專(zhuān)利名稱(chēng)：產(chǎn)生圖象形成設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及于電子發(fā)射裝置產(chǎn)生圖象形成設(shè)備的方法。
通常已知的電子發(fā)射裝置被粗略劃分為利用熱離子發(fā)射裝置和利用冷陰極發(fā)射裝置的兩種類(lèi)型。冷陰極發(fā)射裝置包括場(chǎng)發(fā)射型(以下稱(chēng)為“FE型”)裝置，金屬/絕緣體/金屬型(以下稱(chēng)為“MIM型”裝置，表面?zhèn)鲗?dǎo)(導(dǎo)通)電子發(fā)射裝置，等等。已知包括這些FE型裝置的舉例揭示在W.P.Dyke&W.W.Dolan，電子物理學(xué)“場(chǎng)發(fā)射”導(dǎo)論中，8,89(1956)或在C.A.Spindt，“具有鉬錐的簿膜場(chǎng)發(fā)射陰極的物理特性”中，J.Appl.phys.,47,5248(1976)，等等。已知包括這些MIM型裝置的舉例揭示在C.A.Mead，“隧道發(fā)射裝置的”操作中，J.Appl.phys.,32,646(1961)，等等。包括這些表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射裝置的舉例揭示在M.I.Elinson,Radio Eng.Electron Phys.，中10,1290(1965)，等等。表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射裝置利用這樣一種現(xiàn)象，即當(dāng)電子流被允許平行流動(dòng)到基片形成的小區(qū)域的簿膜時(shí)，產(chǎn)生電子發(fā)射。迄今由Elinson上述發(fā)表的利用SnO2簿膜[M.I.Elinson,Radio Eng.Electron phys.,10,1290(1965)],利用Au簿膜[G.Dittmer:"Thin Solid Films,"9,317(1972]，利用In2O3/SnO2薄膜[M.Hartwell和C.G.Fonstad:"IEEE Trans.EDConf.,"5,9,(1975)]利用碳簿膜[Hisashi Araki:Shinku(Vacuum),Vol.26,No.1,P22(1983)]，以及等等的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射裝置的舉例。
上述表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，還易于制造，并具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即許多裝置能被交叉排列成一大的面積。在各種應(yīng)用上的研究取得該優(yōu)異的特性。例如，包括充電束源，顯示裝置，等等的應(yīng)用。具有許多表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射裝置的陣列的應(yīng)用舉例是表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射裝置被平行排列的電子源，各裝置的兩端由各自的導(dǎo)線(也稱(chēng)之為公共線)被連接成每一行，而許多行如下面將描述的被加以排列。(應(yīng)參照例如，日本公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)No.64-031332,1-283749,2-257552，等等)。特別是在圖象形成設(shè)備領(lǐng)域中，例如顯示裝置，利用取代CRT的液晶的平面型顯示裝置近來(lái)變得普及。然而，它們不是自身發(fā)射型，這樣，例如它們具有的問(wèn)題包括背光(back light)。因此迄今仍希望自發(fā)射型顯示裝置的發(fā)展。自發(fā)射型顯示裝置的一例是一種顯示裝置的圖象形成設(shè)備，該顯示裝置包括在其中形成的通過(guò)從電子源發(fā)射電子用于發(fā)射可視光的一熒光件的許多表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置的電子源的組合。(應(yīng)參考例如USP5,066,883。)。
在上述平面型圖象形成設(shè)備中，具有在其上排列大量電子發(fā)射裝置的電子源基片和在其中具有熒光件的圖象形成件，在其間的真空部分彼此相對(duì)配置。上述圖象形成設(shè)備以這樣的方式顯示圖象，即掃描信號(hào)和/或調(diào)制信號(hào)被送到電子源基片上形成的電子發(fā)射裝置，使得每個(gè)電子發(fā)射裝置或某些電子發(fā)射裝置發(fā)射電子，以及這些電子通過(guò)數(shù)百伏或數(shù)千伏或更高的陽(yáng)極電壓Va加速以提供給圖象形成件，撞擊該熒光件，以便實(shí)現(xiàn)從其中發(fā)射光。
該上述平面型圖象形成設(shè)備，然而，在早期操作中，在顯示圖象上有時(shí)會(huì)遭受明顯的亮度降或點(diǎn)或線的缺陷。引起亮度降和缺陷產(chǎn)生的一個(gè)原因就是發(fā)生真空泄漏和由于在真空屏中真空的降低(壓力增加)而引起電子發(fā)射裝置的特性變差。在真空屏中真空降低發(fā)生過(guò)程如下隨著圖象形成裝置的激勵(lì)，電子束開(kāi)始輻照熒光件和圖象形成件中的金屬外殼，和該屏單元包括在電子源基片中的導(dǎo)線電極，電子發(fā)射裝置，等等，導(dǎo)致吸附氣體分子的(或原子)的退吸和同時(shí)由于產(chǎn)生離子的撞擊也增強(qiáng)了氣體的退吸，這樣就使得這樣產(chǎn)生的氣體降低了真空屏中真空(或壓力增加)。
妨礙真空降低的可能干擾是“增加抽空性能”和“從每個(gè)屏單元降低脫氣量”。
對(duì)于前者，安裝一個(gè)足夠容量的吸氣泵(吸取真空泵)是可以想象的。在內(nèi)部保持真空的普通顯示裝置中，例如CRT，有少量立體空間限制在吸氣泵的位置上，使得吸氣泵能在寬的區(qū)域中構(gòu)成。在CRT情況下，在真空容器中，表面區(qū)域與其容積的比率也很小，這樣就能在其中保持足夠的真空。在上述平面型顯示裝置的的情況中，無(wú)論如何有許多空間限制了吸氣泵的位置，正常情況是，吸氣泵經(jīng)常被構(gòu)成在遠(yuǎn)離圖象顯示區(qū)域的靠近屏邊緣的一限定區(qū)域。由于在平面型真空容器中，在容器的高度方面，到圖象顯示區(qū)域的距離是很大的，結(jié)果是就不容易保證吸氣泵的足夠的抽空傳導(dǎo)，也就不容易在局部顯示裝置中達(dá)到局部抽氣中的足夠抽空。
對(duì)于后者，在高溫下的抽空干燥處理使用的普通處理以降低從屏單元的除氣量。然而在百十來(lái)度(℃)的一般干燥是不適當(dāng)?shù)?，這就不能說(shuō)，對(duì)前述問(wèn)題，該干燥是一好的方案。在較高溫度下的干燥其結(jié)果是不能使用不耐高溫真空干燥的構(gòu)件，即這些構(gòu)件要經(jīng)化學(xué)反應(yīng)，合金組成，粘附的薄膜，等等，以及在顯示裝置中使用的各成分的組合，使得制約顯示裝置結(jié)構(gòu)的因素增加了，這是不可取的。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種在圖象形成期間使電子發(fā)射裝置的變差減至最小，產(chǎn)生高可靠性的圖象形成設(shè)備的方法，特別是，在圖象形成期間由于從圖象形成件的氣體退吸，而使電子發(fā)射裝置的變差減至最小的產(chǎn)生高可靠性的圖象形成設(shè)備的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是，提供一種產(chǎn)生圖象形成設(shè)備的方法，其中在圖象形成期間，在圖象形成設(shè)備的產(chǎn)生過(guò)程中，把對(duì)電子發(fā)射裝置變差的影響能被減至最小。
根據(jù)本發(fā)明的圖象形成設(shè)備的產(chǎn)生方法是一種用于產(chǎn)生圖象形成設(shè)備的方法，該圖象形成設(shè)備包括一容器，在該容器中配置的電子發(fā)射裝置并具有在一對(duì)電極之間的電子發(fā)射部分，該電子發(fā)射裝置適合于在該對(duì)電極之間的應(yīng)用電壓下發(fā)射電子，和用于從電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子照射下形成圖象的圖象形成件，該產(chǎn)生方法具有的步驟是，利用從電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子照射圖象形成件，其中照射圖象形成件的電子是這樣發(fā)射的電子，即在圖象形成設(shè)備的驅(qū)動(dòng)圖象形成期間，提供給電子發(fā)射裝置的電壓其極性與電子發(fā)射裝置的對(duì)電極之間提供的電壓的極性相反。
根據(jù)本發(fā)明的圖象形成設(shè)備的另一產(chǎn)生方法是產(chǎn)生圖象形成設(shè)備的方法，該圖象形成設(shè)備包括一容器，配置在該容器中的電子發(fā)射裝置和在一對(duì)電極之間具有大量電子發(fā)射部位，電子發(fā)射裝置適合于在該對(duì)電極施加電壓時(shí)從大量電子發(fā)射部位中的某一些發(fā)射電子，和電子形成部件用于通過(guò)從電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子照射形成圖象，該產(chǎn)生方法具有的步驟是，利用從電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子照射圖象形成件，其中照射電子形成件的電子是在圖象形成設(shè)備驅(qū)動(dòng)圖象形成期間從不同的電子發(fā)射部位發(fā)射的電子。


圖1A是本發(fā)明的表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)的透視圖，和圖1B是其中沿1B-1B的截面圖；圖2A是本發(fā)明的另一種表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)的透視圖，和圖2B是其中沿2B-2B的截面圖；圖3是本發(fā)明的橫向電子發(fā)射型電子發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖4是本發(fā)明的表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置中發(fā)射電流Ie’，裝置電流If，和裝置電壓Vf的相互關(guān)系的舉例；圖5是本發(fā)明的簡(jiǎn)單矩陣(無(wú)源矩陣)結(jié)構(gòu)的電子源的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的圖象形成設(shè)備的顯示屏舉例的示意圖；圖7A是熒光膜舉例的示意圖和圖7B是熒光膜另一舉例的示意圖；圖8是在圖象形成設(shè)備中，根據(jù)NTSC方法的TV信號(hào)進(jìn)行顯示的驅(qū)動(dòng)電路舉例的方框圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的真空系統(tǒng)；圖10是根據(jù)本發(fā)明的形成設(shè)備；圖11A是根據(jù)本發(fā)明的激勵(lì)形成操作中的電壓波形舉例，圖11B是在激勵(lì)形成操作中電壓波形的另一舉例；圖12A，圖12B，和圖12C分別是本發(fā)明老化(aging)操作波型舉例，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)操作，和本發(fā)明的正常驅(qū)動(dòng)；圖13是本發(fā)明的老化技術(shù)和老化設(shè)備；圖14是在表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置中觀察的光點(diǎn)形狀，和從電子發(fā)射單元和光點(diǎn)密度的距離關(guān)系；
