專利名稱：圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子射線裝置及其應(yīng)用即顯示裝置等的圖像形成裝置，尤其涉及一種修正外圍器內(nèi)部的支撐部件(隔離物)附近的電子束偏差的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，作為電子發(fā)射元件已知有熱電子源和冷陰極電子源兩種類型。冷陰極電子源包括場(chǎng)發(fā)射型元件(以下簡(jiǎn)稱FE型元件)、金屬/絕緣層/金屬型元件(以下簡(jiǎn)稱MIM元件)、表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件(以下簡(jiǎn)稱SCE型元件)等。
這里，例如，由于尤其是冷陰極元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，因此表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件具有可以在大面積范圍內(nèi)形成多個(gè)元件的特點(diǎn)。另外，作為表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的應(yīng)用，如圖像顯示裝置、圖像記錄裝置等的圖像形成裝置和帶電電子源等，正在研究中。
尤其是，例如，作為在圖像顯示裝置上的應(yīng)用，本申請(qǐng)人在USP5066883號(hào)、日本特開(kāi)平2-257551號(hào)公報(bào)、日本特開(kāi)平4-28137號(hào)公報(bào)等的申請(qǐng)中，正在研究通過(guò)組合表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件和因電子束照射而發(fā)光的熒光體而成的圖像顯示裝置。表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件和熒光射線組合而成的圖像顯示裝置，與現(xiàn)在使用的其他方式的圖像顯示裝置相比，可具有更好的特性。例如，與近年來(lái)普及的液晶顯示裝置相比，這種圖像顯示裝置由于是自發(fā)光型，具有不需要背光源和視角更大的優(yōu)點(diǎn)。
在上述的圖像顯示裝置中，一般在背板和面板之間配置隔離物。為了能夠承受大氣壓，隔離物需要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，并且不能對(duì)在背板和面板之間運(yùn)行的電子軌道有大的影響。影響電子軌道的原因是隔離物的帶電。隔離物帶電被認(rèn)為是因?yàn)閺碾娮釉窗l(fā)射出的電子的一部分，或者是面板反射的電子入射到隔離物上，從隔離物發(fā)射出二次電子，或者是因電子碰撞FP部件而電離的離子附著在表面上。
如果隔離物帶有正電荷，在隔離物附近運(yùn)行的電子會(huì)被吸引到隔離物上，從而在隔離物附近顯示畫像發(fā)生畸曲。隨著背板與面板之間的距離加大，帶電的影響就更顯著。
防止這一現(xiàn)象的方法有，在隔離物上形成用來(lái)修正電子軌道的電極的方法(特開(kāi)2000-235831)和向帶電面賦予導(dǎo)電性流過(guò)若干電流以去除電荷的方法。另外，在特開(kāi)昭57-118355號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了，對(duì)隔離物應(yīng)用賦予導(dǎo)電性的方法，用氧化錫覆蓋隔離物表面的方法。
并且，在特開(kāi)平3-49135號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了用PdO類的玻璃材料覆蓋的方法。另外，通過(guò)在隔離物的背板和面板的對(duì)接部上形成電極，對(duì)上述覆蓋材料加上均勻的電場(chǎng)，就能夠防止因?yàn)榻泳€不好或電流集中而破壞隔離物。
通過(guò)在隔離物上形成用來(lái)修正電子軌道的電極，或者在隔離物的表面上形成高電阻膜，就可以緩和隔離物的帶電，并可以抑制在隔離物附近運(yùn)行的電子被吸引到隔離物上。
但是，在上述現(xiàn)有的方法中，由于元件之間的間距或元件的驅(qū)動(dòng)條件在某些場(chǎng)合會(huì)受到隔離物帶電的影響。例如，如果元件間距變小，則隔離物靠近電子發(fā)射部位，所以就會(huì)受隔離物的帶電影響。又如，如果加速電壓和驅(qū)動(dòng)電壓等驅(qū)動(dòng)條件改變了，隔離物周圍的電場(chǎng)也會(huì)改變，即使在隔離物上形成了高電阻膜，有時(shí)候也不能去除電荷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是鑒于以上問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種可以與元件間距和驅(qū)動(dòng)條件無(wú)關(guān)地、高精度地修正因隔離物帶電造成的電子束偏差的畫像形成裝置。
本發(fā)明提供一種圖像形成裝置，其中在外圍器內(nèi)收存有具有由電子發(fā)射部和一對(duì)元件電極構(gòu)成的多個(gè)冷陰極型電子發(fā)射元件的電子源基板；與上述電子發(fā)射元件相對(duì)配置的，用來(lái)施加作用到從上述電子發(fā)射元件發(fā)射的電子上的加速電壓的加速電極；在上述電子源基板和上述加速電極之間配置的隔離物；在上述電子源基板上形成的，用來(lái)驅(qū)動(dòng)上述電子發(fā)射元件的布線部，其特征在于在上述隔離物附近的電子發(fā)射元件附近，設(shè)置了用來(lái)修正因上述隔離物帶電造成的電子束偏差的電子軌道修正電極。
