專(zhuān)利名稱(chēng)：電子束設(shè)備和圖像顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有電子發(fā)射器件的電子束設(shè)備以及具有該電子束設(shè)備的圖像 顯不設(shè)備。
背景技術(shù)：
為了減少具有電子束設(shè)備的圖像顯示設(shè)備的功耗，期望減小每個(gè)電子發(fā)射器件及 其驅(qū)動(dòng)電路的靜電電容，從而減少在驅(qū)動(dòng)模式下流入電子發(fā)射器件以及驅(qū)動(dòng)電路的充電/ 放電電流。傳統(tǒng)的電子束設(shè)備包括多個(gè)陰極配線(xiàn)帶，其與多個(gè)柵極配線(xiàn)帶交叉，所述柵極配 線(xiàn)位于陰極配線(xiàn)之上，其中，電子發(fā)射器件被布置在兩種類(lèi)型的配線(xiàn)彼此交叉的每個(gè)區(qū)域 中。用于圖像顯示設(shè)備的電子束設(shè)備的柵極配線(xiàn)和陰極配線(xiàn)在按照矩陣布置時(shí)不可避免地 彼此交叉，靜電電容在柵極配線(xiàn)和陰極配線(xiàn)通過(guò)絕緣層彼此交叉的每個(gè)區(qū)域中得到增強(qiáng)。 此外，由于在兩種類(lèi)型的電極配線(xiàn)彼此交叉的區(qū)域中形成了每個(gè)電子發(fā)射器件，所以在每 個(gè)配線(xiàn)交叉區(qū)域中需要大的面積來(lái)確保用于布置電子發(fā)射器件的空間。這將會(huì)進(jìn)一步增加 交叉區(qū)域中的靜電電容。第2-46636號(hào)特許公開(kāi)的日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種圖像顯示設(shè)備，其包括平面型 的電子發(fā)射單元，在該電子發(fā)射單元中，X陣列電極(X電極配線(xiàn))和Y陣列電極(Y電極配 線(xiàn))形成矩陣電極。每個(gè)電子發(fā)射單元被形成在基板表面中除了X陣列電極與Y陣列電極 之間的交叉區(qū)域之外的部分上。因此，電子發(fā)射單元沒(méi)有被布置在X陣列電極與Y陣列電 極的交叉部分中，從而減小了兩種類(lèi)型的陣列電極之間的靜電電容。

發(fā)明內(nèi)容
即使在具有第2-46636號(hào)特許公開(kāi)的日本專(zhuān)利申請(qǐng)中所描述的電子發(fā)射器件的 電子束設(shè)備中，靜電電容也沒(méi)有被充分地減小，期望靜電電容減小得更多以降低功耗。本發(fā) 明提供一種電子束設(shè)備，在該電子束設(shè)備中，容易減小電極配線(xiàn)的交叉區(qū)域中的靜電電容。一種根據(jù)本發(fā)明的電子束設(shè)備，包括基板；第一電極配線(xiàn)，被形成在基板上；絕緣層，覆蓋第一電極配線(xiàn)；第二電極配線(xiàn)，被形成在絕緣層上，從而與第一電極配線(xiàn)交叉；以及電子發(fā)射器件，位于基板上遠(yuǎn)離第一和第二電極配線(xiàn)彼此交叉的電極配線(xiàn)交叉區(qū) 域的區(qū)域處，并被連接到第一和第二電極配線(xiàn)兩者，從而從第一和第二電極配線(xiàn)接收驅(qū)動(dòng)
能量，其中，在電極配線(xiàn)交叉區(qū)域的至少一部分中，在第一與第二電極配線(xiàn)之間形成空 隙。在每個(gè)電極配線(xiàn)交叉區(qū)域中，在第一電極配線(xiàn)與第二電極配線(xiàn)之間形成空隙。這產(chǎn)生了等同于以下情況的效果，在所述情況中，至少一部分絕緣層被介電常數(shù)較小的物質(zhì) 所取代。因此，第一與第二電極配線(xiàn)之間的靜電電容被減小，所以流入電極配線(xiàn)交叉區(qū)域的 充電/放電電流被減小，從而有助于降低功耗。通過(guò)以下參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它特點(diǎn)將變得清楚。


圖IA到圖IC是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子束設(shè)備的一部分的示意圖。圖2A到圖2H是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的生產(chǎn)電子束設(shè)備的順序步驟的示意圖。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備的配置的示意圖。圖4是示出圖3所示的圖像顯示設(shè)備的熒光膜的配置的示意圖。圖5是用于解釋第二電極配線(xiàn)的偏轉(zhuǎn)的示意性截面圖。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備的配置的示意圖。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備的配置的示意圖。圖8是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于操作電子束設(shè)備的方法的示例的示圖。
