CN1214527A - 电子束装置、图象形成装置、组件以及它们的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种电子束装置,有带有电子发射部分的第一基板,面对第一基板的第二基板,和在第一和第二基板之间设置的元件,其中,至少在元件的表面上形成氮化碳,以抑制元件上的电荷,或抑制电荷量的变化,从而抑制电子束轨道偏离期望的轨道。

Description

电子束装置、图象形成装置、 组件以及它们的制造方法
本发明涉及利用电子发射的电子束装置，使用电子束装置的图象形成装置和用于电子束装置的元件，还涉及制造这些装置和元件的方法。
已知电子发射元件的两种类型，即热阴极元件和冷阴极元件。作为冷阴极元件，已知表面传导型电子发射元件，场致发射型元件(以下称为FE型)，金属/绝缘体/金属型电子发射元件(以下称为MIM型)。
表面传导型电子发射元件利用当电流流过在与薄膜表面平行的基板上形成的薄膜小区域时会发射电子的现象。至此为止所报道的表面传导型电子发射元件包括使用由Elinson等人披露的(M.I.Elinson,Radio Eng.Electron:Phys.,10,1290(1965))SiO2薄膜的元件，使用Au薄膜的元件(G.Dittmer:“Thin Solid Films”,9,317(1972))，使用In2O3/SnO2薄膜的元件(M.Hartwell andC.G.Fonstad:"IEEE Trans.ED Conf",519(1975))，和使用碳薄膜的元件(Hisashi ARAKI et al,"Vacuum",Vol.26,No.1,22(1983))。
作为表面传导型电子发射元件结构的典型例子，图12所示的平面图表示由M.Hartwell等人披露的元件。在图12中，参考序号1表示基板，参考序号2表示由通过溅射形成的金属氧化物构成的导电性薄膜。把导电性薄膜2构图成图12所示的H字母形状。通过使导电性薄膜2经受称为激励形成处理的激励处理形成电子发射部分3。
激励形成处理经使用电源形成电子发射部分。利用该过程，恒定的d.c.电压或按顺序逐渐升高其幅度，例如约1V/min的d.c.电压跨接在导电性薄膜2的相对端，以局部破坏、变形或分解导电性薄膜2，从而形成带有高电阻的电子发射部分3。局部破坏、变形或分解的导电性薄膜2的部分有裂缝，以使在适当的电压施加在导电性薄膜2上时，在裂缝附近发射电子。
在"Field Emission",Advance In Electron Physics,8,89(1956)or C.A.Spindt,"Physical Properties of Thin-Film FieldEmission Cathodes with molybdenum Cones",J.Appl.Phys.47,5248(1976)上披露了FE型元件的实例。
作为FE型元件结构的典型例子，图13所示剖面图表示由C.A.Spindt等人披露的元件。在图13中，参考序号4表示基板，参考序号5表示由导电性材料制成的发射级布线层，参考序号6表示发射锥体，参考序号7表示绝缘层，参考序号8表示栅极电极。利用该元件，当适当的电压施加在发射锥体6和栅极电极8上时，通过场致发射，从发射锥体6的端部发射电子。
在图13所示的未加有叠层结构的情况下，FE型元件的另一实例有大体与基板表面平行地设置于基板上的发射体和栅极电极。
例如，在C.A.Mead,"Operation of Tunnel-emission Devices",J.Appl.Phys.,32,646(1961)上披露了MIM型元件。图14所示的剖面图表示MIM型元件的典型例子。在图14中，参考序号9表示基板，参考序号10表示金属制成的下电极，参考序号11表示厚度约80至300埃的薄绝缘膜，参考序号12表示金属制成的厚度约80至300埃的上电极。利用MIM型元件，当适当的电压施加在上电极12和下电极10之间时，就从上电极12的表面发射电子。
与热阴极元件相比，上述冷阴极元件能够在较低的温度下发射电子，并且不需要灯丝。因此，冷阴极元件比热阴极元件结构简单，能够制成良好的元件，即使把许多元件以高密度设置在基板上，也不会出现基板的热熔化等问题。作为与热阴极元件的差异，由于热阴极元件带有加热灯丝的操作，因此有较慢的响应速度，所以冷阴极元件有快速响应速度的优点。冷阴极元件的应用领域包括图象形成装置，例如图象显示装置和图象记录装置，电子束源等。
作为把冷阴极元件用于图象显示装置的实例，已知由本受让人披露的图象显示装置，在美国专利No.5066883中披露的图象显示装置和在日本专利申请公开No.2-257551和No.4-28137中披露的图象显示装置。这些图象显示装置采用表面传导型电子发射元件和在电子束的轰击下发光的荧光膜的组合。作为使用多个FE型元件的图象显示装置的应用实例，已知由R.Meyer等人披露的平板型显示装置(R.Meyer,"Recent Development on Micro-tips Display at LETI",Tech.Digestof 4th Int.Vacuum Microelectronics Conf.,Nagahama,pp.6 to 9(1991))。由本受让人在日本专利申请公开No.3-55738中披露了使用多个MIM型元件的图象显示装置的应用实例。
表面传导型电子发射元件具有特别简单的结构并容易制造。其优点在于，能够在较大区域中容易地形成多个元件。与液晶显示相比较，由于其具有的自身发光型和良好的宽视角，所以使用表面传导型电子发射元件和荧光膜组合的图象显示装置不需要背照光。
在平板型图象显示装置中，在平坦的基板上设置多个电子发射元件，把由电子轰击产生光的荧光元件面对平坦的基板设置。电子发射元件按两维形状被设置于基板上(该元件被称为多电子束源)。各元件与行和列方向的布线连接。驱动元件的一种方法是简单矩阵驱动方法。为了从要求的矩阵行上的元件中发射电子，把选择电压施加在该行上，并与其同步地把信号电压施加在列布线上。从选择行上的电子发射元件发射的电子朝向荧光元件加速，并轰击它以在其上产生光。通过顺序地对各行施加选择电压，就能够显示图象。
在基板(背板)和基板(面板)之间的空间中保持真空是必要的，在背板上按两维矩阵形状形成电子发射元件，在面板上形成荧光元件和加速电极。由于大气压施加在背板和面板上，所以基板必须有耐大气压的厚度，显示装置变得越大，基板就必须越厚。但是，厚基板增加了显示装置的重量。鉴于这点，把支撑元件(隔板)插在背板和面板之间，以维持背板和面板之间的距离，防止背板和面板被破坏。
为了耐大气压，隔板需要有足够的机械强度，并且需要不对背板和面板之间的电子飞行轨道产生大的影响。影响电子轨道的原因是隔板电荷。隔板上的电荷可以归因为从电子源发射的一部分电子或从面板反射的电子入射到隔板上，和从隔板发射二次电子，或由碰撞产生的离子附着在隔板表面。
由于隔板带正电，所以靠近隔板飞行的电子就附着在隔板上，导致靠近隔板的显示图象失真。电荷的影响随背板和面板之间的距离变大而变得明显。
一般来说，通过对电荷表面提供导电性，使一些电流从其中流过以抑制电荷。在日本专利申请公开No.57-118355中披露了把该概念引入到隔板中，并用氧化锡涂敷隔板表面。在日本专利申请公开No.3-49135中披露了用含玻璃的PbO涂敷隔板的方法。
在改进蠕缓放电击穿电压方面，如果隔板表面涂敷具有较小二次发射系数的材料，那么改进是有效的。作为在隔板表面上涂敷的具有较小二次发射系数的材料的实例，已知氧化铬(T.S.Sudarshan andJ.D.Cross:IEEE Trans.EI-11,32(1976))和氧化铜(J.D.Crossand T.S.Sudarshan:IEEE Trans.EI-9,146(1974))。
本发明的目的在于提供一种电子束装置，包括带有电子发射部分的第一基板，面对第一基板的第二基板，和设置在第一和第二基板之间的第一元件，其中把由第一元件对电子束产生的影响改变到更适当的状态，适当地抑制该影响的变化，或抑制在第一元件上的放电。
本发明的电子束装置包括：带有电子发射部分的第一基板；面对第一基板的第二基板；和设置在第一和第二基板之间的第一元件，其特征在于，在第一元件的表面上形成氮化碳。
本发明的图象形成装置包括：带有电子发射部分的第一基板；面对第一基板和带有按照从电子发射部分中发射的电子形成图象的图象形成元件的第二基板；和设置在第一和第二基板之间的第一元件，其特征在于，在第一元件的表面上形成氮化碳。
图象形成元件可以是荧光膜。
在本发明电子束装置的元件中，电子束装置包括：带有电子发射部分的第一基板；面对第一基板的第二基板；和设置在第一和第二基板之间作为电子束装置元件的第一元件，其特征在于，在第一元件的表面上形成氮化碳。
在电子束装置、图象形成装置和用于电子束装置的元件中，可以导入下列结构。
例如，第一元件可以是隔板，用于维持第一和第二基板之间的距离。由于隔板常靠近电子轨道设置，所以能够有效地采用本发明。
可以按薄膜形式在第一元件上形成氮化碳。
本发明的氮化碳可以是电绝缘的或导电的。这里使用的术语“绝缘的”是指氮化碳有足够大的电阻值，以致可忽略第一元件电荷量上的变化，这里使用的术语“导电的”是指氮化碳有能够消除第一元件上的电荷的电阻值。
氮化碳可以包括用于调整氮化碳的电阻率的金属元素。
可以在导电的基底材料上形成氮化碳。导电的基底材料可以是具有导电性的材料，或可以带有在材料表面上形成的薄膜，以通过其自身或与基底材料一起提供导电性。
当在导电的基底材料上形成氮化碳时，并且如果导电的基底材料包含对包括氮化碳的薄膜有影响的某些物质例如钠，那么可以把另一薄膜插入在基底材料和至少包括氮化碳的薄膜之间，插入的薄膜抑制物质例如钠的沉淀，或抑制至少包括氮化碳的薄膜成分被物质例如钠交换。
第一元件可以连接到有不同电位的电极上。通过电极之间的电位差可以消除第一元件上的电荷。如果氮化碳的电阻较大和氮化碳上的电荷难于直接在其上消除，那么可以通过基底材料，通过氮化碳薄膜和基底材料之间的薄膜，或通过基底材料和薄膜两者来消除电荷。由于电极处于不同的电位，所以一个电极可以在第一基板上，另一个电极可以在第二基板上。在第一基板上的电极可以是对第一基板的电子发射部分的布线。第二基板上的电极可以是对从电子发射部分发射的加速电子施加势能的电极。
第一基板可以包括多个电子发射部分。电子发射部分可以设置成矩阵形状。作为与第一元件连接的第一基板的布线，可以使用与按矩阵形状设置的电子发射元件连接的一部分矩阵布线层。
电子发射部分可以是在第一基板上形成的表面传导型电子发射元件的电子发射部分。
在制造电子束装置、图象形成装置或用于电子束装置元件的方法中，可以通过溅射形成第一元件上的氮化碳。
制造电子束装置的方法包括本发明的下列方法。
一种制造电子束装置的方法，该装置有带有电子发射部分的第一基板，面对第一基板的第二基板，在第一和第二基板之间设置的第一元件，该方法包括以下步骤：由溅射工艺在第一元件的表面上形成氮化碳，在实施溅射工艺的同时，把负的偏置电压施加在第一元件的基底材料上。
一种制造电子束装置的方法，该装置有带有电子发射部分的第一基板，面对第一基板的第二基板，在第一和第二基板之间设置的第一元件，该方法包括以下步骤：把在第一元件表面上形成的氮化碳暴露在至少包含卤素或卤素化合物的气体中。
制造图象形成装置的方法包括本发明的以下方法。
一种制造图象形成装置的方法，该装置有带有电子发射部分的第一基板，面对第一基板和带有按照从电子发射部分中发射的电子形成图象的图象形成元件的第二基板，和在第一和第二基板之间设置的第一元件，该方法包括以下步骤：由溅射工艺在第一元件的表面上形成氮化碳，在实施溅射工艺的同时，把负的偏置电压施加在第一元件的基底材料上。
