼1088密封。由此得到顯示板。更進(jìn)一步地，形成具有能按照NTSC電視信號顯示電視圖象的驅(qū)動電路的成象設(shè)備，例如圖9所示的。最終所得到的器件表現(xiàn)出與例1相同的良好性能。例6除了一滴微滴的量為30μm3并且向每一器件提供兩滴微滴(兩個斑點)以外，按與例1相同的方式形成表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件。所獲得的器件表現(xiàn)出與例1相同的良好性能。這意味著如果供給適量的溶液，能形成所希望的薄膜。
按與例1類似的方式，使用所獲得的電子源基片，用前板1086、支撐架1082以及后板1081形成外殼1088。然后將外殼1088密封。由此得到顯示板。更進(jìn)一步地，形成具有能按照NTSC電視信號顯示電視圖象的驅(qū)動電路的成象設(shè)備，例如圖9所示的。最終所得到的器件表現(xiàn)出與例1相同的良好性能。
例7以和例1相同的方式產(chǎn)生表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件，只是微滴的數(shù)量為200μm3。
雖然如圖3所示薄膜4的寬度大于電極2和3的寬度，但最終的器件表現(xiàn)出良好的電子發(fā)射性能。
以和例1類似的方式，使用已得到的電子源基片，用前板1086、支架1080、和后板1081形成一個外殼1088。然后密封外殼1088。于是，獲得一個顯示板。進(jìn)而，產(chǎn)生設(shè)有能顯示例如如圖9所示的NTSC電視信號的電視圖像的驅(qū)動電路的成像設(shè)備。所得器件的性能與例子類似。
然而，電子發(fā)射區(qū)5的長度超過器件電極的長度，這種長度的增加導(dǎo)致性能的變化，畫面質(zhì)量相對于例1至6變壞。例8使用圖14所示設(shè)備來產(chǎn)生電子發(fā)射器件。按照圖15流程圖所示方式完成提供微滴的過程。
在圖14中，標(biāo)號1代表絕緣基片，2和3代表電極，4代表微滴、5代表薄膜、6代表電子發(fā)射區(qū)、7代表噴墨排放裝置、8代表發(fā)光裝置、9代表受光裝置、10代表工作臺、11代表控制器。
按以下所述進(jìn)行制造。(1)電極形成過程使用平板玻璃基片作為絕緣基片1。用有機(jī)溶劑徹底清潔玻璃基片。然后使用蒸發(fā)技術(shù)和光刻技術(shù)在基片1上形成由Ni構(gòu)成的電極2和3。所形成的電極2和電極3之間的距離是3μm，電極寬度為500μm，電極的厚度為1000。(2)定位過程就噴墨排出裝置7而論，使用一種噴墨印刷頭，它能通過氣泡排出型噴墨排出裝置排出溶液微滴。在印刷頭的一側(cè)設(shè)置一個光傳感器量，用作受光裝置9，用于檢測光信號并將其轉(zhuǎn)換成電信號。在工作臺上10上放置具有電極2和3的絕緣基片1，并將其固定在工作臺10上。用作發(fā)光裝置8的發(fā)光二極管發(fā)出的光照射絕緣基片1的背面。工作臺10在控制器11的控制下和受光裝置9一起進(jìn)行移動，同時進(jìn)行監(jiān)測，光通過器件電極2和3之間的區(qū)域，使噴墨位置位于器件電極2和3之間的一個正確的位置。(3)微滴提供過程使用噴墨排出裝置7，在電極2和3之間淀積溶液微滴4，該溶液包含用作薄膜(微粒膜)5材料的有機(jī)鈀(CCP-4230，可從Okuno-Sciyaku Co.，Ltd.得到)(4)微滴檢測過程以和定位過程類似的方式，檢查是否準(zhǔn)確地提供了微滴4。
雖然在本例中微滴4淀積在一個正確的位置，但如果微滴4沒有處在器件電極2和3之間，則還要反復(fù)進(jìn)行微滴提供過程，直到在微滴檢測過程中肯定已成功地提供了微滴4時為止。這就減少了在形成薄膜4的過程中在薄膜5上產(chǎn)生的缺陷的數(shù)目。(5)加熱過程將淀積了微粒4的絕緣膜1在300℃下加熱10分鐘，從而形成了由氧化鈀(PdO)微粒組成的一個微粒膜。于是，獲得了薄膜5。所得薄膜的直徑為150μm，該薄膜定位在器件電極2和3之間的大致中心的位置。厚度為100A，膜電阻為5×104Ω/□。
如前所述，這里所用的術(shù)語＂微粒膜＂指的是包括多個微粒的膜，這些微?？梢陨⒉荚谀ぶ?，或者可按其它方式淀積這些微粒，使這些微粒彼此鄰近或彼此重疊(或者可淀積成島形)。
對按上述方式獲得的表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件進(jìn)行成型處理。最終得到的器件表現(xiàn)出良好的性能。例9圖16表示使用本例中的制造設(shè)備的向微滴提供過程。
在本例中，以和例8相似的方式形成電極。然后，以和例8相似的方式進(jìn)行定位，只是借助于控制裝置12來移動彼此靠近的噴墨排出裝置7和受光裝置9，以此來代替移動工作臺10。在此之后，以和例8相同的方式完成微滴提供過程、微滴檢測過程、和加熱過程，借此獲得表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件。在該例中，發(fā)光裝置8設(shè)有一個能和受光裝置9的移動同步移動的機(jī)構(gòu)(未示出)。
按以上所述方式獲得的表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件表現(xiàn)出和例8一樣好的器件性能。例10圖17表示在本例中使用的制造設(shè)備的微滴提供過程。
在本例中，以和例8相似的方式形成電極。在該例中，發(fā)光裝置、噴墨裝置7、以及受光裝置9彼此靠近定位，通過檢測發(fā)光裝置8發(fā)出的并由基片反射的光來檢測器件電極2和3之間的位置。在此之后，以和例8相同的方式進(jìn)行微滴提供過程、微滴檢測過程、和加熱過程，由此獲得表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件。
按以上所述的方式得到的表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件表現(xiàn)出和例8一樣好的器件特性。例11在本例中，產(chǎn)生使用如圖21所示的電子源基片的電子束產(chǎn)生設(shè)備。
首先，以和例8相似的方式在絕緣基片1上形成多個電子發(fā)射器件。在絕緣基片1上設(shè)置具有電子透射孔14的柵極(調(diào)制電極)13，使柵極13的取向垂直于器件電極2和3，由此形成一個電子束產(chǎn)生設(shè)備。
對按以上所述得到的電子源的性能進(jìn)行評價。根據(jù)加到柵極13的信息信號按開-關(guān)方式轉(zhuǎn)接該電子發(fā)射器件發(fā)出的電子束。還可以按照加到柵極13的信息信號連接控制電子束的電子數(shù)量。此外，在電子發(fā)射器件之間的電子束的電子數(shù)量只有極少量的變化。例12使用以和例11相似方式形成了多個電子發(fā)射器件的基片，產(chǎn)生設(shè)有例如圖12所示柵極的成像設(shè)備。最終的成像設(shè)備具有良好性能，沒有任何問題。例13使用以例8相似的方式形成了多個電子發(fā)射器件的基片，產(chǎn)生例如如圖7所示的成像設(shè)備。最終得到的成像設(shè)備具有良好的性能，沒有任何問題。
例14按本發(fā)明的噴墨方法，在一個基片上形成表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件，如圖22所示在基片上形成10×10矩陣形式的連接。圖31A是說明每個一單元的放大視圖。每一個單元包括彼此垂直延伸的接線241和242；以及彼此相對設(shè)置的器件電極2和3，其中每個電極連接到一個接線上。通過印刷技術(shù)形成接線241和242。在這些接線相交處通過絕緣體(未示出)使這些接線彼此電絕緣。相對設(shè)置的器件電極2和3由通過光刻法構(gòu)圖的蒸發(fā)膜形成。器件電極之間的間隙的寬度為10μm，間隙長度為500μm，器件電極的膜厚度為30nm。按本發(fā)明的噴墨方法，向器件電極之間的間隙的中央位置幾次噴射包含有機(jī)鈀(Pd濃度為0.5wt％)的溶液墨滴，由此形成微滴7。然后完成干燥過程和烘烤過程(350℃，30分鐘)。于是，獲得由PdO微粒組成的直徑約為300μm、厚度為20nm的圓形導(dǎo)電薄膜。