圖15A和圖15B是本發(fā)明的圖象形成設(shè)備中電子束的軌跡；和圖16和圖17A,17B,17C,17D,17E,17F,17G和17H是本發(fā)明舉例中解釋產(chǎn)生步驟的各圖。
首先，該老化步驟是在圖象形成設(shè)備中先于驅(qū)動(dòng)圖象形成之前，用加速的電子束照射圖象形成設(shè)備的屏容器中的部件的步驟，從而必定從部件中解吸附著和保存在屏容器中部件的氣體，并排除該氣體。
本發(fā)明老化步驟的基本原理是解吸和排除附著并保存在圖象形成設(shè)備的屏容器中的配置的圖象形成件的氣體。通過(guò)主要是利用加速的電子束照射圖象形成件，從圖象形成件中解吸氣體。通過(guò)連接到屏容器到其外側(cè)的排氣管道抽取氣體，達(dá)到抽空解吸氣體，還可以配置在屏容器中的吸氣泵吸附氣體，或者利用這二者的組合。在本發(fā)明的上述老化步驟中用電子束照射圖象形成件得以實(shí)現(xiàn)是通過(guò)預(yù)先予先利用在圖象形成設(shè)備中在連續(xù)圖象形成操作中使用的電子發(fā)射裝置。
完成本發(fā)明的發(fā)明人了解到，在上述老化步驟中使用的電子發(fā)射裝置的電子發(fā)射特性同老化步驟之前相比較被降低了。特別是有關(guān)電子發(fā)射裝置的驅(qū)動(dòng)，提供到電子發(fā)射裝置的電壓極性在上述老化步驟期間與前述圖象形成期間相比被反相，從而電子發(fā)射特性近似等價(jià)于老化步驟之后的圖象形成期間所獲得的老化步驟之前的電子發(fā)射裝置的特性。
將詳細(xì)描述本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
首先，本發(fā)明的電子發(fā)射裝置具有至少一對(duì)電極，當(dāng)該對(duì)電極之間施加一電壓時(shí)適于發(fā)射電子，該裝置甚至在該對(duì)電極之間施加電壓的極性反向時(shí)也能發(fā)射電子，換言之，就是在該對(duì)電極之間的電場(chǎng)方向是反相的。
本發(fā)明電子發(fā)射裝置的第一例是一表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置。(表面通導(dǎo)電子發(fā)射裝置)圖1A是本發(fā)明的表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖和圖1B是圖1A的沿1B-1B的截面圖。在圖1A和1B中，標(biāo)號(hào)1是基片，2是第一裝置電極，3是第二裝置電極，4是導(dǎo)電膜，5是導(dǎo)電膜4中的空隙。當(dāng)對(duì)裝置電極2,3之間施加電壓時(shí)，表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置從靠近空隙5處發(fā)射電子。
在由本申請(qǐng)人申請(qǐng)的，例如日本公開(kāi)專(zhuān)利號(hào)7-235255和8-264112中披露了表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置的一般結(jié)構(gòu)，材料，和產(chǎn)生過(guò)程。
表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置具有如圖4所示的裝置電流特性和發(fā)射電流特性。圖4是在未示出的陽(yáng)極被在表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置和用于發(fā)射電子的正電壓施加到陰極的狀態(tài)下所獲得的裝置電壓Vf對(duì)裝置電流If和發(fā)射電流Ie的關(guān)系圖，其中裝置電壓Vf是施加給與第二裝置電極3的基準(zhǔn)(0V)相關(guān)的第一裝置電極2的電壓，裝置電流If是在兩個(gè)裝置電極之間流動(dòng)的電流，和發(fā)射電流Ie是從表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置發(fā)射的并由陽(yáng)極捕獲的電子電流。圖4中的電位是任意單位，因?yàn)榘l(fā)射電流Ie可考慮小于裝置電流If。橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)二者是線性比例。
如圖4所示，當(dāng)施加給表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置的裝置電壓Vf超過(guò)確定的閾值電壓Vth時(shí)，發(fā)射電流Ie迅速增加；然而，利用低于閾值電壓Vth的裝置電壓檢測(cè)少的發(fā)射電流Ie。即，該裝置是對(duì)發(fā)射電流Ie具有確定的閾值電壓Vth的非線性裝置。
另外，如圖4所示，表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射裝置具有正的閾值電壓Vth(p)和負(fù)的閾值電壓Vth(n)，甚至用極性相反的電壓施加到裝置電極2,3之間裝置也發(fā)射電子，換言之，甚至在裝置電極2,3之間電場(chǎng)方向反向，該裝置也發(fā)射電子。
本發(fā)明電子發(fā)射裝置的另一最佳舉例是一圖3所示的橫向場(chǎng)發(fā)射型電子發(fā)射裝置。
圖3中，標(biāo)號(hào)161指明電絕緣基片，162是第一電極，和163是第二電極，凸出的電子發(fā)射部分164,165被構(gòu)成在相應(yīng)的第一電極162和第二電極163的相對(duì)側(cè)表面上。在圖3所示的橫向場(chǎng)發(fā)射型電子發(fā)射裝置中，如上述裝置中在發(fā)射電流Ie和裝置電壓Vf之間有正閾值電壓Vth(p)和負(fù)閾值電壓Vth(n)，甚至施加給電極162,163的電壓極性反向，換言之，甚至電極162,163之間電場(chǎng)方向反向，該裝置也發(fā)射電子。
應(yīng)注意，本發(fā)明的電子發(fā)射裝置不限于上述提供的表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置和上述橫向場(chǎng)發(fā)射型裝置而是任何一種如前所述的具有一對(duì)電極并在該對(duì)電極之間施加電壓時(shí)發(fā)射電子，甚至在該對(duì)電極之間電場(chǎng)方向相反時(shí)也能發(fā)射電子的裝置。
<圖象形成設(shè)備的結(jié)構(gòu)>
以下將描述本發(fā)明的電子源。本發(fā)明的電子源例如是，在基片上配置的大量上述表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置或上述橫向場(chǎng)發(fā)射型電子發(fā)射裝置的電子源。
能從各種陣列中選擇電子發(fā)射裝置的陣列。
例如，陣列可以是類(lèi)似于梯形布局，許多平行放置的電子發(fā)射裝置每一個(gè)在兩端被連接，電子發(fā)射裝置的許多行被在一方向上(稱(chēng)之為行方向)，控制電極(也稱(chēng)柵極)被放置在垂直于導(dǎo)線和上述電子發(fā)射裝置的方向(稱(chēng)之為列方向)，來(lái)自于電子發(fā)射裝置的電子由控制電極控制。另一種陣列是大量電子發(fā)射裝置在X方向和Y方向上排列成矩陣，每一行中的電子發(fā)射裝置的一種電極被連接到X方向的公共導(dǎo)線上，和在每一列的電子發(fā)射裝置的另一電極被連接到Y(jié)方向的公共導(dǎo)線上。該陣列也被稱(chēng)之為簡(jiǎn)單(無(wú)源)矩陣布局。
作為一種舉例，簡(jiǎn)單矩陣布局將參照?qǐng)D5描述。在圖5中，數(shù)71指定是電子源基片，72m X方向?qū)Ь€Dxl至Dxm，和73n Y方向?qū)Ь€Dyl至Dyn。數(shù)74是電子發(fā)射裝置，例如，如上所述的。未示出的隔離絕緣層被插入在mx方向?qū)Ь€72和ny方向?qū)Ь€73之間，以使它們彼此電絕緣(m,n二者是正整數(shù))。
前述電子發(fā)射裝置74的對(duì)電極(未示出)被電連接到mx方向?qū)Ь€72和ny方向?qū)Ь€73。
連接到X方向?qū)Ь€72的是掃描信號(hào)提供裝置(未示出)，用于為選擇配置在X方向上的電子發(fā)射裝置74的一行而提供一掃描信號(hào)。另一方面，連接到Y(jié)方向?qū)Ь€73的是調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生裝置(未示出)，用于根據(jù)輸入信號(hào)，調(diào)制在Y方向配置的電子發(fā)射裝置74的每一列。提供給每個(gè)電子發(fā)射裝置的驅(qū)動(dòng)電壓被提供作為掃描信號(hào)和提供給該裝置的調(diào)制信號(hào)之間的差電壓。
在上述結(jié)構(gòu)中，每個(gè)裝置能利用簡(jiǎn)單的矩陣導(dǎo)線被選擇并單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。
利用這樣簡(jiǎn)單矩陣布局的電子源構(gòu)成的圖象形成設(shè)備將參照?qǐng)D6，圖7A，7B和圖8加以描述。圖6是圖象形成設(shè)備中顯示屏舉例的示意圖，和圖7A和7B每個(gè)是圖6圖象形成設(shè)備中使用的熒光膜。圖8是根據(jù)NTSC方法的TV信號(hào)，完成顯示的驅(qū)動(dòng)電路舉例的示意圖。
圖6中，標(biāo)號(hào)71是放置有大量電子發(fā)射裝置的電子源基片，81是被固定的電子源基片71的后板，和86是熒光膜84，金屬基座85，等等被構(gòu)成在玻璃基片83的內(nèi)表面上的面板。數(shù)82是構(gòu)成顯示屏的包層88的支撐框，和支撐框82，后板81，和前板86。
數(shù)74表示電子發(fā)射裝置和分別連接到電子發(fā)射裝置的前述對(duì)電極的X方向?qū)Ь€和Y方向?qū)Ь€的72,73。
包層88也可由抗大氣壓力的足夠強(qiáng)度的材料構(gòu)成，按裝成前板86和后板81之間間隔的非典型支撐。
圖7A和7B的每一個(gè)表示熒光膜的示意圖。熒光膜84只由單色熒光部件構(gòu)成。在彩色熒光膜的情況下，熒光膜由熒光部件92和取決于該熒光部件陣列的被稱(chēng)之為黑條或黑矩陣的黑色導(dǎo)電材料構(gòu)成。在彩色顯示的情況下，裝備黑條或黑矩陣的目的是通過(guò)必需三基色的熒光部件92之間的黑色部分進(jìn)行彩色混合類(lèi)似的自由混合，和抑制由于在熒光膜84上的環(huán)境光的反射而導(dǎo)致的對(duì)比度降低。黑條材料可從包括通常廣泛使用的石墨的基本成分的材料中選取，或者從具有一點(diǎn)發(fā)射和反射光的導(dǎo)電材料中選取。
金屬基座85通常設(shè)置在熒光膜84的內(nèi)表面。金屬基座的設(shè)置目的是增強(qiáng)光的鏡反射亮度，以便從熒光件發(fā)射光傳播到內(nèi)側(cè)，朝向面板86，使用金屬基座作為提供電子束加速電壓的電極，以便在包層以及等等中產(chǎn)生的離子撞擊時(shí)保護(hù)熒光件不受損壞。
面板86可以在熒光膜84的外表面?zhèn)仍O(shè)置成透明電極(未示出)，以便于增強(qiáng)熒光膜84的導(dǎo)電特性。
<產(chǎn)生圖象形成設(shè)備的方法>
以下將描述產(chǎn)生本發(fā)明的上述圖象形成設(shè)備的方法。
以下參照?qǐng)D6描述利用表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置作為電子發(fā)射裝置的用于產(chǎn)生圖象形成設(shè)備的方法舉例。
