[发明专利]电子发射器件、电子源及使用这种器件的图像形成装置及其制造方法

说明书

本发明涉及一种电子发射器件，具体地说涉及一种长时间维持稳定的电子发射器件、使用这种电子发射器件的电子源，图象形成装置，例如使用这种电子源的显示装置和曝光装置，以及制造电子发射器件、电子源和图象形成装置的方法。

过去有两种主要类型的电子发射器件，即热阴极型电子发射器件和冷阴极型电子发射器件。冷阴极型电子发射器件包括场发射型(以后简称为FE)，金属/绝缘层/金属层型(以后简称为MIM)以及面传导型等。

FE电子发射器件的例子在W.P·Dyke和W.W.Dolan的“场发射”(“Field emission”)，Advance in Electron Physics，8，89(1956)以及C.A.Spindt，“Physical Properties of thin—filmfield emission Cathodes with mslybdenum cones”，J.Appl.Phys.，47，5248(1976)中描述过。

MIM电子发射器件的一个例子在C.A.Mead，“Operationof Tumel—Emission Devices”，J.Appl.Phys.，32，646(1961)中描述过。

面传导型电子发射器件的一个例子在M.I.Elinson，RadioEng.Electron Phys.，10，1290，(1965)中描述过。

面传导型电子发射器件是根据这种现象工作的，即当在基片上形成一个小面积的薄膜并在平行于膜表面施加一电流时，则从表面发射电子。关于这种面传导电子发射器件，作为例子，已被报道过的有由上面引用的Elinson使用SnO₂薄膜的一种，使用Au薄膜的一种〔G.Dittmer：Thin Solid Films，9,317(1972)〕，使用InO₃/SnO₂薄膜的一种〔M.Hartwell and C.G.Fonstad：“IEEETrans.Eo Conf.”519(1975〕，以及使用碳薄膜的一种〔HisashiAraki et al.：Vacuum，Vol.26，NO.1，22(1983)〕。

作为这些面传导型电子发射器件的典型例子，图20示意地示出了在上述论文中由M.Hartwell等人提出的器件结构。在图20中，标号1表示基片(以后称为“基板”)，4是导电薄膜，由溅射成H形的金属氧化薄膜制成，其中借助于称作激发成形的激发处理(下文说明)形成电子发射区5。附带说明，在相对的器件电极之间的间距L为0.5—1mm，导电薄膜的宽度W为0.1mm。

在这种表面传导电子发射器件中，过去一直是，在开始发射电子之前，预先借助于称作激发成形的激发处理形成电子发射区5。术语“激发成形”指的是在导电薄膜4上施加直流电压或以大约1V/分钟的非常慢的速度逐渐增加的电压，从而使其局部破坏、变形或改变其性质，从而形成已经转变成高电阻状态的电子发射区5。对于电子发射区5来说，在导电薄膜4的一部分中形成电子发射区，并且从电子发射区附近发射电子。

因为上述的面传导电子发射器件结构简单，并可以相当容易地以高密度大量地形成，期望把它应用于图象形成装置之类的装置中。如果稳定的电子发射能继续长的时间，并且电子发射的特性和效率得以改善，就可以在使用荧光膜作为图象形成构件的图象形成装置中，实现低电流、明亮的高质量的装置，例如扁的TV装置。此外，由于降低了所需的电流，就可以降低驱动电路之类的构成图象形成装置的成本。

然而上述的由M.Hartwell提出的电子发射器件在稳定的电子发射特性和效率方面并不是满意的。因而，在现有技术的情况下就很难利用这种电子发射器件提供具有高亮度和良好稳定性的图象形成装置。

由上述要解决的技术问题看来，本发明的目的在于提供一种电子发射器件，它具有稳定的电子发射特性，还具有改善的电子发射效率。本发明的另一个目的在于提供一种电子发射器件，它在工作时具有高的亮度和优良的稳定性。

为实现上述目的，本发明的特征在于下列方面：

按照本发明的一个方面，提供一种电子发射器件，包括在电极之间的具有电子发射区的导电膜，其中导电膜具有在电子发射区中形成的一种膜，它主要由具有比导电膜的熔点较高的材料制成。