CN1154149C - 通过电子辐射来形成图象的图象形成设备 - Google Patents

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Abstract

在一种图象形成设备中，在面板30与后板31之间设置了用于保持面板30与后板31之间的距离的支撑部件50。在面板30附近的一个部分上形成了一个中间层52。中间层52是低电阻膜，并被设定为具有几乎与面板30相同的电位。其结果，来自支撑部件50附近的电子发射部分的电子束沿着在面板附近与支撑部件逐渐接近的轨道。通过把经过支撑部件彼此相邻的电子发射器件之间的间隔设定得大于未经过支撑部件而彼此相邻的器件之间的间隔，电子束辐射到了面板30上的适当位置上。

Description

通过电子辐射来形成图象的图象形成设备
本发明涉及一种图象形成设备，且更具体地说本发明涉及一种用于通过把一种电子发射器件发射的的电子射到一个成象部件上而形成图象的图象形成设备，其中在一个壳体中设置了一种支撑部件(隔离器(spacer))。
传统上，已知的有两种电子发射器件，即热和冷阴极器件。已知的冷阴极器件的例子是表面传导发射(SCE)型电子发射器件、场发射型电子发射器件(以下称为FE型电子发射器件)、以及金属/绝缘体/金属型电子发射器件(以下称为MIM型电子发射器件)。
以下描述在诸如M.I.Elinson的“Radio Eng.Electron PhyS.，10，1290(1965)和其他例子中描述的表面传导发射型电子发射器件的一个已知的例子。
该表面传导发射型电子发射器件利用了这种现象-即电子是从形成在一个基底上的小面积薄膜通过使电流与该薄膜表面相平行地流过而得到发射的。这种表面传导发射型电子发射器件包括采用金薄膜(G.Dittmer，″Thin Solid Fillms″，9，317(1972))、以及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))等以及根据上述的Elinson的参考文献的SnO2薄膜的电子发射器件。
图17显示了一个平面图，其中显示了上述Hartwell等的表面传导发射型电子发射器件，作为这些表面传导发射型电子发射器件的器件结构的一个典型例子。参见图17，标号3001表示一个基底；且3004表示一个用金属氧化物通过溅射而形成的导电薄膜。这种导电薄膜3004具有如图17所示的H形图案。通过对该导电薄膜3004进行起电处理(以下称为成形处理)，而形成一个电子发射部分3005。图17中的间隔L被设定为0.5至1mm，且宽度W被设定为0.1mm。图17中显示的电子发射部分3005是矩形的并几乎处于导电薄膜3004的中心，以便于显示。然而，这并没有准确地显示电子发射部分3005的实际位置和形状。
在上述M.Hartwell等人的表面传导发射型电子发射器件中，电子发射部分3005通常是通过在电子发射之前对导电薄膜3004进行称为成形处理的起电处理而得到形成的。即，该成形处理是通过起电而形成一个电子发射部分。例如，一个恒定的直流电压或一个以非常低的速率(例如1V/min)增加的直流电压被加到导电薄膜3004的两端，以使导电薄膜3004部分地受到破坏或变形，从而形成具有高电阻的电子发射部分3005。注意破坏或变形的导电薄膜3004部分有一个裂缝。当在成形处理之后把适当的电压加到导电薄膜3004上时，在裂缝附近电子得到发射。
已知的FE型电子发射器件的例子被描述在W.P.Dyke和W.W.Dolan，″Field emission″，Advance in ElEctron Physics，8，89(1956)和C.A.Spindt″Physics properties of thin- film fieldemissioncathodes with molybdenium cones″，J.Appl.Phys.，47，5248(1976)中。
图18是横截面图，显示了FE型器件结构(上述C.A.Spindt等描述的器件)的典型例子。参考图18，标号3010表示一个基底；3011表示一个用导电材料制成的发射极导线层；3012表示一个发射极锥；3013表示一个绝缘层；且3014表示一个栅极。在此器件中，电压被加到发射极锥3012与栅极3014之间，以从发射极锥3012的远端发射电子。
作为另一种FE型器件结构，有一个例子-其中除了图18的多层结构之外发射极和栅极被设置在一个基底上并几乎与基底的表面平行。
MIM型电子发射器件的一个已知的例子在C.A.Mead的″Operationoftunnel-Emission Devices″，J.Appl.Phys.，32，646(196)中得到描述。图19显示了MIM型器件结构的一种典型例子。图19是MIM型电子发射器件的横截面图。参见图19，标号3020表示一个基底；3021表示一个用金属制成的下电极；3022表示厚度约100埃的绝缘层；且3023表示用金属制成并具有约80至300A的厚度的上电极。在这种MIM型电子发射器件中，适当的电压被加到上电极3023与下电极3021之间，以从上电极3023的表面发射电子。
由于上述冷阴极器件能够在低于热阴极器件的温度发射电子，它们不需要任何加热器。冷阴极器件因而具有与热阴极器件类似的结构并可作出微图案。即使大量的器件被高密度地设置在一个基底上，也很少出现诸如基底的热熔合的问题。另外，冷阴极器件的响应速度快，而热阴极器件的响应速度低，因为它是依赖加热器的加热的。
因此，冷阴极器件的应用得到了积极的研究。
在冷阴极器件中，上述的表面传导发射型电子发射器件是有利的，因为它们具有简单的结构并能够得到方便的制造。因此，很多器件可在大面积上形成。如在本发明人的日本专利公开第64-31332中公布的，已经研究了设置并驱动大量的器件的方法。关于表面传导发射型电子发射器件在例如图象形成设备(诸如图象显示设备和图象记录设备、电子束源等)中的应用，已经得到了研究。
作为在图象显示设备中的应用，如在本发明人递交的美国专利第5,066,833和日本专利公开第2-257551和4-28137号所公布的，一种图象显示设备-它采用了表面传导发射型电子发射器件与在受到电子束的辐射时发光的荧光物质的结合-已经得到了研究。这种采用表面传导发射型电子发射器件与荧光物质的结合的图象显示设备预期将具有比传统的图象显示设备更优异的特性。例如，与近来流行的液晶显示设备相比，上述的显示设备的优越之处，在于它不需要背景光-因为它是自发光型的并具有大的视角。
在例如本发明人递交的美国专利第4,904,895号中公布了一种驱动并排设置的多个FE型电子发射器件的方法。FE型电子发射器件在图象显示设备中的应用的一个已知例子，是R.Meyer等报告的平面显示设备(R.Meyer：″Recent Development on Microtips Display at LETI”，Tech.Digest of 4th Int.Vacuum Microelectronics Conf.Nagahama，pp.6-9(1991))。
在本发明人递交的日本专利公开第3-55738号中公布了把并排设置的大量的MIM型电子发射器件应用于图象显示设备的一个例子。
在采用如上所述的电子发射器件的图象显示设备中，一个薄的平面显示设备作为CRT(阴极射线管)显示设备的替代品而得到了很大的注意，因为它小而轻。
图20是用于平面图象显示设备的显示面板的一个例子的立体图，其中该面板的一部分被除去以显示面板的内部结构。
在图20中，标号3115表示一个后板；3116表示一个侧壁；且3117表示一个面板。后板3115、侧壁3116、以及面板3117形成了一个壳体(气密容器)，用于使显示面板的内部保持真空。
后板3115上固定有一个基底3111，在基底3111上设置有N×M个冷阴极器件3112(M，N＝正整数且大于等于2，并按照显示象素的目标数目而适当地设定)。如图23所示，N×M个冷阴极器件3112被设置成M个行方向连线3113和N个列方向连线3114。由基底3111、冷阴极器件3112、行方向连线3113、以及列方向连线3114构造的部分将被称为“多电子束源”。在行方向连线3113与列方向连线3114相交处，在连线之间形成了一个绝缘层(未显示)，以保持电绝缘。
进一步地，在面板3117之下形成了用荧光物质制成的荧光膜3118。荧光膜3118被着以红、绿和蓝三基色荧光物质(未显示)。在构成荧光膜3118的荧光物质之间设置了黑色导电材料(未显示)。另外，在后板3115侧的荧光膜3118的表面上设置了用Al等制成的金属本底(back)3119。
在图20中，符号Dx1至Dxm、Dy1至Dyn以及Hv表示用于为显示面板与一个电路(未显示)的电连接而设置的气密结构的电连接端。端Dx1至Dxm与多电子束源的行方向连线3113相电连接；Dy1至Dyn与列方向连线3114相电连接；且Hv与金属本底3119相电连接。
气密容器的内部被抽真空至约10-6乇。随着图象显示设备的显示面积的增大，图象显示设备需要用于防止后板3115和面板3117由于气密容器的内部和外部的压强差而造成的变形或损坏的装置。如果通过加热后板3115和面板3117来防止这种变形或损坏，则不仅图象显示设备的重量增大，而且当用户从倾斜方向观看图象时会出现图象失真和视差。相反地，在图20中，显示面板包括一个用较薄的玻璃制成的结构支撑部件(称为隔离器或肋)3120，以抵抗大气压强。借助这种结构，其上形成有多电子束源的基底3111与其上形成有荧光膜3118的面板3117之间的间隔通常被保持在小于1毫米至几毫米。如上所述，气密容器的内部被保持在高真空。
