專利名稱：電子源和成像裝置以及它們保持激活狀態(tài)而設(shè)置裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子源和成像裝置，更具體地說，涉及一種配有通過抑制它老化并恢復(fù)它性能來保持它處于激活態(tài)的裝置的電子源、以及一種包括這種電子源的成像裝置，還涉及為它配備上述裝置的方法。
已知兩種類型的電子發(fā)射器件，熱離子陰極型和冷陰極型。在這些類型中，冷陰極是指包括場(chǎng)發(fā)射型(以后稱作FE型)器件、金屬/絕緣層/金屬型(以下稱作MIM型)電子發(fā)射器件和表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件在內(nèi)的器件。FE型器件的例子包括由W.P.Dyke和W.W.Dolan所提出的那些器件，見"場(chǎng)發(fā)射"，電子物理學(xué)進(jìn)展，8，89(1956)，還包括C.A.Spindt所提出的那些器件，見"具有鉬圓錐的薄膜場(chǎng)發(fā)射陰極物理性質(zhì)"，應(yīng)用物理學(xué)雜志，47，5284(1976)。
一些論文中公開了MIM器件的例子，這些論文包括C.A.Mead的"隧道發(fā)射放大器"，應(yīng)用物理學(xué)雜志，32，646(1961)。
表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的例子包括M.I.Elinson所提出的例子，見無線電工程電子物理學(xué)，10，1290(1965)。
表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件是通過利用下述現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)的，這現(xiàn)象是當(dāng)電流沿薄膜表面平行流動(dòng)時(shí)，電子從形成在基片上的一個(gè)薄膜上發(fā)射出來。而Elinson提出將將SnO2薄膜用于這種類型的器件，G.Dittmer〔見"固體薄膜"，9，317(1972)〕提出用Au薄膜，而M.Hartwell和C.G.Fonstad〔見"IEEETrans.EDConf"，519(1975)〕還有H.Araki等人〔見"真空"，26卷，1期，22頁(1983)〕分別討論了用In2O3/SnO2和碳薄膜的情況。
附圖27示意性地說明了M.Harwell提出的一個(gè)典型表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件。圖27中，參考標(biāo)號(hào)1指的是一個(gè)基片。參考標(biāo)號(hào)4指通常借助于濺射方法通過產(chǎn)生H形金屬氧化物薄膜制備的導(dǎo)電薄膜，該導(dǎo)電薄膜的某些部分當(dāng)它受到說明書下文中稱作"激發(fā)形成"的電激發(fā)過程時(shí)最終制成一個(gè)電子發(fā)射區(qū)域5。圖27中，金屬氧化物薄膜的薄的水平區(qū)域分開一對(duì)器件電極，該區(qū)域長(zhǎng)度L為0.5mm至1mm，寬度W′為0.1mm。
通常，通過使器件的導(dǎo)電薄膜4經(jīng)歷一個(gè)電激發(fā)預(yù)備過程在表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件中產(chǎn)生一個(gè)電子發(fā)射區(qū)域5，這叫"激發(fā)形成"。在激發(fā)形成過程中，將一個(gè)恒定的DC電壓或一個(gè)通常以1V/min的速率緩慢上升的DC電壓施加到導(dǎo)電薄膜4給定的相對(duì)兩端，部分破壞、變形或改變薄膜，并產(chǎn)生一個(gè)具有很高電阻的電子發(fā)射區(qū)域5。這樣，電子發(fā)射區(qū)域5是導(dǎo)電薄膜4的一部分，該薄膜4通常包括一個(gè)和多個(gè)縫隙，這使得電子可以從縫隙中發(fā)射。
目前為了實(shí)現(xiàn)在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上提供明亮、清晰圖像的成像裝置可得到的所考慮的電子發(fā)射器件的類型根據(jù)電子發(fā)射性能和效率來看有改進(jìn)余地，這里，效率是指電壓施加到器件成對(duì)的器件電極時(shí)，穿過表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件流動(dòng)的電流(以后叫作"器件電流"或If)與通過從器件將電子放電到真空(以后叫作"發(fā)射電流"或Ie)所形成的電流的比值。一個(gè)理想的電子發(fā)射器件相對(duì)于小的器件電流將顯示出大的發(fā)射電流。如果電子發(fā)射器件的電子發(fā)射性能是嚴(yán)格可控制的，并具有改進(jìn)的效率，通過安置許多這樣的電子發(fā)射器件和用于在成像裝置上形成圖像的一個(gè)熒光部件所實(shí)現(xiàn)的成像裝置，如果該裝置制作得很平，將能產(chǎn)生高質(zhì)量的圖像，且能耗率減少。然后，可以低成本地制造這樣的成像裝置的驅(qū)動(dòng)電路，因?yàn)樵撗b置的電子發(fā)射器件的能耗率低。
不過，Hartwell的電子發(fā)射器就電子的穩(wěn)定發(fā)射和效率來看，并非必然令人滿意，因此，可以想到用Hartwell的器件實(shí)現(xiàn)工作穩(wěn)定的成像裝置以產(chǎn)生高亮度的圖象是極困難的。
由于深入細(xì)致的努力研究，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果通過上述激發(fā)形成，在表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件中產(chǎn)生一個(gè)電子發(fā)射區(qū)域后，將一定的電壓施加到處于含有有機(jī)物質(zhì)的環(huán)境中的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件上，則該器件的If和Ie兩者都顯著增加。這種施加一定電壓的操作叫作"激活"。
上述If和Ie增加的現(xiàn)象歸因于由于施加電壓，在電子發(fā)射區(qū)域附近所產(chǎn)生的碳或碳化合物的被激活了的薄膜狀沉積物。
當(dāng)電子發(fā)射器件長(zhǎng)時(shí)間工作于電子發(fā)射狀態(tài)時(shí)，在電子發(fā)射區(qū)域附近的沉積物可以逐漸分解并被侵蝕，致使該器件的電子發(fā)射性能退化，盡管可以通過對(duì)激活過程選擇合適的參數(shù)來抑制這樣的退化。這也許因?yàn)槌练e物的結(jié)晶度影響了侵蝕的速率，而結(jié)晶度又順次被激活過程的參數(shù)影響。采用高熔點(diǎn)的金屬，例如鎢，用做沉積物，對(duì)于抑制沉積物的侵蝕是有效的。
然而，為防止退化并延長(zhǎng)它的使用壽命，如果將它用于成像裝置或類似的用途，表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的性能必須進(jìn)一步改進(jìn)。
考慮到上述確定出的那些問題和其它問題，因此，本發(fā)明的一個(gè)目的就是要提供一種改進(jìn)的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件。
此外，激活過程需要采用大的真空裝置，此裝置配有把碳和/或金屬化合物引入該裝置的設(shè)備。當(dāng)具有一個(gè)真空容器(外殼)的大成像裝置經(jīng)受到這樣的一種真空裝置的激活過程時(shí)，后者必須配有一個(gè)排放管道，用于把真空容器的內(nèi)部抽空，并把碳和/或金屬化合物引入真空容器，致使整個(gè)操作相當(dāng)復(fù)雜并且耗時(shí)，導(dǎo)致成像裝置的制造成本上升，特別是如果這種化合物的分子量大的話。這樣，本發(fā)明還打算提出一種允許采用尺寸小的真空裝置和制造過程簡(jiǎn)單的方法以克服上述那些問題。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種抑制電子源的老化并恢復(fù)電子源的電子發(fā)射性能的方法，以及包括這樣一種電子源的成像裝置。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種包括多個(gè)電子發(fā)射器件的電子源，其中配有給電子發(fā)射器件提供一種激活物質(zhì)的裝置。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種成像裝置，該成像裝置帶有一個(gè)電子源，該電子源又包括一些電子發(fā)射器件和一個(gè)成像部件，以便自所述電子源輻射電子束在其上形成圖像，其中所述成像裝置配有給電子發(fā)射器件提供激活物質(zhì)的裝置。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種激活包括一些電子發(fā)射器件和一個(gè)激活物質(zhì)源的電子源的方法，其中包括一個(gè)使來自激活物質(zhì)源的激活物質(zhì)氣化并把它施加到電子發(fā)射器件的步驟。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種激活成像裝置的方法，該成像裝置帶有一個(gè)電子源，該電子源又包括一些電子發(fā)射器件和一個(gè)成像部件，以便自所述電子源輻射電子束在其上形成圖像，其中包括一個(gè)使來自激活物質(zhì)源的激活物質(zhì)氣化并把它施加到電子發(fā)射器件上的步驟。


圖1A至1C是可用于本發(fā)明目的的一個(gè)表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的示意圖。
圖2是可用于本發(fā)明目的另一個(gè)表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的示意圖。
圖3是可用于本發(fā)明目的的另一個(gè)表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的示意圖。
圖4A至4E是可用于本發(fā)明目的另一個(gè)電子發(fā)射器件的示意圖，顯示了不同的制造步驟。
圖5A至5D是示意性地示出了可用于制造并測(cè)試表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的電壓波形、包括一些這樣的器件及包括這樣的電子源的成像裝置的圖。
圖6是用于確定一個(gè)表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的電子發(fā)射性能的測(cè)量裝置的方塊圖。
圖7是一幅示出了在器件電壓Vf和發(fā)射電流Ie之間的典型關(guān)系的圖，以及在一個(gè)表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件或一個(gè)電子源的器件電壓Vf和器件電流If之間的典型關(guān)系圖。
圖8是本發(fā)明的電子源的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖9A是本發(fā)明的成像裝置的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖9B是安置在本發(fā)明的一個(gè)成像裝置中的一種吸氣劑的示意圖。
圖10A和10B是示意圖，表示了本發(fā)明的成像裝置的顯示板的熒光薄膜的兩種可能的結(jié)構(gòu)。
圖11是表示NTSC制電視信號(hào)的一個(gè)用于顯示圖象的成像裝置的驅(qū)動(dòng)電路的方塊圖。
圖12是本發(fā)明的電子源的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖13是本發(fā)明的成像裝置的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖14A至14D是實(shí)施1的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的示意圖。
圖15A至15J及圖15L是處于不同的制造步驟中的實(shí)施例1的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的示意圖。
圖16H、16J及16K是處于不同的制造步驟中的實(shí)施例3的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的示意圖。
圖17A至17C是實(shí)施例4的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的示意圖。
圖18A至18F是處于不同的制造步驟中的實(shí)施例5的電子源的示意圖。
圖19是用于制造實(shí)施例5的成像裝置的處理裝置的方塊圖。
圖20是實(shí)施例7的電子源的局部示意圖。
圖21是實(shí)施例7的電子源的局部示意圖。
圖22A至22G是處于不同制造步驟中的實(shí)施例7的電子源的示意圖。
圖23A至23B是實(shí)施例7的電子源及成像裝置的示意圖。
圖24是本發(fā)明的電子源且有一種矩陣結(jié)構(gòu)的示意圖，示出了它如何布線用于激發(fā)形成和激活以及測(cè)試它性能的操作的各步驟。圖25是實(shí)施例7的成像裝置的示意圖。
圖26是顯示了利用實(shí)施例9的成像裝置的一種應(yīng)用的方塊圖。
圖27是一種已知的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的示意圖。
本發(fā)明提供了一種抑制電子源的老化并恢復(fù)其電子發(fā)射性能的方法以及包括一個(gè)這樣的電子源的成像裝置。這樣的一種方法可用在制造電子源和包括這種電子源的一種成像裝置，過程中的"激活步驟"以簡(jiǎn)化步驟。此外，這種方法可抑制一個(gè)電子源和一個(gè)成像裝置的電子發(fā)射器件的隨時(shí)間的老化并暫時(shí)恢復(fù)其電子發(fā)射性能。
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施例進(jìn)行描述。
圖1A至1C是本發(fā)明的一個(gè)電子源的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的示意圖，其中圖1A是一幅平面圖，而圖1B和1C分別是沿1B-1B和1C-1C線所取的剖面圖。
參考圖1A至1C，顯示了一個(gè)基片1，一對(duì)器件電極2和3，一個(gè)導(dǎo)電薄膜4，一個(gè)在5上的電子發(fā)射區(qū)域，一個(gè)薄膜電阻加熱器7和一個(gè)激活物質(zhì)源8，其中，薄膜電阻加熱器7安置在器件電極之一或電極2和一個(gè)提供激活物質(zhì)的電極6之間。注意，器件電極2和3還有包括電子發(fā)射區(qū)域5的導(dǎo)電薄膜4構(gòu)成了一個(gè)表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件，而薄膜電阻加熱器7、激活物質(zhì)源8以及電極2和6構(gòu)成了一個(gè)激活物質(zhì)供應(yīng)裝置。
可用于基片1的材料包括石英玻璃、含有雜質(zhì)(例如鈉)以降低濃度水平的玻璃，鈉鈣玻璃、借助濺射在鈉鈣玻璃基片上形成一層SiO2所作成的玻璃基片陶瓷物質(zhì)(例如氧化鋁以及硅)。
盡管相對(duì)安置的器件電極2和3以及提供激活物質(zhì)的電極6可以是任何高導(dǎo)電的材料，優(yōu)選的候選材料包括金屬，例如，Ni、Cr、Au、Mo、W、Pt、Ti、Al、Cu、和Pd以及它們的合金，還包括由金屬和從Pd、Ag、RuO2、Pd-Ag和玻璃選取的一種金屬氧化物制成的可印刷的導(dǎo)電材料，還包括透明導(dǎo)電材料(例如In2O3-SnO2)以及半導(dǎo)體材料，例如多晶硅。
