CN1109633A - 电子源和成象装置 - Google Patents

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Abstract

电子源，它包括基底、设置在基底上的行方向引 线和列方向引线、以及与行和列方向引线相连的电子 发射元件，一恒定电压加到行和列方向引线中的一个 上，一对应于输入信号的可变电压被加到其他引线 上，从而使电子发射元件发射电子束。借助该电子源 和采用该电子源的成象装置，可选择众多电子发射元 件中所需要的一个、有选择地控制从其发射的电子的 数量、并在不用栅极的情况下会聚电子束，从而使电 子发射元件阵列具有更高的密度并产生更清晰的图 象。

Description

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.，47，52，48（1976）上的“Physical  properties  of  thin-film  field  emission  cathodes  with  molybdenum  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.I.  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）。
在上述具有采用表面传导电子发射元件的电子源的自发光显示装置中，由一种线性电子源与一种驱动信号的结合，来选择构成电子源的众多表面传导电子发射元件中所希望的一个;该电子源被用来发射电子以从荧光物质发光;上述线性电子源（称为行方向电子源）包括众多的表面传导电子发射元件，这些表面传导电子发射元件被并行设置以沿行方向（或称为X方向）排列，并通过引线互连;该驱动信号加在相应的一个控制电极（称为栅极）上，这些栅极设在电子源和荧光物质之间的空间中，并沿着与行方向电子源相垂直的方向（称为列方向或Y方向）。（参见本申请人递交的日本专利公开第64-31332号）。
在这种图象显示装置中，当然要求产生良好的图象，而且要求其诸如亮度的具体性能的变化要小，所以不仅各个表面传导电子发射元件和相应的栅极之间的水平对准要均匀，而且栅极和表面传导电子发射元件之间的竖直距离也要均匀。因此，本申请人提出了一种新颖的结构，其中栅极被叠置在表面传导电子发射元件上，这对于高精度地对准栅极与表面传导电子发射元件是有效的。（参见诸在包括栅极和具有这种电子源的图象显示装置的传统电子源中，一般可通过适当控制加在栅极上的电压来控制电子束的会聚和发散。
在本申请人提出的图象显示装置中，众多表面传导电子发射元件得到排列以形成电子源，且以对着电子源的方式设置荧光物质;在这种图象显示装置中，沿着与并行设置的的元件的引线（行方向引线）垂直的方向（列方向）设置的栅极对于选择所希望的电子发射元件是不可缺少的。
另外，为了使以与电子源相对的方式设置的荧光物质能以受到选择控制的亮度发光，沿着与元件的行方向引线相垂直的方向设置的栅极也是不可缺少的。
本发明的一个目的，是提供一种电子源，它包括众多的元件，且它可选择这些众多的源元件中所希望的一个，并用比带有栅极的传统电子源更简单的结构和更容易的方式，对该源元件发射的电子量进行控制;本发明还提供了一种诸如图象显示装置的成象装置，它包括诸如电子源和以与该电子源相对关系设置的荧光物质，该电子源能以选择受控的亮度和比采用传统电子源的图象显示装置更高的图象质量，使荧光物质发光。
本发明的另一目的，是提供一种电子源和诸如采用该电子源的图象显示装置的成象装置，它能以比具有栅极的传统电子源和采用传统电子源的图象显示装置更简单的结构和更容易的方式，改进所发射的电子束的会聚。
为实现上述目的，根据本发明，提供了一种电子源，该电子源包括一个基底、设在该基底上的行连线和列连线、和与这些行和列连线相连的电子发射元件，其中该电子发射元件的电子发射区被行和列连线中的一种所围绕。
在上述电子源中，电子发射元件的电子发射区最好被连线沿四个方向中的至少三个方向所包围，这四个方向处于电子发射元件所在的平面中并彼此正交。
在上述电子源中，加在围绕电子发射区的连线上的电压幅值最好不超过加在其他连线上的电压幅值。
此外，在上述电子源中，围绕电子发射区的连线最好被加有一个对应于一扫描信号的电压，而对其他连线则加有对应于一调制信号的电压。
另外，在上述电子源中，所设置的电子发射元件、行连线和列连线的数目均为多个，该多个电子发射元件被阵列成一矩阵图形，且多个电子发射元件中的每一个的电子发射区均被行和列连线中的一种所围绕。
在上述电子源中，各个电子发射元件的电子发射区最好被连线沿四个方向中的至少三个方向所包围，这四个方向处于电子发射元件所在的平面中并彼此正交。
为实现上述目的，根据本发明，还提供了一种电子源，该电子源包括一个基底、叠置在该基底上的行连线和列连线-这些行连线和列连线彼此交叉且在其间设有绝缘层、以及与行和列连线相连的电子发射元件，其中电子发射元件的电子发射区最好被设在绝缘层上的行和列连线中的一种所围绕。
在上述电子源中，各个电子发射元件的电子发射区最好被设在绝缘层上的连线沿四个方向中的至少三个方向所包围，这四个方向处于电子发射元件所在的平面中并彼此正交。
在上述电子源中，与扫描信号对应的电压的幅值最好不大于加在设在绝缘层下的其他连线上的电压幅值。
另外，在上述电子源中，所设置的电子发射元件、行连线和列连线的数目均为多个，该多个电子发射元件被阵列成一矩阵图形，且多个电子发射元件中的每一个的电子发射区均被设在绝缘层上的行和列连线中的一种所围绕。
在上述电子源中，各个电子发射元件的电子发射区最好被设在绝缘层上的连线沿四个方向中的至少三个方向所包围，这四个方向处于电子发射元件所在的平面中并彼此正交。
在上述电子源中，设在绝缘层上的引线最好是其上加有对应于扫描信号的电压的连线。
在上述电子源中，与扫描信号对应的电压的幅值最好不大于加在设在绝缘层下的其他连线上的电压。
在上述电子源中，加在设在绝缘层下的连线上的电压，最好是对应于一调制信号的电压。
在上述电子源中，对应于扫描信号的电压幅值最好不大于对应于调制信号的电压幅值。
为实现上述目的，根据本发明，还提供了采用上述电子源中的任何一种的成象装置。
图1是根据本发明的第一实施例的电子源的透视图。
图2是本发明的电子源的局部放大剖视图。
图3A至3H是剖视图，显示了用于制作本发明的电子源的工艺的相继步骤。
图4是用于制作本发明的电子源中的电子发射区形成薄膜的掩膜视图。
图5是采用根据本发明的第一实施例的电子源的图象显示装置的透视图。
图6是电子发射区的附近部分的放大剖视图，用于说明本发明的原理。
图7是根据本发明的第二实施例的垂直型表面传导电子发射元件的剖视图。
图8A至8F是剖视图，显示了制作根据本发明的第二实施例的垂直型表面传导电子发射元件的工艺的步骤。
图9是根据本发明的第三实施例的电子源的平面图。
图10是根据本发明的第三实施例的电子源的局部放大剖视图。
图11A至11E是剖视图，显示了根据本发明的第二实施例的电子源的制作工艺的相继步骤。
图12A和12B分别是平面型表面传导电子发射元件的基本结构的平面图和剖视图。
图13A至13C是平面型表面传导电子发射元件的基本结构的剖视图。
图14是流程图，显示了用于表面传导电子发射元件的激励工艺的电压波形。
图15显示了用于表面传导电子发射元件的基本测量和评价装置。
图16是曲线图，显示了表面传导电子发射元件的基本特性。
图17是垂直型表面传导电子发射元件的基本结构的透视图。
图18显示了包括排列成矩阵图形的众多表面传导电子发射元件的电子源的设置。
图19是传统的平面型表面传导电子发射元件的的平面图。
图20是框图，显示了本发明的成象装置的电路的结构。
图21显示了根据本发明的电子源的设置的一个例子。
图22显示了图21的电子源显示的图象图形的一个例子。
图23显示了为显示图22所示的图象图形而施加的电压。
图24是用于显示图22所示的图象图形的时序图。
图25A至25F是用于图20所示的整个成象装置的运行的时序图。
图26A和26B是曲线图，显示了根据本发明的表面传导电子发射元件的阈值特性。
图27是根据本发明的第一实施例的显示装置的框图。
图28是采用根据本发明的第三实施例的电子源的图象显示装置的透视图。
下面详细描述本发明的最佳实施例。
先描述根据本发明的元件的基本结构、制作工艺和特性（参照诸如日本专利公开第2-56822和第4-28139号），以及作为本发明的原理的基础的特性，该原理是本发明者经过深入的研究而发现的。
以图19作为参照例子，根据本发明的表面传导电子发射元件的结构特征和制作工艺如下：
1）在称为成形的激励工艺之前，电子发射区形成薄膜102主要由细颗粒组成，即它是通过散布细颗粒的弥散系统而形成的由细颗粒构成的薄膜，或是通过加热和烘烤有机金属或类似材料而形成的、由细颗粒构成的薄膜;
2）在被称为成形的激励工艺之后，包括薄膜104的电子发射区主要由细颗粒沿电子发射区103构成。
表面传导电子发射元件的基本结构被分为平面型和垂直型。
先描述平面型表面传导电子发射元件。
图12A和12B分别是平面型表面传导电子发射元件的基本结构的平面图和剖视图。将结合图12描述该元件的基本结构。
在图12A和12B中，标号1代表一绝缘基底，5和6是元件电极，且4是包括薄膜的电子发射区，其中电子发射区3是通过使电子发射区形成薄膜2受到成形处理而制作的。
绝缘基底1可由诸如玻璃基底构成，该玻璃基底可以是诸如石英玻璃、具有低杂质（诸如钠）含量的玻璃、钠钙玻璃和在其上用溅射叠置有SiO2的钠钙玻璃，或由诸如氧化铝构成的陶瓷基底构成。