在采用上述显示面板的图象显示设备中，当电压经过外端Dx1至Dxm和Dy1至Dyn而被加到冷阴极器件3112上时，冷阴极器件3112发射电子。同时，几百V至几kV的高压经过外终端Hv而被加上以使发射的电子加速并使它们与面板3117的内表面相碰撞。结果，构成荧光膜3118的相应荧光物质受到激励而发光，从而显示图象。
图象形成设备等的上述电子束设备包括一个用于保持设备内的真空的壳体、一个设置在该壳体内的电子源、一个靶-电子源发射的电子束辐射到其上、等等。除了这些，在壳体内还设置有一个支撑部件(隔离器)，用于从壳体的内部对其进行支撑以抵抗加到壳体上的大气压。
这种图象显示设备的显示面板有以下的问题。
在隔离器附近发射的某些电子打到隔离器上，或者发射的电子的作用所产生的离子打到隔离器上。另外，到达面板的某些电子被反射和散射，且一些散射的电子打到隔离器上从而对隔离器充电。冷阴极器件发射的电子的轨道通过充电的隔离器所改变，且荧光物质电子所到达的位置不是适当的位置。其结果，在隔离器附近显示的图象发生了失真。
为了解决这种问题，通过使一个小的电流流过隔离器而消除隔离器的充电(以下称为充电消除)。在此情况下，在一个绝缘隔离器的表面上形成了一个高电阻膜，以使小的电流流过隔离器的表面。
随着冷阴极器件发射的电子量的增大，充电消除的能力变差，且充电量取决于电子束的强度。同时，在隔离器附近的一个器件所发射的电子束，根据电子束的强度(亮度)，而从适当的位置偏离。例如，在显示运动图象时，图象发生波动(fluctuate)。
本发明的一个目的，是提供一种图象形成设备，它在通过把电子辐射到一个成象部件上而形成图象时，能够在抑制失真和波动的情况下形成图象。
隔离器和电子发射器件的结构将结合图1A和1B进行描述。参见图1A和1B，标号30表示一个包括荧光物质和金属本底的面板；31表示一个包括电子源基底的后板；50表示一个隔离器；51表示在该隔离器的表面上的一个高电阻膜；52表示在面板侧上的一个电极；13表示一个器件驱动连线；111表示一个器件；112表示一个典型的电子束轨道；且25表示等电位线。符号a表示从面板的内表面至面板侧的中间层(低电阻膜)的下端的长度；且d表示电子源基底与面板之间的距离。
以下依次描述本发明的概念。
隔离器附近发射的一些电子打在隔离器上，或者电子发射所产生的离子打在隔离器上，从而使隔离器充电。器件发射的电子的轨道由于隔离器的充电而发生改变，电子到达的位置不是适当的位置，因而在隔离器附近产生了失真的图象。为了解决这种问题，在隔离器50的表面上形成了高电阻膜51，以释放隔离器的充电。然而，随着冷阴极器件发射的电子数目的增大，高电阻膜的充电消除能力降低，且充电量取决于发射的电子的数目。在此情况下，电子束发生了不利的波动。特别是当没有电子直接打到隔离器上时，面板反射的电子的充电被认为是隔离器充电的主要原因。隔离器由于面板反射的电子而发生充电有一个分布-其中充电量在面板侧大，如图2所示。由此，电子束的波动可通过用电极掩盖在这种充电分布中具有最大充电量的位置，而得到抑制。作为本发明的第一个要求，在面板侧的电极52(具有长度a)延伸到后板侧，如图1A所示。然而，隔离器附近的空间具有用等位线52表示的电场。一个电子束被期望沿着如轨道112的轨道，并稳定地向着隔离器50(包括部分51至53)运动。因此，作为本发明的第二个要求，在该器件沿着离开隔离器的方向所发射的电子中，可以通过把隔离器附近的电子发射器件111从与在面板上的到达位置相应的位置移开，而使电子束到达适当的位置。
其结果，电子束在面板上的碰撞位置几乎不取决于电子发射量，从而减小了运动图象显示中的图象波动和失真。
根据本发明的一个方面，提供了一种图象形成设备，包括：
一个后基底，它具有基本上成线状地设置的多个电子发射器件；
一个前基底，它具有一个成象部件，在该成象部件上借助所述电子发射器件发射的电子而形成图象；
一个支撑部件，用于保持所述后基底与所述前基底之间的间隔，以及；
一个加速电极，它被设置在所述前基底上并加有一个电压，用于使所述电子发射器件发射的电子向着所述前基底加速，
其中所述支撑部件包括一个电极-该电极与所述加速电极相连并向着所述后基底延伸到一个预定位置，且所述多个基本上成线状地设置的电子发射器件的间隔被这样地设置，即经过所述支撑部件彼此相邻的两个电子发射器件之间的间隔大于未经过所述支撑部件而彼此相邻的两个电子发射器件之间的间隔。
在本发明中，为了抑制意外的放电，所希望的是设置在支撑部件上的电极的电位与支撑部件同后基底的邻接部分的电位之间的电位差，以及该支撑部件的一个未设置电极的部分的长度具有不大于8kV/mm的关系，且更好的是具有不超过4kV/mm的关系。
即，在上述的各个方面中，由于设置在支撑部件上的电极处于高电位，会发生放电。然而，可通过设定电位差与支撑部件上未设置电极的该部分的长度之间的上述关系，而使这种放电难于发生。更具体地说，设置在支撑部件上的电极的放电在接近后板的一部分电极处被认为是容易发生的，后基底侧的电极的电位与支撑部件同后基底的邻接部分的电位之间的电位差，以及支撑部件未设置电极的部分的长度被设定为具有上述关系。例如，当设置在支撑部件上的电极与加速电极相连以提供用于加速电子的电压，且在支撑部件的电极处的一个电压降小于加到加速电极上的电压时，加到加速电极和其中未设置电极的支撑部件部分上的电压被设定为具有上述关系。
在上述各个方面中，设置在支撑部件上的电极较好地是与前基底邻接并且也被设置在邻接表面上
虽然设置在支撑部件上的电极是例如在支撑部件上的一个层的形式的，该层也可以被形成在与前基底的邻接表面上。当前基底具有用于把设置在支撑部件上的电极置于高电位(更具体地说，例如加速电极也具有这种功能)，设置在支撑部件上的电极与设置在前基底上的电极之间的导电状态可得到改善。
设置在支撑部件上的电极较好地是具有106至1012Ω/□的表面电阻。
设置在支撑部件上的电极达到一个位置-该位置对应于当从支撑部件与前基底相邻接的位置量起不小于前基底与后基底之间的距离的1/10。借助这种结构，在支撑部件最容易被充电的位置能够实现高充电消除能力。
在上述各个方面中，图象形成设备可进一步包括设置在接近支撑部件与后基底的邻接部分的一个部分与电子发射器件之间的一个偏转装置，用于给电子产生一个沿着离开支撑部件的力。借助这种偏转装置，经过支撑部件而彼此相邻的电子发射器件之间的间隔不一定要比未经过支撑部件而彼此相邻的电子发射器件之间的间隔大那样多。这种偏转装置是例如设置在支撑部件与后基底的邻接部分附近的电极。这种电极具有例如层的形式。较好地，该电极的电阻大于其中未设置电极的支撑部件部分的电阻。如果该电阻低，则支撑部件中向着前基底的单位长度电压上升能够得到抑制，从而使等电位线的法线沿着离开接近支撑部件与后基底的邻接部分的支撑部件的方向改变。其结果，沿着离开支撑部件的方向的力能够被加到电极上。当支撑部件被设置在后基底上的连线上时，电极较好地是与这种连线相电连接。
在上述的各个方面中，多个电子发射器件的相邻电子发射器件之间的间隔可根据各个电子发射器件向着支撑部件的偏转度而设定。更具体地说，在上述各个方面中，当各个电子发射器件的设置位置从通过在后基底上对各个电子发射器件发射的电子辐射到成象部件上的点进行垂直投影而获得的位置沿着离开支撑部件的方向移动时，该移动量可按照偏转量而得到设定。
在上述各个方面中，多个电子发射器件的相邻电子发射器件之间的间隔可根据各个电子发射器件向着支撑部件的偏转度而得到设定，从而把电子发射器件发射的电子在成象部件上的辐射点置于几乎相等的间隔。更具体地说，在上述的各个方面，当各个电子发射器件的设置位置从通过在后基底上对各个电子发射器件发射的电子辐射到成象部件上的各个点进行垂直投影而获得的位置沿着离开支撑部件的方向移动时，该移动量对于离支撑部件近的器件可被设定得较大且对于离支撑部件远的器件可被设定得较小。
本发明的图象形成设备具有以下的形式。
(1)冷阴极器件具有包括在一对电极之间的电子发射部分的导电膜，且较好地是表面传导发射型电子发射器件。
(2)电子源具有简单的矩阵布局-其中借助多个行方向连线和多个列方向连线而把多个冷阴极器件连接成矩阵。
(3)电子源具有梯形布局-其中设置了平行设置的多行(以下称为行方向)的冷阴极器件且在各个器件的两端相连，且一个控制电极(以下称为栅极)-它被设置在冷阴极器件上方并沿着与连线垂直的方向-控制着冷阴极器件发射的电子。
(4)根据本发明的概念，本发明不限于用于显示的图象形成设备。上述的图象形成设备也可被用作发光源-而不是由感光鼓制成的光学打印机的发光二极管、发光二极管等。此时，通过适当地选择m条行方向连线和n条列方向连线，该图象形成设备不仅可被用作线性发光源，  而且可被用作两维发光源。在此情况下，成象部件不限于直接发光的物质，诸如用在实施例中的荧光物质(将要在后面描述)，而是可以是通过电子充电而在其上形成潜象的部件。
