CN1313623A - 平面型显示器 - Google Patents

平面型显示器 Download PDF

Info

Publication number
CN1313623A
CN1313623A CN01117805A CN01117805A CN1313623A CN 1313623 A CN1313623 A CN 1313623A CN 01117805 A CN01117805 A CN 01117805A CN 01117805 A CN01117805 A CN 01117805A CN 1313623 A CN1313623 A CN 1313623A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electron emission
negative electrode
grid
emission part
opening portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN01117805A
Other languages
English (en)
Inventor
小西守一
饭田耕一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN1313623A publication Critical patent/CN1313623A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/02—Main electrodes
    • H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/96—One or more circuit elements structurally associated with the tube
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J31/00—Cathode ray tubes; Electron beam tubes
    • H01J31/08—Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
    • H01J31/10—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes
    • H01J31/12—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes with luminescent screen
    • H01J31/123—Flat display tubes
    • H01J31/125—Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection
    • H01J31/127—Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection using large area or array sources, i.e. essentially a source for each pixel group

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)

Abstract

一种平面型显示器,包括:有电子发射部分的第一屏板;有电子辐射表面的第二屏板;驱动电子发射部分的电子发射部分驱动电路,其中在电子发射部分和电子发射部分驱动电路之间设置电子发射部分断开电路,用于防止电子发射部分和电子辐射表面之间的放电。