具體實(shí)施例方式首先，將參照附圖來(lái)描述根據(jù)實(shí)施例的具有電子發(fā)射器件的電子束設(shè)備。根據(jù)本 發(fā)明的電子發(fā)射器件的材料、形狀和生產(chǎn)方法并未被具體限定。場(chǎng)發(fā)射類(lèi)型或金屬中金屬 (Metal in Metal，MIM)類(lèi)型的冷陰極器件或表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件可被用作電子發(fā)射器 件。圖IA到圖IC是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子束設(shè)備的示意圖。圖IA是示意性 示出所述設(shè)備的平面圖，圖IB是沿著圖IA中的線(xiàn)A-A’截取的截面圖，圖IC是沿著圖IA 中的線(xiàn)B-B’截取的截面圖。在電子束設(shè)備11的基板1上形成第一電極配線(xiàn)2。第一電極配線(xiàn)2被絕緣層4覆 蓋，在絕緣層上形成有與第一電極配線(xiàn)2交叉的第二電極配線(xiàn)3。第一電極配線(xiàn)2和第二電 極配線(xiàn)3在基板1上彼此交叉的區(qū)域構(gòu)成電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9。電子發(fā)射器件6被布置在 遠(yuǎn)離電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9的區(qū)域10中。電子發(fā)射器件6通過(guò)器件電極7連接到第一電極 配線(xiàn)2，并通過(guò)器件電極8連接到第二電極配線(xiàn)3。結(jié)果，電子發(fā)射器件6從第一電極配線(xiàn) 2和第二電極配線(xiàn)3接收用于發(fā)射電子的驅(qū)動(dòng)能量。所述基板1由絕緣材料形成，所述絕緣材料諸如石英玻璃、具有降低含量的雜質(zhì) (諸如Na)的玻璃、鈉鈣玻璃、通過(guò)在鈉鈣玻璃或Si基板上進(jìn)行濺射等而層疊有SiO2的疊 層材料、或諸如氧化鋁的陶瓷。通過(guò)使用真空淀積、印刷或?yàn)R射由導(dǎo)電金屬形成第一電極配線(xiàn)2和第二電極配線(xiàn) 3?？蛇m當(dāng)?shù)卦O(shè)置配線(xiàn)的材料、厚度和寬度。第一電極配線(xiàn)2和第二電極配線(xiàn)3可由相同的 材料或不同的材料形成。絕緣層4由包括諸如SiO2的氧化物或諸如Si3N4的氮化物的材料形成，其具有抵 抗高電場(chǎng)的高耐壓。在能夠確保介電擊穿電壓的范圍之內(nèi)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置絕緣層4的厚度。通過(guò)濺射、真空淀積或CVD由導(dǎo)電膜形成電子發(fā)射器件6。還可通過(guò)對(duì)包含組成導(dǎo) 電膜的材料的化合物溶液進(jìn)行浸泡、旋涂或噴墨來(lái)形成所述導(dǎo)電膜。可從例如Pd、Pt、Ru、PdO和SnO2中適當(dāng)?shù)剡x擇導(dǎo)電膜的材料。適當(dāng)?shù)卦O(shè)置導(dǎo)電膜的厚度。在電子發(fā)射器件6中，通過(guò)第一電極配線(xiàn)2和第二電極配線(xiàn)3在器件電極7與器 件電極8之間施加電壓。電子發(fā)射器件6通過(guò)由此在其中產(chǎn)生用于電子發(fā)射的電場(chǎng)來(lái)發(fā)射 電子。第一電極配線(xiàn)2和第二電極配線(xiàn)3之一可構(gòu)成柵極電極，另一個(gè)構(gòu)成陰極電極。使用普通真空膜形成技術(shù)(諸如CVD、真空淀積或?yàn)R射)由導(dǎo)電金屬等形成器件電 極 7 和 8。從金屬(諸如 Be、Mg、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W、Al、Cu、Ni、Cr、Au、Pt 和 Pd)或 合金材料適當(dāng)?shù)剡x擇器件電極7和8的材料?？蛇x地，將碳化物(諸如Tic、&C、HfC、TaC、 SiC 和 WC)、硼化物(諸如 HfB2, ZrB2, LaB6, CeB6, YB4 和 GbB4)、氮化物(諸如 TaN, TiN, ZrN 和HfN)和半導(dǎo)體(諸如Si或Ge)中的任何一種用作材料。作為另一種選擇，可選擇有機(jī) 高聚物、非晶碳、石墨、類(lèi)金剛石碳或碳、或者散布有金剛石的碳化物?？蛇m當(dāng)?shù)卦O(shè)置器件電 極7和8的厚度。電子發(fā)射器件6被布置在不同于電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9的區(qū)域10中，在電極配線(xiàn)交 叉區(qū)域9中，第一電極配線(xiàn)2和通過(guò)絕緣層4形成的第二電極配線(xiàn)3彼此交叉。結(jié)果，電極 配線(xiàn)交叉區(qū)域9中的電極配線(xiàn)2和3的交叉區(qū)域不需要被增加以確保在其他方式中為了布 置電子發(fā)射器件6可能需要的區(qū)域，從而使得可抑制電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9中靜電電容的增 加。此外，根據(jù)該實(shí)施例，通過(guò)在第一電極配線(xiàn)2與第二電極配線(xiàn)3之間的電極配線(xiàn)交叉區(qū) 域9的部分中產(chǎn)生絕緣層4的部分缺失而形成空隙5。很明顯，因此，第一電極配線(xiàn)2與第 二電極配線(xiàn)3之間的絕緣層4被具有低介電常數(shù)的材料取代，導(dǎo)致電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9的 靜電電容降低。根據(jù)該實(shí)施例，盡管空隙5從電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9延伸出來(lái)并具有基本上 為圓形的水平截面，但是作為可選方式，所述空隙5也可僅被形成在電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9的 內(nèi)部，并可具有橢圓形截面或其它適當(dāng)形狀的截面。