从以下结合附图的描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见；在附图中相同的标号表示了相同或类似的部分。
图1A和1B显示了一个实施例中的隔离器的结构和电子的行进轨道；
图2是曲线图，显示了隔离器的充电的模型；
图3A和3B是该实施例中的图象显示设备的示意横截面图；
图4A和4B是平面图，显示了显示面板的面板上的荧光物质的排列的例子；
图5A和5B分别是该实施例中采用的扁平(flat)表面传导发射型电子发射器件的平面图和横截面图；
图6A至6E分别显示了扁平表面传导发射型电子发射器件的制造步骤；
图7是曲线图，显示了成形处理中所加的电压的波形；
图8A和8B是曲线图，分别显示了激活处理中所加的电压的波形和发射电流Ie的改变；
图9是该实施例中采用的阶梯表面传导发射型电子发射器件的横截面图；
图10A至10F分别显示了这种阶梯表面传导发射型电子发射器件的制造步骤；
图11是曲线图，显示了该实施例中采用的表面传导发射型电子发射器件的典型特性；
图12是部分切去的立体图，显示了该实施例中的图象显示设备的显示面板；
图13是该实施例中采用的多电子束源的基底的横截面图；
图14A和14B是该实施例中采用的多电子束源的基底的部分平面图；
图15是该实施例中采用的多电子束源的电子发射部分的部分横截面图；
图16是框图，显示了用于该实施例的图象显示设备的驱动电路的示意设置；
图17显示了表面传导发射型电子发射器件的一个例子；
图18显示了FE型器件的一个例子；
图19显示了MIM型器件的一个例子；
图20是图象显示设备的显示面板的部分切去的立体图；
图21是该实施例中采用的多电子束源的基底的部分平面图；
图22A和22B分别是该实施例中采用的的隔离器板的平面图和横截面图；
图23A和23B分别是该实施例中采用的的另一隔离器板的平面图和横截面图；
图24显示了该实施例中一个电子的行进轨道和隔离器的结构。
以下结合附图详细描述本发明的一个实施例。
(对图象显示设备的总体描述)
首先，描述应用了本发明的图象显示设备的显示面板的构成和该显示面板的制造方法。
图12是显示面板的立体图，其中面板的一部分被除去了，以显示面板的内部结构。
在图12中，标号1015表示一个后板；1016表示一个侧壁；且1017表示一个面板。这些部分形成了一个气密容器，用于使显示面板内部保持真空。为了构成气密容器，需要使各个部分密封连接起来，以获得足够的强度并保持气密封状态。例如，熔接玻璃被用在接合部分，并在空气或氮气环境下在400至500℃下进行烧结，从而使这些部分密封连接。以下描述用于从容器的内部抽掉空气的一种方法。由于气密容器的内部被抽到约10-6乇，包括低电阻膜21的一个隔离器1020被用作抵抗大气压的结构，以防止由于大气压或突然的震荡而对气密容器造成的损坏。
后板1005具有固定在其上的基底1011-其上设置有N×M个冷阴极器件1012(M，N＝正整数且大于等于2，并按照显示象素的目标数目而适当地设定。例如，在用于高质量电视的显示设备中，所希望的是N＝3000或更大，M＝1000或更大。在此实施例中，N＝3072，M＝1024。)N×M个冷阴极器件1012具有M条行方向连线1013和N条列方向连线1014。由这些部分1011至1014构成的部分将被称为“多电子束源”。
在用在本发明的图象显示设备中的多电子束源中，冷阴极器件的材料、形状和制造方法是不受限制的，只要电子源是借助简单矩阵形式的冷阴极器件而制备的。因此，这种多电子束源可采用表面传导发射(SCE)型电子发射器件或FE型或MIM型冷阴极器件。
下面描述通过在一个基底上设置作为冷阴极器件的SCE型电子发射器件(将要在后面描述)并将它们连接成简单矩阵而制备的多电子束源。
图14A和14B是图12中的显示面板中采用的多电子束源的平面图。图14A是其中未设置隔离器的区的平面图，且图14B是其中设置了隔离器的区的平面图。如图5A和5B中显示的SCE型电子发射器件(将要在后面描述)被设置在基底1011上。这些器件借助行方向连线电极1013和列方向连线电极1014而被连接成简单矩阵。在各个行方向连线电极1013与列方向连线电极1014的交点处，在这些电极之间设置了一个绝缘层(未显示)，以保持电绝缘。图14A和14B中的符号a表示一条线-其上有形成束点的位置。在图14A中未设置隔离器的区域中，以相同的间距设置了电子发射器件。在隔离器附近，如图14B所示，电子发射器件部分被形成在相对于束点形成的位置与束点相距的位置。在与列方向连线电极1014平行地设置的电子发射部分，当多个电子发射部分的位置偏离形成束点的线时，各个电子发射器件从形成束点的相应的线位置的偏离量被这样地设定-即隔离器附近的各个电子发射部分距隔离器的偏离量增大。
图15显示了沿着图14A中的线B-B’切去的横截面图。
具有这种结构的多电子束源是通过预先在基底上形成行方向连线电极1013、列方向连线电极1014、电极绝缘膜(未显示)、以及SCE型电子发射器件的器件电极和导电薄膜，并随后经过行方向连线电极1013和列方向连线电极1014向器件提供电力以进行成形处理和激活处理，而制成的(两种处理都将在后面描述)。
在此实施例中，多电子束源的基底1011被固定在气密容器的后板1005上。然而，如果基底1011具有足够的强度，多电子束源的基底1011自身可被用作气密容器的后板。
进一步地，在面板1017之下形成一个荧光膜1018。由于该实施例是彩色显示设备，荧光膜1018加有红、绿和蓝三基色荧光物质。该荧光物质部分是如图4A所示的条形，且在这些条之间设置了黑色导电材料1010。提供黑色导电材料1010的目的，是防止显示颜色的偏离-即使电子束辐射位置有一些偏离，以通过切断外部光的反射来防止显示对比度的降低，并防止荧光膜被电子束所充电等等。黑色导电材料1010主要包括石墨，然而，也可以采用任何其他的材料，只要能够实现上述目的。
进一步地，荧光膜的三基色不限于图4A所示的条。例如，可采用如图4B中显示的三角形设置或任何其他的设置。
应该注意的是，当形成的是单色显示面板时，单色荧光物质可被加到荧光膜1018上，且黑色导电材料可以省略。
进一步地，在荧光膜1018的后板侧表面上设置了CRT领域中众所周知的金属本底1019。提供金属本底1019的目的，是通过把从荧光膜1018发射的一部分光镜反射来改善光的利用率，防止荧光膜1018受到负离子的碰撞，把金属本底1019用作用于施加电子束加速电压的电极，把金属本底1019用作激励荧光膜1018的导电通路，等等。金属本底1019是通过在面板1017上形成了荧光膜1018之后使荧光膜的前表面扁平化并在其上真空蒸发Al而形成的。应该注意的是，在其中荧光膜1018包括用于低电压的荧光材料的情况下，不采用金属本底1019。
进一步地，为了施加加速电压或改善荧光膜的导电性，可在面板1017与荧光膜1018之间设置用ITO材料等制成的透明电极，虽然本实施例未采用这种电极。
图13是沿着图12中的线A-A’切开的示意横截面图。各个部分的标号与图12中的相同。在此实施例中，隔离器1020包括用于缓和绝缘部件1的表面上的充电的高电阻膜11，以及作为用于有效地缓和面板附近的充电的电极的低电阻膜21。低电阻膜21被形成在绝缘部件1的表面上以缓和充电。进一步地，低电阻膜21被形成在隔离器对着面板1017的内表面(金属本底1019等)的邻接表面3上，以及隔离器与面板1017的内表面相接触的侧表面5上。所需数目的这种隔离器，以所需的间隔并借助一种接合材料1040，被固定在基底1011的表面和面板的内表面上，以实现上述的目的。
另外，至少在绝缘部件1的表面-这些表面暴露在气密容器中的真空中-上形成有高电阻膜11，且高电阻膜11经过低电阻膜21和隔离器1020上的接合材料1040而与面板1017的内表面(金属本底1019等)和基底1011的表面(行或列方向连线电极1013或1014)相电连接。在此实施例中，各个隔离器1020具有薄板形状，沿着相应的行方向连线1013延伸，并与其相电连接。
隔离器1020具有足够良好的绝缘性能，以承受加到基底1011上的行和列方向连线1013和1014与面板1017的内表面上的金属本底1019之间的高电压，并具有足够良好的导电性以防止隔离器1020的表面被充电。
作为隔离器1020的绝缘部件1，可采用例如硅玻璃部件、包含少量诸如Na的杂质的玻璃部件、碳酸钠氧化钙玻璃部件、或者由氧化铝等组成的陶瓷部件。应该注意的是，绝缘部件1的热膨胀系数较好地是接近气密容器和基底1011的热膨胀系数。
通过借助用于防止充电的高电阻膜11的电阻Rs对加到高电位侧的面板1017上的加速电压Va进行分压而获得的电流，流过隔离器1020的高电阻膜11。隔离器的电阻Rs，从防止充电和功率消耗的角度考虑，被设定在所希望的范围。从防止充电的角度考虑，表面电阻R/□较好地是被设定为1012Ω/□或更小。为了获得足够的充电防止效果，表面电阻R较好地是被设定为1011Ω/□或更小。这种表面电阻的下限取决于各个隔离器的形状和加到隔离器之间的电压，且较好地是被设定为105Ω/□或更大。