圖23表示用于按本發(fā)明的噴墨方法形成薄膜的一個噴射控制系統(tǒng)的方塊圖。在該圖中，標(biāo)號1代表形成單元的基片。標(biāo)號2和3代表相對的器件電極。標(biāo)號1501代表噴墨排出裝置的噴咀，標(biāo)號1502代表檢測和微滴有關(guān)信息的光學(xué)系統(tǒng)。標(biāo)號1503代表一個位移控制機(jī)構(gòu)，在該機(jī)構(gòu)上安裝檢測光學(xué)系統(tǒng)和由排放噴咀、墨罐、以及供給系統(tǒng)組成的噴墨托架。該位移控制機(jī)構(gòu)1503包括一個粗調(diào)機(jī)構(gòu)，用于在設(shè)有矩陣形式接線的基片上從一個單元移動到另一個單元；以及，一個細(xì)調(diào)機(jī)構(gòu)，用于在一個單元內(nèi)部進(jìn)行水平定位并且用于調(diào)節(jié)基片和噴咀之間的距離。在該例中，使用壓電噴墨排放裝置作為噴墨排出裝置。就光學(xué)檢測系統(tǒng)而論，采用垂直發(fā)射型。
在該例中，按照本發(fā)明的方法檢測和微滴有關(guān)的信息，并且根據(jù)檢測的信息控制排出操作，下面對此進(jìn)行詳細(xì)描述。
在該例中，通過控制排放操作的次數(shù)來控制微滴的數(shù)量，同時將每次排放操作中的微滴數(shù)量保持為一個固定值。在壓電噴墨裝置中，通過控制為排放微滴而加到壓電元件的電壓脈沖高度和寬度來控制每次排放中排出的液滴數(shù)量。在該特例中，將在每次排放操作中通過排放噴咀排出的液滴數(shù)量定為10ng，因此通過10次排放操作得到的微滴總量為100ng。
根據(jù)預(yù)先設(shè)定的坐標(biāo)信息來驅(qū)動位移控制機(jī)構(gòu)，使排放噴咀的端部的位置在一個單元的電極之間的間隙的中心上方5mm高度處。然后，按照指定的驅(qū)動條件啟動一次排放操作。與此同時，光學(xué)檢測系統(tǒng)在器件電極之間的間隙的中心開始檢測微滴信息。
圖24表示垂直反射型光學(xué)檢測系統(tǒng)的細(xì)節(jié)。半導(dǎo)體激光器161發(fā)射線性偏振光。該光由反光鏡162反射，并通過光束分離器163、1/4λ板164、和聚焦透鏡165。最后，光直角入射在微滴上。在通過微滴后，部分光在基片表面上反射，并且返回。反射的光再次通過微滴并入射在1/4λ板164上，該反射的光變?yōu)榫€性偏振光，它的偏振方向相對于入射光方向移動90°。該反射光由光束分離器163進(jìn)一步反射到與先前的光路垂直的方向，從而在光入射到光檢測器(如光二極管)166上。通過兩次穿過微滴期間的散射和吸收來調(diào)制該反射光的強(qiáng)度。因此，從反射光的強(qiáng)度可以確定微滴的厚度。
通過光學(xué)信息檢測電路1504放大光二極管的輸出，然后將其送到比較器1505。比較器1505將該輸入信號與一個基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并且輸出一個差值信號。將該基準(zhǔn)值設(shè)定為通過實驗確定的值，使膜厚度在烘烤后為20nm。反射光的強(qiáng)度隨微滴厚度的增加而減小，因此被定義為＂(檢測信號)-(基準(zhǔn)信號)＂的差值信號隨微滴厚度向最佳值的增加而減小。當(dāng)微滴厚度達(dá)到最佳值時差值信號變?yōu)榱?。如果微滴厚度超過最佳值繼續(xù)增加，則差值信號為負(fù)值。將比較器1505輸出的差值信號加到一個排放條件校正電路1506。當(dāng)差值信號為正值時，排放條件校正電路1506輸出一個高電平信號；當(dāng)差值信號為負(fù)值時，則輸出一個低電平信號。將排放條件校正電路1506的輸出加到排放條件控制電路1507。只要排放條件校正電路1506的輸出信號保持在高電平，排放條件控制電路1507就在固定的時間間隔并在固定的條件下完成一次排放操作。如果排放條件校正電路1506變?yōu)榈碗娖?，則排放條件控制電路1507就停止排放操作。
在淀積微滴后，在350℃下烘烤該10×10矩陣電極基片30分鐘，使微滴變?yōu)橛蒔dO微粒構(gòu)成的一個薄膜。測量器件電極之間的電阻。即使在那些需要額外次數(shù)排放操作的單元內(nèi)，也可觀測到大約3kΩ的標(biāo)稱電阻。然后在各個單元的器件電極上加上成型電壓，完成成型過程，借此在每個單元的器件電極之間的間隙的中心都形成一個電子發(fā)射區(qū)。
將按上述方式獲得的電子源基片固定在圖5所示的電子發(fā)射性特性測量系統(tǒng)中，并且評估它的電子發(fā)射性能。所有100個器件都表示出一致的電子發(fā)射性能。進(jìn)而，在一個較大尺寸的基片(例如，圖12所示的基片)上形成較大數(shù)目的單元，并且使用圖23所示的排放控制系統(tǒng)、壓電噴墨排放裝置、和垂直反射型的光學(xué)檢測系統(tǒng)，以和具有10×10單元的情況類似的方式，在每一個單元上淀積微滴。然后在350℃下進(jìn)行30分鐘的烘烤過程。于是，在所有單元內(nèi)形成由PdO微粒構(gòu)成的一個薄膜。即使在那些需要額外次數(shù)排放操作的單元內(nèi)也可觀測到約3kΩ的標(biāo)稱電阻。然后在每個單個的器件電極上加上成型電壓，完成成型過程，由此在每個單元的器件電極之間的間隙的中心形成一個電子發(fā)射區(qū)。
按照以上結(jié)合圖7所述的方式，使用按上述方式獲得的電子源基片，用前板板1086，支架1082、和后板1081形成一個外殼1088。然后，密封外殼1088。于是得到一個顯示板。進(jìn)而，產(chǎn)生一個設(shè)有驅(qū)動電路的成像設(shè)備。包括那些需要額外次數(shù)排放操作的器件在內(nèi)的所有器件均表示出一致的特性。這樣，最終得到的成像設(shè)備在顯示具有小亮度變化的電視圖像過程中也表示出良好的性能。
在本發(fā)明中，如以上所述，即使由于排放噴咀、基片的可濕性、微滴抵達(dá)位置、等某種異常條件致使微滴的淀積需要額外次數(shù)的排放操作，在器件電極之間的間隙中也能形成組分、透射性、和厚度全均勻一致的薄膜。這就表明，按照本發(fā)明能夠有效地控制排放操作。例15在上述的例14中，通過控制排放操作次數(shù)來控制排放操作。而在本例中，控制的是排放驅(qū)動脈沖的高度或?qū)挾?。在壓電噴墨裝置中，如以上所述，通過加到用于排放微滴的壓電元件上的電壓脈沖的電壓脈沖的高度和寬度來確定在每次排放操作中排放微滴的數(shù)量。因此，根據(jù)和微滴有關(guān)的信息到控制驅(qū)動脈沖的高度或者寬度，就有可能把微滴的數(shù)量控制到期望值。在該例中，將排放操作的次數(shù)固定為2次，將一次排放操作排放的微滴的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量確定為50ng，因此兩次排放操作產(chǎn)生的微滴總量為100ng。
在該例中，如下面參照圖24將要描述的，檢測和微滴有關(guān)的信息，并根據(jù)檢測到的信息控制排放操作。除控制排放操作的方法以外，該例的其它部分與例14相同。就光學(xué)檢測系統(tǒng)1062而論，像例14那樣采用垂直反射型。根據(jù)預(yù)先設(shè)定的坐標(biāo)信息驅(qū)動位移控制機(jī)構(gòu)，使排放噴咀的端部位置在一個單元的電極2和3之間的間隙中心上方5mm高度處。然后，按照先前指定的50ng驅(qū)動條件進(jìn)行第一次排放操作。然后，用光學(xué)檢測系統(tǒng)檢測和位于器件電極之間的間隙中心的微滴有關(guān)的信息。
