專利名稱：平面型顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平面型顯示器，例如冷陰極場(chǎng)發(fā)射顯示器。
人們正在以各種方式研究能代替當(dāng)前主流陰極射線管(CRT)、平板屏面(平面型)顯示器的圖象顯示裝置。這種平面型顯示器包括液晶顯示器(LCD)、電致發(fā)光顯示器(ELD)和等離子體顯示器(PDP)。也提出了一種能不依靠熱激發(fā)從固體向真空射入電子的冷陰極場(chǎng)發(fā)射顯示器，即所謂的場(chǎng)發(fā)射顯示器(FED)，它從顯示屏亮度和低能耗的角度吸引了人們的注意。
圖82示出了冷陰極場(chǎng)發(fā)射顯示器(下文有時(shí)簡(jiǎn)稱為“顯示器”)的典型結(jié)構(gòu)，圖83示出了第一屏板(panel)10和第二屏板20的一部分的分解視圖。在該顯示器中，第一屏板(陰極屏板)10和第二屏板(陽極屏板)20彼此面對(duì)面布置，在其圓周部分通過框架(未示出)彼此粘結(jié)起來，使得這兩個(gè)屏板10和20之間的閉合空間組成真空空間。第一屏板10有作為電子發(fā)射元件的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件(下文有時(shí)稱為“場(chǎng)發(fā)射器件”)。作為一個(gè)例子，圖82示出了所謂的Spindt型場(chǎng)發(fā)射器件，每個(gè)場(chǎng)發(fā)射器件有由圓錐形電子發(fā)射電極16A構(gòu)成的電子發(fā)射部分16。Spindt型場(chǎng)發(fā)射器件包括形成在支承件11上的條形陰極12，絕緣層13，形成在絕緣層13上的條形柵極14，和在形成在柵極14和絕緣層13中形成的開口部分15中形成的圓錐形電子發(fā)射電極16A。通常，對(duì)應(yīng)于一層熒光層22形成預(yù)定數(shù)量的有預(yù)定布局的這種電子發(fā)射電極16A，這將在下文描述。從陰極驅(qū)動(dòng)電路34通過陰極12向電子發(fā)射電極16A施加相對(duì)負(fù)的電壓(掃描電壓)，從柵極驅(qū)動(dòng)電路31向柵極14施加相對(duì)的正電壓(視頻信號(hào))。根據(jù)施加這些電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)，依據(jù)量子隧道效應(yīng)，從電子發(fā)射電極16A的頂端發(fā)射電子。電子發(fā)射裝置不限于上述spindt型場(chǎng)發(fā)射器件，在某些情況下，也可以使用其他類型的場(chǎng)發(fā)射器件，例如邊緣型，平面型等。
第二屏板20包括形成在例如玻璃制成的襯底(substrate)21上的多個(gè)熒光層22(熒光層22R、22G和22B)，具有矩陣形狀或條形形狀的熒光層22，填充在一個(gè)熒光層22和另一個(gè)熒光層22之間的黑色矩陣23，形成在熒光層22和黑色矩陣23整個(gè)表面上的陽極24。從陽極驅(qū)動(dòng)電路37向陽極24施加正電壓，所施加的正電壓高于施加給柵極14的正電壓，陽極24用于將發(fā)射到真空空間的電子從電子發(fā)射電極16A向熒光層22引導(dǎo)。而且，陽極24還用于保護(hù)構(gòu)成熒光層22的熒光顆粒濺射顆粒例如離子，且用于在電子激發(fā)的基礎(chǔ)上將熒光層22發(fā)射的光反射到襯底21的側(cè)面，從而在從襯底21的外部觀察時(shí)提高顯示屏的亮度。陽極24例如由鋁薄膜制成。
通常，陰極12和柵極14在每個(gè)方向上形成條形，在所述方向上，這兩個(gè)電極12和14的投影圖象彼此直角交叉，通常在這兩個(gè)電極12和14的投影圖象的交迭區(qū)內(nèi)布置多個(gè)場(chǎng)發(fā)射器件(交迭區(qū)對(duì)應(yīng)于單色顯示器中一個(gè)象素的區(qū)域或組成彩色顯示器中一個(gè)象素的三個(gè)子象素中的一個(gè)子象素的區(qū)域)。而且，這種交迭區(qū)以二維矩陣形式布置在第一屏板10的有效區(qū)(用做實(shí)際顯示屏的區(qū)域)內(nèi)。每個(gè)象素由一組預(yù)定數(shù)量的場(chǎng)發(fā)射器件和熒光層22構(gòu)成，這些場(chǎng)發(fā)射器件布置在第一屏板側(cè)面上的陰極12和柵極14的交迭區(qū)內(nèi)，熒光層22在第二屏板側(cè)面上，面對(duì)這些場(chǎng)發(fā)射器件組。以上象素例如以幾十萬到幾百萬的數(shù)量級(jí)布置在有效區(qū)內(nèi)。
第一屏板10和第二屏板20彼此隔開約0.1mm-1mm。向第二屏板20的陽極24施加高壓(例如5Kv)。在該顯示器中，在第一屏板10中形成的柵極14和第二屏板20中形成的陽極24之間有時(shí)發(fā)生放電，放電會(huì)在很大程度上損害圖象的顯示質(zhì)量。在真空中出現(xiàn)放電的原理如下。首先，從電子發(fā)射電極16A發(fā)射的電子或離子在強(qiáng)電場(chǎng)下充當(dāng)觸發(fā)器，陽極24的溫度由于從陽極驅(qū)動(dòng)電路37向陽極24提供能量而局部升高，陽極24內(nèi)部的包藏氣被釋放或者構(gòu)成陽極24的材料被蒸發(fā)，這種釋放或蒸發(fā)引起大規(guī)模放電(例如火花放電)。
為了在顯示器上顯示圖象，向組成發(fā)光的象素的一個(gè)柵極(下文稱為“所選柵極”)施加正電壓VG-SL(例如，160V)。另一方面，向組成不發(fā)光的象素的柵極(下文稱為“未被選擇的柵極”)施加電壓VG-NSL(例如，0V)。而且，向組成發(fā)光象素的陰極(下文稱為“所選陰極”)施加電壓VG-SL(例如，根據(jù)亮度至少0V但小于30V的電壓)。另一方面，向組成不發(fā)光象素的陰極電壓(下文稱為“未被選擇的陰極”)施加電壓VC-NSL(例如，30V)。所以，在以最高亮度發(fā)光的象素中，在陰極12和柵極14之間存在160V的電壓差，在最暗象素中，在陰極12和柵極14之間存在130V的電壓差。圖84A示意性地示出了上述狀態(tài)。加到柵極14上的電壓表示為“Vg”，加到陰極12上的電壓表示為“Vc”。陽極24中的電壓保持在5kV。圖85A示出了在上述狀態(tài)下所選柵極和所選陰極的電勢(shì)。在圖85A、85B和86中，空心三角形示出了一例陰極的電勢(shì)，黑圓圈、實(shí)心圓圈和空心方塊示出了柵極電勢(shì)的離子，實(shí)心三角形示出了一例陽極。
如果現(xiàn)在假設(shè)在陽極24和柵極14之間開始出現(xiàn)放電，則柵極14的電勢(shì)隨時(shí)間的推移而增大，最終增大到接近陽極24的電勢(shì)的電壓V”G。柵極14的電勢(shì)很容易被傳送到柵極驅(qū)動(dòng)電路31，并且有可能損壞柵極驅(qū)動(dòng)電路31。而且，由于隨著時(shí)間的推移柵極14的電勢(shì)升高，陰極12和柵極14之間的電壓差增大，發(fā)射的電子的過電流從電子發(fā)射電極16A流出，在電子發(fā)射電極16A和柵極14之間或電子發(fā)射電極16A和陽極24之間也發(fā)生放電，這對(duì)柵極14和/或電子發(fā)射電極16A造成永久損壞。而且，在電勢(shì)升高的柵極14和電子發(fā)射電極16A之間發(fā)生放電時(shí)，陰極12的電勢(shì)升高，該電勢(shì)V”c很容易被傳送到陰極驅(qū)動(dòng)電路34，并且可能損壞陰極驅(qū)動(dòng)電路34。圖84B示意性地示出了上述狀態(tài)。而且，圖85B示意性地示出了在上述狀態(tài)下所選柵極和所選陰極的電勢(shì)，圖86示意性地示出了所選柵極中的電勢(shì)變化。在圖85B和86中，t0示出了從放電開始到柵極電勢(shì)升高開始經(jīng)過的時(shí)間間隔(約2微秒)，t1示出了從放電開始到柵極電勢(shì)到達(dá)約170V的那個(gè)時(shí)刻經(jīng)過的時(shí)間間隔(約3微秒)，t2示出了從放電開始到柵極電勢(shì)到達(dá)約2kV那個(gè)時(shí)刻經(jīng)過的時(shí)間間隔(約5微秒)。
為了抑制陽極24和柵極14之間的放電，抑制充當(dāng)放電觸發(fā)器的電子和離子的發(fā)射時(shí)有效的，為此目的，需要嚴(yán)格控制顆粒。在生產(chǎn)第一屏板或具有第一屏板的顯示器過程中完成上述顆?？刂圃诩夹g(shù)上很困難。
所以，本發(fā)明的目的是通過一種能在第一屏板和第二屏板之間可靠抑制放電的平面型顯示器，使屏幕上的顯示圖象不降級(jí)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過一種平面型顯示器來實(shí)現(xiàn)以上目的，所述平面型顯示器包括有電子發(fā)射部分的第一屏板；有電子輻射表面的第二屏板；驅(qū)動(dòng)電子發(fā)射部分的電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路，其中在電子發(fā)射部分和電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路之間設(shè)置電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路，用于防止電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間的放電。在本發(fā)明的平面型顯示器中，第一屏板和第二屏板之間的閉合空間構(gòu)成真空空間。第一屏板和第二屏板在其圓周部分用框架或不用框架彼此粘結(jié)。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的平面型顯示器中，優(yōu)選地，向電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路施加第一預(yù)定電壓VPD1，當(dāng)與電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路連接的電子發(fā)射部分的電勢(shì)由于電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間的放電達(dá)到第二預(yù)定電壓VPD2時(shí)，電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路以第一預(yù)定電壓和第二預(yù)定電壓之間的電壓差(VPD2-VPD1)為基礎(chǔ)進(jìn)行操作。在這種情況下，理想地，考慮到防止電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路的擊穿，滿足|VOUT-MAXx-VPD1|＜VCOLAPSE，其中VCOLAPSE是電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路的擊穿電壓，VOUT-MAX是電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路輸出電壓的最大值。否則，理想地，考慮到防止電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路的擊穿，滿足|VOUT-MAX-VPD1|＜RMISSION·ICOLAPSE，其中ICOLAPSE是電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路的擊穿電流，REMISSION是電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路和電子發(fā)射部分之間的電阻值。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的平面型顯示器中，優(yōu)選地，第二屏板包括襯底，熒光層和陽極。在這種情況下，進(jìn)一步，最好采用這樣的結(jié)構(gòu)還設(shè)置陽極驅(qū)動(dòng)電路，在陽極和陽極驅(qū)動(dòng)電路之間設(shè)置陽極斷開電路以防止電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間的放電。陽極斷開電路的結(jié)構(gòu)與本發(fā)明第二方面所述的平面型顯示器中的陽極斷開電路相同。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，上述目的通過一種平面型顯示器來實(shí)現(xiàn)，所述平面型顯示器包括有電子發(fā)射部分的第一屏板；有熒光層和陽極組成的電子輻射表面的第二屏板；驅(qū)動(dòng)陽極的陽極驅(qū)動(dòng)電路，其中在陽極和陽極驅(qū)動(dòng)電路之間設(shè)置陽極斷開電路，用于防止電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間的放電。
在根據(jù)本發(fā)明第二方面所述的平面型顯示器中，優(yōu)選地，當(dāng)在電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間未發(fā)生放電時(shí)，陽極斷開電路處于不工作狀態(tài)，當(dāng)在電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間發(fā)生放電時(shí)，陽極斷開電路工作。而且，陽極斷開電路最好在由于電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間的放電而引起的在陽極和陽極驅(qū)動(dòng)電路之間流動(dòng)的電流的基礎(chǔ)上操作。
陽極可以有這樣的結(jié)構(gòu)有效區(qū)由一片導(dǎo)電材料覆蓋，或者由這樣的結(jié)構(gòu)陽極由單獨(dú)對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)電子發(fā)射部分或單獨(dú)對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)象素的陽極單元組成。當(dāng)陽極有前一種結(jié)構(gòu)時(shí)，需設(shè)置一個(gè)陽極斷開電路。當(dāng)陽極有后一種結(jié)構(gòu)時(shí)，需設(shè)置數(shù)量與單元數(shù)量相等的陽極斷開電路，或者需采用這樣的結(jié)構(gòu)通過一條導(dǎo)線將陽極單元連接起來并且將一個(gè)陽極斷開電路與該導(dǎo)線連接。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，以上目的通過一種平面型顯示器來實(shí)現(xiàn)，所述平面型顯示器包括有電子發(fā)射部分的第一屏板；有電子輻射表面的第二屏板；驅(qū)動(dòng)電子發(fā)射部分的電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路；布置在電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間的屏蔽件；用于向屏蔽件施加電壓的屏蔽件電壓施加裝置，其中在屏蔽件和屏蔽件電壓施加裝置之間設(shè)置屏蔽件斷開電路，用于防止屏蔽件和電子輻射表面之間的放電。
在根據(jù)本發(fā)明第三方面的平面型顯示器中，屏蔽件具有所謂的聚焦電極的功能。屏蔽件可以有這樣的結(jié)構(gòu)有效區(qū)由一片導(dǎo)電材料覆蓋，或者有這樣的結(jié)構(gòu)屏蔽件由單獨(dú)對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)電子發(fā)射部分或單獨(dú)對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)象素的屏蔽件單元組成。當(dāng)屏蔽件有前一種結(jié)構(gòu)時(shí)，需設(shè)置一個(gè)屏蔽件斷開電路。當(dāng)屏蔽件有后一種結(jié)構(gòu)時(shí)，需設(shè)置數(shù)量與單元數(shù)量相等的屏蔽件斷開電路，或者需采用這樣的結(jié)構(gòu)通過一條導(dǎo)線將這些單元連接起來并且將一個(gè)屏蔽件斷開電路與該導(dǎo)線連接。聚焦電極指將從電子發(fā)射部分發(fā)射的電子路徑向第二屏板的電子輻射表面會(huì)聚從而可以改善亮度和防止相鄰象素之間的光學(xué)串?dāng)_的電極。為了使屏蔽件能充當(dāng)聚焦電極，從屏蔽件電壓施加裝置向屏蔽件施加相對(duì)負(fù)的電壓。屏蔽件可以與電子發(fā)射部分成一體，也可以與電子部分部分分開。要求屏蔽件有預(yù)先形成的開口部分，用于使電子發(fā)射部分發(fā)射的電子通過。該開口部分的結(jié)構(gòu)可以是一個(gè)開口部分對(duì)應(yīng)一個(gè)電子發(fā)射部分，或者一個(gè)開口部分對(duì)應(yīng)多個(gè)電子發(fā)射部分。
在根據(jù)本發(fā)明第三方面的平面型顯示器中，第二屏板最好包括襯底、熒光層和陽極。在這種情況下，最好采用這種結(jié)構(gòu)還設(shè)置陽極驅(qū)動(dòng)電路，在陽極和陽極驅(qū)動(dòng)電路之間設(shè)置陽極斷開電路以防止屏蔽件和電子輻射表面之間的放電。陽極斷開電路的結(jié)構(gòu)與本發(fā)明第二方面所述的平面型顯示器中的陽極斷開電路相同。否則，根據(jù)本發(fā)明第一方面的平面型顯示器中的電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路可以包含在本發(fā)明第三方面的平面型顯示器中。
根據(jù)本發(fā)明第一至第三方面中任一方面所述的平面型顯示器(平面型顯示器下文有時(shí)統(tǒng)稱為“本發(fā)明的平面型顯示器”)可以有這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)有條形柵極和延伸方向與條形柵極不同的條形陰極，在條形柵極的投影圖象和條形陰極的投影圖象交迭的交迭區(qū)內(nèi)形成電子發(fā)射部分，電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路包括與柵極連接的第一驅(qū)動(dòng)電路和與陰極連接的第二驅(qū)動(dòng)電路，第一驅(qū)動(dòng)電路通過電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路與柵極相連接。為方便起見，具有以上結(jié)構(gòu)的平面型顯示器稱為“本發(fā)明第一結(jié)構(gòu)平面型顯示器”。
或者，本發(fā)明的平面型顯示器可以有這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)有條形柵極和延伸方向與條形柵極不同的條形陰極，在條形柵極的投影圖象和條形陰極的投影圖象交迭的交迭區(qū)內(nèi)形成電子發(fā)射部分，電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路包括與柵極連接的第一驅(qū)動(dòng)電路和與陰極連接的第二驅(qū)動(dòng)電路，第二驅(qū)動(dòng)電路通過電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路與陰極相連接。為方便起見，具有以上結(jié)構(gòu)的平面型顯示器稱為“本發(fā)明第二結(jié)構(gòu)平面型顯示器”。
在根據(jù)本發(fā)明第一或第二結(jié)構(gòu)的平面型顯示器中，優(yōu)選地，當(dāng)電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間未發(fā)生放電時(shí)，電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路處于不工作狀態(tài)，且當(dāng)電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間發(fā)生放電時(shí)，電子發(fā)射部分電路電路工作。
本發(fā)明的平面型顯示器可以具有這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)有條形柵極和延伸方向與條形柵極不同的條形陰極，在條形柵極的投影圖象和條形陰極的投影圖象交迭的交迭區(qū)內(nèi)形成電子發(fā)射部分，電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路包括與柵極連接的第一驅(qū)動(dòng)電路和與陰極連接的第二驅(qū)動(dòng)電路，電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路包括設(shè)在柵極和第一驅(qū)動(dòng)電路之間的第一斷開電路和設(shè)在陰極和第二驅(qū)動(dòng)電路之間的第二斷開電路。為方便起見，具有以上結(jié)構(gòu)的平面型顯示器稱為“本發(fā)明第三結(jié)構(gòu)平面型顯示器”。
在根據(jù)本發(fā)明第三結(jié)構(gòu)的平面型顯示器中，優(yōu)選地，當(dāng)電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間未發(fā)生放電時(shí)，第一和第二斷開電路處于不工作狀態(tài)，當(dāng)電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間發(fā)生放電時(shí)，第一斷開電路工作，第二斷開電路在第一斷開電路工作的基礎(chǔ)上工作。
根據(jù)本發(fā)明第一、第二或第三結(jié)構(gòu)的平面型顯示器有這樣的結(jié)構(gòu)第一屏板有多個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件，每個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件包括(a)支承件，(b)形成在支承件上的陰極，(c)形成在支承件和陰極上的絕緣層，(d)形成在絕緣層上的柵極，(e)形成穿過柵極和絕緣層的開口部分，以及
(f)在部分陰極上形成的電子發(fā)射電極，所述部分位于開口部分的底部，以及在開口部分底部露出的部分電子發(fā)射電極相當(dāng)于電子發(fā)射部分。
為方便起見，將具有上述結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件稱為“具有第一結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件”。上述冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件包括Spindt型(在冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件中，在位于開口部分底部中的部分陰極上形成圓錐型電子發(fā)射電極)、冠型(在冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件中，在位于開口部分底部中的部分陰極上形成冠型電子發(fā)射電極)以及平面型((在冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件中，在位于開口部分底部中的部分陰極上形成平面型電子發(fā)射電極)。
或者，根據(jù)本發(fā)明第一、第二或第三結(jié)構(gòu)的平面型顯示器有這樣的結(jié)構(gòu)第一屏板有多個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件，每個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件包括(a)支承件，(b)形成在支承件上的陰極，(c)形成在支承件和陰極上的絕緣層，(d)形成在絕緣層上的柵極，以及(e)形成穿過柵極和絕緣層的開口部分，開口部分有使陰極暴露的底部，以及在開口部分底部露出的部分陰極相當(dāng)于電子發(fā)射部分。
為方便起見，將具有上述結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件稱為“具有第二結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件”。上述冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件包括從陰極的平坦表面發(fā)射電子的平面型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件，和從具有半凸半凹面形狀的陰極表面的凸部分發(fā)射電子的火山口型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件。
而且，根據(jù)本發(fā)明第一、第二或第三結(jié)構(gòu)的平面型顯示器有這樣的結(jié)構(gòu)第一屏板有多個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件，每個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件包括(a)支承件，(b)形成在支承件上面或上方且具有邊緣部分的陰極，(c)至少形成在支承件和陰極上的絕緣層，(d)形成在絕緣層上的柵極，以及(e)形成至少穿過柵極和絕緣層的開口部分，邊緣部分暴露在開口部分底部或側(cè)壁上的陰極的邊緣部分相當(dāng)于電子發(fā)射部分。
為方便起見，將具有上述結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件稱為“具有第三結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件”或邊緣型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件。
而且，根據(jù)本發(fā)明第一、第二或第三結(jié)構(gòu)的平面型顯示器有這樣的結(jié)構(gòu)第一屏板有多個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件，每個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件包括(a)由絕緣材料制成且形成在支承件上的條形墊片，(b)由具有多個(gè)開口部分的條形材料層制成的柵極，(c)電子發(fā)射部分，以及條形材料層布置成與墊片的上表面接觸并且使開口部分位于電子發(fā)射部分的上方。
為方便起見，將具有上述結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件稱為“具有第四結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件”。在具有第一至第三結(jié)構(gòu)中任一結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件中的電子發(fā)射電極或電子發(fā)射部分適用于具有第四結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件的電子發(fā)射部分。
用于驅(qū)動(dòng)電子發(fā)射部分的電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路、第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路可以是已知結(jié)構(gòu)的電路。而且，陽極驅(qū)動(dòng)電路和屏蔽件電壓施加裝置可以是已知結(jié)構(gòu)的電路。
根據(jù)本發(fā)明第一方面的平面型顯示器中的電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路、第一斷開電路和第二斷開電路以及根據(jù)本發(fā)明第三方面的平面型顯示器中的屏蔽件斷開電路例如可以是以下任何一種類型MOS型FET(場(chǎng)效應(yīng)晶體管)，MOS型FET和二極管的組合，n-溝道MOS型和p-溝道MOS型FET的組合，n-溝道MOS型、p-溝道MOS型FET和二極管的組合，TFT(薄膜晶體管)，TFT和二極管的組合，n-溝道型TFT和p-溝道型TFT的組合和n-溝道型TFT和p-溝道型TFT和二極管的組合，這些與電阻元件的組合。TET包括底部柵型和頂部柵型。
或者，根據(jù)本發(fā)明第一方面的平面型顯示器中的電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路、第一斷開電路和第二斷開電路以及根據(jù)本發(fā)明第三方面的平面型顯示器中的屏蔽件斷開電路包括放電管和齊鈉二極管。為了防止故障，使放電管或齊鈉二極管形成連續(xù)性的電壓差最好大于連接放電管或齊鈉二極管的驅(qū)動(dòng)電壓最大值和第一預(yù)定電壓VPD1之間的電壓差且大于連接放電管或齊鈉二極管的驅(qū)動(dòng)電壓最小值和第一預(yù)定電壓VPD1之間的電壓差。
在根據(jù)本發(fā)明第二方面的平面型顯示器中，陽極斷開電路包括MOS型FET和電阻元件的組合。
電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路、第一斷開電路和第二斷開電路或屏蔽件斷開電路例如可并入第一屏板中，或者可以并入電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路、第一驅(qū)動(dòng)電路、第二驅(qū)動(dòng)電路或屏蔽件電壓施加裝置中。當(dāng)電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路、第一斷開電路和第二斷開電路或屏蔽件斷開電路并入第一屏板中時(shí)，每個(gè)電路可以布置在無效場(chǎng)(充當(dāng)實(shí)際顯示屏的有效區(qū)外部、真空空間內(nèi)部的場(chǎng))內(nèi)，或者布置在框架外。
陽極斷開電路或屏蔽件斷開電路例如可并入第二屏板中，或者陽極斷開電路可并入陽極驅(qū)動(dòng)電路中。當(dāng)陽極斷開電路并入第二屏板中時(shí)，它可以布置在無效場(chǎng)中或者框架外部。
在本發(fā)明的平面型顯示器中，電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路、第一斷開電路、第二斷開電路、陽極斷開電路或屏蔽件電路可設(shè)置一種定時(shí)器，用于使其一旦開始工作就使其連續(xù)工作預(yù)定時(shí)間。定時(shí)器包括多諧振蕩器。
組成具有第一、第二或第三結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件的材料或組成屏蔽件的材料包括從以下組中選擇的至少一種金屬，所述組包括鎢(W)，鈮(Nb)，鉭(Ta)，鈦(Ti)，鉬(Mo)，鉻(Cr)，鋁(Al)，銅(Cu)，金(Au)，銀(Ag)，鎳(Ni)，鈷(Co)，鋯(Zr)，鐵(Fe)，鉑(Pt)和鋅(Zn)；包含這些金屬元素的合金或化合物(例如，氮化物如氮化鈦，硅化物如WSi2,MoSi2,TiSi2,TaSi2等)；半導(dǎo)體材料例如硅(Si)；導(dǎo)電材料氧化物例如氧化銦錫，氧化銦和氧化鋅。當(dāng)形成柵極時(shí)，通過已知的薄膜形成方法例如CVD法、濺射法、汽相淀積法、離子電鍍法、電解電鍍法、化學(xué)鍍法、絲網(wǎng)印刷法、激光磨損法或溶膠凝膠法在絕緣層上形成上述材料制成的薄膜。當(dāng)在絕緣層的整個(gè)表面上形成薄膜時(shí)，用已知的構(gòu)圖方法形成薄膜圖案以形成條形柵極。開口部分可以在形成條形柵極之后形成在柵極中，或者在形成條形柵極的同時(shí)在柵極中形成開口部分。而且，如果在形成柵極的導(dǎo)電材料層之前在絕緣層上形成圖形化的抗蝕層，則可通過剝離(lift-off)方法形成柵極。而且，如果用有形狀對(duì)應(yīng)于柵極形狀的開口的掩膜執(zhí)行汽相淀積，或者如果用具有開口的絲網(wǎng)執(zhí)行絲網(wǎng)印刷，在形成薄膜之后構(gòu)圖就不再需要了。而且，可通過提前準(zhǔn)備具有開口部分的條形材料層并將該條形材料層固定在墊片上形成柵極，從二得到具有第四結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件。
在具有第一結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件中，該裝置為Spindt型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件，用于電子發(fā)射電極的材料包括鎢，鎢合金，鉬，鉬合金，鈦，鈦合金，鎳，鎳合金，鉭，鉭合金，鉻，鉻合金，和包含雜質(zhì)的硅(多硅或無定形硅)。這些材料可單獨(dú)使用或組合使用。
在具有第一結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件中，該裝置為冠型場(chǎng)發(fā)射器件，用于電子發(fā)射裝置的材料包括導(dǎo)電顆粒和導(dǎo)電顆粒與粘合劑的組合。導(dǎo)電顆粒的材料包括例如包含碳的材料例如石墨，耐高溫金屬例如鎢(W)，鈮(Nb)，鉭(Ta)，鈦(Ti)，鉬(Mo)，鉻(Cr)；以及透明導(dǎo)電材料例如ITC(氧化銦錫)。粘合劑包括玻璃例如水玻璃和通用樹脂。通用目的的樹脂包括熱塑性樹脂例如聚氯乙烯樹脂，聚烯烴樹脂，聚酰胺樹脂，纖維素脂樹脂和氟樹脂，以及熱固性樹脂例如環(huán)氧樹脂，丙烯酸樹脂和聚酰樹脂。為了提高電子發(fā)射效率，導(dǎo)電顆粒的顆粒尺寸最好小到足以與電子發(fā)射部分的尺寸相比。盡管沒有特殊限制，但導(dǎo)電顆粒的形狀為球形，多面體的，盤形的，針狀的，柱形的或無定形的。導(dǎo)電顆粒的形狀最好使得顆粒形成的暴露部分形成尖銳突起。具有不同尺寸和不同形狀的導(dǎo)電顆?？捎米骰旌衔?。