接下來(lái)，將參照?qǐng)D2A到圖2H來(lái)描述用于制造上述電子束設(shè)備11的方法的示例。第一電極配線(xiàn)2形成在基板1上，該基板1的表面預(yù)先被充分清潔(圖2A)?？赏?過(guò)普通膜形成技術(shù)(諸如真空淀積或?yàn)R射)或通過(guò)印刷來(lái)形成第一電極配線(xiàn)2。根據(jù)第一 電極配線(xiàn)2所需要的厚度或?qū)挾葋?lái)適當(dāng)?shù)剡x擇用于制造第一電極配線(xiàn)2的方法。然后，通過(guò)普通膜形成技術(shù)在基板1和第一電極配線(xiàn)2上淀積用于提供器件電極 7的材料的膜。接下來(lái)，由此淀積的膜通過(guò)光刻而部分地被去除，從而形成器件電極7(圖 2B)。作為示例，順序地執(zhí)行對(duì)光致抗蝕劑的縫隙涂敷、掩膜圖案曝光和顯影，然后，通過(guò)蝕 刻來(lái)部分地去除淀積的膜，由此形成器件電極7?？筛鶕?jù)器件電極7的材料來(lái)適當(dāng)?shù)剡x擇蝕 刻方法。接下來(lái)，通過(guò)普通真空膜形成方法(諸如濺射、CVD或真空淀積)在基板1、第一電 極配線(xiàn)2和器件電極7上形成絕緣層4。此外，在絕緣層4上形成第二電極配線(xiàn)3(圖2C)。 可通過(guò)普通真空膜形成技術(shù)(諸如氣相沉積或?yàn)R射)或通過(guò)印刷來(lái)形成第二電極配線(xiàn)3。 根據(jù)第二電極配線(xiàn)3所需的厚度和寬度來(lái)適當(dāng)?shù)剡x擇用于制造第二電極配線(xiàn)3的方法?？?通過(guò)與第一電極配線(xiàn)2相同的方法或通過(guò)不同的方法來(lái)形成第二電極配線(xiàn)3。然后，形成空隙5。首先，通過(guò)光刻形成在第二電極配線(xiàn)3上的期望位置處具有開(kāi) 口的抗蝕劑圖案。在蝕刻劑可在下一蝕刻期流入的范圍中選擇開(kāi)口的大小。接下來(lái)，通過(guò) 蝕刻來(lái)形成第二電極配線(xiàn)3的開(kāi)口 20(圖2D)?？筛鶕?jù)第二電極配線(xiàn)3的材料來(lái)適當(dāng)?shù)剡x 擇蝕刻方法。例如，當(dāng)Cu被用于第二電極配線(xiàn)3時(shí)，期望地，通過(guò)將硝酸、乙酸和磷酸的混
6合溶液選作蝕刻劑來(lái)執(zhí)行濕法蝕刻。然后，通過(guò)濕法蝕刻等在絕緣層4中形成空隙5 (圖2E)。例如，當(dāng)選擇Cu用于第 二電極配線(xiàn)3并選擇SiO2用于絕緣層4時(shí)，通過(guò)將緩沖氫氟酸(buffered fluoric acid) 用作蝕刻劑來(lái)執(zhí)行濕法蝕刻。結(jié)果，緊接在開(kāi)口 20之下的絕緣層4被選擇性地蝕刻并形成 空隙5。然后，通過(guò)在純水中浸泡來(lái)清除蝕刻劑和剩余物。接下來(lái)，形成其中布置了電子發(fā)射器件6的區(qū)域10。首先，在第一電極配線(xiàn)2和第 二電極配線(xiàn)3上的期望部分中通過(guò)光刻來(lái)形成抗蝕劑圖案。然后，通過(guò)經(jīng)由蝕刻去除一部 分絕緣層4，形成包括區(qū)域10的開(kāi)口 21(圖2F)。按照期望地至少覆蓋一部分第二電極配 線(xiàn)3從而部分地暴露第二電極配線(xiàn)3的方式形成開(kāi)口 21。蝕刻步驟可在基板1的上表面上 停止或者對(duì)基板1進(jìn)行部分蝕刻?？筛鶕?jù)絕緣層4的材料來(lái)適當(dāng)?shù)剡x擇蝕刻方法。當(dāng)選擇 將SiO2用于絕緣層4時(shí)，例如，期望地，使用緩沖氫氟酸作為蝕刻劑來(lái)執(zhí)行濕法蝕刻。可在 形成空隙5的同時(shí)執(zhí)行所述蝕刻步驟。接下來(lái)，形成器件電極8。首先，通過(guò)普通膜形成技術(shù)來(lái)淀積用于提供器件電極8 的材料的膜。然后，通過(guò)利用光刻去除一部分淀積的膜，按照器件電極8被連接到第二電極 配線(xiàn)3的暴露給開(kāi)口 21的部分的方式形成器件電極8 (圖2G)。作為示例，光致抗蝕劑順 次經(jīng)過(guò)縫隙涂敷、掩膜圖案曝光和顯影，并且通過(guò)蝕刻掉一部分淀積的膜，形成器件電極8。 可根據(jù)器件電極8的材料適當(dāng)?shù)剡x擇蝕刻方法。接下來(lái)，形成電子發(fā)射器件6。首先，通過(guò)噴墨方法按照導(dǎo)電膜被連接到器件電極 7和器件電極8的方式形成導(dǎo)電膜。然后，通過(guò)第一電極配線(xiàn)2和第二電極配線(xiàn)3向?qū)щ娔?供電，從而執(zhí)行電鑄(eleetroforming)處理和電活化(electroactivation)處理。通過(guò)進(jìn) 行這些步驟，形成電子發(fā)射器件6 (圖2H)。以下將描述具有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子束設(shè)備11的圖像顯示設(shè)備的幾個(gè)實(shí)施 例。(根據(jù)第一實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備)圖3示意性示出根據(jù)第一實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備。圖像顯示設(shè)備16包括電子束 設(shè)備(背板)11、圖像形成部件(面板)12和位于其間的支撐框架13，所述支撐框架與電子 束設(shè)備11和圖像形成部件12形成氣密容器14。