此外，本發(fā)明還提供一種圖像形成裝置，其中在外圍器內(nèi)收存有具有多個(gè)電子發(fā)射元件的電子源基板；與上述電子發(fā)射元件相對(duì)配置的，用來(lái)施加作用到從上述電子發(fā)射元件發(fā)射的電子上的加速電壓的加速電極；在上述電子源基板和上述加速電極之間配置的隔離物；在上述電子源基板上形成的，用來(lái)驅(qū)動(dòng)上述電子發(fā)射元件的布線部，其特征在于用來(lái)使從與上述隔離物最近的電子發(fā)射元件發(fā)射的電子的軌道向遠(yuǎn)離上述隔離物的方向上偏轉(zhuǎn)的電子軌道修正電極，與上述隔離物分離，配置在上述電子源基板側(cè)。


圖1是展示本發(fā)明的圖像形成裝置的第1實(shí)施方式的平面圖；圖2是說(shuō)明電子發(fā)射元件的元件膜的形成方法的圖；圖3是展示用于成形處理的成形電壓的例子的圖；圖4是展示激活處理用的激活電壓的一例的圖；圖5是進(jìn)行電子發(fā)射特性測(cè)定的測(cè)定評(píng)價(jià)裝置的一例的圖；圖6是展示電子發(fā)射元件的特性例子的圖；圖7是展示圖像形成裝置的全部構(gòu)成的斜視圖；圖8是展示第1實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)裝置的一例的框圖；圖9是圖1中沿A-A線的剖面圖；圖10是展示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的平面圖；圖11是展示圖10的變形例的平面圖；
圖12是展示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的平面圖；圖13是圖12中沿A-A線的剖面圖；圖14是展示本發(fā)明的第4實(shí)施方式的平面圖；圖15是圖14中沿A-A線的剖面圖；具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種圖像形成裝置，其中在外圍器內(nèi)收存有具有由電子發(fā)射部和一對(duì)元件電極構(gòu)成的多個(gè)冷陰極型電子發(fā)射元件的電子源基板；與上述電子發(fā)射元件相對(duì)配置的，用來(lái)施加作用到從上述電子發(fā)射元件發(fā)射的電子上的加速電壓的加速電極；在上述電子源基板和上述加速電極之間配置的隔離物；在上述電子源基板上形成的，用來(lái)驅(qū)動(dòng)上述電子發(fā)射元件的布線部，其特征在于在上述隔離物附近的電子發(fā)射元件附近，設(shè)置了用來(lái)修正因上述隔離物帶電造成的電子束偏差的電子軌道修正電極。
另外，本發(fā)明中，優(yōu)選地，上述的電子軌道修正電極連接在一對(duì)元件電極中的任一個(gè)上；上述電子軌道修正電極與上述元件電極同時(shí)形成；加在上述的電子軌道修正電極上的電位大致等于驅(qū)動(dòng)電壓的正側(cè)電極或負(fù)側(cè)電極的電位；上述的電子軌道修正電極與連接在與元件電極中的任一個(gè)相連的布線上；上述的電子源基板和加速電極之間有柵格；上述隔離物在其表面上有高電阻膜；上述的電子發(fā)射元件是表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件等等。
另外，本發(fā)明提供一種圖像形成裝置，其中在外圍器內(nèi)收存有具有多個(gè)電子發(fā)射元件的電子源基板；與上述電子發(fā)射元件相對(duì)配置的，用來(lái)施加作用到從上述電子發(fā)射元件發(fā)射的電子上的加速電壓的加速電極；在上述電子源基板和上述加速電極之間配置的隔離物；在上述電子源基板上形成的，用來(lái)驅(qū)動(dòng)上述電子發(fā)射元件的布線部，其特征在于用來(lái)使從與上述隔離物最近的電子發(fā)射元件發(fā)射的電子的軌道向遠(yuǎn)離上述隔離物的方向上偏轉(zhuǎn)的電子軌道修正電極，與上述隔離物分離，配置在上述電子源基板側(cè)。
優(yōu)選地，上述電子源基板具有由多個(gè)上述電子發(fā)射元件構(gòu)成的行，上述隔離物每隔多個(gè)上述行配置，上述電子軌道修正電極配置在該隔離物和與該隔離物最鄰近的上述行之間。
優(yōu)選地，上述電子源基板具有由多個(gè)上述電子發(fā)射元件構(gòu)成的行，上述隔離物每隔多個(gè)上述行而配置，上述電子軌道修正電極夾著該隔離物和與該隔離物最鄰近的上述行而配置。
優(yōu)選地，上述電子軌道修正電極配置在配置有上述電子發(fā)射元件的基板面上。
優(yōu)選地，上述電子軌道修正電極配置在上述布線部上。
優(yōu)選地，上述電子軌道修正電極與上述的電子發(fā)射元件的構(gòu)成部件電氣連接。
優(yōu)選地，上述電子軌道修正電極與上述的電子發(fā)射元件用相同的工序形成。
優(yōu)選地，加在上述的電子軌道修正電極上的電位大致等于驅(qū)動(dòng)電壓的正側(cè)電極或負(fù)側(cè)電極的電位。
優(yōu)選地，上述的電子軌道修正電極與上述的布線電氣連接。
優(yōu)選地，上述的電子源基板和加速電極之間有柵格。
優(yōu)選地，上述隔離物在其表面上有高電阻膜。
另外，作為電子發(fā)射元件，上述的本發(fā)明能夠適用于場(chǎng)發(fā)射型、表面?zhèn)鲗?dǎo)型、MIM型和任何其他已知的電子發(fā)射元件。
