DE69634072T2

DE69634072T2 - Herstellungsverfahren eines Elektronenerzeugungsgerät

Info

Publication number: DE69634072T2
Application number: DE69634072T
Authority: DE
Inventors: Akira Ohta-ku Fujii; Hidetoshi Ohta-ku Suzuki; Eiji Ohta-ku Yamaguchi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-01-16
Filing date: 1996-10-25
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2016-10-26
Also published as: CN1106662C; KR100249876B1; CN1159070A; CA2189391A1; AU7065396A; CA2189391C; US6144350A; AU708714B2; JPH09259753A; EP0785564A1; EP0785564B1; KR970060294A; DE69634072D1

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren eines Bilderzeugungsgeräts.
Zum Stand der Technik
Konventionell sind zwei Typen von Einrichtungen, und zwar Glühkathoden- und Kaltkathodeneinrichtungen, als Elektronenemissionseinrichtungen bekannt. Beispiele für Kaltkathodeneinrichtungen sind oberflächenleitende Elektronenemissionseinrichtungen, Einrichtungen vom Feldemissionstyp und Einrichtungen vom Metall/Isolator/Metall-Emissionstyp.
Bekannte Beispiele der Einrichtungen vom Feldemissionstyp werden von W. P. Dyke und W. W. Dolan, Field Emission", Advance in Electron Physics, 8 89 (1956) und C. A. Spindt, "Physical Properties of Thin-film Field Emission Cathodes with Molybdenum Cones", J. Appl. Phys., 47, 5248 (1976).
Ein bekanntes Beispiel der Einrichtungen vom Metall/Isolator/Metall-Emissionstyp wird von C. A. Mead, "Operation of Tunnel-emission Devices", J. Appl. Phys., 32, 646, (1961) beschrieben.
Ein bekanntes Beispiel der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen wird beispielsweise von M. I. Elinson, Radio Eng. Electron Phys., 10, 1290 (1965) beschrieben und weitere Beispiele werden weiter unten beschrieben.
Die oberflächenleitende Elektronenemissionseinrichtung beruht auf dem Phänomen, daß eine Elektronenemission in einer Dünnschicht kleiner Fläche, die auf einem Substrat gebildet wurde, verursacht wird, indem eine elektrischer Strom parallel zur Schichtoberfläche durchgeleitet wird. Die oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen bestehen aus Einrichtungen, die eine Dünnschicht aus Gold (G. Dittmer, "Thin Solid Films", 9, 317 (1972)), eine Dünnschicht aus Indiumoxid/Zinnoxid (M. Hartwell und C. G. Fonstad, "IEEE Trans. ED Conf.", 519 (1975)) und eine Dünnschicht aus Kohlenstoff (Hisashi Araki, u. a., "Vacuum", Ausg. 26, No. 1, S. 22 (1983)) und zusätzlich eine Dünnschicht aus Zinnoxid nach Elinson (siehe oben) verwenden.
25 zeigt einen Grundriß der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung nach M. Hartwell, u. a. als ein typisches Beispiel des Aufbaus der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen. Bezugnehmend auf 25 bezeichnen die Bezugszeichen 3001 ein Substrat, 3004 eine elektrisch leitende Dünnschicht, die ein Metalloxid enthält, das durch Kathodenzerstäubung gebildet wurde. Diese elektrisch leitende Dünnschicht 3004 hat eine H-förmige Struktur, wie in 25 gezeigt. Eine elektronenemittierende Stelle 3005 wird durch Ausführen eines Formierungsvorgangs (wie weiter unten beschrieben), bezogen auf die elektrisch leitende Dünnschicht 3004, gebildet. Bezugnehmend auf 25 wird ein Abstand L auf 0,5 mm bis 1 mm und eine Breite W auf 0,1 mm eingestellt. Die elektronenemittierende Stelle 3005 wird in Rechteckform in der Mitte der elektrisch leitenden Schicht 3004 aus Gründen der darstellungstechnischen Vereinfachung gezeigt. Dies jedoch zeigt nicht die tatsächliche Lage und die tatsächliche Form der elektronenemittierenden Stellen.
Bei den oben angeführten oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen nach Hartwell et al., wird typisch die elektronenemittierende Stelle 3005 durch Ausführung des Formierungsverfahrens für die elektrisch leitende Dünnschicht 3004 gebildet, bevor die Elektronenemission ausgeführt wird. Entsprechend dem Formierungsverfahren wird durch Anlegen einer Gleichspannung, die mit sehr kleiner Geschwindigkeit in der Größenordnung von 1 V/min ansteigt, entlang den beiden Enden der elektrisch leitenden Schicht 3004 angelegt, um teilweise die elektrisch leitende Schicht 3004 zu zerstören oder zu deformieren oder um die Eigenschaften der elektrisch leitender Dünnschicht zu ändern, wobei die elektronenemittierende Stelle 3005 mit einem hohen elektrischen Widerstandswert gebildet wird. Es sei angemerkt, daß der zerstörte oder der deformierte Teil der elektrisch leitenden Dünnschicht 3004 oder der Teil, bei dem die Eigenschaften geändert werden, einen Riß haben. Nach Anlegen einer geeigneten elektrischen Spannung an die elektrisch leitende Dünnschicht 3004 wird nach dem Formierungsvorgang in der Umgebung des Risses Elektronenemission ausgeführt.
Die obigen oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen zeigen aufgrund der Kaltkathodeneinrichtungen Vorteile auf, da sie einen einfachen Aufbau haben und einfach herzustellen sind. Daher lassen sich viele Einrichtungen auf einer großen Fläche bilden. Wie in der vom hiesigen Anmelder eingereichte Japanischen Patentoffenlegung No. 01-31332 wurde ein Verfahren zur Anordnung und zur Ansteuerung eine Vielzahl von Einrichtungen untersucht.
Beim Betrachten der Anwendungen der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen auf beispielsweise Bilderzeugungsgeräte wie ein Bildanzeigegerät und ein Bildaufzeichnungsgeräts wurden aufgeladene Strahlungsquellen untersucht.
Als eine Anwendung bei Bildanzeigeräten wurde insbesondere, wie im U.S. Patent Nr. 5 066 883 und in den vom hiesigen Anmelder eingereichten Japanischen offengelegten Patentanmeldungen mit den Nummern 2-257551 und 4-28137, ein Bildanzeigegerät untersucht, das die Kombination einer oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung und einem Leuchtstoff, der bei Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl Licht emittiert, verwendet. Bei dieser Art von Bildanzeigegerät wird erwartet, daß es bedeutende bessere Kenndaten aufweist, wie andere konventionelle Bildanzeigegeräte. Beim Vergleich beispielsweise mit derzeit beliebten Flüssigkristallanzeigegeräten ist das obige Anzeigegerät dahingehend überlegen, daß es keine Hintergrundbeleuchtung benötigt, da es vom lichtemittierenden Typ ist, und daß es einen großen Beobachtungswinkel hat.
Die hiesigen Erfinder haben Kaltkathodeneinrichtungen bezüglich unterschiedlicher Materialien, Herstellungsverfahren und Aufbauten, zusätzlich zu den obigen konventionellen Einrichtungen, untersucht. Die hiesigen Erfinder haben auch eine Mehrfachelektronenstrahlquelle untersucht, bei der eine Vielzahl von Kaltkathodeneinrichtungen angeordnet sind, und ein Bildanzeigegerät, auf das diese Mehrfachelektronenstrahlquelle angewendet wird.
Die hiesigen Erfinder haben auch eine Mehrfachelektronenstrahlquelle nach einem in 26 gezeigten elektrischen Verdrahtungsverfahren untersucht. Genauer: Diese Mehrfachelektronenstrahlquelle wird durch eine zweidimensionale Anordnung einer Vielzahl von Kaltkathodeneinrichtungen und durch ein Verdrahten dieser Einrichtungen in einer Matrix, wie 26 zeigt, eingerichtet.
In 26 bezeichnen die Bezugszeichen 4001 eine Kaltkathodeneinrichtung, 4002 eine Verdrahtung in Zeilenrichtung und 4003 eine Verdrahtung in Spaltenrichtung. Die Verdrahtungen in Zeilenrichtung 4002 und die Verdrahtungen in Spaltenrichtung 4003 haben begrenzte elektrischen widerstände, die in 26 als Verdrahtungswiderstände 4004 und 4005 dargestellt sind. Die in 26 gezeigte Verdrahtung wird als einfache Matrixverdrahtung bezeichnet. Zur Erleichterung der Übersichtlichkeit wird in 26 die Mehrfachelektronenstrahlquelle als eine 6 × 6-Matrix dargestellt. Jedoch ist die Abmessung der Matrix natürlich nicht auf diese Anordnung beschränkt. Bei einer Mehrfachelektronenstrahlquelle für einen Bilderzeugungsgerät werden eine Anzahl von Einrichtungen, die ausreichend sind, eine bestimmte Bildanzeige auszuführen, angeordnet und verdrahtet.
Bei der Mehrfachelektronenstrahlquelle, bei der die oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen in einer einfachen Matrix verdrahtet sind, werden entsprechende elektrische Signale der Verdrahtung in Zeilenrichtung 4002 und der Verdrahtung in Spaltenrichtung 4003 zugeführt, um die vorgegebenen Elektronenstrahlen auszugeben. Sollen die oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen einer willkürlichen Zeile der Matrix angesteuert werden, wird eine Auswahlspannung Vs an die Verdrahtung in Zeilenrichtung 4002 der ausgewählten Zeile angelegt. Gleichzeitig wird Nichtauswahlspannung Vns an die Verdrahtungen in Zeilenrichtung 4002 der nicht ausgewählten Zeilen angelegt. Synchron zu diesem Vorgang wird eine Ansteuerspannung Ve zur Ausgabe von Elektronenstrahlen an alle Verdrahtungen in Spaltenrichtung 4003 angelegt. Entsprechend diesem Verfahren wird eine Spannung (Ve – Vs) an die oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen der ausgewählten Zeile angelegt, und eine Spannung (Ve – Vns) wird an die oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen der nicht angewählten Zeilen angelegt, wobei angenommen wird, daß ein Spannungsabfall aufgrund der Verdrahtungswiderstände 4004 und 4005 vernachlässigbar ist. Werden die Spannungen Ve, Vs und Vns auf entsprechende Pegel eingestellt, werden Elektronenstrahlen mit einer vorgegebenen Intensität ausschließlich von den oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen der ausgewählten Zeile ausgegeben. Werden an die entsprechenden Verdrahtungen in Spaltenrichtung 4003 unterschiedliche Ansteuerspannungen Ve angelegt, werden Elektronenstrahlen unterschiedlicher Intensität von den entsprechenden Einrichtungen der ausgewählten Zeilen ausgegeben. Da die Ansprechgeschwindigkeit der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung schnell ist, kann die Zeitdauer, über die Elektronenstrahlen ausgegeben werden, ebenfalls entsprechend der Zeitdauer zum Anlegen der Ansteuerspannung Ve geändert werden.
