CN1083615C - 图像形成装置 - Google Patents
图像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1083615C CN1083615C CN94119228A CN94119228A CN1083615C CN 1083615 C CN1083615 C CN 1083615C CN 94119228 A CN94119228 A CN 94119228A CN 94119228 A CN94119228 A CN 94119228A CN 1083615 C CN1083615 C CN 1083615C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mentioned
- electron emission
- emission device
- electron
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J31/00—Cathode ray tubes; Electron beam tubes
- H01J31/08—Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
- H01J31/10—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes
- H01J31/12—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes with luminescent screen
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
- G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
- H01J1/316—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode having an electric field parallel to the surface, e.g. thin film cathodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
- H01J29/46—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
- H01J29/70—Arrangements for deflecting ray or beam
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J31/00—Cathode ray tubes; Electron beam tubes
- H01J31/08—Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
- H01J31/10—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes
- H01J31/12—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes with luminescent screen
- H01J31/123—Flat display tubes
- H01J31/125—Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection
- H01J31/127—Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection using large area or array sources, i.e. essentially a source for each pixel group
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G2320/00—Control of display operating conditions
- G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
- G09G2320/0233—Improving the luminance or brightness uniformity across the screen
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
- G09G3/2007—Display of intermediate tones
- G09G3/2014—Display of intermediate tones by modulation of the duration of a single pulse during which the logic level remains constant
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
- H01J2201/30—Cold cathodes
- H01J2201/304—Field emission cathodes
- H01J2201/30446—Field emission cathodes characterised by the emitter material
- H01J2201/30453—Carbon types
- H01J2201/30457—Diamond
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
- H01J2201/30—Cold cathodes
- H01J2201/316—Cold cathodes having an electric field parallel to the surface thereof, e.g. thin film cathodes
- H01J2201/3165—Surface conduction emission type cathodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2329/00—Electron emission display panels, e.g. field emission display panels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
- Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Forging (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Eye Examination Apparatus (AREA)
- Fluid-Damping Devices (AREA)
- Photographic Developing Apparatuses (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
一种图像形成装置包括设在基片上的由多个电子发射器件构成的电子束源,以及按照电子发射器件发射的电子束的照射而形成图像的图像形成元件,该元件是条形元件,上述多个电子发射器件各自包括沿一个方向并排布置在上述基片表面上的一个负电极,一个电子发射区及一个正电极,该方向垂直于条形元件的延伸方向。采用本装置,仍可以防止图像质量恶化。电子发射器件和图像形成元件分别可以是冷阴极器件和荧光物质。
Description
本发明涉及图象形成装置,它包括电子发射器件以及图像形成构件,用来通过发射电子束形成图像,更具体地说,涉及一种使用荧光物质作为图像形成构件的图像形成装置。
以前有两类公知的电子发射器件即热阴极器件和冷阴极器件。冷阴极器件包括表面传导型电子发射器件、场发射型电子发射器件(以后称为FE),金属/绝缘层/金属型(以后简称为MIM)等。
表面传导型电子发射器件的一个例子见于例如M.I.Elinson,Radio Eng.Electron Phys.,10,1290,(1965)中以及下面的例子中。
表面传导型电子发射器件利用当制造在基片上的小的薄膜沿平行于其表面通以电流时发射电子的现象。已经报道过这种表面传导电子发射器件,例如,上述的Elinson使用SnO2薄膜,一部使用Au薄膜〔G.Dittmer:“Thin Solid Films”,9,317(1972)〕,一个使用In2O3/SnO2薄膜〔M.hartwell and C.G.Fonstad:“IEEETrans,ED Conf.”,519(1975)〕,一个使用碳薄膜〔HisashiAraki et al.:“Vacuum”Vol.26,No.1,22(1983)〕。
图30表明在上述的论文中由Hartwell,et al提出的这些表面传导电子发射器件的一种典型的结构。在图30中,标号301是一个基片,304是借助溅射形成的金属氧化物导电薄膜,如图所示,导电薄膜304作为H型。导电薄膜304借助于活化经过称为成形的激发处理(下文说明)形成电子发射区305,图中L和W表示的尺寸分别为0.5-lmm和0.1mm。虽然电子发射区在图中为位于导电薄膜304中央的矩形,但这仅是为了好画而已,并不完全代表其它的位置和形状。
在这些表面传导电子发射器件中,例如以前公知的由M.Hartwell等人提出的那一种,在发射电子之前,导电薄膜304借助于激发经过称作成形的激发处理以形成电子发射区305。术语“激发成形”指的是在导电薄膜304上施加恒定直流电压或缓慢上升的电压,例如1V/分钟,使其局部地被破坏,变形或变性,从而形成电子发射305,它被变成高电阻状态的处理过程。在导电薄膜304的已被局部破坏、变形或变性的部分中产生了裂隙。当激发成形之后把合适的电压加到导电薄膜304上时,便从裂隙附近发射电子。
FE电子发射器件的例子在W.P.Dyke and W.W.Dolan,“Field emission”,Advance in Electron Phys.,8,89(1956)andC.A.Spindt,“Physical Properties of thin-film field emissioncathodes with wolybdenium cones”,J.Appl.Phys.,47,5248(1976)中描述了。
图31示出了由C.A.Spindt提出的FE器年的一种典型结构。在图31中,标号310代表基片,311是由合适的导电材料制成的发射线,312是发射锥体,313是绝缘层,314是控制电极。当把合适的电压加于发射极锥体312和控制极314之间时,就从发射锥体尖端发射电子。
除图31表示的层结构的之外,还有发射极和控制极在基片上基本平行地相邻设置的结构。
MIM电子发射器件的例子在C.A.Mead,“operation oftunnel-emission devices”,J.Appl.Phys.,32,646(1961)中描述了。图32示出了一种典型的结构。图中320是一基片,321是金属下电极,322是大约100埃厚的薄的绝缘层,323是大约80-300埃厚的金属上电极。当把合适电压加在上电极323和下电极321之间时,MIM器件就从上电极323表面上发射电子。
上述的冷阴极器件比热阴热器件可以在较低温度下发射电子,因而不需对器件加热的加热器。因而冷阴极器件结构简单,并可以比热阴极器件精小。此外,即使几个冷阴极器件以高密度安置在基片上时,也很少发生基片热熔问题。此外,它们不象热阴极器件那样具有低的响应速度,由于热阴极器件需要加热,因而冷阴极器件具有响应速度高的优点。