以相对的方式设置的元件电极5和6可用任何导电材料制作。电极材料的例子，有诸如Ni、Cr、Au、Mo、W、Pt、Ti、Al、Cu和Pd的金属或它们的合金、包括诸如Pd、Ag、Au、RuO2和Pd-Ag金属或它们的氧化物的印刷导体、玻璃等等、诸如In2O3-SnO2的透明导体、以及诸如多晶硅的半导体。元件电极之间的距离L1在几百埃至几百微米的范围内，并根据作为元件电极的制作工艺的基础的光刻技术，即曝光机和蚀刻方法的性能，以及诸如加在元件电极之间的电压及能够发射电子的电场的强度的元件因素，来进行确定。距离L1最好在几微米至几十微米的范围内。元件电极5和6的长度W1和膜厚度d，最好根据电极的电阻值、沿X和Y方向的引线电极的连接、在设置构成整个电子源的众多元件中的问题等等，来进行适当的设定。元件电极的长度W1通常在几微米至几百微米的范围内，且元件电极的膜厚度d最好在几百埃至几微米的范围内。
电子发射区包括薄膜4，该薄膜4处于适当位置，以覆盖设在绝缘基底1上的元件电极5和6之间的区域。包括薄膜4的电子发射区不限于图12B中所示的结构，并可以不处于元件电极5和6二者之上。当形成薄膜的电子发射区和相对的元件电极5和6被以此顺序叠置在绝缘基底1上时，就会产生这种情况。或者，根据制作工艺，相对的元件电极5和6之间的整个区域可被用作电子发射区。包括薄膜4的电子发射区的厚度在几埃至几千埃的范围内，最好在几埃至几百埃。该膜厚度根据元件电极5和6之上的阶梯覆盖、电子发射区3和元件电极5和6之间的电阻值、电子发射区3中的导电细颗粒的颗粒直径、激励工艺（将在后面描述）的条件等，来进行适当的设定。包括薄膜4的电子发射区具有103至107Ω/□的面电阻值。电子发射区材料 的具体例子，有诸如Pd、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、Fe、Zn、Sn、Ta、W和Pb的金属、诸如PdO、SnO2、In2O3、PbO、Sb2O3的氧化物、诸如HfB2、ZrB2、LaB6、CeB6、YB4和GdB4的硼化物、诸如TiC、ZrC、HfC、TaC、SiC和WC的碳化物、诸如TiN、ZrN和HfN的氮化物、诸如Si和Ge的半导体、碳、AgMg、NiCu、Pb、和Sn。在任何情况下，薄膜4是一细颗粒膜。
术语“细颗粒膜”在这里指的是包括聚集在一起的一定数量的细颗粒的膜，并包括这样的膜，在微观结构上，在这种膜细颗粒不仅单独散布，而且还彼此邻近或重叠（包括岛状态）。
电子发射区3由很多导电细颗粒组成，其颗粒直径在几埃至几千埃的范围中，最好在10埃至200埃的范围内，电子发射区3的厚度取决于包括电子发射区的薄膜4的厚度，制作工艺-诸如激励工艺（在后面描述）的条件等，并被设定在适当的范围内。电子发射区3的材料与用作包含电子发射区的薄膜4的组成元素的部分或全部材料相同。
虽然具有电子发射区3的电子发射元件可用多种方法制作，在图13A至13C中显示了一个典型的例子。
电子发射区形成薄膜2可是诸如一细颗粒膜。
下面参照图12A至13C，按照相继步骤的顺序，描述该制作工艺。
1）用清洗剂、纯水或有机溶剂充分地清洗基底1，在此之后，借助真空蒸发、溅射或其他适当方法将元件电极材料淀积到绝缘基底1上。随后，元件电极5、6借助光刻技术而被形成在绝缘基底1的表面上（图13A）。
2）通过在元件电极5和6之间的绝缘1基底上涂覆上有机金属溶液，并随后使该溶液原样地留下，在设在绝缘基底1上的元件电极5、6之间形成一有机金属薄膜。该有机金属溶液是一种有机化合物的溶液，其主要组份是诸如前述的Pd、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、Fe、Zn、Sn、Ta、W、和Pb的金属中的任何一种。在此之后，该有机金属薄膜受到加热，并借助剥离或蚀刻形成图形从而形成电子发射区形成薄膜2（图13B）。虽然在以上的描述中有机金属薄膜是借助涂覆或有机金属溶液而形成的，在成形方法中不限于这种涂覆。制作可借助真空蒸发、溅射、化学气相淀积、弥散涂覆工艺、浸渍工艺、回旋工艺等来进行。
3）然后，通过把来自电源（未显示）的脉冲电压或快速升高的电压加在元件电极5和6之间进行被叫做“成形”的激励工艺。电子发射区形成薄膜2的结构因而被局部改变，以形成电子发射区3（图13C）。电子发射区形成薄膜2被该激励工艺所局部破坏、变形或改性的部分被称为电子发射区3。如前面所述，本申请人观察到电子发射区3是由导电细颗粒组成的。图14显示了用于成形工艺的电压波形。
在图14中，T1和T2分别代表电压波形的脉冲宽度和脉冲间隔。T1和T2分别被设定为1微秒至10毫秒和10微秒至100毫秒的范围。三角波的峰值（即在成形期间的峰值）被选择在4V至10V的范围中。该成形处理是在真空下进行几十秒。
当制作电子发射区时，三角脉冲被加在元件电极之间，以进行上述的成形处理。然而，加在元件电极之间的波形不限于三角波形，而可以是任何所希望的波形，诸如矩形波。峰值、脉冲宽度和间隔等，也不限于上述值，而是可被设定为能制成令人满意的电子发射区所需要的任何值。
现在结合图15和16描述根据上述元件结构和制作工艺制作的电子发射元件的基本特性。
图15显示了用于测量和评价图12A和12B所示的元件的电子发射特性的装置。在图15中，1代表绝缘基底，5和6代表元件电极，4代表包含电子发射区的薄膜，且3代表电子发射区。另外，31是用于向元件施加元件电压Vf的电源，30是用于测量流过电极5和6之间的包含电子发射区的薄膜的元件电流If的电流计，34是用于捕获来自元件的电子发射区3的发射电流Ie的阳极电极，33是用于向阳极电极34施加电压的高压电源，且32是用于测量来自元件的电子发射区3的发射电流Ie的电流计。
为测量电子发射元件的元件电流If和发射电流Ie，电源31和电流计30被连接到元件电极5，6上，而阳极电极34被连接到电源33且电流计32被设在电子发射元件上。电子发射元件和阳极电极34被设在一真空装置中，该真空装置带有诸如抽气泵和真空计的必要单元，以在所希望的真空下对元件进行测量和评价。
加到阳极电极上的电压被设定在1kV至10kV的范围内，且阳极电子和电子发射元件之间的距离H被设定在3mm至8mm的范围内。
通过对表面传导电子发射元件的特性的深入研究，本发明人发现了具体的特性特征，这些特征提供了一个原则，按照该原则可在不用栅极的情况下以所需要方式对元件进行选择和控制。在图16中，显示了用图15的测量和评价装置所测到的发射电流Ie、元件电流If和元件电压Vf之间的关系的一个典型例子。注意图16的曲线是按照各自的单位绘制的，因为If和Ie的幅值彼此相差很大。
如从图16可见，本电子发射元件的发射电流Ie具有三个特性。
第一，当元件电压大于一定值（称为阈值电压，在图5中为Vth）时，发射电流Ie急剧增加，但在阈值电压Vth以下检测不到明显的发射电流Ie。因此，本元件是相对于发射电流Ie具有确定的阈值电压Vth的非线性元件。
第二，发射电流Ie依赖于元件电压Vf，因此发射电流Ie可通过元件电压Vf控制。
第三，阳极电极34捕获的发射电荷依赖于元件电压Vf的施加时间。因此，阳极电极34所捕获的电荷量可由元件电压Vf的施加时间控制。
图16显示了元件电流If随着元件电压Vf单调增加的特性（称为MI特性）的一个例子。另外，元件电流If会呈现出相对于元件电压Vf的电压受控负电阻（VCNR）特性。在此情况下，本电子发射元件具有上述三个具体的特性特征。
现在描述垂直型表面传导电子发射元件，它是具有另一种结构的表面传导电子发射元件。图17显示了根据本发明的垂直型表面传导电子发射元件的基本结构。
在图17中，1代表一绝缘基底，5和6代表元件电极，4代表包含电子发射区的薄膜，3代表电子发射区，且17代表阶梯形成部分。电子发射区3的位置最好不随阶梯形成部分17的厚度和制作工艺以及包含电子发射区的薄膜4的厚度和制作工艺而改变。
至于绝缘基底1，元件电极5和6、包含电子发射区的薄膜4和电子发射区3均用与用于上述的平面型表面传导电子发射元件的材料相同的材料制成;下面将详细描述阶梯形成部分17和包含电子发射区的薄膜4，它们是表征垂直型表面传导电子发射元件的因素。阶梯形成部分17，是用诸如SiO2的绝缘材料，借助真空蒸发、印刷、溅射或类似的方法而制成的。阶梯形成部分17的厚度对应于上述平面型表面传导电子发射元件的元件电极之间的距离L1。取决于阶梯形成部分的制作工艺、加在元件电极之间的电压、以及能够发射电子的电场强度，阶梯形成部分17的厚度通常被设定在几百埃至几百微米的范围内，最好为1000埃至10微米。
由于包含电子发射区的薄膜4是在制造出元件电极5和6以及阶梯形成部分17之后形成的，所以薄膜4被叠置在元件电极5和6之上，而且在有些情况下，它可被制成所希望的形状，只是其与元件电极5和6重叠以与其进行电连接的部分除外。根据制作工艺，包含电子发射区的薄膜4位于阶梯形成部分17上的部分的厚度和其位于元件电极5和6上的部分的厚度，在很多情况下是不同的。一般地，阶梯形成部分上的膜厚度小于元件电极5和6上的膜厚度。结果，在很多情况下，与上述平面型表面传导电子发射元件相比，竖直型表面传导电子发射元件更容易进行激励处理，因而电子发射区3的制作也更容易。
虽然以上描述了表面传导电子发射元件的基本结构和制作工艺，本发明不限于上述的实施例，且其特征具有上述三个具体特征的任何其他表面传导电子发射元件也可被用于电子源和图象显示装置（如后面所述的）。
按照根据本发明的表面传导电子发射元件的基本特性的三个具体特征，如前所述，当所加到相对的元件电极上的脉冲电压高于阈值时，从表面传导电子发射元件发射的电子根据所加的该脉冲电压的峰值和宽度而得到控制。另一方面，在低于该阈值的电压下，没有电子发射。根据这些特性，即使当多个电子发射元件被设置成阵列时，仍然可选择表面传导电子发射元件中所希望的任何一个，并通过把脉冲电压适当地加到各个相应元件上来控制它的电子发射量。下面将参照图18描述根据上述原则制作的电子源基底的结构。
71代表绝缘基底，72代表X方向连线（电极），73代表Y方向连线（电极），74代表表面传导电子发射元件，且75代表连接电极（或连线）。表面传导电子发射元件74可以是平面或垂直型的。
