專利名稱：圖像顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種包括電子發(fā)射器件和發(fā)光構件的平板圖像顯示 裝置。更具體地講，本發(fā)明涉及一種用于保持其上形成有電子發(fā)射 器件的電子源基底和其上形成有發(fā)光構件的基底之間的距離的耐氣 壓支撐結構(比如，間隔件)。
背景技術：
迄今為止，對于諸如陰極射線管(CRT)的圖像顯示裝置，存在 對更大屏幕的需求，但是比以前提供的屏幕，厚度更薄，重量更 輕。作為具有減小的厚度和重量的圖像顯示裝置，本發(fā)明人以前提 出過一種使用表面?zhèn)鲗щ娮影l(fā)射器件的平板圖像顯示裝置。在使用 這樣的電子發(fā)射器件的圖像顯示裝置中，將包括電子發(fā)射器件的后 板(基底)和包括發(fā)光構件的面板(基底)布置為彼此面對，發(fā)光構 件響應于被電子照射而發(fā)光。通過將框架構件與外緣接合來使板之 間的空間在它們的外緣密封，從而形成真空容器。這種類型的圖像 顯示裝置包括耐氣壓支撐結構，稱為間隔件，其置于基底之間以防 止由真空容器的內部和外部之間的大氣壓差所引起的基底的變形和 斷裂。間隔件典型地為矩形薄板的形式，并被布置成其相對端接觸 兩個基底，以使間隔件表面與和每個基底的表面正交的方向平行地 延伸。
與后板和面板類似，間隔件由絕緣體(比如，玻璃材料)制成。 然而，如果由絕緣體制成的間隔件的表面被充電，則在一些情況下 從電子發(fā)射器件發(fā)射的電子束的軌跡受到影響。 一種處理這樣的問 題的解決方案是在間隔件表面上形成具有小的二次電子發(fā)射系數(shù)的 導電涂層。7>開號為2000-90859的日本專利(第6,265,822號美國專利)提出了具有氮化碳涂層的間隔件。
然而，本發(fā)明人認識到相關領域的以下問題。當連續(xù)操作提供 有已知的具有氮化碳涂層的間隔件的圖像顯示裝置時，電子束的軌 跡從初始狀態(tài)改變，從而導致發(fā)光點的位置的變化。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種釆用新穎的間隔件的圖像顯示裝置，其可克服 上述問題。
根據(jù)本發(fā)明，圖像顯示裝置包括后板，其上具有電子發(fā)射器
件；面板，其具有相關聯(lián)的圖像形成構件，所述圖像形成構件被配
置成當用從電子發(fā)射器件發(fā)射的電子照射時發(fā)射光；和至少一個間 隔件，其位于后板和面板之間。間隔件在其表面上具有碳膜，該碳 膜具有這樣的特性，從而在通過X射線光電子光譜法獲得的光譜 中，等于或小于284.5eV的區(qū)域的積分面積為歸因于碳的積分面積的 27%或更少，286.0eV- 287.0eV的區(qū)域的積分面積為歸因于碳的積 分面積的18%或更少，等于或大于287.0eV的區(qū)域的積分面積為歸因 于碳的積分面積的9%或更多。
在采用根據(jù)本發(fā)明的新穎的間隔件的圖像顯示裝置中，即使在 長時間操作圖像顯示裝置之后，從電子發(fā)射器件發(fā)射的電子束的軌 跡也基本上不改變，并可保持良好的顯示性能。更具體地講，通過 限制作為涂覆在間隔件表面上的碳膜中的化合物成分的sp2比率來確 保涂覆的碳的絕緣。此外，通過指定具有氧碳鍵C-O和C-O的結構 的含量比率的下限，即使當在長時間驅動期間間隔件暴露在電子束 的照射下時，也抑制石墨化。結果，即使在長時間驅動之后，間隔 件的電阻也基本上沒有變化，并可抑制對電子束的軌跡的影響。此 外，通過另外指定sp3成分的上限，即使當在長時間驅動期間間隔件 暴露在電子束的照射下時，也類似地抑制石墨化。結果，即使在長 時間驅動之后，間隔件的電阻也基本上沒有變化，并可抑制對電子 束的軌跡的影響。當在碳的終端附近存在諸如F、 I、 Cl和Br的閨族元素時，這些卣族元素可分離和侵蝕其它構件，從而在一些情況下 引起不利的影響。為了避免不利影響，相對于間隔件表面上存在的
碳的量，優(yōu)選地將卣族元素的量設置為5%或更少。
從參考附圖對示例性實施例的以下描述，本發(fā)明的進一步特征 將變得清楚。


圖1是代表根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置的一個示例的顯示面板 的示意性透^f見圖。
圖2A-2E示出制作在根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置中使用的后板 的連續(xù)步驟。
圖3A和圖3B示出在根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置中使用的面板 的結構。
圖4A和圖4B示出在本發(fā)明的示例中使用的間隔件的形狀。
圖5示出在本發(fā)明的示例1中使用的電子束照射裝置。
圖6是示出在本發(fā)明的示例1中使用的、增加當在圖像顯示裝置
