CN1150366A - 成像装置和生产及调整该成像装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种可以容易地获得白平衡及以出色的色彩还原特性进行图像显示的成像装置，以及制造和调整该成像装置的方法。多个表面导电电子发射器件(1002)被排列在基板(1001)上。根据从器件发射的电子。按照荧光膜(1008)上的荧光物的颜色(R，G和B)进行发光。表面导电电子发射器件(1002)的电子发射特性预先根据荧光物的颜色改变。因此，可以得到R，G和B荧光物的满意的白平衡。

Description

成像装置和生产及调整该成像装置的方法
本发明涉及一种成像装置和生产及调整该成像装置的方法，更具体地说，涉及一种利用多电子束源的成像装置，在该多电子束源中排列有多个表面导电电子发射器件，以及生产和调整该成像装置的方法。
通常来说，已知的电子发射器件分为两种类型的器件，即，热和冷阴极器件。冷阴极器件的例子为场发射型电子发射器件(以下称为场发射器件)，金属/绝缘栅/金属型电子发射器件(以下称为MIM型电子发射器件)，和表面导电型电子发射器件。
已知的场发射器件的例子在W.P Dyke和W.W.Dolan的“FieldEmission”(场发射)，Advance in Electron Physics，(电子物理学进展)8，89(1956)和C.A.Spindt的“Physical Properties of thin-film fieldemission cathodes with molybdenum cones”，J.Appl.Phys.，47，5248(1967)中进行了描述。
MIM型电子发射器件的已知的例子在C.A.Mead的“Operation ofTunnel-Emission Devices”，J.Appl.Phys.，32，646(1961)中进行了描述。
表面导电型电子发射器件的例子在例如M.I.Elinson，“RadioEng.E真ectron Phys.，10，1290(1965)中进行了描述，其它的例子将在后面描述。
表面导电型电子发射器件利用了这样一种现象，即，当有平行于薄膜表面的电流流过时，在基板上形成的一个小区域的薄膜中产生了电子发射。表面导电型电子发射器件除了使用前面所述的Elinson的SnO2薄膜以外，还包括使用Au薄膜(G.Dittiner，“Thin Solid Films”，9，317(1972))，In2O3/SnO2薄膜(M.Hartwell和C.G.Fonstad，“IEEE Trans.ED Conf.”，519(1975))，碳薄膜(Hisashi Araki等，“Vacuum”，vol.26，No.1，P.22(1983))，和其它类似的薄膜的电子发射器件。
图24为根据M.Hartwell等人的表面导电型电子发射器件的平面图，作为这种表面导电型电子发射器件的结构的一个典型的例子。参见图24，标号3001表示一个基板；标号3004表示由通过溅射形成的金属氧化物制成的导电薄膜。该导电薄膜3004具有一个H型的图形，如图24所示。电子发射部分3005是通过对导电薄膜3004进行加能处理(称为加能形成处理，以后还要描述)形成的。参见图24，间隔L被设置为0，5-1mm，宽度W被设置为0.1mm。为了图示方便，在导电薄膜3004的中心，电子发射部分3005被显示为一个直角形状。但是，这并未确切地显示出电子发射部分的实际位置和形状。
在根据M.Hartwell等的上述表面导电型电子发射器件中，电子发射部分3005比较典型的是在电子发射之前通过对导电薄膜3004进行一种称为加能形成的加能处理过程形成的。根据加能形成处理，通过在导电薄膜3004的两端施加一个以很低的比率如1V/分增加的DC电压施加电能，以便局部地破坏或者使导电薄膜3004变形，从而形成具有高电阻的电子发射部分3005。应当注意在导电薄膜3004的被破坏或变形的部分有一个裂缝。在加能形成处理之后，通过向导电薄膜3004施加一个合适的电压，在裂缝附近即会形成电子发射。
上述的表面导电型电子发射器件的优点在于结构简单且容易制造。由于这个原因，可以在较大的范围内制成多种器件。在本申请人递交的日本专利申请No.64-31332中，研究了一种用于排列和驱动多个器件的方法。
关于表面导电电子发射器件的应用，例如成像装置如图象显示装置和图像记录装置，充电射束源等等，已经开始进行了研究。
作为对图像显示装置的一种应用，在由本申请人递交的US专利申请No.5066883和日本专利申请No.2-257551中，研究了结合使用表面导电性电子发射器件和当电子束辐照时发光的荧光物的图像显示装置。这种类型的图像显示装置被希望比其它传统的图像显示装置具有更出色的特性。例如，与目前流行的液晶显示装置相比，该显示装置的优点在于由于它本身能够发光所以它不需要背衬光，并且它具有较宽的视角。
本发明人已经针对由各种材料制成，以各种方法生产的，并且具有各种结构包括前面所述的结构的表面导电型电子发射器件进行了实验。本发明人也研究了每个由许多表面导电型电子发射器件构成的多电子源，和使用该电子源的图像显示装置。
本发明人也实验性地制造了通过图25所示的那种电气布线方法形成的多电子源。在该多电子源中，大量的表面导电型电子发射器件被以矩阵的形式排成二维阵列并布线连接，如图25所示。
参见图25，标号4001表示示意性地示出的表面导电型电子发射器件；4002表示一个行布线条；4003表示列布线条。在实际当中，行和列布线条4002和4003具有一定的电阻，在图25中表示为布线电阻4004和4005。图25中的布线方法被称为简单矩阵布线。
为了图示方便，图25示出了一个6×6矩阵。但是矩阵大小并不限于此。例如，在用与图象显示装置的多电子源中，为了所需的图像显示操作，足够多的数目的发射器件被排成阵列并布线连接。
在具有以简单矩阵的形式布线连结的表面导电型电子发射器件的多电子源中，如图25所示，为了输出所需的电子束，适当的电信号被施加到行和列布线条4002和4003。当矩阵中的任意行的表面导电电子发射器件被驱动时，一个选择的电压Vs被施加到选择的行的行布线条4002，同时，一个非选择电压被施加到非选择行的每个布线条4002。用于输出电子束的驱动电压Ve被同步地施加到列布线条4003。按照该方法，忽略布线电阻4004和4005上的电压降，电压Ve-Vs被施加到选择行的每个表面导电型电子发射器件，电压Ve-Vns被施加到非选择行的每个表面导电型电子发射器件。因此，如果电压Ve，Vs，和Vns被设置为合适的电压，就会从所选择的行上的每个表面导电型电子发射器件中输出真有所需强度的电子束。此外，如果不同的驱动电压Ve被施加到相应的列布线条，从所选择的行的相应的发射器件中就会输出具有不同强度的电子束。由于每个表面导电型电子发射器件的响应速度很高，根据驱动电压Ve被保持施加的时间长度的改变，电子束被保持输出的时间长度也会改变。
因此，这种具有以简单矩阵形式布线的表面导电型电子发射器件的多电子源可以在各种应用中使用。例如，这种多电子源可以被用于根据图像信息施加电压信号的图像显示装置。
但是，在实际当中，在表面导电电子发射器件是以简单矩阵排列的多电子源具有下述问题。
如上所述，当图像显示装置是由表面导电电子发射器件和当有电子辐照时发光的荧光物结合构成时，通常采用三基色，例如，红(R)，绿(G)和蓝(B)的荧光物。
但是，由于R，G和B荧光物表现出不同的发光特性，如同后面所要描述的，当具有相同强度的电子束相应颜色的荧光物时，不能得到满意的白平衡。
图26A为显示相应颜色的荧光物的典型的发光特性的曲线。如图26A所示，荧光物的特性曲线根据发光的颜色变化并且具有非线性。荧光物的发光特性是根据在单位时间到达单位面积的荧光物表面的电子的总和定义的。非线性程度也根据荧光物的类型改变。
对于每一种颜色，通过插入一个通常用于CRT或类似的设备中的伽玛校正电路，即可以将荧光物的特性曲线的非线性校正为基本上为线性的特性。图26B显示了经过伽玛校正以后的相应颜色的荧光物的特性的曲线。梯度随着颜色而改变。当根据颜色的梯度差不对应于用于相应颜色的入射电子束强度的比时(该比值定义一个满意的白平衡)，彩色再现特性劣化。
本发明就是为了克服上述问题而提出的，其目的是提供一种可以很容易地获得白平衡并具有出色的彩色再现特性的成像装置，以及用于生产和调整该成像装置的方法。
为了实现上述目的，本发明的成像装置具有下列结构。
该成像装置包括一个具有排列在基板上的多个表面导电电子发射器件的多电子源，发光装置用于根据从多电子源的电子束的辐射而发光，调制装置，用于根据输入的图像信号调制辐射到发光装置上的电子束，其中，对每个表面导电电子发射器件，通过施加一个大于驱动电压的最大电压的电压，电子发射特性被根据发光装置的发光特性预先改变。