Die Mehrfachelektronenstrahlquellen mit in einer einfachen Matrix angeordneten oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen können bei verschiedenen Anwendungen verwendet werden. Beispielsweise läßt sich die Mehrfachelektronenstrahlquelle geeignet als eine Elektronenquelle für ein Bilderzeugungsgerät durch geeignete Zuführung eines elektrischen Signals entsprechend der Bildinformation verwenden.
Als Ergebnis umfassender Studien zur Verbesserung der Kenndaten von oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen fanden die hiesigen Erfinder heraus, daß ein Aktivierungsvorgang beim Herstellungsvorgang wirkungsvoll ist.
Wenn, wie oben beschrieben, die elektronenemittierende Stelle der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung gebildet wird, wird ein Vorgang (Formierungsvorgang) ausgeführt, indem ein elektrischer Strom durch die elektrisch leitende Dünnschicht fließt, um örtlich die Dünnschicht zu zerstören, zu deformieren oder zu verschlechtern, und um einen Riß zu bilden. Danach, wenn der Aktivierungsvorgang durchgeführt ist, lassen sich die elektronenemittierende weitgehend verbessern. Genauer: Der Aktivierungsvorgang ist ein elektrischer Vorgang, angewendet auf die elektronenemittierende Stelle, gebildet durch den Formierungsvorgang, unter geeigneten Bedingungen, um Kohlenstoff oder eine Kohlenstoffverbindung in der Umgebung der elektronenemittierenden Stelle aufzubringen. Ein vorbestimmter Spannungsimpuls beispielsweise wird periodisch im Vakuum, in der eine organische Substanz bei einem geeigneten Partialdruck besteht, zugeführt, und der Gesamtdruck beträgt 1,33 × 10^–2 Pa bis 1,33 × 10^–3 Pa (10^–4 Torr bis 10^–5 Torr). Mit diesem Vorgang wird monokristalliner Graphit, polykristalliner Graphit, amorpher Kohlenwasserstoff und ein Gemisch dieser Stoffe in der Umgebung der elektronenemittierenden Stelle mit einer Schichtdicke von etwa 50 nm oder weniger aufgebracht. Diese Bedingungen sind nur Beispiele, und sie müssen entsprechend dem Material und der Form der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung geeignet geändert werden.
Mit diesem Vorgang, bei Vergleich der elektronenemittierenden Stelle mit dem Zustand vor dem Aktivierungsvorgang, kann der Emissionsstrom bei gleicher angelegter elektrischer Spannung typisch um das etwa Hundertfache erhöht werden. Daher wird bei der Herstellung einer Mehrfachelektronenstrahlquelle, die auch eine Vielzahl von oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen verwendet, der Aktivierungsvorgang vorzugsweise für jede Einrichtung durchgeführt.
Nachdem zum Zweck der Stabilisierung der elektronenemittierenden Eigenschaften der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung der Aktivierungsvorgang beendet ist, wird der Partialdruck eines organischen Gases im Vakuum in der Umgebung der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung herabgesetzt, wobei die weitere Ablagerung von Kohlenstoff oder Kohlenstoffverbindung an der elektronenemittierenden Stelle oder ihrer Umgebung vorgebeugt wird, selbst wenn eine elektrische Spannung an die oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung angelegt wird, und dieser Zustand muß aufrechterhalten werden. Der Partialdruck des organischen Gases im Vakuum wird vorzugsweise auf 1,33 × 10^–6 Pa (10^–8 Torr) oder kleiner reduziert, und dieser Zustand wird aufrechterhalten. Sofern möglich, wird der Partialdruck vorzugsweise bei 1,33 × 10^–8 Pa (10^–10 Torr) oder kleiner aufrechterhalten. Es sei angemerkt, daß der Partialdruck des organischen Gases erhalten wird, indem die Partialdrücke der organische Moleküle mit Kohlenstoff und Wasserstoff als Hauptbestandteile und mit Massezahlen von 13 bis 200 zusammengefaßt werden, wobei die quantitative Messung unter Verwendung eines Massenspektrographen erfolgt.
Ein typisches Verfahren der Verringerung des Partialdrucks des organischen Gases in der Umgebung der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung ist folgende: Das Vakuumgefäß, in dem sich das Substrat befindet, auf dem das oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen gebildet ist, wird erwärmt. Während die organischen Gasmoleküle von der Oberfläche jedes Glieds im Gefäß desorbiert werden, wird die Evakuierung ausgeführt, indem eine Vakuumpumpe wie eine Sorptionspumpe oder eine ölfreie Ionenpumpe verwendet wird. Nachdem auf diese Weise der Partialdruck des organischen Gases verringert ist, wird dieser Zustand aufrechterhalten, indem eine Evakuierung unter Verwendung einer ölfreien Vakuumpumpe kontinuierlich ausgeführt wird. Dieses Verfahren jedoch, das die Vakuumpumpe für kontinuierliches Evakuieren verwendet, hat Nachteile bezüglich des Rauminhalts, des Leistungsbedarfs, des Gewichts und der Kosten, die vom Anwendungszweck abhängen. Wenn die oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung auf ein Bildanzeigegerät angewendet werden soll, sind die organischen Gasmoleküle ausreichend desorbiert, um den Partialdruck des organischen Gases zu reduzieren, und danach wird eine Getter-Schicht im Vakuumgefäß gebildet, und gleichzeitig wird das Austrittsrohr versiegelt, wobei der Zustand aufrechterhalten wird.
Mit diesem Vorgang werden weder Kohlenstoff noch eine Kohlenstoffverbindung durch elektrische Stromeinwirkung oder eine Änderung bei der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung mit Ablauf der Zeit nach dem Aktivierungsvorgang neuerlich abgeschieden, wodurch die elektronenemittierenden Eigenschaften stabilisiert werden können.
Wie oben beschrieben, werden Messung zur Verbesserung und zur Stabilisierung der elektronenemittierenden Eigenschaften der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung unternommen, obgleich die Mehrfachelektronenstrahlquelle, die die oberflächenleitende Elektronenemissionseinrichtung verwendet, folgendes Problem aufzeigt.
Bei einigen Fällen erhöht sich der Spitzenwert einer angelegten Spannung, zur Ansteuerung der Mehrfachelektronenstrahlquelle anzusteuern, aufgrund der Temperatureigenschaft (beispielsweise Temperaturdrift) der Ansteuerschaltung oder ein unmittelbarer Anstieg aufgrund einer Störung (beispielsweise Rauschen oder statische Elektrizität der Schaltung), wie in 3 gezeigt. Erhöht sich dieser Anstieg des Spannungswerts den Spitzenwert der Ansteuerspannung über einen vorbestimmten Wert (der größte der Spannungswerte, die zuvor an die Elektronenstrahlquelle angelegt wurde), ändern sich die Einrichtungseigenschaften der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung, nachdem die elektrische Spannung an die Mehrfachelektronenstrahlquelle angelegt wurde, plötzlich. Selbst wenn daher der gleiche Spannungswert, der vor der Änderung bei den Eigenschaften der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung der Mehrfachelektronenstrahlquelle angelegt wird, ändert sich der Betrag der Elektronenemission (er nimmt ab). Wird die Mehrfachelektronenstrahlquelle auf ein Bildanzeigegerät angewendet, nimmt die Leuchtdichte der Zeile, an der ein Bild während des Ansteuervorgangs angezeigt werden soll ab, was beispielsweise zu einer Leuchtdichteänderung in der Zeilenrichtung des Anzeigebildes führt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist angesichts der oben konventionellen Situation entstanden, und die Aufgabe ist es, ein Herstellungsverfahren eines Elektronenerzeugungsgeräts zu schaffen, das durch Veränderungen der Ansteuerspannung weniger beeinflußt wird.
Nach diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist ein Herstellungsverfahren eines Elektronenerzeugungsgeräts mit den Verfahrensschritten: Bereitstellen eines Substrats mit einer Vielzahl von Elektronenemissionseinrichtungen mit Oberflächenleitfähigkeit, die in einer Matrix auf dem Substrat angeordnet sind, und eines Ansteuermittels zum Anlegen einer Ansteuerspannung an die Vielzahl von Elektronenemissionseinrichtungen mit Oberflächenleitfähigkeit; gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt des Anlegens eines Spannungsimpulses an die Vielzahl von Elektronenemissionseinrichtungen mit Oberflächenleitfähigkeit, wobei die Impulsspannung einen größeren Wert als der Spannungswert entsprechend der Summe eines Maximalwertes einer normalen Ansteuerspannung des Ansteuermittels hat, und eine Störspannung, die geeignet ist, in die Elektronenemissionseinrichtungen mit Oberflächenleitfähigkeit zu gelangen.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich, die in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung vorgenommen wurde, bei der gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Teile bei allen Figuren bedeuten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1A und 1B zeigen die graphische Darstellungen der Wellenform einer Spannung, die bei der Messung verwendet wird, und die Verschiebung der elektrischen Eigenschaften der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung;
2A und 2B zeigen graphische Darstellungen zur Erklärung der Speicherfunktion der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt eine Wellenformdarstellung zur Erklärung eines zu lösenden Problems durch die Erfindung, das heißt, eine Verzerrung einer Ansteuerspannung, hervorgerufen durch Rausch- oder eine Temperatureinwirkung;
4 zeigt eine perspektivische Teilansicht des Anzeigefeldes eines Bildanzeigegeräts entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel;
5A und 5B zeigen Grundrisse der Anordnungen von Leuchtstoff en auf der Frontplatte des Anzeigefeldes des ersten Ausführungsbeispiels;
6A und 6B zeigen einen Grundriß und eine Schnittdarstellung einer oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung vom ebenen Typ, die beim ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird;
7A bis 7E zeigen in Schritten Schnittdarstellungen der Herstellung einer oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung vom ebenen Typ des ersten Ausführungsbeispiels;
8 zeigt eine graphische Darstellung der Wellenformen der angelegten Spannungen bei einem Formierungsvorgang des ersten Ausführungsbeispiels;
Die 9A und 9B zeigen graphische Darstellungen der Wellenformen einer angelegten Spannung und eine Änderung beim Emissionsstrom Ie bei einem Aktivierungsvorgang des ersten Ausführungsbeispiels;
10 zeigt eine Schnittdarstellung einer oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung vom Stufentyp, die beim ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird;
11A bis 11F sind Schnittdarstellungen von Schritten bei der Herstellung der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung vom Stufentyp;
12 zeigt einen Grundriß des Substrats einer Mehrfachelektronenstrahlquelle, die beim ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird;
13 zeigt eine Teilschnittdarstellung des Substrats der Mehrfachelektronenstrahlquelle, die im ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird;
14 zeigt ein Blockdiagramm der Schaltungsanordnung, um die Speicherfunktion der Mehrfachelektronenstrahlquelle des ersten Ausführungsbeispiels zu vermitteln;
15 zeigt eine graphische Darstellung einer Spannungswellenform zur Realisierung der Speicherfunktion, die beim ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird;
16 zeigt in einem Blockdiagramm die Anordnung der Fernsehsignalanzeigschaltung unter Verwendung des Anzeigefeldes des ersten Ausführungsbeispiels;
17 zeigt einen Grundriß eines Beispiels der Anordnung der elektronenemittierenden Einrichtung der Mehrfachelektronenstrahlquelle des ersten Ausführungsbeispiels;
18 zeigt eine Darstellung zur Erklärung eines Beispiels einer Anzeige in Zeileneinheiten beim ersten Ausführungsbeispiel;
19 zeigt eine Darstellung eines genauen Beispiels der Anzeigeform der in 17 gezeigten Schaltung;
20 zeigt in einem Zeitablaufsteuerungsdiagramm ein Beispiel einer Zeitabfolge der in 19 gezeigten Anzeige;
21 zeigt in einem Zeitablaufsteuerungsdiagramm ein Beispiel der Anzeige des ersten Ausführungsbeispiels;
22 zeigt eine perspektivische Schnittansicht eines Anzeigefeldes entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
23 zeigt in einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen einer angelegten Gitterspannung und einem Stromwert auf einer Leuchtstoffoberfläche im zweiten Ausführungsbeispiel;
24 zeigt ein Blockdiagramm eines Mehrfunktionsbildanzeigegeräts, das ein Bildanzeigegerät der vorliegenden Erfindung verwendet;
25 zeigt einen Grundriß eines Beispiels einer konventionellen oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung; und
26 zeigt eine Darstellung zur Erklärung der allgemeinen Matrixverdrahtung einer elektronenemittierenden Einrichtungen.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Eine elektronenemittierende charakteristische Speicherfunktion, dargestellt durch eine oberflächenleitende Elektronenemissionseinrichtung, wird als erstes beschrieben.
