[发明专利]电子源

说明书

本发明涉及到一种电子源和如显示装置之类的使用电子源的图像形成装置。

在此之前，两种类型的电子发射器件是已知的，即热电子源和冷阴极电子源。冷阴极电子源包括场发射型(以后缩写为FE型)，金属/绝缘层/金属型(此后缩写为MIM型)，和表面导电型(此后缩写为SCE)等等的电子发射器件。

FE型器件的例子被描述在如W.P.DyKe和W.W.Dolan的刊于8.89(1956)的电子物理发展上的＂场发射＂上，以及C.A.Spindt，＂具有钼锥的薄膜场发射阳极的物理性能＂,J.Appl.Phys,47,5248(1976)。

MIM型器件的例子被描述在如,C.A.Mead＂沟道发射放大器＂J.Appl.phys.32,646(1961)上。

表面导电电子发射器件的例子被描述在如M.I.Elinson所著10，(1965)期的电子物理无线电工程上。

表面导电电子发射器件利用这样的现象，即当在一块衬底上形成小面积的薄膜以及提供电流平行地流到该薄膜表面时，从中发射电子。就这样的表面导电电子发射器件而论，已有报道，例如，如上所引证的Elinson采用的SnO₂薄膜的一种，使用Au薄膜的一种[G.D：Differ:＂薄固态膜＂，9,317(1972)]，使用In₂O₃/SnO₂薄膜的一种[M.HARTWELLAND C.G.Fonstad,＂IEEE Trans.ED.Conf.＂519(1975)]，和使用碳薄膜的一种[日立公司等＂真空＂第26卷第1期第22页(1983)]。

作为那些表面导电电子发射器件的典型构造，图25表示了在上述引证文献中由M.Hartwell拟用的器件构造。在图25中，标号1代表的是绝缘衬底，2是用来形成电子发射区的薄膜，例如，该薄膜由金属氧化薄膜组成，该金属氧化薄膜用溅射成H型结构形成。利用赋能工艺形成电子发射区3，即流过电流，上述赋能工艺称之为成形(以后再述)。4将在此被看作为包括电子发射区的薄膜。在图中由L1和w表示的尺寸分别被设定到0.5-1mm和0.1mm。因为其位置和形状不定，所以原理性地示出电子发射区3。

在那些表面导电电子发射器件中。至今一般是在开始电子发射之前的形成电子发射区3之前使形成薄膜2的电子发射区承受称为形成的赋能工艺。语术＂成形＂意味着施加PC电压或以如1V/分的速率很慢地提高的电压，上述电压跨接在形成薄膜2的电子发射区来使之局部破坏、变形成变性，由此形成电子发射区3，该已区转变成高电阻状态。电子发射区3从裂纹附近发射电子，该裂纹产生在形成薄膜2的电子发射区的一部分上。

形成包括电子发射区3的电子发射区形成薄膜2在此被看成薄膜4，上述电子发射区是通过成形工艺成形的，该薄膜4包括电子发射区。在成形工艺之后的表面导电电子发射器件中，把电压施加给电子发射区从而提供器件电流，上述电子发射区包括薄膜4。于是从电子发射区3中发射电子。

上述表面导电电子发射器件结构简单并容易制造，因此有这样的优点，即能把多个器件构成具有大面积的阵列。所以，已经研究了利用这种优点的各种使用。应用的例子是电子束装置，如充电束源和电子束加工装置，和显示器件。

作为把多个表面导电电子发射器件构成阵列的例子，有这样一种电子源，其中表面导电电子发射器件被平行地排列，器件的两端用各自导线互连，从而形成阵列的一行，和多个行，并排列成列阵。(如见日本专利申请未公开第No 64-31332)。在象图象显示器件，尤其是使用液晶的平板显示器件的图像形成装置的领域中，替换CRT已在最近变得普及了。但它们不是发射型的并具有要求背光或类似的问题。所以，已要求研究自发光器件。一种这样的图像形成装置是一各自发光型的，其中具有多个表面导电电子发射器件到阵电子源和荧光物质相互结合形成一显示器件，上述荧光物质根据从电子源中发射出的电子撞击辐射出可见光，上述自发光型器件制造相对容易，并当给予大屏尺寸时有良好的显示质量(如见US NO5066,883)。