1)電子源基片的形成上述表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置的m個(gè)X方向?qū)Ь€72,n個(gè)Y方向?qū)Ь€73，和對(duì)裝置電極通過(guò)真空蒸發(fā)和光刻形成在絕緣基片71上。隔離絕緣層形成在m個(gè)X方向?qū)Ь€72和n個(gè)Y方向?qū)Ь€73之間，以便使導(dǎo)線相互電絕緣。上述每個(gè)表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置的對(duì)電極被形成在靠近X方向?qū)Ь€72和Y方向?qū)Ь€73之間的交會(huì)點(diǎn)中的一個(gè)，和每對(duì)裝置電極被電連接到X方向?qū)Ь€72和Y方向?qū)Ь€73。然后導(dǎo)電膜被形成在每對(duì)裝置電極之間。例如，該導(dǎo)電膜是通過(guò)金屬有機(jī)化合物溶液并通過(guò)旋轉(zhuǎn)器或噴墨方法或類(lèi)似方法，及烘焙它(干燥)來(lái)形成。
2)圖象形成件的形成(面板)淤漿法或類(lèi)似方法可被用作為將熒光件固定到玻璃基片83上的方法。金屬基座85通常被設(shè)置在熒光膜84的內(nèi)表面?zhèn)群驮诋a(chǎn)生熒光膜之后，通過(guò)處理熒光膜的內(nèi)表面?zhèn)鹊谋砻?，以平滑操?正常稱(chēng)為鍍膜)和在真空中蒸發(fā)AL在其上，以此產(chǎn)生金屬基座(襯墊)。
3)密封圖6所示包層是利用密封技術(shù)制成。如上所述的具有電子源基片71的后板81，和具有圖象形成件并包括有熒光膜84和金屬基座85的前板86，與支撐框82放置在其間，燒結(jié)玻璃被提供到面板86，支撐框82，和后板81之間的連接部分，密封是通過(guò)在大氣中或氮環(huán)境中烘焙實(shí)現(xiàn)的。在密封情況下，位置充分對(duì)準(zhǔn)，以便在彩色情況下使電子發(fā)射裝置對(duì)準(zhǔn)各自的彩色熒光件。
圖9是隨后步驟中使用的系統(tǒng)方案的示意圖。圖系形成設(shè)備1131通過(guò)抽氣管1132連接到真空室1133，和進(jìn)一步通過(guò)閥門(mén)1134連接到抽氣單元1135。壓力擔(dān)保1136和四極量光譜儀1137或類(lèi)似物被附于真空室1133，以便于測(cè)量?jī)?nèi)部壓力和大氣中各個(gè)成分的局部壓力。由于直接測(cè)量圖象形成設(shè)備1131的包層88的內(nèi)部壓力是困難的，所以操作狀態(tài)由測(cè)量真空室1133的內(nèi)部壓力來(lái)控制。
氣體進(jìn)入線1138被進(jìn)一步連接到真空室1133，以便于引導(dǎo)必要的氣體進(jìn)入真空室，以控制環(huán)境。引入物質(zhì)源1140被連接到氣體進(jìn)入線1138的另一端，和引入的物質(zhì)被存儲(chǔ)在細(xì)頸瓶或氣瓶中。引入控制單元1139用于控制設(shè)置在氣體進(jìn)入線中部的引入物質(zhì)的引入比率。引入量控制裝置能從允許泄漏率控制值中特定選取，例如慢泄漏值，或質(zhì)量流動(dòng)控制器，這取決于引入物質(zhì)的種類(lèi)。
4)抽氣這樣完成的包層88內(nèi)部氣體由真空泵通過(guò)連接到上述圖9設(shè)備的抽氣管1132抽取。
5)形成接著，執(zhí)行形成步驟，以便在上述電子源基片上產(chǎn)生的裝置電極之間的導(dǎo)電膜中形成電子發(fā)射部分。在此情況下，例如，如圖10所示，通過(guò)連接Y方向?qū)Ь€73到公共電極141和同時(shí)從電源提供電壓脈沖到連接到X方向?qū)Ь€72中一個(gè)的各裝置的裝置電極之間，以在裝置電極之間的導(dǎo)電膜上形成。用于判斷操作完成的脈沖形式和條件被適當(dāng)選擇為需求的情況。通過(guò)連續(xù)提供(或漩渦)具有移相的脈沖給X方向?qū)Ь€，這也可以影響到連接到X方向?qū)Ь€的裝置的批形成。序數(shù)143是測(cè)量電流的電阻器，144是測(cè)量電流的示波器。
激發(fā)形成中的電壓波形舉例示出在圖11A和11B。
電壓波形最好是脈沖波形。在此情況下，連續(xù)提供具有恒定電壓的脈沖峰值的脈沖技術(shù)在圖11A中示出，和提供具有增加脈沖峰值的電壓脈沖技術(shù)示出在圖11B。
在圖11A中，T1和T2表示脈沖寬度和電壓波形的脈沖分離。正常是，T1被設(shè)備在1微秒至10毫秒范圍，和T2是在10微秒至100毫秒范圍。三角波的峰值(激勵(lì)形成期間的峰電壓)依據(jù)表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置的形式而選擇。在這些條件下，例如，提供電壓若干秒至幾十分鐘。脈沖波形不限于三角波，而希望的波形，例如也可以使用矩形波。
如圖11B所示，三角波的峰值(激勵(lì)形成期間的峰壓)能被增加，例如在上述0.1V的步驟中。通過(guò)在脈沖分離T2和測(cè)量電流期間提供電壓，能夠檢測(cè)激勵(lì)形成操作的完成。例如提供約0.1V的電壓，在那時(shí)流動(dòng)的裝置電流被測(cè)量，以計(jì)算電阻，以及用不少于1MΩ的電阻結(jié)束激勵(lì)形成。上述形成操作在裝置電極之間的導(dǎo)電膜中形成缺口(裂縫)，在裝置電極之間提供電壓，電子從缺口附近發(fā)射。
6)激勵(lì)在上述形成之后，在靠近前敘的缺口處對(duì)沉積的碳膜或碳化合物(圖2A和2B中的6)執(zhí)行驅(qū)動(dòng)操作。例如，通過(guò)對(duì)包層88內(nèi)部足夠抽空，可執(zhí)行驅(qū)動(dòng)步驟，通過(guò)氣體進(jìn)入線1138引入有機(jī)物質(zhì)的氣體和通過(guò)抽氣管進(jìn)入包層，以及分別提供脈沖。通過(guò)利用在軸空之后的環(huán)境中保留的，例如，通過(guò)油擴(kuò)散泵或旋轉(zhuǎn)泵，或通過(guò)離子泵將內(nèi)部足夠抽空成真空并向真空引入足夠的有機(jī)物質(zhì)的氣體而保留的有機(jī)氣體來(lái)形成該有機(jī)物質(zhì)的氣體。有機(jī)物質(zhì)的優(yōu)選壓力依真容器的形狀，有機(jī)物質(zhì)的種類(lèi)等等不同而不同，適當(dāng)?shù)脑O(shè)置取決于這些情況。適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)物質(zhì)可從由烷，烯，和炔，芳烴，酒精，醛，酮，胺，有機(jī)酸，例如酚，羧基酸，和硫酸等等代表的脂類(lèi)烴類(lèi)選取。有機(jī)物質(zhì)的特定舉例包括由CnH2n+2，例如甲烷，乙烷，和丙烷代表的飽和烴，和由CnH2n組成分子式的或類(lèi)似的，例如乙烯，丙烯，苯，苯基氰(benxonitrile)，三腈，甲苯，甲醇，乙醇，甲醛，乙醛，丙銅，甲基乙基，酮，甲基胺，乙基胺，酚，甲酸，醋酸，丙酸，等等代表的非飽和烴。通過(guò)該操作，碳或碳化合物在當(dāng)前環(huán)境下從有機(jī)物質(zhì)沉淀到該裝置，這樣對(duì)裝置電流If和發(fā)射電流Ie帶來(lái)極大變化。驅(qū)動(dòng)操作使用的電壓脈沖波形可以從例如，矩形波，三角波，正弦波，不規(guī)則波，等等中任意選擇。有圖12A所示的總是提供單極性脈沖的技術(shù)和圖12B所示的交替提供相反極性的脈沖技術(shù)，作為提供給本發(fā)明使用的表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置的技術(shù)，更可取的是使用具有正和負(fù)極性這二者的圖12B的類(lèi)型的電壓脈沖。
在使用以恒定電壓保持電壓脈沖(驅(qū)動(dòng)電壓Vact)的峰值的技術(shù)或隨時(shí)間逐漸增加電壓的技術(shù)，或類(lèi)似技術(shù)進(jìn)行上述驅(qū)動(dòng)操作之后，裝置電壓被提供給表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置，以允許電流流經(jīng)裝置表面，從而該裝置從電子發(fā)射單元(部分)發(fā)射足夠量的電子。在此時(shí)的電壓提供方法使用如上述形成情況的相同連接，并通過(guò)同時(shí)向連接到一方向?qū)Ь€的裝置的裝置電極之間提供電壓脈沖而實(shí)現(xiàn)。
上述步驟在碳膜6中形成窄的5′，或者如圖2A和2B所示的導(dǎo)電膜4的碳化物內(nèi)側(cè)缺口，它可以增強(qiáng)電子發(fā)射效率。圖2A和2B中相同參加符號(hào)的序數(shù)與圖1A和1B中相同數(shù)表示的相同。
7)穩(wěn)定在驅(qū)動(dòng)之后可希望于進(jìn)行隨后的穩(wěn)定步驟。該步驟是從真空容器中抽取有機(jī)物質(zhì)的步驟。在包層中真空單元的壓力最好不大于1×10-5pa和更可取的是不大于1×10-6pa。用于抽空包層的抽氣單元最好是不用油的一種，以便防止從該單元產(chǎn)生的油影響該裝置的特性。特別是該抽氣單元能從，例如，吸附泵，離子泵，等等中選擇。在真空容器內(nèi)部抽氣期間，整個(gè)真空容器最好加熱，以便有利于對(duì)吸附在真空容器的內(nèi)壁和電子發(fā)射裝置上的有機(jī)分子的抽取。在此時(shí)的加熱最好在100-300℃并盡可能地長(zhǎng)些時(shí)間，而無(wú)須對(duì)這些條件進(jìn)行限制，對(duì)這些條件的適當(dāng)選擇取決于包括真空容量的尺寸和形狀，電子發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)，等等的各種條件。在完成上述穩(wěn)定步驟之后，有機(jī)物質(zhì)被從真空單元充分移除，使得抑制碳或碳化合物的新的沉淀，以便使裝置電流If和發(fā)射電流Ie穩(wěn)定。
8)封裝/吸氣在穩(wěn)定操作之后，未示出的抽氣管由將被使用的氣體燃嘴加熱，從而封裝該包層。也進(jìn)行吸氣操作，以便于在封裝包層88之后，保持在屏中的壓力。在包層88封裝之前或之后，立即進(jìn)行的這一過(guò)程用于通過(guò)電阻加熱或高頻加熱來(lái)加熱放置在包層88中予定位置處的吸氣劑(未示出)，以形成沉淀膜。吸氣劑通常包含Ba或類(lèi)似的基本成分，并通過(guò)沉淀膜的吸附作用，保持例如1×10-4至1×10-7pa的壓力。
9)老化步驟在封裝和吸氣劑蒸發(fā)(flash)之后，對(duì)如上產(chǎn)生的屏容器執(zhí)行老化步驟。在其中封裝之后即進(jìn)行老化，但是它也可以在封裝之前，即穩(wěn)定之后進(jìn)行老化。本發(fā)明的老化步驟的最佳實(shí)施例是在特定的吸氣劑蒸發(fā)之后執(zhí)行。
將參照?qǐng)D13描述本發(fā)明的老化步驟和老化設(shè)備。圖13是在上述生產(chǎn)過(guò)程下，對(duì)圖象形成設(shè)備的屏容器101，執(zhí)行本發(fā)明老化步驟的老化設(shè)備的示意圖。在該生產(chǎn)過(guò)程下的屏容器101內(nèi)側(cè)有基片，基片中設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)發(fā)射裝置的電子源，和與設(shè)置有電子源的基片相對(duì)配置的圖象形成件。電子源驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)終端外側(cè)該屏容器連接到該電子源，和用于加速電子束的高壓電源(陽(yáng)極電源)連接到圖象形成件。電子源驅(qū)動(dòng)裝置13是這樣一種單元，用于對(duì)排列在電子源基片上的和由電子源驅(qū)動(dòng)控制單元121控制的電子發(fā)射裝置，提供希望的裝置電壓，從而驅(qū)動(dòng)電壓Vf，驅(qū)動(dòng)脈沖寬度，驅(qū)動(dòng)掃描頻率，已驅(qū)動(dòng)的裝置數(shù)，等都能任意設(shè)置。這里的驅(qū)動(dòng)掃描頻率是驅(qū)動(dòng)線連續(xù)轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)的頻率。驅(qū)動(dòng)信號(hào)總線126將電子源驅(qū)動(dòng)控制單元121連接到電子源驅(qū)動(dòng)單元123，以發(fā)射(傳輸)驅(qū)動(dòng)信號(hào)和控制信號(hào)。高壓電源(陽(yáng)極電源)Va是用于向圖象形成件提供陽(yáng)極電壓的單元。另外如上述，也提供附加裝置，包括用于測(cè)量在電子源驅(qū)動(dòng)期間，在電子源基片上流動(dòng)的電流(即裝置電流)的驅(qū)動(dòng)電流測(cè)量單元124，用于測(cè)量在電子源基片和圖象形成件之間流動(dòng)的電流(即發(fā)射電流)的陽(yáng)極電流測(cè)量單元125，以及等等。驅(qū)動(dòng)電流測(cè)量單元124和陽(yáng)極電流測(cè)量單元125的每一個(gè)都能通過(guò)裝置電流信號(hào)總線127和通過(guò)發(fā)射電流信號(hào)總線128將測(cè)量電流值的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集/分析單元122。電子源驅(qū)動(dòng)控制單元121和數(shù)據(jù)采集/分析單元122的操作也能通過(guò)同步信號(hào)彼此同步進(jìn)行；在此情況下，也可構(gòu)成具有這二者功能的整個(gè)裝置并代替上述裝置。