以低于大氣壓的壓力維持氣密容器14的 內(nèi)部空間15，電子束設(shè)備11和圖像形成部件12以彼此相對(duì)的關(guān)系被布置，其中內(nèi)部空間 15在它們之間。利用具有低熔點(diǎn)的燒結(jié)玻璃等將支撐框架13耦接到電子束設(shè)備11和圖像 形成部件12兩者。圖像形成部件12包括玻璃基板31、構(gòu)成發(fā)光部件的熒光膜32和金屬背33。從電 子束設(shè)備11發(fā)出的電子撞到熒光膜32上，熒光膜32接著發(fā)光，從而形成圖像。在圖4中 示意性示出熒光膜32的一部分。與期望的發(fā)光顏色相應(yīng)的熒光部件34被規(guī)則地布置，通 過(guò)從期望的一個(gè)熒光體34發(fā)光，圖像被顯示在玻璃基板31的外表面上。熒光體34各自被 指定到彩色顯示所需的三原色R(紅)、G (綠)和B (藍(lán))之一。例如，R、G和B的熒光體34 按上述順序沿X方向布置，相同顏色的熒光體34沿Y方向布置。通過(guò)光吸收部件35來(lái)分 離熒光體34，從而不同顏色的熒光體34之間的彩色混合以及對(duì)比度降低被抑制。與圖像顯示設(shè)備的像素?cái)?shù)量相應(yīng)的預(yù)定數(shù)量的第一電極配線(xiàn)2彼此平行地被布 置在電子束設(shè)備11的基板1上。類(lèi)似地，與圖像顯示設(shè)備的像素?cái)?shù)量相應(yīng)的預(yù)定數(shù)量的第二電極配線(xiàn)3通過(guò)絕緣層4彼此平行地被布置在電子束設(shè)備11的基板1上(圖1B)。第 一電極配線(xiàn)2和第二電極配線(xiàn)3彼此垂直地被布置，它們的交叉均構(gòu)成電極配線(xiàn)交叉區(qū)域 9(圖1B)。在每個(gè)電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9中形成空隙5。此外，在以下描述的圖6和圖7以及 圖3中以強(qiáng)調(diào)的方式來(lái)顯示空隙。與每個(gè)電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9相應(yīng)的電子發(fā)射器件6鄰近 特定的電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9而被布置。板狀間隔件18被布置在第二電極配線(xiàn)3上。間隔 件18向氣密容器14提供足夠的耐壓力強(qiáng)度以對(duì)抗將使得氣密容器14在大氣壓下向內(nèi)變 形的力。間隔件18不必布置在所有第二電極配線(xiàn)3上，而僅在耐壓力所需的程度上，以預(yù) 定間距布置在一部分的第二電極配線(xiàn)3上。如圖5所示，由于氣密容器14的內(nèi)部與外部之間的壓力差，通過(guò)間隔件18來(lái)擠壓 第二電極配線(xiàn)3，從而第二電極配線(xiàn)3向著第一電極配線(xiàn)2偏轉(zhuǎn)。第二電極配線(xiàn)3在空隙5 的中心的偏轉(zhuǎn)ω期望地滿(mǎn)足以下關(guān)系式ω = 3. 42X ICT7X (mXa4)/h3 < (1-(1/ ε )) Xt,其中，m:(間隔件18的間隔X像素沿X方向的寬度)/(間隔件18沿Y方向的長(zhǎng)度X 第一電極配線(xiàn)2的寬度)a 空隙5的最大寬度的值的一半(m)h 第二電極配線(xiàn)3的厚度(m)ε 絕緣層4的介電常數(shù)t 絕緣層4的厚度(m)將像素限定為與每個(gè)電子發(fā)射器件6相應(yīng)的圖像形成部件12的熒光體34，像素沿 X方向的寬度相應(yīng)于其沿間隔件18的縱向方向的寬度。此外，間隔件沿Y方向的長(zhǎng)度是間 隔件的厚度。此外，系數(shù)m沒(méi)有單位。第二電極配線(xiàn)3的偏轉(zhuǎn)減少了第一電極配線(xiàn)2與第二電極配線(xiàn)3之間的間隔，同 時(shí)增加了配線(xiàn)2與3之間的靜電電容。另一方面，空隙5的存在減少了配線(xiàn)2與3之間的 靜電電容。通過(guò)將偏轉(zhuǎn)ω降低到(1-(1/O) Xt之下，第一電極配線(xiàn)2與第二電極配線(xiàn)3 之間的靜電電容的增加可變得小于相同靜電電容的下降。結(jié)果，配線(xiàn)2與3之間的靜電電 容下降，圖像顯示設(shè)備的功耗被抑制。(根據(jù)第二實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備)圖6示意性示出根據(jù)第二實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備。該實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同 之處僅在于形成空隙的位置以及間隔件的布置，而其余點(diǎn)保持與第一實(shí)施例中的相同。因 此，以下未描述的任何內(nèi)容參照第一實(shí)施例。根據(jù)該實(shí)施例，氣密容器14a包括電子束設(shè)備Ila和以與電子束設(shè)備Ila相對(duì)的 關(guān)系布置的圖像形成部件12，在兩者之間以低于大氣壓的壓力維持內(nèi)部空間。圖像形成部 件12具有與第一實(shí)施例類(lèi)似的配置。多個(gè)第二電極配線(xiàn)3被彼此平行地布置。根據(jù)該實(shí)施例，除了剩余第二電極配線(xiàn) 3b之外的一些第二電極配線(xiàn)3a沒(méi)有在電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9中形成有空隙5。