本發(fā)明人經(jīng)過(guò)透徹地研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過(guò)在隔離物附近的電子發(fā)射部附近形成修正電極，并在電子發(fā)射部附近形成把電子軌道修正到遠(yuǎn)離隔離物的方向上的電場(chǎng)，使電子軌道偏轉(zhuǎn)，來(lái)修正因隔離物帶電吸引的量，從而高精度地修正電子軌道。
在電子源基板上形成修正電極的方法，與在隔離物上個(gè)別形成修正電極的方法相比，可以使用光刻法等高精度的工藝，可以以一樣的精度容易地形成。另外，可以不管隔離物的形狀如何，使用相同的制作方法來(lái)形成修正電極。而且，通過(guò)與元件電極中的任一個(gè)電極或連接元件電極的布線相連接，可以容易地形成使因隔離物帶電而吸引的電子束預(yù)先向反方向偏轉(zhuǎn)的電場(chǎng)。
根據(jù)本發(fā)明，可以修正隔離物帶電造成的電子束偏差，提供無(wú)畸曲的高品質(zhì)的圖像。并且，即使不在隔離物表面上形成高電阻膜，電子束偏差也能夠得到修正。而且，在隔離物表面上形成高電阻膜時(shí)，可以擴(kuò)大控制范圍。
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
(第1實(shí)施方式)圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的圖像形成裝置的具有矩陣狀電子發(fā)射元件的電子源基板的平面圖。在圖1中，23是正側(cè)元件電極，24是負(fù)側(cè)元件電極，25是Y方向布線(下布線)，26是X方向布線(上布線)，27是表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的元件膜，具有電子發(fā)射部。
另外，28是隔離物，29是在隔離物28附近即電子發(fā)射元件附近設(shè)置的電子軌道修正電極。如后所述，電子軌道修正電極29是用來(lái)修正電子軌道的電極。電子軌道修正電極29與X方向布線26連接。
元件電極23、24是通過(guò)用濺射法在玻璃基板上先形成鈦Ti層(5nm)作為底層，然后在其上形成鉑Pt層(40nm)，隨后通過(guò)光刻膠涂覆、曝光、顯影、蝕刻等一連串的光刻法構(gòu)圖而形成。電子軌道修正電極29是與元件電極23、24同時(shí)形成的。
關(guān)于X方向布線25和Y方向布線26的布線材料，期望有低電阻，以給多個(gè)表面?zhèn)鲗?dǎo)型元件提供大致相等的電壓，據(jù)此適當(dāng)?shù)卦O(shè)定材料、膜厚度和布線寬度。
作為共用布線的Y方向布線25(下布線)，與一個(gè)正側(cè)元件電極23相連，且以連接它們的方式形成線狀的圖案。該布線材料使用銀光漿料印劑，經(jīng)絲網(wǎng)印刷后，進(jìn)行干燥，按預(yù)定的圖案曝光、顯影，然后，在480°左右的溫度下燒制形成布線。布線的厚度約為10μm，線寬約50μm。盡管圖1中沒(méi)有圖示，Y方向布線25的終端部位的線度增大，以便取出布線用作電極。
另外，為了使Y方向布線(下布線)25和X方向布線(上布線)26絕緣，形成了層間絕緣層(沒(méi)有圖示)。其形成為覆蓋在X方向布線26(上布線)與在其下先形成的Y方向布線25(下布線)的交叉部，且，在接線部中開(kāi)孔形成使X方向布線26(上布線)與另一負(fù)側(cè)元件電極24可電氣連接的接觸孔(沒(méi)有圖示)。
在層間絕緣膜的形成中，對(duì)以PbO為主要成分的感光性玻璃漿劑進(jìn)行絲網(wǎng)印刷后，把曝光、顯影處理重復(fù)四次，最后在480°左右的溫度下燒制而成。層間絕緣層的整體厚度為約30μm，線寬為約150μm。
另外，X方向布線(上布線)26是在先形成的層間絕緣膜上用銀漿印劑進(jìn)行絲網(wǎng)印刷后干燥，再在其上進(jìn)行相同的處理，兩次涂敷后在480°左右的溫度下燒制而成。X方向布線26夾著層間絕緣膜與Y方向布線(下布線)25交叉，還通過(guò)層間絕緣膜的接觸孔部分與另一負(fù)側(cè)元件電極24連接。
通過(guò)該布線與另一負(fù)側(cè)元件電極24連接，在面板化后用作掃描電極。該X方向布線26的厚度約為20μm。按照與上述相同的方法形成與未圖示的外部驅(qū)動(dòng)電路連接的引出布線。圖中雖未示出，按照與上述相同的方法形成到外部驅(qū)動(dòng)電路的引出端子。由此，具有XY矩陣布線的電子源基板就制成了。
其次，對(duì)制作的電子源基板充分清洗后，用含有疏水劑的溶液進(jìn)行表面處理，使表面具有疏水性。這種處理的目的是為了使以后涂覆的用于形成元件膜的水溶液在元件電極上能適度地?cái)U(kuò)展開(kāi)。
然后，在元件電極之間通過(guò)噴墨涂覆和加熱燒制工序形成元件膜4。這個(gè)元件膜4相當(dāng)于進(jìn)行成形處理和活性化處理之前的圖1所示的電子發(fā)射部27。圖2所示是該工序的示意圖。圖2A所示是元件膜形成前的基板。圖中21是玻璃基板，23、24是元件電極，與圖1中一樣。
在本實(shí)施方式中，為得到作為元件膜的鈀膜，首先，在將水和異丙醇(IPA)以85∶15的比例形成的水溶液中，溶解0.15重量％的鈀絡(luò)合物，制成含有有機(jī)鈀的溶液。此外也加入一些添加劑。
其次，如圖2B所示，使用壓電元件的噴墨噴射裝置用作液滴提供單元37，把該溶液的點(diǎn)滴調(diào)整成直徑60μm，加到電極之間。然后，該基板在空氣中在350°下加熱燒制10分鐘，生成氧化鈀(PdO)。結(jié)果，得到如圖2C所示的直徑約為60μm，厚度最大為10nm的元件膜。按照以上的處理工序，在元件部形成了氧化鈀PdO膜。