一种制造图象形成装置的方法，该装置有带有电子发射部分的第一基板，面对第一基板和带有按照从电子发射部分中发射的电子形成图象的图象形成元件的第二基板，和在第一和第二基板之间设置的第一元件，该方法包括以下步骤：把在第一元件表面上形成的氮化碳暴露在至少包含卤素或卤素化合物的气体中。
制造用于电子束装置的元件的方法包括本发明的下列方法。
一种制造用于电子束装置的元件的方法，该装置有带有电子发射部分的第一基板，面对第一基板的第二基板，在第一和第二基板之间设置的第一元件作为用于电子束装置的元件，该方法包括以下步骤：由溅射工艺在第一元件的表面上形成氮化碳，在实施溅射工艺的同时，把负的偏置电压施加在第一元件的基底材料上。
一种制造用于电子束装置的元件的方法，该装置有带有电子发射部分的第一基板，面对第一基板的第二基板，在第一和第二基板之间设置的第一元件作为用于电子束装置的元件，该方法包括以下步骤：把在第一元件表面上形成的氮化碳暴露在至少包含卤素或卤素化合物的气体中。
在包括把在第一元件表面上形成的氮化碳暴露在至少包含卤素或卤素化合物的气体中步骤的方法中，最好在比使用中的最高温度还高的温度下实施暴露步骤，直至制成电子束装置。最好也在比粘接和密封第一和第二基板的温度更高的温度下实施暴露步骤。
在本发明的各方法中，通过在氮气氛中溅射碳靶或在碳靶是石墨的情况下，可以形成第一元件表面上的氮化碳。
图1是表示本发明的隔板结构和靠近它的显示板元件的剖面图。
图2是表示本发明显示板的局部剖切的透视图。
图3是表示多电子束源基板的平面图。
图4A是表示水平型表面传导型电子发射元件的平面图，图4B是图4A的剖面图。
图5A和5B是表示显示板的面板上荧光膜布局实例的平面图。
图6A、6B、6C和6D是表示水平型表面传导型电子发射元件制造工艺的剖面图。
图7是表示在激励形成处理中所加电压的波形曲线图。
图8A是表示在激励活化处理中所加电压的波形曲线图，图8B是表示发射电流Ie变化的曲线图。
图9是表示垂直型表面传导型电子发射元件的剖面图。
图10A、10B、10C、10D和10E是表示垂直型表面传导型电子发射元件制造工艺的剖面图。
图11是表示表面传导型电子发射元件的典型特性的曲线图。
图12是表示常规表面传导型电子发射元件实例的平面图。
图13是表示常规FE型元件实例的示意图。
图14是表示常规MIM型元件实例的示意图。
图15A和15B是表示隔板实例的示意图。
图16和17是表示氮和碳的ESCA频谱和峰值间距的曲线图。
图18是表示本发明实施例的图象形成装置的隔板和靠近它的元件的剖面图。
图19是表示本发明隔板的剖面图。
图20是表示第五实施例使用的溅射系统的示意图。
图21是表示用于实施例的溅射系统结构的示意图。
图2是表示作为本发明图象形成装置的一个应用实例的显示板的透视图。把显示板局部剖切，以显示其内部结构。下面，将详细说明显示板。
在图2中，参考序号17表示背板，参考序号18表示侧壁，参考序号19表示面板，这些元件17至19构成使显示板内部保持真空状态的气密封接容器。在装配气密封接容器时，为了保证充分的强度和气密性，需要把这些元件在其接合处粘接在一起。例如，通过在接合处涂敷熔结玻璃并在空气或氮气氛中400至500℃下经10分钟以上烘焙，来实现这种封接。下面，说明对气密封接容器内部抽真空的方法。由于气密封接容器内部要维持约10-4Pa数量级的真空，所以构成气密封接容器，以使其能耐大气压，以便防止容器因大气压或意外碰撞而破裂。为此，设有隔板22，它对应于所附权利要求书和说明书中使用的术语“第一元件”。
图1是显示板的示意性剖面图，主要表示隔板22的周边元件。图1中给出的参考序号对应于图2中给出的参考序号。参考序号14表示包括电子发射部分的冷阴极电子源。参考序号17表示背板，参考序号18表示侧壁，参考序号19表示面板，这些元件17至19构成使显示板内部保持真空状态的气密封接容器。
隔板22由表面涂敷氮化碳膜23的绝缘基底材料24构成(基底材料24并不一定要求是绝缘的)。设置隔板22是为了防止真空容器或外壳出现破裂或因大气压变形。根据真空容器的形状、热膨胀系数等和施加在真空容器上的热、大气压等确定隔板22的材料、形状和布局以及隔板22的数量。隔板可以采用平面形状、十字形状、字母L形状、柱面形状等。隔板可以是如图15A所示的带有与各电子束源对应的孔的平面，或带有与多个电子束源各自对应的拉长的孔的平面。
绝缘基底材料最好有与形成有电子发射元件的背板和形成有荧光膜的面板相同的热膨胀系数。绝缘基底材料24可以是具有高弹性，容易缓冲热变形的材料。为了抵抗施加在面板19和背板17上的大气压，最好采用具有高机械强度和高热电阻的材料，例如玻璃和陶瓷。如果把玻璃用作面板19和背板17的材料，隔板22的绝缘基底材料24最好是玻璃或有与玻璃相同的热膨胀系数的材料，以便抑制平面显示器的制造工艺期间的热应力。
本发明者着重研究了防止隔板电荷上升的各种材料，并发现氮化碳(CNx)膜很优秀。氮化碳膜有标准的C3N4的化学分子式，该膜是由sp3混合轨道上共价键合在一起的氮和碳原子构成的化合物。如下所述，能够用各种方法形成氮化碳膜。实际上，氮化碳膜是类似菱形的sp3混合轨道构成的C3N4结构和由氮原子取代在六方形平面上延伸的石墨(sp2)的某些碳结构的混合物。如果氮化碳膜有完整的C3N4结构，那么原子比N/C约1.3，该原子比N/C随各种制造方法和条件变化。如果N的组分较少，那么电阻率就变小。
氮化碳作为良好的隔板材料的第一点在于二次发射系数小。按照本发明者进行的测定，氮化碳膜的二次发射系数最大为1.8。第二点在于大的蠕缓放电击穿电压。在真空中的测定表明即使超过8kV/mm，也未出现放电。具有以上两个优点的氮化碳膜使隔板很难在电子发射期间带电，并允许把足够大的电压施加在荧光膜上。因此，氮化碳是适合使用电子束的图象形成装置的隔板采用的材料。
如下所述，氮化碳膜可形成为绝缘膜或导电膜。在绝缘膜和导电膜两种情况下，由于氮化碳有上述特性，所以氮化碳适合用作隔板材料。
通过薄膜形成方法，例如反应溅射、离子镀敷、离子辅助蒸发涂敷和CVD，在隔板的绝缘基底材料上形成本发明使用的氮化碳膜。如果使用溅射，那么在氮气环境或在氮和氩的混合气体环境中溅射石墨靶。通过改变氮的分压或薄膜形成速率，就能够控制电阻。
可以使用带有胶合剂的烘焙过的氮化碳粉末。在本发明中，用氮化碳形成隔板的表面。本发明不限于下面说明的实施例。
下面，说明隔板22的作用。如果氮化碳膜23是绝缘的，那么氮化碳膜的氮组分较多，氮化碳膜在sp3轨道上包含大量的C3N4。例如，在溅射气体的较高的氮分压和相对慢的薄膜形成速率的条件下，通过反应溅射，能够获得这种氮化碳膜。当从冷阴极电子源14发射的电子或从面板反射的电子与隔板22碰撞时，隔板22就发射二次电子。如果发射的二次电子数量大于入射电子的数量(即如果二次发射系数在1以上)，那么隔板表面就必然要带正电。从隔板表面发射的二次电子因加速电压Va被吸引到面板上，某些电子因正电荷再次入射到隔板上。再次入射到隔板上的二次电子有较小的能量，使二次发射系数为1或更小。
具体地说，由于射入的电子数量大于逸出的电子数量，所以隔板的正电荷被中和。如果隔板的电荷变多和隔板某些位置上电位上升量ΔV变大，那么随着入射到隔板上的电子量变大，进入的电子量就相应地变大。结果，由隔板的电荷上升造成的电位上升量不会无限地增加，但在确定的电荷量时，射入电子的量和逸出电子的量达到平衡点。换句话说，隔板增加其电荷量，直至其达到保持确定电荷量的平衡点。
一旦电荷量达到平衡点，由于隔板是绝缘的，所以将保持这种电荷状态，在隔板表面上聚集的电荷在短时间内将不会移动。
如果隔板被充正电，那么从电子束源14中发射的电子束，特别是从靠近隔板22的源14发射的电子束就被隔板吸收，很难入射到荧光膜上的其特定位置。
氮化碳有较小的二次发射系数，使电荷量变小或正电荷区域变小。因此，在两个相对基板之间形成的隔板的表面上制备氮化碳，能够降低隔板电荷对电子束偏移的影响。
电子束偏移的程度取决于相对板之间的距离和板之间施加的电压。通过使用本发明的隔板，可降低隔板电荷对电子束偏移的影响。因此，如果背板和面板之间的距离不是较大，或如果在两板之间施加的电压不是较小，那么实际上在没有任何改进的情况下，就能够使用本发明的隔板。即使距离相当大或电压相当小，通过某些改进也可使用本发明的隔板。例如，设置后面说明的电极，使隔板导电并产生电场，该电场提供使电子从隔板移开的力。
在使本发明具体化的结构中，放电很难出现。可以认为这是由于氮化碳抑制了电荷量增加的缘故。
本发明的氮化碳可用作绝缘体或用作带有导电性的半导体。一般来说，绝缘体有约106Ωcm或更高的体电阻，但也可能限定绝缘体有等于或大于这样的电阻，即通过跨越隔板的两个不同位置施加的电位差(例如加速电压Va)，基本上不能移动(放电)累积的电荷。同样地，如上所述，在基本上不变化隔板表面上累积的电荷的情况下，在饱和电荷状态中使用该隔板。
隔板是导电的意味着允许电流流过隔板的状态，电流使隔板表面上的电荷能够迅速地移动。因此，根据电荷量确定适合隔板的电阻。电荷量取决于从电子源发射的电流和隔板表面的二次发射系数。由于氮化碳有较小的二次发射系数，所以不需要流过大电流。如果薄层电阻为1012Δcm，那么在大多数使用条件下能够使用该氮化碳，如果薄层电阻为1011Δcm或更低，也可使用氮化碳。如果电阻率为106Δcm或更低，薄膜电阻为1012Δ，那么可假设氮化碳膜的厚度在如下说明的范围内。由隔板的功耗确定电阻的下限，并需要把隔板电阻设定成这样的值，即不过大地增加图象形成装置的总功耗，并因此不较大地影响装置的发热。
在隔板基底材料上形成的氮化碳厚度最好在厚于1nm或1nm至1μm或薄于1μm的范围内。其原因后面说明。
如果把氮化碳至少涂敷在隔板基底材料的某些表面上，尽管这是足够的，但如果其厚度为10nm或更薄，连续和均匀的膜就会难以形成。在5nm或更薄的厚度时，这种趋势变得明显。如果膜厚度变得过薄，那么在隔板表面上形成的氮化碳的面积也变得过小。因此，从电荷抑制的观点看，最好把薄膜厚度设定为1nm或更厚，或设定为5nm或更厚。此外，存在入射到隔板上的电子进入隔板直到某个深度的可能性。如果需要抑制由表面进入隔板内部的电子产生的电荷，那么可把薄膜厚度设定为电子传输距离或更厚。如果薄膜的厚度为100nm或更厚，那么几乎所有的电子都不能在薄膜中传输。如果薄膜厚度为1μm或更厚，那么就存在由于薄膜应力变大或由于其它原因导致薄膜剥落的较大可能性，而且薄膜形成时间变长，导致生产率下降。因此，最好使薄膜厚度在1nm或厚于1nm至1μm或薄于1μm的范围内。
如果在碳原子和氮原子之间强反应的条件下，例如氮的高组分条件下制造氮化碳，那么氮化碳膜就变成绝缘的。在反应溅射的情况下，如果使氮的分压变高，尽管氮化碳依赖于各薄膜形成系统和制造条件，但氮化碳的电阻也会升高。在同样的氮的分压下，能够以低薄膜形成速率形成绝缘的氮化碳膜。导电的氮化碳膜有低的氮组分。如果采用反应溅射，那么电阻变低，氮的分压越低，薄膜形成速率就越高。
使氮化碳膜产生导电性的另一方法是把金属元素附加在绝缘的氮化碳膜中。例如，通过附加贵金属例如Pt和Au，能够降低氮化碳膜的电阻。当与氮反应时，变为低电阻氮化物的例如Cr、Ta、Ti和W元素可被用作降低氮化碳膜电阻的附加元素。
隔板22与金属敷层21和X方向布线15电连接，把加速电压Va施加在隔板22的相对端之间。在图1中，尽管隔板22与布线连接，但隔板可以与以不同方式形成的电极连接。中间电极板或类似元件可以在面板19和背板17之间穿过，使电子束成形或防止隔板带电，或者隔板通过相应的中间电极或类似元件与面板19和背板17电连接。
下面，详细说明显示板。