在具有第一結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件中，該裝置是平面型形場(chǎng)發(fā)射器件，電子發(fā)射電極最好由功函數(shù)φ小于陰極材料的材料組成。可以在陰極材料的功函數(shù)、柵極和陰極之間的電壓差、發(fā)射的電子的要求的電流密度等的基礎(chǔ)上選擇電子發(fā)射電極的材料。冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件的陰極材料的典型例子包括鎢(φ=4.55eV)，鈮(φ=4.02-4.87eV)、鉬(φ=4.53-495eV)、鋁(φ=4.28eV)、銅(φ=4.6eV)、鉭(φ=4.3eV)、鉻(φ=4.5eV)和硅(φ=4.9eV)。電子發(fā)射電極的材料的功函數(shù)φ最好小于這些材料的功函數(shù)，其功函數(shù)的值最好約3eV或更小。這種材料的例子包括碳(φ＜leV)，銫(φ=2.14eV),LaB6(φ=2.66-2.76eV),BaO(φ=1.6-2.7eV),SrO(φ=1.25-1.6eV),Y2O3(φ=2.0eV),CaO(φ=1.6-1.86eV),BaS(φ=2.05eV),TiN(φ=2.92eV)和ZrN(φ=2.92eV)。更可取的，電子發(fā)射電極由功函數(shù)為2eV或小于2eV的材料形成。不必須要求電子發(fā)射電極的材料具有導(dǎo)電性。
特別地，電子發(fā)射部分的材料最好是碳。具體地說，最好是金剛石，無定形金剛石更好。當(dāng)電子發(fā)射電極由無定形金剛石形成時(shí)，可在電場(chǎng)強(qiáng)度為5×107V/m或5×107V/m以下處得到平面型顯示器所需的發(fā)射的電子電流密度。而且，由于無定形金剛石是電阻礙器(resister)，因此能使從電子發(fā)射電極得到的發(fā)射電子電流形成均勻電流，于是能在將這種場(chǎng)發(fā)射器件并入平面型顯示器中時(shí)抑制亮度波動(dòng)。而且，由于無定形金剛石呈現(xiàn)顯著的高持久性，阻止了平面型顯示器中殘留氣體的離子濺射，從而使冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件的壽命更長(zhǎng)。
否則，在由第一結(jié)構(gòu)的作為平面型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件中，電子發(fā)射電極的材料可從二次電子增益δ大于陰極導(dǎo)電材料的二次電子增益δ的材料中選擇。即，可以從以下金屬中適當(dāng)選擇上述材料，所述金屬例如銀(Ag)，鋁(Al)，金(Au)，鈷(Co)，銅(Cu)，鉬(Mo)，鈮(Nb)，鎳(Ni)，鉑(Pt)，鉭(Ta)，鎢(W)，和鋯(Zr)；半導(dǎo)體例如硅(Si)和鍺(Ge)；無機(jī)單質(zhì)例如碳和金剛石；化合物例如氧化鋁(Al2O3)，氧化鋇(BaO)，氧化鈹(BeO)，氧化鈣(CaO)，氧化鎂(MgO)，氧化錫(SnO2)，氟化鋇(BaF2)和氟化鈣(CaF2)。不必要求電子發(fā)射電極具有導(dǎo)電性。
在具有第二結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件(平面型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件或火山口型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件)或具有第三結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件(邊緣型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件)中，與電子發(fā)射部分對(duì)應(yīng)的冷陰極材料可以從以下金屬中選擇，所述金屬例如鎢(W)，鉭(Ta)，鈮(Nb)，鈦(Ti)，鉬(Mo)，鉻(Cr)，鋁(Al)，銅(Cu)，金(Au)和銀(Ag)；這些金屬的合金或化合物(例如，氮化物如TiN和硅化物如WSi2,MoSi2,TiSi2和TaSi2)；半導(dǎo)體例如金剛石；以及碳薄膜。盡管沒有特殊限制，但以上陰極的厚度約在0.05-0.5μm的范圍內(nèi)，最好在0.1-0.3μm范圍內(nèi)。形成陰極的方法包括淀積法例如電子束淀積法和熱拉燈絲淀積法，濺射法，CVD法或離子電鍍法與蝕刻法組合，絲網(wǎng)印刷法和電鍍法。當(dāng)采用絲網(wǎng)印刷法或電鍍法時(shí)，能直接形成條形陰極。
或者，在具有第二結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件(平面型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件或火山口型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件)中，具有第三結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件(邊緣型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件)或具有第一結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件是平面型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件，陰極或電子發(fā)射電極可以由分散導(dǎo)電微粒制備的導(dǎo)電漿料形成。導(dǎo)電微粒的例子包括石墨粉；與氧化鋇粉末、氧化鍶粉末或金屬粉末至少其中之一混合的石墨粉；金剛石微粒或包含氮、磷、硼或三唑這樣的雜質(zhì)的類金剛石(diamond-like)碳粉；碳納管粉末；(Sr,Ba,Ca)CO3粉末；金剛砂粉末?？紤]到降低閾值電場(chǎng)和提高電子發(fā)射部分的耐用性，最好選擇石墨粉。導(dǎo)電微?？梢詾榍蛐位蝼[片形，或者它們可以有固定或無定形形狀。導(dǎo)電微粒的粒徑不重要，只要它等于或小于陰極電子或發(fā)射電極的厚度或圖案寬度。隨著以上粒徑的減小，每單位面積發(fā)射的電子數(shù)增加。但當(dāng)以上粒徑太小時(shí)，陰極或電子發(fā)射電極的導(dǎo)電性會(huì)變差。所以以上粒徑的范圍最好在0.01-4.0μm的范圍內(nèi)。這種導(dǎo)電微粒與玻璃成分或其他適當(dāng)粘合劑混合，制備導(dǎo)電漿料，通過絲網(wǎng)印刷法形成導(dǎo)電漿料的理想圖案，并焙燒圖案，從而形成用作電子發(fā)射部分或電子發(fā)射電極的陰極。否則，可通過旋涂法與蝕刻法組合或通過剝離法形成用作電子發(fā)射部分或電子發(fā)射電極的陰極。
在具有第一結(jié)構(gòu)的Spindt型或冠型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件中，陰極材料可以從以下金屬中選擇，所述金屬例如W,Nb,Ta,Mo,Cr,Al和Cu；這些金屬的合金和化合物(例如，氮化物如TiN和硅化物如WSi2,MoSi2,TiSi2和TaSi2)；半導(dǎo)體例如Si；FTO(氧化銦錫)。形成陰極的方法包括淀積法例如電子束淀積法和熱拉燈絲法，濺射法，CVD法或離子電鍍法與蝕刻法組合，絲網(wǎng)印刷法，電鍍法和剝離法。當(dāng)采用絲網(wǎng)印刷法或電鍍法時(shí)，直接形成條形陰極。
在包括根據(jù)第一至第三結(jié)構(gòu)其中一的平面型顯示器或具有第一至第三結(jié)構(gòu)其中之一的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件場(chǎng)發(fā)射器件的平面型顯示器的本發(fā)明平面型顯示器中，第二屏板最好包括襯底、熒光層和陽極。電子輻射表面根據(jù)第二屏板的結(jié)構(gòu)由熒光層或陽極形成。
陽極材料可以根據(jù)平面型顯示器的結(jié)構(gòu)來選擇。即，當(dāng)平面型顯示器是發(fā)射型(第二屏板相當(dāng)于顯示屏)及當(dāng)陽極和熒光層以這種順序?qū)盈B在襯底上時(shí)，不僅襯底而且陽極本身也要求是透明的，使用透明的導(dǎo)電材料例如ITO(氧化銦錫)。當(dāng)平面型顯示器是反射型(第一平板相當(dāng)于顯示屏)，或者當(dāng)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件是發(fā)射型但當(dāng)熒光層和陽極以這種順序?qū)盈B在襯底上時(shí)，不僅能用ITO，而且可以從那些所討論的關(guān)于陰極和柵極的材料中選擇材料。
熒光層的熒光材料可以從快速電子激發(fā)型熒光材料或慢速電子激發(fā)型熒光材料中選擇。當(dāng)平面型顯示器是單色顯示器時(shí)，不需要為熒光材料構(gòu)圖。當(dāng)平面型顯示器是彩色顯示器時(shí)，交替布置對(duì)應(yīng)于三種基本色紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)的條形或點(diǎn)形熒光層。在一種圖案的熒光層和另一個(gè)熒光層之間的縫隙中填充黑色矩陣，用于改善顯示屏對(duì)比度。
陽極和熒光層的結(jié)構(gòu)例子包括(1)在襯底上形成陽極，在陽極上形成熒光層(2)在襯底上形成熒光層，在熒光層上形成陽極。在上述結(jié)構(gòu)(1)中，所謂的與陽極電連接的金屬背膜可以形成在熒光層上。在上述結(jié)構(gòu)(2)中，可以在陽極上形成金屬背層。
條形柵極的投影圖象和條形陰極的投影圖象彼此以直角方向延伸，原因是能在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)化平面型顯示器。在條形陰極的投影圖象和條形柵極的投影圖象交迭的交迭區(qū)(對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素區(qū)域或一個(gè)子像素區(qū)域)內(nèi)形成電子發(fā)射部分(一個(gè)或多個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件)。通常，這種交迭區(qū)在第一屏板的有效區(qū)(用作實(shí)際顯示屏的區(qū)域)中以二維矩陣形式布置。
在具有第一至第三結(jié)構(gòu)中任一結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件中，開口部分(通過用與支承件的平面型平行的虛平面切割開口部分得到的形狀)可以由任意形狀，例如圓形、橢圓形、矩形或正方形，多邊形、略圓的矩形或正方形或者略圓的多邊形。開口部分例如可以通過各向同性蝕刻法或各向異性和各向同性蝕刻組合方法形成?？梢圆捎靡环N結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，在柵極中形成一個(gè)開口部分，在絕緣層中形成與柵極中形成的一個(gè)開口部分相通的一個(gè)開口部分，在形成在絕緣層中的開口部分中形成一個(gè)或多個(gè)電子發(fā)射電極。另外，也可以采用一種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，在柵極中形成多個(gè)開口部分，在絕緣層中形成與該開口部分相通的一個(gè)開口部分，在絕緣層中形成的開口部分中形成一個(gè)或多個(gè)電子發(fā)射電極。
絕緣層的材料包括SiO2,SiN,SiON,SOG(在玻璃上拔絲(spin on g1ass))，低熔點(diǎn)玻璃和玻璃漿料。這些材料可以依需要單獨(dú)或組合使用。絕緣層可以通過己知方法形成，例如CVD法、敷貼法、濺射法或印刷法。
絕緣層可以形成分隔壁形。在這種情況下，在彼此相鄰的條形陰極和另一個(gè)陰極之間的區(qū)域中形成分隔壁形的絕緣層，或者當(dāng)用多個(gè)陰極作為一組時(shí)，可以在彼此相鄰的一組和另一組之間的區(qū)域中形成絕緣層。分隔壁形的絕緣層材料可以從已知的電絕緣材料中選擇。例如，可以使用通過將通常使用的低熔點(diǎn)材料與氧化鋁這樣的金屬氧化物混合制備的材料。例如可以通過絲網(wǎng)印刷法、噴砂法、干膜法或感光法形成隔離壁形式的絕緣層。干膜法指在這種方法中，在支承件上層疊感光膜，通過曝光和顯影去除在將形成隔離壁形式的絕緣層的部分中的感光膜，在通過去除感光膜形成的開口部分中填充絕緣層材料，完成絕緣層材料的焙燒。通過焙燒燃燒和去除感光膜，填充在開口部分中的絕緣層材料仍形成隔離壁形式的絕緣層。感光法指在該方法中，在支承件上形成隔離壁的絕緣層材料，通過曝光和顯影對(duì)絕緣層材料進(jìn)行構(gòu)圖，然后完成絕緣層材料的焙燒和燒結(jié)。在具有第四結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件中絕緣材料制成的條形墊片也通過與以上相同的方法形成。
電阻層可以形成在陰極和電子發(fā)射電極之間。另外，當(dāng)陰極表面或陰極的邊緣部分對(duì)應(yīng)于電子發(fā)射部分時(shí)，陰極可以有導(dǎo)電材料層、電阻層和對(duì)應(yīng)于電子發(fā)射部分的電子發(fā)射層構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)。電阻層能使冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件的性能穩(wěn)定并能得到均勻的電子發(fā)射特性。電阻層的材料包括含碳的材料，例如碳化硅(SiC)；SiN；半導(dǎo)體材料，例如無定形硅等；難熔的金屬氧化物，例如氧化釕(RuO2)，氧化鉭和氮化鉭。可以通過濺射法、CVD法或絲網(wǎng)印刷法形成電阻層。電阻層的電阻值約為1×105-1×107Ω，最好幾MΩ。
構(gòu)成第一屏板的支承件或構(gòu)成第二屏板的襯底可以是任何構(gòu)件或襯底，只要它的表面是由電絕緣材料形成的。其例子包括玻璃襯底，表面上形成有絕緣膜的玻璃襯底，石英襯底，表面上形成有絕緣膜的石英襯底，以及表面上形成有絕緣膜的半導(dǎo)體襯底。
當(dāng)?shù)谝黄涟搴偷诙涟宓闹車糠直舜苏辰Y(jié)時(shí)，它們可以用粘合層或玻璃或陶瓷這樣的絕緣剛性材料制成的框架與粘合層的組合粘結(jié)起來。當(dāng)組合使用框架合粘合層時(shí)，第一屏板合第二屏板之間面對(duì)的距離可以通過適當(dāng)確定框架高度而調(diào)節(jié)成高于單獨(dú)使用粘合層時(shí)得到的距離。當(dāng)燒結(jié)的玻璃通常用作粘合層材料時(shí)，可以使用所謂的熔點(diǎn)大約為120至400℃的低熔點(diǎn)金屬材料。低熔點(diǎn)金屬材料包括In(銦；熔點(diǎn)157℃)；銦-金低熔點(diǎn)合金；含錫(Sn)的高溫焊料，例如Sn80Ag20(熔點(diǎn)220-370℃)合Sn95Cug5(熔點(diǎn)227-370℃)；含鉛(Pb)的高溫焊料，例如Pb97.5Ag2.5(熔點(diǎn)304℃),Pb94.5Ag5.5(熔點(diǎn)304℃到365℃),Pb94.5Sn1.0(熔點(diǎn)309℃)；含鋅(Zn)的高溫焊料，例如Zn95Al5(熔點(diǎn)380℃)；含錫鉛的標(biāo)準(zhǔn)焊料，例如Sn5PB95(熔點(diǎn)300-314℃)合Sn2PB98(熔點(diǎn)316-322℃)；銅焊材料，例如Au88Ga12(熔點(diǎn)381℃)(所有以上下標(biāo)值顯示原子％)。
當(dāng)?shù)谝黄涟濉⒌诙涟搴涂蚣苋齻€(gè)構(gòu)件粘結(jié)時(shí)，這三個(gè)構(gòu)件可以同時(shí)粘結(jié)，或者在第一階段，第一屏板和第二屏板其中之一粘結(jié)到框架上，在第二階段，第一屏板和第二屏板中的另一個(gè)粘結(jié)到框架上。當(dāng)三個(gè)構(gòu)件的粘結(jié)或在第二階段的粘結(jié)在高度真空環(huán)境下完成時(shí)，一旦粘結(jié)，第一屏板、第二屏板、框架和粘合層所包圍的空間成為真空。另外，在三個(gè)構(gòu)件粘結(jié)之后，將第一屏板、第二屏板、框架和粘合層所包圍的空間抽真空，從而得到真空空間。當(dāng)在粘結(jié)之后執(zhí)行抽真空時(shí)，在粘結(jié)期間大氣中的壓力可以是大氣壓或降低的壓力，組成大氣的氣體可以是大氣環(huán)境或包含氮?dú)獾亩栊詺怏w或者在元素周期表中0族下的氣體(例如氬氣)。
在粘結(jié)之后執(zhí)行抽真空時(shí)，通過與第一和/或第二屏板預(yù)連接的尖頭管抽真空。典型地，尖頭管由玻璃管形成并用燒結(jié)玻璃或上述低熔點(diǎn)金屬材料粘結(jié)到第一屏板和/或第二屏板的無效區(qū)域中形成的通孔周圍。在空間達(dá)到預(yù)定真空度之后，通過熱熔化密封尖頭管。最好在密封之前對(duì)平面型顯示器整體加熱并降溫，原因是可以通過抽真空將殘留氣體釋放到空間中并從空間中去除。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的平面型顯示器，在電子發(fā)射部分和電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路之間設(shè)置電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路，用于防止電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間的放電。因此，即使出現(xiàn)放電，電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路也容易斷開電子發(fā)射部分和電子發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路之間的電連接。在根據(jù)本發(fā)明第二方面的平面型顯示器中，在陽極和陽極驅(qū)動(dòng)電路之間設(shè)置陽極斷開電路，用于防止電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間的放電。因此，即使出現(xiàn)放電，陽極斷開電路容易斷開陽極和陽極驅(qū)動(dòng)電路之間的電連接。在根據(jù)本發(fā)明第三方面的平面型顯示器中，在屏蔽件和屏蔽件施壓裝置之間設(shè)置屏蔽件斷開電路，用于防止屏蔽件和電子輻射表面之間的放電。因此，即使出現(xiàn)放電，屏蔽件斷開電路容易斷開屏蔽件和屏蔽件施壓裝置之間的電連接，以便不對(duì)屏蔽件施壓裝置造成有害影響，從而不進(jìn)一步對(duì)電子發(fā)射部分和電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路造成有害影響。
下面參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。


圖1是例1中具有第一結(jié)構(gòu)的平面型顯示器的概念圖；圖2A和2B是例1中柵極和陰極電勢(shì)變化和電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路的操作狀態(tài)的示意圖；圖3是例1中具有第一結(jié)構(gòu)的平面型顯示器的局部示意性端視圖；圖4是例1中具有第一結(jié)構(gòu)的平面型顯示器變形例的概念圖；圖5是例1中具有第一結(jié)構(gòu)的平面型顯示器另一個(gè)變形例的概念圖6是例2中具有第二結(jié)構(gòu)的平面型顯示器的概念圖；圖7A和7B是例2中柵極和陰極電勢(shì)變化和電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路的操作狀態(tài)的示意圖；圖8是例2中具有第一結(jié)構(gòu)的平面型顯示器的局部示意性端視圖；圖9是例3中具有第三結(jié)構(gòu)的平面型顯示器的概念圖；圖10A和10B是例3中柵極和陰極電勢(shì)變化和電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路的操作狀態(tài)的示意圖；圖11是例3中具有第一結(jié)構(gòu)的平面型顯示器的局部示意性端視圖；圖12是例3中具有第三結(jié)構(gòu)的平面型顯示器一個(gè)變形例的概念圖；圖13是例3中具有第三結(jié)構(gòu)的平面型顯示器另一個(gè)變形例的概念圖；圖14是例3中具有第三結(jié)構(gòu)的平面型顯示器另一個(gè)變形例的概念圖；圖15是例4中具有第一結(jié)構(gòu)的平面型顯示器的概念圖；圖16是例4中具有第一結(jié)構(gòu)的平面型顯示器變形例的概念圖；圖17是例4中具有第一結(jié)構(gòu)的平面型顯示器另一個(gè)變形例的概念圖；圖18是例5中具有第二結(jié)構(gòu)的平面型顯示器的概念圖；圖19是例5中具有第二結(jié)構(gòu)的平面型顯示器變形例的概念圖；圖20是例6中具有第三結(jié)構(gòu)的平面型顯示器的概念圖；圖21是出現(xiàn)放電時(shí)陽極電流和陰極電流變化的示意圖；圖22是例6中具有第三結(jié)構(gòu)的平面型顯示器變形例的概念圖；圖23是例6中具有第三結(jié)構(gòu)的平面型顯示器另一個(gè)變形例的概念圖；圖24是例7的平面型顯示器的概念圖；圖25是例7的平面型顯示器變形例的概念圖；圖26是例7的平面型顯示器另一個(gè)變形例的概念圖；圖27是例7的平面型顯示器再一個(gè)變形例的概念圖；圖28A和28B是例7的平面型顯示器有計(jì)時(shí)器和沒有計(jì)時(shí)器時(shí)陽極電勢(shì)和陽極電流變化的示意圖；圖29是例8的平面型顯示器的概念圖；圖30是例8的平面型顯示器變形例的概念圖；圖31是例8的平面型顯示器另一個(gè)變形例的概念圖；圖32是例9的平面型顯示器的概念圖33是在例9的平面型顯示器中出現(xiàn)放電的基礎(chǔ)上各部分中電勢(shì)變化的示意圖；圖34是例9的平面型顯示器變形例的概念圖；圖35是例9的平面型顯示器另一個(gè)變形例的概念圖；圖36A和36B是支承件等的局部示意性端視圖，用于解釋具有第一結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件的制造方法，所述器件是Spindt型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件；圖37A和37B5，接著圖36B，是支承件等的局部示意性端視圖，用于解釋具有第一結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件的制造方法，所述器件是Spindt型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件；圖38A-38D是襯底等的局部示意性端視圖，用于解釋第二屏板(陽極板)的制造方法；圖39A和39B是支承件等的局部示意性端視圖，用于解釋具有第一結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件的制造方法，所述器件是冠型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件；圖40A-40C，接著圖39B，是支承件等的局部示意性端視圖，用于解釋具有第一結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件的制造方法，所述器件是冠型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件；圖41A和41B，接著圖40C，是支承件等的局部示意性端視圖和示意性透視圖，用于解釋具有第一結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件的制造方法，所述器件是冠型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件；圖42A-42C是支承件等的局部示意性端視圖和示意性透視圖，用于解釋具有第一結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件的制造方法，所述器件是平面型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件；圖43A-43C是支承件等的局部示意性端視圖和示意性透視圖，用于解釋具有第一結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件變形例的制造方法，所述器件是平面型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件；圖44A和44B是支承件等的局部示意性端視圖和示意性透視圖，用于解釋具有第一結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件另一個(gè)變形例的制造方法，所述器件是平面型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件；圖45A和45B，接著圖44B，是支承件等的局部示意性端視圖，用于解釋具有第一結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件變形例的制造方法，所述器件是平面型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件；圖46A-46C是支承件等的局部示意性截面圖，用于解釋具有第二結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件的制造方法，所述器件是平面型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件；圖47A和47B是具有第二結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件變形例的局部示意性截面圖，所述器件是平面型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件；圖48是具有第二結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件變形例的局部示意性截面圖，所述器件是平面型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件；圖49A和49B是支承件等的局部示意性端視圖和示意性透視圖，用于解釋具有第二結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件變形例的制造方法，所述器件是平面型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件；圖50A和50B，接著圖49A和49B，是支承件等的局部示意性端視圖和局部透視圖，用于解釋具有第二結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件另一個(gè)變形例的制造方法，所述器件是平面型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件；圖51A和51B，接著圖50A和50B，是支承件等的局部示意性端視圖和局部透視圖，用于解釋具有第二結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件變形例的制造方法，所述器件是平面型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件；圖52A和52B，接著圖51A和51B，是支承件等的局部示意性端視圖，用于解釋具有第二結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件變形例的制造方法，所述器件是平面型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件；圖53A-53C是支承件等的局部示意性端視圖，用于解釋具有第二結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件另一個(gè)變形例的制造方法，所述器件是平面型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件；圖54A-54C是支承件等的局部示意性端視圖，用于解釋具有第二結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件再一個(gè)變形例的制造方法，所述器件是平面型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件；圖55A和55B是支承件等的局部示意性端視圖，用于解釋具有第二結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件再一個(gè)變形例的制造方法，所述器件是平面型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件；圖56A和56B，接著圖55B，是支承件等的局部示意性端視圖，用于解釋具有第二結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件變形例的制造方法，所述器件是平面型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件；圖57A-57C是具有第三結(jié)構(gòu)的冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件的局部示意性截面圖，所述器件是邊緣型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件；圖58A-58C是支承件等的局部示意性端視圖，用于解釋具有第三結(jié)構(gòu)的一例冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件的制造方法，所述器件是邊緣型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件；圖59A和59B是支承件等的局部示意性端視圖，用于解釋具有圖62所示Spindt型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件的制造方法[Spindt型場(chǎng)發(fā)射器件制造方法的變形1]；圖60A和60B，接著圖59B，是支承件等的局部示意性端視圖，用于解釋具有圖62所示Spindt型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件的制造方法[Spindt型場(chǎng)發(fā)射器件制造方法的變形1]；圖61A和61B，接著圖60B，是支承件等的局部示意性端視圖，用于解釋具有圖62所示Spindt型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件的制造方法[Spindt型場(chǎng)發(fā)射器件制造方法的變形1]；圖62是在[Spindt型場(chǎng)發(fā)射器件制造方法的變形1]中得到的Spindt型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件的局部示意性端視圖；圖63A和63B示出了如何形成圓錐形電子發(fā)射部分；圖64A-64C是抗蝕層選擇比率和電子發(fā)射部分的高度、形狀之間關(guān)系的示意圖；圖65A和65B是支承件等局部示意性端視圖，用于解釋[Spindt型場(chǎng)發(fā)射器件制造方法的變形-2]；圖66A和66B，接著圖65B，是支承件等局部示意性端視圖，用于解釋[Spindt型場(chǎng)發(fā)射器件制造方法的變形-2]；圖67A和67B，接著圖66B，是支承件等局部示意性端視圖，用于解釋[Spindit型場(chǎng)發(fā)射器件制造方法的變形-2]；圖68A和68B示出了正被蝕刻的材料表面輪廓如何以恒定時(shí)間間隔變化；圖69A和69B是支承件等局部示意性端視圖，用于解釋[Spindt型場(chǎng)發(fā)射器件制造方法的變形-3]；圖70，接著圖69B，是支承件等局部示意性端視圖，用于解釋[Spindt型場(chǎng)發(fā)射器件制造方法的變形-3]；
圖71是在[Spindt型場(chǎng)發(fā)射器件制造方法的變形-4]中制造的Spindt型冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件的局部示意性端視圖；圖72A和72B是支承件等局部示意性端視圖，用于解釋[Spindt型場(chǎng)發(fā)射器件制造方法的變形-4]；圖73A和73B，接著圖72B，是支承件等局部示意性端視圖，用于解釋[Spindt型場(chǎng)發(fā)射器件制造方法的變形-4]；圖74A和74B，接著圖73B，是支承件等局部示意性端視圖，用于解釋[Spindt型場(chǎng)發(fā)射器件制造方法的變形-4]；圖75A和75B是支承件等局部示意性端視圖，用于解釋[Spindt型場(chǎng)發(fā)射器件制造方法的變形-5]；圖76A和76B，接著圖75B，是支承件等局部示意性端視圖，用于解釋[Spindt型場(chǎng)發(fā)射器件制造方法的變形-5]；圖77是支承件等局部示意性端視圖，用于解釋[Spindt型場(chǎng)發(fā)射器件制造方法的變形-6]；圖78是[平面型場(chǎng)發(fā)射器件(No.3)]的局部示意性端視圖；圖79A和79B是[平面型場(chǎng)發(fā)射器件(No.4)]的局部示意性截面圖和平面圖；圖80A-80D示出了多個(gè)柵極開口部分的示意性平面圖；圖81是根據(jù)本發(fā)明第三方面的平面型顯示器中電子發(fā)射部分和屏蔽件的局部示意性端視圖；圖82示出了傳統(tǒng)冷陰極場(chǎng)發(fā)射顯示器的典型結(jié)構(gòu)圖；圖83是第一屏板和第二屏板各部分的示意性分解透視圖；圖84A和84B是解釋傳統(tǒng)冷陰極場(chǎng)發(fā)射顯示器問題的圖；圖85A和85B是顯示所選柵極和所選陰極的電勢(shì)的示意圖；圖86是在出現(xiàn)放電時(shí)所選柵極中電勢(shì)變化的示意圖。
例1-6將解釋具有本發(fā)明第一方案所示的各種結(jié)構(gòu)的平面型顯示器(具體為冷陰極場(chǎng)發(fā)射顯示器)，例7將解釋根據(jù)本發(fā)明第二方案的平面型顯示器(具體地說，冷陰極場(chǎng)發(fā)射顯示器)，例8和9解釋根據(jù)本發(fā)明第三方案的平面型顯示器(具體地說，冷陰極場(chǎng)發(fā)射顯示器)。進(jìn)一步，例10解釋各種冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件(下文簡(jiǎn)稱為“場(chǎng)發(fā)射器件”)的結(jié)構(gòu)。