與第一實(shí)施 例的相應(yīng)板狀間隔件類(lèi)似的板狀間隔件18僅布置在沒(méi)有形成有空隙5的第二電極配線(xiàn)3a 上。以對(duì)抗大氣壓的外力的方式確定間隔件18布置的形狀和點(diǎn)(間隔)。然而，圖像形成部件12與電子束設(shè)備11之間的電位分布受到間隔件18的存在的影響并被改變。電 位分布的變化會(huì)對(duì)從電子發(fā)射器件6發(fā)出的電子的軌跡產(chǎn)生負(fù)面影響。為了防止對(duì)電子軌 跡的負(fù)面影響，期望將間隔件18定位于盡量遠(yuǎn)離電子發(fā)射器件6的位置。第二電極配線(xiàn)3 上的點(diǎn)是期望的位置之一。另一方面，如果大氣壓的外力被施加到氣密容器，則第二電極配 線(xiàn)3被間隔件18擠壓，這個(gè)力被通過(guò)絕緣層4傳送到基板1。然而，在電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9 中缺少絕緣層4時(shí)，通過(guò)與緊接在第二電極配線(xiàn)3之下的第一電極配線(xiàn)2接觸，第二電極配 線(xiàn)3可能被偏轉(zhuǎn)和短路。即使沒(méi)有短路發(fā)生，也可能顯著減小第一電極配線(xiàn)2與第二電極 配線(xiàn)3之間的間隔，從而可能增加靜電電容。換言之，具有空隙5的第二電極配線(xiàn)3盡管取 決于空隙5的大小，但是可能不總是適于支撐間隔件18，以及，優(yōu)選地與第二電極配線(xiàn)3b隔 開(kāi)的關(guān)系布置將被安全支撐的間隔件18。根據(jù)該實(shí)施例，通過(guò)在第二電極配線(xiàn)3b中形成空隙5來(lái)抑制具有空隙5的電極配 線(xiàn)交叉區(qū)域9中的靜電電容。另一方面，在為了具有用于支撐間隔件的足夠強(qiáng)度所需的、緊 接在間隔件18之下的第二電極配線(xiàn)3a中，沒(méi)有形成空隙5，而是形成了絕緣層4。因此，如 現(xiàn)有技術(shù)中那樣，通過(guò)第二電極配線(xiàn)3a在基板1上穩(wěn)定地支撐間隔件18。本實(shí)施例的這種 配置可同時(shí)滿(mǎn)足上述兩種互相矛盾的要求。(根據(jù)第三實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備)圖7示意性示出根據(jù)第三實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備。該實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同 之處僅在于空隙的位置以及間隔件的布置，而在其它點(diǎn)上與第一實(shí)施例類(lèi)似。以下未描述 的內(nèi)容參照第一實(shí)施例。根據(jù)該實(shí)施例，氣密容器14b包括電子束設(shè)備lib和與電子束設(shè)備lib相對(duì)的關(guān) 系布置的圖像形成部件12，在兩者之間以低于大氣壓的壓力維持內(nèi)部空間。圖像形成部件 12按照與第一實(shí)施例相同的方式被配置。第二電極配線(xiàn)3c均具有多個(gè)電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9?？障?沒(méi)有形成在一些電極配 線(xiàn)交叉區(qū)域9a中，而是形成在剩余的電極配線(xiàn)交叉區(qū)域％。柱狀間隔件18b僅布置在沒(méi)有 形成有空間5的電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9a中。在布置間隔件18b時(shí)，如第二實(shí)施例中那樣，期望同時(shí)滿(mǎn)足防止對(duì)電子軌跡的負(fù) 面影響和支撐間隔件的兩個(gè)矛盾因素。與第二實(shí)施例相比，為了防止對(duì)電子軌跡的負(fù)面影 響，將給定的柱狀間隔件18b布置在電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9中非常優(yōu)選地等同于將特定間隔 件18b定位于較遠(yuǎn)離電子發(fā)射器件6的位置。然而，如果電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9具有空隙，則 存在與第二實(shí)施例中相同的問(wèn)題。因此，根據(jù)該實(shí)施例，通過(guò)在特定的電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9b 中形成空隙5而抑制在具有空隙5的一些電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9b中的靜電電容。另一方面， 在為了具有用于支撐間隔件18b的足夠強(qiáng)度所需的、緊接在間隔件18b之下的電極配線(xiàn)交 叉區(qū)域9a中，沒(méi)有形成空隙5，而是形成絕緣層4。因此，通過(guò)電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9a在如現(xiàn) 有技術(shù)中那樣在基板1上穩(wěn)定地支撐間隔件18b。根據(jù)該實(shí)施例，這種配置使得能夠同時(shí)滿(mǎn) 足上述兩種互相矛盾的要求。[示例]以下將詳細(xì)描述本發(fā)明的具體示例。(第一示例) 該示例參照?qǐng)DIA到圖IC所示的電子束設(shè)備11。