形成在绝缘材料上的高电阻膜11的厚度t较好地是在10nm至1μm的范围。具有10nm或更小厚度的薄膜通常形成岛形并根据材料的表面能和与基底的附着性质而呈现出不稳定的电阻，因而其再现性较差。与此相对比，如果厚度t为1μm或更大，膜应力增大从而增大了膜剥离的可能性。另外，膜形成所需的时间较长，因而降低了产量。厚度较好地是在50至500nm的范围。表面电阻R/sq为ρ/t，且考虑到R/sq和t的较好的范围，高电阻膜的电阻率ρ较好地是在0.1Ωcm至108的范围。为了把表面电阻和膜厚度设定在更好的范围，电阻率ρ较好地是被设定为102至106Ωcm。
如上所述，当电流流过形成在隔离器上的高电阻膜或者整个显示器在运行期间产生热量时，隔离器的温度上升。如果高电阻膜的电阻温度系数是大的负值，电阻随着温度的上升而减小。其结果，流过隔离器的电流增大从而使温度升高。电流持续增大并达到了电源的限度之外。从经验可知道造成这样的过度电流增大的电阻温度系数是绝对值为1％或更大的负值。即，高电阻膜的电阻温度系数较好地是被设定为小于-1％。
作为用于具有充电防止特性的高电阻膜11的材料，可采用例如金属氧化物。在金属氧化物中，较好地是采用氧化铬、氧化镍、或氧化铜。这是由于这些氧化物具有较低的二次电子发射效率，且即使冷阴极器件1012发射的电子与隔离器1020相碰撞也不容易被充电。除了这样的金属氧化物，较好地是采用一种碳材料，因为它具有低的二次电子发射效率。由于非晶碳具有高电阻，隔离器1020的电阻能够被容易地控制在所希望的值。
隔离器1020的低电阻膜21还起着使高电阻膜11与高电位侧的面板1017(金属本底1019等)相电连接的作用。低电阻膜21在下面也将被称为中间电极层(中间层)。这种中间电极层(中间层)具有如下所述的多种功能。
(1)该低电阻膜起着使高电阻膜11与面板1017相电连接的作用。
如上所述，高电阻膜11是为了缓和隔离器1020的表面的充电而形成的。然而，当高电阻膜11直接或经过接合材料1040而与面板1017(金属本底1019等)相连时，在连接部分之间的界面上产生了大的接触电阻。其结果，在隔离器1020表面上产生的电荷不能被迅速地除去。这种问题，可通过在邻接表面3和隔离器1020的侧表面部分5上形成低电阻中间层(它与面板1017和接合材料1040相接触)，而得到解决。
(2)低电阻膜使高电阻膜11的电位分布均匀。
冷阴极器件1012发射的电子沿着按照形成在面板1017与基底1011之间的电位分布而形成的轨道。为了防止电子轨道在隔离器1020附近受到干扰，隔离器1020的整个电位分布必须得到控制。当高电阻膜11直接或经过接合材料1040而与面板1017(金属本底1019等)和基底1011(导线1013或1014等)相连时，由于连接部分之间的界面的接触电阻而使连接状态发生改变。其结果，高电阻膜11的电位分布可能与所希望的值相偏离。高电阻膜11的总体电位，可通过在隔离器1020的隔离器端部((邻接表面3或侧表面部分5)的整个长度上形成低电阻的中间层-它与面板1017相接触，并把所希望的电位加到该中间层部分上，而得到有效的控制。
(3)中间层用于控制发射的电子的轨道。
冷阴极器件1012所发射的电子沿着根据面板1017与基底1011之间形成的电位分布而形成的轨道。冷阴极器件1012在隔离器附近所发射的电子可受到伴随着隔离器1020的结构的限制(连线和器件的位置的改变)。在此情况下，为了形成不受失真和不规则影响的图象，冷阴极器件所发射的电子的轨道必须得到控制，以把电子射到面板1017上的所希望的位置。在与面板1017接触的侧表面部分5上形成低电阻中间层，使得隔离器1020附近的电位分布能够具有所希望的特性，从而控制发射的电子的轨道。
作为低电阻膜21的材料，可选择其电阻足够地低于高电阻膜11的电阻的材料。例如，这样的材料可从以下材料中选择：诸如Ni、Cr、Au、Mo、W、Pt、Ti、Al、Cu、和Pd的金属、它们的合金、由诸如Pd、Ag、Au、RuO2、以及Pd-Ag组成的印刷导体或者金属氧化物和玻璃等、诸如In2O3-SnO2的透明导体、以及诸如多晶硅的半导体材料。
接合材料1040必须具有导电性，以把隔离器1020电连接到行方向连线1013和金属本底1019。即，包含金属颗粒或导电填充物的导电粘合剂或熔接玻璃得到了适当采用。
在图12中，符号Dx1至Dxm、Dy1至Dyn和Hv表示用于提供显示面板与电路(未显示)的电连接的气密结构的电连接端。端Dx1至Dxm与多电子束源的行方向连线1013相电连接；Dy1至Dyn与多电子束源的列方向连线1014相电连接；且Hv与面板的金属本底1019相电连接。
为了从气密容器内部排出空气并使内部真空，在形成气密容器之后，一个抽气管和一个真空泵(两者都未显示)得到连接，且空气被从气密容器中抽出并达到约10-7乇。随后，抽气管被封闭。为了保持气密容器内部的真空状态，在封闭之后立即在气密容器中的预定位置形成一个吸气剂膜(未显示)。该吸气剂膜是通过加热或高频加热并蒸发主要包括例如Ba的吸气剂材料而形成的膜。吸气剂膜的抽吸-附属操作使容器中保持1×10-5或1×10-7乇的真空状态。
在采用上述显示面板的图象显示设备中，当一个电压经过外端Dx1至Dxm和Dy1至Dyn而被施加到冷阴极器件1012上时，冷阴极器件1012发射电子。同时，一个几百至几kV的高电压经过外终端Hv而被加到金属本底1019，以对发射的电子进行加速从而使它们与面板1017的内表面相碰撞。通过这种操作，构成荧光膜1018的相应彩色荧光物质得到激励而发光，从而显示图象。
在本发明中加到作为冷阴极器件的各个SCE型电子发射器件1012上的电压通常被设定为约12至16V；金属本底1019与冷阴极器件1012之间的距离d被设定为约0.1mm至8mm；且加到金属本底1019与冷阴极器件1012之间的电压被设定为约0.1kV至10kV。
以上描述了根据本发明的实施例的图象显示设备的一般描述和显示面板的基本结构和制造方法。
(多电子束源的制造方法)
以下描述根据本发明的实施例的显示面板中采用的多电子束源的制造方法。在用在该图象显示设备中的多电子束源是通过把冷阴极器件设置成简单矩阵的前提下，冷阴极器件的材料、形状和制造方法是不受限制的。因而，SCE型电子发射器件或FE型或MIM型冷阴极器件可被用作冷阴极器件。
在其中要求具有大显示屏幕的成本低廉的显示设备的情况下，在这些冷阴极器件中，一种SCE型电子发射器件是特别好的。更具体地说，FE型器件的电子发射特性受到发射极锥和栅极的很大影响，因而这种器件的制造要求高精度的制造技术。这对实现大显示面积和低制造成本产生了一个不利因素。根据MIM型器件，绝缘层和上电极的厚度必须增大并均匀。这对实现大显示面积和低制造成本产生了不利。与此相对比，SCE型电子发射器件可借助较简单的制造方法制成，因而增大了显示面积并可降低制造成本。本发明人已经发现，在SCE型电子发射器件中一种电子束源-其中一个电子发射部分或其周边部分包括一个精细颗粒膜-在电子发射特性上是优异的，且它进一步地能够容易地制造出来。因此，这种类型的电子束源是最适合于采用在高亮度和大屏幕图象显示设备中的电子束源。在该实施例的显示面板中，SCE型电子发射器件-其每一个都具有用细颗粒膜形成的电子发射部分或周边部分-得到了采用。首先，描述这种最佳SCE型电子发射器件的基本结构、制造方法和特性，且随后描述具有简单矩阵连接的SCE型电子发射器件的多电子束源的结构。
(SCE器件的较好的结构和制造方法)
其中电子发射部分或其周边部分由细颗粒膜形成的SCE型电子发射器件的典型结构包括一种扁平型结构和一种阶梯型结构。
(扁平SCE型电子发射器件)
首先描述扁平SCE型电子发射器件的结构和制造方法。图5A是平面图，用于说明扁平SCE型电子发射器件的结构；且图5B是该器件的横截面图。在图5A和5B中，标号1101表示一个基底；1102和1103表示器件电极；1104表示导电薄膜；1105表示通过成形处理形成的电子发射部分；且1113表示通过激活处理形成的薄膜。
作为基底1101，可采用各种玻璃基底，例如石英玻璃和碳酸钠氧化钙玻璃，诸如氧化铝的各种陶瓷基底、或者具有其上形成有例如SiO2的绝缘层的基底。
器件电极1102和1103与基底1101平行地设置并彼此相对，并包括导电材料。例如，可采用以下的材料：诸如Ni、Cr、Au、Mo、W、Pt、Ti、Al、Cu、Pd和Ag的金属，或它们的合金、或者诸如In2O3-SnO2的金属氧化物、以及诸如多晶硅的半导体材料。该电极是通过结合诸如真空蒸发的膜形成技术和诸如光刻或蚀刻的图案形成技术而方便地形成的，然而，也可以采用其他的方法(例如印刷法)。
电极1102和1103的形状根据电子发射器件的应用目的而得到适当的设计。一般，电极之间的间隔L，是通过选择从几百埃至几百微米的范围中的一个适当的值，而得到设计的。显示设备的最好的范围，是从几微米至几十微米。对于电极厚度d，一个适当的值是从几百埃至几微米的范围中选择的。
导电薄膜1104表示一个细颗粒膜。“细颗粒膜”是这样一种膜，即其包含大量的作为膜构成成员的细颗粒(包括颗粒团)。在微观下，通常单个的颗粒是以预定的间隔存在于膜中的，或者彼此相邻，或者彼此重叠。
每个颗粒的直径在从几百埃至几千埃的范围。较好地，该直径在从10埃至200埃的范围中。膜的厚度是考虑以下条件而适当地设定的。即，与器件电极1102或1103的电连接所需的条件、用于后面所要描述的成形处理的条件、用于把细颗粒膜自身的电阻设定在将要在后面描述的适当值的条件等。具体地，膜的厚度被设定在从几百埃至几千埃的范围中，最好是10埃至500埃。