利用以前描述的以簡(jiǎn)單矩陣布局排列的表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置中的電子源的屏容器101作為舉例，將描述利用老化設(shè)備的老化步驟。
屏容器101外側(cè)設(shè)置有外部終端，用于電連接到X方向?qū)Ь€和Y方向?qū)Ь€，作為前述簡(jiǎn)單矩陣的導(dǎo)線。例如，電子源驅(qū)動(dòng)單元123通過(guò)外部終端連接到X方向?qū)Ь€，而驅(qū)動(dòng)電流測(cè)量單元124類(lèi)似地連接到Y(jié)方向?qū)Ь€。陽(yáng)極電流測(cè)量單元125和陽(yáng)極電源Va通過(guò)用于電連接的陽(yáng)極終端連接到屏容器中設(shè)置的圖象形成件。
當(dāng)超過(guò)上述閾值電壓的電壓從電子源驅(qū)動(dòng)單元123施加到在上述條件下的X方向?qū)Ь€和Y方向?qū)Ь€之間時(shí)，從電子發(fā)射裝置中發(fā)射電子；當(dāng)有關(guān)X方向?qū)Ь€和Y方向?qū)Ь€的正電壓被施加到陽(yáng)極端時(shí)，從電子發(fā)射裝置的發(fā)射的電子能撞擊面板。在最終圖象形成期間，施加到X方向?qū)Ь€的電勢(shì)極性與相關(guān)的Y方向?qū)Ь€的電勢(shì)極性之間的關(guān)系是，這二者或正或負(fù)要維持能獲得良好圖象那么長(zhǎng)；在本實(shí)施例中，施加給用于在最終圖象形成期間(即，正常驅(qū)動(dòng)期間)發(fā)射電子的裝置的電壓的電勢(shì)關(guān)系這樣選擇，使得連接到Y(jié)方向?qū)Ь€的第二裝置電極的電勢(shì)對(duì)于連接到X方向?qū)Ь€的電子發(fā)射裝置的第一裝置電極是正向的。
在本發(fā)明的老化步驟中，用于電子發(fā)射的裝置在老化步驟期間通過(guò)提供與前述正常驅(qū)動(dòng)期間的電極極性相反的電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)的。上述舉例描述如下，從電子源驅(qū)動(dòng)單元123輸出的電壓信號(hào)使用于電子發(fā)射的裝置的電壓的電勢(shì)關(guān)系被設(shè)置成，連接到Y(jié)方向?qū)Ь€的第二裝置電極的電勢(shì)相對(duì)于連接到X方向?qū)Ь€的電子發(fā)射裝置的第一裝置電極是負(fù)的。
接著描述的是圖14和圖15A和15B的在正常驅(qū)動(dòng)期間和老化期間屏內(nèi)側(cè)電子束的軌跡。圖14是前述表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置中觀察到的亮點(diǎn)形狀，和點(diǎn)的光密度與從在陽(yáng)極電極和正常是到裝置電極的連接方向上電子發(fā)射單元之間的交叉點(diǎn)的距離的關(guān)系。圖15A和15B是沿X方向?qū)Ь€的電子發(fā)射單元的截面視圖，它示出利用以簡(jiǎn)單矩陣布局排列的上述表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置的電子源的屏容器101的截面。圖15A是虛擬的正常驅(qū)動(dòng)期間的電子束的軌跡圖和圖15B是虛擬的老化期間的電子束的軌跡圖。這些電子軌跡是基于經(jīng)驗(yàn)結(jié)果和利用簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的有限元素(element)法的數(shù)字計(jì)算。雖然圖15A和15B僅對(duì)于特定屏結(jié)構(gòu)和電勢(shì)關(guān)系是有效的，但在本發(fā)明老化步驟中的電子束軌跡并不限于該舉例，和束軌跡的說(shuō)明也可用于其它結(jié)構(gòu)，包括稱(chēng)之為格柵結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，控制電極，例如設(shè)置在前述電子源的上部空間。為描述的簡(jiǎn)化起見(jiàn)，以下描述利用圖15A和15B并在第二電極電勢(shì)確定為基準(zhǔn)電勢(shì)(在此情況下是0V)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。
在圖15A和15B中，標(biāo)號(hào)61是絕緣材料制成的基片，62是用于電隔離X方向?qū)Ь€和Y方向?qū)Ь€之間的電絕緣層，64是Y方向?qū)Ь€，65是電子發(fā)射裝置的第一裝置電極，66是電子發(fā)射裝置的第二裝置電極，和67是電子發(fā)射單元。第二裝置電極66直接連到Y(jié)方向?qū)Ь€64，和第一裝置電極65通過(guò)接觸孔連接到X方向?qū)Ь€。標(biāo)號(hào)68是圖象形成件和69是玻璃基片，和圖象形成件68和電子發(fā)射單元67在之間真空區(qū)域的彼此距離是H。
圖15A示出圖象形成期間(或正常驅(qū)動(dòng)期間)的電子束軌跡，在此期間，第一裝置電極65被設(shè)置成負(fù)的，以便建立起超過(guò)用于電子發(fā)射的閾值電壓的電壓(例如，施加如圖12C所示的電壓脈沖)。比第一裝置電極65較高電勢(shì)的dc電壓施加到圖象形成裝置(該電壓將作為陽(yáng)極電壓)。圖15B示出本發(fā)明的老化步驟期間的電子束軌跡，與圖15A不同的是，施加給第一裝置電極65的電壓極性是正的(例如，施加圖12A所示的電壓脈沖)。如從圖15A和圖15B所示，與圖象形成件68碰撞的電子束的束斑點(diǎn)位置從陽(yáng)極和正常到電子發(fā)射單元67之間交叉點(diǎn)移位到較高電勢(shì)的電極側(cè)，即第一裝置電極側(cè)或第二裝置電極側(cè)這二者之一。
當(dāng)幾千伏至十幾千伏的正常驅(qū)動(dòng)高電壓被施加到陽(yáng)極產(chǎn)生圖象顯示時(shí)，從電子發(fā)射單元67發(fā)射的電子由陽(yáng)極加速去撞擊上述的束斑點(diǎn)位置并促使從圖象形成件68中的氣體解吸。隨著氣體的解吸，產(chǎn)生正離子(即，電離的氣體分子)，正離子由高電勢(shì)加速，去撞擊形成電子源的各件，等等，使得在某些情況下，由于該離子的撞擊也能引起氣體解吸。在此情況下，由于從圖象形成件68發(fā)射的氣體和電子源部件包含的氣體，降低了電子發(fā)射裝置的特性，所以從電子發(fā)射裝置發(fā)射的電流量隨驅(qū)動(dòng)減少。特別是，在屏容器101在產(chǎn)生期間或產(chǎn)生之后，當(dāng)圖象形成件68由電子束首先撞擊時(shí)，電子發(fā)射裝置的特性的降低是很大的。應(yīng)考慮到，在驅(qū)動(dòng)早期，解吸有大量氣體。
本發(fā)明的老化步驟是這樣一種步驟，首先降低從圖象形成件68予先解吸的氣體，先于正常驅(qū)動(dòng)的圖象形成期間，通過(guò)配置在屏容器中的吸氣劑或通過(guò)屏容器外側(cè)的抽氣單元移除它。老化步驟的基本特點(diǎn)是在老化步驟期間施加給電子發(fā)射裝置的電壓極性與上述圖象形成期間的相反。在圖象形成期間的電子發(fā)射特性近似等價(jià)于老化步驟之前的電子發(fā)射裝置的特性，甚至哪怕由于老化步驟中的解吸氣體，而產(chǎn)生電子發(fā)射裝置的特性的降低。與此相關(guān)的是，老化步驟可理解如下。正在發(fā)射電子的電子發(fā)射部位更易受前述解吸氣體的影響。進(jìn)而，在電子發(fā)射裝置中的電子發(fā)射部位隨著由于極性的反相，而使電子發(fā)射裝置的對(duì)電極之間的電場(chǎng)方向的改變而變化。甚至哪怕，在老化步驟期間，發(fā)射電子的電子發(fā)射部位被變壞，在圖象形成期間，該相反極性所引起的從其它電子發(fā)射部位發(fā)射電子，比老化步驟期間由解吸氣體造成的影響很少；因此，電子發(fā)射特性近似等價(jià)于老化步驟之前電子發(fā)射裝置所達(dá)到的特性。
前述束斑點(diǎn)位置的不同取決于施加給電子發(fā)射裝置，即施加給控制電極和陽(yáng)極的電壓，電子源基片的材料和尺寸，等等，但前述簡(jiǎn)單矩陣中的束斑點(diǎn)位置能由等式1描述。
(等式1)Xc=A•H•(Vf/Va)]]>在等式1中，Xc是從陽(yáng)極和正常到電子發(fā)射單元之間交叉點(diǎn)到裝置電極之間連接方向中束斑位置的距離，H是電子發(fā)射裝置和陽(yáng)極之間的距離，Vf是施加到裝置電極之間的電壓，Va施加到陽(yáng)極的電壓，和A是根據(jù)電子源基片等材料和結(jié)構(gòu)確定的比例常數(shù)，例如，在以簡(jiǎn)單矩陣結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的圖象形成設(shè)備和具有Vf和Va的束斑測(cè)量的位置關(guān)系情況下，該A=2.0。
束斑點(diǎn)位置Xc由最高束密度的位置表示，如圖14所示，但亮點(diǎn)(電子束撞擊位置)自身有某些擴(kuò)展。令Xh表示從陽(yáng)極和正常到電子發(fā)射單元之間的交叉點(diǎn)的最遠(yuǎn)位置，和Xt表示最近位置。將A代入等示1Xh和Xt的值分別是2.33和0.95。其中電極之間的連接方向，該方向朝向圖14中是正電位的較高電勢(shì)裝置的電極。
本發(fā)明老化步驟的最佳驅(qū)動(dòng)條件如下；適當(dāng)選擇Vf和/或Va使得在老化(=Xca)期間某些或全部束斑點(diǎn)位置Xc等于在圖象形成期間(正常驅(qū)動(dòng)期間)(=Xcp)的某些全部的束斑點(diǎn)位置Xc。這就實(shí)現(xiàn)了在正常驅(qū)動(dòng)期間，在束斑點(diǎn)區(qū)域中的正向氣體解吸。例如，在本實(shí)施例中的簡(jiǎn)單矩陣結(jié)構(gòu)中，Vf和/或Va被選擇成滿(mǎn)足以下等式(等式2)n•p=2H(Vf/Va)+2H(Vfp/Vap)]]>這里P是大量排列的電子發(fā)射裝置的X方向(圖15A和15B和水平方向)的間距，n是正整數(shù)，Vfp是圖象形成期間施加的電子發(fā)射裝置的驅(qū)動(dòng)電壓，和Vap是在圖象形成期間施加給圖象形成件的電壓。
也可能執(zhí)行的一種過(guò)程包括相對(duì)大量不同的，在一個(gè)老化操作期間的正整數(shù)n的驅(qū)動(dòng)電壓條件的組合。
當(dāng)Vf和/或Va被調(diào)制成，使得在老化步驟期間的束斑點(diǎn)位置Xca照射圖象形成期間的亮點(diǎn)的頭Xh至尾Xt的范圍，則抽氣操作能理想地完成，另外，上述條件即是，最大電子束密度的束斑點(diǎn)位置Xc如上所述正好對(duì)齊(Xca=Xcp)。即當(dāng)調(diào)制Vf和/或Va滿(mǎn)足下式時(shí)，執(zhí)行老化步驟。