包括和第一次排放操作排出的微滴有關(guān)的信息在內(nèi)的信號通過光二極管輸出，并通過光學(xué)信息檢測電路1604進(jìn)行放大，然后將該信號送到比較器1605。比較器1605比較收到的信號和一個基準(zhǔn)值，并且輸出一個差值信號。該基準(zhǔn)值是通過實驗確定的，使該基準(zhǔn)值對應(yīng)于從第一次排放操作中淀積的微滴的正確數(shù)量上反射的光的強(qiáng)度，因此在進(jìn)一步淀積第二微滴后，可使烘烤后測得的淀積的微滴總量的厚度為20nm。反射的光的強(qiáng)度微滴厚度的增加而減小，因此被定義為＂(檢測信號)-(差值信號)＂的差值信號的變化量是微滴厚度距最佳值的偏差的函數(shù)。將比較器1605輸出的差值信號加到排放條件校正電路1606。根據(jù)差值信號和微滴數(shù)量的偏差之間的相互關(guān)系，通過實驗來確定校正信號數(shù)據(jù)，并將其存貯在排放條件校正電路1606中。排放條件校正電路1606根據(jù)這一數(shù)據(jù)計算和該差值信號對應(yīng)的校正信號，并將最終得到的校正信號送到排放條件控制電路1607。排放條件控制電路1607根據(jù)排放條件校正電路1606輸出的校正信號校正驅(qū)動脈沖的高度或?qū)挾龋⑦M(jìn)行第二次排放操作。
在完成微滴淀積后，在350℃下烘烤該10×10矩陣-電極基片30分鐘，使微滴變?yōu)橛蒔dO微粒構(gòu)成的薄膜。測量器件電極之間的電阻。即使在那些在第一次排放操作中表現(xiàn)出是異常操作的單元，也能觀測出3kΩ左右的電阻。然后在各個單元的器件電極上加上成型電壓，從而完成成型過程，在每個單元的器件電極之間的間隙中心形成一個電子發(fā)射區(qū)。
將按上述方式獲得的電子源基片固定在圖5所示的特性測量系統(tǒng)中，對其電子發(fā)射性能進(jìn)行評價。所有100個器件均表示出一致的電子發(fā)射性能。
進(jìn)而，在一個尺寸較大的基片(如圖12所示的基片)上形成數(shù)目較多的單元；并且使用壓電噴墨排放裝置，按照圖24所示的排放控制方法，以和具有10×10單元的基片相似的方式，在每一個單元上淀積微滴。在350℃進(jìn)行30分鐘的烘烤過程。于是，在所有的單元中形成的PdO微粒組成的薄膜。測量器件電極之間的電阻。即使在那些在第一次排放操作中表現(xiàn)出是異常操作的單元中，也可觀測到約3kΩ的標(biāo)稱電阻。然后在逐個單元的器件電極上加上成型電壓，從而完成成型過程，在每個單元的器件電極之間的間隙中心形成一個電子發(fā)射區(qū)。
使用按上述方式得到的電子源基片，以結(jié)合圖7描述的方式，用前板1086、支架1082、和后板1081形成一個外殼1088。然后密封外殼1088。于是，得到一個顯示板。進(jìn)而，產(chǎn)生設(shè)有驅(qū)動電路的成像設(shè)備，它能夠顯示NTSC電視信號的電視圖像，例如如圖9所示。包括那些需要額外次數(shù)排放操作的器件在內(nèi)的所有器件部表現(xiàn)出一致的特性。因此，最終得到的成像設(shè)備在顯示小亮度變化的電視圖像方面具有良好的性能。
在本發(fā)明中，如以上所述，即使由于排放噴咀、基片的可濕性、微滴抵達(dá)位置、等某種異常條件所致使微滴的淀積在第一次排放操作中需要額外次數(shù)的排放操作，也能在器件電極之間的間隙內(nèi)形成一個組分、透射性、和厚度全都均勻一致的薄膜。例16在上述的例14和15中，使用光學(xué)檢測系統(tǒng)作為檢測和微滴有關(guān)信息的裝置。而在本例中，使用的是一個電檢測系統(tǒng)。除檢測方法以外，該例的其它部分都與例7相同。
現(xiàn)有參照圖25，下面詳細(xì)描述按本發(fā)明使用噴墨排放系統(tǒng)形成薄膜的方法。在圖25中，標(biāo)號1代表形成單元的基片。標(biāo)號2和3代表相對的器件電極。標(biāo)號1801代表噴墨排放裝置的排放噴咀，1808代表檢測微滴電特性的電系統(tǒng)。標(biāo)號1803代表裝有噴墨托架的一個位移控制機(jī)構(gòu)，噴墨托架包括排放噴咀、墨罐，和一個供給系統(tǒng)。位移控制機(jī)構(gòu)1803包括一個粗調(diào)機(jī)構(gòu)，它在矩陣形連接的基片上從一個單元移到另一個單元；以及一個細(xì)調(diào)機(jī)構(gòu)，它在一個單元內(nèi)部水平定位，用于調(diào)節(jié)基片和排放噴咀之間的距離。在該例中，使用一個氣泡噴射排放裝置作為噴墨排放裝置。
在該例中，檢測和微滴有關(guān)的信息，并且根據(jù)檢測到的信息控制排放操作，對此下面將作詳細(xì)介紹。在該例中，像例14那樣，通過控制排放操作的次數(shù)控制微滴數(shù)量，同時將每次排放操作中的微滴數(shù)量保持在一個固定的數(shù)值。在此特例中，通過10次排放操作形成10Ong的微滴。
根據(jù)預(yù)先決定的坐標(biāo)信息驅(qū)動位移控制機(jī)構(gòu)1803，使排放噴咀端部位置在一個單元的電極2和3之間的間隙中心上方5mm的高度。然后，按照指定的驅(qū)動條件啟動一次排放操作。與此同時，電測系統(tǒng)1808開始在器件電極之間的間隙中心檢測微滴信息。
電測系統(tǒng)1808通過測量響應(yīng)加在器件電極2和3上的電壓而流動的電流檢測微滴的電性能。要檢測的電性能包括微滴的電阻，微滴的電容、等等?？梢愿鶕?jù)微滴數(shù)量和該電特性之間的相互關(guān)系來估算器件電極之間的間隙中的微滴的數(shù)量。雖然可以使用直流電壓作為檢測的所加電壓，但最好使用電壓范圍從10毫伏到500毫伏的較小幅度的以及頻率范圍從100Hz到100KHz的較高頻率的交流電壓，以便抑制溶液中的化學(xué)反應(yīng)(例如氣體的產(chǎn)生)。對交流電壓進(jìn)行相位檢測，以便抽取和所加電壓同相位的電流分量以及延遲了90°的相位的電流分量。使用這種技術(shù)可以同時檢測到微滴的電阻和電容。在該特例中，只檢測微滴的電阻。墨的類型沒有特殊的限制，只要能測量它的電阻就成。在該例中，使用包含具有良好的離子導(dǎo)電性的有機(jī)鈀(Pd濃度為0.5wt％)的水溶液。
把電測系統(tǒng)1808輸出的電流信號加到電信息檢測檢測1809。在電信息檢測電路1809中，把接收的電流信號轉(zhuǎn)換成電壓形式，并進(jìn)行放大。進(jìn)而，用鎖定放大器對該信號進(jìn)行相位檢測。然后計算電阻，并將該結(jié)果送到比較器1810。比較器1810比較收到的信號和基準(zhǔn)值，并輸出差值信號。通過實驗確定該基準(zhǔn)值，并輸出差值信號。通過實驗確定該基準(zhǔn)值，使該基準(zhǔn)值對應(yīng)于烘烤后產(chǎn)生20nm厚度的薄膜的電阻。在含有機(jī)鈀(Pd的濃度為0.5wt％)的水溶液的情況下，將該基準(zhǔn)值確定為70kΩ。電阻隨微滴厚度的增加而減小此被定義為＂(檢測信號)-(基準(zhǔn)信號)＂的差值信號隨微滴厚度向最佳值的增加而減小。當(dāng)微滴厚度達(dá)到最佳值時，該差值信號變?yōu)榱?。如果微滴厚度進(jìn)一步增加超過最佳值，該差值信號為負(fù)值。將比較器1810輸出的差值信號加到排放條件校正電路1811。當(dāng)差值信號為正值時，排放條件校正電路1811輸出高電平信號；而在差值信號為負(fù)值時，輸出低電平信號。將排放條件校正電路1811的輸出加到排放條件控制電路1807。只要排放條件校正電路1811的輸出信號保持在高電平，排放條件控制電路1807就在一個固定的時間間隔、在固定的條件下完成一次排放操作。如果排放條件校正電路1811的輸出變?yōu)榈碗娖剑瑒t排放條件控制電路1807就停止該排放操作。