可以確定分開各器件電極的距離L、器件電極和提供激活物質(zhì)的電極之間距離W1至W3、導(dǎo)電薄膜4的外形及設(shè)計(jì)本發(fā)明的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的其它因素，這取決于器件的應(yīng)用。器件電極2和3的分開距離L優(yōu)選地在幾百毫微米至幾百微米之間，而還可以優(yōu)選為在幾微米至數(shù)十微米之間。
器件電極2和3的長(zhǎng)度W1和W2優(yōu)選地在幾微米和幾百微米之間，這取決于各電極的電阻和器件的電子發(fā)射特性。器件電極2和3的薄膜厚度d在數(shù)十毫微米至幾微米之間。
可用于本發(fā)明的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件可供選擇地具有不同于圖1A至1C中所示的結(jié)構(gòu)，另一方面，它可以這樣來制備，把包括一個(gè)電子發(fā)射區(qū)域的薄膜4置于一基片1上，然后，在該薄膜上放置一對(duì)相對(duì)放置的器件電極2和3。
為了提供優(yōu)良的電子發(fā)射特性，導(dǎo)電薄膜4優(yōu)選地是一種細(xì)粒薄膜。導(dǎo)電薄膜4的厚度被確定為下述這些因素的函數(shù)，這些因素為在器件電極2和3上復(fù)蓋該導(dǎo)電薄膜，在器件電極2和3之間的電阻，和下文將說明的形成操作的一些參數(shù)，以及其它一些因素，薄膜電極4的厚度優(yōu)選地在十分之一毫微米至數(shù)百毫微米之間，而更優(yōu)選地，在一毫微米至五十毫微米之間。導(dǎo)電薄膜4通常呈現(xiàn)的電阻Rs在102Ω/口至107Ω/口之間。注意，Rs是由R＝Rs(1/W)所確定的電阻，這里t、W和L分別是薄膜的厚度、寬度及長(zhǎng)度。R是沿長(zhǎng)度L方向所測(cè)量的電阻值。
導(dǎo)電薄膜4是從下述這些材料中選取的一種細(xì)粒材料制成，這些材料是金屬例如Pd、Pt、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、Fe、Zn、Sn、Ta、W和Pb；氧化物例如PdO、SnO2、In2O3、PbO、和Sn2O3；硼化物例如HfB2、ZrB2、LaB6、CeB6、YB4和GdB4，碳化物例如，TiC、ZrC、HfC、TaC、SiC和WC，氮化物例如，TiN、ZrN和HfN；半導(dǎo)體例如Si和Ge還有碳。
此處所用的術(shù)語"細(xì)粒薄膜"是指由大量可松散分散開來、緊密安置或互相和隨機(jī)疊加(以在一定條件下形成一種孤立的組織的結(jié)構(gòu))的精細(xì)粒子構(gòu)成的薄膜。用于本發(fā)明目的精細(xì)粒子的直徑在十分之一毫微米至數(shù)百毫微米之間，而優(yōu)選的是在一毫微米至二十毫微米之間。
由于術(shù)語"精細(xì)粒子"這里常用，因此，下面將更深入地說明。
小粒子是指"精細(xì)粒子"，而比精細(xì)粒子小的粒子叫作"超精細(xì)粒子"。比"超精細(xì)粒子"小并由數(shù)百個(gè)原子構(gòu)成的粒子叫作"原子團(tuán)"。
不過，這些定義并不是嚴(yán)格的，每個(gè)術(shù)語的范圍可以變化，這取決于要涉及的粒子的具體情況。一個(gè)"超精細(xì)粒子"可以只是指一個(gè)"精細(xì)粒子"，就如本專利申請(qǐng)中的情況。
"實(shí)驗(yàn)物理學(xué)教程，Na.14表面/精細(xì)粒子"(KoreoKinoshita編輯，Kyoritu出版，1986年9月1日)中說明如下。
"這里所用的精細(xì)粒子是直徑處于2至3μm和10nm之間的粒子，而這里所用的超精細(xì)粒子意指直徑處于10nm和2至3nm之間的粒子。不過，這些定義絕不是嚴(yán)格的，一個(gè)超精細(xì)粒子也許只是指一個(gè)精細(xì)粒子。因此，無論如何這些定義都是經(jīng)驗(yàn)法則。由兩個(gè)至數(shù)百個(gè)原子所構(gòu)成的一個(gè)粒子叫作一個(gè)原子團(tuán)。"(出處同上，P.195，11.22-26)。
此外，新技術(shù)發(fā)展公司的"Hayashi的超精細(xì)粒子計(jì)劃"中對(duì)"超精細(xì)粒子"定義如下，采用粒子尺寸的一個(gè)更小的下限。
"創(chuàng)造性科技促進(jìn)規(guī)劃，超精細(xì)粒子計(jì)劃(1981-1986)中定義一個(gè)超精細(xì)粒子為直徑在約1nm至100nm之間的粒子。這意味著一個(gè)超精細(xì)粒子是一個(gè)約100至108個(gè)原子的團(tuán)塊。從原子的觀點(diǎn)看，一個(gè)超精細(xì)粒子是一個(gè)巨大的或極為巨大的顆粒"。(超精細(xì)粒子—?jiǎng)?chuàng)造性科學(xué)和技術(shù)ChikaraHayashi、RyojiUeda、AkiraTazaki編輯，Mita出版，1988，P.2，11.1-4)。一個(gè)比超精細(xì)粒子小、由幾個(gè)至數(shù)百個(gè)原子形成的粒子叫作原子團(tuán)。"(出處同上，P.2，11，12-13)。
考慮到上述一般的定義，此處所用的術(shù)語"精細(xì)粒子"是指直徑下限在0.1nm的數(shù)倍和1nm之間而上限為數(shù)微米的大量原子和/或分子的團(tuán)塊。
電子發(fā)射區(qū)域5是部分導(dǎo)電薄膜4，并含有一個(gè)高電阻的縫隙，盡管它的性能取決于導(dǎo)電薄膜4的厚度和材料以及下文將要說明的激發(fā)形成過程。電子發(fā)射區(qū)域5在內(nèi)部可以包含直徑在十分之幾毫微米至數(shù)十毫微米之間的精細(xì)粒子。這種精細(xì)粒子的材料可以從制備包含該電子發(fā)射區(qū)域的薄膜4的全部或部分材料中選取。電子發(fā)射區(qū)域5和環(huán)繞該電子發(fā)射區(qū)域的那部分薄膜4可含有碳及碳的化合物。
如果激活物質(zhì)是碳化物，激活物質(zhì)源優(yōu)選地是一種烘烤過或未烘烤過的聚合化合物，或者是一種烘烤過或未烘烤過的多孔材料，該材料已吸收了一個(gè)有機(jī)化合物，例如，碳?xì)浠衔铩?br> 可用于本發(fā)明目的的聚合化合物包括聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇縮丁醛、3-5二甲基苯酚、聚氯乙烯。可使用任何一種在200℃至300℃之間烘烤后的化合物，這使得如果把它保持在處于室溫的真空中，它可以幾乎不產(chǎn)生有機(jī)化合物的氣體?？捎糜谖盏奶蓟衔锏睦影ǚ枷阕宓奶?xì)浠衔锖拖┳宓幕衔铩?br> 如果激活物質(zhì)是一種金屬化合物，而激活過程是通過在電子發(fā)射區(qū)域上沉積一種高熔點(diǎn)的金屬(例如，W或Nb)來進(jìn)行，那么，可用作激活物質(zhì)源的材料包括金屬鹵化物例如氟化物、氯化物、溴化物和碘化物；金屬烷化物例如甲醇金屬、乙醇鹽和芐化物；金屬β-雙酮化物例如乙酰丙酮化物、二叔戊酰甲烷化物、和六氟乙酰丙酮化物；金屬enyl配合物例如烯丙基配合物和環(huán)戊二烯基配合物；芳烴絡(luò)合物例如苯配合物；羰基金屬和金屬醇鹽；以及通過將任何這些物質(zhì)組合所得到的化合物。具體的例子包括NbF5、NbCl5、Nb(C5H5)(CO)4、Nb(C5H5)2Cl2、OsF4、Os(C3H7O2)3、OS(CO)5、Os(CO)12、Os(C5H5)2、ReF5、ReCl5、Rs(CO)10、ReCl(CO)5、Re(CH3)(CO)5、Re(C5H5)(CO)3、Ta(C5H5(CO)4、Ta(OC2H5)5、Ta(C5H5)2Cl2、Fa(C5H5)2H3·WF6、W(CO)6、W(C5H5)2Cl2、W(C5H5)2H2和W(CH3)6。在這些當(dāng)中，W(CO)6(六羰基鎢)是優(yōu)選的，因?yàn)樗梢援a(chǎn)生鎢，而鎢是一種高熔點(diǎn)且相對(duì)容易處理的金屬。
在上述電子發(fā)射器件中，在薄膜電阻加熱器7上形成激活物質(zhì)源8，當(dāng)電壓施加到器件電極2和提供激活物質(zhì)的電極6上以導(dǎo)致電流流過加熱器7時(shí)，加熱器7被設(shè)計(jì)成被加熱并蒸發(fā)激活物質(zhì)源8的激活物質(zhì)。被蒸發(fā)的物質(zhì)最終送到電子發(fā)射區(qū)域及其附近。薄膜電阻加熱器7可以由某種金屬制成，例如，Au、Pt或Ni，或者由某種導(dǎo)電氧化物制成，例如，SnO2-InO3(ITO)。加熱器可以制成導(dǎo)線的形狀而不是薄膜。
在上述電子發(fā)射器件中，器件電極之一也作為為薄膜電阻加熱器供電的電極而工作(用于提供激活物質(zhì)的電極)。不過，可以選擇的一對(duì)提供激活物質(zhì)的電極可以獨(dú)立于器件電極安置。還可供選擇的是，激活物質(zhì)源和薄膜電阻加熱器可安置在電子發(fā)射區(qū)域的兩個(gè)側(cè)面。只要激活物質(zhì)可以有效地送到電子發(fā)射區(qū)域及其附近，這些部件的定位安置可以適當(dāng)修改。
為了本發(fā)明目的，每個(gè)具有圖2所示形狀的階梯型的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件可用來替代每個(gè)具有圖1B的形狀的器件，它是沿圖1A的1B-1B線所取的剖面圖。圖2中，參考標(biāo)號(hào)10表示通常由一種電絕緣材料制成的階梯形成部件。
根據(jù)本發(fā)明，從激活物質(zhì)源提供一種激活物質(zhì)的方法可以這樣修改，取代電流流過并加熱薄膜電阻加熱器的是，從電子發(fā)射器發(fā)射的電子束可用來輻射激活物質(zhì)源，為了把激活物質(zhì)送到電子發(fā)射區(qū)域及其附近。圖3示意性地示出了這種修改方法的電子源的安置。然后，提供激活物質(zhì)的電極6受到一個(gè)高于相應(yīng)的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的陽極電壓的電壓，該表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件包括一對(duì)器件電極2和3及一個(gè)含有電子發(fā)射區(qū)域5的導(dǎo)電薄膜5，這使得它可以吸引從電子發(fā)射區(qū)域5所發(fā)射的電子，并導(dǎo)致它們與激活物質(zhì)源8碰撞，該激活物質(zhì)源被激發(fā)并提供激活物質(zhì)到電子發(fā)射區(qū)域及其附近。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1A至1C及圖4A至4E說明制造具有上述結(jié)構(gòu)的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的方法。
(1)在用洗滌劑和純水徹底清洗基片1后，用真空蒸發(fā)、濺射或某些其它用于一對(duì)電極2和3及提供激活物質(zhì)的電極6的合適技術(shù)，在基片1上沉積一種材料(如圖4A所示，圖4A是沿圖1A中的1B-1B線所取的剖面圖)，然后，用光刻技術(shù)或類似的技術(shù)把它作成圖案(圖4B)。
(2)通過施加一種有機(jī)金屬溶液并使所施加的溶液經(jīng)過一段給定的時(shí)間，在基片1上形成一有機(jī)金屬薄膜，基片1上帶有器件電極對(duì)2和3以及一個(gè)提供激活物質(zhì)的電極6。有機(jī)金屬溶液可以包括上面所列的導(dǎo)電薄膜4的任何金屬作為主要組分。此后采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，例如，(lift-off)或刻蝕，加熱、烘烤有機(jī)金屬薄膜并隨后制成圖案圖案，以產(chǎn)生導(dǎo)電薄膜4(圖4C是沿圖1A中的1B-1B線所取的剖面圖)。盡管上面說明了施加有機(jī)金屬溶液以產(chǎn)生薄膜，可供選擇地，可通過真空蒸發(fā)、濺射、化學(xué)蒸汽沉積、彌散涂敷、浸漬、旋轉(zhuǎn)涂器或一些其它技術(shù)來形成導(dǎo)電薄膜4。
(3)然后，形成一個(gè)薄膜電阻加熱器7和一個(gè)激活物質(zhì)源8?？捎糜谛纬蓪?dǎo)電薄膜4的任何方法也可用于薄膜電阻加熱器7。隨后，在其上形成激活物質(zhì)源8，而且，如果必需的話，經(jīng)歷其它工藝操作，例如，烘烤(圖4D是沿圖1A的1C-1C線所取的剖面圖)。
(4)此后，器件電極2和3經(jīng)歷叫作"形成"的過程。這里，所說明的激發(fā)形成過程將作為形成的一種選擇。更具體地說，用一個(gè)電源(未示出)將電壓施加在器件電極2和3之間，直到在導(dǎo)電薄膜4的一個(gè)給定區(qū)域中產(chǎn)生一個(gè)電子發(fā)射區(qū)域(縫隙)5，以顯示出與導(dǎo)電薄膜4的結(jié)構(gòu)不同的改進(jìn)了的結(jié)構(gòu)(圖4E也是沿圖1A的1B-1B線所取的剖面圖)。圖5A至5D示出了可用于激發(fā)形成的不同的脈沖電壓。
用于激發(fā)形成的電壓優(yōu)選地具有一種脈沖波形。如圖5A所示，可以連續(xù)施加一個(gè)具有恒定幅度或恒定峰值電壓的脈沖電壓，或者，可供選擇地，如圖5B所示，可以施加具有幅度增加的或峰值電壓增加的脈沖電壓。
在圖5A中，脈沖電壓的脈沖寬度為T1，而脈沖間隔為T2，它們典型地分別在1微秒至10毫秒之間以及在10微秒至100毫秒之間。三角波的高度(用于激發(fā)形成操作的峰值電壓)可以取決于表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的形狀而適當(dāng)?shù)剡x擇。典型地，在真空中施加電壓在幾秒至數(shù)十分鐘之間這樣一段時(shí)間。不過要注意，脈沖波形并不限于三角形，而矩形或一些其它波形也可供選擇使用。
圖5B示出了脈沖幅度隨時(shí)間增加的脈沖電壓。在圖5B中，脈沖電壓的寬度為T1，而脈沖間隔為T2，基本上都類似于圖5A的情況。不過，例如，三角形波的幅度(用于激發(fā)形成操作的峰值電壓)以每步0.1V的速率增加。
當(dāng)一個(gè)足夠低且并不局部破壞或變形導(dǎo)電薄膜2或者約0.1V的脈沖電壓在用于激發(fā)形成的兩脈沖之間施加到器件上時(shí)，通過測(cè)量流過各器件電極的電流來終止激發(fā)形成操作。典型地，當(dāng)對(duì)于器件電流流過導(dǎo)電薄膜4而同時(shí)施加約0.1V的脈沖電壓到器件電極、觀察到大于1MΩ的電阻時(shí)，終止激發(fā)形成操作。
(5)在激發(fā)形成操作之后，電子發(fā)射器件經(jīng)歷激活過程。
在激活過程中，一個(gè)脈沖電壓反復(fù)施加到處于一個(gè)真空室中的器件上，在該真空室中，存在極低濃度的碳化物或金屬化合物(激活物質(zhì))。由于這個(gè)過程，碳、碳化物或金屬化合物沉積在電子發(fā)射器件上，這使得器件電流If和發(fā)射電路Ie變化顯著。進(jìn)行激活步驟，觀察器件電流If和發(fā)射電流Ie，并當(dāng)發(fā)射電流Ie達(dá)到一個(gè)飽和水平時(shí)終止激活步驟。
通過使電流通過在前述步驟中所形成的薄膜電阻加熱器7并蒸發(fā)激活物質(zhì)源8中的激活物質(zhì)，或者通過從配置在真空裝置上的一個(gè)物質(zhì)饋送器件引入合適的物質(zhì)，可以提供激活物質(zhì)。
如果碳化物用作激活物質(zhì)，可以利用從排放系統(tǒng)中擴(kuò)散到真空室中的油的組分，該排放系統(tǒng)配備有一個(gè)擴(kuò)散泵或一個(gè)用油的旋轉(zhuǎn)式泵。可供選擇地，在借助配備了一個(gè)離子泵的超高真空系統(tǒng)將所述裝置的內(nèi)部抽真空將后，可把碳化物引入真空室?？蛇m合用于激活過程目的物質(zhì)包括脂肪族的碳?xì)浠衔铮缤闊N、烯烴和炔，芳族的碳?xì)浠衔?，乙醇、醛、酮、胺；有機(jī)酸，例如酚、碳酸和磺酸。具體的例子包括由一般分子式CnH2n+2所表達(dá)的飽和碳?xì)浠衔?，例如甲烷、乙烷和丙烷；還包括由一般分子式CnH2n所表達(dá)的不飽和碳?xì)浠衔?，例如乙烯和丙烯、苯、甲基、甲醇、乙醇、甲醛、乙醛、丙酮、甲基·乙基酮、甲胺、乙胺、酚、甲酸、乙酸和丙酸?br> 如果金屬化合物用作激活物質(zhì)，可以使用上面所列出激活物質(zhì)源的任何金屬化合物。