在图18中，绝缘基底71是如前面所述的玻璃基底或前述的类似材料，且其尺寸和厚度根据以下因素而适当地设定，这些因素包括表面传导电子发射元件的数目、各元件的设计形状、以及在电子源的使用中当在绝缘基底71上部分地形成封套时在该封套中保持真空的条件。随后，由导电金属或类似材料的薄膜，制成m行X方向连线72，这些连线72用DX1、DX2、…DXm表示，这些X方向连线72是借助真空蒸发、印刷、溅射或类似方法形成在绝缘基底71上，并随后被做成所希望的连线配置图案。X方向连线72的膜厚度和宽度被适当设定，以把尽可能均匀的电压加在所有的表面传导电子发射元件上。另外，由导电金属或类似材料的薄膜，制成n行Y方向连线73，这些连线73用DY1、DY2、…DYn表示，这些Y方向连线73是借助真空蒸发、印刷、溅射或类似方法形成在绝缘基底71上，并随后被做成所希望的连线配置图形，就象X方向连线72一样。Y方向连线73的材料、膜厚度和宽度被适当设定，以把尽可能均匀的电压加在所有的表面传导电子发射元件上。在m行X方向连线72和n行Y方向连线73之间，设有一层间绝缘层（未显示）以使它们彼此电绝缘，从而形成矩阵连接。（注意m，n都是正整数）。未显示的层间绝缘层由SiO2或类似材料的薄膜制作，并用真空蒸发、印刷、溅射或类似方法制成所希望的形状，以覆盖其上形成有X方向连线72的绝缘基底71的整个或部分表面。X方向连线72和Y方向连线73被引出，以提供外部连接端。
随后，借助由导电金属薄膜或类似材料经过真空蒸发、印刷、溅射或类似方法而制成的连接电极75，把每个表面传导电子发射元件74的一对相对的元件电极（未显示）分别电连接到DX1、DX2…、DXm（即m行X方向连线72）之一和DY1、DY2、…、DYn（即n行Y方向连线73）之一上。
用于m行X方向连线72、n行Y方向连线73、连接电极75和相对的元件电极的导电金属或其他材料，可以与一部分或所有组成元件的材料相同，也可以彼此不同。具体地，这些材料是根据需要，从诸如Ni、Cr、Au、Mo、W、Pt、Ti、Al、Cu和Pd-Ag的金属或它们的合金、包括诸如Pd、Ag、Au、RuO2和Pd-Ag金属的印刷导体或其氧化物、玻璃等等、诸如In2O3-SnO2的透明导体、以及诸如多晶硅的半导体材料中选出的。
X方向连线72与一扫描信号发生装置（未显示）相电连接，以根据需要提供扫描信号对沿X方向排列的每一行表面传导电子发射元件74进行扫描。
另一方面，Y方向连线73与一调制信号发生装置（未显示）相电连接，以根据需要把调制信号加到沿Y方向排列的每一列表面传导电子发射元件74上。
另外，提供了施加在每一个表面传导电子发射元件上的驱动电压，作为施加在该元件上的扫描信号和调制信号之间的差分电压。
通过采用如上设置并具有上述具体特性的表面传导电子发射元件，在如下的表面传导电子发射元件74的排列（简单的矩阵排列）中，可选择排列成矩阵图形的众多元件中所需要的任何一个以从其发射电子，即在该排列中用于每个元件的一对元件电极（未显示）通过连接电极75而连接到m条行（X方向）连线72和n条列（Y方向）连线73，如图18所示。在实际中，该过程在图18中可通过把电压V1、V2分别加到将被选择的元件所连接的X方向连线72和Y方向连线73上，而得以实现;电压V1、V2得到适当选择，以使V1和V2之间的差分电压超过Vth。
例如，通过向DX3加0V并向DY3加2xVth的电压而且向所有其他行和列的X方向连线72和Y方向连线73施加电压Vth，只有具有分别连接到DX3和DY3的一对元件电极的表面传导电子发射元件得到了超过阈值Vth的电压（差分电压＝2xVth），而所有其他元件只得到了不大于阈值Vth的差分电压。因此，只能选择与引线DX3和DY3相连接的电子发射元件。另外，通过改变其间产生差分电压的时间，或在超过Vth这一条件得到满足的范围内改变差分电压的幅值，可以控制从该元件发射的电子的量。
另外，本发明具有以下的特征。当驱动电子源时，加到列连线电极上的、与调制信号相对应的电压，最好被设定为总是高于或等于加到行连线电极上的、与扫描信号相对应的电压。此时，各个电子源元件的电极被适当设置，从而从基底之上看时，该电子发射区至少沿三个方向被行连线电极、用于连接该行连线电极和元件电极的连接电极、以及连接到行连线电极的元件电极中的至少一个所围绕。结果，当电子发射区发射电子时，它在至少三个方向上被它附近的电极所包围，这些电极被提供加在这一对元件电极上的电压中较低的一个电压。因而，在电子发射区附近所产生的电场的作用下，电子束得到了会聚。
在本发明中，如将要说明的，在不向通过利用表面传导电子发射元件的具体特性来选择和控制众多电子发射元件中所希望的一个元件的方法附加任何特殊装置或方法的情况下，可实现用于会聚电子束的装置。
在此之后，通过以与其上制作有上述电子源的基底相对的方式设置一个面板，该面板设有在其内表面上的、用于在受到电子轰击时发出可见光的荧光物质或膜并设有接受用于加速轰击荧光物质的电子的加速电压的电极，可以以简单的结构和所希望的方式，控制荧光物质上的任何发光点及其发光量，并构成能产生高精度图象的图象显示装置。
另外，根据本发明的概念，上述图象显示装置也可被用于光打印机，后者包括一感光鼓、发光二极管及发光二极管以外的光源。在此情况下，通过适当选择m条行连线和n条列连线，可把该图象显示装置用作二维光源，而不仅仅是被用作线性光源。
下面将参照例子来更详细地描述本发明。
（例1）
图1显示了电子源的一部分的透视图。图2显示了沿图1中的A-A线的剖视图。在图1、2和3A至3H中，相同的标号代表相同的部件。1代表绝缘基底，82代表与图18中的DXn对应的X方向连线（也称为上引线），83代表与图18中的DYn对应的Y方向连线（也称为下引线），4代表包含电子发射区的薄膜，5和6代表元件电极，84代表层间绝缘层，且85代表用于元件电极5和下引线83之间的电连接的接触孔。
现在参照图3A至3H，按照相继步骤的顺序来详细描述制作工艺。
步骤a
用溅射法，在作为基底1的、经过清洗的钠钙玻璃上形成0.5微米厚的氧化硅薄膜。随后利用真空蒸发，把50埃厚的Cr薄膜和6000埃厚的Au膜以如上的顺序叠置在基底1上。利用旋涂器，在旋转的情况下把光刻胶（Hoechst  Co.制造的AZ1370）涂覆在其上，并随后进行烘烤。然后，通过曝光和显影一掩膜图象，形成用于下引线83的光刻图形。借助湿蚀刻，有选择地除去所淀积的Au/Cr薄膜，从而以所希望的图形形成下引线83。
步骤b
随后，借助RF溅射，在整个基底上淀积出由1.0微米厚的氧化硅膜形成的层间绝缘层84。
步骤c
涂覆用于在步骤b淀积的氧化硅膜上形成接触孔85的光刻胶图案，并通过用其作为掩膜，有选择地蚀刻掉层间绝缘层84，以形成接触孔85。该蚀刻是借助利用CF4和H2的气体混合物的RIE（反应离子蚀刻）工艺进行的。
步骤d
用光刻胶（Hitachi  Chemical  Co.，Ltd.制造的RD-2000N-41）形成一图形，以涂覆元件电极5和6之间的间隙L1。然后利用真空蒸发，把50埃厚的Ti膜和1000埃厚的Ni膜以如上的顺序淀积在其上。该光刻胶图形被用有机溶剂溶解，以借助单独剥离而留下淀积的Ni/Ti膜，从而形成各具有300微米的宽度W1的元件电极5和6。
步骤e
在元件电极5和6上形成用于上引线82的光刻胶图形。利用真空蒸发，把50埃厚的Ti膜和5000埃厚的Au膜以如上的顺序淀积在其上。通过剥离除去不需要的光刻胶图形，以形成上引线82。
步骤f
图4以平面图显示了用在此步骤中以形成电子发射元件的电子发射区形成薄膜2的掩膜的一部分。该掩膜具有覆盖元件电极之间的间隙L1和其附近区域的开口。借助真空蒸发淀积出一1000埃厚的Cr薄膜86并利用该掩膜制作出图形。利用旋涂器在旋转的情况下在其上涂覆有机钯（Okuno Pharmaceutical Co.，Ltd.制造的ccp4230），并随后加热以在300℃烘烤10分钟。这样形成并且包括作为主组份的Pd细颗粒的电子发射区形成薄膜2，具有100埃的厚度和5x104Ω/□的面电阻值。术语“细颗粒膜”在这里，与在前面一样，是指包含很多聚集在一起的细颗粒的具有微结构的膜，其中细颗粒不仅单独地分散开，而且还彼此邻近或重叠（包括一种岛状态）。
步骤g
在烘烤之后，Cr膜86和电子发射区形成薄膜2被用酸性蚀刻剂蚀刻，以形成所希望的图形。
步骤h
以一种图形涂覆抗蚀剂，以覆盖除接触孔85以外的表面。利用真空蒸发把50埃厚的Ti膜和5000埃厚的Au膜以如上的顺序淀积在其上。通过剥离除去不需要的光刻胶图形，以填充接触孔85。
作为上述步骤的结果，在绝缘基底1上形成了下引线83、层间绝缘层86、上引线82、元件电极5和6、电子发射区形成薄膜2等等。
现在参照图5，描述一个例子，其中采用如上制作的电子源构成图象显示装置。
其上通过上述步骤制作有多个表面传导电子发射元件的基底1被固定在后板91上。然后，一面板95（通过把荧光膜93和金属本底94以如上的顺序叠置在玻璃基底92的内表面上而制成）借助支持框96被设置在基底1上方5mm处，并在把熔接玻璃施加在面板95、支持框96和后板91之间的接合部分之后，在大气或氮气环境下在400℃至500℃将该组件烘烤10分钟或更长，以封闭接合部分。熔接玻璃也被用于把基底1固定在后板91上。
在图5中，90代表电子发射区，且82和83分别代表X和Y方向连线。
在单色的情况下，荧光膜93只包括荧光物质。为产生彩色图象，该例采用了条形图形的荧光物质。这样，荧光膜93，是通过先形成黑的条并随后在黑条之间的间隙中涂覆各个颜色的荧光物质而制成的。这些黑条是利用包含作为主组份的石墨的材料制成的，它是一种通常采用的材料。
荧光物质用悬浮液法涂覆在玻璃基底92上。
在荧光膜93的内表面上，通常设有金属本底94。该金属本底94，是通过磨光荧光膜的内表面（该步骤通常被称为膜形成），并随后通过真空蒸发形成一Al膜，而制成的。