中照射電子束時施加的加速電壓Va的方式的曲線圖。
圖7是示出感官測試的結果的曲線圖，它表示間隔件附近的束
偏移和圖像的不規(guī)則性之間的關系。
圖8A和圖8B是各自繪制對本發(fā)明中使用的間隔件的XPS組成
分析的結果的曲線圖。
具體實施例方式
圖1是代表根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置的一個示例的顯示面板 的示意性透視圖。在圖l中，顯示面板被部分截去以示出內部結構。 參考圖l，顯示面板包括表面?zhèn)鲗щ娮影l(fā)射器件101、行向配線102、 列向配線103、后板(電子源基底)106、框架構件107、面板(陽極 基底)108、熒光體(磷光體)膜109和金屬背(陽極電極)110。此 外，顯示面板包括間隔件111和間隔件固定構件112。在本發(fā)明中，用作電子源基底的后板106和用作陽極基底的面 板108限定通過將框架構件107與它們的外緣接合而密封的空間，從 而形成氣密容器。由于氣密容器的內部保持在大約lO"Pa水平的真 空狀態(tài)下，所以將矩形薄板形式的間隔件lll設置為耐氣壓支撐結構 以防止由氣壓、意外沖擊等引起的損壞。另外，固定構件112在圖像 顯示區(qū)域外部的位置將間隔件111的末端固定在適當?shù)奈恢谩?br> 在后板106上，形成(NxM)個表面?zhèn)鲗щ娮影l(fā)射器件lOl，以 使得通過M個行向配線102和N個列向配線103提供簡單矩陣陣列 (M和N各自為正整數(shù))。層間絕緣層(未顯示)在行向配線102 和列向配線103將以其它方式相交的區(qū)域使行向配線102和列向配線 103彼此絕緣。注意，雖然在示出的示例中按簡單矩陣陣列形成場發(fā) 射類型的電子發(fā)射器件101，但是本發(fā)明不僅限于示出的示例。本發(fā) 明還可應用于其它類型的電子發(fā)射器件，諸如場發(fā)射(FE)類型和 MIM (金屬-絕緣體-金屬)類型的電子發(fā)射器件。在這些情況下， 陣列模式也不限于簡單矩陣陣列。
在圖l的構造中，在面板108的底側形成熒光體膜109和金屬背 110，金屬背IIO用作陽極電極并且在CRT領域中是公知的。熒光體 膜109由用紅、綠和藍三種基色涂覆的磷光體構成。黑色傳導體(黑 色條帶)(圖1中未顯示)設置在不同顏色的相鄰磷光體之間?？筛?據(jù)電子源陣列將磷光體陣列(圖像形成構件)設計成例如條帶、三角 形布置或矩陣圖案。
本發(fā)明中使用的間隔件被布置為基本與行向配線102平行地延 伸，并電連接至行向配線102和金屬背110中的至少一個，每條行向 配線102用作陰極電極，金屬背IIO用作陽極電極。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，保持本發(fā)明中使用的間隔件 與至少一個陽極電極和電子源接觸?？稍陂g隔件與陽極電極和電子 源中的每個的接觸表面上另外形成導電膜。
盡管圖1中顯示的間隔件lll為矩形薄板的形式的，并且可滿意 地用在本發(fā)明中，但是本發(fā)明中可使用的間隔件不限于這種形式?？扇芜x另一合適形式，比如，柱形或其它合適的形狀，只要獲得相 當?shù)男Ч纯伞?br> 以下將描述本發(fā)明中使用的間隔件111的構造特征和工作效果。
如前所討論的，基于深入的研究，本發(fā)明人證實了一種新現(xiàn) 象，即，當連續(xù)操作提供有已知的間隔件(即，在其表面上涂覆有氮 化碳膜的間隔件)的圖像顯示裝置時，在間隔件的附近，電子束的軌 跡隨著時間而變化。還證實，在初始驅動階段中的間隔件和已驅動 長時間的間隔件之間，間隔件表面上的電阻分布狀態(tài)不同。以下將 描述引起這樣的差異的機制，雖然在細節(jié)上還沒有完全弄清楚。
通過制備包括置于其中的間隔件的顯示器并在其特定區(qū)域中驅 動該顯示器來獲得實驗結果。在證實電子束的軌跡的變化之后，拆 卸顯示器，并從驅動區(qū)域和非驅動區(qū)域取出間隔件。這表示初始驅 動階段中的間隔件和已驅動長時間的間隔件的制備。換句話說，位 于非驅動區(qū)域中的間隔件為初始驅動階段中的間隔件，位于驅動區(qū)
域中的間隔件為已經過長時間驅動的間隔件。然后通過X射線光電 子光鐠法(以下稱為XPS)對每個間隔件的表面組成進行分析。分析
結果說明，在從驅動區(qū)域去除的間隔件的表面上比在從非驅動區(qū)域 去除的間隔件的表面上石墨成分的比率高。此外，證實，在離面板 更近的位置，特別是在從驅動區(qū)域去除的間隔件的部分上，存在較 大量的石墨。這樣的結果歸因于這樣的事實，即，在顯示器的驅動
期間通過比如從面板反射的電子的照射，間隔件表面上的sp3鍵變?yōu)?sp2鍵。當間隔件表面部分引起石墨化時，這樣的部分中的導電率增 加，從而在整個間隔件表面上產生電阻分布。因此，間隔件表面的 電勢分布狀態(tài)變得與其初始狀態(tài)不同，由此結果是電子束的軌跡發(fā) 生變化。