用于形成该细颗粒膜的材料例如是：诸如Pd、Pt、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、Fe、Zn、Sn、Ta、W和Pb的金属；诸如PdO、SnO2、In2O3、PbO和Sb2O3的氧化物；诸如HfB2、ZrB2、LaB6、CeB6、YB4、以及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；以及碳。任何适当的材料都可采用。
如上所述，导电薄膜1104是由细颗粒膜形成的，且该膜的表面电阻被设定为从103至107(Ω/□)的范围。
由于希望导电薄膜1104与器件电极1102和1103相电连接，它们被适当地设置从而在部分地彼此重叠。在图5B中，相应的部分是按照基底、器件电极、以及导电薄膜的顺序(从底部开始)重叠的。这种重叠顺序可以是(从底部开始)基底、导电薄膜、器件电极。
电子发射部分1105是形成在导电薄膜1104的一部分上的有裂缝的部分。电子发射部分1105具有高于周边的导电薄膜的电阻特性。裂缝是通过将要描述的在导电薄膜1104上进行的成形处理而形成的。在某些情况下，在裂缝部分内设置了直径为几埃至几百埃的颗粒。由于难于准确地显示电子发射部分的实际位置和形状，因而图5A和5B示意地显示了裂缝部分。
薄膜1113包括碳或碳化合物材料，并覆盖了电子发射部分1105及其周边部分。薄膜1113是在成形处理之后通过将要在后面描述的激活处理而形成的。
薄膜1113较好地是石墨单晶、石墨多晶、非晶碳、或它们的混合物，且其厚度为500埃或更小，较好地是300埃或更小。由于难于准确地显示薄膜1113的实际位置或形状，因而图5A和5B示意地显示了该膜。图5A显示了其中薄膜1113的一部分被除去的器件。
以上描述了SCE型电子发射器件的较好的基本结构。在此实施例中，器件具有以下的组成部分。
即，基底1101包括碳酸钠氧化钙玻璃、器件电极1102和1103、以及一个Ni薄膜。电极厚度d为1000埃且电极间隔L为2微米。
细颗粒膜的主要材料是Pd或PdO。细颗粒膜的厚度约100埃，且其宽度W是100微米。
以下结合图6A至6E来描述一种较好的扁平SCE型电子发射器件的制造方法；这些图是横截面图，显示了SCE型电子发射器件的制造过程。注意标号与图5A和5B中的相同。
(1)首先，如图6A所示，在基底1101上形成器件电极1102和1103；
在形成电极1102和1103时，首先用清洗剂、纯水、以及有机溶剂清洗基底1101，随后在其上淀积器件电极材料(作为淀积方法，可采用诸如蒸发和溅射的真空膜形成技术)。随后，在淀积的电极材料上进行利用光刻蚀刻技术的图案形成。因此，形成了如图6A所示的一对器件电极1102和1103。
(2)随后，如图6B所示，形成导电薄膜1104。
在形成导电薄膜1104时，首先，把一种有机金属溶剂加到图6A中的基底1101上，随后所加的溶剂被干燥和烧结，从而形成了一个细颗粒膜。随后，按照光刻蚀刻方法，在该细颗粒膜上形成预定形状的图案。有机金属溶剂指的是包含作为主组分(在此实施例中为Pd)的微小颗粒材料的有机金属化合物的溶剂，用于形成导电薄膜。在此实施例中，有机金属溶剂的施加是通过浸渍而进行的，然而，可以采用诸如回旋法和喷涂法的其他方法。
作为用微颗粒制成的导电薄膜的膜形成方法，用在此实施例中的有机金属溶剂涂覆可被诸如真空蒸发法、溅射法、或化学汽相淀积法的其他方法所代替。
(3)随后，如图6C所示，一个适当的电压被从一个用于成形处理的电源1110加到器件电极1102和1103之间，随后进行成形处理，从而形成电子发射部分1105。
在此的成形处理是对细颗粒膜形成的导电薄膜1104的电激励，以适当地使导电薄膜的一部分受到破坏、变形或恶化，从而使膜发生改变而具有适合于电子发射的结构。在该导电薄膜中，为了电子发射而得到改变的部分(即电子发射部分1105)具有在薄膜上的适当的裂缝。把具有电子发射部分1105的薄膜1104与成形处理之前的薄膜相比，器件电极1102和1103之间测量到的电阻大大地增加了。
以下结合图7详细描述这种成形处理；图7中显示了从成形电源1110施加的适当的电压的波形的一个例子。较好地，在形成细颗粒膜构成的导电薄膜的情况下，采用的是脉冲形式的电压。在此实施例中，具有脉冲宽度T1的三角波脉冲以T2的脉冲间隔被持续地施加，如图7所示。在施加时，三角波脉冲的波峰值Vpf依次地增大。进一步地，在三角波脉冲之间以适当的间隔插入有用于监测电子发射部分1105的成形状态的监测脉冲Pm，且在插入处流过的电流由一个电流计1111测量。
在此例中，在10-5乇的真空环境下，脉冲宽度T1被设定为1微秒；且脉冲间隔T2被设定为10微秒。波峰值Vpf每个脉冲以0.1V增大。每施加五个三角波脉冲，插入监测脉冲Pm。为了避免不好的成形处理，监测脉冲的电压Vpm被设定为0.1V。当器件电极1102和1103之间的电阻变为1×106Ω时，即电流计1111在监测脉冲施加时所测量的电流变成1×10-7A或更小时，成形处理的起电结束。
注意上述加工方法对于本实施例的SCE型电子发射器件是较好的。在改变SCE型电子发射器件有关例如细颗粒膜的材料或厚度、或器件电极间隔L方面的设计的情况下，起电的条件最好根据器件设计的改变而改变。
(4)随后，如图6D所示，一个适当的电压从激活电源1112被加到器件电极1102和1103之间，且进行激活处理以改善在前一步骤中获得的电子发射特性。
这里的激活处理是在适当的条件下对借助成形处理形成的电子发射部分1105的起电，以在电子发射部分1105周围淀积碳或碳化合物(在图6D中，淀积的碳材料或碳化合物被显示为材料1113)。把电子发射部分1105与激活处理之前相比，在相同的所加电压下发射电流通常增大了100倍或更多。
激活是通过在10-4或10-5乇的真空环境下周期性地施加电压脉冲，以累积主要从存在于真空环境下的有机化合物导出的碳或碳化合物。累积的材料1113是石墨单晶、石墨多晶、非晶碳或其混合物中的任何一个。累积材料1113的厚度为500埃或很小，或更好地为300埃或更小。
以下结合图8A更详细地描述激活处理，其中图8A显示了从激活电源1112施加的适当电压的波形的一个例子。在此例子中，施加了具有预定电压的矩形波，以进行激活处理。更具体地说，矩形波电压Vac被设定为14V；脉冲宽度T3被设定为1微秒；且脉冲间隔T4被设定为10微秒。注意上述起电条件对于本实施例的SCE型电子发射器件是较好的。在其中SCE型电子发射器件的设计改变的情况下，起电条件最好按照器件设计的改变而改变。
在图6D中，标号1114表示一个阳极-它与一个直流高压电源1115和一个电流计1116相连，用于获得从SCE型电子发射器件发射的发射电流Ie(在其中基底1101在激活处理之前被包含在显示面板中的情况下，显示面板的荧光表面上的Al层被用作阳极1114)。当从激活电源1112施加电压时，电流计1116测量发射电流Ie，从而监测激活处理的进展，以控制激活电源1112的操作。图8B显示了电流计1116测量的发射电流Ie的一个例子。在此例子中，当来自激活电源1112的脉冲电压开始施加时，发射电流Ie随着时间而增大，逐渐达到饱和，且几乎不再增大。在基本饱和点，来自激活电源1112的电压施加被停止，随后激活处理被终止。
注意上述的起电条件对于本实施例的SCE型电子发射器件是较好的。如果SCE型电子发射器件的设计改变，则这些条件最好根据器件设计的改变而改变。
如上所述，制成了如图6E所示的SCE型电子发射器件。
(阶梯SCE型电子发射器件)
以下描述另一种典型的SCE型电子发射器件结构-其中电子发射部分或其周边部分是用细颗粒膜形成的，即一种阶梯型的SCE型电子发射器件。
图9是横截面图，示意显示了阶梯SCE型电子发射器件的基本构造。在图9中，标号1201表示了一个基底；1202和1203表示器件电极；1206表示用于使电极1202和1203之间有高度差的阶梯形成部件；1204表示采用细颗粒膜的导电薄膜；1205表示通过成形处理形成的电子发射部分；且1213表示通过激活处理所形成的薄膜。
阶梯器件结构与上述扁平器件结构的不同，在于器件电极之一(在此例中为1202)被设置在阶梯形成部件1206上，且导电薄膜1204掩盖了阶梯形成部件1206的侧表面。图5A和5B中的器件间隔L在此结构中被设定为与阶梯形成部件1206的高度相应的高度差Ls。注意基底1201、器件电极1202和1203、采用细颗粒膜的导电薄膜1204可包括在说明扁平SCE型电子发射器件时给出的材料。
以下结合图10A至10F描述阶梯SCE型电子发射器件的制造方法-这些图是显示制造过程的横截面图。在这些图中，相应的部分的标号与图9中的相同。
(1)首先，如图10A所示，在基底1201上形成器件电极1203。
(2)随后，如图10B所示，淀积出一个用于形成阶梯形成部件的绝缘层。该绝缘层可通过借助溅射法累积例如SiO2而形成，然而，该绝缘层也可借助诸如真空蒸发法或印刷法的膜形成方法而制成。
(3)随后，如图10C所示，在绝缘层上形成一个器件电极1202。
(4)随后，如图10D所示，通过利用例如蚀刻法，除去绝缘层的一部分，以暴露器件电极1203。