Description

平面型显示器
本发明涉及一种平面型显示器，例如冷阴极场发射显示器。
人们正在以各种方式研究能代替当前主流阴极射线管(CRT)、平板屏面(平面型)显示器的图象显示装置。这种平面型显示器包括液晶显示器(LCD)、电致发光显示器(ELD)和等离子体显示器(PDP)。也提出了一种能不依靠热激发从固体向真空射入电子的冷阴极场发射显示器，即所谓的场发射显示器(FED)，它从显示屏亮度和低能耗的角度吸引了人们的注意。
图82示出了冷阴极场发射显示器(下文有时简称为“显示器”)的典型结构，图83示出了第一屏板(panel)10和第二屏板20的一部分的分解视图。在该显示器中，第一屏板(阴极屏板)10和第二屏板(阳极屏板)20彼此面对面布置，在其圆周部分通过框架(未示出)彼此粘结起来，使得这两个屏板10和20之间的闭合空间组成真空空间。第一屏板10有作为电子发射元件的冷阴极场发射器件(下文有时称为“场发射器件”)。作为一个例子，图82示出了所谓的Spindt型场发射器件，每个场发射器件有由圆锥形电子发射电极16A构成的电子发射部分16。Spindt型场发射器件包括形成在支承件11上的条形阴极12，绝缘层13，形成在绝缘层13上的条形栅极14，和在形成在栅极14和绝缘层13中形成的开口部分15中形成的圆锥形电子发射电极16A。通常，对应于一层荧光层22形成预定数量的有预定布局的这种电子发射电极16A，这将在下文描述。从阴极驱动电路34通过阴极12向电子发射电极16A施加相对负的电压(扫描电压)，从栅极驱动电路31向栅极14施加相对的正电压(视频信号)。根据施加这些电压产生的电场，依据量子隧道效应，从电子发射电极16A的顶端发射电子。电子发射装置不限于上述spindt型场发射器件，在某些情况下，也可以使用其他类型的场发射器件，例如边缘型，平面型等。
第二屏板20包括形成在例如玻璃制成的衬底(substrate)21上的多个荧光层22(荧光层22R、22G和22B)，具有矩阵形状或条形形状的荧光层22，填充在一个荧光层22和另一个荧光层22之间的黑色矩阵23，形成在荧光层22和黑色矩阵23整个表面上的阳极24。从阳极驱动电路37向阳极24施加正电压，所施加的正电压高于施加给栅极14的正电压，阳极24用于将发射到真空空间的电子从电子发射电极16A向荧光层22引导。而且，阳极24还用于保护构成荧光层22的荧光颗粒溅射颗粒例如离子，且用于在电子激发的基础上将荧光层22发射的光反射到衬底21的侧面，从而在从衬底21的外部观察时提高显示屏的亮度。阳极24例如由铝薄膜制成。
通常，阴极12和栅极14在每个方向上形成条形，在所述方向上，这两个电极12和14的投影图象彼此直角交叉，通常在这两个电极12和14的投影图象的交迭区内布置多个场发射器件(交迭区对应于单色显示器中一个象素的区域或组成彩色显示器中一个象素的三个子象素中的一个子象素的区域)。而且，这种交迭区以二维矩阵形式布置在第一屏板10的有效区(用做实际显示屏的区域)内。每个象素由一组预定数量的场发射器件和荧光层22构成，这些场发射器件布置在第一屏板侧面上的阴极12和栅极14的交迭区内，荧光层22在第二屏板侧面上，面对这些场发射器件组。以上象素例如以几十万到几百万的数量级布置在有效区内。
第一屏板10和第二屏板20彼此隔开约0.1mm-1mm。向第二屏板20的阳极24施加高压(例如5Kv)。在该显示器中，在第一屏板10中形成的栅极14和第二屏板20中形成的阳极24之间有时发生放电，放电会在很大程度上损害图象的显示质量。在真空中出现放电的原理如下。首先，从电子发射电极16A发射的电子或离子在强电场下充当触发器，阳极24的温度由于从阳极驱动电路37向阳极24提供能量而局部升高，阳极24内部的包藏气被释放或者构成阳极24的材料被蒸发，这种释放或蒸发引起大规模放电(例如火花放电)。
为了在显示器上显示图象，向组成发光的象素的一个栅极(下文称为“所选栅极”)施加正电压VG-SL(例如，160V)。另一方面，向组成不发光的象素的栅极(下文称为“未被选择的栅极”)施加电压VG-NSL(例如，0V)。而且，向组成发光象素的阴极(下文称为“所选阴极”)施加电压VG-SL(例如，根据亮度至少0V但小于30V的电压)。另一方面，向组成不发光象素的阴极电压(下文称为“未被选择的阴极”)施加电压VC-NSL(例如，30V)。所以，在以最高亮度发光的象素中，在阴极12和栅极14之间存在160V的电压差，在最暗象素中，在阴极12和栅极14之间存在130V的电压差。图84A示意性地示出了上述状态。加到栅极14上的电压表示为“Vg”，加到阴极12上的电压表示为“Vc”。阳极24中的电压保持在5kV。图85A示出了在上述状态下所选栅极和所选阴极的电势。在图85A、85B和86中，空心三角形示出了一例阴极的电势，黑圆圈、实心圆圈和空心方块示出了栅极电势的离子，实心三角形示出了一例阳极。
如果现在假设在阳极24和栅极14之间开始出现放电，则栅极14的电势随时间的推移而增大，最终增大到接近阳极24的电势的电压V”G。栅极14的电势很容易被传送到栅极驱动电路31，并且有可能损坏栅极驱动电路31。而且，由于随着时间的推移栅极14的电势升高，阴极12和栅极14之间的电压差增大，发射的电子的过电流从电子发射电极16A流出，在电子发射电极16A和栅极14之间或电子发射电极16A和阳极24之间也发生放电，这对栅极14和/或电子发射电极16A造成永久损坏。而且，在电势升高的栅极14和电子发射电极16A之间发生放电时，阴极12的电势升高，该电势V”c很容易被传送到阴极驱动电路34，并且可能损坏阴极驱动电路34。图84B示意性地示出了上述状态。而且，图85B示意性地示出了在上述状态下所选栅极和所选阴极的电势，图86示意性地示出了所选栅极中的电势变化。在图85B和86中，t0示出了从放电开始到栅极电势升高开始经过的时间间隔(约2微秒)，t1示出了从放电开始到栅极电势到达约170V的那个时刻经过的时间间隔(约3微秒)，t2示出了从放电开始到栅极电势到达约2kV那个时刻经过的时间间隔(约5微秒)。
为了抑制阳极24和栅极14之间的放电，抑制充当放电触发器的电子和离子的发射时有效的，为此目的，需要严格控制颗粒。在生产第一屏板或具有第一屏板的显示器过程中完成上述颗粒控制在技术上很困难。
所以，本发明的目的是通过一种能在第一屏板和第二屏板之间可靠抑制放电的平面型显示器，使屏幕上的显示图象不降级。
根据本发明的第一方面，通过一种平面型显示器来实现以上目的，所述平面型显示器包括：有电子发射部分的第一屏板；有电子辐射表面的第二屏板；驱动电子发射部分的电子发射部分驱动电路，其中在电子发射部分和电子发射部分驱动电路之间设置电子发射部分断开电路，用于防止电子发射部分和电子辐射表面之间的放电。在本发明的平面型显示器中，第一屏板和第二屏板之间的闭合空间构成真空空间。第一屏板和第二屏板在其圆周部分用框架或不用框架彼此粘结。
在根据本发明第一方面的平面型显示器中，优选地，向电子发射部分断开电路施加第一预定电压VPD1，当与电子发射部分断开电路连接的电子发射部分的电势由于电子发射部分和电子辐射表面之间的放电达到第二预定电压VPD2时，电子发射部分断开电路以第一预定电压和第二预定电压之间的电压差(VPD2-VPD1)为基础进行操作。在这种情况下，理想地，考虑到防止电子发射部分驱动电路的击穿，满足|VOUT-MAXx-VPD1|＜VCOLAPSE，其中VCOLAPSE是电子发射部分驱动电路的击穿电压，VOUT-MAX是电子发射部分驱动电路输出电压的最大值。否则，理想地，考虑到防止电子发射部分驱动电路的击穿，满足|VOUT-MAX-VPD1|＜RMISSION·ICOLAPSE，其中ICOLAPSE是电子发射部分驱动电路的击穿电流，REMISSION是电子发射部分驱动电路和电子发射部分之间的电阻值。
在根据本发明第一方面的平面型显示器中，优选地，第二屏板包括衬底，荧光层和阳极。在这种情况下，进一步，最好采用这样的结构：还设置阳极驱动电路，在阳极和阳极驱动电路之间设置阳极断开电路以防止电子发射部分和电子辐射表面之间的放电。阳极断开电路的结构与本发明第二方面所述的平面型显示器中的阳极断开电路相同。
根据本发明的第二方面，上述目的通过一种平面型显示器来实现，所述平面型显示器包括：有电子发射部分的第一屏板；有荧光层和阳极组成的电子辐射表面的第二屏板；驱动阳极的阳极驱动电路，其中在阳极和阳极驱动电路之间设置阳极断开电路，用于防止电子发射部分和电子辐射表面之间的放电。
在根据本发明第二方面所述的平面型显示器中，优选地，当在电子发射部分和电子辐射表面之间未发生放电时，阳极断开电路处于不工作状态，当在电子发射部分和电子辐射表面之间发生放电时，阳极断开电路工作。而且，阳极断开电路最好在由于电子发射部分和电子辐射表面之间的放电而引起的在阳极和阳极驱动电路之间流动的电流的基础上操作。
阳极可以有这样的结构：有效区由一片导电材料覆盖，或者由这样的结构：阳极由单独对应一个或多个电子发射部分或单独对应一个或多个象素的阳极单元组成。当阳极有前一种结构时，需设置一个阳极断开电路。当阳极有后一种结构时，需设置数量与单元数量相等的阳极断开电路，或者需采用这样的结构：通过一条导线将阳极单元连接起来并且将一个阳极断开电路与该导线连接。
根据本发明的第三方面，以上目的通过一种平面型显示器来实现，所述平面型显示器包括：有电子发射部分的第一屏板；有电子辐射表面的第二屏板；驱动电子发射部分的电子发射部分驱动电路；布置在电子发射部分和电子辐射表面之间的屏蔽件；用于向屏蔽件施加电压的屏蔽件电压施加装置，其中在屏蔽件和屏蔽件电压施加装置之间设置屏蔽件断开电路，用于防止屏蔽件和电子辐射表面之间的放电。
在根据本发明第三方面的平面型显示器中，屏蔽件具有所谓的聚焦电极的功能。屏蔽件可以有这样的结构：有效区由一片导电材料覆盖，或者有这样的结构：屏蔽件由单独对应一个或多个电子发射部分或单独对应一个或多个象素的屏蔽件单元组成。当屏蔽件有前一种结构时，需设置一个屏蔽件断开电路。当屏蔽件有后一种结构时，需设置数量与单元数量相等的屏蔽件断开电路，或者需采用这样的结构：通过一条导线将这些单元连接起来并且将一个屏蔽件断开电路与该导线连接。聚焦电极指将从电子发射部分发射的电子路径向第二屏板的电子辐射表面会聚从而可以改善亮度和防止相邻象素之间的光学串扰的电极。为了使屏蔽件能充当聚焦电极，从屏蔽件电压施加装置向屏蔽件施加相对负的电压。屏蔽件可以与电子发射部分成一体，也可以与电子部分部分分开。要求屏蔽件有预先形成的开口部分，用于使电子发射部分发射的电子通过。该开口部分的结构可以是：一个开口部分对应一个电子发射部分，或者一个开口部分对应多个电子发射部分。
在根据本发明第三方面的平面型显示器中，第二屏板最好包括衬底、荧光层和阳极。在这种情况下，最好采用这种结构：还设置阳极驱动电路，在阳极和阳极驱动电路之间设置阳极断开电路以防止屏蔽件和电子辐射表面之间的放电。阳极断开电路的结构与本发明第二方面所述的平面型显示器中的阳极断开电路相同。否则，根据本发明第一方面的平面型显示器中的电子发射部分断开电路可以包含在本发明第三方面的平面型显示器中。
根据本发明第一至第三方面中任一方面所述的平面型显示器(平面型显示器下文有时统称为“本发明的平面型显示器”)可以有这样的结构：设有条形栅极和延伸方向与条形栅极不同的条形阴极，在条形栅极的投影图象和条形阴极的投影图象交迭的交迭区内形成电子发射部分，电子发射部分驱动电路包括与栅极连接的第一驱动电路和与阴极连接的第二驱动电路，第一驱动电路通过电子发射部分断开电路与栅极相连接。为方便起见，具有以上结构的平面型显示器称为“本发明第一结构平面型显示器”。
或者，本发明的平面型显示器可以有这样的结构：设有条形栅极和延伸方向与条形栅极不同的条形阴极，在条形栅极的投影图象和条形阴极的投影图象交迭的交迭区内形成电子发射部分，电子发射部分驱动电路包括与栅极连接的第一驱动电路和与阴极连接的第二驱动电路，第二驱动电路通过电子发射部分断开电路与阴极相连接。为方便起见，具有以上结构的平面型显示器称为“本发明第二结构平面型显示器”。
在根据本发明第一或第二结构的平面型显示器中，优选地，当电子发射部分和电子辐射表面之间未发生放电时，电子发射部分断开电路处于不工作状态，且当电子发射部分和电子辐射表面之间发生放电时，电子发射部分电路电路工作。
本发明的平面型显示器可以具有这样的结构：设有条形栅极和延伸方向与条形栅极不同的条形阴极，在条形栅极的投影图象和条形阴极的投影图象交迭的交迭区内形成电子发射部分，电子发射部分驱动电路包括与栅极连接的第一驱动电路和与阴极连接的第二驱动电路，电子发射部分断开电路包括设在栅极和第一驱动电路之间的第一断开电路和设在阴极和第二驱动电路之间的第二断开电路。为方便起见，具有以上结构的平面型显示器称为“本发明第三结构平面型显示器”。
在根据本发明第三结构的平面型显示器中，优选地，当电子发射部分和电子辐射表面之间未发生放电时，第一和第二断开电路处于不工作状态，当电子发射部分和电子辐射表面之间发生放电时，第一断开电路工作，第二断开电路在第一断开电路工作的基础上工作。
根据本发明第一、第二或第三结构的平面型显示器有这样的结构：第一屏板有多个冷阴极场发射器件，每个冷阴极场发射器件包括：
(a)支承件，
(b)形成在支承件上的阴极，
(c)形成在支承件和阴极上的绝缘层，
(d)形成在绝缘层上的栅极，
(e)形成穿过栅极和绝缘层的开口部分，以及
(f)在部分阴极上形成的电子发射电极，所述部分位于开口部分的底部，以及
在开口部分底部露出的部分电子发射电极相当于电子发射部分。
为方便起见，将具有上述结构的冷阴极场发射器件称为“具有第一结构的冷阴极场发射器件”。上述冷阴极场发射器件包括Spindt型(在冷阴极场发射器件中，在位于开口部分底部中的部分阴极上形成圆锥型电子发射电极)、冠型(在冷阴极场发射器件中，在位于开口部分底部中的部分阴极上形成冠型电子发射电极)以及平面型((在冷阴极场发射器件中，在位于开口部分底部中的部分阴极上形成平面型电子发射电极)。
或者，根据本发明第一、第二或第三结构的平面型显示器有这样的结构：第一屏板有多个冷阴极场发射器件，每个冷阴极场发射器件包括：
(a)支承件，
(b)形成在支承件上的阴极，
(c)形成在支承件和阴极上的绝缘层，
(d)形成在绝缘层上的栅极，以及
(e)形成穿过栅极和绝缘层的开口部分，开口部分有使阴极暴露的底部，以及
在开口部分底部露出的部分阴极相当于电子发射部分。
为方便起见，将具有上述结构的冷阴极场发射器件称为“具有第二结构的冷阴极场发射器件”。上述冷阴极场发射器件包括从阴极的平坦表面发射电子的平面型冷阴极场发射器件，和从具有半凸半凹面形状的阴极表面的凸部分发射电子的火山口型冷阴极场发射器件。
而且，根据本发明第一、第二或第三结构的平面型显示器有这样的结构：第一屏板有多个冷阴极场发射器件，每个冷阴极场发射器件包括：
(a)支承件，
(b)形成在支承件上面或上方且具有边缘部分的阴极，
(c)至少形成在支承件和阴极上的绝缘层，
(d)形成在绝缘层上的栅极，以及
(e)形成至少穿过栅极和绝缘层的开口部分，
边缘部分暴露在开口部分底部或侧壁上的阴极的边缘部分相当于电子发射部分。
为方便起见，将具有上述结构的冷阴极场发射器件称为“具有第三结构的冷阴极场发射器件”或边缘型冷阴极场发射器件。
而且，根据本发明第一、第二或第三结构的平面型显示器有这样的结构：第一屏板有多个冷阴极场发射器件，每个冷阴极场发射器件包括：
(a)由绝缘材料制成且形成在支承件上的条形垫片，
(b)由具有多个开口部分的条形材料层制成的栅极，
(c)电子发射部分，以及
条形材料层布置成与垫片的上表面接触并且使开口部分位于电子发射部分的上方。
为方便起见，将具有上述结构的冷阴极场发射器件称为“具有第四结构的冷阴极场发射器件”。在具有第一至第三结构中任一结构的冷阴极场发射器件中的电子发射电极或电子发射部分适用于具有第四结构的冷阴极场发射器件的电子发射部分。
用于驱动电子发射部分的电子发射部分驱动电路、第一驱动电路和第二驱动电路可以是已知结构的电路。而且，阳极驱动电路和屏蔽件电压施加装置可以是已知结构的电路。
根据本发明第一方面的平面型显示器中的电子发射部分断开电路、第一断开电路和第二断开电路以及根据本发明第三方面的平面型显示器中的屏蔽件断开电路例如可以是以下任何一种类型：MOS型FET(场效应晶体管)，MOS型FET和二极管的组合，n-沟道MOS型和p-沟道MOS型FET的组合，n-沟道MOS型、p-沟道MOS型FET和二极管的组合，TFT(薄膜晶体管)，TFT和二极管的组合，n-沟道型TFT和p-沟道型TFT的组合和n-沟道型TFT和p-沟道型TFT和二极管的组合，这些与电阻元件的组合。TET包括底部栅型和顶部栅型。
或者，根据本发明第一方面的平面型显示器中的电子发射部分断开电路、第一断开电路和第二断开电路以及根据本发明第三方面的平面型显示器中的屏蔽件断开电路包括放电管和齐钠二极管。为了防止故障，使放电管或齐钠二极管形成连续性的电压差最好大于连接放电管或齐钠二极管的驱动电压最大值和第一预定电压VPD1之间的电压差且大于连接放电管或齐钠二极管的驱动电压最小值和第一预定电压VPD1之间的电压差。
在根据本发明第二方面的平面型显示器中，阳极断开电路包括MOS型FET和电阻元件的组合。
电子发射部分断开电路、第一断开电路和第二断开电路或屏蔽件断开电路例如可并入第一屏板中，或者可以并入电子发射部分驱动电路、第一驱动电路、第二驱动电路或屏蔽件电压施加装置中。当电子发射部分断开电路、第一断开电路和第二断开电路或屏蔽件断开电路并入第一屏板中时，每个电路可以布置在无效场(充当实际显示屏的有效区外部、真空空间内部的场)内，或者布置在框架外。
阳极断开电路或屏蔽件断开电路例如可并入第二屏板中，或者阳极断开电路可并入阳极驱动电路中。当阳极断开电路并入第二屏板中时，它可以布置在无效场中或者框架外部。
在本发明的平面型显示器中，电子发射部分断开电路、第一断开电路、第二断开电路、阳极断开电路或屏蔽件电路可设置一种定时器，用于使其一旦开始工作就使其连续工作预定时间。定时器包括多谐振荡器。
组成具有第一、第二或第三结构的冷阴极场发射器件的材料或组成屏蔽件的材料包括从以下组中选择的至少一种金属，所述组包括：钨(W)，铌(Nb)，钽(Ta)，钛(Ti)，钼(Mo)，铬(Cr)，铝(Al)，铜(Cu)，金(Au)，银(Ag)，镍(Ni)，钴(Co)，锆(Zr)，铁(Fe)，铂(Pt)和锌(Zn)；包含这些金属元素的合金或化合物(例如，氮化物如氮化钛，硅化物如WSi2,MoSi2,TiSi2,TaSi2等)；半导体材料例如硅(Si)；导电材料氧化物例如氧化铟锡，氧化铟和氧化锌。当形成栅极时，通过已知的薄膜形成方法例如CVD法、溅射法、汽相淀积法、离子电镀法、电解电镀法、化学镀法、丝网印刷法、激光磨损法或溶胶凝胶法在绝缘层上形成上述材料制成的薄膜。当在绝缘层的整个表面上形成薄膜时，用已知的构图方法形成薄膜图案以形成条形栅极。开口部分可以在形成条形栅极之后形成在栅极中，或者在形成条形栅极的同时在栅极中形成开口部分。而且，如果在形成栅极的导电材料层之前在绝缘层上形成图形化的抗蚀层，则可通过剥离(lift-off)方法形成栅极。而且，如果用有形状对应于栅极形状的开口的掩膜执行汽相淀积，或者如果用具有开口的丝网执行丝网印刷，在形成薄膜之后构图就不再需要了。而且，可通过提前准备具有开口部分的条形材料层并将该条形材料层固定在垫片上形成栅极，从二得到具有第四结构的冷阴极场发射器件。
在具有第一结构的冷阴极场发射器件中，该装置为Spindt型冷阴极场发射器件，用于电子发射电极的材料包括钨，钨合金，钼，钼合金，钛，钛合金，镍，镍合金，钽，钽合金，铬，铬合金，和包含杂质的硅(多硅或无定形硅)。这些材料可单独使用或组合使用。
在具有第一结构的冷阴极场发射器件中，该装置为冠型场发射器件，用于电子发射装置的材料包括导电颗粒和导电颗粒与粘合剂的组合。导电颗粒的材料包括例如包含碳的材料例如石墨，耐高温金属例如钨(W)，铌(Nb)，钽(Ta)，钛(Ti)，钼(Mo)，铬(Cr)；以及透明导电材料例如ITC(氧化铟锡)。粘合剂包括玻璃例如水玻璃和通用树脂。通用目的的树脂包括热塑性树脂例如聚氯乙烯树脂，聚烯烃树脂，聚酰胺树脂，纤维素脂树脂和氟树脂，以及热固性树脂例如环氧树脂，丙烯酸树脂和聚酰树脂。为了提高电子发射效率，导电颗粒的颗粒尺寸最好小到足以与电子发射部分的尺寸相比。尽管没有特殊限制，但导电颗粒的形状为球形，多面体的，盘形的，针状的，柱形的或无定形的。导电颗粒的形状最好使得颗粒形成的暴露部分形成尖锐突起。具有不同尺寸和不同形状的导电颗粒可用作混合物。
在具有第一结构的冷阴极场发射器件中，该装置是平面型形场发射器件，电子发射电极最好由功函数φ小于阴极材料的材料组成。可以在阴极材料的功函数、栅极和阴极之间的电压差、发射的电子的要求的电流密度等的基础上选择电子发射电极的材料。冷阴极场发射器件的阴极材料的典型例子包括钨(φ=4.55eV)，铌(φ=4.02-4.87eV)、钼(φ=4.53-495eV)、铝(φ=4.28eV)、铜(φ=4.6eV)、钽(φ=4.3eV)、铬(φ=4.5eV)和硅(φ=4.9eV)。电子发射电极的材料的功函数φ最好小于这些材料的功函数，其功函数的值最好约3eV或更小。这种材料的例子包括碳(φ＜leV)，铯(φ=2.14eV),LaB6(φ=2.66-2.76eV),BaO(φ=1.6-2.7eV),SrO(φ=1.25-1.6eV),Y2O3(φ=2.0eV),CaO(φ=1.6-1.86eV),BaS(φ=2.05eV),TiN(φ=2.92eV)和ZrN(φ=2.92eV)。更可取的，电子发射电极由功函数为2eV或小于2eV的材料形成。不必须要求电子发射电极的材料具有导电性。
特别地，电子发射部分的材料最好是碳。具体地说，最好是金刚石，无定形金刚石更好。当电子发射电极由无定形金刚石形成时，可在电场强度为5×107V/m或5×107V/m以下处得到平面型显示器所需的发射的电子电流密度。而且，由于无定形金刚石是电阻碍器(resister)，因此能使从电子发射电极得到的发射电子电流形成均匀电流，于是能在将这种场发射器件并入平面型显示器中时抑制亮度波动。而且，由于无定形金刚石呈现显著的高持久性，阻止了平面型显示器中残留气体的离子溅射，从而使冷阴极场发射器件的寿命更长。
否则，在由第一结构的作为平面型冷阴极场发射器件冷阴极场发射器件中，电子发射电极的材料可从二次电子增益δ大于阴极导电材料的二次电子增益δ的材料中选择。即，可以从以下金属中适当选择上述材料，所述金属例如银(Ag)，铝(Al)，金(Au)，钴(Co)，铜(Cu)，钼(Mo)，铌(Nb)，镍(Ni)，铂(Pt)，钽(Ta)，钨(W)，和锆(Zr)；半导体例如硅(Si)和锗(Ge)；无机单质例如碳和金刚石；化合物例如氧化铝(Al2O3)，氧化钡(BaO)，氧化铍(BeO)，氧化钙(CaO)，氧化镁(MgO)，氧化锡(SnO2)，氟化钡(BaF2)和氟化钙(CaF2)。不必要求电子发射电极具有导电性。
在具有第二结构的冷阴极场发射器件(平面型冷阴极场发射器件或火山口型冷阴极场发射器件)或具有第三结构的冷阴极场发射器件(边缘型冷阴极场发射器件)中，与电子发射部分对应的冷阴极材料可以从以下金属中选择，所述金属例如钨(W)，钽(Ta)，铌(Nb)，钛(Ti)，钼(Mo)，铬(Cr)，铝(Al)，铜(Cu)，金(Au)和银(Ag)；这些金属的合金或化合物(例如，氮化物如TiN和硅化物如WSi2,MoSi2,TiSi2和TaSi2)；半导体例如金刚石；以及碳薄膜。尽管没有特殊限制，但以上阴极的厚度约在0.05-0.5μm的范围内，最好在0.1-0.3μm范围内。形成阴极的方法包括淀积法例如电子束淀积法和热拉灯丝淀积法，溅射法，CVD法或离子电镀法与蚀刻法组合，丝网印刷法和电镀法。当采用丝网印刷法或电镀法时，能直接形成条形阴极。
或者，在具有第二结构的冷阴极场发射器件(平面型冷阴极场发射器件或火山口型冷阴极场发射器件)中，具有第三结构的冷阴极场发射器件(边缘型冷阴极场发射器件)或具有第一结构的冷阴极场发射器件是平面型冷阴极场发射器件，阴极或电子发射电极可以由分散导电微粒制备的导电浆料形成。导电微粒的例子包括石墨粉；与氧化钡粉末、氧化锶粉末或金属粉末至少其中之一混合的石墨粉；金刚石微粒或包含氮、磷、硼或三唑这样的杂质的类金刚石(diamond-like)碳粉；碳纳管粉末；(Sr,Ba,Ca)CO3粉末；金刚砂粉末。考虑到降低阈值电场和提高电子发射部分的耐用性，最好选择石墨粉。导电微粒可以为球形或鳞片形，或者它们可以有固定或无定形形状。导电微粒的粒径不重要，只要它等于或小于阴极电子或发射电极的厚度或图案宽度。随着以上粒径的减小，每单位面积发射的电子数增加。但当以上粒径太小时，阴极或电子发射电极的导电性会变差。所以以上粒径的范围最好在0.01-4.0μm的范围内。这种导电微粒与玻璃成分或其他适当粘合剂混合，制备导电浆料，通过丝网印刷法形成导电浆料的理想图案，并焙烧图案，从而形成用作电子发射部分或电子发射电极的阴极。否则，可通过旋涂法与蚀刻法组合或通过剥离法形成用作电子发射部分或电子发射电极的阴极。
在具有第一结构的Spindt型或冠型冷阴极场发射器件中，阴极材料可以从以下金属中选择，所述金属例如W,Nb,Ta,Mo,Cr,Al和Cu；这些金属的合金和化合物(例如，氮化物如TiN和硅化物如WSi2,MoSi2,TiSi2和TaSi2)；半导体例如Si；FTO(氧化铟锡)。形成阴极的方法包括淀积法例如电子束淀积法和热拉灯丝法，溅射法，CVD法或离子电镀法与蚀刻法组合，丝网印刷法，电镀法和剥离法。当采用丝网印刷法或电镀法时，直接形成条形阴极。
在包括根据第一至第三结构其中一的平面型显示器或具有第一至第三结构其中之一的冷阴极场发射器件场发射器件的平面型显示器的本发明平面型显示器中，第二屏板最好包括衬底、荧光层和阳极。电子辐射表面根据第二屏板的结构由荧光层或阳极形成。
阳极材料可以根据平面型显示器的结构来选择。即，当平面型显示器是发射型(第二屏板相当于显示屏)及当阳极和荧光层以这种顺序层叠在衬底上时，不仅衬底而且阳极本身也要求是透明的，使用透明的导电材料例如ITO(氧化铟锡)。当平面型显示器是反射型(第一平板相当于显示屏)，或者当冷阴极场发射器件是发射型但当荧光层和阳极以这种顺序层叠在衬底上时，不仅能用ITO，而且可以从那些所讨论的关于阴极和栅极的材料中选择材料。
荧光层的荧光材料可以从快速电子激发型荧光材料或慢速电子激发型荧光材料中选择。当平面型显示器是单色显示器时，不需要为荧光材料构图。当平面型显示器是彩色显示器时，交替布置对应于三种基本色红(R)、绿(G)和蓝(B)的条形或点形荧光层。在一种图案的荧光层和另一个荧光层之间的缝隙中填充黑色矩阵，用于改善显示屏对比度。
阳极和荧光层的结构例子包括(1)在衬底上形成阳极，在阳极上形成荧光层(2)在衬底上形成荧光层，在荧光层上形成阳极。在上述结构(1)中，所谓的与阳极电连接的金属背膜可以形成在荧光层上。在上述结构(2)中，可以在阳极上形成金属背层。
条形栅极的投影图象和条形阴极的投影图象彼此以直角方向延伸，原因是能在结构上简化平面型显示器。在条形阴极的投影图象和条形栅极的投影图象交迭的交迭区(对应于一个像素区域或一个子像素区域)内形成电子发射部分(一个或多个冷阴极场发射器件)。通常，这种交迭区在第一屏板的有效区(用作实际显示屏的区域)中以二维矩阵形式布置。
在具有第一至第三结构中任一结构的冷阴极场发射器件中，开口部分(通过用与支承件的平面型平行的虚平面切割开口部分得到的形状)可以由任意形状，例如圆形、椭圆形、矩形或正方形，多边形、略圆的矩形或正方形或者略圆的多边形。开口部分例如可以通过各向同性蚀刻法或各向异性和各向同性蚀刻组合方法形成。可以采用一种结构，在该结构中，在栅极中形成一个开口部分，在绝缘层中形成与栅极中形成的一个开口部分相通的一个开口部分，在形成在绝缘层中的开口部分中形成一个或多个电子发射电极。另外，也可以采用一种结构，在该结构中，在栅极中形成多个开口部分，在绝缘层中形成与该开口部分相通的一个开口部分，在绝缘层中形成的开口部分中形成一个或多个电子发射电极。
绝缘层的材料包括SiO2,SiN,SiON,SOG(在玻璃上拔丝(spin on g1ass))，低熔点玻璃和玻璃浆料。这些材料可以依需要单独或组合使用。绝缘层可以通过己知方法形成，例如CVD法、敷贴法、溅射法或印刷法。
绝缘层可以形成分隔壁形。在这种情况下，在彼此相邻的条形阴极和另一个阴极之间的区域中形成分隔壁形的绝缘层，或者当用多个阴极作为一组时，可以在彼此相邻的一组和另一组之间的区域中形成绝缘层。分隔壁形的绝缘层材料可以从已知的电绝缘材料中选择。例如，可以使用通过将通常使用的低熔点材料与氧化铝这样的金属氧化物混合制备的材料。例如可以通过丝网印刷法、喷砂法、干膜法或感光法形成隔离壁形式的绝缘层。干膜法指在这种方法中，在支承件上层叠感光膜，通过曝光和显影去除在将形成隔离壁形式的绝缘层的部分中的感光膜，在通过去除感光膜形成的开口部分中填充绝缘层材料，完成绝缘层材料的焙烧。通过焙烧燃烧和去除感光膜，填充在开口部分中的绝缘层材料仍形成隔离壁形式的绝缘层。感光法指在该方法中，在支承件上形成隔离壁的绝缘层材料，通过曝光和显影对绝缘层材料进行构图，然后完成绝缘层材料的焙烧和烧结。在具有第四结构的冷阴极场发射器件中绝缘材料制成的条形垫片也通过与以上相同的方法形成。
电阻层可以形成在阴极和电子发射电极之间。另外，当阴极表面或阴极的边缘部分对应于电子发射部分时，阴极可以有导电材料层、电阻层和对应于电子发射部分的电子发射层构成的三层结构。电阻层能使冷阴极场发射器件的性能稳定并能得到均匀的电子发射特性。电阻层的材料包括含碳的材料，例如碳化硅(SiC)；SiN；半导体材料，例如无定形硅等；难熔的金属氧化物，例如氧化钌(RuO2)，氧化钽和氮化钽。可以通过溅射法、CVD法或丝网印刷法形成电阻层。电阻层的电阻值约为1×105-1×107Ω，最好几MΩ。
构成第一屏板的支承件或构成第二屏板的衬底可以是任何构件或衬底，只要它的表面是由电绝缘材料形成的。其例子包括玻璃衬底，表面上形成有绝缘膜的玻璃衬底，石英衬底，表面上形成有绝缘膜的石英衬底，以及表面上形成有绝缘膜的半导体衬底。
当第一屏板和第二屏板的周围部分彼此粘结时，它们可以用粘合层或玻璃或陶瓷这样的绝缘刚性材料制成的框架与粘合层的组合粘结起来。当组合使用框架合粘合层时，第一屏板合第二屏板之间面对的距离可以通过适当确定框架高度而调节成高于单独使用粘合层时得到的距离。当烧结的玻璃通常用作粘合层材料时，可以使用所谓的熔点大约为120至400℃的低熔点金属材料。低熔点金属材料包括In(铟；熔点157℃)；铟-金低熔点合金；含锡(Sn)的高温焊料，例如Sn80Ag20(熔点220-370℃)合Sn95Cug5(熔点227-370℃)；含铅(Pb)的高温焊料，例如Pb97.5Ag2.5(熔点304℃),Pb94.5Ag5.5(熔点304℃到365℃),Pb94.5Sn1.0(熔点309℃)；含锌(Zn)的高温焊料，例如Zn95Al5(熔点380℃)；含锡铅的标准焊料，例如Sn5PB95(熔点300-314℃)合Sn2PB98(熔点316-322℃)；铜焊材料，例如Au88Ga12(熔点381℃)(所有以上下标值显示原子％)。
当第一屏板、第二屏板和框架三个构件粘结时，这三个构件可以同时粘结，或者在第一阶段，第一屏板和第二屏板其中之一粘结到框架上，在第二阶段，第一屏板和第二屏板中的另一个粘结到框架上。当三个构件的粘结或在第二阶段的粘结在高度真空环境下完成时，一旦粘结，第一屏板、第二屏板、框架和粘合层所包围的空间成为真空。另外，在三个构件粘结之后，将第一屏板、第二屏板、框架和粘合层所包围的空间抽真空，从而得到真空空间。当在粘结之后执行抽真空时，在粘结期间大气中的压力可以是大气压或降低的压力，组成大气的气体可以是大气环境或包含氮气的惰性气体或者在元素周期表中0族下的气体(例如氩气)。
在粘结之后执行抽真空时，通过与第一和/或第二屏板预连接的尖头管抽真空。典型地，尖头管由玻璃管形成并用烧结玻璃或上述低熔点金属材料粘结到第一屏板和/或第二屏板的无效区域中形成的通孔周围。在空间达到预定真空度之后，通过热熔化密封尖头管。最好在密封之前对平面型显示器整体加热并降温，原因是可以通过抽真空将残留气体释放到空间中并从空间中去除。
在根据本发明第一方面的平面型显示器，在电子发射部分和电子发射部分驱动电路之间设置电子发射部分断开电路，用于防止电子发射部分和电子辐射表面之间的放电。因此，即使出现放电，电子发射部分断开电路也容易断开电子发射部分和电子发射驱动电路之间的电连接。在根据本发明第二方面的平面型显示器中，在阳极和阳极驱动电路之间设置阳极断开电路，用于防止电子发射部分和电子辐射表面之间的放电。因此，即使出现放电，阳极断开电路容易断开阳极和阳极驱动电路之间的电连接。在根据本发明第三方面的平面型显示器中，在屏蔽件和屏蔽件施压装置之间设置屏蔽件断开电路，用于防止屏蔽件和电子辐射表面之间的放电。因此，即使出现放电，屏蔽件断开电路容易断开屏蔽件和屏蔽件施压装置之间的电连接，以便不对屏蔽件施压装置造成有害影响，从而不进一步对电子发射部分和电子发射部分驱动电路造成有害影响。
下面参考附图详细说明本发明的实施例。
图1是例1中具有第一结构的平面型显示器的概念图；
图2A和2B是例1中栅极和阴极电势变化和电子发射部分断开电路的操作状态的示意图；
图3是例1中具有第一结构的平面型显示器的局部示意性端视图；
图4是例1中具有第一结构的平面型显示器变形例的概念图；
图5是例1中具有第一结构的平面型显示器另一个变形例的概念图；
图6是例2中具有第二结构的平面型显示器的概念图；
图7A和7B是例2中栅极和阴极电势变化和电子发射部分断开电路的操作状态的示意图；
图8是例2中具有第一结构的平面型显示器的局部示意性端视图；
图9是例3中具有第三结构的平面型显示器的概念图；
图10A和10B是例3中栅极和阴极电势变化和电子发射部分断开电路的操作状态的示意图；
图11是例3中具有第一结构的平面型显示器的局部示意性端视图；
图12是例3中具有第三结构的平面型显示器一个变形例的概念图；
图13是例3中具有第三结构的平面型显示器另一个变形例的概念图；
图14是例3中具有第三结构的平面型显示器另一个变形例的概念图；
图15是例4中具有第一结构的平面型显示器的概念图；
图16是例4中具有第一结构的平面型显示器变形例的概念图；
图17是例4中具有第一结构的平面型显示器另一个变形例的概念图；
图18是例5中具有第二结构的平面型显示器的概念图；
图19是例5中具有第二结构的平面型显示器变形例的概念图；
图20是例6中具有第三结构的平面型显示器的概念图；
图21是出现放电时阳极电流和阴极电流变化的示意图；
图22是例6中具有第三结构的平面型显示器变形例的概念图；
图23是例6中具有第三结构的平面型显示器另一个变形例的概念图；
图24是例7的平面型显示器的概念图；
图25是例7的平面型显示器变形例的概念图；
图26是例7的平面型显示器另一个变形例的概念图；
图27是例7的平面型显示器再一个变形例的概念图；
图28A和28B是例7的平面型显示器有计时器和没有计时器时阳极电势和阳极电流变化的示意图；
图29是例8的平面型显示器的概念图；
图30是例8的平面型显示器变形例的概念图；
图31是例8的平面型显示器另一个变形例的概念图；
图32是例9的平面型显示器的概念图；
图33是在例9的平面型显示器中出现放电的基础上各部分中电势变化的示意图；
图34是例9的平面型显示器变形例的概念图；
图35是例9的平面型显示器另一个变形例的概念图；
图36A和36B是支承件等的局部示意性端视图，用于解释具有第一结构的冷阴极场发射器件的制造方法，所述器件是Spindt型冷阴极场发射器件；
图37A和37B5，接着图36B，是支承件等的局部示意性端视图，用于解释具有第一结构的冷阴极场发射器件的制造方法，所述器件是Spindt型冷阴极场发射器件；
图38A-38D是衬底等的局部示意性端视图，用于解释第二屏板(阳极板)的制造方法；
图39A和39B是支承件等的局部示意性端视图，用于解释具有第一结构的冷阴极场发射器件的制造方法，所述器件是冠型冷阴极场发射器件；
图40A-40C，接着图39B，是支承件等的局部示意性端视图，用于解释具有第一结构的冷阴极场发射器件的制造方法，所述器件是冠型冷阴极场发射器件；
图41A和41B，接着图40C，是支承件等的局部示意性端视图和示意性透视图，用于解释具有第一结构的冷阴极场发射器件的制造方法，所述器件是冠型冷阴极场发射器件；
图42A-42C是支承件等的局部示意性端视图和示意性透视图，用于解释具有第一结构的冷阴极场发射器件的制造方法，所述器件是平面型冷阴极场发射器件；
图43A-43C是支承件等的局部示意性端视图和示意性透视图，用于解释具有第一结构的冷阴极场发射器件变形例的制造方法，所述器件是平面型冷阴极场发射器件；
图44A和44B是支承件等的局部示意性端视图和示意性透视图，用于解释具有第一结构的冷阴极场发射器件另一个变形例的制造方法，所述器件是平面型冷阴极场发射器件；
图45A和45B，接着图44B，是支承件等的局部示意性端视图，用于解释具有第一结构的冷阴极场发射器件变形例的制造方法，所述器件是平面型冷阴极场发射器件；
图46A-46C是支承件等的局部示意性截面图，用于解释具有第二结构的冷阴极场发射器件的制造方法，所述器件是平面型冷阴极场发射器件；
图47A和47B是具有第二结构的冷阴极场发射器件变形例的局部示意性截面图，所述器件是平面型冷阴极场发射器件；
图48是具有第二结构的冷阴极场发射器件变形例的局部示意性截面图，所述器件是平面型冷阴极场发射器件；
图49A和49B是支承件等的局部示意性端视图和示意性透视图，用于解释具有第二结构的冷阴极场发射器件变形例的制造方法，所述器件是平面型冷阴极场发射器件；
图50A和50B，接着图49A和49B，是支承件等的局部示意性端视图和局部透视图，用于解释具有第二结构的冷阴极场发射器件另一个变形例的制造方法，所述器件是平面型冷阴极场发射器件；