作為以防止上述現(xiàn)象為意圖進行深入研究的結果而實現(xiàn)了本發(fā) 明。換句話說，根據(jù)本發(fā)明，間隔件在其表面上具有碳膜，該碳膜 具有這樣的特性，從而使得在通過X射線光電子光譜法獲得的光鐠中，等于或小于284.5eV的區(qū)域的積分面積為歸因于碳的積分面積的 27%或更少，286.0eV-287.0eV的區(qū)域的積分面積為歸因于碳的積分 面積的18%或更少，大于或等于287.0eV的區(qū)域的積分面積為歸因于 碳的積分面積的9%或更多。
接下來將描述對在根據(jù)本發(fā)明的間隔件表面上形成的碳膜進行 分析的方法。
雖然存在許多碳分析方法，但是根據(jù)本發(fā)明，對于分析在間隔 件表面上形成的碳膜，XPS (X射線光電子光鐠法)是最佳的。原因 在于，可獲得距表面的約10nm深度的信息，可基于分離結合狀態(tài)的 能力對碳狀態(tài)進行評估，并且可在不改變碳的屬性的情況下測量微 量碳(就膜厚度而言，大約3nm或更薄)。
除了 XPS之外，存在用于分析碳狀態(tài)的幾種方法，諸如拉曼光 鐠法、紅外光鐠法和GC-MS。然而，通過拉曼光鐠法和紅外光鐠 法，可能難以執(zhí)行精確的分析，除非存在一定量的碳。GC-MS在微 量分析方面出色，并可有用地用于輔助目的，但是對于分析即使通 過加熱也難以汽化的成分，可能有困難。由于這些原因，XPS優(yōu)選地 被用作這里的碳分析方法，但是該方法不是唯一的可使用的可行方 法。
以下將對XPS分析進行概述。存在碳的許多結合狀態(tài)。在一些 化合物中，幾種結合狀態(tài)相互混合，并且難以相互分離。然而，以 下成分能夠相對容易地被分離和評估。
這些成分的第一示例對應于結合能為284.5eV或之下的區(qū)域。 該區(qū)域包括石墨的C-C鍵以及碳化物的C-M和C-H鍵。在它們之 中，只有C-H鍵對導電率沒有貢獻。難以從其它兩種導電成分分離 出C-H成分。然而，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當具有284.5eV或之下的結合能 的成分以 一定值或以上的比率存在時，間隔件的特性受到不利影 響?？烧J為這是暗示，石墨和碳化物的導電成分不利地影響間隔件 的特性?；谶@樣的概念，在本發(fā)明中，首先定義具有等于或小于 284.5 eV的結合能的成分的比例(上限)以確保碳膜的絕緣。另一方面，結合能為大于或等于287.0 eV的區(qū)域對應于氧和碳 的鍵，諸如C-O和C-O。當氧或具有強吸電子屬性的一些其它元素 與C結合時，這個區(qū)域出現(xiàn)。這個區(qū)域暗示在碳端存在官能團。當 這個區(qū)域以更高的比例出現(xiàn)時，其暗示碳膜不具有相對高程度的次 序(order)，它包含許多端區(qū)域，比如，晶體端和分子端。
通常認為難以通過加熱、電子束或離子的照射等使上述不具有 相對高程度的次序的碳石墨化。
此外，在結合能為從286.0 eV至287.0 eV的區(qū)域中，在許多情 況下sp3成分出現(xiàn)。雖然是間接的，但是，包含更高比率的sp3成分 的碳成分暗示具有一定程度的次序的微晶碳的存在。這樣的碳成分 本身對導電率沒有貢獻，但是從上述結晶性的觀點來講，它對于間 隔件特性來說肯定是不利的。
原因在于，比較來說，具有結晶性的碳成分更易于變?yōu)閷щ娛?br> 因而，本發(fā)明人通過定義上述三個區(qū)域的各自的存在比例來引 入定義本發(fā)明中的碳膜的概念。
通常，使用XPS通過數(shù)學處理執(zhí)行獲得的頻鐠的波形分離和基 于分離的波形指定各個成分來分離上述鍵成分。然而，這樣的方法 具有以下問題。波形分離的結果包含取決于在波形分離處理中給出 的參數(shù)的任意屬性。例如，即使當假設各自具有一定結合能的幾種 類型的成分時，獲得的結果根據(jù)每個成分的FWHM (半幅全寬)的 i殳置和合適的波形成分的比例(Lorenzian/Gaussian的比例)而任意 變化。
雖然可作為一種解決方案定義這些設置參數(shù)，但是本發(fā)明釆用 以下定義代替這樣的解決方案。
更具體地講，在從減去背景而得到的碳頻譜中，基于上述區(qū)域 的各自的積分面積進行定義，而不執(zhí)行峰值分離。
對于低電阻碳成分，例如，將等于或小于284.5 eV的區(qū)域全部 積分起來，并用在比率計算中。石墨的理論峰出現(xiàn)在284.5 eV附近。因此，通過以上定義，在計算中不考慮大約一半量的石墨，而
在計算中考慮除石墨之外的C-H等。然而，這樣的要點不引起顯著 的問題。原因在于，隨著石墨的含量增加，等于或小于284.5 eV的 區(qū)域的比例增加，并且在該區(qū)域的積分面積和本發(fā)明中的間隔件的 期望特性之間存在強相關性。
