[发明专利]成象装置

说明书

本发明涉及一种电子源和作为其应用的一种成象装置，诸如显示装置。更具体地说，本发明涉及一种成象装置和成象方法，其中多个冷阴极电子源在一个平面中以二维的方式排列，以提供色彩显示。

已知的电子发射装置有两种，即热离子阴极和冷阴极电子源。冷阴极电子源的例子是场发射型的电子发射装置(以下缩写为FE)、金属/绝缘物/金属型(以下缩写为MIM)、和表面传导发射型(以下缩写为SCE)。

FE型的已知的例子由W.P.Dyke和W.W.Dolan在Advance in Electron Physics，8.89(1956)上的″Field emission″的论文中和由C.A.Spindt在J.Appl.Phys.，47.5248(1976)上的″Physical properties of thin-film field emission cathodeswith molybdenum cones″的论文中进行了描述。

MIM型的一个已知例子由C.A.Mead在J.Appl.Phys.，32.616(1961)上的论文″The tunnel-emission amplifier″中进行了描述。

SCE型的一个已知例子，由M.I.Elinson在Radio.Eng.Electron Phys.，10(1965)中进行了描述。

该SCE型利用了在制作在一个基底上的小区域薄膜中使电流平行于膜的表面流过而产生电子发射的现象。

已报告了这种表面传导电子发射器件的各种例子。根据上述Elinson的一种器件依赖于一层SnO₂薄膜。其他的例子采用了Au薄膜(G.Dillmer：″ThinSolid Films"，9.319(1972))、In₂O₃/SnO₂薄膜(M.Harwell和C.G.Fonstad：″IEEE Trans.E.D.Conf.″，519(1975))、和碳薄膜(Hisashi Araki等人：″Vacuum″，Vol.26，No.1，p.22(1983))。

图33显示了M.Hartwell的器件的构造。该器件是典型的表面传导电子发射器件。如图33所示，标号2501表示一绝缘基底。标号2502表示一H形的、用于制作电子发射区的薄膜。薄膜2502包括用溅射制成的金属氧化物薄膜。一电子发射区2503用将在下面描述的、叫做“成形”的电化工艺制成。标号2504表示一薄膜，它包括制作在薄膜上的电子发射区2503，该薄膜用于形成电子发射区。此外，L1被设定为0.5-1mm，而W被设定为0.1mm。

在这些传统的表面传导电子发射器件中，电子发射区2503一般是利用所谓的“成形”起电工艺制作在薄膜2502上的。该薄膜用于形成电子发射区。根据该成形工艺，在用于制作电子发射区的薄膜2502上加有一电压，以局部地破坏、变形或改变薄膜2502的性质并形成具有高电阻的电子发射区2503。

该成形工艺在用于形成电子发射区的薄膜2502的一部分上造成了裂缝。电子从裂缝的附近被发射出来。在已受到上述成形处理的表面传导电子发射器件中，将一电压加到薄膜2502上，且使一电流经过该器件，从而从电子发射区2503发射出电子。

在这些传统的表面传导电子发射器件的实际应用中，遇到了各种问题。然而，本发明者通过在以下所述改进方面的深入的研究，解决了这些实际问题。

由于上述表面传导电子发射器件结构简单且容易制作，所以一个优点是可在大的表面区域设置大量的器件。因此，已研究了利用这一特征的多种应用。例如，可提到的有电子束源和显示装置。作为其中若干表面传导电子发射器件形成一个阵列的器件的例子，可提到的有一种电子源，其中表面传导电子发射器件被平行地排列且各器件的两端均通过连线连接以获得一行，其中若干行被排列在一个阵列中(例如，参见本申请人递交的日本专利申请公开1-031332号)。

另外，在诸如显示装置之类的成象装置中，利用液晶的平面型显示器最近变得流行起来，以代替CRT。然而，由于这种显示器自己不发光，所以一个问题是它们需要背景光。因此，需要开发一种可自己发光的显示装置。

由于上述表面传导电子发射器件结构简单且容易制作，所以一个优点是可在大的表面区域上设置大量的器件。因此，利用这一特征有大量的应用。

在利用上述已知的表面传导电子发射器件制作的原型成象装置中，遇到了某些问题。现在来描述这些问题。