图51A和51B，接着图50A和50B，是支承件等的局部示意性端视图和局部透视图，用于解释具有第二结构的冷阴极场发射器件变形例的制造方法，所述器件是平面型冷阴极场发射器件；
图52A和52B，接着图51A和51B，是支承件等的局部示意性端视图，用于解释具有第二结构的冷阴极场发射器件变形例的制造方法，所述器件是平面型冷阴极场发射器件；
图53A-53C是支承件等的局部示意性端视图，用于解释具有第二结构的冷阴极场发射器件另一个变形例的制造方法，所述器件是平面型冷阴极场发射器件；
图54A-54C是支承件等的局部示意性端视图，用于解释具有第二结构的冷阴极场发射器件再一个变形例的制造方法，所述器件是平面型冷阴极场发射器件；
图55A和55B是支承件等的局部示意性端视图，用于解释具有第二结构的冷阴极场发射器件再一个变形例的制造方法，所述器件是平面型冷阴极场发射器件；
图56A和56B，接着图55B，是支承件等的局部示意性端视图，用于解释具有第二结构的冷阴极场发射器件变形例的制造方法，所述器件是平面型冷阴极场发射器件；
图57A-57C是具有第三结构的冷阴极场发射器件的局部示意性截面图，所述器件是边缘型冷阴极场发射器件；
图58A-58C是支承件等的局部示意性端视图，用于解释具有第三结构的一例冷阴极场发射器件的制造方法，所述器件是边缘型冷阴极场发射器件；
图59A和59B是支承件等的局部示意性端视图，用于解释具有图62所示Spindt型冷阴极场发射器件的制造方法[Spindt型场发射器件：制造方法的变形1]；
图60A和60B，接着图59B，是支承件等的局部示意性端视图，用于解释具有图62所示Spindt型冷阴极场发射器件的制造方法[Spindt型场发射器件：制造方法的变形1]；
图61A和61B，接着图60B，是支承件等的局部示意性端视图，用于解释具有图62所示Spindt型冷阴极场发射器件的制造方法[Spindt型场发射器件：制造方法的变形1]；
图62是在[Spindt型场发射器件：制造方法的变形1]中得到的Spindt型冷阴极场发射器件的局部示意性端视图；
图63A和63B示出了如何形成圆锥形电子发射部分；
图64A-64C是抗蚀层选择比率和电子发射部分的高度、形状之间关系的示意图；
图65A和65B是支承件等局部示意性端视图，用于解释[Spindt型场发射器件：制造方法的变形-2]；
图66A和66B，接着图65B，是支承件等局部示意性端视图，用于解释[Spindt型场发射器件：制造方法的变形-2]；
图67A和67B，接着图66B，是支承件等局部示意性端视图，用于解释[Spindit型场发射器件：制造方法的变形-2]；
图68A和68B示出了正被蚀刻的材料表面轮廓如何以恒定时间间隔变化；
图69A和69B是支承件等局部示意性端视图，用于解释[Spindt型场发射器件：制造方法的变形-3]；
图70，接着图69B，是支承件等局部示意性端视图，用于解释[Spindt型场发射器件：制造方法的变形-3]；
图71是在[Spindt型场发射器件：制造方法的变形-4]中制造的Spindt型冷阴极场发射器件的局部示意性端视图；
图72A和72B是支承件等局部示意性端视图，用于解释[Spindt型场发射器件：制造方法的变形-4]；
图73A和73B，接着图72B，是支承件等局部示意性端视图，用于解释[Spindt型场发射器件：制造方法的变形-4]；
图74A和74B，接着图73B，是支承件等局部示意性端视图，用于解释[Spindt型场发射器件：制造方法的变形-4]；
图75A和75B是支承件等局部示意性端视图，用于解释[Spindt型场发射器件：制造方法的变形-5]；
图76A和76B，接着图75B，是支承件等局部示意性端视图，用于解释[Spindt型场发射器件：制造方法的变形-5]；
图77是支承件等局部示意性端视图，用于解释[Spindt型场发射器件：制造方法的变形-6]；
图78是[平面型场发射器件(No.3)]的局部示意性端视图；
图79A和79B是[平面型场发射器件(No.4)]的局部示意性截面图和平面图；
图80A-80D示出了多个栅极开口部分的示意性平面图；
图81是根据本发明第三方面的平面型显示器中电子发射部分和屏蔽件的局部示意性端视图；
图82示出了传统冷阴极场发射显示器的典型结构图；
图83是第一屏板和第二屏板各部分的示意性分解透视图；
图84A和84B是解释传统冷阴极场发射显示器问题的图；
图85A和85B是显示所选栅极和所选阴极的电势的示意图；
图86是在出现放电时所选栅极中电势变化的示意图。
例1-6将解释具有本发明第一方案所示的各种结构的平面型显示器(具体为冷阴极场发射显示器)，例7将解释根据本发明第二方案的平面型显示器(具体地说，冷阴极场发射显示器)，例8和9解释根据本发明第三方案的平面型显示器(具体地说，冷阴极场发射显示器)。进一步，例10解释各种冷阴极场发射器件(下文简称为“场发射器件”)的结构。
例1
例1涉及根据本发明第一方案的平面型显示器(具体地说，冷阴极场发射显示器)进一步涉及根据第一结构所述的平面型显示器。图1示出了例1的平面型显示器的概念图，图3示出了其局部示意性端视图。平面型显示器包括有电子发射部分16的第一屏板(阴极板)10有电子辐射表面的第二屏板(阳极板)20，驱动电子发射部分16的电子发射部分驱动电路31和34，平面型显示器在电子发射部分16和电子发射部分驱动电路之间设有电子发射部分断开电路，用于防止电子发射部分16和电子辐射表面之间的放电。更具体地说，例1的平面型显示器有条形栅极14和条形阴极12，条形阴极12的延伸方向与条形栅极14的延伸方向不同，电子发射部分16位于条形栅极14的投影图象和条形阴极12的投影图象交迭的交迭区中。电子发射部分驱动电路包括与条形栅极14连接的第一驱动电路31和与阴极12连接的第二驱动电路34。第一驱动电路31通过电子发射部分断开电路32与栅极14连接。下面详细说明电子发射部分或Spindt型电子发射电极16A的结构。
第二屏板20包括在例如玻璃制成的衬底21上形成的多层矩阵或条形荧光层22，在荧光层22之间填充黑色矩阵23，在荧光层22和黑色矩阵23上形成阳极24。从阳极驱动电路37向阳极24施加的正电压高于加到栅极14上的正电压，阳极24用于将发射到真空中的电子从电子发射电极16A引向荧光层22。而且，阳极24不仅保护组成荧光层22的荧光颗粒不溅射离子这样的颗粒，而且由于电子激发是荧光层22发射的光朝衬底侧反射，从而提高从衬底21的外面看到的荧光屏亮度。阳极24例如由铝薄膜制成。
电子发射部分断开电路32在电子发射部分16和电子辐射表面(具体说是阳极24)之间不发生放电时处于不工作状态，它在电子发射部分16和电子辐射本发明之间发生放电时工作。具体地说，电子发射部分断开电路32包括n-沟道底部栅型TFT(TR1,TR2,TR3…)，公用线33和电阳元件(电阻R)。上述电阻R的一端连接公用线33，另一端接地。组成电子发射部分断开电路32的TFT(TR1,TR2,TR3…)的一个源极/漏极区和栅极区连接在第一驱动电路31和栅极14之间，TFT(TR1,TR2,TR3…)的另一个源极/漏极区通过公用线33和电阻R接地。电子发射部分断开电路32还包括二极管(D11,D21,D32…)，二极管(D11,D21,D32…)位于TFT(TR1,TR2,TR3…)的栅极区和第一驱动电路(栅极驱动电路)31之间。阴极12与第二驱动电路(阴极驱动电路)34连接，二极管(D11,D21,D32…)位于阴极12和第二驱动电路34之间。组成电子发射部分断开电路32的TFT(TR1,TR2,TR3…)在其栅极区有VG或低于VG的电势(例如160V或更低)时处于完全非连续性状态，在V′G或高于V′G的电势(例如170V或更高)时处于完全连续性状态。在电势大于VG但小于V′G伏时，它们处于不完全连续性状态。
为了在平面型显示器上显示图象，向组成发光像素的所选栅极施加正电压VG-SL(例如160伏)。另一方面，向组成不发光像素的未选栅极施加电压VG-NSL(例如0伏)。而且，向组成发光像素的所选阴极施加VC-NSL(例如根据亮度至少0伏但小于30伏)。另一方面，向组成不发光像素的未选阴极施加电压VG-NSL(例如30伏)。图2A示意性地示出了以上状态。所以，在最亮的像素中阴极12和栅极14之间的电压差是160伏，最暗像素中阴极12和栅极14之间的电压差是130伏。在图2中，TFT(TR1,TR2,TR3…)简单示为“TR”，二极管(D11,D21,D31…)和(D12,D22,D32…)简单示为“D1”和“D2”。而且，加到栅极14和阴极12上的电压分别示为“Vg”和“Vc”。
当在阴极12和栅极14之间开始放电时，栅极14的电势随时间的流逝而增大。当栅极14的电势达到V′G或更高时，组成连接到这样一个栅极14的电子发射部分断开电路32的TFT(TR1,TR2,TR3…)变成完全连续性状态，这种栅极14通过电阻R接地。上述操作在几微妙内完成。结果，显示在屏幕上的图象部分未在平面型显示器中，但可以可靠避免第一驱动电路(栅极驱动电路)31损坏。而且，阴极12和栅极14之间的电压差减小，以便不对栅极14和电子发射部分16造成永久影响。当栅极14的电势减小到VG或更低时，组成电子发射部分断开电路32的TFT(TR1,TR2,TR3…)进入完全非连续性状态。结果平面型显示器自动恢复在屏幕上显示图象的操作。以上操作重复进行直至阳极24和栅极14之间的放电消失。如果计时器与组成电子发射部分断开电路32的TFT(TR1,TR2,TR3…)连接，则在一段时间内阻止TFT(TR1,TR2,TR3…)变成完全非连续性状态，以便更可靠地去除阳极24和栅极14之间的放电。
图4示出了例1的平面型显示器的一个变形例。该变形例的平面型显示器与图1所示的平面型显示器不同，区别在于组成电子发射部分断开电路32的TFT(TR1,TR2,TR3…)的另一个源极/漏极区通过电阻(R1,R2,R3…)接地。变形的平面型显示器在其他方面的构造和结构相同。
图5示出了图1所示例1中平面型显示器的变形例。该变形的平面型显示器与图1所示的平面型显示器不同，区别在于二极管(D13,D23,D33…)位于组成电子发射部分断开电路32的TFT(TR1,TR2,TR3…)的另一个源极/漏极区和栅极14之间。变形例在其他方面的构造和结构相同。当如上所述布置二极管(D13,D23,D33…)时，导致不放电的栅极14的电势增大到V′G，由于相邻栅极14之间的电压差而能防止相邻栅极14之间发生放电。
组成电子发射部分断开电路32的TFT(TR1,TR2,TR3…)和二极管(D13,D23,D33…)等可以用已知TFT制造方法和已知的二极管制造方法形成在无效区域中。TFT不仅可以是底部栅型，而且可以是顶部栅型。下述场发射器件最好在第一屏板上形成TFT(TR1,TR2,TR3…)和二极管(D13,D23,D33…)等之后形成。组成电子发射部分断开电路32的TFT(TR1,TR2,TR3…)和二极管(D11,D21,D31…)等可以布置在第一屏幕外侧部分上的区域中，第一屏板10和第二屏板20在该区域粘结(该区域称为“周围区域”)或者不止在无效区域和周围区域中。或者，组成电子发射部分断开电路32的晶体管可包括MOS型FET。而且，电子发射部分断开电路32可以并入第一驱动电路31中。下文所述的例2和3中的电子发射部分断开电路、第一断开电路和第二断开也是象上面那样组成的。
例2
例2涉及根据本发明第一方案的平面型显示器，进一步涉及根据第二结构的平面型显示器。图6示出了例2的平面型显示器的概念图，图8示出了其局部示意性端视图。平面型显示器包括条形栅极14和条形阴极12，条形栅极14和条形阴极12的延伸方向不同，电子发射部分16位于条形栅极14的投影图象和条形阴极12的投影图象交迭的交迭区中。电子发射部分驱动电路包括与栅极14连接的第一驱动电路31和与阴极12连接的第二驱动电路34。第二驱动电路34通过电子发射部分断开电路35与阴极12相连接。
第二屏板20的结构与例1所解释的第二屏板20的结构相同，因此其说明从略。
电子发射部分断开电路35在电子发射部分16和电子辐射表面(具体说是阳极24)之间不发生放电时处于不工作状态，它在电子发射部分16和电子辐射表面之间发生放电时工作。具体地说，电子发射部分断开电路35包括n-沟道型底部栅型TFT(TR1,TR2,TR3…)。组成电子发射部分断开电路35的TFT(TR1,TR2,TR3…)的一个源极/漏极区和栅极区连接在第二驱动电路34和阴极12之间，另一个源极/漏极区通过公用线36与具有预定电势的电源Vd连接。电子发射部分断开电路35还包括二极管(D12,D22,D32…)，二极管(D12,D22,D32…)布置在组成电子发射部分断开电路35和第二驱动电路(阴极驱动电路)34的TFT(TR1,TR2,TR3…)之间。栅极14连接第一驱动电路(栅极驱动电路)31，二极管(D11,D21,D31…)布置在栅极14和第一驱动电路31之间。组成电子发射部分断开电路35的TFT(TR1,TR2,TR3…)在其栅极电势为Vc伏或更低(Vc＞VC-NSL)时处于完全非连续性状态，它们在电势为V′c伏或更高(V′c＞Vc)时进入完全连续性状态。在电势大于Vc伏但小于V′c伏时，TFT(TR1,TR2,TR3…)处于不完全连续性状态。
为了在平面型显示器上显示图象，向组成发光像素的所选栅极施加正电压VG-SL(例如160伏)。另一方面，向组成不发光像素的未选栅极施加电压VG-NSL(例如0伏)。而且，向组成发光像素的所选阴极施加电压Vc-SL(例如根据亮度至少0伏但小于30伏)。另一方面，向组成不发光像素的未选阴极施加电压VC-NSL(例如30伏)。图7A示意性地示出了上述状态。因此，在最亮像素中阴极12和栅极14之间的电压差是160伏，在最暗像素中阴极12和栅极14之间的电压差是130伏。在图7中，TFT(TR1,TR2,TR3…)简单示为“TR”，二极管(D11,D21,D31…)和(D12,D22,D32…)简单示为“D1”和“D2”。而且，加到栅极14和阴极12上的电压分别示为“Vg”和“Vc”。
当阳极24和栅极14之间开始放电时，栅极14的电势随时间的流逝而增大。但是由于二极管(D11,D21,D31…)布置在栅极14和第一驱动电路(栅极驱动电路)31之间，因此可以防止损坏第一驱动电路31。随着时间的流逝，栅极14的电势增大的结果是在阴极12中发生放电，阴极12的电势也增大。而且，当阴极12的电势达到V′c或更高时，组成连接到阴极12的电子发射部分断开电路35的TFT(TR1,TR2,TR3…)变成完全连续性状态，阴极12具有Vd伏的电势。图7B示意性地示出了以上状态。以上操作在几微妙内完成。结果，显示在屏幕上的图象部分未在平面型显示器中，但可以可靠避免第二驱动电路(阴极驱动电路)34损坏。而且，能防止电子发射部分16的永久损坏。当阴极12的电势减小到Vc或更低时，组成电子发射部分断开电路35的TFT(TR1,TR2,TR3…)进入完全非连续性状态。结果平面型显示器自动恢复在屏幕上显示图象的操作。以上操作重复进行直至阳极24和阴极12之间的放电消失。如果计时器与组成电子发射部分断开电路35的TFT(TR1,TR2,TR3…)连接，则在一段时间内阻止TFT(TR1,TR2,TR3…)变成完全非连续性状态，以便更可靠地去除阳极24和阴极12之间的放电。
例3
例3涉及根据本发明第一方案的平面型显示器，进一步涉及根据第三结构的平面型显示器。图9示出了例3的平面型显示器的概念图，图11示出了其局部示意性端视图。例3的平面型显示器包括条形栅极14和条形阴极12，条形栅极14和条形阴极12的延伸方向不同，电子发射部分16位于条形栅极14的投影图象和条形阴极12的投影图象交迭的交迭区中。电子发射部分驱动电路包括与栅极14连接的第一驱动电路(栅极驱动电路)31和与阴极12连接的第二驱动电路(阴极驱动电路)34。电子发射部分断开电路包括设在栅极14和第一驱动电路31之间的第一断开电路32A和设在阴极12和第二驱动电路34之间的第二断开电路35A。
第二屏板20的结构与例1所解释的第二屏板20的结构相同，因此其说明从略。
当在电子发射部分16和电子辐射表面未发生放电时，第一和第二断开电路32A和35A处于不工作状态。当在电子发射部分16和电子辐射表面之间放生放电时，第一断开电路32A操作，在第一断开电路32A操作的基础上，第二断开电路35A操作。具体地说，第一断开电路32A包括n-沟道型底部型TFT(TR11,TR21,TR31…)。以上TFT称为“第一TFT”。组成第一断开电路32A的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)的一个源极/漏极区和栅极连接在第一驱动电路31和栅极14之间，其另一个源极/漏极区连接组成电子发射部分断开电路的公用线33。第一断开电路32A该包括二极管(D11,D21,D31…)，二极管(D11,D21,D31…)布置在第一TFT(TR11,TR21,TR31…)的栅极区和第一驱动电路(栅极驱动电路)31之间。
第二断开电路35A包括p-沟道型底部栅型TFT(TR12,TR22,TR32…)和n-沟道型底部栅型TFT(TR13,TR23,TR33…)。P-沟道型底部栅型TFT(TR12,TR22,TR32…)称为“第二TFT”，n-沟道型底部栅型TFT(TR13,TR23,TR33…)称为“第三TFT”。组成第二断开电路35A的第二TFT(TR12,TR22,TR32…)的一个源极/漏极区连接在第二驱动电路34和阴极12之间，其另一个源极/漏极区和栅极区连接到公用线33并通过组成电子发射部分断开电路的电阻电阻(ER1,R2,R3…)接地。而且，组成第二断开电路35A的第三TFT(TR13,TR23,TR33…)的一个源极/漏极区与第二TFT(TR12,TR22,TR32…)的一个源极/漏极区连接，另一个源极/漏极区连接第二驱动电路34,第三TFT(TR13,TR23,TR33…)的栅极区连接第二TFT(TR12,TR22,TR32…)的另一个源极/漏极区。
组成第一断开电路32A的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)和组成第二断开电路35A的第二TFT(TR12,TR22,TR32…)在其栅极区的电势为VG或更低时(例如160伏或更低)时处于完全非连续性状态，在电势为V′G伏或更高(例如170伏或更高)时它们进入完全连续性状态。在电势大于VG伏但小于V′G伏时，它们处于不完全连续性状态。组成第二断开电路35A的第三TFT(TR13,TR23,TR33…)在其栅极区的电势为Vc伏或更低(VG＞=Vc，例如150伏或更低)时处于完全连续性状态，在电势为V′C或更高(V′G＞=V′c，例如160伏或更高)时，它们变成完全非连续性状态。在电势超过Vc伏但低于V′c伏时，处于不完全连续性状态。
为了在平面型显示器上显示图象，向组成发光像素的所选栅极施加正电压VG-SL(例如160伏)。另一方面，向组或不发光像素的未选栅极施加电压VG-NSL(例如0伏)。而且，向组成发光像素的所选阴极施加电压VC-SL(例如根据亮度至少0伏但小于30伏)。另一方面，向组成不发光像素的未选阴极施加电压VC-NSL(例如30伏)。图10A示意性地示出了上述状态。因此，在最亮像素中阴极12和栅极14之间的电压差是160伏，在最暗像素中阴极12和栅极14之间的电压差是130伏。在图10中，第一TFT(TR11,TR21,TR31…)、第二TFT(TR12,TR22,TR32…)和第三TFT(TR13,TR23,TR33…)简单示为“TR1”“TR2”“TR3”，二极管(D1,D2,D3…)简单示为“D”，电阻(R1,R2,R3…)简单示为“R”。而且，加到栅极14和阴极12上的电压分别示为“Vg”和“Vc”。
当阳极24和栅极14之间开始放电时，栅极14的电势随着时间的流逝增大。当栅极14的电势变成V′G伏或更高时，组成连接到这样一个栅极14的第一断开电路32A的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)变成处于完全连续性状态，公用线33的电势也变成V′G伏。结果，组成连接到公用线33的第二断开电路35A的所有第二TFT(TR12,TR22,TR32…)也变成完全连续性状态。另一方面，组成第二断开电路35A的第三TFT(TR13,TR23,TR33…)变成完全非连续性状态。图10B示意性地示出了以上状态。以上操作在几微妙内完成。结果，显示在屏幕上的图象部分未在平面型显示器中，但可以可靠避免第一驱动电路(栅极驱动电路)31和第二驱动电路(阴极驱动电路)34损坏。而且，阴极12和栅极14之间的电压差不增大，也不对电子发射部分16造成永久损坏。当栅极14的电势减小到VG或更低时，组成第一断开电路35A的的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)进入完全非连续性状态。结果组成第二断开电路35A的的第二TFT(TR12,TR22,TR32…)也进入完全非连续性状态，第三TFT(TR13,TR23,TR33…)进入完全非连续性状态。结果，平面型显示器自动恢复在屏幕上显示图象的操作。以上操作重复进行直至阳极24和栅极14之间的放电消失。如果计时器与组成第一断开电路32A的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)连接，则在一段时间内阻止组成第一断开电路32A的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)变成完全非连续性状态，以便更可靠地去除阳极24和栅极14之间的放电。
图12示出了例3的平面型显示器。该变形例的平面型显示器与图9的平面型显示器不同，区别在于二极管(D12,D22,D32…)布置在组成第一断开电路32A的第一TFT(TR31,TR32,TR33…)的另一个源极/漏极区和栅极14之间。在其他方面，变形例的构造和结构相同。当如上所述布置二极管(D12,D22,D32…)时，不导致放电的栅极14的电势增大到V′G，可以防止由于相邻栅极14之间的电压差导致的相邻栅极14之间发生放电。
图13示出了例3的另一个平面型显示器的变形例。在该变形例中，第二断开电路35A包括第二TFT(TR12,TR22,TR32…)和二极管(D12,D22,D32…)。第二TFT(TR12,TR22,TR32…)的一个源极/漏极区连接到阴极12,其另一个源极/漏极区连接到二极管(D12,D22,D32…)的一端。第二TFT(TR12,TR22,TR32…)的栅极区连接到公用线33。二极管(D12,D22,D32…)的另一端连接到第二驱动电路34。
组成第一断开电路32A的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)在其栅极区的电势为VG伏或更低时(例如160伏或更低)处于完全非连续性状态，在V′G或高于V′G的电势(例如170V或更高)时处于完全连续性状态。在电势大于VG但小于V′G伏时，它们处于不完全连续性状态。组成第二断开电路35A的第二TFT(TR12,TR22,TR32…)在其栅极区电势为Vc伏或更低(VG＞=Vc’例如150伏或更低)时处于完全连续性状态，它们在电势为V′c伏或更高(V′G＞=V′c，例如160伏或更高)时进入完全非连续性状态。在电势大于Vc伏但小于V′c伏时，它们处于不完全连续性状态。
当阳极24和栅极14之间开始放电时，栅极14的电势随时间的流逝而增大。而且，当栅极14的电势达到V′G或更高时，组成连接到栅极14的第一断开电路32A的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)变成完全连续性状态，公用线33的电势也变成V′G伏。结果，组成连接到公用线33的第二断开电路35A的酥油第二TFT(TR12,TR22,TR32…)也变成处于完全连续性状态。结果，显示在屏幕上的图象部分未在平面型显示器中，但可以可靠避免第一驱动电路(栅极驱动电路)31和第二驱动电路(阴极驱动电路)34损坏。而且，能防止阴极12和栅极14之间的电压差不增大很多，也不会对上级和电子发射部分16造成永久损坏。当栅极14的电势减小到VG或更低时，组成第一断开电路35A的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)进入完全非连续性状态，组成第二断开电路35A的第二TFT(TR12,TR22,TR32…)进入完全连续性状态。结果平面型显示器自动恢复在屏幕上显示图象的操作。以上操作重复进行直至阳极24和栅极14之间的放电消失。如果计时器与第一断开电路32A的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)连接，则在一段时间内阻止第一断开电路32A的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)变成完全非连续性状态，以便更可靠地去除阳极24和栅极14之间的放电。
图14示出了图13所示例3的平面型显示器的变形例。该变形例的平面型显示器与图13所示的平面型显示器不同，区别在于二极管(D13,D23,D33…)布置在组成第一断开电路32A的第一TFT(TR11,TR21,TR31…)的另一个源极/漏极区和栅极14之间。变形例在其他方面的结构和构造相同。当如上所述布置二极管(D13,D23,D33…)时，不导致放电的栅极14的电势增大到V′G，可以防止由于相邻栅极14之间的电压差导致的相邻栅极14之间发生放电。
例4
例4涉及例1的平面型显示器的变形例。
在例1-3中，组成电子发射部分断开电路的各种晶体管要求以充分高的速率操作，以显著减小从开始放电到电子发射部分断开电路经过的时间段。而且，要求根据晶体管布置的位置使用有充分高击穿电阻的晶体管。
在下文所述的例4或例5和6中，电子发射部分断开电路包括放电管或齐纳二极管，从而能容易地实现电子发射部分断开电路的高响应和高击穿电阻。
图15示出了例4的平面型显示器的概念图。该平面型显示器是图1所示的例1的平面型显示器的变形例。该平面型显示器的示意性局部端视图与图3所示的相类似。
具体地说，电子发射部分断开电路32B包括放电管DC(DC1,DC2,DC3…)和公用线33。放电管DC的一端连接在第一驱动电路31和栅极14之间，放电管DC的另一端连接公用线33。通过公用线33向组成电子发射部分断开电路32B的放电管DC施加第一预定电压VPD1。当连接到电子发射部分断开电路32B的电子发射部分(栅极14)的一部分的电势由于电子发射部分和电子辐射表面之间发生的放电而具有第二预定电压VPD2的电势时，组成电子发射部分断开电路32B的放电管DC根据第一预定电压和第二预定电压之间的电压差(VPD2-VPD1)进行操作。具体地说，向公用线33施加第一预定电压(VPD1=80伏)。使用具有90伏工作电压的放电管DC。因此，当与电子发射部分断开电路32B相连接的电子发射部分(栅极14)的那部分的电势由于在电子发射部分和电子辐射部分之间发生放电而达到超过第二预定电压(VPD2，超过160伏例如为170伏)的电势时，组成电子发射部分断开电路32B的放电管DC工作。从防止放电管DC故障的观点看，最好使放电管DC处于连续性状态的电压差大于连接到放电管DC的第一驱动电路31的输出电压最大值和第一预定电压VPD1之间的电压差和大于连接到放电管DC的第一驱动电路31的输出电压最小值和第一预定电压VPD1之间的电压差。
当第一驱动电路(栅极驱动电路)31即电子发射部分驱动电路的击穿电压取为VCOLAPSE时，并且当第一驱动电路(栅极驱动电路)31的输出电压的最大值取为VOUT-MAX时，满足|VOUT-MAX-VPD1|＜VCOLAPSE。另外，当第一驱动电路(栅极驱动电路)31即电子发射部分驱动电路的击穿电流取为ICOLAPSE且当第一驱动电路(栅极驱动电路)31和栅极14之间的电阻值取为REMISSION时，满足|VOUT-MAX-VPD1|＜REMISSION·ICOLAPSE。当满足以上表达式时，能防止第一预定电压VPD1对第一驱动电路(栅极驱动电路)31的损坏。
当阳极24和栅极14之间开始放电时，栅极14的电势随着时间的推移增大。而且，当栅极14的电势变成第二预定电压VPD2或更高时，组成与这个栅极14相连接的电子发射部分断开电路32B的放电管DC(DC1,DC2,DC3…)变成处于完全连续性状态，通过公用线33相栅极14施加第一预定电压VPD1。结果，显示在屏幕上的图象部分未在平面型显示器中，但可以可靠避免第一驱动电路(栅极驱动电路)31损坏。而且，阴极12和栅极14之间的电压差减小，从而不对栅极14和电子发射部分16造成永久损坏。当栅极14的电势减小到VPD2或更低时，组成电子发射部分断开电路32B的放电管DC(DC1,DC2,DC3…)变成完全非连续性状态。结果，平面型显示器自动恢复在屏幕上显示图象的操作。以上操作重复进行直至阳极24和栅极14之间的放电消失。如果计时器与组成电子发射部分断开电路32B的放电管DC(DC1,DC2,DC3…)连接，则在一段时间内阻止放电管DC(DC1,DC2,DC3…)变成完全非连续性状态，以便更可靠地去除阳极24和栅极14之间的放电。
图16示出了一个结构例子，其中电子发射部分断开电路32B包括代替放电管的齐纳二极管TD(TD1,TD2,TD3…)。从防止齐纳二极管TD故障的观点来看，使齐纳二极管TD进入连续性状态的电压差最好大于与齐纳二极管TD连接的第一驱动电路31的输出电压最大值和第一预定电压VPD1之间的电压差和大于与齐纳二极管TD连接的第一驱动电路31的输出电压最小值和第一预定电压VPD1之间的电压差。而且，如图5所示的平面型显示器中，二极管(D13,D23,D33…)可以布置在组成电子发射部分断开电路32B的放电管DC(DC1,DC2,DC3…)的另一端和栅极14之间。图17中，放电管DC可以用齐纳二极管TD代替。当如上所述布置二极管(D13,D23,D33…)时，不导致放电的栅极14的电势增大到VPD1，能防止由于相邻栅极14之间电压差引起的相邻栅极14之间出现放电。
组成电子发射部分断开电路32B的放电管DC或齐纳二极管TD(TD1,TD2,TD3…)可以布置在粘结第一屏板10和第二屏板20的第一屏板外侧部分上的区域(周围区域)中，或者它们可以布置在无效区域和周围区域中。另外，电子发射部分断开电路32B可以并入第一驱动电路31中。下文将描述的例5或6中的第一断开电路和第二断开电路也可以如上面所述那样构造。
例5
例5涉及例2的平面型显示器的变形例。图18示出了例5的平面型显示器的概念图。该平面型显示器是图6所示的例2的平面型显示器的变形例，局部示意性端视图与图8所示相似。
电子发射部分断开电路35B在电子发射部分16和电子辐射表面(具体为阳极24)之间不发生放电时处于不工作状态，它在电子发射部分16和电子辐射表面之间发生放电时工作。具体地说，电子发射部分断开电路35B包括放电管DC(DC1,DC2,DC3…)，组成电子发射部分断开电路35B的放电管DC(DC1,DC2,DC3…)的一端连接在第二驱动电路34和阴极12之间，其另一端通过公用线36连接到具有第一预定电压VPD1的电源。二极管(D12,D22,D32…)布置在放电管DC(DC1,DC2,DC3…)的一端和第二驱动电路34之间。而且，栅极14连接第一驱动电路(栅极驱动电路)31，二极管(D11,D21,D31…)布置在栅极14和第一驱动电路31之间。当连接到电子发射部分断开电路35B的电子发射部分(阴极12)的一部分由于电子发射部分和电子辐射表面之间发生放电而具有第二预定电压VPD2的电势时，组成电子发射部分断开电路35B的放电管DC根据第一预定电压和第二预定电压之间的电压差(VPD2-VPD1)操作。具体地说，向公用线36施加第一预定电压(VPD1=40伏)。使用工作电压为80伏的放电管DC。所以，当连接到电子发射部分断开电路35B的电子发射部分(阴极12)的那部分的电势由于电子发射部分和电子辐射表面之间发生放电而超过第二预定电压(VPD2，超过120伏例如130伏)，组成电子发射部分断开电路35B的放电管DC。
当第二驱动电路(阴极驱动电路)34即电子发射部分驱动电路的击穿电压取为VCOLAPSE时，并且当第二驱动电路(阴极驱动电路)34的输出电压的最大值取为VOUT-MAx时，满足|VOUTT-MAX-VPD1|＜VCOLAPSE。相反，当第二驱动电路(阴极驱动电路)34即电子发射部分驱动电路的击穿电流取为ICOLAPSE且当第二驱动电路(阴极驱动电路)34和阴极12之间的电阻值取为REMISSION时，满足|VOUT-MAX-VPD1|＜REMISSION·ICOLAPSE。当满足以上表达式时，能防止第一预定电压VPD1对第二驱动电路(阴极驱动电路)34的损坏。
当阳极24和栅极14之间开始放电时，栅极14的电势随时间的流逝而增大。但是由于二极管(D11,D21,D31…)布置在栅极14和第一驱动电路(栅极驱动电路)34之间，因此可以防止损坏第一驱动电路31。随着时间的流逝，栅极14的电势增大。结果，阴极12导致放电，阴极12的电势也增大。而且，当阴极12的电势达到第二预定电压VPD2或更高时，组成连接到阴极12的电子发射部分断开电路32B的放电管DC(DC1,DC2,DC3…)变成完全连续性状态，阴极12具有VPD1的电势。结果，显示在屏幕上的图象部分未在平面型显示器中，但可以可靠避免第二驱动电路(阴极驱动电路)34损坏。而且，能防止电子发射部分16的永久损坏。当阴极12的电势减小低于VPD2时，组成电子发射部分断开电路35B的放电管DC(DC1,DC2,DC3…)进入完全非连续性状态。结果平面型显示器自动恢复在屏幕上显示图象的操作。以上操作重复进行直至阳极24和阴极12之间的放电消失。如果计时器与组成电子发射部分断开电路35B的放电管DC(DC1,DC2,DC3…)连接，则在一段时间内阻止放电管DC(DC1,DC2,DC3…)变成完全非连续性状态，以便更可靠地去除阳极24和阴极12之间的放电操作。
图19示出了一个结构例子，其中电子发射部分断开电路35B包括代替放电管的齐纳二极管TD(TD1,TD2,TD3…)。
例6
例6涉及例3的平面型显示器的变形例。
图20示出了例6的平面型显示器的概念图。该平面型显示器时图9所示的例3的平面型显示器的变形例。该平面型显示器的局部示意性端视图与图11所示类似。在例6中，电子发射部分断开电路包括第一断开电路32C和第二断开电路35C。第一断开电路32C和第二断开电路35C可以与例4中的电子发射部分断开电路32B和例5中的电子发射部分断开电路35B相同，因此其说明从略。在该实施例中，向组成第一断开电路32C的放电管DC施加第一预定电压，向组成第二断开电路35C的放电管DC施加第二预定电压。由于这些第一预定电压彼此不同。因此向组成第一断开电路32C的放电管DC施加的第一预定电压示为VPD1，向组成第二断开电路35C的放电管DC施加的第一预定电压示为V′PD1。图21示意性地示出了发生放电时阳极电流和阴极电流的变化。图22示出了一个结构例子，其中第一断开电路32C和第二断开电路35C包括代替放电管的齐纳二极管TD(TD11,TD21,TD31…,TD12,TD22,TD32…)。图12所示的变形例与例3的平面型显示器基本相同，二极管(D13,D23,D33…)可以放置在组成中第一断开电路32C的放电管DC(DC1,DC2,DC3…)的另一端和栅极14之间(见图23)。当二极管(D13,D23,D33…)如上所述布置时，不导致放电的栅极14的电势为VPD1，能放置由于相邻栅极14之间电压差引起的相邻栅极14之间出现放电。在图23中，用齐纳二极管TD代替放电管DC。
为了防止第一预定电压VPD1对第一驱动电路31造成损坏以及第一预定电压V′PD1对第二驱动电路34造成损坏，最好|VPD1-V′PD1|值满足以下表达式，其中VG-SL式加到所选栅极上的电压，VC-SL式加到所选阴极上的电压的最小值，α式一种安全因子，是大于1的任意值，例如10或小于10，。
|VPD1-V′PD1|＜α＜|VG-SL-V′C-SL|
例7
例7涉及根据本发明第二方案的平面型显示器(具体说是冷阴极场发射显示器)。图24示出了例7的平面型显示器的概念图。该平面型显示器的局部示意性端视图基本与图3所示的平面型显示器类似，唯一的区别在于增加了阳极断开电路38，因此其详细说明从略。而且第一屏板10的结构与传统第一屏板或例1-6中任一例所解释的第一屏板结构相同，因此其详细说明从略。
例7的平面型显示器包括由电子发射部分16的第一屏板(阴极板)10，由荧光层22和阳极24组成的电子辐射表面的第二屏板(阳极板)20，以及驱动阳极24的阳极驱动电路37，设在阳极24和阳极驱动电路37之间的阳极断开电路38，用于防止在电子发射部分16和电子辐射表面之间放电。
在例7中，阳极驱动电路37可以具有已知的电路结构。当平面型显示器工作时，例如5kV的电压Va从阳极驱动电路37加到阳极24上。图24所示的阳极24的结构中，有效区域覆盖一张薄板性的导电材料。
阳极断开电路38包括n-沟道型MOS-型FETTRA，第一电阻元件RA1和第二电阻元件RA2。MOS-型FETTRA的一个源极/漏极区通过第一电阻元件RA连接到阳极24。第二电阳元件RA2的一端连接阳极24，另一端接地。在例7中，第一电阻元件RA的电阻值为100Ω，第二电阻元件RA2的电阻值为5MΩ。MOS-型FETTRA的栅极区连接MOS-型FETTRA驱动电源V0(例如2伏)的一端，其另一端连接阳极24。当象栅极区施加2伏或更高的电压时用变成连续性状态的MOS-型FET TRA，当施加1伏或更低的电压时变成非连续性状态。可以在阳极驱动电路37和阳极断开电路38之间设置防止过流流过的高阻元件(未示出)。