以上描述類似地應用于大于或等于287,0 eV的區(qū)域。在這個區(qū) 域中，C (碳)和O (氧)的鍵的峰出現(xiàn)。當計算這個區(qū)域的積分面 積時，存在這樣的可能性，即，在計算中部分地不考慮C-O鍵的 量。相反，在計算中考慮其它成分。然而，這樣的要點不會引起顯 著問題。在任何情況下，大于或等于287.0 eV的區(qū)域中的碳分量表 示端基的存在。因此，由于該區(qū)域的積分面積和本發(fā)明中的間隔件 的期望特性之間的強相關性，使得大于或等于287.0 eV的區(qū)域也適 合于進行這種定義。
此外，以上描述類似地應用于286.0 eV-287.0 eV的區(qū)域。換句 話說，雖然假設的分量不總是被全部反映，但是在該區(qū)域的積分面 積和本發(fā)明中實際使用的間隔件的期望特性之間存在基本的相關 性。
必須關注鹵族元素(諸如F、 I、 Cl和Br)存在于碳的終端附近 的情況。即使在這樣的情況下，由于終端基的存在，使得間隔件的 特性基本上不受到不利影響。然而，如果卣族元素在圖像顯示裝置 中分離，則分解的卣族元素可能侵蝕其它構件，并由于腐蝕效果而 引起不利影響。由于這個原因，理想情況是，囟族元素不存在于間 隔件表面上。如果卣族元素的量相對于間隔件表面上存在的碳的量 為5%或更少，則包括電子發(fā)射器件的圖像顯示裝置的組件不受到不 利影響。
由于背景(BG)計算方法使結果值增加和降低到一些程度，所 以這里還定義BG計算方法。假設通過所謂的Shirley方法計算背 景。如下設置背景的定義范圍。將具有283 eV-279 eV范圍中的最 小檢測計數(shù)的點設置為低能側上的一端，將具有290 eV-296 eV范圍中的最小檢測計數(shù)的點設置為高能側上的另 一端。在本發(fā)明中，
通過基于Shirley方法連接這兩個點來定義背景，將從分析結果減去 背景而獲得的成分定義為歸因于碳(即，光鐠中歸因于碳的區(qū)域)。 圖8A和圖8B是各自繪制通過X射線光電子光譜法(XPS)分析根 據(jù)本發(fā)明的具有碳膜的間隔件的表面組成的結果的曲線圖。更具體 地講，圖8A繪制減去背景(BG)之前的分析結果，圖8B繪制減去 背景(BG)之后的分析結果。在繪制的示例中，等于或小于284.5 eV 的區(qū)域的積分面積為25% ， 286.0 eV- 287.0 eV的區(qū)域的積分面積為 11.2%,大于或等于287.0 eV的區(qū)域的積分面積為10.9%。
此外，在本發(fā)明中，由于測量到非常少量的碳，還必須給予樣 品的處理應有的關注?；旧?，當存儲和傳遞樣品時，將其放入去 油污的石英盒中和/或與鋁箔巻在一起。如果滿足這樣的基本要求， 則可在普通氣氛中執(zhí)行測量，而不需要特殊的氣氛，除非前者被有 機材料嚴重污染。
在XPS測量中，對包括樣品的空間進行充分排氣，并在高水平 的真空中執(zhí)行測量。這意味著通過排氣去除了通常存在于氣氛中的 樣品污染物。排氣之后殘留的污染物的量小得以致于不會不利地影 響測量結果。
而且，應該使樣品暴露在氣氛中的時間保持盡可能地短。從這 個觀點來講，如果可能的話，應該在氮氣氣氛或真空氣氛中存儲和 傳遞樣品。
還通過XPS測量表面上存在的碳的量。
XPS檢測在距表面10nm或更少的區(qū)域(深度)中存在的碳的 量。在本發(fā)明中，將通過XPS測量檢測的元素比率直接定義為表示 元素的量(原子％，即原子百分比)。然而，應該指出，由于XPS 不檢測氬，所以基于除氫之外的所有其它元素指定元素的量。
另外，元素的量同樣受檢測深度影響。因此，在測量中，根據(jù) 標準實踐，將檢測器相對于樣品的去除角度定義為75度(入射角= 15°)。通過在普通XPS中最普遍使用的單色AlKa-射線提供用于測量的x射線。
根據(jù)本發(fā)明的目的，本發(fā)明人證實可基于上述用于測量碳量的 方法確定對抑制束位置偏移有效的碳范圍。當同時滿足以下條件
(1) 、 (2)和(3)時，提供有效的碳組成。
(1) 當通過X射線光電子光譜法分析碳的結合狀態(tài)時，等于或 小于284.5 eV的區(qū)域的積分面積為歸因于碳的積分面積的27%或更 少。
如果不管是否滿足以下兩個條件(2)和(3)，以上條件(1) 的區(qū)域的積分面積超過歸因于碳的積分面積的27%，則當長時間驅 動圖像顯示裝置時，低梯度側上的束位置的變化增加到不適合于實 際使用的水平。更具體地講，相對于初始驅動狀態(tài)下的電子束的照 射位置，驅動超過1000小時之后的電子束的照射位置的改變有器件 間距的1%或更多，并且高質量圖像的形成受到不利影響。
(2) 當通過X射線光電子光鐠法分析碳的結合狀態(tài)時，286.0 eV-287.0 eV的區(qū)域的積分面積為歸因于碳的積分面積的18%或更 少。