Die hiesigen Erfinder bearbeiteten eine oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung voran, die einem Formierungs- und Aktivierungsvorgang in einem Vakuum unterzogen wurde, bei der der Partialdruck des organischen Gases reduziert wurde, und sie maßen ihre elektrischen Eigenschaften.
Die 1A und 1B zeigen graphische Darstellungen der Spannungswellenform eines Ansteuersignals, das an die oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung angelegt wird. Die Abszisse stellt die Zeitachse dar, und die Ordinate stellt die elektrische Spannung (künftig als Einrichtungsspannung Vf bezeichnet) dar, die an die oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung angelegt wird.
Als Ansteuersignal, wie in 1A gezeigt, werden aufeinanderfolgende rechteckige Spannungsimpulse verwendet, und der Anwendungszeitraum der Spannungsimpulse wurde in drei Zeitabschnitte unterteilt, und zwar dem erste bis zum dritten Zeitabschnitt. Bei jedem Zeitabschnitt werden 100 identische Impulse angewendet. 1B zeigt eine vergrößerte Darstellung der Wellenform von solch einem in 1A gezeigten Spannungsimpuls
Die Meßbedingungen waren: Impulsbreite T1 = 66,8 μs und Impulsdauer T2 16,7 ms bei jedem Zeitabschnitt. Diese Bedingungen wurden unter Bezugnahme auf die Einstellung der Standardansteuerbedingungen bestimmt, wenn eine oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung auf einen allgemeine Fernsehempfänger angewendet wurde. Die Speicherfunktion kann auch unter anderen Bedingungen gemessen werden Es sei angemerkt, daß die Messung ausgeführt wurde, während die Impedanz eines Verdrahtungsweges von einer Ansteuersignalquelle zu jeder oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung in der Weise ausreichend verringert wurde, daß sowohl eine Anstiegszeit Tr als auch eine Abfallzeit Tf eines Spannungsimpulses, der der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung zugeführt wurde, kleiner oder gleich einem Wert von 100 ns wurde.
Die Ansteuerspannung Vf betrug Vf = Vf1 beim ersten und beim dritten Zeitabschnitt und Vf = Vf2 beim zweiten Zeitabschnitt. Beide Ansteuerspannungen Vf1 und Vf2 wurden auf einen größeren Wert als die Elektronenemissionsschwellenspannung von jeder oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung und zur Erfüllung der Bedingung Vf1 < Vf2 eingestellt. Da sich die Elektronenemissionsschwellenspannung in Abhängigkeit von der Form und dem Material einer oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung ändert, werden diese Spannungswerte annähern in Verbindung mit einer oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung, das durchgemessen werden soll, eingestellt. Bei Berücksichtigung eines Partialdrucks in der Umgebung der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung bei einem Meßvorgang, betrug der Gesamtdruck 1,33 × 10^–4 Pa (1 × 10^–6 Torr) und der Partialdruck eines organischen Gases 1,33 × 10^–7 Pa (1 × 10^–9 Torr).
Die 2A und 2B zeigen in einer graphischen Darstellung die elektrischen Kenndaten der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung bei Anlegen des in den 1A und 1B gezeigten Ansteuersignals. Bezugnehmend auf 2A stellt die Abszisse die Einrichtungsspannung Vf dar und die Ordinate den Meßwert eines elektrischen Stroms (künftig als Emissionsstrom Ie bezeichnet), ser von der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung emittiert wurde. Bezugnehmend auf die 2B stellt die Abszisse die Einrichtungsspannung Vf dar, und die Ordinate den Meßwert eines elektrischen Stroms (künftig als Einrichtungsstrom If bezeichnet), der in der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung fließt.
Als erstes wird die in 2A gezeigte Kennlinie in Abhängigkeit von der Einrichtungsspannung Vf und vom Emissionsstrom Ie beschrieben.
Beim ersten Zeitabschnitt in 1A gibt die oberflächenleitende Elektronenemissionseinrichtung einen Emissionsstrom entsprechend der Kennlinie Iec(1) in Erwiderung auf einen Ansteuerimpuls aus. Während der Anstiegszeit Tr des Ansteuerimpulses, wenn die angelegte Spannung Vf die Schwellenspannung Vth1 überschreitet, erhöht sich der Wert des Emissionsstroms Ie unmittelbar, wie aus der Kennlinie Iec(1) zu sehen ist. Während des Zeitabschnitts von Vf = Vf1, das heißt, im Intervall der Impulsbreite T1, wird der Emissionsstrom Ie bei Ie1 gehalten. während der Abfallzeit Tf des Ansteuerimpulses nimmt der Emissionsstrom Ie entsprechend der Kennlinie Iec(1) unmittelbar ab.
Beim zweiten Zeitabschnitt, wenn das Anlegen eines durch Vf = Vf2 vorgegebenen Impulses gestartet wird, verändert sich die Kennlinie Iec(1) in die Kennlinie Iec(2). Genauer: Während der Anstiegszeit Tr des Ansteuerimpulses, wenn der Wert der angelegten Spannung Vf den Wert der Schwellenspannung Vth2 überschreitet, steigt der Wert des Emissionsstroms Ie entsprechend der Kennlinie Iec(2) unmittelbar an. Beim Zeitabschnitt von Vf = Vf2, das heißt das Intervall T1, wird der Emissionsstrom auf dem Wert Ie2 gehalten. Während der Abfallzeit Tf des Ansteuerimpulses nimmt der Emissionsstrom Ie unmittelbar entsprechend der Kennlinie Iec(2) unmittelbar ab.
Obgleich beim dritten Zeitabschnitt der durch Vf = Vf1 vorgegebene Impuls wieder angelegt wird, ändert sich der Emissionsstrom Ie entsprechend der Kennlinie Iec(2). Genauer: Während der Anstiegszeit Tr des Ansteuerimpulses, wenn der Wert der angelegten Spannung Vf den Wert der Schwellenspannung Vth2 überschreitet, steigt der Wert des Emissionsstroms Ie entsprechend der Kennlinie Iec(2) unmittelbar an. Beim Zeitabschnitt Vf = Vf1, das heißt das Intervall T1, wird der Emissionsstrom Ie bei Ie3 gehalten. Bei der Abfallzeit Tf des Ansteuerimpulses nimmt der Emissionsstrom Ie entsprechend der Kennlinie Iec(2) unmittelbar ab.
Da, wie oben beschrieben, beim dritten Zeitabschnitt nimmt, da die Kennlinie Iec(2) im zweiten Zeitabschnitt abgespeichert wird, der Wert des Emissionsstroms Ie bei der Ansteuerspannung Vf = Vf1 vom Wert Ie1 auf den Wert Ie3 ab, und er wird kleiner als der Wert des Emissionsstroms beim ersten Zeitabschnitt.
Was die Kennlinie in Abhängigkeit von der Einrichtungsspannung Vf und dem Einrichtungsstrom If, wie in 2B gezeigt, betrifft, arbeitet die Einrichtung entsprechend einer Kennlinie Ifc(1) beim ersten Zeitabschnitt. Beim zweiten Zeitabschnitt hingegen arbeitetet die Einrichtung entsprechend einer Kennlinie Ifc(2). Beim dritten Zeitabschnitt arbeitet die Einrichtung entsprechend der Kennlinie Ifc(2), die während des zweiten Zeitabschnitts abgespeichert wurde.
Aus Gründen der Beschreibungserleichterung werden nur die drei Zeitabschnitte, das heißt der erste bis zum dritten Zeitabschnitt, eingestellt. Augenscheinlich jedoch ist die Einstellung nicht auf diese Bedingung begrenzt. Durch Anlegen einer Impulsspannung an eine oberflächenleitende Elektronenemissionseinrichtung mit einer Speicherfunktion, sofern ein Impuls mit einem Spannungswert größer als eine zuvor angelegter Impuls angelegt wird, verschiebt sich die Kennlinie, und die sich ergebende Kennlinie wird abgespeichert. Nachfolgend bleibt die Kennlinie (elektronenemittierende Eigenschaft) so lange abgespeichert, bis ein Impuls mit einem größeren Spannungswert angelegt wird. Eine derartige Speicherfunktion wurde bei anderen elektronenemittierenden Einrichtungen, einschließlich den elektronenemittierenden Einrichtungen vom Feldemissionstyp, nicht beobachtet. Diese Eigenschaft gilt daher nur für oberflächenleitende Elektronenemissionseinrichtungen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird an sämtliche oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen der Mehrfachelektronenstrahlquelle im voraus eine Speicherspannung Vmn(Vmn = Vdr + ΔV + Vsf) angelegt, die erhalten wird, wenn eine Spannung ΔV und ein Spannungswert Vsf mit einer Sicherheitsspanne erhaltend wird, indem der maximale Anstiegswert der Spitzenwerts der Ansteuerspannung durch die Störungs- oder die Temperatureigenschaft, zu einem Spitzenwert Vdr einer idealen Ansteuerspannung in der Weise abgeschätzt wird, daß die Einrichtungseigenschaften sämtlicher oberflächenleitender Elektronenemissionseinrichtungen verschoben und abgespeichert werden.