[显示板的结构]
(背板)
把基板13固定到背板17上。在该基板13上，形成N×M个冷阴极元件14。N和M是2或更大的正整数，根据显示象素的数量来确定。相对于高清晰度电视使用的显示板，期望设定N=3000和M=1000或更大。以有M方向布线15和N列方向布线16的简单矩阵图形布线N×M个冷阴极元件。把构成基板13的部分、行方向布线15和列方向布线16称为多电子束源。
本发明图象形成装置的多电子束源有按简单矩阵图形设置的冷阴极元件，材料、各冷阴极的形状和其制造方法并非限定性的。例如，也可使用其它冷阴极元件，比如表面传导型电子发射元件、FE型元件和MIM型元件。电子源可以直接形成在背板上。
下面，说明多电子束源的结构，该结构带有按简单矩阵图形在基板上设置的作为冷阴极元件的表面传导型电子发射元件(后面将详细说明)。
图3是表示图2所示的显示板使用的多电子束源的平面图。在基板13上，沿行方向布线15和列方向布线17按简单矩阵图形设置图4A和4B所示的表面传导型电子发射元件。用布线之间插入的绝缘层(未示出)形成布线15和16之间的各交叉区域，以维持它们之间的电绝缘。
通过在基板上形成行方向布线15、列方向布线16、布线间绝缘层(未示出)、对应于各表面传导型电子发射元件的元件电极和导电性薄膜，并通过使电流经行方向布线15和列方向布线16流过各元件，来完成激励形成处理(后面将详细说明)和激励活化处理(后面将详细说明)，从而形成该结构的多电子束源。
在本例中，多电子束源的基板13固定于气密封接的容器上。如果多电子束源的基板13有足够的机械强度，那么多电子束源的基板13本身就可用作气密封接容器的背板17。
(面板)
在面板19的下表面上形成荧光膜20。在本例中，使用彩色显示板。在荧光膜20上分别涂覆红、绿和蓝三基色的荧光材料，象在CRT技术领域那样。按图5A所示的条状涂敷各彩色荧光材料，把黑色材料20a设置在荧光条之间。为了即使在存在电子束的某些错位的情况下仍不产生颜色偏移，为了防止因截断的外部光反射而降低显示对比度和其它目的，设置黑色材料20a。如果使黑色材料20a导电，那么就能够防止因电子束造成的荧光膜的电荷上升。黑色材料20a主要由石墨制成。如果能够实现上述目的，也可以使用任何其它材料。
三基色的荧光膜可以按图5B所示的三角形图形涂覆，或按与图5A所示的条状图形不同的其它图形涂覆。
如果使用单色显示板，那么涂覆单色荧光材料，形成荧光膜20，并且不需要黑色材料。
把CRT技术领域中众所周知的金属敷层21设置在背板侧的荧光膜20上。金属敷层21的作用是例如通过镜面反射由荧光膜20发射的某些光来改善光利用系数，防止荧光膜20与负离子碰撞，把金属敷层21作为电极，对电子束施加加速电压，和把荧光膜20作为在荧光膜20上激励电子的导电通道。通过在面板19上形成荧光膜20，随后平滑荧光膜20的表面，利用汽相淀积在其上淀积Al，来形成金属敷层21。如果低电压荧光材料被用于荧光膜20，那么在某些情况下可不使用金属敷层21。
尽管在本例中未使用，但由例如ITO制成的透明电极可以形成在面板19和荧光膜20之间，用于施加加速电压和改善导电率。
(隔板的装配)
如图1所示，隔板22有绝缘材料24，该材料表面覆盖氮化碳膜23和低电阻膜25。在隔板的相对对接的表面和其附近的侧表面上形成低电阻膜25，对接表面面对面板19内侧(如金属敷层21)和基板13内侧(行或列方向布线15)。为了实现上述隔板的目的，设置足够多的隔板，按预定的间距设置，并通过接合元件26与面板19的内侧和基板13的内侧粘接。至少在气密封接容器中于真空下暴露的表面区域上，在绝缘材料24的表面上形成氮化碳膜。通过隔板22的低电阻膜25和接合元件26，隔板与面板19的内侧(例如金属敷层21)和基板13的内侧(行或列方向布线15)电连接。在本例中，隔板22有薄板形状，与行方向布线16平行设置，并与其电连接。如果氮化碳膜23是绝缘的，就不一定需要使用低电阻膜25。可以省略在面板19侧和行方向布线15侧上的其中一个接合元件26。
设有构成隔板22的低电阻膜25，以获得氮化碳膜23和高电位侧的面板19(金属敷层21)及低电位侧的基板17(布线15和16)之间良好的电连接。下面，把低电阻膜25称为中间电极层(中间电极)。中间电极层(中间电极)有以下列举的多个功能。
(1)把氮化碳膜23与面板19和基板13电连接。
如上所述，为了防止在隔板22的表面上累积电荷，设有氮化碳膜。如果氮化碳膜23直接或通过接合元件26与面板19(金属敷层21)和基板13(布线15和16)连接，那么在其接合处可以形成大的接触电阻，使隔板上的电荷不能迅速地移动。为了避免这种现象，把低电阻中间电极设置在使面板19、基板13和接合元件26与中间电极接触的对接表面和其附近的侧表面上。
(2)使氮化碳膜23的电位分布均匀。
根据面板19和基板13之间产生的电位分布，形成从冷阴极元件14发射的电子的轨道。为了不干扰靠近隔板22的轨道，就必须控制在隔板的整个长度上氮化碳膜23的电位分布。如果氮化碳膜23直接或通过接合元件26与面板19(金属敷层21)和基板13(布线15和16)连接，那么因接合处的接触电阻会干扰氮化碳膜23的电位，并存在氮化碳膜23的电位分布偏离期望分布的可能性。为了避免这种现象，把低电阻中间电极设置在使隔板22对接面板19和基板13的隔板端部区域(对接的表面和其附近的侧表面)，从而通过把期望的电位施加在中间电极上，来控制氮化碳膜23的整个电位分布。
(3)控制发射电子的轨道。
根据面板19和基板13之间产生的电位分布，形成从冷阴极14发射的电子的轨道。考虑到从靠近隔板的冷阴极元件中发射的电子，可以由隔板给出某些限制(例如，改变布线和元件位置)。如果隔板是绝缘的，电荷可以形成靠近隔板的电场分布的畸变。为了在没有失真和变形的情况下形成图象，就需要控制发射电子的轨道，从而把电子施加在面板19上期望的位置。靠近与面板19和基板13表面对接的表面上设置的低电阻中间电极允许靠近隔板22的电位分布有期望的分布，并允许控制发射电子的轨道。
作为中间电极的低电阻膜25由带有比氮化碳膜23的电阻足够低的材料构成。该材料可从以下材料中选择：金属，例如Ni、Cr、Au、Mo、W、Pt、Ti、Al、Cu和Pd或其合金；由玻璃、金属、金属氧化物或例如Pd、Ag、Au、RuO2、Pd-Ag等构成的印刷导电材料；透明导电材料，例如In2O3-SnO2；和半导体材料，例如多晶硅。
接合元件26是需要导电的，以便隔板22能够与行方向布线15和金属敷层21电连接。接合元件26的材料最好是加有导电性粘接剂、金属微粒或导电性填料的熔结玻璃。
(气密封接容器的装配)
把背板、面板、隔板和支撑框架用熔结玻璃粘接在一起。该容器与未示出的排气管和真空泵连接，对容器内部抽真空，达到约10-5Pa的真空度。随后，密封排气管。在这种情况下，为了保持气密封接容器中的真空，把消气剂膜(未示出)设置在气密封接容器中的预定位置。例如，用加热器或通过高频加热加热和汽相淀积主要包含Ba的消气剂材料，来形成消气剂膜。消气剂膜的吸收功能能够保持气密封接容器的内部达到1×10-3至1×10-5Pa的真空度。
在图2中，Dx1至Dxm、Dy1至Dyn和Hv表示用于把显示板与未示出的外部电路电连接的气密结构的电接线端。Dx1至Dxm与多电子束源的行方向布线15电连接，Dy1至Dyn与多电子束源的列方向布线16电连接，Hv与面板的金属敷层21电连接。
当通过外部接线端Dx1至Dxm和Dy1至Dyn对各冷阴极元件14施加电压时，从冷阴极元件14中就发射电子。同时，把几kV的高电压通过接线端Hv施加在金属敷层21上，以加速发射的电子和使其与面板19的内表面碰撞。荧光膜20的各颜色荧光材料被激发，并产生光显示图象。
一般来说，对用作冷阴极电极的本发明的表面传导型电子发射元件14施加的电压约12至16V，金属敷层21和冷阴极元件14之间的距离约1mm至8mm，施加在金属敷层21和冷阴极元件14之间的电压约3kV至5kV。
[多电子束源的结构和制造方法]
下面，说明制造实施例的显示板使用的多电子束源的方法。本发明图象形成装置的多电子束源有按简单矩阵图形设置的冷阴极元件，各冷阴极元件的材料和形状及其制造方法并不受限制。例如，也可使用其它冷阴极元件，例如表面传导型电子发射元件、FE型元件和MIM型元件。
对于这些冷阴极元件，如果要形成带有大显示板的低价显示板，那么最好优先采用表面传导型电子发射元件。具体地说，使用FE型电子发射元件，发射锥体的相应位置和形状以及栅极电极会极大地影响电子发射特性，它需要高精度的制造技术，这成为实现大屏幕面积和低成本制造的对立因素。使用MIM型电子发射元件，需要使绝缘膜和上电极薄而均匀，它也成为实现大屏幕面积和低成本制造的对立因素。比较而言，使用表面传导型电子发射元件，制造方法相对简单，因而容易实现大屏幕面积和低成本制造。本发明者发现，带有其电子发射部分或附近的由细微粒薄膜构成的区域的表面传导型电子发射元件具有优良的电子发射特性，并能够容易地制造。因此，这种电子发射元件最适合用作高亮度和大屏幕图象形成装置的多电子束源。在这点上，实施例的显示板使用带有其电子发射部分或其附近的由细微粒薄膜构成的区域的电子发射元件。下面，将首先说明优选的表面传导型电子发射元件的基本结构、制造方法和特征，然后说明带有按简单矩阵设置的多个元件的多电子束源的结构。
带有其电子发射部分或其附近的由细微粒薄膜构成的区域的表面传导型电子发射元件的典型结构有以下两种类型，即水平型和垂直型。
(水平型的表面传导型电子发射元件)
首先说明水平型的表面传导型电子发射元件的结构和制造方法。图4A是图3所示的一个元件的放大的平面图，表示水平型表面传导型电子发射元件的结构，图4B是沿图4A的4B-4B线剖切的剖面图。在图4A和4B中，参考序号13表示基板，参考序号27和28表示元件电极，参考序号29表示导电性薄膜，参考序号30表示用激励形成处理形成的电子发射部分，参考序号31表示由激励活化处理形成的薄膜。
基板13可以是多种类型的玻璃基板，例如石英玻璃和蓝板(blueplate)玻璃，各种类型陶瓷基板例如氧化铝，和与由例如SiO2构成的绝缘膜叠层的这些基板的其中一种。
在基板13上与基板表面平行地形成的元件电极27和28由导电材料构成。使用的导电材料可以从下列金属例如Ni、Cr、Au、Mo、W、Pt、Ti、Cu、Pd和Ag；这些金属的合金；金属氧化物，例如In2O3-SnO2；和半导体，例如多晶硅中选择。例如，通过采用薄膜形成技术例如真空蒸发涂敷和构图技术例如光刻和腐蚀的组合，能够容易地形成电极。在形成电极27和28时，也可以使用其它技术，例如印刷技术。
根据电子发射元件的应用领域，可按需要设计电极27和28的形状。一般来说，在几百埃至几百微米的范围内，利用选择适当的值来设计电极之间的距离L。几微米至几十微米的范围特别适合显示板的应用领域。一般在几百埃至几微米的范围内选择元件电极的厚度d。
细微粒薄膜用作导电性薄膜29。细微粒薄膜被确定为带有包括细微粒岛集合体的大量细微粒的薄膜。根据对细微粒薄膜的显微观察，微粒相互隔开，相互邻接或相互重叠设置。
细微粒薄膜的细微粒的直径在几埃至几千埃的范围内，或最好在10埃至200埃的范围内。通过考虑下列条件来适当设定细微粒薄膜的厚度。也就是说，这些条件包括保持与元件电极27或28良好的电连接条件，可靠地进行后述的激励形成处理的条件，把细微粒薄膜的电阻设定为适当值的条件和其它条件。在几埃至几千埃的范围内选择薄膜厚度，并最好在10埃至500埃的范围内选择薄膜厚度。