如果不管是否滿足其它兩個條件(1)和(3)，以上條件(2) 的區(qū)域的積分面積超過歸因于碳的積分面積的18%，則與上述情況 (l)類似，當長時間驅動圖像顯示裝置時，低梯度側上的束位置的 變化增加到不適合于實際使用的水平。更具體地講，相對于初始驅 動狀態(tài)下的電子束的照射位置，驅動超過1000小時之后的電子束的 照射位置的改變有器件間距的1%或更多，并且高質量圖像的形成受 到不利影響。
(3) 當通過X射線光電子光傳法分析碳的結合狀態(tài)時，大于或 等于287.0 eV的區(qū)域的積分面積為總面積的9%或更多。
如果不管是否滿足其它兩個條件(1)和(2),以上條件(3) 的區(qū)域的積分面積小于歸因于碳的積分面積的9%,則當長時間驅動 圖像顯示裝置時，低梯度側上的束位置的變化增加到不適合于實際 使用的水平。更具體地講，相對于初始驅動狀態(tài)下的電子束的照射位置，驅動超過1000小時之后的電子束的照射位置的改變有器件間
距的1%或更多，并且高質量圖像的形成受到不利影響。
反而言之，當在間隔件上存在滿足以上條件(1) 、 (2)和(3) 的所有條件的碳化合物時，相對于初始驅動狀態(tài)下的電子束的照射 位置，長時間驅動之后的低梯度側上的束位置的改變沒有增加器件 間距的1%或更多，并且可長時間繼續(xù)高質量圖像的形成。
上述由器件間距的1%指示的束偏移量可歸因于感覺極限，在 所述感覺極限，人眼能夠辨別圖像的不規(guī)則。更具體地講，基于以 下感官測試確定感覺極限。
選擇眼視力1.2或更高并不具有色覺障礙(異常顏色感覺)的人 作為測試對象。在屏幕上，將與間隔件垂直的方向(即，圖1中的Y 向)上的器件間距設置為700nm。將視覺距離設置為1.7m，即，一 般家庭中的顯示器的平均視覺距離。
在這些條件下，請求每個測試對象根據(jù)當束位置從正常位置偏 移時測試對象的感知如何來提供以下評分點中的任意一個
l點位置偏移引起極大障礙，
2點位置偏移引起障礙，
3點感覺位置偏移不方便，但是不引起障礙，
4點可識別位置偏移，但是沒有感覺到不方便，
5點根本就沒有注意到位置偏移。
作為將通過10個測試對象提供的評分點進行平均的結果，圖7 中繪制的關系被證實。
更具體地講，感官測試證明，當與間隔件垂直的方向上的束位 置偏移超過器件間距的1%時， 一些人開始感知到圖像的不規(guī)則。然 后，隨著束位置偏移從1%增加，感覺到圖像的不規(guī)則的人的數(shù)量急 劇增加。由于這個原因，認為束位置偏移的可允許量為在與間隔件 垂直的方向上的器件間距的1%或更少。
通過下述間隔件滿足這樣的要求，在所述間隔件中，沉積在間 隔件表面上的碳滿足上述條件(1)、 (2)和(3)。以下將結合示
13例更詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的間隔件。 示例 示例1
將參考圖1和圖2描述制造代表根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置的顯 示面板的方法的實際示例。 (后板處理)
<步驟1:配線和電極的形成，見圖2>
在將0.5jim的SK)2層濺射在洗過的鈉釣玻璃(后板)2006的表 面上之后，通過濺射膜形成處理和光刻處理形成每個表面?zhèn)鲗щ娮?發(fā)射器件的器件電極2001。將Ti和Ni堆疊成器件電極2001的材料。 將兩個相鄰器件電極2001之間的間隔設置為2nm (見圖2A)。
然后，通過將Ag糊劑印刷成預定形狀并對Ag糊劑進行燒制來 形成列向配線2002。列向配線2002延伸到將形成電子源的區(qū)域外部 的位置，延伸的部分用作用于驅動電子源的配線(見圖2B)。
然后，類似于上述步驟，通過使用包含作為主成分的PbO并與 玻璃粘合劑混合的糊劑通過印刷處理來形成絕緣層2003。絕緣層 2003用于使列向配線2002和行向配線2004 (稍后描述)彼此絕緣。 在絕緣層2003中在器件電極2001上方用于行向配線2004和器件電 極2001之間的連接的位置處形成切口 (未顯示)(見圖2C)。
然后，在絕緣層2003上形成4亍向配線2004 (見圖2D)。形成 行向配線2004的方法與形成列向配線2002的方法相同。
<步驟2:電子束源的制作>
在上述步驟之后，形成由PdO制成的導電膜1005。形成導電膜 1005的方法包括以下步驟通過在已形成^f亍向配線2004和列向配線 2002的基底(后板)2006上濺射來形成Cr膜；和通過光刻在Cr膜 中形成與導電膜1005的各形狀對應的開口。其后，涂覆有機Pd復合 化合物的溶液，并在氣氛中在300°C下進行燒制，以形成PdO膜。 通過濕刻蝕去除Cr膜，從而通過剝離形成預定形狀的導電膜1005 (見圖2E)。返回到圖1，在后板106上形成多個(NxM)場發(fā)射類型的電子 發(fā)射器件101 ( N和M為2或更大的正整數(shù)，根據(jù)目標顯示像素的數(shù) 量適當?shù)剡x擇N和M)。在該示例中，設置N-2400和M=800。后板 106對應于圖2A至圖2E中的后板2006。