將按上述方式獲得的電子源基片固定在圖5怕示的電子發(fā)射特性測量系統(tǒng)中，并對它的電子發(fā)射性進(jìn)行評價。所有100個器件都表示出一致的電子發(fā)射性能。
進(jìn)而，在一個尺寸較大的基片(例如圖12所示的基片)上形成數(shù)目較大的單元；并且使用圖23所示的排放控制系統(tǒng)、壓電噴墨排放裝置、和垂直反射型光學(xué)檢測系統(tǒng)，以和具有10×10單元的基片類似的方式，在每個單元上淀積微滴。然后，在350℃下進(jìn)行30分鐘的烘烤過程。于是，在所有的單元內(nèi)都形成一個由PdO微粒組成的薄膜。測量器件電極之間的電阻。即使在那些需要額外次數(shù)排放操作的單元內(nèi)，也觀測到約2kΩ的標(biāo)稱電阻。然后逐個單元地在器件電極上加上加上成型電壓，從而完成成型過程，在每個單元的器件電極之間的間隙中心形成一個電子發(fā)射區(qū)。
在本發(fā)明中，如以上所述，即使由于排放噴咀、基片的可濕性、微滴抵達(dá)位置、等某種異常條件所致，使微滴的淀積需要額外次數(shù)的排放操作，也能在器件電極之間的間隙中形成組分、透射性、和厚度全都無效一致的薄膜。這表明，按本發(fā)明可有效地控制排放操作。例17圖26表示控制排放條件的系統(tǒng)的方塊圖，該系統(tǒng)包括兩個分開的檢測系統(tǒng)，即一個電檢測系統(tǒng)和一個光檢測系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，雖然這里沒有給出詳細(xì)的描述，但根據(jù)經(jīng)兩個檢測系統(tǒng)獲得的信息可對誤差進(jìn)行補(bǔ)償，并且根據(jù)綜合的信息有可能更加精確地控制排放操作。例18在該例中，提供一種包括清除噴咀在內(nèi)的微滴數(shù)量校正系統(tǒng)。有兩種使用清除噴咀校正微滴數(shù)量的技術(shù)。一種技術(shù)是，當(dāng)檢測到的微滴信息表明在間隙中存在的微滴數(shù)量大于最佳值時，清除一部分微滴，使剩余的微滴量成為最佳值。另一種技術(shù)是一次清除所有的微滴，然后再排放另一些微滴。清除微滴可通過吸附微滴或者通過排放一種氣體(如，氮)以便從間隙吹掉微滴來進(jìn)行。在該特例中，用清除噴咀吸附微滴，從而清除所有的微滴。
此外，在該例中，檢測和微滴有關(guān)的信息，并根據(jù)檢測到的信息控制排放操作，下面參照圖27對此進(jìn)行詳細(xì)介紹。除掉清除噴咀外，該例的其它部分和例14相同。清除噴咀2012裝在位置控制機(jī)構(gòu)2103上，在這個機(jī)構(gòu)2103上還裝有一個排放噴咀和一個光學(xué)檢測系統(tǒng)，沒有為這個清除噴咀專設(shè)一個額外的位置控制機(jī)構(gòu)。在該例中，將經(jīng)過排放噴咀一次排入的微滴的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量確定為100ng，并且100ng的微滴是通過一次排放操作淀積的。
根據(jù)預(yù)先設(shè)定的坐標(biāo)信息來驅(qū)動位移控制機(jī)構(gòu)2103，使排放噴咀2001的端部的位置在一個單元的電極2和3之間的間隙中心上方5mm的高度。然后按照指定的驅(qū)動條件進(jìn)行排放操作。然后再用光學(xué)檢測系統(tǒng)2002檢測和位于器件電極之間的間隙中心的微滴有關(guān)的信息。
包括和微滴有關(guān)的信息在內(nèi)的信號由光二極管輸出、并由光學(xué)信息檢測電路2004放大，然后將其送至比較器2005。比較器2005比較收到的信號和一個基準(zhǔn)值，并輸出一個差值信號。通過實驗確定這個基準(zhǔn)值，使該基準(zhǔn)值對應(yīng)于產(chǎn)生烘烤后最終膜厚度為20nm的反射光的強(qiáng)度。反射光的強(qiáng)度隨微滴厚度的增加而減小，因此，被定義為＂(檢測信號)-(基準(zhǔn)信號)＂的差值信號的變化量是微滴厚度相對于最佳值的偏差的函數(shù)。因此，差值信號隨微滴厚度向最佳值的增加而減小，并且當(dāng)微滴厚度達(dá)到最佳值時，差值信號變?yōu)榱?。如果微滴厚度超過最佳值進(jìn)一步增加，則差值信號為負(fù)值。將比較器2005輸出的差值信號加到排放條件校正電路2006。當(dāng)差值信號為正值時，排放條件校正電路2006輸出低電平信號；而為差值信號為負(fù)值時，輸出高電平信號。將排放條件校正電路2006的輸出加到清楚噴咀控制電路2013。排放條件校正電路2006根據(jù)代表在差值信號和微滴數(shù)量相對于最佳值的偏差之間的關(guān)系的校正信號數(shù)據(jù)計算對應(yīng)于該差值信號的校正信號，并且向排放條件控制電路2007輸出最終得到的校正信號。當(dāng)該輸出信號為高電平時，清除噴咀控制電路2013不進(jìn)行任何操作。在這種情況下，在一次排放操作期間，排放條件控制電路2007響應(yīng)該校正信號，控制驅(qū)動脈沖的高度或?qū)挾?。另一方面，?dāng)輸出低電平信號時，清除噴咀控制電路2013首先操作，通過用清除噴咀2012吸附微滴清除所有的微滴，然后在排放條件控制電路2007的控制下完成一次排放操作。
按上述技術(shù)，在一個10×10矩陣電極基片的100個單元中的每一個單元上都淀積一個微滴。在幾乎所有的單元中，第一次排放操作后得到的微滴厚度都在允許的范圍內(nèi)。但在百分之幾的單元內(nèi)，微滴厚度大于可接受的上限。在圖28所示的實例中，在一次排放操作中排放的微滴量極大。在這種情況下，經(jīng)清除噴咀吸附整個微滴，并在經(jīng)過校正的條件下排放另一個微滴。作為重新排放的結(jié)果，淀積厚度在允許范圍內(nèi)的另一個微滴，如圖28A右側(cè)所示。在圖28B所示的實例中，所用基片的可濕性異常地低，雖然排放量正確，但微滴厚度大于可接受的上限。在這種情況下，按照和圖28A類似的方式進(jìn)行重新排放，使最終的厚度落入允許范圍內(nèi)。
完成微滴淀積后，在350℃下烘烤該10×10矩陣電極30分鐘。于是，獲得由PdO微粒組成的一個薄膜。測量器件電極之間的電阻。即使在那些第一次排放操作表現(xiàn)異常的單元中，也可觀測到約3kΩ的標(biāo)稱電阻。然后，逐個單元地在器件電極上加上成型電壓，從而完成成型過程，借此在每個單元的器件電極之間的間隙中心形成一個電子發(fā)射區(qū)。
將按上述方式獲得的電子源基片固定在如圖5所示的電子發(fā)射特性測量系統(tǒng)中，并對其電子發(fā)射性能進(jìn)行評價。所有100個器件均表示出一致的電子發(fā)射性能。
進(jìn)而，在一個尺寸較大的基片(例如圖12所示的基片)上形成數(shù)目較多的單元；并且使用包括圖2)所示的清除噴咀在內(nèi)的排放控制系統(tǒng)和壓電噴墨排放裝置，以和具有10×10單元的基片類似的方式，在每個單元上淀積微滴。在350℃下進(jìn)行30分鐘的烘烤過程。于是，在所有單元中形成由PdO微粒級成的薄膜。測量器件電極之間的電阻。即使在那些需要額外次數(shù)排放操作的單元中，也可觀測到約3kΩ的標(biāo)稱電阻。然后，逐個單元地在器件電極上加上一個成型電壓，從而完成成型過程，在每個單元的器件電極之間的間隔中心形成一個電子發(fā)射區(qū)。
使用按上述方式獲得的電子源基片，按結(jié)合圖7描述的方式，用前板1086，支架1082，和后板1081形成一個外殼1088。然后密封外殼1088。因而，獲得一個顯示板。進(jìn)而產(chǎn)生設(shè)有驅(qū)動電路的成像設(shè)備。包括需要額外次數(shù)排放操作的器件在內(nèi)的所有器件均表現(xiàn)出一致的特性。因此，最終的成像設(shè)備在顯示小亮度變化的電視圖像時也有良好的性能。