细微粒薄膜的材料可以是金属，例如Pd、Pt、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、Fe、Zn、Sn、Ta、W和Pb；氧化物，例如PdO、SnO2、In2O3、PbO和Sb2O3；硼化物，例如HfB2、ZrB2、LaB6、CeB6、YB4和CdB4；碳化物，例如TiC、ZrC、HfC、TaC、SiC和WC；氮化物，例如TiN、ZrN和HfN；半导体，例如Si和Ge；以及碳。从这些材料中，可按需要选择适当的一种材料。
作为导电性薄膜29的细微粒薄膜的薄层电阻设定在103至107ohm/口的范围内。
由于期望导电性薄膜29与元件电极27和28可靠地电连接，所以使它们局部重叠地构成。如图4B所示，通过从底部按这样的顺序重叠基板、元件电极和导电性薄膜的叠层实现该重叠状态，或从底部按这样的顺序重叠基板、导电性薄膜和元件电极的叠层实现重叠状态。
电子发射部分是带有形成于导电性薄膜29中的局部裂纹的区域，并有比邻近的导电性薄膜的电阻更高的电阻。通过进行后述的激励形成处理，能够在导电性薄膜29上形成这些裂纹。在某些情况下，在裂纹中有直径范围在几埃至几百埃的细微粒。由于其实际位置和形状很难精确和正确地描述，所以用图4A和4B示意地表示电子发射部分。
薄膜31由碳和碳化合物构成，并覆盖电子发射部分30和其附近区域。在完成激励形成处理后，利用进行后述的激励活化处理，能够形成薄膜31。
由单晶石墨、多晶石墨、非晶碳和其混合物的其中之一构成薄膜31。薄膜的厚度设定为500埃或更薄，最好为300埃或更薄。
已经说明了元件的优选基本结构。在本实施例中，使用下面说明的元件。
具体地说，蓝板玻璃用作基板13。Ni薄膜用作元件电极27和28。元件电极的厚度d为1000埃，电极间距L是10微米。
Pd或PdO用作细微粒薄膜的主要材料。把细微粒薄膜的厚度设定为约100埃，把其宽度设定为100微米。
下面，说明制造优选实施例的水平型表面传导型电子发射元件的方法。
图6A至6D是说明表面传导型电子发射元件制造方法的剖视图。在图6A至6D中，与图4A和4B所示的相同元件用相同的参考序号表示。
1)首先，如图6A所示，在基板13上形成元件电极27和28。
具体地说，在用洗涤剂、纯水和有机溶液充分清洗基板13后，通过真空薄膜形成技术例如汽相淀积和溅射，淀积元件电极的材料。利用光刻和腐蚀技术，构图淀积的电极材料，形成如图6A所示的一对元件电极27和28。
2)接着，如图6B所示，形成导电性薄膜29。
具体地说，在如图6A所示的形成了一对元件电极27和28的基板上涂敷有机金属溶液，并进行加热和烘干处理进行干燥，以形成细微粒薄膜。随后，利用光刻和腐蚀，把该细微粒薄膜构图成预定的形状。有机金属溶液是带有作为其主要成分的导电膜材料的细微粒元素的有机金属化合物溶液。在本实施例中，主要元素是Pd，通过浸渍把有机金属溶液涂敷在基板上。也可以使用其它涂敷方法，例如旋转涂敷和喷涂。
可利用用真空蒸发涂敷、溅射或化学汽相淀积形成的导电性薄膜，代替如本实施例中利用涂敷有机金属溶液形成细微粒薄膜构成的导电性薄膜。
3)随后，如图6C所示，把适当的电压从电源32施加在元件电极27和28之间，以完成激励形成处理和形成电子发射部分30。
激励形成处理是把能量提供给由细微粒薄膜构成的导电性薄膜29，以局部破坏、变形或分解薄膜29，并提供适合电子发射的薄膜结构的处理。对于由细微粒薄膜构成导电膜，带有适合电子发射结构的区域(电子发射部分)是带有适当缝隙的薄膜。与导电性薄膜29相比，
在未形成电子发射部分30前，带有电子形成区域30的导电性薄膜29在元件电极27和28之间有显著增加的电阻。
为了更详细说明激励形成处理，图7表示由形成源32提供的适当电压波形的实例。为了完成由细微粒薄膜构成的导电性薄膜的激励形成处理，脉冲电压较好。在本实施例中，如图7所示，按脉冲周期T2连续地施加脉冲宽度为T1的三角脉冲。在这种情况下，三角脉冲的峰值Vpf是逐渐增加的。为了监视电子发射部分30的形成状态，按适当的间隔在三角脉冲中插入监视脉冲Pm，并用安培计测量由监视脉冲产生的电流。
在本实施例中，例如，在真空环境为约10-3Pa下，脉冲宽度T1设定为1msec，脉冲周期T2设定为10msec，每一个脉冲峰值Vpf上升0.1V。每施加五个三角脉冲，就施加一个监视脉冲。为了不对激励形成处理产生相反的影响，把监视脉冲的电压Vpm设定为0.1V。当元件电极27和28之间的电阻达到1×106Ω，即当施加监视脉冲同时用安培计测量电流达到1×10-7A或更低时，停止激励形成处理。
上述方法适合用于本实施例的表面传导型电子发射元件。随表面传导型电子发射元件设计中的变化，例如材料或细微粒薄膜的厚度和元件电极距离L，改变激励形成处理的条件较好。
4)接着，如图6D所示，把适当的电压从激励源34施加在元件电极27和28之间，完成激励活化处理和改善电子发射特性。
激励活化处理是在适当的条件下，把能量提供给由激励形成处理形成的电子发射部分30，和在靠近电子发射部分30的区域上淀积碳或碳化合物的处理。在图6D中，示意性地表示了碳或碳化合物的淀积元件31。利用激励活化处理，与激励活化处理前的情况相比，发射电流在相同的施加电压下一般能够提高一百倍或更多。
更具体地说，在真空环境10-2至10-4pa下，周期地施加电压脉冲，以淀积在真空环境中出现的有机化合物中的碳或碳化合物。淀积的元件31是单晶石墨、多晶石墨、非晶碳和它们的混合物的其中之一，并有500埃或更薄的膜厚度，或最好有300埃或更薄的膜厚度。
为了更详细说明激励活化处理，用图8A表示由激励源34提供的适当电压波形的例子。为了完成激励活化处理，在本实施例中，周期性地施加矩形波形的预定电压。具体地说，矩形电压Va设定为14V，脉冲宽度T3设定为1msec，脉冲周期T4设定为10msec。对于本实施例的表面传导型电子发射元件来说，上述激励条件较好。根据表面传导型电子发射元件设计中的变化，改变激励活化处理的条件较好。
在图6D中，参考序号35表示用于捕获从表面传导型电子发射元件中发射的电流Ie的阳极，阳极与DC高压源36和安培计37连接。在基板13装配在显示板上后，如果进行激励活化处理，那么显示板的荧光膜就作为阳极电极35。在从激励源34施加电压时，同时用安培计37测量发射电流Ie，监视激励活化处理的进展，和控制激励源34的操作。图8B表示用安培计37测量的发射电流Ie的例子。随着从激励源34施加脉冲电压，发射电流Ie开始随时间增加，最终达到饱和并在其后很难增加。当发射电流Ie接近达到饱和点时，就停止由激励源34产生的电压作用，使激励活化处理结束。
上述激励条件对于本实施例的表面传导型电子发射元件较好。根据表面传导型电子发射元件设计中的变化，改变激励活化处理的条件较好。
按上述方式，制造图4所示的水平型的表面传导型电子发射元件。
(垂直型的表面传导型电子发射元件)
下面，将说明由细微粒薄膜构成其电子发射部分和其附近区域的另一典型的表面传导型电子发射元件的结构，即垂直型的表面传导型电子发射元件。
图9是表示垂直型电子发射元件的基本结构的剖视图。在图9中，参考序号38表示基板，参考序号39和40表示元件电极，参考序号43表示阶梯形成元件，参考序号41表示由细微粒薄膜构成的导电性薄膜，参考序号42表示经激励形成处理形成的电子发射部分，参考序号44表示由激励活化处理形成的薄膜。垂直型电子发射元件与上述水平型电子发射元件的不同点在于，在阶梯形成元件43上形成一个元件电极39，和导电性薄膜41覆盖阶梯形成元件43的侧壁。因此，图4所示的水平型的元件电极间距L在垂直型的情况下就被定义为阶梯形成元件43的阶梯高度Ls。基板38、元件电极39和40、以及由细微粒薄膜构成的导电性薄膜41的材料可以使用与如上所述的水平型电子发射元件使用的材料相同的材料。阶梯形成元件43由电绝缘材料例如SiO2构成。
下面，将说明制造垂直型表面传导型电子发射元件的方法。
图10A至10E是说明制造方法的剖视图。在图10A至10E中，用相同的参考序号表示与图9所示的相同元件。
1)首先，如图10A所示，在基板38上形成元件电极40。
2)接着，如图10B所示，把绝缘膜重叠在基板上，以形成阶梯形成元件。例如，利用溅射SiO2形成绝缘层。也可以使用其它薄膜形成方法，例如真空蒸发涂敷和印刷。
3)随后，如图10C所示，在绝缘层上形成元件电极39。
4)接着，如图10D所示，例如通过腐蚀，部分除去绝缘膜，以露出元件电极40。
5)随后，如图10E所示，利用细微粒薄膜形成导电性薄膜41。与水平型类似，利用薄膜形成技术例如涂敷来形成导电性薄膜。
6)接着，与水平型类似，进行激励形成处理，以形成电子发射部分。在这种情况下，进行类似于水平型使用的和参照图6C描述的激励形成处理的处理。
7)随后，与水平型类似，进行激励活化处理，以在靠近电子发射部分的区域上淀积碳或碳化合物。在这种情况下，进行类似于水平型使用的和参照图6D描述的激励活化处理的处理。
按上述方式，制造图9所示的垂直型的表面传导型电子发射元件。
(显示板使用的表面传导型电子发射元件的特性)
以上，说明了水平和垂直型的表面传导型电子发射元件的结构和制造方法。下面，将说明显示板使用的电子发射元件的特性。
图11表示相对于显示板使用的电子发射元件的元件电压Vf，发射电流Ie和元件电流If特性的典型例子。发射电流Ie明显地小于元件电流If。因此，很难用一个曲线图表示两个电流。特性随元件的尺寸和形状及设计参数而变化。因此，在该曲线图中，用任意单位表示两条特性曲线。
相对于发射电流来说，显示板使用的元件有以下三个特性。
首先，随着把等于或高于一定电压(称为阈值电压Vth)的电压施加在元件上，发射电流Ie急剧地增加，而当施加小于阈值电压Vth的电压时，则很难测到发射电流Ie。
也就是说，元件相对于发射电流Ie是带有确定阈值电压Vth的非线性元件。
第二，由于发射电流Ie依赖于施加在元件上的电压Vf，所以能够用电压Vf控制发射电流Ie的幅度。
第三，对应于施加在元件上的电压Vf，发射电流Ie的响应速度较快。因此，在施加电压Vf时通过持续时间，能够控制由元件发射的电荷量。
由于元件有上述特性，所以表面传导型电子发射元件应该适合于显示板。例如，在带有与显示板上象素对应设置的多个元件的显示板的情况下，利用第一特性可进行显示板的顺序扫描。具体地说，按照期望的亮度把等于或大于阈值电压Vth的电压施加在驱动的元件上，把小于阈值电压Vth的电压施加在非选择元件上。通过顺序地变化驱动的元件，能够顺序地扫描显示板，并能够显示图象。
利用第二或第三特性，能够控制亮度，使灰度显示成为可能。
下面，参照附图说明本发明的实施例。
(第一实施例)
参照图2说明第一实施例。在本实施例中，在基板13上形成未接受激励形成处理的多个表面传导型电子源14。清洁的蓝板玻璃用作基板13，按矩阵形状设置图4A和4B所示的160×720表面传导型电子发射元件。元件电极27和28是Ni溅射薄膜。X方向布线15和Y方向布线16是通过丝网印刷形成的Ag布线。导电性薄膜29是由通过烘干Pd胺复合溶液形成的PDO细微粒薄膜。
作为图象形成元件的荧光膜20有在如图5A所示的Y方向上延伸的对应颜色的荧光条。黑色材料20a不仅在相应荧光条之间设置，而且还在X方向上设置，从而在Y方向上分开象素和保留安装隔板22的区域。首先形成黑色材料(导电材料)20a，然后把对应颜色的荧光材料涂敷在黑色材料形成的空隙中，形成荧光膜20。作为黑色条(黑色材料20a)的材料，使用主要成分通常为石墨材料。通过淤浆(slurry)方法在面板上涂敷荧光材料。
通过使在面板19上形成的荧光膜20的内表面侧光滑(通常称为成膜)，形成在电子源侧的荧光膜20的内表面侧上配置的金属敷层21，随后通过真空蒸发涂敷来淀积Al。为了提高荧光膜20的导电性，面板19在某些情况下设有在荧光膜20外表面侧上的透明电极(在玻璃基板和荧光膜之间)。但是，在本实施例中，由于仅金属敷层就能够提供足够的导电性，所以可以省略它。