由于該示例的圖像顯示裝置具有大尺寸，所以它需要耐氣壓支 撐結構(間隔件)111。間隔件111設置在行向配線102上以保持后 板106和面板108之間的間隔。在該示例中，將間隔件lll的高度設 置為2mm。稍后將描述制作間隔件111的方法。
將后板106放置在能夠將其排氣成真空狀態(tài)的裝置(未顯示) 中。當真空裝置中的壓力達到10"Pa或之下時，在后板106上執(zhí)行形 成處理。通過將脈沖壓力施加于行向配線的每個來執(zhí)行形成處理， 所述脈沖電壓具有逐漸增加的高度(幅度)值。通過測量施加于形成 處理的脈沖的電流值來同時測量電子發(fā)射器件的電阻值。當每器件 的電阻值超過1MQ時，對相關行的形成處理結束而轉變到對下一行 的形成處理。通過對每行重復上述步驟，對所有行的形成處理完 成。
接下來，執(zhí)行激活處理。在開始激活處理之前，真空裝置中的 壓力進一步下降到10-5Pa或之下。然后將丙酮引入真空裝置。調整 引入的丙酮的量，以使壓力保持在1.3xl(T2Pa。其后，將脈沖電壓施 加于行向配線。通過每脈沖將脈沖所施加于的行向配線從一行變?yōu)?另一相鄰行來對行向配線連續(xù)地重復脈沖施加。激活處理的結果 是，在每個電子發(fā)射器件的電子發(fā)射部分附近形成包含作為主成分 的碳的沉積膜，由此器件電流If和發(fā)射電流Ie增加。以這樣的方 式，制作圖像顯示裝置的電子束源101。 (面板處理)
<步驟1:陽極電極的形成>
在洗過的玻璃基底上形成陽極電極110。通過用濺射形成ITO 來獲得陽極電極IIO， ITO為透明的導電膜。 <步驟2:磷光體膜的形成>參考圖3A和圖3B描述這個步驟。通過使用包含玻璃糊劑、黑 色顏料和銀顆粒的糊劑通過絲網印刷來形成10nm厚度的圖3A中顯 示的矩陣圖案形式的黑矩陣2101。黑矩陣2101的作用例如為防止磷 光體的顏色混合、避免甚至在電子束的少量偏移的情況下的顏色重 合失調、并吸收外來的光以用于圖像對比度的改進。盡管在該示例 中通過絲網印刷形成黑矩陣2101，但是形成方法當然不限于絲網印 刷，還可通過比如光刻形成黑矩陣2101。此外，盡管在該示例中包 含玻璃糊劑、黑色顏料和銀顆粒的糊劑被用作黑矩陣2101的材料， 但是黑矩陣2101的材料當然不限于這樣的糊劑，碳黑也可被用作另 一示例。此外，盡管如圖3A所示按矩陣圖案形成該示例中的黑矩陣 2101，但是黑矩陣2101的形式當然不限于矩陣圖案。在其它實施例 中，它可以是圖3B中顯示的三角陣列、條帶陣列(未顯示)或一些 其它合適的陣列。
然后，如圖3A所示，通過使用紅、藍和綠的磷光體糊劑，通過 三個循環(huán)的絲網印刷在黑矩陣2101的開口中形成三種顏色的磷光體 (圖像形成構件)2102，對于每種顏色進行每個絲網印刷循環(huán)。盡管 在該示例中通過絲網印刷形成磷光體膜2102，但是形成方法當然不 限于絲網印刷，還可通過比如光刻來形成磷光體膜2102。通過在 CRT領域中使用的P22磷光體來提供磷光體；即，紅(P22-RE3; Y202S:Eu3+)、藍(p22-B2; ZnS: Ag, A1)和綠(P22-GN4; ZnS: Cu， Al)。當 然，磷光體不限于這些示例，其它合適的磷光體也是可使用的。 (間隔件制作工藝和分析)
用于顯示器的弱堿性玻璃(由Nippon Sheet Glass Co., Ltd.生產 的PD200)可被用作間隔件的材料。通過使用這樣的材料，通過加熱 延長方法制作圖4A和圖4B中顯示的間隔件基座(1201和2201 )。 圖4A是間隔件的平面圖，圖4B是間隔件的部分截面圖。如圖4A所 示，在該示例中形成長度為900mm、高度為2mm、厚度為0.2mm的 間隔件基座(這些尺寸對應于圖1中的X向、Z向和Y向)。
在該示例中，在間隔件的縱向以條帶形式在間隔件表面上形成起伏。如圖4B所示，起伏具有節(jié)距為40nm、深度為7nm的基本正 弦波形式。此外，間隔件在其上部(在與面板結合的側)具有不形成 起伏的區(qū)域。該區(qū)域具有距間隔件的上端200nm的寬度。
然后，在間隔件基座上形成抗靜電膜?？轨o電膜由鴒和鍺的氮 化物膜形成，在氮和氬的氣體混合物被用作濺射氣體的同時，通過 濺射在間隔件基座上形成抗靜電膜。通過改變鴒與鍺的含量比率來 執(zhí)行電阻調整。
抗靜電膜由兩層構成。第一層被設置為200nm的膜厚度、2E12 Q/口的片材電阻，第二層被設置為900nm的膜厚度、2.5E13Q/口的片 材電阻。
然后，在上述抗靜電膜的第二層上形成第三層，即，代表本發(fā) 明的特征的碳膜。如以下參考圖5所描述地那樣形成碳膜。能夠在一 定范圍掃描電子束的電子槍2304設置在密封真空艙(真空系統(tǒng))2301 中，以使能夠在指定范圍均勻地照射電子束?？稍O置多個電子槍 2304以縮短節(jié)拍(tact)時間。
將碳源存放在分離的安瓿管中，以使當泄漏閥打開時，將微量 的碳引入真空系統(tǒng)。