(等式3)n•p/(2H)-1.165•(Vfp/Vap)≤(Vf/Va)≤n•p/(2H)-]]>0.475•(Vfp/Vap)]]>該驅(qū)動(dòng)方法也可以利用這樣一種過(guò)程，包括相對(duì)大量不同的在一個(gè)老化操作期間正整數(shù)n的驅(qū)動(dòng)電壓條件的組合。
本發(fā)明老化步驟的進(jìn)一步最佳驅(qū)動(dòng)條件如下在老化期間的電子源Va被控制在500至1000V電壓或更少。這能夠使在老化期間隨著氣體的解吸，在屏容器中由壓力的增加而導(dǎo)致的放電，而使電子源基片和其它元件受到的損害減至最小。很清楚，通過(guò)約500至1000V的加速電壓，充分論述了老化作用，例如，如披露在M·Nishijiam和F·M·Propst:phys·Rev.,132(1970)2368和其它文獻(xiàn)中的，在約400eV的電子能量上解吸氣體的交迭點(diǎn)中已經(jīng)看到，事實(shí)上只少量增加了。
接著，參照?qǐng)D8的描述是，在利用上述產(chǎn)生的簡(jiǎn)單矩陣布局的電子源構(gòu)成的顯示屏上，在NTSC方法的TV信號(hào)基礎(chǔ)上，作用于TV顯示的驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)。在圖8中，10是圖象顯示屏，102是掃描電路，103是控制，和104是移位寄存器。105是行存儲(chǔ)器，106是同步信號(hào)分離器，107是調(diào)制信號(hào)發(fā)生器，和Vx和Va是直流電壓源。
該驅(qū)動(dòng)電路適合于執(zhí)行圖象顯示的正常驅(qū)動(dòng)，還可以執(zhí)行與正常驅(qū)動(dòng)相反極性的顯示屏驅(qū)動(dòng)，以用于由本電路執(zhí)行老化步驟。
顯示屏101通過(guò)終端Dox1至Doxm，終端Doy1至Doyn連接到外部電子電路，和高壓端HV。施加到終端Dox1至Doxm的是用于連續(xù)驅(qū)動(dòng)在顯示屏中設(shè)置的電子源的的掃描信號(hào)，該電子源即是以M行×N列的矩陣中一行一行的表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置矩陣導(dǎo)線組(每個(gè)N裝置)。
施加到終端Dy1至Dyn的是用于控制從該掃描信號(hào)選擇一行中的表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置的每個(gè)中輸出的電子束。直流電壓，例如10kV從dc電壓源Va施加到高壓端HV，這是加速電壓；用于傳遞足夠的能量激勵(lì)熒光件，以便從表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置中輸出電子束。
在老化期間，Va值可設(shè)置在500至1000V的電壓。
以下描述掃描電路102。該電路內(nèi)部設(shè)置有M個(gè)轉(zhuǎn)換(開(kāi)關(guān))裝置(圖中由S1至Sm示出)。每個(gè)轉(zhuǎn)換裝置選擇直流電壓源Vx或0v(地電平)這二者之一電連接到顯示屏101的終端Dx1至Dxm。S1至Sm的每個(gè)轉(zhuǎn)移裝置的操作是基于從控制電路103輸出的控制信號(hào)Tscan，并能夠構(gòu)成，例如作為FET的這樣轉(zhuǎn)換裝置的組合。
直流電壓源Vx能被設(shè)置成正的或負(fù)的這二者之一的極性電壓。
本例的直流電壓Vx被設(shè)置成輸出這樣的恒定電壓，即在表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置的不掃描特性基礎(chǔ)上(電子發(fā)射閾值電壓)提供給該裝置的驅(qū)動(dòng)電壓不多于電子發(fā)射閾值電壓。
控制電路103具有匹配各單元操作的功能，使得在從外部提供的圖象信號(hào)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)適宜的顯示。控制電路103在從同步信號(hào)分離器106寄送的同步信號(hào)Tsyre的基礎(chǔ)上，為每個(gè)單元產(chǎn)生Tscan,Tsft，和Tmry的每個(gè)控制信號(hào)。
同步信號(hào)分離器電路106是用于從外部提供的NTSC方法的TV信號(hào)中分離同步信號(hào)成分和亮度信號(hào)成分的電路，它可以利用普通頻率分離器(濾波器)電路或類(lèi)似電路構(gòu)成。由同步信號(hào)分離器106分離的同步信號(hào)由垂直同步信號(hào)和水平同步信號(hào)組成，但是由于所述描述方便緣由，它被示作為其中的Tsync信號(hào)。從上述TV信號(hào)中分離的圖象的亮度信號(hào)成分，由描述方便緣由，由數(shù)據(jù)信號(hào)表示。數(shù)據(jù)信號(hào)被輸入到移位寄存器104。
移位寄存器104是用于在從控制電路103寄送的控制信號(hào)Tsft基礎(chǔ)上的操作，對(duì)以時(shí)間序列串聯(lián)輸入的前述數(shù)據(jù)信號(hào)的圖象的每一行，完成串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換的寄存器(這意味著，控制信號(hào)Tsft可以被說(shuō)成是移位寄存器104的移位時(shí)鐘)。在串/并聯(lián)轉(zhuǎn)移之后，每個(gè)圖象行的數(shù)據(jù)(對(duì)應(yīng)于N個(gè)電子發(fā)射裝置的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù))作為來(lái)自移位寄存器104的Id1至Idn的N個(gè)并聯(lián)信號(hào)。
行存儲(chǔ)器105是用于在必要周期期間存儲(chǔ)一圖象行的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)裝置，它能根據(jù)從控制電路103寄送來(lái)的控制信號(hào)Tmry適當(dāng)存儲(chǔ)者Id1至Idn的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)作為I’d1至I’dn被輸出到調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生時(shí)107。
調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器107是用于根據(jù)圖象數(shù)據(jù)I’d1至I’dn的每一個(gè)適當(dāng)調(diào)制表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置的驅(qū)動(dòng)的信號(hào)源，并通過(guò)終端Doy1至Doyn，從中提供輸出信號(hào)到在顯示屏101中的表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置。
如前所述，本發(fā)明提供的電子發(fā)射裝置具有涉及發(fā)射電流Ie的所述基本特征。特別是有用于電子發(fā)射的確定的閾值電壓Vth，使得電子發(fā)射只發(fā)生在應(yīng)用電壓超過(guò)Vth的情況下。隨著電壓超過(guò)電子發(fā)射的閾值，發(fā)射電流也對(duì)應(yīng)著施加給該裝置的電壓變化而變化。從這樣的事實(shí)中能看到，當(dāng)施加給該裝置的電壓脈沖時(shí)，在應(yīng)用低于電子發(fā)射閾值的電壓情況下，沒(méi)有電子發(fā)射產(chǎn)生，但，例如應(yīng)用高于電子發(fā)射閾值的電壓時(shí)，則輸出電子束。在此情況下，輸出電子束的密度，可通過(guò)改變脈沖峰值Vm來(lái)加以控制。這也就可能通過(guò)改變脈沖的寬度Pw來(lái)控制輸出電子束的總電荷量。
相應(yīng)地，電壓調(diào)制方法，脈沖寬度調(diào)制方法，或類(lèi)似方法，能作為根據(jù)輸入信號(hào)用作為調(diào)制電子發(fā)射裝置的方法。用于執(zhí)行電壓調(diào)制方法的調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器107可以是根據(jù)輸入數(shù)據(jù)，用于產(chǎn)生恒定長(zhǎng)度和調(diào)當(dāng)調(diào)制峰值的電壓脈沖的電壓調(diào)制方法的電路。
用于執(zhí)行脈沖寬度調(diào)制方法的調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器107可以是用于根據(jù)輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生恒定峰值和適當(dāng)調(diào)制寬度的電壓脈沖的電壓脈沖的脈沖寬度調(diào)制方法的電路。
移位寄存器104和行存儲(chǔ)器105可以是數(shù)字信號(hào)類(lèi)型或模擬信號(hào)類(lèi)型這二者之一。該點(diǎn)是串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換和應(yīng)當(dāng)以予定速率執(zhí)行的圖象信號(hào)存儲(chǔ)的點(diǎn)。
為使用數(shù)字信號(hào)類(lèi)型，同步信號(hào)分離器106的輸出的信號(hào)數(shù)據(jù)需要數(shù)字化。為此目的，106的輸出單元設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)移器。與其連接中的調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器107中使用的電路稍不同于依賴(lài)行存儲(chǔ)器105的輸出信號(hào)是數(shù)字信號(hào)還是模擬信號(hào)的電路。利用數(shù)字信號(hào)的電壓調(diào)制方法的情況中，例如是D/A轉(zhuǎn)移器和如果必要附加一放大器。在脈沖寬度調(diào)制方法的情況中，調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器107，例如是包括有高速振蕩器，用于計(jì)算從振蕩器輸出波的計(jì)數(shù)器，和用于比較計(jì)數(shù)器輸出值和存儲(chǔ)器輸出值的比較器的電路。如果必要，該電路還可以設(shè)置一放大器，用于放大來(lái)自比較器的脈寬調(diào)制過(guò)的調(diào)制信號(hào)電壓，以驅(qū)動(dòng)表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置。
在利用模擬信號(hào)的電壓調(diào)制方法的情況中，該調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器107可以是，例如利用一運(yùn)算放大器的放大電路，如果必要還可以設(shè)置一電平移位電路。在脈沖寬度調(diào)制方法的情況中，例如可以使用壓控振蕩器(VCO)，和如果必要，還可以設(shè)置一放大器，用于放大表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置的驅(qū)動(dòng)電壓的電壓。
在本發(fā)明提供的和以上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的圖象形成設(shè)備中，當(dāng)電壓通過(guò)容器外側(cè)的終端Dox1至Doxm,Doy1至Doyn，施加到每個(gè)電子發(fā)射裝置時(shí)，產(chǎn)生電子發(fā)射。通過(guò)高壓端HV將高壓施加到金屬基座85或透明電極(未示出)，加速電子束。這樣加速的電子撞擊熒光膜84，出現(xiàn)熒光，形成圖象。