为增加荧光膜93的导电性，在有些情况下，面板95可带有在玻璃基底92和荧光膜93之间的透明电极（未显示）。在本例中未设置这种透明电极，因为仅用金属本底94就可获得足够的导电性。
在上述封闭之前，要仔细地进行各个部分的对准，因为在彩色的情况下，各个颜色的荧光物质和电子发射元件必须精确地相互对准。
通过一抽气管（未显示），利用真空泵把如此完成的玻璃封套中的空气抽掉。在达到足够的真空度之后，通过封套外面的端DX1至DXm和DY1至DYn，把一电压加到电子发射元件90的电极5和6之间，以通过激励过程（即成形过程）来产生电子发射区形成薄膜2的电子发射区3。用于该成形过程的电压波形显示在图14中。
在图14中，T1和T2分别表示该电压波形的脉冲宽度和间隔，并且在此例中它们分别被设定为1毫秒和10毫秒。三角波的峰值（即在成形期间的峰值）被设定为5V，而且该成形过程在约1x10-6乇的真空环境下进行60秒。
这样形成的电子发射区3处于这样的状态，即包含作为主组成元素的钯的细颗粒被弥散在其中，且该细颗粒具有30埃的平均颗粒直径。
作为上述成形过程的结果，形成了电子发射区3并制成了电子发射元件90。
随后，在使封套中保持约10-6乇的真空度的情况下，用气体燃烧器加热抽气管（未显示）并将其熔合在一起，以对封套进行气密封。
另外，为在密封之后保持真空度，该封套经受吸气剂处理。该处理刚好在密封之前进行，即通过用高频加热或类似方法对设置在图象显示装置中的预定位置（未显示）的吸气剂进行加热以形成吸气剂的蒸发膜而进行的。该吸气剂包含Ba或类似物质作为主成分。
下面描述图象显示装置的驱动方法。
图20显示了此例中的电路的结构。图20是用于显示根据NTSC制式电视信号的电视视频信息的驱动器的框图。在该图中，131代表一显示屏，132代表扫描电路，133代表控制电路，134代表移相寄存器，135代表行存储器，136是同步信号分离器，137代表调制信号发生器，且Vx和Va代表DC电源。
下面将描述这些部分的功能。显示屏131经过端Dx1至Dxm、Dy1至Dyn和高压端Hv与外部电路相连。扫描信号被加到端Dx1至Dxm上，用于以一行一行相继的方式（即以n个元件为单位），驱动设在显示屏131中的多个电子束源，即被排列并连接成m行n列的矩阵图形的一组表面传导电子发射元件。调制信号被加到端Dy1至Dyn，用于控制从扫描信号选择的行中的每一个表面传导电子发射元件发出的电子束。另外，诸如来自DC电源Va的10kV的DC电压被加到高压端Hv，以对表面传导电子发射元件发出的电子束进行加速，以使电子束具有足够能量去激发荧光物质。
扫描电路132包括m个开关元件（在图20中用S1至Sm示意地表示）。这些开关元件选择DC电压源Vx的输出电压或0V（地电压），并将所选择的电压引到显示屏131的端Dx1至Dxm。各个开关元件S1至Sm均根据从控制电路133输出的控制信号Tscan运行，在实际中，它可通过诸如结合FET开关元件而容易地构成。
考虑到表面传导电子发射元件的特性，DC电压源Vx在此例中被设定为输出7V恒定电压。
控制电路133协调各个部件的运行，以根据从外部输入的图象信号进行适当的显示。具体地，根据来自同步信号分离器136的同步信号Tsynch，控制电路133把控制信号Tscan、Tsft和Tmry提供到对应的部分。下面将参照图25A至25F详细描述控制信号之间的时序关系。
同步信号分离器136是一电路，用于把来自外部的NTSC制式电视信号输入分成同步信号分量和亮度信号分量。这种电路可利用频率分离器（滤波器）而容易地实现，就象先有技术中所熟知的那样。如同众所周知的，由同步信号分离器136分离的同步信号分量包括垂直同步信号和水平同步信号，但为了描述方便，把这些信号一起表示为Tsynch。另一方面，从电视信号分离出的亮度信号分量被表示为DATA信号并被输入到移相寄存器134。
移相寄存器134对在时间上串行输入其中的、图象的每一行的DATA信号进行串行/并行转换。移相寄存器134根据控制电路133提供的控制信号Tsft运行（即控制信号Tsft是移相寄存器134的移相时钟）。在串行/并行转换之后，所产生的一个图象行的数据（对应用于驱动一行中的电子发射元件的n个元件的数据）被以n个并行信号Id1至Idn的形式从移相寄存器134输出。
行存储器135用于存储所需时间内的一条图象行的数据。行存储器135，根据控制电路133提供的控制信号Tmry，经常地存储数据Id1至Idn。存储的数据被作为I’d1至I’dn输出并被加到调制信号发生器137。
调制信号发生器137是一信号源，用于分别根据图象数据I’d1至I’dn来适当地驱动和调制表面传导电子发射元件。调制信号发生器137的输出信号，经过端 Dy1至Dyn，被加到显示屏131中的电子发射元件。如前所述，本发明的 电子发射元件在发射电流Ie方面有三个基本特性。因此，举例来说，当施加如图26A所示的、低于电子发射阈值的电压时，各电子发射元件不发射电子。但当施加如图26B所示的、高于电子发射阈值的电压时，所发射的电子束可通过改变所施加的脉冲的宽度Pw或峰值Vm进行控制。因此，调制信号发生器137可以是脉冲宽度调制型的，它以恒定的电压产生脉冲，但根据所施加的数据调制脉冲的宽度;或它也可以是电压调制型的，即以恒定的宽度产生电压脉冲，但根据所施加的数据调制脉冲的峰值。
以上描述了图20中所示的部件的功能。在描述整个运行之前，先参照图21至24更详细地描述显示屏131的运行。
为说明方便，在以下的描述中假定显示屏131具有6x6个象元（即m＝n＝6）。当然，实际应用中明显显示屏131所具有的象元数目远大于所显示的象元数。
图21显示了根据本发明的电子源的多个电子束源，其中表面传导电子发射元件被排列并用连线连接成6行6列的矩阵图形。各个元件的位置用（X，Y）坐标表示，即D（1，1）、D（1，2）、…D（6.6），以为了描述而区别它们。
当通过驱动这样的多个电子束源而显示图象时，按照平行于X轴的每一个图象行的顺序来形成图象。为驱动对应于一条图象行的电子发射元件，0V的电压被加到其行对应于要显示的行的Dx1至Dx6的一端，且7V的电压被施加到其他的端。在与其的同步中，根据用于该行的图象图形，调制信号被施加到端Dy1至Dyn。
以下将以图22中所示的图象图形显示作为例子，来进行描述。为描述方便，假定图象图形中的发光部分具有相同的亮度且该亮度等于诸如100英尺朗伯。在显示屏131中，用先有技术中已知的P-22作为荧光物质，加速电压被设定为10kV，一幅图象的显示的重复频率被设定为60Hz，且用具有上述基本特性的表面传导电子发射元件作为电子发射元件。在此情况下，适当的做法是把14V的电压加到对应于发光象元的元件上14微秒，以达到100英尺朗伯的亮度。（注意，若参数值改变，这些值当然也应该改变）。
在图22的图象图形的诸如第三行发光的时间内，如图23所示的电压，经过端Dx1至Dx6和Dy1至Dy6，被加到多重电子束源。其结果，位于D（2，3）、D（3，3）和D（4，3）的表面传导电子发射元件被提供有14V的电压，以发射电子束。上述三个元件以外的其他元件被提供有7V的电压（即用带阴影的圆圈表示的元件）和0V的电压（即用空白圆圈表示的元件）。由于这些电压低于电子发射阈值，这些其他的元件不发射电子束。
对于其他的行，按照图22的显示方式，以类似的方式相继对多重电子束源进行驱动。该过程以时间顺序的形式显示在图24的时序图中。通过如图24所示的那样从第一行至第六行相继地驱动显示屏，显示出一幅图象。通过以每秒60幅图象的速率重复上述过程，就可获得不带闪烁的图象显示。
可通过改变加到端Dy1至Dy6上的调制信号的电压脉冲的宽度或峰值，来调节以该显示方式发射的光的亮度。
已经以6×6的多重电子束源为例对显示屏131的驱动方法进行了描述。下面将参照图25A至25F的时序图，对图20中所示的图象显示装置的整个运行进行描述。
图25A显示了由同步信号分离器136从由外部输入的NTSC信号分离的亮度信号DATA的时序。该亮度信号DATA被按照从第一行的数据，到第二行的数据，到第三行的数据等等的顺序提供，如图所示。与其同步地，移相时钟Tsft被从控制电路133输出到移相寄存器134，如图25B中所示。
当把一行的数据输入移相寄存器134时，存储器写入信号Tmry以图25C所示的时序被从控制电路133输出到行存储器135，从而把一行（即n个元件）的驱动数据写入行存储器135。其结果，作为行存储器135的输出信号的数据I’d1至I’dn在如图25D所示的时序处得到了改变。
另一方面，用于控制扫描电路132的运行的控制信号Tscan具有如附图25E所示的时序和数据。更具体地说，扫描电路132是以如下方式运行的，即当驱动第一行时，只有开关元件S1提供0V的电压，而其他的开关元件提供7V的电压。当驱动第二行时，只有开关元件S2提供0V电压，而其它的开关元件提供7V的电压。对其余的行，以类似的方式控制扫描电路132的运行。
与上述开关运行相同步，以图25F所示的时序从调制信号发生器137输出调制信号到显示屏131。
在上述运行中，可利用显示屏131显示电视视频信息。
虽然在上述描述中未特别说明，移相寄存器134和行存储器135既可以是数字信号型的，也可以是模拟信号型的，只要它们能以预定的速率进行串行/并行转换和图象信号存储就行。在采用数字信号型的情况下，同步信号分离器136的输出信号DATA必须被转换成数字信号。该转换可通过在同步信号分离器136的输出端设置一A/D转换器而容易地实现。
虽然以上的描述是对显示按照NTSC制式电视信号的电视视频信息进行的，采用本发明的电子源的显示屏的应用不仅限于这种情况。本电子源可广泛地用于与各种图象信号源直接或间接相连的显示装置，这些图象信号源包括其他类型的电视信号、计算机、图象存储器、以及通信网络。特别地，本电子源适用于在大尺寸屏幕上显示大容量图象。