参照图1，在钠钙玻璃构成的清洁绝缘基底材料24(宽1.0mm、厚200μm、长20mm的板)上通过真空蒸发涂敷，由淀积的氮化碳膜23形成隔板22。在氮气氛中利用溅射系统，通过溅射石墨靶形成本实施例中使用的氮化碳膜。
把氮引入成膜室，在成膜期间的压强保持在5mTorr。把高频电压施加在靶和隔板及基板上，产生放电并完成溅射。1.3W/cm2的功率施加在靶上，薄膜的厚度是180nm。
由Al构成的中间电极25被放置在隔板22的对接表面，以确保与X方向布线和金属敷层的可靠电连接，并保持电位恒定。中间电极25从X方向布线朝向面板完全覆盖隔板22的四周50μm，从金属敷层朝向背板完全覆盖隔板22的四周100μm。
随后，把面板19安装在比电子源14高1.2mm位置的支撑框架18上，并把背板13、面板19、支撑框架18和隔板22在其接合处粘接在一起。在X方向布线15上按等间距固定隔板。通过使用包含涂敷Au的二氧化硅球的导电性熔结玻璃26，确保了在隔板22的氮化碳膜23与黑色材料20a(布线宽度300μm)上的面板19之间的导电。在金属敷层21和隔板22耦合的区域，局部除去金属敷层21。通过涂敷熔结玻璃(未示出)和在420℃下大气环境中经10分钟或更长时间烘焙它，把背板17和支撑框架18在接合处粘接在一起。
把按上述方式完成的显示板通过排气管与真空泵连接，对其内部抽真空。在获得足够的低压后，通过外部接线端Dx1至Dxm和Dy1至Dyn在元件电极27和28上施加电压，使导电性薄膜29接受激励形成处理，并形成电子发射部分30。通过施加有图7所示波形的电压完成激励形成处理。
接着，通过排气管把丙酮引入真空室，以达到0.013Pa的压强。通过周期性地把电压脉冲施加在外部接线端Dx1至Dxm和Dy1至Dyn上，完成淀积碳或碳化合物的激励活化处理。为了激励活化处理，施加有图8A所示波形的电压。
随后，在把真空室加热到200℃时，同时对真空室的内部抽真空10小时。在内部压强约10-4Pa时，用气体火头加热排气管熔化它，气密地封接真空室。
最后，为了维持封接后的压强，进行消气剂处理。
对于按照上述方式完成的图象形成装置来说，把从未示出的信号发生器中产生的扫描信号和调制信号，通过外部接线端Dx1至Dxm和Dy1至Dyn施加在各电子发射元件14上，以从中发射电子，并把高电压通过高压接线端Hv施加在金属敷层21上加速发射的电子束，使其与荧光膜20碰撞，从而激发荧光材料20b，产生光和显示图象。施加在高压接线端Hv上的电压Va设定为1至5kV，在电极元件27和28之间施加的电压Vf设定为14V。隔板的电阻为1013Ω或更高，超过了电阻计的测量限度，证实了充分的绝缘功能。
在本实施例中，在没有任何放电的情况下，能够施加达5kV的加速电压Va，获得图象形成装置的实用的充分亮度。因隔板上电荷造成的电子束偏移较小，能够显示良好质量的图象。
拆卸按上述方式完成的图象形成装置，分析隔板22的氮化碳膜23。为了该分析，使用了ESCA(X射线光电光谱法)、Raman光谱法和XRD(X射线衍射)。
XRD的分析结果没有特别的衍射峰值，表示氮化碳膜有作为整体的非晶结构。
Raman光谱法的分析结果显示出了由石墨的六元环结构或其类似结构造成的峰值。
利用ESCA，进行碳和氮的状态分析和表面元素测定。图16和图17表示碳和氮的ESCA频谱和峰值间隙。对于碳的Cls峰值间隙表示了三个峰值属于sp3成分、sp2成分和CO。对于氮的峰值间隙也表示了三个峰值属于sp3成分、sp2成分和NO。相同之处在于，通过制造方法和后面的处理，峰值的位置可以或多或少地移动。但是，可以看出以下的一般趋势。首先，如果氮和碳键合在sp2轨道上，那么氮sp2峰值和碳sp2峰值之间的能量差约为114.7eV。实施例样品表示与114.7eV比较的114.1eV的能量差。第二，如果氮和碳键合在sp3轨道上，那么氮sp3峰值和碳sp3峰值之间的能量差约为112.9eV。实施例样品表示与112.9eV比较的112.3eV的能量差。
归纳这些分析结果，可以看出，氮化碳膜有包括两种结构，即在sp3轨道上形成的C3N4结构和由sp2轨道形成的类似石墨结构(氮原子代替某些碳原子)的结构。
由ESCA确定实施例样品的元素表明，碳为56.7％(原子％)，氮为38.2％(原子％)，氧为5.1％(原子％)。确定结果表明薄膜中包含的氧原子很少，薄膜由具有基本上与上述相同结构的氮和碳构成。
(比较例1)
作为比较例，在没有形成氮化碳膜的覆盖层的情况下，把钠钙玻璃的基板用作隔板，利用这样的隔板，通过与第一实施例相同的处理制造图象形成装置。玻璃的二次发射系数接近3.5。在该比较例的情况下，在2.5kV的加速电压Va时，蠕变放电出现在隔板表面上，不能获得充分的亮度。来自最靠近隔板的电子发射元件的电子因隔板上的电荷向隔板折射，在该位置可确认图象失真。
(第二实施例)
在第二实施例中，隔板的绝缘基底材料24和电子源型显示板的装配方法完全与第一实施例相同。但是，玻璃基板有1.8mm的宽度。把氮气引入薄膜形成室，在薄膜形成期间的氮压强保持在5mTorr。1.3W/cm2的功率施加在石墨靶上，形成180nm厚度的氮化碳膜。在玻璃基板的两边形成氮化碳膜。
接着，沿一个较长的侧边在隔板的两边上按200μm的宽度形成作为中间电极的Al膜。中间电极从X方向布线朝向面板覆盖隔板200μm，从金属敷层朝向背板覆盖隔板100μm。在本实施例中，背板上中间电极的高度大于第一实施例。这是因为如果背板和面板之间的距离较长，期望通过中间电极调整电位。
通过把中间电极用导电的熔结玻璃与布线粘接，按上述方式形成的隔板22就与行方向布线电连接。
实施与第一实施例相同的随后处理，以完成图象形成装置。与第一实施例的不同点是背板和面板之间2mm的距离。隔板的电阻值为1013Ω或更高，该电阻值超过了电阻计的测量限度，证实了充分的绝缘功能。
在本实施例中，在没有任何放电的情况下，能够把施加的加速电压Va提高到7kV，能够显示没有因电子束偏移造成的任何失真的良好质量的图象。
(第三实施例)
在第三实施例中，隔板的绝缘基底材料24和电子源型显示板的装配方法完全与第一实施例相同。但是，使用的隔板导电膜23如下。把氮气引入膜形成室，在膜形成期间的氮压强保持在1.5mTorr。把3.8W/cm2的功率施加在石墨靶上，形成厚度250nm的氮化碳膜。把该氮化碳膜作为样品A。接着，把氮气引入膜形成室，使膜形成期间的氮压强保持在2mTorr。把3.8W/cm2的功率施加在石墨靶上，在绝缘基底材料24上形成厚度240nm的氮化碳膜。把该氮化碳膜作为样品B。最后，把氮气引入膜形成室，使膜形成期间的氮压强保持在2.7mTorr。把3.8W/cm2的功率施加在石墨靶上，在绝缘基底材料24上形成厚度210nm的氮化碳膜。把该氮化碳膜作为样品C。使用这些隔板并装配显示板。这些处理与第一实施例的处理完全相同。但是，通过氮气氛中使熔结玻璃在420℃下烘焙10分钟或更长，把面板和背板粘接在一起。
在封接处理后，施加与电压Va相同极性的电压，并测量电阻值(每个隔板)。样品A为7.1×108Ω，样品B为1.2×109Ω，样品C为1.1×1010Ω。对于样品A和B来说，薄层电阻达到109的数量级，对于样品C来说，薄层电阻达到1010的数量级。
利用按上述方式完成的图象形成装置，由未表示的信号发生器产生的扫描信号和调制信号通过外部接线端Dx1至Dxm和Dy1至Dyn施加在各个电子发射元件14上，使其发射电子，把高压通过高压接线端Hv施加在金属敷层21上加速发射的电子束，使其与荧光膜20碰撞，从而激发荧光材料20b，并产生光和显示图象。高压接线端Hv上施加的电压Va设定为1至5kV，在元件电极27和28之间施加的电压Vf设定为14V。
在本实施例中，通过改变电压Vf的脉冲宽度的亮度调节显示电视图象。利用这些样品A至C，没有因附近隔板上的电荷造成的电子束移动或有很小的电子束移动，能够显示没有任何问题的电视图象。
即使对于具有最小电阻值的样品A，隔板的消耗功率也就是几十mW，并不会出现热问题。
(第四实施例)
在第四实施例中，隔板的绝缘基底材料24和电子源型显示板的装配方法完全与第一实施例相同。但是，使用的隔板导电膜23如下。把氮气引入膜形成室，在膜形成期间的氮压强保持在5mTorr。把3.8W/cm2的功率施加在石墨靶上，同时把0.4W/cm2的功率施加在Pt靶上。同时溅射石墨和Pt这两个靶，形成要获得的厚度200nm的氮化碳膜。
使用这些隔板并装配显示板。这些处理完全与第一实施例相同。但是，通过氮气氛中使熔结玻璃在420℃下烘焙10分钟或更长，把面板和背板粘接在一起。
在封接处理后，施加与电压Va相同极性的电压，并测量电阻值(每个隔板)。隔板的电阻值为1.8×1010Ω。
利用按上述方式完成的图象形成装置，由未表示的信号发生器产生的扫描信号和调制信号通过外部接线端Dx1至Dxm和Dy1至Dyn施加在各个电子发射元件14上，使其发射电子，把高压通过高压接线端Hv施加在金属敷层21上加速发射的电子束，使其与荧光膜20碰撞，从而激发荧光材料20b，并产生光和显示图象。高压接线端Hv上施加的电压Va设定为1至5kV，跨接元件电极27和28的施加电压Vf设定为14V。
在本实施例中，通过改变电压Vf的脉冲宽度的亮度调节显示电视图象。利用这些隔板，没有因附近隔板上的电荷造成的电子束位移或有很小的电子束位移，能够显示没有任何问题的电视图象。
下面，说明另一实施例。在下面说明的结构中，在隔板的表面上形成氮化碳，在隔板表面上的电荷容易排泄在隔板的基底材料侧。实际上，下面给出的结构在第一导电膜上形成氮化碳，使其容易排泄电荷。图18和图19是表示这种隔板结构的示意图。在绝缘基底材料24上，形成导电的第一层23a和氮化碳的第二层23b。
第一层消除隔板表面上的电荷，以致使隔板没有大量电荷。第二层由具有较小二次发射系数的材料构成，以抑制累积的电荷。
这样设定第一层的电阻值，使电流充分地穿过隔板流动，在隔板表面上迅速地移动电荷。因此，适合隔板的电阻值由电荷量确定。电荷量依赖于来自电子源的发射电流和隔板表面的二次发射系数。但是，由于氮化碳的第二薄膜有小的二次发射系数，所以不需要流过大电流。尽管可以相信1012Ω或更大的薄层电阻能够满足大多数的使用条件，但更期望1011Ω或更大的薄层电阻。由隔板的功率消耗确定该电阻值的下限。因此，隔板的电阻值需要选择这样的值，在不过大地增加电阻值的情况下，不过大地影响图象形成装置的总热辐射。
隔板的第一层最好由半导体材料构成，而不用具有较小电阻率的金属构成。其理由是如果使用具有较小电阻率的材料，那么为获得期望的薄层电阻Rs，就要使电荷防止薄膜的厚度很薄。一般来说，尽管这些现象依赖于薄膜材料的表面能量、对基板的粘接性能和基板温度，但厚度10nm或更薄的薄膜有岛，其电阻是不稳定的，并且重复性低。因此，最好使用其电阻率大于金属和小于绝缘体电阻率的半导体材料。
如果隔板的温度系数为正，那么电阻随温度上升而增加，以便能够抑制由隔板产生的热辐射。相反地，如果隔板的温度系数为负，那么电阻值随由隔板表面上消耗的功率产生的温度上升而下降，使热辐射产生的越多，温度就越上升，大电流流动，导致所谓的热穿通。但是，在热辐射量或消耗功率与热扩散平衡的条件下，热穿通就不出现。因此，如果电阻的温度系数(TCR)的绝对值小，热穿通就不会出现。
根据经验可以确信，如果使用带有约-1％的TCR的薄膜和隔板的每平方厘米消耗功率超过0.1W，尽管上述条件可以依靠隔板形状，对隔板施加的电压Va和电荷防止膜电阻的温度系数改变，但流过隔板的电流不断增加，并出现热穿通。按照上述条件，确保功率消耗低于每平方厘米0.1W的Rs值为10×Va2Ω或更大。同样地，在隔板上形成的第一层薄膜的薄层电阻Rs最好设定在10×Va2Ω至1011Ω的范围内。