接著，說(shuō)明成形處理工序。稱為成形處理的工序是指對(duì)導(dǎo)電性膜(元件膜4)通電處理，使內(nèi)部出現(xiàn)龜裂，從而形成電子發(fā)射部的工序。具體的方法是，去掉玻璃基板21的周圍，只剩下電極部，覆蓋一個(gè)罩子形狀的蓋子，以覆蓋整個(gè)基板，在基板間的內(nèi)部形成真空空間。在該狀態(tài)下，通過(guò)由外部電源從電極端子部向X方向布線和Y方向布線之間加上電壓，在元件電極之間通電，使導(dǎo)電性膜局部遭到破壞、變形或改變性質(zhì)，來(lái)形成高電阻狀態(tài)的電子發(fā)射部。
這時(shí)，如果在含有一些氫氣的真空氣氛下通電加熱，因氫促進(jìn)還原，氧化鈀PdO變?yōu)镻d膜。在變化時(shí)，因膜還原收縮而在一部分上產(chǎn)生了龜裂，龜裂產(chǎn)生的位置和形狀對(duì)原始膜的均勻性有很大的影響。為了抑制多個(gè)元件的特性發(fā)生偏差，期望上述龜裂在元件電極之間的中間部位發(fā)生，并且是直線狀。
還有，雖然在由該成形處理形成的龜裂附近，在一定電壓下也會(huì)引起電子發(fā)射，然而現(xiàn)實(shí)條件下這一情況發(fā)生的幾率非常低。所得到的導(dǎo)電性膜的電阻值Rs的值為102-107Ω。
圖3所示是成形處理用的電壓波形。施加的電壓采用脈沖波形。圖3A所示是施加電壓的脈沖波峰值為恒定電壓的情況，圖3B所示是脈沖波峰值一邊增加一邊施加的情況。
圖3A中，T1和T2表示電壓波形的脈沖寬度和脈沖間隔，T1為1μsec～10msec，T2為10μsec～100msec，適當(dāng)選擇三角波形的波峰值(成形時(shí)的電壓峰值)。另一方面，在圖3B的情況下，T1和T2的大小是相等的，三角波的波峰值(成形時(shí)的電壓峰值)以一定的臺(tái)階比如，0.1V遞增。
成形處理的結(jié)束是，在成形用的脈沖間插入不會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)電性膜局部破壞、變形程度的電壓，例如，0.1V大小的脈沖電壓，對(duì)元件電流進(jìn)行測(cè)定，從該結(jié)果求電阻值，例如，在電阻值變?yōu)槌尚翁幚砬暗碾娮柚档?000倍以上時(shí)，結(jié)束成形處理。
下面，說(shuō)明激活處理。首先，在該狀態(tài)下，電子發(fā)生效率是非常低的。因此，為了提高電子發(fā)射效率，期望對(duì)上述元件進(jìn)行稱為激活處理的工序。該處理在含有有機(jī)化合物的適度的真空環(huán)境下，與成形處理一樣，在覆蓋罩子形狀的蓋子在基板形成真空空間，通過(guò)X方向布線和Y方向布線從外部向元件電極反復(fù)施加脈沖電壓來(lái)進(jìn)行。然后，導(dǎo)入含有碳原子的氣體，在龜裂附近堆積由此而來(lái)的含碳元素或碳化合物作為碳膜。
在激活工序中，碳源使用芐基氰，通過(guò)緩泄閥導(dǎo)入真空空間，維持其中的氣壓為1.3×10-4Pa。雖然因真空裝置的形狀和真空裝置使用的部件等的一些影響，但導(dǎo)入的芐基氰的壓力優(yōu)選為1×10-5Pa～1×10-2Pa的程度。
圖4A、B所示是激活工序中用的施加電壓的優(yōu)選例子。施加的最大電壓值在10～20V的范圍內(nèi)適宜選擇。圖4A中的T1是電壓波形的正和負(fù)的脈沖寬度，T2是脈沖間隔，電壓值設(shè)定為正負(fù)的絕對(duì)值相等。另外，圖4B中的T1和T1’是電壓波形的正和負(fù)的脈沖寬度，T2是脈沖間隔，T1＞T1’，電壓值設(shè)定為正負(fù)的絕對(duì)值相等。
這時(shí)，以在元件電極24上加的電壓為正，從元件電極24向元件電極23流動(dòng)的元件電流If的方向?yàn)檎?。大約60分鐘后發(fā)射電流Ie到達(dá)大致飽和時(shí)通電停止，緩泄閥關(guān)閉，激活處理結(jié)束。通過(guò)以上工序，可以制作具有電子源元件的電子源基板。
下面，用圖5、圖6來(lái)說(shuō)明對(duì)用上述元件結(jié)構(gòu)和制造方法制作的電子發(fā)射元件的基本特性。圖5展示了測(cè)定具有上述構(gòu)成的元件的電子發(fā)射特性的測(cè)定評(píng)價(jià)裝置。測(cè)定電子發(fā)射元件的元件電極之間流動(dòng)的元件電流If及到陽(yáng)極的發(fā)射電流Ie時(shí)，元件電極23、24與電源51和電流計(jì)50連接，在電子發(fā)射元件的上方配置了與電源53和電流計(jì)52連接的陽(yáng)極54。
即，21表示玻璃基板、23、24表示元件電極、4表示含有電子發(fā)射部的薄膜、27表示電子發(fā)射部。51是用來(lái)在元件上施加元件電壓Vf的電源，50是測(cè)定流過(guò)元件電極23、24之間的含有電子發(fā)射部的導(dǎo)電性膜27的元件電流If的電流計(jì)，54是捕捉從元件的電子發(fā)射部的發(fā)射出的發(fā)射電流Ie的陽(yáng)極，53是給陽(yáng)極54施加電壓的高壓電源，52是測(cè)定從元件的電子發(fā)射部27發(fā)射出的發(fā)射電流Ie的電流計(jì)。