图27是框图，显示了显示装置的一个例子，其中采用本例的上述电子源的显示屏被适当地设置，以便能够显示由包括诸如电视广播在内的各种图象信息源提供的图象信息。在图27中，200代表显示屏，201代表用于该显示屏的驱动器，202代表显示控制器，203代表多路调制器，204代表解码器，205代表输入/输出接口，206代表CPU，207代表图象发生器，208、209和210代表图象存储器接口，211代表图象输入接口，212和213代表电视信号接收器，且214代表输入单元。（当显示装置接收既包括视频信息又包括语音信息的信号-诸如电视信号-时，该装置当然在显示图象的同时再现语音。但在这里将不描述接收、分离、再现、处理、存储等所必需但却与本发明的不直接相关的电路、扬声器等等。）
下面将按照图象信号的流动描述上述部分的功能。
首先，电视信号接收器213是用于接收经过无线传送系统以诸如电波或空间光通信的形式传送的电视图象信号的电路。所接收的电视信号的型式不仅限于具体的一种，而是可以是诸如NTSC、PAL和SECAM制式的任何一种类型。另一种电视信号（例如包括MUSE制式的所谓高度清晰度电视信号）具有比上述类型的更多的扫描行数，它是适合于利用上述显示屏的优点的信号源，上述显示屏适合于屏幕尺寸和象元数目的增加。电视信号接收器213所接收的电视信号被输出到解码器204。
其次，电视信号接收器212是用于接收经过同轴电缆或光纤形式的有线传送系统传来的电视图象信号的电路。与电视信号接收器213一样，电视信号接收器212所接收的电视信号的类型不仅限于具体的一种。接收器212接收的电视信号也被输出到解码器204。
图象输入接口211是用于获得由诸如电视摄象机或图象读取扫描器的图象输入单元提供的图象信号的电路。接口211获得的图象信号被输出到解码器204。
图象存储器接口210是用于取得存储在录相机（以下简称为VTR）中的图象信号的电路。由接口210获得的图象信号被输出到解码器204。
图象存储器接口209是用于获得存储在视频盘上的图象信号的电路，由接口209获得的图象信号被输出到解码器204。
图象存储器接口208是用于从存储静止图象数据的装置（诸如所谓的静止图象盘）取得图象信号的电路。由接口208获得的图象信号被输出到解码器204。
输入/输出接口205是用于把显示装置连接到外部计算机或计算机网络或诸如打印机的输出装置的电路。它可能不仅能进行图象数据和文字/图形信息的输入/输出，而且在有些情况下还能在显示装置中的CPU206和外界之间进行控制信号和数字数据的输入/输出。
图象发生器207是用于根据从外界经过输入/输出接口205输入的图象数据和文字/图形信息或CPU206输出的图象数据和文字/图形信息来产生显示图象数据的电路。图象发生器207包括诸如用于存储图象数据和文字/图形信息的可再写存储器、用于存储对应于文字码的图象图形的只读存储器、用于图象处理的处理器、以及图象发生所需要的其他电路。
图象发生器207所产生的显示图象数据通常被输出到解码器204，但在有些情况下也可经输入/输出接口205而被输出到外部计算机网络。
CPU206主要执行对显示装置的运行控制和与显示图象的发生、选择和编辑有关的任务。
例如，CPU206把一控制信号输出到多路调制器203，以按照需要选择将要在显示屏上显示的一个图象信号或把多个这样的图象信号组合。在此，CPU206还根据要显示的图象信号把控制信号输出到显示屏控制器202，以在图象显示频率、扫描模式（例如隔行或不隔行）、每幅图象的扫描行数等方面对显示装置的运行进行适当控制。
另外，CPU206把图象数据和文字/图形信息直接输出到图象发生器207，或经过用于输入图象数据和文字/图形信息的输入/输出接口205对外部计算机或存储器进行存取。
CPU206当然可被用于上述以外的其他目的。例如。CPU206可直接被用于产生或处理信息，就象在个人计算机或文字处理机中那样。
或者，如上所述，CPU206可经输入/输出接口205与外部计算机网络相连，以与外部设备配合来执行数值计算和其它任务。
输入单元214当用户向CPU206输入指令、程序、数据等等时被采用，并可是诸如键盘、鼠标、操纵杆、条码读取器，以及语音识别器的各种输入设备。
解码器204是用于把从电路207至213输入的各种图象信号逆转换成三基色信号或亮度信号、一I信号和一Q信号的电路。如图中的点划线所表示的，解码器204最好包括图象存储器。这信号由于解码器204还处理那些包括诸如MUSE制式的信号，这些信号需要图象存储器以进行逆转换。另外，提供图象存储器的一个优点，是能够方便地显示静止图象，或能与图象发生器207和CPU206配合而方便地进行图象处理和编辑，诸如图象的变薄、插入、放大、缩小和合成。
多路调制器203根据从CPU206输入的控制信号，按照需要选择显示图象。换言之，多路调制器203选择从解码器204输入的逆转换图象信号中所需要的一个，并将其输出到驱动器201。在此方面，通过在一幅图象的显示时间内交替选择两或更多的图象信号，也可在通过分割一个显示屏而确定的多个单独区域显示不同的图象，就象所谓的多屏幕电视那样。
显示屏控制器202是用于根据从CPU206输入的控制信号控制驱动器201的运行的电路。
作为与显示屏的基本运行有关的一个功能，控制器202向驱动201输出一个诸如用于控制驱动显示屏的电源（未显示）的运行顺序的信号。
另外，作为与显示屏的驱动方法有关的一个功能，控制器202向驱动器201输出用于诸如控制图象显示频率和扫描模式（例如，隔行或不隔行）的信号。
根据情况，控制器202可向驱动器201输出用于在显示图象的亮度、对比度、色调和清晰度方面调节图象质量的信号。
驱动器201是用于产生加到显示屏200上的驱动信号的电路。驱动器201根据从多路调制器203输入的图象信号和从显示屏控制器202输入的控制信号运行。
当各元件如图27所示地设置并具有上述功能时，显示装置可在显示屏200上显示从多种图象信息源输入的图象信息。更具体地，包括电视广播信号的各种图象信号被解码器204逆转换，且它们中的至少一个被多路调制器203根据需要所选择并随后被输入到驱动器201。另一方面，显示控制器202根据所要显示的图象信号发出用于控制驱动器201的运行的控制信号。驱动器201同时根据图象信号和控制信号向显示屏200施加驱动信号。从而在显示屏200上显示出图象。在CPU206的监视下，一系列上述运行得到了控制。
除了借助装在解码器204中的图象存储器、图象发生器207和CPU206来简单地显示从多个项目中选择出的图象信息之外，本显示装置不仅还能对所要显示的图象信息进行诸如放大、缩小、旋转、移动、边缘强调、变薄、插入、色彩变换、和图象纵横比变换的图象处理，而且还能进行诸如合成、擦除、耦合、替换、以及插入的图象编辑。虽然在本例的描述中未特别说明，还可设置一专门用来处理和编辑语音信息的电路，以及上述用于图象处理和编辑的电路。
因此，即使本显示装置的单一单元就能具有电视广播显示器、电视会议终端、处理静止和运动图象的图象编辑器、计算机终端、包括文字处理器的办公室自动化终端、游戏机等的显示功能;因而它可被非常广泛地用于工业和家庭领域。
当然，图27只显示了采用其中电子源包括多个表面传导电子发射元件的显示屏的显示装置的配置的一个例子，且本发明不仅限于所示的例子。例如，由图27所示的、对使用目的来说不是必需的元件组成的那些电路可被省去。反之，根据使用的目的，可加上其他的元件。当本显示装置被用作电视电话时，最好作为附加部件设置电视摄象机、麦克风、照明装置、以及包括调制解调器的传送/接收电路。
特别地，在本显示装置中，具有包括多个表面传导电子发射元件的电子源的显示屏的厚度可以很容易地被减小，因此该显示装置可具有更小的厚度。另外，由于具有包括多个表面传导电子发射元件的电子源的显示屏的屏幕尺寸能很容易地增加，而且它能提供高亮度和优越的视角特性，所以本显示装置能以良好的观看效果显示更逼真感人的图象。
为了更好地理解通过前述步骤制作的平面型表面传导电子发射元件的特性，以相同的方式同时制作了一个标准的比较样品，它具有与图12A和12B所示的平面型表面传导电子发射元件相同的尺寸（包括L1和W），并用图15所示的测量和评价装置对其电子发射特性进行测量。
比较样品的测量条件被设定如下：阳极和电子发射元件之间的距离：4mm;阳极的电压：1kV;电子发射特性测量期间真空装置中的真空度：1×10-6乇。
作为在比较样品的元件电极5和6之间施加元件电压并测量在此条件流过的元件电流If和发射电流Ie的结果，获得了如图16所示的电流-电压特性。在此比较样品中，当元件电压达到8V时，发射电流Ie在开始急剧增加。当元件电压为14V时，元件电流If为2.2mA，发射电流Ie为1.1μA，且电子发射效率η＝Ie/If（%）为0.05%。
在如上构成的图象显示装置中，当信号发生器和电压发生器（二者均未显示）工作以把对应扫描信号的电压施加到X方向引线电极并把对应信息（例如视频）信号的电压施加到Y方向引线电极上以在与X和Y方向引线电极相连的表面传导电子发射元件上产生差分电压时，表面传导电子发射元件的电子发射特性相对于所施加的电压具有一个阈值，因而从该元件发射的电子可如前所述地受到控制。
另外，本发明的特性在于，加在Y方向连线电极上的、对应调制信号的电压，被设定成总是高于或等于加在X方向连线电极上的、对应扫描信号的电压，以由此产生一差分电压;而且当从基底上方看时，各电子发射区至少在三个方向被X方向连线电极、用于把该X方向连线电极与元件电极相连的连接电极、以及连接到X方向连线电极的元件电极中的至少一个所包围。
现在参照图6说明为什么用具有上述特征的本元件能会聚所产生的电子束。图6是沿图1中的A-A’线取的剖视图，该图显示了一个电子发射元件和其附近区域。