因此,对冷阴极器件的应用集中了广泛的研究。
特别是冷阴极器件中的表面传导电子发射器件的结构简单,容易制造,因而具有可在大面积上形成阵列的优点。因此,在同一个代理人的日本专利申请首次公开No.64-31332中披露了使若干器件形成阵列并驱动该阵列的方法。
在图像形成装置例如图象显示和图象记录带电束源等领域内对各种面传导电子发射器件的应用已经进行了研究。
尤其是作为图像显示器件的一种应用,使用面传导电子发射器件和在电子束照射时就发光的荧光物质相结合的应用在同一代理人的USP No.5066883中以及日本专利申请首次公开No.2-257551、No.4-28137中披露了。这种图像显示器件使用面传导电子发射器件和荧光物质相结合,希望比其它常规的图像显示器件具有优越的性能,例如和近年来流行的液晶显示器件相比,上述组合的显示器件的优点在于,它不需任何的背景光,因为它是自发光的,并具有较宽的视角。
把若干FE器件排成阵列并驱动它们的一种方法在同一代理人的USP No.4,904,895中披露了,作为FE器件应用于显示装置的一个实例,R.Meyer报告了一种扁平的显示器件。〔R.Meyer:“recent Development on Microtips Display at LETI”,Tech.Digest of 4th Iht.Vacuum Microelectronics Conf.,Nagahama,pp.6-9(1991)〕
若干个MIM器件的阵列应用于图像显示装置的例子在同一代理人的日本专利申请首次公开No.3-55738中披露了。
本发明人曾试图过用各种材料、方法和结构制造冷阴极器件,包括上述现有技术中的那些。本发明人还曾经研究过具有若干个冷阴极器件阵列的多电子束源,以及使用多电子束源的图像显示装置。
例如,本发明人已经研究过使用图28所示电路连线方法的多电子束源。尤其是把若干冷阴极器件排成二维阵列用导线连成如图所示的矩阵形式。
在图28中,401代表冷阴极器件,402是行向导线,403是列向导线。虽然行、列方向的导线402、403实际上仅有微小的电阻,这些电阻还是用电阻符号404、405在图中表示。所示的导线排列被称作简单矩阵连接。
图28为了方便起见示出了6×6的矩阵。然而,矩阵尺寸当然不受此限制。例如一种用于图像显示装置的多电子束源由足以提供所需图像显示的多个冷阴极器件排成矩阵并连结构成。
在冷阴极器件的简单矩阵连接的多电子束源中,对行向导线402和列向导线403加上合适的电信号以便发射所需的电子束。为了驱动矩阵中任何一行的冷阴极器件,选择电压Vs加到被选择的行向导线402上,同时,非选择电压Vns加于其它不被选择的行向导线402上,与加到行向导线402的电压同步,用来驱动器件发射电子束的驱动电压Ve被加到列向导线403上。用这种方法,忽略通过电阻404、405的电压降,电压Ve-Vs被加到所选择的行中的冷阴极器件上,并且电压Ve-Vns被加到非选择行中的冷阴极器件上。如果电压Ve、Vs和Vns被设定为合适的值,就会只从所选择行中的冷阴极器件发射电子束。此外,如果加到列向导线403的驱动电压Ve被设为各个不同的数值,就从所选择行的各个冷阴极器件发出不同强度的电子束。另外,如果改变施加电压Ve的持续时间,则可以改变发射电子束的持续时间。
因而,简单矩阵连结的冷阴极器件的多电子束源可应用于各个领域。例如,借助于根据要形成的图像对冷阴极器件施加合适的电信号作为图像显示装置的电子源。
然而,在冷阴极器件简单阵列连接的多电子束源的实际应用中出现了下列问题:
作为例子,图29表示包括冷阴极器件和荧光物质的先有技术图像显示屏部分。在图29中,410代表背板,412是侧壁,413是面板,414是荧光物质,它位于面板的内表面上。由背板410、侧壁412和面板413形一真空容器。在这种显示屏中,通过从冷阴极器件411向荧光物质414发射电子束,使荧光物质发出可见光VL来显示图像。
然而,因为在制造期间精度不够,上述显示屏具有显示图像欠缺或亮度不均匀或色度不精确的缺点。
更具体地说,当装配真空容器时,使用粘结剂例如熔合玻璃把各部件牢固地结合在一起,从而建立并维持气密封,但要使熔合玻璃熔化需要不低于400℃的高温。即使在处理之前各部件以足够高的精度定位,它们的位置也会因为部件本身和固定夹具的热膨胀而易于改变,一旦粘结上之后,实际上已不可能再校正位置的改变。
因而,在包括冷阴极器件的背板410和包括荧光物质的面板414之间,经常发生不可校正的位置偏离。
另外,即使屏的结构被如些修正,使得包括冷阴极器件的背板410和包括荧光物质的面板414在一个单独的真空容器内被固定,这些板之间的位置关系也会由于在密封真空容器时所需的加热步骤的热膨胀而易于偏移。此外,一旦真空容器被密封,在修正过的屏结构中实际上已不可能校正在容器内部固定的两块板的位置。
如果冷阴器件和荧光物质的位置关系有偏差,从冷阴极器件发射的电子束e-就不能精确地照到相应的荧光物质上,结果由于显示的图像缺边或图像亮度不均或色度不准确而使显示图像的质量显著变差。而且,因为位置偏移的方向和幅值对每一显示屏是不同的,就难于提供具有一致的显示能力的多个显示屏。
鉴于上述问题,本发明的主要目的是提供一种图像形成装置,其中具有即使当电子发射器件例如冷阴极器件和图像形成部件例如荧光物质之间的位置关系在装配期间偏离预定的位置关系时,也能防止图像质量变差的装置。
特别是,本发明提供一种图像形成装置,它包括包含多个电子发射器件的在一个基片上的电子束源,和用来当受到从电子发射器件发射的电子束的撞击时形成图像的图像形成构件,其中图像形成构件是条形构件,并且多个电子发射器件中每个都包括负电极、电子发射区和正电极,它们沿垂直于条形件延伸的方向并列地设置在基片表面上。
图1A和1B是一个平面图,表示在实施例1和2中的各个显示屏内的电子发子发射器件和荧光物质的设定位置。
图2是一个透视图,表明本发明实施例的图像显示装置中局部剖开的显示屏。
图3表示在显示屏面板上荧光物质的排列。
图4A、4B为表示在本发明中使用的电子发射器件发出的电子束的通路的截面和平面图。
图5A、5B表示电子发射器件形成的方向的示意图。
图6A、6B是分别用来定义面传导电子发射器件方向的截面图和平面图。
图7A至7C是表明典型的横向场效应电子发射器件的透视图。
图8A、8B是分别用来定义横向场效应电子发射器件的方向的截面图和平面图。
图9A、9B是在实施例中使用的平面型面传导电子发射器件的截面图和平面图。
图10A至10E是表明平面型面传导电子发射器件的各个制造步骤的截面图。
图11是在激发成形过程中所加电压的波形图。
图12A和12B分别表明由激发进行活化过程中施加的电压的波形和发射电流Ie的变化的图。
图13是实施例中使用的阶梯型面传导电子发射器件的截面图。
图14A至14F表明阶梯型面传导电子发射器件的各制造步骤。
图15表示在实施例中使用的面传导电子发射器件的典型特性。
图16是实施例中用的多电子束源的平面图。
图17是实施例中用的多电子束源基片的部分截面图。
图18是实施例1的电路框图。
图19是在存储器中存储采集值的流程图。
图20是表明当电子发射器件和荧光物质条被装配得没有位置偏离时被电子束射到的位置的平面图。
图21是表明当光物质条沿Y方向相对于电子发射器件发生偏移时电子束射到的位置的平面图。
图22是表明当荧光物质条沿X方向相对于电子发射器件发生位置偏移时,电子束射到的位置的平面图。
图23是表明当荧光物质条相对于电子发射器件以某一角度发生偏斜偏离时,电子束射到的位置的平面图。
图24是实施例2的电路框图。
图25A至25C是表示实施例3的校正方法的截面图。
图26A至26B是表明电子发射器件和荧光物质条在实施例3的显示屏中的设定位置的平面示意图。
图27是实施例3的电路框图。
图28表明已被本发明人尝试过的电子发射器件的连线方法的图。
图29是解释本发明人要解决的在图像显示装置显示屏中的技术问题的截面图。
图30表示公知的面传导电子发射器件的一个例子。
图31是表示公知的FE电子发射器件的一个例子的截面图。
图32是表明公知的MIM电子发射器件的一个例子的截面图。
为了便于说明,下面假定构成多电子束源的每个电子发射器件的负电极、电子发射区和正电极并排布置的方向为X方向,垂直于上述方向的为Y方向,并且使用荧光物质条为例进行说明。
首先,由于本发明的电子发射器件和荧光物质条(彼此垂直)之间的确定关系,使得当荧光物质的位置相对于电子发射器件沿Y方向偏离设定值时,被电子束射到的位置也偏离设定位置,但是,电子束至少保持射到与预期的一个相邻的荧光物质条上。
因此,即使沿Y方向发生了位置偏离,也可以避免发生不精确的色度。
除上述第一特点之外,最好选择荧光物质的区域大于电子束源在基片上设置的区域。由于这一特点,当荧光物质的位置相对于电子发射器件沿Y方向偏离时,即使是从多电子束源的预定区域的边缘内的电子发射器件发出的电子束,也总能射到荧光物质条上。
因此,即使沿Y方向发生位置偏离,被显示的图像也不会缺边。
此外,如后参照图26A、26B所述,即使沿X方向发生位置偏离,被显示的图像也不会缺边。
除上述第一特点之外,最好当荧光条的位置相对于电子发射器件沿X方向偏离设定值时,根据沿X方向的位置偏离通过校正加在荧光物质上的电压来校正电子束的路径。
由于这一特点,即使不仅沿Y方向而且也沿X方向发生偏离时,也不会发生不精确的色度和降低亮度。此外,即使荧光物质的设定角发生偏离,也可避免发生不精确的色度和减少亮度。
除上述第一特点之外,最好当荧光物质的位置相对于电子发射器件沿X方向偏离设定值时,电子束的路径可根据沿X方向的位置偏离借助于校正加于每个电子发射器件上的电压来进行校正。
由于这一特点,即使不仅沿Y方向而且也沿X方向发生位置偏离时,也可以避免不精确的色度和减小亮度的发生。此外,即使荧光物质的设定角发生偏离,也可以避免不精确的色度和减小亮度的发生。
除上述第一特点之外,最好当荧光物质的位置相对于电子发射器件偏离设定值时,可以根据位置的偏离借助于图像校正信号把加在电子发射器件上的驱动信号调整为足够的信号。
由于这一特点,当电子束的路径根据位置偏离被校正时,便可以防止图像质量差。
最好根据位置偏离来校正亮度信号以避免由于校正电子束路径而引起的亮度的改变。特别是,即使在位置偏离大时,也可以借助于校正图像信号的排列达到满意的显示。
更具体地说,如果发生了超时荧光物质条的一个间距的位置偏离,加于电子发射器件的驱动信号也被偏移一个与偏移的间距数相应的量。例如,如果沿X方向发生了大于两个间距而不到三个间距的位置偏离,则图像信号排列被调整相当于两个间距的量,使得取决于图像信号的驱动信号,它从原始排列有效地偏移了两个器件,被加到电子发射器件上。通过这样的调整,即使发生一个以上的荧光物质条的间距的位置偏离,电子束路径要被校正的量也会小于1个间距。因此,当电子束的路径被校正时,就能阻止亮点形状改变,防止亮度改变,减低动态范围的变劣。
最好根据沿X方向的位置偏离借助于校正加在电子发射器件上的脉冲电压的脉宽来校正射到荧光物质上电子束的电荷数。
由于这一特点,便可以防止发出的光的亮度不均匀。
最好使用横向的场效应电子发射器件作为电子发射器件,本发明的图像形成装置便可以用简单的结构来实现。
最好利用面传导电子发射器件作为电子发射器件,本发明的图像形成装置便可以用简单的结构和制造工艺实现。
实施例1
本发明的图像显示器件的最佳实施例为便于说明起见将按照显示屏的结构和制造过程、电子发射器件的最佳结构和制造过程、电路的结构以及校正步骤的顺序进行说明。
(显示屏的结构和制造步骤)
首先,结合实例说明图像显示装置中显示屏的结构和制造过程。
图2是本实施例的透视图,为了表示内部结构,被局部剖开了。
在图2中,5代表后板,6是侧板,7是面板。构件5至7连接起来构成一气密性容器用来保持显示屏内的真空度。当装配该气密性容器时,相接部件的连接部分必须被密封,以确保足够的强度和气密性。例如,可在连接处施加熔合玻璃来实现密封,然后在空气或氮气中在400℃至500℃温度下烤10分钟或更长些时间。将气密性容器内部抽真空的方法将在下文说明。