電子發(fā)射元件和陽(yáng)極54設(shè)置在真空裝置內(nèi)，這個(gè)真空裝置包括圖中沒(méi)有示出的排氣泵和真空計(jì)等真空裝置中必備的裝置，在所希望的真空下對(duì)本元件進(jìn)行測(cè)定和評(píng)價(jià)。還有，陽(yáng)極54的電壓為1kV～10kV，陽(yáng)極54和電子發(fā)射元件的距離H為1mm～8mm。
圖6展示了用圖5的測(cè)定評(píng)價(jià)裝置測(cè)定的發(fā)射電流Ie和元件電流If與元件電壓Vf的關(guān)系的典型的例子。還有，發(fā)射電流Ie和元件電流If大小顯著不同，圖6中為了對(duì)電流If、Ie的變化作定性地比較，各自的縱軸用任意單位標(biāo)記。測(cè)定在元件電壓間施加12V電壓時(shí)發(fā)射的電流，結(jié)果是平均為0.6μA，電子發(fā)射效率平均為0.15％。元件之間的均勻性是良好的，各元件間的電流Ie的變動(dòng)為5％，是良好的值。
本電子發(fā)射元件的發(fā)射電流Ie有三個(gè)特性。第一，如圖6中所示，當(dāng)施加的本元件的電壓為某一電壓(稱作閥值電壓，圖6中的Vth)以上時(shí)，發(fā)射電流Ie急劇增加，另一方面，在閥值電壓Vth以下時(shí)，發(fā)射電流Ie就很難檢測(cè)到。即，能夠看出，展示了作為具有對(duì)發(fā)射電流Ie有明確的閥值電壓Vth的非線性元件的特性。
第二，由于發(fā)射電流Ie與元件電壓Vf有關(guān)，發(fā)射電流Ie可以由元件電壓Vf來(lái)控制。第三，陽(yáng)極54捕捉的發(fā)射電荷與元件電壓Vf施加的時(shí)間有關(guān)。即，陽(yáng)極54捕捉電荷的量可以由元件電壓Vf施加的時(shí)間來(lái)控制。
圖7是使用上述電子源基板構(gòu)成圖像形成裝置時(shí)的斜視圖。圖7是切去一部分進(jìn)行展示。在圖中，35是面板，36是背板。面板35和背板36之間設(shè)置了隔離物28。38是支撐框，39是外圍器。外圍器39是由圖7所示的電子源基板34、面板35、背板36和支撐框38結(jié)合在一起構(gòu)成的。
面板35由玻璃基板93、熒光膜84、金屬背底85組成。熒光膜84是單色膜的時(shí)候只由熒光體構(gòu)成，在彩色熒光膜的時(shí)候由熒光體排列而成的被稱為黑條或黑矩陣等的黑色導(dǎo)電體91和熒光體92構(gòu)成。設(shè)置黑條、黑矩陣的目的，是為了使對(duì)彩色顯示的情況必需的三原色熒光體的各個(gè)熒光體92之間涂覆黑色以便混色，或者是能夠抑制因熒光膜84反射外光導(dǎo)致的對(duì)比度下降。
在熒光膜84的內(nèi)表面?zhèn)仍O(shè)置通常的金屬背底85。金屬背底85的目的是為了提高從熒光體的內(nèi)表面?zhèn)鹊矫姘?5的鏡面反射的光的亮度，和用作用來(lái)施加電子束加速電壓的陽(yáng)極(加速電極)。金屬背底的制作是在熒光膜形成后，在熒光膜的內(nèi)表面?zhèn)茸髌交幚?通常稱為鍍膜)，然后，通過(guò)真空蒸鍍等沉積Al而成。
還有，在進(jìn)行密封時(shí)，在彩色顯示的情況下，因各色熒光體和電子發(fā)射元件必須一一對(duì)應(yīng)，所以必須用上下基板的對(duì)準(zhǔn)法進(jìn)行充分的位置吻合。
除了密封時(shí)的真空度要求達(dá)到10-5Pa的程度以外，為了在外圍器39密封后能維持真空度，有時(shí)需進(jìn)行吸氣劑處理。這是，在外圍器39剛密封之前或密封之后，立即使用如電阻加熱或者高頻加熱等的加熱法，對(duì)在外圍器內(nèi)的預(yù)定位置(沒(méi)有圖示)上配置的吸氣劑加熱，形成蒸鍍膜的處理。吸氣劑通常以Ba等作為主成分，例如，通過(guò)蒸鍍膜的吸附作用，能夠維持1×10-5Pa甚至1×10-10Pa的真空度。
根據(jù)本發(fā)明的表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的基本特性，從電子發(fā)射部發(fā)射的電子受加在相對(duì)配置的元件電極之間的大于或等于閥值電壓的脈沖電壓的峰值幅度和寬度的控制。也可以用電壓的中間值控制電流量，且可以顯示中間色調(diào)。
另外，在配置多個(gè)電子發(fā)射元件時(shí)，用各線的掃描線信號(hào)確定選擇行，通過(guò)各信息信號(hào)線向每個(gè)元件適當(dāng)施加上述脈沖狀電壓，可以對(duì)任意的元件加上適當(dāng)?shù)碾妷?，接通各元件。此外，作為使用中間色調(diào)的輸入信號(hào)對(duì)電子發(fā)射元件進(jìn)行調(diào)制的方式，可以舉出電壓調(diào)制方式和脈沖波幅度調(diào)制方式。
接著，說(shuō)明具體的驅(qū)動(dòng)方式。圖8展示了基于NTSC方式的電視信號(hào)驅(qū)動(dòng)使用以簡(jiǎn)單矩陣配置的電子源的顯示面板的電視信號(hào)顯示用的圖像顯示裝置的構(gòu)成例。
在圖8中，1101是圖像顯示面板，1102是掃描電路，1103是控制電路，1104是移位寄存器，1105是行存儲(chǔ)器，1106是同步信號(hào)分離電路，1107是信息信號(hào)發(fā)生器，Vx和Va是直流電壓源。向使用電子發(fā)射元件的圖像顯示面板1101的X布線是施加掃描線信號(hào)的掃描電路(X驅(qū)動(dòng)器)1102，與向Y布線施加信息信號(hào)的Y驅(qū)動(dòng)器的信息信號(hào)發(fā)生器1107相連。