在图6中，借助上述的根据本发明的电极设置和电压施加条件，由于差分电压，与Y方向连线电极相连的元件电极5的电压变得总是较高，而X方向连线电极82和连接到X方向连线电极82的元件电极6的电压变得总是较低。因此，在电子发射区3的附近产生了一个电场，如图6中的箭头所示，因而从区3发射并趋向于发散的电子受到了沿X方向在两侧彼此相对的力的作用，并因此而会聚。结果，在荧光物质上的点的尺寸被减少了。
虽然上面的描述只是对X方向进行的，由于电子发射区3沿Y方向也受到被保持在较负电压的X方向连线电极82的包围，所以沿Y方向也产生了类似的会聚作用。
虽然会聚作用的幅度取决于诸如电极的尺寸和电极间的距离、所施加的电压和加速电压这样的参数，一个例子是如下所述的。当在上述比较样品上方3mm处施加5kV的电压时，点沿X方向的尺寸为300μm。另一方面，在100μm宽的X方向电极的一端形成了电子发射区，且在该电子发射区的两侧以与其成三明治的方式形成了一对各为1mm宽的电极。然后，通过把14V加到100μ宽的中心电极上并把0V加到外侧的电极上，以类似方式对点的尺寸进行了测量。所产生的点沿X方向的尺寸为大约240μm，且点尺寸减小的效果约为20%。
前述的装置，只是作为制造用于显示图象的最佳图象显示装置所必需的来描述。诸如象器件部分的材料这样的细节则不限于以上所述的，而是可选择适用于所希望的图象显示装置的任何材料。
而且，根据本发明的概念，上述图象显示装置不仅适合于显示图象，而且还可被用于包括感光鼓、发光二极管和发光二极管以外的光源的光打印机。在此情况下，通过适当地选择m行行连线和n行列连线，可把该图象显示装置用作二维光源，而不仅仅是被用作线性光源。
（例2）
本例代表这样一种情况，其中在基底上形成有多个垂直型表面传导电子发射元件，X方向连线和Y方向连线之间的层间绝缘层也起到表面传导电子发射元件的阶梯形成部分的作用，且作为X方向连线和Y方向连线的连接电极的元件电极的组成元件或其整体是相同的。
此例的电子源的局部透视图基本上与图1相同，所以在此将其省略。在图7中显示了对应于图2（即沿图1中A-A’线）但显示的是本例的电子源的剖视图。在图7中，与图2中的相同的标号代表相同的部件。1代表基底，72代表对应图18中的Dxn的X方向连线（也称为上引线），73代表对应图18中的Dyn的Y方向连线（也称为下引线），4代表包含电子发射区的薄膜，5和6代表元件电极，且111代表层间绝缘层。
现在参照图8A至8F，按照相继步骤的顺序，详细描述制作工艺。
步骤a
由钠钙玻璃制成的基底1得到清洗，并借助真空蒸发在基底1上叠置5000埃厚的Pd膜。利用旋涂器，在旋转的情况下把光刻胶（Hoechst  Co.制作的AZ1370）涂覆在其上并随后进行烘烤。然后，通过曝光并显影出一光掩膜图象，形成用于Y方向连线73的抗蚀剂图形。利用蚀刻有选择地除去所淀积的Pd膜，从而以所希望的图形形成Y方向连线73和元件电极5。
步骤b
随后，利用RF溅射，在整个基底上淀积出1.5微米厚的氧化硅膜，该氧化硅膜将变成X方向连线72和Y方向连线73之间的层间绝缘层111，层111还被作为垂直型表面传导电子发射元件的阶梯形成部分17
步骤c
在步骤b中淀积的氧化硅膜上，以所希望的图形涂覆用于形成阶梯形成部分17因而形成层间绝缘层111的光刻胶图形，并通过利用其作为掩膜，对氧化硅膜进行有选择的蚀刻，以按照所希望的图案形成阶梯形成部分17，从而形成层间绝缘层111。该蚀刻是利用CF4和H2的气体混合物，通过RIE（反应离子蚀刻）过程而进行的。
步骤d
随后，以用于形成元件电极6和连接电极75的图形，涂覆光刻胶（Hitachi  Chemical  Co.，Ltd.制造的RD-2000N-41）。然后通过真空蒸发在其上淀积1000埃厚的Pd膜。该光刻胶图形被用一种有机溶剂溶解，以通过剥离留下淀积的Pd膜，从而与连接电极75一起形成元件电极6，该元件电极6与元件电极5相对且每个均具有500微米的宽度W1。对应于阶梯形成部分17的元件电极之间的距离L1为1.5微米。
步骤e
与上述例1中相同，用真空蒸发淀积出1000埃厚的Cr膜并借助一掩膜使其形成对应于电子发射区形成薄膜2的图形，该掩膜具有覆盖元件电极5和6及其附近区域的开口。利用旋涂器，在旋转的情况下把有机Pd溶液（Okuno Pharmaceutical Co.，Ltd.制作的ccp4230）涂覆在其上，并随后加热以在300℃下烘烤10分钟。这样形成的、以Pd的细颗粒作为主要组份的电子发射区形成薄膜2，具有150埃的厚度和7x104Ω/□的面电阻值。
在此之后，Cr膜和经过烘烤的电子发射区形成薄膜2被用酸性蚀刻剂进行湿蚀刻，以形成所希望的图形。
步骤f
在元件电极6印制出约10微米厚的Ag-Pd导电膜，以便以所希望的图形形成X方向连线72。
作为上述步骤的结果，在绝缘基底1上形成了X方向连线72、层间绝缘层111、Y方向连线73、元件电极5和6、电子发射区形成薄膜2、等等。
然后，象在例1中那样，利用如此制作的电子源，构成与图5所示的类似的图象显示装置。
作为在比较样品的元件电极5和6之间施加元件电压并测量在此条件下流过的元件电流If和发射电流Ie的结果，获得了与图16中所示的特性类似的电流-电压特性。在该比较样品中，当元件电压达到约7.5V时，发射电流Ie开始急剧增加。在元件电压为14V时，元件电流If为2.5mA，发射电流Ie为1.2μA，且电子发射效率η＝Ie/If（%）为0.048%。
在本例制成的图象显示装置中，与例1的类似，经封套之外的端Dx1至Dxm和Dy1至Dyn，把来自信号发生装置（未显示）的扫描信号和调制信号加到电子发射元件上，以使调制信号侧的电压总是高于或等于扫描信号侧的电压，以使电子发射元件发射电子。高于几个kV的高电压，经过高压端Hv，被加到金属本底94或一透明电极（未显示）上，以对轰击荧光膜93的电子束进行加速，从而使荧光物质受激发光，从而显示出图象。结果，由于各个电极得到了适当的设置，使得当从图8A至8F看时，各电子发射区3被X方向连线电极72和与其相连的连接电极（即处于低电压侧的电极）所包围，电子束如例1中那样得到了会聚。另外，在此例中，由于电子发射区是在X和Y方向连线之间的层间绝缘层中形成的，该电子源的电子发射元件密度可以很高。
（例3）
本例代表这样的情况，其中，在基底上形成有多个平面型表面传导电子发射元件，X方向连线和Y方向连线之间的层间绝缘层仅存在于X和Y方向连线的交叉部分，且元件电极和至X方向连线和Y方向连线的连接电极在没有接触孔的情况下彼此电连接并全部被直接设置在绝缘基底上。图9中显示了此例的电子源的局部平面图。在图10中显示了沿图9中的A-A’线的剖视图。在图9和10中，相同的标号代表相同的部件。1代表基底，72代表对应图18中的Dxn的X方向连线（也称为上引线），73代表与图18中的Dyn相对应的Y方向连线（也称为下引线），4代表包含电子发射区的薄膜，5和6代表元件电极，且111代表层间绝缘层。
现在参照图11A至11F，按照相继步骤的顺序，详细描述制作过程。
步骤a
由钠钙玻璃制成的基底1得到清洗，并通过真空蒸发在基底1上叠置50埃厚的Cr膜和1000埃厚的Au膜。利用旋涂器，在旋转的情况下把光刻胶（Hoechst  Co.制作的AZ1370）涂覆在其上并随后进行烘烤。然后，通过曝光并显影出一光掩膜图象，形成用于元件电极5和6、连接电极75和Y方向连线73的抗蚀剂图形。利用蚀刻有选择地除去所淀积的Au/Cr膜，从而以所希望的图形形成Y方向连线73、元件电极5和6（W＝300μm，L1＝2μm）和连接电极75。
步骤b
随后，利用RF溅射，在整个基底上淀积出1.0微米厚的氧化硅膜，该氧化硅膜将变成X方向连线72和Y方向连线73之间的层间绝缘层111。
步骤c
在步骤b中淀积的氧化硅膜上，以所希望的图形涂覆用于形成仅存在于X方向连线72和Y方向连线73的交叉部分的层间绝缘层111的光刻胶图形，并通过利用其作为掩膜，对氧化硅膜进行有选择的蚀刻，以形成层间绝缘层111。该蚀刻是利用CF4和H2的气体混合物，通过RIE（反应离子蚀刻）过程而进行的。
步骤d
随后，以用于形成X方向连线72的图形，涂覆光刻胶（Hitachi  Chemical  Co.，Ltd.制造的RD-2000N-41），并通过真空蒸发在其上淀积5000埃厚的Au膜。该光刻胶图形被用一种有机溶剂溶解，以通过剥离留下淀积的Au膜，从而形成X方向连线72。
步骤e
与上述例1中相同，用真空蒸发淀积出1000埃厚的Cr膜并借助一掩膜使其形成对应于电子发射区形成薄膜2的图形，该掩膜具有覆盖元件电极5和6及其附近区域的开口。利用旋涂器，在旋转的情况下把有机Pd溶液（Okuno Pharmaceutical Co.，Ltd.制作的ccp4230）涂覆在其上，并随后加热以在300℃下烘烤10分钟。这样形成的、以Pd的细颗粒作为主要组份的电子发射区形成薄膜2，具有75埃的厚度和7x105Ω/□的面电阻值。
在此之后，Cr膜和经过烘烤的电子发射区形成薄膜2被用酸性蚀刻剂进行湿蚀刻，以形成所希望的图形。
作为上述步骤的结果，在绝缘基底1上形成了X方向连线72、层间绝缘层111、Y方向连线73、元件电极5和6、电子发射区形成薄膜2、等等。
然后，象在例1中那样，利用如此制作的电子源，构成与图28所示的类似的图象显示装置。
对每一个如上制作的本例的电子发射元件，获得了与图16中所示的相类似的电流-电压特性。
在本例的元件中，当元件电压达到约7.0V时，发射电流Ie开始急剧增加。当元件电压为14V时，元件电流If为2.1mA，发射电流Ie为1.0μA，且电子发射效率η＝Ie/If（%）为0.05%。（一个目标电极被置于制作有元件的基底上方5mm处，并被施加了1kV的电压）。
在本例的设置中，扫描信号和信息信号分别被加到X和Y方向连线电极上，以使调制信号的电压总是高于或等于扫描信号的电压。另外，如图9中所示，电极设置得到了适当的选择，以便即使当各电子发射区不能被一个X方向连线电极所单独包围时，它也至少在三个方向上被X方向连线电极和与X方向连线电极相连的连接电极或相邻元件的元件电极所包围。结果，各个电子发射区均被处于低电压侧的电极所包围，从而使电子束象在例1和2中那样得到会聚。