假设当平面型显示器正常工作时阳极电流未1mA。在这种情况下，在第一电阻元件RA两端之间的电压差仅为0.1伏，栅极区和一个源极/漏极区之间的电压差为1.9伏，MOS-型FET TRA处于连续性状态。即，阳极24和阳极驱动电路37通过阳极断开电路38电连接。
假设阳极24导致放电，给出10mA的放电电流。在这种情况下，第一电阻元件RA两端之间的电压差达到1伏，栅极区和一个源极/漏极区之间的电压差为1.0伏。结果MOS-型FET TRA到达非连续性状态。即，阳极断开电路38操作，将阳极24和阳极驱动电路37带到非电接触状态。而且，由于在电子发射部分16和电子辐射表面(具体为阳极24)之间发生放电，允许通过阳极24和阳极驱动电路37之间流动的电流使阳极断开电路38工作。由于阳极24通过第二电阻元件RA2接地，因此阳极24的电势从5kV减小到0伏，例如几百伏。结果，阳极24和电子发射部分16之间的电压差减小，从而使放电终止。以上操作重复进行直至阳极24和电子发射部分16之间的放电去除。
有一些可以省略第二电阻元件RA2的情况。MOS-型FET TRA不去进入非连续性状态，在实际情况下，甚至在非连续性状态下存在漏电流。当MOS-型FET TRA变成非连续性状态时，阳极24的电势由于漏电流的影响从5kV降到2或3kV。阳极24的电势下降对于终止放电来说是足够的电势降。
而且，阳极可以由对应于一个或多个电子发射部分或一个或多个像素的一组阳极单元(241,242,243…)组成，所有阳极单元(241,242,243…)可以通过一条线连接到阳极断开电路38。
图25示出了图24所示的平面型显示器的变形例。在该平面型显示器中，阳极的结构由对应于一个或多个电子发射部分或一个或多个像素的一组阳极单元(241,242,243…)组成。阳极断开电路38A的数量与阳极单元(241,242,243…)的数量相同。阳极断开电路38A的结构与图24所示的阳极断开电路38的结构相同，因此说明从略。
图26示出了图25所示的平面型显示器。在该变形例中，组成阳极断开电路38A的MOS-型FET驱动电源V0形成公用元件。即，组成阳极断开电路38A的MOS-型FET TRA的栅极区与一条线连接。在该结构中，当在一个阳极单元中发生放电从而使连接到该阳极单元的阳极断开电路38A操作时，所有其他阳极断开电路38A开始操作，阳极整个的断开与阳极驱动电路37的电连接。
图27示出了图24所示的平面型显示器的变形例。在该变形例中，由非可再触发单稳态多频振荡器组成的计时器39连接到阳极断开电路383。当如上所述连接计时器39时，可以在一段时间(例如1至几毫秒)阻止阳极断开电路38B进入连续性状态，从而能更可靠地去除阳极24和电子发射部分16之间的放电。图28A示出了当设置计时器39时在发生放电时阳极电势和阳极电流的变化，图28B示出了没设计时器39时发生放电时阳极电势和阳极电流的变化。
例8
例8涉及根据本发明第三方案的平面型显示器(具体是冷阴极场发射显示器)。图29示出了例8的平面型显示器的概念图。该平面型显示器的局部示意性端视图基本与图3所示的例1的平面型显示器相类似，区别在于增加了屏蔽件40，屏蔽件施压装置41和屏蔽件断开电路42，因此其详细说明从略。而且，第一屏板10的结构与传统第一屏板或例1-6中任一例所解释的第一屏板结构相同，因此其详细说明从略。而且，第二屏板20的结构与传统第二屏板或例7中解释的各种第二屏板之一的结构基本相同(在该结构中，在阳极24和阳极驱动电路37之间设置阳极断开电路38、38A和38B，用于防止屏蔽件40和电子辐射表面之间的放电)，因此其详细说明从略。
例8的平面型显示器包括由电子发射部分16的第一屏板10；由电子辐射表面的第二屏板；驱动电子发射部分16的第一驱动电路31和34；布置在电子发射部分16和电子辐射表面(具体为阳极24)之间的屏蔽件40；为屏蔽件40施加电压的屏蔽件施压装置41(电势：Vconv)。屏蔽件断开电路42设在屏蔽件40和屏蔽件施压装置41之间，用于防止屏蔽件40和电子辐射表面之间的放电。具体地说，第二屏板20包括衬底21、荧光层22和阳极24。
在例8中，屏蔽件40还用作聚焦电极。屏蔽件40的结构是，在该结构中，在有效区域上覆盖一张薄板形式的导电材料，或者在该结构中，集合多个屏蔽件单元，每个屏蔽件单元对应于一个或多个电子发射部分或一个或多个像素。当屏蔽件的前一种结构时，足以提供一种屏蔽件断开电路。当屏蔽件有后一种结构时，足以采用这样的结构：在该结构中，屏蔽件断开电路的数量与屏蔽件单元的数量相同，或者在该结构中，屏蔽件单元与一条线连接，一个屏蔽件断开电路与该线连接。屏蔽件施压装置41可以由已知电路构成。屏蔽件40需要有开口部分，从电子发射部分16发射的电子通过该开口部分。关于这些开口部分，每个电子发射部分16作出一个开口部分，或者为多个电子发射部分16作一个开口部分。
在例8中，屏蔽件断开电路42与例4中解释的电子发射部分断开电路32B相同或与例1中解释的电子发射部分断开电路32相同。具体地说，屏蔽件断开电路42例如由图29所示的放电管DC组成。放电管DC的一端连接在屏蔽件40和屏蔽件施压装置41之间，向其另一端施加第一预定电压VPD1。当屏蔽件40的电势由于屏蔽件40和电子辐射表面(具体为阳极24)之间发生放电二达到第二预定电压VPD2时，组成屏蔽件断开电路42的放电管DC在第一预定电压和第二预定电压之间的电压差(VPD2-VPD1)的基础上工作。即，当屏蔽件40的电势由于电子发射部分和电子辐射表面之间发生放电而达到第二预定电压VPD2时，组成屏蔽件断开电路42的放电管DC工作。
当屏蔽件施压装置41的击穿电压取为VCOLAPSE时，并且当屏蔽件施压装置41的输出电压的最大值取为VOUT-MAX时，满足|VOUT-MAX-VPD1|＜VCOLAPSE。相反，当屏蔽件施压装置41的击穿电流取为ICOLAPSE且当屏蔽件施压装置41和屏蔽件40之间的电阻值取为REMISSION时，满足|VOUT-MAX-VPD1|＜REMISSION·ICOLAPSE。当满足以上表达式时，能防止第一预定电压VPD1对屏蔽件施压装置41的损坏。
当阳极24和屏蔽件40之间开始放电时，屏蔽件40的电势随时间的流逝而增大。而且，当屏蔽件40的电势达到第二预定电压VPD2或更高时，组成连接到屏蔽件40的放电管DC变成连续性状态，向屏蔽件40施加第一预定电压VPD1。结果，可以可靠避免屏蔽件施压装置41损坏。而且，能防止对电子发射部分16和栅极14造成永久损坏。当屏蔽件断开电路42的电势减小低于VPD2时，组成屏蔽件断开电路42的放电管DC进入完全非连续性状态。以上操作重复进行直至阳极24和屏蔽件40之间的放电消失。如果计时器与组成屏蔽件断开电路42的放电管DC连接，则在一段时间内阻止组成屏蔽件断开电路42的放电管DC变成完全非连续性状态，以便更可靠地去除阳极24和屏蔽件40之间的放电。
图30示出了一个结构例子，其中屏蔽件断开电路42由代替放电管DC的齐纳二极管TD组成。而且，放电管DC可以用例1中解释的n-沟道型晶体管TRCONV和电阻元件(电阻RCONV)代替。晶体管TRCONV的一个源极/漏极区和栅极区连接在屏蔽件40和屏蔽件施压装置41之间，另一个源极/漏极区通过电阻RCONV接地。晶体管TRCONV的操作基本与例1总解释的晶体管相同，区别在于工作电压和电势的关系不同，因此其详细说明从略。
例9
例9使用了例8中解释的屏蔽件断开电路42的变形例。图32示出了例9的平面型显示器的概念图。图33示意性地示出了在出现放电时阳极24和屏蔽件40或点X(见图32)的电势变化。
该平面型显示器的示意性局部端视图基本与图3所示的例1的平面型显示器相类似，唯一区别在于增加了屏蔽件40、屏蔽件施压装置41和屏蔽件断开电路42，因此其详细说明从略。而且，第一屏板10的结构与传统第一屏板或例1-6中任一例所解释的第一屏板结构相同，因此其详细说明从略。而且，第二屏板20的结构与传统第二屏板或例7中解释的各种第二屏板之一的结构基本相同(在该结构中，在阳极24和阳极驱动电路37之间设置阳极断开电路38、38A和38B，用于防止屏蔽件40和电子辐射表面之间的放电)，因此其详细说明从略。
在例9中，屏蔽件40也用作聚焦电极。屏蔽件40的结构是，在该结构中，在有效区域上覆盖一张薄板形式的导电材料，或者在该结构中，集合多个屏蔽件单元，每个屏蔽件单元对应于一个或多个电子发射部分或一个或多个像素。当屏蔽件有前一种结构时，足以提供一种屏蔽件断开电路。当屏蔽件有后一种结构时，足以采用这样的结构：在该结构中，屏蔽件断开电路的数量与屏蔽件单元的数量相同，或者在该结构中，屏蔽件单元与一条线连接，一个屏蔽件断开电路与该线连接。屏蔽件施压装置41可以由已知电路构成。屏蔽件40需要有开口部分，从电子发射部分16发射的电子通过该开口部分。关于这些开口部分，每个电子发射部分16作出一个开口部分，或者为多个电子发射部分16作一个开口部分。
例9中，屏蔽件断开电路42A由第一放电管DCA和第二放电管DCB组成，第一放电管DCA的一端连接屏蔽件40，另一端连接第一预定电压VPD1，第二放电管DCB的一端连接屏蔽件40，另一端连接阳极24。当屏蔽件40由于在屏蔽件40和电子辐射表面(具体为阳极24)之间发生放电而达到第二预定电压VPD2时，组成屏蔽件断开电路42A的放电管DCA和DCB在第一预定电压和第二预定电压之间的电压差(VPD2-VPD1)的基础上工作。即，当屏蔽件40的电势由于电子发射部分和电子辐射表面之间发生放电而达到第二预定电压VPD2时，组成屏蔽件断开电路42的第一放电管DCA和第二放电管DCB工作。
具体地说，例如采用这样的一种结构：在这种结构中，从屏蔽件施压装置41向屏蔽件40施加的电势VCONV为-5伏，第一预定电压VPD1为-250伏，第一放电管DCA的工作电压(将放电管带入连续性状态的放电管两端之间的电压差)是300伏，第二放电管DCB的工作电压是5.1kV，从阳极驱动电路37施加到阳极24上的电势为5kV。
当阳极24和屏蔽件40之间开始放电时，屏蔽件40的电势随着时间的流逝增大。当屏蔽件40的电势达到第二预定电压VPD2[VPD2是满足(VPD2-VPD1)＞=(第一放电管DCA的工作电压)的一个值，本例中为(300-250)=50伏]或更高时，组成屏蔽件断开电路42A的第一放电管DCA进入连续性状态，第一预定电压(VPD1=-250伏)施加到屏蔽件40上。同时，第二放电管DCB两端之间的电压差变成(5000+250)伏，第二放电管DCa也进入连续性状态，阳极24的电势变成-250伏。结果，可以可靠避免屏蔽件施压装置41损坏，不会对栅极14和电子发射部分16造成永久损坏。当屏蔽件断开电路42A的电势将到VPD2以下时，组成屏蔽件断开电路42A的第一放电管DCA进入完全非连续性状态，而且，第二放电管DCB也进入完全非连续性状态。以上操作重复进行直至阳极24和屏蔽件40之间的放电去除。如果计时器与组成屏蔽件断开电路42A的第一放电管DCA连接，则能在一段时间内阻止组成屏蔽件断开电路42A的第一放电管DCA进入完全非连续性状态，以便更可靠地去除阳极24和屏蔽件40之间的放电。
图34示出了具有图32所示屏蔽件断开电路42A的一个变形例的平面型显示器的概念图。在图32所示的屏蔽件断开电路42A中，在一个步骤中，第二放电管DCB布置在屏蔽件40和阳极24之间。在图34所示的屏蔽件断开电路42B中，放电管(第二放电管DCB和第三放电管DCC)在两个步骤中布置在屏蔽件40和阳极24之间。
即，屏蔽件断开电路42B由第一放电管DCA和第二放电管DCB和第三放电管DCC组成，第一放电管DCA的一段连接屏蔽件40，另一端连接第一预定电压VPD1，第二放电管DCB的一段连接屏蔽件40，另一端连接第三放电管DCC的一端并进一步连接到第三预定电压VPD3；第三放电管DCc的一端连接阳极24。当屏蔽件40的电势由于屏蔽件40和电子辐射表面(具体为阳极24)之间发生放电而达到第二预定电压VPD2时，组成屏蔽件断开电路42B的放电管DCA和DCB和DCC在第一预定电压和第二预定电压之间的电压差(VPD2-VPD1)的基础上工作。即，当屏蔽件40的电势由于电子发射部分和电子辐射表面之间发生放电而达到第二预定电压VPD2时，组成屏蔽件断开电路42的第一放电管DCA和第二放电管DCB和第三放电管DCC工作。
具体地说，例如采用这样的一种结构：在这种结构中，从屏蔽件施压装置41向屏蔽件40施加的电势VCONV为-5伏，第一预定电压VPD1为-250伏，第三预定电压VPD3为4kV，第一放电管DCA的工作电压是300伏，第二放电管DCB和第三放电管DCc的工作电压是4.1kV，从阳极驱动电路37施加到阳极24上的电势为8kV。
当阳极24和屏蔽件40之间开始放电时，屏蔽件40的电势随着时间的流逝增大。当屏蔽件40的电势达到第二预定电压VPD2[VPD2是满足(VPD2-VPD1)＞=(第一放电管DCA的工作电压)的一个值，本例中为(300-250)=50伏]或更高时，组成连接到屏蔽件40的屏蔽件断开电路42B的第一放电管DCA进入连续性状态，第一预定电压(VPD1=-250伏)施加到屏蔽件40上。同时，第二放电管DCB两端之间的电压差变成(4000+250)伏，第二放电管DCB也进入连续性状态，第二放电管DCB的另一端电势变成-250伏。而且，第三放电管DCc两端之间的电压差超过工作电压，这样第三放电管DCc进入连续性状态，阳极24的电势也变成-250V。结果，可以可靠避免屏蔽件施压装置41损坏，不会对栅极14和电子发射部分16造成永久损坏。当屏蔽件断开电路42B的电势降到VPD2以下时，组成屏蔽件断开电路42B的第一放电管DCA进入完全非连续性状态，而且，第二放电管DCB和第三放电管DCc也进入完全非连续性状态。以上操作重复进行直至阳极24和屏蔽件40之间的放电去除。如果计时器与组成屏蔽件断开电路42B的第一放电管DCA连接，则能在一段时间内阻止组成屏蔽件断开电路42B的第一放电管DCA进入完全非连续性状态，以便更可靠地去除阳极24和屏蔽件40之间的放电。
在图32和34所示的屏蔽件断开电路42A和42B中，随着电势增大检测到开始放电。或者，也能随着在阳极24和屏蔽件40之间流动的漏电流的增大来检测。图35示出了具有这种结构的屏蔽件断开电路42C的平面型显示器的概念图。
屏蔽件断开电路42C由第一放电管DCD和第二放电管DCE组成，第一放电管DCD的一端连接屏蔽件40，另一端连接第一预定电压VPD1，第二放电管DCE的一端连接阳极24，另一端连接第一放电管DCD的一端。电阻R4布置在屏蔽件施压装置41和屏蔽件40之间，电阻R5布置在阳极驱动电路37和阳极24之间。当屏蔽件40的电势由于屏蔽件40和电子辐射表面(具体为阳极24)之间发生放电二达到第二预定电压VPD2时，组成屏蔽件断开电路42C的放电管DCD和DCE在第一预定电压和第二预定电压之间的电压差(VPD2-VPD1)的基础上工作。即，当屏蔽件40的电势由于电子发射部分和电子辐射表面之间发生放电而达到第二预定电压VPD2时，组成屏蔽件断开电路42C的放电管DCD和DCE工作。
具体地说，例如采用这样的一种结构：在这种结构中，从屏蔽件施压装置41向屏蔽件40施加的电势VCONV为0伏，第一预定电压VPD1为-100伏，第一放电管DCD的工作电压是200伏，第二放电管DCE的工作电压是7.1kV，从阳极驱动电路37施加到阳极24上的电势为7kV，每个电阻R4和R5的电阻值时1MΩ。
当阳极24和屏蔽件40之间开始放电，允许0.1mA的电流(漏电流)在阳极24和屏蔽件40之间流动时，屏蔽件40的电势变成第二预定电压VPD2[VPD2是满足(VPD2-VPD1)＞=(第一放电管DCD的工作电压)的一个值，本例中为(200-100)=100伏]。结果第一放电管DCD两端之间的电压差变成200伏，组成连接到屏蔽件40的屏蔽件断开电路42C的第一放电管DCD进入连续性状态，第一预定电压(VPD1=100伏)施加到屏蔽件40上。同时，第二放电管DCE两端的电压差达到7.1kV，第二放电管DCE也进入连续性状态。结果，能可靠避免屏蔽件施压装置41损坏，和不会栅极14和电子发射部分16造成永久损坏。之后，当由于电阻R5使电压降落，使第二放电管DCE两端的电压差小于7.1kV时，组成屏蔽件断开电路42C的第二放电管DCE进入完全非连续性状态，而且，第一放电管DCD也进入完全非连续性状态。以上操作重复进行直至去除阳极24和屏蔽件40之间的放电。如果计时器与组成屏蔽件断开电路42C的第二放电管DCE连接，则能在一段时间内阻止组成屏蔽件断开电路42C的第二放电管DCE进入完全非连续性状态，以便更可靠地去除阳极24和屏蔽件40之间的放电。
例10
下面解释各种场发射器件。使用这些场发射器件的平面型显示器可以是根据本发明第一至第三方案(包括其各种变形)的平面型显示器中的任何一种或根据组成包括各种变形例的第一至第三结构的平面型显示器中的任何一种。
[Spindt型场发射器件]
图37B示出了具有Spindt型场发射器件形成的第一结构的场发射器件的示意性局部端视图。Spindt型场发射器件包括形成在支承件11上的阴极12；形成在支承件11和阴极12上的绝缘层13；形成的通过栅极14和绝缘层13的开口部分15；形成在位于开口部分15底部中阴极12上的圆锥形电子发射电极16A。暴露在开口部分15的底部中的圆锥形电子发射电极16A相当于电子发射部分16。
Spindt型场发射器件的制造方法基本是：通过金属材料的垂直淀积形成圆锥形电子发射电极16A。即，汽化颗粒垂直进入开口部分15中。利用在开口部分15边缘部分附近形成的悬垂淀积的屏蔽效果逐渐减小到达开口部分15底部的汽化颗粒量，从而以自对准方式形成作为圆锥形淀积物的电子发射电极16A。参考图36A、36B、37A和37B描述预先在缘层13和栅极14上形成剥离层17以容易去除不必要的悬垂淀积物的方法，这些图示出了支承件等的局部示意性端视图。
[步骤100]
首先，在例如玻璃制成的支承件11上形成铌(Nb)制成的条形阴极12，在整个表面上形成SiO2制成的绝缘层13。进一步，在绝缘层13上形成栅极14。栅极14例如可以用溅射法、光刻法和干蚀刻法形成。之后，通过RIE(活性离子蚀刻)法在栅极14和绝缘层13中形成开口部分15，使阴极12暴露在开口部分15的底部中(见图36A)。阴极12可以是单材料层，或者是多层材料的层叠。为了抑制在下面一个步骤中将要形成的电子发射电极的电子发射特性的波动，阴极12的表面层部分可以由导电率高于形成剩下部分的材料制成。
[步骤110]
之后，在暴露在开口部分15的底部中的阴极12上形成电子发射淀积16A。具体地说，倾斜地淀积铝，形成剥离层17。在这种情况下，将汽化颗粒的入射角相对于支承件11的法线设置成足够大，从而剥离层17能形成在栅极14和绝缘层13上而基本不在开口部分15的底部上淀积铝。剥离层17从开口部分15的开口边缘部分象屋檐那样延伸，从而开口部分15直径充分减小(见图36B)。
[步骤120]
之后，例如，在整个表面上垂直淀积钼(Mo)。在这种情况下，如图37A所示，随着剥离层17上悬垂形状的导电材料层18的生长，开口部分15的直径逐渐减小，这样用于淀积在开口部分15底部上的汽化颗粒逐渐限制到通过开口部分15中心的颗粒。结果，在开口部分15的底部上形成圆锥形淀积物，钼制成的圆锥形淀积物组成电子发射电极16A。
接着，通过电化学工艺和湿法从绝缘层13和栅极14的表面剥离剥离层17，选择性地去除绝缘层13和栅极14上的导电材料层18。结果，电子发射电极16A可以保留在位于开口部分15底部的阴极12中，如图37B所示。
具有多个上述场发射器件的第一屏板(阴极板)10和第二屏板(阳极板)20合并，从而得到图3所示的平面型显示器。具体地说，设置例如陶瓷或剥离制成的约1mm高的框架，框架、第一屏板10和第二屏板20例如与烧结玻璃粘结，干燥烧结玻璃，然后在约450°下焙烧或煅烧10-30分钟。然后，对平面型显示器的内部空间抽真空，直至它的真空度为大约10-4Pa，接着用适当方法密封该空间。另外，可以在高度真空环境中粘结框架、第一屏板10和第二屏板20。另外，对于平面型显示器的某种结构来说，第一屏板10和第二屏板20可以不用框架而彼此粘结。
下面参考图38A-38D说明第二屏板20的一例制造方法。首先，植被发光晶粒混合物。为此，例如在纯水中分散分散剂，用3000rpm的高速搅拌机搅拌分散物1分钟。之后，把发光晶粒倒入分散在纯水中的分散剂中，用高速搅拌机在5000rpm下搅拌混合物5分钟。之后，例如加入聚乙烯醇，充分搅拌和过滤混合物。
在第二屏板20的制造过程中，在例如玻璃制成的衬底21的整个表面上形成(施加)感光膜50。感光膜50被来自光源(未示出)的光曝光并通过掩模53中形成的开口54，形成被曝光的区域51(见图38A)。之后，通过显影选择性地去除感光膜50，将剩下的一部分52感光膜(被曝光和显影的感光膜)留在衬底21上(见图38B)。接着，将炭剂(炭泥)施加倒整个表面上，干燥和焙烧施加的炭剂。之后，通过剥离法去除剩下的那部分52感光膜和凄伤的炭剂，在曝光的衬底21上形成炭剂制成的黑色矩阵23并去除剩下的那部分52感光膜(见图38C)。之后，在曝光的衬底21上形成红、绿、蓝荧光层22(22R、WWG、22B)(见图38D)。具体地说，由荧光晶粒(荧光颗粒)制备荧光晶粒的合成物。例如，红色荧光晶粒(荧光浆液)的感光合成物施加倒整个表面上，然后曝光和显影。绿色荧光晶粒(荧光浆液)的感光合成物施加倒整个表面上，然后曝光和显影。进一步，蓝色荧光晶粒(荧光浆液)的感光合成物施加倒整个表面上，然后曝光和显影。之后，通过溅射法在荧光层22和黑色矩阵23上形成约0.07μm厚的铝薄膜制成的阳极24。或者，通过丝网印刷法等形成每层荧光层22。
阳极可以有这样的结构，在该结构中，一张薄板形的导电材料覆盖在有效区域上，或者在该结构中，集合多个阳极单元，每个阳极单元对应于一个或多个电子发射部分或一个或多个像素。在根据本发明第一至第三方案的平面型显示器中，当阳极电极有前一种结构时，足以将阳极驱动电路连接到阳极电极。当阳极电极具有后一种结构时，足以将阳极驱动电路连接到每个阳极电极单元。在根据本发明第二方案的平面型显示器中，当阳极电极有前一种结构时，提供一个阳极电极断开电路足以。当阳极电极具有后一种结构时，采用阳极电极断开电路的数量和阳极电极单元的数量相同这样的结构足以。
[冠形场发射器件]
图41A示出了具有第一结构的冠形场发射器件的示意性局部端视图，图41B示出了其局部切除的示意性透视图。冠形场发射器件包括形成在支承件11上的阴极12；形成在支承件11和阴极12上的绝缘层13；形成在绝缘层13上的栅极14；通过栅极14和绝缘层13形成的开口部分15；形成在一部分阴极12上的冠形电子发射电极16B，所述部分位于开口部分15的底部。在开口部分15的底部暴露的冠形电子发射电极16B对应于电子发射部分16。
下面参考图39A、39B、40A、40B、40C、41A和41B描述冠形场发射器件的制造方法，这些图示出了支承件等的局部示意性端视图等。
[步骤200]
首先，在例如玻璃制成的支承件11上形成条形阴极12。阴极12在图的纸面上向左右延伸。条形阴极12例如可用溅射法然后为ITO膜构图在支承件11的整个表面上形成约0.2μm厚的ITO膜来形成条形阴极12。阴极12可以是一层材料层或多层材料层构成的叠层。例如，为了抑制在下一个步骤中形成的电子发射电极的电子发射特性波动，阴极12的表面层部分可以由电阻率高于组成剩下部分的材料制成。之后，在支承件11和阴极12上形成绝缘层13。在该实施例中，例如，将玻璃浆丝网印刷在整个表面上，形成厚度约为3μm厚的层。之后，为了去除包括在绝缘层13中的水和溶剂并使绝缘层13平整，进行两段工序的煅烧，例如在100℃临时煅烧10分钟，并在500100℃全力煅烧20分钟。以上使用玻璃浆的丝网印刷可以用等离子体CVD法形成SiO2膜来代替。
之后，在绝缘层13上形成条形栅极14(见图39A)。栅极14垂直于纸面延伸。栅极14例如可通过电子束淀积法以约20nm厚铬(Cr)膜和0.2μm厚金(Aμ)膜这样的顺序形成在绝缘层13上并对该层叠的膜构图来形成的。形成铬膜用于弥补金膜到绝缘层13的附着缺陷。栅极14的投影图象的延伸方向与条形阴极12的投影图象的延伸方向形成90°角。
[步骤210]
根据RIE法，穿过例如光刻胶材料制成的蚀刻掩模蚀刻栅极14和绝缘层13，形成穿过栅极14和绝缘层13的开口部分15并使开口部分15底部的阴极12露出来(见图39B)。开口部分15的直径约为2-50μm。
[步骤220]
之后，去除蚀刻掩膜，在栅极14、绝缘层13和开口部分15的侧壁表面上形成剥离层60(见图40A)。以上剥离层60例如通过旋涂法浆浆光刻胶材料施加到整个表面上并为光刻胶材料层构图形成，使得仅去除开口部分15底部上的部分(中央部分)。在该阶段，开口部分15的直径基本减小到约1-20μm。
[步骤230]
之后，如图40B所示，由成分材料构成的导电合成层形成在整个表面上。以上成分材料包含例如60％重的作为导电颗粒的平均粒径约0.1μm的石墨颗粒和作为粘合剂的40％中的No.4水玻璃。成分材料旋涂在整个表面上，例如以1400rpm进行10分钟。由于成分材料的表面张力，开口部分15中导电合成层61的表面沿开口部分15的侧壁表面升起，朝开口部分15的中央部分凹陷。之后，执行例如在400℃下临时煅烧30分钟以去除导电合成层61中包含的水。
在成分材料中，(1)粘合剂可以是分散媒质，用于形成导电颗粒自身的分散，或者(2)粘合剂可以覆盖每个导电颗粒，或者(3)当粘合剂分散或溶解在适当溶剂中时，粘合剂可以构成导电颗粒的分散媒质。上述情况(3)的一个典型例子是水玻璃，水玻璃可以选自日本工业标准(JIS)K1408下定义的No1-4或者与其相当的产品。Nol-4指根据每摩尔氧化钠(Na2O)中氧化硅(SiO2)的不同摩尔量的四个等级(约2-4摩尔)，这是水玻璃的组分，它们在黏度方面彼此不同。因此，当剥离工艺中用水玻璃时，最好选用最佳水玻璃同时考虑不同条件例如分散在水玻璃中的导电颗粒的种类和含量，与剥离层60的亲和性，开口部分15的长宽比等，或者最好在使用前制备等价于具有这种等级的水玻璃。
粘合剂通常导电性差。因此，当粘合剂的含量相当于成分材料中的导电颗粒的含量太大时，形成的电子发射电极16B会显示电阳值增大，电子发射不能平稳进行。例如，在作为导电颗粒分散在水玻璃中的含碳的材料颗粒的成分材料中，根据成分材料总量的含碳材料颗粒的含量最好确定重量约为30-95％的范围内，同时考虑电子发射电极16B的电阻值、成分材料的粘性和导电颗粒的相互粘附这样的特性。当含碳材料颗粒的含量选自以上范围时，形成的电子发射电极16B的电阻值可以充分减小，且能在良好的条件下保持含碳材料颗粒的相互粘附。但是，当用含碳材料颗粒与氧化铝的混合物作为导电颗粒时，导电颗粒的相互粘附易于降低，使得最好根据氧化铝颗粒的含量增加含碳材料颗粒的含量。含碳材料颗粒的含量在重量上最好为60％或更多。成分材料可以包含稳定导电颗粒分散状态的分散剂和添加剂例如PH调节器、干燥剂、固化剂和防腐剂。可以使用通过用粘合剂涂导电颗粒制备粉末和浆粉末分散在适当的分散媒质中来制备的成分材料。
例如，当冠形电子发射电极16B具有大约1到20微米的直径并且当含碳材料颗粒被用作导电颗粒时，优选地，含碳材料颗粒的颗粒直径大约在从0.1微米到1微米的范围内。当含碳材料颗粒的颗粒直径在上述范围内时，冠形电子发射电极16B的边缘部分提供足够的高机械强度，并且冠形电子发射电极16B与阴极12的粘结性变得良好。
[步骤240]
之后，如图40C所示，去除剥离层60。通过进入2wt％氢氧化钠水溶液中30秒来执行剥离。可在超声振动下执行剥离。以这种方式，剥离层60和剥离层60上的导电成分层61的一部分一起被去除，并且仅导电成分层61的位于开口部分15的底部中的暴露阴极12上的那一部分保留下来。上述保留部分构成电子发射电极16B。电子发射电极16B具有向开口部分15的中央部分凹入的表面并具有冠形形状。图41A和41B表示完成步骤240之后的状态。图41B是长发射设备的一部分的透视图，图41A是沿着图41中的A-A线的部分端视图。在图41B中，绝缘层13的一部分和栅极14的一部分被切去，以显示整个电子发射电极16B。在一个交迭区中足以形成大约5到100个电子发射电极16B。为可靠地曝光各个电子发射电极16B的表面上的导电颗粒，可通过蚀刻除去各个电子发射电极16B的表面上的粘合剂。
[步骤250]
之后，焙烧电子发射电极16B。在干燥气氛中在400度进行30分钟来执行焙烧。焙烧温度根据包含在成分材料中的粘合剂来选择。例如，当粘合剂是无机材料，如水玻璃时，在可焙烧无机材料的温度下足以执行热处理。但粘合剂是热固树脂时，热处理可在固化热固树脂的温度下执行。但是，为维持导电颗粒彼此之间的粘结性，热处理优选在热固树脂不被过量分解也不被碳化的温度下进行。在任何一种情况下，要求热处理温度是在栅极、阴极和绝缘层上不引起破坏或缺陷的温度。热处理气氛优选是惰性气体气氛，用于防止引起栅极和阴极的电阻率升高而氧化，并用于防止栅极和阴极受到破坏或出现缺陷。当热塑性树脂被用作粘合剂时，在一些情况下不需要热处理。
[平面型场发射器件(No.1)]
图42C表示具有第一结构的场发射器件的局部示意性截面图，所述器件是平面型场发射器件。平面型场发射器件包括形成在例如由玻璃制成的支承件11上的阴极12；形成在支承件11和阴极12上的绝缘层13；形成在绝缘层13上的栅极14；穿过栅极14和绝缘层13形成的开口部分15；形成在定位于开口部分15的底部中的阴极12的一部分上的平面电子发射电极16C。电子发射电极16C形成于在垂直于图42c的纸表面的方向上延伸的条形阴极12上。而且，栅极14在图42C的纸表面上向左右延伸。阴极12和栅极14由铬(Cr)制成。尤其是，电子发射电极16C由石墨粉末制成的薄层构成。SiC制成的电阻层62形成在阴极12与电子发射电极16C之间，用于稳定场发射器件的性能并获得均匀的场发射特性。在图42C所示的平面型场发射器件中，电阻层60和电子发射电极16C在阴极12的整个表面上形成。但是，本发明并不限制于这种结构，并且至少在开口部分15的底部中形成电子发射电极16C就足够了。
制造平面型场发射器件的方法在后面将参考图42A,42B和42C来解释，其表示出支承件等的示意性截面图。
[步骤300]
对铬(Cr)制成的用于阴极的导电材料层通过溅射方法形成在支承件11上并通过平板印刷术和干蚀刻方法构图，从而条形阴极12可形成在支承件11(看图42A)上。阴极12在垂直于图42A的纸表面的方向上延伸。
[步骤310]
之后，电子发射电极16C形成在阴极12上。尤其，SiC的电阻层62通过溅射方法形成在整个表面上。之后，石墨粉末涂覆制成的电子发射电极16C通过旋涂方法形成在电阻层62上并被干燥。接着，电子发射电极16C和电阻层62用已知方法(看图42B)构图。电子发射部分由电子发射电极16C构成。
[步骤320]
之后，绝缘层13形成在整个表面上。尤其，SiO2制成的绝缘层13例如通过溅射方法形成在电子发射电极16C和支承件11上。或者，绝缘层13可通过其中玻璃浆料被丝网印刷的方法或SiO2层通过CVD方法形成的方法来形成。之后，条形栅极14形成在绝缘层13上。
[步骤330]
接着，在形成蚀刻掩膜后，开口部分15经栅极14和绝缘层13形成以暴露出在开口部分15中的底部中的电子发射电极16C。随后，蚀刻掩膜被去除并行在400度执行30分钟的热处理以去除电子发射电极16C中的有机溶剂，从而可获得图42C所示的场发射器件。
[平面型场发射器件(No.2)]
图43C表示具有第一结构的场发射器件的变形例的局部示意性截面图，所述器件是平面型场发射器件。图43C所示的平面型场发射器件不同于图42C所示的平面型场发射器件之处在于电子发射电极16C的结构中有某些不同。制造场发射器件的方法下面参考图43a,43B和43c来解释，其表示出支承件等的示意性截面图。
[步骤400]
首先，在支承件11上形成用于阴极的导电材料层。特别是，抗蚀剂材料层(未示出)形成在支承件11的整个表面上，并且从要形成阴极的部分移除抗蚀剂材料层。之后，铬(Cr)制成的用于阴极的导电材料层通过溅射方法形成在整个表面上。而且，SiC制成的电阻层62通过溅射方法形成在整个表面上，石墨粉末涂覆层通过旋涂法形成在电阻层62上并被干燥。接着，抗蚀剂材料层用剥离溶液被去除。在这种情况下，用于阴极的导电材料层、电阻层62和石墨粉末涂覆层也被去除。以这种方式，根据所谓的剥离方法可获得其中叠层阴极12、电阻层62和电子发射电极16C的结构(看图43A)。
[步骤410]
之后，绝缘层13形成在整个表面上，条形栅极14形成在绝缘层13上(看图43B)。接着，经栅极14和绝缘层13形成开口部分15以暴露开口部分15的底部中的电子发射电极16C。形成在开口部分15的底部中暴露的阴极12的表面上的电子发射电极16C对应于电子发射部分。
[平面型场发射器件(No.3)]
图45B表示具有平面型场发射器件形成的第一结构的场发射器件的变形例的局部示意性截面图。在平面型场发射器件中，电子发射电极16D由CVD方法形成的碳薄膜构成。
优选地使用碳薄膜来构成电子发射部分，因为碳(C)具有低功函数并且可用于得到发射电子的高电流。为允许碳薄膜发射电子，把碳薄膜带入其中碳薄膜被放置于适当的电场(例如，具有大约106V/m的强度的电场)中的状态就足够了。
当使用抗蚀剂层作为蚀刻掩膜用氧气对诸如薄金刚石膊的碳薄膜进行等离子体蚀刻时，作为蚀刻反应系统中的反应副产品产生(CHx)-或(CFx)-基的碳聚合物的分解产物。当在等离子体蚀刻中在蚀刻反应系统中产生分解产物时，通常，分解产物形成在抗蚀剂的侧壁表面上，该侧壁表面具有低的例子入射可能性或形成在被蚀刻的材料的被处理过的端表面上，以形成所谓的侧壁保护膜，并且它促进了被蚀刻材料的各向异性处理所获得的形式的完成。但是，当氧气被用作蚀刻气体时，碳聚合物制成的侧壁保护膜在其一形成就去除氧气。而且，当氧气被用作蚀刻气体时，抗蚀剂层被大量磨损。由于这些原因，在传统氧气等离子体处理金刚石薄膜过程中，金刚石薄膜与掩膜的图案传输差别大，并且各向异性处理在很多情况下也是困难的。
为克服上述问题，例如，使用其中碳薄膜选择长大区域形成于阴极的表面中并且碳薄膜制成的电子发射部分形成于碳薄膜选择长大区域中的结构就足够了。即，在制造上述场发射器件过程中，阴极形成在支承件上，接着，碳薄膜选择长大区域形成于阴极的表面中并且之后，碳薄膜(对应于电子发射部分)形成于碳薄膜选择长大区域中。在阴极的表面中形成碳薄膜选择长大区域的步骤将被称为碳薄膜选择长大区域形成步骤。
上述碳薄膜选择长大区域优选是金属颗粒粘结其上的阴极表面的那一部分或薄金属膜形成其上的阴极表面的那一部分。为碳薄膜选择长大区域上碳薄膜的更可靠的选择长大，需要硫(S)、硼(B)或磷(P)粘结于碳薄膜选择长大区域的表面。认为上述材料用作一种催化剂，并且这些材料的任何一种可改善碳薄膜的选择长大性能。碳薄膜选择长大区域形成在定位于开口部分的底部中的阴极的那一部分表面上就足够了。碳薄膜选择长大区域可形成为从定位于开口部分的底部中的阴极的那一部分向除开口部分的底部除外(不同)的部分表面延伸。而且，碳薄膜选择长大区域可形成在定位于开口部分的底部中的阴极的那一部分的表面整体上或可形成在上述部分的局部。
碳薄膜选择长大区域形成步骤优选包括允许金属颗粒粘结到要形成碳薄膜选择长大区域的阴极的那一部分的表面(后面有时简称为“阴极表面”)上或在该表面上形成金属薄层，从而形成由具有金属颗粒粘结其上的表面的阴极部分或具有金属薄层形成其上的表面的阴极部分构成的碳薄膜选择长大区域。在这种情况下，为使碳薄膜选择长大区域上碳薄膜的更可靠的选择长大，需要允许硫(S)、硼(B)或磷(P)粘结于碳薄膜选择长大区域的表面，从而碳薄膜在在选择长大性能方面被改进。允许硫、硼或磷粘结到碳薄膜选择长大区域的表面的方法包括例如，含硫、硼或磷化合物制成的化合物层形成于碳薄膜选择长大区域的表面上，接着热处理化合物层来分解构成化合物层的化合物，从而在碳薄膜选择长大区域的表面上留下硫、硼或磷的方法。含硫化合物包括苯并噻吩、并噻吩和噻吩。含硼化合物包括三苯基硼。含磷化合物包括三苯基磷。
或者，为使碳薄膜选择长大区域上碳薄膜的更可靠的选择长大，在允许金属颗粒粘结或金属薄层形成于阴极表面上后，优选地去除各个金属颗粒表面上或金属薄层的表面上的金属氧化物(所谓的自然氧化膜)。各个金属颗粒表面上或金属薄层的表面上的金属氧化物优选例如根据微波等离子体方法、变压器耦合等离子体方法、电感耦合等离子体方法、电子回旋加速器共振等离子体方法或RF等离子体方法通过氢气气氛中的等离子体还原处理去除，或通过氩气气氛中的溅射去除，或通过例如用诸如氢氟酸酸或碱清洗去除。当包括允许硫、硼或磷粘结于碳薄膜选择长大区域的表面的步骤以及去除各个金属颗粒表面上或金属薄层的表面上的金属氧化物的步骤时，优选地，这些步骤在绝缘层中形成开口部分之后且在碳薄膜选择长大区域上形成碳薄膜之前执行。
允许金属颗粒粘结于用于形成碳薄膜选择长大区域的阴极表面上的方法包括例如一种方法，其中，在除要在阴极上形成碳薄膜选择长大区域的区域之外的区域用适当的材料(如掩膜层)覆盖的状态下，溶剂和金属颗粒构成的层被形成于阴极的部分表面上，在该部分上要形成碳薄膜选择长大区域，并且之后，去除溶剂，同时留下金属颗粒。或者，允许金属颗粒粘结于的阴极表面上的步骤包括例如一种方法，其中，在除要在阴极上形成碳薄膜选择长大区域的区域之外的区域用适当的材料(如掩膜层)覆盖的状态下，允许包含构成金属颗粒的金属原子的金属化合物颗粒粘结于阴极表面上，接着，金属化合物颗粒被加热来分解它们，从而得到其上粘结金属颗粒的阴极部分构成的碳薄膜选择长大区域。在上述方法中，尤其，溶剂和金属化合物颗粒构成的层被形成于阴极的部分表面上，在该部分上要形成碳薄膜选择长大区域，并且去除溶剂，同时留下金属颗粒。上述金属化合物颗粒优选由从下面一组中选择的至少一种材料构成，该组包括用于构成金属颗粒的金属的卤化物(例如碘化物、氯化物、溴化物等)、氧化物和氢氧化物。在上述方法中，覆盖除要在阴极上形成碳薄膜选择长大区域的区域之外的区域的材料(例如掩膜层)在适当的阶段被去除。
