專利名稱：電子束設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用電子發(fā)射器件的電子束設備，更具體地，涉及一 種特征在于后板的電極配置的電子束設備。
背景技術：
電子發(fā)射器件的使用模式常規(guī)上包括圖像顯示設備。已知具有如 下配置的平板電子束顯示面板，在所述配置中包括大量冷陰極電子發(fā) 射器件的電子源板(后板)與包括陽極和發(fā)光元件的前板彼此平行面 對，并且其間的空間被抽成真空。平板電子束顯示面板與目前廣泛應用的陰極射線管(CRT)相比，實現(xiàn)重量更輕、尺寸更大的屏幕。平 板電子束顯示面板與使用液晶的平板顯示面板和諸如等離子顯示器 和電致發(fā)光顯示器的其他平板顯示面板相比，還提供亮度更高且質(zhì)量 更高的圖像。在電子束顯示面板中，電壓被施加在陽極電極與冷陰極電子發(fā)射 器件之間，以對從該器件發(fā)射的電子進行加速。有利的是施加高壓以 獲得最大發(fā)光亮度。電子束在抵達前板之前可能因設備類型而發(fā)生擴 散。因此，后板與前板之間的距離(基板間距離)優(yōu)選地較短以便實現(xiàn)高分辨率的顯示。然而，由于當基板間距離變短時，基板之間不可避免地產(chǎn)生高電 場，所以很可能發(fā)生電子發(fā)射器件被損壞的現(xiàn)象。日本特開笫2006-209991 ( US2006/164001A1)號公開了一種電 子束設備，其防止器件電極的熔化和斷開，并且防止因放電電流流到 器件電極端部處設置的附加電極而引起的沿面放電。發(fā)明內(nèi)容然而，期望一種在放電電流達到最大值之前熄滅(quenching) 放電本身的方法，以便進一步抑制所述放電的影響。鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)⒎烹娨种频捷^低 電流值并且抑制在短時間段內(nèi)的電子束設備。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種電子束設備，所述電子束設備 包括后板，所述后板包括具有器件電極的電子發(fā)射器件，以及與所 述器件電極連接的布線；和前板，所述前板包括陽極電極，所述前板 是面對所述后板設置的，并且被從所述電子發(fā)射器件發(fā)射的電子所照 射；其中在所述后板上設置有三維結(jié)構，所述三維結(jié)構形成一空間， 所述器件電極的布線側(cè)部分位于所述空間中；其中所述三維結(jié)構的表 面電勢被限定為使得所述空間的電場強度比下式表示的平均電場強 度弱，平均電場強度=Va/d，其中Va是所述陽極電極的施加電壓，并且d是所述后板與所述 前板之間的間隔；其中所述器件電極包括高溫部，在電流流經(jīng)所述器 件電極時在所述高溫部中局部升溫，所述高溫部位于所述空間內(nèi)，或 者位于距離所述空間小于或等于20pm的位置處。在本發(fā)明中，器件電極的布線側(cè)部分被設置在電場強度比平均電 場強度弱的空間內(nèi)，因此，由于放電而在所述器件電極上產(chǎn)生的陰極 斑點隨著在布線方向上的移動而在所述空間中逐漸變?nèi)?，并且被在?時間段內(nèi)熄滅。因此，在本發(fā)明的電子束設備中，能夠比現(xiàn)有技術更 高效率并且更低損壞地抑制放電。本發(fā)明的其它特征將從參照附圖對示例性實施方式的以下描述 中變得明了。


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