(步驟1)鈉鈣玻璃的基板1在充分清潔之后，在光刻步驟中經(jīng)過(guò)正光致抗蝕劑(TOKYO OHKA KOGYO Co.，Ltd.的TSMR-8900)的縫隙涂敷。然后，通過(guò)利用光掩模圖案對(duì)光致抗蝕劑進(jìn) 行曝光和顯影來(lái)形成具有開(kāi)口的剝離(liftoff)圖案。然后，通過(guò)濺射來(lái)淀積厚度為3μπι 的Cu膜，并通過(guò)剝離來(lái)形成寬度為25 μ m的第一電極配線(xiàn)2 (圖2A所示的狀態(tài))。(步驟2)然后，通過(guò)濺射來(lái)淀積厚度為IOOnm的TaN膜，作為用作在基板1和第一電極配線(xiàn) 2上的器件電極7的材料的膜。接下來(lái)，如步驟1中那樣，通過(guò)光刻來(lái)形成抗蝕劑圖案。此 后，以所構(gòu)圖的光致抗蝕劑作為掩模使用SF6氣體對(duì)淀積的膜進(jìn)行干法蝕刻，并且通過(guò)在基 板1上停止蝕刻，形成器件電極7 (圖2B所示的狀態(tài))。以與第一電極配線(xiàn)2重疊關(guān)系來(lái)形 成器件電極7。(步驟3)然后，通過(guò)在基板1、第一電極配線(xiàn)2和器件電極7上進(jìn)行濺射，厚度為3 μ m的 SiO2膜(介電常數(shù)ε為4)被形成為絕緣層4。(步驟4)然后，通過(guò)在絕緣層4上使用掩模進(jìn)行印刷而將厚度為2 μ m且寬度為320 μ m的 Cu膜形成為第二電極配線(xiàn)3(圖2C所示的狀態(tài))。根據(jù)該示例，按照320X240的矩陣來(lái)形 成電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9。(步驟δ)然后，在光刻步驟中，如上述步驟中那樣，利用光掩模圖案對(duì)光致抗蝕劑進(jìn)行曝光 和顯影，從而形成具有用作開(kāi)口 20和開(kāi)口 21的開(kāi)口的抗蝕劑圖案。然后，利用所構(gòu)圖的光 致抗蝕劑作為掩模，通過(guò)對(duì)第二電極配線(xiàn)3進(jìn)行濕法蝕刻來(lái)形成開(kāi)口 20 (圖2D所示的狀 態(tài))。為了進(jìn)行蝕刻，使用混合的酸，其由以下混合溶液構(gòu)成-.2. 19%的硝酸、32. 24%的乙 酸、43. 75%的磷酸、和21. 82%的水。此外，在該步驟中，用于開(kāi)口 21的SiO2沒(méi)有被蝕刻。(步驟6)將緩沖氫氟酸(Stella Chemifa Corporation的LAL100)作為蝕刻溶液提供到在 步驟5中形成的開(kāi)口 20中，在形成開(kāi)口 21的同時(shí)執(zhí)行六分鐘的濕法蝕刻。開(kāi)口 21被形成， 其中部分暴露第二電極配線(xiàn)3以及也暴露器件電極7。此后，通過(guò)在純水浸泡10分鐘來(lái)執(zhí) 行清潔處理，從而去除蝕刻劑和殘余物。然后，在步驟5中形成的抗蝕劑圖案被分離(圖2E 和圖2F所示的狀態(tài))。(步驟7)然后，通過(guò)濺射淀積厚度為IOOnm的TaN膜，用作作為器件電極8的材料的膜。接 下來(lái)，如步驟1中那樣，通過(guò)光刻來(lái)形成抗蝕劑圖案。然后，將所構(gòu)圖的光致抗蝕劑用作掩 模，使用SF6氣體對(duì)淀積的膜進(jìn)行干法蝕刻，在基板1上停止蝕刻，從而形成器件電極8 (圖 2G所示的狀態(tài))。以器件電極8被連接到第二電極配線(xiàn)3的一部分的方式形成器件電極8。(步驟8)最后，有機(jī)Pd溶液通過(guò)噴墨方法被涂覆以進(jìn)行烘烤，從而形成疊加在器件電極7 和8上的導(dǎo)電膜。然后，執(zhí)行電鑄處理和電活化處理，以形成電子發(fā)射器件6(圖2H所示的 狀態(tài))。按照320X240的矩陣形成電子發(fā)射器件6。
如上所述地制造的電子束設(shè)備的截面圖在掃描電子顯微鏡(SEM)下被確認(rèn)，其結(jié) 果是發(fā)現(xiàn)開(kāi)口 20的寬度為1 μ m,發(fā)現(xiàn)空隙5的最大寬度為30 μ m。發(fā)現(xiàn)第一電極配線(xiàn)2與 第二電極配線(xiàn)3之間的靜電電容為0. 05pF。從根據(jù)該示例的電子束設(shè)備發(fā)射的電子束被觀(guān)察。在圖8中示出用于觀(guān)察電子束 的設(shè)備的示意圖。在電子束設(shè)備的基板1上，在第二電極配線(xiàn)3上布置厚度為2. Omm且寬 度為200 μ m的間隔件18，此外，其上布置具有熒光體的圖像形成部件(面板)12。圖像形 成部件12被施加有6kV的電壓Va，第一電極配線(xiàn)2被施加有16V的柵極電壓Vf，從而發(fā)射 的電子撞擊到圖像形成部件12上。通過(guò)如此進(jìn)行激勵(lì)和從圖像形成部件12發(fā)射光并顯示 電子束圖像，電子發(fā)射被確認(rèn)。類(lèi)似地，還可通過(guò)將16V的柵極電壓Vf施加于第二電極配 線(xiàn)3來(lái)確認(rèn)電子發(fā)射。(比較示例)除了在絕緣層4中沒(méi)有形成空隙5之外，根據(jù)比較示例的電子束設(shè)備按照與第一 示例中相同的步驟制造。具體說(shuō)來(lái)，首先執(zhí)行第一示例中的步驟1到步驟4，通過(guò)在光刻步 驟中利用光掩模圖案對(duì)光致抗蝕劑進(jìn)行曝光和顯影，形成具有曝光開(kāi)口 21的抗蝕劑圖案。 接下來(lái)，利用緩沖氫氟酸(Stella Chemifa Corporation的LAL100)作為蝕刻溶液，使用具 有在先前步驟中形成的開(kāi)口圖案的光致抗蝕劑作為掩模，執(zhí)行濕法蝕刻，以暴露電子發(fā)射 區(qū)域。有選擇地蝕刻絕緣層4，并形成開(kāi)口 21。以部分暴露第二電極配線(xiàn)3由此也暴露器 件電極7的方式形成開(kāi)口 21。