在進(jìn)行電壓調(diào)制方式中，作為信息信號(hào)發(fā)生器1107使用產(chǎn)生固定長(zhǎng)度的電壓脈沖波，并根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)作適當(dāng)?shù)拿}沖波峰值調(diào)整的電路。在實(shí)施脈沖波幅度調(diào)制方式中，信息信號(hào)發(fā)生器1107使用產(chǎn)生固定峰值的電壓脈沖波，并根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)作適當(dāng)?shù)碾妷悍日{(diào)整的電路。
控制電路1103基于從同步信號(hào)分離電路1106送出的同步信號(hào)Tsync對(duì)各部分輸出Tscan、Tsft和Tmry的各個(gè)控制信號(hào)。同步信號(hào)分離電路1106是從外部輸入的NTSC方式的電視信號(hào)中分離出同步信號(hào)成分和亮度信號(hào)成分的電路。這個(gè)亮度信號(hào)成分與同步信號(hào)同步地提供給移位寄存器1104。
移位寄存器1104對(duì)圖像的每一行對(duì)時(shí)間連續(xù)串行輸入的亮度信號(hào)進(jìn)行串并行轉(zhuǎn)換，并基于控制電路1103傳送來(lái)的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作。進(jìn)行了串并行轉(zhuǎn)換的圖像的一行的數(shù)據(jù)(相當(dāng)于電子發(fā)射元件的n個(gè)元件的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù))作為n個(gè)并列的信號(hào)，從移位寄存器1104中輸出。
行存儲(chǔ)器1105是在必要的時(shí)間內(nèi)記憶圖像的一行數(shù)據(jù)的記憶裝置，記憶內(nèi)容輸入到信息信號(hào)發(fā)生器1107。信息信號(hào)發(fā)生器1107是根據(jù)各亮度信號(hào)來(lái)適當(dāng)?shù)仳?qū)動(dòng)各電子發(fā)射元件的信號(hào)源，其輸出信號(hào)通過(guò)Y布線提供到顯示面板1101內(nèi)，并加到與通過(guò)X布線選擇的掃描行的交叉點(diǎn)上的電子發(fā)射元件上。通過(guò)依次掃描X布線，就能驅(qū)動(dòng)顯示面板的所有的電子發(fā)射元件。
如上所述，通過(guò)顯示面板內(nèi)的XY布線向各個(gè)電子發(fā)射元件加上電壓，使電子發(fā)射，通過(guò)高壓端子Hv在陽(yáng)極即金屬背底85上加上高壓，使產(chǎn)生的電子束加速，沖撞熒光膜84，圖像就能顯示出來(lái)。
以上所述的圖像顯示裝置的構(gòu)成，是本發(fā)明的圖像形成裝置的一個(gè)例子。基于本發(fā)明的技術(shù)思想可以作出種種變形修改。輸入信號(hào)舉出的是NTSC信號(hào)，但輸入信號(hào)不限于這一種，PAL、HDTV信號(hào)等也是同樣。
圖9是圖1的沿A-A線的剖面圖。圖1和圖7的相同部分賦予相同符號(hào)。電子軌道修正電極29與電子發(fā)射元件，即本實(shí)施方式的由具有元件電極23、24和電子發(fā)射部的元件膜構(gòu)成的表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件，配置在基板(背板36)的相同的面上，且與負(fù)側(cè)元件電極24形成一體，電子發(fā)射時(shí)施加負(fù)側(cè)電位。結(jié)果，如圖9所示，形成了等電位線，并在電子發(fā)射元件27的附近形成了使電子遠(yuǎn)離隔離物28的電場(chǎng)，即圖中A所示的與修正電極29相斥的電子軌道。
另一方面，形成了圖中B所示的因隔離物28帶電而被隔離物28吸引的電子軌道，由于修正電極29的電子軌道A被抵消了，因隔離物28帶電而被隔離物28側(cè)吸引的電子軌道得到了修正。這樣，隔離物28帶電的影響被防止，就能得到?jīng)]有畸曲的圖像。
為了通過(guò)電子軌道修正電極29來(lái)修正因隔離物28帶電造成的電子軌道，也可以不向隔離物28賦予高電阻膜，向隔離物28的表面上賦予高電阻膜也是可以的。如果向隔離物28賦予高電阻膜，則可能具有更寬的控制范圍。
在本實(shí)施方式中，電子源基板和加速電極之間的距離為1.6mm，元件間距是615×205μm，電子軌道修正電極29為100×20μm。如果加上10kV的加速電壓，元件驅(qū)動(dòng)電壓負(fù)側(cè)(X方向布線)為-7V，正側(cè)(Y方向布線)為+7V來(lái)驅(qū)動(dòng)元件，則因隔離物帶電造成的電子束吸引被修正，電子束點(diǎn)的形成位置的偏差被抑制，高品質(zhì)的圖像可以形成。
在本實(shí)施方式中，由于元件電極23、24和電子軌道修正電極29同時(shí)形成，可以不改變工序，簡(jiǎn)單地進(jìn)行電子軌道修正。
另外，在本實(shí)施方式中，為確定電子發(fā)射元件在基板(背板36)上的位置，使用與作為電子發(fā)射元件的構(gòu)成部件的元件電極23、24相同的工序形成電子軌道修正電極29，所以電子發(fā)射元件和電子軌道修正電極之間的相對(duì)位置，例如，比在隔離物表面上一體形成電子軌道修正電極時(shí)更精確，而且，比后面描述的在布線上形成電子軌道修正電極時(shí)也更精確。
在本實(shí)施方式中，為了在制造的圖像形成裝置中得到高的真空度，配置了必要的最低數(shù)目的隔離物28。即，隔離物28沒(méi)有配置在所有的X方向布線26上，而是每隔由行狀地配置的多個(gè)電子發(fā)射部27構(gòu)成的電子發(fā)射部行的多行來(lái)配置，電子軌道修正電極29配置在隔離物28和與其最近的電子發(fā)射部行之間。