如上所述，根据本发明，一电子源包括多个表面传导电子发射元件，这些表面传导电子发射元件在绝缘基底上被排列成矩阵图形并每个均具有一对元件电极，该元件电极以与一包含电子发射区的薄膜相对的方式设置并连接到m行行连线电极和n行列连线电极中相应的行和列，这两种电极彼此交叉且在它们之间设有绝缘层。其次，在这种电子源中，加到列连线电极上的电压被设定成总是高于或等于加到行连线电极上的电压，且当从基底上方看时，各元件的电子发射区被行连线电极、用于连接该行连线电极和元件电极的连接电极、以及与行连线电极相连的元件电极中的至少一个沿至少三个方向所包围。结果，可以用与元件电极、连线电极和连接电极相结合的简单结构来会聚从各个元件发射的电子束，从而能提供高密度的电子发射元件阵列和高精度的图象。

Claims (96)

1、电子源，包括：
基底，
设置在所述基底上的行连线和列连线，
与所述行和列连线相连的电子发射元件，
其中：
所述电子发射元件的电子发射区被所述行和列连线中的一种所包围。
2、根据权利要求1的电子源，其中所述电子发射元件的电子发射区被所述连线沿着在其中设置有所述电子发射元件的平面中彼此正交的四个方向中的至少三个方向所包围。
3、根据权利要求1的电子源，其中加到包围所述电子发射元件的电子发射区的所述连线的电压的幅值不大于加到所述其他连线的电压的幅值。
4、根据权利要求1的电子源，其中包围所述电子发射元件的电子发射区的所述连线是被加有对应于扫描信号的电压的连线，且所述其他连线是加有对应于调制信号的电压的连线。
5、根据权利要求4的电子源，其中对应于扫描信号的所述电压的幅值不大于对应于调制信号的所述电压的幅值。
6、根据权利要求1的电子源，其中所述行连线和所述列连线彼此交叉，且至少在所述行连线和所述列连线的交叉部分设置有绝缘层。
7、根据权利要求1的电子源，其中所述电子发射元件被设在所述基底的表面上。
8、根据权利要求6的电子源，其中所述电子发射元件被设在所述绝缘层上。
9、根据权利要求1的电子源，其中所述电子发射元件是表面传导电子发射元件。
10、根据权利要求1的电子源，其中所述电子发射元件是在电极之间具有包括电子发射区的导电膜的电子发射元件。
11、根据权利要求10的电子源，其中包括电子发射区的所述导电膜由细颗粒组成。
12、根据权利要求10的电子源，其中包括电子发射区的所述导电膜由包含作为主要组成元素的Pd的细颗粒构成。
13、根据权利要求1的电子源，其中所述电子发射元件、所述行连线和所述列连线每一种均被设置有多个，所述多个电子发射元件被排列成矩阵图案，且所述多个电子发射元件中的每一个的电子发射区均被所述行和列连线中的一种所包围。
14、根据权利要求13的电子源，其中每个所述电子发射元件的电子发射区均被连线沿着在其中设置有所述电子发射元件的平面中彼此正交的四个方向中的至少三个方向所包围。
15、根据权利要求13的电子源，其中加到包围每个所述电子发射元件的电子发射区的所述连线上的电压的幅值不大于加到所述其他连线上的电压的幅值。
16、根据权利要求13的电子源，其中包围每个所述电子发射元件的电子发射区的所述连线是其上施加有对应于一扫描信号的电压的连线，且所述其他连线是其上施加有对应于一调制信号的电压的连线。
17、根据权利要求15的电子源，其中对应于扫描信号的所述电压的幅值不大于对应于调制信号的所述电压的幅值。
18、根据权利要求13的电子源，其中所述行连线和所述列连线彼此交叉，且至少在所述行连线和所述列连线的交叉部分设置有一绝缘层。
19、根据权利要求13的电子源，其中所述电子发射元件被设在所述基底的表面上。
20、根据权利要求18的电子源，其中所述电子发射元件被设置在所述绝缘层上。
21、根据权利要求13的电子源，其中所述电子发射元件是表面传导电子发射元件。
22、根据权利要求13的电子源，其中每个所述电子发射元件均具有在电极之间的、包括电子发射区的导电膜。
23、根据权利要求22的电子源，其中包括电子发射区的所述导电膜由细颗粒构成。
24、根据权利要求22的电子源，其中包括电子发射区的所述导电膜由包含作为主要组成元素的Pd的细颗粒构成。
25、电子源，包括：
基底，
叠置在所述基底上的行连线和列连线，该行连线和列连线彼此交叉且在它们之间设有绝缘层，
与所述行和列连线相连的电子发射元件，其中：
所述电子发射元件的电子发射区被设在所述绝缘层上的所述行和列连线中的一种所包围。
26、根据权利要求25的电子源，其中所述电子发射元件的电子发射区被设置在所述绝缘层之上的连线沿着在其中设置有所述电子发射元件的平面中彼此正交的四个方向中的至少三个方向所包围。
27、根据权利要求25的电子源，其中设在所述绝缘层之上的所述连线是其上加有对应于扫描信号的电压的连线。
28、根据权利要求27的电子源，其中对应扫描信号的所述电压的幅值不大于加在设在所述绝缘层之下的其他所述连线上的电压的幅值。
29、根据权利要求25的电子源，其中加在设在所述绝缘层之上的所述连线上的电压的幅值不大于加在设在所述绝缘层之下的其他所述连线上的电压的幅值。
30、根据权利要求25的电子源，其中所述绝缘层至少被设置在所述行连线和所述列连线的交叉部分。
31、根据权利要求25的电子源，其中所述电子发射元件被设置在所述绝缘层上。
32、根据权利要求25的电子源，其中所述电子发射元件是表面传导电子发射元件。
33、根据权利要求25的电子源，其中所述电子发射元件是在电极之间具有包括电子发射区的导电膜的电子发射元件。
34、根据权利要求33的电子源，其中包括电子发射区的所述导电膜由细颗粒构成。
35、根据权利要求33的电子源，其中包括电子发射区的所述导电膜由包含作为所述主要组成元素的Pd的细颗粒构成。
36、根据权利要求25的电子源，其中所述电子发射元件、所述行连线和所述列连线每种均被设置有多个，所述多个电子发射元件被排列成矩阵图案，且每个所述多个电子发射元件的电子发射区被所述行和列连线中设置在所述绝缘层之上的一种所包围。
37、根据权利要求36的电子源，其中每个所述电子发射元件的电子发射区，被设置在所述绝缘层之上的连线，沿着在其中设置有所述电子发射元件的平面中彼此正交的四个方向中的至少三个方向所包围。
38、根据权利要求36的电子源，其中设置在所述绝缘层之上的所述连线是其上加有对应扫描信号的电压的连线。
39、根据权利要求38的电子源，其中对应扫描信号的所述电压的幅值不大于加在设置在所述绝缘层之下的其他所述连线的电压的幅值。
40、根据权利要求36的电子源，其中加在设置在所述绝缘层之上的所述连线上的电压的幅值不大于加在设置在所述绝缘层之下的所述连线上的电压的幅值。
41、根据权利要求36的电子源，其中加在设置在所述绝缘层之下的所述连线上的电压是对应调制信号的电压。
42、根据权利要求41的电子源，其中对应于扫描信号的所述电压的幅值不大于对应于调制信号的所述电压的幅值。
43、根据权利要求36的电子源，其中所述绝缘层至少被设置在所述行连线和所述列连线的交叉部分上。
44、根据权利要求36的电子源，其中所述电子发射元件被设置在所述绝缘层上。
45、根据权利要求36的电子源，其中所述电子发射元件是表面传导电子发射元件。
46、根据权利要求36的电子源，其中所述电子发射元件是每个都在电极之间具有包括电子发射区的导电膜的电子发射元件。
47、根据权利要求46的电子源，其中包括电子发射区的所述导电膜是由细颗粒构成。
48、根据权利要求46的电子源，其中包括电子发射区的所述导电膜是由包含作为主要组成元素的Pd的细颗粒构成的。
49、成象装置，包括：
电子源，
成象部件，用于在受到所述电子源根据一输入信号发射的电子束的照射时形成图象，其中：
所述电子源包括：
基底，
设置在所述基底上的行连线和列连线，
与所述行和列连线相连的电子发射元件，
所述电子发射元件的电子发射区被所述行和列连线中的一种所包围。
50、根据权利要求49的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使所述电子发射元件的电子发射区被所述连线沿着在其中设置有所述电子发射元件的平面中彼此正交的四个方向中的至少三个方向所包围。
51、根据权利要求49的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使加在包围所述电子发射元件的电子发射区上的电压的幅值不大于加在所述其他连线上的电压的幅值。
52、根据权利要求49的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使包围所述电子发射元件的电子发射区的连线是其上加有对应于扫描信号的电压的连线，且所述其他连线是其上加有对应于调制信号的电压的连线。
53、根据权利要求49的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使对应于扫描信号的所述电压的值度不大于对应于调制信号的所述电压的幅值。
54、根据权利要求49的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使所述行连线和所述列连线彼此交叉，且所述绝缘层至少被设置在所述行连线和所述列连线的交叉部分中。
55、根据权利要求49的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使所述电子发射元件被设置在所述基底的表面上。
56、根据权利要求54的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使所述电子发射元件被设置在所述绝缘层上。
57、根据权利要求49的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使所述电子发射元件是表面传导电子发射元件。