(5)随后，如图10E所示，形成采用细颗粒膜的导电薄膜1204。在形成时，与上述扁平器件结构类似地，采用了诸如涂覆方法的膜形成技术。
(6)随后，与扁平器件结构类似地，进行成形处理以形成电子发射部分1205(可进行与图6C显示的成形处理类似的成形处理)。
(7)随后，与扁平器件结构类似地，进行激活处理，以把碳或碳化合物淀积到电子发射部分周围(可进行与图6D所示的激活处理类似的激活处理)。
如上所述，制成了如图10F所示的阶梯SCE型电子发射器件。
(用在显示设备中的SCE型电子发射器件的特性)
以上描述了扁平SCE型电子发射器件和阶梯SCE型电子发射器件的结构和制造方法。以下描述用在显示设备中的电子发射器件的特性。
图11显示了用在显示设备中的发射电流Ie-器件电压(即将要加到器件上的电压)Vf特性和器件电流If-器件施加电压Vf特性的典型例子。注意与器件电流If相比，发射电流Ie是非常小的，因而难于用与器件电流If相同的量度来显示发射电流Ie。另外，这些特性会由于诸如器件的大小或形状的设计参数的改变而改变。因此，图11的曲线图中的两条线均是以任意的单位给出的。
关于发射电流Ie，用在显示设备中的器件具有以下三个特性：
第一，当预定电平(称为“阈值电压Vth”)或更大的电压被加到器件上时，发射电流Ie急剧增大，然而，对于低于阈值电压Vth的电压，几乎检测不到发射电流Ie。
即，对于发射电流Ie，器件具有基于明确的阈值电压Vth的非线性特性。
第二，发射电流Ie根据器件施加电压Vf而改变。因此，发射电流Ie可通过改变器件施加电压Vf而得到控制。
第三，发射电流Ie响应于器件电压Vf的施加而得到迅速输出。因此，将要从器件发射的电子的充电量可通过改变器件电压Vf的施加时间而得到控制。
把具有上述三种特性的SCE型电子发射器件应用到显示设备是较好的。例如，在具有与显示屏幕的象素数目相应地设置的大量器件的显示设备中，如果采用第一个特性，可进行显示屏幕的依次扫描显示。这意味着阈值电压Vth或很大的电压被加到被驱动器件上，而低于阈值电压Vth的电压被加到未选择的器件上。以此方式，驱动器件的依次改变使得能够通过显示屏幕的依次扫描而进行显示。
进一步地，发射亮度可利用第二或第三个特性而得到控制，这使得能够进行多等级显示。
(简单矩阵布线的多电子束源的结构)
以下描述一种多电子束源-其中大量的上述SCE型电子发射器件被设置在简单矩阵连接中。
图14是用在图12的显示面板中的多电子束源的平面图。在基底上有与图5A和5B所示的类似的SCE型电子发射器件。这些器件借助行方向连线1013和列方向连线1014而被排列成简单矩阵。在连线1013和1014的交点处，在连线之间形成了一个绝缘层(未显示)，以保持电绝缘。
图15显示了沿着图14中的线A-A’的横截面图。
注意这种多电子束源是通过在基底上形成行和列方向连线1013和1014、在连线交点处的绝缘层(未显示)、器件电极和导电薄膜，并随后通过行和列方向连线1013和1014向各个器件提供电流，从而进行成形处理和激活处理，而制成的。
(驱动电路的设置(和驱动方法))
图16是框图，显示了用于根据NTSC方案的电视信号进行电视显示的驱动电路的示意设置。
参见图16，显示面板1701是借助与上述相同的方式而制成和操作的。一个扫描电路1702扫描显示线。一个控制电路1703产生将要输入到扫描电路1702的信号等。一个移位寄存器1704以线为单位移动数据。一个行存储器1705把来自移位寄存器1704的一行数据输入到一个调制信号发生器1707。一个同步信号分离电路1706从NTSC信号分离出同步信号。
以下详细描述图16中的各个部件的功能。
显示面板1701通过终端Dx1至Dxm和Dy1至Dyn和高电压端Hv而与一个外部电路相连。用于依次驱动显示面板1701中的一个电子源1-即以行为单位(以n个器件为单位)连接成m×n矩阵的一组电子发射器件15-的扫描信号被加到端Dx1至Dxm。
用于控制从电子发射器件15(这些电子发射器件15由上述扫描信号选择)输出的对应于一行的电子束的调制信号，被加到端Dy1至Dyn。例如，一个5kV的直流电压被从直流电压压Va加到高电压端Hv上。这种电压是一种加速电压，用于提供足够的能量以激励荧光物质，从而从电子发射器件15输出电子束。
以下描述扫描电路1702。
这种电路包括m个开关元件(在图16中用标号S1至Sm表示)。各个切换元件用于选择来自直流电压压Vx输出的一个电压或0V(接地电平)并与显示面板1701的端Dox1至Doxm中的相应一个相电连接。开关元件S1至Sm根据从控制电路1703输出的控制信号Tscan进行操作。在实际中，这种电路可与诸如FET的开关元件结合而方便地形成。
直流电压压Vx根据图11中的电子发射器件的特性而得到设定，以输出一个恒定的电压，从而使加到未被扫描的器件上的驱动电压被设定为电子发射阈值电压Vth或更低。
控制电路1703用于使各个部件的运行彼此匹配，以根据外部输入的图象信号进行适当的显示。控制电路1703根据从将要在下面描述的同步信号分离电路1706送来的同步信号Tsync，而产生各个部件的控制信号Tscan、Tsft、以及Tmry。
同步信号分离电路1706是用于从外部输入的NTSC电视信号分离出同步信号分量和亮度信号分量。如众所周知的，这种电路可利用分频(滤波)电路而方便地制成。同步信号分离电路1706所分离的同步信号由垂直和水平同步信号组成，如众所周知的。在此情况下，为了描述的方便，同步信号被显示为信号Tsync。从电视信号分离出的图象的亮度信号分量被表示为信号DATA，以便于描述。这种信号被输入到移位寄存器1704。
移位寄存器1704以图象的行为单位对以时间串行方式串行输入的信号DATA进行串行/并行转换。移位寄存器1704根据来自控制电路1703的控制信号Tsft进行操作。换言之，控制信号Tsft是用于移位寄存器1704的移位时钟信号。
通过串行/并行转换而获得的一行数据(对应于n个电子发射器件的驱动数据)作为n个信号ID1至IDn而被输出到移位寄存器1704。
行存储器1705是用于把一行数据存储所需的时间的存储器。行存储器1705根据来自控制电路1703的控制信号Tmry而对信号ID1至IDn的内容进行适当的存储。存储的内容，作为将要输入到调制信号发生器1707的数据I’D1至I’Dn，而得到输出。
调制信号发生器1707是用于根据图象数据I’D1至I’Dn中的每一个而对各个电子发射器件15进行适当驱动/调制的信号源。从调制信号发生器1707输出的信号通过终端Doy1至Doyn，而被加到显示面板1701中的电子发射器件15上。
根据本发明的电子发射器件具有以下有关发射电流Ie的基本特性，如上面结合图11所描述的。为电子发射设定了一个明确的阈值电压Vth(在以后所描述的实施例的表面传导发射型电子发射器件中为8V)。各个器件只在施加了等于或大于阈值电压Vth的电压时才发射电子。
另外，发射电流Ie随着等于或高于电子发射阈值电压Vth的电压的改变而改变，如图11所示的。显然，当脉冲电压被加到该器件上时，如果该电压低于电子发射阈值电压Vth则不发射电子。然而，如果该电压等于或高于电子发射阈值电压Vth，则电子发射器件发射电子束。在此情况下，输出的电子束的强度可通过改变脉冲的峰值Vm而得到改变。另外，从器件输出的电子束电荷的总量可通过改变脉冲的宽度Pw而得到改变。
作为根据一个输入信号来调制各个电子发射器件的输出的方案，可以采用电压调制方案、脉宽调制方案等。在执行电压调制方案时，用于产生具有恒定长度的电压脉冲并根据该输入数据来调制脉冲的峰值的电压调制电路可被用作调制信号发生器1707。在执行脉宽调制方案时，用于产生具有恒定峰值的电压脉冲并根据输入数据调制电压脉冲的宽度的脉宽调制电路可被用作调制信号发生器1707。
移位寄存器1704和行存储器1705可以是数字信号型的或模拟信号型的。即，只要图象信号能够以预定的速度得到串行/并行转换和存储就行。
当上述部件是数字信号型时，从同步信号分离电路1706输出的信号DATA必须被转换成数字信号。为此，一个A/D转换器可以与同步信号分离电路1706的输出端相连。根据行存储器1705是输出数字还是模拟信号，可以把略微不同的电路用于调制信号发生器。更具体地说，例如在采用数字信号的电压调制方案的情况下，一个D/A转换电路被用作调制信号发生器1707，且一个放大电路等按照需要而被加到其上。在脉宽调制方案的情况下，例如通过组合高速振荡器、用于计数从该振荡器输出的信号的波的数目的计数器、以及用于把该计数器输出的值与存储器的输出值进行比较的比较器而构成的一个电路，可被用作调制信号发生器1707。根据需要，该电路可包括一个放大器以把比较器输出的脉宽调制信号的电压放大至电子发射器件的驱动电压。
在采用模拟信号的电压调制方案的情况下，例如一个采用运算放大器等的放大电路可被用作调制信号发生器1707，且可根据需要把一个移动电平电路等加到其上。在脉宽调制方案的情况下，可采用例如一个电压受控振荡器(VCO)，且可根据需要把用于把振荡器的输出放大至电子发射器件的驱动电压的放大器加到其上。
在可以是上述设置之一的本实施例的图象显示设备中，当电压通过外终端Dx1至Dxm和Dy1至Dyn而被加到相应的电子发射器件上时，电子得到发射。一个高电压通过高电压端Hv而被加到金属本底1019或透明电极(未显示)上，以加速电子束。加速的电子与荧光膜1018相碰撞以使其发光，从而形成图象。
