[发明专利]电子发生器件、图象显示器及其驱动电路

说明书

本发明涉及一种包含按矩阵布线的众多电子发射体组成的多电子源以及多电子源驱动电路的电子发生器，一种图象显示器，一种驱动电路和一种驱动方法。

按常规，已知有两种电子发射体器件，即热阴极和冷阴极器件。冷阴极器件的例子有场致发射型电子发射体(下称场致发射体)，金属/绝缘体/金属型电子发射体(下称MIM型电子发射体)和表面-导电型电子发射体。

场致发射体的已知例子曾在W.P.Dyke和W.W.Dolan的论文“场致发射”(电子物理进展，8，89(1956))以及C.A.Spindt的论文“带钼锥体的薄膜场致发射阴极的物理特性”(J.Appl.Phys.，47，5248(1976))中叙及。图31是按C.A.Spindt等人所述器件的截面图。参照图31，标识号3010表示基片，3011是由导电材料做的发射体布线条；3012是发射锥体；3013是绝缘层；3014是栅极。在这种器件中，可在发射锥3012和栅极3014之间加上适当电压，以从发射锥体3012的末端发射电子。

MIM型电子发射体的例子在C.A.Mead的论文“隧道发射器件工作特性”(J.Appl.Phys.，32，646(1961))中叙及。图32是一种MIM型电子发射体的截面图。参照图32，标识号3020表示基片，3021是金属下电极；3022是厚约100_的薄绝缘层；3023是厚度约80到300_的金属上电极。在MIM型电子发射体中，可在上电极3023和下电极3021之间加电压，以从上电极3023的表面发射电子。

表面-导电型电子发射体的例子在M.I.Elinson的论文(“无线电工程电子物理”，10，1290(1965))中叙及，其他例子将在后面介绍。

表面-导电型电子发射体利用基片上形成的小面积薄膜在平行于薄膜表面通电流时产生的电子发射现象。除了前述Elinson用的SnO₂薄膜外，表面-导电型电子发射体还包括采用金薄膜(G.Dittmer，“固态薄膜”，9，317，(1972))、In₂O₃/SnO₂薄膜(M.Hartwell和C.G.Fonstad，“IEEETrans.EDConf”，519，(1975))、碳薄膜(Hisashi Araki等，“真空”，26卷第1期22页(1983))等诸如此类的电子发射体。

图30是M.Hartwell等人所述表面-导电型电子发射体的平面视图，它是这些表面-导电型电子发射体结构的一种典型例子。参照图30，标号3001表示基片；3004是溅射形成的金属氧化物导电薄膜。这层导电薄膜3004呈H-形图样，如图30所示。电子发射区3005通过激励(energination)过程(所谓激励成形处理将在后面介绍)相对导电薄膜3004形成。参照图30，间距L设定为0.5到1mm，宽度W设定为0.1mm。为叙述方便，电子发射区3005用位于导电薄膜3004中央的一个矩形表出。然而，这并不是准确表示电子发射区的位置和形状。

在按M.Hartwell等人的上述表面-导电型电子发射体中，电子发射区3005一般是在电子发射之前对导电薄膜进行一种称为激励成形处理的激励过程形成的。按照激励成形处理，激励是在导电薄膜3004两端施加按很低速率(例如每分钟1V)升高的恒定直流电压，使导电薄膜3004遭部分破坏或变形，由此而形成具有高电阻的电子发射区3005。注意到导电薄膜3004的被破坏或变形部分有裂缝。在激励成形处理之后对导电薄膜3004施加适当的电压，在靠近裂缝处即产生电子发射。

上述表面-导电型电子发射体是很有用的，因其结构简单且易于制造。正因如此，可大面积形成许多器件。正如本申请人在日本专利公开号64-31332中所披露的，已经研究出一种配置和驱动大量器件的方法。

有关表面-导电型电子发射体在(例如)如图象显示器和图象记录器之类的图象形成器件、电荷束源等诸如此类的应用已进行过研究。

尤其作为图象显示器的应用，就象本申请人在美国专利号5，066，883和日本专利公开号2-257551中所披露的，已研究出一种利用表面-导电型电子发射体和在电子束照射下发光的荧光体组合的图象显示器。这种图象显示器可望具有比常规图象显示器更为优良的特性。例如，与新近广为使用的液晶显示器相比，上述显示器的优点在于：因为它属于自发光型而无需后照光，而且有大的视角。