在本發(fā)明中，按以上所述，即使由于排放噴咀、基片的可濕性、和微滴抵達(dá)位置等某種異常條件所致，使微滴的淀積在第一次排放操作中需要額外次數(shù)的排放操作，也能在器件電極之間的間隔中形成組分、透射性、和厚度都均勻一致的薄膜。例19在該例中，除了根據(jù)微滴信息控制排放操作的裝置外，還設(shè)有對微滴抵達(dá)位置進(jìn)行光學(xué)檢測的裝置和根據(jù)微滴抵達(dá)位置信息調(diào)節(jié)排放位置的裝置。
圖29是檢測微滴信息并根據(jù)微滴信息控制排放位置的系統(tǒng)的方塊圖。除光學(xué)檢測系統(tǒng)外，該例的其它部分和例14相同。因為結(jié)合以前的實施例已經(jīng)詳細(xì)的介紹了排放操作的控制，所以下面只描述定位操作的控制。
在該例中使用的光檢測系統(tǒng)2202是和例14所用類似的垂直反射型系統(tǒng)。但和例14不同的是，光學(xué)檢測系統(tǒng)2202使用了兩個光束，即一個光束用于檢測微滴信息，一副光束用于檢測位置。這個多光束型光學(xué)系統(tǒng)類似于小型磁盤系統(tǒng)中廣泛用于實現(xiàn)跟蹤操作的一種光學(xué)檢測系統(tǒng)。通過一個衍射光柵將半導(dǎo)體激光器發(fā)射的一個光束分成在一條直線上排齊的三個光束。這三個光束在不同的位置被反射和調(diào)制，并且由分開的檢測器檢測。從這些反射光束的強(qiáng)度之間的相互關(guān)系可以檢測位置信息。
或者針對排放微滴之前的電極圖案或?qū)ＴO(shè)的取向標(biāo)記，或者針對排放操作完成后的淀積的微滴進(jìn)行位置檢測和控制?；蛘咄ㄟ^比較排放操作后三個反射光束的相對強(qiáng)度，或者通過比較排放操作前和排放操作后三個反射光束的強(qiáng)度，來檢測微滴抵達(dá)位置。排放位置的控制方法可以是先進(jìn)行試排放，然后在根據(jù)試排放的結(jié)果校正過的位置進(jìn)行實際排放；排放位置的控制方法還可以是先檢測一個位置，并對每一次排放操作進(jìn)行一次相應(yīng)的校正。
圖30表示控制微滴位置方法的一個實例。第一次排放操作后，檢測并相互比較排成一線(該線垂直于器件電極之間的間隙)的三個光束的強(qiáng)度。從比較的結(jié)果確定微滴抵達(dá)位置距器件電極之間的間隙中心的偏差。位移控制機(jī)構(gòu)2203響應(yīng)代表該偏差量的校正信號校正排放位置，使微滴在下一次排放操作中以及在此之后的那些操作中能排放在正確的位置上。
例20在上述的例14-19中，在一個固定的位置排放一個微滴，從而電子發(fā)射區(qū)形成一個薄膜。但本發(fā)明不限于此，各種各樣的改進(jìn)都是可能的。圖31A-31C表示幾種可能的器件結(jié)構(gòu)的實例；其中圖31A表示用在例14-19的器件結(jié)構(gòu)，圖31B表示在不同位置排放多個微滴形成的器件結(jié)構(gòu)，圖31C表示排放多個微滴形成的器件結(jié)構(gòu)，其中不僅在電子發(fā)射區(qū)上而且在每個器件電極的一部分上都有多個微滴。在任何一種器件結(jié)構(gòu)上，都可使用用于例14-19的控制排放操作的技術(shù)和控制排放位置的技術(shù)。
此外，在例14-19中，按矩陣形式形成接線。但本發(fā)明不限于此。也可以其它形式(如梯形)形成接線。例21制備具有經(jīng)矩陣形式接線連接的器件電極的基片，并且按以下所述在基片上制造表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件。圖33A是所得到的表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件的平面圖。下面參照圖32A、32B、和33A-33D，詳細(xì)描述制造方法。
(1)使用石英基片作為絕緣基片。用有機(jī)溶劑徹底清潔石英基片。然后，在120℃下烤干基片。
(2)使用設(shè)有電壓器件的噴墨排放裝置作為微滴供給機(jī)構(gòu)，在上述清潔過的基片上淀積包含有機(jī)鈀(CCP-4230，可由Okuno-Seiyaku Co.Ltd，得到)的溶液和微滴。測得的所得斑點的直徑為50μm(圖32A)。
(3)然后，使用蒸發(fā)技術(shù)和光刻技術(shù)在基片1上形成Ni(鎳)電極2和3，使器件電極之間的間隙長度L1為200μm，電極寬度W1為600μm，電極厚度為1000。
(4)使用設(shè)有壓電器件的噴墨排放裝置作為微滴供給機(jī)構(gòu)，在如圖33A所示的器件電極2和3之間淀積如上所述的包含有機(jī)鈀(CCP-4230，可從Okuno-Seiyaku Co.Ltd.得到)的溶液的微滴，其中對排放操作進(jìn)行控制，使最終得到的斑點的直徑為50μm。在200μm的間隙中形成如(2)中所述的直徑為50μm的11個斑點，使相鄰斑點之間的中心-中心的距離P1為25μm，并且每個斑點在兩側(cè)都與相鄰斑點重疊25μm。在淀積斑點后重疊面積擴(kuò)大。結(jié)果，沿長度方向的每個邊緣就變成一條直線。這樣，就獲得一個寬度W2為50μm、長度T為300μm的斑點線(墊塊)。
(5)然后，在300℃下熱處理10分鐘，從而形成由氧化鈀(PdO)微粒構(gòu)成的微粒膜。這樣，就獲得了薄膜4。
(6)在電極2和3上加上一個電壓，使薄膜4經(jīng)受成型過程(激勵成型過程)，從而產(chǎn)生一個電子發(fā)射區(qū)5。
在按上述方式得到的電子源基片上，由于墊塊是由相互疊置的斑點形成的，所以墊塊的寬度W2具有一個沿墊塊的長度方向不變的值。此外，厚度的變化很小，因此電阻的變化也很小。
按此技術(shù)，在器件電極之間的間隙中可形成由PdO細(xì)粒膜構(gòu)成的墊塊，它在垂直方向和水平方向都留有幾十μm的余量。因此不需要進(jìn)行困難的取向過程。這就可以減少因取向誤差引起的缺陷。
不必從左到右或從右到左自一個斑點位置至一個相鄰的斑點位置連續(xù)地淀積這些斑點，斑點的淀積順序可以任意。例如，可以首先隔一些斑點位置來淀積斑點，而后再在每個空缺處接著淀積一個斑點。
此外，可通過排放兩個微滴(以代替排放一個微滴)來形成每一個斑點。在這種情況下，薄膜厚度為兩倍左右，而電阻變?yōu)橐话胱笥摇＿@就是說，通過改變排放的微滴數(shù)目就可以控制導(dǎo)電薄膜的電阻。
此外，每個斑點還可通過排放兩倍數(shù)量的微滴來形成。其結(jié)果類似于用兩個微滴并且每個微滴具有原始的數(shù)量所得到的結(jié)果。這就是說，通過控制微滴的數(shù)量也可能形成具有任意大小電阻的導(dǎo)電薄膜。
按該例中所述的技術(shù)，有可能產(chǎn)生各個器件之間特性變化很小的多個器件，因此有可能改善生產(chǎn)效率。此外，由于形成薄膜4不需要構(gòu)圖過程，因此可降低生產(chǎn)成本。
使用按上述方式獲得的具有矩陣形式接線的電子源基片，用前板、和后板制成一個外殼。然后密封該外殼。于是，獲得一個顯示板。進(jìn)而，產(chǎn)生一個能夠顯示電視圖像的設(shè)有驅(qū)動電路的成像設(shè)備。最后得到的成像設(shè)備只有很小數(shù)目的缺陷，并且在顯示具有小亮度變化的電視圖像時具有優(yōu)良的性能。例22在基片上形成梯形形式的器件電極，器件電極的寬度W1為600μm，器件電極之間的間隙長度L1為200μm，器件電極的厚度d為1000。然后，按和例21類似的方式，在這個基片上制造表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件。使用獲得的電子源基片，用前板、支架、和后板形成一個外殼。然后，密封該外殼。于是，獲得一個成像設(shè)備。最終得到的成像設(shè)備具有和例21一樣優(yōu)良的性能。