將間隔件2302放置在真空系統(tǒng)中，以使電子整個均勻地照射間 隔件。因而，通過電子對間隔件2302的照射，由于間隔件表面的放 電和真空系統(tǒng)內的氣氛中微量碳成分的存在，使得碳膜沉積在間隔 件表面上。
盡管通過重復的電子照射，沉積在間隔件2302的表面上的碳膜 部分解吸附，但是一些部分殘留在那里，而沒有解吸附，其它部分 通過由電子束引起的聚合作用而固定在那里。因此，碳膜逐漸沉積 在間隔件2302的表面上。換句話說，固定的碳不總是與碳源相同， 逐漸沉積的碳包括各種形式，這些形式具有隨著電子束的照射而改 變的結構并通過聚合作用獲得這些形式。
在該示例中，丙三醇被用作碳源。在電子照射的實際處理中， 電子加速電壓從lkV逐漸增加，最后直到6kV,在這之后電子加速電壓在20個小時內保持在這樣的電平。將電子發(fā)射量設置為20nA， 將束直徑設置為150nm。圖6繪制電子照射輪廓(加速電壓和時間之 間的關系)。在間隔件2302的前表面和后表面上執(zhí)行電子照射，以 使碳膜沉積在這兩個表面中的每個上。
盡管在該示例中通過上述方法使碳膜沉積，但是用于使碳膜沉 積的方法不限于上述方法。例如，可通過改變碳源的類型和/或束照 射的條件來縮短節(jié)拍時間。
通過上述制作工藝完成間隔件。 (集成(接合和密封)步驟) <接合和密封步驟>
將參考圖1描述接合和密封步驟。當裝配氣密容器時，應該以 這樣的方式使氣密容器密封，即，確保在組件之間的每個結合部分 的足夠水平的強度和氣密性。在該示例中，圖1中顯示的框架構件 107和后板106通過下述方式彼此接合，即，在結合部分上涂覆釉料 玻璃，并將涂覆的釉料玻璃在400-500°C的氮氣氛下燒制10分鐘或 更長時間。
然后，將上述工藝中制作的間隔件固定到后板。更具體地講， 通過使用固定構件112將間隔件111固定到后板106，在靠近后板106 的一側上固定構件112附著到間隔件111的縱向相對端。間隔件111 的固定相對端位于圖像區(qū)域的外側，對圖像質量不引起任何影響。 盡管在該示例中將間隔件111固定到后板106,但是固定方式當然不 限于示出的方式。例如，可將間隔件固定到面板108?；蛘?，可只設 置自直立間隔件，而不固定它。
其后，在框架構件上涂覆具有低熔點的金屬，即In，并通過在 惰性氣氛中僅局部加熱面板(FP) 108和框架構件之間的結合部分來 將面板(FP )108接合到框架構件。從而完成氣密容器的接合和密封。
為了將氣密容器的內部排氣成真空狀態(tài)，在裝配氣密容器之 后，將排氣管和真空泵(兩者都未顯示)連接至氣密容器。將氣密容 器的內部排氣成大約10-5Pa的真空水平。然后密封排氣管。另外，為了保持氣密容器中的真空水平，在密封之前或者密封之后立即在
氣密容器內的預定位置形成吸氣膜(getter film )(未顯示)。術語"吸 氣膜"表示通過汽相沉積借助于用加熱器或高頻加熱對包含作為主成 分的比如Ba的吸氣材料進行加熱而形成的膜。通過吸氣膜的吸附作 用，使氣密容器的內部保持在lxl(T3Pa至lxl(T5Pa的真空水平。 如此制作了根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置。
對于圖像評估，通過施加10kV的電子加速電壓和顯示圖像來連 續(xù)地驅動制作的圖像顯示裝置。在該示例的圖像顯示裝置中，即使 在驅動1000個小時之后，與間隔件的縱向垂直的方向上的電子束的 偏移量也為器件間距的1%或更少，并獲得高質量圖像。
其后，拆卸圖像顯示裝置的氣密容器(面板)，并通過XPS對 間隔件表面上存在的碳進行分析。分析條件如下。
首先，在普通的干凈的房間中拆卸面板。然后，從面板取出間 隔件，并在將間隔件與鋁箔巻在一起之后快速地將間隔件放入去油 污的石英盒中。
此外，盡可能快地將間隔件設置在樣品臺上以用于XPS分析， 將包括間隔件的樣品臺放入測量裝置的初級排氣室。
由ULVAC-PHI INC制作的Quantera 4皮用作測量裝置。測量條 件如下
光斑尺寸IOO阿
檢測器起始角75°
傳遞能140 eV
步幅大小0.125 eV
測量次數(shù)30
分析結果表明，在從間隔件表面上存在的碳推出的光譜中，具 有等于或小于284.5 eV的結合能的區(qū)域的積分面積為總面積的 10.2%，具有大于或等于287.0 eV的結合能的區(qū)域的積分面積為總面 積的25.6% ,具有286.0 eV-287.0 eV的結合能的區(qū)域的積分面積為總 面積的13.8%。此外，當在上述條件下執(zhí)行測量時，碳在所有元素中的比例為
22% (由于不能測量氫，所以不包括氫)。沒有檢測到卣族元素。 示例2
在示例2中，通過在裝配面板(氣密容器)之后使碳膜沉積的方 法來制作間隔件。首先，如在示例l那樣，制備包括鴒和鍺的兩層氮 化物膜的間隔件，通過使用間隔件、后板、面板和框架構件來制作 面板。
通過將電子加速電壓Va施加于面板的陽極電極和將電壓施加在 掃描引線(行向配線)和信號配線(列向配線)之間，產生電子發(fā)射 以顯示圖像。