在用于形成碳薄膜选择长大区域的阴极表面上形成金属薄层的方法可从已知的方法选择，这些已知方法诸如为电镀方法、化学镀方法、包括MOCVD方法的化学蒸汽淀积方法(CVD方法)、物理蒸汽淀积方法(PVD方法)和热解有机金属化合物的方法，并且，上述方法在除要在阴极上形成碳薄膜选择长大区域的区域之外的区域用适当的材料覆盖的状态下执行。物理蒸汽淀积方法包括包括(a)真空淀积方法，如电子束加热方法、电阻加热方法和快速淀积方法(b)等离子体淀积方法(c)诸如双极溅射方法、DC溅射方法、DC磁控溅射方法、高频溅射方法、磁控磁控溅射方法、离子束溅射方法和偏压溅射方法的溅射方法和(d)诸如DC(直流)方法、RF方法、多阴极方法、激活放映方法、电场淀积方法、高频离子镀方法和反应离子镀方法的离子镀方法。
优选地，上述金属颗粒或金属薄层由至少一种从下面一组中选择出的金属构成，该组包括钼(Mo)、镍(Ni)、钛(Ti)、铬(Cr)、钴(Co)、钨(W)、锆(Zr)、钽(Ta)、铁(Fe)、铜(Cu)、铂(Pt)和锌(Zn)。
上述碳薄膜包括石墨薄膜、无定形的碳薄膜、类金刚石碳薄膜和fullerene薄膜。用于形成碳薄膜的方法包括基于微波等离子体方法、变压器耦合等离子体方法、电感耦合等离子体方法、电子回旋加速器共振等离子体方法和RF等离子体方法的CVD方法以及使用二极管平行板等离子体增强CVD系统的CVD方法。碳薄膜的形式不仅包括薄膜形式而且包括晶须形式以及纳米管(包括空心和实心管)形式。
阴极可具有任何结构，如导电材料层的单层结构或具有下导电材料层、形成于下导电材料层上的电阻层和形成于电阻层上的上导电材料层的三层结构。在后者情况下，碳薄膜选择长大区域形成于上导电材料层的表面上。上述形成的电阻层用来得到电子发射电极的均匀的电子发射性能。
用于制造平面型场发射器件的方法的一个离子在后面将参考图44A,44B,45A和45B解释。
[步骤500]
首先，用于阴极的导电材料层形成于例如玻璃制成的支承件11上，并且然后通过已知的平板印刷术和己知的RIE方法对导电材料层构图，以在支承件11上形成条形阴极12。条形阴极12在图的纸面上向左右延伸。阴极12例如由通过溅射方法形成的大约0.2微米厚的铬(Cr)层制成。
[步骤501]
之后，绝缘层13形成于整个表面上，尤其在支承件11和阴极12上。
[步骤502]
接着，条形栅极14形成于绝缘层13上并且开口部分15形成于栅极14和绝缘层13中，以暴露开口部分15的底部中的阴极12(看图44A)。栅极14在垂直于图的纸面方向上延伸。开口部分15具有例如具有1到30微米的直径的圆形的平面形式。在用于一个像素的每一区域上应形成1到大约3000个这种开口部分15就足够了。
[步骤530]
场发射阴极16D形成于在开口部分15的底部中暴露的阴极12上。尤其，首先碳薄膜选择长大区域63形成于阴极12的表面上，该表面定位于开口部分15的底部中。由于这一目的，首先，形成掩膜层64以使得阴极12的表面暴露于开口部分15的底部的中央部分(看图44B)。尤其，抗蚀剂材料层通过旋涂方法形成于包括开口部分15的内表面的整个表面上，然后通过平板印刷术在定位于开口部分15的底部的中央部分中的抗蚀剂材料层中形成孔，从而可得到掩膜层64。掩膜层64覆盖阴极12的一部分，该部分被定位于开口部分15的底部、开口部分15的侧壁、栅极14和绝缘层13中。在接下面的步骤中，碳薄膜选择长大区域形成于阴极12的表面上，该表面被定位于开口部分15的底部的中央部分中。上述过程可能可靠地防止阴极12和栅极14用金属颗粒短路。
接着，允许金属颗粒粘结到掩膜层64和阴极12的暴露表面。尤其，把细小镍(Ni)颗粒分散在聚硅氧烷溶液(使用异丙基乙醇作为溶剂)中制备的分散剂通过旋涂法被施加于整个表面，在要形成碳薄膜选择长大区域63的阴极12的一部分的表面上形成容积和金属颗粒构成的层。之后，移取掩膜层64并且通过加热上述层到大约400度除去溶剂，把金属颗粒65保留在阴极12的暴露表面上，从而可获得碳薄膜选择长大区域63(看图45A)。上述聚硅氧烷用来把金属颗粒65固定于阴极12的暴露表面(所谓的粘结功能)。
[步骤540]
接着，具有大约0.2微米厚的碳薄膜66形成于碳薄膜选择长大区域63上，以形成电子发射电极16D。图45B表示这样获得的状态。表1表示在微波等离子体CVD方法的基础上形成碳薄膜66的状态。
表1
使用气体 CH4/H2=100/10SCCM
压力 1.3x103Pa
微波功率 500W(13.56MHz)
成膜温度 500度
[平面型场发射器件(No.1)]
图46C表示具有第二结构的场发射器件的局部示意性截面图，所述器件由平面型场发射器件构成。平面型场发射器件包括形成在例如由玻璃制成的支承件11上的条形阴极12；形成在支承件11和阴极12上的绝缘层13；形成在绝缘层13上的条形栅极14；穿过栅极14和绝缘层13形成的并具有暴露阴极12的底部的开口部分15。阴极12在垂直于图46C的纸面方向的方向上延伸，栅极14在图46C的纸表面上向左右延伸。阴极12和栅极14由铬(Cr)制成，绝缘层13由SiO2制成。在开口部分的底部中暴露的阴极的那一部分对应于电子发射部分16。
制造平面型场发射器件的方法在后面将参考图46A到46C来解释，其表示出支承件等的示意性截面图。
[步骤600]
首先，用作电子发射部分16的阴极12形成在支承件11上。尤其铬(Cr)制成的用于阴极的导电材料层通过溅射方法形成于支承件1上，并且通过平板印刷术和干蚀刻方法对导电材料层构图，从而条形阴极12可形成在支承件11(看图46A)上。阴极12在垂直于图的纸表面的方向上延伸。
[步骤610]
之后，SiO2制成的绝缘层13例如通过CVD方法形成于支承件11和阴极12上。或者，通过丝网印刷方法由玻璃浆料形成绝缘层13。
[步骤620]
之后，条形栅极14形成在绝缘层13上。尤其，铬制成的导电材料层首先形成在整个表面上，并且通过平板印刷术和干蚀刻方法对导电材料层构图，从而形成条形栅极14(看图46B)。栅极14在图的纸表面的上向左右方向延伸。条形栅极14也可通过例如丝网印刷方法形成在绝缘层13上。
[步骤630]
接着，开口部分15形成在栅极14和绝缘层13中，用作电子发射部分16的阴极12被暴露在开口部分15中的底部中(看图46C)。
[平面型场发射器件(No.2)]
其局部示意性截面图表示在图47A中的平面型场发射器件不同于图46C中所示的平面型场发射器件之处在于在暴露于开口部分15的底部中的阴极12的表面(对应于电子发射部分16)上形成细小的凹凸部分12A。这种平面型场发射器件通过下面方法制造。
[步骤700]
以与步骤600到步骤620相同的方式把条形阴极12形成于支承件11上，把绝缘层13形成于整个表面上，条形栅极14形成于绝缘层13上。即，具有大约0.2微米厚的钨层通过溅射方法形成与由例如玻璃制成的支承件11上，并且钨层根据一般过程被构图为条形形状，以形成阴极12。接着，绝缘层13形成于支承件11和阴极12上。绝缘层13通过CVD方法使用TEOS(四乙氧基硅烷)作为表面气体来形成。另外，例如由铬层制成的0.2微米厚的导电材料层形成于绝缘层13上并被构图为条形形状，以形成栅极14。完成上述过程的状态大体如图46B所示。
[步骤710]
接着，在栅极14和绝缘层13中形成开口部分15以与步骤630中同样的方式在开口部分15的底部中暴露阴极12。之后，在暴露于开口部分15的底部中的阴极12的一部分上形成细小凹凸部分12A。细小凹凸部分12A形成时，使用SF6作为蚀刻气体通过RIE方法在晶界的蚀刻率大于构成阴极12的钨晶粒的蚀刻率的状态下执行干蚀刻。结果可形成具有接近钨晶体的反射粒径的尺寸的细小凹凸部分12A。
上述平面型场发射器件中，来自栅极14的强电场被施加于阴极12的细小凹凸部分12A，更具体说，施加于细小凹凸部分12A的突出部分。在这种情况下，在突出部分上施加的电场与阴极12的表面是平坦光滑的情况相比更强，从而由于量子隧道效应可有效地从突出部分发射电子。因此可期望组装了上述平面型场发射器件的平面型显示器在亮度上比具有在开口部分15的底部中暴露的简单的平坦光滑阴极12的平面型场发射器件改进了。因此在图47A所示的平面型场发射器件中，即使栅极14与阴极12之间的电势差相对小可获得足够电流密度的发射电子，可实现平面型显示器的更高亮度。换言之，如果亮度电平相同，需要的栅电压可被降低，可降低功率消耗。
在上面解释的实施例中，开口部分15穿过蚀刻绝缘层13形成，接着，在阴极12中通过各向异性蚀刻方法在阴极12中形成细小凹凸部分12A。但是，细小凹凸部分12A也可同时通过为形成开口部分15而执行的蚀刻形成。即，当蚀刻绝缘层13时，使用期望具有一定程度的离子溅射功能的各向异性蚀刻条件，继续蚀刻，直到形成具有垂直壁的开口部分15后，从而可在暴露与开口部分15的底部中的阴极12的那一部分中形成细小凹凸部分12A。那么，绝缘层13可被各向同性地蚀刻。
在类似于步骤600的步骤中，钨制成的用于阴极的导电材料层通过溅射方法形成于支承件11上，接着，通过平板印刷术和干蚀刻方法对导电材料层构图。随后，在阴极的表面上形成细小凹凸部分12A，执行类以于步骤610到步骤630的步骤，从而可制造类似于图47A所示的场发射器件。
否则，在类似于步骤600的步骤中，钨制成的用于阴极的导电材料层通过溅射方法形成于支承件11上，接着，在阴极的表面中形成细小凹凸部分12A。随后，通过平板印刷术和干蚀刻方法对上述导电材料层构图，执行类似于步骤610到步骤630的步骤，从而可制造类似于图47A所示的场发射器件。
图47B表示图47A所示的场发射器件的变形例。在图47B表示的场发射器件中，细小凹凸部分12A的峰的平均高度位置出现在比支承件11侧上的绝缘层13的下表面更低的水平处(即更低)。为制造这种场发射器件，把类似于步骤710的干蚀刻持续更长的时间。在这种构成中，接近开口部分15的中央部分的电场强度进一步被提高。
图48表示平面型场发射器件，其中涂层12B形成于阴极12对应于电子发射部分16的表面上(更具体说至少在细小凹凸部分12A上)。
优选地，上述涂层12B由具有比构成阴极12的材料更小功函数φ的材料制成。用于涂层12B的材料可根据构成阴极12的材料的功函数、栅极14和阴极12之间的电压差以及需要的发射电子的电流密度确定。用于涂层12B的材料包括无定形的金刚石。当涂层12B由无定形的金刚石制成时，平面型显示器需要的发射电子的电流密度可在5x107V/m或更小的电场获得。
涂层12B的厚度被确定到一定程度使得涂层12B可反射细小凹凸部分12A。那是由于如果细小凹凸部分12A的凹陷部分填充涂层12B以使电子发射部分的表面平坦，则形成细小凹凸部分12A毫无意义。因此，例如当在反射电子发射部分的晶粒直径的同时形成细小凹凸部分12A时，尽管厚度因细小凹凸部分12A的尺寸而不同，涂层12B的厚度大约是20到100nm。当细小凹凸部分12A的峰的平均高度位置降低到比绝缘层13的下表面位置更低的水平处，更具体说，优选地降低涂层12B的峰的平均高度位置到绝缘层13的下表面位置以下的水平。
尤其，在步骤710之后，无定形的金刚石制造的涂层12B例如通过CVD方法可形成于整个表面上。涂层12B还可淀积在形成于栅极14和绝缘层13上的蚀刻掩膜(未示出)上。这种淀积部分在去除蚀刻掩膜的同时被去除。涂层12B可通过CVD方法使用例如CH4/H2混合气体或CO/H2混合气体作为源气体来形成，无定形的金刚石制造的涂层12B通过热分解含碳化合物而形成。
否则，图48所示的场发射器件可如下形成。在类似于步骤600的步骤中，钨制成的用于阴极的导电材料层通过溅射方法形成于支承件11上，接着，通过平板印刷术和干蚀刻方法对上述导电材料层构图。随后，在导电材料层的表面上形成细小凹凸部分12A。形成涂层12B并执行类似于步骤610到步骤630的步骤。
否则，图48所示的场发射器件如下制造。在类似于步骤600的步骤中，钨制成的用于阴极的导电材料层通过溅射方法形成于支承件11上，接着，在上述导电材料层的表面中形成细小凹凸部分12A并形成涂层12B。随后，通过平板印刷术和干蚀刻方法对上述导电材料层和涂层12B构图，执行类似于步骤610到步骤630的步骤。
或者从具有比构成阴极的导电材料更大的二次电子增益(gain)δ的材料中适当选择涂层的材料。
涂层可形成在图46C所示的平面型场发射器件的电子发射部分16(在阴极12的表面上)上。在这种情况下，在步骤630之后，涂层12B可形成于暴露在开口部分15的底部中的阴极12的表面上。或者，在步骤600中，例如阴极形成于支承件11上，涂层12B形成于导电材料层上，通过平板印刷术和干蚀刻方法对这些层构图。
[火山口(crater)型场发射器件(No.1)]
图52B是火山口型场发射器件的局部示意性剖释图。在火山口型场发射器件中，具有多个用于发射电子的突出部分112A和每一个都由突出部分112A包围的凹陷部分112B的阴极112被提供在支承件11上。图51表示火山口型场发射器件的透视简图，其中去除了绝缘层13和栅极14。
尽管各个凹陷部分的形状没有被限定，各个凹陷部分通常具有接近球形的表面，其与下面的事实相关。在制造上述火山口型场发射器件中，使用球形，并且在形成各个凹陷部分112B时反射各个球形的一部分。当各个凹陷部分112B具有接近球形的表面时，包围凹陷部分112B的突出部分112A是圆形或环形，并且在这种情况下，凹陷部分112B和突出部分112A作为一个整体具有火山口状或火山口状形状。突出部分112A用于发射电子，从而每一个的顶端部分112C特别优选是尖锐的，这是考虑有效地提高电子发射。每一个突出部分112A的顶端部分112C的轮廓可具有不规则的突起凹陷形状或是平坦的。每一像素的突出部分112A的布局是规则或随机的。每个凹陷部分112B可由沿着凹陷部分112B的周向连续分布的突出部分112A包围，在一些情况下，每个凹陷部分112B可由沿着凹陷部分1121B的周向不连续分布的突出部分112A包围。
在制造上述火山口型场发射器件的方法中，更具体说，在支承件上形成条形阴极的步骤包括步骤：
在支承件上形成覆盖多个球形的条形阴极；和
去除球形以去除阴极的覆盖球形的部分，从而形成具有多个用于发射电子的突出部分112A和每一个由突出部分包围的反射情形的一部分的凹陷部分的阴极。
优选地，通过球形的状态改变和/或化学改变去除球形。术语球形的“状态改变和/或化学改变”指的是这种改变：如扩展、升华、起泡、气体产生、分解、燃烧和碳化以及它们的组合。例如，当球形由有机材料制成时，更具体说，通过燃烧去除球形。球形的去除和覆盖球形的阴极部分的去除不必要同时产生，或者球形的去除和阴极部分、覆盖球形的绝缘层和栅极的去除不必要同时产生。例如，当覆盖球形的阴极的一部分被去除后球形的一部分保留下来时，或当上述部分和绝缘层和栅极的一部分被去除后球形的一部分保留下来时，剩余的球形在后面被去除。
尤其，当有机材料制成球形并且球形燃烧时，产生例如一氧化碳、二氧化碳和蒸汽流，以提高靠近球形的密闭空间中的压力，当超过压力持续极限时，靠近球形的阴极破裂。覆盖球形的阴极部分通过破裂力分散开，形成凹陷部分和突出部分，并且去除了球形。或者，例如当球形燃烧时，在超出压力持续极限时阴极、绝缘层和栅极1根据类似机制破裂。覆盖球形的阴极、绝缘层和栅极部分被破裂力分散开，形成凹陷部分和突出部分，并且同时形成开口部分，也去除了球形。即。在去除球形之前绝缘层和栅极中不存在开口部分，开口部分与球形的去除一起形成。在这种情况下，燃烧开始过程在密闭空间中进行，从而各个球形的一部分可被碳化。优选地，覆盖球形的阴极部分的厚度被降低到一定程度，使得所述部分可被破裂力分散开。更优选地，覆盖球形的阴极、绝缘层和栅极部分的每一个的厚度被降低到一定程度，使得所述部分可被破裂力分散开。在绝缘层中，更优选其不覆盖球形的部分具有接近等距各个球形的直径的厚度。
在后面要描述的火山口型场发射器件(N0.3)中，通过球形的状态改变和/或化学改变去除球形。但是由于不包括阴极破裂，在一些情况下可通过施加外力容易地去除球形。在后面要描述的火山口型场发射器件(No.4)中，开口部分的形成完成于球形去除之前。当开口部分具有比球形更大的直径时，球形用外力可被去除。外力包括物理力，如空气或惰性气体吹入引起的压力、冲洗液体流入引起的压力、磁引力、静电力和离心力。与火山口型场发射器件(No.1)不同，在火山口型场发射器件(No.3)和火山口型场发射器件(No.4)中，不要求分散开覆盖球形的阴极部分，或者在一些情况下，不要求分散上述部分和绝缘层与栅极部分，从而有一个优点是阴极、绝缘层或栅极不引起残渣。
在后面要描述的火山口型场发射器件(No.3)或火山口型场发射器件(No.4)中，优选地，至少所用的球形的表面由具有比构成阴极的材料或在一些情况下，比构成绝缘层和栅极的材料更大的界面张力(表面张力)的材料制成。在火山口型场发射器件(No.4)中，阴极、绝缘层和栅极至少不覆盖球形的顶部，开始可获得绝缘层和栅极中形成开口部分的状态。开口部分的直径根据例如用于各个阴极、绝缘层和栅极的材料的厚度与各个球形直径的关系、形成阴极、绝缘层和栅极的方法以及各个阴极、绝缘层和栅极的材料的界面张力(表面张力)而不同。
在后面要描述的火山口型场发射器件(No.3)或火山口型场发射器件(No.4)中，球形具有满足涉及界面张力的上述条件的表面就足够了。即，具有比阴极、绝缘层和栅极的任何一个更大的界面张力的部分可以是唯一的球形表面或球形的整个表面。用于球形的表面和/或整体的材料可以是无机材料、有机材料或无机材料与有机材料的组合。在火山口型场发射器件(No.3)或火山口型场发射器件(No.4)中，当阴极和/或栅极由一般的金属材料制成并目绝缘层由氧化硅材料，如玻璃制成时，通常，形成高亲水性的状态，因为从吸收的水得到的羟官能团出现在金属材料表面没上并且由于Si-O键的悬空键和从吸收的水得到的羟官能团出现在绝缘层的表面上。因此，使用具有憎水表面处理层的球形尤其有效。用于憎水表面处理层的材料包括氟化树脂，如聚四氟乙烯。当球形具有憎水表面处理层，并且如果憎水表面处理层的内侧部分被事假为核心，用于核心材料可以是玻璃、陶瓷或除氟化树脂以外的聚合物材料。
尽管没有特别限定，用于球形的有机材料优选是通用聚合物材料。当聚合物材料具有极高的聚合程度或具有极大含量的双键和三键时，需要太高的燃烧温度，并且当通过燃烧去除球形时，在阴极、绝缘层和栅极上会引起有害影响。因此，优选选择聚合物材料，其在上述层上不引起有害影响的温度下可燃烧或碳化。当绝缘层由要求在后面的步骤燃烧的材料，如玻璃浆料制成时，优选选择其在玻璃浆料的焙烧温度可燃烧或碳化的聚合物材料，以降低制造步骤数目。由于玻璃浆料通常具有大约530度的焙烧温度，聚合物材料的燃烧温度优选大约是350度到530度。聚合物材料的一般例子包括苯乙烷、氨基甲酸乙酯、丙烯酸、乙烯、二乙烯基苯、蜜胺、蚁醛和聚价烯同聚物或共聚物。为确保支承件上的可靠的布局，使用能够粘结的柔性球形。作为柔性球形，使用由乙烯树脂制成的球形。
或者，具有作为外壳的乙烯氯丙烯酸共聚物和作为起泡试剂的封装异丁烷的可热扩展的微球形可被用作球形。在火山口型场发射器件(No.1)中，例如，使用并加热上述可热扩展的微球形。在这种情况下，构成外壳的聚合物被软化，并且封装异丁烷被气化来承受扩展。结果，形成空心的球形，具有大约4倍于扩展前发现的直径的直径。结果，在火山口型场发射器件(No.1)中，可在阴极中形成用于发射电子的凸起部分和每一个都由凸起部分包围并且反射球形形状的一部分的凹陷部分。除上述凹陷部分和凸起部分外，另外，经栅极和绝缘层还形成开口部分。在本说明书中，通过热可热扩展的微球形的扩展也包括在球形的去除概念中。之后，可热扩展的微球形可用适当溶剂去除。
在火山口型场发射器件(No.1)中，覆盖球形的阴极可在多个球形被布置在支承件上后形成。在这种情况下，或在后面要描述的火山口型场发射器件(No.3)或火山口型场发射器件(No.4)中，在支承件上布置多个球形的方法包括干方法，其中球形被喷射在支承件上。为喷射球形，可应用一种方法，其中喷射垫片来在制造液晶显示器的场中维持屏板距离为恒定距离。尤其，可使用用于经喷嘴以压缩气体射出球形的所谓的喷枪。当球形经喷嘴被射出时，球形可处于一种状态，在这种状态下，球形被分散在挥发溶剂中。或者，球形可通过静电粉末应用或涂覆的场中通常使用的设备或方法喷射。例如，负充电的球形可使用电晕放电用静电喷射枪被喷射到接地的支承件上。由于使用的球形如后面所描述的一样小，喷射到支承件上的球形例如用静电力粘结于支承件表面上，并且在后面的过程中粘结球形不容易从支承件上掉下来。当球形在多个球形被布置在支承件上后被压下时，克服多个球形在支承件上的叠加，球形可被致密地布置在支承件上以形成一个层。
或者，可使用一种结构，其中，象后面要被描述的火山口型场发射器件(No.2)一样，由球形和阴极材料在分散剂中的分散构成的成分层形成于支承件上，从而在支承件省布置多个球形，并用阴极材料制成的阴极覆盖每个球形，此后，去除分散剂。该成分可具有浆料或粘结剂性能，分散剂的成分和粘度可按需要根据上述需要的性能来选择。优选地，在支承件上形成成分层的方法包括丝网印刷方法。通常，阴极材料优选由细小颗粒形成，该颗粒在分散剂中具有比球形低的析出率。用于上述颗粒的材料包括碳、硼、锶和铁。在去除分散剂后，按需要焙烧阴极。在支承件上形成成分层的方法包括喷射方法、滴落方法、旋涂方法和丝网印刷方法。当布置球形时，各个球形同时用阴极材料制成的阴极覆盖。在形成上述成分层的一些方法中，要求对阴极构图。
在后面要描述的火山口型场发射器件(No.3)或火山口型场发射器件(No.4)中，使用一种结构，其中球形分散在分散剂中制成的成分层被形成于支承件上，从而在支承件上布置多个球形，然后去除分散剂。成分可具有浆料或粘结剂性能，分散剂的成分和粘度可按需要根据上述需要的性能来选择。通常，如异丙基乙醇的有机溶剂被用作分散剂，分散剂可通过挥发被去除。在支承件上形成成分层的方法包括喷射方法、滴落方法、旋涂方法和丝网印刷方法。
栅极和阴极在彼此不同的方向上延伸(例如条形栅极的投影图像与条形阴极的投影图像成90度角度)，例如以条形形状将它们构图。电子从定位在交迭区中的突出部分发射。因此突出部分仅出现在交迭区在功能上就足够了。但是，即使突出部分和凹陷部分存在于和交迭区不同的区域中，这种投影区域和凹陷区域保持用绝缘层覆盖并且不用来发射电子。因此，如果把球形布置在整个表面中也没有问题。
相比之下，当阴极、绝缘层和栅极的覆盖球形的部分被去除时，各个球形的布置位置和开口部分的形成位置有一一对应关系，从而开口部分形成于不同于交迭区的区域中。形成于不同于交迭区的区域中的开口部分被称为“无效开口部分”并且区别于用作电子发射的原始开口部分。同时，即使无效开口部分形成于交迭区之外的区域中，无效开口部分根本不用作场发射器件，它们也不对形成于交迭区中的场发射器件的性能引起任何有害影响。这里的原因如下。即使突出部分和凹陷部分被暴露于无效开口部分中的底部，在无效的开口部分的上端部上不形成栅极。或者，即使在无效的开口部分的上端部上形成栅极，突出部分和凹陷部分都不暴露于底部中，或者突出部分和凹陷部分都不暴露于无效开口部分的底部中并且没有栅极形成于上端部，仅支承件表面被暴露出来。因此，即使球形布置在整个表面上也不会有问题。形成于交迭区和另外的区域之间的边界上的孔被包括在开口部分中。
球形的直径可根据所需的开口部分的直径、凹陷部分的直径、使用场发射器件构成的平面型显示器的显示器屏幕尺寸、像素数目、交迭区的尺寸以及每一像素的场发射器件的数目来选择。球形直径优选在0.1到10微米的范围内。例如，商业上作为用于液晶显示器的隔离物应用的球形及优选的，因为它们具有1到3％的颗粒直径分布。尽管球形的形状理论上是真正的球形，实际上不必要是真正的球形。在制造场发射器件的一些方法中，开口部分或无效开口部分可被形成于布置球形的部分中，并且优选把球形布置在支承件上，密度为大约100到500个球形/mm2。例如，当以大约1000个球形/mm2的密度在支承件上布置球形时，例如如果交迭区具有0.5mm×0.2mm的尺寸，每一个交迭区中出现大约100个球形，并且形成大约100个突出部分。当每一交迭区形成大约这种数目的突出部分时，颗粒直径分布和球形的球形度的波动引起的凹陷部分的直径波动被大致平均，每一像素(每一子像素)的发射电子的电流密度和亮度变得均匀。
在火山口型场发射器件(No.1)或后面要描述的火山口型场发射器件(No.2)或火山口型场发射器件(No.4)中，球形形状的部分以构成电子发射部分的凹陷部分的形式被反射。各个突出部分的顶端部可具有不规则凸凹形式或可以是平坦的。尤其在火山口型场发射器件(No.1)或后面要描述的火山口型场发射器件(No.2)中，上述顶端部通过阴极的断裂而形成，从而各个突出部分的顶端部可靠地具有不规则形式。当顶端部通过断裂而尖锐化时，有利地是顶端部可用作高效的电子发射部分。在火山口型场发射器件(No.1)到火山口型场发射器件(No.4)的任何一种中，包围凹陷部分的突出部分编委圆形或环形，并且在这种情况下，凹陷部分和突出部分整体具有火山口或火山喷口形式。
突出部分在支承件上的布局可是规则或随机的，并且取决于布局球形的方法。当使用上述干燥方法或湿方法时，突出部分在支承件上的布局变得随机。
在火山口型场发射器件(No.1)到火山口型场发射器件(No.4)的任何一种中，当在形成绝缘层之后开口部分形成于绝缘层中时，可使用一种结构，其中保护层形成来避免突出部分形成后突出部分的顶端部的损坏，并且在形成开口部分后去除保护层。用于保护层的材料包括铬。
制造火山口型场发射器件(No.1)的场发射器件的方法将参考图49A,49B,50A,50B,51A,51B,52A和52B解释。图49A,50A,50B是局部示意截面图，图49B,50B和51B是表示比图49A,50A和51A更宽的范围的局部透视图。
[步骤800]
首先，在支承件11上形成覆盖多个球形70的阴极12。尤其，球形70被布置在例如玻璃制成的支承件11的整个表面上。球形70例如由聚甲烯基聚合物材料制成，并且它们具有大约5微米的平均颗粒直径和小于1％的颗粒直径分布。球形70随机用喷射枪以大约1000个球形/mm2的密度被布置在支承件11上。用喷射枪喷射球形的方法包括喷射球形与挥发溶剂的混合物的方法和从喷嘴喷出粉末状态的球形的方法。布置的球形70被静电力维持在支承件11上。图49A和49B表示这种状态。
[步骤810]
阴极112形成于球形70和支承件11上。图50A和50B表示形成阴极112的状态。阴极112可通过例如丝网印刷条形形式的碳浆料而形成。在这种情况下，球形70被布置在支承件11的整个表面上，从而一些球形70自然不用阴极112覆盖，如图50B所示。之后，在例如150度下干燥阴极112以去除包含在阴极112中的水和溶剂并平坦化阴极112。在这个温度下，球形70不承受任何状态改变和/或化学改变。使用碳浆料的上述丝网印刷可用一种方法替代，其中用于阴极112的导电材料层形成于整个表面上并且用于阴极112的导电材料层被一般的平板印刷术和一般干燥蚀刻方法来构图以形成条形形式的阴极112。当应用平板印刷术时，通常，抗蚀剂层通过旋涂法形成。在旋涂中，如果支承件11的旋转数目是500rpm并且如果旋转时间周期大约是几秒长，球形70被维持在支承件11上而不滴落或位移。
[步骤820]
阴极112的覆盖球形70的部分通过去除球形70而被去除，从而形成具有多个用于发射电子的突出部分112A和每一个用突出部分112A包围并反射各个球形70的一部分的凹陷部分112B的阴极112。图52A和52B表示这种获得的状态。尤其，球形70通过在大约530度加热而燃烧，同时阴极112也被焙烧。捕获每一个球形70的各个封闭空间中的压力与球形70的燃烧一起提高，并且阴极112的覆盖球形70的部分在超出一定压力持续极限时破裂，这种部分被去除。结果，突出部分112A和凹陷部分112B形成于在支承件11上形成的阴极112的一部分中。当去除球形后各个球形的一些部分作为残渣保留下来时，残渣可根据构成使用的球形的材料用适当的冲洗液体去除。
[步骤830]
接着，绝缘层13形成于阴极112和支承件11上。尤其例如，玻璃浆料被丝网印刷到整个表面上以形成具有大约5微米的厚度的层。随后，例如在150度下干燥绝缘层13以去除包含在绝缘层13中的水和溶剂，并平坦化绝缘层13。上述使用玻璃浆料的丝网印刷可用例如通过CVD方法形成SiO2层来替代。
[步骤840]
接着，条形栅极14形成于绝缘层13(看图52A)上。栅极14可通过例如丝网印刷条形碳浆料形成。条形栅极14的投影图像的延伸方向与条形阴极112的投影图像的延伸方向成90度角度。为去除包含在栅极14的水和溶剂，并平坦化栅极15，在例如150度干燥栅极14，并且构成栅极14的绝缘层13的材料被焙烧。使用碳浆料的丝网印刷方法可用在绝缘层13的整个表面上形成用于栅极14的栅极材料层并接着通过一般平板印刷术和干蚀刻构图栅极材料层的方法替代。
[步骤850]
接着，在栅极14的投影图像和阴极112的投影图像交迭的交迭区中，开口部分15穿过栅极14和绝缘层13形成，从而在开口部分15的底部中暴露多个突出部分112A和凹陷部分112B。可通过根据一般平板印刷术形成抗蚀剂掩膜和蚀刻该抗蚀剂掩膜来得到开口部分15。优选地，在确保对阴极112的足够高的蚀刻选择性的条件下执行蚀刻。否则，在形成突出部分112A后，优选地提前形成铬制成的保护层，并且在形成开口部分15后，去除保护层。之后，去除抗蚀剂掩膜。以这种方式获得图52B所示的场发射器件。
作为制造火山口型场发射器件(No.1)的方法的变形例，可使用一种结构，其中在步骤810之后执行步骤830到步骤850，接着再执行步骤820。在这种情况下，球形的燃烧和用于栅极14和绝缘层13的材料的焙烧可同时执行。
或者，在步骤810之后执行步骤830，并且在类似于步骤840的步骤中，开在绝缘层上形成没有开口部分的条形栅极。随后，执行步骤820。以这种方式，阴极112、绝缘层13和栅极14的覆盖球形70的部分被去除，从而开口部分可经栅极14和绝缘层13形成，并且在定位于开口部分的底部中的阴极112中形成具有用于发射电子的突出部分112A和由突出部分112A包围的并反射各个球形70的一部分的凹陷部分112B的电子发射部分。即，捕获每一个球形70的各个封闭空间中的压力与球形70的燃烧一起提高，并且阴极112、绝缘层13和栅极14的覆盖球形的部分在超出一定压力持续极限时破裂，开口部分与突出部分112A和凹陷部分112B一起形成另外，去除球形70。开口部分穿过栅极14和绝缘层13形成并且反射一部分球形70。在开口个部分的底部中，保留用于发射电子的突出部分112A和由突出部分112A包围的并反射球形70的一部分的凹陷部分112B。
[火山口型场发射器件(No.2)]
制造火山口型场发射器件(No.2)的方法参考图53A,53B和53C来解释。该方法不同于制造火山口型场发射器件(No.1)的方法之处在于在支承件11上布置多个球形70的步骤包括在支承件11上形成球形70和阴极材料分散在分散剂中的成分制成的成分层71，从而把多个球形70布置在支承件11上，用阴极材料制成阴极112的覆盖球形70，之后去除分散剂，即上述步骤是湿方法。
[步骤900]
首先，在支承件11上形成覆盖多个球形70。尤其，在支承件11上形成球形70和阴极材料71B分散在分散剂71A中的成分制成的成分层71.即例如把异丙基乙醇用作分散剂71A，并且把由聚甲烯基聚合物材料制成的并且具有大约5微米的平均颗粒直径的球形70以及0.05微米的平均颗粒直径的作为阴极材料71B的碳颗粒分散在分散溶剂71A中而置备成分。该成分以条形丝网印刷在支承件11上，以形成成分层71。图53A表示形成成分层71后当时发现的状态。
[步骤910]
在维持于支承件11上的成分层71中，球形70很快析出来布置在支承件11上并且阴极材料71B也析出来形成阴极112，从而多个球形70可被布置在支承件11不和且球形70用阴极材料制成的阴极112覆盖。图53B表示这样获得的状态。
[步骤920]
之后，分散剂71A被蒸发掉。图53C表示这种获得的状态。
[步骤930]
接着，执行类似于火山口型场发射器件(No.1)或制造火山口型场发射器件(No.1)的方法的变形例中的步骤820到步骤850的步骤，从而完成类似于图52B所示的场发射器件的场发射器件。
[火山口型场发射器件(No.3)]
制造火山口型场发射器件(No.3)的方法下面进行解释，在支承件上形成条形阴极的步骤包括步骤：
在支承件上布置多个球形；
在支承件上形成具有多个用于发射电子的突出部分和每一个都被突出部分包围的并反射球形部分的凹陷部分；
去除球形。
通过喷射把多个球形布置在支承件上。球形具有憎水表面处理层。将参考图54A,54B和54C来解释火山口型场发射器件(No.3)。
[步骤1000]
首先在支承件11上形成覆盖多个球形170。尤其，在例如玻璃制成的支承件11的整个表面上形成多个球形170。球形170通过提供例如二乙烯基苯聚合物材料构成的核心材料170A并用聚四氟乙烯树脂制成的表面处理层170B涂覆核心材料170A而形成，球形170具有大约5微米的平均直径和小于1％的颗粒直径分布。球形170以大约1000个球形/mm2的密度随机地用喷射枪被布置在支承件11上。布置的球形170被静电力维持在支承件11上。图54A表示这种获得的状态。
[步骤1010]
在支承件11上形成阴极112，其具有多个用于发射电子的突出部分112A和每一个由突出部分112A包围并反射球形170的一部分的凹陷部分112B，突出部分112A围绕球形170形成。尤其，如参考火山口型场发射器件(No.1)所述，例如碳浆料被丝网印刷成条形。在火山口型场发射器件(No.3)中，各个球形170的表面具有最新水特性，这是由于表面处理层170B所导致的，从而球形170上丝网印刷的碳浆料立刻被排斥并被滴落，且围绕球形170被淀积而形成突出部分112A。各个突出部分112A的顶端不被尖锐化，与火山口型场发射器件(No.1)中不同。阴极112的进入到球形170和支承件11之间的部分构成凹陷部分112B。尽管图54B表示在阴极112与球形170之间出现间隙的状态，在一些情况下阴极112和球形170可互相接触。接着，阴极112例如在150度下被干燥。图54B表示这样得到的状态。
[步骤1020]
随后，向球形170施加外力以从支承件11去除球形170。尤其，去除方法包括冲洗方法和吹入压缩气体的方法。图54C表示这样获得的状态。球形也可通过球形的状态改变和/或化学改变而被去除，更具体说，例如，通过燃烧，其也适用于后面要描述的火山口型场发射器件(No.4)。
[步骤1030]
接着，执行火山口型场发射器件(No.1)中的步骤830到步骤850，从而获得几乎与图52B所示的场发射器件相同的场发射器件。
在制造火山口型场发射器件(No.3)的方法的变形例中，可使用一种结构，其中火山口型场发射器件(No.1)中的步骤830到步骤850在步骤1010之后进行并且接着再执行步骤1020。
[火山口型场发射器件(No.4)]
制造火山口型场发射器件(No.4)的方法下面进行解释。在这个方法中，更具体说，在支承件上形成条形阴极的步骤包括步骤：
在支承件上布置多个球形；
在支承件上形成具有多个用于发射电子的突出部分和每一个都被突出部分包围的并反射球形部分的凹陷部分，各个突出部分被形成于各个球形的周围；
当在整个表面上形成绝缘层时，在球形上具有开口部分的绝缘层被形成于阴极和支承件上。球形在形成开口部分之后被去除。在制造火山口型场发射器件(No.4)中的场发射器件的方法中，通过喷射把多个球形布置在支承件上。每个球形具有憎水表面处理层。将参考图55A,55B56A和56B来解释火山口型场发射器件(No.4)。
[步骤1100]
首先在支承件11上布置覆盖多个球形170。尤其，执行类似于火山口型场发射器件(No.3)中的步骤1100的步骤。
[步骤1110]
在支承件11上形成阴极112，其具有多个用于发射电子的突出部分112A和每一个由突出部分112A包围并反射球形170的-部分的凹陷部分112B，各个突出部分112A在球形170周边形成。尤其，执行火山口型场发射器件(No.3)中的步骤S1010的步骤。
[步骤1120]
在球形上具有开口部分15A的绝缘层13形成于阴极112和支承件11上。尤其，玻璃浆料被丝网印刷到整个表面以形成具有大约5微米厚度的层。玻璃浆料的丝网印刷可以与火山口型场发射器件(No.1)中相同的方式执行。各个球形170的表面由于表面处理层170B而有憎水特性，从而丝网印刷玻璃浆料立刻被排斥开并被滴落，绝缘层113的在各个球形170上的部分由于其表面张力而收缩。结果，各个球形170的顶部暴露于开口部分15A而不用绝缘层113覆盖。图55A表示这样获得的状态。在所示的实施例中，开口部分1SA的顶端部具有比球形170更大的直径。当表面处理层170B具有比玻璃浆料更小的界面张力(表面张力)时，开口部分15A趋向于具有更小直径。当表面处理层170B具有比玻璃浆料大得多的界面张力时，开口部分15A趋向于具有更大直径。之后，绝缘层113例如在150度下被干燥。
[步骤1130]
接着，具有与开口部分15A相通的开口部分15B的栅极114形成于绝缘层113上。尤其，碳浆料被丝网印刷成条形。碳浆料的丝网印刷以与火山口型场发射器件(No.1)中相同的方式来执行。但是，由于球形170的表面由于表面处理层170B具有更高的最小水特性，丝网印刷在球形170上的碳浆料立刻被排斥开并由于其自身的表面张力而收缩，形成它独自粘结于绝缘层113的表面的状态。在这种情况下，栅极114可形成为从绝缘层113的开口端部一定程度地下垂到开口部分15A中。接着，例如在150度下干燥栅极114。图55B表示这样完成的状态。当表面处理层170B具有比碳浆料更小的界面张力时，开口部分15A趋向于具有更小直径。当表面处理层170B具有比碳浆料大得多的界面张力时，开口部分15A趋向于具有更大直径。
[步骤1140]