在這個(gè)激活步驟中，施加到電子發(fā)射器件上的電壓的脈沖波形可以如圖5C所示是矩形的?？梢赃x擇地，可以使用如圖5D所示的、極性交替變化的、交變矩形波形。
(6)一個(gè)已經(jīng)經(jīng)過激發(fā)形成過程和激活過程的電子發(fā)射器件然后優(yōu)選地經(jīng)歷一個(gè)穩(wěn)定化過程。這是一個(gè)典型地通過吸收去除保留在真空室內(nèi)的任何激活物質(zhì)的過程，但存在于安置在電子源上的激活物質(zhì)源中的物質(zhì)除外。這個(gè)過程的抽真空排放設(shè)備優(yōu)選地并不使用油，這使得它可以不產(chǎn)生任何蒸發(fā)了的油，這蒸發(fā)的油在該過程中可以對(duì)被處理過的器件性能有不利影響。這樣，優(yōu)選的選擇是吸附泵和離子泵。
真空室中激活物質(zhì)的分壓優(yōu)選地低于1×10-6Pa，而更優(yōu)選地低于1×10-8Pa，在此分壓下，不會(huì)有額外沉積的碳或碳化物。在蒸發(fā)期間，真空室優(yōu)選被加熱，這使得真空室內(nèi)壁和該室中的一(些)電子發(fā)射器件所吸收的有機(jī)分子也易于消除。盡管在絕大多數(shù)情況下，真空室優(yōu)選地被加熱到80℃至250℃多于5小時(shí)，另一方面，也可以選擇其它加熱條件，這取決于真空室的尺寸和形狀、處于該室中的一(些)電子發(fā)射器件的結(jié)構(gòu)以及其它一些考慮。真空室內(nèi)的壓強(qiáng)需要盡可能低，優(yōu)選地低于1×10-5Pa，而更優(yōu)選地低于1×10-6Pa。
在穩(wěn)定化過程之后，用于驅(qū)動(dòng)電子發(fā)射器件或電子源的環(huán)境優(yōu)選地與穩(wěn)定化過程完成時(shí)的環(huán)境相同，盡管可以選擇采用較低的壓強(qiáng)而不會(huì)損害電子發(fā)射器件或電子源的工作穩(wěn)定性，如果該室中的激活物質(zhì)充分去除的話。
通過利用這樣一個(gè)類似大氣的真空，可以有效地抑制碳或碳化物的任何額外沉積的形成，而且可去除吸收在包殼(真空室)的內(nèi)壁表面和基片的外表面上的H2O、O2和其它一些物質(zhì)，這樣必然穩(wěn)定器件電流If和發(fā)射電流Ie。
如前所述，沉積在電子發(fā)射區(qū)域上的碳、碳化物或金屬可以侵蝕，致使器件的電子發(fā)射性能退化，但可防止這種器件性能的退化，這是通過使電流流過薄膜電阻加熱器，并以一種可控制的方式以減低的速率提供來自激活物質(zhì)源的激活物質(zhì)以使該激活物質(zhì)不過量來實(shí)現(xiàn)的?？梢赃x擇地，可周期性地檢查器件的性能，而且，如果不能忽略所檢測(cè)到的退化，可給電子發(fā)射區(qū)域提供激活物質(zhì)，以恢復(fù)性能，這使得器件可擺脫性能的任何實(shí)際上的退化。
當(dāng)圖3的電子發(fā)射器件實(shí)際以上述方式制備時(shí)，激活步驟局限于引入激活物質(zhì)的技術(shù)。用這樣一種電子發(fā)射器件，可以防止器件性能的退化，而且可恢復(fù)退化了的器件性能，這是通過從它朝向激活物質(zhì)源輸送部分電子、并使它們與激活物質(zhì)碰撞、使得可給電子發(fā)射區(qū)域額外地提供激活物質(zhì)來做到的。
用上述工藝制備的、可使本發(fā)明應(yīng)用的電子發(fā)射器件的性能將參考圖6和7來說明。
圖6是上述工藝的真空處理設(shè)備的一種布置的方塊圖。它還可用作測(cè)量裝置，用于確定所考慮的類型的電子發(fā)射器件的性能。參考圖6，參考標(biāo)號(hào)16表示一個(gè)真空室，而參考標(biāo)號(hào)17表示一個(gè)真空泵。把一電子發(fā)射器件置于真空室16中。該器件包括一個(gè)基片1、一對(duì)器材電極2和3、一個(gè)薄膜4和一個(gè)電子發(fā)射區(qū)域5。另外，測(cè)量裝置有一個(gè)用于給器件施加器件電壓Vf的電源11、一個(gè)用于測(cè)量流過在器件電極2和3之間的薄膜4的器件電流If的安培計(jì)12、一個(gè)用于俘獲由從器件的電子發(fā)射區(qū)域所發(fā)射的電子產(chǎn)生的發(fā)射電流Ie的陽極15、一個(gè)用于給測(cè)量裝置的陽極15施加電壓的高壓電源14以及用于測(cè)量由從器件的電子發(fā)射區(qū)域5所發(fā)射的電子產(chǎn)生的發(fā)射電流Ie的另一個(gè)安培計(jì)13。為了確定電子發(fā)射器件的性能，可以給陽極施加1KV至10KV之間的一個(gè)電壓，該陽極與電子發(fā)射器件隔開在2mm至8mm之間的一個(gè)距離H。
包括一個(gè)壓力計(jì)和用于測(cè)量真空室16內(nèi)的環(huán)境所必需其它一些件設(shè)備，使得電子發(fā)射器件或電子源的性能可以在所要求的環(huán)境下被適當(dāng)檢驗(yàn)。真空泵17可配有一個(gè)普通的高真空系統(tǒng)，此系統(tǒng)包括一個(gè)渦輪泵和一個(gè)旋轉(zhuǎn)式泵或類似的泵，真空泵17并可配有一個(gè)超高真空系統(tǒng)，該超高真空系統(tǒng)包括一個(gè)離子泵或類似的泵。內(nèi)部含有電子源基片的整個(gè)真空室可用一個(gè)加熱器(未示出)加熱。盡管圖6和7中未示出，測(cè)量裝置還配有一個(gè)給提供激活物質(zhì)的電極施加電壓的電源，這使得當(dāng)必需時(shí)，當(dāng)另一個(gè)電壓由電源11施加到器件電極上時(shí)，可以以一種協(xié)調(diào)的方式把一個(gè)選定的電壓施加到提供激活物質(zhì)的電極上。簡(jiǎn)而言之，從激發(fā)形成步驟開始的各步驟可以按上述真空布置進(jìn)行。
圖7是一幅示意性說明在器件電壓Vf和發(fā)射電流Ie以及器件電壓Vf和器件電流If之間的關(guān)系的圖，這些電壓和電流關(guān)系通常是用圖6的測(cè)量裝置觀測(cè)到的。注意，可對(duì)圖7中的Ie和If任意選擇不同的單位，這是考慮到這樣一事實(shí)，即Ie的大小遠(yuǎn)小于If的大小。注意，該圖的垂直和水平軸表示的是線性刻度。
如從圖7中所見，可用于本發(fā)明目的一個(gè)電子發(fā)射器件根據(jù)發(fā)射電流Ie來說有三個(gè)顯著的特征，這一點(diǎn)下面將會(huì)說明。
(i)首先，本發(fā)明的電子發(fā)射器件當(dāng)電壓施加到其上超過一定的程度(以后叫作閾值電壓，且在圖7中用Vth表示)時(shí)，顯示了一個(gè)突然的、尖銳的增加，而當(dāng)發(fā)現(xiàn)所施加的電壓低于閾值Vth時(shí)，發(fā)射電流實(shí)際上不能檢測(cè)到。換一種說法，本發(fā)明的電子發(fā)射器件是一種對(duì)于發(fā)射電流Ie有一清楚的閾值電壓Vth的非線性器件。
(ii)其次，由于發(fā)射電流Ie是高度依賴于器件電壓Vf，前者可被后者有效地控制。
(iii)第三，被陽極15所俘獲的所發(fā)射的電荷是器件電壓Vf施加的持續(xù)時(shí)間的函數(shù)。換句話說，可借助于器件電壓Vf所施加的時(shí)間來有效地控制陽極15所俘獲的電荷量。
因?yàn)樯鲜鲞@些顯著的特征，可以了解到，可用于本發(fā)明目的的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的電子發(fā)射響應(yīng)可控制為輸入信號(hào)的函數(shù)。這樣，可通過安置大量這樣的電子發(fā)射器件，利用這種可控制性的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)電子源，之后，這樣的一個(gè)電子源可用于成像裝置或一些其它可能的用途。
參考圖7，器件電流If相對(duì)于器件電壓Vf單調(diào)上升(以后叫作"MI特性")。不過，它可以這樣變化以便顯示一條特定的電壓被控制的負(fù)電阻特性(該特性以后叫作"VCNR特性")曲線(未示出)。可通過以一種可控制的方式進(jìn)行上述步驟來控制器件電流的這些特性。當(dāng)提供激活物質(zhì)的裝置給電子發(fā)射區(qū)域過量地提供激活物質(zhì)時(shí)，VCNR特性可變得明顯起來。
通過在一絕緣基片上安置大量表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件并給它們適當(dāng)布線，可實(shí)現(xiàn)一個(gè)線形的或平面形的電子源。然后，用這樣一個(gè)電子源可生產(chǎn)一個(gè)成像裝置。
電子發(fā)射器件可以以許多不同的方式安置在一個(gè)基片上。
例如，大量電子發(fā)射器件可以以行平行的方式沿一個(gè)方向(以后叫作行方向)安置，每個(gè)器件在它的相對(duì)兩端用導(dǎo)線連接，并用一些控制電極(以后叫作到柵極)驅(qū)動(dòng)工作，這些控制電極沿著一個(gè)垂直于行方向的方向(以后叫作方向)安置在電子發(fā)射器件上面的空間中，以實(shí)現(xiàn)類似梯形的布置?？梢赃x擇地，許多電子發(fā)射器件可以沿X方向安置成行并沿Y方向安置成列，以形成一個(gè)矩陣，X方向和Y方向彼此互垂直，并且在相同行上的那些電子發(fā)射器件用每個(gè)器件的電極之一連接到一個(gè)共同X方向?qū)Ь€，而在同一列上的那些電子發(fā)射器件用每個(gè)器件的另一個(gè)電極連接到一個(gè)共同的Y方向?qū)Ь€。后一種安置方式叫作簡(jiǎn)單矩陣布置?，F(xiàn)在，將詳細(xì)說明簡(jiǎn)單矩陣布置。
考慮到本發(fā)明可應(yīng)用的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的上述三個(gè)基本的、特有的特征(i)至(iii)，通過控制施加到器件的相對(duì)的各電極上的、高于閾值電壓水平的脈沖電壓的波形幅度和波形寬度來控制電子發(fā)射。另一方面，低于閾值電壓水平時(shí)，器件實(shí)際上并不發(fā)射任何電子。因此，無論安置在裝置中的電子發(fā)射器件的數(shù)量有多少，可以選擇所需要的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件，根據(jù)一個(gè)輸入信號(hào)通過對(duì)每個(gè)選定的器件施加一個(gè)脈沖電壓來控制電子發(fā)射。
圖8是一幅通過安置許多電子發(fā)射器件所實(shí)現(xiàn)的一個(gè)電子源的基片的平面示意圖，本發(fā)明可用于這些電子發(fā)射器件，為了利用上述那些特有特征。圖8中，電子源包括一個(gè)基片21、一些X方向?qū)Ь€22、一些Y方向?qū)Ь€23、用于提供激活物質(zhì)的導(dǎo)線26、一些表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件24、一些連接導(dǎo)線25和用于提供激活物質(zhì)的裝置27，該裝置27由一個(gè)薄膜電阻加熱器和一個(gè)激活物質(zhì)源構(gòu)成。表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件24可以是扁平型的或者是前述階梯型的。
總共提供了m條X方向?qū)Ь€，分別用Dx1、Dx2、…、Dxm表示，并由通過真空蒸發(fā)、印刷或?yàn)R射產(chǎn)生導(dǎo)電金屬制成。根據(jù)材料、厚度和寬度適當(dāng)設(shè)計(jì)這些導(dǎo)線?？偣┌仓昧薾條Y方向?qū)Ь€，分別用Dy1、Dy2、…、Dyn表示，就材料、厚度和寬度而言，它們類似于那些X方向?qū)Ь€。還提供了總共m條提供激活物質(zhì)的導(dǎo)線26，它們分別用Ax1、Ax2、…、Axm表示并類似于那些X方向和Y方向的導(dǎo)線安置。一種夾層絕緣、層(未示出)置于m條X方向?qū)Ь€22和m條提供激活物質(zhì)的導(dǎo)線26以及n條Y方向?qū)Ь€兩兩之間，以使它們電絕緣(m和n兩者都是整數(shù))。
夾層絕緣層(未示出)通常由SiO2制成，并借助真空蒸發(fā)、印刷或?yàn)R射形成在絕緣基片21的整個(gè)或部分表面上，該絕緣基片21帶有一些X方向的導(dǎo)線22和一些用于提供一個(gè)基片的導(dǎo)線26以顯示出所需要的外形。這樣選擇夾層絕緣層的厚度、材料和制作方法，以便使它經(jīng)受住在任何X方向?qū)Ь€22和提供激活物質(zhì)的導(dǎo)線26以及任何在它們的交叉處可見到的Y方向?qū)Ь€23兩兩之間的電位差。抽出每條X方向?qū)Ь€22、用于提供激活物質(zhì)的導(dǎo)線26和Y方向?qū)Ь€23以形成外接頭。
把每個(gè)表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的相對(duì)安置的各電極(未示出)用由導(dǎo)電金屬制成的各自的連接導(dǎo)線25連接到m條X方向?qū)Ь€22的相關(guān)的一個(gè)上和n條Y方向?qū)Ь€23的相關(guān)的一個(gè)上。
器件電極的導(dǎo)電金屬材料和導(dǎo)線22及23還有連接導(dǎo)線25的導(dǎo)電金屬材料也許是相同的，或含有一種共同的元素作為一個(gè)組份?？梢赃x擇地，它們可以彼此不同。通常，可以從上面列出的用于器件電極的那些候選材料中合適地選取這些材料。如果器件電極和連接導(dǎo)線由相同材料制成，它中以總稱為器件電極，而無需將連接導(dǎo)線區(qū)分開。
把X方向?qū)Ь€22電連接到一個(gè)施加一個(gè)掃描信號(hào)到表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件24的一個(gè)選定行的掃描信號(hào)施加裝置(未示出)。另一方面，Y方向?qū)Ь€23電連接到一個(gè)調(diào)制信號(hào)發(fā)生裝置(未示出)，該調(diào)制信號(hào)發(fā)生裝置提供一個(gè)調(diào)制信號(hào)到表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件24的一個(gè)選定列并按照輸入信號(hào)調(diào)制所選定的列。注意，要被施加到每個(gè)表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)表示為掃描信號(hào)和被施加到器件上的調(diào)制信號(hào)的電壓差。
采用上述布置方式，借助簡(jiǎn)單矩陣導(dǎo)線布置方式，可選擇每個(gè)器件并驅(qū)動(dòng)該器件獨(dú)立工作。
另一方面，可驅(qū)動(dòng)提供激活物質(zhì)的裝置，以便當(dāng)一個(gè)適當(dāng)?shù)碾妷菏┘釉谝粭l選定的X方向?qū)Ь€26和一條相應(yīng)的提供激活物質(zhì)的導(dǎo)線26之間時(shí)，逐條線地提供激活物質(zhì)。
現(xiàn)在將參照附圖9A、10A、10B和11說明包括一個(gè)具有上述簡(jiǎn)單矩陣布置的電子源的成像裝置。圖9A是成像裝置的部分切開的示意性透視圖，而圖10A和10B是說明可用于圖9A的成像裝置的熒光薄膜的兩種可能的結(jié)構(gòu)，而圖11是采用NTSC電視信號(hào)工作的成像裝置的驅(qū)動(dòng)電路。
首先參考說明成像裝置的顯示板的基本結(jié)構(gòu)的圖9A，它包括一個(gè)在其上帶有許多電子發(fā)射器件的上述類型的電子源基片21、一個(gè)剛性地支承電子源基片21的后面板31、一個(gè)通過在玻璃基片33的內(nèi)表面上放置一熒光薄膜34和一金屬基底35所制備的前面板36以及一個(gè)支承框架32，借助熔化的玻璃把后面板31和前面板36連接到支承框架32上。參考標(biāo)號(hào)37表示一個(gè)外殼，在大氣中或在氮?dú)庵性?00至500℃的溫度之間，烘烤外殼37多于10分鐘，并氣密地且不透氣地密封外殼37。