例1例1涉及根據(jù)本發(fā)明第一方案的平面型顯示器(具體地說，冷陰極場(chǎng)發(fā)射顯示器)進(jìn)一步涉及根據(jù)第一結(jié)構(gòu)所述的平面型顯示器。圖1示出了例1的平面型顯示器的概念圖，圖3示出了其局部示意性端視圖。平面型顯示器包括有電子發(fā)射部分16的第一屏板(陰極板)10有電子輻射表面的第二屏板(陽極板)20，驅(qū)動(dòng)電子發(fā)射部分16的電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路31和34，平面型顯示器在電子發(fā)射部分16和電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路之間設(shè)有電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路，用于防止電子發(fā)射部分16和電子輻射表面之間的放電。更具體地說，例1的平面型顯示器有條形柵極14和條形陰極12，條形陰極12的延伸方向與條形柵極14的延伸方向不同，電子發(fā)射部分16位于條形柵極14的投影圖象和條形陰極12的投影圖象交迭的交迭區(qū)中。電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路包括與條形柵極14連接的第一驅(qū)動(dòng)電路31和與陰極12連接的第二驅(qū)動(dòng)電路34。第一驅(qū)動(dòng)電路31通過電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32與柵極14連接。下面詳細(xì)說明電子發(fā)射部分或Spindt型電子發(fā)射電極16A的結(jié)構(gòu)。
第二屏板20包括在例如玻璃制成的襯底21上形成的多層矩陣或條形熒光層22，在熒光層22之間填充黑色矩陣23，在熒光層22和黑色矩陣23上形成陽極24。從陽極驅(qū)動(dòng)電路37向陽極24施加的正電壓高于加到柵極14上的正電壓，陽極24用于將發(fā)射到真空中的電子從電子發(fā)射電極16A引向熒光層22。而且，陽極24不僅保護(hù)組成熒光層22的熒光顆粒不濺射離子這樣的顆粒，而且由于電子激發(fā)是熒光層22發(fā)射的光朝襯底側(cè)反射，從而提高從襯底21的外面看到的熒光屏亮度。陽極24例如由鋁薄膜制成。
電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32在電子發(fā)射部分16和電子輻射表面(具體說是陽極24)之間不發(fā)生放電時(shí)處于不工作狀態(tài)，它在電子發(fā)射部分16和電子輻射本發(fā)明之間發(fā)生放電時(shí)工作。具體地說，電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32包括n-溝道底部柵型TFT(TR1,TR2,TR3…)，公用線33和電陽元件(電阻R)。上述電阻R的一端連接公用線33，另一端接地。組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32的TFT(TR1,TR2,TR3…)的一個(gè)源極/漏極區(qū)和柵極區(qū)連接在第一驅(qū)動(dòng)電路31和柵極14之間，TFT(TR1,TR2,TR3…)的另一個(gè)源極/漏極區(qū)通過公用線33和電阻R接地。電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32還包括二極管(D11,D21,D32…)，二極管(D11,D21,D32…)位于TFT(TR1,TR2,TR3…)的柵極區(qū)和第一驅(qū)動(dòng)電路(柵極驅(qū)動(dòng)電路)31之間。陰極12與第二驅(qū)動(dòng)電路(陰極驅(qū)動(dòng)電路)34連接，二極管(D11,D21,D32…)位于陰極12和第二驅(qū)動(dòng)電路34之間。組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32的TFT(TR1,TR2,TR3…)在其柵極區(qū)有VG或低于VG的電勢(shì)(例如160V或更低)時(shí)處于完全非連續(xù)性狀態(tài)，在V′G或高于V′G的電勢(shì)(例如170V或更高)時(shí)處于完全連續(xù)性狀態(tài)。在電勢(shì)大于VG但小于V′G伏時(shí)，它們處于不完全連續(xù)性狀態(tài)。
為了在平面型顯示器上顯示圖象，向組成發(fā)光像素的所選柵極施加正電壓VG-SL(例如160伏)。另一方面，向組成不發(fā)光像素的未選柵極施加電壓VG-NSL(例如0伏)。而且，向組成發(fā)光像素的所選陰極施加VC-NSL(例如根據(jù)亮度至少0伏但小于30伏)。另一方面，向組成不發(fā)光像素的未選陰極施加電壓VG-NSL(例如30伏)。圖2A示意性地示出了以上狀態(tài)。所以，在最亮的像素中陰極12和柵極14之間的電壓差是160伏，最暗像素中陰極12和柵極14之間的電壓差是130伏。在圖2中，TFT(TR1,TR2,TR3…)簡(jiǎn)單示為“TR”，二極管(D11,D21,D31…)和(D12,D22,D32…)簡(jiǎn)單示為“D1”和“D2”。而且，加到柵極14和陰極12上的電壓分別示為“Vg”和“Vc”。
當(dāng)在陰極12和柵極14之間開始放電時(shí)，柵極14的電勢(shì)隨時(shí)間的流逝而增大。當(dāng)柵極14的電勢(shì)達(dá)到V′G或更高時(shí)，組成連接到這樣一個(gè)柵極14的電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32的TFT(TR1,TR2,TR3…)變成完全連續(xù)性狀態(tài)，這種柵極14通過電阻R接地。上述操作在幾微妙內(nèi)完成。結(jié)果，顯示在屏幕上的圖象部分未在平面型顯示器中，但可以可靠避免第一驅(qū)動(dòng)電路(柵極驅(qū)動(dòng)電路)31損壞。而且，陰極12和柵極14之間的電壓差減小，以便不對(duì)柵極14和電子發(fā)射部分16造成永久影響。當(dāng)柵極14的電勢(shì)減小到VG或更低時(shí)，組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32的TFT(TR1,TR2,TR3…)進(jìn)入完全非連續(xù)性狀態(tài)。結(jié)果平面型顯示器自動(dòng)恢復(fù)在屏幕上顯示圖象的操作。以上操作重復(fù)進(jìn)行直至陽極24和柵極14之間的放電消失。如果計(jì)時(shí)器與組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32的TFT(TR1,TR2,TR3…)連接，則在一段時(shí)間內(nèi)阻止TFT(TR1,TR2,TR3…)變成完全非連續(xù)性狀態(tài)，以便更可靠地去除陽極24和柵極14之間的放電。
圖4示出了例1的平面型顯示器的一個(gè)變形例。該變形例的平面型顯示器與圖1所示的平面型顯示器不同，區(qū)別在于組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32的TFT(TR1,TR2,TR3…)的另一個(gè)源極/漏極區(qū)通過電阻(R1,R2,R3…)接地。變形的平面型顯示器在其他方面的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)相同。
圖5示出了圖1所示例1中平面型顯示器的變形例。該變形的平面型顯示器與圖1所示的平面型顯示器不同，區(qū)別在于二極管(D13,D23,D33…)位于組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32的TFT(TR1,TR2,TR3…)的另一個(gè)源極/漏極區(qū)和柵極14之間。變形例在其他方面的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)相同。當(dāng)如上所述布置二極管(D13,D23,D33…)時(shí)，導(dǎo)致不放電的柵極14的電勢(shì)增大到V′G，由于相鄰柵極14之間的電壓差而能防止相鄰柵極14之間發(fā)生放電。
組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32的TFT(TR1,TR2,TR3…)和二極管(D13,D23,D33…)等可以用已知TFT制造方法和已知的二極管制造方法形成在無效區(qū)域中。TFT不僅可以是底部柵型，而且可以是頂部柵型。下述場(chǎng)發(fā)射器件最好在第一屏板上形成TFT(TR1,TR2,TR3…)和二極管(D13,D23,D33…)等之后形成。組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32的TFT(TR1,TR2,TR3…)和二極管(D11,D21,D31…)等可以布置在第一屏幕外側(cè)部分上的區(qū)域中，第一屏板10和第二屏板20在該區(qū)域粘結(jié)(該區(qū)域稱為“周圍區(qū)域”)或者不止在無效區(qū)域和周圍區(qū)域中。或者，組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32的晶體管可包括MOS型FET。而且，電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32可以并入第一驅(qū)動(dòng)電路31中。下文所述的例2和3中的電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路、第一斷開電路和第二斷開也是象上面那樣組成的。
例2例2涉及根據(jù)本發(fā)明第一方案的平面型顯示器，進(jìn)一步涉及根據(jù)第二結(jié)構(gòu)的平面型顯示器。圖6示出了例2的平面型顯示器的概念圖，圖8示出了其局部示意性端視圖。平面型顯示器包括條形柵極14和條形陰極12，條形柵極14和條形陰極12的延伸方向不同，電子發(fā)射部分16位于條形柵極14的投影圖象和條形陰極12的投影圖象交迭的交迭區(qū)中。電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路包括與柵極14連接的第一驅(qū)動(dòng)電路31和與陰極12連接的第二驅(qū)動(dòng)電路34。第二驅(qū)動(dòng)電路34通過電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路35與陰極12相連接。
第二屏板20的結(jié)構(gòu)與例1所解釋的第二屏板20的結(jié)構(gòu)相同，因此其說明從略。
電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路35在電子發(fā)射部分16和電子輻射表面(具體說是陽極24)之間不發(fā)生放電時(shí)處于不工作狀態(tài)，它在電子發(fā)射部分16和電子輻射表面之間發(fā)生放電時(shí)工作。具體地說，電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路35包括n-溝道型底部柵型TFT(TR1,TR2,TR3…)。組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路35的TFT(TR1,TR2,TR3…)的一個(gè)源極/漏極區(qū)和柵極區(qū)連接在第二驅(qū)動(dòng)電路34和陰極12之間，另一個(gè)源極/漏極區(qū)通過公用線36與具有預(yù)定電勢(shì)的電源Vd連接。電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路35還包括二極管(D12,D22,D32…)，二極管(D12,D22,D32…)布置在組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路35和第二驅(qū)動(dòng)電路(陰極驅(qū)動(dòng)電路)34的TFT(TR1,TR2,TR3…)之間。柵極14連接第一驅(qū)動(dòng)電路(柵極驅(qū)動(dòng)電路)31，二極管(D11,D21,D31…)布置在柵極14和第一驅(qū)動(dòng)電路31之間。組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路35的TFT(TR1,TR2,TR3…)在其柵極電勢(shì)為Vc伏或更低(Vc＞VC-NSL)時(shí)處于完全非連續(xù)性狀態(tài)，它們?cè)陔妱?shì)為V′c伏或更高(V′c＞Vc)時(shí)進(jìn)入完全連續(xù)性狀態(tài)。在電勢(shì)大于Vc伏但小于V′c伏時(shí)，TFT(TR1,TR2,TR3…)處于不完全連續(xù)性狀態(tài)。
為了在平面型顯示器上顯示圖象，向組成發(fā)光像素的所選柵極施加正電壓VG-SL(例如160伏)。另一方面，向組成不發(fā)光像素的未選柵極施加電壓VG-NSL(例如0伏)。而且，向組成發(fā)光像素的所選陰極施加電壓Vc-SL(例如根據(jù)亮度至少0伏但小于30伏)。另一方面，向組成不發(fā)光像素的未選陰極施加電壓VC-NSL(例如30伏)。圖7A示意性地示出了上述狀態(tài)。因此，在最亮像素中陰極12和柵極14之間的電壓差是160伏，在最暗像素中陰極12和柵極14之間的電壓差是130伏。在圖7中，TFT(TR1,TR2,TR3…)簡(jiǎn)單示為“TR”，二極管(D11,D21,D31…)和(D12,D22,D32…)簡(jiǎn)單示為“D1”和“D2”。而且，加到柵極14和陰極12上的電壓分別示為“Vg”和“Vc”。
當(dāng)陽極24和柵極14之間開始放電時(shí)，柵極14的電勢(shì)隨時(shí)間的流逝而增大。但是由于二極管(D11,D21,D31…)布置在柵極14和第一驅(qū)動(dòng)電路(柵極驅(qū)動(dòng)電路)31之間，因此可以防止損壞第一驅(qū)動(dòng)電路31。隨著時(shí)間的流逝，柵極14的電勢(shì)增大的結(jié)果是在陰極12中發(fā)生放電，陰極12的電勢(shì)也增大。而且，當(dāng)陰極12的電勢(shì)達(dá)到V′c或更高時(shí)，組成連接到陰極12的電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路35的TFT(TR1,TR2,TR3…)變成完全連續(xù)性狀態(tài)，陰極12具有Vd伏的電勢(shì)。圖7B示意性地示出了以上狀態(tài)。以上操作在幾微妙內(nèi)完成。結(jié)果，顯示在屏幕上的圖象部分未在平面型顯示器中，但可以可靠避免第二驅(qū)動(dòng)電路(陰極驅(qū)動(dòng)電路)34損壞。而且，能防止電子發(fā)射部分16的永久損壞。當(dāng)陰極12的電勢(shì)減小到Vc或更低時(shí)，組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路35的TFT(TR1,TR2,TR3…)進(jìn)入完全非連續(xù)性狀態(tài)。結(jié)果平面型顯示器自動(dòng)恢復(fù)在屏幕上顯示圖象的操作。以上操作重復(fù)進(jìn)行直至陽極24和陰極12之間的放電消失。如果計(jì)時(shí)器與組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路35的TFT(TR1,TR2,TR3…)連接，則在一段時(shí)間內(nèi)阻止TFT(TR1,TR2,TR3…)變成完全非連續(xù)性狀態(tài)，以便更可靠地去除陽極24和陰極12之間的放電。
例3例3涉及根據(jù)本發(fā)明第一方案的平面型顯示器，進(jìn)一步涉及根據(jù)第三結(jié)構(gòu)的平面型顯示器。圖9示出了例3的平面型顯示器的概念圖，圖11示出了其局部示意性端視圖。例3的平面型顯示器包括條形柵極14和條形陰極12，條形柵極14和條形陰極12的延伸方向不同，電子發(fā)射部分16位于條形柵極14的投影圖象和條形陰極12的投影圖象交迭的交迭區(qū)中。電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路包括與柵極14連接的第一驅(qū)動(dòng)電路(柵極驅(qū)動(dòng)電路)31和與陰極12連接的第二驅(qū)動(dòng)電路(陰極驅(qū)動(dòng)電路)34。電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路包括設(shè)在柵極14和第一驅(qū)動(dòng)電路31之間的第一斷開電路32A和設(shè)在陰極12和第二驅(qū)動(dòng)電路34之間的第二斷開電路35A。
第二屏板20的結(jié)構(gòu)與例1所解釋的第二屏板20的結(jié)構(gòu)相同，因此其說明從略。
當(dāng)在電子發(fā)射部分16和電子輻射表面未發(fā)生放電時(shí)，第一和第二斷開電路32A和35A處于不工作狀態(tài)。當(dāng)在電子發(fā)射部分16和電子輻射表面之間放生放電時(shí)，第一斷開電路32A操作，在第一斷開電路32A操作的基礎(chǔ)上，第二斷開電路35A操作。具體地說，第一斷開電路32A包括n-溝道型底部型TFT(TR11,TR21,TR31…)。以上TFT稱為“第一TFT”。組成第一斷開電路32A的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)的一個(gè)源極/漏極區(qū)和柵極連接在第一驅(qū)動(dòng)電路31和柵極14之間，其另一個(gè)源極/漏極區(qū)連接組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路的公用線33。第一斷開電路32A該包括二極管(D11,D21,D31…)，二極管(D11,D21,D31…)布置在第一TFT(TR11,TR21,TR31…)的柵極區(qū)和第一驅(qū)動(dòng)電路(柵極驅(qū)動(dòng)電路)31之間。
第二斷開電路35A包括p-溝道型底部柵型TFT(TR12,TR22,TR32…)和n-溝道型底部柵型TFT(TR13,TR23,TR33…)。P-溝道型底部柵型TFT(TR12,TR22,TR32…)稱為“第二TFT”，n-溝道型底部柵型TFT(TR13,TR23,TR33…)稱為“第三TFT”。組成第二斷開電路35A的第二TFT(TR12,TR22,TR32…)的一個(gè)源極/漏極區(qū)連接在第二驅(qū)動(dòng)電路34和陰極12之間，其另一個(gè)源極/漏極區(qū)和柵極區(qū)連接到公用線33并通過組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路的電阻電阻(ER1,R2,R3…)接地。而且，組成第二斷開電路35A的第三TFT(TR13,TR23,TR33…)的一個(gè)源極/漏極區(qū)與第二TFT(TR12,TR22,TR32…)的一個(gè)源極/漏極區(qū)連接，另一個(gè)源極/漏極區(qū)連接第二驅(qū)動(dòng)電路34,第三TFT(TR13,TR23,TR33…)的柵極區(qū)連接第二TFT(TR12,TR22,TR32…)的另一個(gè)源極/漏極區(qū)。
組成第一斷開電路32A的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)和組成第二斷開電路35A的第二TFT(TR12,TR22,TR32…)在其柵極區(qū)的電勢(shì)為VG或更低時(shí)(例如160伏或更低)時(shí)處于完全非連續(xù)性狀態(tài)，在電勢(shì)為V′G伏或更高(例如170伏或更高)時(shí)它們進(jìn)入完全連續(xù)性狀態(tài)。在電勢(shì)大于VG伏但小于V′G伏時(shí)，它們處于不完全連續(xù)性狀態(tài)。組成第二斷開電路35A的第三TFT(TR13,TR23,TR33…)在其柵極區(qū)的電勢(shì)為Vc伏或更低(VG＞=Vc，例如150伏或更低)時(shí)處于完全連續(xù)性狀態(tài)，在電勢(shì)為V′C或更高(V′G＞=V′c，例如160伏或更高)時(shí)，它們變成完全非連續(xù)性狀態(tài)。在電勢(shì)超過Vc伏但低于V′c伏時(shí)，處于不完全連續(xù)性狀態(tài)。
為了在平面型顯示器上顯示圖象，向組成發(fā)光像素的所選柵極施加正電壓VG-SL(例如160伏)。另一方面，向組或不發(fā)光像素的未選柵極施加電壓VG-NSL(例如0伏)。而且，向組成發(fā)光像素的所選陰極施加電壓VC-SL(例如根據(jù)亮度至少0伏但小于30伏)。另一方面，向組成不發(fā)光像素的未選陰極施加電壓VC-NSL(例如30伏)。圖10A示意性地示出了上述狀態(tài)。因此，在最亮像素中陰極12和柵極14之間的電壓差是160伏，在最暗像素中陰極12和柵極14之間的電壓差是130伏。在圖10中，第一TFT(TR11,TR21,TR31…)、第二TFT(TR12,TR22,TR32…)和第三TFT(TR13,TR23,TR33…)簡(jiǎn)單示為“TR1”“TR2”“TR3”，二極管(D1,D2,D3…)簡(jiǎn)單示為“D”，電阻(R1,R2,R3…)簡(jiǎn)單示為“R”。而且，加到柵極14和陰極12上的電壓分別示為“Vg”和“Vc”。
當(dāng)陽極24和柵極14之間開始放電時(shí)，柵極14的電勢(shì)隨著時(shí)間的流逝增大。當(dāng)柵極14的電勢(shì)變成V′G伏或更高時(shí)，組成連接到這樣一個(gè)柵極14的第一斷開電路32A的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)變成處于完全連續(xù)性狀態(tài)，公用線33的電勢(shì)也變成V′G伏。結(jié)果，組成連接到公用線33的第二斷開電路35A的所有第二TFT(TR12,TR22,TR32…)也變成完全連續(xù)性狀態(tài)。另一方面，組成第二斷開電路35A的第三TFT(TR13,TR23,TR33…)變成完全非連續(xù)性狀態(tài)。圖10B示意性地示出了以上狀態(tài)。以上操作在幾微妙內(nèi)完成。結(jié)果，顯示在屏幕上的圖象部分未在平面型顯示器中，但可以可靠避免第一驅(qū)動(dòng)電路(柵極驅(qū)動(dòng)電路)31和第二驅(qū)動(dòng)電路(陰極驅(qū)動(dòng)電路)34損壞。而且，陰極12和柵極14之間的電壓差不增大，也不對(duì)電子發(fā)射部分16造成永久損壞。當(dāng)柵極14的電勢(shì)減小到VG或更低時(shí)，組成第一斷開電路35A的的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)進(jìn)入完全非連續(xù)性狀態(tài)。結(jié)果組成第二斷開電路35A的的第二TFT(TR12,TR22,TR32…)也進(jìn)入完全非連續(xù)性狀態(tài)，第三TFT(TR13,TR23,TR33…)進(jìn)入完全非連續(xù)性狀態(tài)。結(jié)果，平面型顯示器自動(dòng)恢復(fù)在屏幕上顯示圖象的操作。以上操作重復(fù)進(jìn)行直至陽極24和柵極14之間的放電消失。如果計(jì)時(shí)器與組成第一斷開電路32A的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)連接，則在一段時(shí)間內(nèi)阻止組成第一斷開電路32A的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)變成完全非連續(xù)性狀態(tài)，以便更可靠地去除陽極24和柵極14之間的放電。
圖12示出了例3的平面型顯示器。該變形例的平面型顯示器與圖9的平面型顯示器不同，區(qū)別在于二極管(D12,D22,D32…)布置在組成第一斷開電路32A的第一TFT(TR31,TR32,TR33…)的另一個(gè)源極/漏極區(qū)和柵極14之間。在其他方面，變形例的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)相同。當(dāng)如上所述布置二極管(D12,D22,D32…)時(shí)，不導(dǎo)致放電的柵極14的電勢(shì)增大到V′G，可以防止由于相鄰柵極14之間的電壓差導(dǎo)致的相鄰柵極14之間發(fā)生放電。
圖13示出了例3的另一個(gè)平面型顯示器的變形例。在該變形例中，第二斷開電路35A包括第二TFT(TR12,TR22,TR32…)和二極管(D12,D22,D32…)。第二TFT(TR12,TR22,TR32…)的一個(gè)源極/漏極區(qū)連接到陰極12,其另一個(gè)源極/漏極區(qū)連接到二極管(D12,D22,D32…)的一端。第二TFT(TR12,TR22,TR32…)的柵極區(qū)連接到公用線33。二極管(D12,D22,D32…)的另一端連接到第二驅(qū)動(dòng)電路34。
組成第一斷開電路32A的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)在其柵極區(qū)的電勢(shì)為VG伏或更低時(shí)(例如160伏或更低)處于完全非連續(xù)性狀態(tài)，在V′G或高于V′G的電勢(shì)(例如170V或更高)時(shí)處于完全連續(xù)性狀態(tài)。在電勢(shì)大于VG但小于V′G伏時(shí)，它們處于不完全連續(xù)性狀態(tài)。組成第二斷開電路35A的第二TFT(TR12,TR22,TR32…)在其柵極區(qū)電勢(shì)為Vc伏或更低(VG＞=Vc’例如150伏或更低)時(shí)處于完全連續(xù)性狀態(tài)，它們?cè)陔妱?shì)為V′c伏或更高(V′G＞=V′c，例如160伏或更高)時(shí)進(jìn)入完全非連續(xù)性狀態(tài)。在電勢(shì)大于Vc伏但小于V′c伏時(shí)，它們處于不完全連續(xù)性狀態(tài)。
當(dāng)陽極24和柵極14之間開始放電時(shí)，柵極14的電勢(shì)隨時(shí)間的流逝而增大。而且，當(dāng)柵極14的電勢(shì)達(dá)到V′G或更高時(shí)，組成連接到柵極14的第一斷開電路32A的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)變成完全連續(xù)性狀態(tài)，公用線33的電勢(shì)也變成V′G伏。結(jié)果，組成連接到公用線33的第二斷開電路35A的酥油第二TFT(TR12,TR22,TR32…)也變成處于完全連續(xù)性狀態(tài)。結(jié)果，顯示在屏幕上的圖象部分未在平面型顯示器中，但可以可靠避免第一驅(qū)動(dòng)電路(柵極驅(qū)動(dòng)電路)31和第二驅(qū)動(dòng)電路(陰極驅(qū)動(dòng)電路)34損壞。而且，能防止陰極12和柵極14之間的電壓差不增大很多，也不會(huì)對(duì)上級(jí)和電子發(fā)射部分16造成永久損壞。當(dāng)柵極14的電勢(shì)減小到VG或更低時(shí)，組成第一斷開電路35A的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)進(jìn)入完全非連續(xù)性狀態(tài)，組成第二斷開電路35A的第二TFT(TR12,TR22,TR32…)進(jìn)入完全連續(xù)性狀態(tài)。結(jié)果平面型顯示器自動(dòng)恢復(fù)在屏幕上顯示圖象的操作。以上操作重復(fù)進(jìn)行直至陽極24和柵極14之間的放電消失。如果計(jì)時(shí)器與第一斷開電路32A的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)連接，則在一段時(shí)間內(nèi)阻止第一斷開電路32A的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)變成完全非連續(xù)性狀態(tài)，以便更可靠地去除陽極24和柵極14之間的放電。
圖14示出了圖13所示例3的平面型顯示器的變形例。該變形例的平面型顯示器與圖13所示的平面型顯示器不同，區(qū)別在于二極管(D13,D23,D33…)布置在組成第一斷開電路32A的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)的另一個(gè)源極/漏極區(qū)和柵極14之間。變形例在其他方面的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造相同。當(dāng)如上所述布置二極管(D13,D23,D33…)時(shí)，不導(dǎo)致放電的柵極14的電勢(shì)增大到V′G，可以防止由于相鄰柵極14之間的電壓差導(dǎo)致的相鄰柵極14之間發(fā)生放電。
例4例4涉及例1的平面型顯示器的變形例。
在例1-3中，組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路的各種晶體管要求以充分高的速率操作，以顯著減小從開始放電到電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路經(jīng)過的時(shí)間段。而且，要求根據(jù)晶體管布置的位置使用有充分高擊穿電阻的晶體管。
在下文所述的例4或例5和6中，電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路包括放電管或齊納二極管，從而能容易地實(shí)現(xiàn)電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路的高響應(yīng)和高擊穿電阻。
圖15示出了例4的平面型顯示器的概念圖。該平面型顯示器是圖1所示的例1的平面型顯示器的變形例。該平面型顯示器的示意性局部端視圖與圖3所示的相類似。
具體地說，電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32B包括放電管DC(DC1,DC2,DC3…)和公用線33。放電管DC的一端連接在第一驅(qū)動(dòng)電路31和柵極14之間，放電管DC的另一端連接公用線33。通過公用線33向組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32B的放電管DC施加第一預(yù)定電壓VPD1。當(dāng)連接到電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32B的電子發(fā)射部分(柵極14)的一部分的電勢(shì)由于電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間發(fā)生的放電而具有第二預(yù)定電壓VPD2的電勢(shì)時(shí)，組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32B的放電管DC根據(jù)第一預(yù)定電壓和第二預(yù)定電壓之間的電壓差(VPD2-VPD1)進(jìn)行操作。具體地說，向公用線33施加第一預(yù)定電壓(VPD1=80伏)。使用具有90伏工作電壓的放電管DC。因此，當(dāng)與電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32B相連接的電子發(fā)射部分(柵極14)的那部分的電勢(shì)由于在電子發(fā)射部分和電子輻射部分之間發(fā)生放電而達(dá)到超過第二預(yù)定電壓(VPD2，超過160伏例如為170伏)的電勢(shì)時(shí)，組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32B的放電管DC工作。從防止放電管DC故障的觀點(diǎn)看，最好使放電管DC處于連續(xù)性狀態(tài)的電壓差大于連接到放電管DC的第一驅(qū)動(dòng)電路31的輸出電壓最大值和第一預(yù)定電壓VPD1之間的電壓差和大于連接到放電管DC的第一驅(qū)動(dòng)電路31的輸出電壓最小值和第一預(yù)定電壓VPD1之間的電壓差。
當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)電路(柵極驅(qū)動(dòng)電路)31即電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路的擊穿電壓取為VCOLAPSE時(shí)，并且當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)電路(柵極驅(qū)動(dòng)電路)31的輸出電壓的最大值取為VOUT-MAX時(shí)，滿足|VOUT-MAX-VPD1|＜VCOLAPSE。另外，當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)電路(柵極驅(qū)動(dòng)電路)31即電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路的擊穿電流取為ICOLAPSE且當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)電路(柵極驅(qū)動(dòng)電路)31和柵極14之間的電阻值取為REMISSION時(shí)，滿足|VOUT-MAX-VPD1|＜REMISSION·ICOLAPSE。當(dāng)滿足以上表達(dá)式時(shí)，能防止第一預(yù)定電壓VPD1對(duì)第一驅(qū)動(dòng)電路(柵極驅(qū)動(dòng)電路)31的損壞。
當(dāng)陽極24和柵極14之間開始放電時(shí)，柵極14的電勢(shì)隨著時(shí)間的推移增大。而且，當(dāng)柵極14的電勢(shì)變成第二預(yù)定電壓VPD2或更高時(shí)，組成與這個(gè)柵極14相連接的電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32B的放電管DC(DC1,DC2,DC3…)變成處于完全連續(xù)性狀態(tài)，通過公用線33相柵極14施加第一預(yù)定電壓VPD1。結(jié)果，顯示在屏幕上的圖象部分未在平面型顯示器中，但可以可靠避免第一驅(qū)動(dòng)電路(柵極驅(qū)動(dòng)電路)31損壞。而且，陰極12和柵極14之間的電壓差減小，從而不對(duì)柵極14和電子發(fā)射部分16造成永久損壞。當(dāng)柵極14的電勢(shì)減小到VPD2或更低時(shí)，組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32B的放電管DC(DC1,DC2,DC3…)變成完全非連續(xù)性狀態(tài)。結(jié)果，平面型顯示器自動(dòng)恢復(fù)在屏幕上顯示圖象的操作。以上操作重復(fù)進(jìn)行直至陽極24和柵極14之間的放電消失。如果計(jì)時(shí)器與組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32B的放電管DC(DC1,DC2,DC3…)連接，則在一段時(shí)間內(nèi)阻止放電管DC(DC1,DC2,DC3…)變成完全非連續(xù)性狀態(tài)，以便更可靠地去除陽極24和柵極14之間的放電。
