[发明专利]图像形成装置

说明书

本发明涉及图象形成装置，它包括电子发射器件以及图像形成构件，用来通过发射电子束形成图像，更具体地说，涉及一种使用荧光物质作为图像形成构件的图像形成装置。

以前有两类公知的电子发射器件即热阴极器件和冷阴极器件。冷阴极器件包括表面传导型电子发射器件、场发射型电子发射器件(以后称为FE)，金属/绝缘层/金属型(以后简称为MIM)等。

表面传导型电子发射器件的一个例子见于例如M.I.Elinson，Radio Eng.Electron Phys.，10，1290，(1965)中以及下面的例子中。

表面传导型电子发射器件利用当制造在基片上的小的薄膜沿平行于其表面通以电流时发射电子的现象。已经报道过这种表面传导电子发射器件，例如，上述的Elinson使用SnO₂薄膜，一部使用Au薄膜〔G.Dittmer：“Thin Solid Films”，9，317(1972)〕，一个使用In₂O₃/SnO₂薄膜〔M.hartwell and C.G.Fonstad：“IEEETrans，ED Conf.”，519(1975)〕，一个使用碳薄膜〔HisashiAraki et al.：“Vacuum”Vol.26，No.1，22(1983)〕。

图30表明在上述的论文中由Hartwell，et al提出的这些表面传导电子发射器件的一种典型的结构。在图30中，标号301是一个基片，304是借助溅射形成的金属氧化物导电薄膜，如图所示，导电薄膜304作为H型。导电薄膜304借助于活化经过称为成形的激发处理(下文说明)形成电子发射区305，图中L和W表示的尺寸分别为0.5-lmm和0.1mm。虽然电子发射区在图中为位于导电薄膜304中央的矩形，但这仅是为了好画而已，并不完全代表其它的位置和形状。

在这些表面传导电子发射器件中，例如以前公知的由M.Hartwell等人提出的那一种，在发射电子之前，导电薄膜304借助于激发经过称作成形的激发处理以形成电子发射区305。术语“激发成形”指的是在导电薄膜304上施加恒定直流电压或缓慢上升的电压，例如1V/分钟，使其局部地被破坏，变形或变性，从而形成电子发射305，它被变成高电阻状态的处理过程。在导电薄膜304的已被局部破坏、变形或变性的部分中产生了裂隙。当激发成形之后把合适的电压加到导电薄膜304上时，便从裂隙附近发射电子。

FE电子发射器件的例子在W.P.Dyke and W.W.Dolan，“Field emission”，Advance in Electron Phys.，8，89(1956)andC.A.Spindt，“Physical Properties of thin-film field emissioncathodes with wolybdenium cones”，J.Appl.Phys.，47，5248(1976)中描述了。

图31示出了由C.A.Spindt提出的FE器年的一种典型结构。在图31中，标号310代表基片，311是由合适的导电材料制成的发射线，312是发射锥体，313是绝缘层，314是控制电极。当把合适的电压加于发射极锥体312和控制极314之间时，就从发射锥体尖端发射电子。

除图31表示的层结构的之外，还有发射极和控制极在基片上基本平行地相邻设置的结构。

MIM电子发射器件的例子在C.A.Mead，“operation oftunnel-emission devices”，J.Appl.Phys.，32，646(1961)中描述了。图32示出了一种典型的结构。图中320是一基片，321是金属下电极，322是大约100埃厚的薄的绝缘层，323是大约80-300埃厚的金属上电极。当把合适电压加在上电极323和下电极321之间时，MIM器件就从上电极323表面上发射电子。

上述的冷阴极器件比热阴热器件可以在较低温度下发射电子，因而不需对器件加热的加热器。因而冷阴极器件结构简单，并可以比热阴极器件精小。此外，即使几个冷阴极器件以高密度安置在基片上时，也很少发生基片热熔问题。此外，它们不象热阴极器件那样具有低的响应速度，由于热阴极器件需要加热，因而冷阴极器件具有响应速度高的优点。

因此，对冷阴极器件的应用集中了广泛的研究。