(第2實(shí)施方式)圖10是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的平面圖。還有，在圖10中，對(duì)與圖1中相同的部分賦予相同的附圖標(biāo)記，并省略了說(shuō)明。與第1實(shí)施方式相比，不同點(diǎn)在于使用了圓柱形的隔離物28，其他的構(gòu)成與第1實(shí)施方式相同。
在本實(shí)施方式中，電子源基板和加速電極之間的距離為1.4mm，元件間距是615×205μm，電子軌道修正電極29大小為100×20μm。與第1實(shí)施方式不同的是，電子軌道修正電極29只在包圍φ150μm的圓柱形隔離物28的附近的4個(gè)位置的元件部上形成。與第1實(shí)施方式一樣的是，電子軌道修正電極29與元件電極23、24同時(shí)形成。
這里，加上8kV的加速電壓，元件驅(qū)動(dòng)電壓為負(fù)側(cè)(X方向布線)為-7.5V，正側(cè)(Y方向布線)為+7.5V來(lái)驅(qū)動(dòng)元件，電子束點(diǎn)的形成位置被抑制，高品質(zhì)的圖像能夠形成。
在本實(shí)施方式中也是，由于元件電極23、24和電子軌道修正電極29同時(shí)形成，可以不改變工序，簡(jiǎn)單地進(jìn)行電子軌道修正。另外，如圖11所示，在隔離物28配置的位置不同的時(shí)候，在隔離物28附近形成包圍它的電子軌道修正電極29，可以進(jìn)行同樣的修正。
在本實(shí)施方式中也是，為確定電子發(fā)射元件在基板(背板36)上的位置，使用與作為電子發(fā)射元件的構(gòu)成部件的元件電極23、24相同的工序形成電子軌道修正電極29，所以電子發(fā)射元件和電子軌道修正電極之間的相對(duì)位置，例如，比在隔離物表面上一體形成電子軌道修正電極時(shí)更精確，而且，比后面描述的在布線上形成電子軌道修正電極時(shí)也更精確。
在本實(shí)施方式中也是，為了在制造的圖像形成裝置中得到高的真空度，配置了必要的最低數(shù)目的隔離物28。即，隔離物28沒(méi)有配置在所有的X方向布線26上，而是每隔由行狀地配置的多個(gè)電子發(fā)射部27構(gòu)成的電子發(fā)射部行的多行來(lái)配置，電子軌道修正電極29配置在隔離物28和與其最近的電子發(fā)射部行之間。
(第3實(shí)施方式)圖12是本發(fā)明的第3實(shí)施方式的平面圖。圖13是圖12的沿A-A線的剖面圖。在本實(shí)施方式中，與第2實(shí)施方式相同地使用了圓柱形隔離物28，并且，X方向布線26的一部分形成電子軌道修正電極29。電子軌道修正電極29使用絲網(wǎng)印刷法，在X方向布線上的隔離物附近形成。電子軌道修正電極29是以包圍圓柱形隔離物28的方式4分割形成，每一個(gè)大小為100×100μm，線寬50μm，厚為10μm。
如圖13所示，為了使電子束會(huì)聚，在面板35上的電子發(fā)射部27上方0.4mm的高度處設(shè)置了柵格30，加上2.5kV的電壓。柵格開(kāi)口部31的大小是300×120μm。柵格30的上下分別設(shè)置有圓柱形的隔離物28，夾著柵格接線部32固定在柵格30上。其他的構(gòu)成與第1實(shí)施方式相同。電子源基板與加速電極之間的距離為1.6mm，元件間距為500×200μm。
這里，加上10kV的加速電壓，元件驅(qū)動(dòng)電壓為負(fù)側(cè)(X方向布線)為-7.5V，正側(cè)(Y方向布線)為+7.5V來(lái)驅(qū)動(dòng)元件，如圖13所示的修正電子軌道，電子束點(diǎn)的形成位置被抑制，高品質(zhì)的圖像能夠形成。
在本實(shí)施方式中，電子發(fā)射元件和電子軌道修正電極之間的相對(duì)位置，例如，比在隔離物表面上一體形成電子軌道修正電極時(shí)更精確。
在本實(shí)施方式中也是，為了在制造的圖像形成裝置中得到高的真空度，配置了必要的最低數(shù)目的隔離物28。即，隔離物28沒(méi)有配置在所有的X方向布線26上，而是每隔由行狀地配置的多個(gè)電子發(fā)射部27構(gòu)成的電子發(fā)射部行的多行來(lái)配置，電子軌道修正電極29配置在隔離物28和與其最近的電子發(fā)射部行之間。
(第4實(shí)施方式)圖14是本發(fā)明的第4實(shí)施方式的平面圖。圖15是圖14的沿A-A線的剖面圖。在本實(shí)施方式中，電子軌道修正電極29與Y方向布線25連接。電子軌道修正電極29配置在與隔離物28相鄰的電子發(fā)射部27的與隔離物28相反側(cè)的位置上。通過(guò)在電子軌道修正電極29上加上正電壓，在電子發(fā)射部27的附近形成電子轉(zhuǎn)向與隔離物相反側(cè)的軌道上的電場(chǎng)。
在本實(shí)施方式中，元件電極形成后，在形成光刻膠圖案后，使用濺射法形成厚度為200nm的由氧化硅構(gòu)成的絕緣層33，去除(lift-off)后制作出所期望的圖案。之后，使用與第1實(shí)施方式所示元件電極相同的方法以大小為150×20μm形成電子軌道修正電極29。其他的構(gòu)成與第1實(shí)施方式相同。另外，電子基板與加速電極之間的距離為1.8mm，元件間距為640×210μm。
