[发明专利]电子源和成象装置

说明书

本发明涉及一种电子源和一种采用该电子源的、诸如显示器件的成象装置，且更具体地说，本发明涉及一种包括若干表面传导电子发射元件的电子源和采用该电子源的成象装置。

以前，已知的电子发射元件有两种，即热电子源和冷阴极电子源。冷阴极电子源包括场发射型的电子发射装置(以下缩写为FE型)、金属／绝缘层／金属型(以下缩写为MIM型)、和表面传导型等等。FE型的例子，在W．P．Dyke和W．W．Dolan在Advancein Electron Physics，8．89(1956)上的″Field emission″的论文中和由C．A．Spindt在J．Appl．Phys．，47，52 48(1976)上的″Physical properties of thin-film field emission cathodes withmolybdenum cones″的论文中进行了描述。

MIM型元件的一个例子，在C．A Mead在J．Appl．Phys．，32．646(1961)上的论文″The tunnel-emission amplifier″中进行了描述。

表面传导电子发射元件的一个例子，在M．L Elinson在Radio Eng．Electron Phys．，10，(1965)中进行了描述。

表面传导电子发射元件利用了这样一个现象，即当在基底上制成小区域薄膜并提供了与膜表面平行流动的电流时，从膜的表面发射出电子。这种表面传导电子发射元件的例子，有上述的Elinson提到的采用一层SnO₂薄膜的、有采用Au薄膜的(G．Dittmer：″Thin Solid Films″，9．317(1972))、有采用In₂O₃／SnO₂薄膜的(M．Hartwell和C．G．Fonstad：″IEEE Trans．E．D．Conf．″，519(1975))、以及采用碳薄膜的(Hisashi Araki等人：″Vacuum"，Vol．26，No．1，p．22(1983))。

作为那些表面传导电子发射元件的典型构造，图19显示了M．Hartwell在上述论文中提出的这种元件的构造。如图19所示，标号101表示一绝缘基底。标号102是用于形成电子发射区的薄膜，它包括一个用溅射法制成H形图形的金属氧化物薄膜。电子发射区103用一种叫做“成形”的激励工艺(将在下面描述)制成。104是一薄膜，它包括电子发射区103。在该图中用L1和W表示的大小分别被取为0．1-1mm和0．1mm。

在这些表面传导电子发射元件中，电子发射区形成薄膜102一般在开始发射电子之前预先受到被称为成形的激励处理，以形成电子发射区103。术语“成形”指的是这样一个过程，即把一电压加在电子发射区形成薄膜102上，以对其进行局部的破坏、变形或变性，从而形成已被转变到高度电阻状态的电子发射区103。该电子发射区103从在电子发射区形成薄膜102的一部分上产生的裂缝的附近发射电子。包括已通过成形工艺制成的电子发射区103的电子发射区形成薄膜102在这里将被称为包含电子发射区的薄膜104。在已经经过成形处理的表面传导电子发射元件中，一个电压被加到包含电子发射区的薄膜104上，以为该元件提供电流，从而从该电子发射区103发射电子。

上述的表面传导电子发射元件具有简单的结构且容易制作，因而它的一个优点是可把若干个元件制作成具有大面积的阵列。因此，已研究了很多利用这种优点的应用。这种应用的例子是电荷束源和显示装置。作为其中几个表面传导电子发射元件形成一个阵列的一个例子，提出了一种电子源，其中表面传导电子发射元件被并联设置，这些元件的末端被用于相对的各侧的引线所连接，以形成阵列的一行，和若干行被排列成阵列。(参见诸如本申请人递交的日本专利公开第64-31332号)。特别地，在图象显示装置或类似的领域中，采用液晶的扁平显示装置(而不是CRT)最近变得流行起来，但它们不是自己发光的并有需要背景光的问题。因此希望开发自己发光的显示装置。

在一种图象显示装置中，具有由众多表面传导电子发射元件组成的阵列的电子源和一种在受到来自该电子源的电子的轰击时发出可见光的荧光物质被彼此结合，以形成显示装置；该图象显示装置是一种自发光显示装置，它比较容易制造并具有良好的显示质量，而且可具有大的屏幕尺寸。(参见诸如本申请人的美国专利第5，066，883号)。