[发明专利]电子发射装置、电子源、图像显示设备及制造电子发射装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子发射装置、包括电子发射装置的电子源以及包括电子源的图像显示设备。

背景技术

电子发射装置包括场致发射型(下面称为“FE型”)的电子发射装置和表面导电型的电子发射装置。

作为FE型的电子发射装置，如在日本专利申请特开No.2004-071536、日本专利申请特开No.H08-055564和日本专利申请特开No.2005-26209中所说明的，包括在平坦的电子发射膜上设置有开口(所谓的“栅极厅(gate hall)”)的栅电极的电子发射装置示例说明了具有较小的扩散的电子束的电子发射装置。在包括这样的平坦的电子发射层的电子发射装置中，在电子发射层上形成了比较平坦的等势面。因此，可以使电子束的扩散比较小。

另一方面，具有电子发射装置的图像显示设备必须进行稳定的电子发射，才能确保亮度均匀性和可靠性。具体来说，必须防止电子发射装置在操作过程中被过电流等等毁坏。此外，还必须防止电子发射量随着时间的推移而改变，即，必须使电子发射量的波动比较小。作为其措施，日本专利申请特开No.2002-352699公开了具有多个分离的电极的电子发射装置。日本专利申请特开No.2001-250469公开了具有多孔氧化铝的电子发射装置，其中，包括要用电阻材料填充的以及利用固定材料用诸如颗粒之类的电子发射材料填充的微空间。

发明内容

在制造具有上文所描述的平坦的电子发射层的电子发射装置(FE型电子发射装置)的情况下，必须提供在电子发射层上具有通信开口和栅电极的绝缘层。这样的电子发射装置被置于基板上。

然而，取决于构成了电子发射装置的相应的构件的材料和厚度，有时候会产生强度大的应力。此外，有时候，电子发射装置会剥离，或者电子发射层从基板剥离。特别是在膜以碳作为主要组分并具有以主要由类似于金刚石的碳构成的膜和主要由无定形碳构成的膜代表的良好的电子发射属性的情况下，这样的倾向比较显著。

此外，层叠一个用于限制电流的电阻层，以便降低包括平坦的电子发射层的电子发射装置中的电子发射量的波动，电子发射层有时候也会由于上文所描述的原因而从基板剥离。

此外，在如日本专利申请特开No.2004-071536所公开的电子发射层包含金属的情况下，控制电子发射层中的金属量十分重要。然而，当电子发射层中的金属移动到与电子发射层接触的电极(例如阴极)时，电子发射层中的金属量等等有时候会改变，从而，改变电子发射属性。因此，必须提供一个层，用于防止电子发射层中的金属移动到诸如与电子发射层接触的阴极之类的构件。另一方面，如上文所描述的，还必须防止电子发射层剥离。

因此，本发明的目标是提供电子发射量的波动比较小、阻止电子发射层与基板从与电子发射层接触的构件(例如阴极)剥离、电子发射属性波动比较小的电子发射装置，并提供制造这种电子发射装置的方法。

为了实现上文所描述的目标，按如下方式实现本发明。

即，本发明是包括导电层以及布置于导电层上方的电子发射层的电子发射装置，其特征在于，导电层包括一个表面，该表面至少包括多个第一区域，和在相应的第一区域之间提供的、并且电阻高于第一区域的电阻的第二区域，电子发射层覆盖了导电层的表面。

此外，本发明的特征在于包括：(A)基板；(B)朝向分别基本上垂直于基板表面的多个柱形第一区域；(C)在相应的第一区域之间提供的、并且电阻高于第一区域的电阻的第二区域；以及(D)覆盖柱形第一区域和第二区域的电子发射层。

此外，本发明是制造电子发射装置的方法，该电子发射装置包括导电层和布置于导电层上方的电子发射层，该方法包括：(i)(a)准备包括多个导电柱形区域的结构的过程，以及(b)准备布置于导电层上方的包含金属的层，以及(ii)对该结构进行加热的过程。

本发明的一个方面在于一种包括导电层和布置于导电层上方的电子发射层的电子发射装置，其中：导电层包括这样的表面，该表面至少包括(A)多个第一区域和(B)在第一区域之间提供的、并且电阻高于第一区域的电阻的第二区域，以及电子发射层覆盖导电层的表面，并且所述电子发射层作为单个层被设置为横跨在包括所述多个第一区域以及所述第二区域的导电层之上。