應(yīng)注意到，這里所述圖象形成設(shè)備的結(jié)構(gòu)恰是本發(fā)明提供的圖象形成設(shè)備的一例，在本發(fā)明工藝思想基礎(chǔ)上，可以包含各種改型。雖然用于輸入信號(hào)的NTSC方法僅是一例，但輸入信號(hào)也可以是不限于NTSC方法的PAL方法，SECAM方法，及類(lèi)似方法，或包括更多掃描線的TV信號(hào)方法(例如，包括MVSE方法的高清晰度TV方法的一種)。
本發(fā)明的圖象形成設(shè)備可應(yīng)用于電視廣播系統(tǒng)的顯示裝置，電視會(huì)議系統(tǒng)的顯示裝置，計(jì)算機(jī)，以及等等，利用光敏磁鼓等構(gòu)成的作為光打印機(jī)的圖象形成設(shè)備，等。
舉例本發(fā)明將以特定舉例進(jìn)一步詳述，但是應(yīng)注意，本發(fā)明并不意味著限定于這些實(shí)施例，和本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的范圍內(nèi)，還包含著各種代用品和每個(gè)單元的設(shè)計(jì)變化。該例是根據(jù)本發(fā)明老化步驟的一例，該老化步驟是在大量表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置以簡(jiǎn)單矩陣布局排列在電子源基片上的圖象形成設(shè)備制造情況下，利用制造設(shè)備在吸氣劑蒸發(fā)和封裝之前執(zhí)行的。
圖13是用于圖象形成設(shè)備的屏容器101的，用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明老化步驟的老化設(shè)備的示意圖。
在圖13中，101是屏容器，121是電子源驅(qū)動(dòng)控制單元，122是數(shù)據(jù)采集/分析單元，123是電子源驅(qū)動(dòng)單元，124是驅(qū)動(dòng)電流測(cè)量單元，125陽(yáng)極電流測(cè)量單元，126是驅(qū)動(dòng)信號(hào)總線，127是裝置電流總線，和128是發(fā)射電流信號(hào)總線。
圖13中，101表示圖6所示的圖象形成設(shè)備的屏容器，其中該圖象形成設(shè)備的電子源是作為圖5示意圖中，大量表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置以簡(jiǎn)單矩陣布局(包括三種顏色的100行×100列的矩陣中)排列的電子源。以下將描述屏容器的產(chǎn)生步驟。
<屏容器的產(chǎn)生步驟>
以下描述電子源基片的產(chǎn)生，圖象形成件的產(chǎn)生，和產(chǎn)生屏容器早期中密封/裝配的步驟。
如上所述有大量表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置的電子源基片的產(chǎn)生如下所述。根據(jù)該例的步驟產(chǎn)生的電子源基片的平面圖示出在圖16和沿17-17的截面圖示出在圖17A至17H。圖號(hào)71是基片，72是x方向?qū)Ь€(也稱(chēng)低線)，73是y方向?qū)Ь€(也稱(chēng)高線)，4是導(dǎo)電膜，2、3是裝置電極，141隔離絕緣層，和142是用于在裝置電極2和低線72之間進(jìn)行電連接的接觸孔。
下面，將根據(jù)參照?qǐng)D17A至17H的步驟順序，專(zhuān)門(mén)描述產(chǎn)生步驟。
步驟a通過(guò)噴射將在純凈的堿石灰玻璃上沉淀0.5μ厚的硅氧化物膜，以獲得基片71。在該基片71上，通過(guò)蒸發(fā)，Ti和An被分別連續(xù)沉淀成50厚度和6000厚度。然后，通過(guò)旋轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)復(fù)蓋，施加光刻膠(Hoechst通用的AZ1370)，隨后烘焙。在烘焙之后，光掩膜圖象暴光并發(fā)展成x方向?qū)Ь€72的電阻形式。然后，Au/Ti沉淀膜經(jīng)濕刻蝕，從而形成希望形狀的x方向?qū)Ь€72(圖17A)。
步驟b1.0μm厚的硅氧化物膜的隔離絕緣層141然后通過(guò)RF噴射而被沉淀(圖17B)。
步驟c用于形成接觸孔142的光刻膠模形成在前述步驟b中沉淀的硅氧化物膜上，和利用它作為模片通過(guò)刻蝕隔離絕緣層141形成接觸孔142。利用CF4和H2氣體，通過(guò)RIE(活性離子刻蝕)處理進(jìn)行刻蝕(圖17C)步驟d然后，模片成為由光刻膠(Hitachi Kasei通用的RD-2000N)形成的裝置電極2和裝置電極3之間的間隙G，和通過(guò)蒸氣蒸發(fā)，將Ti和Ni分別連續(xù)沉淀成50的厚度和500的厚度。然后，光刻膠模用有機(jī)溶劑溶解和Ni/Ti沉淀膜經(jīng)折卸，以形成具有3μm的裝置電極間隙G和200μm裝置電極的寬度W1的裝置電極2、3(圖17D)。
步驟e在裝置電極2、3上形成用于y方向?qū)Ь€73的光刻膠膜，Ti和Au分別通真空蒸發(fā)被連續(xù)沉淀成50厚度，和5000厚度，以及不必要的部分被折卸移除，從而形成希望形狀的y方向?qū)Ь€73(圖17E)。
步驟f通過(guò)真空蒸發(fā)沉淀1000厚的Gr膜151和然后成模，和通過(guò)旋轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)復(fù)蓋，將有機(jī)Pd(Okuno Seiyaku K.K通用的ccp4230)施加其上，隨后經(jīng)過(guò)300℃的烘焙處理10分鐘。用于形成電子發(fā)射單元的簿膜4主要包括這樣形成的PdO的細(xì)小部分，具有85厚度和3.9×104Ω/□的表面電阻(圖17F)。
步驟g在烘焙之后，用酸刻蝕劑，刻蝕Cr膜151和用于形成電子發(fā)射單元的簿膜4，形成希望的模式(圖17G)。
步驟h通過(guò)真空蒸發(fā)，利用Ti和Au分別連續(xù)沉淀成50厚度和5000厚度所形成的模，使得覆蓋各部分，除了具有電阻的接觸孔142部分之外。不必要的部分被拆卸移除，從而填充接觸孔142(圖17H)。
根據(jù)上述步驟產(chǎn)生的是電子源基片，用于形成電子發(fā)射單元的x方向?qū)Ь€72，隔離絕緣層141,y方向?qū)Ь€73，裝置電極2、3，和簿膜4被形成在絕緣基片1上。
上述裝置電極，導(dǎo)線，和導(dǎo)電膜要使得電子發(fā)射裝置之間的間隔等于y方向420μm,x方向500μm的間隔。
利用這樣產(chǎn)生的電子源基片，圖6所示圖象形成設(shè)備制造，在下面隨同面板描述。
圖6中，71是配置有電子發(fā)射裝置的上述電子源基片，81是固定電子源基片71的后板，和86是其中熒光膜84，基座85等被形成在玻璃基片83的內(nèi)表面上的面板。面板86和后板81之間的間隙是4μm。82代表支撐框，和后板81和面板86通過(guò)施加低熔點(diǎn)的熔化玻璃并在大氣中，以410℃烘焙10分鐘連接到支撐框82。這些支撐框82，面板86，和后板81組成包層88。
熒光膜84包括有用于實(shí)現(xiàn)彩色圖象的帶狀熒光件(見(jiàn)圖7A)。熒光膜84的制造首先形成黑條并通粘合方法將各自顏色的熒光件92施加到帶中間的區(qū)域。黑條的材料是通常使用的基本材料是石墨的材料。
金屬基座85被設(shè)置在熒光膜84的內(nèi)表面?zhèn)?。金屬基?5的產(chǎn)生是這樣，在熒光膜84產(chǎn)生之后，熒光膜84的內(nèi)表面經(jīng)平滑操作(通常稱(chēng)為加膜)和之后通過(guò)真空蒸發(fā)沉淀Al。
面板86設(shè)置有在熒光膜84的外表面?zhèn)?或在玻璃基片83側(cè))上的ITO的透明電極(未示出)，以便于增強(qiáng)熒光膜84的導(dǎo)電性能。
在上述封裝情況中，在彩色情況下，要足以對(duì)準(zhǔn)，以便實(shí)現(xiàn)在各彩色熒光件72和表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置74之間相應(yīng)對(duì)準(zhǔn)。
<形成/激勵(lì)/穩(wěn)定步驟>
接著執(zhí)行形成和激勵(lì)步驟，然后進(jìn)行穩(wěn)定操作。
利用圖9所示的真空系統(tǒng)執(zhí)行形成，激勵(lì)，穩(wěn)定這些步驟。在圖9中，1131是由上述步驟制造的屏，和1132是連接屏1131到真空室1133的抽氣管。真空室1133被連接到門(mén)閥1134和門(mén)閥1134被連接到抽氣單元1135。抽氣單元1135的組成有磁懸浮型渦輪分子泵和干燥泵，以便通未示出的閥門(mén)支撐連接在其中。真空室1133配備有用于監(jiān)視內(nèi)部壓力的壓力表1136和用于監(jiān)視真空室1133內(nèi)部氣體局部壓力的組成的四極量光譜議(Q量)1137。然而，通過(guò)氣體進(jìn)入線1138連接真空室1133和配置在氣體進(jìn)入線1138中間的氣體引導(dǎo)控制單元1139連接到細(xì)頸瓶，在該瓶中引入的物質(zhì)源1140被封裝。在該舉例中，準(zhǔn)備用于超高真空的變量泄漏值被用作空氣引導(dǎo)控制單元和苯基氰(benzonitrile)作為引入的物質(zhì)源。
由前述步驟產(chǎn)生的屏的包層88中的氣體通過(guò)抽氣線1132和真空室1133利用抽氣單元1135抽取。在壓力表的指示達(dá)到約1×10-3Pa之后，通過(guò)圖6所示包層88的外部的終端Dx1至Dxm和Dy1至Dyn施加電壓到每個(gè)簿膜，以用于在前述電子源基片171上形成電子發(fā)射單元，以便在簿膜上形成電子發(fā)射單元，這樣就在本實(shí)施例中完成了電子源基片的形成操作。
為形成操作使用脈沖電壓。在本實(shí)施例中，脈沖寬度是1毫秒，脈沖距離是10毫秒。
然后利用圖9的設(shè)備和圖12B的電壓波型執(zhí)行激勵(lì)操作。本例的激勵(lì)操作下述條件下執(zhí)行脈寬是1毫秒，脈沖距離是10毫秒，峰值Vf是15V，正和負(fù)極性電壓施加相同的幅度，和操作是在作為壓力表1136指示的1×10-4Pa下的苯基氰(benzonitrile)條件下進(jìn)行的并隨同測(cè)量裝置電流If和發(fā)射電流Ie。在先于激勵(lì)操作之前，真空室1133的內(nèi)部被抽成大于2×10-5Pa或更少的壓力，和然后通過(guò)調(diào)節(jié)氣體引導(dǎo)控制單元1139將苯基氰引入真空室1133。在此情況下，用Q量1137檢驗(yàn)苯基氰的氣體分子確實(shí)被引入真空室1133。
然后執(zhí)行穩(wěn)定操作。在以200℃對(duì)整個(gè)包層88加熱10小時(shí)，通過(guò)抽氣執(zhí)行穩(wěn)定操作。在穩(wěn)定操作完成之后，真空室1133的壓力在室溫下約為1×10-6Pa。
<老化步驟>
接著，在上述步驟之后的屏101連接到圖13所示的老化設(shè)備。通過(guò)外部終端Dx1至Dxm，從電子源驅(qū)動(dòng)單元123，向每線的每個(gè)電子發(fā)射裝置，以掃描頻率60Hz提供具有脈寬150微秒和脈沖峰值Vf=+15v的矩形脈沖，等于721v的直流高壓通過(guò)高壓端Hv施加到金屬基座85和透明電極(未示出)。在此時(shí)，外端Dy1至Dyn通過(guò)驅(qū)動(dòng)電流測(cè)量單元124，實(shí)質(zhì)上維持在基準(zhǔn)電勢(shì)上(OV)。在該步驟中，Dy1至Dyn和Dx1至Dxm之間的驅(qū)動(dòng)電勢(shì)關(guān)系與最終產(chǎn)生的圖象顯示期間是相反的。
在本發(fā)明的老化步驟中的電子發(fā)射裝置的驅(qū)動(dòng)電壓Vf和陽(yáng)極電壓Va的值被設(shè)置成滿(mǎn)足(等式2)。特別是，它們被確定如下。利用下述值在裝置電極之間的連接方向的x方向中的裝置至裝置間距P,P=5.0×10-4m，面板86和后板81之間的間隙H,H=4.0×10-3m，在正常驅(qū)動(dòng)期間的裝置電極之間施加的電壓脈沖的峰值Vfp,Vfp=15v，和在正常驅(qū)動(dòng)期間的陽(yáng)極電壓Vap,Vap=8000v；當(dāng)n=3和當(dāng)在老化步驟期間施加到該裝置的電壓是Vf=15v時(shí)，在老化步驟中的陽(yáng)極電壓Va被確定如下。