之后，把暴露在开口15A和15B中的球形170移去。尤其，球形170通过在大约530度加热球形而被燃烧，该温度是用于焙烧玻璃浆料的常用温度，该加热还用于焙烧阴极112、绝缘层113和栅极114。在这种情况下，绝缘层113和栅极114从开始就具有开口部分15A和15B，与火山口型场发射器件(No.1)不同，从而一部分阴极112、绝缘层113或栅极114在任何情况下不被分散，球形170容易被移去。当开口部分15A和15b的上端部具有比球形170更大的直径时，球形170可通过外力被移去，这种外力如用压缩气体冲洗或吹动而不燃烧球形170。图56A表示这样完成的状态。
[步骤1150]
对应于开口部分15A的侧壁表面的绝缘层113的部分被各向同性地蚀刻，从而可完成图56B所示的场发射器件，栅极114的下端面朝下，其对于提高开口部分15中的电场强度是优选的。
[边缘型场发射器件]
图57A表示边缘型场发射器件的局部截面图。边缘型场发射器件具有形成于支承件11上的条形阴极212；形成于支承件11和阴极212上的绝缘层13和形成于绝缘层13上的条形栅极14。开口部分15穿过栅极14和绝缘层13而形成。阴极212的边缘部分212A暴露于开口部分15的底部中。一个电压被施加于阴极212和栅极14，从而从阴极212的边缘部分212A发射电子。
如图57B所示，凹陷部分11A可形成于开口部分15的内部的阴极212下面的支承件11上。否则，如图57C表示局部截面图，边缘型场发射器件可具有形成于支承件11上的第一栅极14A；形成于支承件11上第一栅极14A上的第一绝缘层13A；形成于绝缘层13A上的阴极212；形成于第一绝缘层13A和阴极212上的第二绝缘层13B；和形成于第二绝缘层13B上的第二栅极14B。并且，开口部分15穿过第二栅极14B、第二绝缘层13B、阴极212和第一绝缘层13A形成。阴极212的边缘部分212A在开口部分15的侧壁表面上暴露。一个电压被施加于阴极212和第一与第二栅极14A和14B，从而从阴极212的边缘部分212A发射电子。
制造例如图57C所示的所示的边缘型场发射器件的方法将参考表示出支承件等的局部截面图的图58A,58B和58C来解释。
[步骤1200]
首先，大约0.2微米厚的钨层通过溅射方法形成于例如玻璃衬底制成的支承件11上，并且通过蚀刻术和干蚀刻方法对钨层构图，以形成第一栅极14A。当由SiO2制成的并具有大约0.3微米的厚度的第一绝缘层13A形成于整个表面上时，并且接着钨制成的条形阴极212形成与第一绝缘层13A上。
[步骤1210]
随后，例如由SiO2制成的并具有大约0.7微米的厚度的第二绝缘层13B形成于整个表面上接着，在第二绝缘层13B上形成条形第二栅极14B(看图58B)。用于第二栅极14B的材料和厚度可与用于第一栅极14A的相同或不同。
[步骤1220]
随后，抗蚀剂层67形成于整个表面上，抗蚀剂开口部分67A形成于抗蚀剂层67中，使得第二栅极14B的一部分表面被暴露。抗蚀剂开口部分67A在平面图中具有矩形形状。矩形形状具有大约100微米的大边长和几个到10微米的小边长。那么，暴露在抗蚀剂开口部分67A的底部中的第二栅极14B例如通过RIE方法被各向异性蚀刻，以形成开口部分。接着，暴露在开口部分的底部中的第二绝缘层13B被各向同性地蚀刻，以形成开口部分(看图58C)。由于第二绝缘层13B由SiO2制成，使用缓冲的氢氟酸水溶液执行湿蚀刻。第二绝缘层13B中的开口部分的侧壁表面从形成于第二栅极14B中的开口部分的开口端部回缩。在这种情况下，回缩量可通过调整蚀刻持续时间来控制。在这个实施例中，执行湿蚀刻，直到形成在第二绝缘层13B中的开口部分的下端从形成于第二栅极14B中的开口部分的开口端部回缩。
暴露于开口部分的底部中的阴极212在离子被用作主要蚀刻物质的条件下被干蚀刻。在使用离子作为主要蚀刻物质的干蚀刻中，例子作为充电的颗粒可通过向要被蚀刻的对象应用偏压或通过应用等离子体和电场的交互作用而被加速，并且通常，进行各向异性蚀刻，使得蚀刻的对象具有垂直壁，来作为处理后的表面。但是在这个步骤中，等离子体中的主要蚀刻物质包含具有不同于垂直的角度的入射分量，并且倾斜进入分量也由于在开口部分的端部上散射而产生，从而可能主蚀刻物质进入阴极212的暴露表面中的离子初始不应到达的区域中，这是由于通过开口部分将区域屏蔽开。在这种情况下，相对于支承件11的垂直方向具有更小入射角的主要蚀刻物质表现出更高的入射可能性，并且具有更大入射角的主要蚀刻物质表现出更低的入射可能性。
因此，尽管形成于阴极212中的开口部分的上端部的位置近似与形成于第二绝缘层13B中的开口部分的下端部一致，形成于阴极212中的开口部分的下端部的位置从其上端部突出出来。即，阴极212的边缘部分212A的厚度在突出方向上朝向前端部而降低并且边缘部分212A被尖锐化。例如，当SF6被用作蚀刻气体时，阴极212可被良好地处理。
暴露于形成于阴极212的开口部分的底部中的第一绝缘层13A被各向同性地蚀刻，以在第一绝缘层13A中形成开口部分，从而完成开口部分15。在这个实施例中，使用缓冲氢氟酸水溶液执行湿蚀刻。形成于第一绝缘层13A中的开口部分的侧壁表面从形成于阴极212中的开口部分的下端部回缩。在这种情况下，回缩量可通过调整蚀刻持续时间来控制。在完成开口部分15后，移去抗蚀剂层67，从而得到如图57C所示的结构。
[Spindt型场效应器件：制造方法的变形例1]
制造在[Spindt型场效应器件]中解释的Spindt型场效应器件的方法的变形例将在后面参考图59A,59B,60A,60B,61A,61B和62来解释，它们表示支承件等的局部端视图。这个Spindt型场效应器件(看图62)基本根据下面的步骤制造：
(a)在支承件11上形成阴极12；
(b)在阴极12和支承件11上形成绝缘层13；
(c)在绝缘层13上形成栅极14；
(d)至少在绝缘层13中形成具有暴露于其底部的阴极12的开口部分15；
(e)在包括开口部分15的内部的整个表面上形成用于电子发射部分的导电材料层81；
(f)在导电材料层81上形成掩膜材料层82以掩盖导电材料层81的被定位于开口部分15的中央部分中的区域；
(g)在其中导电材料层81在垂直于支承件11的方向上的蚀刻率比掩膜材料层82在垂直于支承件11的方向上的蚀刻率高的各向异性的蚀刻条件下蚀刻导电材料层81和掩膜材料层82以在暴露于开口部分15中的阴极12上形成由导电材料层81构成的并具有锥形形状的顶端部的电子发射电极16E。
[步骤1300]
由铬(Cr)制成的阴极12形成于例如通过在玻璃衬底上形成大约0.6微米厚的SiO2层而制备的支承件11上。尤其，由用于阴极的铬制成的导电材料层例如通过溅射方法或CVD方法被淀积在支承件11上，把导电材料层构图，从而可形成多个阴极12。每个阴极12具有例如50微米的宽度，并且一个阴极12与另一个阴极12以例如30微米的间距隔开。接着，SiO2制成的绝缘层13通过等离子体CVD方法使用TEOS(四乙氧基硅烷)作为源气体形成于整个表面上，尤其在阴极12和支承件11上。绝缘层13具有大约1微米的厚度。接着，条形栅极14形成于绝缘层13上的整个表面上，栅极14在与阴极12成直角的方向上延伸。
之后，在条形阴极12和条形栅极14交迭的交迭区中，即，在一个像素区中，开口部分15穿过栅极14和绝缘层13而形成。开口部分15具有例如直径为0.3微米的圆形的平行形状。通常，在每一个像素区中(一个交迭区)形成数百到数千个开口部分15。为形成开口部分15，把一般光刻胶形成的抗蚀剂层用作掩膜的同时，首先在栅极14中形成开口部分15，接着，开口部分15形成于绝缘层13中。在RIE后，抗蚀剂层通过灰化被移去(看图59A)。
[步骤1310]
之后，粘结层80通过溅射方法形成于整个表面上(看图59B)。粘结层80提供来用于改进在下面的步骤中要形成的导电材料层81与暴露于栅极的非形成区的绝缘层以及开口部分15的侧壁表面的粘结性。在钨被用于形成导电材料层81的情况下，钨制成的粘结层80通过DC溅射方法被形成为0.07微米厚的层。
[步骤1320]
用于电子发射部分的导电材料层81通过氢还原压力还原CVD方法形成于包括开口部分15的内侧的整个表面上，导电材料层81具有大约0.6微米的厚度并由钨制成(看图60A)。在形成的导电材料层81的表面中，形成的是凹口81A，反映开口部分15的顶端表面与底部的表面之间的台阶。
[步骤1330]
掩膜材料层82形成来覆盖导电材料层81的被定位于开口部分15的中央部分中的区域(尤其是凹口81A)。尤其，作为掩膜材料层82的0.35微米厚的抗蚀剂层通过旋涂法形成于导电材料层81上(看图60B)。掩膜材料层82吸附导电材料层81的凹口81A以形成接近平坦的表面。接着，通过RIE方法含氧气体蚀刻掩膜材料层82。当导电材料层81的平坦表面被暴露时结束蚀刻，从而掩膜材料层82保留下来，以通过把其自身填充到导电材料层81的凹口81A中形成平坦表面(看图61A)。
[步骤1340]
接着，导电材料层81、掩膜材料层82和粘结层90被蚀刻形成锤形电子发射淀积16E(看图61B)。这些层在各向异性蚀刻条件下被蚀刻，在这种条件下，导电材料层81的蚀刻率高于掩膜材料层82的蚀刻率。下面的表2表示蚀刻条件。
表2
(导电材料层81等的蚀刻条件)
SF6流动速率 150SCCM
O2流动速率 30SCCM
Ar流动速率 90SCCM
压力 35Pa
RF功率 0.7kW
[步骤1350]
在开口部分15内部，形成于绝缘层13中的开口部分15的侧壁表面在各向同性的蚀刻条件被回缩，从而完成图62A所示的场发射器件。各向同性蚀刻可通过使用游离基(radical)作为主要蚀刻物质的干蚀刻方法，如化学干蚀刻或者通过使用蚀刻溶液的湿蚀刻方法来执行。作为蚀刻溶液，例如可使用含49％的氢氟酸水溶液与49％的纯水的混合物，其中49％的氢氟酸水溶液/纯水的体积比率是1/100。
在步骤1340中形成电子发射期间16E的机制将参考图63A和63b来解释。图63A示意地表示被蚀刻的材料的表面轮廓在进行蚀刻时如何以恒定的时间间隔改变，并且图63b是表示蚀刻时间与在开口部分的中央处被蚀刻的材料的厚度之间的关系的曲线。掩膜材料层在开口部分15的中央处有厚度hp，并且电子发射电极16E在开口部分15的中央处具有高度he。
在表2所示的蚀刻条件下，导电材料层81的蚀刻率自然高于抗蚀剂材料制成的掩膜材料层82的蚀刻率。在没有出现掩膜材料层82的区域中，导电材料层81立刻开始被蚀刻，被蚀刻的材料的表面容易向下沉。相反，在出现掩膜材料层82的区域中，仅在首先移去掩膜材料层82后导电材料层81才开始蚀刻。因此，掩膜材料层82被蚀刻的同时，被蚀刻的材料的厚度的递减率低(hp递减间隔)，并且仅在掩膜材料层82消失时被蚀刻的材料的厚度的递减率变得与没有掩膜材料层82的区域中的蚀刻率一样高(he递减间隔)。hp递减间隔开始的时间到达掩膜材料层82具有最大厚度的开口部分15的中央处的最后，在更靠近掩膜材料层82具有较小厚度的开口部分15的周围的区域中，该时间到来的越早。以上述方式，形成具有锥形形状的电子发射电极16E。
导电材料层81的蚀刻率与抗蚀剂材料制成的掩膜材料层82的蚀刻率之比将被称为“对抗蚀剂的选择比率”。对抗蚀剂的选择比率是用于确定电子发射电极16E的高度和形状的重要因素。这一点将参考图64A,64B和64C来解释。图64A表示在对抗蚀剂的选择比率相对小时形成的电子发射电极16E的形状。图64C表示在对抗蚀剂的选择比率相对大时形成的电子发射电极16E的形状。图64B表示在对抗蚀剂的选择比率为中间值时形成的电子发射电极16E的形状。看到随着对抗蚀剂的选择比率的升高，导电材料层81的膜递减与掩膜材料层82的膜递减相比尖锐，从而电子发射电极16E具有更大高度和更尖锐形状。对抗蚀剂的选择比率随着O2流动速率相对于SF6流动速率的增加而降低。当使用可能通过共同使用衬底偏置而改变离子的入射能量的蚀刻装置时，通过提高RF偏置功率或降低用于偏置应用的AC电源的频率而降低对抗蚀剂的选择比率。当选择了对抗蚀剂的选择比率时，它至少是1.5，优选至少为2，更优选至少是3。
在上述蚀刻中，当然，要求对于栅极14和阴极12保证高的选择蚀刻率。在表2所示的条件下，不会引起问题。其原因如下。构成栅极14或阴极12的材料很难用含氟蚀刻物质来蚀刻，并且在上述条件下，可获得大约10或更大的选择蚀刻比率。
[Spindt型场效应器件：制造方法的变形例2]
制造Spindt型场效应器件的方法的变形例2是制造Spindt型场效应器件的方法的变形例l的变形例。在制造方法的变形例2中，用掩膜材料层覆盖的导电材料层的区域可比制造方法的变形例1窄。在变形例2的制造方法中，在导电材料层的表面中通过利用开口部分的上端表面与底部表面之间的台阶形成接近漏斗状凹口，该凹口具有柱状部分和与柱状部分的上端连通的加宽的部分，并且在步骤(f)中，掩膜材料层形成于导电材料层的整个表面上。之后，掩膜材料层和导电材料层在平行于支承件的表面的平面中被移去，从而掩膜材料层保留在柱状部分中。
制造Spindt型场效应器件的方法的变形例2将参考图65A,65B,66A,66B,67A和67b来解释，它们表示支承件等的局部端视图。
[步骤1400]
阴极12形成于支承件11上。即用于阴极的导电材料层通过例如DC溅射方去通过以这个顺序层叠TiN层(厚O.1微米)、Ti层(厚5纳米)、Al-Cu层(厚0.4微米)、Ti层(厚5纳米)、TiN层(厚0.02微米)和Ti层(厚0.02微米)而以形成堆叠层并通过对该堆叠层构图成条形而形成。图中作为单层表示阴极12。之后，0.7微米厚的绝缘层13通过等离子体CVD方法使用TEOS(四乙氧基硅烷)作为源气体形成于整个表面上，尤其在支承件11和阴极12上。接着，条形栅极14形成于绝缘层13上。
另外，SiO2制成的0.2微米厚的蚀刻停止层83形成于整个表面上。蚀刻停止层83实际不用于场发射器件的功能而用于在导电材料层81在后面到来的步骤中被蚀刻时保护栅极14。当栅极14对导电材料层81的蚀刻条件具有足够高的蚀刻耐久性时，蚀刻停止层83可被省略。接着，开口部分15通过RIE方法穿过蚀刻停止层83、栅极14和绝缘层13而形成。阴极12被暴露于开口部分15的底部中。以这种方式，得到图65A表示的状态。
[步骤1410]
之后，例如钨制成的0.03微米厚的粘结层80形成于包括开口部分15的内部的整个表面上(看图65B)。直接，用于电子发射部分的导电材料层81形成于包括开口部分15的内部的整个表面上。在制造方法的变形例2中，导电材料层81的厚度可确定为使得具有比制造方法的变形例1中描述的凹口81更大深度的凹口81A形成于表面中。即导电材料层81的厚度被适当确定，从而可利用开口部分15的上端表面与底部表面之间的台阶在导电材料层81的表面中形成具有接近漏斗状凹口81A，该凹口具有柱状部分81B和与柱状部分的上端连通的加宽的部分81C。
[步骤1420]
铜制成的大约0.5微米厚的掩膜材料层82通过化学镀方法形成于导电材料层81的整个表面上(看图66A)。
表3表示化学镀条件。
表3
镀溶液 硫酸铜(CuSO4·5H2O) 7g/升福尔马林(37％HCHO 20ml/升氢氧化钠(NaOH)     10g/升钽酸钾钠           20g/升
镀池温度 50度
[步骤1430]
接着，掩膜材料层82和导电材料层81在平行于制成件11的表面的平面中被移去，以在柱状部分81B中保留掩膜材料层82(看图66B)。上述移去可通过例如化学/机械抛光(CMP)方法执行。
[步骤1440]
随后，导电材料层81、掩膜材料层82和粘结层80在各向异性的条件下被蚀刻，在这种条件下，导电材料层81和粘结层80的蚀刻率高于掩膜材料层82的蚀刻率。结果，具有锥形形状的电子发射电极16E形成于开口部分15(看图67A)中。当电子发射电极16E的顶端部有剩余的掩膜材料层82时，剩余掩膜材料层82可通过湿蚀刻方法使用稀释的氢氟酸水溶液移去。
[步骤1450]
在形成于绝缘层13中的开口部分15内部，开口部分15的侧壁表面在各向同性的蚀刻条件下被回缩，从而完成图67B所示的场发射器件。在这种情况下，也去除蚀刻停止层83。对于各向同性蚀刻，可使用在制造方法的变形例1中所解释的那些。
同时，在形成于制造方法的变形例2中的电子发射电极16E中，形成比形成于制造方法的变形例1中的对应部分更尖锐的锥形。这一不同是由掩膜材料层82的形状不同以及导电材料层81的蚀刻率与掩膜材料层82的蚀刻率的比率不同造成的。上述不同将参考图68A和68B来解释。图68A和68B表示被蚀刻的材料的表面轮廓如何以恒定时间间隔来改变。图68A表示使用铜制成的掩膜材料层82的情况，图68B表示使用抗蚀剂材料制成的掩膜材料层82的情况。为了简单，假设导电材料层81的蚀刻率与粘结层80的蚀刻率相同，并且省略了粘结层80的表示。
当使用铜制成的掩膜材料层82时(看图68A)，在蚀刻期间任何情况下掩膜材料层82不消失，这是由于掩膜材料层82的蚀刻率与导电材料层81的蚀刻率相比足够低，从而形成具有尖锐顶端部的电子发射电极16E。相反，当使用抗蚀剂材料制成的掩膜材料层82时(看图68B)，在蚀刻期间掩膜材料层82易于消失，这是由于掩膜材料层82的蚀刻率与导电材料层81的蚀刻率相比并不低。因此在掩膜材料层消失后，电子发射电极16E的锥形形状趋向于钝化。
另外，保留在柱状部分81B中的掩膜材料层82有一个优点是即使柱状部分81B的深度发生一定程度改变，电子发射电极16E的形状不发生大改变。即，柱状部分81B的深度根据导电材料层81的厚度和台阶跨度范围的波动而改变。但是由于无论深度如何，柱状部分81B的宽度接近恒定，掩膜材料层82的宽度变得接近恒定，从而在最终获得的电子发射电极16E的形状方面没有大差别。相反，在凹口81A中保留的掩膜材料层82中，掩膜材料层的宽度根据凹口81A是否具有大深度或小深度而改变，从而电子发射电极16E的锥形形状在凹口81A变窄以及掩膜材料层82具有更小厚度之前钝化。场发射器件的场发射效率根据栅极和阴极的电势差、栅极和阴极之间的间距以及构成电子发射部分的材料的功函数来改变，并且它还根据电子发射部分的顶端部的形状而改变。因此，优选按需要对掩膜材料层的形状和蚀刻率作出上述选择。
[Spindt型场效应器件：制造方法的变形例3]
制造方法的变形例3是制造方法的变形例2的变形例。在制造方法的变形例3中，在步骤(e)中在导电材料层的表面中形成接近漏斗状的凹口，其具有柱状部分和与柱状部分的上端部相通的加宽的部分，柱状部分反映开口部分的上端表面与底部表面之间的台阶，在步骤(f)中，掩膜材料层形成于导电材料层的整个表面上，导电材料层的表面上和加宽部分的内部的掩膜材料层被去除，从而掩膜材料层保留在柱状部分中。制造Spindt型场效应器件的方法的变形例3将参考图69A,69B和70来解释，其表示支承件等的局部端视图。
[步骤1500]
制造形成图66A所示的掩膜材料层82之前的过程以与制造方法的变形例2中的步骤1400到步骤1420相同的方式来执行，接着，仅导电材料层81上和加宽的部分81C内部的掩膜材料层82被去除，保留柱状部分81B中的掩膜材料层82(看图69A)。在这种情况下，例如用稀释的氢氟酸水溶液执行湿蚀刻，从而仅铜制成的掩膜材料层82被选择地去除，而不去除钨制成的导电材料层81。保留在柱状部分81B中的掩膜材料层82的高度根据蚀刻时间周期而不同。但是，蚀刻时间周期并不严格，只要填充在加宽的部分81C中的掩膜材料层82被充分去除。其原因如下。关于掩膜材料层82的高度的讨论基本上与上面参考图68A对柱状部分81B的深度的讨论相同，并且掩膜材料层82的高度对最终形成的电子发射电极16E的形状没有重大影响。
[步骤1510]
之后，以与制造方法的变形例2中相同的方式来蚀刻导电材料层81、掩膜材料层82和粘结层80，以形成图69B所示的电子发射部分16E。尽管整个电子发射部分16E自然可具有锥形形状，如图67A所示，但图69B表示出仅顶部具有锥形形状的变形例。这种形状在填充在柱状部分81B中的掩膜材料层82的高度小或掩膜材料层82的蚀刻率相对高时产生。这种形状根本不影响电子发射部分16E的波动。
[步骤1520]
形成于绝缘层13的开口部分15中，开口部分15的侧壁表面在各向同性的回缩，从而完成图70所示的场发射器件。各向同性蚀刻可以以与制造方法的变形例1中相同的方式进行。
[Spindt型场效应器件：制造方法的变形例4]
制造方法的变形例3是制造方法的变形例1的变形例。图71表示在制造方法的变形例4中制造的Spindt型场效应器件的局部端视图。制造方法的变形例4不同于制造方法的变形例1之处在于电子发射部分具有基板84以及层叠在基板84上的锥形电子发射电极16E。基板84由一种材料制成，电子发射电极16E由另一种材料制成。尤其，基板84是用于调整电子发射电极16E和栅极14的开口端部之间的间距的部件，具有作为抗蚀剂层的功能，并且由包含杂质聚合硅层构成。电子发射电极16E由钨制成，并具有锥形形状，尤其是圆锥形状。由TiN制成的粘结层80形成于基板84和电子发射电极16E之间。粘结层80不是电子发射电极的功能所必须的组件，但是提供来是为了产量的原因。把绝缘层13立刻从栅极14的下面向基板84的上端部刮去，以形成开口部分15。
制造方法的变形例4将参考图72A,72B,73A,73B,74A和74B来解释，其表示支承件等的局部端视图。
[步骤1600]
首先，制造形成开口部分15之前的过程以与制造方法的变形例1中的步骤1300相同的方式来执行，接着，在包括开口部分15的内部的整个表面上形成用于形成基板的导电材料层84A。导电材料层84A还用作抗蚀剂层，由聚合硅层构成，并且可通过等离子体CVD方法形成。接着，由抗蚀剂层构成的平坦化层85通过旋涂法形成于整个表面上，以形成接近平坦的表面(图72A)。随后，平坦化层85和导电材料层84A在这些层的蚀刻率接近相同的条件下被蚀刻，以用具有平坦上表面的基部84填充开口部分15的底部(看图72B)。可通过RIE方法使用包含含氯气体和含氧气体的蚀刻气体来执行蚀刻。由于导电材料层84A的表面用平坦化层85铺平，基板84变为具有平坦上表面。
[步骤1610]
接着，粘结层80形成于包括开口部分15的剩余部分的内部的整个表面上，并且用于电子发射部分的导电材料层81形成于包括开口部分15的剩余部分的内部的整个表面上，以用导电材料层81填充开口部分15的剩余部分(看图73A)。粘结层80是通过溅射方法形成的0.07微米厚的TiN层，导电材料层81是通过还原压力CVD方法形成的0.6微米厚的钨层。反映开口部分的上端表面与底部表面之间的台阶的凹口81A形成于导电材料层81的表面中。
[步骤1620]
构成抗蚀剂层的掩膜材料层82通过旋涂法形成于导电材料层81的整个表面上，以形成接近平坦的表面(看图73B)。掩膜材料层82吸附导电材料层81的表面中的凹口81A并形成接近平坦表面。随后，通过RIE方法使用氧气蚀刻掩膜材料层82(看图74A)。当暴露出导电材料层81的平坦表面时结束蚀刻。以这种方式，掩膜材料层82被保留在导电材料层81的凹口81A中以形成平坦表面，并且形成掩膜材料层82以覆盖导电材料层81的定位于开口部分15的中央的区域。
[步骤1630]
接着，以与制造方法的变形例1中的步骤1340相同的方式一起蚀刻导电材料层81、掩膜材料层82和粘结层80，从而形成具有锥形形状的电子发射电极16E，其锥形依赖于基于上述机制的对抗蚀剂的选择比率，并且完成电子发射部分(看图74B)。随后，开口部分15内部形成绝缘层13，开口部分15的侧壁表面回缩，从而获得图71所示的场发射器件。
[Spindt型场效应器件：制造方法的变形例5]
制造方法的变形例5是制造方法的变形例2的变形例。图76B表示在制造方法的变形例5中制造的Spindt型场效应器件的局部端视图。制造方法的变形例5不同于制造方法的变形例2之处在于电子发射部分具有基板84以及形成在基板84上的锥形电子发射电极16E，与制造方法的变形例4的电子发射部分一样。基板84由一种材料制成，电子发射电极16E由另一种材料制成。尤其，基板84是用于调整电子发射电极16E和栅极14的开口端部之间的间距的部件，具有作为抗蚀剂层的功能，并且由包含杂质聚合硅层构成。电子发射电极16E由钨制成，并具有锥形形状，尤其是圆锥形状。由TiN制成的粘结层80形成于基板84和电子发射电极16E之间。粘结层80不是电子发射电极的功能所必须的组件，但是提供来是为了产量的原因。把绝缘层13立刻从栅极14的下面向基板84的上端部刮去，以形成开口部分15。
制造方法的变形例5将参考图75A,75B,76A和76B来解释，其表示支承件等的局部端视图。
[步骤1700]
首先，制造形成开口部分15之前的过程以与制造方法的变形例1中的步骤1300相同的方式来执行。接着，在包括开口部分15的内部的整个表面上形成用于形成基板的导电材料层，蚀刻导电材料层，从而可形成填充开口部分15的底部的基板84。尽管图中所示的基板84具有平坦表面，表面可以是有凹槽的。具有平坦表面的基板84可以以与制造方法的变形例4中的步骤1600相同的方式来形成另外，粘结层80和用于电子发射部分的导电材料层81连续形成于包括开口部分15的剩余部分的内部的整个表面上。在这种情况下，导电材料层81的厚度可确定为使得在导电材料层81的表面中形成接近漏斗状的凹口81A，该凹口具有柱状部分81B和与柱状部分的上端连通的加宽的部分81C，柱状部分81B反映开口部分15的剩余部分的上端表面与其底部表面之间的台阶。接着，掩膜材料层82形成于导电材料层81上。掩膜材料层82例如由铜构成。图75A表示这样获得的状态。
[步骤1710]
掩膜材料层82和导电材料层81在平行于支承件11的表面的平面中被去除，保留柱状部分81B中的掩膜材料层82(看图75B)。上述去除可通过化学机械/抛光方法(CMP方法)以与制造方法的变形例2中的步骤1430相同的方式来执行。
[步骤1720]
接着，蚀刻导电材料层81、掩膜材料层82和粘结层80，以形成电子发射电极16E，该电极具有锥形形状，其锥形依赖于基于上述机制的对抗蚀剂的选择比率。可以以与制造方法的变形例2中的步骤1440相同的方式来蚀刻这些层。电子发射部分包括电子发射电极16E、基板84和保留在电子发射电极16E与基板84之间的粘结层80。尽管整个电子发射部分16E自然可具有锥形形状，如图67A所示，但图76A表示出部分基板84填充在开口部分15的底部中的状态。这种形状在填充在柱状部分81B中的掩膜材料层82的高度小或掩膜材料层82的蚀刻率相对高时产生。但是这种形状根本不影响电子发射部分16E的波动。
[步骤1730]
随后，在开口部分15内部，绝缘层13的侧壁表面在各向同性的蚀刻条件下回缩，从而完成图76B所示的场发射器件。各向同性的蚀刻条件可以与制造方法的变形例1中解释的相同。
[Spindt型场效应器件：制造方法的变形例6]
制造方法的变形例6是制造方法的变形例3的变形例。制造方法的变形例6不同于制造方法的变形例3之处在于电子发射部分具有基板84以及形成在基板84上的锥形电子发射电极16E，与制造方法的变形例4的电子发射部分一样。制造方法的变形例6将参考图77来解释，其表示支承件等的局部端视图。
[步骤1800]
首先，制造形成掩膜材料层82之前的过程以与制造方法的变形例5中的步骤1700相同的方式来执行。接着，仅导电材料层81上和加宽部分81C中的掩膜材料层82被去除，从而在柱状部分81B中保留掩膜材料层82(看图77)。用稀释的氢氟酸水溶液湿蚀刻选择地去除由铜制成的掩膜材料层82而不去除由钨制成的导电材料层81。此后，蚀刻导电材料层81和掩膜材料层82的所有步骤、各向同性蚀刻绝缘层13等可以以与制造方法的变形例5中的相同方式执行。
[平面型场发射器件(No.3)]
平面型场发射器件(No.3)是已经解释的平面型场发射器件(No.1)的变形例。平面型场发射器件(No.3)不同于平面型场发射器件(No.1)之处在于它具有第四结构。即，平面型场发射器件(No.3)包括：
(A)由绝缘层制成并形成于支承件11上的条形垫片；
(B)由具有多个开口部分315的条形材料层314A制成的栅极314；
(C)电子发射部分，
其中条形材料层314A被布置成与垫片的顶表面接触并把开口部分定位在电子发射部分之上。
条形材料层314A用热固性粘结剂(例如环氧树脂粘结剂)被固定于垫片的顶表面上。或者，条形材料层314A具有一种结构，其中其两个端部被固定于支承件11的周围部分，如图78所示，该图表示支承件11和其附近的端部分的局部截面图。更具体说，例如，在支承件11的周围部分中提前形成突起316，与用于形成条形材料层314A的材料相同的材料制成的薄膜317形成于突起316的顶表面上。并且，用激光在扩展开材料层的状态下把条形材料层314A焊接到上述薄膜317。突起316可与垫片同时形成。
用于制造平面型场发射器件(No.3)的方法下面解释。
[步骤1900]
由用于阴极的导电材料层(Cr)制成的在第一方向上延伸的条形阴极12以与制造平面型场发射器件(No.1)中相同的方式形成于支承件11上。
[步骤1910]
接着，绝缘层13以与制造平面型场发射器件(No.1)中的步骤610相同的方式形成。随后，开口部分15通过平板印刷术和蚀刻方法形成于绝缘层13中。否则，开口部分15可通过丝网印刷方法与绝缘层13一起形成。以这种方式，阴极12的对应于电子发射部分的表面被暴露于开口部分15的底部中。上述绝缘层13对应于垫片。
[步骤1320]
把具有多个开口部分315的条形材料层314A布置成其被支承在作为栅极支承部分或垫片的绝缘层13上的状态，从而开口部分315被定位在电子发射部分之上，并且把条形材料层314A布置在不同于第一方向的第二方向上，从而条形材料层314A制成的并具有多个开口部分315的栅极314被定位在电子发射部分之上。
上述形成栅极的方法可被应用于制造上述各种场发射器件。
[平面型场发射器件(No.4)]
平面型场发射器件(No.4)是平面型场发射器件(No.3)的变形例。与平面型场发射器件(No.3)不同，平面型场发射器件(No.4)在一个阴极12与另一个阴极12之间具有分离壁313(对应于垫片)，如图79A的局部横截面图所示。图79B表示阴极12、条形材料层314A、条形栅极314和分离壁313的示意性布局。
条形材料层314A用热固性粘结剂(例如环氧树脂粘结剂)被固定于分离壁313的顶表面上。或者，如图78的示意局部截面图所示，条形材料层314A的两个端部被固定于支承件11的周围部分。更具体说，例如，在支承件11的周围部分中提前形成突起316，与用于形成条形材料层314A的材料相同的材料制成的薄膜317形成于突起316的顶表面上。并且，用激光在扩展开材料层的状态下把条形材料层314A焊接到上述薄膜317。
可通过例如下面的方法制造平面型场发射器件(No.4)。
[步骤2000]
用于形成垫片(栅极支承部分)的分离壁313例如通过喷砂方法形成于支承件11上。
[步骤2010]
接着，在支承件11上形成电子发射部分。尤其，抗蚀剂材料制成的掩膜层通过旋涂法形成于整个表面上，掩膜层从一个分离壁313和另一个分离壁313之间要形成阴极的区域被去除。随后，以与制造平面型场发射器件(No.1)中的步骤600相同的方式，通过溅射方法在整个表面上形成用于阴极的铬制成的导电材料层，掩膜层被去除。以这种方式，形成于掩膜层上的用于阴极的导电材料层被去除，并且用作电子发射部分的阴极12被保留在一个分离壁313和另一个分离壁313之间。
[步骤2020]
之后，把具有多个开口部分315的条形材料层314A布置成其被支承在作为垫片的分离壁313上的状态，从而多个开口部分315被定位在电子发射部分之上，从而由条形材料层314A制成的并具有多个开口部分315的栅极314被定位在电子发射部分之上。布置条形材料层314A的方法已经作了解释。
上述用于形成栅极的方法可被应用于制造上述各种场发射器件的任何一种。
在平面型场发射器件(No.1)和(No.4)中，各个开口部分315的平面形状不应限制于圆形。图80A,80B,80C和80D表示形成于条形材料层314A中的开口部分315的变形例
[场发射器件与屏蔽件的组合]
图81表示根据本发明的第三方面的平面型显示器中电子发射部分16与屏蔽件40的示意性局部端视图。在图81所示的实施例中，第二绝缘层43形成于栅极14和绝缘层13上，并且屏蔽件40形成于第二绝缘层43上。屏蔽件40还用作聚焦电极。屏蔽件40和第二绝缘层43具有和开口部分15连通的开口部分14。尽管Spindt型场发射器件作为例子表示出，但场发射器件并不应限制于此，可使用上述各种场发射器件。
组合屏蔽件40的上述场发射器件基本上通过把在栅极14和绝缘层13上形成第二绝缘层43的步骤、接着在第二绝缘层43上形成屏蔽件40的步骤以及随后在屏蔽件40和第二绝缘层43中形成开口部分44的步骤组合到制造上述各种场发射器件的步骤中而制造，从而其具体解释被省略了。根据屏蔽件的构图，屏蔽件可具有一种结构，其中每一个对应于一个或多个电子发射部分或一个或多个像素的屏蔽件单元被集中起来，或具有一种结构，其中具有薄层形状的导电材料在有效区中被覆盖。
屏蔽件不仅通过上述方法形成，还通过这样一种方法形成，其中，SiO2制成的绝缘膜形成于例如42％Ni-Fe合金制成的10微米厚的金属薄层的各个表面上，并且开口部分44通过冲孔或蚀刻形成于对应于像素的区域中。接着，第一屏板、金属薄层和第二屏板被层叠，把一个框架安装在屏板的周围部分，执行热处理来把形成于金属薄层和绝缘层13的一个表面上的绝缘膜彼此粘结，形成于金属薄层和第二屏板的另一个表面上的绝缘膜被彼此粘结，以把这些部件集成，并且抽真空并密封这个空间，从而完成平面型显示器。
本发明上面参考举例进行了解释，但本发明并不限制于此。在例子中解释的平面型显示器以及冷阴极场发射器件的这些各种电子发射部分断开电路、阳极断开电路和屏蔽件断开电路的电路构成、结构以及构成作为例子来表示，并且可按需要改变。用于制造在例子中解释的平面型显示器以及冷阴极场发射器件的方法也作为例子表示并可按需要改变。平面型显示器包括根据本发明第一方面的平面型显示器、根据本发明第二方面的平面型显示器、根据本发明第三方面的平面型显示器，还包括根据本发明第一方面的平面型显示器与根据本发明第二方面的平面型显示器的组合、根据本发明第一方面的平面型显示器与根据本发明第三方面的平面型显示器的组合、根据本发明第二方面的平面型显示器与根据本发明第三方面的平面型显示器的组合以及根据本发明第一方面的平面型显示器、根据本发明第二方面的平面型显示器、根据本发明第三方面的平面型显示器的组合。
例如，图5所示的二极管(D13,D23,D33,…)可组合到图1或4所示的根据本发明第一结构的平面型显示器中的电子发射部分断开电路中。根据本发明第三结构的平面型显示器中的电子发射部分断开电路可通过组合图1或4所示的根据本发明第一结构的平面型显示器中的电子发射部分断开电路与图6所示的根据本发明第二结构的平面型显示器中的电子发射部分断开电路而获得。
另外，在制造冷阴极场发射器件中使用的各种材料作为例子表示，并且可按需要改变。冷阴极场发射器件被解释为具有一种结构，通常在这种结构中，一个电子发射部分(电子发射电极)对应于一个开口部分。根据冷阴极场发射器件的结构，冷阴极场发射器件可具有一种结构，在这种结构中，多个电子发射部分(电子发射电极)对应于一个开口部分或一个电子发射部分(电子发射电极)对应于多个开口部分。否则，冷阴极场发射器件可具有一种结构，在这种结构中，多个开口部分形成于栅极中，一个开口部分与多个开口部分连通，并且形成一个或多个电子发射部分。
栅极可具有一种结构，在这种结构中，具有一个薄层形式的导电材料(具有开口部分)在有效区被覆盖。在这种情况下，正压VG-SL例如160V)被施加于上述栅极。例如TFT制成的开关元件被提供在电子发射部分与第二驱动电路(阴极驱动电路)之间，对构成一个像素的电子发射部分的电压施加状态通过操作上述开关元件而受控制，从而控制像素的发光状态。使用一种结构，其中多个像素(例如一行像素)被用作一个单元，电子发射部分断开电路被提供在构成作为一个单元的上述像素的电子发射部分与第二驱动电路(阴极驱动电路)之间。
否则，阴极可具有一种结构，其中具有一个薄层形式的导电材料在有效区被覆盖。在这种情况下，正压VC-SL(例如0V)被施加于上述阴极。例如TFT制成的开关元件被提供在电子发射部分与第一驱动电路(栅极驱动电路)之间，对构成一个像素的电子发射部分的电压施加状态通过操作上述开关元件而受控制，从而控制像素的发光状态。使用一种结构，其中多个像素(例如一行像素)被用作一个单元，电子发射部分断开电路被提供在构成作为一个单元的上述像素的电子发射部分与第二驱动电路(栅极驱动电路)之间。
电子发射部分可由一种叫作表面诱导型电子发射器件的器件构成。表面诱导型电子发射器件具有例如玻璃制成的支承件和形成于支承件上并且由导电材料如氧化锡(SnO2)、金(Au)、氧化铟锡(In2O3)/(SnO2)、碳或氧化钯(PdO)制成的电极对，该电极对每一个具有很小区域并以恒定间隔(间隙)被布置成矩阵形状。行方向上的导线被连接于电极对的一个电极上，并且列方向上的导线被连接于电极对的另一个电极上。当把电压施加于一对电极时，在经间隙彼此面对的碳薄膜上施加电场，以从碳薄膜发射电子。使上述电极与阳极屏上的荧光层碰撞，从而激发荧光层来发光，可获得需要的图像。在行方向的导线和电子发射部分驱动电路之间或列导线与电子发射部分驱动电路之间提供电子发射部分断开电路就足够了。否则，在一对电极和电子发射部分驱动电路之上形成的栅极之间形成电子发射部分断开电路就足够了。
从上面解释显然知道，不防止触发大规模放电的放电现象，但从小规模的放电到大规模放电的增长，如果有的话，可通过在电子发射部分驱动电路与电子发射部分之间提供电子发射部分断开电路、通过在阳极驱动电路和阳极之间提供阳极断开电路或通过在屏蔽件电压施加装置与屏蔽件之间提供屏蔽件断开电路被有效防止。结果，阴极、阳极、栅极和电子发射部分的损坏可被有效防止，或者可有效防止电子发射部分驱动电路、阳极驱动电路和屏蔽件电压施加装置的损坏，从而提高平面型显示器的寿命。另外，可防止在平面型显示器的操作开始阶段常常发生的放电带来的损坏，结果容易执行平面型显示器的时效处理。