基片1被固定到后板5上,在基片1上制成若干个(NXM)电子发射器件2。(N和M是不小于2的正整数,根据所要显示的像素的数目选择。例如,在用于高质量TV的显示装置中,N和M最好分别不少于3000和1000,在本实施例中,N=3072,M=1024),(NXM)个电子发射器件使用M条行向连线3和N条纵向连线4按简单矩阵方式排列。由元件1至4构成的装配体叫做多电子束源。多电子束源的制造过程和结构在后面详述。
虽然在这实施例中多电子束源的基片1被固定在气密性容器的后板5上,但多电子束源的基片1本身可以用作气密性容器的后板,只要它具有足够的强度即可。
荧光膜8制造在面板7的下表面上。因为本实施例涉及彩色显示器件,荧光膜8包括三种主要颜色的荧光物质,即红、绿和兰色,它们通常被用于CRT领域并被彼此分开地涂上。如图3所示,各个颜色的荧光物质由位于相邻的荧光物质条的之间的黑色导体10涂成条形。提供黑色导体10的目的在于即使是子束照射部分发生稍微偏移也能消除显示颜色的偏离,从而抑制外部光的反射,用以阻止对比度降低,并阻止荧光膜由于电子束而带电。一种含石墨的材料被用作黑色导体10的主要成分,但也可以使用任何能达到上述目的的其它材料。
在面向后板5的荧光膜8的表面上,设置有CRT领域内熟知的金属背9。其目的在于借助于从荧光膜8发出的光的镜面反射部分增加光的利用率,从而保护荧光膜8不被负离子碰撞,并作为提供电子束加速电压的电极,并作为电子激励荧光膜8之后的导电通路。在把荧光膜8形成在面板7上之后,金属背9利用将荧光膜的表面弄平,然后通过真空蒸发在膜上淀积上Al的方法制造。注意,当荧光膜8是用低电压的荧光材料制成时,则不需要金属背9。
虽然在本实施例中没有使用,但在面板7和荧光膜8之间可以设置由ITO制成的透明电极,旨在提供加速电压或增加荧光膜的导电性。
此外,在图2中的Lh表示电子发射器件2和荧光膜8之间的距离。
符号DX1到DXm,DY1和Dyn以及Hv是气密性结构的电连接端子,适用于把显示屏和电路(未示出)进行电连接。DX1到DXm被连接到多电子束源的行向连线3,DY1和DYn连接于列向引线4,Hv连接到面板的金属背9。
为了提高气密性容器内的真空度,在装配气密性容器之后,抽空管和真空泵(未示出)被连到容器上,并把容器内部抽到大约10-7乇的真空度。然后把抽空管密封。为了维持容10内需要的真空度,在密封之前或之后在气密性容器内的预定位置形成一收气剂膜,收气剂膜是借助于加热器或分散加热加热并蒸发以Ba为主要成份的收气材料而形成的膜。气密性容器内部在收气剂膜的吸收作用下维持在1×10-5到1×10-7乇的真空度。
参考图1A、1B将说明在基片1上形成电子发射器件2设定位置以及在面板7上形成荧光物质条的设定位置。
图1A是基片1的示意的平面图。其中2代表电子发射器件,箭头表示每个电子发射器件形成的方向。(电子发射器件形成的方向将与其结构一起描述于后)。虽然为了说明方便,仅示出了4×5=20个器件,但实际上沿X和Y方向形成有大量的电子发射器件,从而提供矩阵形式。此外,图1中省略了行向线和列向线。
图1B是薄板7的示意图。其中11代表沿Y向延伸的荧光物质条(注意,由于图1B表示从显示器件的显示屏幕看的平面图,所以荧光物质条11和黑色导体10,因两者都形成在面板7的下表面上,实际上在平面图中是没有的,然而只是为了说明其设置位置的目的,假定它们形成在显示屏幕侧)此外虽然为方便起见只画出了4根荧光物质条,但实际上有大量的荧光物质条,就象电子发射器件那样。
在基片1上的矩形记号AE和在面板7上的十字记号AP是校准记号,它们被用来在密封时作为定位参考,并在密封之后用来检测基片1和面板7之间的位置偏差。校准记号的形状、位置和数目没有限制。
基片1被如此设计,使得X方向和显示屏上的横向扫描行的方向一致,并且Y方向和显示屏上垂直扫描线的方向一致,同样,面板7这样设计,使得X方向和显示屏上横向扫描线的方向一致,Y方向和显示屏上的垂直扫描线的方向一致。然而如上所述,象设计的那样精确地无位置偏离地安装基片1和面板7是困难的。这些元件极少装配得与设计值完全一致,实际上装配的几乎所有的屏都伴随着或多或少的位置偏离。
电子发射器件2的设定位置和荧光物质条11的设定位置将详细说明。电子发射器件2沿X方向的间距为Dx,沿Y方向的间距为Py。类似的,荧光物质条11沿X1方向的间距为Px。间距Px和Py的值应与所需要的分辨率相匹配。
当装配显示屏时,基片1和面板7被这样定位,使得对准记号AP的十字刚好与记号AE的矩形内接。不过,在这种记号对准的条件下,荧光物质条11被设计得垂直向上地偏移开相应的电子发射器件2的位置。尤其是从校准记号AE到最近列的电子发射器件2沿X方向的距离LE以及从校准记号AP到最近的荧光物质条11的距离LP彼此不等,而被设定为满足下面方程〔1〕确定的关系:
LP=LE+Lef …〔1〕
其中Lef是一个数值,它根据加于电子发射器件上的驱动电压、加于荧光物质条的电压、以及电子发射器件和相应的荧光物质条之间的距离参数确定。
虽然Lef将在下面结合方程〔3〕进行详细说明,但简短来说,它代表从每个电子发射器件发出的电子束沿X方向偏转,直到达到荧光物质条的距离。
此外,荧光物质条11沿Y1方向的长度PHy被设定得大于电子发射器件2在基片1上形成区域的Y向长度EBy:
EBy<PHy …〔2〕
满足上述〔2〕式意味着,即使荧光物质条的设定位置沿Y方向偏移时,也能防止显示图像的缺边,这将在下面参照图21详细说明。PHy值大于EBy值达到一较大的程度便可增加允许的荧光物质条沿Y方向的位置偏离。不过,如果PHy太大,则相反会带来扩大显示屏的缺点。因此,希望PHy设置为一个允许范围内的最小值,从而允许根据当制造显示屏时沿Y方向实际产生的位置偏离的统计测量结果的可能的位置偏离。
以上述观点来看,在本实施例中设定为
PHy=1.1×EBy。
(电子发射器件的最佳结构和制造过程)
图1A所示的形成在基片1上的电子发射器件2被选择使其具有如下特性。被选择的电子发射器件都在其电子发射区的周围的空间内,在驱动状态下(即用于发射电子束的驱动电压加于电子发射器件时),相对于从基片平面到荧光膜通过电子发射区的连线产生不对称的电位分布。
这些电子发射器件将参照图4A和图4B详述。
图4A是说明本发明中使用的电子发射器件的截面图。在图4A中,20是上面形成电子发射器件的基片,21是电子发射器件的正电极,22是它的负电极,23是电子发射区,24是电子束靶,VF是给电子发射器件提供驱动电压VfY的电源,VA是对靶24提供靶电压VaV的电源。(在实际图像显示器件中,靶24是荧光物质形成的。一般地有Va>Vf的关系)
用于本发明的电子发射器件包括,至少有正电极21、负电极22和电子发射区23。这些构件并排着设在基片20的上表面上(在下面的说明中,基片20的上表面称作基片平面。)
例如图31、32表示的电子发射器件具有沿垂直方向迭在基片平面上的构件,因而它们与上述类型的电子发射器件不一致,上述的器件的各构件是在基片平面上并排放置的。另一方面,图30所示的电子发射器件是上述类型的电子发射器件。
在图4A所示的电子发射器件中,从电子发射区23发出的电子束一般有一从负电极22朝向正电极21的初速度分量。因而,电子束不沿着垂直于基片平面的方向行进。
此外,对于这种电子发射器件,因为正电极21和负电极22被并排地设置在基片平面上,当加上驱动电压时在电子发射区23上方的空间内产生的电位分布相对于垂直于基片平面而通过电子发射区23的延伸线呈不对称形状(即图4A中的点链线)。电子发射器件和靶24之间的电位分布在图4A中用点线表示。如图所示,虽然在靶24附近等电位面基本上平行于基片平面,但在电子发射器件附近在驱动电压VfV作用下则成为倾斜的。因此,从电子发射区23发出的电子束不仅受到Z方向的力,而且受到由于倾斜电位而产生的X方向的力,虽然它仍通过基片上方的空间通过。如图所示,电子束的合成路径是弯曲的。
出于上述理由,电子束射到靶24的位置与靶24上垂直于电子发射区的位置沿X方向偏移了一个距离Lef。图4B是靶24从上看的平面图。在图4B中,用25表示的椭圆代表被靶下方的电子束射到的位置。(注意,图4A表示图4B中沿点划线4A-4A取的垂直截面。)
为了用一个通用公式表示由电子束射到的位置从靶24上垂直于电子发射区的位置的偏离程度,综合偏离的方向和距离为方便起见用矢量Ef表示。
首先,可以认为矢量Ef和负电极、电子发射区和正电极在基片平面上并排的排列方向相同。例如,在图4A和图4B的情况下,因为电子发射器件的负电极22、电子发射区23和正电极21依次按这一顺序在基片20上排列,矢量Ef就指向X方向。
为了在图上表明电子发射器件在基片上的形成方向以及矢量Ef的方向,假定这些方向以如图5A、5B所示的方式示意地表示。图5A表示的例子中,负电极、电子发射区和正电极在基片1上沿X方向并排设置,在图5B表示的例子中,它们沿与X方向倾斜一角度R的方向并排地排列。
那么,矢量Ef的幅值(即Lef)取决于电子发射器件和靶之间的距离、加于电子发射器件上的驱动电压Vf、靶电压Va以及电子发射器件的类型和结构,但它的近似值可由下式〔3〕计算:
此外Lh、m是电子发射器件和靶之间的距离,VfV是加在电子发射器件上的驱动电压,VaV是加于靶上的电压,K是根据电子发射器件的类型和结构决定的常数。
在由方程〔3〕计算近似值时,当电子发射器件的类型和结构未知时在方程〔3〕中放入K1。
当电子发射器件的类型和结构已知时,电子发射器件的常数K由实验或计算机模拟确定。
为了用较高的精度确定Lef,希望把K设定不等于常数,而是Vf的函数。不过,在多数情况下,使用常数作为K对于图像显示装置的设计要求精度已足够了。
结构和制造过程将详述于后。
如上所述,用于本发明的电子发射器件包括:正电极、电子发射区和负电极,这些构件在基片平面上并排排列。(注意器件的负电极部分可以两倍于电子发射区)。
满足这种要求的电子发射器件包括:例如面传导电子发射器件和横向场效应电子发射器件。这些电子发射器件将按这一顺序描述如下。
面传导型电子发射器件是图30所示的上述类型的电子发射器件或是在电子发射区附近包括细小颗粒的类型的电子发射器件。作为前一种类型,已经知道使用不同材料的电子发射器件,例如背景技术中描述的这些器件,所有这些器件都可用于本发明中。至于后一类型,虽然其材料、结构和制造过程将稍后叙述,但所有这些器件都适用于用在本发明中。换句话说,当使用于传导型电子发射器件实现本发明时,对器件的材料、结构和制造过程没有特殊限制。
对于面传导型电子发射器件,代表电子束偏离的方向的矢量Ef如图6A、6B所示,它们分别是一个截面图和平面图。在这些图中,40是基片,41是正极,42是负极,43是电子发射区,VF是对器件提供驱动电压的电源。
下面横向场效应电子发射器件是指一种其中负极。电子发射区和正极在基片平面上并排放置的那类场效应发射器件。例如,上述图31所示的器件就不属于横向型,因为它的负极、电子发射区和正极在基片上是垂直排列的。另一方面,图7A至7C所示的器件属于横向型的。图7A到图7C表明典型的横向场效应电子发射器件的透视图,它沿X方向形成在基片上。在这些图中,50是基片,51是正极,52是负极,53是电子发射区。它们可以有与图7A至7C所示的不同的其它结构。因此,电子束的通路从垂直方向偏离,如上面对照图4A、4B所述的那样,任何横向型场效应电子发射器件都适用于本发明。因此,图7A至7C的电子发射器件可以修正为具有一附加的调制电极,用来调制电子束的强度。此外,电子发射区53可以是负极52的一部分,或可以是位于负极上的构件。对于横向型电子发射器件所用的材料,包括例如高熔点的金属和钻石。不过,其它可以满意地发射电子的材料也可以使用。
对于横向型场效应电子发射器件,矢量Ef代表电子束偏离的方向,它如图8A、8B中所示,分别为截面图和平面图。在这些图中,50是基片,51是正极,52是负极,53是电子发射区,VF是加于器件上驱动电压的电源。
虽然上面描述了适用于本发明的电子发射器件,但实施例1的图像显示装置使用的是面传导型电子发射器件。