如上所述，第一层的厚度t最好为10nm或更厚。如果薄膜厚度t变得超过1μm，那么薄膜应力变大，导致薄膜脱落风险的问题，此外薄膜形成时间变长，导致生产率下降。因此，把薄膜设定在10nm至1μm较好，设定在20nm至500nm更好。
电阻率ρ是薄层电阻Rs和薄膜厚度t的积。根据上述Rs和t的最佳范围，期望电荷防止膜的电阻率ρ的范围在10-7×Va2Ωm至105Ωm。此外，为了实现薄层电阻和薄膜厚度的最佳范围，最好把ρ设定在(2×10-7)×Va2Ωm至5×104Ωm的范围内。显示板的电子加速电压Va为100V或更高。当对于平面显示板使用在CRT中通常使用的高速电子荧光膜时，为了确保充分的亮度，需要3kV或更高的电压。在Va=1kV的条件下，电荷防止膜的电阻率的最佳范围为0.1Ωm至105Ωm。
只要材料稳定并能够在隔板的上述最佳范围内调整电阻值，第一层的材料可以是任何材料，例如氧化物或氮化物。在这些材料中，在图象形成装置的整个制造工艺中容易调整电阻率和保持稳定电阻值的材料是过渡金属和陶瓷(金属陶瓷)的复合体，例如Cr-SiO、Cr-SiO2、Cr-Al2O3和In2O3-Al2O3，过渡金属和高电阻氮化物的复合体(氮化铝、氮化硼、氮化硅等)，例如Cr-Al-N、Ti-Al-N、Ta-Al-N、Cr-B-N和Cr-Si-N。
这样确定隔板的总电阻，使其大致由第一层23a的电阻值来确定。为了不使从电子源发射的电子的轨道发生波动，最好使面板和背板之间的电位分布均匀，即隔板的电阻值在其整个区域上均匀。如果电位分布波动，那么靠近隔板的电子就会偏转，并与邻近的荧光材料碰撞，导致图象变形。由Cr、Ti或Ta构成的氮化物膜提供稳定和均匀的电阻值，对于防止图象变形是有效的。
氮化碳的第二层(CNx)有标准的化学式C3N4，并且是在sp3混合轨道上共价键结合的氮和碳的化合物。能够通过下面说明的各种方法形成氮化碳膜。如上所述，氮化碳膜是在类似菱形的sp3混合轨道上C3N4的结构，与在六角平面延伸的某些石墨(sp2)的碳被氮原子代替的结构的混合物。如果氮化碳膜有完整的C3N4结构，那么原子比N/C就约为1.3，它随制造方法和条件而变化。
氮化碳作为良好的隔板材料的第一点在于二次发射系数小。按照本发明者进行的测定，氮化碳膜的二次发射系数最大为1.8。第二点在于大的蠕缓放电击穿电压。即使超过8kV/mm，在真空中的测定也表明未出现放电。具有以上两个优点的氮化碳膜使隔板很难在电子发射期间带电，并允许把足够大的电压施加在荧光膜上。因此，氮化碳是适合使用电子束的图象形成装置的隔板采用的材料。
第二层可以是绝缘的或导电的。但是，如果电阻值过小，那么由于隔板的电阻也变得过低，所以不是可取的。有大的N/C的氮化碳膜几乎是绝缘的，它容易控制隔板的总电阻。
如上所述，第二薄膜的薄膜厚度最好是1nm或更厚。
利用隔板的上述结构，尽管氮化碳的第二层有较小的二次发射系数，但累积的电荷与第一层中相反极性电荷耦合并被中和。通过扩散或通过由电荷形成的电位梯度来移动第二层的电荷。但是，与导体相比，该迁移率很小。因此，如果薄膜厚度过厚，那么就很难迅速移动电荷。如果第二层较薄，即使它是绝缘的，也能够期望由隧道效应产生的电荷移动，所以从把电荷移动到基板侧(相对于第一层)的观点来说，第二层的薄膜厚度最好设定为50nm或更薄。
通过薄膜形成方法，例如反应溅射、离子束蒸发涂敷、离子镀敷、离子辅助蒸发涂敷和CVD，在绝缘的基底材料上能够形成第一层23a。通过反应溅射、离子辅助蒸发涂敷、CVD和离子束溅射，能够形成第二层23b。如果采用溅射，那么在氮气环境下或在氮和氩的混合气体的环境下溅射石墨靶。
下面，参照附图说明具有把氮化碳膜上的电荷移动到基板侧的隔板的实施例。
(第五实施例)
在本实施例中，在基板13上形成未接受激励形成处理的多个表面传导型电子发射元件14。把清洁的蓝板玻璃用作基板13，按矩阵形状设置图4A和4B所示的160×720表面传导型电子发射元件。元件电极27和28是Ni溅射膜。X方向和Y方向布线15和16是通过丝网印刷形成的Ag布线。导电性薄膜29是由烘焙Pd胺络合物溶液形成的PdO细微粒薄膜。
作为图象形成装置的荧光膜20有如图5A所示的在Y方向上延伸的相应颜色的荧光条。黑色材料20a不仅设置在相应颜色荧光条之间，而且还设置在X方向上，从而在Y方向上分开象素和保留安装隔板22的区域。首先形成黑色材料20a(导电材料)，然后在由黑色材料形成的空隙处涂敷相应颜色的荧光材料，形成荧光膜20。作为黑色条的材料(黑色材料20a)，使用主要成分为通常使用的石墨的材料。通过淤浆方法在面板上涂敷荧光材料。
通过平滑在面板19上形成的荧光膜20的内表面侧(通常称为成膜)，和随后通过真空蒸发涂敷来淀积Al，形成在电子源侧的荧光膜20的内表面侧上配置的金属敷层21。为了提高荧光膜20的导电性，面板19在某些情况下设有在荧光膜20外表面侧上的透明电极(在玻璃基板和荧光膜之间)。但是，在本实施例中，由于仅金属敷层就能够提供足够的导电性，所以可以省略它。
参照图19，首先在钠钙玻璃构成的清洁绝缘基底材料24(宽3.8mm、厚200μm、长20mm的板)上通过真空蒸发涂敷淀积Cr-Al合金氮化物膜23a，形成隔板22。采用溅射系统，在氩和氮混合环境中通过同时溅射Cr和Al两个靶，形成本实施例使用的Cr-Al合金氮化物膜。使用的溅射系统如图20所示。在图20中，参考序号2001表示薄膜形成室，参考序号2002表示隔板基板，参考序号2003和2004表示Cr和Al靶，参考序号2005和2006表示把高频电压提供给靶2003和2004的高频电源，参考序号2007和2008表示匹配箱，参考序号2009和2010表示引入氩气和氮气的输入管。
在分压比为7∶3和总压强为0.45Pa时，通过把氩气和氮气引入薄膜形成室2001，并通过把高频电压接在靶和隔板基板上产生放电来完成溅射。通过控制Cr和Al的组成，通过改变靶上施加的高频功率，获得最佳的电阻值。形成三种Cr-Al合金氮化物膜。
在形成第一层或Cr-Al合金氮化物膜后，通过保持第一层使用的薄膜形成室的真空，在第一层23a上形成第二层23b。按以下方式形成第二层23b。在形成第一层后，从薄膜形成室中不取出隔板基板的情况下形成第二层。靶是石墨，通过改变溅射功率调整薄膜形成速率。在本实施例中，把氮引入薄膜形成室，压强保持在5mTorr，对靶提供的功率是3.8W/cm2。在4分钟的薄膜形成时间中，获得在图象形成装置的制造处理之后厚度约10nm的氮化碳膜。
Al构成的中间电极25放置在隔板22的对接表面，以确保与X方向布线和金属敷层的可靠电连接，并维持电位恒定。中间电极25从X方向布线朝向面板完全覆盖隔板22的四周150μm，从金属敷层朝向背板完全覆盖隔板22的四周100μm。
随后，把面板19安装在比电子源14高3.8mm位置的支撑框架18上，并把背板13、面板19、支撑框架18和隔板22在其接合处粘接在一起。在X方向布线15上按等间距固定隔板。通过使用包含涂敷Au的二氧化硅球的导电性熔结玻璃26，确保了在隔板22的氮化碳膜23与黑色材料20a(线宽度300μm)上的面板19之间的导电。在金属敷层21和隔板22耦合的区域，局部除去金属敷层21。通过涂敷熔结玻璃(未示出)和在420℃下大气环境中经10分钟烘焙它，把背板17和支撑框架18在接合处粘接在一起。下面，将简要地说明按以上方式形成的隔板样品。
在隔板样品A中，第一层由Cr-Al-N构成，具有200nm的厚度和1.0×104Ωm的电阻率，第二层由厚度10nm的氮化碳构成。
在隔板样品B中，第一层由Cr-Al-N构成，具有200nm的厚度和4.1×103Ωm的电阻率，第二层由厚度10nm的氮化碳构成。
在隔板样品C中，第一层由Cr-Al-N构成，具有200nm的厚度和2.3×103Ωm的电阻率，第二层由厚度10nm的氮化碳构成。
把按上述方式完成的显示板通过排气管与真空泵连接，对其内部抽真空。在获得足够的低压后，通过外部接线端Dx1至Dxm和Dy1至Dyn在元件电极27和28上施加电压，使导电性薄膜29接受激励形成处理，并形成电子发射部分30。通过施加有图7所示波形的电压完成激励形成处理。
接着，通过排气管把丙酮引入真空室，以达到0.013Pa的压强。通过周期性地把电压脉冲施加在外部接线端Dx1至Dxm和Dy1至Dyn上，完成淀积碳或碳化合物的激励活化处理。为了激励活化处理，施加有图8A所示波形的电压。
随后，在把真空室加热到200℃时，同时对真空室的内部抽真空10小时。在内部压强约10-4pa时，用气体火头加热排气管以熔化它，并气密地封接真空室。
最后，为了维持封接后的压强，进行消气剂处理。
对于按照上述方式完成的图象形成装置来说，把从未示出的信号发生器中产生的扫描信号和调制信号，通过外部接线端Dx1至Dxm和Dy1至Dyn施加在各电子发射元件14上从中发射电子，并把高电压通过高压接线端Hv施加在金属敷层21上加速发射的电子束，使其与荧光膜20碰撞，从而激发荧光材料20b，产生光和显示图象。高压接线端Hv上施加的电压Va设定为3至7kV，在电极元件27和28之间施加的电压Vf设定为14V。
在上述驱动条件下，靠近隔板样品A的电子束移动是60μm或更小，靠近隔板样品B和C的电子束移动几乎不出现，对电视图象不产生问题。Cr-Al-N第一层的温度系数是-0.3至-0.33％，在上述驱动条件下未观察到热穿通。
(第六实施例：改变第二层的厚度)
在第六实施例中，按与第五实施例相同的方法形成第一层，但使第二层的厚度不同于第一实施例。利用这种隔板，比较电视图象。第二薄膜形成条件与第五实施例相同。通过改变薄膜形成时间，控制薄膜厚度。本实施例的隔板样品如下。
在隔板样品D中，第一层由Cr-Al-N构成，具有200nm的厚度和4.1×103Ωm的电阻率，第二层由厚度5nm的氮化碳构成。
在隔板样品E中，第一层由Cr-Al-N构成，具有200nm的厚度和4.1×103Ωm的电阻率，第二层由厚度20nm的氮化碳构成。
在隔板样品F中，第一层由Cr-Al-N构成，具有200nm的厚度和4.1×103Ωm的电阻率，第二层由厚度60nm的氮化碳构成。
随后的装配处理与第五实施例相同，驱动条件也与第五实施例相同。
在以上驱动条件下，没有靠近隔板样品D和E的电子束移动或移动很小，对电视图象不产生问题。但是，在上述驱动条件下，从电子源发射的最靠近样品隔板F的电子按大约五分之一的扫描线间距被吸引，电视图象会出现某些问题。
(第七实施例)
第一层由Cr-SiO金属陶瓷构成。本实施例的隔板样品如下。
在隔板样品G中，第一层由Cr-SiO金属陶瓷构成，有150nm的厚度和9.4×103Ωm的电阻率，第二层由厚度25nm的氮化碳构成。
在隔板样品H中，第一层由Cr-SiO金属陶瓷构成，有150nm的厚度和9.4×103Ωm的电阻率，第二层由厚度8nm的氮化碳构成。
除了SiO和Cr用作靶之外，利用与第五实施例相同的方法构成第一层。在溅射期间使氩压强保持在0.5Pa的条件下，把7.6W/cm2的功率施加在SiO靶上，把0.13W/cm2的功率施加在Cr靶上，并分别施加40分钟。形成的Cr-SiO薄膜的厚度为150nm。用与第五实施例相同的方法形成第二层23b。
随后的装配处理与第五实施例相同，驱动条件也与第五实施例相同。在以上驱动条件下，靠近隔板样品G和H仅有很小的电子束移动，对电视图象不产生问题。Cr-SiO金属陶瓷第一层的温度系数为-0.3％，在以上驱动条件下未观察到热穿通。
(比较例2)