58、根据权利要求49的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使所述电子发射元件是在电极之间具有包括电子发射区的导电膜的电子发射元件。
59、根据权利要求58的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使包括电子发射区的所述导电膜由细颗粒构成。
60、根据权利要求58的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使包括电子发射区的所述导电膜由包含作为主要组成元素的Pd的细颗粒构成。
61、根据权利要求49的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使所述电子发射元件、所述行连线和所述列连线每一种都被设置有多个，所述多个电子发射元件被排列成矩阵图案，且所述多个电子发射元件的每一个的电子发射区都被所述行和列连线中的一种所包围。
62、根据权利要求61的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使每一个所述电子发射元件的电子发射区都被连线沿着在其中设置有所述电子发射元件的平面中彼此正交的四方向中的至少三个方向所包围。
63、根据权利要求61的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使加在包围每一个所述电子发射元件的电子发射区的连线上的电压的幅值不大于加在所述其他连线上的电压的幅值。
64、根据权利要求61的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使包围每个所述电子发射元件的电子发射区的所述连线是其上加有对应扫描信号的电压的连线，且所述其他连线是其上加有对应调制信号的电压的连线。
65、根据权利要求64的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使对应扫描信号的所述电压的幅值不大于对应调制信号的所述电压的幅值。
66、根据权利要求61的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使所述绝缘层至少被设置在所述行连线和所述列连线的交叉部分上。
67、根据权利要求61的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使所述电子发射元件被设置在所述基底的表面上。
68、根据权利要求66的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使所述电子发射元件被设置在所述绝缘层上。
69、根据权利要求61的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使所述电子发射元件是表面传导电子发射元件。
70、根据权利要求61的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使所述电子发射元件是在电极之间具有包括电子发射区的导电膜的电子发射元件。
71、根据权利要求70的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使包括电子发射区的所述导电膜由细颗粒构成。
72、根据权利要求70的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使包括电子发射区的所述导电膜由包含作为主要组成元素的Pd的细颗粒构成。
73、成象装置，包括：
电子源，
成象部件，用于在受到所述电子源根据一输入信号发射的电子束的照射时形成图象，其中：
所述电子源包括：
基底，
叠置在所述基底上的行连线和列连线，该行连线和列连线彼此交叉，且在它们之间设置有一绝缘层，
与所述行和列连线相连的电子发射元件，
所述电子发射元件的电子发射区被设置在所述绝缘层之上的所述行和列连线中的一种所包围。
74、根据权利要求73的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使所述电子发射元件的电子发射区被所述连线沿着在其中设置有所述电子发射元件的平面中彼此正交的四个方向中的至少三个方向所包围。
75、根据权利要求73的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使设置在所述绝缘层上的所述连线是其上加有对应于扫描信号的电压的连线。
76、根据权利要求75的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使对应于扫描信号的所述电压的幅值不大于加到设置在所述绝缘层之下的其他所述连线上的电压的幅值。
77、根据权利要求73的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使加到设置在所述绝缘层之上的所述连线上的电压的幅值不大于加到设置在所述绝缘层之下的其他所述连线上的电压的幅值。
78、根据权利要求73的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使所述绝缘层至少被设置在所述行连线和所述列连线的交叉部分中。
79、根据权利要求73的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使所述电子发射元件被设置在所述绝缘层上。
80、根据权利要求73的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使所述电子发射元件是表面传导电子发射元件。
81、根据权利要求73的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使所述电子发射元件是在电极之间具有包括电子发射区的导电膜的电子发射元件。
82、根据权利要求81的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使包括电子发射区的导电膜由细颗粒构成。
83、根据权利要求81的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使包括电子发射区的所述导电膜由包含作为主要组成元素的Pd的细颗粒构成。
84、根据权利要求73的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使所述电子发射元件、所述行连线和所述列连线每一种均被设置有多个，所述多个电子发射元件被排列成矩阵图案，且每个所述多个电子发射元件的电子发射区都被设置在所述绝缘层之上的所述行和列连线中的一种所包围。
85、根据权利要求84的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使每个所述电子发射元件的电子发射区都被设置在所述绝缘层之上的连线沿着在设置有所述电子发射元件的平面中彼此正交的四个方向中的至少三个方向所包围。
86、根据权利要求84的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使设置在所述绝缘层之上的所述连线是其上加有对应于扫描信号的电压的连线。
87、根据权利要求86的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使对应于扫描信号的所述电压的幅值不大于加在设置在所述绝缘层之下的其他所述连线上的电压的幅值。
88、根据权利要求84的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使加在设置在所述绝缘层之上的所述连线上的电压的幅值不大于加在被设置在所述绝缘层之下的其他所述连线上的电压的幅值。
89、根据权利要求84的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使加在设置在所述绝缘层之下的所述连线上的电压是对应调制信号的电压。
90、根据权利要求89的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使对应扫描信号的所述电压的幅值不大于对应调制信号的所述电压的幅值。
91、根据权利要求84的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使所述绝缘层至少被设置在所述行连线和所述列连线和交叉部分中。
92、根据权利要求84的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使所述电子发射元件被设置在所述绝缘层上。
93、根据权利要求84的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使所述电子发射元件是表面传导电子发射元件。
94、根据权利要求84的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使所述电子发射元件是在电极之间具有包括电子发射区的导电膜的电子发射元件。
95、根据权利要求94的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使包括电子发射区的所述导电膜由细颗粒构成。
96、根据权利要求94的成象装置，其中所述电子源被适当地设置，从而使包括电子发射区的所述导电膜由包含作为主要组成元素的Pd的细颗粒构成。
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