(等式4)3•5.0×10-4=2•4.0×10-3•(15/Va)+2•4.0×10-3•(15/8000)]]>通過(guò)在上述老化條件下的老化操作，在用于最終圖象形成的圖象形成單元中(即，在熒光件形成的象素單元)，是能夠完成解吸過(guò)種程的，特別是在大部分面積由電子束照射的條件下。
此方法是用從每個(gè)電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子束轟擊面板和解吸的氣體分子通過(guò)抽氣管1132移出到顯示屏101的外側(cè)。該操作執(zhí)行約1小時(shí)，然后完成老化操作。
<封裝/吸氣劑蒸發(fā)步驟>
在那之后，抽氣管1132由氣體噴嘴加熱至熔化，這樣完成了包圍88的封裝。在最后一步中，吸氣劑操作由高頻加熱執(zhí)行，以便在封裝之后，維持屏中的壓力。
<例1對(duì)照物>
作為例1對(duì)照物，圖象形成設(shè)備以例1的相同方式形成，如密封/吸氣劑蒸發(fā)步驟等，僅僅除了老外步驟之外。這樣，在本對(duì)照物舉例所有步驟中，只有老化步驟未執(zhí)行。
如上述完成的圖象形成設(shè)備以這樣一種方式由圖8所示的圖象形成設(shè)備的驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，即通過(guò)外部終端Dx1至Dxm從信號(hào)產(chǎn)生裝置施加掃描信號(hào)和調(diào)制信號(hào)，Dy1至Dyn在每個(gè)電子發(fā)射裝置74的裝置電極之間施加15v的電壓脈沖，8Kv的高壓通過(guò)高壓端Hv施加到金屬基座85和透明電極上(未示出)，以加速電子束并轟擊熒光膜84，以實(shí)現(xiàn)激勵(lì)和發(fā)光，并依次帶來(lái)圖象顯示，以及并測(cè)量發(fā)射電流Ie。在此該顯示的圖象是整個(gè)表面呈白色。一個(gè)典型行(100裝置)的平均發(fā)射電流值Ie、<Ie>(μA)，和標(biāo)準(zhǔn)的平均偏差百分比，ΔIe(％)，是在開(kāi)始結(jié)束之后立即的每一時(shí)計(jì)算的。其值在如表1所列。
表1
如表中所見(jiàn)，通過(guò)本發(fā)明老化步驟獲得的圖象形成設(shè)備與沒(méi)有老化步驟的普通圖象形成設(shè)備相比較，從開(kāi)始到一長(zhǎng)的期間，形成有高質(zhì)量顯示圖象并建立在穩(wěn)定基礎(chǔ)上。該例是根據(jù)本發(fā)明的大量表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置以簡(jiǎn)單矩陣布局排列在電子源基片上的圖象形成設(shè)備的制造時(shí)期，通過(guò)利用圖象形成設(shè)備，在吸氣劑蒸發(fā)和封裝步驟之后進(jìn)行的老化步驟的一例。
利用大量表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置的圖象顯示屏101，以如例1的相同方式制造。在該例中，用于顯示屏101的材料和尺寸與例1相同，除了電子發(fā)射裝置之間的x方向間隔和在面板上各彩色的熒光件間隔是360μm之外，然而，在顯示屏101產(chǎn)生步驟中，在穩(wěn)定步驟之后執(zhí)行的封裝/吸氣劑蒸發(fā)步驟并沒(méi)有進(jìn)行老化步驟。
然后利用圖8所示圖象形成設(shè)備的驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)顯示屏101進(jìn)行老化步驟。在此情況下，圖中的所有S1至Sm被設(shè)置成選擇Vx，電壓Vx被置成-7.5v，施加到Dy1至Dyn的掃描信號(hào)選擇的電壓被置成+7.5v,Va電壓從590v至890v的提升率為5v/min。在老化步驟期間的驅(qū)動(dòng)電子源的掃描頻率是60Hz和對(duì)所有行的選擇一行的選擇時(shí)間是150微秒。在該步驟中，施加到Dy1至Dyn和Dx1至Dxm之間的電壓的電勢(shì)關(guān)系與下文進(jìn)行的圖象顯示的電勢(shì)關(guān)系是反相的。
在該例中的老化步驟中，電子發(fā)射裝置的驅(qū)動(dòng)電壓Vf和陽(yáng)極電壓Va的值被設(shè)置成滿(mǎn)足(等式3)。特別是，它們被確定如下。利用下述值在裝置電極之間的連接方向上的x方向中的裝置至裝置的間距P,P=3.6×10-4m，面板86和后板81之間的間隙H,H=4.0×10-3m,在下文中將描述的圖象顯示期間的裝置電極之間施加的電壓脈沖的峰值Vfp，Vfp=15v和陽(yáng)極電壓Vap=8000v；當(dāng)n=4和當(dāng)施加到老化步驟期間的裝置電極的電壓是Vf=15v，在老化期間的Va的最小電壓Vamin和最大電壓Vamax能從下述等式(等式3)關(guān)系中獲得。
(等式5-1)Vamin=15/(4×3.6×10-4/8.0×10-3-0.475(15/8000))2=590]]>(等式5-2)Vamax=15/(4×3.6×10-4/8.0×10-3-1.165)(15/800))2=894]]>老化步驟中的陽(yáng)極電壓Va在這些值的基礎(chǔ)上確定。通過(guò)在上述老化條件下的老化操作，在最終圖象形成期間(即在熒光件的象素單元形成中)，特別是是在幾乎所有區(qū)域都由電子束照射的條件下，在圖象形成單元中解吸過(guò)程是有效的。
以此方法，用從每個(gè)電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子束轟擊面板和通過(guò)在顯示屏101內(nèi)部形成的吸氣泵抽取解吸的氣體分子。該操作執(zhí)行約一小時(shí)，然后完成老化步驟。如例2對(duì)照物，圖象形成設(shè)備以例2相同的方式產(chǎn)生，包括封裝/吸氣劑蒸發(fā)步驟。所有對(duì)照舉例都未執(zhí)行老化步驟。
如上所述的圖象形成設(shè)備由圖8所示的圖象形成設(shè)備的驅(qū)動(dòng)裝置以這樣一種方式驅(qū)動(dòng)，即掃描信號(hào)是-7.5v，調(diào)制信號(hào)的峰值Vx是+7.5v，通過(guò)外部終端Dx1至Dxm,Dy1至Dyn，從信號(hào)產(chǎn)生裝置向每個(gè)裝置發(fā)射裝置74的裝置電極之間施加15v的電壓脈沖，通過(guò)高壓端Hv，將18Kv高壓施加到金屬基座85和透明電極(未示出)上，以加速電子束和轟擊熒光膜84，使得達(dá)到激勵(lì)和發(fā)光并依次帶來(lái)圖象顯示，和測(cè)量發(fā)射電流Ie。在此時(shí)，整個(gè)表面的顯示圖象是白色。在開(kāi)始和結(jié)束之后立即在此時(shí)計(jì)算一個(gè)典型行(100裝置)的平均發(fā)射電流值Ie,<Ie>(μA)，和平均標(biāo)準(zhǔn)偏差百分比，ΔIe(％)。這樣獲得數(shù)據(jù)如下表2。
表2
如從表中所見(jiàn)，通過(guò)本發(fā)明老化步驟獲得的圖象形成設(shè)備，與沒(méi)有老化步驟的普通圖象形成設(shè)備相比較，從開(kāi)始到一長(zhǎng)過(guò)程具有高質(zhì)量的顯示圖象(極少偏差)，并在穩(wěn)定基礎(chǔ)上。該例中產(chǎn)生的圖象形成設(shè)備與例2的圖象形成設(shè)備的結(jié)構(gòu)和各步驟的所有處理?xiàng)l件相同，除了在為便于形成操作，激勵(lì)操作，穩(wěn)定操作，吸氣操作，老化操作，和封裝而在抽氣之后執(zhí)行的圖象形成設(shè)備的產(chǎn)生步驟之外。
如上所述產(chǎn)生的該例的圖象形成設(shè)備與例2相同的方式驅(qū)動(dòng)，和其中的發(fā)射電流Ie被測(cè)量并與例2對(duì)照物比較，結(jié)果示于表3。
表3
從表中可知，通過(guò)本發(fā)明老化步驟獲得的圖象形成設(shè)備，與舉例對(duì)照物的圖象形成設(shè)備相比較，從驅(qū)動(dòng)開(kāi)始到長(zhǎng)時(shí)間過(guò)程，形成有高質(zhì)量顯示圖象(極少偏差)，并有穩(wěn)定的基礎(chǔ)。該例中產(chǎn)生的圖象形成設(shè)備具有與例2相同的結(jié)構(gòu)和相同的過(guò)程，除了在面板上的x方向的電子發(fā)射裝置之間的間隔和彩色熒光件的間隔是4.6×10-6m，電子發(fā)射裝置的三個(gè)多列產(chǎn)生在電子源基片上的x方向中，和在老化期間僅驅(qū)動(dòng)電子發(fā)射裝置的附加的三列。
將進(jìn)一步描述本發(fā)明的圖象形成設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
圖6所示的電子源基片71的簡(jiǎn)單矩陣結(jié)構(gòu)的該例包括x方向?qū)Ь€100行和y方向?qū)Ь€103列。這樣，三個(gè)多列被附加在x方向上和電子發(fā)射裝置的三個(gè)多列也相應(yīng)附加其上。另一方面，在面板上形成的熒光件的列象素是顏色R、G、B總共100列。后板和面板之間對(duì)準(zhǔn)，使得分別連接到y(tǒng)方向?qū)Ь€Dy1至Dy100的電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子束照射在正常驅(qū)動(dòng)期間在100列的各顏色的熒光件。
如上述執(zhí)行位置對(duì)準(zhǔn)，然后構(gòu)成包層和密封，然后如列1的相同方式執(zhí)行形成操作，激勵(lì)操作，和穩(wěn)定操作，之后進(jìn)行吸氣激勵(lì)步驟，和然后執(zhí)行封裝步驟。由上述步驟獲得的在產(chǎn)生步驟下的圖象形成設(shè)備連接到以例2相同方式的圖8所設(shè)備，并經(jīng)老化操作。
在圖8該例的S1至S3被設(shè)置成選擇地電勢(shì)加S4至S103在老化步驟期間選擇Vx。在上述設(shè)置下，Vx設(shè)置成-7.5v，提供給Dy1至Dyn的掃描信號(hào)選擇電壓是+7.5v,Va電壓以約6v/min的偏差率，從+650v至+1007v變化。在老化步驟期間，用于驅(qū)動(dòng)電子源的掃描頻率是60Hz和用于所有行的一行選擇時(shí)間是150微秒。
在本實(shí)施例中的老化步驟中，電子發(fā)射裝置的驅(qū)動(dòng)電壓Vf的值和陽(yáng)極電壓值要滿(mǎn)足(等式3)。特別是，它們被確定如下。利用下述值在裝置電極之間連接方向的x方向中的裝置至裝置的間距P,P=4.6×10- 4m，面板86和后板81之間的間隙H,H=4.0×10-3m，在下文將描述的圖象顯示期間，裝置電極之間的電壓脈沖的峰值Vfp,Vfp=15v，和陽(yáng)極電壓Vap=8000v；當(dāng)n=3和當(dāng)在老化步驟期間裝置電極之間的電壓是Vf=15v，從下述相關(guān)等式(等式3)中能獲得老化期間Va的最小電壓Vamin和最大電壓Vamax。
(等式6-1)Vamin=15+(3×4.6×10-42×4.0×10-3-0.475×158000)2=650]]>(等式6-2)Vamax=15+(3×4.6×10-42×4.0×10-3-1.165×158000)2=1007]]>在老化步驟中陽(yáng)極電壓Va的范圍在這些值的基礎(chǔ)上確定。
令符號(hào)E(M,N)代表在x方向?qū)Ь€第M行和y方向?qū)Ь€第N列之間交叉點(diǎn)處連接的電子發(fā)射裝置。然后，在老化期間從E(M,N+3)發(fā)射的電子束照射在正常驅(qū)動(dòng)期間從E(M,N)發(fā)射的電子束的照射位置。這里1≤M≤100和1≤N≤100。
如上所述，通過(guò)本例以上老化條件下的老化操作，在最終圖象形成期間(即在熒光件形成象素單元中)，特別是電子照射的所有區(qū)域的圖象形成單元中，解吸過(guò)程起作用。該老化方法不限于n=3的情況，而是能如本例中那樣，適當(dāng)設(shè)置相應(yīng)到(等式3)中的n。