Wird der Spannungswert Vsf mit einer Sicherheitsspanne auf einen geeigneten Wert in der Weise eingestellt, daß der Spitzenwert der aktuellen Ansteuerspannung nicht über den Wert der Speicherspannung Vmn, aufgrund der Störungs- und Temperatureigenschaften, ansteigt, wird die elektronenemittierende Eigenschaft aufgrund der Speichereigenschaft der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung nicht verschoben. Das heißt, wird die Mehrfachelektronenstrahlquelle auf ein Bildanzeigegerät angewendet, wird die Leuchtdichte der Bildanzeige während des Ansteuervorgangs nicht herabgesetzt, oder die Leuchtdichteveränderung des Anzeigebildes kann eliminiert werden. Der bevorzugte Bereich der Speicherspannung Vmn beträgt etwa das 1,05fache bis 1,5fache des Maximalwerts der Ansteuerspannung.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden unten genauer unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
Die Anordnung und das Herstellungsverfahren des Anzeigefeldes eines Bildanzeigegeräts entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf ein ausführliches Beispiel beschrieben.
4 zeigt perspektivisch eine Teilschnittdarstellung eines Anzeigefeldes, das beim ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird, wobei der interne Aufbau des Feldes gezeigt wird.
Unter Bezugnahme auf 4 bezeichnen die Bezugszeichen 1005 eine Rückwand, 1006 eine Seitenwand, 1007 eine Frontplatte. Diese Teile 1005 bis 1007 bilden ein luftdichtes Gefäß, damit ein Vakuum in einem Anzeigefeld 1000 aufrecht erhalten wird. Um das luftdichte Gefäß herzustellen, ist es erforderlich, die einzelnen Teile zu versiegeln, um ihren Verbindungsteilen zu ermöglichen, eine ausreichende Festigkeit- und Luftdichtigkeitsbedingung zu geben. Beispielsweise wird auf die Verbindungsteile eine Glasmasse aufgebracht und bei 400°C bis 500°C an Luft oder in einer Stickstoffatmosphäre über einen Zeitraum von 10 Minuten oder mehr gesintert, wobei die gesinterten Teile verbunden werden. Ein Verfahren zur Evakuierung des luftdichten Gefäßes wird später beschrieben.
Auf der Rückwand 1005 ist ein Substrat 1001 befestigt, auf dem N × M oberflächenleitende Elektronenemissionseinrichtungen gebildet werden. M und N sind positiv ganze Zahlen mit dem Wert 2 oder größer, und sie werden etwa entsprechend der Speicheranzahl der Anzeigebildpunkte eingestellt. Bei einem Anzeigegerät für eine hochauflösende Fernsehanzeige betragen beispielsweise die Zahlen N = 3 000 oder mehr und M = 1 000 oder mehr. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird N = 3 071 und M = 1024 gewählt. Die M × N oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen werden in einer einfachen Matrix mit M Verdrahtungen in Zeilenrichtung 1003 und N Verdrahtungen in Spaltenrichtung 1004 angeordnet. Das durch das Substrat 1001 gebildete Teil, die Vielzahl der elektronenemittierenden Einrichtungen, die Verdrahtungen in Zeilenrichtung 1003 und die Verdrahtungen in Spaltenrichtung 1004 werden als Mehrfachelektronenstrahlquelle bezeichnet. Das Herstellungsverfahren und der Aufbau der Mehrfachelektronenstrahlquelle wird später genauer beschrieben.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Substrat 1001 der Mehrfachelektronenstrahlquelle auf der Rückwand 1005 des luftdichten Gefäßes befestigt. Hat jedoch das Substrat 1001 einer Mehrfachelektronenstrahlquelle eine ausreichende Festigkeit, kann das Substrat 1001 selbst als eine Rückwand der Mehrfachelektronenstrahlquelle des luftdichte Gefäßes verwendet werden.
Darüber hinaus wird an der unteren Oberfläche der Frontplatte 1007 eine Leuchtstoffschicht 1008 gebildet. Da das Anzeigefeld 1000 dieses Ausführungsbeispiels ein Farbanzeigefeld ist, ist die Leuchtstoffschicht 1008 mit roten (R), grünen (G) und blauen (B) Leuchtstoffen überzogen, das heißt, den drei bei einer Kathodenstrahlröhre verwendeten Leuchtstoffen. Wie in 5A gezeigt, werden die R-, G- und B-Leuchtstoffe in einer Streifenanordnung angewendet. Ein schwarzes leitendes Material 1010 wird zwischen des Streifen des Leuchtstoffs angebracht. Der Zweck des Anbringens des schwarzen leitenden Materials 1010 dient der Vorbeugung der schlechten Anzeigenfarbabdeckung, selbst wenn die Einstrahlungsstelle des Elektronenstrahls etwas verschoben wird, um der Verschlechterung des Anzeigekontrastes durch Verhindern der Reflexion externen Lichts vorzubeugen, und um das Aufladen der Leuchtstoffschicht 1008 durch Elektronenstrahlen zu verhindern. Das schwarze leitende Material 1010 besteht hauptsächlich aus Graphit, obgleich auch jedes anderen Material verwendet werden kann, so lange es obige Zweck erfüllt.
Die Anordnung des Leuchtstoffs der drei Primärfarben, das heißt Rot, Grün und Blau, ist nicht auf die Streifenanordnung, wie in 5A gezeigt, beschränkt. Beispielsweise können ein Deltaanordnung, wie in 5B gezeigt, oder andere Anordnungen verwendet werden.
Soll ein einfarbiges Anzeigefeld gebildet werden, muß für die Leuchtstoffschicht ein einfarbiges Leuchtstoffmaterial verwendet werden. In diesem Fall muß das schwarze leitende Material 1010 nicht notwendigerweise verwendet werden. Darüber hinaus wird eine metallischen Rückwand 1009, wie aus dem Gebiet der Kathodenstrahlröhre bekannt, auf der rückseitigen Oberfläche de Leuchtstoffschicht 1008 der Rückwand bereitgestellt. Der Zweck der Bereitstellung der metallischen Rückwand 1009 ist, das Lichtnutzungsverhältnis durch den spiegelreflektierenden Teil des Lichts, das von der Leuchtstoffschicht emittiert wird, zu verbessern, um die Leuchtstoffschicht 1008 vor dem Zusammenstoß mit negativ geladenen Ionen zu schützen, um die metallischen Rückwand 1009 als eine Elektrode zum Anlegen eine Elektronenstrahlbeschleunigungsspannung zu verwenden, um die metallischen Rückwand 1009 als eine leitende Wegstrecke der Elektronen, die die Leuchtstoffschicht 1008 angeregt haben, zu verwenden. Die metallischen Rückwand 1009 wird durch Bildung der Leuchtstoffschicht 1008 auf der Frontplatte 1007 gebildet, indem ein Glättungsvorgang an der Oberfläche der Leuchtstoffschicht und durch Aufbringen von Aluminium auf diese Schicht durch Aufdampfen im Vakuum vorgenommen wird. Es sei angemerkt: Wird ein Leuchtstoffmaterial für eine niedrige elektrische Spannung für die Leuchtstoffschicht verwendet, wird die metallische Rückwand 1009 benötigt.
Darüber hinaus können zum Anlegen einer Beschleunigungsspannung oder zur Verbesserung der Leitfähigkeit der Leuchtstoffschicht lichtdurchlässige Elektroden, beispielsweise aus indiumdotiertem Zinnoxid, zwischen die Frontplatte 1007 und der Leuchtstoffschicht 1008 angebracht werden.
Bezugnehmend auf 4 bezeichnen die Bezugssymbole Dx1 bis DxM, Dy1 bis DyN und Hv elektrische Verbindungsanschlüsse für eine luftdichten Anordnung, die vorgesehen ist, elektrisch das Anzeigefeld 1000 mit einer elektrischen Schaltung (Beschreibung erfolgt später) zu verbinden. Die Anschlüsse Dx1 bis DxM sind elektrisch mit den Verdrahtungen in Zeilenrichtung 1003 des Substrats 1001, die Anschlüsse Dy1 bis DyN mit den Verdrahtungen in Spaltenrichtung 1004 des Substrats 1001, und der Anschluß Hv mit der metallischen Rückwand 1009 der Frontplatte 1007 verbunden.
Um das luftdichte Gefäß nach Bildung des luftdichte Gefäßes zu evakuieren, werden ein Austrittsrohr und eine ölfreie Vakuumpumpe (hier nicht gezeigt) angeschlossen, und das luftdichte Gefäß wird auf 1,33 × 10^–5 Pa (10^–7 Torr) evakuiert. Während der Aufrechterhaltung der Evakuierung wird das Anzeigefeld 1000 auf 80°C bis 200°C erwärmt und über einen Zeitraum von etwa fünf Stunden ausgeheizt, um den Partialdruck eines organischen Gases zu erniedrigen. Danach wird das Austrittsrohr versiegelt. Um das Vakuum im luftdichten Gefäß aufrechtzuerhalten, wird eine Getter-Schicht (hier nicht gezeigt) an einer vorbestimmten Stelle unmittelbar vor oder nach der Versiegelung gebildet. Die Getter-Schicht wird durch Aufheizen und Evakuieren eines Getter-Materials, das vorwiegend aus Barium besteht, Aufheizen oder Hochfrequenzheizen gebildet. Der Saugeffekt der Getter-Schicht hält ein Vakuum im luftdichten Gefäß von 1,33 × 10^–3 Pa bis 1,33 × 10^–5 Pa (1 × 10^–5 Torr bis 1 × 10^–7 Torr) aufrecht. In diesem Fall wird der Partialdruck des organischen Gases, das hauptsächlich aus Kohlenstoff und Wasserstoff besteht und eine Massezahl von 13 bis 200 hat, auf einen Wert von niedriger 1,33 × 10^–6 Pa (10^–8 Torr) eingestellt.
Die grundlegende Anordnung und das Herstellungsverfahren des Anzeigefeldes 1000 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel wurde oben beschrieben.