在实施例1的显示屏中用的面传导型电子发射器件现在进行说明。本发明人已经发现,由微粒膜制成的电子发射区或其邻近区域的面传导型电子发射器件在电子发射性能上是优良的,并且容易设计和制造。可以这样说,上述类型的面传导型电子发射器件用于具有大尺寸和高亮度的图像显示装置的多电子束源是最佳的。从这一发现来看,本发明人试过利用由微粒膜制成的平面型传导电子发射器件制造一种显示屏,并且取得了很好的结果。此外,利用由微粒膜制造的阶梯型面传导电子发射器件制成的显示屏也获得了很好的结果。因此,平面型和阶梯型的由微粒膜形成的面传导电子发射器件将详述于后。
首先说明平面型面传导电子发射器件的结构和制造过程。
图9A、9B分别是说明平面型面传导电子发射器件的平面图和截面图。在这些图中,101是基生,102是正极、103是负极、104是导电薄膜,105是由激发成形过程形成的电子发射区,113是通过激发活化过程形成的薄膜。
基片101可以是各种玻璃基片,例如石英玻璃和钠石灰玻璃制成的,可以是由氧化铝制成的陶瓷基片,以及由例如SiO2制成的绝缘层迭成的基片。
正极102和负极103平行于基片平面相对地设置在基片101上,并由导电性的材料制成。例如电极材料可以从Ni,Gr,Au,Mo,W,Pt,Ti,Cu,Pd和Ag其合金,金属氧化物例如In2O3-SnO2半导体例如聚硅中选择。电极可以利用例如真空蒸发的膜形成技术以及例如光刻和刻蚀技术相结合来制成。不过,电极可用任一种合适的方法制成(例如印刷)。
正极102和负极103的结构根据电子发射器件被使用的目的进行合适的设计。一般地,两个电极之间的间距L借助于在几百埃到几百微米的范围内选择一合适值进行设计。对应用于显示装置的最佳范围是几微米到几十微米。每个电极的厚度通过设定在几百埃到几微米之间。
导电薄膜104包括微粒膜。此处使用的“微粒膜”指的是包含若干细小微粒(包括它们孤立状态的集团)作为组成元素的膜。在显微镜下观察微粒膜,通常能观察到单个微粒彼此散开或彼此相邻或彼此重迭的结构。
用于微粒膜的颗粒尺寸在几埃到几千埃的范围内,最好是10埃到200埃。此外,膜的厚度根据各种条件设定,例如要求达到对电极102和103的良好的电连接的条件,要求以满意的方式进行激发形成的条件(如后所述),以及要求微粒膜维持其本身的电阻为合适值的条件(以下说明)。具体地说,微粒膜的厚度被设定在几埃到几千埃的范围内,最好在10埃到500埃的范围内。
用于形成微粒膜的材料可以适当地从例如金属Pd,Pt,Ru,Ag,Au,Ti,In,Cu,Cr,Fe,Zn,Sn,Ta,W和Pb,氧化物例如PdO,SnO2,In2O3,PbO和Sb2O3,硼化物例如HfB2,ZrB2,LaB6,CeB6,YB4和GdB4,碳化物例如TiC,ZrC,HfC,TaC,SiC和WC,氮化物例如TiN,ZrN以及HfN,半导体例如Si和Ge以及碳中选择。
导电薄膜104如上所述由微粒膜制成,并且其片电阻值设定为103到107欧姆/口的范围。
因为需要导电薄膜104对正极102和负极103建立满意的电连接,薄膜和电极彼此部分重迭。在图9A、9B所示的例子中,基片、正极、负极以及导电薄膜按这一顺序从下这样重迭,从而提供重迭的结构。在某些情况下,基片、导电薄膜以及正负极可以这种顺序从下层迭。
电子发射区105是一个在一部分导电薄膜104中形成的有裂隙的部分,并且在电性能方向有比它周围的导电薄膜的电阻较高。经过对导电薄膜的激发形成过程产生裂隙(如后述)。尺寸在几埃到几百埃范围内的微粒散布在裂隙中。注意,电子发射区的位置和形状在图9A、9B是一种示意的说明,因为在图中难以精确地示出实际的情况。
薄膜113是一种由碳或碳化物制成的膜,其位置使得部分地盖住电子发射区105及其邻域。薄膜113通过激发活化处理形成(后述),这在激发形成处理之后进行。
薄膜113由单晶石墨、多晶石墨以及无定形碳或其混合物制成。膜厚选择不大于500埃,更好是不大于300埃。
注意,薄膜113的位置和形状在图9A、9B中是示意的,因为要精确地表示实际情况是困难的。另外,图9A平面图中所示的器件中,薄膜113被部分地除去了。
虽然上面说明了器件的最佳的基本结构,但本实施例中所用的器件按下述设计。
基片101用钠石炭玻璃制成,正、负电极102、103由Ni薄膜制成,电极厚度设为1000埃,电极间距L设为2微米。
微粒膜用Pd或PdO作主要材料制成,并被涂为厚度大约100埃;宽度W为100微米。
下面说明平面传导电子发射器件的最佳处理过程。
图10A、10E为制造平面型面传导电子发射器件的步骤的截面图。在这些图中,元件以和图9A、9B所用相同的标号表示。
1)首先,如图10A所示,在基片101上制造正负电极102、103。
在形成电极之前,基片101用洗净剂、纯水和有机溶剂充分清洗。然后把电极材料淀积在基片上(用真空膜形成技术,例如真空蒸发和溅射)。然后把淀积的电极材料通过光刻成形,从而形成图10A所示的电极(102、103)。
2)其次,如图10B所示形成导电薄膜104。
为了形成导电薄膜104,在如图10A所示的基片上涂上有机溶液并弄干,然后经过加热洪干步骤形成微粒膜。然后,通过光刻成预定形状使微粒膜成形。此处,有机金属溶液是一种以用来形成导电薄膜的微粒的材料为主要元素的有机金属化合物溶液(具体地说,在本实施例中用Pb作为主要元素。在本实施例中通过浸渍基片涂上溶液,但也可用其它方法例如喷洒涂上溶液)。
不像在本实施例中那样涂以有机金属溶液来制造导电薄膜,包括微粒膜的导电薄膜可以用任何其它的合适方法制成,例如真空蒸发,溅射或化学气相淀积。
3)随后,如图100所示,来自一个成形电源110的适当电压被加到正、负电极102,103之间,以此执行激发成形过程,从而形成电子发射区105。
激发成形的过程是一种激发导电薄膜104的过程,使这一微粒膜适当地破坏,使膜104部分地变形或变性,从而转换成适合发射电子的结构。在由微粒膜构成的导电薄膜上已转换成适合发射电子的结构的那一部分(即电子发射区105)产生适当的缝隙。与电子区105成形之前的状态相比,在成形之后的状态下,在正、负电极102,103之间测得的电阻急剧增加。
为了更详细地描述激发方法,图11示出了适合作为成形电源110的一种电压波形。在微粒膜构成的导电薄膜经历激发成形过程时,最好是施加脉冲式的电压。在本例中,如图11所示,连续施加脉宽为T1,脉冲间隔为T2的三角波脉冲。同时逐渐增加三角波脉冲的峰值Vpf。另外按适当的间隔在三角波脉冲中插入一个监测脉冲Pm,以监测被成形的电子发射区的状态,并由一电流表111测量监测脉冲产生的电流。
在本例中在10-5乇量级的真空环境下,脉宽下设为1毫秒,脉冲间隔T2为10毫秒,而峰值的上升比例为每脉冲0.1V。另外在每5个三角波脉冲之后插入一监测脉冲Pm。为防止对成形过程的损害,监测脉冲的电压Vpm定为0.1V。当正、负电极102,103间的电阻达到1×106欧姆时,即在施加监测脉冲时由电流表111测得的电流下降到1×10-7A以下时,停止这一激发成形过程。
上述方法最适于本例的表面传导电子发射器件。当表面传导电子发射器件的结构被改变时,例如其材料及微粒膜的厚度或是电极间隙L改变时,激发的条件也应适当地随之改变。
4)如图10D所示,从活化电源112在正、负电极102,103之间施加一适当电压,执行激发活化过程,以改善其电子发射特性。
此处的激发活化工序是指对已由上述激成形工序成形的电子发射区105进行的激发工序,在适当条件下在该区105附近淀积炭或炭的化合物。(在图10D中,炭或炭化合物的淀积物由薄膜113代表)与激发活化工序之前相比,在施加同一电压时的发射电流在活化工序之后可增加到100倍或更高。
在10-4至10-5乇真空范围内对电子发射区105周期性地施加电压脉冲,从而在真空环境中淀积从有机化合物中产生的炭和炭化合物。淀积物113是由任一种单晶石墨,多晶石墨,非晶碳或是其混合物构成的。淀积的厚度被选为不大于500埃,最好不大于300埃。
为了更详细地说明该激发方法,图12A示出了适合由活化电源112施加的一种电压波形。在本例中,激发活化工序是通过周期性施加恒定的高波电压来执行的。具体地说,高波电压Vac被定为14V,脉冲T3为1毫秒,脉冲间隔T4被定为10毫秒。这种激发条件最适合本例的表面传导电子发射器件。当表面传导电子发射器件的结构改变时,激发条件也应做相应的适当改变。
图10D中的114是一个阳极,用于捕捉表面传导电子发射器件发射出的发射电流Ie。一DC高压电源115和一电流表116被连接到阳极114。(在把基片101制成显示板之后,在执行活化工序时把显示板的荧光膜作为阳极)。
当活化电源112向器件施加脉冲电压时,用电流表116测量发射电流Ie,以监测活化工序的进程,由此控制活化电源112的工作。图12B示出了由电流表116测得的一例发射电流Ie。如图所示,在活化电源112开始施加脉冲电压时,发射电流随时间而增大,但在一定时间周期后达到饱和而不再增加。在发射电流Ie基本饱和的时候,活化电源112就停止施加脉冲电压,并结束激发活化工序。
这些激发条件适用于本例的表面传导电子发射器件。当表面传导电子发射器件的结构改变时,激发条件也应相应地适当改变。
最后制成图10E所示的平板型表面传导电子发射器件。
阶梯型表面传导电子发射器件
以下描述另一种典型结构的表面传导电子发射器件,其电子发射区或邻近区域是由微粒膜构成的,即一种阶梯型结构的表面传导电子发射器件。
图13是用于解释阶梯型表面传导电子发射器件的局部视图。在图中,符号201是一个基片,202是正电极,203是负电极,206是一阶梯形成部分,204是微粒膜构成的导电薄膜,205是由激发成形工序成形的电子发射区,而213是由激发活化工序成形的薄膜。
阶梯型器件与上述平板型器件的区别是正电极202被设在阶梯部分206上,并且由导电薄204盖住阶梯形成部分206的一个侧面。因此,图9A和9B中平板型器件的电极间隙L在阶梯型件中被设置成阶梯形成部分206的阶梯高度Ls。基片201,正电极202,负电极203以及导电薄膜204由可采用与上述平板型件中所用的任何材料构成的微粒膜构成。阶梯形成部分由电绝缘材料构成,例如SiO2。
以下描述阶梯型表面传导电子发射器件的制造工序。图14A至14F是用于按顺序解释其制造工序的截面图。在这些图中与图13采用相同的元件标号。
1)首先看图14A,在基片201上形成负电极203。
2)如图14B所示在其上压一层用于形成阶梯形成部分206的绝缘层。该绝缘层是例如通过溅射构成的SiO2层。也可采用其他适当的膜成形方法,例如真空蒸汽或印刷等方法。
3)然后,如图14C所示的绝缘层上形成正电极202。
4)随后如图14D所示用例如蚀刻的方法除去部分绝缘层,暴露出负电极203。
5)然后按图14E所示形成的由微粒膜构成的导电薄204。导电薄膜204的形成是用膜成形技术实现的,例如在制造平板型器件时所用的涂层。
6)按着象制造平板型器件时一样执行激发成形工序,形成电子发射区。(这一成型工序可按照参照图10C描述相同方法进行)。
7)此后与制造平板型器件时一样执行激发活化工序,在电子发射区近旁沉积炭或炭化合物。(这一活化工序可按照参见图10D所描述的相同方法进行)。
最后制成图14F所示的阶梯型表面传导电子发射器件。(显示器件中专用的表面传导电子发射器件)。
在描述了平板和阶梯型表面传导电子发射器件的结构和制造工序之后,以下描述用在显示器件中的这些器件的特性。
图15示出了显示器件中所用器件的发射电流Ie一器件电压Vd特性曲线的一个典型例。应注意到图中的特性曲线是按任意的单位绘制的,因为发射电流Ie是随着例如器件尺寸结构等设计参数而变化的。
用在显示器件中的电子发射器件具有以下三个相对于发射电流Ie的特性。
第一,当施加到电子发射器件的电压超过某一值(称为门限电压Vth)时,发射电流Ie是急剧增大的,但在该门限电压Vth以下时则不能明显地测出。
因此,该电子发射器件是一种非线性器件,相对于发射电流Ie而言具有明确的门限电压Vth。
第二,发射电流Ie随着元件电压Vd而变化,并因此可由器件电压Vd控制其量值。