此后，執(zhí)行第一示例的步驟7和8。按照這種方式制造的電 子束設(shè)備的第一電極配線(xiàn)2與第二電極配線(xiàn)3之間的靜電電容為0. 18pF。(第二示例)該示例表示使用在第一示例中制造的電子束設(shè)備來(lái)制造圖3所示的圖像顯示設(shè) 備的情況。在根據(jù)第一示例的電子束設(shè)備11中，第一電極配線(xiàn)2的寬度被設(shè)置為25 μ m，第二 電極配線(xiàn)3的寬度被設(shè)置為320 μ m，像素的大小被設(shè)置為200 μ mX 630 μ m，其中在基板1 上按照矩陣布置320X240個(gè)電子發(fā)射器件。在根據(jù)該示例的電子束設(shè)備11中，在第一電 極配線(xiàn)2和第二電極配線(xiàn)3的電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9中的每個(gè)絕緣層4中形成空隙5。接下來(lái)，在真空中通過(guò)支撐框架13，在位于基板1之上2mm的位置將圖像形成部件 (面板)12密封，從而形成氣密容器14。在基板1與圖像形成部件12之間布置X方向長(zhǎng)度 為64mm且Y方向長(zhǎng)度為200 μ m的板狀間隔件18，從而構(gòu)成對(duì)抗大氣壓的結(jié)構(gòu)。共使用五 個(gè)間隔件18。在氣密容器14中設(shè)置吸氣劑(未示出)，從而保持內(nèi)部處于高真空。使用銦 將基板1耦接到支撐框架13，使用銦將支撐框架13耦接到圖像形成部件12。接下來(lái)，通過(guò)將信息信號(hào)施加于第一電極配線(xiàn)2并將掃描信號(hào)施加于第二電極配 線(xiàn)3來(lái)驅(qū)動(dòng)電子發(fā)射器件6。將+6V的脈沖電壓用作信息信號(hào)，將-IOV的脈沖電壓用作掃 描信號(hào)。通過(guò)將6kV的電壓施加于金屬背，發(fā)射的電子撞擊到熒光膜上，被激發(fā)并發(fā)出光 來(lái)，從而顯示圖像。按照這種方式，可顯示明亮的圖像。按照上述方式制造的圖像顯示設(shè)備被拆開(kāi)以在掃描電子顯微鏡(SEM)下確認(rèn)第 二電子配線(xiàn)3與其上的間隔件18相接觸的部分的凹陷的截面。第二電極配線(xiàn)3由于間隔 件的壓應(yīng)力而產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)量為1. 75 μ m。第二電極配線(xiàn)3的偏轉(zhuǎn)量小于(1-(1/ ε )) Xt( ε =4, t = 3 μ m) = 2· 25 μ m。
對(duì)根據(jù)該示例的圖像顯示設(shè)備的靜電電容的測(cè)量確認(rèn)靜電電容被減少到現(xiàn)有技 術(shù)的數(shù)值的29%。同時(shí)，可減少功耗。(第三示例)該示例描述的情況是使用根據(jù)本發(fā)明制造的電子束設(shè)備11來(lái)制造根據(jù)圖7所示 的第三實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備。以下僅描述本發(fā)明的不同于第一和第二示例的點(diǎn)。根據(jù)該示例，如第一示例中那樣，電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9按照320X240的矩陣來(lái)形 成。按照以下方式來(lái)形成空隙5 具有空隙5的電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9b和缺少空隙5的電極 配線(xiàn)交叉區(qū)域9a交替布置，即，按照彼此交錯(cuò)的樣式布置。結(jié)果，形成有空隙5的電極配線(xiàn) 交叉區(qū)域是第二示例中的相應(yīng)區(qū)域一半大小。半徑為100 μ m的柱狀間隔件18b被布置在 缺少空隙5的電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9a中，以支撐基板1和圖像形成部件12。按照上述方式制造的圖像顯示設(shè)備被拆開(kāi)并檢查。由于間隔件18b沒(méi)有被布置在 形成有空隙5的電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9b中，所以不能確認(rèn)有第二電極配線(xiàn)3的偏轉(zhuǎn)。此外， 如在第二示例中那樣對(duì)圖像顯示設(shè)備的電容的測(cè)量可被降低到現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)值的57%。同 時(shí)，相應(yīng)地減低了功耗。盡管已經(jīng)參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)理解，本發(fā)明并不限于所公開(kāi) 的示例性實(shí)施例。所附權(quán)利要求的范圍將與最寬泛的解釋一致，從而包括所有這種修改以 及等同的結(jié)構(gòu)和功能。
1權(quán)利要求
一種電子束設(shè)備，包括基板；第一電極配線(xiàn)，被形成在基板上；絕緣層，覆蓋第一電極配線(xiàn)；第二電極配線(xiàn)，被形成在絕緣層上，從而與第一電極配線(xiàn)交叉；以及電子發(fā)射器件，其在基板上位置遠(yuǎn)離第一和第二電極配線(xiàn)彼此交叉的電極配線(xiàn)交叉區(qū)域，并被連接到第一和第二電極配線(xiàn)兩者，從而從第一和第二電極配線(xiàn)接收驅(qū)動(dòng)能量，其中，在電極配線(xiàn)交叉區(qū)域的至少一部分中，在第一與第二電極配線(xiàn)之間形成空隙。