圖16示出了一個(gè)結(jié)構(gòu)例子，其中電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32B包括代替放電管的齊納二極管TD(TD1,TD2,TD3…)。從防止齊納二極管TD故障的觀點(diǎn)來看，使齊納二極管TD進(jìn)入連續(xù)性狀態(tài)的電壓差最好大于與齊納二極管TD連接的第一驅(qū)動(dòng)電路31的輸出電壓最大值和第一預(yù)定電壓VPD1之間的電壓差和大于與齊納二極管TD連接的第一驅(qū)動(dòng)電路31的輸出電壓最小值和第一預(yù)定電壓VPD1之間的電壓差。而且，如圖5所示的平面型顯示器中，二極管(D13,D23,D33…)可以布置在組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32B的放電管DC(DC1,DC2,DC3…)的另一端和柵極14之間。圖17中，放電管DC可以用齊納二極管TD代替。當(dāng)如上所述布置二極管(D13,D23,D33…)時(shí)，不導(dǎo)致放電的柵極14的電勢(shì)增大到VPD1，能防止由于相鄰柵極14之間電壓差引起的相鄰柵極14之間出現(xiàn)放電。
組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32B的放電管DC或齊納二極管TD(TD1,TD2,TD3…)可以布置在粘結(jié)第一屏板10和第二屏板20的第一屏板外側(cè)部分上的區(qū)域(周圍區(qū)域)中，或者它們可以布置在無效區(qū)域和周圍區(qū)域中。另外，電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32B可以并入第一驅(qū)動(dòng)電路31中。下文將描述的例5或6中的第一斷開電路和第二斷開電路也可以如上面所述那樣構(gòu)造。
例5例5涉及例2的平面型顯示器的變形例。圖18示出了例5的平面型顯示器的概念圖。該平面型顯示器是圖6所示的例2的平面型顯示器的變形例，局部示意性端視圖與圖8所示相似。
電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路35B在電子發(fā)射部分16和電子輻射表面(具體為陽極24)之間不發(fā)生放電時(shí)處于不工作狀態(tài)，它在電子發(fā)射部分16和電子輻射表面之間發(fā)生放電時(shí)工作。具體地說，電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路35B包括放電管DC(DC1,DC2,DC3…)，組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路35B的放電管DC(DC1,DC2,DC3…)的一端連接在第二驅(qū)動(dòng)電路34和陰極12之間，其另一端通過公用線36連接到具有第一預(yù)定電壓VPD1的電源。二極管(D12,D22,D32…)布置在放電管DC(DC1,DC2,DC3…)的一端和第二驅(qū)動(dòng)電路34之間。而且，柵極14連接第一驅(qū)動(dòng)電路(柵極驅(qū)動(dòng)電路)31，二極管(D11,D21,D31…)布置在柵極14和第一驅(qū)動(dòng)電路31之間。當(dāng)連接到電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路35B的電子發(fā)射部分(陰極12)的一部分由于電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間發(fā)生放電而具有第二預(yù)定電壓VPD2的電勢(shì)時(shí)，組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路35B的放電管DC根據(jù)第一預(yù)定電壓和第二預(yù)定電壓之間的電壓差(VPD2-VPD1)操作。具體地說，向公用線36施加第一預(yù)定電壓(VPD1=40伏)。使用工作電壓為80伏的放電管DC。所以，當(dāng)連接到電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路35B的電子發(fā)射部分(陰極12)的那部分的電勢(shì)由于電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間發(fā)生放電而超過第二預(yù)定電壓(VPD2，超過120伏例如130伏)，組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路35B的放電管DC。
當(dāng)?shù)诙?qū)動(dòng)電路(陰極驅(qū)動(dòng)電路)34即電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路的擊穿電壓取為VCOLAPSE時(shí)，并且當(dāng)?shù)诙?qū)動(dòng)電路(陰極驅(qū)動(dòng)電路)34的輸出電壓的最大值取為VOUT-MAx時(shí)，滿足|VOUTT-MAX-VPD1|＜VCOLAPSE。相反，當(dāng)?shù)诙?qū)動(dòng)電路(陰極驅(qū)動(dòng)電路)34即電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路的擊穿電流取為ICOLAPSE且當(dāng)?shù)诙?qū)動(dòng)電路(陰極驅(qū)動(dòng)電路)34和陰極12之間的電阻值取為REMISSION時(shí)，滿足|VOUT-MAX-VPD1|＜REMISSION·ICOLAPSE。當(dāng)滿足以上表達(dá)式時(shí)，能防止第一預(yù)定電壓VPD1對(duì)第二驅(qū)動(dòng)電路(陰極驅(qū)動(dòng)電路)34的損壞。
當(dāng)陽極24和柵極14之間開始放電時(shí)，柵極14的電勢(shì)隨時(shí)間的流逝而增大。但是由于二極管(D11,D21,D31…)布置在柵極14和第一驅(qū)動(dòng)電路(柵極驅(qū)動(dòng)電路)34之間，因此可以防止損壞第一驅(qū)動(dòng)電路31。隨著時(shí)間的流逝，柵極14的電勢(shì)增大。結(jié)果，陰極12導(dǎo)致放電，陰極12的電勢(shì)也增大。而且，當(dāng)陰極12的電勢(shì)達(dá)到第二預(yù)定電壓VPD2或更高時(shí)，組成連接到陰極12的電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32B的放電管DC(DC1,DC2,DC3…)變成完全連續(xù)性狀態(tài)，陰極12具有VPD1的電勢(shì)。結(jié)果，顯示在屏幕上的圖象部分未在平面型顯示器中，但可以可靠避免第二驅(qū)動(dòng)電路(陰極驅(qū)動(dòng)電路)34損壞。而且，能防止電子發(fā)射部分16的永久損壞。當(dāng)陰極12的電勢(shì)減小低于VPD2時(shí)，組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路35B的放電管DC(DC1,DC2,DC3…)進(jìn)入完全非連續(xù)性狀態(tài)。結(jié)果平面型顯示器自動(dòng)恢復(fù)在屏幕上顯示圖象的操作。以上操作重復(fù)進(jìn)行直至陽極24和陰極12之間的放電消失。如果計(jì)時(shí)器與組成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路35B的放電管DC(DC1,DC2,DC3…)連接，則在一段時(shí)間內(nèi)阻止放電管DC(DC1,DC2,DC3…)變成完全非連續(xù)性狀態(tài)，以便更可靠地去除陽極24和陰極12之間的放電操作。
圖19示出了一個(gè)結(jié)構(gòu)例子，其中電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路35B包括代替放電管的齊納二極管TD(TD1,TD2,TD3…)。
例6例6涉及例3的平面型顯示器的變形例。
圖20示出了例6的平面型顯示器的概念圖。該平面型顯示器時(shí)圖9所示的例3的平面型顯示器的變形例。該平面型顯示器的局部示意性端視圖與圖11所示類似。在例6中，電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路包括第一斷開電路32C和第二斷開電路35C。第一斷開電路32C和第二斷開電路35C可以與例4中的電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32B和例5中的電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路35B相同，因此其說明從略。在該實(shí)施例中，向組成第一斷開電路32C的放電管DC施加第一預(yù)定電壓，向組成第二斷開電路35C的放電管DC施加第二預(yù)定電壓。由于這些第一預(yù)定電壓彼此不同。因此向組成第一斷開電路32C的放電管DC施加的第一預(yù)定電壓示為VPD1，向組成第二斷開電路35C的放電管DC施加的第一預(yù)定電壓示為V′PD1。圖21示意性地示出了發(fā)生放電時(shí)陽極電流和陰極電流的變化。圖22示出了一個(gè)結(jié)構(gòu)例子，其中第一斷開電路32C和第二斷開電路35C包括代替放電管的齊納二極管TD(TD11,TD21,TD31…,TD12,TD22,TD32…)。圖12所示的變形例與例3的平面型顯示器基本相同，二極管(D13,D23,D33…)可以放置在組成中第一斷開電路32C的放電管DC(DC1,DC2,DC3…)的另一端和柵極14之間(見圖23)。當(dāng)二極管(D13,D23,D33…)如上所述布置時(shí)，不導(dǎo)致放電的柵極14的電勢(shì)為VPD1，能放置由于相鄰柵極14之間電壓差引起的相鄰柵極14之間出現(xiàn)放電。在圖23中，用齊納二極管TD代替放電管DC。
為了防止第一預(yù)定電壓VPD1對(duì)第一驅(qū)動(dòng)電路31造成損壞以及第一預(yù)定電壓V′PD1對(duì)第二驅(qū)動(dòng)電路34造成損壞，最好|VPD1-V′PD1|值滿足以下表達(dá)式，其中VG-SL式加到所選柵極上的電壓，VC-SL式加到所選陰極上的電壓的最小值，α式一種安全因子，是大于1的任意值，例如10或小于10，。
|VPD1-V′PD1|＜α＜|VG-SL-V′C-SL|例7例7涉及根據(jù)本發(fā)明第二方案的平面型顯示器(具體說是冷陰極場(chǎng)發(fā)射顯示器)。圖24示出了例7的平面型顯示器的概念圖。該平面型顯示器的局部示意性端視圖基本與圖3所示的平面型顯示器類似，唯一的區(qū)別在于增加了陽極斷開電路38，因此其詳細(xì)說明從略。而且第一屏板10的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)第一屏板或例1-6中任一例所解釋的第一屏板結(jié)構(gòu)相同，因此其詳細(xì)說明從略。
例7的平面型顯示器包括由電子發(fā)射部分16的第一屏板(陰極板)10，由熒光層22和陽極24組成的電子輻射表面的第二屏板(陽極板)20，以及驅(qū)動(dòng)陽極24的陽極驅(qū)動(dòng)電路37，設(shè)在陽極24和陽極驅(qū)動(dòng)電路37之間的陽極斷開電路38，用于防止在電子發(fā)射部分16和電子輻射表面之間放電。
在例7中，陽極驅(qū)動(dòng)電路37可以具有已知的電路結(jié)構(gòu)。當(dāng)平面型顯示器工作時(shí)，例如5kV的電壓Va從陽極驅(qū)動(dòng)電路37加到陽極24上。圖24所示的陽極24的結(jié)構(gòu)中，有效區(qū)域覆蓋一張薄板性的導(dǎo)電材料。
陽極斷開電路38包括n-溝道型MOS-型FETTRA，第一電阻元件RA1和第二電阻元件RA2。MOS-型FETTRA的一個(gè)源極/漏極區(qū)通過第一電阻元件RA連接到陽極24。第二電陽元件RA2的一端連接陽極24，另一端接地。在例7中，第一電阻元件RA的電阻值為100Ω，第二電阻元件RA2的電阻值為5MΩ。MOS-型FETTRA的柵極區(qū)連接MOS-型FETTRA驅(qū)動(dòng)電源V0(例如2伏)的一端，其另一端連接陽極24。當(dāng)象柵極區(qū)施加2伏或更高的電壓時(shí)用變成連續(xù)性狀態(tài)的MOS-型FET TRA，當(dāng)施加1伏或更低的電壓時(shí)變成非連續(xù)性狀態(tài)?？梢栽陉枠O驅(qū)動(dòng)電路37和陽極斷開電路38之間設(shè)置防止過流流過的高阻元件(未示出)。
假設(shè)當(dāng)平面型顯示器正常工作時(shí)陽極電流未1mA。在這種情況下，在第一電阻元件RA兩端之間的電壓差僅為0.1伏，柵極區(qū)和一個(gè)源極/漏極區(qū)之間的電壓差為1.9伏，MOS-型FET TRA處于連續(xù)性狀態(tài)。即，陽極24和陽極驅(qū)動(dòng)電路37通過陽極斷開電路38電連接。
假設(shè)陽極24導(dǎo)致放電，給出10mA的放電電流。在這種情況下，第一電阻元件RA兩端之間的電壓差達(dá)到1伏，柵極區(qū)和一個(gè)源極/漏極區(qū)之間的電壓差為1.0伏。結(jié)果MOS-型FET TRA到達(dá)非連續(xù)性狀態(tài)。即，陽極斷開電路38操作，將陽極24和陽極驅(qū)動(dòng)電路37帶到非電接觸狀態(tài)。而且，由于在電子發(fā)射部分16和電子輻射表面(具體為陽極24)之間發(fā)生放電，允許通過陽極24和陽極驅(qū)動(dòng)電路37之間流動(dòng)的電流使陽極斷開電路38工作。由于陽極24通過第二電阻元件RA2接地，因此陽極24的電勢(shì)從5kV減小到0伏，例如幾百伏。結(jié)果，陽極24和電子發(fā)射部分16之間的電壓差減小，從而使放電終止。以上操作重復(fù)進(jìn)行直至陽極24和電子發(fā)射部分16之間的放電去除。
有一些可以省略第二電阻元件RA2的情況。MOS-型FET TRA不去進(jìn)入非連續(xù)性狀態(tài)，在實(shí)際情況下，甚至在非連續(xù)性狀態(tài)下存在漏電流。當(dāng)MOS-型FET TRA變成非連續(xù)性狀態(tài)時(shí)，陽極24的電勢(shì)由于漏電流的影響從5kV降到2或3kV。陽極24的電勢(shì)下降對(duì)于終止放電來說是足夠的電勢(shì)降。
而且，陽極可以由對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)電子發(fā)射部分或一個(gè)或多個(gè)像素的一組陽極單元(241,242,243…)組成，所有陽極單元(241,242,243…)可以通過一條線連接到陽極斷開電路38。
圖25示出了圖24所示的平面型顯示器的變形例。在該平面型顯示器中，陽極的結(jié)構(gòu)由對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)電子發(fā)射部分或一個(gè)或多個(gè)像素的一組陽極單元(241,242,243…)組成。陽極斷開電路38A的數(shù)量與陽極單元(241,242,243…)的數(shù)量相同。陽極斷開電路38A的結(jié)構(gòu)與圖24所示的陽極斷開電路38的結(jié)構(gòu)相同，因此說明從略。
圖26示出了圖25所示的平面型顯示器。在該變形例中，組成陽極斷開電路38A的MOS-型FET驅(qū)動(dòng)電源V0形成公用元件。即，組成陽極斷開電路38A的MOS-型FET TRA的柵極區(qū)與一條線連接。在該結(jié)構(gòu)中，當(dāng)在一個(gè)陽極單元中發(fā)生放電從而使連接到該陽極單元的陽極斷開電路38A操作時(shí)，所有其他陽極斷開電路38A開始操作，陽極整個(gè)的斷開與陽極驅(qū)動(dòng)電路37的電連接。
圖27示出了圖24所示的平面型顯示器的變形例。在該變形例中，由非可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多頻振蕩器組成的計(jì)時(shí)器39連接到陽極斷開電路383。當(dāng)如上所述連接計(jì)時(shí)器39時(shí)，可以在一段時(shí)間(例如1至幾毫秒)阻止陽極斷開電路38B進(jìn)入連續(xù)性狀態(tài)，從而能更可靠地去除陽極24和電子發(fā)射部分16之間的放電。圖28A示出了當(dāng)設(shè)置計(jì)時(shí)器39時(shí)在發(fā)生放電時(shí)陽極電勢(shì)和陽極電流的變化，圖28B示出了沒設(shè)計(jì)時(shí)器39時(shí)發(fā)生放電時(shí)陽極電勢(shì)和陽極電流的變化。
例8例8涉及根據(jù)本發(fā)明第三方案的平面型顯示器(具體是冷陰極場(chǎng)發(fā)射顯示器)。圖29示出了例8的平面型顯示器的概念圖。該平面型顯示器的局部示意性端視圖基本與圖3所示的例1的平面型顯示器相類似，區(qū)別在于增加了屏蔽件40，屏蔽件施壓裝置41和屏蔽件斷開電路42，因此其詳細(xì)說明從略。而且，第一屏板10的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)第一屏板或例1-6中任一例所解釋的第一屏板結(jié)構(gòu)相同，因此其詳細(xì)說明從略。而且，第二屏板20的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)第二屏板或例7中解釋的各種第二屏板之一的結(jié)構(gòu)基本相同(在該結(jié)構(gòu)中，在陽極24和陽極驅(qū)動(dòng)電路37之間設(shè)置陽極斷開電路38、38A和38B，用于防止屏蔽件40和電子輻射表面之間的放電)，因此其詳細(xì)說明從略。
例8的平面型顯示器包括由電子發(fā)射部分16的第一屏板10；由電子輻射表面的第二屏板；驅(qū)動(dòng)電子發(fā)射部分16的第一驅(qū)動(dòng)電路31和34；布置在電子發(fā)射部分16和電子輻射表面(具體為陽極24)之間的屏蔽件40；為屏蔽件40施加電壓的屏蔽件施壓裝置41(電勢(shì)Vconv)。屏蔽件斷開電路42設(shè)在屏蔽件40和屏蔽件施壓裝置41之間，用于防止屏蔽件40和電子輻射表面之間的放電。具體地說，第二屏板20包括襯底21、熒光層22和陽極24。
在例8中，屏蔽件40還用作聚焦電極。屏蔽件40的結(jié)構(gòu)是，在該結(jié)構(gòu)中，在有效區(qū)域上覆蓋一張薄板形式的導(dǎo)電材料，或者在該結(jié)構(gòu)中，集合多個(gè)屏蔽件單元，每個(gè)屏蔽件單元對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)電子發(fā)射部分或一個(gè)或多個(gè)像素。當(dāng)屏蔽件的前一種結(jié)構(gòu)時(shí)，足以提供一種屏蔽件斷開電路。當(dāng)屏蔽件有后一種結(jié)構(gòu)時(shí)，足以采用這樣的結(jié)構(gòu)在該結(jié)構(gòu)中，屏蔽件斷開電路的數(shù)量與屏蔽件單元的數(shù)量相同，或者在該結(jié)構(gòu)中，屏蔽件單元與一條線連接，一個(gè)屏蔽件斷開電路與該線連接。屏蔽件施壓裝置41可以由已知電路構(gòu)成。屏蔽件40需要有開口部分，從電子發(fā)射部分16發(fā)射的電子通過該開口部分。關(guān)于這些開口部分，每個(gè)電子發(fā)射部分16作出一個(gè)開口部分，或者為多個(gè)電子發(fā)射部分16作一個(gè)開口部分。
在例8中，屏蔽件斷開電路42與例4中解釋的電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32B相同或與例1中解釋的電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路32相同。具體地說，屏蔽件斷開電路42例如由圖29所示的放電管DC組成。放電管DC的一端連接在屏蔽件40和屏蔽件施壓裝置41之間，向其另一端施加第一預(yù)定電壓VPD1。當(dāng)屏蔽件40的電勢(shì)由于屏蔽件40和電子輻射表面(具體為陽極24)之間發(fā)生放電二達(dá)到第二預(yù)定電壓VPD2時(shí)，組成屏蔽件斷開電路42的放電管DC在第一預(yù)定電壓和第二預(yù)定電壓之間的電壓差(VPD2-VPD1)的基礎(chǔ)上工作。即，當(dāng)屏蔽件40的電勢(shì)由于電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間發(fā)生放電而達(dá)到第二預(yù)定電壓VPD2時(shí)，組成屏蔽件斷開電路42的放電管DC工作。
當(dāng)屏蔽件施壓裝置41的擊穿電壓取為VCOLAPSE時(shí)，并且當(dāng)屏蔽件施壓裝置41的輸出電壓的最大值取為VOUT-MAX時(shí)，滿足|VOUT-MAX-VPD1|＜VCOLAPSE。相反，當(dāng)屏蔽件施壓裝置41的擊穿電流取為ICOLAPSE且當(dāng)屏蔽件施壓裝置41和屏蔽件40之間的電阻值取為REMISSION時(shí)，滿足|VOUT-MAX-VPD1|＜REMISSION·ICOLAPSE。當(dāng)滿足以上表達(dá)式時(shí)，能防止第一預(yù)定電壓VPD1對(duì)屏蔽件施壓裝置41的損壞。
當(dāng)陽極24和屏蔽件40之間開始放電時(shí)，屏蔽件40的電勢(shì)隨時(shí)間的流逝而增大。而且，當(dāng)屏蔽件40的電勢(shì)達(dá)到第二預(yù)定電壓VPD2或更高時(shí)，組成連接到屏蔽件40的放電管DC變成連續(xù)性狀態(tài)，向屏蔽件40施加第一預(yù)定電壓VPD1。結(jié)果，可以可靠避免屏蔽件施壓裝置41損壞。而且，能防止對(duì)電子發(fā)射部分16和柵極14造成永久損壞。當(dāng)屏蔽件斷開電路42的電勢(shì)減小低于VPD2時(shí)，組成屏蔽件斷開電路42的放電管DC進(jìn)入完全非連續(xù)性狀態(tài)。以上操作重復(fù)進(jìn)行直至陽極24和屏蔽件40之間的放電消失。如果計(jì)時(shí)器與組成屏蔽件斷開電路42的放電管DC連接，則在一段時(shí)間內(nèi)阻止組成屏蔽件斷開電路42的放電管DC變成完全非連續(xù)性狀態(tài)，以便更可靠地去除陽極24和屏蔽件40之間的放電。
圖30示出了一個(gè)結(jié)構(gòu)例子，其中屏蔽件斷開電路42由代替放電管DC的齊納二極管TD組成。而且，放電管DC可以用例1中解釋的n-溝道型晶體管TRCONV和電阻元件(電阻RCONV)代替。晶體管TRCONV的一個(gè)源極/漏極區(qū)和柵極區(qū)連接在屏蔽件40和屏蔽件施壓裝置41之間，另一個(gè)源極/漏極區(qū)通過電阻RCONV接地。晶體管TRCONV的操作基本與例1總解釋的晶體管相同，區(qū)別在于工作電壓和電勢(shì)的關(guān)系不同，因此其詳細(xì)說明從略。
例9例9使用了例8中解釋的屏蔽件斷開電路42的變形例。圖32示出了例9的平面型顯示器的概念圖。圖33示意性地示出了在出現(xiàn)放電時(shí)陽極24和屏蔽件40或點(diǎn)X(見圖32)的電勢(shì)變化。
該平面型顯示器的示意性局部端視圖基本與圖3所示的例1的平面型顯示器相類似，唯一區(qū)別在于增加了屏蔽件40、屏蔽件施壓裝置41和屏蔽件斷開電路42，因此其詳細(xì)說明從略。而且，第一屏板10的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)第一屏板或例1-6中任一例所解釋的第一屏板結(jié)構(gòu)相同，因此其詳細(xì)說明從略。而且，第二屏板20的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)第二屏板或例7中解釋的各種第二屏板之一的結(jié)構(gòu)基本相同(在該結(jié)構(gòu)中，在陽極24和陽極驅(qū)動(dòng)電路37之間設(shè)置陽極斷開電路38、38A和38B，用于防止屏蔽件40和電子輻射表面之間的放電)，因此其詳細(xì)說明從略。
在例9中，屏蔽件40也用作聚焦電極。屏蔽件40的結(jié)構(gòu)是，在該結(jié)構(gòu)中，在有效區(qū)域上覆蓋一張薄板形式的導(dǎo)電材料，或者在該結(jié)構(gòu)中，集合多個(gè)屏蔽件單元，每個(gè)屏蔽件單元對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)電子發(fā)射部分或一個(gè)或多個(gè)像素。當(dāng)屏蔽件有前一種結(jié)構(gòu)時(shí)，足以提供一種屏蔽件斷開電路。當(dāng)屏蔽件有后一種結(jié)構(gòu)時(shí)，足以采用這樣的結(jié)構(gòu)在該結(jié)構(gòu)中，屏蔽件斷開電路的數(shù)量與屏蔽件單元的數(shù)量相同，或者在該結(jié)構(gòu)中，屏蔽件單元與一條線連接，一個(gè)屏蔽件斷開電路與該線連接。屏蔽件施壓裝置41可以由已知電路構(gòu)成。屏蔽件40需要有開口部分，從電子發(fā)射部分16發(fā)射的電子通過該開口部分。關(guān)于這些開口部分，每個(gè)電子發(fā)射部分16作出一個(gè)開口部分，或者為多個(gè)電子發(fā)射部分16作一個(gè)開口部分。
例9中，屏蔽件斷開電路42A由第一放電管DCA和第二放電管DCB組成，第一放電管DCA的一端連接屏蔽件40，另一端連接第一預(yù)定電壓VPD1，第二放電管DCB的一端連接屏蔽件40，另一端連接陽極24。當(dāng)屏蔽件40由于在屏蔽件40和電子輻射表面(具體為陽極24)之間發(fā)生放電而達(dá)到第二預(yù)定電壓VPD2時(shí)，組成屏蔽件斷開電路42A的放電管DCA和DCB在第一預(yù)定電壓和第二預(yù)定電壓之間的電壓差(VPD2-VPD1)的基礎(chǔ)上工作。即，當(dāng)屏蔽件40的電勢(shì)由于電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間發(fā)生放電而達(dá)到第二預(yù)定電壓VPD2時(shí)，組成屏蔽件斷開電路42的第一放電管DCA和第二放電管DCB工作。
具體地說，例如采用這樣的一種結(jié)構(gòu)在這種結(jié)構(gòu)中，從屏蔽件施壓裝置41向屏蔽件40施加的電勢(shì)VCONV為-5伏，第一預(yù)定電壓VPD1為-250伏，第一放電管DCA的工作電壓(將放電管帶入連續(xù)性狀態(tài)的放電管兩端之間的電壓差)是300伏，第二放電管DCB的工作電壓是5.1kV，從陽極驅(qū)動(dòng)電路37施加到陽極24上的電勢(shì)為5kV。
當(dāng)陽極24和屏蔽件40之間開始放電時(shí)，屏蔽件40的電勢(shì)隨著時(shí)間的流逝增大。當(dāng)屏蔽件40的電勢(shì)達(dá)到第二預(yù)定電壓VPD2[VPD2是滿足(VPD2-VPD1)＞=(第一放電管DCA的工作電壓)的一個(gè)值，本例中為(300-250)=50伏]或更高時(shí)，組成屏蔽件斷開電路42A的第一放電管DCA進(jìn)入連續(xù)性狀態(tài)，第一預(yù)定電壓(VPD1=-250伏)施加到屏蔽件40上。同時(shí)，第二放電管DCB兩端之間的電壓差變成(5000+250)伏，第二放電管DCa也進(jìn)入連續(xù)性狀態(tài)，陽極24的電勢(shì)變成-250伏。結(jié)果，可以可靠避免屏蔽件施壓裝置41損壞，不會(huì)對(duì)柵極14和電子發(fā)射部分16造成永久損壞。當(dāng)屏蔽件斷開電路42A的電勢(shì)將到VPD2以下時(shí)，組成屏蔽件斷開電路42A的第一放電管DCA進(jìn)入完全非連續(xù)性狀態(tài)，而且，第二放電管DCB也進(jìn)入完全非連續(xù)性狀態(tài)。以上操作重復(fù)進(jìn)行直至陽極24和屏蔽件40之間的放電去除。如果計(jì)時(shí)器與組成屏蔽件斷開電路42A的第一放電管DCA連接，則能在一段時(shí)間內(nèi)阻止組成屏蔽件斷開電路42A的第一放電管DCA進(jìn)入完全非連續(xù)性狀態(tài)，以便更可靠地去除陽極24和屏蔽件40之間的放電。
圖34示出了具有圖32所示屏蔽件斷開電路42A的一個(gè)變形例的平面型顯示器的概念圖。在圖32所示的屏蔽件斷開電路42A中，在一個(gè)步驟中，第二放電管DCB布置在屏蔽件40和陽極24之間。在圖34所示的屏蔽件斷開電路42B中，放電管(第二放電管DCB和第三放電管DCC)在兩個(gè)步驟中布置在屏蔽件40和陽極24之間。
即，屏蔽件斷開電路42B由第一放電管DCA和第二放電管DCB和第三放電管DCC組成，第一放電管DCA的一段連接屏蔽件40，另一端連接第一預(yù)定電壓VPD1，第二放電管DCB的一段連接屏蔽件40，另一端連接第三放電管DCC的一端并進(jìn)一步連接到第三預(yù)定電壓VPD3；第三放電管DCc的一端連接陽極24。當(dāng)屏蔽件40的電勢(shì)由于屏蔽件40和電子輻射表面(具體為陽極24)之間發(fā)生放電而達(dá)到第二預(yù)定電壓VPD2時(shí)，組成屏蔽件斷開電路42B的放電管DCA和DCB和DCC在第一預(yù)定電壓和第二預(yù)定電壓之間的電壓差(VPD2-VPD1)的基礎(chǔ)上工作。即，當(dāng)屏蔽件40的電勢(shì)由于電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間發(fā)生放電而達(dá)到第二預(yù)定電壓VPD2時(shí)，組成屏蔽件斷開電路42的第一放電管DCA和第二放電管DCB和第三放電管DCC工作。
具體地說，例如采用這樣的一種結(jié)構(gòu)在這種結(jié)構(gòu)中，從屏蔽件施壓裝置41向屏蔽件40施加的電勢(shì)VCONV為-5伏，第一預(yù)定電壓VPD1為-250伏，第三預(yù)定電壓VPD3為4kV，第一放電管DCA的工作電壓是300伏，第二放電管DCB和第三放電管DCc的工作電壓是4.1kV，從陽極驅(qū)動(dòng)電路37施加到陽極24上的電勢(shì)為8kV。
當(dāng)陽極24和屏蔽件40之間開始放電時(shí)，屏蔽件40的電勢(shì)隨著時(shí)間的流逝增大。當(dāng)屏蔽件40的電勢(shì)達(dá)到第二預(yù)定電壓VPD2[VPD2是滿足(VPD2-VPD1)＞=(第一放電管DCA的工作電壓)的一個(gè)值，本例中為(300-250)=50伏]或更高時(shí)，組成連接到屏蔽件40的屏蔽件斷開電路42B的第一放電管DCA進(jìn)入連續(xù)性狀態(tài)，第一預(yù)定電壓(VPD1=-250伏)施加到屏蔽件40上。同時(shí)，第二放電管DCB兩端之間的電壓差變成(4000+250)伏，第二放電管DCB也進(jìn)入連續(xù)性狀態(tài)，第二放電管DCB的另一端電勢(shì)變成-250伏。而且，第三放電管DCc兩端之間的電壓差超過工作電壓，這樣第三放電管DCc進(jìn)入連續(xù)性狀態(tài)，陽極24的電勢(shì)也變成-250V。結(jié)果，可以可靠避免屏蔽件施壓裝置41損壞，不會(huì)對(duì)柵極14和電子發(fā)射部分16造成永久損壞。當(dāng)屏蔽件斷開電路42B的電勢(shì)降到VPD2以下時(shí)，組成屏蔽件斷開電路42B的第一放電管DCA進(jìn)入完全非連續(xù)性狀態(tài)，而且，第二放電管DCB和第三放電管DCc也進(jìn)入完全非連續(xù)性狀態(tài)。以上操作重復(fù)進(jìn)行直至陽極24和屏蔽件40之間的放電去除。如果計(jì)時(shí)器與組成屏蔽件斷開電路42B的第一放電管DCA連接，則能在一段時(shí)間內(nèi)阻止組成屏蔽件斷開電路42B的第一放電管DCA進(jìn)入完全非連續(xù)性狀態(tài)，以便更可靠地去除陽極24和屏蔽件40之間的放電。
在圖32和34所示的屏蔽件斷開電路42A和42B中，隨著電勢(shì)增大檢測(cè)到開始放電?；蛘?，也能隨著在陽極24和屏蔽件40之間流動(dòng)的漏電流的增大來檢測(cè)。圖35示出了具有這種結(jié)構(gòu)的屏蔽件斷開電路42C的平面型顯示器的概念圖。
屏蔽件斷開電路42C由第一放電管DCD和第二放電管DCE組成，第一放電管DCD的一端連接屏蔽件40，另一端連接第一預(yù)定電壓VPD1，第二放電管DCE的一端連接陽極24，另一端連接第一放電管DCD的一端。電阻R4布置在屏蔽件施壓裝置41和屏蔽件40之間，電阻R5布置在陽極驅(qū)動(dòng)電路37和陽極24之間。當(dāng)屏蔽件40的電勢(shì)由于屏蔽件40和電子輻射表面(具體為陽極24)之間發(fā)生放電二達(dá)到第二預(yù)定電壓VPD2時(shí)，組成屏蔽件斷開電路42C的放電管DCD和DCE在第一預(yù)定電壓和第二預(yù)定電壓之間的電壓差(VPD2-VPD1)的基礎(chǔ)上工作。即，當(dāng)屏蔽件40的電勢(shì)由于電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間發(fā)生放電而達(dá)到第二預(yù)定電壓VPD2時(shí)，組成屏蔽件斷開電路42C的放電管DCD和DCE工作。
具體地說，例如采用這樣的一種結(jié)構(gòu)在這種結(jié)構(gòu)中，從屏蔽件施壓裝置41向屏蔽件40施加的電勢(shì)VCONV為0伏，第一預(yù)定電壓VPD1為-100伏，第一放電管DCD的工作電壓是200伏，第二放電管DCE的工作電壓是7.1kV，從陽極驅(qū)動(dòng)電路37施加到陽極24上的電勢(shì)為7kV，每個(gè)電阻R4和R5的電阻值時(shí)1MΩ。
當(dāng)陽極24和屏蔽件40之間開始放電，允許0.1mA的電流(漏電流)在陽極24和屏蔽件40之間流動(dòng)時(shí)，屏蔽件40的電勢(shì)變成第二預(yù)定電壓VPD2[VPD2是滿足(VPD2-VPD1)＞=(第一放電管DCD的工作電壓)的一個(gè)值，本例中為(200-100)=100伏]。結(jié)果第一放電管DCD兩端之間的電壓差變成200伏，組成連接到屏蔽件40的屏蔽件斷開電路42C的第一放電管DCD進(jìn)入連續(xù)性狀態(tài)，第一預(yù)定電壓(VPD1=100伏)施加到屏蔽件40上。同時(shí)，第二放電管DCE兩端的電壓差達(dá)到7.1kV，第二放電管DCE也進(jìn)入連續(xù)性狀態(tài)。結(jié)果，能可靠避免屏蔽件施壓裝置41損壞，和不會(huì)柵極14和電子發(fā)射部分16造成永久損壞。之后，當(dāng)由于電阻R5使電壓降落，使第二放電管DCE兩端的電壓差小于7.1kV時(shí)，組成屏蔽件斷開電路42C的第二放電管DCE進(jìn)入完全非連續(xù)性狀態(tài)，而且，第一放電管DCD也進(jìn)入完全非連續(xù)性狀態(tài)。以上操作重復(fù)進(jìn)行直至去除陽極24和屏蔽件40之間的放電。如果計(jì)時(shí)器與組成屏蔽件斷開電路42C的第二放電管DCE連接，則能在一段時(shí)間內(nèi)阻止組成屏蔽件斷開電路42C的第二放電管DCE進(jìn)入完全非連續(xù)性狀態(tài)，以便更可靠地去除陽極24和屏蔽件40之間的放電。