第三,由于电子发射器件发射出的发射电流Ie相对于器件电压Vd具有很高的响应速度,可以用施加器件电压Vd的时间间隔来控制器件发射出的电子数量。
由于具备上述特性,这种表面传导电子发射器件在显示器件中可以良好地工作。在包括大量对应着显示屏的象素布置的表面传导电子发射器件的显示器件中,利用上述第一特性,就可以按顺序扫描显示屏的方式显示图像。具体说就是在被驱动或选定的器件上施加与所需发射光的亮度相应的适当电压,该电压不小于门限电压Vth,而在未选中的器件上施加低于门限电压Vth的电压。此后按顺序切换被驱动的器件,从而对显示屏顺序扫描,显示出图像。
另外,利用上述第二和第三特性可以控制发射光的亮度,借以提供分色调的显示。
包括大量简单矩阵连线的器件的多电子束源的结构
以下描述一种多电子束源的结构,在其中把(大量)上述表面传导电子发射器件按简单矩阵连线排列在一个基片上。
图16是用于图2中所述显示板的多电子束源的平面视图。在一个基片上形成表面传导电子发射器件,它们均与图9A和9B中所示器件相同,并采用行方向或3和列方向线4按简单矩阵的连线方式布置。在行笔向线3与列方向线4之间的交叉处形成二者之间的绝缘层(未示出),以保持两条线相互电绝缘。
图17中示出了沿图16或17-17投影的截面图。
这种结构的多电子源是这样制造的,即首先在基片1上形成行方向线3,列方向线4,两线之间的绝缘层(未示出),以及表面传导电子发射器件的电极和导电薄膜,然后通过行方向线3和列方向线4激发这些器件,利用激发执行成形工序和活化工序。
(电路结构)
以下参照图18描述实施例1的图像显示器件中所用的电路结构。
图18是一个方框图,示出了该电路的基本结构。在图18中,标号71代表一显示板,72是扫描信号发生器,73是调制信号变压器,74是脉宽调制器,75是串行/并行(S/P)转换器,76是定时控制器,80是一恒压源,81是另一个恒压源,82是一受控电压源,83也是一个恒压源,84是一数据排列转换器。
以下将逐个描述这些部件的功能。
显示板71的结构已参照图2解释过了。显示板71的端子Dx1至Dxm在扫描信号发生器72电连接,端子Dy1至Dyn连接到调制信号电压变压器73,而端子Hv则连接到恒压源83。
扫描信号发生器72是用于产生扫描信号的电路,以便与图像显示的定时同步地按顺序扫描设在显示板71内的多个电子束源。具体地说,扫描信号发生器72向显示板71的端子Dx1至Dxm之一施加选择电压VsV,并向其余(m-1)个端子施加非选择电压Vns。此时,加有选择电压Vs的端子按照由定时控制器76发生的扫描定时控制信号Tscan被顺序扫描。选择电压被设定为0V并且实际上是由地电平提供的。非选择电压Vns的值被设定为上述图15中的电子发射门限电压Vth乘以0.8所得的值,并且由恒压源80提供。
调制信号变压器73是一个变压器电路,用于把脉宽调制器74的调制信号输出转换成驱动多电子束源的电压。具体地说,它把脉冲调制器74的调制信号输出的高电平转换成Vfv,并将其低电平转换成VnsV。参考值Vfv被设定为电子器件电压乘以1.6所得的值,但需要根据条形荧光物质与电子发射器件之间的位置偏差进行校正。Vfv由受控电压源82提供给调制信号变压器73。另外,VnsV被设定为电子发射器件的电子发射门限电压Vth乘以0.8所得的值,并由恒压源81提供。
恒压源83经端子Hv向显示板71的荧光膜施加一电压Vav。
为了确定各电压源的输出电压,必须考虑以下要求。
*为获得所需亮度,要求向荧光物质提供的电功率(Va×Ie)。
*在上述公式〔3〕中的参数已设定时的驱动状态,以便使电子束能照射到相应条形荧光物质的预定位置上。
*Vs和Vns是设定的,以免在按照简单矩阵连线排列的电子发射器件之间出现交扰。
在例1的图像形成器件中,参考到多电子束源中所用的表面传导电子发射器件的特性和荧光物质的发光特性,把电压值设定为Vns=7.2V,而Vf(参考值)=14.2V,并为适应荧光膜的发光特性把Va设定为5KV。
解码器79是用于对外部图像输入信号解码的电路,并包括一个用于本例1中NTSC制式TV信号的解码器。解码器79输出一同步信号SYnc和图像数据R,G,B。同步信号SYnc包括一垂直同步信号和一水平同步信号,而图像数据R,G,B包括红、绿及兰色的亮度数据。
数据排列转换器84是将解码器79提供的三元色亮度数据重新排列的电路,将其排列成与显示板71的像素排列相适应的数据。具体地说就是与三元色的荧光物质条相配套地对图像数据R,G,B进行抽样和重新排列,然后按串行信号数据输出。
定时控制器76根据解码器79提供的同步信号SYnc产生(Tread,Tsft,Tmod,Tscan及其他未示出的信号),用于在操作各相应部件时调节定时。
存储器78存储一校正值表1和校正值表2,并响应于定时控制器76提供的读出定时控制信号Tread去读出存储数据。按照校正值表1和校正值表2存储的数据是根据完成装配之后在显示板71的电子发射器件与荧光物质之间的位置偏差而确定的校正系数。
具体地说,校正值表1的数据至少有用于校正电子束路径的一个参数,使电子束能照射到相应荧光物质上的预定位置,在实践中,该数据至少是加到电子发射器件上的电压Vf的一个校正系数。从校正值表1中读出的一个校正系数Cor1被提供给受控电压源82校正其输出电压Vf。
校正值表2的数据至少有一个用于补偿发射光亮度变化的参数,这种亮度变化是由于按照校正值表1对施加到电子发射器件上的电压Vf进行的校正而造成的;在实践中,这至少一个校正系数的数据被用于图像数据Data。从校正值表2中读出的校正系数Cor2被送到计算器77去校正图像数据Data。
计算器77根据从存储器78中的校正值表2读出的校正系数Cor2执行计算,对来自数据排列转换器84的图像数据Data进行校正。
串行/并行转换器75是用于对计算器77输出的校正后的图像数据Data按照图像的各个行(即以n个像素为单位)进行串行/并行转换的电路,并包括一个带阀锁的移位寄存器。串行/并行转换器75输出n个并行信号D1至Dn。由定时控制器76提供的定时控制信号Tsft包括一用于操作移位寄存器的移位时钟,以及一锁时钟,用于在移位寄存器完成数据累积的时刻锁定转换一行数据。
脉宽调制器74包括n个脉宽调制电路,它们根据串行/并行转换器75提供的D1至Dn分别输出脉宽调制信号D1′至Dn′。具体地说,调制器74按照校正后和图像数据为需要较大(较小)亮度的数据输出具有较宽(较窄)宽度的脉冲。各个脉宽调制信号D1′至Dn′时输出定时是由定时控制器76提供的控制信号Tmod来控制的,由此来调节扫描信号发生器72的扫描信号输出与脉宽调制信号之间的同步关系。
(校正的过程)
以下对防止图像质量恶化的方法进行描述,这种恶化是由于例1的图像显示器件内的电子发射器件与荧光物质条之间的位置偏差造成的。
在开始操作图像显示器件之前,必须在图18的存储器78中存入校正值。以下首先参照图19的流程说明这一步骤的过程。
S81
最开始装配显示板。具体地说就是把其上已形成电子发射器件的基片与其上已形成荧光物质条的面板相互定位,并用真空容器封装,从而装配成图2所示的显示板。
S82
然后检查装配好的显示板,测量电子发射器件与荧光物质条之间的相对距离与一个设定值的偏差。实际测量是采用一个立体显微镜来观察装有电子发射器器件的基片上的直线纹路和面板的直线纹路。根据不同的情况可用实验方法通过驱动电子发射器件来估算偏差,使荧光物质真正地发光,将光的实际照射位置与设计的照射位置相比较。
S83
然后根据S82中测得的偏差,即电子发射器件与荧光物质条之间的相对位置与设定值的偏差,用计算机算出驱动参数的校正值。下文中将参照图20至23描述驱动参数的校正值。
S84
然后把S83中算出的校正值存入图18中的存储器78。
以上已描述了把校正值存入存储器78的方式,以下则参照图1A,1B及图20至23来描述存储在存储器78中的校正值。
如上所述,很难按设计值装配成无位置偏差的电子发射器件和荧光物质条,几乎所有的装配好的显示板都带有位置偏差,各个板上偏差的方向和数量均不同。因此可把位置偏差分为几种类型,以下将描述针对各种类型的校正值。
无位置偏差
图20是一个显示出电子束照射位置的平面示意图,图中所示的情况是,其上已形成图1A所示的电子发射器件的基片和其上已形成图1B所示的荧光物质条的面板按照预定的设计值装配,没有位置偏差。
在图20中,XY座标代表电子发射器件的二维布置方向,而AP,AE代表直线纹路。当显示板按设计值装配且没有位置偏差时,电子束如图所示照射在荧光物质条的预定位置上。此时不会产生色彩不精确及亮度下降的问题。因此,图18中受控电压源82的输出电压可以保持在设计时确定的参考值上不变,即Vf=14.2V。据此,来设定存储器78中校正值表1的数据,提供控制信号使受控电压源82输出14.2V。图像数据Data也可以在通过计算器77时直接输出。因此,如果计算器77是由一个乘法或除法计算器构成的,校正值表2的数据就被定为1。
荧光物质条在装配时的Y方向的偏差
图21是一平面示意图,示出了荧光物质条在电子发射器件阵列的Y方向上偏差了距离dif1的情况。电子束的照射位置在Y方向上偏离了设定位置。然而,如以上结合公式〔2〕所述,由于荧光物质条的长度PH,在设计时大于基片上电子发射器件阵列区域的Y方向长度EBy,不会产生显示图像边沿的丢失现象。因此,图18中受控电压源82的输出电压可以维持在与设计时设定的参考值相同,即Vf=14.2V。据此来设置存储器78中校正值表1的数据,提供适当的控制信号使受控电压源82输出14.2V。图像数据Data在通过计算器77时也可以直接输出。如果计算器77是由一个乘法及除法计算器构成的,校正值表2的数据就设定为1。
荧光物质条在装配时有X方向偏差
图22是一平面示意图,示出了荧光物质条在电子发射器件阵列的X方向偏差了距离dif2的情况。由于电子束照射在黑色导体10上,并且在邻接的荧光物质条上造成亮度不足和不精确的色彩。然而在本实施例中可以通过校正电子发射器驱动电压来防止这种亮度不足和色彩不精确的现象,即在图22中各箭头P的方向上校正电子束的照射位置。
具体地说就是利用公式〔3〕的关系按照偏差量dif2来校正电子束的偏移距离。此时的dif2可表示如下: 其中的dif2m是各个荧光物质条在X方向上偏离设定位置的距离。Lhm是电子发射器件与相应的荧光物质条之间的距离,VfV是加到电子发射器件上的驱动电压参考值,Vf′V是加到电子发射器件上的校正后的驱动电压,VaV是加到荧光物质条上的电压,以及K是根据电子发射器件的类型和结构而确定的常数。
从公式〔4〕中解出Vf′,得到: 据此来设定作为数据存储在存储器78中的校正值表1内的校正值,把受控电压源82的输出电压从Vf校正或公式〔4′〕中算出的Vf′。
另一方面,当电子发射器件的驱动电压从Vf被校正成Vf′时,电子束的照射位置得到校正,但整个显示图像的亮度也会由于发射电流Ie的增大而同时变化。参见图15中的电子发射特性,发射电流从Ie增加到Ie1′。因此,整个显示图像的亮度会达到初始设计亮度的Ie′/Ie倍。通过校正图像数据Data可以防止这种亮度变化。在本例中的计算器77采用一乘法器,并把Ie/Ie′作为校正值表2的校正值存储在存储器78中。
通过在存储器78的校正值表1和2中分别存入上述两个校正值,就可以在荧光物质条出现X方向偏差时鹇正电子束的照射位置和电荷量。显而易见,尽管图22中所示是荧光物质条仅在X方向有偏差的情况,即使是同时出图21所示的Y方向偏差,也可以在存储器78中存入类似的校正值以防止可能出现的缺陷。
荧光物质条(面板)大装配时有角度偏差
图23的平面示意图示出了面板发生转动的情况,因此在装配时相对于设有电子发射器件的基片与预定的角度有一些角度偏差。
此时,由于电子束照射到黑色导体10上,使邻近的荧光物质条产生亮度不足和不精确的色彩。另外,由于电子束的照射位置随着其在显示屏上的位置具有不同的偏差量,在整个屏上的图像质量都会出现参差不齐的缺陷。
然而在本例中可以通过校正电子发射器件的驱动电压来防止出现亮度不足和色彩不精确的现象,通过校正驱动电压,按照图23中箭头P1至P4所示来校正电子束照射位置的方向和大小。与上述图22的情况相同,利用公式〔3〕的关系来校正电子束偏移的距离。