以此方法，用從每個(gè)電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子束和通過(guò)在顯示屏101內(nèi)形成的吸氣泵抽取的解吸的氣體分子的轟擊。該操作執(zhí)行約一小時(shí)，然后完成老化操作。
如上述產(chǎn)生了本例的圖象形成設(shè)備并以例2所示的相同方式驅(qū)動(dòng)，和其中的發(fā)射電流被測(cè)量并與例2對(duì)照物比較，結(jié)果如表4所示。
表4
從表中可見(jiàn)，通過(guò)本發(fā)明老化步驟獲得的圖象形成設(shè)備與對(duì)照舉例的圖象形成設(shè)備相比較，從驅(qū)動(dòng)開(kāi)始到一長(zhǎng)時(shí)間，形成高質(zhì)量的顯示圖象(極少偏差)并在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上。本例是利用橫向場(chǎng)發(fā)射型電子發(fā)射裝置，作為構(gòu)成電子源的電子發(fā)射裝置的一例。電子源基片的基本結(jié)構(gòu)基本與例1所示相同，而每個(gè)電子發(fā)射裝置的部分具有與圖3所示基本結(jié)構(gòu)。
在圖3中，有用發(fā)射器的電極162，門(mén)電極163，發(fā)射器164，和用于通過(guò)在堿石灰玻璃制成的電絕緣基片161上的0.5μm厚的硅氧化物膜的絕緣層形成老化的發(fā)射器165。發(fā)射器電極162，門(mén)電極163，發(fā)射器164，和老化發(fā)射器165是用0.3μm厚度的Pt薄膜制成的。發(fā)射器164的尖端作為在正常驅(qū)動(dòng)期間的電子發(fā)射單元，而老化發(fā)射器165的尖端作為老化期間的電子發(fā)射單元。尖端角是30°。
根據(jù)與例1基本相同的過(guò)程執(zhí)行產(chǎn)生電子源基片的方法。然而，在本例中，橫向場(chǎng)發(fā)射型電子發(fā)射裝置的發(fā)射器電極和門(mén)電極的制造代替了在例1中步驟d中進(jìn)行表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置的裝置電極的形成。進(jìn)而，本例中排除了在例1所執(zhí)行的步驟f、g中的，用于表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置的電子發(fā)射單元的形成的導(dǎo)電膜的形成和成型。
發(fā)射器電極和門(mén)電極是通過(guò)噴射利用0.3μm厚度的Pt膜制成，接著，施加光刻膠和烘焙，形成保護(hù)膜層。之后，要用光掩膜暴光和發(fā)展形成相應(yīng)于發(fā)射極電極162，門(mén)電極163，發(fā)射器164，和老化發(fā)射器165的形狀的保護(hù)模式。這之后，進(jìn)行干刻蝕，以形成希望形狀的發(fā)射極電
權(quán)利要求
1.用于產(chǎn)生圖象形成設(shè)備的方法，所述圖象形成設(shè)備包括一容器，配置在所述容器中并具有在一對(duì)電極之間的電子發(fā)射部分的電子發(fā)射裝置，所述電子發(fā)射裝置在所述對(duì)電極之間施加一電壓時(shí)適于發(fā)射電子，和利用從所述電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子照射，以形成圖象的圖象形成件，所述產(chǎn)生方法具有的步驟是，利用從電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子照射所述圖象形成件，其中照射所述圖象形成件的所述電子是通過(guò)在所述圖象形成設(shè)備的圖象形成驅(qū)動(dòng)期間，向電子發(fā)射裝置提供與電子發(fā)射裝置的對(duì)電極之間施加的電壓的極性相反的電壓所發(fā)射的電子。
2.用于產(chǎn)生圖象形成設(shè)備的方法，所述圖象形成設(shè)備包括有一容器，配置在所述容器中并具有在一對(duì)電極之間大量電子發(fā)射部位的電子發(fā)射裝置，所述電子發(fā)射裝置，在所述對(duì)電極之間施加一電壓時(shí)，適于從所述大量電子發(fā)射部位中的某些部位發(fā)射電子，以及通過(guò)從所述電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子的照射，形成圖象的圖象形成件，所述產(chǎn)生方法具有的步驟是，利用從所述電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子照射該圖象形成件，其中所述照射圖象形成件的電子是在所述圖象形成設(shè)備的圖象形成驅(qū)動(dòng)期間，從不同的電子發(fā)射部位發(fā)射的電子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的圖象形成設(shè)備的產(chǎn)生方法，其中所述利用從電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子照射所述圖象形成件的所述步驟是在對(duì)所述容器內(nèi)部抽真空下進(jìn)行的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的圖象形成設(shè)備的產(chǎn)生方法，其中所述容器的封裝操作是在電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子，照射所述圖象形成件的所述步驟之后執(zhí)行的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的圖象形成設(shè)備的產(chǎn)生方法，其中在所述容器中的吸氣劑蒸發(fā)操作是在電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子，照射所述圖象形成件的所述步驟之后執(zhí)行的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2的圖象形成設(shè)備的產(chǎn)生方法，其中所述利用從電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子照射所述圖象形成件的步驟是在對(duì)所述容器內(nèi)部抽真空下進(jìn)行的，和該步驟之后，執(zhí)行所述容器的封裝和所述容器中的吸氣劑蒸發(fā)操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2的圖象形成設(shè)備的產(chǎn)生方法，其中所述用從電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子，照射所述圖象形成件的步驟是在所述容器的封裝操作完成之后執(zhí)行的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2的圖象形成設(shè)備的產(chǎn)生方法，其中所述用從電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子，照射所述圖象形成件的步驟是在所述容器中的吸氣劑蒸發(fā)操作完成之后執(zhí)行的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2的圖象形成設(shè)備的產(chǎn)生方法，其中所述用從電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子，照射所述圖象形成件的步驟是在所述容器的封裝操作和在所述容器中吸氣劑蒸發(fā)操作完成之后執(zhí)行的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2的圖象形成設(shè)備的產(chǎn)生方法，其中所述圖象形成設(shè)備具有大量所述電子發(fā)射裝置和其中利用從大量電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子，照射所述圖象形成件的步驟是在這樣條件下執(zhí)行的，即，P是所述大量電子發(fā)射裝置在所述對(duì)電極之間的連接方向上的陣列間距，-Vf是所述對(duì)電極中與一個(gè)電極相關(guān)的另一個(gè)電板的電勢(shì)，Va是施加到圖象形成件的電壓，Vfp是所述圖象形成設(shè)備的圖象形成驅(qū)動(dòng)期間，所述對(duì)電極中與一個(gè)電極相關(guān)的所述另一個(gè)電極的電勢(shì)，Vap是所述圖象形成設(shè)備的圖象形成驅(qū)動(dòng)期間，施加給圖象形件的電壓，和H是電子發(fā)射裝置和所述圖象形成件之間的距離，所述Va和所述Vp被設(shè)置成滿(mǎn)足下式n•p=2H(Vf/Va)+2H(Vfp/Vap)]]>其中n是正整數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2的圖象形成設(shè)備的產(chǎn)生方法，其中所述圖象形成設(shè)備具有大量所述電子發(fā)射裝置和其中利用從大量電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子，照射所述圖象形成件的所述步驟是在這樣條件下執(zhí)行的，即，P是所述大量電子發(fā)射裝置在對(duì)電極之間的連接方向上的陣列間距，-Vf是所述對(duì)電極中與一個(gè)電極相關(guān)的另一個(gè)電極的電勢(shì)，Va是施加到圖象形成件的電壓，Vfp是所述圖象形成設(shè)備的圖象形成驅(qū)動(dòng)期間，所述對(duì)電極中與一個(gè)電極相關(guān)的另一個(gè)電極的電勢(shì)，Vap是所述圖象形成設(shè)備的圖象形成驅(qū)動(dòng)期間，施加到圖象形成件的電壓，和H是電子發(fā)射裝置和所述圖象形成件之間的距離，所述Va和所述Vp被設(shè)置成滿(mǎn)足下式n•P/2H-1.165(Vfp/Vap)≤(Vf/Va)≤n•P/(2H)-0.475]]>(Vfp/Vap)]]>其中n是正整數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2的圖象形成設(shè)備的產(chǎn)生方法，其中所述電子發(fā)射裝置是表面導(dǎo)通電子發(fā)射裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2的圖象形成設(shè)備的產(chǎn)生方法，其中所述電子發(fā)射裝置是場(chǎng)發(fā)射型電子發(fā)射裝置。
全文摘要
一種用于產(chǎn)生圖象形成設(shè)備的方法,該圖象形成設(shè)備包括:容器;配置在該容器中并具有在對(duì)電極之間的電子發(fā)射部分的電子發(fā)射裝置,該電子發(fā)射裝置在對(duì)電極之間施加電壓時(shí)適于發(fā)射電子;和用于利用從電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子的照射,形成圖象的圖象形成件,該產(chǎn)生方法包括步驟是,利用從電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子,照射圖象形成件的步驟,其中照電子形成件的電子是通過(guò)對(duì)電子發(fā)射裝置施加與圖象形成設(shè)備的圖象形成驅(qū)動(dòng)期間,在電子發(fā)射裝置的對(duì)電極之間所施加電壓極性相反的電壓所發(fā)射的電子。
文檔編號(hào)H01J31/12GK1214599SQ9811993
公開(kāi)日1999年4月21日 申請(qǐng)日期1998年8月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月6日
發(fā)明者浜元康弘 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社