例10下面解釋各種場(chǎng)發(fā)射器件。使用這些場(chǎng)發(fā)射器件的平面型顯示器可以是根據(jù)本發(fā)明第一至第三方案(包括其各種變形)的平面型顯示器中的任何一種或根據(jù)組成包括各種變形例的第一至第三結(jié)構(gòu)的平面型顯示器中的任何一種。圖37B示出了具有Spindt型場(chǎng)發(fā)射器件形成的第一結(jié)構(gòu)的場(chǎng)發(fā)射器件的示意性局部端視圖。Spindt型場(chǎng)發(fā)射器件包括形成在支承件11上的陰極12；形成在支承件11和陰極12上的絕緣層13；形成的通過柵極14和絕緣層13的開口部分15；形成在位于開口部分15底部中陰極12上的圓錐形電子發(fā)射電極16A。暴露在開口部分15的底部中的圓錐形電子發(fā)射電極16A相當(dāng)于電子發(fā)射部分16。
Spindt型場(chǎng)發(fā)射器件的制造方法基本是通過金屬材料的垂直淀積形成圓錐形電子發(fā)射電極16A。即，汽化顆粒垂直進(jìn)入開口部分15中。利用在開口部分15邊緣部分附近形成的懸垂淀積的屏蔽效果逐漸減小到達(dá)開口部分15底部的汽化顆粒量，從而以自對(duì)準(zhǔn)方式形成作為圓錐形淀積物的電子發(fā)射電極16A。參考圖36A、36B、37A和37B描述預(yù)先在緣層13和柵極14上形成剝離層17以容易去除不必要的懸垂淀積物的方法，這些圖示出了支承件等的局部示意性端視圖。首先，在例如玻璃制成的支承件11上形成鈮(Nb)制成的條形陰極12，在整個(gè)表面上形成SiO2制成的絕緣層13。進(jìn)一步，在絕緣層13上形成柵極14。柵極14例如可以用濺射法、光刻法和干蝕刻法形成。之后，通過RIE(活性離子蝕刻)法在柵極14和絕緣層13中形成開口部分15，使陰極12暴露在開口部分15的底部中(見圖36A)。陰極12可以是單材料層，或者是多層材料的層疊。為了抑制在下面一個(gè)步驟中將要形成的電子發(fā)射電極的電子發(fā)射特性的波動(dòng)，陰極12的表面層部分可以由導(dǎo)電率高于形成剩下部分的材料制成。之后，在暴露在開口部分15的底部中的陰極12上形成電子發(fā)射淀積16A。具體地說，傾斜地淀積鋁，形成剝離層17。在這種情況下，將汽化顆粒的入射角相對(duì)于支承件11的法線設(shè)置成足夠大，從而剝離層17能形成在柵極14和絕緣層13上而基本不在開口部分15的底部上淀積鋁。剝離層17從開口部分15的開口邊緣部分象屋檐那樣延伸，從而開口部分15直徑充分減小(見圖36B)。之后，例如，在整個(gè)表面上垂直淀積鉬(Mo)。在這種情況下，如圖37A所示，隨著剝離層17上懸垂形狀的導(dǎo)電材料層18的生長(zhǎng)，開口部分15的直徑逐漸減小，這樣用于淀積在開口部分15底部上的汽化顆粒逐漸限制到通過開口部分15中心的顆粒。結(jié)果，在開口部分15的底部上形成圓錐形淀積物，鉬制成的圓錐形淀積物組成電子發(fā)射電極16A。
接著，通過電化學(xué)工藝和濕法從絕緣層13和柵極14的表面剝離剝離層17，選擇性地去除絕緣層13和柵極14上的導(dǎo)電材料層18。結(jié)果，電子發(fā)射電極16A可以保留在位于開口部分15底部的陰極12中，如圖37B所示。
具有多個(gè)上述場(chǎng)發(fā)射器件的第一屏板(陰極板)10和第二屏板(陽極板)20合并，從而得到圖3所示的平面型顯示器。具體地說，設(shè)置例如陶瓷或剝離制成的約1mm高的框架，框架、第一屏板10和第二屏板20例如與燒結(jié)玻璃粘結(jié)，干燥燒結(jié)玻璃，然后在約450°下焙燒或煅燒10-30分鐘。然后，對(duì)平面型顯示器的內(nèi)部空間抽真空，直至它的真空度為大約10-4Pa，接著用適當(dāng)方法密封該空間。另外，可以在高度真空環(huán)境中粘結(jié)框架、第一屏板10和第二屏板20。另外，對(duì)于平面型顯示器的某種結(jié)構(gòu)來說，第一屏板10和第二屏板20可以不用框架而彼此粘結(jié)。
下面參考圖38A-38D說明第二屏板20的一例制造方法。首先，植被發(fā)光晶?；旌衔?。為此，例如在純水中分散分散劑，用3000rpm的高速攪拌機(jī)攪拌分散物1分鐘。之后，把發(fā)光晶粒倒入分散在純水中的分散劑中，用高速攪拌機(jī)在5000rpm下攪拌混合物5分鐘。之后，例如加入聚乙烯醇，充分?jǐn)嚢韬瓦^濾混合物。
在第二屏板20的制造過程中，在例如玻璃制成的襯底21的整個(gè)表面上形成(施加)感光膜50。感光膜50被來自光源(未示出)的光曝光并通過掩模53中形成的開口54，形成被曝光的區(qū)域51(見圖38A)。之后，通過顯影選擇性地去除感光膜50，將剩下的一部分52感光膜(被曝光和顯影的感光膜)留在襯底21上(見圖38B)。接著，將炭劑(炭泥)施加倒整個(gè)表面上，干燥和焙燒施加的炭劑。之后，通過剝離法去除剩下的那部分52感光膜和凄傷的炭劑，在曝光的襯底21上形成炭劑制成的黑色矩陣23并去除剩下的那部分52感光膜(見圖38C)。之后，在曝光的襯底21上形成紅、綠、藍(lán)熒光層22(22R、WWG、22B)(見圖38D)。具體地說，由熒光晶粒(熒光顆粒)制備熒光晶粒的合成物。例如，紅色熒光晶粒(熒光漿液)的感光合成物施加倒整個(gè)表面上，然后曝光和顯影。綠色熒光晶粒(熒光漿液)的感光合成物施加倒整個(gè)表面上，然后曝光和顯影。進(jìn)一步，藍(lán)色熒光晶粒(熒光漿液)的感光合成物施加倒整個(gè)表面上，然后曝光和顯影。之后，通過濺射法在熒光層22和黑色矩陣23上形成約0.07μm厚的鋁薄膜制成的陽極24?；蛘撸ㄟ^絲網(wǎng)印刷法等形成每層熒光層22。
陽極可以有這樣的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，一張薄板形的導(dǎo)電材料覆蓋在有效區(qū)域上，或者在該結(jié)構(gòu)中，集合多個(gè)陽極單元，每個(gè)陽極單元對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)電子發(fā)射部分或一個(gè)或多個(gè)像素。在根據(jù)本發(fā)明第一至第三方案的平面型顯示器中，當(dāng)陽極電極有前一種結(jié)構(gòu)時(shí)，足以將陽極驅(qū)動(dòng)電路連接到陽極電極。當(dāng)陽極電極具有后一種結(jié)構(gòu)時(shí)，足以將陽極驅(qū)動(dòng)電路連接到每個(gè)陽極電極單元。在根據(jù)本發(fā)明第二方案的平面型顯示器中，當(dāng)陽極電極有前一種結(jié)構(gòu)時(shí)，提供一個(gè)陽極電極斷開電路足以。當(dāng)陽極電極具有后一種結(jié)構(gòu)時(shí)，采用陽極電極斷開電路的數(shù)量和陽極電極單元的數(shù)量相同這樣的結(jié)構(gòu)足以。圖41A示出了具有第一結(jié)構(gòu)的冠形場(chǎng)發(fā)射器件的示意性局部端視圖，圖41B示出了其局部切除的示意性透視圖。冠形場(chǎng)發(fā)射器件包括形成在支承件11上的陰極12；形成在支承件11和陰極12上的絕緣層13；形成在絕緣層13上的柵極14；通過柵極14和絕緣層13形成的開口部分15；形成在一部分陰極12上的冠形電子發(fā)射電極16B，所述部分位于開口部分15的底部。在開口部分15的底部暴露的冠形電子發(fā)射電極16B對(duì)應(yīng)于電子發(fā)射部分16。
下面參考圖39A、39B、40A、40B、40C、41A和41B描述冠形場(chǎng)發(fā)射器件的制造方法，這些圖示出了支承件等的局部示意性端視圖等。首先，在例如玻璃制成的支承件11上形成條形陰極12。陰極12在圖的紙面上向左右延伸。條形陰極12例如可用濺射法然后為ITO膜構(gòu)圖在支承件11的整個(gè)表面上形成約0.2μm厚的ITO膜來形成條形陰極12。陰極12可以是一層材料層或多層材料層構(gòu)成的疊層。例如，為了抑制在下一個(gè)步驟中形成的電子發(fā)射電極的電子發(fā)射特性波動(dòng)，陰極12的表面層部分可以由電阻率高于組成剩下部分的材料制成。之后，在支承件11和陰極12上形成絕緣層13。在該實(shí)施例中，例如，將玻璃漿絲網(wǎng)印刷在整個(gè)表面上，形成厚度約為3μm厚的層。之后，為了去除包括在絕緣層13中的水和溶劑并使絕緣層13平整，進(jìn)行兩段工序的煅燒，例如在100℃臨時(shí)煅燒10分鐘，并在500100℃全力煅燒20分鐘。以上使用玻璃漿的絲網(wǎng)印刷可以用等離子體CVD法形成SiO2膜來代替。
之后，在絕緣層13上形成條形柵極14(見圖39A)。柵極14垂直于紙面延伸。柵極14例如可通過電子束淀積法以約20nm厚鉻(Cr)膜和0.2μm厚金(Aμ)膜這樣的順序形成在絕緣層13上并對(duì)該層疊的膜構(gòu)圖來形成的。形成鉻膜用于彌補(bǔ)金膜到絕緣層13的附著缺陷。柵極14的投影圖象的延伸方向與條形陰極12的投影圖象的延伸方向形成90°角。根據(jù)RIE法，穿過例如光刻膠材料制成的蝕刻掩模蝕刻?hào)艠O14和絕緣層13，形成穿過柵極14和絕緣層13的開口部分15并使開口部分15底部的陰極12露出來(見圖39B)。開口部分15的直徑約為2-50μm。之后，去除蝕刻掩膜，在柵極14、絕緣層13和開口部分15的側(cè)壁表面上形成剝離層60(見圖40A)。以上剝離層60例如通過旋涂法漿漿光刻膠材料施加到整個(gè)表面上并為光刻膠材料層構(gòu)圖形成，使得僅去除開口部分15底部上的部分(中央部分)。在該階段，開口部分15的直徑基本減小到約1-20μm。之后，如圖40B所示，由成分材料構(gòu)成的導(dǎo)電合成層形成在整個(gè)表面上。以上成分材料包含例如60％重的作為導(dǎo)電顆粒的平均粒徑約0.1μm的石墨顆粒和作為粘合劑的40％中的No.4水玻璃。成分材料旋涂在整個(gè)表面上，例如以1400rpm進(jìn)行10分鐘。由于成分材料的表面張力，開口部分15中導(dǎo)電合成層61的表面沿開口部分15的側(cè)壁表面升起，朝開口部分15的中央部分凹陷。之后，執(zhí)行例如在400℃下臨時(shí)煅燒30分鐘以去除導(dǎo)電合成層61中包含的水。
在成分材料中，(1)粘合劑可以是分散媒質(zhì)，用于形成導(dǎo)電顆粒自身的分散，或者(2)粘合劑可以覆蓋每個(gè)導(dǎo)電顆粒，或者(3)當(dāng)粘合劑分散或溶解在適當(dāng)溶劑中時(shí)，粘合劑可以構(gòu)成導(dǎo)電顆粒的分散媒質(zhì)。上述情況(3)的一個(gè)典型例子是水玻璃，水玻璃可以選自日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)K1408下定義的No1-4或者與其相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品。Nol-4指根據(jù)每摩爾氧化鈉(Na2O)中氧化硅(SiO2)的不同摩爾量的四個(gè)等級(jí)(約2-4摩爾)，這是水玻璃的組分，它們?cè)陴ざ确矫姹舜瞬煌Ｒ虼?，?dāng)剝離工藝中用水玻璃時(shí)，最好選用最佳水玻璃同時(shí)考慮不同條件例如分散在水玻璃中的導(dǎo)電顆粒的種類和含量，與剝離層60的親和性，開口部分15的長(zhǎng)寬比等，或者最好在使用前制備等價(jià)于具有這種等級(jí)的水玻璃。
粘合劑通常導(dǎo)電性差。因此，當(dāng)粘合劑的含量相當(dāng)于成分材料中的導(dǎo)電顆粒的含量太大時(shí)，形成的電子發(fā)射電極16B會(huì)顯示電陽值增大，電子發(fā)射不能平穩(wěn)進(jìn)行。例如，在作為導(dǎo)電顆粒分散在水玻璃中的含碳的材料顆粒的成分材料中，根據(jù)成分材料總量的含碳材料顆粒的含量最好確定重量約為30-95％的范圍內(nèi)，同時(shí)考慮電子發(fā)射電極16B的電阻值、成分材料的粘性和導(dǎo)電顆粒的相互粘附這樣的特性。當(dāng)含碳材料顆粒的含量選自以上范圍時(shí)，形成的電子發(fā)射電極16B的電阻值可以充分減小，且能在良好的條件下保持含碳材料顆粒的相互粘附。但是，當(dāng)用含碳材料顆粒與氧化鋁的混合物作為導(dǎo)電顆粒時(shí)，導(dǎo)電顆粒的相互粘附易于降低，使得最好根據(jù)氧化鋁顆粒的含量增加含碳材料顆粒的含量。含碳材料顆粒的含量在重量上最好為60％或更多。成分材料可以包含穩(wěn)定導(dǎo)電顆粒分散狀態(tài)的分散劑和添加劑例如PH調(diào)節(jié)器、干燥劑、固化劑和防腐劑。可以使用通過用粘合劑涂導(dǎo)電顆粒制備粉末和漿粉末分散在適當(dāng)?shù)姆稚⒚劫|(zhì)中來制備的成分材料。
例如，當(dāng)冠形電子發(fā)射電極16B具有大約1到20微米的直徑并且當(dāng)含碳材料顆粒被用作導(dǎo)電顆粒時(shí)，優(yōu)選地，含碳材料顆粒的顆粒直徑大約在從0.1微米到1微米的范圍內(nèi)。當(dāng)含碳材料顆粒的顆粒直徑在上述范圍內(nèi)時(shí)，冠形電子發(fā)射電極16B的邊緣部分提供足夠的高機(jī)械強(qiáng)度，并且冠形電子發(fā)射電極16B與陰極12的粘結(jié)性變得良好。之后，如圖40C所示，去除剝離層60。通過進(jìn)入2wt％氫氧化鈉水溶液中30秒來執(zhí)行剝離?？稍诔曊駝?dòng)下執(zhí)行剝離。以這種方式，剝離層60和剝離層60上的導(dǎo)電成分層61的一部分一起被去除，并且僅導(dǎo)電成分層61的位于開口部分15的底部中的暴露陰極12上的那一部分保留下來。上述保留部分構(gòu)成電子發(fā)射電極16B。電子發(fā)射電極16B具有向開口部分15的中央部分凹入的表面并具有冠形形狀。圖41A和41B表示完成步驟240之后的狀態(tài)。圖41B是長(zhǎng)發(fā)射設(shè)備的一部分的透視圖，圖41A是沿著圖41中的A-A線的部分端視圖。在圖41B中，絕緣層13的一部分和柵極14的一部分被切去，以顯示整個(gè)電子發(fā)射電極16B。在一個(gè)交迭區(qū)中足以形成大約5到100個(gè)電子發(fā)射電極16B。為可靠地曝光各個(gè)電子發(fā)射電極16B的表面上的導(dǎo)電顆粒，可通過蝕刻除去各個(gè)電子發(fā)射電極16B的表面上的粘合劑。之后，焙燒電子發(fā)射電極16B。在干燥氣氛中在400度進(jìn)行30分鐘來執(zhí)行焙燒。焙燒溫度根據(jù)包含在成分材料中的粘合劑來選擇。例如，當(dāng)粘合劑是無機(jī)材料，如水玻璃時(shí)，在可焙燒無機(jī)材料的溫度下足以執(zhí)行熱處理。但粘合劑是熱固樹脂時(shí)，熱處理可在固化熱固樹脂的溫度下執(zhí)行。但是，為維持導(dǎo)電顆粒彼此之間的粘結(jié)性，熱處理優(yōu)選在熱固樹脂不被過量分解也不被碳化的溫度下進(jìn)行。在任何一種情況下，要求熱處理溫度是在柵極、陰極和絕緣層上不引起破壞或缺陷的溫度。熱處理氣氛優(yōu)選是惰性氣體氣氛，用于防止引起柵極和陰極的電阻率升高而氧化，并用于防止柵極和陰極受到破壞或出現(xiàn)缺陷。當(dāng)熱塑性樹脂被用作粘合劑時(shí)，在一些情況下不需要熱處理。圖42C表示具有第一結(jié)構(gòu)的場(chǎng)發(fā)射器件的局部示意性截面圖，所述器件是平面型場(chǎng)發(fā)射器件。平面型場(chǎng)發(fā)射器件包括形成在例如由玻璃制成的支承件11上的陰極12；形成在支承件11和陰極12上的絕緣層13；形成在絕緣層13上的柵極14；穿過柵極14和絕緣層13形成的開口部分15；形成在定位于開口部分15的底部中的陰極12的一部分上的平面電子發(fā)射電極16C。電子發(fā)射電極16C形成于在垂直于圖42c的紙表面的方向上延伸的條形陰極12上。而且，柵極14在圖42C的紙表面上向左右延伸。陰極12和柵極14由鉻(Cr)制成。尤其是，電子發(fā)射電極16C由石墨粉末制成的薄層構(gòu)成。SiC制成的電阻層62形成在陰極12與電子發(fā)射電極16C之間，用于穩(wěn)定場(chǎng)發(fā)射器件的性能并獲得均勻的場(chǎng)發(fā)射特性。在圖42C所示的平面型場(chǎng)發(fā)射器件中，電阻層60和電子發(fā)射電極16C在陰極12的整個(gè)表面上形成。但是，本發(fā)明并不限制于這種結(jié)構(gòu)，并且至少在開口部分15的底部中形成電子發(fā)射電極16C就足夠了。
制造平面型場(chǎng)發(fā)射器件的方法在后面將參考圖42A,42B和42C來解釋，其表示出支承件等的示意性截面圖。對(duì)鉻(Cr)制成的用于陰極的導(dǎo)電材料層通過濺射方法形成在支承件11上并通過平板印刷術(shù)和干蝕刻方法構(gòu)圖，從而條形陰極12可形成在支承件11(看圖42A)上。陰極12在垂直于圖42A的紙表面的方向上延伸。之后，電子發(fā)射電極16C形成在陰極12上。尤其，SiC的電阻層62通過濺射方法形成在整個(gè)表面上。之后，石墨粉末涂覆制成的電子發(fā)射電極16C通過旋涂方法形成在電阻層62上并被干燥。接著，電子發(fā)射電極16C和電阻層62用已知方法(看圖42B)構(gòu)圖。電子發(fā)射部分由電子發(fā)射電極16C構(gòu)成。之后，絕緣層13形成在整個(gè)表面上。尤其，SiO2制成的絕緣層13例如通過濺射方法形成在電子發(fā)射電極16C和支承件11上?；蛘?，絕緣層13可通過其中玻璃漿料被絲網(wǎng)印刷的方法或SiO2層通過CVD方法形成的方法來形成。之后，條形柵極14形成在絕緣層13上。接著，在形成蝕刻掩膜后，開口部分15經(jīng)柵極14和絕緣層13形成以暴露出在開口部分15中的底部中的電子發(fā)射電極16C。隨后，蝕刻掩膜被去除并行在400度執(zhí)行30分鐘的熱處理以去除電子發(fā)射電極16C中的有機(jī)溶劑，從而可獲得圖42C所示的場(chǎng)發(fā)射器件。圖43C表示具有第一結(jié)構(gòu)的場(chǎng)發(fā)射器件的變形例的局部示意性截面圖，所述器件是平面型場(chǎng)發(fā)射器件。圖43C所示的平面型場(chǎng)發(fā)射器件不同于圖42C所示的平面型場(chǎng)發(fā)射器件之處在于電子發(fā)射電極16C的結(jié)構(gòu)中有某些不同。制造場(chǎng)發(fā)射器件的方法下面參考圖43a,43B和43c來解釋，其表示出支承件等的示意性截面圖。首先，在支承件11上形成用于陰極的導(dǎo)電材料層。特別是，抗蝕劑材料層(未示出)形成在支承件11的整個(gè)表面上，并且從要形成陰極的部分移除抗蝕劑材料層。之后，鉻(Cr)制成的用于陰極的導(dǎo)電材料層通過濺射方法形成在整個(gè)表面上。而且，SiC制成的電阻層62通過濺射方法形成在整個(gè)表面上，石墨粉末涂覆層通過旋涂法形成在電阻層62上并被干燥。接著，抗蝕劑材料層用剝離溶液被去除。在這種情況下，用于陰極的導(dǎo)電材料層、電阻層62和石墨粉末涂覆層也被去除。以這種方式，根據(jù)所謂的剝離方法可獲得其中疊層陰極12、電阻層62和電子發(fā)射電極16C的結(jié)構(gòu)(看圖43A)。之后，絕緣層13形成在整個(gè)表面上，條形柵極14形成在絕緣層13上(看圖43B)。接著，經(jīng)柵極14和絕緣層13形成開口部分15以暴露開口部分15的底部中的電子發(fā)射電極16C。形成在開口部分15的底部中暴露的陰極12的表面上的電子發(fā)射電極16C對(duì)應(yīng)于電子發(fā)射部分。圖45B表示具有平面型場(chǎng)發(fā)射器件形成的第一結(jié)構(gòu)的場(chǎng)發(fā)射器件的變形例的局部示意性截面圖。在平面型場(chǎng)發(fā)射器件中，電子發(fā)射電極16D由CVD方法形成的碳薄膜構(gòu)成。
優(yōu)選地使用碳薄膜來構(gòu)成電子發(fā)射部分，因?yàn)樘?C)具有低功函數(shù)并且可用于得到發(fā)射電子的高電流。為允許碳薄膜發(fā)射電子，把碳薄膜帶入其中碳薄膜被放置于適當(dāng)?shù)碾妶?chǎng)(例如，具有大約106V/m的強(qiáng)度的電場(chǎng))中的狀態(tài)就足夠了。
當(dāng)使用抗蝕劑層作為蝕刻掩膜用氧氣對(duì)諸如薄金剛石膊的碳薄膜進(jìn)行等離子體蝕刻時(shí)，作為蝕刻反應(yīng)系統(tǒng)中的反應(yīng)副產(chǎn)品產(chǎn)生(CHx)-或(CFx)-基的碳聚合物的分解產(chǎn)物。當(dāng)在等離子體蝕刻中在蝕刻反應(yīng)系統(tǒng)中產(chǎn)生分解產(chǎn)物時(shí)，通常，分解產(chǎn)物形成在抗蝕劑的側(cè)壁表面上，該側(cè)壁表面具有低的例子入射可能性或形成在被蝕刻的材料的被處理過的端表面上，以形成所謂的側(cè)壁保護(hù)膜，并且它促進(jìn)了被蝕刻材料的各向異性處理所獲得的形式的完成。但是，當(dāng)氧氣被用作蝕刻氣體時(shí)，碳聚合物制成的側(cè)壁保護(hù)膜在其一形成就去除氧氣。而且，當(dāng)氧氣被用作蝕刻氣體時(shí)，抗蝕劑層被大量磨損。由于這些原因，在傳統(tǒng)氧氣等離子體處理金剛石薄膜過程中，金剛石薄膜與掩膜的圖案?jìng)鬏敳顒e大，并且各向異性處理在很多情況下也是困難的。
為克服上述問題，例如，使用其中碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域形成于陰極的表面中并且碳薄膜制成的電子發(fā)射部分形成于碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域中的結(jié)構(gòu)就足夠了。即，在制造上述場(chǎng)發(fā)射器件過程中，陰極形成在支承件上，接著，碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域形成于陰極的表面中并且之后，碳薄膜(對(duì)應(yīng)于電子發(fā)射部分)形成于碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域中。在陰極的表面中形成碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域的步驟將被稱為碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域形成步驟。
上述碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域優(yōu)選是金屬顆粒粘結(jié)其上的陰極表面的那一部分或薄金屬膜形成其上的陰極表面的那一部分。為碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域上碳薄膜的更可靠的選擇長(zhǎng)大，需要硫(S)、硼(B)或磷(P)粘結(jié)于碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域的表面。認(rèn)為上述材料用作一種催化劑，并且這些材料的任何一種可改善碳薄膜的選擇長(zhǎng)大性能。碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域形成在定位于開口部分的底部中的陰極的那一部分表面上就足夠了。碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域可形成為從定位于開口部分的底部中的陰極的那一部分向除開口部分的底部除外(不同)的部分表面延伸。而且，碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域可形成在定位于開口部分的底部中的陰極的那一部分的表面整體上或可形成在上述部分的局部。
碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域形成步驟優(yōu)選包括允許金屬顆粒粘結(jié)到要形成碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域的陰極的那一部分的表面(后面有時(shí)簡(jiǎn)稱為“陰極表面”)上或在該表面上形成金屬薄層，從而形成由具有金屬顆粒粘結(jié)其上的表面的陰極部分或具有金屬薄層形成其上的表面的陰極部分構(gòu)成的碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域。在這種情況下，為使碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域上碳薄膜的更可靠的選擇長(zhǎng)大，需要允許硫(S)、硼(B)或磷(P)粘結(jié)于碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域的表面，從而碳薄膜在在選擇長(zhǎng)大性能方面被改進(jìn)。允許硫、硼或磷粘結(jié)到碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域的表面的方法包括例如，含硫、硼或磷化合物制成的化合物層形成于碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域的表面上，接著熱處理化合物層來分解構(gòu)成化合物層的化合物，從而在碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域的表面上留下硫、硼或磷的方法。含硫化合物包括苯并噻吩、并噻吩和噻吩。含硼化合物包括三苯基硼。含磷化合物包括三苯基磷。
或者，為使碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域上碳薄膜的更可靠的選擇長(zhǎng)大，在允許金屬顆粒粘結(jié)或金屬薄層形成于陰極表面上后，優(yōu)選地去除各個(gè)金屬顆粒表面上或金屬薄層的表面上的金屬氧化物(所謂的自然氧化膜)。各個(gè)金屬顆粒表面上或金屬薄層的表面上的金屬氧化物優(yōu)選例如根據(jù)微波等離子體方法、變壓器耦合等離子體方法、電感耦合等離子體方法、電子回旋加速器共振等離子體方法或RF等離子體方法通過氫氣氣氛中的等離子體還原處理去除，或通過氬氣氣氛中的濺射去除，或通過例如用諸如氫氟酸酸或堿清洗去除。當(dāng)包括允許硫、硼或磷粘結(jié)于碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域的表面的步驟以及去除各個(gè)金屬顆粒表面上或金屬薄層的表面上的金屬氧化物的步驟時(shí)，優(yōu)選地，這些步驟在絕緣層中形成開口部分之后且在碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域上形成碳薄膜之前執(zhí)行。
允許金屬顆粒粘結(jié)于用于形成碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域的陰極表面上的方法包括例如一種方法，其中，在除要在陰極上形成碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域的區(qū)域之外的區(qū)域用適當(dāng)?shù)牟牧?如掩膜層)覆蓋的狀態(tài)下，溶劑和金屬顆粒構(gòu)成的層被形成于陰極的部分表面上，在該部分上要形成碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域，并且之后，去除溶劑，同時(shí)留下金屬顆粒?；蛘撸试S金屬顆粒粘結(jié)于的陰極表面上的步驟包括例如一種方法，其中，在除要在陰極上形成碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域的區(qū)域之外的區(qū)域用適當(dāng)?shù)牟牧?如掩膜層)覆蓋的狀態(tài)下，允許包含構(gòu)成金屬顆粒的金屬原子的金屬化合物顆粒粘結(jié)于陰極表面上，接著，金屬化合物顆粒被加熱來分解它們，從而得到其上粘結(jié)金屬顆粒的陰極部分構(gòu)成的碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域。在上述方法中，尤其，溶劑和金屬化合物顆粒構(gòu)成的層被形成于陰極的部分表面上，在該部分上要形成碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域，并且去除溶劑，同時(shí)留下金屬顆粒。上述金屬化合物顆粒優(yōu)選由從下面一組中選擇的至少一種材料構(gòu)成，該組包括用于構(gòu)成金屬顆粒的金屬的鹵化物(例如碘化物、氯化物、溴化物等)、氧化物和氫氧化物。在上述方法中，覆蓋除要在陰極上形成碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域的區(qū)域之外的區(qū)域的材料(例如掩膜層)在適當(dāng)?shù)碾A段被去除。
在用于形成碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域的陰極表面上形成金屬薄層的方法可從已知的方法選擇，這些已知方法諸如為電鍍方法、化學(xué)鍍方法、包括MOCVD方法的化學(xué)蒸汽淀積方法(CVD方法)、物理蒸汽淀積方法(PVD方法)和熱解有機(jī)金屬化合物的方法，并且，上述方法在除要在陰極上形成碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域的區(qū)域之外的區(qū)域用適當(dāng)?shù)牟牧细采w的狀態(tài)下執(zhí)行。物理蒸汽淀積方法包括包括(a)真空淀積方法，如電子束加熱方法、電阻加熱方法和快速淀積方法(b)等離子體淀積方法(c)諸如雙極濺射方法、DC濺射方法、DC磁控濺射方法、高頻濺射方法、磁控磁控濺射方法、離子束濺射方法和偏壓濺射方法的濺射方法和(d)諸如DC(直流)方法、RF方法、多陰極方法、激活放映方法、電場(chǎng)淀積方法、高頻離子鍍方法和反應(yīng)離子鍍方法的離子鍍方法。
優(yōu)選地，上述金屬顆?；蚪饘俦佑芍辽僖环N從下面一組中選擇出的金屬構(gòu)成，該組包括鉬(Mo)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎢(W)、鋯(Zr)、鉭(Ta)、鐵(Fe)、銅(Cu)、鉑(Pt)和鋅(Zn)。
上述碳薄膜包括石墨薄膜、無定形的碳薄膜、類金剛石碳薄膜和fullerene薄膜。用于形成碳薄膜的方法包括基于微波等離子體方法、變壓器耦合等離子體方法、電感耦合等離子體方法、電子回旋加速器共振等離子體方法和RF等離子體方法的CVD方法以及使用二極管平行板等離子體增強(qiáng)CVD系統(tǒng)的CVD方法。碳薄膜的形式不僅包括薄膜形式而且包括晶須形式以及納米管(包括空心和實(shí)心管)形式。
陰極可具有任何結(jié)構(gòu)，如導(dǎo)電材料層的單層結(jié)構(gòu)或具有下導(dǎo)電材料層、形成于下導(dǎo)電材料層上的電阻層和形成于電阻層上的上導(dǎo)電材料層的三層結(jié)構(gòu)。在后者情況下，碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域形成于上導(dǎo)電材料層的表面上。上述形成的電阻層用來得到電子發(fā)射電極的均勻的電子發(fā)射性能。
用于制造平面型場(chǎng)發(fā)射器件的方法的一個(gè)離子在后面將參考圖44A,44B,45A和45B解釋。首先，用于陰極的導(dǎo)電材料層形成于例如玻璃制成的支承件11上，并且然后通過已知的平板印刷術(shù)和己知的RIE方法對(duì)導(dǎo)電材料層構(gòu)圖，以在支承件11上形成條形陰極12。條形陰極12在圖的紙面上向左右延伸。陰極12例如由通過濺射方法形成的大約0.2微米厚的鉻(Cr)層制成。之后，絕緣層13形成于整個(gè)表面上，尤其在支承件11和陰極12上。接著，條形柵極14形成于絕緣層13上并且開口部分15形成于柵極14和絕緣層13中，以暴露開口部分15的底部中的陰極12(看圖44A)。柵極14在垂直于圖的紙面方向上延伸。開口部分15具有例如具有1到30微米的直徑的圓形的平面形式。在用于一個(gè)像素的每一區(qū)域上應(yīng)形成1到大約3000個(gè)這種開口部分15就足夠了。場(chǎng)發(fā)射陰極16D形成于在開口部分15的底部中暴露的陰極12上。尤其，首先碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域63形成于陰極12的表面上，該表面定位于開口部分15的底部中。由于這一目的，首先，形成掩膜層64以使得陰極12的表面暴露于開口部分15的底部的中央部分(看圖44B)。尤其，抗蝕劑材料層通過旋涂方法形成于包括開口部分15的內(nèi)表面的整個(gè)表面上，然后通過平板印刷術(shù)在定位于開口部分15的底部的中央部分中的抗蝕劑材料層中形成孔，從而可得到掩膜層64。掩膜層64覆蓋陰極12的一部分，該部分被定位于開口部分15的底部、開口部分15的側(cè)壁、柵極14和絕緣層13中。在接下面的步驟中，碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域形成于陰極12的表面上，該表面被定位于開口部分15的底部的中央部分中。上述過程可能可靠地防止陰極12和柵極14用金屬顆粒短路。
接著，允許金屬顆粒粘結(jié)到掩膜層64和陰極12的暴露表面。尤其，把細(xì)小鎳(Ni)顆粒分散在聚硅氧烷溶液(使用異丙基乙醇作為溶劑)中制備的分散劑通過旋涂法被施加于整個(gè)表面，在要形成碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域63的陰極12的一部分的表面上形成容積和金屬顆粒構(gòu)成的層。之后，移取掩膜層64并且通過加熱上述層到大約400度除去溶劑，把金屬顆粒65保留在陰極12的暴露表面上，從而可獲得碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域63(看圖45A)。上述聚硅氧烷用來把金屬顆粒65固定于陰極12的暴露表面(所謂的粘結(jié)功能)。接著，具有大約0.2微米厚的碳薄膜66形成于碳薄膜選擇長(zhǎng)大區(qū)域63上，以形成電子發(fā)射電極16D。圖45B表示這樣獲得的狀態(tài)。表1表示在微波等離子體CVD方法的基礎(chǔ)上形成碳薄膜66的狀態(tài)。
表1 圖46C表示具有第二結(jié)構(gòu)的場(chǎng)發(fā)射器件的局部示意性截面圖，所述器件由平面型場(chǎng)發(fā)射器件構(gòu)成。平面型場(chǎng)發(fā)射器件包括形成在例如由玻璃制成的支承件11上的條形陰極12；形成在支承件11和陰極12上的絕緣層13；形成在絕緣層13上的條形柵極14；穿過柵極14和絕緣層13形成的并具有暴露陰極12的底部的開口部分15。陰極12在垂直于圖46C的紙面方向的方向上延伸，柵極14在圖46C的紙表面上向左右延伸。陰極12和柵極14由鉻(Cr)制成，絕緣層13由SiO2制成。在開口部分的底部中暴露的陰極的那一部分對(duì)應(yīng)于電子發(fā)射部分16。