Ein Herstellungsverfahren der in dem Anzeigefeld 1000 verwendeten Mehrfachelektronenstrahlquelle wird als nächstes beschrieben. Für die im Bildanzeigegerät dieses Ausführungsbeispiels verwendete Mehrfachelektronenstrahlquelle kann jedes Material, jede Form und jedes Herstellungsverfahren der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung so lange verwendet werden, wie es sich um eine Mehrfachelektronenstrahlquelle mit oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen handelt, die in einer einfachen Matrix angeordnet ist. Die hiesigen Erfinder haben jedoch herausgefunden, daß unter den oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen eine elektronenemittierende Stelle oder deren Umgebung, die aus einer Feinteilchenschicht besteht, sehr gute elektronenemittierende Eigenschaften hat und sich einfach herstellten läßt. Entsprechend ist solch eine Einrichtung die am besten geeignete oberflächenleitende Elektronenemissionseinrichtung, die bei einem Bildanzeigegerät mit großem Bildschirm und großer Helligkeit verwendet werden kann. Beim Anzeigefeld diese Ausführungsbeispiels hat jedes der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen eine elektronenemittierende Stelle oder deren Umgebung, die aus einer Feinteilchenschicht hergestellt ist, verwendet wird. Als erstes wird der Grundaufbau, das Herstellungsverfahren und die Eigenschaft der bevorzugten oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung beschrieben, und der Aufbau der Mehrfachelektronenstrahlquelle mit vielen Einrichtungen, die in einer einfachen Matrix miteinander verbunden sind, wird später beschrieben.
Bevorzugter Aufbau und bevorzugtes Herstellungsverfahren der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung
Der typische Aufbau der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung mit einer elektronenemittierenden Stelle oder ihrer Umgebung, hergestellt aus einer Feinteilchenschicht, einen Aufbau vom ebenen Typ und einen Aufbau vom Stufentyp enthält.
Oberflächenleitende Elektronenemissionseinrichtung vom ebenen Typ
Der Aufbau und das Herstellungsverfahren einer oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung vom ebenen Typ wird als erstes beschrieben. Die 6A und 6B zeigen Grundriß und Schnittdarstellung zur Erklärung des Aufbaus der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung vom ebenen Typ.
Unter Bezugnahme auf die 6A und 6B bezeichnen die Bezugszeichen 1101 ein Substrat, 1102 und 1103 Einrichtungselektroden, 1104 eine elektrisch leitende Dünnschicht, 1105 eine elektronenemittierende Stelle, gebildet mit Hilfe eines Formierungsvorgangs, und 1113 eine Dünnschicht, gebildet mit Hilfe eines Aktivierungsvorgangs. Als Substrat 1101 können verschiedene Glassubstrate, beispielsweise Quarzglas und Kronglas, verschiedene Keramiksubstrate, beispielsweise Aluminiumoxid, oder jedes andere Substrat mit einer isolierenden Schicht, das beispielsweise aus Silizium(II)-oxid besteht und auf dem Substrat gebildet wird, verwendet werden. Die Einrichtungselektroden 1102 und 1103 werden auf dem Substrat 1101, parallel zu seiner Oberfläche und einander gegenüberstehend gebildet, aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt. Beispielsweise kann eins der folgenden Materialien ausgewählt und verwendet werden: Metalle wie Nickel, Chrom, Gold, Molybdän, Wolfram, Platin, Kupfer, Palladium und Silber, Legierungen dieser Materialien, Metalloxide wie Indiumoxid-Zinnoxid und Halbleiter wie polykristallines Silizium. Die Einrichtungselektroden 1102 und 1103 können einfach durch eine Kombination aus einer schichtbildenden Technik wie Aufdampfen im Vakuum, und einer Maskenbildungstechnik wie Photolithographie oder Ätzen gebildet werden, jedoch kann auch jede andere Technik (beispielsweise eine Drucktechnik) verwendet werden.
Die Form der Einrichtungselektroden 1102 und 1103 wird in geeigneter Weise entsprechend einem Anwendungszweck der elektronenemittierenden Einrichtung entworfen. Im allgemeinen wird ein Elektronenabstand L mit einem geeigneten Wert im Bereich zwischen einigen Zehnfachen Nanometer bis einigen Hundert Mikrometer entworfen. Der bevorzugteste Bereich für ein Anzeigegerät liegt bei einigen Mikrometer bis einige Zehnfache Mikrometer. Was die Schichtdicke d der Einrichtungselektroden anlangt, wird ein geeigneter Wert im allgemeinen in einem Bereich von einigen Zehnfachen Nanometer bis einigen Mikrometer ausgewählt.
Die elektrisch leitende Dünnschicht 1104 wird aus einer Feinteilchenschicht hergestellt. Die "Feinteilchenschicht" ist eine Schicht, die eine Vielzahl von Feinteilchen (mit inselförmiger Ansammlung) enthält. Mikroskopische Beobachtung der Feinteilchenschicht zeigt, daß die einzelnen Feinteilchen in der Schicht einen Abstand voneinander haben, nebeneinander liegen oder sich überlappen.
Ein Teilchen in der Feinteilchenschicht hat einen Durchmesser in einer Größenordnung von einigen Zehnfachen Nanometer bis einige Hundert Nanometer. Vorzugsweise liegt der Durchmesser im Bereich von 1 nm bis 20 nm. Die Dicke der Feinteilchenschicht wird in geeigneter Weise entsprechend der folgenden Bedingungen eingestellt: Eine erforderliche Bedingung zur elektrischen Verbindung der Einrichtungselektroden 1102 und 1103, eine Bedingung für den später zu beschreibenden Formierungsvorgang, eine Bedingung zur Einstellung des elektrischen Widerstands der Feinteilchenschicht auf einen geeigneten Wert, wie später beschrieben wird. Genauer: Die Dicke der Schicht wird im Bereich von einigen Zehnfachen Nanometer bis einige Hundert Nanometer, vorzugsweise 1 nm bis 50 nm eingestellt.
Beispiele für verwendete Materialien zur Bildung der Feinteilchenschicht sind: Metalle wie Palladium, Actinium, Ruthenium, Silber, Gold, Titan, Indium, Kupfer, Chrom, Eisen, Zink, Zinn, Tantal, Wolfram und Blei, Oxide wie Palladiumoxid, Zinkoxid, Indiumoxid, Bleioxid und Antimonoxid, Boride wie Hafniumborid, Zirkoniumborid, Lanthanborid, Cerborid, Ytterbiumborid und Gadoliniumborid, Carbide wie Titancarbid, Zirkoniumcarbid, Hafniumcarbid, Tantalcarbid, Siliziumcarbid und Wolframcarbid, Nitride wie Titannitrid, Zirkoniumnitrid und Hafniumnitrid, Halbleiter wie Silizium und Germanium und Kohlenstoffe. Ein geeignetes Material kann aus diesen chemischen Stoffen ausgewählt werden.
Wie oben beschrieben, kann die elektrisch leitende Dünnschicht 1104 aus der Feinteilchenschicht gebildet werden, und der Flächenwiderstand der Schicht wird so eingestellt, daß er sich im Bereich von 10³ Ω/
bis 10⁷ Ω/
bewegt.
Da es vorzuziehen ist, daß die elektrisch leitende Dünnschicht 1104 elektrisch mit den Einrichtungselektroden 1102 und 1103 verbunden wird, werden sie derart angeordnet, daß sich einander teilweise überlappen. Bezugnehmend auf die 6A und 6B werden die entsprechenden Teile in der folgenden Anordnung von unten gestapelt: das Substrat, die Einrichtungselektroden und die elektrisch leitende Dünnschicht. Die vom Boden aus betrachtete Überlappungsreihenfolge kann auch sein: das Substrat, die elektrisch leitende Dünnschicht und die Einrichtungselektroden.
Die elektronenemittierende Stelle 1105 ist eine Rißstelle, die als ein Teil der elektrisch leitenden Dünnschicht 1104 gebildet wird. Die elektronenemittierende Stelle 1105 hat einen höheren elektrischen Widerstand als die umgebende elektrisch leitende Dünnschicht. Die Rißstelle wird durch einen (später zu beschreibenden) Formierungsvorgang auf der elektrisch leitenden Dünnschicht gebildet. In einigen Fällen werden Feinteilchen mit einem Durchmesser von einigen Zehntel Nanometer bis einige Zehnfache Nanometer innerhalb der Rißstelle angeordnet sind. Da es schwierig ist, die tatsächliche Stelle und die Form der elektronenemittierende Stelle, genau darzustellen, zeigen die 6A und 6B die Feinteilchenschicht schematisch.
Die Dünnschicht 1113, die aus Kohlenstoff oder einer Kohlenstoffverbindung besteht, überdeckt die elektronenemittierende Stelle 1105 und ihre Umgebung. Die Dünnschicht 1113 wird mit Hilfe einer später zu beschreibenden Aktivierungsvorgang im Anschluß an den Formierungsvorgang gebildet. Die Dünnschicht 1113 besteht vorzugsweise aus einkristallinem Graphit, polykristallinem Graphit oder amorphem Graphit oder aus einer Mischung dieser Graphitarten und ihre Schichtdicke beträgt 50 nm oder weniger und speziell 30 nm oder weniger. Da es schwierig ist, genau die tatsächliche Stelle oder die Form der Dünnschicht 1113 darzustellen, zeigen die 6A und 6B die Schicht nur schematisch. 6A zeigt einen Grundriß der Einrichtung, bei der ein Teil der Dünnschicht 1113 entfernt ist.
Der bevorzugte Grundaufbau der Einrichtung wurde oben beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird jetzt die folgende Einrichtung verwendet.
Das Substrat 1101 besteht aus Kronglas und die Einrichtungselektroden 1102 und 1103 bestehen aus einer dünnen Nickelschicht. Die Schichtdicke d der Einrichtungselektroden beträgt 100 nm und der Elektrodenabstand L 2 μm. Als Hauptmaterial für die Feinteilchenschicht wird Palladium oder Palladiumoxid verwendet. Die Schichtdicke und die Breite W der Feinteilchenschicht sind etwa auf 10 nm beziehungsweise 100 μm eingestellt.
Ein bevorzugtes Herstellungsverfahren der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung vom ebenen Typ wird als nächstes beschrieben. Die 7A bis 7E sind Schnittdarstellungen zur Erklärung der Herstellungsschritte der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung vom ebenen Typ. Die gleichen Bezugszeichen wie bei den 6A, und 6B bezeichnen die gleichen Teile bei den 7A und 7B, und eine genaue Beschreibung dieser Teile wird unterlassen.

(1) Als erstes werden auf dem Substrat 1101, wie in 7A gezeigt, die Einrichtungselektroden 1102 und 1103 gebildet. Bei der Bildung der Einrichtungselektroden 1102 und 1103 wird das Substrat 1101 durch Verwendung eines Reinigungsmittels, reinen Wassers oder eines organischen Lösungsmittels völlig gereinigt, und ein Einrichtungselektrodenmaterial wird auf dem Substrat 1101 abgeschieden. Als ein Abscheidungsverfahren kann eine schichtbildende Technik im Vakuum wie Aufdampfen im Vakuum oder Kathodenzerstäubung verwendet werden. Danach wird das abgeschiedene Elektrodenmaterial mit Hilfe einer photolithographischen Ätztechnik strukturiert. Auf diese Weise wird das Einrichtungselektrodenpaar (1102 und 1103) gebildet.