作为比较例，在与实施例相同的钠钙玻璃的基板上，在0.5Pa的溅射气体压强和2.8W/cm2的施加功率的条件下，形成氧化锡薄膜。利用该基板作为隔板，用与实施例相同的方法制造图象形成装置。在装配处理后氧化锡薄膜的电阻率是9.2×10-2Ωm，加速电压Va不能够升到1kV，图象几乎不能显示。
下面，将说明其它实施例，在这些实施例中，在形成氮化碳膜时，同时还把负的偏压施加在形成氮化碳膜的基底材料上。
如果把负偏压施加在由溅射在其上构成氮化碳膜的隔板绝缘基底材料上，那么与没有施加负偏压的薄膜相比，能够形成有更良好的耐酸性的氮化碳膜。
如果把负偏压施加在隔板的绝缘基底材料上，氮离子就与带有大能量的基底材料碰撞，使氮与碳之间的反应增强。因此，有更高键合能量的结构(例如C3N4)增加，热电阻的增强可以归因于该结构。
如果进一步升高偏压，通过氮离子与基底材料的碰撞，基底材料更被研磨。在薄膜中不能存在有弱键合力的结构，以便能够形成有更良好特性的电荷防止薄膜。
但是，如果偏压升得过高，那么氮化碳的薄膜形成速率就变得相当慢，从制造效率角度来看，这种薄膜形成速率不是令人满意的。按照这种观点，把薄膜形成速率设定为5埃/分钟或更高较好，或最好设定为10埃/分钟或更高。
(第八实施例)
在本实施例中，隔板导电膜是仅有如图1所示的氮化碳膜的单层结构。参照图1，进行以下说明。
制备由清洁的钠钙玻璃(宽1.0mm、长40mm、厚0.2mm)构成的隔板绝缘基底材料24，在该材料24上，在下列条件下通过RF溅射形成Si3N4膜作为Na阻挡层。
Si3N4膜：薄膜形成气体压强为1mTorr，Ar∶N2=7∶3,Si靶提供功率密度为6.3W/cm2，薄膜形成时间50分钟，薄膜厚度200nm。
为了在涂敷Si3N4的隔板基底材料上形成单层结构的氮化碳膜，把隔板基底材料放置在溅射系统中，在下列条件下形成各隔板样品A、B和C。采用的溅射系统并不仅限于特定的系统，只要该系统能够在下列条件下形成薄膜，就能够使用这一系统。图21表示下列实施例使用的溅射系统。
隔板样品A：薄膜形成氮压强1mTorr，石墨靶功率密度1.9W/cm2，基底材料偏压电位-120V，薄膜形成速率2nm/min，50分钟后的薄膜厚度100nm。
隔板样品B：薄膜形成氮压强1mTorr，石墨靶功率密度1.9W/cm2，基底材料偏压电位-260V，薄膜形成速率1nm/min，100分钟后的薄膜厚度100nm。
隔板样品C：薄膜形成氮压强1mTorr，石墨靶功率密度6.3W/cm2，基底材料偏压电位-260V，薄膜形成速率5nm/min，20分钟后的薄膜厚度100nm。
随后，用以上隔板样品装配显示板。首先，把Al构成的中间电极25放置在隔板的对接表面上，以确保与X方向布线和金属敷层的可靠电连接，并保持电位恒定。中间电极25从X方向布线朝向面板完全覆盖隔板22的四周50μm，从金属敷层朝向背板完全覆盖隔板22的四周50μm。
接着，把面板19安装在比电子源14高1.2mm位置的支撑框架18上，并把背板13、面板19、支撑框架18和隔板22在其接合处粘接在一起。通过使用包含涂敷Au的二氧化硅球的导电性熔结玻璃26，确保了氮化碳膜23和黑色材料20a(布线宽度300μm)上的面板19之间的导电。在金属敷层21和隔板22耦合的区域，局部除去金属敷层21。通过涂敷熔结玻璃(未示出)和在420℃下大气环境中经10分钟或更长时间烘焙它，把背板17和支撑框架18在接合处粘接在一起。
把按上述方式完成的显示板通过排气管与真空泵连接，对其内部抽真空。在获得足够的低压后，通过外部接线端Dx1至Dxm和Dy1至Dyn在元件电极27和28上施加电压，使导电性薄膜29接受激励形成处理，并形成电子发射部分30。通过施加有图7所示波形的电压完成激励形成处理。
接着，通过排气管把丙酮引入真空室，以达到0.013Pa的压强。通过周期性地把电压脉冲施加在外部接线端Dx1至Dxm和Dy1至Dyn上，完成淀积碳或碳化合物的激励活化处理。为了激励活化处理，施加有图8A所示波形的电压。
随后，在把真空室加热到200℃时，同时对真空室的内部抽真空10小时。在内部压强约10-4pa时，用气体火头加热排气管熔化它，和气密地封接真空室。
最后，为了维持压强，在封接后进行消气剂处理。
对于按照上述方式完成的图象形成装置来说，把从未示出的信号发生器中产生的扫描信号和调制信号，通过外部接线端Dx1至Dxm和Dy1至Dyn施加在各电子发射元件14上从中发射电子，并把高电压通过高压接线端Hv施加在金属敷层21上加速发射的电子束，使其与荧光膜20碰撞，从而激发荧光材料20b，产生光和显示图象。高压接线端Hv上施加的电压Va设定为3至7kV，加在电极元件27和28之间的电压Vf设定为14V。
在本实施例中，在没有任何放电的情况下，能够把施加的加速电压Va升至7kV，能够显示没有任何因电子束移动造成的失真的高质量图象。
拆卸按以上方式完成的图象形成装置，并测量隔板表面上的氮化碳膜的厚度。隔板样品A有约50nm的厚度，隔板样品B有约30nm的厚度，隔板样品C有约70nm的厚度。各隔板样品有均匀的厚度，并没有局部薄的薄膜区域或没有薄膜的区域。
(比较例3)
作为比较例，钠钙玻璃的基板作为未形成氮化碳膜覆盖情况下的隔板，使用这样的隔板按照与以上实施例相同的处理制造图象形成装置。玻璃的二次发射系数接近3.5。对于该比较例，在2.5kV的加速电压Va时，在隔板表面上出现蠕变放电，不能获得充分的亮度。来自最靠近隔板的电子发射元件的电子因隔板上的电荷向隔板折射，在该位置可证实有图象失真。
(第九实施例)
在本实施例中，用与第八实施例相同的方法形成隔板的绝缘基底材料24，还用与第八实施例相同的方法装配电子源型显示板。但是，使用宽度为2.8mm的玻璃基板。隔板导电膜有两层结构，形成下列隔板。参照图18，进行下列说明。
[隔板的制造]
在本实施例中，使用两层结构的隔板导电膜，在氮化碳膜23b下面形成有电荷防止功能的Cr-Al合金氮化物膜23a。
[第一层：Cr-Al合金氮化物膜的形成]
如图18所示，在由清洁的钠钙玻璃构成的绝缘基底材料24(宽2.8mm、厚200μm、长40mm的板)上，通过真空蒸发涂敷形成隔板22的Cr-Al合金氮化物膜23a。
通过以分压比为7∶3和0.45Pa的总压强时把氩气和氮气引入薄膜形成室，并通过把高频电压施加在靶和隔板基板上产生放电来完成溅射。
通过控制Cr和Al的组成和改变靶上施加的高频功率，获得最佳电阻值。在本实施例中，薄膜厚度为2000埃，隔板的电阻值为1.0×1010Ω，隔板的电阻率为2.86×106Ωm。
[第二层：氮化碳膜的形成]
在形成第一层23a后，在第一层23a上，通过保持第一层采用的薄膜形成室的真空，形成氮化碳的第二层23b。薄膜形成方法如下。
把氮气引入薄膜形成室，压强保持在1mTorr。通过把高频电压施加在石墨靶和隔板基底材料上产生放电来完成溅射。对靶施加的功率是1.9W/cm2。偏压施加在隔板基底材料上。隔板基底材料的偏压在溅射工艺期间保持在-120V左右。氮化碳膜23b的淀积速率是约20埃/分钟。在15分钟后形成厚度300埃的氮化碳膜23b。该隔板被用作隔板样品D。
在以下条件下形成隔板样品E。对靶施加的功率是1.9W/cm2。隔板基底材料的偏压在溅射工艺期间保持在-260V左右。氮化碳膜23b的淀积速率是约10埃/分钟。在30分钟后形成厚度300埃的氮化碳膜23b。
在以下条件下形成隔板样品F。对石墨靶施加的功率是6.3W/cm2。隔板基底材料的偏压在溅射工艺期间保持在-260V左右。氮化碳膜23b的淀积速率是约50埃/分钟。在6分钟后形成厚度300埃的氮化碳膜23b。
实施与第八实施例相同的随后处理，完成图象形成装置。在这种情况下，与第八实施例的不同点在于，把背板和面板之间的距离设定为约3mm。
[效果]
对于按以上方式完成的图象形成装置来说，把从未示出的信号发生器中产生的扫描信号和调制信号，通过外部接线端Dx1至Dxm和Dy1至Dyn施加在各电子发射元件14上从中发射电子，并把高电压通过高压接线端Hv施加在金属敷层21上加速发射的电子束，使其与荧光膜20碰撞，从而激发荧光材料20b，产生光和显示图象。高压接线端Hv上施加的电压Va设定为3至7kV，加在电极元件27和28之间的电压Vf设定为14V。
在以上驱动条件下，靠近隔板样品D、E和F的电子束移动很小，这种电子束移动对电视图象不产生实际的问题。
此后，拆卸该显示板，并测量隔板表面上的氮化碳膜的厚度。隔板样品D有约15nm的厚度，隔板样品E有约8nm的厚度，隔板样品F有约20nm的厚度。尽管这些薄膜如上述那样变薄，但各隔板样品在显示板的整个区域上有均匀的厚度，并没有局部薄的薄膜区域或没有薄膜的区域。从均匀性和制造产量的观点看，这些薄膜是合适的。
(比较例4)
作为比较例，在与以上实施例相同的钠钙玻璃的基板上，在溅射气体压强0.5Pa和施加功率2.8W/cm2的条件下，通过在氩气中溅射氧化锡靶形成氧化锡膜。利用该基板作为隔板，用与以上实施例相同的方法制造图象形成装置。氧化锡膜的电阻率在装配处理后是9.2×10-2Ωm，加速电压Va不能升到1kV，图象几乎不能显示。
下面，说明把氮化碳暴露在包含卤素的气体中的其它实施例。
如果把隔板表面上的氮化碳暴露在含有卤素的气体中，那么能够形成在屏装配处理期间很难氧化的稳定的隔板。
氮化碳膜有混在一起的石墨和C3N4细晶体。硝基族(-C≡N)和氢氧基族(-OH)出现在这些细晶体的悬挂键或晶格缺陷上。这些位置对于氧和水的浸蚀非常活泼，并决定了热处理期间氧化的性能和由在大气中水浸蚀引起的薄膜脱落的性能。
在下列实施例中，把氮化碳暴露在包含卤素例如Cl2、F2和Br2的蒸汽(气体)中，这些分子处于反应位置的终端(不是化学键合，而是物理吸附)，以便能够改善抗氧化和薄膜脱落性。
在这种情况下，如果在高温下实施暴露处理，这些分子能够处于很难吸附的那些位置终端。最好把这种高的温度设定得高于图象形成装置的装配处理中使用的最高温度。为了增强暴露处理的效果，最好在600℃或更高温度下实施暴露处理。
如果使氮化碳在高温下仅与卤素或仅有卤素和碳的化合物反应，那么能够形成在屏装配期间不易氧化的稳定的隔板。
(第十实施例)
在本实施例中，使用氮化碳的单层结构的隔板导电膜。参照图1，进行以下说明。
作为隔板绝缘基底材料24，采用主要由氧化铝构成的陶瓷复合体(宽1.0mm、长40mm、厚0.2mm)。这样调整氧化铝与其它成分的合成比，使其有与钠钙玻璃相同的热膨胀系数。
(氮化碳膜的形成)
按以下方式形成氮化碳膜。
把氮气引入薄膜形成室，压强保持在1mTorr。通过把高频电压施加在石墨靶或类似物和隔板基底材料上产生放电来完成溅射。对靶施加的功率是1.9W/cm2。形成厚度30nm的氮化碳膜23b。
(卤素暴露处理)
随后，使隔板按以下方式接受卤化处理。
以CCl2F2的分压比为0.5％和总压强与大气压相同时，把氮和CCl2F2的混合气体引入薄膜形成室，随后，气密封接薄膜形成室。把电阻加热元件预先放入该室，把形成有氮化碳膜的隔板放在电阻加热元件上。把隔板与加热元件固定，使氮化碳膜表面与引入气体接触。然后把电源提供给电阻加热元件，以10℃/min的速率升高隔板的温度。该温度的升高在600℃时停止，并在该温度下保持一个小时。随后，以5℃/min的速率把温度降至室温，之后抽出所有气体，结束卤素暴露处理。
[隔板和显示板的装配]
接着，用以上隔板装配显示板。首先，把Al构成的中间电极25放置在隔板的对接表面上，以确保与X方向布线和金属敷层的可靠电连接，并保持电位恒定。中间电极25从X方向布线朝向面板完全覆盖隔板22的四周50μm，从金属敷层朝向背板完全覆盖隔板22的四周50μm。