制造平面型場(chǎng)發(fā)射器件的方法在后面將參考圖46A到46C來解釋，其表示出支承件等的示意性截面圖。首先，用作電子發(fā)射部分16的陰極12形成在支承件11上。尤其鉻(Cr)制成的用于陰極的導(dǎo)電材料層通過濺射方法形成于支承件1上，并且通過平板印刷術(shù)和干蝕刻方法對(duì)導(dǎo)電材料層構(gòu)圖，從而條形陰極12可形成在支承件11(看圖46A)上。陰極12在垂直于圖的紙表面的方向上延伸。之后，SiO2制成的絕緣層13例如通過CVD方法形成于支承件11和陰極12上。或者，通過絲網(wǎng)印刷方法由玻璃漿料形成絕緣層13。之后，條形柵極14形成在絕緣層13上。尤其，鉻制成的導(dǎo)電材料層首先形成在整個(gè)表面上，并且通過平板印刷術(shù)和干蝕刻方法對(duì)導(dǎo)電材料層構(gòu)圖，從而形成條形柵極14(看圖46B)。柵極14在圖的紙表面的上向左右方向延伸。條形柵極14也可通過例如絲網(wǎng)印刷方法形成在絕緣層13上。接著，開口部分15形成在柵極14和絕緣層13中，用作電子發(fā)射部分16的陰極12被暴露在開口部分15中的底部中(看圖46C)。其局部示意性截面圖表示在圖47A中的平面型場(chǎng)發(fā)射器件不同于圖46C中所示的平面型場(chǎng)發(fā)射器件之處在于在暴露于開口部分15的底部中的陰極12的表面(對(duì)應(yīng)于電子發(fā)射部分16)上形成細(xì)小的凹凸部分12A。這種平面型場(chǎng)發(fā)射器件通過下面方法制造。以與步驟600到步驟620相同的方式把條形陰極12形成于支承件11上，把絕緣層13形成于整個(gè)表面上，條形柵極14形成于絕緣層13上。即，具有大約0.2微米厚的鎢層通過濺射方法形成與由例如玻璃制成的支承件11上，并且鎢層根據(jù)一般過程被構(gòu)圖為條形形狀，以形成陰極12。接著，絕緣層13形成于支承件11和陰極12上。絕緣層13通過CVD方法使用TEOS(四乙氧基硅烷)作為表面氣體來形成。另外，例如由鉻層制成的0.2微米厚的導(dǎo)電材料層形成于絕緣層13上并被構(gòu)圖為條形形狀，以形成柵極14。完成上述過程的狀態(tài)大體如圖46B所示。接著，在柵極14和絕緣層13中形成開口部分15以與步驟630中同樣的方式在開口部分15的底部中暴露陰極12。之后，在暴露于開口部分15的底部中的陰極12的一部分上形成細(xì)小凹凸部分12A。細(xì)小凹凸部分12A形成時(shí)，使用SF6作為蝕刻氣體通過RIE方法在晶界的蝕刻率大于構(gòu)成陰極12的鎢晶粒的蝕刻率的狀態(tài)下執(zhí)行干蝕刻。結(jié)果可形成具有接近鎢晶體的反射粒徑的尺寸的細(xì)小凹凸部分12A。
上述平面型場(chǎng)發(fā)射器件中，來自柵極14的強(qiáng)電場(chǎng)被施加于陰極12的細(xì)小凹凸部分12A，更具體說，施加于細(xì)小凹凸部分12A的突出部分。在這種情況下，在突出部分上施加的電場(chǎng)與陰極12的表面是平坦光滑的情況相比更強(qiáng)，從而由于量子隧道效應(yīng)可有效地從突出部分發(fā)射電子。因此可期望組裝了上述平面型場(chǎng)發(fā)射器件的平面型顯示器在亮度上比具有在開口部分15的底部中暴露的簡(jiǎn)單的平坦光滑陰極12的平面型場(chǎng)發(fā)射器件改進(jìn)了。因此在圖47A所示的平面型場(chǎng)發(fā)射器件中，即使柵極14與陰極12之間的電勢(shì)差相對(duì)小可獲得足夠電流密度的發(fā)射電子，可實(shí)現(xiàn)平面型顯示器的更高亮度。換言之，如果亮度電平相同，需要的柵電壓可被降低，可降低功率消耗。
在上面解釋的實(shí)施例中，開口部分15穿過蝕刻絕緣層13形成，接著，在陰極12中通過各向異性蝕刻方法在陰極12中形成細(xì)小凹凸部分12A。但是，細(xì)小凹凸部分12A也可同時(shí)通過為形成開口部分15而執(zhí)行的蝕刻形成。即，當(dāng)蝕刻絕緣層13時(shí)，使用期望具有一定程度的離子濺射功能的各向異性蝕刻條件，繼續(xù)蝕刻，直到形成具有垂直壁的開口部分15后，從而可在暴露與開口部分15的底部中的陰極12的那一部分中形成細(xì)小凹凸部分12A。那么，絕緣層13可被各向同性地蝕刻。
在類似于步驟600的步驟中，鎢制成的用于陰極的導(dǎo)電材料層通過濺射方法形成于支承件11上，接著，通過平板印刷術(shù)和干蝕刻方法對(duì)導(dǎo)電材料層構(gòu)圖。隨后，在陰極的表面上形成細(xì)小凹凸部分12A，執(zhí)行類以于步驟610到步驟630的步驟，從而可制造類似于圖47A所示的場(chǎng)發(fā)射器件。
否則，在類似于步驟600的步驟中，鎢制成的用于陰極的導(dǎo)電材料層通過濺射方法形成于支承件11上，接著，在陰極的表面中形成細(xì)小凹凸部分12A。隨后，通過平板印刷術(shù)和干蝕刻方法對(duì)上述導(dǎo)電材料層構(gòu)圖，執(zhí)行類似于步驟610到步驟630的步驟，從而可制造類似于圖47A所示的場(chǎng)發(fā)射器件。
圖47B表示圖47A所示的場(chǎng)發(fā)射器件的變形例。在圖47B表示的場(chǎng)發(fā)射器件中，細(xì)小凹凸部分12A的峰的平均高度位置出現(xiàn)在比支承件11側(cè)上的絕緣層13的下表面更低的水平處(即更低)。為制造這種場(chǎng)發(fā)射器件，把類似于步驟710的干蝕刻持續(xù)更長(zhǎng)的時(shí)間。在這種構(gòu)成中，接近開口部分15的中央部分的電場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)一步被提高。
圖48表示平面型場(chǎng)發(fā)射器件，其中涂層12B形成于陰極12對(duì)應(yīng)于電子發(fā)射部分16的表面上(更具體說至少在細(xì)小凹凸部分12A上)。
優(yōu)選地，上述涂層12B由具有比構(gòu)成陰極12的材料更小功函數(shù)φ的材料制成。用于涂層12B的材料可根據(jù)構(gòu)成陰極12的材料的功函數(shù)、柵極14和陰極12之間的電壓差以及需要的發(fā)射電子的電流密度確定。用于涂層12B的材料包括無定形的金剛石。當(dāng)涂層12B由無定形的金剛石制成時(shí)，平面型顯示器需要的發(fā)射電子的電流密度可在5x107V/m或更小的電場(chǎng)獲得。
涂層12B的厚度被確定到一定程度使得涂層12B可反射細(xì)小凹凸部分12A。那是由于如果細(xì)小凹凸部分12A的凹陷部分填充涂層12B以使電子發(fā)射部分的表面平坦，則形成細(xì)小凹凸部分12A毫無意義。因此，例如當(dāng)在反射電子發(fā)射部分的晶粒直徑的同時(shí)形成細(xì)小凹凸部分12A時(shí)，盡管厚度因細(xì)小凹凸部分12A的尺寸而不同，涂層12B的厚度大約是20到100nm。當(dāng)細(xì)小凹凸部分12A的峰的平均高度位置降低到比絕緣層13的下表面位置更低的水平處，更具體說，優(yōu)選地降低涂層12B的峰的平均高度位置到絕緣層13的下表面位置以下的水平。
尤其，在步驟710之后，無定形的金剛石制造的涂層12B例如通過CVD方法可形成于整個(gè)表面上。涂層12B還可淀積在形成于柵極14和絕緣層13上的蝕刻掩膜(未示出)上。這種淀積部分在去除蝕刻掩膜的同時(shí)被去除。涂層12B可通過CVD方法使用例如CH4/H2混合氣體或CO/H2混合氣體作為源氣體來形成，無定形的金剛石制造的涂層12B通過熱分解含碳化合物而形成。
否則，圖48所示的場(chǎng)發(fā)射器件可如下形成。在類似于步驟600的步驟中，鎢制成的用于陰極的導(dǎo)電材料層通過濺射方法形成于支承件11上，接著，通過平板印刷術(shù)和干蝕刻方法對(duì)上述導(dǎo)電材料層構(gòu)圖。隨后，在導(dǎo)電材料層的表面上形成細(xì)小凹凸部分12A。形成涂層12B并執(zhí)行類似于步驟610到步驟630的步驟。
否則，圖48所示的場(chǎng)發(fā)射器件如下制造。在類似于步驟600的步驟中，鎢制成的用于陰極的導(dǎo)電材料層通過濺射方法形成于支承件11上，接著，在上述導(dǎo)電材料層的表面中形成細(xì)小凹凸部分12A并形成涂層12B。隨后，通過平板印刷術(shù)和干蝕刻方法對(duì)上述導(dǎo)電材料層和涂層12B構(gòu)圖，執(zhí)行類似于步驟610到步驟630的步驟。
或者從具有比構(gòu)成陰極的導(dǎo)電材料更大的二次電子增益(gain)δ的材料中適當(dāng)選擇涂層的材料。
涂層可形成在圖46C所示的平面型場(chǎng)發(fā)射器件的電子發(fā)射部分16(在陰極12的表面上)上。在這種情況下，在步驟630之后，涂層12B可形成于暴露在開口部分15的底部中的陰極12的表面上?；蛘?，在步驟600中，例如陰極形成于支承件11上，涂層12B形成于導(dǎo)電材料層上，通過平板印刷術(shù)和干蝕刻方法對(duì)這些層構(gòu)圖。圖52B是火山口型場(chǎng)發(fā)射器件的局部示意性剖釋圖。在火山口型場(chǎng)發(fā)射器件中，具有多個(gè)用于發(fā)射電子的突出部分112A和每一個(gè)都由突出部分112A包圍的凹陷部分112B的陰極112被提供在支承件11上。圖51表示火山口型場(chǎng)發(fā)射器件的透視簡(jiǎn)圖，其中去除了絕緣層13和柵極14。
盡管各個(gè)凹陷部分的形狀沒有被限定，各個(gè)凹陷部分通常具有接近球形的表面，其與下面的事實(shí)相關(guān)。在制造上述火山口型場(chǎng)發(fā)射器件中，使用球形，并且在形成各個(gè)凹陷部分112B時(shí)反射各個(gè)球形的一部分。當(dāng)各個(gè)凹陷部分112B具有接近球形的表面時(shí)，包圍凹陷部分112B的突出部分112A是圓形或環(huán)形，并且在這種情況下，凹陷部分112B和突出部分112A作為一個(gè)整體具有火山口狀或火山口狀形狀。突出部分112A用于發(fā)射電子，從而每一個(gè)的頂端部分112C特別優(yōu)選是尖銳的，這是考慮有效地提高電子發(fā)射。每一個(gè)突出部分112A的頂端部分112C的輪廓可具有不規(guī)則的突起凹陷形狀或是平坦的。每一像素的突出部分112A的布局是規(guī)則或隨機(jī)的。每個(gè)凹陷部分112B可由沿著凹陷部分112B的周向連續(xù)分布的突出部分112A包圍，在一些情況下，每個(gè)凹陷部分112B可由沿著凹陷部分1121B的周向不連續(xù)分布的突出部分112A包圍。
在制造上述火山口型場(chǎng)發(fā)射器件的方法中，更具體說，在支承件上形成條形陰極的步驟包括步驟在支承件上形成覆蓋多個(gè)球形的條形陰極；和去除球形以去除陰極的覆蓋球形的部分，從而形成具有多個(gè)用于發(fā)射電子的突出部分112A和每一個(gè)由突出部分包圍的反射情形的一部分的凹陷部分的陰極。
優(yōu)選地，通過球形的狀態(tài)改變和/或化學(xué)改變?nèi)コ蛐?。術(shù)語球形的“狀態(tài)改變和/或化學(xué)改變”指的是這種改變?nèi)鐢U(kuò)展、升華、起泡、氣體產(chǎn)生、分解、燃燒和碳化以及它們的組合。例如，當(dāng)球形由有機(jī)材料制成時(shí)，更具體說，通過燃燒去除球形。球形的去除和覆蓋球形的陰極部分的去除不必要同時(shí)產(chǎn)生，或者球形的去除和陰極部分、覆蓋球形的絕緣層和柵極的去除不必要同時(shí)產(chǎn)生。例如，當(dāng)覆蓋球形的陰極的一部分被去除后球形的一部分保留下來時(shí)，或當(dāng)上述部分和絕緣層和柵極的一部分被去除后球形的一部分保留下來時(shí)，剩余的球形在后面被去除。
尤其，當(dāng)有機(jī)材料制成球形并且球形燃燒時(shí)，產(chǎn)生例如一氧化碳、二氧化碳和蒸汽流，以提高靠近球形的密閉空間中的壓力，當(dāng)超過壓力持續(xù)極限時(shí)，靠近球形的陰極破裂。覆蓋球形的陰極部分通過破裂力分散開，形成凹陷部分和突出部分，并且去除了球形?；蛘撸绠?dāng)球形燃燒時(shí)，在超出壓力持續(xù)極限時(shí)陰極、絕緣層和柵極1根據(jù)類似機(jī)制破裂。覆蓋球形的陰極、絕緣層和柵極部分被破裂力分散開，形成凹陷部分和突出部分，并且同時(shí)形成開口部分，也去除了球形。即。在去除球形之前絕緣層和柵極中不存在開口部分，開口部分與球形的去除一起形成。在這種情況下，燃燒開始過程在密閉空間中進(jìn)行，從而各個(gè)球形的一部分可被碳化。優(yōu)選地，覆蓋球形的陰極部分的厚度被降低到一定程度，使得所述部分可被破裂力分散開。更優(yōu)選地，覆蓋球形的陰極、絕緣層和柵極部分的每一個(gè)的厚度被降低到一定程度，使得所述部分可被破裂力分散開。在絕緣層中，更優(yōu)選其不覆蓋球形的部分具有接近等距各個(gè)球形的直徑的厚度。
在后面要描述的火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(N0.3)中，通過球形的狀態(tài)改變和/或化學(xué)改變?nèi)コ蛐?。但是由于不包括陰極破裂，在一些情況下可通過施加外力容易地去除球形。在后面要描述的火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.4)中，開口部分的形成完成于球形去除之前。當(dāng)開口部分具有比球形更大的直徑時(shí)，球形用外力可被去除。外力包括物理力，如空氣或惰性氣體吹入引起的壓力、沖洗液體流入引起的壓力、磁引力、靜電力和離心力。與火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)不同，在火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.3)和火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.4)中，不要求分散開覆蓋球形的陰極部分，或者在一些情況下，不要求分散上述部分和絕緣層與柵極部分，從而有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是陰極、絕緣層或柵極不引起殘?jiān)?br> 在后面要描述的火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.3)或火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.4)中，優(yōu)選地，至少所用的球形的表面由具有比構(gòu)成陰極的材料或在一些情況下，比構(gòu)成絕緣層和柵極的材料更大的界面張力(表面張力)的材料制成。在火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.4)中，陰極、絕緣層和柵極至少不覆蓋球形的頂部，開始可獲得絕緣層和柵極中形成開口部分的狀態(tài)。開口部分的直徑根據(jù)例如用于各個(gè)陰極、絕緣層和柵極的材料的厚度與各個(gè)球形直徑的關(guān)系、形成陰極、絕緣層和柵極的方法以及各個(gè)陰極、絕緣層和柵極的材料的界面張力(表面張力)而不同。
在后面要描述的火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.3)或火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.4)中，球形具有滿足涉及界面張力的上述條件的表面就足夠了。即，具有比陰極、絕緣層和柵極的任何一個(gè)更大的界面張力的部分可以是唯一的球形表面或球形的整個(gè)表面。用于球形的表面和/或整體的材料可以是無機(jī)材料、有機(jī)材料或無機(jī)材料與有機(jī)材料的組合。在火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.3)或火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.4)中，當(dāng)陰極和/或柵極由一般的金屬材料制成并目絕緣層由氧化硅材料，如玻璃制成時(shí)，通常，形成高親水性的狀態(tài)，因?yàn)閺奈盏乃玫降牧u官能團(tuán)出現(xiàn)在金屬材料表面沒上并且由于Si-O鍵的懸空鍵和從吸收的水得到的羥官能團(tuán)出現(xiàn)在絕緣層的表面上。因此，使用具有憎水表面處理層的球形尤其有效。用于憎水表面處理層的材料包括氟化樹脂，如聚四氟乙烯。當(dāng)球形具有憎水表面處理層，并且如果憎水表面處理層的內(nèi)側(cè)部分被事假為核心，用于核心材料可以是玻璃、陶瓷或除氟化樹脂以外的聚合物材料。
盡管沒有特別限定，用于球形的有機(jī)材料優(yōu)選是通用聚合物材料。當(dāng)聚合物材料具有極高的聚合程度或具有極大含量的雙鍵和三鍵時(shí)，需要太高的燃燒溫度，并且當(dāng)通過燃燒去除球形時(shí)，在陰極、絕緣層和柵極上會(huì)引起有害影響。因此，優(yōu)選選擇聚合物材料，其在上述層上不引起有害影響的溫度下可燃燒或碳化。當(dāng)絕緣層由要求在后面的步驟燃燒的材料，如玻璃漿料制成時(shí)，優(yōu)選選擇其在玻璃漿料的焙燒溫度可燃燒或碳化的聚合物材料，以降低制造步驟數(shù)目。由于玻璃漿料通常具有大約530度的焙燒溫度，聚合物材料的燃燒溫度優(yōu)選大約是350度到530度。聚合物材料的一般例子包括苯乙烷、氨基甲酸乙酯、丙烯酸、乙烯、二乙烯基苯、蜜胺、蟻醛和聚價(jià)烯同聚物或共聚物。為確保支承件上的可靠的布局，使用能夠粘結(jié)的柔性球形。作為柔性球形，使用由乙烯樹脂制成的球形。
或者，具有作為外殼的乙烯氯丙烯酸共聚物和作為起泡試劑的封裝異丁烷的可熱擴(kuò)展的微球形可被用作球形。在火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)中，例如，使用并加熱上述可熱擴(kuò)展的微球形。在這種情況下，構(gòu)成外殼的聚合物被軟化，并且封裝異丁烷被氣化來承受擴(kuò)展。結(jié)果，形成空心的球形，具有大約4倍于擴(kuò)展前發(fā)現(xiàn)的直徑的直徑。結(jié)果，在火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)中，可在陰極中形成用于發(fā)射電子的凸起部分和每一個(gè)都由凸起部分包圍并且反射球形形狀的一部分的凹陷部分。除上述凹陷部分和凸起部分外，另外，經(jīng)柵極和絕緣層還形成開口部分。在本說明書中，通過熱可熱擴(kuò)展的微球形的擴(kuò)展也包括在球形的去除概念中。之后，可熱擴(kuò)展的微球形可用適當(dāng)溶劑去除。
在火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)中，覆蓋球形的陰極可在多個(gè)球形被布置在支承件上后形成。在這種情況下，或在后面要描述的火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.3)或火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.4)中，在支承件上布置多個(gè)球形的方法包括干方法，其中球形被噴射在支承件上。為噴射球形，可應(yīng)用一種方法，其中噴射墊片來在制造液晶顯示器的場(chǎng)中維持屏板距離為恒定距離。尤其，可使用用于經(jīng)噴嘴以壓縮氣體射出球形的所謂的噴槍。當(dāng)球形經(jīng)噴嘴被射出時(shí)，球形可處于一種狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，球形被分散在揮發(fā)溶劑中。或者，球形可通過靜電粉末應(yīng)用或涂覆的場(chǎng)中通常使用的設(shè)備或方法噴射。例如，負(fù)充電的球形可使用電暈放電用靜電噴射槍被噴射到接地的支承件上。由于使用的球形如后面所描述的一樣小，噴射到支承件上的球形例如用靜電力粘結(jié)于支承件表面上，并且在后面的過程中粘結(jié)球形不容易從支承件上掉下來。當(dāng)球形在多個(gè)球形被布置在支承件上后被壓下時(shí)，克服多個(gè)球形在支承件上的疊加，球形可被致密地布置在支承件上以形成一個(gè)層。
或者，可使用一種結(jié)構(gòu)，其中，象后面要被描述的火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.2)一樣，由球形和陰極材料在分散劑中的分散構(gòu)成的成分層形成于支承件上，從而在支承件省布置多個(gè)球形，并用陰極材料制成的陰極覆蓋每個(gè)球形，此后，去除分散劑。該成分可具有漿料或粘結(jié)劑性能，分散劑的成分和粘度可按需要根據(jù)上述需要的性能來選擇。優(yōu)選地，在支承件上形成成分層的方法包括絲網(wǎng)印刷方法。通常，陰極材料優(yōu)選由細(xì)小顆粒形成，該顆粒在分散劑中具有比球形低的析出率。用于上述顆粒的材料包括碳、硼、鍶和鐵。在去除分散劑后，按需要焙燒陰極。在支承件上形成成分層的方法包括噴射方法、滴落方法、旋涂方法和絲網(wǎng)印刷方法。當(dāng)布置球形時(shí)，各個(gè)球形同時(shí)用陰極材料制成的陰極覆蓋。在形成上述成分層的一些方法中，要求對(duì)陰極構(gòu)圖。
在后面要描述的火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.3)或火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.4)中，使用一種結(jié)構(gòu)，其中球形分散在分散劑中制成的成分層被形成于支承件上，從而在支承件上布置多個(gè)球形，然后去除分散劑。成分可具有漿料或粘結(jié)劑性能，分散劑的成分和粘度可按需要根據(jù)上述需要的性能來選擇。通常，如異丙基乙醇的有機(jī)溶劑被用作分散劑，分散劑可通過揮發(fā)被去除。在支承件上形成成分層的方法包括噴射方法、滴落方法、旋涂方法和絲網(wǎng)印刷方法。
柵極和陰極在彼此不同的方向上延伸(例如條形柵極的投影圖像與條形陰極的投影圖像成90度角度)，例如以條形形狀將它們構(gòu)圖。電子從定位在交迭區(qū)中的突出部分發(fā)射。因此突出部分僅出現(xiàn)在交迭區(qū)在功能上就足夠了。但是，即使突出部分和凹陷部分存在于和交迭區(qū)不同的區(qū)域中，這種投影區(qū)域和凹陷區(qū)域保持用絕緣層覆蓋并且不用來發(fā)射電子。因此，如果把球形布置在整個(gè)表面中也沒有問題。
相比之下，當(dāng)陰極、絕緣層和柵極的覆蓋球形的部分被去除時(shí)，各個(gè)球形的布置位置和開口部分的形成位置有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而開口部分形成于不同于交迭區(qū)的區(qū)域中。形成于不同于交迭區(qū)的區(qū)域中的開口部分被稱為“無效開口部分”并且區(qū)別于用作電子發(fā)射的原始開口部分。同時(shí)，即使無效開口部分形成于交迭區(qū)之外的區(qū)域中，無效開口部分根本不用作場(chǎng)發(fā)射器件，它們也不對(duì)形成于交迭區(qū)中的場(chǎng)發(fā)射器件的性能引起任何有害影響。這里的原因如下。即使突出部分和凹陷部分被暴露于無效開口部分中的底部，在無效的開口部分的上端部上不形成柵極。或者，即使在無效的開口部分的上端部上形成柵極，突出部分和凹陷部分都不暴露于底部中，或者突出部分和凹陷部分都不暴露于無效開口部分的底部中并且沒有柵極形成于上端部，僅支承件表面被暴露出來。因此，即使球形布置在整個(gè)表面上也不會(huì)有問題。形成于交迭區(qū)和另外的區(qū)域之間的邊界上的孔被包括在開口部分中。
球形的直徑可根據(jù)所需的開口部分的直徑、凹陷部分的直徑、使用場(chǎng)發(fā)射器件構(gòu)成的平面型顯示器的顯示器屏幕尺寸、像素?cái)?shù)目、交迭區(qū)的尺寸以及每一像素的場(chǎng)發(fā)射器件的數(shù)目來選擇。球形直徑優(yōu)選在0.1到10微米的范圍內(nèi)。例如，商業(yè)上作為用于液晶顯示器的隔離物應(yīng)用的球形及優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈兙哂?到3％的顆粒直徑分布。盡管球形的形狀理論上是真正的球形，實(shí)際上不必要是真正的球形。在制造場(chǎng)發(fā)射器件的一些方法中，開口部分或無效開口部分可被形成于布置球形的部分中，并且優(yōu)選把球形布置在支承件上，密度為大約100到500個(gè)球形/mm2。例如，當(dāng)以大約1000個(gè)球形/mm2的密度在支承件上布置球形時(shí)，例如如果交迭區(qū)具有0.5mm×0.2mm的尺寸，每一個(gè)交迭區(qū)中出現(xiàn)大約100個(gè)球形，并且形成大約100個(gè)突出部分。當(dāng)每一交迭區(qū)形成大約這種數(shù)目的突出部分時(shí)，顆粒直徑分布和球形的球形度的波動(dòng)引起的凹陷部分的直徑波動(dòng)被大致平均，每一像素(每一子像素)的發(fā)射電子的電流密度和亮度變得均勻。
在火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)或后面要描述的火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.2)或火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.4)中，球形形狀的部分以構(gòu)成電子發(fā)射部分的凹陷部分的形式被反射。各個(gè)突出部分的頂端部可具有不規(guī)則凸凹形式或可以是平坦的。尤其在火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)或后面要描述的火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.2)中，上述頂端部通過陰極的斷裂而形成，從而各個(gè)突出部分的頂端部可靠地具有不規(guī)則形式。當(dāng)頂端部通過斷裂而尖銳化時(shí)，有利地是頂端部可用作高效的電子發(fā)射部分。在火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)到火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.4)的任何一種中，包圍凹陷部分的突出部分編委圓形或環(huán)形，并且在這種情況下，凹陷部分和突出部分整體具有火山口或火山噴口形式。
突出部分在支承件上的布局可是規(guī)則或隨機(jī)的，并且取決于布局球形的方法。當(dāng)使用上述干燥方法或濕方法時(shí)，突出部分在支承件上的布局變得隨機(jī)。
在火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)到火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.4)的任何一種中，當(dāng)在形成絕緣層之后開口部分形成于絕緣層中時(shí)，可使用一種結(jié)構(gòu)，其中保護(hù)層形成來避免突出部分形成后突出部分的頂端部的損壞，并且在形成開口部分后去除保護(hù)層。用于保護(hù)層的材料包括鉻。
制造火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)的場(chǎng)發(fā)射器件的方法將參考圖49A,49B,50A,50B,51A,51B,52A和52B解釋。圖49A,50A,50B是局部示意截面圖，圖49B,50B和51B是表示比圖49A,50A和51A更寬的范圍的局部透視圖。首先，在支承件11上形成覆蓋多個(gè)球形70的陰極12。尤其，球形70被布置在例如玻璃制成的支承件11的整個(gè)表面上。球形70例如由聚甲烯基聚合物材料制成，并且它們具有大約5微米的平均顆粒直徑和小于1％的顆粒直徑分布。球形70隨機(jī)用噴射槍以大約1000個(gè)球形/mm2的密度被布置在支承件11上。用噴射槍噴射球形的方法包括噴射球形與揮發(fā)溶劑的混合物的方法和從噴嘴噴出粉末狀態(tài)的球形的方法。布置的球形70被靜電力維持在支承件11上。圖49A和49B表示這種狀態(tài)。
陰極112形成于球形70和支承件11上。圖50A和50B表示形成陰極112的狀態(tài)。陰極112可通過例如絲網(wǎng)印刷條形形式的碳漿料而形成。在這種情況下，球形70被布置在支承件11的整個(gè)表面上，從而一些球形70自然不用陰極112覆蓋，如圖50B所示。之后，在例如150度下干燥陰極112以去除包含在陰極112中的水和溶劑并平坦化陰極112。在這個(gè)溫度下，球形70不承受任何狀態(tài)改變和/或化學(xué)改變。使用碳漿料的上述絲網(wǎng)印刷可用一種方法替代，其中用于陰極112的導(dǎo)電材料層形成于整個(gè)表面上并且用于陰極112的導(dǎo)電材料層被一般的平板印刷術(shù)和一般干燥蝕刻方法來構(gòu)圖以形成條形形式的陰極112。當(dāng)應(yīng)用平板印刷術(shù)時(shí)，通常，抗蝕劑層通過旋涂法形成。在旋涂中，如果支承件11的旋轉(zhuǎn)數(shù)目是500rpm并且如果旋轉(zhuǎn)時(shí)間周期大約是幾秒長(zhǎng)，球形70被維持在支承件11上而不滴落或位移。陰極112的覆蓋球形70的部分通過去除球形70而被去除，從而形成具有多個(gè)用于發(fā)射電子的突出部分112A和每一個(gè)用突出部分112A包圍并反射各個(gè)球形70的一部分的凹陷部分112B的陰極112。圖52A和52B表示這種獲得的狀態(tài)。尤其，球形70通過在大約530度加熱而燃燒，同時(shí)陰極112也被焙燒。捕獲每一個(gè)球形70的各個(gè)封閉空間中的壓力與球形70的燃燒一起提高，并且陰極112的覆蓋球形70的部分在超出一定壓力持續(xù)極限時(shí)破裂，這種部分被去除。結(jié)果，突出部分112A和凹陷部分112B形成于在支承件11上形成的陰極112的一部分中。當(dāng)去除球形后各個(gè)球形的一些部分作為殘?jiān)Ａ粝聛頃r(shí)，殘?jiān)筛鶕?jù)構(gòu)成使用的球形的材料用適當(dāng)?shù)臎_洗液體去除。接著，絕緣層13形成于陰極112和支承件11上。尤其例如，玻璃漿料被絲網(wǎng)印刷到整個(gè)表面上以形成具有大約5微米的厚度的層。隨后，例如在150度下干燥絕緣層13以去除包含在絕緣層13中的水和溶劑，并平坦化絕緣層13。上述使用玻璃漿料的絲網(wǎng)印刷可用例如通過CVD方法形成SiO2層來替代。接著，條形柵極14形成于絕緣層13(看圖52A)上。柵極14可通過例如絲網(wǎng)印刷條形碳漿料形成。條形柵極14的投影圖像的延伸方向與條形陰極112的投影圖像的延伸方向成90度角度。為去除包含在柵極14的水和溶劑，并平坦化柵極15，在例如150度干燥柵極14，并且構(gòu)成柵極14的絕緣層13的材料被焙燒。使用碳漿料的絲網(wǎng)印刷方法可用在絕緣層13的整個(gè)表面上形成用于柵極14的柵極材料層并接著通過一般平板印刷術(shù)和干蝕刻構(gòu)圖柵極材料層的方法替代。接著，在柵極14的投影圖像和陰極112的投影圖像交迭的交迭區(qū)中，開口部分15穿過柵極14和絕緣層13形成，從而在開口部分15的底部中暴露多個(gè)突出部分112A和凹陷部分112B。可通過根據(jù)一般平板印刷術(shù)形成抗蝕劑掩膜和蝕刻該抗蝕劑掩膜來得到開口部分15。優(yōu)選地，在確保對(duì)陰極112的足夠高的蝕刻選擇性的條件下執(zhí)行蝕刻。否則，在形成突出部分112A后，優(yōu)選地提前形成鉻制成的保護(hù)層，并且在形成開口部分15后，去除保護(hù)層。之后，去除抗蝕劑掩膜。以這種方式獲得圖52B所示的場(chǎng)發(fā)射器件。
作為制造火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)的方法的變形例，可使用一種結(jié)構(gòu)，其中在步驟810之后執(zhí)行步驟830到步驟850，接著再執(zhí)行步驟820。在這種情況下，球形的燃燒和用于柵極14和絕緣層13的材料的焙燒可同時(shí)執(zhí)行。
或者，在步驟810之后執(zhí)行步驟830，并且在類似于步驟840的步驟中，開在絕緣層上形成沒有開口部分的條形柵極。隨后，執(zhí)行步驟820。以這種方式，陰極112、絕緣層13和柵極14的覆蓋球形70的部分被去除，從而開口部分可經(jīng)柵極14和絕緣層13形成，并且在定位于開口部分的底部中的陰極112中形成具有用于發(fā)射電子的突出部分112A和由突出部分112A包圍的并反射各個(gè)球形70的一部分的凹陷部分112B的電子發(fā)射部分。即，捕獲每一個(gè)球形70的各個(gè)封閉空間中的壓力與球形70的燃燒一起提高，并且陰極112、絕緣層13和柵極14的覆蓋球形的部分在超出一定壓力持續(xù)極限時(shí)破裂，開口部分與突出部分112A和凹陷部分112B一起形成另外，去除球形70。開口部分穿過柵極14和絕緣層13形成并且反射一部分球形70。在開口個(gè)部分的底部中，保留用于發(fā)射電子的突出部分112A和由突出部分112A包圍的并反射球形70的一部分的凹陷部分112B。制造火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.2)的方法參考圖53A,53B和53C來解釋。該方法不同于制造火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)的方法之處在于在支承件11上布置多個(gè)球形70的步驟包括在支承件11上形成球形70和陰極材料分散在分散劑中的成分制成的成分層71，從而把多個(gè)球形70布置在支承件11上，用陰極材料制成陰極112的覆蓋球形70，之后去除分散劑，即上述步驟是濕方法。首先，在支承件11上形成覆蓋多個(gè)球形70。尤其，在支承件11上形成球形70和陰極材料71B分散在分散劑71A中的成分制成的成分層71.即例如把異丙基乙醇用作分散劑71A，并且把由聚甲烯基聚合物材料制成的并且具有大約5微米的平均顆粒直徑的球形70以及0.05微米的平均顆粒直徑的作為陰極材料71B的碳顆粒分散在分散溶劑71A中而置備成分。該成分以條形絲網(wǎng)印刷在支承件11上，以形成成分層71。圖53A表示形成成分層71后當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)的狀態(tài)。在維持于支承件11上的成分層71中，球形70很快析出來布置在支承件11上并且陰極材料71B也析出來形成陰極112，從而多個(gè)球形70可被布置在支承件11不和且球形70用陰極材料制成的陰極112覆蓋。圖53B表示這樣獲得的狀態(tài)。之后，分散劑71A被蒸發(fā)掉。圖53C表示這種獲得的狀態(tài)。接著，執(zhí)行類似于火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)或制造火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)的方法的變形例中的步驟820到步驟850的步驟，從而完成類似于圖52B所示的場(chǎng)發(fā)射器件的場(chǎng)發(fā)射器件。制造火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.3)的方法下面進(jìn)行解釋，在支承件上形成條形陰極的步驟包括步驟在支承件上布置多個(gè)球形；在支承件上形成具有多個(gè)用于發(fā)射電子的突出部分和每一個(gè)都被突出部分包圍的并反射球形部分的凹陷部分；去除球形。