(2) Als nächstes wird, wie in 7B gezeigt, die elektrisch leitende Dünnschicht 1104 gebildet. Bei Bildung der elektrisch leitenden Dünnschicht wird eine organische Metallösung auf das in 7A aufbereitete Substrat 1101 aufgebracht, und die aufgebrachte Lösung wird dann getrocknet und gesintert, wobei eine Feinteilchenschicht gebildet wird. Dann wird die Feinteilchenschicht mit Hilfe eines photolithographischen Ätzverfahrens in eine vorgegebene Form gebracht. Die organische Metallösung bedeutet eine Lösung einer organischen Metallverbindung, die ein Material für Feinteilchenschicht als Hauptbestandteil enthält, das für die elektrisch leitende Dünnschicht verwendet wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde als chemisches Einrichtung hauptsächlich Palladium verwendet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Aufbringen einer organischen Metallösung mit Hilfe eines Tauchverfahrens durchgeführt, jedoch kann auch Schleuder- oder ein Sprühverfahren verwendet werden. Als ein Verfahren zur Bildung der aus Feinteilchenschicht hergestellten elektrisch leitenden Dünnschicht kann das Aufbringen einer bei diesem Ausführungsbeispiel verwendeten organischen Metallösung durch jedes andere Verfahren wie Verdampfen im Vakuum, Kathodenzerstäubung oder chemisches Abscheiden aus der Gasphase ersetzt werden.
(3) Wie in 7C gezeigt, wird eine geeignete elektrische Spannung an die Einrichtungselektroden 1102 und 1103 mit Hilfe eines Stromversorgungsgeräts 1110 für den Formierungsvorgang angelegt, und der Formierungsvorgang wird durchgeführt, um die elektronenemittierende Stelle 1105 zu bilden. Der Formierungsvorgang hier ist ein Vorgang, um durch die aus einer Feinteilchenschicht hergestellten elektrisch leitende Dünnschicht 1104, einen elektrischer Strom zu schicken, um in geeignete Weise einen Teil der elektrisch leitenden Dünnschicht zu zerstören, zu deformieren oder zu ändern, wobei die Schicht in eine Struktur geändert wird, die für eine Elektronenemission geeignet ist. Bei dem aus der Feinteilchenschicht hergestellten elektrisch leitenden Dünnschicht hat die Stelle, die in die Struktur verändert wurde, um für Elektronenemission (das heißt die elektronenemittierende Stelle 1105) geeignet zu sein, einen entsprechenden Riß in der Dünnschicht. Beim Vergleich der Dünnschicht mit der elektronenemittierende Stelle 1105 mit der Dünnschicht vor dem Formierungsvorgang hat sich der zwischen den Einrichtungselektroden 1102 und 1103 gemessene elektrische Widerstand deutlich erhöht. Das Stromverfahren für den Formierungsvorgang wird genauer unter Bezugnahme auf 8 beschrieben, die ein Beispiel einer Wellenform einer geeigneten elektrischen Spannung, die vom Stromversorgungsgerät 1110 zur Durchführung des Formierungsvorgangs zugeführt wird. Beim Formierungsvorgang an dem aus einer Feinteilchenschicht hergestellten elektrisch leitende Schicht wird einer impulsförmige Spannung vorzugsweise verwendet. Bei dem in 8 gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein Dreiecksimpuls mit einer Impulsbreite T3 fortlaufend mit einem Impulsintervall T4 zugeführt. In diesem Fall wird eine Spitzenspannung Vpf des Dreiecksimpulses fortlaufend erhöht. Darüber hinaus wird ein Überwachungsimpuls Pm zwischen den Dreiecksimpulsen in geeigneten Intervallen eingefügt, um den gebildeten Zustand der elektronenemittierenden Stelle 1105 zu überwachen, und der an der Einfügungsstelle fließende elektrische Strom wird mit Hilfe eines Amperemeters 1111 gemessen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Vakuum von 1,33 × 10^–3 Pa (10^–5 Torr), die Impulsbreite T3 auf einen Wert 1 ms und das Impulsintervall T4 auf einen Wert 10 ms eingestellt. Der Spitzenwert der Spannung Vpf wird pro Impuls in Schritten von 0,1 V erhöht. Bei jedem fünften Dreiecksimpuls wird ein Überwachungsimpuls Pm angewendet. Um Umkehreffekte beim Formierungsvorgang zu vermeiden, wird eine Spannung Vpm des Überwachungsimpulses auf 0,1 V eingestellt. Erreicht der elektrische Widerstand zwischen den Einrichtungselektroden 1102 und 1103 einen Wert von 1 × 10⁶ Ω, das heißt, erreicht der mit dem Amperemeter 1111 gemessene elektrische Strom bei Anwendung des Überwachungsimpulses einen Wert von 1 × 10^–7 A oder kleiner, wird der Formierungsvorgang beendet. Es sei angemerkt, daß das oben beschriebene Verfahren bei diesem Ausführungsbeispiel bezüglich die oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung bevorzugt wird. Im Fall der Änderung des Entwurfs der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung, die beispielsweise das Material oder die Schichtdicke der Feinteilchenschicht oder den Abstand L zwischen den Einrichtungselektroden betrifft, werden die Bedingungen für die elektrische Stromzufuhr bevorzugt entsprechend der Änderung beim Entwurf der Einrichtung geändert.
(4) Als nächstes wird, wie in 7D gezeigt, von einem Aktivierungsstromversorgungsgerät 1112 eine geeignete elektrische Spannung den Einrichtungselektroden 1102 und 1103 zugeführt, und der Aktivierungsvorgang wird durchgeführt, um die elektronenemittierenden Eigenschaften zu verbessern.

Der Aktivierungsvorgang hier ist ein Vorgang der elektrischen Einflußnahme der elektronenemittierenden Stelle 1105, die durch den Formierungsvorgang unter geeigneten Bedingungen gebildet wurde, um Kohlenstoff oder eine Kohlenstoffverbindung in der Umgebung der elektronenemittierenden Stelle 1105 abzuscheiden. 7D zeigt das abgeschiedene Material des Kohlenstoffs oder der Kohlenstoffverbindung als das Material 1113. Beim Vergleich der elektronenemittierenden Stelle 1105 mit dem Zustand vor dem Aktivierungsvorgang kann der Emissionsstrom bei gleicher angelegter elektrischen Spannung typisch um das Hundertfache oder mehr erhöht werden.
Der Aktivierungsvorgang wird durch periodische Anwendung von Spannungsimpulsen in einem Vakuum von 1,33 × 10^–2 Pa bis 1,33 × 10^–4 Pa (10^–4 Torr bis 10^–5 Torr) durchgeführt, um Kohlenstoff oder eine Kohlenstoffverbindung, die hauptsächlich von einer im Vakuum befindlichen organischen Verbindung stammen, abzuscheiden. Das Abscheidungsmaterial 1113 besteht aus einkristallinem Graphit, polykristallinem Graphit, amorphem Kohlenstoff oder aus einem Gemisch dieser chemischen Stoffe. Die Schichtdicke des Abscheidungsmaterials 1113 beträgt 5000 nm oder weniger, vorzugsweise 3000 nm oder weniger.
9 zeigt ein Beispiel der Wellenform einer geeigneten elektrischen Spannung, die vom Aktivierungsstromversorgungsgerät 1112 zugeführt wird, um den Aktivierungsvorgang genauer zu erklären. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Aktivierungsvorgang durch periodische Anwendung einer konstanten Rechteckspannung durchgeführt. Genauer: Eine dargestellte Rechteckspannung Vac wird auf 14 V, eine Impulsbreite T5 auf 1 ms und ein Impulsintervall T6 auf 10 ms eingestellt. Es sei angemerkt, daß die oben ausgeführten Aktivierungsbedingungen bevorzugt werden, um die oberflächenleitende Elektronenemissionseinrichtung dieses Ausführungsbeispiels herzustellen. Wird der Entwurf des oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung geändert, werden die Bedingungen vorzugsweise entsprechend den Änderungen beim Einrichtungsentwurf geändert.
Unter Bezugnahme auf 7D bezeichnet das Bezugszeichen 1114 eine Elektrode als Anode, die mit einem Gleichstrom-Hochspannungsstromversorgungsgerät 1115 und einem Amperemeter 1116 verbunden ist, um den Emissionsstrom Ie, der von der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung emittiert wurde, zu erfassen. Es sei angemerkt, daß beim Einfügen des Substrats 1101 in das Anzeigefeld 1000 vor dem Aktivierungsvorgang die Leuchtstoffoberfläche des Anzeigefeldes 1000 als Elektrode für die Anode 1114 verwendet wird. Während der Zufuhr einer elektrischen Spannung vom Aktivierungsstromversorgungsgerät 1112 mißt das Amperemeter 1116 den Emissionsstrom Ie, um den Fortgang des Aktivierungsvorgangs zu überprüfen, und um der Betrieb des Aktivierungsstromversorgungsgeräts 1112 zu steuern. 9B zeigt ein Beispiel des vom Amperemeter 1116 gemessenen Emissionsstroms Ie. Wenn das Aktivierungsstromversorgungsgerät 1112 mit der Zuführung einer Impulsspannung beginnt, nimmt der Emissionsstrom Ie zeitabhängig zu, der unter Umständen in die Sättigung gerät, und selten weiter ansteigt. Beim stabilen Sättigungspunkt des Emissionsstroms Ie wird die Zuführung der Spannung vom Aktivierungsstromversorgungsgerät 1112 unterbrochen, und die Aktivierungsvorgang ist damit beendet Es sei angemerkt, daß die oben angeführten Aktivierungsbedingungen bevorzugt werden, die oberflächenleitende Elektronenemissionseinrichtung dieses Ausführungsbeispiels herzustellen. Wird der Entwurf der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung geändert, werden die Bedingungen am besten entsprechend der Änderung des Einrichtungsentwurfs geändert.
Die in 7E gezeigte oberflächenleitende Elektronenemissionseinrichtung vom ebenen Typ wird in der obigen Weise hergestellt.
Oberflächenleitende Elektronenemissionseinrichtung vom Stufentyp
Eine weitere typische oberflächenleitende Elektronenemissionseinrichtung mit einer elektronenemittierenden Stelle oder ihrer Umgebung, die aus eine Feinteilchenschicht gebildet wurde, das heißt, eine oberflächenleitende Elektronenemissionseinrichtung vom Stufentyp wird unten beschrieben.
10 zeigt eine Schnittdarstellung zur Erklärung des grundlegenden Aufbaus der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung vom Stufentyp dieses Ausführungsbeispiels. Unter Bezugnahme auf 10 bedeuten die Bezugszeichen: 1201 ein Substrat, 1202 und 1203 Einrichtungselektroden, 1206 ein stufenbildendes Teil, 1204 eine Feinteilchenschicht verwendende elektrisch leitende Dünnschicht, 1205 eine durch einen Formierungsvorgang gebildeter elektronenemittierende Stelle und 1213 eine durch einen Aktivierungsvorgang gebildete Dünnschicht. Die Einrichtung vom Stufentyp unterscheidet sich von der oben beschriebenen oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung vom ebenen Typ dahingehend, daß eine Einrichtungselektrode (1202) auf dem stufenbildenden Teil 1206 vorgesehen wird, und daß die elektrisch leitende Dünnschicht 1204 eine Seitenoberfläche des stufenbildenden Teils 1206 überdeckt. Daher entspricht der Einrichtungselektrodenabstand L der in den 6A und 6B gezeigten oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung vom ebenen Typ einer Schritthöhe Ls des stufenbildenden Teils 1206 bei der stufenförmigen Einrichtung. Für das Substrat 1201, für die Einrichtungselektroden 1202 und 1203 und für die aus der Feinteilchenschicht bestehende elektrisch leitende Dünnschicht 1204 können die gleichen Materialien wie bei der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung vom ebenen Typ verwendet werden. Für das stufenbildende Teil 1206 wird ein elektrisches Isolationsmaterial, beispielsweise Silizium(II)-oxid, verwendet.
Ein Herstellungsverfahren des oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung vom Stufentyp wird unten beschrieben. Die 11A bis 11F zeigen Schnittdarstellungen zur Erklärung der Herstellungsschritte der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung vom Stufentyp. Die gleichen Bezugszeichen wie in 10 bezeichnen die gleichen Teile in den 11A bis 11F, und auf eine genaue Beschreibung wird verzichtet.

(1) Wie in 11A gezeigt, wird die Einrichtungselektrode 1203 auf dem Substrat 1201 gebildet.
(2) Wie in 11B gezeigt, wird die Isolationsschicht zur Bildung des stufenbildenden Teils auf den sich ergebenden Aufbau aufgebracht. Für die Isolationsschicht wird beispielsweise Silizium(II)-oxid-Schicht unter Verwendung des Kathodenzerstäubungsverfahren gebildet. Jedoch können auch andere schichtbildenden Verfahren wie Aufdampfen im Vakuum oder Drucken verwendet werden.
(3) Wie in 11C gezeigt, wird die Einrichtungselektrode 1202, auf der Isolationsschicht gebildet.
(4) Wie in 11D gezeigt, wird ein Teil der Isolationsschicht, beispielsweise durch Ätzen entfernt, um die Einrichtungselektrode 1203 freizugelegen.
(5) Wie in 11E gezeigt, wird die unter Verwendung einer Feinteilchenschicht elektrisch leitende Dünnschicht 1204 gebildet. Zur Bildung der elektrisch leitenden Dünnschicht 1204 genügt es, eine schichtbildendes Verfahren in gleicher Weise wie bei der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung vom ebenen Typ zu verwenden.
(6) Wie bei der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung vom ebenen Typ wird ein Formierungsvorgang durchgeführt, um die elektronenemittierende Stelle zu bilden (es wird der gleiche Formierungsvorgang wie der bei der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung vom ebenen Typ, der unter Bezugnahme auf 7C beschrieben wurde, durchgeführt).
(7) Wie bei der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung vom ebenen Typ wird ein Aktivierungsvorgang durchgeführt, um Kohlenstoff oder eine Kohlenstoffverbindung in der Umgebung der elektronenemittierenden Stelle aufzubringen (der gleiche Aktivierungsvorgang wie bei der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung vom ebenen Typ, der unter Bezugnahme auf 7D beschrieben wurde, wird durchgeführt).

In der oben beschriebnen Weise wird die in 11F gezeigte oberflächenleitende Elektronenemissionseinrichtung vom Stufentyp, hergestellt.
Aufbau einer Mehrfachelektronenstrahlquelle mit vielen Einrichtungen, die in einer einfachen Matrix verdrahtet sind Der Aufbau einer Mehrfachelektronenstrahlquelle, bei der die oben beschriebenen oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen auf einem Substrat angeordnet werden, und die, wie untern beschrieben, in Form einer einfachen Matrix verdrahtet werden.
12 zeigt einen Grundriß der im Anzeigefeld 1000 der 4 verwendeten Mehrfachelektronenstrahlquelle. Jede der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen mit dem gleichen Aufbau, wie in den 6A und 6B gezeigt, werden auf dem Substrat 1001 angeordnet. Diese Einrichtungen in Form einer einfachen Matrix sind durch die Verdrahtungselektroden in Zeilenrichtung 1003 und durch die Verdrahtungselektroden in Spaltenrichtung 1004 verdrahtet. An den Schnittstellen der Verdrahtungselektroden in Zeilenrichtung 1003 und der Verdrahtungselektroden in Spaltenrichtung 1004 werden zwischen den Verdrahtungen isolierende Schichten (hier nicht gezeigt) derart gebildet, daß elektrische Isolierung aufrechterhalten wird.
13 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A' von 12.
Die Mehrfachelektronenquelle mit obigen Aufbau wird auf folgende Weise hergestellt: Die Verdrahtungselektroden in Zeilenrichtung 1003, die Verdrahtungselektroden in Spaltenrichtung 1004, die isolierenden Schichten zwischen den Elektroden (hier nicht gezeigt) und die Einrichtungselektroden sowie die elektrisch leitenden Dünnschichten der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen werden als erstes auf dem Substrat 1001 gebildet. Danach wird elektrischer Strom an die entsprechenden Einrichtungen über die Verdrahtungselektroden in Zeilenrichtung 1003 und durch die Verdrahtungselektroden in Spaltenrichtung 1004 elektrischer Strom zugeführt, um den Formierungsvorgang und den Aktivierungsvorgang auszuführen, wobei die Mehrfachelektronenstrahlquelle hergestellt wird.
Verfahren zur Änderung der elektronenemittierenden Eigenschaften
Nachstehend beschrieben ist in Verfahren zur Änderung der elektronenemittierenden Eigenschaften der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung, das ein Merkmal dieses Ausführungsbeispiels ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Einrichtungseigenschaften der oben hergestellten Mehrfachelektronenstrahlquelle geändert, indem die oben beschriebene Speicherfunktion der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung, das heißt die Funktion zum Verschieben der elektronenemittierenden Eigenschaften, verwendet wird. Die Speicherspannung oder die charakteristische Verschiebungsspannung wird bei Verwendung einer in 14 gezeigten Schaltung angelegt.
Unter Bezugnahme auf 14 bedeuten die Bezugszeichen: 301 eine Gleichstromspannungsquelle, 302 eine Steuerschaltung, die ein Taktsignal Sc zum sequentiellen Schalten der Verdrahtungen in Zeilenrichtung einer Mehrfachelektronenstrahlquelle 300 ausgibt und 304 einen Feldeffekttransistor. Die an die Einheiten der Zeilen der Mehrfachelektronenstrahlquelle 300 angelegten Speicherspannung wird an die entsprechenden Einrichtungen über die Verdrahtungen in Zeilenrichtung durch Ein-/Ausschaltung der Feldeffekttransistoren 304 angelegt, die mit der Gleichspannungsquelle 301 über das Taktsignal Sc von der Steuerschaltung 302 verbunden sind. Die Steuerschaltung 302 beinhaltet beispielsweise einen Taktgenerator und einen monostabilen Multivibrator, und sie erzeugt eine Impulsbreite und die Wellenform des Zeitabschnitts zum Anlegen der Speicherspannung. Wird die Speicherspannung bei Verwendung der in 14 gezeigten Schaltung angelegt, ist der Alterungsvorgang der Gleichspannungsquelle ausreichend durchgeführt, um Änderungen bei der Spannung der Verdrahtungen in Zeilenrichtung vorzubeugen. Hinzu kommt, daß die Verdrahtungen so kurz wie möglich ausgelegt werden, um Rauschbeeinflussung vorzubeugen. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden sämtliche Verdrahtungen in Spaltenrichtung geerdet.
Die Schaltung zum Anlegen der Speicherspannung ist nicht auf in 16 gezeigte beschränkt. Eine geeignete elektrische Spannung kann durch die oben beschriebene Aktivierungseinheit oder einer weiter unten zu beschreibenden Anzeigesteuerschaltung erzeugt werden.
15 zeigt eine graphische Darstellung einer bei diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Wellenform der Speicherspannung.
Unter Bezugnahme auf 15 beträgt eine Spitzenspannung Vme der Speicherspannung 15 V. Dieser Wert wird auf der Grundlage der Steuerspannung von 14 V bestimmt, wobei ein Anstieg der Ansteuerspannung, verursacht durch Rauschen oder einer Temperatureigenschaft der Steuerschaltung, vorausgesagt wird. Eine Impulsbreite Tm der Speicherspannung beträgt 66,8 μs und eine Impulsdauer Ts 16,6 ms. Hunderte von Impulsen werden auf eine Einrichtung angewendet. Diese Bedingungen werden unter Bezugnahme auf die Ansteuerbedingungen für ein allgemeines Fernsehgerät bestimmt. Die Eigenschaft kann jedoch auch unter anderen Bedingungen verschoben werden.
Auf diese Weise wird die Speicherspannung zuerst an die oberflächenleitende Elektronenemissionseinrichtung angelegt, und die Einrichtungseigenschaft wird geändert (verschoben) und abgespeichert. Mit diesem Vorgang wird die Einrichtungseigenschaft beim Ansteuervorgang nicht erneut geändert. Daher, im Gegensatz zu der bekannten, für Anzeigegeräte verwendeten Mehrfachelektronenstrahlquelle kann der Leuchtdichte des Anzeigebildschirms vorgebeugt werden, abzunehmen, und eine Leuchtdichteänderung des Anzeigbildschirms kann eliminiert werden.
Die Anwendung der Speicherspannung oder der charakteristischen Verschiebespannung wird in einem Vakuum durchgeführt. Vorzugsweise beträgt der Partialdruck eines organischen Gases im Vakuum 1,33 × 10^–6 Pa (1 × 10^–8 Torr) oder weniger. In vielen Fällen ist der Ursprung des organischen Gases, das im Vakuum verbleibt, der Öldampf, der in der Vakuumaustrittseinheit wie einer Rotationspumpe oder einer Öldiffusionspumpe verwendet wurde oder der Rückstand eines organischen Lösungsmittels, das bei dem Herstellungsvorgang der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtung verwendet wurde. Beispiele organischer Gase sind aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Alkane, Alkene und Alkyne, aromatische Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Aldehyde, Ketone, Amine, Phenole, organische Säuren wie Karbonsäure und Sulfosäure oder Derivate der oben beschriebenen organischen Substanzen, wie Butadiene, n-Hexan, 1-Hexen, Benzol, Toluol, o-Xelol, Benzonitril, Chlorethylen, Trichlorethylen, Methanol, Ethanol, Isopropanol, Fromaldehyd, Acetaldehyd, Aceton, Methylethylketon, Diethylketon, Methylamin, Ethylamin, Essigsäure und Propionsäure.