此时并非象图22的那种情况下对所有电子发射器件采用相同的校正量,而是对各个X方向行的电子发射器件进行校正。
具体地说,用于相应各行电子发射器件驱动电压的校正值作为数据被存在存储器78中的校正值表1内,并且按照逐行驱动电子发射器件的定时被同步地读出,以此来校正受控电压源82的输出电压。
另外,为防止由于电子束照射位置的校正而使亮度发生变化,对各行电子发射器件还需要按不同的量值校正图像数据Data。因此要把相应各行电子发射器件的亮度校正值作为数据存入存储器78中的校正值表2内,并且按照图像数据Data的输入定时同步地逐个读出,然后在计算器77中校正图像数据。
如上所述,通过对每个器件行计算出两个校正值,并将它们分别存入存储器78的校正值表1和2中,如果荧光物质条出现某一角度的倾斜偏差,就可以校正电子束的照射位置和电荷量。
尽管上文中是以电子发射器件的行为单位来进行校正的,如果需要对位置偏差做更精确的校正,就要求对每个电子发射器件进行校正。此时要把用于相应电子发射器件的驱动电压校正值作为数据存入存储器78中的校正值表1,并且图18中的受控电压源82的数量应有n个,以便单独地校正来自脉宽调制器74的电压输出信号D1′至Dn′。另外,把相应电子发射器件的亮度校正值作为数据存入存储器78的校正值表2中,并在计算器77中对每个象素的图像信号进行校正计算。
以上描述了实施例1的图像显示器件。从上文中可见,无论电子发射器件和荧光物质条与其正确的位置关系之间有无偏差,都可获得良好的显示图像。〔实施列2〕
以下描述本发明图像显示器件的另一个实施例。显示板的结构和制造过程以及电子发射器件的优选结构和制造过程均与例1类似,因此不再说明。以下描述电路的结构和校正过程。
(电路结构)
下面参照图24说明实施例2的图像显示器件中的电路结构。
图24是一个表示电路基本结构的框图。在图24中,标号71代表显示板,72是扫描信号发生器,73是调制信号变压器,74是脉宽调制器,75是串行/并行(S/P)转换器,76是定时控制器,77是计算器,79是解码器,80是一恒压源,81是另一恒压源,84是数据排列转换器。这些电路与上文中参照图18描述的实施例1中的相应电路具有相同的功能。另外85是一个存储器,86是又一个恒压源,而87是一个受控电压源。
实施例2与实施例1的不同之处在于:实施例1中是通过校正电子发射器件的驱动电压Vf来校正电子束的照射位置,而实施例2是通过校正施加到荧光物质上的电压Va来校正电子束的照射位置。图24的电路可以根据电子发射器件和荧光物质条的偏差来校正施加给荧光物质的电压Va。
具体地说,施加到荧光物质上的电压Va的校正值作为校正表3的数据被存入存储器85,连接在显示板71的端子Hv上的受控电压源87按照从校正值表3中读出的校正值Cor3输出一个电压。受控电压源87输出电压的参考值被设定为5KV,并且根据校正值Cor3受到校正。
恒压源80,81的输出电压仍被分别设定为Vns=7.2V,而恒压源86的输出电压被设定为Vf=14.2V。
(校正过程)
在实施例2的图像显示器件中,事先按照图19所示的流程把校正值作为校正表3和4的数据存入存储器85。
以下描述这些校正值。
无位置偏差
在图20所示的无位置偏差的情况下,受控电压源87的输出电压可以保持在参考值,即Va=5KV。据此来设定存储器85中的校正值表3的数据,提供适当的控制信号Cor3使受控电压源87输出5KV。另外,图像数据Data可以在通过计算器77时直接输出。因此,如果计算器77是由一个乘法和除法计算器构成的,校正值表1的数据就设定为1。
荧光物质在装配时有Y方向偏差
当荧光物质条如图21所示在Y方向上偏离时,电子束的照射位置在Y方向上偏离设定的位置。然而,如上文中结合公式〔2〕所述,由于荧光物质条的长度PHy被设计成大于基片上电子发射器件阵列区的Y方向长度EBy,不会出现显示图像边沿丢失的现象。因此,图24中受控电压源87的输出电压可以保持其设计时的参考值,即Va=5KV。相应地设定存储器85中校正值表3的数据,以便提供适当的控制信号Cor3,使受控电压源87输出5KV。并且图像数据Data在通过计算器77时可以直接取出。因此,当计算器77由一个乘法和除法计算器构成时,校正值表4的数据被设定为1。
荧光物质条在装配时的X方向偏差
当荧光物质条如图22所示在电子发射器件阵列的X方向偏离了距离dif2时,在实施例2中是这样来防止亮度不足和色彩的不精确的,即对加到荧光物质上的电压进行校正,在图22中各箭头P所指方向上校正电子束的照射位置。
具体地说就是利用公式〔3〕按dif2的量值校正电子束的偏移距离。dif2可推导如下: 其中的dif2m是荧光物质条X方向上与设定位置的偏离距离,Lhm是电子发射器件与相应的荧光物质条之间的距离,VfV是电子发射器件上的驱动电压,VaV是加到荧光物质条上的电压(参考值),Va′V是校正后加到荧光物质上的电压,以及K是根据电子发射器件的类型和结构而确定的一个常数。
从公式〔5〕中解出Va′,得到 据此来设定作为校正值表3的数据存储在存储器85中的校正值,把受控电压源87的输出电压从Va校正成用公式〔5′〕算出的Va′。
另一方面,当加到荧光物质上的电压从Va被校正成Va′时,电子束的照射位置得到校正,然而由于用来激励荧光物质的电功率从Ie×Va变成了Ie×Va′,整个显示图像的亮度也会同时变化。因此,整个显示图像的亮度比初始设计的亮度要亮或暗Va′/Va倍。这种亮度变化可通过校正图像数据Data来防止。在本实施例中,计算器77采用一个乘法器,并把Va/Va′作为校正值表4的校正值存入存储器85。
通过在存储器85中的校正值表3和4中分别存入上述两个校正值,当荧光物质条在X方向上偏离时,可以对电子束的照射位置和用于激励荧光物质的电功率进行校正。显然,尽管图22中说明的是荧光物质条仅在X方向上偏离的情况,即使是同时出现图21所示的Y方向偏差,也可以在存储器85中存入类似的校正值,以防止可能出现的缺陷。
荧光物质条(面板)在装配时有角度偏差
当面板被转动并因此在装配时相对于其上设有电子发射器件的基片与预定角度有些角度偏差时,如图23所示,在实施例2中是通过对加到荧光物质上的电压Va进行校正来防止亮度不足和色彩不精确的现象,通过校正电压Va按照图23中的箭头P1至P4所指来校正电子束照射位置的方向和量值。即按照以上参照图22所示的情况利用公式〔3〕的关系来校正电子束的偏移距离。
此时并非象参照图22所述那样对所有电子发射器件采用相同的校正值,而是对电子发射器件的每个X方向行进行校正。
具体地说就是把用于电子发射器件的相应行的Va的校正值作为校正值表3的数据存入存储器85,并且与逐行驱动电子发射射器件的定时同步地被读出,因而校正受控电压源87的输出电压。
另外,为了防止由于电子束照射位置的校正使亮度发生变化,图像数据Data也需要相对于各行电子发射器件做不同量值的校正。因此把对应相应电子发射器件行的亮度校正值作为校正值表4的数据存入存储器85,并且与图像数据Data的输入定时同步地被分别读出,随后在计算器77中校正图像数据。
如上所述,通过对每个器件行计算出两个校正值,并将它们分别存入存储器85中的校正值表3和4,当荧光物质条有倾斜的角度的偏差时,就可以对电子束的照射位置和用于激励荧光物质的电功率进行校正。
以上描述了实施例2的图像显示器件。按照上文所述可见,无论电子发射器件和荧光物质条与其正确位置关系之间有无偏差,都可以提供良好的显示图像。
〔实施例3〕
以下说明本发明图像显示器件的又一个实施例。
首先参照图25A至25C说明实施例3的校正方法,图25A至25C都是截面图,分别示出了从一个电子发射器件发射出的电子束投射到相应荧光物质条上的路径。在这些图中,标号1是其上设有电子发射器件的基片,7是面板。为便于说明,各图中仅示出一个电子发射器件。
图25A说明了电子发射器件和荧光物质条在显示板装配好之后完全没有偏离设计位置的情况。在图25A中,Lef代表事先按公式〔3〕设计的距离。
此时,象上述实施例1和2中一样,在实施例3中同样不以对加到电子发射器件上的电压Vf和加到荧光物质上的电压Va的数值进行校正。
图25B说明了荧光物质条在显示板装配之后在X方向上从图25A中所示的设计位置偏离了距离dif2。此处假设该dif2小于荧光物质条的间距。
在此情况下,如实施例1中那样,在实施例3中同样对加到电子发射器件上的电压Vf进行校正,使发自G(缘)电子发射器件的电子束准确地照射到G荧光物质上。另一方面,按实施例2中那样,还对加到荧光物质上的电压Va进行校正。
图25C说明了荧光物质条在显示板装配之后平行于X方向偏离了距离dif3,或是倾斜了某一角度。此处假设该dif3大于荧光物质条的间距PX。
在此情况下,在理论上可以按图25B的情况通过校正Vf或Va对电子束的路径进行校正,使校正的量值对应距离dif3。然而,如果Vf或Va的校正比例过大,就会使照射到荧光物质上的电子束光点形状发生变形,或是对图像数据的校正不能充分地补偿由电压校正所致的亮度变化。这样就会导致光点形状的变形,整个图像的亮度偏移,或是导致色调的动态范围不足。
为避免这种缺陷,在实施例3的图像显示器件中对电子束的路径进行校正,利用电压校正使其处于对应一个荧光物质条间距的距离内,并且把加到一个电子发射器件上的驱动信号换成用于该电子发射器件发出的光束实际照射到的那个荧光物质的驱动信号。在实践中,针对图25C的情况,把利用电压校正对电子束路径的校正距离定为dif4,并把R(红)驱动信号加到按原设计应使用G驱动信号的那个电子发射器件上。
以下描述用于实现这种校正方法的显示板结构和电路。
实施例3的显示板结构基本上与图2所示相同。实施例3中所用的显示板面板可采用与图1B中相同的板,但在此处使用了图26B所示的另一种结构。
图26A和26B都是平面示意图,示出了实施例3中电子发射器件和荧光物质条的设定位置。图26A表示在基片1上形成的电子发射器件2的阵列,而图26B示出了形成在面板7上的荧光物质条11,11′的阵列。按照图1A和1B中所用的同一原理,在图中标出了直线纹路AE,距离LE,直线纹路AP,距离LP,距离EBy,距离PHy,阵列间距Px,以及阵列间距PY。图26B中的面板与图1B中面板的区别是增加了初级荧光物质条11′。具体地说,除了设有与图26A所示的基片上的电子发射器件阵列相对应的荧光物质条11之外,还在11的两侧设有如阴影区所示的初级荧光物质条11′。其目的是用初级荧光物质条来防止图像边沿的丢失,在实施例3的上述情况下,如果荧光物质条相对于电子发射器件在X方向上偏离了一个间距以上的距离,若在一个间距之内对电子束照射位置进行校正,就会造成这种边沿丢失现象。尽管在图26B的左、右两侧各设了一个初级荧光物质条11′,如果估算出的位置偏差有可能超过两个间距,也可以设置更多的初级荧光物质条11′。另外,在所述的情况下,初级荧光物质条11′的颜色是根据荧光物质条11的颜色顺序规律来确定的(即重复的R,G,B)。
以下参照图27说明用于实施例3图像显示器件的电路。
图27是一个表示电路基本结构的框图。在图27中,标号71代表一显示板,72是扫描信号发生器,73是调制信号变压器,74是脉宽调制器,75是串行/并行(S/P)转换器,76是定时控制器,77是一个计算器,79是解码器,80中一恒压源,81是另一恒压源,86是又一个恒压源,而87是一个受控电压源。这些电路与上文中参图24所示的实施例2中的相应电路功能相同。另外,88是一存储器,存储了三个校正值表5至7,而89是一个根据控制信号Cor5操作的数据排列转换器。
在图27的电路是是通过对加到荧光物质上的驱动电压Va进行校正来校正电子束的照射位置。具体地说,把荧光物质供电电压Va的校正值作为校正值表6的数据存入存储器88,并且连接到显示板71的端子Hv上的受控电压源87按照从校正值表5中读出的校正值Cor6输出一个电压。校正值Cor6代表一个能在一个间距之内适当校正电子束照射位置的值。在实践中,受控电压源87的参考值被定为5KV,并根据校正值Cor6进行校正。同样,恒压源80,81的输出电压各自一在Vns=7.2V,而恒压源86的输出电压被定为Vf=14.2V。