這里，加上10kV的加速電壓，元件驅(qū)動(dòng)電壓為負(fù)側(cè)(X方向布線)為-9V，正側(cè)(Y方向布線)為+6V來(lái)驅(qū)動(dòng)元件，如圖15所示電子軌道被修正，電子束點(diǎn)的形成位置被抑制，高品質(zhì)的圖像能夠形成。還有，在本實(shí)施方式中也是，因電子軌道修正電極29在布線上形成，在元件間距小的高精細(xì)的圖像形成裝置等中特別有效。
在本實(shí)施方式中，電子發(fā)射元件和電子軌道修正電極之間的相對(duì)位置，例如，比在隔離物表面上一體形成電子軌道修正電極時(shí)更精確。
在本實(shí)施方式中也是，為了在制造的圖像形成裝置中得到高的真空度，配置了必要的最低數(shù)目的隔離物28。即，隔離物28沒(méi)有配置在所有的X方向布線26上，而是每隔由行狀地配置的多個(gè)電子發(fā)射部27構(gòu)成的電子發(fā)射部行的多行來(lái)配置，電子軌道修正電極29夾著隔離物28和與其最近的電子發(fā)射部行配置如上所述，按照本發(fā)明，通過(guò)在隔離物附近的元件發(fā)射部附近形成電子軌道修正電極，就能修正因隔離物帶電引起的電子束偏離?？梢詫?shí)現(xiàn)隔離物附近的電子束的位置無(wú)變化的高品質(zhì)的圖像形成裝置。即使不在隔離物上形成高電阻膜也可以修正電子束的偏離，而且，在隔離物上形成高電阻膜時(shí)，控制的范圍能夠變寬。
權(quán)利要求
1.一種圖像形成裝置，其中在外圍器內(nèi)收存有具有由電子發(fā)射部和一對(duì)元件電極構(gòu)成的多個(gè)冷陰極型電子發(fā)射元件的電子源基板；與上述電子發(fā)射元件相對(duì)配置的，用來(lái)施加作用到從上述電子發(fā)射元件發(fā)射的電子上的加速電壓的加速電極；在上述電子源基板和上述加速電極之間配置的隔離物；在上述電子源基板上形成的，用來(lái)驅(qū)動(dòng)上述電子發(fā)射元件的布線部，其特征在于在上述隔離物附近的電子發(fā)射元件附近，設(shè)置了用來(lái)修正因上述隔離物帶電造成的電子束偏差的電子軌道修正電極。
2.一種圖像形成裝置，其中在外圍器內(nèi)收存有具有多個(gè)電子發(fā)射元件的電子源基板；與上述電子發(fā)射元件相對(duì)配置的，用來(lái)施加作用到從上述電子發(fā)射元件發(fā)射的電子上的加速電壓的加速電極；在上述電子源基板和上述加速電極之間配置的隔離物；在上述電子源基板上形成的，用來(lái)驅(qū)動(dòng)上述電子發(fā)射元件的布線部，其特征在于用來(lái)使從與上述隔離物最近的電子發(fā)射元件發(fā)射的電子的軌道向遠(yuǎn)離上述隔離物的方向上偏轉(zhuǎn)的電子軌道修正電極，與上述隔離物分離，配置在上述電子源基板側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像形成裝置，其特征在于上述電子軌道修正電極配置在配置有上述電子發(fā)射元件的基板面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像形成裝置，其特征在于上述電子軌道修正電極配置在上述布線部上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像形成裝置，其特征在于上述電子源基板具有由多個(gè)上述電子發(fā)射元件構(gòu)成的行，上述隔離物每隔多個(gè)上述行配置，上述電子軌道修正電極配置在該隔離物和與該隔離物最鄰近的上述行之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像形成裝置，其特征在于上述電子軌道修正電極配置在配置有上述電子發(fā)射元件的基板面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像形成裝置，其特征在于上述電子軌道修正電極配置在上述布線部上。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像形成裝置，其特征在于上述電子源基板具有由多個(gè)上述電子發(fā)射元件構(gòu)成的行，上述隔離物每隔多個(gè)上述行而配置，上述電子軌道修正電極夾著該隔離物和與該隔離物最鄰近的上述行而配置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像形成裝置，其特征在于上述電子軌道修正電極配置在上述布線部上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像形成裝置，其中在外圍器內(nèi)收存有具有由電子發(fā)射部和一對(duì)元件電極構(gòu)成的多個(gè)的冷陰極型電子發(fā)射元件的電子源基板；與上述電子發(fā)射元件相對(duì)配置的，用來(lái)施加作用到從上述電子發(fā)射元件發(fā)射的電子上的加速電壓的加速電極；在上述電子源基板和上述加速電極之間配置的隔離物；在上述電子源基板上形成的，用來(lái)驅(qū)動(dòng)上述電子發(fā)射元件的布線部，其特征在于在上述隔離物附近的電子發(fā)射元件附近，設(shè)置了用來(lái)修正因上述隔離物帶電造成的電子束偏差的電子軌道修正電極。
文檔編號(hào)H01J29/46GK1516225SQ200310124438
公開(kāi)日2004年7月28日 申請(qǐng)日期2003年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月27日
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