例23像例21那樣，在一個基片上形成器件電極，器件電極的寬度W1為600μm，間隙長度L1為200μm，器件電極的厚度d為1000A。然后，使用和例21類似的噴墨排放裝置，在上述基片上淀積包含有機(jī)鈀的溶液的微滴。在該例中，淀積微滴，使墊塊的形狀變?yōu)槔缛鐖D35A2所示的形狀。在200μm的間隙中形成兩條斑點線，每條斑點線包括如例21的(2)中所述的直徑(Φ)為50μm的11個斑點，從而使相鄰斑點之間的中心-中心距離P1和P2為25μm(Φ/2)，因此每一個斑點的每一側(cè)都和相鄰斑點重疊25μmz。結(jié)果，得到寬度W2為75μm，長度T為300μm的一個長方形的墊塊。以和例21相同的方式形成電子發(fā)射器件，只是產(chǎn)生的墊塊的形狀有所不同。最終得到的器件具有良好的特性，各個器件之間的特性變化和例21一樣地小。在該例中，由于墊塊是由兩行斑點形成的，所以最終的電阻只是由一行斑點形成的墊塊的電阻的一半。這就是說，有可能通過改變斑點行數(shù)來獲得期望的電阻。即，確定墊塊的寬度W2，使得在等于器件電極的寬度W1的上限之內(nèi)可獲得期望的電阻，其中還應(yīng)計及取向精度。例24使用和例21類似的基片，但其中的器件電極之間的間隙長度為20μm，在該基片上淀積微滴，以便獲得形狀和圖35B1及35B2的示形狀類似的墊塊。所得器件具有和例21一樣好的特性，并且器件之間的特性變化很小。在該例中，由于間隙長度小到20μm，所以在垂直于間隙的方向上取向比例21，22，和23更加容易。此外，還產(chǎn)生如圖35C1和35C2所示形狀的墊塊。所得器件也具有良好特性。例25在本例中，不使用例21-24的使用壓電元件的噴墨排放裝置，而是使用氣泡噴射型的微滴供給機(jī)構(gòu)來產(chǎn)生器件和成像設(shè)備。所得的器件和成像設(shè)備都具有和例21-24一樣好的特性。例26通過光刻法在一個基片上按矩陣形式形成器件電極。然后，在該基片上產(chǎn)生表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件，從而形成一個電子源基片。圖40A是所產(chǎn)生的表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件的平面圖，圖40B是它的剖面圖。下面參照圖2A和2B描述表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件的制造方法。
步驟1使用石英基片作為絕緣基片1。用有機(jī)溶劑徹底清潔石英基片。然后使用蒸發(fā)技術(shù)和光刻技術(shù)在基片1上形成Ni電極2和3，使器件電極之間的距離(L1)為2μm，器件電極的寬度(W1)為400μm，器件電極的厚度為1000。
步驟2用凈化水借助于超聲波清潔形成的器件電極2和3的基片。將其片從熱的純水中拉起使其干燥。然后利用HMDS進(jìn)行疏水性處理(使用旋涂器將HMDS涂在基片上，然后讓基片在200℃烘箱中加熱15分鐘)，從而使基片表面變?yōu)槭杷缘?。使用設(shè)有壓電器件的噴墨排放裝置，向基片上形成的器件電極2和3之間的一個位置排放一滴合0.05wt％乙酸鈀的水溶液。在微滴到達(dá)基片后，微滴保持在一個有限的區(qū)域內(nèi)，不會擴(kuò)展。這就導(dǎo)致優(yōu)良的穩(wěn)定性和優(yōu)良的可再現(xiàn)性。
步驟3然后在300℃下進(jìn)行10分鐘的熱處理，從而形成電氧化鈀(PdO)構(gòu)成的微粒膜(導(dǎo)電膜4)。
這里所用的術(shù)語＂微粒膜＂指的是由多個微粒組成的膜，其中的微?？缮⒉荚谀ぶ校蛘甙雌浞绞椒峙湮⒘Ｊ顾鼈儽舜丝拷虮舜酥丿B(或者可按島的形式分配微粒)。按該技術(shù)，確定所得薄膜的寬度(W2)，使其成為分配在基片上的微滴的形狀的函數(shù)。如上所述，有可能得到微滴形狀的良好再現(xiàn)性，并且有可能得到薄膜寬度(W2)的很小變化。此外，按該技術(shù)，形成導(dǎo)電薄膜4是不需要構(gòu)圖過程的。
步驟4然后在器件電極2和3上加上一個電壓，使電流流過導(dǎo)電薄膜4，從而完成成型過程，借此形成一個電子發(fā)射區(qū)5。
這樣，就獲得了一個設(shè)有上述表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件的電子源基片，其中的電子源器件經(jīng)矩陣形式的接點相互連接。使用該電子源基片，按結(jié)合圖7以上所述的方式，用前板1086、支架1082、和后板1081形成一個外殼1088。然后密封該外殼1088。于是，得到一個顯示板。進(jìn)而產(chǎn)生能夠顯示符合NTSC電視信號(例如，如圖9所示的電視信號)的電視圖像的設(shè)有驅(qū)動電路的成像設(shè)備。
所得到的成像設(shè)備在顯示大屏幕區(qū)上小亮度變化的電視圖像時表現(xiàn)出良好的性能。例27按梯形形式在一個基片上形成器件電極，器件電極寬度(W1)為600μm，器件電極之間的距離(L1)為2μm，器件電極的厚度為1000。使用這個基片(圖13)，按照和例21類似的方式產(chǎn)生表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件。使用所得到的電子源基片，按照以上結(jié)合圖11所述的相同方式，用前板1086、柵電極1120、支架1082、和后板1124形成一個外殼1088。然后，密封外殼1088。從而得到一個顯示板。進(jìn)而，產(chǎn)生一個能夠顯示符合NTSC電視信號(如圖9所示的信號)的電視圖像的設(shè)有驅(qū)動電子的成像設(shè)備。
最終得到的成像設(shè)備表現(xiàn)出和例26一樣好的特性。例28用光刻法在一個基片上形成矩陣形式的器件電極(圖13)。然后在該基片上產(chǎn)生表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件，借此以和例26類似的方式形成一個電子源基片。像例26那樣，使用所得到的電子源基片，用上述的前板1086、支架1082、和后板板1081形成一個外殼1088。然后密封外殼1088。于是得到一個顯示板。進(jìn)而產(chǎn)生一個能夠顯示符合NTSC電視信號(如，圖9所示的信號)的電視圖像的設(shè)有驅(qū)動電路的成像設(shè)備。
最終得到的成像設(shè)備表現(xiàn)出和例26一樣好的特性。例29用光刻法在一個基片上按梯形形式形成器件電極(圖13)。然后，在該基片上產(chǎn)生表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件，借此按和例26相似的方式形成一個電子源基片。使用得到的電子源基片，按照和先前實施例類似的方式產(chǎn)生一個顯示板。進(jìn)而，產(chǎn)生一個能夠顯示符合NTSC電視信號(例如，圖9所示的信號)的電視圖像的帶有驅(qū)動電路的成像設(shè)備。
最終得到的成像設(shè)備表現(xiàn)出和例26一樣好的特性。
例30用光刻法在一個基片上形成矩陣形式的器件電極(圖13)。然后，在該基片上產(chǎn)生表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件，借此形成一個電子源基片。圖34是所產(chǎn)生的表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件的平面圖。下面描述表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件的制造方法。
步驟1使用石英基片作為絕緣基片1。用有機(jī)溶劑徹底清洗石英基片。然后使用蒸發(fā)技術(shù)和光刻技術(shù)在基片1上形成Ni電極2和3，使器件電極之間的距離(L1)為2μm，器件電極的寬度(W1)為600μm，器件電極的厚度為1000。