存储器88中的校正表7存储着用于校正图像数据Data的校正系数,与图24中的校正表24相同。
另外,存储器88中的校正表5存储排列校正所需的信息,以便对数据排列转换器89输出的排列进行校正。
当电子发射器件与荧光物质条之间在X方向上的位置偏差处于一个间距之内时,数据排列转换器89最初按照彩色顺序排列图像数据R,G,B,但在位置偏差超过了一个间距时则改变其彩色顺序。
采用上述电路结构,可在荧光物质条的一个间距内校正电子束的路径,其做法是对加到荧光物质上的电压Va进行校正,并且可以把一个电子发射器件的驱动信号换成用于该电子发射器件的光束实际照射到的那个荧光物质的驱动信号。
尽管在图27中是通过校正荧光物质上的电压Va来校正电子束的路径,但也可以采用另一种电路结构,考虑到图18的电路结构,也可以通过对加到电子发射器件上的电压Vf进行校正来校正电子束的路径。
以上说明了实施例3的图像显示器件,从上文中可以看出,无论电子发射器件和荧光物质条与其正确位置关系之间有无偏差,都可获得良好的图像显示。特别是在采用实施例3时,即使是电子发射器件与荧光物质条之间的位置偏差超过一个条的间距,仍可获得良好的图像。
按照本发明上文中的充分描述,即使电子发射器件和荧光物质条在显示板装配之后偏离了其设定位置,仍在以下可能,即不仅能防止显示图像缺少边沿,还能避免屏幕上图像的亮度不足或不均匀现象。此外还可防止色彩的不准确或混淆。
换言之,可以防止由于偏离了设定位置所致的图象质量恶化。
作为结论,本发明可以提供防止图像质量恶化的优点,减少各个显示器件之间的特性差异,并且增加产量。
Claims (11)
1.一种图像形成装置,包括设在基片上的由多个电子发射器件构成的一个电子束源,以及图像形成元件,用于按照上述电子发射器件发射出的电子束的照射形成图像,其特征是:
上述图像形成元件是条形的元件,上述多个电子发射器件各自包括沿一个方向并排设置在上述基片表面上的一个负电极、一个电子发射区和一个正电极,该方向垂直于上述条形元件的延伸方向。
2.按照权利要求1的图像形成装置,其中上述图像形成元件的区域大于上述基片上设有上述电子束源的区域。
3.按照权利要求1的图像形成装置,其中的上述装置包括:驱动装置,用于按照图像信号向上述多个电子发射器件施加驱动信号;向上述图像形成元件施加电压的装置;以及校正装置,根据上述电子发射器件与上述图像形成元件之间的相对位置关系与设定值的偏差,校正向上述图像形成元件施加电压的装置的输出电压。
4.按照权利要求1的图像形成装置,其中的上述装置包括驱动装置,用于根据图像信号向上述多个电子发射器件施加驱动信号,向上述图像形成元件施加电压的装置,以及用于校正上述驱动装置的输出信号的校正装置,用于根据上述电子发射器件与上述图像形成元件之间的相对位置关系与设定值的偏差向上述电子发射器件施加驱动信号。
5.按照权利要求1的图像形成装置,其中的上述装置包括驱动装置,用于根据图像信号向上述多个电子发射器件施加驱动信号,向上述图像形成元件施加电压的装置,以及用于校正提供给上述驱动装置的上述图像信号的校正装置,用于根据上述电子发射器件与上述图像形成元件之间的相对位置关系与设定值的偏差向上述电子发射器件施加驱动信号。
6.按照权利要求5的图像形成装置,其中用于校正上述图像信号的上述校正装置包括亮度校正装置,用于根据上述电子发射器件与上述图像形成元件之间的相对位置关系与设定值的偏差校正上述图像信号的亮度。
7.按照权利要求5的图像形成装置,其中用于校正上述图像信号的上述校正装置包括排列校正装置,用于根据上述电子发射器件与上述图像形成元件之间的相对位置关系与设定值的偏差校正上述图像信号的排列。
8.按照权利要求1的图像形成装置,其中的上述装置包括驱动装置,用于根据图像信号向上述多个电子发射器件施加驱动信号,向上述图像形成元件施加电压的装置,以及脉宽校正装置,用于根据上述电子发射器件与上述图像形成元件之间的相对位置关系与设定值的偏差来校正向上述电子发射器件施加驱动信号的上述驱动装置的输出信号的脉冲宽度。
9.按照权利要求1至8中任意之一的图像形成装置,其中的上述电子发射器件是一种横向场效应电子发射器件。
10.按照权利要求1至8中任意之一的图像形成装置,其中的电子发射器件是表面传导电子发射器件。
11.按照权利要求1至8中任意之一的图像形成装置,其中的上述图像形成元件是荧光物质的条带。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34548193A JP3284483B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 画像形成装置 |
JP345481/93 | 1993-12-22 | ||
JP31328394A JP3287713B2 (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | 画像形成装置 |
JP313283/94 | 1994-12-16 | ||
JP313283 | 1994-12-16 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1115901A CN1115901A (zh) | 1996-01-31 |
CN1083615C true CN1083615C (zh) | 2002-04-24 |
Family
ID=26567508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN94119228A Expired - Fee Related CN1083615C (zh) | 1993-12-22 | 1994-12-22 | 图像形成装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6121942A (zh) |
EP (2) | EP0806789B1 (zh) |
KR (1) | KR0172634B1 (zh) |
CN (1) | CN1083615C (zh) |
AT (2) | ATE191296T1 (zh) |
CA (1) | CA2138737C (zh) |
DE (2) | DE69423716T2 (zh) |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07135594A (ja) * | 1993-11-11 | 1995-05-23 | Canon Inc | 撮像制御装置 |
JP3311201B2 (ja) * | 1994-06-08 | 2002-08-05 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
CN1106656C (zh) * | 1994-09-22 | 2003-04-23 | 佳能株式会社 | 电子发射器件、电子源及成像设备 |
JP3219185B2 (ja) | 1995-08-23 | 2001-10-15 | キヤノン株式会社 | 電子発生装置、画像表示装置およびそれらの駆動回路、駆動方法 |
JP3311246B2 (ja) | 1995-08-23 | 2002-08-05 | キヤノン株式会社 | 電子発生装置、画像表示装置およびそれらの駆動回路、駆動方法 |
US5767823A (en) * | 1995-10-05 | 1998-06-16 | Micron Display, Inc. | Method and apparatus for gray scale modulation of a matrix display |
GB2320127A (en) * | 1996-12-04 | 1998-06-10 | Ibm | Display device |
US6069598A (en) * | 1997-08-29 | 2000-05-30 | Candescent Technologies Corporation | Circuit and method for controlling the brightness of an FED device in response to a light sensor |
US6069597A (en) * | 1997-08-29 | 2000-05-30 | Candescent Technologies Corporation | Circuit and method for controlling the brightness of an FED device |
JP3025251B2 (ja) | 1997-12-27 | 2000-03-27 | キヤノン株式会社 | 画像表示装置及び画像表示装置の駆動方法 |
JP3305283B2 (ja) * | 1998-05-01 | 2002-07-22 | キヤノン株式会社 | 画像表示装置及び前記装置の制御方法 |
GB2337358B (en) * | 1998-05-16 | 2002-06-05 | Ibm | Active correction technique for a magnetic matrix display |
JP2000311587A (ja) * | 1999-02-26 | 2000-11-07 | Canon Inc | 電子放出装置及び画像形成装置 |
US6354736B1 (en) * | 1999-03-24 | 2002-03-12 | Honeywell International Inc. | Wide temperature range RTD |
US6214496B1 (en) * | 1999-03-29 | 2001-04-10 | Infineon Technologies North America Corp. | Method for reducing corner rounding in mask fabrication utilizing elliptical energy beam |
JP4298156B2 (ja) * | 1999-12-08 | 2009-07-15 | キヤノン株式会社 | 電子放出装置及び画像形成装置 |
US6842160B2 (en) | 2000-11-21 | 2005-01-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Display apparatus and display method for minimizing decreases in luminance |
JP3937906B2 (ja) | 2001-05-07 | 2007-06-27 | キヤノン株式会社 | 画像表示装置 |
US6767674B2 (en) | 2001-10-26 | 2004-07-27 | Infineon Technologies Ag | Method for obtaining elliptical and rounded shapes using beam shaping |
JP3720017B2 (ja) * | 2002-11-14 | 2005-11-24 | 株式会社東芝 | 平面型表示装置を駆動する方法及び駆動システム |
KR101002278B1 (ko) * | 2004-02-03 | 2010-12-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전계 방출형 백라이트 소자 |
KR20050104649A (ko) * | 2004-04-29 | 2005-11-03 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전자 방출 표시장치 |