通過噴射把多個(gè)球形布置在支承件上。球形具有憎水表面處理層。將參考圖54A,54B和54C來解釋火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.3)。首先在支承件11上形成覆蓋多個(gè)球形170。尤其，在例如玻璃制成的支承件11的整個(gè)表面上形成多個(gè)球形170。球形170通過提供例如二乙烯基苯聚合物材料構(gòu)成的核心材料170A并用聚四氟乙烯樹脂制成的表面處理層170B涂覆核心材料170A而形成，球形170具有大約5微米的平均直徑和小于1％的顆粒直徑分布。球形170以大約1000個(gè)球形/mm2的密度隨機(jī)地用噴射槍被布置在支承件11上。布置的球形170被靜電力維持在支承件11上。圖54A表示這種獲得的狀態(tài)。在支承件11上形成陰極112，其具有多個(gè)用于發(fā)射電子的突出部分112A和每一個(gè)由突出部分112A包圍并反射球形170的一部分的凹陷部分112B，突出部分112A圍繞球形170形成。尤其，如參考火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)所述，例如碳漿料被絲網(wǎng)印刷成條形。在火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.3)中，各個(gè)球形170的表面具有最新水特性，這是由于表面處理層170B所導(dǎo)致的，從而球形170上絲網(wǎng)印刷的碳漿料立刻被排斥并被滴落，且圍繞球形170被淀積而形成突出部分112A。各個(gè)突出部分112A的頂端不被尖銳化，與火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)中不同。陰極112的進(jìn)入到球形170和支承件11之間的部分構(gòu)成凹陷部分112B。盡管圖54B表示在陰極112與球形170之間出現(xiàn)間隙的狀態(tài)，在一些情況下陰極112和球形170可互相接觸。接著，陰極112例如在150度下被干燥。圖54B表示這樣得到的狀態(tài)。隨后，向球形170施加外力以從支承件11去除球形170。尤其，去除方法包括沖洗方法和吹入壓縮氣體的方法。圖54C表示這樣獲得的狀態(tài)。球形也可通過球形的狀態(tài)改變和/或化學(xué)改變而被去除，更具體說，例如，通過燃燒，其也適用于后面要描述的火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.4)。接著，執(zhí)行火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)中的步驟830到步驟850，從而獲得幾乎與圖52B所示的場(chǎng)發(fā)射器件相同的場(chǎng)發(fā)射器件。
在制造火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.3)的方法的變形例中，可使用一種結(jié)構(gòu)，其中火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)中的步驟830到步驟850在步驟1010之后進(jìn)行并且接著再執(zhí)行步驟1020。制造火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.4)的方法下面進(jìn)行解釋。在這個(gè)方法中，更具體說，在支承件上形成條形陰極的步驟包括步驟在支承件上布置多個(gè)球形；在支承件上形成具有多個(gè)用于發(fā)射電子的突出部分和每一個(gè)都被突出部分包圍的并反射球形部分的凹陷部分，各個(gè)突出部分被形成于各個(gè)球形的周圍；當(dāng)在整個(gè)表面上形成絕緣層時(shí)，在球形上具有開口部分的絕緣層被形成于陰極和支承件上。球形在形成開口部分之后被去除。在制造火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.4)中的場(chǎng)發(fā)射器件的方法中，通過噴射把多個(gè)球形布置在支承件上。每個(gè)球形具有憎水表面處理層。將參考圖55A,55B56A和56B來解釋火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.4)。首先在支承件11上布置覆蓋多個(gè)球形170。尤其，執(zhí)行類似于火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.3)中的步驟1100的步驟。在支承件11上形成陰極112，其具有多個(gè)用于發(fā)射電子的突出部分112A和每一個(gè)由突出部分112A包圍并反射球形170的-部分的凹陷部分112B，各個(gè)突出部分112A在球形170周邊形成。尤其，執(zhí)行火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.3)中的步驟S1010的步驟。在球形上具有開口部分15A的絕緣層13形成于陰極112和支承件11上。尤其，玻璃漿料被絲網(wǎng)印刷到整個(gè)表面以形成具有大約5微米厚度的層。玻璃漿料的絲網(wǎng)印刷可以與火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)中相同的方式執(zhí)行。各個(gè)球形170的表面由于表面處理層170B而有憎水特性，從而絲網(wǎng)印刷玻璃漿料立刻被排斥開并被滴落，絕緣層113的在各個(gè)球形170上的部分由于其表面張力而收縮。結(jié)果，各個(gè)球形170的頂部暴露于開口部分15A而不用絕緣層113覆蓋。圖55A表示這樣獲得的狀態(tài)。在所示的實(shí)施例中，開口部分1SA的頂端部具有比球形170更大的直徑。當(dāng)表面處理層170B具有比玻璃漿料更小的界面張力(表面張力)時(shí)，開口部分15A趨向于具有更小直徑。當(dāng)表面處理層170B具有比玻璃漿料大得多的界面張力時(shí)，開口部分15A趨向于具有更大直徑。之后，絕緣層113例如在150度下被干燥。接著，具有與開口部分15A相通的開口部分15B的柵極114形成于絕緣層113上。尤其，碳漿料被絲網(wǎng)印刷成條形。碳漿料的絲網(wǎng)印刷以與火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)中相同的方式來執(zhí)行。但是，由于球形170的表面由于表面處理層170B具有更高的最小水特性，絲網(wǎng)印刷在球形170上的碳漿料立刻被排斥開并由于其自身的表面張力而收縮，形成它獨(dú)自粘結(jié)于絕緣層113的表面的狀態(tài)。在這種情況下，柵極114可形成為從絕緣層113的開口端部一定程度地下垂到開口部分15A中。接著，例如在150度下干燥柵極114。圖55B表示這樣完成的狀態(tài)。當(dāng)表面處理層170B具有比碳漿料更小的界面張力時(shí)，開口部分15A趨向于具有更小直徑。當(dāng)表面處理層170B具有比碳漿料大得多的界面張力時(shí)，開口部分15A趨向于具有更大直徑。之后，把暴露在開口15A和15B中的球形170移去。尤其，球形170通過在大約530度加熱球形而被燃燒，該溫度是用于焙燒玻璃漿料的常用溫度，該加熱還用于焙燒陰極112、絕緣層113和柵極114。在這種情況下，絕緣層113和柵極114從開始就具有開口部分15A和15B，與火山口型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)不同，從而一部分陰極112、絕緣層113或柵極114在任何情況下不被分散，球形170容易被移去。當(dāng)開口部分15A和15b的上端部具有比球形170更大的直徑時(shí)，球形170可通過外力被移去，這種外力如用壓縮氣體沖洗或吹動(dòng)而不燃燒球形170。圖56A表示這樣完成的狀態(tài)。對(duì)應(yīng)于開口部分15A的側(cè)壁表面的絕緣層113的部分被各向同性地蝕刻，從而可完成圖56B所示的場(chǎng)發(fā)射器件，柵極114的下端面朝下，其對(duì)于提高開口部分15中的電場(chǎng)強(qiáng)度是優(yōu)選的。圖57A表示邊緣型場(chǎng)發(fā)射器件的局部截面圖。邊緣型場(chǎng)發(fā)射器件具有形成于支承件11上的條形陰極212；形成于支承件11和陰極212上的絕緣層13和形成于絕緣層13上的條形柵極14。開口部分15穿過柵極14和絕緣層13而形成。陰極212的邊緣部分212A暴露于開口部分15的底部中。一個(gè)電壓被施加于陰極212和柵極14，從而從陰極212的邊緣部分212A發(fā)射電子。
如圖57B所示，凹陷部分11A可形成于開口部分15的內(nèi)部的陰極212下面的支承件11上。否則，如圖57C表示局部截面圖，邊緣型場(chǎng)發(fā)射器件可具有形成于支承件11上的第一柵極14A；形成于支承件11上第一柵極14A上的第一絕緣層13A；形成于絕緣層13A上的陰極212；形成于第一絕緣層13A和陰極212上的第二絕緣層13B；和形成于第二絕緣層13B上的第二柵極14B。并且，開口部分15穿過第二柵極14B、第二絕緣層13B、陰極212和第一絕緣層13A形成。陰極212的邊緣部分212A在開口部分15的側(cè)壁表面上暴露。一個(gè)電壓被施加于陰極212和第一與第二柵極14A和14B，從而從陰極212的邊緣部分212A發(fā)射電子。
制造例如圖57C所示的所示的邊緣型場(chǎng)發(fā)射器件的方法將參考表示出支承件等的局部截面圖的圖58A,58B和58C來解釋。首先，大約0.2微米厚的鎢層通過濺射方法形成于例如玻璃襯底制成的支承件11上，并且通過蝕刻術(shù)和干蝕刻方法對(duì)鎢層構(gòu)圖，以形成第一柵極14A。當(dāng)由SiO2制成的并具有大約0.3微米的厚度的第一絕緣層13A形成于整個(gè)表面上時(shí)，并且接著鎢制成的條形陰極212形成與第一絕緣層13A上。隨后，例如由SiO2制成的并具有大約0.7微米的厚度的第二絕緣層13B形成于整個(gè)表面上接著，在第二絕緣層13B上形成條形第二柵極14B(看圖58B)。用于第二柵極14B的材料和厚度可與用于第一柵極14A的相同或不同。隨后，抗蝕劑層67形成于整個(gè)表面上，抗蝕劑開口部分67A形成于抗蝕劑層67中，使得第二柵極14B的一部分表面被暴露?？刮g劑開口部分67A在平面圖中具有矩形形狀。矩形形狀具有大約100微米的大邊長(zhǎng)和幾個(gè)到10微米的小邊長(zhǎng)。那么，暴露在抗蝕劑開口部分67A的底部中的第二柵極14B例如通過RIE方法被各向異性蝕刻，以形成開口部分。接著，暴露在開口部分的底部中的第二絕緣層13B被各向同性地蝕刻，以形成開口部分(看圖58C)。由于第二絕緣層13B由SiO2制成，使用緩沖的氫氟酸水溶液執(zhí)行濕蝕刻。第二絕緣層13B中的開口部分的側(cè)壁表面從形成于第二柵極14B中的開口部分的開口端部回縮。在這種情況下，回縮量可通過調(diào)整蝕刻持續(xù)時(shí)間來控制。在這個(gè)實(shí)施例中，執(zhí)行濕蝕刻，直到形成在第二絕緣層13B中的開口部分的下端從形成于第二柵極14B中的開口部分的開口端部回縮。
暴露于開口部分的底部中的陰極212在離子被用作主要蝕刻物質(zhì)的條件下被干蝕刻。在使用離子作為主要蝕刻物質(zhì)的干蝕刻中，例子作為充電的顆?？赏ㄟ^向要被蝕刻的對(duì)象應(yīng)用偏壓或通過應(yīng)用等離子體和電場(chǎng)的交互作用而被加速，并且通常，進(jìn)行各向異性蝕刻，使得蝕刻的對(duì)象具有垂直壁，來作為處理后的表面。但是在這個(gè)步驟中，等離子體中的主要蝕刻物質(zhì)包含具有不同于垂直的角度的入射分量，并且傾斜進(jìn)入分量也由于在開口部分的端部上散射而產(chǎn)生，從而可能主蝕刻物質(zhì)進(jìn)入陰極212的暴露表面中的離子初始不應(yīng)到達(dá)的區(qū)域中，這是由于通過開口部分將區(qū)域屏蔽開。在這種情況下，相對(duì)于支承件11的垂直方向具有更小入射角的主要蝕刻物質(zhì)表現(xiàn)出更高的入射可能性，并且具有更大入射角的主要蝕刻物質(zhì)表現(xiàn)出更低的入射可能性。
因此，盡管形成于陰極212中的開口部分的上端部的位置近似與形成于第二絕緣層13B中的開口部分的下端部一致，形成于陰極212中的開口部分的下端部的位置從其上端部突出出來。即，陰極212的邊緣部分212A的厚度在突出方向上朝向前端部而降低并且邊緣部分212A被尖銳化。例如，當(dāng)SF6被用作蝕刻氣體時(shí)，陰極212可被良好地處理。
暴露于形成于陰極212的開口部分的底部中的第一絕緣層13A被各向同性地蝕刻，以在第一絕緣層13A中形成開口部分，從而完成開口部分15。在這個(gè)實(shí)施例中，使用緩沖氫氟酸水溶液執(zhí)行濕蝕刻。形成于第一絕緣層13A中的開口部分的側(cè)壁表面從形成于陰極212中的開口部分的下端部回縮。在這種情況下，回縮量可通過調(diào)整蝕刻持續(xù)時(shí)間來控制。在完成開口部分15后，移去抗蝕劑層67，從而得到如圖57C所示的結(jié)構(gòu)。制造在[Spindt型場(chǎng)效應(yīng)器件]中解釋的Spindt型場(chǎng)效應(yīng)器件的方法的變形例將在后面參考圖59A,59B,60A,60B,61A,61B和62來解釋，它們表示支承件等的局部端視圖。這個(gè)Spindt型場(chǎng)效應(yīng)器件(看圖62)基本根據(jù)下面的步驟制造(a)在支承件11上形成陰極12；(b)在陰極12和支承件11上形成絕緣層13；(c)在絕緣層13上形成柵極14；(d)至少在絕緣層13中形成具有暴露于其底部的陰極12的開口部分15；(e)在包括開口部分15的內(nèi)部的整個(gè)表面上形成用于電子發(fā)射部分的導(dǎo)電材料層81；(f)在導(dǎo)電材料層81上形成掩膜材料層82以掩蓋導(dǎo)電材料層81的被定位于開口部分15的中央部分中的區(qū)域；(g)在其中導(dǎo)電材料層81在垂直于支承件11的方向上的蝕刻率比掩膜材料層82在垂直于支承件11的方向上的蝕刻率高的各向異性的蝕刻條件下蝕刻導(dǎo)電材料層81和掩膜材料層82以在暴露于開口部分15中的陰極12上形成由導(dǎo)電材料層81構(gòu)成的并具有錐形形狀的頂端部的電子發(fā)射電極16E。由鉻(Cr)制成的陰極12形成于例如通過在玻璃襯底上形成大約0.6微米厚的SiO2層而制備的支承件11上。尤其，由用于陰極的鉻制成的導(dǎo)電材料層例如通過濺射方法或CVD方法被淀積在支承件11上，把導(dǎo)電材料層構(gòu)圖，從而可形成多個(gè)陰極12。每個(gè)陰極12具有例如50微米的寬度，并且一個(gè)陰極12與另一個(gè)陰極12以例如30微米的間距隔開。接著，SiO2制成的絕緣層13通過等離子體CVD方法使用TEOS(四乙氧基硅烷)作為源氣體形成于整個(gè)表面上，尤其在陰極12和支承件11上。絕緣層13具有大約1微米的厚度。接著，條形柵極14形成于絕緣層13上的整個(gè)表面上，柵極14在與陰極12成直角的方向上延伸。
之后，在條形陰極12和條形柵極14交迭的交迭區(qū)中，即，在一個(gè)像素區(qū)中，開口部分15穿過柵極14和絕緣層13而形成。開口部分15具有例如直徑為0.3微米的圓形的平行形狀。通常，在每一個(gè)像素區(qū)中(一個(gè)交迭區(qū))形成數(shù)百到數(shù)千個(gè)開口部分15。為形成開口部分15，把一般光刻膠形成的抗蝕劑層用作掩膜的同時(shí)，首先在柵極14中形成開口部分15，接著，開口部分15形成于絕緣層13中。在RIE后，抗蝕劑層通過灰化被移去(看圖59A)。
之后，粘結(jié)層80通過濺射方法形成于整個(gè)表面上(看圖59B)。粘結(jié)層80提供來用于改進(jìn)在下面的步驟中要形成的導(dǎo)電材料層81與暴露于柵極的非形成區(qū)的絕緣層以及開口部分15的側(cè)壁表面的粘結(jié)性。在鎢被用于形成導(dǎo)電材料層81的情況下，鎢制成的粘結(jié)層80通過DC濺射方法被形成為0.07微米厚的層。用于電子發(fā)射部分的導(dǎo)電材料層81通過氫還原壓力還原CVD方法形成于包括開口部分15的內(nèi)側(cè)的整個(gè)表面上，導(dǎo)電材料層81具有大約0.6微米的厚度并由鎢制成(看圖60A)。在形成的導(dǎo)電材料層81的表面中，形成的是凹口81A，反映開口部分15的頂端表面與底部的表面之間的臺(tái)階。掩膜材料層82形成來覆蓋導(dǎo)電材料層81的被定位于開口部分15的中央部分中的區(qū)域(尤其是凹口81A)。尤其，作為掩膜材料層82的0.35微米厚的抗蝕劑層通過旋涂法形成于導(dǎo)電材料層81上(看圖60B)。掩膜材料層82吸附導(dǎo)電材料層81的凹口81A以形成接近平坦的表面。接著，通過RIE方法含氧氣體蝕刻掩膜材料層82。當(dāng)導(dǎo)電材料層81的平坦表面被暴露時(shí)結(jié)束蝕刻，從而掩膜材料層82保留下來，以通過把其自身填充到導(dǎo)電材料層81的凹口81A中形成平坦表面(看圖61A)。接著，導(dǎo)電材料層81、掩膜材料層82和粘結(jié)層90被蝕刻形成錘形電子發(fā)射淀積16E(看圖61B)。這些層在各向異性蝕刻條件下被蝕刻，在這種條件下，導(dǎo)電材料層81的蝕刻率高于掩膜材料層82的蝕刻率。下面的表2表示蝕刻條件。
表2(導(dǎo)電材料層81等的蝕刻條件) 在開口部分15內(nèi)部，形成于絕緣層13中的開口部分15的側(cè)壁表面在各向同性的蝕刻條件被回縮，從而完成圖62A所示的場(chǎng)發(fā)射器件。各向同性蝕刻可通過使用游離基(radical)作為主要蝕刻物質(zhì)的干蝕刻方法，如化學(xué)干蝕刻或者通過使用蝕刻溶液的濕蝕刻方法來執(zhí)行。作為蝕刻溶液，例如可使用含49％的氫氟酸水溶液與49％的純水的混合物，其中49％的氫氟酸水溶液/純水的體積比率是1/100。
在步驟1340中形成電子發(fā)射期間16E的機(jī)制將參考圖63A和63b來解釋。圖63A示意地表示被蝕刻的材料的表面輪廓在進(jìn)行蝕刻時(shí)如何以恒定的時(shí)間間隔改變，并且圖63b是表示蝕刻時(shí)間與在開口部分的中央處被蝕刻的材料的厚度之間的關(guān)系的曲線。掩膜材料層在開口部分15的中央處有厚度hp，并且電子發(fā)射電極16E在開口部分15的中央處具有高度he。
在表2所示的蝕刻條件下，導(dǎo)電材料層81的蝕刻率自然高于抗蝕劑材料制成的掩膜材料層82的蝕刻率。在沒有出現(xiàn)掩膜材料層82的區(qū)域中，導(dǎo)電材料層81立刻開始被蝕刻，被蝕刻的材料的表面容易向下沉。相反，在出現(xiàn)掩膜材料層82的區(qū)域中，僅在首先移去掩膜材料層82后導(dǎo)電材料層81才開始蝕刻。因此，掩膜材料層82被蝕刻的同時(shí)，被蝕刻的材料的厚度的遞減率低(hp遞減間隔)，并且僅在掩膜材料層82消失時(shí)被蝕刻的材料的厚度的遞減率變得與沒有掩膜材料層82的區(qū)域中的蝕刻率一樣高(he遞減間隔)。hp遞減間隔開始的時(shí)間到達(dá)掩膜材料層82具有最大厚度的開口部分15的中央處的最后，在更靠近掩膜材料層82具有較小厚度的開口部分15的周圍的區(qū)域中，該時(shí)間到來的越早。以上述方式，形成具有錐形形狀的電子發(fā)射電極16E。
導(dǎo)電材料層81的蝕刻率與抗蝕劑材料制成的掩膜材料層82的蝕刻率之比將被稱為“對(duì)抗蝕劑的選擇比率”。對(duì)抗蝕劑的選擇比率是用于確定電子發(fā)射電極16E的高度和形狀的重要因素。這一點(diǎn)將參考圖64A,64B和64C來解釋。圖64A表示在對(duì)抗蝕劑的選擇比率相對(duì)小時(shí)形成的電子發(fā)射電極16E的形狀。圖64C表示在對(duì)抗蝕劑的選擇比率相對(duì)大時(shí)形成的電子發(fā)射電極16E的形狀。圖64B表示在對(duì)抗蝕劑的選擇比率為中間值時(shí)形成的電子發(fā)射電極16E的形狀?？吹诫S著對(duì)抗蝕劑的選擇比率的升高，導(dǎo)電材料層81的膜遞減與掩膜材料層82的膜遞減相比尖銳，從而電子發(fā)射電極16E具有更大高度和更尖銳形狀。對(duì)抗蝕劑的選擇比率隨著O2流動(dòng)速率相對(duì)于SF6流動(dòng)速率的增加而降低。當(dāng)使用可能通過共同使用襯底偏置而改變離子的入射能量的蝕刻裝置時(shí)，通過提高RF偏置功率或降低用于偏置應(yīng)用的AC電源的頻率而降低對(duì)抗蝕劑的選擇比率。當(dāng)選擇了對(duì)抗蝕劑的選擇比率時(shí)，它至少是1.5，優(yōu)選至少為2，更優(yōu)選至少是3。
在上述蝕刻中，當(dāng)然，要求對(duì)于柵極14和陰極12保證高的選擇蝕刻率。在表2所示的條件下，不會(huì)引起問題。其原因如下。構(gòu)成柵極14或陰極12的材料很難用含氟蝕刻物質(zhì)來蝕刻，并且在上述條件下，可獲得大約10或更大的選擇蝕刻比率。制造Spindt型場(chǎng)效應(yīng)器件的方法的變形例2是制造Spindt型場(chǎng)效應(yīng)器件的方法的變形例l的變形例。在制造方法的變形例2中，用掩膜材料層覆蓋的導(dǎo)電材料層的區(qū)域可比制造方法的變形例1窄。在變形例2的制造方法中，在導(dǎo)電材料層的表面中通過利用開口部分的上端表面與底部表面之間的臺(tái)階形成接近漏斗狀凹口，該凹口具有柱狀部分和與柱狀部分的上端連通的加寬的部分，并且在步驟(f)中，掩膜材料層形成于導(dǎo)電材料層的整個(gè)表面上。之后，掩膜材料層和導(dǎo)電材料層在平行于支承件的表面的平面中被移去，從而掩膜材料層保留在柱狀部分中。
制造Spindt型場(chǎng)效應(yīng)器件的方法的變形例2將參考圖65A,65B,66A,66B,67A和67b來解釋，它們表示支承件等的局部端視圖。陰極12形成于支承件11上。即用于陰極的導(dǎo)電材料層通過例如DC濺射方去通過以這個(gè)順序?qū)盈BTiN層(厚O.1微米)、Ti層(厚5納米)、Al-Cu層(厚0.4微米)、Ti層(厚5納米)、TiN層(厚0.02微米)和Ti層(厚0.02微米)而以形成堆疊層并通過對(duì)該堆疊層構(gòu)圖成條形而形成。圖中作為單層表示陰極12。之后，0.7微米厚的絕緣層13通過等離子體CVD方法使用TEOS(四乙氧基硅烷)作為源氣體形成于整個(gè)表面上，尤其在支承件11和陰極12上。接著，條形柵極14形成于絕緣層13上。
另外，SiO2制成的0.2微米厚的蝕刻停止層83形成于整個(gè)表面上。蝕刻停止層83實(shí)際不用于場(chǎng)發(fā)射器件的功能而用于在導(dǎo)電材料層81在后面到來的步驟中被蝕刻時(shí)保護(hù)柵極14。當(dāng)柵極14對(duì)導(dǎo)電材料層81的蝕刻條件具有足夠高的蝕刻耐久性時(shí)，蝕刻停止層83可被省略。接著，開口部分15通過RIE方法穿過蝕刻停止層83、柵極14和絕緣層13而形成。陰極12被暴露于開口部分15的底部中。以這種方式，得到圖65A表示的狀態(tài)。之后，例如鎢制成的0.03微米厚的粘結(jié)層80形成于包括開口部分15的內(nèi)部的整個(gè)表面上(看圖65B)。直接，用于電子發(fā)射部分的導(dǎo)電材料層81形成于包括開口部分15的內(nèi)部的整個(gè)表面上。在制造方法的變形例2中，導(dǎo)電材料層81的厚度可確定為使得具有比制造方法的變形例1中描述的凹口81更大深度的凹口81A形成于表面中。即導(dǎo)電材料層81的厚度被適當(dāng)確定，從而可利用開口部分15的上端表面與底部表面之間的臺(tái)階在導(dǎo)電材料層81的表面中形成具有接近漏斗狀凹口81A，該凹口具有柱狀部分81B和與柱狀部分的上端連通的加寬的部分81C。銅制成的大約0.5微米厚的掩膜材料層82通過化學(xué)鍍方法形成于導(dǎo)電材料層81的整個(gè)表面上(看圖66A)。
表3表示化學(xué)鍍條件。
表3 接著，掩膜材料層82和導(dǎo)電材料層81在平行于制成件11的表面的平面中被移去，以在柱狀部分81B中保留掩膜材料層82(看圖66B)。上述移去可通過例如化學(xué)/機(jī)械拋光(CMP)方法執(zhí)行。隨后，導(dǎo)電材料層81、掩膜材料層82和粘結(jié)層80在各向異性的條件下被蝕刻，在這種條件下，導(dǎo)電材料層81和粘結(jié)層80的蝕刻率高于掩膜材料層82的蝕刻率。結(jié)果，具有錐形形狀的電子發(fā)射電極16E形成于開口部分15(看圖67A)中。當(dāng)電子發(fā)射電極16E的頂端部有剩余的掩膜材料層82時(shí)，剩余掩膜材料層82可通過濕蝕刻方法使用稀釋的氫氟酸水溶液移去。在形成于絕緣層13中的開口部分15內(nèi)部，開口部分15的側(cè)壁表面在各向同性的蝕刻條件下被回縮，從而完成圖67B所示的場(chǎng)發(fā)射器件。在這種情況下，也去除蝕刻停止層83。對(duì)于各向同性蝕刻，可使用在制造方法的變形例1中所解釋的那些。
同時(shí)，在形成于制造方法的變形例2中的電子發(fā)射電極16E中，形成比形成于制造方法的變形例1中的對(duì)應(yīng)部分更尖銳的錐形。這一不同是由掩膜材料層82的形狀不同以及導(dǎo)電材料層81的蝕刻率與掩膜材料層82的蝕刻率的比率不同造成的。上述不同將參考圖68A和68B來解釋。圖68A和68B表示被蝕刻的材料的表面輪廓如何以恒定時(shí)間間隔來改變。圖68A表示使用銅制成的掩膜材料層82的情況，圖68B表示使用抗蝕劑材料制成的掩膜材料層82的情況。為了簡(jiǎn)單，假設(shè)導(dǎo)電材料層81的蝕刻率與粘結(jié)層80的蝕刻率相同，并且省略了粘結(jié)層80的表示。
當(dāng)使用銅制成的掩膜材料層82時(shí)(看圖68A)，在蝕刻期間任何情況下掩膜材料層82不消失，這是由于掩膜材料層82的蝕刻率與導(dǎo)電材料層81的蝕刻率相比足夠低，從而形成具有尖銳頂端部的電子發(fā)射電極16E。相反，當(dāng)使用抗蝕劑材料制成的掩膜材料層82時(shí)(看圖68B)，在蝕刻期間掩膜材料層82易于消失，這是由于掩膜材料層82的蝕刻率與導(dǎo)電材料層81的蝕刻率相比并不低。因此在掩膜材料層消失后，電子發(fā)射電極16E的錐形形狀趨向于鈍化。
另外，保留在柱狀部分81B中的掩膜材料層82有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是即使柱狀部分81B的深度發(fā)生一定程度改變，電子發(fā)射電極16E的形狀不發(fā)生大改變。即，柱狀部分81B的深度根據(jù)導(dǎo)電材料層81的厚度和臺(tái)階跨度范圍的波動(dòng)而改變。但是由于無論深度如何，柱狀部分81B的寬度接近恒定，掩膜材料層82的寬度變得接近恒定，從而在最終獲得的電子發(fā)射電極16E的形狀方面沒有大差別。相反，在凹口81A中保留的掩膜材料層82中，掩膜材料層的寬度根據(jù)凹口81A是否具有大深度或小深度而改變，從而電子發(fā)射電極16E的錐形形狀在凹口81A變窄以及掩膜材料層82具有更小厚度之前鈍化。場(chǎng)發(fā)射器件的場(chǎng)發(fā)射效率根據(jù)柵極和陰極的電勢(shì)差、柵極和陰極之間的間距以及構(gòu)成電子發(fā)射部分的材料的功函數(shù)來改變，并且它還根據(jù)電子發(fā)射部分的頂端部的形狀而改變。因此，優(yōu)選按需要對(duì)掩膜材料層的形狀和蝕刻率作出上述選擇。制造方法的變形例3是制造方法的變形例2的變形例。在制造方法的變形例3中，在步驟(e)中在導(dǎo)電材料層的表面中形成接近漏斗狀的凹口，其具有柱狀部分和與柱狀部分的上端部相通的加寬的部分，柱狀部分反映開口部分的上端表面與底部表面之間的臺(tái)階，在步驟(f)中，掩膜材料層形成于導(dǎo)電材料層的整個(gè)表面上，導(dǎo)電材料層的表面上和加寬部分的內(nèi)部的掩膜材料層被去除，從而掩膜材料層保留在柱狀部分中。制造Spindt型場(chǎng)效應(yīng)器件的方法的變形例3將參考圖69A,69B和70來解釋，其表示支承件等的局部端視圖。制造形成圖66A所示的掩膜材料層82之前的過程以與制造方法的變形例2中的步驟1400到步驟1420相同的方式來執(zhí)行，接著，僅導(dǎo)電材料層81上和加寬的部分81C內(nèi)部的掩膜材料層82被去除，保留柱狀部分81B中的掩膜材料層82(看圖69A)。在這種情況下，例如用稀釋的氫氟酸水溶液執(zhí)行濕蝕刻，從而僅銅制成的掩膜材料層82被選擇地去除，而不去除鎢制成的導(dǎo)電材料層81。保留在柱狀部分81B中的掩膜材料層82的高度根據(jù)蝕刻時(shí)間周期而不同。但是，蝕刻時(shí)間周期并不嚴(yán)格，只要填充在加寬的部分81C中的掩膜材料層82被充分去除。其原因如下。關(guān)于掩膜材料層82的高度的討論基本上與上面參考圖68A對(duì)柱狀部分81B的深度的討論相同，并且掩膜材料層82的高度對(duì)最終形成的電子發(fā)射電極16E的形狀沒有重大影響。之后，以與制造方法的變形例2中相同的方式來蝕刻導(dǎo)電材料層81、掩膜材料層82和粘結(jié)層80，以形成圖69B所示的電子發(fā)射部分16E。盡管整個(gè)電子發(fā)射部分16E自然可具有錐形形狀，如圖67A所示，但圖69B表示出僅頂部具有錐形形狀的變形例。這種形狀在填充在柱狀部分81B中的掩膜材料層82的高度小或掩膜材料層82的蝕刻率相對(duì)高時(shí)產(chǎn)生。這種形狀根本不影響電子發(fā)射部分16E的波動(dòng)。
形成于絕緣層13的開口部分15中，開口部分15的側(cè)壁表面在各向同性的回縮，從而完成圖70所示的場(chǎng)發(fā)射器件。各向同性蝕刻可以以與制造方法的變形例1中相同的方式進(jìn)行。制造方法的變形例3是制造方法的變形例1的變形例。圖71表示在制造方法的變形例4中制造的Spindt型場(chǎng)效應(yīng)器件的局部端視圖。制造方法的變形例4不同于制造方法的變形例1之處在于電子發(fā)射部分具有基板84以及層疊在基板84上的錐形電子發(fā)射電極16E?；?4由一種材料制成，電子發(fā)射電極16E由另一種材料制成。尤其，基板84是用于調(diào)整電子發(fā)射電極16E和柵極14的開口端部之間的間距的部件，具有作為抗蝕劑層的功能，并且由包含雜質(zhì)聚合硅層構(gòu)成。電子發(fā)射電極16E由鎢制成，并具有錐形形狀，尤其是圓錐形狀。由TiN制成的粘結(jié)層80形成于基板84和電子發(fā)射電極16E之間。粘結(jié)層80不是電子發(fā)射電極的功能所必須的組件，但是提供來是為了產(chǎn)量的原因。把絕緣層13立刻從柵極14的下面向基板84的上端部刮去，以形成開口部分15。
制造方法的變形例4將參考圖72A,72B,73A,73B,74A和74B來解釋，其表示支承件等的局部端視圖。首先，制造形成開口部分15之前的過程以與制造方法的變形例1中的步驟1300相同的方式來執(zhí)行，接著，在包括開口部分15的內(nèi)部的整個(gè)表面上形成用于形成基板的導(dǎo)電材料層84A。導(dǎo)電材料層84A還用作抗蝕劑層，由聚合硅層構(gòu)成，并且可通過等離子體CVD方法形成。接著，由抗蝕劑層構(gòu)成的平坦化層85通過旋涂法形成于整個(gè)表面上，以形成接近平坦的表面(圖72A)。隨后，平坦化層85和導(dǎo)電材料層84A在這些層的蝕刻率接近相同的條件下被蝕刻，以用具有平坦上表面的基部84填充開口部分15的底部(看圖72B)?？赏ㄟ^RIE方法使用包含含氯氣體和含氧氣體的蝕刻氣體來執(zhí)行蝕刻。由于導(dǎo)電材料層84A的表面用平坦化層85鋪平，基板84變?yōu)榫哂衅教股媳砻?。接著，粘結(jié)層80形成于包括開口部分15的剩余部分的內(nèi)部的整個(gè)表面上，并且用于電子發(fā)射部分的導(dǎo)電材料層81形成于包括開口部分15的剩余部分的內(nèi)部的整個(gè)表面上，以用導(dǎo)電材料層81填充開口部分15的剩余部分(看圖73A)。粘結(jié)層80是通過濺射方法形成的0.07微米厚的TiN層，導(dǎo)電材料層81是通過還原壓力CVD方法形成的0.6微米厚的鎢層。反映開口部分的上端表面與底部表面之間的臺(tái)階的凹口81A形成于導(dǎo)電材料層81的表面中。構(gòu)成抗蝕劑層的掩膜材料層82通過旋涂法形成于導(dǎo)電材料層81的整個(gè)表面上，以形成接近平坦的表面(看圖73B)。掩膜材料層82吸附導(dǎo)電材料層81的表面中的凹口81A并形成接近平坦表面。隨后，通過RIE方法使用氧氣蝕刻掩膜材料層82(看圖74A)。當(dāng)暴露出導(dǎo)電材料層81的平坦表面時(shí)結(jié)束蝕刻。以這種方式，掩膜材料層82被保留在導(dǎo)電材料層81的凹口81A中以形成平坦表面，并且形成掩膜材料層82以覆蓋導(dǎo)電材料層81的定位于開口部分15的中央的區(qū)域。接著，以與制造方法的變形例1中的步驟1340相同的方式一起蝕刻導(dǎo)電材料層81、掩膜材料層82和粘結(jié)層80，從而形成具有錐形形狀的電子發(fā)射電極16E，其錐形依賴于基于上述機(jī)制的對(duì)抗蝕劑的選擇比率，并且完成電子發(fā)射部分(看圖74B)。隨后，開口部分15內(nèi)部形成絕緣層13，開口部分15的側(cè)壁表面回縮，從而獲得圖71所示的場(chǎng)發(fā)射器件。制造方法的變形例5是制造方法的變形例2的變形例。圖76B表示在制造方法的變形例5中制造的Spindt型場(chǎng)效應(yīng)器件的局部端視圖。制造方法的變形例5不同于制造方法的變形例2之處在于電子發(fā)射部分具有基板84以及形成在基板84上的錐形電子發(fā)射電極16E，與制造方法的變形例4的電子發(fā)射部分一樣?；?4由一種材料制成，電子發(fā)射電極16E由另一種材料制成。尤其，基板84是用于調(diào)整電子發(fā)射電極16E和柵極14的開口端部之間的間距的部件，具有作為抗蝕劑層的功能，并且由包含雜質(zhì)聚合硅層構(gòu)成。電子發(fā)射電極16E由鎢制成，并具有錐形形狀，尤其是圓錐形狀。由TiN制成的粘結(jié)層80形成于基板84和電子發(fā)射電極16E之間。粘結(jié)層80不是電子發(fā)射電極的功能所必須的組件，但是提供來是為了產(chǎn)量的原因。把絕緣層13立刻從柵極14的下面向基板84的上端部刮去，以形成開口部分15。