圖9A中，參考標(biāo)號(hào)24表示每個(gè)電子發(fā)射器件，而參考標(biāo)號(hào)22和23分別表示連接到每個(gè)電子發(fā)射電極的各自的器件電極的X方向?qū)Ь€和Y方向?qū)Ь€。
盡管在上述實(shí)施例中外殼37由前面板36、支承框架32和后面板31構(gòu)成，如果基片21強(qiáng)度足以自己支承的話，后面板31也可以忽略，這是因?yàn)榕渲煤竺姘?1主要是為了加強(qiáng)基片21。如果是這種情況，獨(dú)立的后面板31可以不需要，而基片21可直接連接到支承框架32，因此，外殼37由一個(gè)前面板36、一個(gè)支承框架32和一個(gè)基片21構(gòu)成。通過在前面板36和后面板31之間安置大量叫作定位件(未示出)的支承部件，可增加外殼37的總的強(qiáng)度。
圖10A和10B示意性地說明了熒光薄膜的兩種可能的布置方式。如果顯示板用于顯示黑白圖像，熒光薄膜34只是包括一個(gè)單獨(dú)熒光體，為了顯示彩色圖像，它需要包括一些黑導(dǎo)電部件38和一些熒光體39，其中，前者叫作黑色條帶或黑色矩陣部件，這取決于熒光體的安置方式。安置黑色條帶或黑色矩陣部件用于彩色顯示板，這使得三種不同的原色的熒光體39到制作的區(qū)別很少，而且通過使周圍區(qū)域變黑，減小由外部光線引起的顯示圖像對(duì)比度降低的副作用。盡管通常用石墨作為黑色條帶的主要成份，其它具有低透射比和反射率的導(dǎo)電材料可供選擇使用。
不管是黑白顯示或者是彩色顯示，沉淀或印刷技術(shù)適用于把一種熒光材料施加到玻璃基片上。一個(gè)普通的金屬基底35安置在熒光薄膜34的內(nèi)表面上。配置金屬基底，以增強(qiáng)顯示板的亮度，這是通過引起從熒光體發(fā)射的、并指向外殼內(nèi)部的光線轉(zhuǎn)回朝向前面板36來做到的，要用它作為一個(gè)用于給電子束施加一個(gè)加速電壓的電極，以保護(hù)熒光板不致?lián)p壞，當(dāng)在外殼內(nèi)部產(chǎn)生的負(fù)離子與它們碰撞時(shí)可導(dǎo)致這種損壞。通過使熒光薄膜的內(nèi)表面光滑(在一種通常叫作"成膜"的操作中)，并通過用在成形熒光薄膜后真空蒸發(fā)的方法在其上形成一鋁膜來制備它。
為了提高熒光薄膜34的電導(dǎo)率，一透明電極(未示出)可形成在面向熒光薄膜34的外表面的前面板36上。
應(yīng)該小心地精確對(duì)準(zhǔn)每組彩色熒光體和電子發(fā)射器件，若是涉及彩色顯示的話，這要在上面所列出的那些外殼的部件被連接在一起之前做到。
圖9A所示的成像裝置典型地以下述方式制備。
借助于不用油的合適的真空泵，例如離子泵或吸附泵給外殼37抽真空，而且如上述穩(wěn)定過程的情況那樣，在它正被加熱時(shí)，直到內(nèi)部氣壓降低到10-5Pa的真空度，所含有機(jī)物質(zhì)達(dá)到足夠低的濃度，然后，把它氣密地且不透氣地密封。為在外殼37密封后保持外殼37的內(nèi)部所獲得的真空度，可進(jìn)行除氣過程。在除氣過程中，用一個(gè)電阻加熱器或一個(gè)高頻加熱器加熱安置在外殼37中的預(yù)定位置處的一種吸氣劑，在密封外殼37之前或之后立刻以通過蒸汽沉積形成一個(gè)薄膜。吸氣劑通常含有Ba作為一種主要組份，并可通過蒸汽沉積薄膜的吸收效應(yīng)把壓強(qiáng)保持在1.3×10-4Pa和1.3×10-5Pa之間。從激發(fā)形成步驟開始在表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件上進(jìn)行的各個(gè)步驟，可以如前述那樣適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行。
如果如以后所述的那樣，除氣過程重復(fù)許多次，應(yīng)該把在這個(gè)步驟中超過要消耗的量的過量的吸氣劑放置在外殼37的內(nèi)部。例如，如圖9B示意性說明的那樣，吸氣劑28可放置在外殼37的電子源基片21之間?？砂仓帽３直?9以防止蒸發(fā)了的吸氣劑材料沉積在電子源基片表面而在那里形成吸氣劑薄膜。
現(xiàn)在，參照附圖11說明用于驅(qū)動(dòng)包含一個(gè)電子源的顯示板的驅(qū)動(dòng)電路，該電子源具有一種簡(jiǎn)單矩陣布置，用于顯示NTSC電視信號(hào)的電視圖像。圖11中，參考標(biāo)號(hào)41表示一個(gè)顯示板。另一方面，驅(qū)動(dòng)電路包括一個(gè)掃描電路42、一個(gè)控制電路43、一個(gè)移位寄存器44、一個(gè)線存儲(chǔ)器45、一個(gè)同步信號(hào)分隔電路46及一個(gè)調(diào)制信號(hào)發(fā)生器47。圖11中的Vx和Va表示DC電壓源。
顯示板41經(jīng)由接頭Dox1至Doxm、Doy1至Doyn及高壓端Hv連接到外部電路，其中，接頭Dox1至Doxm設(shè)計(jì)成接收掃描信號(hào)，用于一個(gè)接一個(gè)地順序地驅(qū)動(dòng)裝置中的電子源的各行(N個(gè)器件)，該裝置包括許多安置成具有M行和N列形式的矩陣形式的表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件。
另一方面，把接頭Doy1至Doyn設(shè)計(jì)成接收用于控制由一個(gè)掃描信號(hào)所選定的一行的每個(gè)表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件的輸出電子束的調(diào)制信號(hào)。用DC電源Va給高壓端Hv提供典型地為10KV左右的一個(gè)DC電壓，該電壓足夠高，以激發(fā)所選定的表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件的熒光體。
掃描電路42以下述方式工作。該電路包括M個(gè)開關(guān)器件(其中，圖13中只具體指示出了器件S1和Sm)，每個(gè)開關(guān)器件獲取DC電壓源Vx的輸出電壓或者為0〔V〕(地電位水平)，并且進(jìn)而與顯示板41的接頭Dox1至Doxm之一連接。開關(guān)器件S1至Sm的每一個(gè)都根據(jù)控制電路43所饋送的控制信號(hào)Tscan工作，并通過結(jié)合晶體管(例如FET)來制備。
這個(gè)電路的DC電源Vx設(shè)計(jì)成輸出恒定電壓，這樣以致于施加到器件上的任何驅(qū)動(dòng)電壓減少到閾值電壓以下，驅(qū)動(dòng)電壓由于表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件或者電子發(fā)射閾值電壓的性能而未掃描到。
控制電路43協(xié)調(diào)相關(guān)組件的工作，這使得可在根據(jù)外部所饋送的視頻信號(hào)適當(dāng)顯示圖像。它響應(yīng)于從同步信號(hào)分隔電路46饋送的同步信號(hào)號(hào)Tsyne產(chǎn)生控制信號(hào)Tscan、Tsft和Tmry，下面將說明這一點(diǎn)。
同步信號(hào)分隔電路46將同步信號(hào)分量和亮度信號(hào)分量與外部饋送的NTSC電視信號(hào)分開，并且用眾所周知的頻率分隔(濾波器)電路就能很容易實(shí)現(xiàn)。盡管眾所周知，用同步信號(hào)分隔電路46從電視信號(hào)中所抽取的同步信號(hào)是由垂直同步信號(hào)和水平同步信號(hào)構(gòu)成，這里為方便起見只是把它叫作Tsync信號(hào)，不考慮它的分量信號(hào)。另一方面，從送到移位寄存器44的、從電視信號(hào)中所抽取的亮度信號(hào)叫作數(shù)據(jù)信號(hào)。
移位寄存器44對(duì)每條線進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的串行/并行變換、該數(shù)據(jù)信號(hào)根據(jù)由控制電路43所饋送的控制信號(hào)按時(shí)間序列順序發(fā)送。(換言之，控制信號(hào)Tsft作為用于移位寄存器44的移位時(shí)鐘而工作)。一組經(jīng)過一次串行/并行變換的一條線的一組數(shù)據(jù)(并對(duì)應(yīng)于一組用于N個(gè)電子發(fā)射器件的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù))，作為N個(gè)并行信號(hào)Id1至Idn送出稱位寄存器44。
線性存儲(chǔ)器45是根據(jù)來自控制電路43對(duì)于一段所需的時(shí)間用于儲(chǔ)存對(duì)于一條線的數(shù)據(jù)的一個(gè)存儲(chǔ)器，該組信號(hào)為Id1至Idn。所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)作為信號(hào)I′d1至I′dn送出到調(diào)制信號(hào)發(fā)生器47。
所述調(diào)制信號(hào)發(fā)生器47事實(shí)上是一個(gè)信號(hào)源，它根據(jù)每個(gè)圖像數(shù)據(jù)I′d1至I′dn驅(qū)動(dòng)并調(diào)制每個(gè)表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件，而且這個(gè)裝置的輸出信號(hào)經(jīng)由接頭Doy1至Doyn向顯示板41中的表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件送出。
如上所述，一個(gè)本發(fā)明可應(yīng)用的電子發(fā)射器件，根據(jù)發(fā)射電流Ie，其特征在于下述特點(diǎn)。首先，有一個(gè)明確的閾值電壓Vth，而且只有當(dāng)一個(gè)超過Vth的電壓施加到其上時(shí)，該器件才發(fā)射電子。其次，發(fā)射電流Ie的強(qiáng)度作為所施加的高于閾值水平Vth的電壓的變化的函數(shù)而變化。更具體地說，當(dāng)一個(gè)脈沖形電壓施加到本發(fā)明的電子發(fā)射器件上時(shí)，只要所施加的電壓保持在閾值水平之下，實(shí)際上就不會(huì)產(chǎn)生發(fā)射電流，而一旦所施加的電壓升高到閾值水平以上，就發(fā)射電子束。這里應(yīng)該注意，可通過改變脈沖形電壓的峰值水平Vm來控制輸出電子束的強(qiáng)度。此外，可通過變化脈沖寬度Pw來控制電子束的電荷總量。
這樣，電壓調(diào)制方法或脈沖寬度調(diào)制方法都可以用于響應(yīng)于一個(gè)輸入信號(hào)調(diào)制電子發(fā)射器件。用電壓調(diào)制，電壓調(diào)制型電路用于調(diào)制信號(hào)發(fā)生器47，以便根據(jù)輸入數(shù)據(jù)調(diào)制脈沖形電壓的峰值水平，而脈沖寬度保持恒定。
另一方面，用脈沖寬度調(diào)制，脈沖寬度調(diào)制型電路用于調(diào)制信號(hào)發(fā)生器47，以便根據(jù)輸入數(shù)據(jù)調(diào)制所施加的電壓的脈沖寬度，而所施加的電壓的峰值水平保持恒定。
盡管上面并沒特別提到，移位寄存器44和線存儲(chǔ)器要以是數(shù)字信號(hào)型的或者是模擬信號(hào)型的，只要以給定的速率進(jìn)行串行/并行變換和視頻信號(hào)的儲(chǔ)存就行。
如果用數(shù)字信號(hào)型器件，同步信號(hào)分隔電路46的輸出信號(hào)數(shù)據(jù)需要數(shù)字化。不過，通過在同步信號(hào)分開電路46的輸出安置一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器可容易地實(shí)現(xiàn)這樣的變換。無需說，不同的電路可用于調(diào)制信號(hào)發(fā)生器47，這取決于線存儲(chǔ)器45的輸出信號(hào)是數(shù)字信號(hào)或是模擬信號(hào)。如果用數(shù)字信號(hào)，可將已知類型的一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器電路用于調(diào)制信號(hào)發(fā)生器47，而且，如果需要的話，還可另外使用一個(gè)放大器電路。對(duì)于脈沖寬度調(diào)制，可用一個(gè)電路來實(shí)現(xiàn)調(diào)制信號(hào)發(fā)生器47，該電路由一個(gè)高速振蕩器、一個(gè)用于計(jì)數(shù)所述振蕩器產(chǎn)生的波數(shù)的計(jì)數(shù)器以及一個(gè)用于比較該計(jì)數(shù)器的輸出和存儲(chǔ)器的輸出的比較組成。如果需要的話，可附加一個(gè)放大器以放大上述比較器的輸出信號(hào)的電壓，該比較器對(duì)本發(fā)明的表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件的驅(qū)動(dòng)電壓的水平有一調(diào)制了的脈沖寬度。
另一方面，如果采用模擬信號(hào)進(jìn)行電壓調(diào)制，包括已知的運(yùn)算放大器的一個(gè)放大器電路可合適地用于調(diào)制信號(hào)發(fā)生器47，而且，如果需要的話，可附加一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路于其上。對(duì)于脈沖寬度調(diào)制，如果需要的話，一個(gè)已知的電壓控制類型的振蕩電路(VCO)可與一個(gè)附加的放大器一起使用，此附加的放大器要被用于把電壓放大到表面導(dǎo)電型電子發(fā)射器件的驅(qū)動(dòng)電壓。
采用本發(fā)明可應(yīng)用的、具有上述結(jié)構(gòu)的成像裝置，電子發(fā)射器件當(dāng)借助外部接頭Dox1至Doxm和Doy1至Doyn把電壓施加到其上時(shí)發(fā)射電子。然后，借助高壓接頭Hv，通過給金屬基底35或一透明電極(未示出)施加高壓加速所產(chǎn)生的電子。被加速的電子最終與熒光薄膜34碰撞，熒光薄膜34轉(zhuǎn)而發(fā)光以產(chǎn)生圖像。
成像裝置的上述結(jié)構(gòu)只是本發(fā)明可應(yīng)用的一個(gè)例子，并且可以進(jìn)行各種改進(jìn)。要與這樣的一個(gè)裝置一起使用的TV信號(hào)制式并不局限特定的一種，任何制式，例如NTSC、PAL或SECAM都有可能與它一起使用。它特別適用于涉及到大量掃描線的電視信號(hào)(典型的是高清晰度電視制式，例如，MUSE制式)，因?yàn)樗梢杂糜诎ù罅肯袼氐拇箫@示板。
現(xiàn)在參照附圖12和13說明包括以梯狀方式安置在一個(gè)基片上的許多表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件的一個(gè)電子源，以及包括這樣的一個(gè)電子源的一個(gè)成像裝置。
首先參照?qǐng)D12，參考標(biāo)號(hào)51表示一個(gè)電子源基片，參考標(biāo)號(hào)52表示一個(gè)安置在該基片上的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件，參考標(biāo)號(hào)53表示用于連接各表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件52的一些公共的導(dǎo)線Dx1至Dx10。電子發(fā)射器件52在基片51上沿X方向(以后將叫作器件行)安置成行，以形成包括許多器件行的一個(gè)電子源，每行具有許多器件。借助一對(duì)公共的導(dǎo)線把每個(gè)器件行的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件彼此并聯(lián)電聯(lián)接，這使得可以通過給所述那對(duì)公共的導(dǎo)線施加一個(gè)適當(dāng)?shù)碾妷簛愍?dú)立地驅(qū)動(dòng)它們。更具體地說，超過電子發(fā)射閾值水平的一個(gè)電壓施加到那些器件上以驅(qū)動(dòng)發(fā)射電子，而低于電子發(fā)射閾值水平的一個(gè)電壓施加到剩下的器件行上?？梢赃x擇地，安置在兩個(gè)相鄰的器件行之間的任意兩個(gè)外部接頭可共用一根單獨(dú)的公共導(dǎo)線。這樣，公共導(dǎo)線Dx2至Dx9中，Dx2和Dx3可共用一根單獨(dú)的公共導(dǎo)線，而不是兩根導(dǎo)線。