步驟2用凈化水并借助于超聲波清潔形成了器件電極2和3的基片。然后，將基片從熱的純水中拉起，使其干燥。然后利用HMDS進(jìn)行疏水性處理(用旋涂器向基片涂HMDS，然后在200℃的烘箱中加熱基片15分鐘)，從而使基片的表面變?yōu)槭杷缘?。使用設(shè)有壓電器件的噴墨排放裝置，向在基片上形成的器件電極2和3之間的彼此靠近的那些位置排放包含0.05wt％乙酸鈀的水溶液的兩個微滴。在微滴抵達(dá)基片后，微滴保持在一個有限的區(qū)域內(nèi)，沒有擴(kuò)展。這將導(dǎo)致良好的穩(wěn)定性和良好的再現(xiàn)性。
步驟3然后在300℃下進(jìn)行10分鐘的熱處理，從而形成由氧化鈀(PdO)組成的微粒膜(導(dǎo)電膜4)。這是使用的術(shù)語＂微粒膜＂還是指由多個微粒組成的膜，其中的微粒散布在膜中，或者可按其它的方式分配微粒，使它們彼此靠近或彼此重疊(或者按島的形式分配微粒)。按此技術(shù)，確定所說薄膜的寬度(W2)，使其成為在基片上淀積的微粒的形狀的函數(shù)。因此，如上所述，有可能得到微滴形狀的良好再現(xiàn)性，因此有可能得到薄膜寬度(W2)的很小變化。因此，形成導(dǎo)電薄膜4不需構(gòu)圖過程。
步驟4在器件電極2和3上加上一個電壓，使電流流過導(dǎo)電薄膜4，從而完成成型過程，形成一個電子發(fā)射區(qū)5。
使用獲得的電子源基片，按照和以上結(jié)合圖7所述相同的方式，用前板1086、支架1082、和后板1081形成一個外殼1088。然后，密封外殼1088。于是，獲得一個顯示板。進(jìn)而，產(chǎn)生一個能夠顯示符合NTSC電視信號(例如，圖9所示的信號)的電視圖像設(shè)有驅(qū)動電路的成像設(shè)備。
最終得到的成像設(shè)備表現(xiàn)出和例26一樣好的特性。例31用光刻法在一個基片上形成矩陣形式的器件電極(圖13)。然后，在該基片上產(chǎn)生表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件，借此以和例26相同的方式形成電子源基片，只是為了在器件電極之間形成一個導(dǎo)電薄膜安排放兩個微滴。在和例26相同的條件下，使用和例26相同類型的微滴供給機(jī)構(gòu)來排放微滴，并且包含在每個微滴(一個斑點)中的溶液的數(shù)量也和例26相同。因為在本例中對于每個導(dǎo)電薄膜安排放兩個微滴，所以得到的導(dǎo)電薄膜的厚度是例26的兩倍。從這個結(jié)果可以得出結(jié)構(gòu)論，有可能通過改變對于每個導(dǎo)電薄膜排放的微滴數(shù)目來控制導(dǎo)電薄膜的厚度。
使用按上述方式獲得的電子源基片，按照和例26類似的方式產(chǎn)生一個顯示板和一個成像設(shè)備。
所得到的顯示板和成像設(shè)備表現(xiàn)出和例26一樣好的特性。
例32在制造上述任一例中的電子發(fā)射器件的過程中，首先形成器件電極(或者，器件電極和連接電極)，然后淀積微滴，最后進(jìn)行烘烤。另外，還可以先進(jìn)行微滴淀積，而后進(jìn)行烘烤，從而形成導(dǎo)電薄膜。在此之后，再形成器件電極(或者，器件電極和連接電極)。下面詳細(xì)描述按照后一種制造步驟順序的一個特殊的實例。
圖35A1至35C2是說明制造一個器件的方法的示意圖。
使用石英基片作為絕緣基片1。用有機(jī)溶劑徹底清潔石英基片。使用設(shè)有壓電器件的噴墨排放裝置向基片的中心排放包含0.05wt％乙酸鈀的水溶液的微滴(圖35A1和35A2)。(微滴的數(shù)目不限于一個。如果期望，可以排放兩個或多個微滴)。
在此之后，在300℃下進(jìn)行10分鐘烘烤，形成由氧化鈀(PdO)微粒組成的圓形導(dǎo)電薄膜5(圖35B1和35B2)。
使用蒸發(fā)技術(shù)和光刻技術(shù)，在具有導(dǎo)電薄膜斑點的基片上形成Ni電極2和3(圖35C1和35C2)，使器件電極之間的距離L1為10μm，器件電極的寬度W1為400μm，器件電極厚度為1000。按上述方法，所形成的器件電極2和3的位置應(yīng)使器件電極2和3之間的間隙中心基本上與導(dǎo)電薄膜斑點的中心重合。
然后在器件電極2和3上加上一個電壓，使電流流過導(dǎo)電薄膜5，從而完成成型過程，形成電子發(fā)射區(qū)6(圖35C1和35C2)。
雖然上例中在一個基片上只產(chǎn)生一個器件，但在一個基片上還可以產(chǎn)生多個表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件，從而可產(chǎn)生一個具有如圖36所示矩陣形接線的電子源基片。借助于蒸發(fā)和光劉可產(chǎn)生矩陣形接線電極。在此結(jié)構(gòu)中，X方向接線和y方向接線通過在每個交叉點處的一個絕緣體(未示出)彼此電隔離。進(jìn)而，按照和以上結(jié)合圖7所述的相同的方式，用前板1086、支架1082、和后板1081形成一個外殼1088。然后密封外殼1088。于是獲得一個顯示板。進(jìn)而，產(chǎn)生一個能夠顯示符合NTSC電視信號(例如，圖9中所示的信號)的電視圖像的設(shè)有驅(qū)動電路的成像設(shè)備。就電子源基片而論，還可以使用圖37所示的類型。
還是在該例中，像先前的實施例那樣，所得到的成像設(shè)備在顯示大屏幕區(qū)域上的小亮度變化的電視圖像時表現(xiàn)出優(yōu)良的性能。例33當(dāng)按照和例32相同的方式在一個基片上形成多個斑點形導(dǎo)電薄膜后，通過蒸發(fā)和光刻在該基片上形成器件電極2和3以及梯形接點，使器件電極的寬度W1為600μm，器件電極之間的距離為10μm，器件電極的厚度為1000，借此形成如圖39所示的電子源基片。進(jìn)而，按照以上結(jié)合圖11所述相同的方式，用前板1086、支架1082、和后板1124形成一個外殼1088。然后，密封外殼1088。于是獲得一個顯示板。進(jìn)而，產(chǎn)生一個能夠顯示符合NTSC電視信號(例如，圖9所示的信號)的電視圖像的設(shè)有驅(qū)動電路的成像設(shè)備。
還是在該例中，像例32那樣，所得到的成像設(shè)備在顯示圖像時表現(xiàn)出良好的性能。例34在上述的例32和33中，使用了設(shè)有壓電器件的噴墨排放裝置。與此相反，還可以使用氣泡噴射型的噴墨排放裝置，其中的氣泡是借助于熱量產(chǎn)生的。使用這種類型的噴墨排放裝置，可產(chǎn)生其中帶有矩陣形式接點的電子源基片的成像設(shè)備以及其中帶有梯形形式接線的電子源基片的成像設(shè)備。所得的成像設(shè)備表現(xiàn)出和例32及33一樣好的性能。
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，包括如下步驟形成一對電極，并在一個基片上形成一個導(dǎo)電薄膜，使所說電極對與所說導(dǎo)電薄膜接觸，并且使用所說導(dǎo)電薄膜形成一個電子發(fā)射區(qū)，其中以微滴形式向所說基片提供一種包含一種金屬元素的溶液，由此形成所說導(dǎo)電薄膜。
2.如權(quán)利要求1的產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，其中所說導(dǎo)電薄膜是在形成所說電極對之后形成的。
3.如權(quán)利要求1的產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，其中所說導(dǎo)電薄膜是在形成所說電極對之前形成的。
4.如權(quán)利要求1的產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，其中所說微滴是借助于噴墨技術(shù)提供的。