Claims (26)

1．一种平面型显示器，包括：有电子发射部分的第一屏板；有电子辐射表面的第二屏板；驱动电子发射部分的电子发射部分驱动电路，
其中在电子发射部分和电子发射部分驱动电路之间设置电子发射部分断开电路，用于防止电子发射部分和电子辐射表面之间的放电。
2．根据权利要求1的平面型显示器，其中向电子发射部分断开电路施加第一预定电压VPD1，当与电子发射部分断开电路连接的电子发射部分的电势由于电子发射部分和电子辐射表面之间的放电达到第二预定电压VPD2时，电子发射部分断开电路以第一预定电压和第二预定电压之间的电压差(VPD2-VPD1)为基础进行操作。
3．根据权利要求1的平面型显示器，满足|VOUT-MAX-VPD1|＜VCOLAPSE，其中VCOLAPSE是电子发射部分驱动电路的击穿电压，VOUT-MAX是电子发射部分驱动电路输出电压的最大值。
4．根据权利要求1的平面型显示器，其中提供条形栅极和在与条形栅极的延伸方向不同的方向上延伸的条形阴极，
电子发射部分形成于条形栅极的投影图像与条形阴极的投影图像交迭的交迭区中，
电子发射部分驱动电路包括连接于栅极的第一驱动电路和连接于阴极的第二驱动电路，及
第一驱动电路经电子发射部分断开电路连接于栅极。
5．根据权利要求4的平面型显示器，其中当在电子发射部分和电子辐射表面之间未发生放电时，电子发射部分断开电路处于不工作状态，
当在电子发射部分和电子辐射表面之间发生放电时，电子发射部分断开电路工作。
6．根据权利要求4的平面型显示器，其中第一屏板有多个冷阴极场发射器件，每个冷阴极场发射器件包括：
(a)支承件，
(b)形成在支承件上的阴极，
(c)形成在支承件和阴极上的绝缘层，
(d)形成在绝缘层上的栅极，
(e)形成穿过栅极和绝缘层的开口部分，以及
(f)在部分阴极上形成的电子发射电极，所述部分位于开口部分的底部，以及
在开口部分底部露出的部分电子发射电极相当于电子发射部分。
7．根据权利要求4的平面型显示器，其中第一屏板有多个冷阴极场发射器件，每个冷阴极场发射器件包括：
(a)支承件，
(b)形成在支承件上的阴极，
(c)形成在支承件和阴极上的绝缘层，
(d)形成在绝缘层上的栅极，以及
(e)形成穿过栅极和绝缘层的开口部分，开口部分有使阴极暴露的底部，以及
在开口部分底部露出的部分电子发射电极相当于电子发射部分。
8．根据权利要求4的平面型显示器，其中第一屏板有多个冷阴极场发射器件，每个冷阴极场发射器件包括：
(a)支承件，
(b)形成在支承件上面或上方且具有边缘部分的阴极，
(c)至少形成在支承件和阴极上的绝缘层，
(d)形成在绝缘层上的栅极，以及
(e)形成至少穿过栅极和绝缘层的开口部分，
边缘部分暴露在开口部分底部或侧壁上的阴极的边缘部分相当于电子发射部分。
9．根据权利要求1的平面型显示器，其中提供条形栅极和在与条形栅极的延伸方向不同的方向上延伸的条形阴极，
电子发射部分形成于条形栅极的投影图像与条形阴极交迭的交迭区中，
电子发射部分驱动电路包括连接于栅极的第一驱动电路和连接于阴极的第二驱动电路，及
第二驱动电路经电子发射部分断开电路连接于阴极。
10．根据权利要求9的平面型显示器，其中当在电子发射部分和电子辐射表面之间未发生放电时，电子发射部分断开电路处于不工作状态，
当在电子发射部分和电子辐射表面之间发生放电时，电子发射部分断开电路工作。
11．根据权利要求9的平面型显示器，其中第一屏板有多个冷阴极场发射器件，每个冷阴极场发射器件包括：
(a)支承件，
(b)形成在支承件上的阴极，
(c)形成在支承件和阴极上的绝缘层，
(d)形成在绝缘层上的栅极，
(e)形成穿过栅极和绝缘层的开口部分，以及
(f)在部分阴极上形成的电子发射电极，所述部分位于开口部分的底部，以及
在开口部分底部露出的部分电子发射电极相当于电子发射部分。
12．根据权利要求9的平面型显示器，其中第一屏板有多个冷阴极场发射器件，每个冷阴极场发射器件包括：
(a)支承件，
(b)形成在支承件上的阴极，
(c)形成在支承件和阴极上的绝缘层，
(d)形成在绝缘层上的栅极，以及
(e)形成穿过栅极和绝缘层的开口部分，开口部分有使阴极暴露的底部，以及
在开口部分底部露出的部分电子发射电极相当于电子发射部分。
13．根据权利要求9的平面型显示器，其中第一屏板有多个冷阴极场发射器件，每个冷阴极场发射器件包括：
(a)支承件，
(b)形成在支承件上面或上方且具有边缘部分的阴极，
(c)至少形成在支承件和阴极上的绝缘层，
(d)形成在绝缘层上的栅极，以及
(e)形成至少穿过栅极和绝缘层的开口部分，
边缘部分暴露在开口部分底部或侧壁上的阴极的边缘部分相当于电子发射部分。
14．根据权利要求1的平面型显示器，其中提供条形栅极和在与条形栅极的延伸方向不同的方向上延伸的条形阴极，
电子发射部分形成于条形栅极的投影图像与条形阴极的投影图像交迭的交迭区中，
电子发射部分驱动电路包括连接于栅极的第一驱动电路和连接于阴极的第二驱动电路，及
电子发射部分断开电路包括提供在栅极和第一驱动电路之间的第一断开电路和提供在阴极和第二驱动电路之间的第二断开电路
15．根据权利要求14的平面型显示器，其中当在电子发射部分和电子辐射表面之间未发生放电时，第一和第二断开电路处于不工作状态，
当在电子发射部分和电子辐射表面之间发生放电时，第一和第二断开电路工作。
16．根据权利要求14的平面型显示器，其中第一屏板有多个冷阴极场发射器件，每个冷阴极场发射器件包括：
(a)支承件，
(b)形成在支承件上的阴极，
(c)形成在支承件和阴极上的绝缘层，
(d)形成在绝缘层上的栅极，
(e)形成穿过栅极和绝缘层的开口部分，以及
(f)在部分阴极上形成的电子发射电极，所述部分位于开口部分的底部，以及
在开口部分底部露出的部分电子发射电极相当于电子发射部分。
17．根据权利要求14的平面型显示器，其中第一屏板有多个冷阴极场发射器件，每个冷阴极场发射器件包括：
(a)支承件，
(b)形成在支承件上的阴极，
(c)形成在支承件和阴极上的绝缘层，
(d)形成在绝缘层上的栅极，以及
(e)形成穿过栅极和绝缘层的开口部分，开口部分有使阴极暴露的底部，以及
在开口部分底部露出的部分电子发射电极相当于电子发射部分。
18．根据权利要求14的平面型显示器，其中第一屏板有多个冷阴极场发射器件，每个冷阴极场发射器件包括：
(a)支承件，
(b)形成在支承件上面或上方且具有边缘部分的阴极，
(c)至少形成在支承件和阴极上的绝缘层，
(d)形成在绝缘层上的栅极，以及
(e)形成至少穿过栅极和绝缘层的开口部分，
边缘部分暴露在开口部分底部或侧壁上的阴极的边缘部分相当于电子发射部分。
19．根据权利要求1的平面型显示器，其中第二屏板包括衬底，荧光层和阳极。
20．根据权利要求19的平面型显示器，其中还设置阳极驱动电路，在阳极和阳极驱动电路之间设置阳极断开电路以防止防止电子发射部分和电子辐射表面之间的放电。
21．一种平面型显示器，包括：有电子发射部分的第一屏板；有荧光层和阳极组成的电子辐射表面的第二屏板；驱动阳极的阳极驱动电路，
其中在阳极和阳极驱动电路之间设置阳极断开电路，用于防止电子发射部分和电子辐射表面之间的放电。
22．根据权利要求21的平面型显示器，其中当在电子发射部分和电子辐射表面之间未发生放电时，阳极断开电路处于不工作状态，
当在电子发射部分和电子辐射表面之间发生放电时，阳极断开电路工作。
23．根据权利要求21的平面型显示器，其中阳极断开电路在由于电子发射部分和电子辐射表面之间的放电而引起的在阳极和阳极驱动电路之间流动的电流的基础上操作。
24．一种平面型显示器，包括：有电子发射部分的第一屏板；有电子辐射表面的第二屏板；驱动电子发射部分的电子发射部分驱动电路；布置在电子发射部分和电子辐射表面之间的屏蔽件；用于向屏蔽件施加电压的屏蔽件电压施加装置，
其中在屏蔽件和屏蔽件电压施加装置之间设置屏蔽件断开电路，用于防止屏蔽件和电子辐射表面之间的放电。
25．根据权利要求24的平面型显示器，其中第二屏板包括衬底，荧光层和阳极。
26．根据权利要求24的平面型显示器，其中还设置阳极驱动电路，在阳极和阳极驱动电路之间设置阳极断开电路以防止防止电子发射部分和电子辐射表面之间的放电。
CN01117805A 2000-03-10 2001-03-10 平面型显示器 Pending CN1313623A (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000067641 2000-03-10
JP67641/2000 2000-03-10
JP175011/2000 2000-06-12
JP2000175011 2000-06-12
JP2000332522A JP4670137B2 (ja) 2000-03-10 2000-10-31 平面型表示装置
JP332522/2000 2000-10-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1313623A true CN1313623A (zh) 2001-09-19