图象显示设备的上述设置是能够应用本发明的图象形成设备的一个例子。在本发明的精神和范围内，可以对这种设置进行各种改变和修正。所有基于NTSC方案的一个信号被用作输入信号，该输入信号不限于此。例如，可采用PAL方案或SECAM方案。另外，可采用利用比这些方案更多扫描行的电视信号(诸如MUSE的高清晰度电视)方案。
(隔离器和隔离器附近的电子发射器件的结构)
以下结合图1A和1B描述隔离器和电子发射器件的结构。参见图1A和1B，标号30表示一个包括荧光物质和金属本底的面板；31表示一个包括电子源基底的后板；50表示一个隔离器；51表示在该隔离器的表面上的一个高电阻膜；52表示在面板侧上的一个电极(中间层)；13表示一个器件驱动连线；111表示一个器件；112表示一个典型的电子束轨道；且25表示等电位线。符号a表示从面板的内表面至面板侧的电极(中间层)的下端的长度；且d表示电子源基底与面板之间的距离。
以下依次描述本发明的概念。
隔离器附近发射的一些电子打在隔离器上，或者电子发射所产生的离子打在隔离器上，从而使隔离器充电。器件发射的电子的轨道由于隔离器的充电而发生改变，电子到达的位置不是适当的位置，因而在隔离器附近产生了失真的图象。为了解决这种问题，在隔离器50的表面上形成了高电阻膜51，以释放隔离器的充电。然而，随着冷阴极器件发射的电子数目的增大，高电阻膜的充电消除能力降低，且充电量取决于发射的电子的数目。在此情况下，电子束发生了不利的波动。特别是当没有电子直接打到隔离器上时，面板反射的电子的充电被认为是隔离器充电的主要原因。隔离器由于面板反射的电子而发生充电有一个分布-其中充电量在面板侧大，如图2所示。如图2中所示，在距面板大约电子源基底与面板之间的距离的1/10的位置处充电量为最大。作为本发明的第一个要求，具有最大充电量的位置被一个电极所覆盖，从而有效地抑制电子束的波动。为此，面板侧的中间层52(具有长度a)延伸到了后板侧，如图1A所示。
一个电子束被期望沿着如轨道112的轨道，并稳定地向着隔离器50(包括部分51至53)运动。因此，作为本发明的第二个要求，在该器件沿着离开隔离器的方向所发射的电子中，可以通过把隔离器附近的电子发射器件111从与在面板上的到达位置相应的位置移开，而使电子束到达适当的位置。由于离隔离器较近的器件更容易受到面板侧上的隔离器的电极的影响，器件必须离与电子的到达位置相应的位置一定的距离。
如果面板侧上的隔离器的绝缘层太长，则即使把器件移近隔离器，也不能校正放电击穿电压的下降。因此，隔离器的绝缘层的长度彼此这样设定，即使加速电压与隔离器的高电阻膜的暴露长度具有8kV/mm或更小的关系。为了进一步增大放电击穿电压，隔离器的绝缘层的长度较好地是被这样地设定，即使得加速电压和高电阻膜的暴露长度具有4kV/mm或更小的关系。
在隔离器与电子源基底接触的侧表面和隔离器与电子源基底邻接的邻接表面上，可设置另一个电极，用于把隔离器保持在与电子源基底相同的电位。在此情况下，电子源基底与隔离器之间的导电状态得到了改善。另外，隔离器附近的器件所发射的电子束，通过在隔离器的侧表面上设置长至一定程度的一个电极，而沿着离开隔离器的方向发生临时移动，并随后通过面板侧上的电极移向隔离器。其结果，可以使束到达适当的位置。此时，如果电子源基底侧的电极太长，即使借助面板侧上的电极，也不能使暂时离开隔离器的电子束返回。因此，电子源基底侧的电极的长度必须与电子源基底与面板之间的距离相应地设定。以此方式，当绝缘层被设置在与电子源基底相对的隔离器的邻接和侧表面上时，器件的移动量与其中没有设置电极的情况相比能够得到减小，因而形成连线和器件的空间增大。
以下结合实施例对本发明进行更详细的描述。
在以下各个实施例中，通过用M条行方向连线和N条列方向连线把N×M个(N＝3072，M＝1024)SCE型电子发射器件-其每一个都具有在电极之间的导电细颗粒膜上的电子发射部分-连接成矩阵，而制备多电子束源(见图12和14)。
设置了适当数目的隔离器，以使图象形成设备能够抵抗大气压。
(第一实施例)
以下结合图1B至3B描述第一实施例。标号30表示一个包括荧光物质和金属本底的面板；31表示一个包括电子源基底的后板；50表示一个隔离器；51表示在该隔离器的表面上的一个高电阻膜；52表示在面板侧上的一个电极；53表示后板侧上的一个中间层；13表示一个器件驱动连线；111-1表示距隔离器最近的列或行(以下称为最近线)上的一个器件；111-2表示距隔离器次最近的列或行(称为次最近线，随后的列或行将被称为第n个最近线)上的一个器件；112-1表示来自最近线的一个典型的电子束轨道；112-2表示来自次最近线的典型的电子束轨道；且25表示等电位线。符号a表示从面板的内表面至面板侧的中间层(低电阻膜)的下端的长度；且d表示电子源基底与面板之间的距离。
第一实施例的特征，除了使电子发射器件从适当的位置移动之外，在于使电极52电连接，并校正隔离器附近的电子束的轨道，例如轨道112-1和112-2。电子源基底与面板之间的距离d被设定为2mm，且隔离器的厚度为200μm。隔离器的侧表面与最近线之间的距离被设定为560μm，距次最近线的距离被设定为1070μm，至第三最近线的距离被设定为1680μm，且至第四最近线的距离被设定为2350μm。随后的线以700μm的间隔排列。
在第一实施例中，器件的间距被设定为上述值，以使相应的电子发射器件发射的电子射到成象部件上的位置以700μm的间隔排列。隔离器位于经过发射彼此相邻的电子发射器件的中心。相邻的电子发射器件发射的电子到达相对于隔离器的中心对称的位置。因此，距隔离器最近的器件所发射的电子的辐射位置距隔离器的侧表面约250μm。次最近器件所发射的电子的辐射位置距隔离器的侧表面约950μm。随后的电子发射器件发射的电子辐射在每次相距700μm的位置上。在第一实施例中的电子发射器件是这样排列的-即使得最近器件从辐射点被垂直投射到后基底上的位置沿着离开隔离器的方向移动了310μm，次最近器件沿着离开隔离器的方向移动了120μm，且第三最近器件沿着离开隔离器的方向移动了30μm。第四和随后的器件未沿着离开隔离器的方向移动-因为它们几乎不受隔离器的电极所造成的偏转的影响。
在此情况下，SnO2膜被用作隔离器的导电膜，SiO2膜的表面电阻被设定为1010Ω/□的量级，且在面板侧上的电极的长度被设定为760μm。
注意在图1B显示的实施例中，在后板侧上未设置电极53。当3kV的电压被加到面板30上以驱动器件时，对于每个器件3μA的电子发射量Ie电子束到达面板30上间隔为约700μm的适当位置，且对于每个器件2至6μA的电子发射量Ie没有发生位置变化(波动)。至面板的施加电压从2kV改变到6kV而没有发现电子束的辐射位置的任何变化。
这是由于电极53只被用来建立隔离器与面板之间的导电状态，象传统的隔离器一样。虽然器件比其中隔离器的侧表面与最近线之间的距离为250μm且线之间的间隔为700μm的情况距隔离器更远，电子束以相同的间隔到达适当的位置。此时，距隔离器比第四最近线更远的所有器件几乎不受隔离器的影响。
当在与电子源基底接触的隔离器的侧表面上形成具有约50μm的长度的电极53以改善隔离器与电子源基底之间的导电状态时-如图3A和3B中所示，且当在隔离器与电子源基底相对的邻接表面上形成一个电极时-如图3B所示，器件几乎不受电子源基底上的电极造成的偏转的影响，且获得了相同的结果。
以下参见图21来描述用扁平场发射(FE)型电子发射器件作为第一实施例中的电子源的一个例子。
图21是扁平FE型电子发射电子源的平面图。标号3101表示各个电子发射部分；3102和3103表示用于向电子发射部分3101施加电位的一对电极；3104和3105表示器件电极；且3113表示行方向连线。在与器件电极3105相连的行方向连线3113上形成了一个隔离器。标号3114表示各个列方向连线；且1020表示隔离器。符号a表示其上形成有点的中心的各条线。
一个电压被加到器件电极器件电极3102和3103上，以使电子发射部分3101的一个尖锐的末端发射电子。该电子被对着电子源的一个加速电压(未显示)所吸引而与荧光物质(未显示)相碰撞，从而使荧光物质发光。在此例中，通过以上述方式移动器件电极3104和3105，可以形成高质量图象-其中即使在隔离器附近电子束移动也得到了抑制。
在此例中，束点形成周期被设定为1350μm，且只有距隔离器最近的电子发射部分的位置得到移动。此时，隔离器的侧表面与最近的电子发射部分之间的距离被设定为850μm，距次最近线的距离被设定为1925μm，且距第三最近线的距离被设定为3275μm。
本发明也可以应用于Spindt型电子发射器件，且能够获得与上述的相同的效果。
在第一实施例中，碳酸钠氧化钙玻璃被用作隔离器的基底材料。然而，如果采用诸如氧化铝或氮化铝的绝缘陶瓷，也能够获得与上述相同的效果。
(第二实施例)
第二实施例与第一实施例的不同，在于设置了从隔离器与一个电子源基底之间的邻接位置向着前基底延伸了180μm的一个电极，隔离器的侧表面与最近线之间的距离被设定为440μm，至次最近线的距离被设定为1050μm，至第三最近线的距离被设定为1680μm，且第四最近线和随后的线位于适当的位置。