這樣設置條件，以使每電子發(fā)射器件平均產生5pA的電子發(fā) 射。此外，將Vf(在掃描配線和信號配線之間施加的電壓)設置為大 約18V。
此外，用相同的波形(lO網ec)驅動所有線。在以上過程中，將 圖像顯示裝置固定放置在恒溫室中，將室溫度設置為50。C。
施加于陽極電極的電壓Va從2 kV逐漸增加。此時，每當電壓 增加lkV增量時，它在15分鐘內保持在每個增加水平，最后增加達 到10kV，在這之后在5個小時內保持這樣的狀態(tài)。
其后，關閉Va和Vf，從而完成圖像顯示裝置。以與示例l相同 的方式執(zhí)行完成的圖像顯示裝置的圖像評估。
此外，在該示例的圖像顯示裝置中，即使在驅動1000個小時之 后，與間隔件的縱向垂直的方向上的電子束的偏移量也為器件間距
的1%或更少，并獲得高質量圖像。
在圖像評估之后，拆卸圖像顯示裝置，并以與示例相同的方式 執(zhí)行間隔件表面的分析。分析結果表明，在從間隔件表面上存在的 碳推出的光鐠中，具有等于或小于284.5 eV的結合能的區(qū)域的積分 面積為總面積的10.8%,具有大于或等于287.0 eV的結合能的區(qū)域的 積分面積為總面積的26.3%,具有286.0 eV-287.0 eV的結合能的區(qū)域 的積分面積為總面積的14.1%。此外，當在上述條件下執(zhí)行測量時，碳在所有元素中的比例為
26.5%。沒有檢測到卣族元素。 示例3
在示例3中，在不像示例2中那樣預先對間隔件執(zhí)行特殊處理的 情況下裝配圖像顯示裝置。
然后，如在示例2中那樣，通過施加電壓Va和Vf來驅動裝配 的圖像顯示裝置。
如在示例2中那樣，在恒溫室中執(zhí)行圖像顯示裝置的驅動。在 驅動期間，將周圍溫度設置為50°C。另外，使IR燈從上照向圖像顯 示裝置，以有效地增加恒溫室內部的間隔件的溫度。
如在示例2中那樣，施加的電壓Va從2kV逐漸增加。此時，每 當電壓增加lkV的增量時，在15分鐘內保持在增加的電平，最后增 加達到10 kV，在這之后保持這樣的狀態(tài)5個小時。
其后，關閉Va和Vf,從而完成圖像顯示裝置。以與示例2中相 同的方式執(zhí)行完成的圖像顯示裝置的圖像評估。
圖像評估的結果是，即使在驅動1000個小時之后，電子束在與 間隔件的縱向垂直的方向上的偏移量也是器件間距的1%或更少，并 獲得高質量的圖像。
在圖像評估之后，拆卸圖像顯示裝置，并以與示例1相同的方 式執(zhí)行間隔件表面的分析。分析結果表明，在從間隔件表面上存在 的碳推出的光鐠中，具有等于或小于284.5 eV的結合能的區(qū)域的積 分面積為總面積的8.6%，具有大于或等于287.0 eV的結合能的區(qū)域 的積分面積為總面積的27.8%，具有286.0 eV-287.0 eV的結合能的區(qū) 域的積分面積為總面積的13.1%。
此外，當在上述條件下執(zhí)行測量時，碳在所有元素中的比例為 25.6%。沒有檢測到卣族元素。
盡管已參考示例性實施例描述了本發(fā)明，但是應該理解，本發(fā) 明不限于所公開的示例性實施例。應該給予以下權利要求的范圍最 寬的解釋，從而包括所有修改以及等同的結構和功能。
權利要求
1、 一種圖像顯示裝置，包括 后板，其上具有電子發(fā)射器件；面板，其具有相關聯(lián)的圖像形成構件，所述圖像形成構件被配置成當受到從電子發(fā)射器件發(fā)射的電子照射時發(fā)射光；和 至少一個間隔件，其位于后板和面板之間，其中，間隔件在其表面上具有碳膜，該碳膜具有如下特性，即 在通過X射線光電子光鐠法獲得的光i普中，等于或小于284.5 eV的區(qū) 域的積分面積為歸因于碳的積分面積的27%或更少，286.0 eV-287.0 eV的區(qū)域的積分面積為歸因于碳的積分面積的18%或更少，大于或 等于287.0 eV的區(qū)域的積分面積為歸因于碳的積分面積的9%或更 多。
2、 根據(jù)權利要求1所述的圖像顯示裝置，其中，所述碳膜包含 由I、 Cl、 F和Br代表的卣族元素，所述卣族元素的原子百分比為5 %或更少。
全文摘要
一種圖像顯示裝置。在間隔件的表面上涂覆碳膜。當通過X射線光電子光譜法分析碳的結合狀態(tài)時，所述碳膜具有以下三種特征(a)等于或小于284.5eV的區(qū)域的積分面積為歸因于碳的積分面積的27％或更少；(b)286.0eV-287.0eV的區(qū)域的積分面積為歸因于碳的積分面積的18％或更少；和(c)大于或等于287.0eV的區(qū)域的積分面積為歸因于碳的積分面積的9％或更多。
文檔編號H01J29/87GK101312108SQ20081010918
公開日2008年11月26日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權日2007年5月25日
發(fā)明者伊藤靖浩, 黑田和生 申請人:佳能株式會社