參考標(biāo)號(hào)54表示用于提供激活物質(zhì)的裝置，該裝置典型地由一個(gè)薄膜電阻加熱器一個(gè)激活物質(zhì)源構(gòu)成，所述裝置的每一個(gè)都安置得靠近一個(gè)相應(yīng)的電子發(fā)射器件52。每個(gè)所述用于提供激活物質(zhì)的裝置54連接到相關(guān)的那些公共導(dǎo)線(Dx1、Dx3、…、Dxm)之一，以及相關(guān)的那些用于提供激活物質(zhì)的導(dǎo)線55(Ax1、Ax2、…、Axm)之一，這使得當(dāng)電壓施加到電子發(fā)射器件上時(shí)，激活物質(zhì)可提供到電子發(fā)射器件上。
圖13是一個(gè)成像裝置的顯示板的示意性透視圖，該成像裝置包括一個(gè)具有梯狀布置的電子發(fā)射器件的電子源。圖13中，顯示板包括柵極61，每個(gè)柵極61配有許多孔62，用于使電子能通過其中，顯示板還包括一組由Dox1、Dox2、…、Doxm表示的外接頭63，以及另一組由G1、G2、…、Gn表示的并連接到各自的柵極61的外接頭64，和由Aox1、Aox2、…、Aox(m/2)表示的用于提供激活物質(zhì)的一組外部接頭65。注意，圖13中，與圖9A和12中相同的組件分別用相同的參考標(biāo)號(hào)表示。那里所顯示的成像裝置與圖9A的具有簡(jiǎn)單矩陣布置的成像裝置的區(qū)別主要在于圖13的裝置具有安置在電子源基片51和前面板36之間的柵極61。
圖13中，那些條形柵極61相對(duì)于梯狀器件行垂直安置在基片51和面板36之間，用于調(diào)制從那些表面電子發(fā)射器件發(fā)射的電子束，每個(gè)條形柵極61配有通孔62對(duì)應(yīng)于各自的電子發(fā)射器件，為了使電子束能通過其中。然而要注意，盡管條形柵極示于圖13中，但電極的形狀和位置并不限于圖13中所示的那樣。例如，可以選擇地，它們可以配有類似網(wǎng)眼的開孔，并圍繞或靠近表面導(dǎo)電子發(fā)射器件安置。
外接頭63和用于格柵的外接頭64電連接到控制電路(未示出)。
通過與逐行驅(qū)動(dòng)(掃描)電子發(fā)射器件的操作同步地同時(shí)施加調(diào)制信號(hào)到用于一幅圖像的一條單獨(dú)的線的格柵電極的那些行，可以啟動(dòng)具有上述結(jié)構(gòu)的成像裝置，這使得可以逐條線地顯示所述圖像。
盡管上述成像裝置的每個(gè)電子發(fā)射器件配有用于提供安置在絕緣基片上的激活物質(zhì)、并靠近相應(yīng)的電子發(fā)射器件定位的裝置，所述裝置可以被替代或與其它的提供激活物質(zhì)的裝置組合使用，所述其它的提供激活物質(zhì)的裝置獨(dú)立于電子發(fā)射器件配置，并安置在成像裝置的真空外殼中或該外殼的外面且與其連接。
不管是矩陣布置還是梯形布置，都可以使成像裝置穩(wěn)定工作，而不會(huì)在穩(wěn)定化步驟結(jié)束后損失性能的質(zhì)量，這是通過在氣密地密外殼之后進(jìn)行除氣過程并用上述的任何方法提供激活物質(zhì)來做到的。
這樣，本發(fā)明的具有上述結(jié)構(gòu)的顯示裝置可有廣泛的工商業(yè)用途，因?yàn)樗梢宰鳛橛糜陔娨晱V播的顯示裝置、用于電視電話會(huì)議的終端裝置、用于靜止和移動(dòng)圖像的編輯裝置、用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的終端裝置、作為包括一光敏鼓的光學(xué)印刷機(jī)而工作，并可以以許多其它方式而工作。
〔實(shí)施例〕現(xiàn)在將借助實(shí)施例來說明本發(fā)明。
〔實(shí)施例1〕圖14A至14D示意性地說明了這個(gè)實(shí)施例中的電子源。如圖14A至14D所示，該實(shí)施例的電子源的表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件由一對(duì)器件電極2和3以及包括一個(gè)電子發(fā)射區(qū)域5的一個(gè)導(dǎo)電薄膜4構(gòu)成，而用于提供激活物質(zhì)的裝置由一對(duì)電極2和6、一個(gè)薄膜電阻加熱器7和一個(gè)激活物質(zhì)源8構(gòu)成。盡管這個(gè)實(shí)施例的裝置類似于圖1A至1C的裝置，前者與后者的區(qū)別在于一對(duì)用于提供激活物質(zhì)的裝置沿著電子發(fā)射區(qū)域的各自的側(cè)面安置。
圖14A是這個(gè)實(shí)施例的一幅示意性的平面布置圖，而圖14B、14C和14D分別是沿著線14B-14B、14C-14C和14D-14D所取的示意性剖面圖。借助絕緣層9使器件電極3和用于提供激活物質(zhì)的電極6彼此電絕緣。
將參照?qǐng)D15A至15J和15L說明用于制造該實(shí)施例的電子源所采用的工藝。
(a)在徹底清洗石英基片1并使它干燥后，借助旋轉(zhuǎn)涂器把光致抗蝕劑(RD-2000N-41從日立化學(xué)股份有限公司可得到)施加到其上，然后，使該光致抗蝕劑經(jīng)受80℃、25分鐘的預(yù)烘烤工序，以產(chǎn)生一個(gè)光致抗蝕劑層71(圖15A)。
(b)利用光掩膜使基片曝光，以形成上述那對(duì)器件電極的圖案，而曝光的光致抗蝕劑被光化學(xué)顯影。此后，形成具有對(duì)應(yīng)于器件電極形狀的開孔72，并使光致抗蝕劑經(jīng)受120℃、20分鐘的后烘烤工序(圖15B或者沿著圖14A的線14B-14B的剖面)。
(c)真空蒸發(fā)形成一個(gè)Ni膜73，其膜厚100nm(圖15或沿圖14A中的線14B-14B的剖面)。
(d)通過頂離和用丙酮、異丙醇(IPA)，然后是乙酸丁酯清洗，把抗蝕劑溶解在丙酮中并形成器件電極2和3。此后，使帶有所形成的器件電極的基片干燥(圖15D或沿圖14A的線14B-14B的剖面)。
(e)用濺射法形成600nm厚的一個(gè)SiO2薄膜，并用光致抗蝕劑的形成絕緣層9的圖案，然后，用CF4和H2蝕刻它以產(chǎn)生絕緣層9(圖15E或平面圖)。
(f)經(jīng)過上述步驟(a)至(d)之后，形成提供激活物質(zhì)的電極6(圖5F或平面圖)。
(g)用濺射法形成一個(gè)ITO(In2O3-SnO2)薄膜。用旋轉(zhuǎn)涂器把光致抗蝕劑(AZ-1370從Hoechst公司可得到)施加到其上，并使光致抗蝕劑經(jīng)受90℃、30分鐘的預(yù)烘烤工序。此后，用光掩膜使光致抗蝕劑曝光，然后使它光學(xué)顯影并經(jīng)受120℃、20分鐘的預(yù)烘烤工序。之后，用光掩膜干蝕刻法光致抗蝕劑，以產(chǎn)生一個(gè)ITO的薄膜電阻加熱器7。該薄膜呈現(xiàn)Rs≌100Ω/□的電阻(圖15G或平面圖)。
(h)用真空蒸發(fā)形成一個(gè)膜厚50nm的Cr薄膜74。隨后，光致抗蝕劑(AZ-1370)用旋轉(zhuǎn)涂器施加到其上，并如上所述經(jīng)受預(yù)烘烤工序，以產(chǎn)生光致抗蝕劑層75，然后該光致抗蝕劑層曝光、光化學(xué)顯影并經(jīng)受后烘烤工序，以產(chǎn)生具有形狀對(duì)應(yīng)于要形成的激活物質(zhì)源的形狀的開孔76(圖15H或沿圖14A中14C-14C線的剖面)。
(i)然后把器件侵入蝕刻劑30秒鐘，以去除在上述開孔下的Cr薄膜。蝕刻劑的組份為(NH4)Ce(NO3)6/HClO4/H2O＝17g/5cc/100cc。然后，把抗蝕劑溶解在丙酮中，以形成一個(gè)Cr掩膜(圖15I或沿圖14A的14C-14C線的剖面)。
(j)含有3％的聚乙酸乙烯酯的甲基·乙基酮用旋轉(zhuǎn)涂器施加到器件上，并被在60℃加熱干燥10分鐘。此后，用上述蝕刻劑去除Cr掩膜，并通過頂離形成一聚乙酸乙烯酯薄膜用于激活物質(zhì)源8(圖15J或沿圖14A中14C-14C線的剖面)。
(k)通過上述步驟(h)至(i)后產(chǎn)生一個(gè)Cr掩膜，該Cr掩膜具有一個(gè)對(duì)應(yīng)于要在那里形成的導(dǎo)電薄膜的形狀的開孔。
(l)Pd胺絡(luò)合物的乙酸丁酯溶液(ccp4230從Okuno制藥有限公司可得到)用旋轉(zhuǎn)涂器施加到Cr薄膜上，并在300℃烘烤10分鐘。然后，去除Cr薄膜，以產(chǎn)生主要由含有氧化鈀(PdO)作為主要組份的精細(xì)粒子制成的導(dǎo)電薄膜4)，該導(dǎo)電薄膜4膜厚約為10nm。該導(dǎo)電薄膜呈現(xiàn)Rs＝5×104Ω/□的電阻(圖15L或沿圖14A中的14B-14B線的剖面)。
在上述例子中，寬度為W1＝500μm的各器件電極的間距為L(zhǎng)＝2μm。
(m)然后，把所制備的器件放置在圖6的真空系統(tǒng)的真空室中，之后，把該真空室抽真空至2.7×10-5Pa的壓強(qiáng)水平。然后，從電源11施加一個(gè)脈沖電壓至器件電極2和3，以進(jìn)行激發(fā)形成工序。在這個(gè)工序中，如圖14A所示，使用于提供激活物質(zhì)的電極6的電位等于器件電極2的電位，而且沒有電壓施加到薄膜電阻加熱器7上。
所施加的脈沖電壓的波形為三角形脈沖，且波形高度逐漸增加。采用T1-1msec的脈沖寬度和T2＝10msec的脈沖間隔。在激發(fā)形成過程期間，為了確定導(dǎo)電薄膜的電阻，0.1V的額外的脈沖電壓插入在形成脈沖電壓的各間隔中，而當(dāng)電阻超過1MΩ時(shí)，結(jié)束形成過程。當(dāng)形成過程結(jié)束時(shí)，脈沖電壓的峰值為5.0V。由于這個(gè)激發(fā)形成工序，在導(dǎo)電薄膜4中產(chǎn)生電子發(fā)射區(qū)域5。
(n)隨后，電子源在真空室中經(jīng)受激活過程，把丙酮引入該室中，并保持該真空室中的丙酮分壓約為1.3×10-2Pa。然后，把一個(gè)脈沖電壓施加到真空室中的器件電極2和3上。在這個(gè)工序期間，如同對(duì)于上述步驟m的情況，沒有電壓施加到圖14A中所示的薄膜電阻加熱器7上。采用具有T1＝100μsec的脈沖寬度、T2＝10msec的脈沖間隔的矩形脈沖電壓。該脈沖電壓的波形高度以3.3mV/SEC的速率從10V逐漸增加到14V。
此后，停止施加脈沖電壓，并去除殘留在真空內(nèi)部的丙酮。由于這個(gè)工序，碳或碳化物沉積在電子發(fā)射區(qū)域5的附近。
然后用同樣的系統(tǒng)檢驗(yàn)所制備的電子源的性能。真空室16的內(nèi)部壓強(qiáng)保持在1.3×10-6Pa以下，而陽極距器件的間距為H＝4mm。把具有14V的波形幅度、T1＝100μsec的脈沖寬度和10msec的脈沖間隔的矩形脈沖電壓施加在器件電極2和3之間。類似地，把具有5V的波形幅度、T1＝50μsec的脈沖寬度和10msec的脈沖間隔的矩形脈沖電壓施加到器件電極2和提供激活物質(zhì)的電極6之間。這樣調(diào)節(jié)時(shí)間控制上述兩個(gè)脈沖電壓的施加，使得它們并不同時(shí)施加。
測(cè)量工序的起始時(shí)間確定為τ＝0，并測(cè)量器件電流If(τ)和發(fā)射電流Ie(τ)。如下確定If的減少比率和Ie的減少比率，以計(jì)算它們。δIf(τ)=If(τ)-If(O)If(O)]]>δIe(τ)=Ie(τ)-Ie(O)Ie(O)]]>在這個(gè)例子中，If(o)＝1.8mA，而Ie(O)＝0.9μA。這樣，η(τ)＝Ie(τ)/If(τ)，則η(O)＝0.05％。如此，一小時(shí)后的減少比率是δIf(1小時(shí))＝5％以及δIe(1小時(shí))＝5％。
〔實(shí)施例2〕如對(duì)于實(shí)施例1的情況那樣制備具有如圖14A至14D所示結(jié)構(gòu)的電子源，然后檢驗(yàn)該電子源的性能。驅(qū)動(dòng)電子源工作而無需在器件電極2和用于提供激活物質(zhì)的電極6之間加任何電壓。在起始操作時(shí)的性能等于實(shí)施例1的電子源的性能，盡管If和Ie的減少比率分別為δIf(1小時(shí))＝20％和δIe(1小時(shí))＝25％。
此后，當(dāng)通過在器件電極2和用于提供激活物質(zhì)的電極6之間施加一個(gè)脈沖電壓并給薄膜電阻加熱器7通電，加熱薄膜電阻加熱器7時(shí)，另一個(gè)電壓施加到器件電極2和3之間，以驅(qū)動(dòng)電子源工作。在器件電極2和用于提供激活物質(zhì)的電極6之間所施加的脈沖電壓是波形幅度為5V及脈沖寬度為200μsec的矩形脈沖電壓。這樣調(diào)節(jié)時(shí)間控制上述兩個(gè)電壓的施加，使得它們不同時(shí)施加。在繼續(xù)上述操作3分鐘后，停止施加上述那些電壓。
然后，為了冷卻激活物質(zhì)源而等待5分鐘后，恢復(fù)驅(qū)動(dòng)電源的工作，以獲得If＝1.5mA和Ie＝0.8μA的值，這證明了電子源的電子發(fā)射性能被恢復(fù)。
〔實(shí)施例3〕在這個(gè)實(shí)施例中所制備的電子源具有基本上與實(shí)施例1的電子源相同的結(jié)構(gòu)。因此，下面參照附圖16H、16J和16K說明的只是與實(shí)施例1的它們的相應(yīng)部分不同的制造步驟。
遵循實(shí)施例1的步驟(a)至(g)。此后進(jìn)行下述步驟。
(h)借助旋轉(zhuǎn)涂器，光致抗蝕劑(AZ-1370)被施加到其上，并經(jīng)受在90℃時(shí)30分鐘的預(yù)烘烤工序，以產(chǎn)生一光致抗蝕劑層74；之后，使其曝光，光化學(xué)顯影并經(jīng)受一個(gè)后烘烤工序，以產(chǎn)生一個(gè)具有與要形成的激活物質(zhì)源形狀對(duì)應(yīng)的形狀的開孔76(圖16H或沿圖14A中的14C-14C線的剖面)。
(i)用一旋轉(zhuǎn)涂器把一種含有2％的聚乙烯醇(PVA)的含水溶液施加到其上，并在60℃被加熱干燥10分鐘，以產(chǎn)生一PVA層(圖16J或沿圖14A中的線14C-14C的剖面)。
(j)然后光致抗蝕劑溶解在丙酮中，而PVA層經(jīng)受圖案形成工序，以借助頂離產(chǎn)生所需要的圖案，然后使其加熱并在300℃烘烤，以產(chǎn)生激活物質(zhì)源8(圖16K或沿圖14A的線14C-14C的剖面)。然后，進(jìn)行實(shí)施例1的步驟(k)到(n)，以產(chǎn)生精細(xì)PdO粒子的導(dǎo)電薄膜4，該導(dǎo)電薄膜4然后經(jīng)受激發(fā)形成和激活過程。
當(dāng)如對(duì)于實(shí)施例1的情況檢驗(yàn)性能時(shí)，在開始時(shí)觀察到If(O)＝1.7mA和Ie(O)＝1.4μA，得到η(O)＝0.085％的電子發(fā)射效率。一小時(shí)后的減少比率為δIf(1小時(shí))＝7％和δIe(1小時(shí))＝8％。
〔實(shí)施例4〕圖17A示意性地示出了在這個(gè)實(shí)施例中所制備的電子源的平面圖。它包括一個(gè)基片1、一對(duì)器件電極2和3、一個(gè)包括電子發(fā)射區(qū)域5的精細(xì)PdO粒子的導(dǎo)電薄膜4、一個(gè)用于提供激活物質(zhì)的電極6和一個(gè)由聚乙酸乙烯酯制成的激活物質(zhì)源8。在這個(gè)實(shí)施例的電子源中，表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件由器件電極2和3及包括電子發(fā)射區(qū)域5的導(dǎo)電薄膜4構(gòu)成，而用于提供激活物質(zhì)的裝置由電極6和激活物質(zhì)源8構(gòu)成。