5.如權(quán)利要求4的產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，其中所說噴墨技術(shù)是利用熱能在溶液中形成氣泡，借此以微滴形式噴射所說溶液。
6.如權(quán)利要求2的產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，其中在所說電極之間提供的所說微滴的數(shù)量小于由所說基片和所說電極對形成的凹入空間的體積。
7.如權(quán)利要求1的產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，還包括如下步驟向所說基片提供一個或多個溶液微滴，所說溶液包括一種構(gòu)成所說導(dǎo)電薄膜的材料；檢測所說已提供的微滴的狀態(tài)；根據(jù)所說已提供的微滴的狀態(tài)的所得信息再次提供一個或多個微滴。
8.如權(quán)利要求7的產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，其中包含構(gòu)成所說薄膜的材料的所說溶液是一種其中散布有所說材料的溶液。
9.如權(quán)利要求7的產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，其中包含構(gòu)成所說薄膜的材料的所說溶液是一種其中溶解有所說材料的溶液。
10.如權(quán)利要求7的產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，其中待檢測的所提供的微滴狀態(tài)的項目包括至少從下述項目中選出的一項微滴是否存在、所提供的微滴的數(shù)量、以及提供微滴的位置。
11.如權(quán)利要求7的產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，其中在無微滴淀積的情況下，在相同的條件下再次提供微滴。
12.如權(quán)利要求7的產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，其中在所提供的微滴的數(shù)量大于一個可接受的上限值的情況下，至少除去所說提供的微滴的一部分。
13.如權(quán)利要求7的產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，其中在所提供的微滴不充分的情況下，在調(diào)節(jié)了噴射條件后再次提供微滴。
14.如權(quán)利要求7的產(chǎn)生電子發(fā)射器件方法，其中根據(jù)檢測所提供的微滴的狀態(tài)得到的信息來調(diào)節(jié)另一個噴射位置的噴射條件。
15.如權(quán)利要求13的產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，其中要調(diào)節(jié)的所說噴射條件至少包括噴射操作的次數(shù)或者噴射位置。
16.如權(quán)利要求7的產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，其中通過照射提供所說微滴的位置并且然后檢測從所說位置反射的光或者穿過所說位置透射的光束檢測所提供的微滴的狀態(tài)。
17.如權(quán)利要求7的產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，其中在將檢測位置定位在要提供微滴的一個預(yù)定位置后再檢測所提供的微滴的狀態(tài)。
18.如權(quán)利要求1的產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，其中的導(dǎo)電薄膜是通過提供多個微滴形成的，從而使所說的微滴形成的相鄰的斑點之間的中心至中心的距離小于所說斑點的直徑。
19.如權(quán)利要求18的產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，其中通過控制所提供的微滴的數(shù)量和/或所提供的微滴的次數(shù)來控制由所說導(dǎo)電薄膜形成的電子發(fā)射區(qū)的膜厚度。
20.如權(quán)利要求18的產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，其中在向所說基片提供所說微滴之前，對所說基片表面進(jìn)行處理，使所說基片的表面變?yōu)槭杷摹?br> 21.一種電子源基片，包括多個設(shè)在所說基本上的多個電子發(fā)射器件，其中所說電子發(fā)射器件是通過按權(quán)利要求1的方法產(chǎn)生的。
22.一種電子源，其中將在按權(quán)利要求21的電子源基片上形成的電子發(fā)射器件相互連接起來。
23.一種顯示板，包括設(shè)有如權(quán)利要求22所述的電子源的一個后板和設(shè)有一個熒光膜的前板，其中所說后板和所說前板相對設(shè)置，從而使所說電子源發(fā)射的電子照射所說熒光膜，顯示出一個圖像。
24.一種成像設(shè)備，包括如權(quán)利要求23所述的顯示板，其中將一個驅(qū)動電路連接到所說顯示板上。
25.一種產(chǎn)生電子發(fā)射器件的設(shè)備，所說設(shè)備包括微滴提供裝置，向一個基片噴射包含一種金屬元素的微滴，借此在所說基片上提供所說微滴；檢測裝置，檢測所說提供的微滴的狀態(tài)；以及控制裝置，根據(jù)經(jīng)所說檢測裝置得到的信息控制所說微滴提供裝置的噴射條件。
26.如權(quán)利要求25的設(shè)備，其中所說檢測裝置至少包括微滴信息檢測裝置，檢測微滴是否存在，并且還檢測微滴的數(shù)量；或者微滴抵達(dá)位置檢測裝置，檢測已經(jīng)提供的微滴的位置。
27.如權(quán)利要求26的設(shè)備，其中所說微滴信息檢測裝置和所說微滴抵達(dá)位置檢測裝置全都在同一個光學(xué)檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)。
28.如權(quán)利要求26的設(shè)備，能夠同時檢測微滴信息和微滴抵達(dá)位置。
29.如權(quán)利要求26的設(shè)備，能夠相繼檢測微滴信息和微滴抵達(dá)位置。
30.如權(quán)利要求25的設(shè)備，進(jìn)一步還包括定位裝置，根據(jù)經(jīng)所說檢測裝置得到的信息完成定位操作。
31.如權(quán)利要求25的設(shè)備，進(jìn)一步還包括微滴去除裝置，用于除去至少所說提供的微滴的一部分。
32.如權(quán)利要求31的設(shè)備，其中所說微滴去除裝置包括一個專用的去除噴咀，用于排除氣體，從一個間隙吹掉微滴。
33.如權(quán)利要求25的設(shè)備，其中所說微滴提供裝置的依據(jù)是噴技術(shù)。
34.如權(quán)利要求33的設(shè)備，其中所說的噴墨技術(shù)是通過熱能在溶液中形成氣泡，從而可以微滴形式噴射所說溶液。
35.如權(quán)利要求33的設(shè)備，其中所說的噴墨技術(shù)是使用壓電器件以微滴形式噴射一種溶液。
全文摘要
一種產(chǎn)生電子發(fā)射器件的方法，包括如下步驟形成一對電極，并在一個基片上形成導(dǎo)電薄膜，使這對電極與導(dǎo)電薄膜接觸，并使用導(dǎo)電薄膜形成一個電子發(fā)射區(qū)，其中該方法的特征在于，以微滴形式向基片提供包含一種金屬元素的溶液，借此形成導(dǎo)電薄膜。
文檔編號H01J9/02GK1131305SQ9511312
公開日1996年9月18日 申請日期1995年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月16日
發(fā)明者坂野嘉加, 貴志悅朗, 長谷川光利, 三道和宏, 重岡和也, 宮本雅彥 申請人:佳能株式會社