接着，把面板19安装在比电子源14高1.0mm位置的支撑框架18上，并把背板13、面板19、支撑框架18和隔板22在其接合处粘接在一起。通过使用包含涂敷Au的二氧化硅球的导电性熔结玻璃26，确保了氮化碳膜23和黑色材料20a(线宽度300μm)上的面板19之间的导电。在金属敷层21和隔板22耦合的区域，局部除去金属敷层21。通过涂敷熔结玻璃(未示出)和在420℃下大气环境中经10分钟或更长时间烘焙它，把背板17和支撑框架18在接合处粘接在一起。
把按上述方式完成的显示板通过排气管与真空泵连接，对其内部抽真空。在获得足够的低压后，通过外部接线端Dx1至Dxm和Dy1至Dyn在元件电极27和28上施加电压，使导电性薄膜29接受激励形成处理，并形成电子发射部分30。通过施加有图7所示波形的电压完成激励形成处理。
接着，通过排气管把丙酮引入真空室，以达到0.013Pa的压强。通过周期性地把电压脉冲施加在外部接线端Dx1至Dxm和Dy1至Dyn上，完成淀积碳或碳化合物的激励活化处理。为了激励活化处理，施加有图8A所示波形的电压。
随后，在把真空室加热到200℃时，同时对真空室的内部抽真空10小时。在内部压强约10-4pa时，用气体火头加热排气管熔化它，和气密地封接真空室。
最后，为了维持封接后的压强，进行消气剂处理。
[效果]
对于按以上方式完成的图象形成装置来说，把从未示出的信号发生器中产生的扫描信号和调制信号，通过外部接线端Dx1至Dxm和Dy1至Dyn施加在各电子发射元件14上从中发射电子，并把高电压通过高压接线端Hv上施加在金属敷层21上加速发射的电子束，使其与荧光膜20碰撞，从而激发荧光材料20b，产生光和显示图象。高压接线端Hv施加的电压Va设定为3至7kV，加在电极元件27和28之间的电压Vf设定为14V。
在没有对电视图象产生任何特定问题的情况下，用带有以上隔板的图象形成装置形成的图象几乎没有因隔板上的电荷造成的图象失真。
拆卸按以上方式完成的图象形成装置，并测量隔板表面上氮化碳膜的厚度。尽管薄膜厚度下降到约15nm，但它是均匀的。
(比较例5)
作为比较例，仅由钠钙玻璃构成的基板作为未形成氮化碳膜覆盖情况下的隔板，按照与以上实施例相同的处理制造图象形成装置。玻璃的二次发射系数接近3.5。对于该比较例，在2.5kV的加速电压Va时，在隔板表面上出现蠕变放电，不能获得充分的亮度。来自最靠近隔板的电子发射元件的电子因隔板上的电荷向隔板偏转，在该位置可证实有图象失真。
(第十一实施例)
在本实施例中，用与第十实施例相同的方法形成隔板的绝缘基底材料24，还用与第十实施例相同的方法装配电子源型显示板。但是，使用宽度为2.8mm的玻璃基板。隔板导电膜有两层结构，形成下列隔板。参照图18，进行下列说明。
[隔板的制造]
在本实施例中，使用两层结构的隔板导电膜，在氮化碳膜23b下面形成有电荷防止功能的Cr-Al合金氮化物膜23a。
[第一层：Cr-Al合金氮化物膜的形成]
如图18所示，在由被调整为与钠钙玻璃有相同热膨胀系数的绝缘陶瓷的绝缘基底材料24(宽2.8mm、厚200μm、长40mm的板)上，通过真空蒸发涂敷形成主要由隔板22的氧化铝构成的陶瓷复合体。
通过以分压比为7∶3和0.45Pa的总压强把氩气和氮气引入薄膜形成室，并通过把高频电压施加在靶和隔板基板上产生放电来完成溅射。通过控制氩和氮的组成，通过改变靶上施加的高频功率，获得最佳电阻值。在本实施例中，薄膜厚度为2000埃，隔板的电阻值为1.0×1010Ω，隔板的电阻率为2.86×106Ωcm。
[第二层：氮化碳膜的形成]
在形成第一层23a后，在第一层23a上，通过保持第一层采用的薄膜形成室的真空，形成氮化碳的第二层23b。薄膜形成条件与第十实施例相同。具体地说，把氮气引入薄膜形成室，压强保持在1mTorr。通过把高频电压施加在靶和隔板基底材料上产生放电来完成溅射。对靶施加的功率是1.9W/cm2。形成厚度30nm的氮化碳膜23b。
(卤素暴露处理)
随后，使隔板按以下方式接受卤化处理。
以Cl2的分压比为1.0％和总压强与大气压相同，把N2和Cl2的混合气体引入薄膜形成室，随后，气密封接薄膜形成室。电阻加热元件预先放入该室，有氮化碳膜形成的隔板放在电阻加热元件上。隔板与加热元件固定，使氮化碳膜表面与引入气体接触。然后把电源提供给电阻加热元件，以10℃/min的速率升高隔板的温度。该温度的升高在600℃时停止，并在该温度下保持一个小时。随后，以5℃/min的速率把温度降至室温，之后抽出所有气体，结束卤素暴露处理。
[隔板和显示板的装配]
把Al构成的中间电极25放置在隔板的对接表面上，以确保与X方向布线和金属敷层的可靠电连接，并保持电位恒定。中间电极25从X方向布线朝向面板完全覆盖隔板22的四周50μm，从金属敷层朝向背板完全覆盖隔板22的四周100μm。
接着，把面板19安装在比电子源14高1.0mm位置的支撑框架18上，并把背板13、面板19、支撑框架18和隔板22在其接合处粘接在一起。在X方向布线15上按等间距固定隔板。
[效果]
用按以上方式装配的图象形成装置显示图象。在本实施例中，在没有任何放电的情况下，加速电压Va能够升到5kV，并获得图象形成装置实际使用的充分亮度。在由隔板上电荷造成的小的电子束移动情况下，能够显示良好的图象。
拆卸按以上方式完成的图象形成装置，并分析氮化碳膜的表面。尽管隔板表面上氮化碳薄膜的厚度下降到约15nm，但所有隔板有均匀的氮化碳。
(比较例6)
作为比较例，在与以上实施例相同的钠钙玻璃的基板上，在溅射气体压强0.5Pa和施加功率2.8W/cm2的条件下，通过在氩气中溅射氧化锡靶形成氧化锡膜。利用该基板作为隔板，按照与以上实施例相同的方法制造图象形成装置。氧化锡膜的电阻率在装配处理后为9.2×10- 2Ωm，加速电压Va不能升到1kV，几乎不能显示图象。
尽管参照优选实施例说明了本发明，但本发明并不仅限于这些实施例。例如，本发明还可用于有使元件靠近电子发射部分设置结构的装置。
在以上实施例中，中间电极的表面是暴露的。在中间电极的表面上也可以形成氮化碳膜或其它薄膜。如果在中间电极上形成导电膜，并用它覆盖全部或部分暴露的表面，那么能够减少来自中间电极的放电。在这种情况下，即使用薄膜覆盖基板侧上中间电极的端部表面，如果薄膜不太厚，那么就能够充分地保持中间电极的效果。
如上所述，按照本发明，能够减轻元件即有一般为隔板上电荷的影响，或能够使该影响稳定。能够抑制蠕变放电的可能性。能够降低因环境气体产生的电阻值变化，从而能够提高生产率。
对于把电子在3kV或更高电压下加速以使荧光膜发光的图象形成装置，本发明特别有效。
通过把本发明用于图象形成装置，具体地说是用于其隔板，能够获得使靠近隔板的电子束移动产生的失真较小的高质量图象。
如果利用负偏压形成氮化碳，那么能够获得其性能不易改变和在板装配期间不易氧化的稳定元件。
如果把氮化碳暴露在含有卤素的气体中，那么能够获得其性能不易改变和在板装配期间不易氧化的稳定元件。

Claims (28)

1．一种电子束装置，包括：
带有电子发射部分的第一基板；
面对所述第一基板的第二基板；和
在所述第一和第二基板之间设置的第一元件，
其中，在所述第一元件的表面上形成氮化碳。
2．如权利要求1的电子束装置，其特征在于，所述第一元件是用于维持所述第一和第二基板之间距离的隔板。
3．如权利要求1的电子束装置，其特征在于，以薄膜形式在所述第一元件上形成氮化碳。
4．如权利要求1的电子束装置，其特征在于，氮化碳是电绝缘的。
5．如权利要求1的电子束装置，其特征在于，氮化碳是导电的。
6．如权利要求5的电子束装置，其特征在于，氮化碳含有用于调整氮化碳的电阻率的金属元素。
7．如权利要求1的电子束装置，其特征在于，在导电基底材料上形成氮化碳。
8．如权利要求1的电子束装置，其特征在于，所述第一元件连接到有不同电位的电极上。
9．如权利要求1的电子束装置，其特征在于，所述第一基板包括多个电子发射部分。
10．如权利要求1的电子束装置，其特征在于，电子发射部分是在所述第一基板上形成的表面传导型电子发射元件的电子发射部分。
11．一种图象形成装置，包括：
带有电子发射部分的第一基板；
第二基板，面对第一基板，带有按照从电子发射部分中发射的电子形成图象的图象形成元件；和
设置在所述第一和第二基板之间的第一元件，
其中，在所述第一元件的表面上形成氮化碳。
12．如权利要求11的图象形成装置，其特征在于，图象形成元件是荧光膜。
13．一种用于电子束装置的元件，其中，电子束装置包括：
带有电子发射部分的第一基板；
面对第一基板的第二基板；和
设置在所述第一和第二基板之间作为电子束装置元件的第一元件，
其中，在所述第一元件的表面上形成氮化碳。
14．一种制造按照权利要求1至13的任何一项的电子束装置、图象形成装置或用于电子束装置的元件的方法，其特征在于，通过溅射形成所述第一元件上的氮化碳。
15．一种制造电子束装置的方法，该装置有带有电子发射部分的第一基板，面对第一基板的第二基板，和在第一和第二基板之间设置的第一元件，该方法包括以下步骤：
由溅射工艺在第一元件的表面上形成氮化碳，在实施溅射工艺的同时，把负的偏置电压施加在第一元件的基底材料上。
16．如权利要求15的制造电子束装置的方法，其特征在于，通过在氮气氛中溅射碳靶形成第一元件表面上的氮化碳。
17．如权利要求16的制造电子束装置的方法，其特征在于，碳靶是石墨。
18．如权利要求15的制造电子束装置的方法，其特征在于，第一元件是用于维持第一和第二基板之间距离的隔板。
19．一种制造电子束装置的方法，该装置有带有电子发射部分的第一基板，面对第一基板的第二基板，和在第一和第二基板之间设置的第一元件，该方法包括以下步骤：
把在第一元件表面上形成的氮化碳暴露在至少包含卤素或卤素化合物的气体中。
20．如权利要求19的制造电子束装置的方法，其特征在于，在比使用中的最高温度还高的温度下实施所述暴露步骤，直至制成电子束装置。
21．如权利要求19或20的制造电子束装置的方法，其特征在于，在比粘接和密封第一和第二基板的温度更高的温度下实施所述暴露步骤。
22．如权利要求19的制造电子束装置的方法，其特征在于，通过在氮气氛中溅射碳靶形成第一元件表面上的氮化碳。
23．如权利要求22的制造电子束装置的方法，其特征在于，碳靶是石墨。
24．如权利要求19的制造电子束装置的方法，其特征在于，第一元件是用于维持第一和第二基板之间距离的隔板。
25．一种制造图象形成装置的方法，该装置有带有电子发射部分的第一基板，面对第一基板和带有按照从电子发射部分中发射的电子形成图象的图象形成元件的第二基板，和在第一和第二基板之间设置的第一元件，该方法包括以下步骤：
用溅射工艺在第一元件的表面上形成氮化碳，在实施溅射工艺的同时，把负的偏置电压施加在第一元件的基底材料上。
26．一种制造图象形成装置的方法，该装置有带有电子发射部分的第一基板，面对第一基板和带有按照从电子发射部分中发射的电子形成图象的图象形成元件的第二基板，和在第一和第二基板之间设置的第一元件，该方法包括以下步骤：
把在第一元件表面上形成的氮化碳暴露在至少包含卤素或卤素化合物的气体中。
27．一种制造用于电子束装置的元件的方法，该装置有带有电子发射部分的第一基板，面对第一基板的第二基板，在第一和第二基板之间设置的第一元件作为用于电子束装置的元件，该方法包括以下步骤：
用溅射工艺在第一元件的表面上形成氮化碳，在实施溅射工艺的同时，把负的偏置电压施加在第一元件的基底材料上。
28．一种制造用于电子束装置的元件的方法，该装置有带有电子发射部分的第一基板，面对第一基板的第二基板，在第一和第二基板之间设置的第一元件作为用于电子束装置的元件，该方法包括以下步骤：
把在第一元件表面上形成的氮化碳暴露在至少包含卤素或卤素化合物的气体中。
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