[发明专利]成象设备与制造成象设备的方法

说明书

本发明涉及成象设备，这种设备在电子束从电子发射器辐射到成象部件时形成图象。本发明还涉及制造成象设备的方法，并具体涉及在生产成象设备中，预先设定(或规定)成象部件上电子束直径的方法。

实际应用的扁平面显示器包括液晶显示器，场致发光(EL)显示器与等离子体显示器。这些显示器就其视场角，显示的色彩，亮度等都不能满意地用于图象显示。特别是，扁平面显示器在显示特性上不如阴极射线管(CRT)。因而不能用作当前CRT的替代。

然而，随着计算机信息处理的进步和电视广播图象质量的改进，对高清晰度与大显示尺寸的扁平面显示器的需求与日具增。

为了满足这种需求，日本公开专利No.58-1956与60-225342透露了包括排布在一个平面内的多电子源和与之相对排布用于接收分别发自各电子源的电子束的荧光靶的扁平面成象装置。

这些电子束显示器具有如下所示的结构。图11简略表示出构成常规显示器的装置。该装置包括玻璃基片71，支架72，电子发射区73，布线电极74，电子通道孔14，调制电极15，玻璃板5，透明电极6，与成象部件7。该成象部件由一种在电子撞击时可发光，可改变其颜色，可充电，可改变性质的材料制成，例如荧光物质，防护材料等等。玻璃板5，透明电极6与成象部件7构成了面板8。数码9表示荧光部件的亮点。电子发射区域73通过薄膜技术形成並具有中空韵结构而与玻璃板71没有接触。布线电极可由与电子发射区相同的或不同的材料制成，一般具有高熔点与低电阻。支架72可由绝缘材料或导电材料制成。

在这类电子束显示器中，电压加在布线电极上以便从电子发射区域73发射电子，电子通过向调制电极15施加电压而被驱动。该调制电极按照信息号进行调制。电子则被加速而撞击荧光部件7。布线电极与调制电极以X-Y阵列方式排布以便在图象显示部件7上显示图象。

上述应用热电子源的电子束显示器具有以下缺陷：(1)功率消耗高，(2)由于调制速度低显示大量图象是困难的，以及(3)因为元件之中的变化要进行大面积显示是困难的。

一种代替热电子源具有表面传导电子发射装置配置的成象设备预料会补偿上述缺陷。

这种表面传导电子发射装置可以简单的结构发射电子，其范例是由M.I.Elison等(Radio Eng.Electron Phys.Vol.10.pp.1290-1296(1965))透露的通过冷阴极元件进行。这种装置利用了以下的现象：即在平行于薄膜表面方向施加电流时，在基片上形成的该小面积薄膜上会发射出电子。

除了上述由Elinson等透露的应用SnO₂(Sn锡)薄膜的表面传导电子发射装置外，还包括应用Au(金)薄膜装置(G.Dittmer:“Thin Solid Films”,Vol.9,P.317(1972))，应用ITO薄膜的装置(M.Hartwell,and C.G.Fonstad:“IEEE Trans.ED Conf.”,P.519(1975))，应用炭薄膜的装置(H.Araki et al.“Sinkuu(Vacuum)”,Vol.26,No.1,P.22(1983))，等等。

这些表面传导电子发射装置具有以下优点：(1)高的电子发射效率，(2)结构简单易于生产，(3)在一个基片上可以排布大量元件，(4)响应速度高，等等，並可用于许多场合。

图12表示了用于成象设备的应用了这类表面传导电子发射装置的成象装置的构造。该装置包括一个绝缘基片1，装置的电极2,3与电子发射区4。

在这种应用表面传导电子发射装置的成象设备中，也可通过向在装置的电极2,3之间的装置的布线电极81施加电压而发射电子，並通过向调制电极15施加相应于信息信号的电压而控制投射到荧光部件7上的电子束的强度来形成图象。

如所周知，当平面电子靶置于热电子源对面，而电子由向电子靶所施加的正电压而被加速时，则电子束以近似相应于该电子源的形状撞击电子靶。因而如图11所示，应用热电子源的成象设备中，成象部件上所形成的电子速光点的形状易于通过对电子源形状的适当设计所控制。然而，应用热电子源的成象设备具有上述缺陷而不能满足图象的高质量和大尺寸的要求。