DE102004028233A1 (de) * | 2004-06-11 | 2005-12-29 | Deutsche Thomson-Brandt Gmbh | Verfahren zur Ansteuerung und Schaltung eines Elements einer Leuchtanzeige |
JP2006017853A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Canon Inc | 画像表示方法及び画像表示システム |
US7592743B2 (en) * | 2004-12-27 | 2009-09-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Compensation of warping in display apparatus substrate |
JP2008010399A (ja) * | 2006-05-31 | 2008-01-17 | Canon Inc | 画像表示装置 |
JP2008010349A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Canon Inc | 画像表示装置 |
US20190213946A1 (en) * | 2017-10-18 | 2019-07-11 | Dongguan Darzune Optotech Co., Limited | Led module, led display screen, and display system |
WO2019220278A1 (ja) * | 2018-05-17 | 2019-11-21 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 表示装置、及び電子機器 |
KR102609852B1 (ko) * | 2019-01-16 | 2023-12-06 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 및 표시 시스템 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2561019B1 (fr) * | 1984-03-09 | 1987-07-17 | Etude Surfaces Lab | Procede de realisation d'ecrans de visualisation plats et ecrans plats obtenus par la mise en oeuvre dudit procede |
EP0185674A1 (en) * | 1984-05-11 | 1986-07-02 | Sri International | Flat panel display utilizing linear array of field emission cathodes |
JPH0821343B2 (ja) * | 1986-06-04 | 1996-03-04 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
US4904895A (en) * | 1987-05-06 | 1990-02-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron emission device |
EP0299461B1 (en) * | 1987-07-15 | 1995-05-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron-emitting device |
JP2622842B2 (ja) * | 1987-10-12 | 1997-06-25 | キヤノン株式会社 | 電子線画像表示装置および電子線画像表示装置の偏向方法 |
JP2614241B2 (ja) * | 1987-10-13 | 1997-05-28 | キヤノン株式会社 | 電子線発生装置 |
JP2639542B2 (ja) * | 1987-12-03 | 1997-08-13 | キヤノン株式会社 | 電子線発生装置およびそれを用いた表示装置 |
JP2623738B2 (ja) * | 1988-08-08 | 1997-06-25 | 松下電器産業株式会社 | 画像表示装置 |
US5008657A (en) * | 1989-01-31 | 1991-04-16 | Varo, Inc. | Self adjusting matrix display |
JPH02229142A (ja) * | 1989-03-03 | 1990-09-11 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | 液晶化合物 |
JP3044382B2 (ja) * | 1989-03-30 | 2000-05-22 | キヤノン株式会社 | 電子源及びそれを用いた画像表示装置 |
JPH02257551A (ja) * | 1989-03-30 | 1990-10-18 | Canon Inc | 画像形成装置 |
JP2823309B2 (ja) * | 1990-03-30 | 1998-11-11 | 三洋電機株式会社 | フラットディスプレイの電極駆動装置 |
JP2967288B2 (ja) * | 1990-05-23 | 1999-10-25 | キヤノン株式会社 | マルチ電子ビーム源及びこれを用いた画像表示装置 |
JP2656851B2 (ja) * | 1990-09-27 | 1997-09-24 | 工業技術院長 | 画像表示装置 |
US5262698A (en) * | 1991-10-31 | 1993-11-16 | Raytheon Company | Compensation for field emission display irregularities |
-
1994
- 1994-12-20 US US08/359,838 patent/US6121942A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-12-20 AT AT94309565T patent/ATE191296T1/de active
- 1994-12-20 EP EP97202262A patent/EP0806789B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-12-20 DE DE69423716T patent/DE69423716T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-12-20 AT AT97202262T patent/ATE220821T1/de not_active IP Right Cessation
- 1994-12-20 EP EP94309565A patent/EP0660367B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-12-20 DE DE69430999T patent/DE69430999T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-12-21 CA CA002138737A patent/CA2138737C/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-22 KR KR1019940036701A patent/KR0172634B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1994-12-22 CN CN94119228A patent/CN1083615C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR0172634B1 (ko) | 1999-02-01 |
EP0660367A1 (en) | 1995-06-28 |
US6121942A (en) | 2000-09-19 |
DE69430999D1 (de) | 2002-08-22 |
CA2138737C (en) | 2000-09-05 |
ATE220821T1 (de) | 2002-08-15 |
EP0806789A3 (en) | 1998-03-25 |
EP0806789B1 (en) | 2002-07-17 |
DE69423716T2 (de) | 2000-08-17 |
EP0660367B1 (en) | 2000-03-29 |
CN1115901A (zh) | 1996-01-31 |
AU8162594A (en) | 1995-06-29 |
KR960030303A (ko) | 1996-08-17 |
AU677877B2 (en) | 1997-05-08 |
ATE191296T1 (de) | 2000-04-15 |
EP0806789A2 (en) | 1997-11-12 |
CA2138737A1 (en) | 1995-06-23 |
DE69423716D1 (de) | 2000-05-04 |
DE69430999T2 (de) | 2003-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1083615C (zh) | 图像形成装置 | |
CN1123048C (zh) | 成象装置 | |
CN1143357C (zh) | 图象形成装置及其制造方法 | |
CN1086507C (zh) | 成象装置 | |
CN1154148C (zh) | 图象形成装置及其驱动方法 | |
CN1153239C (zh) | 电子发射装置及包括此电子发射装置的成像装置 | |
CN1115710C (zh) | 电子束设备与成像设备 | |
CN1066571C (zh) | 电子束发生装置和驱动该装置的方法 | |
CN1115709C (zh) | 电子束发生装置及驱动该装置的方法 | |
CN1130747C (zh) | 电子发射器件,电子源基片,成像设备及其生产方法 | |
CN1143356C (zh) | 使用电子发射器件的电子装置及成象装置 | |
CN1169187C (zh) | 图象形成装置 | |
CN1114224C (zh) | 电子束装置、图象形成装置及电子束装置的制造方法 | |
CN1154149C (zh) | 通过电子辐射来形成图象的图象形成设备 | |
CN1127750C (zh) | 减少电荷的薄膜,图象形成装置及其制造方法 | |
CN1072838C (zh) | 电子束发生装置和使用电子束发生装置的图象形成装置 | |
CN1133199C (zh) | 采用电子发射器件的电子装置及成像装置 | |
CN1123037C (zh) | 电子源、采用它的成象器及其制造方法 | |
CN1147900C (zh) | 电子发射器件和电子源及图像形成装置的制造方法 | |
CN1126137C (zh) | 电子发射器件及其制造方法 | |
CN1060881C (zh) | 电子源和成象装置 | |
CN1154081C (zh) | 图象形成装置及其制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20020424 Termination date: 20131222 |