制造方法的變形例5將參考圖75A,75B,76A和76B來解釋，其表示支承件等的局部端視圖。首先，制造形成開口部分15之前的過程以與制造方法的變形例1中的步驟1300相同的方式來執(zhí)行。接著，在包括開口部分15的內(nèi)部的整個(gè)表面上形成用于形成基板的導(dǎo)電材料層，蝕刻導(dǎo)電材料層，從而可形成填充開口部分15的底部的基板84。盡管圖中所示的基板84具有平坦表面，表面可以是有凹槽的。具有平坦表面的基板84可以以與制造方法的變形例4中的步驟1600相同的方式來形成另外，粘結(jié)層80和用于電子發(fā)射部分的導(dǎo)電材料層81連續(xù)形成于包括開口部分15的剩余部分的內(nèi)部的整個(gè)表面上。在這種情況下，導(dǎo)電材料層81的厚度可確定為使得在導(dǎo)電材料層81的表面中形成接近漏斗狀的凹口81A，該凹口具有柱狀部分81B和與柱狀部分的上端連通的加寬的部分81C，柱狀部分81B反映開口部分15的剩余部分的上端表面與其底部表面之間的臺(tái)階。接著，掩膜材料層82形成于導(dǎo)電材料層81上。掩膜材料層82例如由銅構(gòu)成。圖75A表示這樣獲得的狀態(tài)。掩膜材料層82和導(dǎo)電材料層81在平行于支承件11的表面的平面中被去除，保留柱狀部分81B中的掩膜材料層82(看圖75B)。上述去除可通過化學(xué)機(jī)械/拋光方法(CMP方法)以與制造方法的變形例2中的步驟1430相同的方式來執(zhí)行。接著，蝕刻導(dǎo)電材料層81、掩膜材料層82和粘結(jié)層80，以形成電子發(fā)射電極16E，該電極具有錐形形狀，其錐形依賴于基于上述機(jī)制的對(duì)抗蝕劑的選擇比率。可以以與制造方法的變形例2中的步驟1440相同的方式來蝕刻這些層。電子發(fā)射部分包括電子發(fā)射電極16E、基板84和保留在電子發(fā)射電極16E與基板84之間的粘結(jié)層80。盡管整個(gè)電子發(fā)射部分16E自然可具有錐形形狀，如圖67A所示，但圖76A表示出部分基板84填充在開口部分15的底部中的狀態(tài)。這種形狀在填充在柱狀部分81B中的掩膜材料層82的高度小或掩膜材料層82的蝕刻率相對(duì)高時(shí)產(chǎn)生。但是這種形狀根本不影響電子發(fā)射部分16E的波動(dòng)。隨后，在開口部分15內(nèi)部，絕緣層13的側(cè)壁表面在各向同性的蝕刻條件下回縮，從而完成圖76B所示的場(chǎng)發(fā)射器件。各向同性的蝕刻條件可以與制造方法的變形例1中解釋的相同。制造方法的變形例6是制造方法的變形例3的變形例。制造方法的變形例6不同于制造方法的變形例3之處在于電子發(fā)射部分具有基板84以及形成在基板84上的錐形電子發(fā)射電極16E，與制造方法的變形例4的電子發(fā)射部分一樣。制造方法的變形例6將參考圖77來解釋，其表示支承件等的局部端視圖。首先，制造形成掩膜材料層82之前的過程以與制造方法的變形例5中的步驟1700相同的方式來執(zhí)行。接著，僅導(dǎo)電材料層81上和加寬部分81C中的掩膜材料層82被去除，從而在柱狀部分81B中保留掩膜材料層82(看圖77)。用稀釋的氫氟酸水溶液濕蝕刻選擇地去除由銅制成的掩膜材料層82而不去除由鎢制成的導(dǎo)電材料層81。此后，蝕刻導(dǎo)電材料層81和掩膜材料層82的所有步驟、各向同性蝕刻絕緣層13等可以以與制造方法的變形例5中的相同方式執(zhí)行。平面型場(chǎng)發(fā)射器件(No.3)是已經(jīng)解釋的平面型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)的變形例。平面型場(chǎng)發(fā)射器件(No.3)不同于平面型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)之處在于它具有第四結(jié)構(gòu)。即，平面型場(chǎng)發(fā)射器件(No.3)包括(A)由絕緣層制成并形成于支承件11上的條形墊片；(B)由具有多個(gè)開口部分315的條形材料層314A制成的柵極314；(C)電子發(fā)射部分，其中條形材料層314A被布置成與墊片的頂表面接觸并把開口部分定位在電子發(fā)射部分之上。
條形材料層314A用熱固性粘結(jié)劑(例如環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑)被固定于墊片的頂表面上?；蛘?，條形材料層314A具有一種結(jié)構(gòu)，其中其兩個(gè)端部被固定于支承件11的周圍部分，如圖78所示，該圖表示支承件11和其附近的端部分的局部截面圖。更具體說，例如，在支承件11的周圍部分中提前形成突起316，與用于形成條形材料層314A的材料相同的材料制成的薄膜317形成于突起316的頂表面上。并且，用激光在擴(kuò)展開材料層的狀態(tài)下把條形材料層314A焊接到上述薄膜317。突起316可與墊片同時(shí)形成。
用于制造平面型場(chǎng)發(fā)射器件(No.3)的方法下面解釋。由用于陰極的導(dǎo)電材料層(Cr)制成的在第一方向上延伸的條形陰極12以與制造平面型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)中相同的方式形成于支承件11上。接著，絕緣層13以與制造平面型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)中的步驟610相同的方式形成。隨后，開口部分15通過平板印刷術(shù)和蝕刻方法形成于絕緣層13中。否則，開口部分15可通過絲網(wǎng)印刷方法與絕緣層13一起形成。以這種方式，陰極12的對(duì)應(yīng)于電子發(fā)射部分的表面被暴露于開口部分15的底部中。上述絕緣層13對(duì)應(yīng)于墊片。把具有多個(gè)開口部分315的條形材料層314A布置成其被支承在作為柵極支承部分或墊片的絕緣層13上的狀態(tài)，從而開口部分315被定位在電子發(fā)射部分之上，并且把條形材料層314A布置在不同于第一方向的第二方向上，從而條形材料層314A制成的并具有多個(gè)開口部分315的柵極314被定位在電子發(fā)射部分之上。
上述形成柵極的方法可被應(yīng)用于制造上述各種場(chǎng)發(fā)射器件。平面型場(chǎng)發(fā)射器件(No.4)是平面型場(chǎng)發(fā)射器件(No.3)的變形例。與平面型場(chǎng)發(fā)射器件(No.3)不同，平面型場(chǎng)發(fā)射器件(No.4)在一個(gè)陰極12與另一個(gè)陰極12之間具有分離壁313(對(duì)應(yīng)于墊片)，如圖79A的局部橫截面圖所示。圖79B表示陰極12、條形材料層314A、條形柵極314和分離壁313的示意性布局。
條形材料層314A用熱固性粘結(jié)劑(例如環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑)被固定于分離壁313的頂表面上?；蛘?，如圖78的示意局部截面圖所示，條形材料層314A的兩個(gè)端部被固定于支承件11的周圍部分。更具體說，例如，在支承件11的周圍部分中提前形成突起316，與用于形成條形材料層314A的材料相同的材料制成的薄膜317形成于突起316的頂表面上。并且，用激光在擴(kuò)展開材料層的狀態(tài)下把條形材料層314A焊接到上述薄膜317。
可通過例如下面的方法制造平面型場(chǎng)發(fā)射器件(No.4)。用于形成墊片(柵極支承部分)的分離壁313例如通過噴砂方法形成于支承件11上。接著，在支承件11上形成電子發(fā)射部分。尤其，抗蝕劑材料制成的掩膜層通過旋涂法形成于整個(gè)表面上，掩膜層從一個(gè)分離壁313和另一個(gè)分離壁313之間要形成陰極的區(qū)域被去除。隨后，以與制造平面型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)中的步驟600相同的方式，通過濺射方法在整個(gè)表面上形成用于陰極的鉻制成的導(dǎo)電材料層，掩膜層被去除。以這種方式，形成于掩膜層上的用于陰極的導(dǎo)電材料層被去除，并且用作電子發(fā)射部分的陰極12被保留在一個(gè)分離壁313和另一個(gè)分離壁313之間。之后，把具有多個(gè)開口部分315的條形材料層314A布置成其被支承在作為墊片的分離壁313上的狀態(tài)，從而多個(gè)開口部分315被定位在電子發(fā)射部分之上，從而由條形材料層314A制成的并具有多個(gè)開口部分315的柵極314被定位在電子發(fā)射部分之上。布置條形材料層314A的方法已經(jīng)作了解釋。
上述用于形成柵極的方法可被應(yīng)用于制造上述各種場(chǎng)發(fā)射器件的任何一種。
在平面型場(chǎng)發(fā)射器件(No.1)和(No.4)中，各個(gè)開口部分315的平面形狀不應(yīng)限制于圓形。圖80A,80B,80C和80D表示形成于條形材料層314A中的開口部分315的變形例[場(chǎng)發(fā)射器件與屏蔽件的組合]圖81表示根據(jù)本發(fā)明的第三方面的平面型顯示器中電子發(fā)射部分16與屏蔽件40的示意性局部端視圖。在圖81所示的實(shí)施例中，第二絕緣層43形成于柵極14和絕緣層13上，并且屏蔽件40形成于第二絕緣層43上。屏蔽件40還用作聚焦電極。屏蔽件40和第二絕緣層43具有和開口部分15連通的開口部分14。盡管Spindt型場(chǎng)發(fā)射器件作為例子表示出，但場(chǎng)發(fā)射器件并不應(yīng)限制于此，可使用上述各種場(chǎng)發(fā)射器件。
組合屏蔽件40的上述場(chǎng)發(fā)射器件基本上通過把在柵極14和絕緣層13上形成第二絕緣層43的步驟、接著在第二絕緣層43上形成屏蔽件40的步驟以及隨后在屏蔽件40和第二絕緣層43中形成開口部分44的步驟組合到制造上述各種場(chǎng)發(fā)射器件的步驟中而制造，從而其具體解釋被省略了。根據(jù)屏蔽件的構(gòu)圖，屏蔽件可具有一種結(jié)構(gòu)，其中每一個(gè)對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)電子發(fā)射部分或一個(gè)或多個(gè)像素的屏蔽件單元被集中起來，或具有一種結(jié)構(gòu)，其中具有薄層形狀的導(dǎo)電材料在有效區(qū)中被覆蓋。
屏蔽件不僅通過上述方法形成，還通過這樣一種方法形成，其中，SiO2制成的絕緣膜形成于例如42％Ni-Fe合金制成的10微米厚的金屬薄層的各個(gè)表面上，并且開口部分44通過沖孔或蝕刻形成于對(duì)應(yīng)于像素的區(qū)域中。接著，第一屏板、金屬薄層和第二屏板被層疊，把一個(gè)框架安裝在屏板的周圍部分，執(zhí)行熱處理來把形成于金屬薄層和絕緣層13的一個(gè)表面上的絕緣膜彼此粘結(jié)，形成于金屬薄層和第二屏板的另一個(gè)表面上的絕緣膜被彼此粘結(jié)，以把這些部件集成，并且抽真空并密封這個(gè)空間，從而完成平面型顯示器。
本發(fā)明上面參考舉例進(jìn)行了解釋，但本發(fā)明并不限制于此。在例子中解釋的平面型顯示器以及冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件的這些各種電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路、陽極斷開電路和屏蔽件斷開電路的電路構(gòu)成、結(jié)構(gòu)以及構(gòu)成作為例子來表示，并且可按需要改變。用于制造在例子中解釋的平面型顯示器以及冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件的方法也作為例子表示并可按需要改變。平面型顯示器包括根據(jù)本發(fā)明第一方面的平面型顯示器、根據(jù)本發(fā)明第二方面的平面型顯示器、根據(jù)本發(fā)明第三方面的平面型顯示器，還包括根據(jù)本發(fā)明第一方面的平面型顯示器與根據(jù)本發(fā)明第二方面的平面型顯示器的組合、根據(jù)本發(fā)明第一方面的平面型顯示器與根據(jù)本發(fā)明第三方面的平面型顯示器的組合、根據(jù)本發(fā)明第二方面的平面型顯示器與根據(jù)本發(fā)明第三方面的平面型顯示器的組合以及根據(jù)本發(fā)明第一方面的平面型顯示器、根據(jù)本發(fā)明第二方面的平面型顯示器、根據(jù)本發(fā)明第三方面的平面型顯示器的組合。
例如，圖5所示的二極管(D13,D23,D33,…)可組合到圖1或4所示的根據(jù)本發(fā)明第一結(jié)構(gòu)的平面型顯示器中的電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路中。根據(jù)本發(fā)明第三結(jié)構(gòu)的平面型顯示器中的電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路可通過組合圖1或4所示的根據(jù)本發(fā)明第一結(jié)構(gòu)的平面型顯示器中的電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路與圖6所示的根據(jù)本發(fā)明第二結(jié)構(gòu)的平面型顯示器中的電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路而獲得。
另外，在制造冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件中使用的各種材料作為例子表示，并且可按需要改變。冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件被解釋為具有一種結(jié)構(gòu)，通常在這種結(jié)構(gòu)中，一個(gè)電子發(fā)射部分(電子發(fā)射電極)對(duì)應(yīng)于一個(gè)開口部分。根據(jù)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件的結(jié)構(gòu)，冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件可具有一種結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，多個(gè)電子發(fā)射部分(電子發(fā)射電極)對(duì)應(yīng)于一個(gè)開口部分或一個(gè)電子發(fā)射部分(電子發(fā)射電極)對(duì)應(yīng)于多個(gè)開口部分。否則，冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件可具有一種結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，多個(gè)開口部分形成于柵極中，一個(gè)開口部分與多個(gè)開口部分連通，并且形成一個(gè)或多個(gè)電子發(fā)射部分。
柵極可具有一種結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，具有一個(gè)薄層形式的導(dǎo)電材料(具有開口部分)在有效區(qū)被覆蓋。在這種情況下，正壓VG-SL例如160V)被施加于上述柵極。例如TFT制成的開關(guān)元件被提供在電子發(fā)射部分與第二驅(qū)動(dòng)電路(陰極驅(qū)動(dòng)電路)之間，對(duì)構(gòu)成一個(gè)像素的電子發(fā)射部分的電壓施加狀態(tài)通過操作上述開關(guān)元件而受控制，從而控制像素的發(fā)光狀態(tài)。使用一種結(jié)構(gòu)，其中多個(gè)像素(例如一行像素)被用作一個(gè)單元，電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路被提供在構(gòu)成作為一個(gè)單元的上述像素的電子發(fā)射部分與第二驅(qū)動(dòng)電路(陰極驅(qū)動(dòng)電路)之間。
否則，陰極可具有一種結(jié)構(gòu)，其中具有一個(gè)薄層形式的導(dǎo)電材料在有效區(qū)被覆蓋。在這種情況下，正壓VC-SL(例如0V)被施加于上述陰極。例如TFT制成的開關(guān)元件被提供在電子發(fā)射部分與第一驅(qū)動(dòng)電路(柵極驅(qū)動(dòng)電路)之間，對(duì)構(gòu)成一個(gè)像素的電子發(fā)射部分的電壓施加狀態(tài)通過操作上述開關(guān)元件而受控制，從而控制像素的發(fā)光狀態(tài)。使用一種結(jié)構(gòu)，其中多個(gè)像素(例如一行像素)被用作一個(gè)單元，電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路被提供在構(gòu)成作為一個(gè)單元的上述像素的電子發(fā)射部分與第二驅(qū)動(dòng)電路(柵極驅(qū)動(dòng)電路)之間。
電子發(fā)射部分可由一種叫作表面誘導(dǎo)型電子發(fā)射器件的器件構(gòu)成。表面誘導(dǎo)型電子發(fā)射器件具有例如玻璃制成的支承件和形成于支承件上并且由導(dǎo)電材料如氧化錫(SnO2)、金(Au)、氧化銦錫(In2O3)/(SnO2)、碳或氧化鈀(PdO)制成的電極對(duì)，該電極對(duì)每一個(gè)具有很小區(qū)域并以恒定間隔(間隙)被布置成矩陣形狀。行方向上的導(dǎo)線被連接于電極對(duì)的一個(gè)電極上，并且列方向上的導(dǎo)線被連接于電極對(duì)的另一個(gè)電極上。當(dāng)把電壓施加于一對(duì)電極時(shí)，在經(jīng)間隙彼此面對(duì)的碳薄膜上施加電場(chǎng)，以從碳薄膜發(fā)射電子。使上述電極與陽極屏上的熒光層碰撞，從而激發(fā)熒光層來發(fā)光，可獲得需要的圖像。在行方向的導(dǎo)線和電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路之間或列導(dǎo)線與電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路之間提供電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路就足夠了。否則，在一對(duì)電極和電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路之上形成的柵極之間形成電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路就足夠了。
從上面解釋顯然知道，不防止觸發(fā)大規(guī)模放電的放電現(xiàn)象，但從小規(guī)模的放電到大規(guī)模放電的增長(zhǎng)，如果有的話，可通過在電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路與電子發(fā)射部分之間提供電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路、通過在陽極驅(qū)動(dòng)電路和陽極之間提供陽極斷開電路或通過在屏蔽件電壓施加裝置與屏蔽件之間提供屏蔽件斷開電路被有效防止。結(jié)果，陰極、陽極、柵極和電子發(fā)射部分的損壞可被有效防止，或者可有效防止電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路、陽極驅(qū)動(dòng)電路和屏蔽件電壓施加裝置的損壞，從而提高平面型顯示器的壽命。另外，可防止在平面型顯示器的操作開始階段常常發(fā)生的放電帶來的損壞，結(jié)果容易執(zhí)行平面型顯示器的時(shí)效處理。
權(quán)利要求
1．一種平面型顯示器，包括有電子發(fā)射部分的第一屏板；有電子輻射表面的第二屏板；驅(qū)動(dòng)電子發(fā)射部分的電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路，其中在電子發(fā)射部分和電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路之間設(shè)置電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路，用于防止電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間的放電。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的平面型顯示器，其中向電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路施加第一預(yù)定電壓VPD1，當(dāng)與電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路連接的電子發(fā)射部分的電勢(shì)由于電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間的放電達(dá)到第二預(yù)定電壓VPD2時(shí)，電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路以第一預(yù)定電壓和第二預(yù)定電壓之間的電壓差(VPD2-VPD1)為基礎(chǔ)進(jìn)行操作。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的平面型顯示器，滿足|VOUT-MAX-VPD1|＜VCOLAPSE，其中VCOLAPSE是電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路的擊穿電壓，VOUT-MAX是電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路輸出電壓的最大值。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的平面型顯示器，其中提供條形柵極和在與條形柵極的延伸方向不同的方向上延伸的條形陰極，電子發(fā)射部分形成于條形柵極的投影圖像與條形陰極的投影圖像交迭的交迭區(qū)中，電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路包括連接于柵極的第一驅(qū)動(dòng)電路和連接于陰極的第二驅(qū)動(dòng)電路，及第一驅(qū)動(dòng)電路經(jīng)電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路連接于柵極。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的平面型顯示器，其中當(dāng)在電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間未發(fā)生放電時(shí)，電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路處于不工作狀態(tài)，當(dāng)在電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間發(fā)生放電時(shí)，電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路工作。
6．根據(jù)權(quán)利要求4的平面型顯示器，其中第一屏板有多個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件，每個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件包括(a)支承件，(b)形成在支承件上的陰極，(c)形成在支承件和陰極上的絕緣層，(d)形成在絕緣層上的柵極，(e)形成穿過柵極和絕緣層的開口部分，以及(f)在部分陰極上形成的電子發(fā)射電極，所述部分位于開口部分的底部，以及在開口部分底部露出的部分電子發(fā)射電極相當(dāng)于電子發(fā)射部分。
7．根據(jù)權(quán)利要求4的平面型顯示器，其中第一屏板有多個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件，每個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件包括(a)支承件，(b)形成在支承件上的陰極，(c)形成在支承件和陰極上的絕緣層，(d)形成在絕緣層上的柵極，以及(e)形成穿過柵極和絕緣層的開口部分，開口部分有使陰極暴露的底部，以及在開口部分底部露出的部分電子發(fā)射電極相當(dāng)于電子發(fā)射部分。
8．根據(jù)權(quán)利要求4的平面型顯示器，其中第一屏板有多個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件，每個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件包括(a)支承件，(b)形成在支承件上面或上方且具有邊緣部分的陰極，(c)至少形成在支承件和陰極上的絕緣層，(d)形成在絕緣層上的柵極，以及(e)形成至少穿過柵極和絕緣層的開口部分，邊緣部分暴露在開口部分底部或側(cè)壁上的陰極的邊緣部分相當(dāng)于電子發(fā)射部分。
9．根據(jù)權(quán)利要求1的平面型顯示器，其中提供條形柵極和在與條形柵極的延伸方向不同的方向上延伸的條形陰極，電子發(fā)射部分形成于條形柵極的投影圖像與條形陰極交迭的交迭區(qū)中，電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路包括連接于柵極的第一驅(qū)動(dòng)電路和連接于陰極的第二驅(qū)動(dòng)電路，及第二驅(qū)動(dòng)電路經(jīng)電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路連接于陰極。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的平面型顯示器，其中當(dāng)在電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間未發(fā)生放電時(shí)，電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路處于不工作狀態(tài)，當(dāng)在電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間發(fā)生放電時(shí)，電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路工作。
11．根據(jù)權(quán)利要求9的平面型顯示器，其中第一屏板有多個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件，每個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件包括(a)支承件，(b)形成在支承件上的陰極，(c)形成在支承件和陰極上的絕緣層，(d)形成在絕緣層上的柵極，(e)形成穿過柵極和絕緣層的開口部分，以及(f)在部分陰極上形成的電子發(fā)射電極，所述部分位于開口部分的底部，以及在開口部分底部露出的部分電子發(fā)射電極相當(dāng)于電子發(fā)射部分。
12．根據(jù)權(quán)利要求9的平面型顯示器，其中第一屏板有多個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件，每個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件包括(a)支承件，(b)形成在支承件上的陰極，(c)形成在支承件和陰極上的絕緣層，(d)形成在絕緣層上的柵極，以及(e)形成穿過柵極和絕緣層的開口部分，開口部分有使陰極暴露的底部，以及在開口部分底部露出的部分電子發(fā)射電極相當(dāng)于電子發(fā)射部分。
13．根據(jù)權(quán)利要求9的平面型顯示器，其中第一屏板有多個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件，每個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件包括(a)支承件，(b)形成在支承件上面或上方且具有邊緣部分的陰極，(c)至少形成在支承件和陰極上的絕緣層，(d)形成在絕緣層上的柵極，以及(e)形成至少穿過柵極和絕緣層的開口部分，邊緣部分暴露在開口部分底部或側(cè)壁上的陰極的邊緣部分相當(dāng)于電子發(fā)射部分。
14．根據(jù)權(quán)利要求1的平面型顯示器，其中提供條形柵極和在與條形柵極的延伸方向不同的方向上延伸的條形陰極，電子發(fā)射部分形成于條形柵極的投影圖像與條形陰極的投影圖像交迭的交迭區(qū)中，電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路包括連接于柵極的第一驅(qū)動(dòng)電路和連接于陰極的第二驅(qū)動(dòng)電路，及電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路包括提供在柵極和第一驅(qū)動(dòng)電路之間的第一斷開電路和提供在陰極和第二驅(qū)動(dòng)電路之間的第二斷開電路
15．根據(jù)權(quán)利要求14的平面型顯示器，其中當(dāng)在電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間未發(fā)生放電時(shí)，第一和第二斷開電路處于不工作狀態(tài)，當(dāng)在電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間發(fā)生放電時(shí)，第一和第二斷開電路工作。
16．根據(jù)權(quán)利要求14的平面型顯示器，其中第一屏板有多個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件，每個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件包括(a)支承件，(b)形成在支承件上的陰極，(c)形成在支承件和陰極上的絕緣層，(d)形成在絕緣層上的柵極，(e)形成穿過柵極和絕緣層的開口部分，以及(f)在部分陰極上形成的電子發(fā)射電極，所述部分位于開口部分的底部，以及在開口部分底部露出的部分電子發(fā)射電極相當(dāng)于電子發(fā)射部分。
17．根據(jù)權(quán)利要求14的平面型顯示器，其中第一屏板有多個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件，每個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件包括(a)支承件，(b)形成在支承件上的陰極，(c)形成在支承件和陰極上的絕緣層，(d)形成在絕緣層上的柵極，以及(e)形成穿過柵極和絕緣層的開口部分，開口部分有使陰極暴露的底部，以及在開口部分底部露出的部分電子發(fā)射電極相當(dāng)于電子發(fā)射部分。
18．根據(jù)權(quán)利要求14的平面型顯示器，其中第一屏板有多個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件，每個(gè)冷陰極場(chǎng)發(fā)射器件包括(a)支承件，(b)形成在支承件上面或上方且具有邊緣部分的陰極，(c)至少形成在支承件和陰極上的絕緣層，(d)形成在絕緣層上的柵極，以及(e)形成至少穿過柵極和絕緣層的開口部分，邊緣部分暴露在開口部分底部或側(cè)壁上的陰極的邊緣部分相當(dāng)于電子發(fā)射部分。
19．根據(jù)權(quán)利要求1的平面型顯示器，其中第二屏板包括襯底，熒光層和陽極。
20．根據(jù)權(quán)利要求19的平面型顯示器，其中還設(shè)置陽極驅(qū)動(dòng)電路，在陽極和陽極驅(qū)動(dòng)電路之間設(shè)置陽極斷開電路以防止防止電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間的放電。
21．一種平面型顯示器，包括有電子發(fā)射部分的第一屏板；有熒光層和陽極組成的電子輻射表面的第二屏板；驅(qū)動(dòng)陽極的陽極驅(qū)動(dòng)電路，其中在陽極和陽極驅(qū)動(dòng)電路之間設(shè)置陽極斷開電路，用于防止電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間的放電。
22．根據(jù)權(quán)利要求21的平面型顯示器，其中當(dāng)在電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間未發(fā)生放電時(shí)，陽極斷開電路處于不工作狀態(tài)，當(dāng)在電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間發(fā)生放電時(shí)，陽極斷開電路工作。
23．根據(jù)權(quán)利要求21的平面型顯示器，其中陽極斷開電路在由于電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間的放電而引起的在陽極和陽極驅(qū)動(dòng)電路之間流動(dòng)的電流的基礎(chǔ)上操作。
24．一種平面型顯示器，包括有電子發(fā)射部分的第一屏板；有電子輻射表面的第二屏板；驅(qū)動(dòng)電子發(fā)射部分的電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路；布置在電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間的屏蔽件；用于向屏蔽件施加電壓的屏蔽件電壓施加裝置，其中在屏蔽件和屏蔽件電壓施加裝置之間設(shè)置屏蔽件斷開電路，用于防止屏蔽件和電子輻射表面之間的放電。
25．根據(jù)權(quán)利要求24的平面型顯示器，其中第二屏板包括襯底，熒光層和陽極。
26．根據(jù)權(quán)利要求24的平面型顯示器，其中還設(shè)置陽極驅(qū)動(dòng)電路，在陽極和陽極驅(qū)動(dòng)電路之間設(shè)置陽極斷開電路以防止防止電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間的放電。
全文摘要
一種平面型顯示器,包括:有電子發(fā)射部分的第一屏板;有電子輻射表面的第二屏板;驅(qū)動(dòng)電子發(fā)射部分的電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路,其中在電子發(fā)射部分和電子發(fā)射部分驅(qū)動(dòng)電路之間設(shè)置電子發(fā)射部分?jǐn)嚅_電路,用于防止電子發(fā)射部分和電子輻射表面之間的放電。
文檔編號(hào)G09G3/20GK1313623SQ0111780
公開日2001年9月19日 申請(qǐng)日期2001年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月10日
發(fā)明者小西守一, 飯?zhí)锔?申請(qǐng)人:索尼公司