在第二实施例中，器件间距也被设定为上述的值，以使各个电子发射器件所发射的电子在成象部件上的辐射位置以700μm的间隔排列。隔离器位于经过该隔离器而彼此相邻的电子发射器件之间的中心处。相邻的电子发射器件所发射的电子到达相对于隔离器的中心对称的位置。因此，距隔离器最近的器件所发射的电子的辐射位置距隔离器的侧表面约250μm。次最近器件发射的电子的辐射位置判定隔离器的侧表面约950μm。随后的电子发射器件所发射的电子的辐射位置每个相距700μm。第二实施例中的电子发射器件处于这样的位置-即使得最近的器件从各个辐射点垂直投射到后基底上的位置沿着离开隔离器的方向移动了190μm，次最近器件沿着离开隔离器的方向移动了100μm，且第三最近器件沿着离开隔离器的方向移动了30μm。第四最近和随后的器件未沿着离开隔离器的方向移动，因为它们几乎不受隔离器的电极造成的偏转的影响。在第二实施例中，由于形成在后基底附近的支撑部件的电极而沿着离开隔离器的方向给电子施加了一个力，各个器件从电子的辐射点垂直投射到后板上的位置的移动量比第一实施例中的小。结果，获得了与第一实施例相同的效果。本发明人证实，当借助接近隔离器的器件发射的电子束被形成在电子源基底侧上的支撑部件的电极所移开时，获得了这种效果，且该器件被设置在离开隔离器处。
(第三实施例)
第三实施例与第一实施例的不同，在于电子源基底与面板之间的距离d被设定为3mm，后板侧上的电极长度被设定为200μm，在面板侧上的电极的长度被设定为1000μm，最近线至第五最近线依次被设置在距隔离器的侧表面690、1210、1760、2420和3070μm的位置处，且随后的线被设置在适当的位置。
其结果，所有器件发射的电子，在3μA的电子发射量Ie下，都到达到适当的位置，且对于3至6μA的电子发射量Ie不发生波动。
如上所述，根据第三实施例，电子束能够在不打到隔离器上的情况下到达靶，且隔离器附近的图象失真能够得到减小。进一步地，隔离器附近电子束的辐射位置随着电子束的亮度的变化(波动)能够得到减小。
(第四实施例)
第四实施例涉及这样一种情况，即在具有与第一实施例中的相同结构的图象形成设备中中间层的结构得到了部分改变。
以下参见图22A、22B、23A和23B来描述第四实施例。图22A和22B用于说明一种隔离器一其中在面板侧上的邻接表面上形成了一个电极，且在后板侧上也形成了一个电极。图23A和23B用于说明图22A和22B中显示的隔离器-其中在后板侧上的邻接表面上进一步形成有一个电极。图22B和23B分别是沿着图22A和22B中的线A-A’的隔离器横截面图。参见图22A、22B、23A和23B，标号52表示面板侧上的一个电极；51a表示一个隔离器基底；且53表示在后板侧上的一个电极。在第四实施例以及上述实施例中，在隔离器基底51a的表面上形成了一个高电阻膜(未显示)。其余的结构与第一实施例中的相同。
在面板侧上的电极的长度被设定为760μm，在后板侧上的电极的长度被设定为50μm，且图22A和22B中的隔离器和图23A和23B中的隔离器距被应用到第一实施例中的图象形成设备中，以获得高质量图象-其中即使在隔离器附近电子束移动也得到了抑制(这与第一实施例中的类似)
(第五实施例)
第五实施例结合图24显示了电子发射器件的结构的一个例子，其中在具有与第一实施例相同结构的图象形成设备中电阻材料被用作中间层的材料。
参见图24，标号330表示一个面板-它包括前基底和金属本底；331表示一个包括电子源基底的后板；350表示一个隔离器；351表示在隔离器的表面上的高电阻膜；352表示在面板侧上的电阻膜(中间层)；353表示在后板侧上的电阻膜(中间层)；313表示器件驱动连线；3111表示器件；3112表示典型的电子束轨道；且325表示等电位线。符号h表示电子源基底与面板之间的距离；a表示面板侧上的电阻膜的长度；且b表示后板侧上的电阻膜的长度。
在第五实施例中，电子源基底与面板之间的距离h被设定为3mm，面板侧上的电极的长度a被设定为1050μm，且后板侧上的电极的长度b被设定为50μm。在第五实施例中，点之间的距离被设定为650μm，经过隔离器而彼此最接近的器件之间的距离被设定为710μm，且经过隔离器的彼此次最接近的器件之间的距离被设定为1330μm。距隔离器第三最接近和随后的电子发射器件被排列在图24中的适当位置。
各个中间层的表面电阻值为105Ω/□，且高电阻膜的表面电阻为109Ω/□。第五实施例中的图象形成设备的驱动方法与第五实施例中的相同，以类似地获得高质量图象-其中即使在隔离器附近电子束移动也得到了抑制。
注意，在第五实施例中，由于面板侧上的中间层352和后板侧上的高电阻膜351和中间层352的电阻之间的关系，即使在中间层部分处也由于一个电压降而产生了电位梯度。因此，与采用低电阻电极的情况相比，中间层与高电阻膜351之间的电位梯度能够抑制从中间层的残余部分(这种残余部分有时会在制造中出现)的放电，因为在中间层与高电阻层351之间的界面处的场梯度小。
在第五实施例中，包含锑的氧化锡靶被用作中间层的材料，且在氩环境下进行溅射以形成电阻氧化锡膜。然而，可以选择各种材料，只要中间层的电阻低于高电阻膜的。在第五实施例中，虽然面板侧上的电阻膜352和后板侧上的电阻膜353是用相同的材料制成的，它们中的一个可由电极形成。如果中间层是用电极形成的，可采用上述的各种结构。
(其他实施例)
本发明可被应用于SCE型电子发射器件之外的所有冷阴极电子发射器件。作为一个实际的例子，有一种场发射型电子发射器件-其中沿着用作电子源的基底表面形成了一对彼此相对的电极，如在本发明人所递交的日本专利公开第63-274047号中所公布的。
本发明还可应用于采用简单矩阵型电子源以外的其他电子源的图象形成设备中。例如，象所述的一种的支撑部件被用在图象形成设备的一个电子源与控制电极之间，用于利用该控制电极来选择SCE型电子发射器件，如在本发明人所递交的日本专利公开第2-257551号中公布的。
根据本发明的概念，本发明不限于用于显示的图象形成设备。上述图象形成设备也可被用作发光源而不是用于由感光鼓制成的光学打印机的发光二极管、发光二极管等等。在此情况下，通过适当选择m条行方向连线和n条列方向连线，该图象形成设备不仅可被应用于线性发光源而且可被应用于两维发光源。
如上所述，根据本发明，能够形成几乎没有失真和波动的图象，而其上形成有成象部件的前基底上的适当位置与电子的辐射点之间的移动可得到抑制。
由于在不脱离本发明的精神和范围的前提下可做出本发明的许多明显不同的实施例，因而本发明不限于其具体的实施例，而只由所附的权利要求书了限定。

Claims (10)

1.一种图象形成设备，包括：
一个后基底，它具有基本上成线状地设置的多个电子发射器件；
一个前基底，它具有一个成象部件，在该成象部件上借助所述电子发射器件发射的电子而形成图象；
一个支撑部件，用于保持所述后基底与所述前基底之间的间隔，以及；
一个加速电极，它被设置在所述前基底上并加有一个电压，用于使所述电子发射器件发射的电子向着所述前基底加速，
其中所述支撑部件包括一个电极，该电极与所述加速电极相连并向着所述后基底延伸到一个预定位置，且所述多个基本上成线状地设置的电子发射器件的间隔被这样地设置，即经过所述支撑部件彼此相邻的两个电子发射器件之间的间隔大于未经过所述支撑部件而彼此相邻的两个电子发射器件之间的间隔。
2.根据权利要求1的设备，其中所述支撑部件包括用于提供导电性以缓和所述支撑部件上的充电的导电装置，所述导电装置是从所述支撑部件与所述后基底的一个邻接部分到与所述前基底的一个邻接部分而设置的一个导电部件。
3.根据权利要求1的设备，其中设置在所述支撑部件上的所述电极的电位与所述支撑部件与所述后基底的邻接部分的电位之间的电位差同其上未设置电极的所述支撑部件的一个部分的沿着从所述后基底至所述前基底的方向的长度具有不超过8kV/mm的关系。
4.根据权利要求1的设备，其中设置在所述支撑部件上的所述电极的电位与所述支撑部件与所述后基底的邻接部分的电位之间的电位差同其上未设置电极的所述支撑部件的该部分中的沿着从所述后基底至所述前基底的方向的长度具有不超过4kV/mm的关系。
5.根据权利要求1的设备，其中设置在所述支撑部件上的所述电极与所述前基底相邻接并也被设置在该邻接表面上。
6.根据权利要求1的设备，其中设置在所述支撑部件上的所述电极具有106至1012Ω/□的表面电阻。
7.根据权利要求1的设备，其中设置在所述支撑部件上的所述电极达到从所述支撑部件与所述前基底相邻接的位置量起不少于所述前基底与所述后基底之间的距离的1/10的位置。
8.根据权利要求1的设备，进一步包括设置在接近所述支撑部件与所述后基底的邻接部分一个部分与所述电子发射器件之间的偏转装置，用于为所述电子发射器件发射的电子产生一个沿着离开所述支撑部件的方向的力。
9.根据权利要求1的设备，其中所述多个电子发射器件的相邻的电子发射器件之间的间隔是根据各个电子发射器件向着所述支撑部件的偏转程度而设定的。
10.根据权利要求1的设备，其中所述多个电子发射器件的相邻电子发射器件之间的间隔是按照各个电子发射器件向着所述支撑部件的偏转程度而设定的，从而使所述电子发射器件发射的电子在所述成象部件上的辐射点以基本相等的间隔排列。
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