在該實(shí)施例中，選擇各器件電極的間距為L(zhǎng)＝10μm，各器件電極的寬度W1＝300μm。
以下述方式制備這個(gè)實(shí)施例中的電子源。
(a)進(jìn)行實(shí)施例1的步驟(a)至(d)，以在基片1上產(chǎn)生一對(duì)電極2和3以及提供激活物質(zhì)的電極6。
(b)還進(jìn)行實(shí)施例1的步驟(h)至(j)，以在提供激活物質(zhì)的電極6上產(chǎn)生一個(gè)由聚乙酸乙烯酯制成的激活物質(zhì)源8。
(c)還要進(jìn)行實(shí)施例1的步驟(k)至(n)，以產(chǎn)生一個(gè)精細(xì)PdO粒子的導(dǎo)電薄膜4，之后，借助激發(fā)形成過程產(chǎn)生電子發(fā)射區(qū)域5。所制備的電子源隨后經(jīng)受激活過程。
通過施加如圖5C所示的一個(gè)矩形脈沖電壓檢驗(yàn)所制備的電子源的電子發(fā)射性能。脈沖波形幅度是16V，而脈沖寬度和脈沖間隔分別為T1＝100μsec和T2＝10msec。器件距陽極的距離為H＝4mm，而在它們兩者之間的電位差等于Va＝1KV。
當(dāng)檢驗(yàn)性能時(shí)，在開始時(shí)觀察到If(O)＝1.3mA和Ie(O)＝1.1μA，得到η(O)＝0.085％的電子發(fā)射效率。一小時(shí)后的減少比率為δIf(1小時(shí))＝20％用δIe(1小時(shí))＝25％。
此后，停止給陽極施加電壓Va，而且，當(dāng)一個(gè)100V的電壓施加到提供激活物質(zhì)的電極6上時(shí)，一個(gè)如上所述的脈沖電壓施加在器件電極2和3之間3分鐘。隨后，停止給提供激活物質(zhì)的電極6施加電壓，并恢復(fù)給陽極施加電壓Va＝1KV，以再次檢驗(yàn)電子源的性能，且得到If＝1.1mA和Ie＝1.0μA。這樣，就證明了電子源的電子發(fā)射性可以恢復(fù)。
就電子源方面來講，可恢復(fù)的電子發(fā)射性能的這個(gè)顯著的特征，可以是因?yàn)橄率鲞@些原因，從電子發(fā)射區(qū)域5發(fā)射的電子部分地被提供激活物質(zhì)的電極所吸引，并與激活物質(zhì)源8碰撞，以把能量給與后者，聚乙酸乙烯酯的分子分解，最終所得到的材料被釋放，而且如在激活過程中的情況那樣，碳或碳化物在電子發(fā)射區(qū)域附近沉積，以補(bǔ)償碳或碳化物的沉積物所蝕刻的部分。
〔實(shí)施例5〕在這個(gè)實(shí)施例中，制備了一個(gè)包括一個(gè)電子源和一個(gè)螢光材料的圖像顯示部件的成像裝置。通過在一個(gè)基片上安置許多表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件并以梯狀方式給它們布線形成電子源。圖12和13分別示意性地示出了這個(gè)實(shí)施例的電子源和成像裝置。
現(xiàn)在，下面將參照附圖18A至18F說明用于制造該實(shí)施例的成像裝置的各個(gè)步驟。
(A)在徹底清洗鈉鈣玻璃板之后，用濺射法在其上形成一厚度為0.5μm的氧化硅薄膜，以產(chǎn)生基片51，在其上形成一個(gè)光致抗蝕劑(RD-2000N-41從日立化學(xué)股份有限公司可得到)的圖案，所述圖案具有一公共導(dǎo)線53的開孔，這些開孔也可作為器件電極用于提供和激活物質(zhì)55的導(dǎo)線，也可用作提供激活物質(zhì)的電極。然后，用真空蒸發(fā)法把5nm厚度的Ti和100nm厚度的Ni分別順序地沉積在其上。用有機(jī)溶劑溶解光致抗蝕劑圖案，并用頂離技術(shù)處理Ni/Ti沉積物薄膜，以產(chǎn)生作為器件電極和2和3而工作的公共導(dǎo)線53以及作為用于提供激活物質(zhì)的電極而工作的提供基片55的導(dǎo)線。每個(gè)電極對(duì)的各器件電極的間距為L(zhǎng)＝3μm(圖18A)。
(B)用濺射法形成600nm厚的SiO2薄膜，然后，用光致抗蝕劑在絕緣薄膜上形成一個(gè)圖案，之后，用CF4和H2干法蝕刻，以對(duì)每個(gè)器件產(chǎn)生一個(gè)絕緣層。(圖18)(C)如對(duì)實(shí)施例1的步驟(g)的情況那樣，對(duì)每個(gè)器件形成ITO的薄膜電阻加熱器。(圖18C)(D)在實(shí)施例1的步驟(h)到(j)之后，一聚乙酸乙烯酯薄膜的激活物質(zhì)源8形成在薄膜電阻加熱器7上。(圖18D)(E)用真空蒸發(fā)法形成一厚度300nm的Cr薄膜，然后，用通常的光刻法形成一個(gè)對(duì)應(yīng)于導(dǎo)電薄膜的圖案的開孔56，以產(chǎn)生一個(gè)Cr掩膜57。(圖18E)(F)用旋轉(zhuǎn)涂器把Pd胺絡(luò)合物溶液(ccp4230從Okuno制藥股份有限公司得到)施加到Cr薄膜上，并在空氣中在300℃下烘烤12分鐘。結(jié)果，產(chǎn)生了一個(gè)含有PdO作為一種主要組份的且膜厚為7nm的、精細(xì)粒子的導(dǎo)電薄膜(圖18F)。
然后，濕法蝕刻Cr掩膜，要去除掉，且頂離PdO薄膜，以產(chǎn)生具有所需圖案的導(dǎo)電薄膜4。該導(dǎo)電薄膜的電阻為Rs＝2×104Ω/□。通過采用以上述方式制造的電子源制備成像裝置。將參照?qǐng)D13說明這一點(diǎn)。
在把電子源基片51固定在后板31上后，把前面板36(在玻璃基片33的內(nèi)表面上帶有一螢光薄膜34和一金屬基底35)安置在基片51上面，而支承框架32置于其間，以形成外殼，隨后，把熔化玻璃施加到前面板36、支承框架32及后板31的接觸區(qū)域，并在氮?dú)庵?、?00℃烘烤10分鐘，以氣密地密封外殼。基片51也用熔化玻璃固定到后板31上。
雖然如果裝置是用于黑白圖像的話，螢光薄膜34只是由一種螢光材料構(gòu)成，這個(gè)實(shí)施例的螢光薄膜34通過形成黑色條帶并用紅、綠和蘭色的條形螢光部件填充縫隙制備。黑色條帶由含有石墨作為主要組份的普通材料制成。采用懸浮體技術(shù)把螢光材料施加到玻璃基片33上。
一個(gè)通常的金屬基底35安置在螢光薄膜34的內(nèi)表面上。在制備螢光薄膜后，通過在螢光薄膜的內(nèi)表面上進(jìn)行精加工工序(通常叫作"鍍膜)并隨后用真空蒸發(fā)法在其上形成鋁層來制備金屬基底。
盡管為了提高它的電導(dǎo)率，透明電極(未示出)可安置在螢光薄膜的84的外表面上，這個(gè)實(shí)施例中并未這樣使用，因?yàn)橹皇怯靡粋€(gè)金屬基底，螢光薄膜就顯示了足夠的電導(dǎo)率程度。
經(jīng)過上述連接工序，那些原色的螢光部件和電子發(fā)射器件精確對(duì)準(zhǔn)。如圖13所示，把電子源基片51、后板31、前面板36和柵極61仔細(xì)組合起來，并把外部接頭63、外部柵極接頭64及用于提供激活物質(zhì)的電極65的接頭電連接起來。參考標(biāo)號(hào)62表示一個(gè)使得電子能穿過的孔。
如圖19所示，在一真空系統(tǒng)中進(jìn)行隨后的制造步驟和測(cè)量工作。
成像裝置81的真空容器(外殼)82用一排氣管84連接到真空系統(tǒng)的真空系統(tǒng)的真空室85。用真空泵機(jī)組89，借助一個(gè)閘閥88，把真空85抽真空，且用安置在真空室85中的壓力表86監(jiān)控在真空容器82的內(nèi)部的氣壓。還安置了一個(gè)四極質(zhì)譜儀(Q-mass)在真空室85的內(nèi)部，以測(cè)量在該室內(nèi)的各種氣體的分壓。
在把真空容器82的內(nèi)部抽真空至壓力表86的讀數(shù)低于1.3×10-4Pa之后，通過給每個(gè)器件施加脈沖電壓，借助如實(shí)施例1的情況中的一個(gè)電路(未示出)，在電子源的那些電子發(fā)射器件上進(jìn)行激發(fā)形成操作。通過用外部接頭63把每個(gè)器件的陽極和陰極連接到一個(gè)電源來施加電壓。電壓不施加到器件的薄膜電阻加熱器7上。
隨后，成像裝置經(jīng)受激活過程。借助一個(gè)用于引入激活物質(zhì)氣體的閥門90，真空室85也連接到含有一激活基片的安瓿。在這個(gè)實(shí)施例中，丙酮用于激活物質(zhì)。通過控制閥門90和閘閥88，把丙酮引入真空室，直到壓力表的讀數(shù)等于1.3×10-2Pa為止。此后，一個(gè)脈沖電壓逐行施加到成像裝置上，以進(jìn)行激發(fā)形成過程。該脈沖具有如實(shí)施例1中所用的脈沖那樣的波形。
在激活過程完成之后，停止提供丙酮，并使閘門88完全打開，以把真空室82的內(nèi)部抽真空，保持真空室82的溫度約為200℃。5小時(shí)后，內(nèi)部壓強(qiáng)達(dá)到1.3×10-4Pa，而且已用Q-mass87證明實(shí)施例內(nèi)沒有剩余丙酮。
然后，關(guān)閉加熱器以冷卻成像裝置。此后，使電子源83發(fā)射電子，真到圖像顯示部件(螢光薄膜)的整個(gè)表面發(fā)光，以證明在排氣管84用一噴槍密封之前成像裝置工作正常。最后，用高頻加熱法加熱安置在成像裝置81內(nèi)的吸氣劑，以產(chǎn)生一個(gè)蒸汽沉積膜。吸氣劑含有Ba作為主要成份，并被設(shè)計(jì)成用吸氣劑材料的蒸汽沉積膜的吸收效應(yīng)保持真空器82內(nèi)部的真空。
為了在這個(gè)實(shí)施例的成像裝置上顯示圖像，由一個(gè)電源逐行地施加一個(gè)電壓到一些器件行上，以"選擇一行"，而該電壓引起這行的所有器件發(fā)射電子束。通過控制相對(duì)于所述那些器件行垂直布置的柵極的電位，使每個(gè)器件斷斷續(xù)續(xù)地發(fā)射電子束，這使得用電子束輻射所需要的像素，以便發(fā)光。
在確實(shí)成像裝置的性能的測(cè)量操作中，沒有電壓施加到柵極上，因?yàn)椴⒎潜仨毷闺娮邮鴶鄶嗬m(xù)續(xù)地發(fā)射，且因此，一個(gè)電壓只是逐行地施加到器件行上。如圖15C所示，施加到每個(gè)器件上的電壓是矩形電壓，其波形幅度為14V，脈沖寬度為10μsec而脈沖間隔為10msec。這樣控制施加到每個(gè)器件上的脈沖電壓的時(shí)間安排，使得施加到一個(gè)器件行脈沖電壓的周期并不與該施加到任何其它行的脈沖電壓周期一致。
一個(gè)矩形脈沖電壓也施加到每個(gè)用于提供一個(gè)激活基片的裝置上，該激活基片包括一個(gè)薄膜電阻加熱器和成像裝置的一個(gè)激活物質(zhì)源。施加到每個(gè)用于提供一個(gè)激活基片的裝置上的電壓也是一個(gè)矩形脈沖電壓，該電壓的波形幅度為5V，脈沖寬度為50μsec且脈沖間隔為10msec。這樣布置兩個(gè)脈沖電壓時(shí)間安排，使得它們彼此移位半個(gè)周期。如果使用太大的脈沖寬度，那么，就會(huì)非所需要地改變那些器件的電子發(fā)射性能，因?yàn)檫^量地提供了激活基片。因此，如果要改進(jìn)成像裝置的設(shè)計(jì)，為了以合適的速率提供激活基片，必須嚴(yán)格選擇脈沖寬度和其它關(guān)鍵因素。
當(dāng)檢驗(yàn)性能時(shí)，作為對(duì)每個(gè)器件的平均值，開始時(shí)觀察到If(O)＝1.8mA及Ie(O)＝2.4μA，得到η(O)＝0.013％的電子發(fā)射效率。工作一小時(shí)后的減少比率為δIf(1小時(shí))＝5％及δIe(1小時(shí))＝7％。〔實(shí)施例6〕如實(shí)施例5中的情況那樣制備成像裝置并驅(qū)動(dòng)其工作，無需給用于提供激活基片的裝置施加電壓，評(píng)價(jià)該裝置的性能。另一方面，工作條件與實(shí)施例5的工作條件相同。放置了過量的吸氣劑，在密封排氣管的同時(shí)并不用這過量的吸氣劑。
當(dāng)檢驗(yàn)性能時(shí)，觀察到在開始時(shí)的If(O)和Ie(O)兩者基本上與實(shí)施例5的對(duì)應(yīng)部分相同。工作一小時(shí)后的減少比率為δf(1不時(shí))＝22％及δIe(1小時(shí))＝24％。
此后，去掉施加到面板上的電壓Hv，施加電壓給用于提供激活基片的裝置驅(qū)動(dòng)器件工作。施加到器件上的電壓與性能檢驗(yàn)的電壓相同，且施加一個(gè)波形幅度為5V、脈沖寬度為200μsec及脈沖間隔為10msec的矩形脈中電壓給用于提供激活基片的裝置。這樣安排兩個(gè)脈沖的時(shí)間，使得它們彼此位移半個(gè)周期。施加電壓3分鐘，然后，在再次檢驗(yàn)成像裝置的性能之前，用高頻加熱法部分地加熱剩下的吸氣劑，用于另一次吸氣工序。得到If＝1.6mA及Ie＝2.2μsec，這證明于器件性能的恢復(fù)。
〔實(shí)施例7〕在本實(shí)施例中，一個(gè)成像裝置包括一個(gè)電子源和一個(gè)裝在一玻璃真空容器中的螢元體的成像部件，該電子源通過在一基片上安置許多表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件并給它布線以形成一種矩陣布線布置來實(shí)現(xiàn)。電子源分別沿X和Y方向每行和每列有100個(gè)器件。
參照?qǐng)D20至22G，以下述方式制備本實(shí)施例的成像裝置。
圖20是這個(gè)實(shí)施例的電子源部分的放大了的示意性平面圖。圖21是沿圖20中的線21-21所取的電子源的示意性剖面圖。在這些圖中，參考標(biāo)號(hào)表示包括一對(duì)器件電極和一個(gè)含有一電子發(fā)射區(qū)域的導(dǎo)電薄膜的一個(gè)表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件。參考標(biāo)號(hào)22和23分別表示一條下部導(dǎo)線(X方向?qū)Ь€)和一條上部導(dǎo)線(Y方向?qū)Ь€)。
(A)在徹底清洗鈉鈣玻璃之后，用濺射法在其上形成一厚度為0.5μm的氧化硅薄膜，以產(chǎn)生一個(gè)基片21，在基片21上分別順序涂覆厚度為5nm和300nm的Cr和Cu和之后，用旋轉(zhuǎn)涂器在其上形成光致抗蝕劑， AZ1870從Hoechst公司可得到)，而同時(shí)旋轉(zhuǎn)薄膜，并且烘烤該光致抗蝕劑。此后，對(duì)光掩成像膜曝光，并光化學(xué)顯影以產(chǎn)生用于下部導(dǎo)線22的光致抗蝕圖形，然后，用濕法蝕刻沉積的Au/Cr膜以產(chǎn)生下部導(dǎo)線22(如圖22A)。
(B)用RF濺射法形成一層作為夾層絕緣層93、厚度為1.0μm的氧化硅薄膜。(圖22B)。
(C)制備光致抗蝕圖案，在步驟(B)中所沉積的氧化硅薄膜中產(chǎn)生一個(gè)接觸孔94，之后，通過刻蝕夾層絕緣層93，對(duì)掩膜采用光致抗蝕圖案，實(shí)際形成接觸孔94。采用使用了CF4和H2氣的RIE(反應(yīng)離子刻蝕)技術(shù)，用于該刻蝕工序(圖22C)。
(D)此后，形成一個(gè)光致抗蝕圖案(RD-2000N-41從日立化學(xué)股份有限公司可得到)，該圖案具有一對(duì)器件電件2和3及一個(gè)分開這兩個(gè)器件電極的縫隙G，然后，在其上分別順序地用真空蒸發(fā)法沉積厚度為5nm和100nm的Ti和Ni。把光致抗蝕圖案溶解在一種有機(jī)溶劑中，并用頂離技術(shù)處理Ni/Ti沉積膜，以產(chǎn)生一對(duì)寬度為300μm且彼此分開距離G為3μm的器件電極。(圖22D)(E)在器件電極2和3上形成用于上部導(dǎo)線23的光致抗蝕圖案后，用真空蒸發(fā)法順序沉積厚度分別為5nm和500nm的Ti和Au，然后，用頂離技術(shù)去除不需要的區(qū)域，以產(chǎn)生具有所需形狀的上部導(dǎo)線23。(圖22E)。
(F)然后，如對(duì)于實(shí)施例1的(K)的情況那樣，形成導(dǎo)電薄膜4。(圖22F)。
(G)然后，制備一個(gè)用于把光致抗蝕劑施加到除了接觸孔94之外的整個(gè)表面區(qū)域的圖案，并用真空蒸發(fā)法順序沉積厚度分別為5nm和500nm的Ti和Au。用頂離技術(shù)去除任何不需要的區(qū)域，以便隨后掩蓋接觸孔94。
采用以上述方式制備的電子源來制備成像裝置。將參照?qǐng)D23A和23B說明這一點(diǎn)。