Family

ID=27342634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN01117805A Pending CN1313623A (zh) 2000-03-10 2001-03-10 平面型显示器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6580223B2 (zh)
EP (1) EP1132940A3 (zh)
JP (1) JP4670137B2 (zh)
KR (1) KR20010091953A (zh)
CN (1) CN1313623A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116422126A (zh) * 2023-03-17 2023-07-14 安徽国祯环卫科技有限公司 一种有机垃圾发酵处理后臭气净化设备

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002150922A (ja) * 2000-08-31 2002-05-24 Sony Corp 電子放出装置、冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法
KR100444498B1 (ko) * 2001-09-21 2004-08-16 엘지전자 주식회사 하이브리드 일렉트로 루미네센스 패널
KR100796678B1 (ko) * 2001-09-28 2008-01-21 삼성에스디아이 주식회사 평면 표시 소자용 전자 방출원 조성물, 이를 이용한 평면 표시 소자용 전자 방출원의 제조방법 및 이를 포함하는 평면 표시 소자
US7854861B2 (en) * 2001-10-19 2010-12-21 Applied Nanotech Holdings, Inc. Well formation
US20070126312A1 (en) * 2002-03-08 2007-06-07 Chien-Min Sung DLC field emission with nano-diamond impregnated metals
US20080029145A1 (en) * 2002-03-08 2008-02-07 Chien-Min Sung Diamond-like carbon thermoelectric conversion devices and methods for the use and manufacture thereof
US7235912B2 (en) * 2002-03-08 2007-06-26 Chien-Min Sung Diamond-like carbon thermoelectric conversion devices and methods for the use and manufacture thereof
US7358658B2 (en) * 2002-03-08 2008-04-15 Chien-Min Sung Amorphous diamond materials and associated methods for the use and manufacture thereof
US7723908B2 (en) * 2002-03-20 2010-05-25 Copytele, Inc. Flat panel display incorporating a control frame
US7728506B2 (en) * 2002-03-20 2010-06-01 Copytele, Inc. Low voltage phosphor with film electron emitters display device
US7804236B2 (en) * 2002-03-20 2010-09-28 Copytele, Inc. Flat panel display incorporating control frame
JP3636154B2 (ja) * 2002-03-27 2005-04-06 ソニー株式会社 冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法
JP2003317606A (ja) * 2002-04-19 2003-11-07 Mitsubishi Pencil Co Ltd 電子銃用電極および電子銃
JP3937907B2 (ja) 2002-05-01 2007-06-27 ソニー株式会社 冷陰極電界電子放出表示装置
JP4110912B2 (ja) * 2002-05-24 2008-07-02 ソニー株式会社 冷陰極電界電子放出表示装置
JP3954002B2 (ja) * 2002-12-24 2007-08-08 韓國電子通信研究院 電界放出ディスプレイ
JP4098121B2 (ja) * 2003-03-03 2008-06-11 株式会社日立製作所 平面型表示装置
JP2004362815A (ja) * 2003-06-02 2004-12-24 Hitachi Displays Ltd 画像表示装置
US7646149B2 (en) * 2003-07-22 2010-01-12 Yeda Research and Development Company, Ltd, Electronic switching device
JP2005085666A (ja) * 2003-09-10 2005-03-31 Hitachi Displays Ltd フィールドエミッション表示装置
KR100568501B1 (ko) * 2003-12-10 2006-04-07 한국전자통신연구원 전계 방출 디스플레이
JP4115403B2 (ja) * 2004-02-18 2008-07-09 キヤノン株式会社 発光体基板及び画像表示装置
US20070267291A1 (en) * 2004-03-09 2007-11-22 Hall Clive E Electrochemical Sensor Comprising Diamond Particles
KR20050096479A (ko) * 2004-03-30 2005-10-06 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 소자 및 그 제조 방법
US7595796B2 (en) * 2004-04-23 2009-09-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Optimizing lifetime of a display
US20050237473A1 (en) * 2004-04-27 2005-10-27 Stephenson Stanley W Coatable conductive layer
KR20050104643A (ko) * 2004-04-29 2005-11-03 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 표시장치용 캐소드 기판, 전자 방출 표시장치및 이의 제조 방법
KR20050112757A (ko) * 2004-05-28 2005-12-01 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 소자와 이를 이용한 표시 장치 및 그 구동 방법
JP5410648B2 (ja) * 2004-08-26 2014-02-05 株式会社ピュアロンジャパン 表示パネルおよび該表示パネルに用いる発光ユニット
KR20060059617A (ko) * 2004-11-29 2006-06-02 삼성에스디아이 주식회사 스페이서를 구비하는 평판 표시장치 및 평판표시장치의스페이서를 고정하는 방법
TWI400757B (zh) * 2005-06-29 2013-07-01 Fairchild Semiconductor 形成遮蔽閘極場效應電晶體之方法
KR20070011806A (ko) * 2005-07-21 2007-01-25 삼성에스디아이 주식회사 전계 방출형 백라이트 유니트 및 이를 구비한 평판디스플레이 장치
JP4287416B2 (ja) * 2005-08-03 2009-07-01 株式会社東芝 電子放出装置
TWI278249B (en) * 2005-08-10 2007-04-01 Ind Tech Res Inst Method for increasing the uniformity of a flat panel light source and the light source thereof
KR101107134B1 (ko) * 2005-08-26 2012-01-31 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 소자, 전자 방출 디바이스 및 그 제조 방법
KR20070027988A (ko) * 2005-08-30 2007-03-12 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 표시 디바이스
KR100685845B1 (ko) * 2005-10-21 2007-02-22 삼성에스디아이 주식회사 유기전계 발광표시장치 및 그 제조방법
KR20070044574A (ko) * 2005-10-25 2007-04-30 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 디바이스와 이를 이용한 전자 방출 표시디바이스
US8003999B2 (en) * 2005-12-30 2011-08-23 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Organic light emitting device
US7999372B2 (en) * 2006-01-25 2011-08-16 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Organic light emitting display device and method of fabricating the same
KR101217553B1 (ko) * 2006-05-03 2013-01-02 삼성전자주식회사 전계방출소자의 구동 방법 및 이를 이용한 에이징 방법
KR100829748B1 (ko) * 2006-11-01 2008-05-15 삼성에스디아이 주식회사 리셋 동작을 수행하는 가스 여기 디스플레이 장치
KR20080075360A (ko) * 2007-02-12 2008-08-18 삼성에스디아이 주식회사 발광 장치 및 이를 이용한 표시장치
CN101632179B (zh) * 2007-04-06 2012-05-30 夏普株式会社 半导体元件及其制造方法、以及包括该半导体元件的电子器件
JP5373289B2 (ja) * 2008-01-10 2013-12-18 ソニー株式会社 平面型表示装置の処理方法
KR101646100B1 (ko) * 2008-12-02 2016-08-08 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법
JP6081044B2 (ja) * 2010-09-16 2017-02-15 富士通株式会社 パッケージ基板ユニットの製造方法
US9516713B2 (en) * 2011-01-25 2016-12-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device
US9385069B2 (en) * 2013-03-07 2016-07-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Gate contact structure for FinFET
KR102472120B1 (ko) 2019-05-03 2022-11-28 메이 선 테크놀로지 씨오 엘티디 의사-압전 d33 진동 장치 및 이를 통합하는 디스플레이
US11545612B2 (en) * 2019-05-03 2023-01-03 May Sun Technology Co., Ltd. Pseudo-piezoelectric D33 device and electronic device using the same

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6028573A (en) * 1988-08-29 2000-02-22 Hitachi, Ltd. Driving method and apparatus for display device
JPH0668820A (ja) * 1992-08-19 1994-03-11 Sony Corp 平面表示装置
FR2698992B1 (fr) * 1992-12-04 1995-03-17 Pixel Int Sa Ecran plat à micropointes protégées individuellement par dipôle.
US5821622A (en) * 1993-03-12 1998-10-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Liquid crystal display device
US5627436A (en) * 1993-04-05 1997-05-06 Canon Kabushiki Kaisha Multi-electron beam source with a cut off circuit and image device using the same
US5550066A (en) * 1994-12-14 1996-08-27 Eastman Kodak Company Method of fabricating a TFT-EL pixel
JPH08273560A (ja) * 1995-03-30 1996-10-18 Sony Corp ディスプレイ装置及びディスプレイ装置の駆動方法
JPH10172762A (ja) * 1996-12-11 1998-06-26 Sanyo Electric Co Ltd エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置の製造方法及び表示装置
JPH10269969A (ja) * 1997-03-21 1998-10-09 Canon Inc 画像形成装置
JP3651176B2 (ja) * 1997-05-07 2005-05-25 ヤマハ株式会社 電界放出型ディスプレイ装置
US6195196B1 (en) * 1998-03-13 2001-02-27 Fuji Photo Film Co., Ltd. Array-type exposing device and flat type display incorporating light modulator and driving method thereof
US6372558B1 (en) * 1998-08-18 2002-04-16 Sony Corporation Electrooptic device, driving substrate for electrooptic device, and method of manufacturing the device and substrate
JP4366732B2 (ja) * 1998-09-30 2009-11-18 ソニー株式会社 電気光学装置の製造方法及び電気光学装置用の駆動基板の製造方法
US6420758B1 (en) * 1998-11-17 2002-07-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device having an impurity region overlapping a gate electrode
TW439387B (en) * 1998-12-01 2001-06-07 Sanyo Electric Co Display device
JP3792924B2 (ja) * 1999-01-22 2006-07-05 キヤノン株式会社 画像形成装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116422126A (zh) * 2023-03-17 2023-07-14 安徽国祯环卫科技有限公司 一种有机垃圾发酵处理后臭气净化设备
CN116422126B (zh) * 2023-03-17 2024-04-05 深圳市元美环保科技有限公司 一种有机垃圾发酵处理后臭气净化设备

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002169504A (ja) 2002-06-14
KR20010091953A (ko) 2001-10-23
EP1132940A2 (en) 2001-09-12
US20020011777A1 (en) 2002-01-31
JP4670137B2 (ja) 2011-04-13
US6580223B2 (en) 2003-06-17
EP1132940A3 (en) 2004-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1313623A (zh) 平面型显示器
CN1324629C (zh) 冷阴极场发射器件和冷阴极场发射显示器及二者制造方法
CN1170458C (zh) 有源驱动型有机el显示装置及其制造方法
CN1146943C (zh) 隔板和图象形成装置及其制造方法
CN1165937C (zh) 制造电子发射器件及含该器件的电子源和成象装置的方法
CN1086053C (zh) 电子源和图像形成装置
CN1072388C (zh) 制造电子源的方法
CN1309407A (zh) 电子发射器件、冷阴极场发射器件和显示器及其制造方法
CN1115710C (zh) 电子束设备与成像设备
CN1146937C (zh) 电子发射器件、电子源和成像设备的制造方法
CN1294619C (zh) 半导体器件及其制造方法
CN1348197A (zh) 电子发射器件、冷阴极场致发射器件和显示器及其制造法
CN1312572A (zh) 发光晶粒、发光晶粒组合物显示板和平面显示器
CN1174459C (zh) 电子源、图象形成装置
CN1222975C (zh) 制造图像形成装置的方法
CN1106657C (zh) 电子发射装置与图象形成装置
CN1606791A (zh) 电子发射体、冷阴极场电子发射元件和冷阴极场电子发射显示装置的制造方法
CN1533579A (zh) 电子发射体及其制造方法、冷阴极场致电子发射部件及其制造方法和冷阴极场致电子发射显示装置及其制造方法
CN1913076A (zh) 电子发射器件、使用它的电子源和显示设备及其制造方法
CN1127750C (zh) 减少电荷的薄膜,图象形成装置及其制造方法
CN1363944A (zh) 驱动电子发射装置、电子源和成像装置的方法和电路
CN1462464A (zh) 平面型显示装置的平整处理方法及平面型显示装置用基板的平整处理方法
CN1298196A (zh) 消气部件、平板式显示器及其制造方法
CN1906650A (zh) 显示装置及其制造方法
CN1312574A (zh) 电子发射器件和电子源及其成象装置和它们的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication