DE69418062T2

DE69418062T2 - Herstellungsverfahren einer elektronemittierenden Vorrichtung

Info

Publication number: DE69418062T2
Application number: DE69418062T
Authority: DE
Inventors: Hisaaki Kawade; Masahito Niibe; Toshikazu Ohnishi; Yoshimasa Okamura; Yoshinori Tomida
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1994-12-21
Publication date: 1999-12-09
Anticipated expiration: 2014-12-22
Also published as: CA2138736A1; EP0660359B1; DE69418062D1; ATE179276T1; EP0740324A2; EP0660359A2; DE69427340D1; EP0740324B1; EP0740324A3; DE69427340T2; EP0660359A3; CA2138736C; ATE201791T1; US6063453A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Fachgebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektronenemittierenden Bauelements und eines Bilderzeugungsgeräts, das solche Bauelemente als Elektronenquellen enthält. Sie offenbart im einzelnen ein neues Verfahren zur Herstellung eines elektronenemittierenden Bauelements mit Oberflächenleitung, das zur Gruppe der elektronenemittierenden Bauelemente vom Kaltkathodentyp gehört.

Verwandter Stand der Technik

Es sind zwei Typen von elektronenemittierenden Bauelementen bekannt gewesen, und zwar der Glühelektronentyp und der Kaltkathodentyp. Von diesen umfaßt der Kaltkathodentyp den Feldemissionstyp, den Metall/Isolationsschicht/Metall-Typ und den Oberflächenleitungstyp.
Ein elektronenemittierendes Bauelement mit Oberflächenleitung wird unter Ausnutzung der Erscheinung realisiert, daß aus einer kleinen, dünnen Schicht, die auf einem Substrat gebildet ist, Elektronen emittiert werden, wenn erzwungen wird, daß parallel zu der Schichtoberfläche ein Strom fließt. Ein elektronenemittierendes Bauelement mit Oberflächenleitung wird typischerweise hergestellt, indem auf einem isolierenden Substrat ein Paar Bauelementelektroden angeordnet werden, zwischen den Elektroden zur elektrischen Verbindung der Elektroden eine elektrisch leitende dünne Schicht, die eine Metalloxidschicht sein kann, (nachstehend als "dünne Schicht für die Bildung einer elektronenemittierenden Zone" bezeichnet) angeordnet wird und die dünne Schicht einer als "elektrische Formierung" bezeichneten Stromzuführungsbehandlung unterzogen wird, um die dünne Schicht örtlich zu zerstören und darin eine elektronenemittierende Zone zu erzeugen. Die dünne Schicht ist tatsächlich eine Schicht, die vor und nach dem Vorgang der elektrischen Formierung aus feinen Teilchen eines Metalloxids besteht. Eine dünne Schicht, die einen Bereich für die Bildung einer elektronenemittierenden Zone hat, wird nachstehend einfach als "dünne Schicht, die eine elektronenemittierende Zone enthält" bezeichnet.
Ein elektronenemittierendes Bauelement ist ein sogenanntes nichtlineares Bauelement, das einen plötzlichen und steilen Anstieg des Emissionsstroms Ie zeigt, wenn die daran angelegte Spannung einen bestimmten Wert (eine Schwellenspannung) überschreitet, während der Emissionsstrom praktisch nicht nachweisbar ist, wenn gefunden wird, daß die angelegte Spannung niedriger als die Schwellenspannung ist. Wegen dieses bedeutsamen Merkmals kann unter Anwendung einer Elektronenquelle, die eine Vielzahl von elektronenemittierenden Bauelementen mit Oberflächenleitung umfaßt, und eines Fluoreszenzkörpers, der sichtbares Licht emittiert, wenn er mit Elektronen bestrahlt wird, die von der Elektronenquelle emittiert werden, ein Bilderzeugungsgerät realisiert werden.
Materialien, die für eine dünne Schicht, die eine elektronenemittierende Zone enthält, verwendet werden können, schließen außer Metalloxiden Metall und Kohlenstoff ein. Wenn ein Metall oder ein Metalloxid verwendet wird, wird auf das Substrat eine organische Metallverbindung aufgebracht, um eine dünne Schicht aus der Verbindung zu bilden, und dann thermisch behandelt bzw. hitzebehandelt, um eine dünne Metalloxidschicht zu erzeugen. Gegenwärtig werden große Anstrengungen unternommen, um die Möglichkeiten dieses. Verfahrens voll auszunutzen, weil es einen verhältnismäßig einfachen Fertigungsprozeß umfaßt und zur Herstellung eines Bilderzeugungsgeräts mit einem großen Bildschirm angewendet werden kann.
Fig. 10A bis 10K der beigefügten Zeichnungen veranschaulichen schematisch Schritte zur Herstellung eines elektronenemittierenden Bauelements unter Anwendung eines herkömmlichen Verfahrens. Man beachte, daß die nachstehend beschriebenen Schritte a bis k den Zeichnungen von Fig. 10A bis 10K entsprechen.
Schritt a: Auf einem isolierenden Substrat 1 werden Elektroden und 6 gebildet.
Schritt b: Auf der gesamten Oberfläche des Substrats 1 wird eine Schicht aus einem ausgewählten Material wie z. B. Cr gebildet.
Schritt c: Auf die gesamte Oberfläche der in Schritt b gebildeten Schicht wird ein Resist (Photolack) aufgebracht.
Schritt d: Der aufgebrachte Resist wird unter Anwendung einer Photomaske, die eine Struktur bzw. ein Muster für eine dort zu bildende dünne Schicht hat, die eine elektronenemittierende Zone enthält, belichtet.
Schritt e: Der Resist wird photographisch entwickelt.
Schritt f: Das Cr der nicht durch den Resist bedeckten Bereiche wird durch Ätzen unter Verwendung eines sauren Ätzmittels entfernt.
Schritt g: Der übriggebliebene Resist wird mit einem organischen Lösungsmittel entfernt.
Schritt h: Eine Lösung einer organischen Metallverbindung wird unter Anwendung einer geeigneten Vorrichtung wie z. B. einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung auf das Produkt von Schritt g aufgebracht, um eine dünne Schicht 7 der organischen Metallverbindung zu bilden.
Schritt i: Die dünne Schicht 7 der organischen Metallverbindung wird in eine dünne Schicht eines Metalloxids umgewandelt, während sie in einem Ofen etwa 10 Minuten lang bei 300ºC thermisch behandelt wird.
Schritt j: Durch Entfernung des übriggebliebenen Cr mittels eines Abhebeprozesses wird eine dünne Schicht 2 für die Bildung einer elektronenemittierenden Zone derart gebildet, daß sie mit einer gewünschten Struktur übereinstimmt.
Schritt k: Mittels eines elektrischen Formierungsprozesses wird eine elektronenemittierende Zone 3 erzeugt.
Das vorstehend beschriebene bekannte Verfahren, das eine thermische Behandlung umfaßt, ist jedoch von dem Problem begleitet, daß damit die Dicke der dünnen Schicht, die eine elektronenemittierende Zone enthält, nicht streng eingehalten werden kann und dünne Schichten mit verschiedenen Dicken gebildet werden können.
Es ist somit möglich, daß elektronenemittierende Bauelemente im Fall der Anwendung dieses bekannten Verfahrens mit schwankenden Elektronenemissionsleistungen arbeiten, so daß ein Bilderzeugungsgerät, das unter Anwendung einer Elektronenquelle, die solche elektronenemittierende Bauelemente umfaßt, realisiert wird, wegen der schwankenden und instabilen Leistungen der elektronenemittierenden Bauelemente für eine Bilddarstellung bzw. -anzeige mit hoher Bildauflösung schlecht geeignet sein kann.
Da bei dem vorstehend beschriebenen bekannten Verfahren die gesamte Oberfläche der dünnen Schicht der organischen Metallverbindung thermisch behandelt wird, erfordert es außerdem die Anwendung eines Photolithographie- oder Trockenätzverfahrens für den Strukturierungsvorgang, wodurch das gesamte Verfahren ziemlich beschwerlich gemacht wird. Vor allem ist es mit diesem Verfahren sehr schwierig, durch zweidimensionale Anordnung einer großen Zahl von elektronenemittierenden Bauelementen einen großen Bildschirm zu realisieren.
Durch EP-A 0 343 645 wird ein elektronenemittierendes Bauelement bereitgestellt, das an der Oberfläche eines Substrats einander gegenüberliegende Elektroden und zwischen den erwähnten Elektroden einen elektronenemittierenden Bereich umfaßt, wobei auf dem Substrat mindestens beim Umfangsbereich des erwähnten elektronenemittierenden Bereichs eine leitende Schicht bereitgestellt ist, die einen größeren elektrischen Widerstand hat als der elektronenemittierende Bereich.
Die leitende Schicht kann ferner durch thermische Zersetzung einer Lösung einer organischen Metallverbindung aufgebracht werden, damit auf dem Substrat feine Teilchen gebildet werden.
Das vorstehend erwähnte Verfahren führt jedoch zu einem ungleichmäßigen bzw. unebenen Profil der elektrisch leitenden Schicht und folglich zu einem schlechten Elektronenemissionsverhalten, das auf eine ungleichmäßige Verteilung des elektrischen Widerstandes des fertigen Produkts zurückzuführen ist. Die bekannten Probleme können folglich durch das beschriebene Verfahren nicht gelöst werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zur Herstellung eines elektronenemittierenden Bauelements, das eine dünne Schicht hat, die eine elektronenemittierende Zone enthält, und dessen Elektronenemissionsleistung streng eingehalten werden kann, sowie ein Bilderzeugungsgerät, das solche elektronenemittierende Bauelemente umfaßt und ohne schwankende Leistungen der Bauelemente arbeitet, bereitzustellen.
Wenn als Elektronenquelle eines Bilderzeugungsgeräts mit hoher Bildauflösung eine Vielzahl von elektronenemittierenden Bauelementen verwendet werden, müssen sie streng kontrolliert werden, um die Funktionsstörungsrate zu minimieren. Diese Aufgabe kann hauptsächlich dadurch gelöst werden, daß die Zahl der Schritte, die an dem Gesamtfertigungsprozeß beteiligt sind, vermindert wird, und eine verminderte Zahl von Fertigungsschritten kann sich wirksam in den Fertigungskosten widerspiegeln.
Es ist deshalb eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines elektronenemittierenden Bauelements und eines Bilderzeugungsgeräts, das solche Bauelemente umfaßt, mit einer verminderten Zahl von Schritten bereitzustellen.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines elektronenemittierenden Bauelements, das eine elektrisch leitende Schicht hat, die eine elektronenemittierende Zone einschließt und zwischen einem Paar Elektroden angeordnet ist, bereitgestellt, wobei das erwähnte Verfahren einen Schritt der Bildung einer elektrisch leitenden Schicht auf einem Substrat und einen Schritt der Erzeugung einer elektronenemittierenden Zone in der erwähnten elektrisch leitenden Schicht umfaßt, wobei der erwähnte Schritt der Bildung einer elektrisch leitenden Schicht auf einem Substrat einen Schritt des Erhitzens einer Schicht, die eine sublimierbare Verbindung enthält, und des Übertragens der sublimierbaren Verbindung auf das Substrat und einen Schritt der thermischen Behandlung der übertragenen sublimierbaren Verbindung einschließt.
Gemäß dem erfinderischen Verfahren wird auch ein Bilderzeugungsgerät erhalten, das eine Anzahl von elektronenemittierenden Bauelementen, wobei jedes eine elektrisch leitende Schicht hat, die eine elektronenemittierende Zone einschließt und zwischen einem Paar Elektroden angeordnet ist, und ein Bilderzeugungselement, das dazu dient, Bilder zu erzeugen, wenn es mit Elektronenstrahlen bestrahlt wird, umfaßt, wobei die erwähnten elektronenemittierenden Bauelemente durch das vorstehend beschriebene Verfahren zur Herstellung eines elektronenemittierenden Bauelements hergestellt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1A und 1B sind schematische Zeichnungen eines durch das Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten elektronenemittierenden Bauelements.
Fig. 2 ist eine graphische Darstellung einer möglichen Spannungskurvenform, die für einen Vorgang der elektrischen Formierung gemäß dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren angewendet werden kann.
Fig. 3A bis 3E sind schematische Seitenansichten eines durch ein Verfahren gemäß der Erfindung in Beispiel 1 hergestellten elektronenemittierenden Bauelements, die verschiedene Fertigungsschritte zeigen.
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm eines Meßsystems für die Ermittlung der Leistung eines elektronenemittierenden Bauelements vom Oberflächenleitungstyp.
Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Bauelementspannung und dem Bauelementstrom sowie die Beziehung zwischen der Bauelementspannung und dem Emissionsstrom eines durch das Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten elektronenemittierenden Bauelements mit Oberflächenleitung 15 zeigt.
Fig. 6 ist eine schematische Draufsicht einer Elektronenquelle, die durch Anordnung einer großen Zahl von durch das Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten elektronenemittierenden Bauelementen realisiert worden ist, und zeigt im einzelnen die Einfachmatrixanordnung des Substrats.
Fig. 7 ist eine schematische perspektivische Teilschnittzeichnung eines durch das Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Bilderzeugungsgeräts.
Fig. 8A und 8B sind schematische Zeichnungen, die zwei mögliche alternative Fluoreszenzschichten zeigen, die für ein Bilderzeugungsgerät angewendet werden können, das durch das Verfahren gemäß der Erfindung herzustellen ist.
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm eines Anzeigegeräts, das unter Anwendung eines durch das Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Bilderzeugungsgeräts realisiert worden ist.
Fig. 10A bis 10K sind schematische Seitenansichten eines herkömmlichen elektronenemittierenden Bauelements, die verschiedene Fertigungsschritte zeigen.
Fig. 11 ist eine schematische Teildraufsicht einer Elektronenquelle, die unter Anwendung von durch das Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten elektronenemittierenden Bauelementen realisiert worden ist.
Fig. 12 ist eine vergrößerte schematische Teilseitenansicht im Schnitt der Elektronenquelle von Fig. 11 entlang der Linie 13-13 in Fig. 11.
Fig. 13 ist eine schematische perspektivische Zeichnung eines Sublimationsübertragungssystems, das für den Zweck der Erfindung angewendet werden kann.
Fig. 14A bis 14E sind schematische Seitenansichten eines durch ein Verfahren gemäß der Erfindung in Beispiel 2 hergestellten elektronenemittierenden Bauelements, die verschiedene Fertigungsschritte zeigen.
Fig. 15 ist eine schematische perspektivische Zeichnung eines anderen Sublimationsübertragungssystems, das für den Zweck der Erfindung angewendet werden kann.
Fig. 16A bis 16H sind schematische Seitenansichten einer Elektronenquelle, die unter Anwendung von durch das Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten elektronenemittierenden Bauelementen realisiert worden ist, und zeigen verschiedene Fertigungsschritte.
Fig. 17 ist eine schematische Zeichnung einer Anordnung einer in Beispiel 5 angewendeten Elektronenquelle.
Fig. 18 ist eine schematische Zeichnung einer alternativen Anordnung einer in Beispiel 5 angewendeten Elektronenquelle.
Fig. 19 ist eine schematische perspektivische Teilschnittzeichnung eines durch ein Verfahren gemäß der Erfindung in Beispiel 5 hergestellten Bilderzeugungsgeräts und zeigt die Anordnung seines Anzeigefeldes.
Fig. 20 ist ein Blockdiagramm einer elektrischen Schaltung für die Ansteuerung eines durch ein Verfahren gemäß der Erfindung in Beispiel 5 hergestellten Bilderzeugungsgeräts.
Fig. 21 ist ein Zeitsteuerungsdiagramm für die Ansteuerung eines durch ein Verfahren gemäß der Erfindung in Beispiel 5 hergestellten Bilderzeugungsgeräts.
Fig. 22 ist eine schematische perspektivische Teilschnittzeichnung eines durch ein Verfahren gemäß der Erfindung in Beispiel 5 hergestellten Bilderzeugungsgeräts und zeigt die Anordnung seines Anzeigefeldes.
Fig. 23 ist ein Blockdiagramm einer elektrischen Schaltung für die Ansteuerung eines durch ein Verfahren gemäß der Erfindung in Beispiel 5 hergestellten Bilderzeugungsgeräts.
Fig. 24 ist ein Zeitsteuerungsdiagramm für die Ansteuerung eines durch ein Verfahren gemäß der Erfindung in Beispiel 5 hergestellten Bilderzeugungsgeräts.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Gemäß der Erfindung wird auf einem Substrat eine dünne Schicht 25 für die Bildung einer elektronenemittierenden Zone erzeugt, indem auf dem Substrat durch ein Verfahren, das als Sublimationsübertragung bezeichnet wird, eine Schicht gebildet wird, die eine vorgegebene Struktur einer sublimierbaren Verbindung hat, die chemisch in das Material der dünnen Schicht umgewandelt werden kann, und die sublimierbare Verbindung dann chemisch in das Material der dünnen Schicht für die Bildung einer elektronenemittierenden Zone umgewandelt wird.
Zum Zweck der vorliegenden Erfindung kann irgendeine sublimierbare Verbindung verwendet werden, wenn sie schließlich chemisch in das Material der dünnen Schicht, die eine elektronenemittierende Zone enthält, umgewandelt werden kann, und zwar unabhängig davon, ob es eine organische Verbindung oder eine anorgani sche Verbindung ist. Organische Metallverbindungen stellen jedoch erwünschte Anwärter dar, weil sie normalerweise einfach durch thermische Behandlung das metallhaltige Material der dünnen Schicht für die Bildung einer elektronenemittierenden Zone erzeugen können.
Man beachte, daß bei dem hierin definierten Verfahren der Sublimationsübertragung zum Zweck der Erfindung auch die Metalle organischer Metallverbindungen und die Liganden von Komplexen, die vorstehend aufgeführt wurden, verwendet werden können.
Beispielsweise kann eine Mischung oder ein Komplex aus einem Metallacetat und einem Amin bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur und bei einem verhältnismäßig niedrigen Vakuumgrad vergast werden. So eine Mischung oder so ein Komplex kann deshalb eine sublimierbare organische Metallverbindung bereitstellen.
Der Vorgang der Sublimationsübertragung wird zum Zweck der vorliegenden Erfindung von einer Originalstruktur mit einer Sublimationsschicht, die zusätzlich zu einer sublimierbaren Verbindung ein geeignetes Bindemittel enthalten kann, ausgehend auf ein Substrat hin durchgeführt. Wenn das Bindemittel Selbsttragfähigkeit hat, kann das Substrat der Originalstruktur weggelassen werden.
Materialien, die als Substrat einer Originalstruktur verwendet werden können, schließen Metall, Kunststoff und Papier irgendwelcher bekannter Typen ein.
Materialien, die als Bindemittel verwendet werden können, schließen Celluloseester wie z. B. Cellulosenitrat, Celluloseacetat, Cellulosepropionat, Methylcellulose, Ethylcellulose und Butylcellulose, Vinylharze wie z. B. Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyvinylbutyral, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon und Polyvinylacetal, Acrylharze wie z. B. Polymethylmethacrylat, Polybutylacrylat, Polyacrylamid und Polyacrylnitril, Polyolefine wie z. B. Polyethylen und Polypropylen, Polyester wie z. B. Polyethylenterephthalat, Polyacrylatharze, Polyamide, Polyimide, Epoxyharze, Phenolharze und natürliche hochmolekulare Verbindungen wie z. B. Gelatine ein.
Nun wird unter Bezugnahme auf Fig. 3A bis 3E ein Verfahren zur Herstellung eines elektronenemittierenden Bauelements gemäß der Erfindung beschrieben. So ein Bauelement ist typischerweise in Fig. 1A und 1B veranschaulicht. Man beachte, daß die nachstehend beschriebenen Schritte a bis e den Zeichnungen von Fig. 3A bis 3E entsprechen.
Schritt a: Nach gründlicher Reinigung eines Substrats 1 mit Reinwasser und einem organischen Lösungsmittel wird auf dem isolierenden Substrat 1 durch ein geeignetes Verfahren wie z. B. Vakuumaufdampfung oder Photolithographie ein Paar Bauelementelektroden 5, 6 gebildet. Während die Bauelementelektroden aus irgendeinem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit hergestellt werden können, schließen Materialien, die bevorzugte Anwärter sind, Metalle wie z. B. Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu und Pd und ihre Legierungen ein.
Schritte b und c: Eine Originalstruktur 8, die ein Substrat 9a und eine Sublimationsschicht 9b umfaßt, wird dicht auf das Substrat 1, das die Bauelementelektroden 5, 6 trägt, aufgelegt, und die strukturierte sublimierbare Verbindung der Sublimationsschicht wird von der Originalstruktur 8 auf das Substrat 1 übertragen, indem ihr unter Anwendung einer geeigneten Vorrichtung wie z. B. eines Thermokopfes 10 Wärme zugeführt wird, wobei die Übertragung derart erfolgt, daß die übertragene Struktur der Verbindung eine dünne Schicht 7 bildet, die die Bauelementelektroden 5, 6 überbrückt.
Die zu übertragende Struktur kann irgendeine gewünschte Form wie z. B. eine quadratische oder runde Form haben und kann Abmessungen zwischen mehreren Millimetern und mehreren zehn Millimetern haben, wenn ein Thermokopf angewendet wird, obwohl die Abmessungen als Funktion der für die Strukturübertragung anzuwendenden Wärmezuführungsvorrichtung variieren.
Die Vorrichtung, die zum Erhitzen der Originalstruktur dient, ist nicht auf ein Widerstandsheizelement wie z. B. einen Thermokopf beschränkt. Die Strukturübertragung kann alternativ realisiert werden, indem für die Originalstruktur ein Material verwendet wird, das eine lichtabsorbierende Substanz wie z. B. ein lichtabsorbierendes Pigment enthält, und bewirkt wird, daß ein Laserstrahl die Struktur abtastet. Vorzugsweise wird der dicht auf das isolierende Substrat aufgelegten Originalstruktur Wärme zugeführt. Damit zuzuführende Wärme exakt einer vorgegebenen Struktur folgt, muß das Widerstandsheizelement oder der Laserstrahlemitter oft ein- und ausgeschaltet werden, während er die Originalstruktur abtastet.
Die Temperatur, bei der die Originalstruktur für die Strukturübertragung erhitzt wird, wird vorzugsweise in einem Bereich gefunden, wo die sublimierbare Verbindung sublimiert wird und das Bindemittel oder die lichtabsorbierende Substanz, die in der Originalstruktur enthalten ist, nicht in einer für die Strukturübertragung nachteiligen Weise beeinflußt wird. Sie liegt auch vorzugsweise über der Glasumwandlungstemperatur und unter dem Schmelzpunkt des in der Originalstruktur enthaltenen Bindemittels. Wenn die Temperatur unter der Glasumwandlungstemperatur des Bindemittels liegt, kann die sublimierbare Verbindung kaum sublimiert werden, und wenn das Bindemittel oberhalb seines Schmelzpunktes erhitzt wird, würde es leicht an dem isolierenden Substrat ankleben, das die Bauelementelektroden trägt.
Der Temperaturbereich, der für den Strukturübertragungsvorgang zu definieren ist, kann durch Auswahl eines geeigneten Bindemittels modifiziert werden. Der Vorgang der Sublimationsübertragung kann unter vermindertem Druck durchgeführt werden, wenn die Sublimationstemperatur der sublimierbaren Verbindung in der Nähe der Temperatur ihrer thermischen Zersetzung liegt.
Die Temperatur der erhitzten Originalstruktur kann durch Steuerung des Stromes, der dem Widerstandsheizelement zugeführt wird, oder der Intensität des Lichtstrahls, mit dem die Originalstruktur bestrahlt wird, eingestellt werden. Wenn das Wider standsheizelement oder der Lichtstrahl, mit dem die Originalstruktur bestrahlt wird, auf oder oberhalb der Originalstruktur bewegt wird, kann die vorstehend erwähnte Temperatur außerdem auch eingestellt werden, indem die Bewegungsgeschwindigkeit des Heizelements oder die Abtastgeschwindigkeit des Lichtstrahls gesteuert wird. Des weiteren kann die Temperatur der erhitzten Originalstruktur eingestellt werden, indem ein Zeitablauf für die Entfernung der Originalstruktur von dem Substrat, auf dem die Bauelementelektroden getragen werden, nach der Zuführung von Wärme zu der Originalstruktur gewählt wird.
Schließlich kann die Gesamtmenge der sublimierbaren Verbindung, die auf das Substrat übertragen wird, und folglich die Dicke der auf dem Substrat zu erzeugenden dünnen Schicht für die Bildung einer elektronenemittierenden Zone eingestellt werden, indem die Wärmemenge, die der Originalstruktur zugeführt wird, gesteuert oder die Glasumwandlungstemperatur des Bindemittels eingestellt wird.
Schritt d: Die aus der übertragenen sublimierbaren Verbindung gebildete dünne Schicht 7 für die Bildung einer elektronenemittierenden Zone wird thermisch behandelt, damit sie ein Profil zeigt, das mit der entworfenen Struktur übereinstimmt.
Schritt e: An die Bauelementelektroden 5, 6 wird von einer Stromquelle (nicht gezeigt) eine Spannung angelegt, um einen Vorgang der Zuführung von elektrischem Strom zu der dünnen Schicht, der auch als Vorgang der elektrischen Formierung bezeichnet wird, durchzuführen, wodurch die Struktur der dünnen Schicht teilweise verändert wird und eine elektronenemittierende Zone 3 erzeugt wird. Die erzeugte elektronenemittierende Zone 3 kann feine Metallteilchen umfassen.
Ein elektronenemittierendes Bauelement, das durch Befolgen der vorstehend beschriebenen Schritte hergestellt worden ist, emittiert aus der elektronenemittierenden Zone 3 Elektronen, wenn an die dünne Schicht für die Bildung der elektronenemittierenden Zone eine Spannung angelegt wird, so daß bewirkt wird, daß entlang der Oberfläche des Bauelements ein elektrischer Strom fließt.
Das vorstehend beschriebene Verfahren zur Herstellung eines elektronenemittierenden Bauelements gemäß der Erfindung umfaßt offensichtlich viel weniger Schritte als das bekannte Verfahren, das früher unter Bezugnahme auf Fig. 10A bis 10K beschrieben wurde.
Während im einzelnen die Schritte b bis j des bekannten Verfahrens von Fig. 10A bis 10K dem Vorgang der Bildung einer dünnen Schicht 2 mit einer gewünschten Struktur für die Bildung einer elektronenemittierenden Zone dienen, erfordert das vorstehend beschriebene Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung für denselben Vorgang nur drei Schritte oder die Schritte b bis d.
Da bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren gemäß der Erfindung am Vorgang der Strukturierung der dünnen Schicht für die Bildung einer elektronenemittierenden Zone weder Photolithographie noch Trockenätzen beteiligt ist, kann das Bauelement außerdem mit beträchtlich verminderten Kosten hergestellt werden. Die Tatsache, daß bei dem Verfahren eine verminderte Lösungsmittelmenge verwendet wird, macht es besonders umweltfreundlich.
Da die Dicke der dünnen Schicht für die Bildung einer elektronenemittierenden Zone streng eingehalten werden kann, kann schließlich die Elektronenemissionsleistung einer großen Anzeige, die eine Anzahl von elektronenemittierenden Bauelementen umfaßt, beständig unter Kontrolle gehalten werden.
Die Leistung eines elektronenemittierenden Bauelements, das durch ein Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt worden ist, kann durch ein Meßsystem bewertet werden, wie es nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben wird.
Fig. 4 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Meßsystems für die Ermittlung der Leistung eines elektronenemittierenden Bauelements, das einen in Fig. 1A und 1B gezeigten Aufbau hat.
In Fig. 4 bezeichnet Bezugszahl 1 ein isolierendes Substrat, und Bezugszahlen 5 und 6 bezeichnen ein Paar Bauelementelektroden, während Bezugszahlen 4 und 3 eine dünne Schicht, die eine elektronenemittierende Zone enthält, bzw. die elektronenemittierende Zone an sich bezeichnen. Das Meßsystem umfaßt ansonsten eine Stromquelle 41 zum Anlegen einer Bauelementspannung Vf an das Bauelement, ein Amperemeter 40 zum Messen des Bauelementstromes If, der zwischen den Bauelementelektroden 5 und 6 durch die dünne Schicht 4 fließt, die die elektronenemittierende Zone enthält, eine Anode 44 zum Einfangen des Emissionsstromes Ie, der von der elektronenemittierenden Zone des Bauelements emittiert wird, eine Hochspannungsquelle 43 zum Anlegen einer Spannung an die Anode 44 und ein weiteres Amperemeter 42 zum Messen des Emissionsstromes Ie, der von der elektronenemittierenden Zone 3 des Bauelements emittiert wird. Zur Messung des Bauelementstromes If und des Emissionsstromes Ie werden die Bauelementelektroden 5 und 6 an die Stromquelle 41 und das Amperemeter 40 angeschlossen und wird die Anode 44 oberhalb des Bauelements angeordnet und an die Hochspannungsquelle 43 und das Amperemeter 42 angeschlossen. Das zu prüfende elektronenemittierende Bauelement und die Anode 44 werden in eine Vakuumkammer eingebracht, die mit einer Vakuumpumpe (nicht gezeigt) ausgestattet ist, so daß der Meßvorgang unter einer gewünschten Vakuumbedingung durchgeführt werden kann. Die Vakuumpumpe (nicht gezeigt) umfaßt eine Turbopumpe und eine Rotationspumpe, und es kann auch eine Ionenpumpe eingebaut werden, wenn ein ultrahoher Vakuumgrad erforderlich ist. Es ist auch ein Heizelement (nicht gezeigt) bereitgestellt, um das Bauelement und die Vakuumkammer zu erhitzen.
Zur Ermittlung der Leistung des Bauelements wird an die Anode 44, die von dem elektronenemittierenden Bauelement in einem zwischen 2 und 8 mm liegenden Abstand H angeordnet ist, eine Spannung zwischen 1 und 10 kV angelegt.
Fig. 5 zeigt eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Bauelementspannung Vf und dem Emissionsstrom Ie und dem Bauelementstrom If, die mit einem in Fig. 4 gezeigten Meßsystem typischerweise beobachtet wird, wenn gefunden wird, daß die Variablen innerhalb gewöhnlicher Arbeitsbereiche liegen, schematisch veranschaulicht. Man beachte, daß in Fig. 5 für Ie und If willkürlich verschiedene Einheiten gewählt sind.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, hat ein elektronenemittierendes Bauelement, das in geeigneter Weise zum Zweck der Erfindung anzuwenden ist, in bezug auf den Emissionsstrom Ie drei bedeutsame Merkmale, die nachstehend beschrieben werden.
Erstens zeigt ein elektronenemittierendes Bauelement des betrachteten Typs einen plötzlichen und steilen Anstieg des Emissionsstroms Ie, wenn die daran angelegte Spannung einen bestimmten Wert (der nachstehend als Schwellenspannung bezeichnet wird und in Fig. 5 mit Vth bezeichnet wird) überschreitet, während der Emissionsstrom Ie praktisch nicht beobachtbar ist, wenn gefunden wird, daß die angelegte Spannung niedriger als der Schwellenwert Vth ist. Mit anderen Worten, ein elektronenemittierendes Bauelement des vorstehend gekennzeichneten Typs ist ein nichtlineares Bauelement, das für den Emissionsstrom Ie eine deutliche Schwellenspannung Vth hat.
Zweitens zeigt der Emissionsstrom Ie eine starke Abhängigkeit von der Bauelementspannung Vf, so daß der erstere mittels der letzteren wirksam gesteuert werden kann.
Drittens ist die emittierte elektrische Ladung, die durch die Anode 44 eingefangen wird, eine Funktion der Zeitdauer des Anlegens der Bauelementspannung Vf. Mit anderen Worten, die Menge der elektrischen Ladung, die durch die Anode 44 eingefangen wird, kann mittels der Zeit, während deren die Bauelementspannung Vf angelegt wird, wirksam gesteuert werden.
Andererseits kann der Bauelementstrom If eines elektronenemittierenden Bauelements des betrachteten Typs in Abhängigkeit von dem zur Herstellung des Bauelements gewählten Verfahren relativ zu der Bauelementspannung Vf eine monoton steigende Kennlinie bzw. Charakteristik (nachstehend als MI-Charakteristik bezeich net) (wie sie in Fig. 5 mit einer ausgezogenen Linie bezeichnet wird) und/oder eine spannungsgesteuerte fallende Widerstandscharakteristik (nachstehend als VCNR-Charakteristik bezeichnet) (wie sie in Fig. 5 mit einer gestrichelten Linie bezeichnet wird) zeigen.
Es ist gefunden worden, daß die VCNR-Charakteristik des Bauelementstromes If bei einem elektronenemittierenden Bauelement des betrachteten Typs auftritt, wenn es in einem gewöhnlichen Vakuumsystem einem Vorgang der elektrischen Formierung unterzogen wird, und daß die Charakteristik als Funktion einer Anzahl von Faktoren einschließlich der elektrischen Bedingungen des elektrischen Formierungsprozesses, der Vakuumbedingungen des Vakuumsystems, der Vakuumbedingungen und der elektrischen Bedingungen des Meßsystems, vor allem in dem Fall, daß die Leistung des elektronenemittierenden Bauelements nach dem elektrischen Formierungsprozeß in dem Vakuummeßsystem gemessen wird, (z. B. der Durchlaufgeschwindigkeit, mit der bewirkt wird, daß die Spannung, die an das elektronenemittierende Bauelement angelegt wird, den Bereich von niedriger zu hoher Spannung durchläuft, um die Strom-Spannungs-Charakteristik des Bauelements zu ermitteln) und der Zeitdauer, während deren das elektronenemittierende Bauelement vor dem Meßvorgang in dem Vakuumsystem belassen worden ist, beträchtlich variiert. Gleichzeitig zeigt der Emissionsstrom Ie die MI-Charakteristik.
Wegen der vorstehend beschriebenen typischen Merkmale eines elektronenemittierenden Bauelements vom vorstehend gekennzeichneten Oberflächenleitungstyp kann die Elektronenemissionsleistung einer Elektronenquelle oder eines Bilderzeugungsgeräts, das durch Anordnung einer Vielzahl solcher Bauelemente hergestellt worden ist, einfach und sicher als Funktion des Eingangssignals gesteuert werden, so daß so ein Bauelement verschiedene Anwendungen auf verschiedenen technischen Gebieten finden kann.
Eine Elektronenquelle oder ein Bilderzeugungsgerät kann realisiert werden, indem eine Vielzahl von elektronenemittierenden Bauelementen, die durch ein Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt worden sind, auf einem Substrat angeordnet werden. Dies wird nachstehend ausführlich beschrieben.
Elektronenemittierende Bauelemente können in einer Anzahl verschiedener Weisen auf einem Substrat angeordnet werden. Beispielsweise kann eine Anzahl von elektronenemittierenden Bauelementen mit Oberflächenleitung, wie sie früher unter Bezugnahme auf ein herkömmliches Fertigungsverfahren beschrieben wurden, in Zeilen entlang einer Richtung (nachstehend als Zeilenrichtung bezeichnet) angeordnet werden, wobei jedes Bauelement durch Verdrahtungen an seinen entgegengesetzten Enden angeschlossen ist, und die elektronenemittierenden Bauelemente können für ihren Betrieb durch Steuerelektroden (nachstehend als Gitter oder Modulationselemente bezeichnet) angesteuert werden, die in einem Raum oberhalb der elektronenemittierenden Bauelemente entlang einer senkrecht zu der Zeilenrichtung verlaufenden Richtung (nachstehend als Spaltenrichtung bezeichnet) angeordnet sind, oder es sind alternativ, wie nachstehend beschrieben wird, insgesamt m Verdrahtungen in X-Richtung und insgesamt n Verdrahtungen in Y-Richtung angeordnet, wobei zwischen den Verdrahtungen in X-Richtung und den Verdrahtungen in Y-Richtung eine Zwischenschicht-Isolationsschicht zusammen mit einer Anzahl von elektronenemittierenden Bauelementen mit Oberflächenleitung derart angeordnet ist, daß das Paar Bauelementelektroden jedes elektronenemittierenden Bauelements mit Oberflächenleitung mit einer der Verdrahtungen in X-Richtung bzw. mit einer der Verdrahtungen in Y-Richtung verbunden ist. Die letztere Anordnung wird als Einfachmatrixanordnung bezeichnet. Nun wird die Einfachmatrixanordnung ausführlich beschrieben.
Im Hinblick auf die drei Grundmerkmale eines elektronenemittierenden Bauelements mit Oberflächenleitung gemäß der Erfindung kann die Elektronenemission von jedem der elektronenemittierenden Bauelemente mit Oberflächenleitung, die eine Einfachmatrixanordnung haben, gesteuert werden, indem die Wellenhöhe und die Impulsdauer der Impulsspannung, die oberhalb des Schwellenspannungswertes an die entgegengesetzten Elektroden des Bauelements angelegt wird, gesteuert werden. Andererseits emittiert das Bauelement unterhalb des Schwellenspannungswertes keine Elektronen. Gewünschte elektronenemittierende Bauelemente mit Oberflächenleitung können deshalb unabhängig von der Anzahl der elektronenemittierenden Bauelemente angewählt und in bezug auf die Elektronenemission als Reaktion auf das Eingangssignal gesteuert werden, indem an jedes der angewählten Bauelemente eine Impulsspannung angelegt wird.
Nun wird ein Elektronenquellensubstrat, das auf der Grundlage der vorstehend beschriebenen Vorstellung realisiert wird, unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben.
Fig. 6 ist eine schematische Draufsicht des Substrats einer unter Verwendung einer Anzahl von elektronenemittierenden Bauelementen, die durch ein Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt und unter Bildung einer Einfachmatrix angeordnet worden sind, realisierten Elektronenquelle. In Fig. 6 umfaßt die Elektronenquelle ein isolierendes Substrat 71 wie z. B. ein Glassubstrat, dessen Abmessungen einschließlich der Dicke als Funktion der Anzahl und des Profils der darauf angeordneten elektronenemittierenden Bauelemente und in dem Fall, daß die Elektronenquelle im Betrieb einen Teil eines Behälters bildet, der Bedingungen, die erfüllt werden müssen, damit der Innenraum des Behälters in einem Vakuumzustand gehalten wird, festgelegt sind.
Auf dem isolierenden Substrat 71 sind insgesamt m Verdrahtungen 72 in X-Richtung bereitgestellt, die mit DX&sub1;, DX&sub2;, ..., DXm bezeichnet sind, aus einem leitfähigen Metall hergestellt sind und durch Vakuumaufdampfung, Aufdrucken oder Zerstäuben gebildet werden. Diese Verdrahtungen sind hinsichtlich des Materials, der Dicke und der Breite derart gestaltet, daß an die elektronenemittierenden Bauelemente nötigenfalls eine im wesentlichen gleiche Spannung angelegt werden kann. Es sind auch insgesamt n Verdrahtungen 73 in Y-Richtung bereitgestellt, die mit DY&sub1;, DY&sub2;, ..., DYn bezeichnet sind. Sie sind aus einem leitfähigen Metall hergestellt, werden ebenfalls durch Vakuumaufdampfung, Aufdrucken oder Zerstäuben gebildet und sind ähnlich wie die Verdrahtungen in X-Richtung hinsichtlich des Materials, der Dicke und der Breite derart gestaltet, daß an die elektronenemittierenden Bauelemente eine im wesentlichen gleiche Spannung angelegt werden kann. Zwischen den m Verdrahtungen in X-Richtung und den n Verdrahtungen in Y-Richtung ist eine Zwischenschicht-Isolationsschicht (nicht gezeigt) angeordnet, damit sie voneinander elektrisch isoliert werden, wobei die m Verdrahtungen in X-Richtung und die n Verdrahtungen in Y-Richtung eine Matrix bilden. Man beachte, daß m und n ganze Zahlen sind. Die Zwischenschicht-Isolationsschicht (nicht gezeigt) ist typischerweise aus SiO&sub2; hergestellt.
Die entgegengesetzt angeordneten Bauelementelektroden (nicht gezeigt) von jedem der elektronenemittierenden Bauelemente 74 sind durch jeweilige Verbindungsleitungen 75, die aus einem leitfähigen Metall hergestellt sind und durch Vakuumaufdampfung, Aufdrucken oder Zerstäuben gebildet werden, mit der zugehörigen der m Verdrahtungen 72 in X-Richtung und mit der zugehörigen der n Verdrahtungen 73 in Y-Richtung elektrisch verbunden.
Die elektronenemittierenden Bauelemente 74 werden durch ein Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung gleichzeitig derart auf dem isolierenden Substrat 71 gebildet, daß ihre dünnen Schichten, die jeweilige elektronenemittierende Zonen enthalten, eine vorgegebene Struktur zeigen.
Die Verdrahtungen 72 in X-Richtung sind mit einer Abtastsignal- Erzeugungseinrichtung (nicht gezeigt), die dazu dient, einer angewählten Zeile von elektronenemittierenden Bauelementen 74 ein Abtastsignal zuzuführen und die angewählte Zeile abzutasten, elektrisch verbunden.
Andererseits sind die Verdrahtungen 73 in Y-Richtung mit einer Modulationssignal-Erzeugungseinrichtung (nicht gezeigt), die dazu dient, einer angewählten Spalte von elektronenemittierenden Bauelementen 74 ein Modulationssignal zuzuführen und die angewählte Spalte zu modulieren, elektrisch verbunden.
Man beachte, daß das Ansteuerungssignal, das jedem elektronenemittierenden Bauelement zuzuführen ist, als Spannungsdifferenz zwischen dem Abtastsignal und dem Modulationssignal, die dem Bauelement zugeführt werden, ausgedrückt wird. Während die vorstehend beschriebene Elektronenquelle in Form einer Einfachmatrix aus elektronenemittierenden Bauelementen realisiert ist, beachte man auch, daß sie in vielen verschiedenen Weisen realisiert sein kann. Beispielsweise kann eine ketten- bzw. leiterförmige Anordnung, bei der elektronenemittierende Bauelemente zwischen je zwei benachbarten einer Anzahl von parallel angeordneten Verdrahtungen angeordnet sind, eine mögliche Alternative bereitstellen.
Nun wird ein Bilderzeugungsgerät, das gemäß dem Verfahren der Erfindung erhalten worden ist und eine Elektronenquelle mit einer Einfachmatrixanordnung, wie sie vorstehend beschrieben wurde, umfaßt, unter Bezugnahme auf Fig. 7, 8A und 8B, von denen Fig. 7 den Grundaufbau des Bilderzeugungsgeräts veranschaulicht und Fig. 8A und 8B zwei alternative Strukturen zeigen, die für das Bilderzeugungsgerät angewendet werden können, beschrieben. Das Bilderzeugungsgerät, das zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben wird, umfaßt eine Elektronenquelle 81 des vorstehend beschriebenen Typs, auf der eine Anzahl von elektronenemittierenden Bauelementen 74 getragen werden, die nicht dem Vorgang der elektrischen Formierung unterzogen worden sind, eine Rückplatte 82, die die Elektronenquelle 81 festhält, eine Frontplatte 90, die hergestellt wird, indem auf die innere Oberfläche eines Glassubstrats 87 eine Fluoreszenzschicht 88 und eine metallische Rückseitenschicht 89 aufgebracht werden, und einen Tragrahmen 83. Ein Gehäuse 91 für das Gerät wird gebildet, indem die erwähnte Rückplatte 82, der erwähnte Tragrahmen 83 und die erwähnte Frontplatte 90 zusammengebaut und durch Glasfritte miteinander verbunden werden.
Während das Gehäuse 91 in der vorstehenden Beschreibung aus der Frontplatte 90, dem Tragrahmen 83 und der Rückplatte 82 gebildet wird, kann die Rückplatte 82 weggelassen werden, wenn die Elektronenquelle 81 selbst genügend fest ist, da die Rückplatte 82 hauptsächlich angewendet wird, um die Festigkeit der Elektronenquelle 81 zu verstärken. Wenn dies der Fall ist, ist es möglich, daß keine unabhängige Rückplatte 82 erforderlich ist, und die Elektronenquelle 81 kann direkt mit dem Tragrahmen 83 verbunden werden, so daß das Gehäuse 91 aus einer Frontplatte 90, einem Tragrahmen 83 und einer Elektronenquelle 81 gebildet wird. Die Gesamtfestigkeit des Gehäuses 91 kann erhöht werden, indem zwischen der Frontplatte 90 und der Rückplatte 82 eine Anzahl von als Abstandshalter bezeichneten Trägerelementen (nicht gezeigt) angeordnet werden.
Die Fluoreszenzschicht 88 wird ausschließlich aus Leuchtstoff hergestellt, wenn das Gerät zur Anzeige von Schwarzweißbildern dient, während sie zur Anzeige von Farbbildern aus Leuchtstoff 93 und einem schwarzen leitfähigen Material 92, das in Abhängigkeit von der Anordnung der aus Leuchtstoff hergestellten Fluoreszenzelemente der Schicht 88 als schwarze Streifen oder als schwarze Matrix bezeichnet werden kann, hergestellt wird. Schwarze Streifen oder Elemente einer schwarzen Matrix werden für ein Farbanzeigefeld angeordnet, so daß die Unschärfe bzw. Verschleierung der Leuchtstoffe 93 mit drei verschiedenen Primärfarben weniger erkennbar gemacht wird und die nachteilige Wirkung der Verminderung des Kontrastes von angezeigten Bildern durch äußeres Licht abgeschwächt wird, indem die umgebenden Bereiche geschwärzt werden. Während als Hauptbestandteil der schwarzen Streifen normalerweise Graphit verwendet wird, kann alternativ ein anderes leitfähiges Material verwendet werden, das niedrige Lichtdurchlässigkeit und niedriges Reflexionsvermögen hat.
Es ist unabhängig von Schwarzweiß- oder Farbanzeige zweckmäßig, daß zum Aufbringen von Leuchtstoff auf das Glassubstrat ein Fällungs- oder Druckverfahren angewendet wird.
Auf der inneren Oberfläche der Fluoreszenzschicht 88 ist eine gewöhnliche metallische Rückseitenschicht 89 angeordnet. Die metallische Rückseitenschicht 89 wird bereitgestellt, um die Helligkeit bzw. Leuchtdichte des Anzeigefeldes zu erhöhen, indem bewirkt wird, daß die Lichtstrahlen, die von den Fluores zenzkörpern emittiert werden und zu der Innenseite des Gehäuses gerichtet sind, in Richtung auf die Frontplatte 90 zurückkehren, um als Elektrode zum Anlegen einer Beschleunigungsspannung an Elektronenstrahlen angewendet zu werden und um den Leuchtstoff vor Schäden zu schützen, die verursacht werden können, wenn negative Ionen, die innerhalb des Gehäuses erzeugt worden sind, damit zusammenstoßen. Die metallische Rückseitenschicht wird hergestellt, indem die innere Oberfläche der Fluoreszenzschicht 88 geglättet wird (bei einem Vorgang, der im allgemeinen als "Filmbildung" bezeichnet wird) und nach der Bildung der Fluoreszenzschicht darauf durch Vakuumaufdampfung eine Al-Schicht gebildet wird. An der Frontplatte 90 kann eine lichtdurchlässige Elektrode [e (nicht gezeigt)], die der äußeren Oberfläche der Fluoreszenzschicht 88 gegenüberliegt, gebildet werden, um die Leitfähigkeit der Fluoreszenzschicht 88 zu erhöhen.
Wenn es um eine Farbanzeige geht, sollte man dafür sorgen, daß jede Gruppe aus Stücken bzw. Teilen von Leuchtstoffen der Primärfarben und ein entsprechendes elektronenemittierendes Bauelement genau zueinander ausgerichtet sind, bevor die vorstehend aufgeführten Bauteile des Gehäuses miteinander verbunden werden.
Das Gehäuse 91 wird dann mit einem Pumprohr (nicht gezeigt) bis zu einem Vakuumgrad von etwa 10&supmin;&sup6; Torr evakuiert und hermetisch abgedichtet.
Nachdem das Gehäuse mit einem Pumprohr (nicht gezeigt) bis zu einem gewünschten Vakuumgrad evakuiert worden ist, wird an die Bauelementelektroden jedes Bauelements durch Außenanschlüsse Dox&sub1; bis Doxm und Doy&sub1; bis Doyn eine Spannung für einen Vorgang der elektrischen Formierung angelegt, um das Verfahren zur Herstellung von elektronenemittierenden Bauelementen 74, die jeweilige elektronenemittierende Zonen enthalten, zu beenden. Nach Abdichtung des Gehäuses 91 kann eine Getterbehandlung durchgeführt werden, damit dieser Vakuumgrad darin aufrechterhalten wird. Eine Getterbehandlung ist eine Behandlung, bei der ein Getterstoff (nicht gezeigt), der an einer vorgegebenen Stelle in dem Gehäuse 91 angeordnet ist, unmittelbar vor oder nach Abdichtung des Gehäuses 91 durch Widerstandserwärmung oder Hochfrequenzerwärmung erhitzt wird, um eine aufgedampfte Schicht zu erzeugen. Ein Getterstoff enthält als Hauptbestandteil im allgemeinen Ba, und die gebildete aufgedampfte Schicht kann durch ihre Adsorptionswirkung den Innenraum des Gehäuses typischerweise bei einem Vakuumgrad von 1,3 · 10&supmin;³ bis 1,3 · 10&supmin;&sup5; Pa (1 · 10&supmin;&sup5; bis 1 · 10&supmin;&sup7; Torr) halten.
Ein Bilderzeugungsgerät gemäß der Erfindung, das einen Aufbau hat, wie er vorstehend beschrieben wurde, wird betrieben, indem an jedes elektronenemittierende Bauelement durch die Außenanschlüsse Dox&sub1; bis Doxm und Doy&sub1; bis Doyn eine Spannung angelegt wird, um zu bewirken, daß die elektronenemittierenden Bauelemente Elektronen emittieren. Inzwischen wird an die metallische Rückseitenschicht 89 oder an die lichtdurchlässige Elektrode (nicht gezeigt) durch einen Hochspannungsanschluß Hv eine Hochspannung von mehr als einigen kV angelegt, um Elektronenstrahlen zu beschleunigen und zu bewirken, daß sie mit der Fluoreszenzschicht 88 zusammenstoßen, der ihrerseits Strom zugeführt wird, damit sie zur Anzeige gewünschter Bilder Licht emittiert.
Während der Aufbau eines Anzeigefeldes, das in zweckmäßiger Weise für ein Bilderzeugungsgerät anzuwenden ist, das gemäß dem Verfahren der Erfindung erhalten wird, vorstehend anhand seiner unbedingt notwendigen Bauteile umrissen wurde, sind die Materialien der Bauteile nicht auf die vorstehend beschriebenen beschränkt, und in Abhängigkeit von der Anwendung des Geräts können entsprechend andere Materialien verwendet werden.
Während die Grundidee der vorliegenden Erfindung in der vorstehenden Beschreibung angewandt wird, um ein Bilderzeugungsgerät für Anzeigeanwendungen bereitzustellen, kann so ein Bilderzeugungsgerät auch als alternative Fluoreszenzlichtquelle angewendet werden, die die Leuchtdioden eines optischen Druckers, der als Hauptbestandteile eine lichtempfindliche Trommel und Leuchtdioden umfaßt, ersetzen kann.

[Beispiele]

Die vorliegende Erfindung wird nun durch Beispiele näher beschrieben.

Beispiel 1

Eine Probe eines elektronenemittierenden Bauelements des in Fig. 1A und 1B gezeigten Typs wurde hergestellt. Die Probe hatte nämlich eine Draufsicht und eine Seitenschnittansicht wie in Fig. 1A bzw. 1B gezeigt. Man beachte, daß in Fig. 1A und 1B L1 den Zwischenraum bezeichnet, der die Bauelementelektroden 5 und 6 voneinander trennt, und W1 und d die Breite bzw. die Dicke der Bauelementelektroden bezeichnen, während L2 und W2 die Länge bzw. die Breite der dünnen Schicht 4 bezeichnen, die die elektronenemittierende Zone enthält.
Die Probe wurde gebildet, indem die nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3A bis 3E beschriebenen Schritte befolgt wurden. Man beachte, daß die nachstehend beschriebenen Schritte a bis e Fig. 3A bis 3E entsprechen.
Schritt a: Als isolierendes Substrat 1 wurde ein Quarzsubstrat verwendet. Nach gründlicher Reinigung des Substrats 1 mit Reinigungsmittel (Detergens), Reinwasser und einem organischen Lösungsmittel wurde darauf mit einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung, die 40 Sekunden lang mit einer Drehzahl von 2500 U/min gedreht wurde, ein Photolack- bzw. Photoresistmaterial (RD-2000N; erhältlich von Hitachi Chemical Co., Ltd.) aufgebracht. Das Substrat, das den Photoresist trug, wurde dann 25 Minuten lang bei 80ºC vorgehärtet.
Eine Maske, die eine Draufsicht hatte, die mit der Draufsicht der gewünschten Bauelementelektroden, die durch einen Zwischenraum L1 von 2 um voneinander getrennt sind und jeweils eine Breite W1 von 500 um haben, identisch war, wurde dicht auf das Substrat mit dem Photoresist aufgelegt. Dann wurde der Photoresist belichtet und danach einem photographischen Entwicklungs vorgang unter Verwendung einer Entwicklungslösung für RD-2000N unterzogen. Das Substrat mit dem Photoresist wurde anschließend 20 Minuten lang bei 120ºC nachgehärtet.
Für die Bauelementelektroden 5, 6 wurde Nickel (Ni) verwendet. Sie wurden mittels eines Widerstandserhitzungs/Abscheidungssystems mit einer Abscheidungsgeschwindigkeit von 0,3 nm/s bis zu einer Höhe von 100 nm gebildet.
Der Photoresist wurde unter Anwendung von Aceton und eines Abhebeprozesses entfernt. Das Substrat wurde dann nacheinander mit Aceton, Isopropanol und Butylacetat gereinigt und getrocknet.
Danach wurde unter Verwendung eines Materials, das einen organischen Palladiumkomplex enthielt, in der nachstehend beschriebenen Weise eine Originalstruktur gebildet.

(Organische Palladiumverbindung)

Mischung aus 0,1 mol (22,49 g) Palladiumacetat und 0,2 mol (22,24 g) n-Dipropylamin 3 Masseteile
Polybutylmethacrylat (Dianal BR-79; erhältlich von Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) 7 Masseteile
Methylethylketon 60 Masseteile
Eine Lösung aus einer Mischung der vorstehend aufgeführten Materialien wurde derart auf eine 25 um dicke Folie aus Polyethylenterephthalat (PET) aufgebracht, daß sie eine entworfene Struktur zeigte, und trocknen gelassen, so daß daraus eine Originalstruktur wurde. Die aufgebrachte Mischung zeigte nach dem Trocknen eine Höhe von 2 um.
Schritte b und c: Die Originalstruktur 8 wurde mit dem Substrat, das ein Paar Bauelementelektroden trug, derart in enge Berührung gebracht, daß sich die Struktur zwischen den Elektroden befand und die Elektroden überbrückte, und wurde dann durch einen Thermokopf 10 eines Übertragungssystems, das einen in Fig. 13 veranschaulichten Aufbau hatte, von der Rückseite der PET-Folie her thermisch abgetastet, so daß nur die Struktur erhitzt wurde.
Unter Bezugnahme auf Fig. 13 werden das Quarzsubstrat 1, das ein Paar Bauelementelektroden trägt, und die Originalstruktur 8 miteinander in enger Berührung gehalten und durch zwei Walzenpaare 131 und 132 nach oben bewegt. Die Originalstruktur 8 wird dem ersten Walzenpaar 131 durch Zuführungswalzen (nicht gezeigt) zugeführt und mit dem Quarzsubstrat 1 in enge Berührung gebracht, bevor sie durch einen Thermokopf 10 erhitzt wird, der an einer Abtastführungsschiene 134, die entgegengesetzt zu einer Walze 133 entlang dem Weg des Quarzsubstrats 1 und der Originalstruktur 8 angeordnet ist, beweglich angebracht ist. Die Originalstruktur 8 wird danach bei dem Trennwalzenpaar 132 von dem Quarzsubstrat 1 abgelöst und auf eine Aufwickelwalze (nicht gezeigt) aufgewickelt.
Die Temperatur des Thermokopfes wurde bei 120ºC gehalten.
Nach Abtrennung der Originalstruktur 8 von dem Quarzsubstrat 1 wurde gefunden, daß eine dünne Schicht 7 aus dem organischen Palladiumkomplex auf eine Stelle zwischen den Bauelementelektroden auf dem Quarzsubstrat 1 übertragen worden war. Die dünne Schicht 7 zeigte genau das Profil der Struktur des Originals 8, die eine Breite W2 von 300 um hatte, und befand sich im wesentlichen in der Mitte der Bauelementelektroden 5, 6.
Schritt d: Die durch Sublimation übertragene dünne Schicht 7 aus einem organischen Palladiumkomplex wurde 10 Minuten lang bei 300ºC thermisch behandelt, um eine dünne Schicht 2 für die Bildung einer elektronenemittierenden Zone aus feinen Teilchen (mittlere Teilchengröße: 7 nm), die als Hauptbestandteil Palladiumoxid (PdO) enthielten, zu erzeugen.
Die dünne Schicht 2 für die Bildung einer elektronenemittierenden Zone hatte eine Höhe von 10 nm und einen elektrischen Widerstand pro Flächeneinheit von 5 · 10&sup4; Ω/ .
Schritt e: In der dünnen Schicht 2 wurde eine elektronenemittierende Zone 3 gebildet, indem zwischen den Bauelementelektroden 5, 6 für einen Stromzuführungsvorgang (einen Vorgang der elektrischen Formierung) eine Spannung angelegt wurde. Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung der Spannungskurvenformen, die für den Vorgang der elektrischen Formierung dieses Beispiels angewendet werden.
In Fig. 2 bezeichnen T&sub1; und T&sub2; die Impulsdauer bzw. den Impulsabstand der angelegten Impulsspannung, die für dieses Beispiel 1 Millisekunde bzw. 10 Millisekunden betrugen. Die Wellenhöhe (die Spitzenspannung für den Formierungsvorgang) der angelegten Dreieckimpulsspannung betrug 5 V, und der Vorgang wurde in einem Vakuum von 1,3 · 10&supmin;&sup4; Pa (10&supmin;&sup6; Torr) durchgeführt. Es wurde gefunden, daß in der erzeugten elektronenemittierenden Zone 3 Risse vorhanden waren, die jeweils eine Breite von etwa 150 nm hatten.
Die hergestellte Probe eines elektronenemittierenden Bauelements wurde unter Anwendung eines Meßsystems, wie es in Fig. 4 veranschaulicht ist, auf ihre Elektronenemissionsleistung geprüft.
Die Anode 44 und das elektronenemittierende Bauelement waren durch einen Zwischenraum H von 4 mm getrennt, und die Spannung der Anode betrug 1 kV. Der Innenraum der Vakuumkammer des Systems wurde für die Leistungsprüfung auf einen Vakuumgrad von 1,3 · 10&supmin;&sup4; Pa (1 · 10&supmin;&sup6; Torr) evakuiert. Fig. 5 zeigt eine graphische Darstellung von Strom-Spannung-Beziehungen ähnlich denen der Probe, die durch die Prüfung erhalten wurden.
Im Fall der Probe zeigte der Emissionsstrom Ie einen plötzlichen Anstieg, als die Bauelementspannung in die Nähe von 8 V kam. Der Bauelementstrom If und der Emissionsstrom Ie betrugen 2,2 mA bzw. 1,1 uA, als die Bauelementspannung 14 V erreichte, so daß sich ein Elektronenemissionswirkungsgrad η = Ie/If (%) von 0,05% ergab.

Beispiel 2

Eine Probe eines elektronenemittierenden Bauelements des in Fig. 1A und 1B gezeigten Typs wurde hergestellt.
Die Probe wurde gebildet, indem die nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 14A bis 14E beschriebenen Schritte befolgt wurden. Man beachte, daß die nachstehend beschriebenen Schritte a bis e Fig. 14A bis 14E entsprechen.
Schritt a: Ein Substrat mit einem Paar Bauelementelektroden wurde wie in Schritt a von Beispiel 1 hergestellt.
Danach wurde unter Verwendung eines Materials, das einen organischen Palladiumkomplex enthielt, in der nachstehend beschriebenen Weise eine Originalstruktur gebildet.

(Organische Palladiumverbindung)

Mischung aus 0,1 mol (22,49 g) Palladiumacetat und 0,2 mol (22,24 g) n-Dipropylamin 3 Masseteile
Laserstrahlabsorbierendes Pigment (IR-820; erhältlich von Nippon Kayaku Co., Ltd.) 0,6 Masseteile
Polybutylmethacrylat (Dianal BR-79; erhältlich von Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) 7 Masseteile
Methylethylketon 60 Masseteile
Eine Lösung aus einer Mischung der vorstehend aufgeführten Materialien wurde derart auf eine 25 um dicke Folie aus Polyethylenterephthalat (PET) aufgebracht, daß sie eine entworfene Struktur zeigte, und trocknen gelassen, so daß daraus eine Originalstruktur wurde. Die aufgebrachte Mischung zeigte nach dem Trocknen eine Höhe von 2 um.
Schritte b und c: Die Originalstruktur 8 wurde mit dem Substrat, das ein Paar Bauelementelektroden trug, derart in enge Berührung gebracht, daß sich die Struktur zwischen den Elektroden befand und die Elektroden überbrückte, und wurde dann durch einen Halbleiterlaser (für die Emission eines Laserstrahls mit einer Wellenlänge von 830 nm und einer Leistung von 8 mW) von der Rückseite der PET-Folie her thermisch abgetastet, so daß nur die Struktur erhitzt wurde, wobei der Laserstrahl von einem Übertragungssystem emittiert wurde, das einen in Fig. 15 veranschaulichten Aufbau hatte.
Unter Bezugnahme auf Fig. 15 werden das Quarzsubstrat 1, das ein Paar Bauelementelektroden trägt, und die Originalstruktur 8 miteinander in enger Berührung gehalten und durch zwei Walzenpaare 131 und 132 nach oben bewegt. Die Originalstruktur 8 wird dem ersten Walzenpaar 131 durch Zuführungswalzen (nicht gezeigt) zugeführt und mit dem Quarzsubstrat 1 in enge Berührung gebracht, bevor sie über einen Spiegel 142 und einen Polygonspiegel 143 einem Laserstrahl ausgesetzt wird, der von einem Halbleiterlaser 141 emittiert wird. Die Originalstruktur 8 wird danach bei dem Trennwalzenpaar 132 von dem Quarzsubstrat 1 abgelöst und auf eine Aufwickelwalze (nicht gezeigt) aufgewickelt.
Nach Abtrennung der Originalstruktur 8 von dem Quarzsubstrat 1 wurde gefunden, daß eine dünne Schicht 7 aus dem organischen Palladiumkomplex auf eine Stelle zwischen den Bauelementelektroden auf dem Quarzsubstrat 1 übertragen worden war. Die dünne Schicht 7 zeigte genau das Profil der Struktur des Originals 8, die eine Breite W2 von 300 um hatte, und befand sich im wesentlichen in der Mitte der Bauelementelektroden 5, 6.
Schritt d: Die durch Sublimation übertragene dünne Schicht 7 aus einem organischen Palladiumkomplex wurde 10 Minuten lang bei 300ºC thermisch behandelt, um eine dünne Schicht 2 für die Bildung einer elektronenemittierenden Zone aus feinen Teilchen (mittlere Teilchengröße: 7 nm), die als Hauptbestandteil Palladiumoxid (PdO) enthielten, zu erzeugen.
Schritt e: Eine elektronenemittierende Zone 3 wurde wie im Fall von Beispiel 1 gebildet, indem zwischen den Bauelementelektroden 5, 6 für einen Stromzuführungsvorgang (einen Vorgang der elektrischen Formierung) eine Spannung angelegt wurde.
Die hergestellte Probe eines elektronenemittierenden Bauelements wurde wie im Fall von Beispiel 1 auf ihre Elektronenemissionsleistung geprüft. Der Emissionsstrom Ie zeigte einen plötzlichen Anstieg, als die Bauelementspannung in die Nähe von 8 V kam. Der Bauelementstrom If und der Emissionsstrom Ie betrugen 2,2 mA bzw. 1,1 uA, als die Bauelementspannung 14 V erreichte, so daß sich ein Elektronenemissionswirkungsgrad η = Ie/If (%) von 0,05% ergab.

Beispiel 3

Eine Probe eines elektronenemittierenden Bauelements wurde wie im Fall von Beispiel 1 hergestellt, außer daß der Vorgang der Sublimationsübertragung unter einem verminderten Druck von 1,3 Pa (1 · 10&supmin;² Torr) mit einem auf 50ºC erhitzten Thermokopf durchgeführt wurde.
Die hergestellte Probe eines elektronenemittierenden Bauelements wurde wie im Fall von Beispiel 1 auf ihre Elektronenemissionsleistung geprüft. Der Emissionsstrom Ie zeigte einen plötzlichen Anstieg, als die Bauelementspannung in die Nähe von 8 V kam. Der Bauelementstrom If und der Emissionsstrom Ie betrugen 2,2 mA bzw. 1,1 uA, als die Bauelementspannung 14 V erreichte, so daß sich ein Elektronenemissionswirkungsgrad η = Ie/If (%) von 0,05% ergab.

Beispiel 4

In diesem Beispiel wurde unter Anwendung einer Elektronenquelle, die realisiert wurde, indem eine Anzahl von elektronenemittierenden Bauelementen wie in Fig. 6 gezeigt unter Bildung einer Matrix angeordnet wurden, ein Bilderzeugungsgerät hergestellt, wie es in Fig. 7 gezeigt ist.
Fig. 11 zeigt eine schematische Teildraufsicht der Elektronenquelle, und Fig. 12 zeigt eine schematische Teilschnittansicht entlang der Linie 13-13 von Fig. 11. Man beachte, daß in Fig. 6, 11 und 12 gleiche oder ähnliche Bauteile jeweils mit denselben Bezugssymbolen bezeichnet sind. In diesen Zeichnungen bezeichnet 71 oder 1 ein Substrat, und 72 und 73 bezeichnen eine Vielzahl von Verdrahtungen in X-Richtung bzw. eine Vielzahl von Verdrahtungen in Y-Richtung (die als untere bzw. als obere Verdrahtungen bezeichnet werden können). Die Elektronenquelle umfaßt ansonsten elektronenemittierende Bauelemente, die jeweils eine dünne Schicht 2, die eine elektronenemittierende Zone enthält, und ein Paar Bauelementelektroden 5, 6 haben, eine Zwischenschicht-Isolationsschicht 194 und eine Anzahl von Kontaktöffnungen 195, von denen jede angewendet wird, um die Bauelementelektrode 5 eines Bauelements mit einer zugehörigen unteren Verdrahtung 72 zu verbinden.
Nun werden die Schritte der Herstellung einer Elektronenquelle und eines Bilderzeugungsgeräts, in das so eine Elektronenquelle eingebaut ist, die in diesem Beispiel angewendet werden, unter Bezugnahme auf Fig. 16A bis 16H ausführlich beschrieben. Man beachte, daß die nachstehend beschriebenen Schritte a bis h den Fig. 16A bis 16H entsprechen.
Schritt a: Nach gründlicher Reinigung eines Quarzsubstrats 1 wurden Cr und Au nacheinander durch Vakuumaufdampfung in einer Dicke von 5 nm (50 Å) bzw. 600 nm (6000 Å) aufgebracht, und dann wurde auf der erhaltenen Schicht mit einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung ein Photoresist (AZ1370; von Hoechst Corporation erhältlich) gebildet, während die Schicht gedreht wurde, und gehärtet bzw. hitzebehandelt. Danach wurde durch Belichtung ein Photomaskenbild erzeugt und entwickelt, um eine Resiststruktur für die unteren Verdrahtungen 72 herzustellen, und dann wurde die aufgedampfte Au/Cr-Schicht naß geätzt, um eine untere Verdrahtung 72 mit einem gewünschten Profil herzustellen.
Schritt b: Durch HF-Zerstäubung wurde als Zwischenschicht-Isolationsschicht 194 eine Siliciumoxidschicht in einer Dicke von 1,0 um gebildet.
Schritt c: Es wurde eine Photoresiststruktur für die Erzeugung von Kontaktöffnungen 195 in der in Schritt b abgeschiedenen Si liciumoxidschicht hergestellt, wobei diese Kontaktöffnungen 195 dann tatsächlich gebildet wurden, indem die Zwischenschicht- Isolationsschicht 194 unter Anwendung der Photoresiststruktur als Maske geätzt wurde. Für den Ätzvorgang wurde RIE (reaktives Ionenätzen) unter Verwendung von CF&sub4;-Gas und H&sub2;-Gas angewendet.
Schritt d: Danach wurde für Bauelementelektrodenpaare 5 und 6 und für Zwischenräume G, die die jeweiligen Elektrodenpaare trennen, eine Struktur aus Photoresist (RD-2000 N-41; erhältlich von Hitachi Chemical Co., Ltd.) gebildet, und dann wurden Ti und Ni nacheinander durch Vakuumaufdampfung in einer Dicke von 5 nm (50 Å) bzw. 100 nm (1000 Å) darauf aufgedampft. Die Photoresiststruktur wurde mit einem organischen Lösungsmittel aufgelöst, und die aufgedampfte Ni/Ti-Schicht wurde unter Anwendung eines Abhebeprozesses behandelt, um Bauelementelektrodenpaare 5 und 6 zu erzeugen, wobei jedes Paar eine Breite W1 von 300 um hatte und die Elektroden jedes Paars durch einen Zwischenraum L1 von um voneinander getrennt waren.
Schritt e: Nach der Bildung einer Photoresiststruktur für obere Verdrahtungen 73 auf den Bauelementelektroden 5, 6 wurden Ti und Au nacheinander durch Vakuumaufdampfung in einer Dicke von 5 nm (50 Å) bzw. 500 nm (5000 Å) aufgedampft, und dann wurden nicht benötigte Bereiche durch einen Abhebeprozeß entfernt, um obere Verdrahtungen 73 mit einem gewünschten Profil herzustellen.
Schritt f: Unter Anwendung einer Originalstruktur, die wie die Originalstruktur in Beispiel 2 hergestellt worden war, und des Strukturübertragungssystems von Beispiel 2 (Fig. 15) und Abtastung der Struktur mit einem Laserstrahl, wobei der Laserausgang im Gleichlauf mit dem Abtastvorgang ein- und ausgeschaltet wurde, um die organische Palladiumverbindung der Struktur zu sublimieren und zu übertragen, wurde eine Anzahl von dünnen Schichten 7 aus der organischen Palladiumverbindung derart auf dem Substrat gebildet, daß die Schichten jeweils Paare von Bauelementelektroden überbrückten.
Schritt g: Die gebildeten dünnen Schichten 7 aus der organischen Palladiumverbindung wurden thermisch behandelt, um die organische Palladiumverbindung in PdO umzuwandeln und dünne Schichten 2 jeweils für die Bildung einer elektronenemittierenden Zone zu erzeugen.
Schritt h: Dann wurde eine Photoresiststruktur hergestellt, die auf die gesamte Oberfläche mit Ausnahme der Kontaktöffnungen 195 aufgebracht wurde, und Ti und Au wurden nacheinander durch Vakuumaufdampfung in einer Dicke von 5 nm (50 Å) bzw. 500 nm (5000 Å) aufgedampft. Alle nicht benötigten Bereiche wurden durch einen Abhebeprozeß entfernt, so daß die Kontaktöffnungen 195 vergraben wurden.
Nun waren auf dem isolierenden Substrat 1 untere Verdrahtungen 72, eine Zwischenschicht-Isolationsschicht 194, obere Verdrahtungen 73, Bauelementelektrodenpaare 5 und 6 und dünne Schichten 2 hergestellt worden.
Dann wurde ein Bilderzeugungsgerät hergestellt, in das die Elektronenquelle, die nicht dem Vorgang der elektrischen Formierung unterzogen war, eingebaut wurde. Dies wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 7, 8A und 8B beschrieben.
Die Elektronenquelle 81, die nicht dem Vorgang der elektrischen Formierung unterzogen worden war, wurde an einer Rückplatte 82 fest angebracht, und danach wurde eine Frontplatte 90 (durch Bildung einer Fluoreszenzschicht 88 und einer metallischen Rückseitenschicht 89 als Bilderzeugungselementen an der inneren Oberfläche eines Glassubstrats 87 hergestellt) 5 mm oberhalb der Elektronenquelle 81 angeordnet, indem ein Tragrahmen 83 dazwischengelegt wurde. Auf Verbindungsflächen der Frontplatte 90, des Tragrahmens 83 und der Rückplatte 82 wurde Glasfritte aufgebracht, und diese Bauteile wurden dann an der Atmosphäre 10 Minuten lang bei einer Temperatur zwischen 400ºC und 500ºC thermisch behandelt und unter Erzielung eines hermetisch abgedichteten Zustands miteinander verbunden (Fig. 7). Auch die Elektronenquelle 81 wurde durch Glasfritte fest mit der Rückplatte 82 verbunden.
Während es möglich ist, daß die Fluoreszenzschicht 88, die ein Bilderzeugungselement ist, nur aus Leuchtstoff hergestellt wird, wenn das Bilderzeugungsgerät zur Anzeige von Schwarzweißbildern dient, wurden zur Herstellung einer Fluoreszenzschicht 88 für dieses Beispiel zuerst schwarze Streifen 92 angeordnet und dann die Zwischenräume, die die schwarzen Streifen trennten, mit jeweiligen Leuchtstoffen 93 für Primärfarben gefüllt (Fig. 8A und 8B). Die schwarzen Streifen 92 wurden aus einem gebräuchlichen Material hergestellt, das als Hauptbestandteil Graphit enthält. Die Leuchtstoffe 93 wurden unter Anwendung eines Aufschlämmungsverfahrens auf das Glassubstrat 87 aufgebracht.
An der inneren Oberfläche der Fluoreszenzschicht 88 ist normalerweise eine metallische Rückseitenschicht angeordnet. In diesem Beispiel wurde eine metallische Rückseitenschicht hergestellt, indem an der inneren Oberfläche der Fluoreszenzschicht 88, die (bei einem sogenannten Filmbildungsprozeß) geglättet worden war, durch Vakuumaufdampfung eine Al-Schicht erzeugt wurde. Die Frontplatte 90 kann zusätzlich mit lichtdurchlässigen Elektroden versehen sein, die nahe der äußeren Oberfläche der Fluoreszenzschicht 88 angeordnet sind, um die elektrische Leitfähigkeit der Fluoreszenzschicht 88 zu erhöhen. In diesem Beispiel wurden keine solchen Elektroden verwendet, weil sich die metallische Rückseitenschicht als ausreichend leitfähig erwies. Die Streifen der Leuchtstoffe wurden vor dem vorstehend beschriebenen Verbindungsvorgang sorgfältig zu den entsprechenden elektronenemittierenden Bauelementen ausgerichtet.
Das gefertigte Glasgehäuse wurde dann mit einem Pumprohr (nicht gezeigt) und einer Vakuumpumpe evakuiert, um innerhalb des Gehäuses einen ausreichenden Vakuumgrad zu erzielen. Danach wurde die dünne Schicht von jedem der auf dem Substrat angeordneten elektronenemittierenden Bauelemente einem Vorgang der elektrischen Formierung unterzogen, bei dem an die Bauelementelektroden der elektronenemittierenden Bauelemente durch die entspre chenden Außenanschlüsse Dox&sub1; bis Doxm und Doy&sub1; bis Doyn eine Spannung angelegt wurde, um in jeder dünnen Schicht wie im Fall von Beispiel 1 eine elektronenemittierende Zone zu erzeugen.
Danach wurde das Gehäuse durch Erhitzen, Schmelzen und Schließen des Pumprohrs (nicht gezeigt) mit einem Vakuumgrad von etwa 1,3 · 10&supmin;&sup4; Pa (1 · 10&supmin;&sup6; Torr) vollständig abgedichtet.
Schließlich wurde mit dem Gerät eine Getterbehandlung durchgeführt, um in dem Gehäuse einen hohen Vakuumgrad aufrechtzuerhalten.
Dann wurde bewirkt, daß die elektronenemittierenden Bauelemente des hergestellten Bilderzeugungsgeräts Elektronen emittieren, indem daran durch die Außenanschlüsse Dox&sub1; bis Doxm und Doy&sub1; bis Doyn eine Ansteuerungsspannung angelegt wurde, und die emittierten Elektronen wurden beschleunigt, indem an die metallische Rückseitenschicht 89 über den Hochspannungsanschluß Hv eine Hochspannung von mehreren kV angelegt wurde, so daß sie mit der Fluoreszenzschicht 88 zusammenstießen, bis der letzteren Strom für die Emission von Licht und die Erzeugung von Bildern zugeführt wurde.

Beispiel 5

Dieses Beispiel betrifft ein Bilderzeugungsgerät, das eine Vielzahl von elektronenemittierenden Bauelementen mit Oberflächenleitung und Steuerelektroden (Gitter) umfaßt.
Das Gerät dieses Beispiels wurde unter Verwendung einer Anzahl von elektronenemittierenden Bauelementen hergestellt, die in der in Beispiel 2 beschriebenen Weise gebildet worden waren.
Der Aufbau des Geräts wird anhand der Elektronenquelle des Geräts beschrieben, die durch Anordnung einer Anzahl von elektronenemittierenden Bauelementen mit Oberflächenleitung hergestellt wird.
Fig. 17 und 18 sind schematische Draufsichten von zwei verschiedenen Substraten und Elektronenquellen, die bei dem Bilderzeugungsgerät alternativ angewendet werden.
In Fig. 17, auf die zuerst Bezug genommen wird, bezeichnet 5 ein isolierendes Substrat, das typischerweise aus Glas hergestellt ist, und Es bezeichnet ein elektronenemittierendes Bauelement mit Oberflächenleitung, das auf dem Substrat S angeordnet und in einem gestrichelten Kreis gezeigt ist, während E&sub1; bis E10 Verdrahtungselektroden für die Verdrahtung der elektronenemittierenden Bauelemente mit Oberflächenleitung bezeichnen, die auf dem Substrat in Spalten entlang der X-Richtung (nachstehend als Bauelementspalten bezeichnet) angeordnet sind. Die elektronenemittierenden Bauelemente mit Oberflächenleitung jeder Bauelementspalte sind miteinander durch ein Paar Verdrahtungselektroden parallelgeschaltet. (Beispielsweise sind die Bauelemente der ersten Bauelementspalte miteinander durch die Verdrahtungselektroden E1 und E2 parallelgeschaltet.)
Bei dem Gerät dieses Beispiels, das die vorstehend beschriebene Elektronenquelle umfaßt, kann bei der Elektronenquelle jede Bauelementspalte unabhängig angesteuert werden, indem an die zugehörigen Verdrahtungselektroden eine geeignete Ansteuerungsspannung angelegt wird. Im einzelnen wird an die Bauelementspalten eine Spannung angelegt, die den Elektronenemissions- Schwellenwert überschreitet, damit sie zur Emission von Elektronen angesteuert werden, während an die übrigen Bauelementspalten eine Spannung, die unter dem Elektronenemissions-Schwellenwert liegt, (z. B. 0 [V]) angelegt wird. (Eine Ansteuerungsspannung, die den Elektronenemissions-Schwellenwert überschreitet, wird nachstehend als VE [V] bezeichnet.)
In Fig. 18, die eine andere Elektronenquelle veranschaulicht, die für dieses Beispiel alternativ angewendet wurde, bezeichnet S ein isolierendes Substrat, das typischerweise aus Glas hergestellt ist, und Es bezeichnet ein elektronenemittierendes Bauelement mit Oberflächenleitung, das auf dem Substrat S angeordnet und in einem gestrichelten Kreis gezeigt ist, während E'1 bis E'6 Verdrahtungselektroden für die Verdrahtung der elektronenemittierenden Bauelemente mit Oberflächenleitung bezeichnen, die auf dem Substrat wie im Fall von Fig. 17 in Spalten entlang der X-Richtung angeordnet sind. Die elektronenemittierenden Bauelemente mit Oberflächenleitung jeder Bauelementspalte sind miteinander durch ein Paar Verdrahtungselektroden parallelgeschaltet. Außerdem ist bei dieser alternativen Elektronenquelle zwischen zwei beliebigen benachbarten Bauelementspalten eine einzige Verdrahtungselektrode angeordnet, so daß sie beiden Spalten dient. Beispielsweise dient eine gemeinsame Verdrahtungselektrode E'2 der ersten und der zweiten Bauelementspalte. Diese Anordnung von Verdrahtungselektroden ist in der Hinsicht vorteilhaft, daß der Zwischenraum, der zwei beliebige benachbarte Spalten elektronenemittierender Bauelemente mit Oberflächenleitung entlang der Y-Richtung trennt, im Vergleich zu der Anordnung von Fig. 17 beträchtlich vermindert werden kann.
Bei dem Gerät dieses Beispiels, das die vorstehend beschriebene Elektronenquelle umfaßt, kann bei der Elektronenquelle jede Bauelementspalte unabhängig angesteuert werden, indem an die zugehörigen Verdrahtungselektroden eine geeignete Ansteuerungsspannung angelegt wird. Im einzelnen wird an die Bauelementspalten VE [V] angelegt, damit sie zur Emission von Elektronen angesteuert werden, während an die übrigen Bauelementspalten 0 [V] angelegt wird. Es ist beispielsweise möglich, daß nur die Bauelemente der dritten Spalte zum Arbeiten angesteuert werden, indem an die Verdrahtungselektroden E'1 bis E'3 0 [V] angelegt wird und an die Verdrahtungselektroden E'4 bis E'6 VE [V] angelegt wird. Infolgedessen wird an die Bauelemente der dritten Spalte VE - 0 = VE [V] angelegt, während an alle Bauelemente der übrigen Spalten 0 [V], 0 - 0 = 0 [V] oder VE - VE = 0 [V], angelegt wird. Desgleichen ist es möglich, daß die Bauelemente der zweiten und der fünften Spalte zum gleichzeitigen Arbeiten angesteuert werden, indem an die Verdrahtungselektroden E'1, E'2 und E'6 0 [V] angelegt wird und an die Verdrahtungselektroden E'3, E'4 und E'5 VE [V] angelegt wird. Auf diese Weise können die Bauelemente jeder Bauelementspalte dieser Elektronenquelle selektiv angesteuert werden.
Während bei den Elektronenquellen von Fig. 17 und 18 jede Bauelementspalte zwölf (12) elektronenemittierende Bauelemente mit Oberflächenleitung hat, die entlang der X-Richtung angeordnet sind, ist die Zahl der in einer Bauelementspalte anzuordnenden Bauelemente nicht darauf beschränkt, und es kann alternativ eine größere Zahl von Bauelementen angeordnet werden. Während ferner in jeder der Elektronenquellen fünf (5) Bauelementspalten vorhanden sind, ist die Zahl der Bauelementspalten nicht darauf beschränkt, und es kann alternativ eine größere Zahl von Bauelementspalten angeordnet werden.
Nun wird eine Kathodenstrahlröhre (nachstehend als "CRT" bezeichnet) mit Anzeigefeld, in die eine Elektronenquelle des vorstehend beschriebenen Typs eingebaut ist, beschrieben.
Fig. 19 ist eine schematische perspektivische Zeichnung einer CRT mit Anzeigefeld, in die eine Elektronenquelle eingebaut ist, wie sie in Fig. 17 veranschaulicht ist. In Fig. 19 bezeichnet VC einen Glasvakuumbehälter, der mit einer Frontplatte FP zur Anzeige von Bildern versehen ist. Eine lichtdurchlässige Elektrode, die typischerweise aus ITO (Indiumzinnoxid) hergestellt ist, ist auf der inneren Oberfläche der Frontplatte FP angeordnet, und auf die lichtdurchlässige Elektrode sind rote, grüne und blaue Fluoreszenzelemente in Form eines Mosaiks oder von Streifen aufgebracht, ohne einander zu überlagern. Um die Abbildung zu vereinfachen, sind die lichtdurchlässige Elektrode und die Fluoreszenzelemente in Fig. 19 zusammenfassend mit PH bezeichnet. Eine schwarze Matrix oder schwarze Streifen, die auf dem CRT-Gebiet bekannt sind, können angeordnet sein, um die freien Bereiche der lichtdurchlässige Elektrode, die nicht durch die Fluoreszenzmatrix oder die Fluoreszenzstreifen eingenommen werden, auszufüllen. Ebenso kann auf den Fluoreszenzelementen eine metallische Rückseitenschicht irgendeines bekannten Typs angeordnet sein. Die lichtdurchlässige Elektrode ist durch einen Anschluß EV mit der Außenseite des Vakuumbehälters elektrisch verbunden, so daß daran zur Beschleunigung von Elektronenstrahlen eine Spannung angelegt werden kann.
In Fig. 19 bezeichnet 5 das Substrat der Elektronenquelle, das am Boden des Vakuumbehälters VC fest angebracht ist und auf dem eine Anzahl von elektronenemittierenden Bauelementen mit Oberflächenleitung angeordnet sind, wie es vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 17 beschrieben wurde. Im einzelnen sind auf dem Substrat insgesamt 200 Bauelementspalten angeordnet, von denen jede 200 Bauelemente hat. Jede Bauelementspalte ist mit einem Paar Verdrahtungselektroden versehen, und die Verdrahtungselektroden des Geräts sind mit den Elektrodenanschlüssen Dp&sub1; bis Dp&sub2;&sub0;&sub0; und Dm&sub1; bis Dm&sub2;&sub0;&sub0; verbunden, die abwechselnd an den jeweiligen entgegengesetzten Seiten des Anzeigefeldes angeordnet sind, so daß den Bauelementen von außerhalb des Vakuumbehälters elektrische Ansteuerungssignale zugeführt werden können.
Zwischen dem Substrat S und der Frontplatte sind streifenförmige Gitterelektroden GR angeordnet. Es sind insgesamt 200 Gitterelektroden GR bereitgestellt, die in einer Richtung angeordnet sind, die senkrecht zu der Richtung der Bauelementspalten (oder entlang der Y-Richtung) verläuft, und jede Gitterelektrode hat eine vorgegebene Zahl von Öffnungen Gh zum Durchlassen von Elektronenstrahlen. Im einzelnen ist zwar für jedes elektronenemittierende Bauelement mit Oberflächenleitung typischerweise eine kreisförmige Öffnung Gh bereitgestellt, jedoch können die Öffnungen alternativ in Form einer Masche realisiert sein. Die Gitterelektroden sind über jeweilige elektrische Anschlüsse G&sub1; bis G&sub2;&sub0;&sub0; mit der Außenseite des Vakuumbehälters elektrisch verbunden. Man beachte, daß die Gitterelektroden in bezug auf Form und Lage anders als die von Fig. 19 angeordnet sein können, solange sie erfolgreich Elektronenstrahlen modulieren können, die von den elektronenemittierenden Bauelementen mit Oberflächenleitung emittiert werden. Sie können beispielsweise um die elektronenemittierenden Bauelemente mit Oberflächenleitung herum oder in ihrer Nähe angeordnet sein.
Die vorstehend beschriebene CRT mit Anzeigefeld umfaßt elektronenemittierende Bauelemente mit Oberflächenleitung, die in 200 Bauelementspalten angeordnet sind, und 200 Gitterelektroden, so daß eine X-Y-Matrix (200 · 200) gebildet wird. Mit so einer An ordnung kann ein Bild zeilenweise auf dem Schirm angezeigt werden, indem den Gitterelektroden im Gleichlauf mit dem Vorgang der spaltenweisen Ansteuerung (Abtastung) der elektronenemittierenden Bauelemente mit Oberflächenleitung ein Modulationssignal für eine einzige Zeile eines Bildes zugeführt wird, um die Bestrahlung der Fluoreszenzschicht mit Elektronenstrahlen zu steuern.
Fig. 20 ist ein Blockdiagramm einer elektrischen Schaltung, die für die Ansteuerung des Anzeigefeldes von Fig. 19 anzuwenden ist. In Fig. 20 umfaßt die Schaltung das Anzeigefeld 1000 von Fig. 19, eine Dekodierschaltung 1001 zum Dekodieren zusammengesetzter Bildsignale, die von außen übertragen werden, eine Serien-Parallel-Umsetzungsschaltung 1002, einen Zeilenspeicher 1003, eine Modulationssignal-Erzeugungsschaltung 1004, eine Zeitsteuerungsschaltung 1005 und eine Abtastsignal-Erzeugungsschaltung 1006. Die elektrischen Anschlüsse des Anzeigefeldes 1000 sind mit den zugehörigen Schaltungen verbunden. Im einzelnen ist der Anschluß EV mit einer Spannungsquelle HV für die Erzeugung einer Beschleunigungsspannung von 10 [kV] verbunden und sind die Anschlüsse G&sub1; bis G&sub2;&sub0;&sub0; mit der Modulationssignal-Erzeugungsschaltung 1004 verbunden, während die Anschlüsse Dp&sub1; bis Dp&sub2;&sub0;&sub0; mit der Abtastsignal-Erzeugungsschaltung 1006 verbunden sind und die Anschlüsse Dm&sub1; bis Dm&sub2;&sub0;&sub0; geerdet sind.
Nun wird beschrieben, wie jedes Schaltungselement der Schaltung arbeitet. Die Dekodierschaltung 1001 ist eine Schaltung zum Dekodieren von ankommenden zusammengesetzten Bildsignalen wie z. B. NTSC-Fernsehsignalen und zum Abtrennen von Hellsteuer- bzw. Helligkeitsignalen und Synchronisiersignalen von den empfangenen zusammengesetzten Signalen. Die ersteren werden als Datensignale in die Serien-Parallel-Umsetzungsschaltung 1002 gesendet, und die letzteren werden als TSYNC-Signale zu der Zeitsteuerungsschaltung 1005 befördert. Mit anderen Worten, die Dekodierschaltung 1001 gruppiert die Helligkeitswerte der Primärfarben RGB entsprechend der Anordnung der Farbbildelemente des Anzeigefelds 1000 um und überträgt sie seriell zu der Serien- Parallel-Umsetzungsschaltung 1002. Sie entnimmt auch vertikale und horizontale Synchronisiersignale und überträgt sie zu der Zeitsteuerungsschaltung 1005. Die Zeitsteuerungsschaltung 1005 erzeugt verschiedene Zeitsteuerungssignale, um die Betriebszeitsteuerungen verschiedener Schaltungselemente unter Bezugnahme auf das erwähnte Synchronisiersignal TsYNC zu koordinieren. Im einzelnen überträgt sie TsP-Signale zu der Serien-Parallel-Umsetzungsschaltung 1002, Tmry-Signale zu dem Zeilenspeicher 1003, Tmod-Signale zu der Modulationssignal-Erzeugungsschaltung 1004 und TSCAN-Signale zu der Abtastsignal-Erzeugungsschaltung 1006.
Die Serien-Parallel-Umsetzungsschaltung 1002 tastet Helligkeitssignale DATEN, die sie von der Dekodierschaltung 1001 empfängt, auf der Basis von Zeitsteuerungssignalen Tsp ab und überträgt sie als 200 parallele Signale I&sub1; bis I&sub2;&sub0;&sub0; zu dem Zeilenspeicher 1003. Wenn die Serien-Parallel-Umsetzungsschaltung 1002 mit einer Datengruppe für eine einzelne Zeile eines Bildes einen Vorgang der Serien-Parallel-Umsetzung beendet hat, schreibt die Zeitsteuerungsschaltung 1005 in den Zeilenspeicher 1003 ein Zeitsteuerungssignal Tmry ein. Der Zeilenspeicher 1003 speichert beim Empfang des Signals Tmry die Inhalte der Signale I&sub1; bis I&sub2;&sub0;&sub0; und überträgt sie als Signale I'&sub1; bis I'&sub2;&sub0;&sub0; zu der Modulationssignal-Erzeugungsschaltung 1004 und hält sie, bis er das nächste Zeitsteuerungssignal Tmry empfängt.
Die Modulationssignal-Erzeugungsschaltung 1004 erzeugt auf der Basis der Helligkeitsdaten einer einzelnen Zeile eines Bildes, die sie aus dem Zeilenspeicher 1003 empfängt, Modulationssignale, die den Gitterelektroden des Anzeigefelds 1000 zuzuführen sind. Die erzeugten Modulationssignale werden in Übereinstimmung mit einem Zeitsteuerungssignal Tmod, das durch die Zeitsteuerungsschaltung 1005 erzeugt wird, gleichzeitig den Modulationssignalanschlüssen G&sub1; bis G&sub2;&sub0;&sub0; zugeführt. Während Modulationssignale typischerweise in einem Spannungsmodulationsbetrieb arbeiten, bei dem die Spannung, die an ein Bauelement anzulegen ist, entsprechend den Helligkeitsdaten eines Bildes moduliert wird, können sie alternativ in einem Impulsdauermodulationsbetrieb arbeiten, bei dem die Dauer der an ein Bauelement anzu legenden Impulsspannung entsprechend den Helligkeitsdaten eines Bildes moduliert wird.
Die Abtastsignal-Erzeugungsschaltung 1006 erzeugt Spannungsimpulse für die Ansteuerung der Bauelementspalten aus den elektronenemittierenden Bauelementen mit Oberflächenleitung des Anzeigefeldes 1000. Sie arbeitet derart, daß sie die Schaltkreise, die sie umfaßt, entsprechend Zeitsteuerungssignalen TSCAN, die durch die Zeitsteuerungsschaltung 1005 erzeugt werden, ein- und ausschaltet, so daß an jeden der Anschlüsse Dp&sub1; bis Dp&sub2;&sub0;&sub0; entweder eine Ansteuerungsspannung VE [V], die durch eine Konstantspannungsquelle DV erzeugt wird und den Schwellenwert für die elektronenemittierenden Bauelemente mit Oberflächenleitung überschreitet, oder der Erdpotentialpegel (oder 0 [V]) angelegt wird.
Als Ergebnis des koordinierten Betriebs der vorstehend beschriebenen Schaltungen werden dem Anzeigefeld 1000 mit den in den graphischen Darstellungen von Fig. 21 veranschaulichten Zeitsteuerungen Ansteuerungssignale zugeführt. In Fig. 21 zeigen die graphischen Darstellungen (a) bis (d) Teile von Signalen, die den Anschlüssen Dp&sub1; bis Dp&sub2;&sub0;&sub0; des Anzeigefelds aus der Abtastsignal- Erzeugungsschaltung 1006 zuzuführen sind. Man sieht, daß innerhalb einer Zeitperiode für die Anzeige einer einzelnen Zeile eines Bildes an Dp&sub1;, Dp&sub2;, Dp&sub3;, ... aufeinanderfolgend (sequentiell) ein Spannungsimpuls, der eine Amplitude von VE [V] hat, angelegt wird. Da die Anschlüsse Dm&sub1; bis Dm&sub2;&sub0;&sub0; ständig geerdet sind und bei 0 [V] gehalten werden, werden die Bauelementspalten andererseits aufeinanderfolgend (sequentiell) durch den Spannungsimpuls angesteuert, so daß aus der ersten Spalte Elektronenstrahlen emittiert werden.
Im Gleichlauf mit diesem Vorgang führt die Modulationssignal- Erzeugungsschaltung 1004 den Anschlüssen G&sub1; bis G&sub2;&sub0;&sub0; für jede Zeile eines Bildes mit der Zeitsteuerung, die durch die gestrichelte Linie in der graphischen Darstellung (f) von Fig. 21 gezeigt ist, Modulationssignale zu. Modulationssignale werden im Gleichlauf mit der Wahl von Abtastsignalen sequentiell gewählt, bis ein ganzes Bild angezeigt wird. Durch kontinuierliche Wiederholung des vorstehend beschriebenen Vorgangs werden auf dem Bildschirm zum Fernsehen Bewegtbilder angezeigt.
Vorstehend ist eine CRT mit flachem Anzeigefeld beschrieben worden, die eine Elektronenquelle von Fig. 17 umfaßt. Nachstehend wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 22 eine CRT mit Anzeigefeld beschrieben, die eine Elektronenquelle von Fig. 18 umfaßt.
Die CRT mit Anzeigefeld von Fig. 22 wird realisiert, indem die Elektronenquelle der CRT von Fig. 19 durch die in Fig. 18 veranschaulichte Elektronenquelle ersetzt wird, die eine X-Y-Matrix aus 200 Spalten von elektronenemittierenden Bauelementen und 200 Gitterelektroden umfaßt. Man beachte, daß die 200 Spalten aus elektronenemittierenden Bauelementen mit Oberflächenleitung mit 201 Verdrahtungselektroden E&sub1; bis E&sub2;&sub0;&sub1; verbunden sind, so daß der Vakuumbehälter mit insgesamt 201 Elektrodenanschlüssen Ex&sub1; bis Ex&sub2;&sub0;&sub1; versehen ist.
Fig. 23 zeigt ein Blockdiagramm einer Ansteuerungsschaltung für die Ansteuerung des Anzeigefeldes 1008. Diese Schaltung hat mit Ausnahme der Abtastsignal-Erzeugungsschaltung 1007 im wesentlichen denselben Aufbau wie die Schaltung von Fig. 20. Die Abtastsignal-Erzeugungsschaltung 1007 legt an jeden der Anschlüsse des Anzeigefeldes entweder eine Ansteuerungsspannung VE [V], die durch eine Konstantspannungsquelle DV erzeugt wird und den Schwellenwert für die elektronenemittierenden Bauelemente mit Oberflächenleitung überschreitet, oder den Erdpotentialpegel (0 [V]) an. Fig. 24 zeigt ein Diagramm der Zeitsteuerungen, mit denen dem Anzeigefeld bestimmte Signale zugeführt werden. Das Anzeigefeld arbeitet derart, daß es mit der Zeitsteuerung, die in der graphischen Darstellung (a) von Fig. 24 veranschaulicht ist, ein Bild anzeigt, während den Elektrodenanschlüssen Ex&sub1; bis Ex&sub4; aus der Abtastsignal-Erzeugungsschaltung 1007 Ansteuerungssignale, die in den graphischen Darstellungen (b) bis (e) von Fig. 24 gezeigt sind, zugeführt werden und infolgedessen an die entsprechenden Spalten aus elektronenemittierenden Bauele menten mit Oberflächenleitung sequentiell Spannungen angelegt werden, wie sie in den graphischen Darstellungen (f) bis (h) von Fig. 24 gezeigt sind, so daß die letzteren angesteuert werden. Im Gleichlauf mit diesem Vorgang werden mit der Zeitsteuerung, die in der graphischen Darstellung (i) von Fig. 24 gezeigt ist, durch die Modulationssignal-Erzeugungsschaltung 1004 Modulationssignale erzeugt, so daß auf dem Bildschirm Bilder angezeigt werden.
Ein Bilderzeugungsgerät des in diesem Beispiel realisierten Typs arbeitet sehr stabil und zeigt vollfarbfähige Bilder mit ausgezeichneter Gradation und ausgezeichnetem Kontrast.

Beispiel 6

In diesem Beispiel wurde ein Bilderzeugungsgerät (Datensicht- bzw. Anzeigegerät) hergestellt, das dafür bestimmt war, auf dem Anzeigefeld von Beispiel 4 Bilder und Daten anzuzeigen, die von verschiedenen. Quellen einschließlich Fernsehrundfunksystemen, wie sie in Fig. 9 veranschaulicht sind und nachstehend beschrieben werden, geliefert werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 9 umfaßt das Gerät ein Anzeigefeld 100, eine Anzeigefeld-Ansteuerungsschaltung 101, ein Anzeigesteuergerät 102, einen Multiplexer 103, einen Dekodierer 104, eine Eingabe-Ausgabe-Anpassungsschaltung 105, eine Zentralverarbeitungseinheit (ZVE) 106, eine Bilderzeugungsschaltung 107, Bildspeicher-Anpassungsschaltungen 108, 109 und 110, eine Bildeingabe-Anpassungsschaltung 111, TV-Signal-Empfangsschaltungen 112 und 113 und einen Eingabebereich 114. [Zusammen mit den in der Zeichnung gezeigten Schaltungen sind in dem Fall, daß das Datensicht- bzw. Anzeigegerät angewendet wird, um Fernsehsignale (TV-Signale) zu empfangen, die durch Videosignale und akustische Signale (Audiosignale) gebildet werden, Schaltungen, Lautsprecher und andere Vorrichtungen für Empfang, Trennung, Wiedergabe, Verarbeitung und Speicherung akustischer Signale erforderlich, jedoch sind solche Schaltungen und Vorrichtungen hier im Hinblick auf den Geltungsbereich der Erfindung weggelassen].
Die Schaltungselemente des Geräts werden nun dem Fluß von Bilddaten durch die Schaltungselemente folgend beschrieben.
Erstens ist die TV-Signal-Empfangsschaltung 113 eine Schaltung für den Empfang von TV-Bildsignalen, die über ein drahtloses Übertragungssystem unter Anwendung elektromagnetischer Wellen und/oder von Netzen für räumliche optische Telekommunikation übertragen werden. Das anzuwendende TV-Signalsystem ist nicht auf ein bestimmtes eingeschränkt, und irgendein System wie z. B. NTSC, PAL oder SECAM kann damit praktisch angewendet werden. Sie ist besonders geeignet für TV-Signale, die eine größere Zahl von Abtastzeilen umfassen (typischerweise für TV-Signale eines hochauflösenden Fernsehsystems wie z. B. des MUSE- Systems), weil sie für ein großes Anzeigefeld angewendet werden kann, das eine große Zahl von Bildelementen (Pixels) umfaßt. Die TV-Signale, die von der TV-Signal-Empfangsschaltung 113 empfangen werden, werden zu dem Dekodierer 104 befördert.
Zweitens ist die TV-Signal-Empfangsschaltung 112 eine Schaltung für den Empfang von TV-Bildsignalen, die über ein verdrahtetes Übertragungssystem unter Anwendung von Koaxialkabeln und/oder optischen Fasern übertragen werden. Das anzuwendende TV-Signalsystem ist wie bei der TV-Signal-Empfangsschaltung 113 nicht auf ein bestimmtes eingeschränkt, und die TV-Signale, die von der Schaltung empfangen werden, werden zu dem Dekodierer 104 befördert.
Die Bildeingabe-Anpassungsschaltung 111 ist eine Schaltung zum Empfang von Bildsignalen, die aus einem Bildeingabegerät wie z. B. einer TV-Kamera oder einem Bildaufnahme-Abtastgerät (Bildabtaster bzw. Scanner) befördert werden. Sie befördert die empfangenen Bildsignale ebenfalls zu dem Dekodierer 104.
Die Bildspeicher-Anpassungsschaltung 110 ist eine Schaltung zum Auslesen bzw. Wiedergewinnen von Bildsignalen, die in einem Videobandgerät (nachstehend als VTR bezeichnet) gespeichert sind, und die ausgelesenen bzw. wiedergewonnenen Bildsignale werden ebenfalls zu dem Dekodierer 104 befördert.
Die Bildspeicher-Anpassungsschaltung 109 ist eine Schaltung zum Auslesen bzw. Wiedergewinnen von Bildsignalen, die in einer Bildplatte gespeichert sind, und die ausgelesenen bzw. wiedergewonnenen Bildsignale werden ebenfalls zu dem Dekodierer 104 befördert.
Die Bildspeicher-Anpassungsschaltung 108 ist eine Schaltung zum Auslesen bzw. Wiedergewinnen von Bildsignalen, die in einer Vorrichtung zum Speichern von Stehbilddaten wie z. B. einer sogenannten Stehbildplatte gespeichert sind, und die ausgelesenen bzw. wiedergewonnenen Bildsignale werden ebenfalls zu dem Dekodierer 104 befördert.
Die Eingabe-Ausgabe-Anpassungsschaltung 105 ist eine Schaltung für die Verbindung des Datensicht- bzw. Anzeigegeräts mit einer externen Ausgangssignalquelle wie z. B. einem Rechner (Computer), einem Rechnernetz bzw. -verbund oder einem Drucker. Sie führt zwischen der ZVE 106 des Datensicht- bzw. Anzeigegeräts und einer externen Ausgangssignalquelle Eingabe-Ausgabe-Operationen für Bilddaten und für Daten über (Schrift)zeichen bzw. Symbole und graphische Darstellungen und in dem Fall, daß es angebracht ist, für Steuersignale und numerische Daten durch.
Die Bilderzeugungsschaltung 107 ist eine Schaltung, die dazu dient, auf der Basis der Bilddaten und der Daten über (Schrift)- zeichen bzw. Symbole und graphische Darstellungen, die aus einer externen Ausgangssignalquelle über die Eingabe-Ausgabe-Anpassungsschaltung 105 eingegeben werden, oder der Daten, die aus der ZVE 106 kommen, Bilddaten zu erzeugen, die auf dem Bildschirm anzuzeigen sind. Die Schaltung umfaßt ladbare Speicher zum Speichern von Bilddaten und Daten über (Schrift)zeichen bzw.. Symbole und graphische Darstellungen, Nur-Lese-Speicher (Festspeicher bzw. ROMs) zum Speichern von Bildmustern, die vorgegebenen Zeichenkodes entsprechen, einen Prozessor für die Verarbeitung von Bilddaten und andere Schaltungselemente, die für die Erzeugung von Schirmbildern notwendig sind.
Bilddaten, die durch die Schaltung 107 für die Anzeige erzeugt worden sind, werden in den Dekodierer 104 gesendet, und sie können in dem Fall, daß es angebracht ist, auch über die Eingabe-Ausgabe-Anpassungsschaltung 105 in einen äußeren Schaltkreis wie z. B. ein Rechnernetz oder einen Drucker gesendet werden.
Die ZVE 106 steuert das Datensicht- bzw. Anzeigegerät und führt die Operation der Erzeugung, Auswahl und Aufbereitung (Editierung) von Bildern durch, die auf dem Bildschirm anzuzeigen sind.
Durch die ZVE 106 werden beispielsweise Steuersignale in den Multiplexer 103 gesendet und Signale für Bilder, die auf dem Bildschirm anzuzeigen sind, zweckmäßig ausgewählt oder kombiniert. Gleichzeitig erzeugt sie Steuersignale für das Anzeigefeldsteuergerät 102 und steuert sie den Betrieb des Datensicht- bzw. Anzeigegeräts in bezug auf Bildanzeigefrequenz, Abtastverfahren (z. B. Abtastung mit oder ohne Zeilensprung), Zahl der Abtastzeilen pro Bildschirminhalt usw.
Die ZVE 106 sendet auch Bilddaten und Daten über (Schrift)zeichen bzw. Symbole und graphische Darstellungen direkt in die Bilderzeugungsschaltung 107 und hat über die Eingabe-Ausgabe- Anpassungsschaltung 105 Zugriff zu externen Rechnern und Speichern, um externe Bilddaten und externe Daten über (Schrift)- zeichen bzw. Symbole und graphische Darstellungen zu erhalten.
Die ZVE 106 kann zusätzlich derart konstruiert sein, daß sie wie die ZVE eines Arbeitsplatzrechners (Personalcomputers) oder eines Wortprozessors an anderen Operationen des Datensicht- bzw. Anzeigegeräts einschließlich der Operation der Erzeugung und Verarbeitung von Daten teilnimmt.
Die ZVE 106 kann auch über die Eingabe-Ausgabe-Anpassungsschaltung 105 mit einem externen Rechnernetz verbunden sein, um unter Zusammenwirkung damit Zahlenrechnungen und andere Operationen durchzuführen.
Der Eingabebereich 114 wird angewendet, um die Anweisungen bzw. Befehle, Programme und Daten, die durch die Bedienungsperson in ihn eingegeben werden, zu der ZVE 106 zu befördern. Er kann tatsächlich aus verschiedenen Eingabegeräten wie z. B. Tastaturen, Mäusen, Joysticks bzw. Steuerknüppeln, Strichkodelesern und Spracherkennungsgeräten sowie irgendwelchen Kombinationen davon ausgewählt werden.
Der Dekodierer 104 ist eine Schaltung für die Zurückverwandlung verschiedener Bildsignale, die über die erwähnten Schaltungen 107 bis 113 eingegeben werden, in Signale für drei Primärfarben, Helligkeitssignale und I- und Q-Signale. Der Dekodierer 104 umfaßt vorzugsweise Bildspeicher, wie sie in Fig. 9 mit einer gestrichelten Linie bezeichnet sind, um Fernsehsignale wie z. B. Signale des MUSE-Systems zu behandeln, die für die Signalumsetzung Bildspeicher benötigen. Die Bereitstellung von Bildspeichern erleichtert zusätzlich die Anzeige von Stehbildern sowie Operationen wie Kontrastverminderung, Interpolieren, Vergrößern, Verkleinern, Synthetisieren und Aufbereiten (Editieren) von Bildschirminhalten, die wahlweise durch den Dekodierer 104 in Zusammenarbeit mit der Bilderzeugungsschaltung 107 und der ZVE 106 durchzuführen sind.
Der Multiplexer 103 wird angewendet, um Bilder, die auf dem Bildschirm anzuzeigen sind, entsprechend Steuersignalen, die durch die ZVE 106 eingegeben werden, zweckmäßig auszuwählen. Mit anderen Worten, der Multiplexer 103 wählt bestimmte umgesetzte Bildsignale, die aus dem Dekodierer 104 kommen, aus und sendet sie in die Ansteuerungsschaltung 101. Er kann auch den Bildschirm in mehrere Felder aufteilen, um gleichzeitig verschiedene Bilder anzuzeigen, indem er innerhalb der Zeitperiode für die Anzeige eines einzigen Bildschirminhalts bzw. Bilddatenübertragungsblocks von einer Gruppe von Bildsignalen auf eine andere Gruppe von Bildsignalen umschaltet wie im Fall eines Mehrfelderbildschirms beim Fernsehrundfunk.
Das Anzeigefeldsteuergerät 102 ist eine Schaltung für die Steuerung des Betriebes der Ansteuerungsschaltung 101 entsprechend Steuersignalen, die aus der ZVE 106 übertragen werden.
Das Anzeigefeldsteuergerät 102 arbeitet unter anderem derart, daß es zu der Ansteuerungsschaltung 101 Signale für die Steuerung des Ablaufs der Operationen der Stromquelle (nicht gezeigt) für die Ansteuerung des Anzeigefeldes überträgt, um die Grundoperation des Anzeigefeldes festzulegen.
Es überträgt zu der Ansteuerungsschaltung 101 auch Signale für die Steuerung der Bildanzeigefrequenz und des Abtastverfahrens (z. B. Abtastung mit oder ohne Zeilensprung), um die Art der Ansteuerung des Anzeigefeldes festzulegen.
In dem Fall, daß es angebracht ist, überträgt es zu der Ansteuerungsschaltung 101 auch Signale für die Steuerung der Qualität der Bilder, die auf dem Bildschirm anzuzeigen sind, in bezug auf Helligkeit, Kontrast, Farbton und Schärfe.
Die Ansteuerungsschaltung 101 ist eine Schaltung für die Erzeugung von Ansteuerungssignalen, die dem Anzeigefeld 100 zuzuführen sind. Sie arbeitet entsprechend Bildsignalen, die aus dem erwähnten Multiplexer 103 kommen, und Steuersignalen, die aus dem Anzeigefeldsteuergerät 102 kommen.
Ein Datensicht- bzw. Anzeigegerät gemäß der Erfindung, das einen Aufbau hat, wie er vorstehend beschrieben wurde und in Fig. 9 veranschaulicht ist, kann auf dem Anzeigefeld 100 verschiedene Bilder anzeigen, die sich aus verschiedene Bilddatenquellen ergeben. Im einzelnen werden Bildsignale wie z. B. Fernsehbildsignale durch den Dekodierer 104 zurückverwandelt und dann durch den Multiplexer 103 ausgewählt, bevor sie in die Ansteuerungsschaltung 101 gesendet werden. Andererseits erzeugt das Anzeigefeldsteuergerät 102 Steuersignale für die Steuerung des Betriebes der Ansteuerungsschaltung 101 entsprechend den Bildsignalen für die Bilder, die auf dem Anzeigefeld 100 anzuzeigen sind. Die Ansteuerungsschaltung 101 führt dem Anzeigefeld 100 dann entsprechend den Bildsignalen und den Steuersignalen Ansteuerungssignale zu. Auf diese Weise werden auf dem Anzeigefeld 100 Bilder angezeigt. Alle vorstehend beschriebenen Operationen werden durch die ZVE 106 in einer koordinierten Weise gesteuert.
Das vorstehend beschriebene Datensicht- bzw. Anzeigegerät kann nicht nur aus einer Anzahl von Bildern, die ihm übermittelt worden sind, bestimmte Bilder auswählen und anzeigen, sondern auch verschiedene Bildverarbeitungsoperationen einschließlich Operationen für das Vergrößern, Verkleinern und Drehen von Bildern, für das Hervorheben der Ränder von Bildern, für die Kontrastverminderung und das Interpolieren von Bildern, für die Änderung der Farben von Bildern und für das Modifizieren des Seitenverhältnisses von Bildern und Aufbereitungs- bzw. Editieroperationen einschließlich Operationen für das Synthetisieren, Löschen, Verbinden, Ersetzen bzw. Austauschen und Einfügen von Bildern durchführen, da die Bildspeicher, die in den Dekodierer 104 eingebaut sind, die Bilderzeugungsschaltung 107 und die ZVE 106 an solchen Operationen teilnehmen. Obwohl es nicht unter Bezugnahme auf die vorstehende Ausführungsform beschrieben wurde, kann das Datensicht- bzw. Anzeigegerät mit zusätzlichen Schaltungen ausgestattet werden, die ausschließlich für Operationen zum Verarbeiten und Aufbereiten (Editieren) akustischer Signale ausgelegt sind.
Ein Datensicht- bzw. Anzeigegerät, das gemäß dem Verfahren der Erfindung erhalten worden ist und einen Aufbau hat, wie er vorstehend beschrieben wurde, kann somit eine Vielzahl von industriellen und kommerziellen Anwendungen haben, weil es als Datensicht- bzw. Anzeigegerät für Fernsehrundfunk, als Endgerät für Bewegtbild-Telekonferenz, als Aufbereitungs- bzw. Editiergerät für Steh- und Bewegtbilder, als Endgerät für ein Rechnersystem, als Büroautomatisierungsgerät wie z. B. Wortprozessor, als Spielautomat bzw. -konsole und in vielen anderen Weisen arbeiten kann.
Fig. 9 zeigt natürlich nur ein Beispiel für den möglichen Aufbau eines Datensicht- bzw. Anzeigegeräts, das ein Anzeigefeld umfaßt, das mit einer Elektronenquelle versehen ist, die durch Anordnung einer Anzahl von elektronenemittierenden Bauelementen mit Oberflächenleitung hergestellt worden ist, und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. In Abhängigkeit von der Anwendung können beispielsweise einige der Schaltungselemente von Fig. 9 weggelassen werden oder zusätzliche Schaltungselemente dort angeordnet werden. Wenn beispielsweise ein Datensicht- bzw. Anzeigegerät, das gemäß dem Verfahren der Erfindung erhalten worden ist, als Bildtelefon angewendet wird, kann es zweckmäßig sein, dafür zu sorgen, daß es zusätzliche Bauteile oder Komponenten bzw. Schaltungselemente wie z. B. eine Fernsehkamera, ein Mikrofon, eine Beleuchtungseinrichtung und Übertragungs-Empfangs-Schaltungen einschließlich eines Modems umfaßt.
Da das Anzeigefeld des Geräts eine Elektronenquelle umfaßt, die durch Anordnung von elektronenemittierenden Bauelementen gemäß der Erfindung realisiert worden ist, und folglich sehr dünn gemacht werden kann, kann so ein Gerät hinsichtlich der Tiefe beträchtlich verkleinert werden. Außerdem kann dafür gesorgt werden, daß so ein Gerät einen großen und hellen Bildschirm hat, der deutliche und eindrucksvolle Bilder mit einem besonders weiten Betrachtungswinkel liefert.

[Vorteile der Erfindung]

Die vorliegende Erfindung liefert die folgenden Vorteile.
1) Dünne Schichten für die Bildung einer elektronenemittierenden Zone können unter strenger Einhaltung der Schichtdicke und des elektrischen Widerstandes pro Flächeneinheit erzeugt werden. Elektronenemittierende Bauelemente können deshalb mit minimaler Streuung der Elektronenemissionsleistung gefertigt werden.
2) Die vorliegende Erfindung liefert ein wirksames Verfahren zur Herstellung eines Bilderzeugungsgeräts mit einem großen Bildschirm, das durch Anordnung einer großen Zahl von elektronenemittierenden Bauelementen realisiert wird. So ein Gerät kann Bilder von hoher Qualität liefern, weil die Schwankung der Helligkeit der elektronenemittierenden Bauelemente minimiert werden kann.
3) Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung können ein elektronenemittierendes Bauelement und ein Bilderzeugungsgerät bereitgestellt werden, die mit einer minimalen Zahl von Fertigungsschritten hergestellt werden können.
4) Da das Verfahren zur Herstellung eines elektronenemittierenden Bauelements gemäß der Erfindung keine herkömmlichen Prozesse einschließlich Photolithographie und Trockenätzen umfaßt, kann das Bauelement mit verminderten Kosten hergestellt werden. Es ist umweltfreundlich, weil dabei eine minimale Lösungsmittelmenge verwendet wird.
5) Die vorliegende Erfindung liefert ein wirksames Verfahren zur Herstellung eines Bilderzeugungsgeräts mit einem großen Bildschirm, das durch Anordnung einer großen Zahl von elektronenemittierenden Bauelementen realisiert wird. Die Fertigungsrate defekter Geräte kann minimiert werden, und die Ausbeute der Herstellung von Bilderzeugungsgeräten kann verbessert werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines elektronenemittierenden Bauelements, das eine elektrisch leitende Schicht hat, die eine elektronenemittierende Zone einschließt und zwischen einem Paar Elektroden angeordnet ist, wobei das erwähnte Verfahren

einen Schritt der Bildung einer elektrisch leitenden Schicht auf einem Substrat und einen Schritt der Erzeugung einer elektronenemittierenden Zone in der erwähnten elektrisch leitenden Schicht umfaßt,

wobei der erwähnte Schritt der Bildung einer elektrisch leitenden Schicht auf einem Substrat einen Schritt des Erhitzens einer Schicht, die eine sublimierbare Verbindung enthält, und des Übertragens der sublimierbaren Verbindung auf das Substrat und einen Schritt der thermischen Behandlung der übertragenen sublimierbaren Verbindung einschließt.

2. Verfahren zur Herstellung eines elektronenemittierenden Bauelements nach Anspruch 1, bei dem der erwähnte Schritt der Bildung einer elektronenemittierenden Zone in der elektrisch leitenden Schicht einen Schritt der elektrischen Formierung der erwähnten elektrisch leitenden Schicht umfaßt.

3. Verfahren zur Herstellung eines elektronenemittierenden Bauelements nach Anspruch 1, bei dem der erwähnte Schritt des Erhitzens einer Schicht, die eine sublimierbare Verbindung enthält, mittels eines Thermokopfes durchgeführt wird.

4. Verfahren zur Herstellung eines elektronenemittierenden Bauelements nach Anspruch 1, bei dem der erwähnte Schritt des Erhitzens einer Schicht, die eine sublimierbare Verbindung enthält, durch Bestrahlen der erwähnten Schicht mit Lichtstrahlen durchgeführt wird.

5. Verfahren zur Herstellung eines elektronenemittierenden Bauelements nach Anspruch 4, bei dem die erwähnte Schicht, die ei ne sublimierbare Verbindung enthält, ferner ein lichtabsorbierendes Pigment enthält.

6. Verfahren zur Herstellung eines elektronenemittierenden Bauelements nach Anspruch 1, bei dem die erwähnte sublimierbare Verbindung eine organische Metallverbindung ist.

7. Verfahren zur Herstellung eines elektronenemittierenden Bauelements nach Anspruch 6, bei dem die erwähnte organische Metallverbindung eine Mischung oder ein Komplex ist, der ein Metallcarboxylat und ein Amin enthält.

8. Verfahren zur Herstellung eines elektronenemittierenden Bauelements nach Anspruch 7, bei dem das erwähnte Metallcarboxylat Palladium enthält.

9. Verfahren zur Herstellung eines elektronenemittierenden Bauelements nach Anspruch 6, bei dem die erwähnte organische Metallverbindung eine Mischung oder ein Komplex ist, der ein Metallhalogenid und ein Amin enthält.

10. Verfahren zur Herstellung eines elektronenemittierenden Bauelements nach Anspruch 9, bei dem das erwähnte Metallhalogenid Palladium enthält.

11. Verfahren zur Herstellung eines Bilderzeugungsgeräts, das eine Anzahl von elektronenemittierenden Bauelementen, wobei jedes eine elektrisch leitende Schicht hat, die eine elektronenemittierende Zone einschließt und zwischen einem Paar Elektroden angeordnet ist, und ein Bilderzeugungselement, das dazu dient, Bilder zu erzeugen, wenn es mit Elektronenstrahlen bestrahlt wird, umfaßt,

wobei die erwähnten elektronenemittierenden Bauelemente durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt werden.