(H)在把電子源基片21固定到后板31上之后，把前面板36(在玻璃基片33的內(nèi)表面上帶有螢光薄膜34和金屬基底35)安置在基片21的上方5mm，并把支承框架置于其間，隨后，把熔化玻璃施加到面板36、支承框架32和后板31的接觸區(qū)域，并在氮?dú)猸h(huán)境中在400℃烘烤該熔化玻璃多于10分鐘，以氣密地密封容器?；?1也用熔化玻璃固定到后板31。
盡管如果裝置是用于黑白圖像的話螢光薄膜只是由一種螢光體構(gòu)成，通過形成黑色條帶并用各種原色的條形螢光部件填充逢隙，制備這個(gè)實(shí)施例的螢光薄膜。上述黑色條帶由含有石墨作為主要組份的普通材料制成。用懸浮體技術(shù)把螢光材料施加到玻璃基片33上。
把金屬基底35安置在螢光薄膜34的內(nèi)表面上。在制備螢光薄膜后，通過在螢光薄膜的內(nèi)表面上進(jìn)行精加工工序(通常叫作"鍍膜")，且隨后通過真空蒸發(fā)法在其上形成鋁層來制備上述金屬基底。
盡管為了增加它的電導(dǎo)率透明電極(未示出)可以安置在面板36的螢光薄膜34的外表面上，但在這個(gè)實(shí)施例中并未這樣使用，因?yàn)橹皇怯靡粋€(gè)金屬基底螢光薄膜就顯示了足夠程度的電導(dǎo)率。
經(jīng)過上述連接工序，仔細(xì)對(duì)準(zhǔn)各組件，為了確保在彩色螢光部件那些電子發(fā)射器件之間的準(zhǔn)確的位置對(duì)應(yīng)關(guān)系。
如圖25所示，外殼(真空容器)37借助一個(gè)連接器管道106配備一玻璃容器105，而激活物質(zhì)源8安置在玻璃容器105中。在這個(gè)實(shí)施例中，激活物質(zhì)源8由一個(gè)通常用于吸附泵的吸附介質(zhì)類型的分子篩制成，n-十二烷吸附到其上。連接管道106配有一個(gè)適當(dāng)打開和關(guān)閉的閥40。
(I)然后，如對(duì)于實(shí)施例5的情況那樣，借助圖19中所示的真空系統(tǒng)給成像裝置抽真空。如圖24所示，Y方向連接導(dǎo)線23連接到一個(gè)公共導(dǎo)線，這使得逐行進(jìn)行激發(fā)形成工序。在圖24中，參考標(biāo)號(hào)101表示用于通常連接Y方向?qū)Ь€23的公共電極，而參考標(biāo)號(hào)102表示一個(gè)電源，而且參考標(biāo)號(hào)103表示一個(gè)用于限流的電阻器，且參考標(biāo)號(hào)104表示一個(gè)用于監(jiān)控所述電流的示波器。
采用波形與實(shí)施例1的脈沖電壓波形相同的脈沖電壓激發(fā)形成操作。在激發(fā)形成過程期間，為了確定電子發(fā)射區(qū)域的電子阻，一個(gè)外加的0.1V的脈沖電壓插入形成脈沖電壓的間隔中，而當(dāng)該電阻超過10kΩ時(shí)，終止激發(fā)形成過程。
(J)隨后，進(jìn)行激活過程。為了引起激活物質(zhì)源把n-十二烷釋放進(jìn)真空容器37。通過打開閥40并通過He-Ne激光器的照射來加熱玻璃容器105來提供激活物質(zhì)。如對(duì)于上述步驟(1)的情況那樣，電壓逐行施加到器件上。用于該工序的其余的條件，與實(shí)施例5的那些條件相同。
(K)在激活過程結(jié)束后，并閉閥40，并如實(shí)施例5的情況那樣，給真空容器的內(nèi)部抽真空。然后，再次檢查成像裝置的工作，并密封排氣管道。最后，對(duì)成像裝置進(jìn)行除氣工序。
然后，檢驗(yàn)這個(gè)實(shí)施例的成像裝置的性能。在確定成像裝置的性能的測(cè)量操作中。電壓只是逐行施加到器件上，這是通過如激發(fā)形成和激活過程中的情況那樣連接導(dǎo)線來做到的，盡管要利用簡(jiǎn)單矩陣布置，以便如果圖像要顯示在屏上的話獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)每個(gè)電子發(fā)射器件進(jìn)行電子發(fā)射。
如圖5C所示的一個(gè)矩形脈沖電壓施加到X方向?qū)Ь€上。該脈沖電壓波形幅度為14V，脈沖寬度的100μsec且脈沖間隔為10msec。施加到任何相鄰定位的X方向?qū)Ь€上的脈沖電壓的相位移動(dòng)了100μmsec或等于上述脈沖寬度的一個(gè)值。
為了加速電子束，將4KV的電壓施加在電子源和前面板的金屬基底之間。
采用這個(gè)實(shí)施例的成像裝置，對(duì)于把激活物質(zhì)引入真空系統(tǒng)，并不需要大的和笨重的裝置，這使得可以采用簡(jiǎn)單的制造裝置和簡(jiǎn)化了的制造方法。
〔實(shí)施例8〕遵循直到實(shí)施例7的激活步驟的各個(gè)步驟。為了打開和關(guān)閉管道，連接真空容器37和玻璃容器105的管道106配有一個(gè)閥40。在給真空容器37的內(nèi)部抽真空后，關(guān)閉閥40，用噴槍密封排氣管道(圖19中的84)。隨后，用高頻加熱進(jìn)行除氣工序，盡管過量的吸氣劑留在了內(nèi)部且在除氣工序中并不使用。
如對(duì)于實(shí)施例6的情況那樣，驅(qū)動(dòng)成像裝置工作，并證實(shí)了電子發(fā)射性能退化。然后，恢復(fù)該裝置的性能，這是通過下述這些操作做到的，這些操作是打開在連接管道106上的閥40、如激活過程的情況那樣用激光照射玻璃容器以便加熱它、再次把n-十二烷提供進(jìn)真空容器、還是如激活過程的情況那樣給電子發(fā)射器件施加一個(gè)電壓，在再次檢驗(yàn)該成像裝置的性能之前，用高頻加熱法部分地加熱剩下來吸氣劑，用于另一次吸氣工序。
〔實(shí)施例9〕除了使玻璃容器105含有W(CO)6之外，如實(shí)施例8的情況那樣制備成像裝置。如對(duì)于上述那些實(shí)施例的情況那樣，在進(jìn)行激活過程之后，關(guān)閉閥40，并給真空容器37的內(nèi)部抽真空加熱該容器至200℃。在這個(gè)條件下，給真空容器106抽真空，為了防止105被加熱，把氮?dú)獯档讲Ａ萜?05上。
當(dāng)抽真空過后，用噴槍密封排氣管道，然后進(jìn)行除氣工序。如對(duì)于實(shí)施例7的情況，檢驗(yàn)所制備的成像裝置的性能。在測(cè)量操作的起始時(shí)，觀察到If(O)＝1.8mA及Ie(O)＝2.0μA，證明了η(O)＝0.11％。
然而，此后成像裝置的性能呈現(xiàn)了變化，此變化不同于它的具有碳化物沉積物的相應(yīng)部分的變化。雖然在起始操作后的頭30分鐘內(nèi)，觀察到If和Ie兩者減少，但若與實(shí)施例8的減少比率比較，此后，減少的比率顯著降低。
這也許是因?yàn)?，盡管含有碳或碳化物的沉積物的器件當(dāng)它被加熱時(shí)很快減少了該沉積物，并由于電子發(fā)射而蒸發(fā)，以最終改變導(dǎo)電薄膜，這使得它不再發(fā)射電子，這個(gè)實(shí)施例的每個(gè)器件包括一種鎢(W)的沉積物，鎢熔點(diǎn)高，因而不易減少和改變。在初始階段所見到的性能的退化證明了存在于成像裝置的真空容器中的H2和CO被W沉積物的薄膜表面吸收，以妨礙電子發(fā)射。
當(dāng)電子發(fā)射性能的初始降低結(jié)束時(shí)，關(guān)閉用于在前面板和金屬基底之間施加電壓的高壓電源。然后，如對(duì)于激活過程中的情況那樣，在一個(gè)脈沖電壓施加到那些器件上30秒鐘之前，打開閥40并加熱玻璃容器105。隨后，再次關(guān)閉所述閥，并重復(fù)除氣工序。
此后，再次檢驗(yàn)上述裝置的性能，以證明它已相當(dāng)程度地恢復(fù)了，而且，電子發(fā)射性能的初始降低幾乎是第一次測(cè)量中的降低的一半。這也許是因?yàn)樵俅涡纬闪薟沉積物的清潔表面。盡管不清楚性能降低的減少原因，這也許是因?yàn)橛捎谖绞沟脴O少量的氣體殘留在成像裝置的容器中這個(gè)實(shí)施例證明了，如果用金屬化合物作為激活物質(zhì)，本發(fā)明是有效的。再次使用這個(gè)實(shí)施例的成像裝置，不需要為把激活物質(zhì)引入真空系統(tǒng)的大和笨重的裝置，這使得可以采用簡(jiǎn)單的制造裝置及簡(jiǎn)化了的制造方法。
圖26是一個(gè)顯示裝置的方塊圖，該顯示裝置用實(shí)施例9的成像裝置來實(shí)現(xiàn)，并設(shè)計(jì)成顯示各種可視信息以及根據(jù)來自不同信號(hào)源的輸入信號(hào)的電視傳輸圖象。參照?qǐng)D26它包括成像裝置或顯示板111、一個(gè)顯示板驅(qū)動(dòng)電路112、一個(gè)顯示控制器113、一個(gè)多路轉(zhuǎn)換器114、一個(gè)解碼器115、一個(gè)輸入/輸出接口電路116、一個(gè)CPU117、一個(gè)圖象發(fā)生電路118、一些圖像存儲(chǔ)接口電路119、120及121、一個(gè)圖像輸入接口電路122、一些TV信號(hào)接收電路123和124、以及輸入部分125。(如果該顯示裝置用于接收由視頻和音頻信號(hào)構(gòu)成的電視信號(hào)，就需要一些電路、揚(yáng)聲器及其它一些器件，用于接收、分解、還原、處理、并用附圖中所示電路存儲(chǔ)音頻信號(hào)。不過，此處考慮到本發(fā)明的范圍，略去了這樣一些電路)。
現(xiàn)在，在圖像信號(hào)通過上述成像裝置后，將說明該裝置的各個(gè)組件。
首先，電視信號(hào)接收電路124是一個(gè)用于接收經(jīng)由一個(gè)采用電磁波和/或空間光學(xué)電訊網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)腡V圖像信號(hào)的電路。要用到的TV信號(hào)制式并不限于某一特殊的制式，任何制式例如，NTSE、PAL或SECAM都有可能與它一起使用。它特別適于涉及更大數(shù)量掃描線的TV信號(hào)(典型地，是高清晰度的電視制式，例如MUSE制式)，因?yàn)樗梢杂糜诎ù罅肯笏氐拇箫@示板。TV信號(hào)接收電路124所接收的TV信號(hào)轉(zhuǎn)送到解碼器115。
其次，TV信號(hào)接收電路123是一個(gè)用于接收經(jīng)由一個(gè)有線傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)腡V圖像信號(hào)的電路，該有線傳輸系統(tǒng)采用同軸電纜和/或光纖。象TV信號(hào)接收電路124那樣，要用到的TV信號(hào)制式并不限于某一特定的制式，而且該電路所接收的TV信號(hào)轉(zhuǎn)送到解碼器115。
圖像輸入接口電路122是一個(gè)用于接收從一圖像輸入裝置轉(zhuǎn)送來的圖像信號(hào)，該圖像輸入裝置例如是電視攝像機(jī)或圖像拾取掃描器。它也把接收到的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)送到解碼器115。
圖像存儲(chǔ)接口電路121是一個(gè)用于恢復(fù)存儲(chǔ)在錄像機(jī)中(以后叫作VTR)的圖像信號(hào)的電路，而所恢復(fù)的圖像信號(hào)也轉(zhuǎn)送到解碼器115。
圖像存儲(chǔ)接口電路120是一個(gè)用于恢復(fù)存儲(chǔ)在電視錄像圓盤中的圖像信號(hào)的電路，而所恢復(fù)的圖像信號(hào)也轉(zhuǎn)送到解碼器115。
圖像存儲(chǔ)接口電路119是一個(gè)用于恢復(fù)存儲(chǔ)在一個(gè)器件中的圖像信號(hào)的電路，該器件用于存儲(chǔ)靜止圖像信息，例如所謂的靜止圖像圓盤，而所恢復(fù)的圖像也轉(zhuǎn)送到解碼器115。
輸入/輸出接口電路116是一個(gè)用于連接顯示裝置和一個(gè)外部輸出信號(hào)源的電路，該外部信號(hào)源例如是計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或打印機(jī)。它對(duì)于圖像信息和關(guān)于印刷符號(hào)及圖表的信息進(jìn)行輸入/輸出工作，如果合適的話，對(duì)于在顯示裝置的CPU117和外部信號(hào)源之間的控制信號(hào)及數(shù)值數(shù)據(jù)也進(jìn)行輸入/輸出工作。
圖像產(chǎn)生電路118是一個(gè)用于產(chǎn)生在顯示屏上要顯示的圖像信息的電路，這是根據(jù)經(jīng)由輸入/輸出接口電路116來自外部信號(hào)源的圖像信息和關(guān)于印刷符號(hào)和圖表的信息輸入，或者根據(jù)來自CPU117的那些信息。該電路包括一些用于存儲(chǔ)圖像信息和關(guān)于印刷符號(hào)及圖表的信息的相關(guān)的存儲(chǔ)器、一些用于存儲(chǔ)相應(yīng)于給定印刷符號(hào)編碼的圖像圖案的只讀存儲(chǔ)器、一個(gè)用于處理圖像信息的處理器和其它一些產(chǎn)生屏幕圖像所必需的電路組件。
由用于顯示的、圖像產(chǎn)生電路118產(chǎn)生的圖像信息送到解碼器115，而如果合適的話，它們也可經(jīng)由輸入/輸出接口電路116送到一個(gè)外部電路，例如一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或一臺(tái)打印機(jī)。
CPU117控制著顯示裝置，并進(jìn)行產(chǎn)生、選擇、和編輯要在顯示屏上顯示的圖像的工作。
例如，CPU117把控制信號(hào)送到多路轉(zhuǎn)換器114，并適當(dāng)?shù)剡x擇或組合用于要在顯示屏上顯示的圖像的信號(hào)。同時(shí)，它產(chǎn)生用于顯示板控制器113的控制信號(hào)，并根據(jù)圖像顯示頻率、掃描方法(例如，隔行掃描或不隔行掃描)、每幀的掃描線數(shù)等等，來控制顯示裝置的工作。
CPU117還把圖像信息和關(guān)于印刷符號(hào)及圖表的信息直接送出到圖像產(chǎn)生電路118，并經(jīng)由輸入/輸出接口電路116接通外部計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)器，以得到外部圖像信息和關(guān)于印刷符號(hào)及圖表的信息。另外CPU117可這樣設(shè)計(jì)，以便參與顯示裝置的其它一些工作，這些工作包括產(chǎn)生、并處理數(shù)據(jù)的工作，就象一個(gè)個(gè)人計(jì)算機(jī)或一個(gè)字碼處理器的CPU那樣。CPU117還可通過輸入/輸出接口電路116連接到一個(gè)外部計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，以便與其協(xié)調(diào)工作進(jìn)行計(jì)算和其它工作。
輸入部分125用于通過操作者把給它的指令、程序及數(shù)據(jù)傳送到CPU117。事實(shí)上，它可以選擇許多種輸入裝置，例如，鍵盤、鼠標(biāo)器、控制桿、條形碼輸入機(jī)和聲音識(shí)別裝置以及它們的任意的組合。
解碼器115是一個(gè)電路，該電路借助所述電路118至124把各種圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換回用于三原色的信號(hào)、亮度信號(hào)以及I和Q信號(hào)。優(yōu)選地，解碼器115包括一些如圖26中虛線所示的圖像存儲(chǔ)器，用于處理電視信號(hào)，例如MUSE制式的信號(hào)，MUSE制式需要用于信號(hào)轉(zhuǎn)換的一些圖像存儲(chǔ)器。此外，提供圖像存儲(chǔ)器便利了靜止圖像的顯示以及這樣一些工作，如變稀、內(nèi)插、放大、縮小、合成及編輯畫面，這些工作要通過解碼器115與圖像產(chǎn)生電路118和CPU117合作可選擇地進(jìn)行。
多路轉(zhuǎn)換器114用于根據(jù)CPU117所給出的控制信號(hào)來適當(dāng)?shù)剡x擇要在顯示屏上顯示的圖像。換言之，多路轉(zhuǎn)換器114選出來自解碼器115的某些轉(zhuǎn)換了的圖像信號(hào)，并把它們送到驅(qū)動(dòng)電路112。它還可以把顯示屏分為許多畫面，以便同時(shí)顯示一些不同的畫面，這是通過在顯示一個(gè)單獨(dú)的畫面時(shí)間期間把一組圖像信號(hào)切換為一組不同的圖像信號(hào)來做到的。
顯示板控制器113是一個(gè)用于根據(jù)從CPU117傳輸?shù)目刂菩盘?hào)控制驅(qū)動(dòng)電路112的工作的電路。
尤其是它還操縱傳輸信號(hào)到驅(qū)動(dòng)電路112，為了控制用于驅(qū)動(dòng)顯示板的電源(未示出)的工作順序，以便確定顯示板的基本工作。它還傳輸信號(hào)到驅(qū)動(dòng)電路112，為了控制圖像顯示頻率及掃描方法(例如，隔行掃描或不隔行掃描)，以便確定驅(qū)動(dòng)顯式板的模式。
如果合適的話，它還傳輸信號(hào)到驅(qū)動(dòng)電路112，為了根據(jù)亮度，對(duì)比度、色調(diào)及清晰度控制要在顯示屏上顯示的圖像的質(zhì)量。
驅(qū)動(dòng)電路112是一個(gè)用于產(chǎn)生要施加到顯示板上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電路。它根據(jù)來自所述多路轉(zhuǎn)換器114的圖像信號(hào)及來自顯示板控制器113的控制信號(hào)工作。
如圖26所示的、本發(fā)明的、具有上述結(jié)構(gòu)的顯示裝置可以在顯示板上顯示各種各樣的圖像信息源所給出的各種圖像。更具體地說，圖像信號(hào)，例如電視圖像信號(hào)可被解碼器115轉(zhuǎn)換回去，然后在送到驅(qū)動(dòng)電路112之前由多路轉(zhuǎn)換器114選擇。另一方面，顯示控制器113產(chǎn)生控制信號(hào)，為了根據(jù)要在顯示板上顯示的圖像的圖像信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)電路112的工作。然后，驅(qū)動(dòng)電路112根據(jù)上述圖像信號(hào)和控制信號(hào)給顯示板施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)。這樣，圖像顯示在顯示板上。CPU117以一種協(xié)調(diào)的方式控制上述所有的工作。
上述顯示裝置不僅僅可以從大量給與它的圖像中選擇并顯示一些特定的圖像，而且還進(jìn)行各種圖像處理工作及一些編輯工作，所述圖像處理工作包括放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、邊緣加強(qiáng)、變稀、內(nèi)插、改變顏色及修改圖像的縱橫尺寸比，所述那些編輯工作包括合成、刪除、連接、替代及插入圖像，如同裝在解碼器115中那些圖像存儲(chǔ)器那樣，圖像產(chǎn)生電路118及CPU117參與這樣的一些工作。盡管對(duì)于上述實(shí)施例沒有說明，還可以為它配備一些附加的電路，這些附加的電路專門用于音頻信號(hào)處理及編輯工作。
上述顯示裝置不僅僅可以從大量給與它的圖像中選擇并顯示一些特定的圖像，而且還進(jìn)行各種圖像處理工作及一些編輯工作，所述圖像處理工作包括放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、邊緣加強(qiáng)、變稀、內(nèi)插、改變顏色及修改圖像的縱橫尺寸比，所述那些編輯工作包括合成、刪除、連接、替代及插入圖像，如同裝在解碼器115中那些圖像存儲(chǔ)器那樣，圖像產(chǎn)生電路118及CPU117參與這樣的一些工作。盡管對(duì)于上述實(shí)施例沒有說明，還可以為它配備一些附加的電路，這些附加的電路專門用于音頻信號(hào)處理及編輯工作。
這樣，本發(fā)明的，具有上述結(jié)構(gòu)的顯示裝置可具有廣泛的、各種各樣的工、商業(yè)用途，因?yàn)樗梢宰鳛橛糜陔娨晱V播的顯示裝置、作為可視電話會(huì)議的終端裝置、作為用于靜止和移動(dòng)畫面的編輯裝置、作為用于計(jì)算系統(tǒng)的終端裝置、作為OA裝置(例如字碼處理器)、作為游戲機(jī)而工作，以及以許多其它方式而工作。
無需說，圖26顯示的只是包括一個(gè)顯示板的一種顯示裝置的可能的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子，該顯示板配有一個(gè)通過安置大量表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件而制備的電子源，而且本發(fā)明并不局限于此。例如，圖26的某些電路組件可以省去，或者可以安置附加一些組件在那里，這取決于用途。例如，如果本發(fā)明的顯示裝置用于可視電話，可以使它適當(dāng)包括一些附加的組件，例如，一個(gè)電視攝像機(jī)、一個(gè)麥克風(fēng)、照明設(shè)備及一些包括一調(diào)制解調(diào)器的傳輸/接收電路。
〔本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)〕采用本發(fā)明，可以有效地抑制電子發(fā)射器件的性能的退化，或者可以恢復(fù)電子發(fā)射器件原來的性能，以便延長(zhǎng)包括這樣一些電子發(fā)射器件的成像裝置的使用壽命。
此外，無需大且笨重的設(shè)備用于把激活物質(zhì)引入用來制造成像裝置的真空系統(tǒng)中，這使得可以用簡(jiǎn)單的制造裝置及簡(jiǎn)化了的制造方法。
權(quán)利要求
1.一種包括一個(gè)或多個(gè)電子發(fā)射器件的電子源，其特征在于，它配有把一種激活物質(zhì)提供給所述電子發(fā)射器件或所述那些電子發(fā)射器件的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電子源，其特征在于，所述激活物質(zhì)是這樣一種物質(zhì)，當(dāng)把該物質(zhì)施加到所述電子發(fā)射器件上時(shí)，該物質(zhì)增加所述電子發(fā)射器件或所述那些器件的每一個(gè)的電子發(fā)射率。
3.如權(quán)利要求1所述的一種電子源，其特征在于，所述提供激活物質(zhì)的裝置安置在基片上，所述電子發(fā)射器件或所述那些器件的每一個(gè)置于所述基片上。
4.如權(quán)利要求1所述的一種電子源，其特征在于，所述提供激活物質(zhì)的裝置包括一個(gè)激活物質(zhì)源及使來自所述激活物質(zhì)源的激活物質(zhì)氣化的裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的一種電子源，其特征在于，所述使上述激活物質(zhì)氣化的裝置包括加熱所述激活物質(zhì)源的裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的一種電子源，其特征在于，所述加熱所述激活物質(zhì)源的裝置包括一個(gè)靠近所述激活物質(zhì)源放置的電阻器及使電流流過該電阻器的裝置。
7.如權(quán)利要求4所述的一種電子源，其特征在于，所述使上述激活物質(zhì)氣化的裝置包括引起電子與所述激活物質(zhì)源碰撞的裝置。
8.如權(quán)利要求1所述的一種電子源，其特征在于，它包括許多電子發(fā)射器件。
9.如權(quán)利要求1所述的一種電子源，其特征在于，所述電子發(fā)射器件或所述那些電子發(fā)射器件的每一個(gè)包括一導(dǎo)電薄膜，該導(dǎo)電薄膜包括一個(gè)電子發(fā)射區(qū)域。
10.如權(quán)利要求1所述的一種電子源，其特征在于，所述電子發(fā)射器件或所述那些電子發(fā)射器件的每一個(gè)是一種表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件。
11.一種包括一個(gè)電子源的成像裝置，該電子源轉(zhuǎn)而又包括一個(gè)或多個(gè)電子發(fā)射器件及一個(gè)成像部件，用來自所述電子源的電子束輻射該成像部件以在其上形成一些圖像，其特征在于，它進(jìn)一步包括把一種激活物質(zhì)提供給上述電子發(fā)射器件或上述那些電子發(fā)射器件的裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的一種成像裝置，其特征在于，所述激活物質(zhì)是這樣一種物質(zhì)，當(dāng)把該物質(zhì)施加到所述電子發(fā)射器件上時(shí)，該物質(zhì)增加所述電子發(fā)射器件或所述那些器件的每一個(gè)的電子發(fā)射率。
13.如權(quán)利要求11所述的一種成像裝置，其特征在于，所述提供一種激活物質(zhì)的裝置安置在基片上，所述電子發(fā)射器件或所述那些器件的每一個(gè)放置在該基片上。
14.如權(quán)利要求11所述的一種成像裝置，其特征在于，所述提供一種激活物質(zhì)的裝置安裝到一個(gè)外殼中，此外殼包括所述電子源和所述電子發(fā)射器件或所述那些電子發(fā)射器件。
15.如權(quán)利要求11所述的一種成像裝置，其特征在于，所述提供一種激活物質(zhì)的裝置包括一個(gè)激活物質(zhì)源和使來自該激活物質(zhì)源的上述激活物質(zhì)氣化的裝置。
16.如權(quán)利要求15所述的一種成像裝置，其特征在于，所述使上述激活物質(zhì)氣化的裝置包括加熱所述激活物質(zhì)源的裝置。
17.如權(quán)利要求16的所述的一種成像裝置，其特征在于，所述加熱上述激活物質(zhì)源的裝置包括一個(gè)靠近所述激活物質(zhì)源放置的電阻器和給該電阻器通電的裝置。
18.如權(quán)利要求15所述的一種成像裝置，其特征在于，所述使上述激活物質(zhì)氣化的裝置包括引起電子與所述激活物質(zhì)源碰撞的裝置。
19.如權(quán)利要求11所述的一種成像裝置，其特征在于，它進(jìn)一步包括一種吸氣劑。
20.如權(quán)利要求11所述的一種成像裝置，其特征在于，它包括許多電子發(fā)射器件。
21.如權(quán)利要求11所述的一種成像裝置，其特征在于，所述電子發(fā)射器件或所述那些電子發(fā)射器件的每一個(gè)包括一導(dǎo)電薄膜，此導(dǎo)電薄膜包括一個(gè)電子發(fā)射區(qū)域。
22.如權(quán)利要求11所述的一種成像裝置，其特征在于，所述電子發(fā)射器件或所述那些電子發(fā)射器件的每一個(gè)是一種表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件。
23.如權(quán)利要求11所述的一種成像裝置，其特征在于，所述成像部件是一螢光體。
24.一種激活電子源的方法，該電子源包括一個(gè)或多個(gè)電子發(fā)射器件以及一個(gè)激活物質(zhì)源，其特征在于，它包括一個(gè)使來自所述激活物質(zhì)源的上述激活物質(zhì)氣化、并把它施加到上述電子發(fā)射器件或上述那些電子發(fā)射器件上的步驟。
25.如權(quán)利要求24所述的一種激活電子源的方法，其特征在于，所述激活物質(zhì)是這樣一種物質(zhì)，當(dāng)把該物質(zhì)施加到所述電子發(fā)射器件上時(shí)，該物質(zhì)增加所述電子發(fā)射器件或所述那些器件的每一個(gè)的電子發(fā)射率。
26.如權(quán)利要求24所述的一種激活電子源的方法，其特征在于，所述使一種激活物質(zhì)氣化的步驟是一個(gè)加熱上述激活物質(zhì)源的步驟。
27.如權(quán)利要求26所述的一種激活電子源的方法，其特征在于，所述加熱上述激活物質(zhì)源的步驟是一個(gè)使電流流過一個(gè)靠近所述激活物質(zhì)源安置的電阻器的步驟。
28.如權(quán)利要求26所述的一種激活電子源的方法，其特征在于，所述加熱上述激活物質(zhì)源的步驟是一個(gè)用光照射所述激活物質(zhì)源的步驟。
29.如權(quán)利要求24所述的一種激活電子源的方法，其特征在于，所述使一種激活物質(zhì)氣化的步驟是一個(gè)引起電子與所述激活物質(zhì)源碰撞的步驟。
30.如權(quán)利要求24所述的一種激活電子源的方法，其特征在于，所述電子源包括許多電子發(fā)射器件。
31.如權(quán)利要求24所述的一種激活電子源的方法，其特征在于，所述電子發(fā)射器件或所述那些電子發(fā)射器件的每一個(gè)包括一導(dǎo)電薄膜，該導(dǎo)電薄膜包括一個(gè)電子發(fā)射區(qū)域。
32.如權(quán)利要求24所述的一種激活電子源的方法，其特征在于，所述電子發(fā)射器件或所述那些電子發(fā)射器件的每一個(gè)是一種表面導(dǎo)電電子發(fā)射器件。
33.如權(quán)利要求24至32中的任一權(quán)利要求所述的一種激活電子源的方法，其特征在于，在驅(qū)動(dòng)所述電子源時(shí)，進(jìn)行給所述電子發(fā)射器件或所述那些電子發(fā)射器件施加一種激活物質(zhì)的步驟。
34.如權(quán)利要求24至32中的任一權(quán)利要求所述的一種激活電子源的方法，其特征在于，每當(dāng)上述器件或上述那些器件的性能退化時(shí)，進(jìn)行給所述電子發(fā)射器件或所述那些電子發(fā)射器件進(jìn)行施加一種激活物質(zhì)的步驟。
35.一種激活包括一電子源的成像裝置的方法，該電子源轉(zhuǎn)而又包括一個(gè)或多個(gè)電子發(fā)射器件以及一個(gè)成像部件，用來自所述電子源的電子束輻射此成像部件，以在其上形成一些圖像，其特征在于，它包括一個(gè)使來自所述激活物質(zhì)源的上述激活物質(zhì)氣化并給所述電子發(fā)射器件或所述那些電子發(fā)射器件施加所述激活物質(zhì)的步驟。
36.如權(quán)利要求35所述的一種激活成像裝置的方法，其特征在于，所述激活物質(zhì)是這樣一種激活物質(zhì)，當(dāng)把該物質(zhì)施加到所述電子發(fā)射器件上時(shí)，該物質(zhì)增加所述電子發(fā)射器件或所述那些器件的每一個(gè)的電子發(fā)射率。
37.如權(quán)利要求35所述的一種激活成像裝置的方法，其特征在于，所述使一種激活物質(zhì)氣化的步驟是一個(gè)加熱上述激活物質(zhì)源的步驟。
38.如權(quán)利要求37所述的激活成像裝置的方法，其特征在于，所述加熱上述激活物質(zhì)源的步驟是一個(gè)使電流流過一個(gè)靠近所述激活物質(zhì)源安置的電阻器的步驟。
39.如權(quán)利要求37所述的一種激活成像裝置的方法，其特征在于，所述加熱上述激活物質(zhì)源的步驟是一個(gè)用光照射所述激活物質(zhì)的步驟。
40.如權(quán)利要求35所述的一種激活成像裝置的方法，其特征在于，所述使一種激活物質(zhì)氣化的步驟是一個(gè)引起電子與所述激活物質(zhì)源碰撞的步驟。
41.如權(quán)利要求35所述的激活成像裝置的方法，其特征在于，它包括一個(gè)在給所述電子發(fā)射器件或所述那些電子發(fā)射器件施加一種激活物質(zhì)之后進(jìn)行的激活一種吸氣劑的步驟。
全文摘要
一種電子源包括一個(gè)或多個(gè)電子發(fā)射器件，特別是表面導(dǎo)電型的電子發(fā)射器件，且該電子源配有給所述的一(些)器件提供一種激活物質(zhì)的裝置。該裝置優(yōu)選地包括一個(gè)物質(zhì)源和一個(gè)加熱器或一個(gè)電子束發(fā)生器，用于使上物質(zhì)源氣化。所述電子源可以與一個(gè)成像部件(例如，螢光體)組合，以構(gòu)成一成像裝置。上述裝置用于上述的一(些)電子發(fā)射器件的就地激活或再激活。
文檔編號(hào)H01J1/316GK1132444SQ9511995
公開日1996年10月2日 申請(qǐng)日期1995年10月17日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月17日
發(fā)明者巖崎達(dá)哉, 大西敏一 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社