最好，表面导电电子发射器件被安置在一个真空容器当中，其中有机气体的局部压力不大于1×10-8乇。
最好，发光装置包括荧光物。
最好，荧光物具有红，绿，和蓝三基色，每个表面导电电子发射器件的电子发射特性被改变使得三基色的白平衡得以保持。
最好，在多电子源中，多个表面导电电子发射器件是以二维排列的，并以行布线条和基本上垂直于行布线条的列布线条的矩阵布线连接。
最好，在多电子源中，多个表面导电电子发射器件以行方向设置，栅格电极以基本上垂直于行方向的列方向设置。
本发明还提供了一种用于生产成像装置的方法。该成像装置包括一个具有排列在基板上的多个表面导电电子发射器件的多电子源，发光装置用于根据从多电子源的电子束的辐射而发光，驱动装置，用于根据输入的图像信号向多电子源提供驱动电压，包括下列步骤，预先向每个表面导电电子发射器件施加一个由驱动装置提供的大于驱动电压最大值的特性改变电压，使得表面导电电子发射器件的电子发射特性按照发光装置的发光特性改变。最好，特性改变电压是在真空环境中施加的，其中有机气体的局部压力不大于1×10-8乇。最好，发光装置包括荧光物。最好，荧光物具有红，绿，和蓝三基色，每个表面导电电子发射器件的电子发射特性被改变使得三基色的白平衡得以保持。最好，在多电子源中，多个表面导电电子发射器件是以行布线条和列布线条的矩阵布线连接。
本发明还提供了一种用于调整成像装置的方法，其中，如果在成像装置完成以后其白平衡随着时间发生改变的话，则通过改变表面导电电子发射器件的电子发射特性来调整白平衡。本发明提供一种用来调整成像装置的方法，该成像装置包括，一个具有排列在基板上的多个表面导电电子发射器件的多电子源，发光装置用于根据从多电子源的电子束的辐射而发光，驱动装置，用于根据输入的图像信号向多电子源提供驱动电压，包括下列步骤，预先向每个表面导电电子发射器件施加一个由驱动装置提供的大于驱动电压最大值的特性改变电压，使得表面导电电子发射器件的电子发射特性按照发光装置的发光特性改变。最好，特性改变电压是在真空环境中施加的，其中有机气体的局部压力不大于1×10-8乇。最好，发光装置包括荧光物。最好，荧光物具有红，绿，和蓝三基色，每个表面导电电子发射器件的电子发射特性被改变使得三基色的白平衡得以保持。最好，在多电子源中，多个表面导电电子发射器件是以行布线条和列布线条的矩阵布线连接。
根据本发明，一个适当的电子发射特性根据荧光物的颜色被预先存储在表面导电电子发射器件中。利用该结构，可以提供一种可以很容易地获得白平衡的成像装置。当应用该成像装置时，无须提供复杂的校正电路，即可实现满意色彩平衡的高质量的图像显示。
本发明的其他特征和优点通过下面结合附图的描述将会更为清楚，其中，在整个附图中，相同的标号表示相同的部件。
图1为根据本发明第一实施例的显示板的局部剖视图；
图2A和2B为显示三基色的荧光物的排列的示意图；
图3A和3B为第一实施例的平面型表面导电电子发射器件的平面和截面图；
图4为一个截面图，示出了制造第一实施例的平面型表面导电型电子发射器件的步骤；
图5为在第一实施例中的加能形成处理过程中施加的电压的波形图；
图6A和6B为在第一实施例中的激励处理过程中施加的电压的波形图和发射电流的曲线；
图7显示了第一实施例的多电子源的基板的平面图；
图8为第一实施例的多电子源的基板的局部截面图；
图9A和9B为用于获得第一实施例的表面导电电子发射器件的电子发射特性而施加的特性改变信号的波形图；
图10A和10B为第一实施例的表面导电型电子发射器件的电特性的图示；
图11为说明第一实施例中获得相应的颜色的荧光物的白平衡的方法的图示；
图12为第一实施例中根据相应颜色的荧光物改变表面导电电子发射器件的电子发射特性的方法的图示；
图13为在第一实施例中的显示板上执行电视显示的驱动电路的结构的方框图；
图14为一个局部电路图，其中表面导电电子发射器件以矩阵形式布线连接；
图15为显示原始图像的一个例子的图示；
图16为加到多电子源的驱动电压的电压值的图示；
图17为一个多电子源的时序图，其以行为单位按顺序地进行显示；
图18A-18F为图13中所示的驱动电路的时序图；
图19为根据第一实施例的阶梯型表面导电电子发射器件的截面图；
图20A-20E为截面图，用于解释第一实施例的阶梯型表面导电电子发射器件的制造步骤；
图21为一个局部剖视图，示出了根据本发明的第二实施例的显示板的结构；
图22显示了第二实施例中栅格电压和荧光物电流之间的关系的示意图；
图23为方框图，显示了本发明的第三实施例的多功能图像显示装置的结构；
图24为传统的表面导电电子发射器件的平面图；
图25为传统的多电子源的示意图；
图26A和26B为显示相应的颜色的荧光物的典型的发光特性的图示。
下面结合附图描述本发明。
<第一实施例>
在第一实施例中，通过以利用表面导电电子发射器件的成像装置为例，描述用于进行图像显示的显示板。
《显示板的结构和制造方法》
图1为第一实施例中使用的显示板的局部切除的透视图，示出了显示板的内部结构。
参见图1，标号1005表示一个后板；1006表示一个侧壁；1007为一个面板。这些部分形成一个气密的封壳用于在显示板的内部保持真空。为了构成气密的封壳，有必要对相应的部件进行密封使其连接部分具有足够的强度和气密的条件。例如，可以将烧结玻璃加到连接部分，并在空气中或者氮气的气氛中在400到500℃的温度下烧结10分钟或更长的时间，从而将部件密封。后面将描述气密封壳的抽空方法。
后板1005具有一个固定于其上的基板1001，上面形成有一个N×M的表面导电型电子发射器件1002。M和N为等于2或者以上的正整数，根据显示板的目标数近似地设定。例如，在用于高清晰度电视显示系统的显示装置中，最好N＝3000或以上，M＝1000或以上。在该实施例中，N＝3,071，M＝1,024。N×M的表面导电型电子发射器件被以简单矩阵的形式布线连接，具有M行布线条1003和N列布线条1004。由基板1001，表面导电电子发射器件1002，行布线条1003，和列布线条1004构成的部分将称为多电子束源。关于生产方法和多电子源的结构将在后面详细描述。
在该实施例中，多电子源的基板1001被固定到气密封壳的后板上。但是，如果基板1001具有足够的强度的话，基板1001本身可以作为气密封壳的后板。
此外，在面板1007的下表面形成有荧光膜1008。由于该实施例为彩色显示装置，荧光膜1008涂敷有红，绿，和蓝色荧光物，即，在CRT领域中使用的三基色荧光物。如在图2A中所示，彩色荧光物92以条形排列。黑导电材料91被提供于荧光物条之间。提供黑导电材料91的目地是为了防止在电子束辐射位置在某种程度上有偏移的情况下显示色彩的配准不良，通过遮断外部光的反射防止显示对比度的劣化，防止电子束对荧光膜的过充或类似情况。黑导电材料91主要由石墨构成，但是，也可以采用能够实现上述目的的其它材料。
三基色荧光物的排列并不限于图2A中所示的条形。例如，也可以采用图2B中所示的δ排列或其它排列。
对于彩色显示器，可采用稀浆法来提供荧光物92。但是，也可以采用印刷法，由此，获得小的涂层。
此外，一个在CRT领域中众所周知的金属衬1009被设置在荧光膜1008的后板侧表面上。提供金属衬1009的目地是为了通过镜像反射从荧光膜1008发射的光的部分改善光利用率，保护荧光膜1008免受负离子的冲击，利用金属衬1009作为提供例如，10KV的电子束加速电压的电极，以及利用金属衬1009作为激励荧光膜1008的电子的导通通路。金属衬1009是通过在面板1007上形成荧光膜1008，平滑处理(通常称为膜化)荧光膜表面，通过真空淀积在其上淀积Al形成的。注意当用于低电压的荧光材料被用于荧光膜1008时，可以不用金属衬1009。
此外，为了使加加速电压或者改善荧光膜的导电率，由例如ITO制成的透明的电极可以被提供于面板1007和荧光膜1008之间。
参见图1，符号Dx1-DxM，Dy1-DyN，Dz1-DzN，和Hv表示用于气密结构的接线端，用于将显示板电气连接到电路(未示出)。端Dx1-DxM被电气地连接到多电子源的行布线条1003；端Dy1-DyN接到列布线条1004；端Dz1-DzN被连接到另一组的列布线条1004；端Hv接到面板1007的金属衬1009。
为了抽空气密封壳，在形成气密封壳后，连接上一个不使用油的抽空管和一个真空泵(都未示出)，气密封壳被抽空到大约10-7乇的真空度。在保持抽空的同时，显示板被加热到80℃-200℃并烘干5小时或以上降低有机气体的局部压力。然后，抽空管被密封。为了在气密封壳中保持真空，在气密封壳被密封之前/之后在其中的预定的位置立即放置一个吸气膜(未示出)。吸气膜是由主要由Ba通过加热或者RF加热构成的吸气材料通过加热和蒸镀形成的。吸气膜的吸收效果可以在封壳中保持1×10-5或1×10-7乇的真空度。在该例中，主要由碳和氢构成及具有13-200的质量数的有机气体的局部压力被设定为低于10-8乇。
上面已经描述了该实施例的显示板的基本结构和生产方法。
下面描述根据该实施例的显示板中使用的多电子源的制造方法。
在根据该实施例的显示板中使用的多电子源的制造方法中，可以采用任何材料，形状，和生产方法，用于电子发射器件，只要是用于制造具有以简单矩阵形式布线连接的表面导电型电子发射器件电子源即可。但是，本发明的发明人发现，电子发射部分或者其边缘部分具有精细微粒膜的发射器件具有较好的电子发射特性并且容易制造。因此，这种发射器件最适合于高亮度，大屏幕图像显示装置的多电子源。在该实施例的显示板中，采用了电子发射部分或者其边缘部分具有精细微粒膜的表面导电型电子发射器件。首先，描述最佳的表面导电型电子发射器件的基本结构，生产方法，和特性，后面再描述具有以简单矩阵形式布线连结的多个发射器件的多电子源的结构。《表面导电型电子发射器件的结构及其生产方法》
采用了电子发射部分或者其边缘部分具有精细微粒膜的表面导电型电子发射器件的典型结构包括平面型结构和阶梯型结构。《平面型表面导电型电子发射器件》
首先描述平面型表面导电型电子发射器件的结构和生产方法。
图3A为描述平面型表面导电型电子发射器件的结构的平面图；图3B为表面导电电子发射器件的截面图。参见图3A和3B，标号1101表示一个基板；1102和1103表示发射器件电极；1104表示导电薄膜；1105表示通过加能形成处理过程形成的电子发射部分；1113表示由激励过程形成的薄膜。
作为基板1101，可以采用各种玻璃基板，例如，石英玻璃，碱石灰玻璃，各种陶瓷基板，例如，铝，或者具有由例如SiO2构成的绝缘层的基板。
形成于基板1101之上并平行于其表面相互相对的发射器件电极1102和1103是用导电材料制成的。例如，下面的材料中的一种可以被采用：例如，Ni，Cr，Au，Mo，W，Pt，Ti，Cu，Pd，和Ag，这些材料的合金，金属氧化物如In2O3-SnO2，以及半导电材料例如多晶硅。这些电极可以利用以下的技术很容易地形成，例如膜形成技术，如真空淀积和图形化技术如光刻或蚀刻，但是，也可以采用其它方法(例如，印刷技术)。
电极1102和1103的形状可以按照电子发射器件的应用目的适当地设计。总的来说，在形状设计时，电极间的间隔L可被设置为从几百埃到几百μm的范围之内的一个适当的值。对于显示装置的最佳范围为从几个μm到几十个μm。至于电极1102和1103的厚度d，可以从几百埃到几个μm的范围内选取一个适当的数值。
导电薄膜1104是由一个精细微粒膜制成的。“精细微粒膜”是一种包含许多精细微粒(包括岛状聚集体作为组成元素)的膜。对精细微粒膜的显微观察揭示膜中的每个微粒是相互分开的，相互相邻的，或者相互叠加的。
一种微粒的1径在几埃到几千埃的范围内。最好，直径在10埃到200埃的范围内。膜厚在考虑到下面的情况后适当设置：用于电连接发射器件电极1102或1103的条件，用于后面所述的加能形成处理的条件，用于设置后面所述的精细微粒膜本身的电阻到一个合适的值的条件，等等。更具体地说，膜厚在几埃到几千埃最好为10埃到500埃之间的范围内设置。
例如，用于形成精细微粒膜的材料可以是下面的金属，如Pd，Pt，Ru，Ag，Au，Ti，In，Cu，Cr，Fe，Zn，Sn，Ta，W，和Pb，氧化物例如PdO，SnO2，In2O3.PbP，和Sb2O3，硼化物例如，HfB2，ZrB2，LaB6，CeB6，YB4，和GdB4，碳化物例如TiC，ZrC，HfC，TaC，ISiC，和WC，氮化物例如，TiN，ZrN，和HfN，半导电材料例如，Si和Ge，和碳。可以从这些材料中选择适当的材料。
如上所述，在该实施例中，导电薄膜1104是由精细微粒膜形成的，并且其面电阻在103到107Ω/sq的范围内设定。
由于导电薄膜1104要与发射器件电极1102和1103处于良好的电连接状态，它们被部分叠加地设置。参见图3A和3B，相应的部分从底部是以下面的次序叠放的：基板1101，发射器件电极1102(1103)，导电薄膜1104。叠加次序可以是：从底部，基板1101，导电薄膜1104，发射器件电极1102(1103)。
电子发射部分1105是在导电薄膜真104的一部分上形成的裂缝部分。电子发射部分1105的电阻高于导电薄膜周边的电阻。该裂缝部分是通过后面将要描述的加能形成处理过程在导电薄膜1104形成的。在某些情况下，在裂缝部分设置直径在几埃到几百埃的微粒。由于要精确地示出电子发射部分的实际位置和形状是很困难的，图3A和3B只是示意性地示出了裂缝部分。
薄膜1113，包含碳或碳化合物材料，覆盖电子发射部分1105和其周边部分。该薄膜1113是在加能形成处理过程之后由激励处理形成的。
薄膜1113最好由单晶石墨，多晶石墨，非晶碳，或它们的混合物制成，其厚度为500埃或更少，最好为300埃或更少。
由于要精确地示出薄膜1113的实际位置和形状是很困难的，图3A和3B只是示意性地示出了该膜。图3A为一个平面图，示出了薄膜1113的一部分已经被去掉的发射器件。
本实施例的表面导电电子发射器件的最佳的基本器件结构已经在上面描述。在实施例中，下面的发射器件被用于该实施例。
即，基板1101由碱玻璃构成，发射器件电极1102和1103由Ni薄膜构成。发射器件电极的厚度d为1000埃电极间隔L为2μm。作为精细微粒膜的主要材料，采用了Pd或PdO。精细微粒膜的厚度和宽度分别被设置为100埃和100μm。
下面描述最佳实施例的平面型表面导电型电子发射器件。图4A-4D为截面图，示出了平面型表面导电型电子发射器件的制造过程。注意相同的标号代表与图3A和3B中相同的部件。
1)首先，如图4A所示，在基板1101上形成发射器件电极1102和1103。
在形成这些电极1102和1103时，基板1101用清洁剂，纯水，有机溶剂完全清洁，然后在基板1101上淀积发射器件电极1102(1103)的材料。至于淀积方法，可以采用真空膜形成技术，例如，淀积和溅射。然后，淀积的电极材料利用光刻技术被图形化。于是，在图4A中的一对电极1102和1103被形成。
2)下一步，如图4B所示，形成导电薄膜1104。
在形成该导电薄膜1104的过程中，一种有机金属溶剂首先被加到在步骤1中制备的基板1101上，所加的溶剂然后被烘干和烧结，从而形成精细微粒膜。然后，精细微粒膜通过光刻技术被图形化成预定的形状。有机金属溶剂为一种有机金属化合物溶液，包含用于作为导电薄膜1104的精细微粒的材料作为主要成分。在该实施例中，Pd被作为主元素。在实施例中，有机金属溶剂的施加是通过浸贽方法进行的，但是，也可以采用旋涂法或者喷溅法。
在形成精细微粒构成的导电薄膜的方法中，在实施例中使用的有机金属溶液的施加方法可以用其它任何方法代替，例如，真空淀积法，溅射法，或化学蒸镀法。
3)如图4C所示，从用于加能形成的电源1110中输出的一个适当的电压被加于发射器件电极1102和1103之间，进行加能形成处理过程以形成电子发射部分1105。
形成处理过程是将由精细微粒膜制成的导电薄膜1104加以电能，使导电薄膜的一部分被破坏，变形，或变性，从而使薄膜变成适于发射电子的结构。在导电薄膜中，在薄膜中变成适于发射电子的部分(即，电子发射部分1105)具有一个适当的裂缝。具有电子发射部分1105的薄膜与加能形成处理过程之前的薄膜相比，发射器件电极1102和1103之间测得的电阻显著增加。
下面参照图5详细描述施加电能的方法，图5显示了从电源1110输出的适当的电压的例子。在形成由精细微粒制成的导电薄膜的过程中，最好采用脉冲电压。在该实施例中，如图5所示，一个脉宽为T1的三角形脉冲以脉冲间隔T2被连续地施加。三角脉冲的峰值Vpf被按顺序地增加。此外，在三角脉冲之间以预定间隔插入了一个监视脉冲，以监视电子发射部分1105的形成状态，由于监视脉冲的插入产生的电流被一个电流计1111测量。
在该实施例中，在10-5乇的真空的气氛中，脉宽T1被设置为1ms；脉冲间隔T2为10ms。峰值Vpf每个脉冲增加0.1V。每加五个脉冲，插入一个监视脉冲Pm。为了避免加能形成的副效果，监视脉冲Pm的电压Vpm被设为0.1V。当发射器件电极1102和1103之间的电阻变为1×106Ω时，即，利用电流计1111测量的因施加监视脉冲产生的电流变为1×10-7A或更少时，形成处理的加能过程结束。
注意上述方法最好适用于该实施例中的表面导电型电子发射器件。在该表面导电型电子发射器件的设计，例如，微粒膜的材料和厚度，或发射器件电极间隔L改变时，加能条件最好也根据发射器件设计的改变而改变。
4)如图4D所示，来自激励电源1112的一个适当的电压被加在发射器件电极1102和1103，执行激励过程以改善电子发射特性。
这里的激励处理是在适当的条件下，对加能形成处理过程中形成的电子发射部分1105的能量激励过程，在电子发射部分1105的附近淀积碳或碳化物。(图4D示出了作为材料1113的碳或碳化物的淀积材料)电子发射部分与激励(活化)之前相比，在加相同的电压的情况下，发射电流可增加100倍或更多。
激励过程可按下述进行，在10-4或10-3乇真空气氛下，周期地施加电压脉冲，淀积在真空气氛中存在的有机化合物中分离出的碳或碳化合物。淀积材料1113可以是单晶石墨，多晶石墨，非晶碳，或其混合物。淀积材料1113的厚度为500埃或更少，最好为300埃或更少。
图6A示出了从激励电源1112输出的电压的波形，用于解释该操作中使用的加能方法。在该例中，激励过程是通过周期地施加一个恒定的方波电压进行的。更具体地说，在图6A中所示的方波电压Vac被设为14V；脉宽T3为1ms；脉冲间隔T4为10ms。
参见图4D，标号1114表示阳极，它连接到一个DC高电压源1115和一个电流计1116，捕获从表面导电型电子发射器件发射的发射电流Ie。注意，在激励过程之前，基板1101被结合到显示板时，显示板的荧光表面被用作阳极1114。
当从激励电源1112施加电压时，电流计1116测量发射电流Ie监视激励过程的进展，以便控制激励电源1112的操作。图6B示出了由电流计1116测量的发射电流Ie。当激励电源1112的脉冲电压开始施加时，发射电流Ie随时间而增加，逐渐达到饱和，在饱和后很难再增加。在发射电流Ie的基本饱和点，激励电源1112的电压停止施加，激励过程终止。
注意上述方法最好适用于该实施例中的表面导电型电子发射器件。在该表面导电型电子发射器件的设计改变时，加能条件最好也根据发射器件设计的改变而改变。
图3A和3B中的平面型表面导电型电子发射器件被按上述方法制造。《具有多个以简单矩阵布线连结的器件的多电子源的结构》
下面描述在基板上设置的并以简单矩阵布线连接的上述的表面导电电子发射器件构成的多电子源的结构。
图7显示了用于图1的显示板的多电子源的平面图。与上述相同的平面型表面导电电子发射器件被设置在基板上，这些器件以简单矩阵布线通过行和列布线条1003和1004连接。在行和列布线条的交叉点处的电极之间形成有绝缘层(未示出)以便使布线条相互绝缘。
图8是沿图7中A-A’线的截面图。与图7中相同的标号在图18中表示相同的部件，并略去其描述。
具有上述结构的多电子源是按下述方式制成的，形成行布线条1003，列布线条1004，行布线条和列布线条之间的绝缘层(未示出)，表面导电型电子发射器件的发射器件电极，导电薄膜预先形成在基板上。电能通过行布线条和列布线条被施加到相应的发射器件，进行加能形成处理，和激励处理。《电子发射特性记忆功能》
下面描述作为本发明的一个特征的表面导电电子发射器件的电子发射特性记忆功能。
在该实施例中，表面导电电子发射器件被赋予一个存储其电子发射特性的功能(以下称为“电子发射特性记忆功能”)使得预定的电子发射特性被存储在表面导电电子发射器件的单元中。
下面描述赋予表面导电电子发射器件的电子发射特性记忆功能的方法和对每个器件设定预定的电子发射特性并利用记忆功能向每个器件存储电子发射特性的方法。
至于利用记忆功能要被存储的电子发射特性，电子发射效率最好较高。为了这个目的，最好预先进行上述的激励处理过程以改善电子发射特性。
为了赋予表面导电电子发射器件电子发射特性，必须为表面导电电子发射器件设定一个预定的环境条件。
首先描述利用激励处理对电子发射特性的改进。
如上所述，当表面导电电子发射器件的电子发射部分被形成时，进行一种向导电薄膜1004施加一个电流以使薄膜局部破坏，变形或劣化并形成裂缝的处理(加能形成处理)。然后，最好进行激励处理。如上所述，激励处理是一种在适当的条件下向通过加能形成处理形成的电子发射部分1105加电，在电子发射部分1105附近淀积碳或碳化合物的处理过程。例如，在存在有适当局部压力的有机物的真空环境当中，总压力为10-4-10-5乇，周期地施加电压脉冲。利用这种处理，单晶石墨，多晶石墨，非晶碳，或其混合物被淀积在电子发射部分1105附近，厚度为500埃或更少。上述的真空环境可以通过利用一个油扩散泵或旋转泵来实现，尽管该环境也可以通过利用无油真空泵对封壳抽空并同时引入有机气体取得。各种有机气体都是可行的，包括芳香族碳氢化合物。气体的类型和其局部压力可以根据表面导电电子发射器件的材料和形状来适当选择。此外，要施加的电压脉冲的波形也可以根据表面导电电子发射器件的材料和形状来适当选择。
经过激励处理之后的表面导电电子发射器件与刚刚经过加能形成处理的表面导电电子发射器件相比，在加相同的电压的情况下，发射电流可增加100倍或更多。
下面描述用于实现电子发射特性记忆功能所必需的环境。
为了满意地实现记忆功能，在真空环境当中在表面导电电子发射器件附近的有机气体的局部压力必须被降低到不再继续在电子发射部分或其周围部分淀积碳或碳化合物，即使电压被加到表面导电电子发射器件也是如此，该状态必须被保持。
最好，在该环境中的有机气体的局部压力被降低到10-8乇或更少，并保持该状态。如果可能，该局部压力最好保持在10-10乇或更少。注意有机气体的局部压力是通过对主要由碳和碳化合物构成的并具有13-200的质量数有机分子积分获得的，所述质量数是通过质谱仪质量化测得的。
降低表面导电电子发射器件附近的有机气体的局部压力的典型的方法如下。包含形成有表面导电电子发射器件的基板的真空封壳被加热。在从封壳中的每个部件的表面放出有机气体分子的同时，利用真空泵例如吸附泵或不使用油的离子泵进行真空抽吸。
在利用这种方法将有机气体的局部压力降低以后，可以利用无油真空泵进行连续抽吸来保持这一状态。但是，利用真空泵连续抽吸的方法根据应用目的不同具有体积，功耗，重量，和成本上的缺点。当表面导电电子发射器件被应用于图像显示装置例如显示板时，有机气体分子被足够地解吸以降低有机气体的局部压力，然后，在真空封壳中形成一个吸气膜，抽吸管被密封，从而保持该状态。
在许多情况下，剩留在真空环境中的有机气体的初始物为在真空抽吸单元例如旋转泵或油扩散泵中使用的油的蒸发物，或在表面导电电子发射器件的制造过程中使用的有机溶剂的残留物。有机气体的例子有脂肪族碳氢化合物，例如，烷烃，烯烃，炔，芳香族碳氢化合物，乙醇，乙醛，酮类，胺类，苯酚，有机酸，例如，羟基酸和磺酸或上述有机物的衍生物：具体地说，丁二烯，n-乙烷，1-乙烷，苯，甲苯，O-二甲苯，苯甲晴，氯乙烯，三氯乙烯，甲醇，乙醇，异丙醇，甲醛，乙醛，丙酮，甲基乙基酮，二乙基酮，甲胺，乙胺，醋酸，和丙酸。
下面将要描述在上述环境当中由表面导电电子发射器件表现的电子发射特性记忆功能。
本发明将经历过加能形成处理和激励处理的表面导电电子发射器件置于有机气体的局部压力被降低的环境当中，并测量其电特性。图9A和图9B，图10A，图10B显示了电特性的曲线。
图9A和图9B显示了施加到表面导电电子发射器件的驱动信号的电压波形。横坐标表示时间轴；纵坐标表示加到表面导电电子发射器件上的电压(以下称为器件电压Vf)。
如图9A所示，使用一个连续的方波脉冲作为驱动信号，施加周期被分为三个周期，即第一到第三周期，施加100个具有相同宽度和高度的脉冲。图9B为该电压脉冲的波形的放大视图。
测量条件为：在每个周期中脉冲宽度T5＝66.8μs，脉冲周期T6＝16.7ms。这些条件是根据当表面导电电子发射器件被应用于一般的电视接收机时所设定的标准的条件确定的。但是，该记忆功能也可以在其他条件下测量。注意，  该测量在进行时从驱动信号源到每个表面导电电子发射器件的线路路径的阻抗被足够地降低，  使得有效地加到表面导电电子发射器件的电压脉冲的上升时间Tr和下降时间Tf变为相等或低于100ns。
在第一和第三周期，器件电压Vf为Vf＝Vfl，在第二周期，Vf＝Vf2。电压Vf1和Vf2都设置的高于表面导电电子发射器件的电子发射门限电压并且满足Vf1＜Vf2。由于电子发射门限电压根据表面导电电子发射器件的形状和材料变化，这些电压根据要进行测量的表面导电电子发射器件适当的设置。
关于在测量操作过程中表面导电电子发射器件周围的环境，整个压力为1×10-6乇，有机气体的局部压力为1×10-9乇。
图10A和图10B为根据图9A和9B中所施加的驱动信号表面导电电子发射器件的电特性曲线。参见图10A，横坐标表示器件电压Vf；纵坐标表示从表面导电电子发射器件发射的电流(以下称为发射电流Ie)的测量值。参见图10B，横坐标表示器件电压Vf；纵坐标表示流经表面导电电子发射器件的电流(以下称为器件电流If)的测量值。
下面首先描述图10A中所示的器件电压Vf与发射电流Ie之间的关系。在第一周期中，表面导电电子发射器件响应于驱动信号根据特性曲线Iec(1)输出发射电流。在驱动脉冲的上升时间Tr，当所加的电压Vf超过Vth1时，发射电流Ie根据特性曲线Iec(1)陡然增加。在Vf＝Vf1的周期中，即，在时间间隔T5中，发射电流Ie保持为Ie1。在驱动脉冲的下降时间Tf中，发射电流Ie根据特性曲线Iec(1)陡然减少。
在第二周期中，当开始施加由Vf＝Vf2所给的脉冲时，特性曲线Iec(1)改变为特性曲线Iec(2)。更具体地说，在驱动脉冲的上升时间Tr，当所加的电压Vf超过Vth2时，发射电流Ie根据特性曲线Iec(2)陡然增加。在Vf＝Vf2的周期中，即，在时间间隔T5中，发射电流Ie保持为Ie2。在驱动脉冲的下降时间Tf中，发射电流Ie根据特性曲线Iec(2)陡然减少。
在第三周期中，尽管再次施加由Vf＝Vf1所给的脉冲，发射电流Ie根据特性曲线Iec(2)变化。更具体地说，在驱动脉冲的上升时间Tr，当所加的电压Vf超过Vth2时，发射电流Ie根据特性曲线Iec(2)陡然增加。在Vf＝Vf1的周期中，即，在时间间隔T5中，发射电流Ie保持为Ie3。在驱动脉冲的下降时间Tf中，发射电流Ie根据特性曲线Iec(2)陡然减少。
如上所述，在第三周期中，由于特性曲线Iec(2)已经被存储在表面导电电子发射器件中，发射电流Ie变得比在第一周期中小。
关于器件电压Vf与器件电流If之间的关系，如图10B所示，在第一周期中表面导电电子发射器件根据特性曲线Ifc(1)工作。但是，在第二周期中，表面导电电子发射器件根据特性曲线Ifc(2)工作。在第三周期中，表面导电电子发射器件根据存储在第二周期中的特性曲线Ifc(2)工作。
为了描述方便，只设置了三个周期，及，第一到第三周期。很明显，上面的特性曲线被存储的现象并不限于该条件。在向具有记忆功能的表面导电电子发射器件施加脉冲电压的过程中，当电压值大于先前所加的脉冲的电压值的脉冲被施加时，器件的特性曲线改变，并且得到的特性被存储到器件中。接下来，器件特性保持被存储除非有更大电压值的脉冲被加到器件。这种记忆功能在其他的发射器件包括FE型发射器件中并为被观测到。因此，这种功能对于表面导电电子发射器件是唯一的。
在该实施例中，当具有大量的表面导电电子发射器件的多电子源被应用于显示板时，该记忆功能可以用于适当的白平衡控制。
更具体地说，在该实施例中，每个表面导电电子发射器件的发射电流Ie与器件电压Vf的特性根据相应的荧光物的灵敏度设置并利用记忆功能存储。
更具体地说，每个表面导电电子发射器件的特性被按照相应的彩色荧光物的发光亮度与辐射电流特性设置以便可以获得所需的彩色平衡。在该实施例中，采用了红(R)，绿(G)，蓝(B)即三基色荧光物，每个表面导电电子发射器件的特性被存储以便当相同的电压被加到相应的荧光物时对于每种颜色可以得到满意的白平衡，同时，相同的驱动电压被加到用于相应的颜色的表面导电电子发射器件上以发射电子束。例如，当三基色荧光物的灵敏度(发光亮度/辐射电流)为“G＞R＞B”时，为了设置白平衡，相应颜色的表面导电电子发射器件的电子发射特性(根据所加的相同的电压获得的发射电流Ie的幅度)被设置为“B器件＞R器件＞G器件”并被存储。即，在图10A和10B中，相应颜色的器件的特性曲线按下次序设置：从左到右B器件，R器件，和G器件并被存储。
为了这个目的，在真空环境中的有机气体的局部压力被足够降低，然后，电压脉冲被加到用于每种颜色的器件，存储电子发射特性。所施加的电压脉冲的峰值被设置为满足“G器件＞R器件＞B器件”。注意要施加100个或以上的用于记忆功能的电压脉冲以便使得要被存储的电子发射特性稳定。为了描述方便，上面的描述只是定性的。事实上，每个特性曲线的变化量是根据相应颜色的荧光物的灵敏度比和相应的表面导电电子发射器件的特性定量地设置的，使得用于每个记忆功能的电压脉冲的峰值被定量的设置。
如上所述，在不同的电子发射特性被存储于用于相应颜色的表面导电电子发射器件的单元时，器件被根据图像信息驱动进行具体地图像显示。此时，驱动信号的最大电压被抑制到记忆电压脉冲的峰值或更小，使得加到器件用于显示的驱动信号不改变存储的特性曲线。为了在图像显示过程中依然保持记忆功能，真空环境中的有机气体成分的局部压力被保持根低。《白平衡控制》
下面详细描述该实施例的白平衡控制。
下面参照图11和12描述改变表面导电电子发射器件的电子发射特性的存储过程。在该实施例中，在显示板中的有机气体的局部压力被以上述方式降低，然后，每个表面导电电子发射器件的电子发射特性利用记忆功能被校正。首先，被根据红(R)，绿(G)，蓝(B)荧光物的发光特性校正的电子发射特性被预先检验。更具体地说，假定由于表面导电电子发射器件是按照图1中的荧光膜1008的R，G，B荧光物排列的，表面导电电子发射器件的电子发射特性是均匀一致的。在该例中，如图26B所示的相应的颜色相对于辐射电流Je的发光亮度特性可被得到。在图11中，由实线表示的R，G，B发光亮度曲线与图26B所示的特性曲线相同。在图11中，当来自表面导电电子发射器件的辐射电流强度Je相同时，发光亮度曲线R’和B’通过描绘R和B发光亮度用于获得相对于G发光亮度的白平衡得到，作为从R，G，B荧光物发光的混色的结果。曲线R’和B’在以下将称为参考发光亮度曲线。
根据使用的荧光物的发光亮度特性，，用于获得白平衡的参考发光亮度特性曲线R′从实际的发光亮度特性曲线R偏移，如图11所示。这也适用于参考发光亮度特性曲线B′和B荧光物的实际的发光亮度特性曲线B。因此，对应于参考发光亮度特性曲线和实际的发光亮度特性曲线之间的偏移量就是要校正的电子发射特性。
下面参照图12详细地叙述改变电子发射特性的方法。
参见图12，曲线120表示对应于R荧光物的表面导电电子发射器件组的电子发射特性；曲线121表示对应于G荧光物的表面导电电子发射器件组的电子发射特性；曲线122表示对应于B荧光物的表面导电电子发射器件组的电子发射特性。
如上所述，当每个具有不同的最大峰值Vmax的记忆电压脉冲被首先加到到表面导电电子发射器件时，电子发射特性被改变。具有最大值峰值Vmax-R的记忆电压脉冲被加到具有电子-发射特性器件组120，具有最大值峰值Vmax-G的记忆电压被施加到具有电子发射特性的器件组121，和具有一个最大值峰值Vmax-B的记忆电压脉冲被施加到具有电子发射特性器件组122。利用该操作，如图12所示的相应的颜色的电子发射特性曲线可被获得。从以上所述的操作中可以明确看出，Vmax-B＜Vmax-R＜Vmax-G。驱动脉冲的峰值Vf处的发射电流值按以下给出，IG＜IR＜IB。
如上所述，根据该实施例，相应颜色的表面导电电子发射器件组的电子发射特性被改变。利用该过程，图11中的发光亮度曲线G，R，和B可以被调整与为了获得白平衡的发光亮度曲线G，R′，和B′匹配。
本发明者制备了一个表面导电电子发射器件，设置器件电极间隔L＝3μm，电子发射部分宽度W＝300μm。在阳极和表面导电电子发射器件之间的距离为4mm的情况下，在真空封壳中的真空度为1×10-9乇(有机材料的局部压力：1×10-10乇或者更少)，阳极电压为1KV，电子发射特性被测定。结果，当记忆脉冲的峰值为15.0V时，发射电流是1.4μA。当峰值是15.3V时，发射电流是0.7μA。当峰值是15.6V时，发射电流是0.5μA。这些发射电流是通过施加电压Vf＝14.0V测定的。
如上所述，根据这个实施例，不同的记忆信号波形根据对应的荧光物的发光亮度特性预先被施加到表面导电电子发射器件，由此改变表面导电电子发射器件的电子发射特性。利用该过程，荧光物的白平衡可以容易地达到最佳。《显示操作的描述》
下面描述按上述方式制造的显示板的显示操作。
为一个示意性显示用于根据NTSC电视信号进行电视显示的驱动电路的结构的方框图。参见图13，标号101表示显示板；102，扫描电路；103，控制电路；104，移位寄存器；105，行存储器；106，同步信号分离电路；107调制信号发生器；和108，伽玛校正电路。参考符号Vx和Va表示DC电压源。下面描述相应部件的功能。显示板101通过端Dxl到DxM，端Dvl到DyN，和高压端Hv被连接到一个外部电路。用于在M×N矩阵一次一行(N个器件)顺序地驱动安排在显示板101的多电子源中的表面导电电子发射器件组的扫描信号被提供给端Dxl到DxM。用来控制来自相应的通过扫描的信号选择的一行的表面导电电子发射器件的输出电子束的调制信号被提供给端Dyl到DyN。一个例如，10kV的DC电压被从DC电源Va提供到高压端Hv。该DC电压为加速电压，用于给予从表面导电电子发射器件输出的电子束充分的能量激励荧光物。
下面描述扫描的电路102。扫描的电路102结合了M个转换器件(在图13中示意地用S1到SM示出)。每个转换器件选择DC电压源的输出Vx或者0V(地电个)并电气地连接选择的电压到显示板101对应的端Dxl-DxM之一。转换器件S1-SM根据从控制电路103输出的控制信号Tscan工作。转换器件可以通过利用转开关器件例如FET容易地构成。
这个实施例DC电源Vx是根据表面导电电子发射器件的特性设置的，输出一个7V的恒定的电压。控制电路103控制每个部件的操作，以便根据从外部输入的图像信号呈现一个适当的显示。根据从同步信号分离电路106(下面进行描述)输出的同步信号Tsync，控制电路103向每个部件产生控制信号Tscan，Tsft，和Tmry。下面参照图18详细描述每个控制信号的时序。
同步信号分离电路106是一个从外部输入的NTSC电视信号中使同步信号分量和亮度信号分量分离的电路。为大家所熟知的，同步信号分离电路106可用一个频率分离电路(滤波器)容易地构成。通过使同步信号分离电路106分离的同步信号包括一个垂直同步信号和一个水平同步信号。为了描述方便，这些信号用信号Tsync表示。从电视信号分离图像的亮度信号分量通过伽马校正电路108校正。为了描述方便，校正的信号用一个数据DATA信号表示。该DATA信号被顺序地输入到移位寄存器104。移位寄存器104以图像的行为单位转换串行的DATA信号为并行的信号并根据从控制电路103发出的控制信号Tsft工作。控制信号Tsft可以称为移位寄存器104的移位时钟。
一行图像的串/并行转换的数据(对应于N个表面导电电子发射器件的驱动数据)从移位寄存器104输出作为N个并行信号Idl到IdN。行存储器105用于在要求的时间周期中存储一行的图像数据。行存储器105从控制电路103输出的控制信号Tmry适当地存储Idl到IdN的内容。存储的内容被作为I′d1-I′dN并输入到调制信号发生器107。调制信号发生器107是根据图象数据I′dl-I′dN用于适当地调制和驱动各个表面导电电子发射器件的信号源。调制信号发生器107的输出信号通过端Dyl到DyN被提供给在显示板101中的表面导电电子发射器件。
如上所述，在该实施例中，预定的电子发射特性根据R，G，和B三基色荧光物的发光效率被存储在相应的表面导电电子发射器件。在该实施例中，当电子发射特性被存储在表面导电电子发射器件时，采用了15.0V，15.3V，和15.6V的电压脉冲。如上所述，显示驱动信号的电压脉冲必须被控制不超过记忆脉冲的电压使得存储的电子发射特性不根据显示图象变换。更具体地说，对于所有的表面导电电子发射器件，用于图象显示的驱动信号电压被设置为14.0V。图象的亮度通过改变驱动信号的脉冲宽度(即，沿时间轴的长度)进行调制。
如图13所示的相应的部件的功能在上面已经被叙述。在描述整个操作之前，参照图14-17详细描述显示板101的操作。为了说明方便，显示板的象素个数被设置为6×6(即.，M＝N＝6)。很明显，实际使用的显示板101有更多的象素。
图14是一个电路图，显示了一个多电子束源，其中表面导电电子发射器件是以6×6矩阵布线连接的。相应的器件的位置通过(X，Y)坐标：D(l，l)，D(1，2)，…，和D(6，6)表示。
当驱动这样的多电子束源进行图像显示时，图像被以平行于X轴的行单位顺序地形成。为了驱动对应于一行图像的端Dx1-Dx6的表面导电电子发射器件，对应于显示行的行的端被加上0V的电压，剩余的端被加上7V的电压。与该操作同步，调制信号根据显示行的图像模式被提供给端Dyl到Dy6。
下面描述图15所示的图像模式的显示。为了描述方便，图像图形的的发光亮度相互相等并对应于例如，100〔ftxl〕。在显示板101中，一个已知的p-22被用作为荧光物，加速电压为10kV，图像显示的重复频率为60Hz，具有上述特性的表面导电电子发射器件被用作为发射器件。在这种情况下，14V的电压是适合的(当相应的参数改变时该电压也改变)。
对于图15所示的图像，将描述第三行的发光周期。图16显示了在光从图15所示的第三行被发射期间通过端Dxl到Dx6和DYl到Dy6施加到多电子源的电压值。从图16中可以明显看出，表面导电电子发射器件D(2，3)，D(3，3)，和D(4，3)被加上一个14V的电压并输出电子束。其余的器件被加有7V的电压(在图16中画斜线的器件)或0V电压(在图17中空白的器件)。这些电压比电子发射门限电压低，使得不会有电子束被从这些器件输出。
对于其余的行，多电子源按照图15中所示的显示图形被以相似的方式驱动。图17为一个定时图以时间顺序显示了该操作。如图17所示，当多电子源从第一行被按顺序地驱动时，可以实现无闪烁的图象显示。
为了改变图像图案的发光亮度，即，增加(降低)亮度，加到端DY1-DY6的调制信号的脉冲长度被变为大于(小于)10μs。利用该操作，调制得以进行。
上面描述了驱动利用6×6象素的多电子源的显示板101的方法。下面结合图18A-18F描述图13中所示的装置的整个操作。
参见18A-18F，图18A表示从外部输入的NTSC信号中通过同步信号分离电路106分离和伽玛校正电路108校正的亮度信号DATA的时序。DATA被以第一行，第二行，第三行，…的顺序按顺序送出。与该操作同步，移位时钟Tsft从控制电路103中输出到移位寄存器104，如图18B所示。当一行的数据累积在移位寄存器104中时，存储器写信号Tmry被从控制电路103输出到行存储器105，作为图18C中所示的定时，使得一行(对于N个器件)的驱动数据被存储并保持。结果，作为行存储器105的输出信号I′d1-I′dN的内容被以图18D中的定时改变。
另一方面，用于控制扫描电路102的操作的控制信号Tscan的内容由图18E中的定时信号表示。更具体地说，当第一行被驱动时，只有扫描电路102中的转换器件S1被提供0V的电压，其余的转换器件被提供7V的电压。当第二行被驱动时，只有转换器件S2被加有0V的电压，其余的转换器件加有7V的电压。以上述方式适用于所有的行，并且操作是以行为单位控制的。与该操作同步，调制信号被以图18F中所示的定时输入到显示板101。
尽管没有进行描述，移位寄存器104和行存储器105既可以是数字信号型或者模拟信号型，只要可以以预定的速度和定时进行图像信号的串/并转换或者存储即可。在数字信号型的情况下，从伽玛校正电路108的输出信号DATA必须要被转换成数字信号。该过程可以通过在校正电路108的输出部分设置一个A/D转换器容易地实现。
利用上述操作，NTSC信号可以利用显示板101进行显示，实现电视显示。
在该实施例中，平面型表面导电电子发射器件被用作显示板101。但是，既使采用阶梯形表面导电电子发射器件，也可以得到满意的白平衡。下面简要描述阶梯形表面导电电子发射器件。
《阶梯型表面导电型电子发射器件》
下面将描述另一种具有电子发射部分或周边部分由精细微粒膜构成的表面导电型电子发射器件，即阶梯型表面导电型电子发射器件。
图19为一个截面图，描述了阶梯型表面导电型电子发射器件的基本结构。参见图19，标号1201表示基板；1202和1203为发射器件电极；1206为阶梯形成部件；1205为通过加能形成处理形成的电子发射部分；1213为激励过程形成的薄膜。
阶梯型表面导电型电子发射器件不同于上述的平面型表面导电型电子发射器件，其中一个发射器件电极(1202)形成于阶梯形成部件1206之上，导电薄膜1204覆盖阶梯形成部件1206的侧表面。因此，在图3A中的平面型表面导电型电子发射器件的发射器件电极间隔L对应于阶梯型中的阶梯形成部件1206的阶梯高度Ls。对于基板1201，发射器件电极1202和1203，以及由精细微粒构成的导电薄膜1204，在平面型表面导电型电子发射器件中所使用的相同的材料也可以被采用。电绝缘材料例如SiO2可被用于阶梯形成部件1206。
下面描述阶梯型表面导电型电子发射器件的制造方法。图20A-20E为解释该生产过程的截面图。相同的标号表示与图19中相同的部件并且略去其描述。
1)如图20A所示，发射器件电极1203被形成于基板1201上。
2)如图20B所示，一个绝缘层1206被叠加在形成的结构上，以形成阶梯形成部件。例如，绝缘层1206可以利用溅射法淀积SiO2形成。但是，其它膜形成技术如真空淀积法和印刷法也可以采用。
3)如图20C所示，器件电极1202被形成于绝缘层1206之上。
4)如图20D所示，绝缘层1206的一部分被通过例如蚀刻的方法去除以暴露出器件电极1203。
5)如图20E所示，导电薄膜1204通过利用精细微粒膜形成。该膜可通过利用模形成技术例如，可以是上面所述的平面型表面导电型电子发射器件中使用的涂敷方法。
6)如同在平面型表面导电型电子发射器件中，进行加能形成处理形成电子发射部分1205。即，进行与图4C中所述的用于平面型表面导电型电子发射器件的相同的加能形成处理。
7)如同在平面型表面导电型电子发射器件中，进行激励过程以便在电子发射部分附近淀积碳或碳化物。即，进行与图4D中所述的用于平面型表面导电型电子发射器件的相同的激励处理。
按上述方法即可制造图20所示的阶梯型表面导电型电子发射器件。
如上所述，根据该实施例，每个具有记忆功能的表面导电电子发射器件的电子发射特性被按照相应的荧光物颜色适当地存储。利用该结构，R，G，和B，即三基色荧光物的发光的白平衡可以被适当地设定。<第二实施例>
下面描述本发明的第二实施例。
在第一实施例中，描述了利用以简单矩阵布线连接的表面导电电子发射器件的显示板。在第二实施例中，尽管表面导电电子发射器件是互相平行布线连接的，象在第一实施例中那样，显示板是通过具有记忆功能的表面导电电子发射器件和荧光物构成的。
图21为根据第二实施例的显示板的局部切开透视图，显示了显示板的内部结构。与图1中相同的标号表示图21中的相同的部件，并且略去其描述。
图21中所示的显示板具有与本申请人递交的日本专利申请延迟公开NO.1-31332中公开的相同的结构。更具体地说，多个表面导电电子发射器件被平行地排列在基板1001上。每个器件的两端被分别连接到行布线条1013，具有许多这样的行的基板1001被固定到后板1005上。每个具有电子通过孔205的栅格206被设置在基板1001上大体平行于表面导电电子发射器件的对准方向。
其他结构基本与图1中所示的相同，因此略去其详细描述。在第二实施例中，荧光物92为条状，如图2A所示。荧光物92被沿着表面导电电子发射器件的对准方向排列(即，基本垂直于栅格)。首先形成黑条纹，相应的颜色的荧光物92被加到黑条纹之间，由此形成荧光膜1008。在彩色显示器中，面板1007，支撑架1006，后板1005在密封部位精确定位因为相应的荧光物必须要对应于表面导电电子发射器件。
以上述方式形成的玻璃封壳利用真空泵通过抽空管(未示出)抽空。在取得足够的真空后，电压通过外部电极DR1-DRm和DL1-DLm，器件电极1203之间，从而执行加能形成和激励处理过程。利用这些处理过程，电子发射部分1205被形成，在基板1001上形成表面导电电子发射器件。抽空管(未示出)在10-6乇的真空环境中用喷灯加热使抽空管熔化，从而密封封壳。最后，进行吸气处理以便在密封后保持真空。
在以上述方式形成的显示板中，电压通过外部接线端DR1-DRm和DL1-DLm被加到表面导电电子发射器件，从而使相应的电子发射部分1205发射电子。发射的电子经过栅格(调制电极)206的电子通过孔205用于调制电子束并用通过高压端Hv加到金属衬1009或透明电极(未示出)的几千V或更高的电压加速，使得电子与荧光膜1008碰撞。利用该操作，荧光物92被激励发光。当根据图像信号的电压通过端G1-Gn被加到栅格206时，通过电子通过孔205的电子束受控以形成图像。
在第二实施例中，每个具有直径为10μm左右的电子通过孔205的栅格206通过由例如，SiO2构成的绝缘层(未示出)被设置在基板1001上10μm左右。当加上6KV的加速电压时，电子束的ON/OFF(即，电子束是否通过电子通过孔205)可以通过50V或更少的调制电压(栅格电压Vg)控制。
图22显示了加到栅格206的栅格电压Vg和流经荧光膜1008的荧光物电流之间的关系的示意图。当栅格电压Vg增加到一定的门限电压Vg1或更高时，荧光物电流开始流动。当栅格电压Vg进一步增加时，荧光物电流单一地增加最后在Vg2饱和。
上述的结构对于制造显示板来说是必要的，尽管有关部件的材料和尺寸，及其位置关系并不限于上述，并且可以根据图象显示装置的应用目的适当地选择。
上面已经描述了第二实施例的显示板的基本结构和制造方法。在第二实施例中，不同的电子发射特性被按照荧光物的发光特性存储在表面导电电子发射器件单元中。在第二实施例的显示板中，条状的三级色荧光物平行于电气连接的器件的阵列。因此，记忆电压脉冲被加到平行连接的器件的每个阵列。此时的条件例如真空环境与第一实施例中的相同。
在电子发射特性被以器件阵列为单位存储之后，连接一个用于电视显示的驱动电路。利用该结构，可以进行具有满意的彩色平衡的显示操作。用于电视显示的驱动电路的结构几乎与图13所示的第一实施例中的相同。在第二实施例中，调制信号发生器107的输出电压被设置得适于由栅格206调制的电压并连接到显示板的端G1-Gn。扫描电路102的输出电压被设置得扫描电压等于14.0V，非扫描电压等于0V，并连接到显示板的端DI1-DLm。端DR1总是被设为0V。
如上所述，根据第二实施例，采用了具有用于调制电子束的显示板。即使在这种情况下，当具有记忆功能的表面导电电子发射器件的电子发射特性被按照相应的荧光物颜色适当存储时，R，G，和B即三基色荧光物的发光的白平衡可以被适当地设置。<第三实施例>
下面描述本发明的第三实施例。
在第三实施例中，将描述在一个使用表面导电型电子发射器件作为电子源的显示板上显示从各种图像信息源，例如TV广播提供的图像信息的多功能显示装置，其中的显示板是按照第一和第二实施例中所述的方式制造的。
图23示出了一种多功能显示装置的方框图。参见图23，标号2100表示一个显示板，使用存储有电子发射特性的表面导电电子发射器件作为电子源；2101表示一个用于显示板的驱动电路；2102表示用于显示板的控制器；2103表示一个多路复用器；2104表示一个译码器；2106表示一个CPU；2107表示一个图像发生器；2108-2110表示图像存储器接口电路；2111表示图像输入接口电路；2112和2113表示TV信号接收电路；2114表示一个输入单元，用于接收来自输入装置例如键盘和鼠标的输入。
当第三实施例的多功能显示装置接收一个既包括视频信息又包括音频信息的信号，例如TV信号时，视频图像声音被同时再现。因为与音频信息的接收，分离，再现，处理，存储，等等相关的电路，喇叭，等与本发明的实施例的特征无关，有关它们的描述被省略。
各自单元的功能将按图像信号的流动来进行描述。
TV信号接收电路2113为一个用于接收通过一个无线传输系统例如一个无线电或空间光学传输系统传输的TV图像信号。要接收的TV信号的制式没有特别的限制。例如，NTSC制，PAL制，或SECAM制都可以采用。此外，包含大量扫描线(所谓的高清晰度的电视信号例如MUSE制)的TV信号的信号源适合用于使上述的显示板用于大屏幕和大量的象素的显示。由TV信号接收电路2113接收的TV信号被输出到译码器2104。
TV信号接收电路2112为一个用于接收通过有线传输系统例如同轴电缆，光缆传输的TV图像信号。与TV信号接收电路2113相似，TV信号的制式没有特别限制。由该电路接收的TV信号被输出到译码器2104。
图像输入接口电路2111是一个用于输入从图像输入装置例如，电视摄像机或图像扫描器提供的图像信号的电路。该输入图像信号被输出到译码器2104。
图像存储器接口电路2110是一个用于输入存储在录像机(称为VTR)中的图像信号的电路。输入的图像信号被输出到译码器2104。
图像存储器接口电路2108是一个用于输入存储在存储静止图像数据例如静止图像盘中的图像信号的电路。输入的静止图像数据被输出到译码器2104。
输入/输出接口2105为一个用于将该显示板连接到一个外部计算机，计算机网络，或一个输出装置如一台打印机。输入/输出接口电路2105执行图像数据和字符/图形信息的输入/输出处理。在有些情况下，该电路可以执行显示装置的CPU2106和外部单元之间的控制信号和数字数据的处理。
图像产生电路2107是一个用于根据通过输入/输出接口电路2105外部输入的字符/图形信息和从CPU输出的图像数据和字符/图形信息产生图像图像数据的电路。例如，该电路包括一个随机存取存储器用于存储图像和字符/图形信息，一个只读存储器，其中存储了对应字符代码的图像模式，以及用于产生图像的所需的电路，例如用于图像处理的处理器。
由图像产生电路2107产生的显示图像数据被输出到译码器2104。但是如果需要，该图像数据可以通过输入/输出接口电路2105被输入/输出到/从一个外部计算机网络或打印机。
CPU2106主要执行显示装置的操作控制和显示图像的产生，选择，和编辑。
例如，CPU2106向多路复用器2103输出一个控制信号，适当地选择或结合将要在显示板上显示的图像信号。例如，控制信号被输出到多路复用器2103，从而适当地选择或结合要在显示板2100上显示的图像信号。此时，根据将要显示的图像信号为显示板控制器2102产生一个控制信号，从而适当地控制显示板2100的操作，包括，帧显示频率，扫描方法(如隔行扫描或非隔行扫描方式)，以及每帧的扫描次数。
此外，CPU2106直接向图像产生电路2107输出字符/图形信息，并通过输入/输出接口电路2105访问外部的计算机或存储器输入图像数据和字符/图形信息。
CUP2106也可以与用于其它目的的操作有关。例如，CPU2106可以直接与产生和处理信息的功能例如个人计算机或字处理器的功能有关。另外，如上所述，CPU2106可以经过输入/输出接口电路2105与一个外部计算机网络连接，与外部设备结合进行数字计算等。
输入单元2114可以被用户用来向CPU2106输入指令，程序，或数据。例如，作为输入单元2114，各种输入装置，例如，键盘，游戏杆，条形码阅读器，和语音识别装置都可以被采用。
译码器2104用于将从各种从图像产生电路2107或TV信号接收电路2112和2113输出的图像信号反向转换成三基色信号或亮度信号和I和Q信号。如图23中的点线所示，译码器2104最好结合一个存储器。使得译码器2104可以处理TV信号例如需要存储器进行反向转换的MUSE制的信号。图像存储器可以便利静止图像的显示。此外，图像存储器可以方便地与图像发生器2107和2106结合进行图像处理和编辑，例如，图像的淡化，插入，放大，缩小，和合成。
多路复用器2103根据从CPU2106输入的控制信号适当地选择显示图像。更具体地说，多路复用器2103从译码器2104输入的反向转换的图像信号中选择一个所需的图像信号，并输出选择的信号到驱动电路2101。在该例中，通过在一帧显示期间，切换并选择图像信号，一个屏幕可以被分成多个区域，实现所谓的多窗口电视机，在各自的区域显示不同的图像。
显示板控制器2102用于根据从CPU2106输入的控制信号控制驱动电路2101的操作。
对于显示板的基本操作，例如，用于控制显示板的驱动电源(术示出)的操作顺序的信号被输出到驱动电路2101。
至于显示板的驱动方法，例如，用于控制帧显示频率或扫描法(隔行或非隔行)的信号被输出到驱动电路2101。如果需要，与图象质量，例如，亮度，对比度，音调，和显示图像的锐度等相关的控制信号可以从显示控制器2102输出到驱动电路2101。驱动电路2101是一个用于产生施加到显示板2100的驱动信号的电路。显示板2100根据从多路复用器2103输入的图像信号和从显示板控制器2102输入的控制信号操作。
上面已经描述了图23中相应单元的功能。具有图23所示的结构的显示装置可以在显示板2100上显示从各种信息源输入的图像信息。
更具体地说，各种图像信号包括TV广播信号由译码器2104反向转换。被适当地由多路复用器选择并且被输入到驱动电路2101。显示板控制器2102产生一个根据每个要被显示的图像信号用于控制驱动电路2101的操作的控制信号。驱动电路2101根据该图像信号和控制信号将驱动信号加到显示板2100。
利用该操作，图像被显示在显示板2100上。该系列操作由CPU2107系统地控制。
利用结合于译码器2104中的图像存储器，图像产生电路2107，CPU2106，该装置不仅可以进行图像信息的显示而且可以执行要显示的图像信息的图像处理，例如，放大，缩小，旋转，移位，边缘加重，淡化，插入，彩色转换，高宽比转换，以及图像编辑，例如，合成，删除，连接，替换，以及插入和一段图像信息的选择显示。尽管在实施例中没有描述，该装置可以包括专用于在例如上述的图像处理和编辑中的音频信息的处理和编辑的电路。
因此，该显示装置可以具有各种功能。例如，用作TV广播的显示装置，视频会议的终端装置，静止图像的编辑装置，办公终端装置，例如，字处理器，游戏机，等等。即，该装置作为一种工业产品或消费产品具有广阔的应用范围。
图23只是示出了使用具有有表面导电型电子发射器件构成的电子源的显示板的显示装置的例子，但是本发明并不限于这种结构。例如，对于图23中所示的构成部件，与一定应用目的所不需要的功能相关的电路可以被省略。与之相反，其它构成部件根据应用的目的可以被加入。例如，如果该显示装置被用作为一个可视电话，最好是电视摄像机，麦克风，图示单元，包括MODEM的发送/接收电路可以被加入。
由于该显示装置使用表面导电型电子发射器件作为电子源，显示板在轮廓上可以被减小。整个显示装置的高度可以减小。此外，由于用表面导电型电子发射器件作为电子源，显示板在屏幕尺寸上可以增加，并具有较宽的视角及高亮度，于是该显示装置可以逼真地，生动地令人印象深刻地显示图像。
如上所述，根据本发明的第三实施例，在多功能显示板可以由利用表面导电电子发射器件作为电子源的显示板构成，在每个表面导电电子发射器件中存储了电子发射特性。因此，可以提供一种具有出色的可应用性，多功能，出色的彩色还原性(白平衡)特性的显示装置。
很显然，在不脱离本发明的精神和范围的前提下可以作出本发明的各种不同的实施例，应当明确的是，除了附后的权利要求以外，本发明不局限于任何具体的实施例。

Claims (16)

1.一种成像装置，包括：
一个具有排列在基板上的多个表面导电电子发射器件的多电子源；
发光装置，用于根据从多电子源的电子束的辐射而发光；
调制装置，用于根据输入的图像信号调制辐射到发光装置上的电子束；
其中，对每个表面导电电子发射器件，通过施加一个大于驱动电压的最大电压的电压，电子发射特性被根据发光装置的发光特性预先改变。
2.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述的表面导电电子发射器件被安置在一个真空容器当中，其中有机气体的局部压力不大于1×10-8乇。
3.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述的发光装置包括荧光物。
4.根据权利要求3所述的成像装置，其中所述的荧光物具有红，绿，和蓝三基色，每个表面导电电子发射器件的电子发射特性被改变使得三基色的白平衡得以保持。
5.根据权利要求1-4中所述的任一成像装置，其中在所述的多电子源中，多个表面导电电子发射器件是以二维排列的，并以行布线条和基本上垂直于行布线条的列布线条的矩阵布线连接。
6.根据权利要求1-4中所述的任一成像装置，其中，在所述的多电子源中，多个表面导电电子发射器件以行方向设置，栅格电极以基本上垂直于行方向的列方向设置。
7.一种用于生产成像装置的方法，该成像装置包括
一个具有排列在基板上的多个表面导电电子发射器件的多电子源；
发光装置，用于根据从多电子源的电子束的辐射而发光；
驱动装置，用于根据输入的图像信号向多电子源提供驱动电压，包括下列步骤：
预先向每个表面导电电子发射器件施加一个由驱动装置提供的大于驱动电压最大值的特性改变电压，使得表面导电电子发射器件的电子发射特性按照发光装置的发光特性改变。
8.根据权利要求7所述的方法，其中特性改变电压是在真空环境中施加的，其中有机气体的局部压力不大于1×10-8乇。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中所述的发光装置包括荧光物。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述的荧光物具有红，绿，和蓝三基色，每个表面导电电子发射器件的电子发射特性被改变使得三基色的白平衡得以保持。
11.根据权利要求7-10所述的任一方法，其中，在所述的多电子源中，多个表面导电电子发射器件是以行布线条和列布线条的矩阵布线连接。
12.一种用于调整成像装置的方法，该成像装置包括
一个具有排列在基板上的多个表面导电电子发射器件的多电子源；
发光装置用于根据从多电子源的电子束的辐射而发光；
驱动装置，用于根据输入的图像信号向多电子源提供驱动电压，包括下列步骤：
预先向每个表面导电电子发射器件施加一个由驱动装置提供的大于驱动电压最大值的特性改变电压，使得表面导电电子发射器件的电子发射特性按照发光装置的发光特性改变。
13.根据权利要求12所述的方法，其中特性改变电压是在真空环境中施加的，其中有机气体的局部压力不大于1×10-8乇。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述的发光装置包括荧光物。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述的荧光物具有红，绿，和蓝三基色，每个表面导电电子发射器件的电子发射特性被改变使得三基色的白平衡得以保持。
16.根据权利要求12-15所述的任一方法，其中，在所述的多电子源中，多个表面导电电子发射器件是以行布线条和列布线条的矩阵布线连接。
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