2.一種包括氣密容器的圖像顯示設(shè)備，包括 根據(jù)權(quán)利要求1的電子束設(shè)備；圖像形成部件，用于利用從電子束設(shè)備發(fā)出的電子來(lái)形成圖像，該圖像形成部件以與 電子束設(shè)備相對(duì)的關(guān)系被定位，其中以低于大氣壓的壓力在所述圖像形成部件與電子束設(shè) 備之間維持內(nèi)部空間；以及板狀間隔件，位于所述電子束設(shè)備與圖像形成部件之間； 其中，多個(gè)所述第二電極配線(xiàn)被布置為彼此平行， 在每個(gè)第二電極配線(xiàn)的電極配線(xiàn)交叉區(qū)域中形成所述空隙，以及 所述板狀間隔件僅被布置在一部分所述第二電極配線(xiàn)上。
3.如權(quán)利要求2所述的圖像顯示設(shè)備，其中，所述電子束設(shè)備包括多個(gè)電子發(fā)射器件，所述圖像形成部件包括分別與所述多個(gè)電子發(fā)射器件對(duì)應(yīng)的多個(gè)熒光體，以及 因由于氣密容器的內(nèi)部與外部之間的壓力差而通過(guò)間隔件施加到第二電極配線(xiàn)上的 壓力而在空隙的中心引起的第二電極配線(xiàn)的偏轉(zhuǎn)ω滿(mǎn)足以下關(guān)系式 ω = 3. 42X ICT7X (mXa4)/h3 < (1-(1/ ε )) Xt,其中，m:(間隔件的間隔X像素沿間隔件的縱向方向的寬度)/(間隔件的厚度X第一電極 配線(xiàn)的寬度)，a 空隙的最大寬度的值的一半(m)， h:第二電極配線(xiàn)的厚度(m)， ε 絕緣層的介電常數(shù)， t:絕緣層的厚度(m)，其中，所述像素是與每個(gè)電子發(fā)射器件相應(yīng)的圖像形成部件的熒光體。
4.一種包括氣密容器的圖像顯示設(shè)備，包括 根據(jù)權(quán)利要求1的電子束設(shè)備；圖像形成部件，用于利用從電子束設(shè)備發(fā)出的電子來(lái)形成圖像，該圖像形成部件以與 電子束設(shè)備相對(duì)的關(guān)系被定位，其中以低于大氣壓的壓力在所述圖像形成部件與電子束設(shè) 備之間維持內(nèi)部空間；以及板狀間隔件，位于所述電子束設(shè)備與圖像形成部件之間； 其中，多個(gè)所述第二電極配線(xiàn)被布置為彼此平行， 一部分所述第二電極配線(xiàn)的電極配線(xiàn)交叉區(qū)域沒(méi)有形成有空隙，以及所述板狀間隔件僅被布置在沒(méi)有形成有空隙的第二電極配線(xiàn)上。
5.如權(quán)利要求4所述的圖像顯示設(shè)備，其中，所述電子束設(shè)備包括多個(gè)電子發(fā)射器件，所述圖像形成部件包括分別與所述多個(gè)電子發(fā)射器件對(duì)應(yīng)的多個(gè)熒光體，以及 因由于氣密容器的內(nèi)部與外部之間的壓力差而通過(guò)間隔件施加到第二電極配線(xiàn)上的 壓力而在空隙的中心引起的第二電極配線(xiàn)的偏轉(zhuǎn)ω滿(mǎn)足以下關(guān)系式 ω = 3. 42X ICT7X (mXa4)/h3 < (1-(1/ ε )) Xt,其中，m:(間隔件的間隔X像素沿間隔件的縱向方向的寬度)/(間隔件的厚度X第一電極 配線(xiàn)的寬度)，a 空隙的最大寬度的值的一半(m)， h:第二電極配線(xiàn)的厚度(m)， ε 絕緣層的介電常數(shù)， t:絕緣層的厚度(m)，其中，所述像素是與每個(gè)電子發(fā)射器件相應(yīng)的圖像形成部件的熒光體。
6.一種包括氣密容器的圖像顯示設(shè)備，包括 根據(jù)權(quán)利要求1的電子束設(shè)備；圖像形成部件，用于利用從電子束設(shè)備發(fā)出的電子來(lái)形成圖像，該圖像形成部件以與 電子束設(shè)備相對(duì)的關(guān)系被定位，其中以低于大氣壓的壓力在所述圖像形成部件與電子束設(shè) 備之間維持內(nèi)部空間；以及柱狀間隔件，位于所述電子束設(shè)備與圖像形成部件之間； 其中，多個(gè)所述第二電極配線(xiàn)被布置為彼此平行， 一部分所述第二電極配線(xiàn)的電極配線(xiàn)交叉區(qū)域沒(méi)有形成有空隙，以及 所述柱狀間隔件僅被布置在沒(méi)有形成有空隙的電極配線(xiàn)交叉區(qū)域上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電子束設(shè)備和圖像顯示設(shè)備。該電子束設(shè)備11包括基板1；第一電極配線(xiàn)2，形成在基板1上；絕緣層4，覆蓋第一電極配線(xiàn)2；第二電極配線(xiàn)3，形成在絕緣層4上，從而與第一電極配線(xiàn)2交叉；以及電子發(fā)射器件6，其在基板1上位置遠(yuǎn)離第一電極配線(xiàn)2和第二電極配線(xiàn)3彼此交叉的電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9，并被連接到第一電極配線(xiàn)2和第二電極配線(xiàn)3兩者，從而從第一電極配線(xiàn)2和第二電極配線(xiàn)3接收驅(qū)動(dòng)能量，其中，在電極配線(xiàn)交叉區(qū)域9的至少一部分中，在第一電極配線(xiàn)2與第二電極配線(xiàn)3之間形成空隙5。
文檔編號(hào)H01J29/02GK101887832SQ20101017407
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月11日
發(fā)明者橋爪洋平 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社