Die Anordnung einer elektrischen Schaltung zur Durchführung eines Anzeigevorgangs an dem oben hergestellten Anzeigefeld wird unten beschrieben.
16 zeigt ein Blockdiagramm, das schematisch die Anordnung einer Steuerschaltung zur Durchführung einer Fernsehanzeige auf der Grundlage eines NTSC-Fernsehsignals (National Television System Committee) wiedergibt.
Unter Bezugnahme auf 16 bezeichnen die Bezugszeichen: 1000 das Anzeigefeld, 102 eine Abtastschaltung, 103 eine Steuerschaltung, 104 ein Schieberegister, 105 einen Zeilenspeicher, 106 ein Amplitudensieb und 107 ein Modulationssignalgenerator. Die Bezugssymbole Vx und Va bezeichnen Gleichspannungsquellen.
Die Wirkungsweise der entsprechenden Komponenten wird unten beschrieben. Das Anzeigefeld 1000 wird mit der externen elektrischen Schaltung über die Anschlüsse Dx1 bis DxM, die Anschlüsse Dy1 bis DyN und den Hochspannungsanschluß Hv verbunden. Abtastsignale für die sequentielle Ansteuerung der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungsgruppen, die in der Mehrfachelektronenstrahlquelle im Anzeigefeld 1000 angeordnet sind, das heißt in einer M × N-Matrix eine Zeile (N Einrichtungen) gleichzeitig, werden den Anschlüssen Dx1 bis DxM zugeführt. Die Modulationssignale zur Steuerung der Ausgabe der Elektronenstrahlen von den entsprechenden oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen einer Zeile, die mit Hilfe des Abtastsignals ausgewählt wird, werden den Anschlüssen Dy1 bis DyN zugeführt. Eine Gleichspannung von beispielsweise 10 kV wird von den Gleichspannungsquelle Va an den Hochspannungsanschluß gelegt. Diese Gleichspannung ist eine Beschleunigungsspannung, um dem Elektronenstrahlausgabe von den oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen ausreichend Energie zu verleihen, um die Leuchtstoffe anzuregen.
Als nächstes wird die Abtastschaltung 102 beschrieben. Die Abtastschaltung 102 beinhaltet M Schalteinrichtungen (in 16 schematisch durch S1 bis SM dargestellt). Jede der Schalteinrichtungen wählt die Ausgangsspannung der Gleichspannungsquelle Vx oder 0 V (Grundniveau) aus, und die Schalteinrichtung verbindet den ausgewählten Spannungswert elektrisch mit einem der Anschlüsse Dx1 bis DxM des Anzeigefeldes 1000. Die Schalteinrichtungen S1 bis SM der Abtastschaltung 102 arbeiten auf der Grundlage eines Steuersignals Tscan, das von der Steuerschaltung 103 ausgegeben wird. Die Schalteinrichtungen lassen sich einfach durch Kombination von Schalteinrichtungen wie Feldeffekttransistoren bilden.
Die Gleichspannungsquelle Vx dieses Ausführungsbeispiels wird auf der Grundlage der Kenndaten der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen eingestellt, um eine konstante Spannung von 7 V auszugeben.
Die Steuerschaltung 103 dient dazu, die Wirkungsweise jedes Bauteils zuzuordnen, damit eine geeignete Anzeige auf der Grundlage eines externen Eingabesignals dargeboten wird. Auf der Grundlage eines Synchronisierungssignals Tsync, das vom unten zu beschreibenden Amplitudensieb 106 gesendet wird, erzeugt die Steuerschaltung die Steuersignale Tscan, Tsft und Tmry zu jedem der Bauteile. Die Zeitfolge des Steuersignals wird später unter Bezugnahme auf 21 genauer beschrieben.
Das Amplitudensieb 106 dient der Abtrennung eines externen Eingangs-NTSC-Fersehsignals in einen Synchronisierungssignalanteil und in einen Leuchtdichtesignalanteil. Wie wohlbekannt, läßt sich das Amplitudensieb 106 einfach unter Verwendung einer Frequenzteilerschaltung (Filter) aufbauen. Das mit Hilfe des Amplitudensiebs 106 getrennte Sychronisierungssignal besteht aus einem vertikalen Sychronisierungssignal und einem horizontalen Sychronisierungssignal. Zur Beschreibungserleichterung werden diese Signale durch das Signal Tsync dargestellt.
Der Leuchtdichtesignalanteil des Bildes, das vom Fernsehsignal abgetrennt ist, wird durch ein Datensignal (DATA) zur Beschreibungserleichterung dargestellt. Dieses Datensignal wird sequentiell in das Schieberegister 104 eingegeben. Das Schieberegister 104 setzt ein serielles Datensignal in ein paralleles Signal in Einheiten der Zeilen des Bildes um, und es arbeitet auf der Grundlage des Steuersignals Tsft, das von der Steuerschaltung 103 ausgesendet wird. Das Steuersignal Tsft kann als das Taktsignal des Schieberegisters 104 bezeichnet werden. Die seriell/-parallel-umgesetzten Daten einer Zeile (entsprechend der Ansteuerdaten von N elektronenemittierenden Einrichtungen) werden vom Schieberegister 104 als N parallele Signal ID1 bis IDN ausgegeben.
Der Zeilenspeicher 105 ist ein Speicher zur Speicherung einer Zeile von Bilddaten für eine bestimmte Zeitdauer. Der Zeilenspeicher 105 speichert den Inhalt der Id1 bis IdN entsprechend dem von der Steuerschaltung 103 gesendeten Steuersignal Tmry geeignet ab. Der in dem Zeilenspeicher 105 abgespeicherte Inhalt wird als I'd1 bis I'dN ausgegeben und dem Modulationssignalgenerator 107 zugeführt. Der Modulationssignalgenerator 107 ist eine Signalquelle zur geeigneten Modulation und Steuerung jedes der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen entsprechend den Bilddaten I'd1 bis I'dN. Die Ausgangssignale vom Modulationssignalgenerator 107 werden den oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen im Anzeigefeld 1000 über die Anschlüsse Dy1 bis DyN zugeführt.
Die Funktionen der in 16 gezeigten entsprechenden Bauteile wurden oben beschrieben. Vor einer Beschreibung des gesamten Vorgangs, wird der Arbeitsablauf des Anzeigefeldes 1000 unter Bezugnahme auf die 17 bis 20 genauer beschrieben. Zur Vereinfachung der Darstellung wird die Anzahl der Bildpunkte des Anzeigefeldes 1000 auf 6 × 6 (das heißt M = N = 6) eingestellt. Wie jedoch verständlich ist, hat das tatsächlich verwendete Anzeigefeld 1000 eine viel größere Anzahl von elektronenemittierenden Einrichtungen (Bildpunkten).
17 zeigt in einem Schaltungsdiagramm eine Mehrfachelektronenstrahlquelle, bei der die oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen zu einer 6 × 6-Matrix verdrahtet sind. Aus Gründen der Beschreibungserleichterung werden in 17 die Stellen der entsprechenden Einrichtungen durch die (X, Y)-Koordinaten D(1, 1), D(1, 2), ..., D(6, 6) dargestellt.
Soll ein Bild durch Ansteuerung einer solchen Mehrfachelektronenstrahlquelle angezeigt werden, wird das Bild sequentiell in Einheiten von Zeilen parallel zur X-Achse gebildet. Um elektronenemittierende Einrichtungen, die zum Bild einer Zeile der Anschlüsse Dx1 bis Dx6 gehören, anzusteuern, wird dem zur Anzeigezeile gehörenden Anschluß eine Spannung von 0 V zugeführt, und die verbleibenden Anschlüsse werden mit einer Spannung vom +7 V versorgt. Synchron zu diesem Vorgang werden Modulationssignale vom Modulationssignalgenerator 107 den Anschlüssen Dy1 bis Dy6 entsprechend dem Bildmuster einer Zeile zugeführt.
Ein Beispiel wird beschrieben, bei dem entsprechend 18 ein Bildmuster angezeigt wird. Zur Beschreibungserleichterung sei die Leuchtdichte der lichtemittierenden Stellen des Bildmusters einander gleich, und sie entsprechen beispielsweise 100 ft·la (Einheit der Leuchtdichte: 1 ft·la (foot-lambert) = 3,426 cd/m²). Beim Anzeigefeld 1000 wurde als Leuchtstoff der bekannte P-22 verwendet, die Beschleunigungsspannung betrug 10 kV, die Wiederholfrequenz der Bildanzeige betrug 60 Hz und die oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen mit den obigen Eigenschaften wurden als elektronenemittierenden Einrichtungen verwendet. In diesem Fall ist eine Spannung von 14 V geeignet. Dieser Spannungswert ändert sich, wenn die entsprechenden Parameter geändert werden.
Für das in 18 gezeigte Bild wird ein Zeitanschnitt zur Lichtemission der dritten Zeile beschrieben. 19 zeigt die an der Mehrfachelektronenstrahlquelle angelegten Spannungswerte über die Anschlüsse Dx1 bis Dx6 und Dy1 bis Dy6, wobei Licht von der dritten Zeile des Bildes emittiert wird.
Wie durch 19 verdeutlicht wird, wird eine Spannung von 14 V an dem Elektrodeneinrichtungspaar der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen bei D(2, 3), D(3, 3) und D(4, 3) der dritten Zeile angelegt, wodurch Elektronenstrahlen ausgegeben werden. Eine Spannung von +7 (= 14 – 7) (schraffierte Einrichtung in 19) wird an die Elektrodenpaare der elektronenemittierenden Einrichtungen, außer an die drei oben erwähnten Einrichtungen, angelegt. Die Spannungswerte von 7 V beziehungsweise 0 V sind kleiner oder gleich der Elektronenemissionsschwellenspannung (14 V) der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen, weshalb keine Elektronenstrahlen von diesen Einrichtungen ausgegeben werden.
Auch für die verbleibenden Zeilen wird die Mehrfachelektronenstrahlquelle in Einheiten von Zeilen in einer ähnlichen Weise angesteuert, entsprechend dem in 18 gezeigten Anzeigemuster, wobei der Anzeigevorgang durchgeführt wird. 20 ist ein zeitserielles Zeitablaufdiagramm, das diesen Steuervorgang zeigt.
Wenn, wie in 20 gezeigt, die Mehrfachelektronenstrahlquelle sequentiell von der ersten Zeile angesteuert wird, kann eine flimmerfreie Bildanzeige verwirklicht werden. Um die Lichtemissionsleuchtdichte des Anzeigemusters zu ändern, das heißt, die Leuchtdichte zu erhöhen (erniedrigen), wird die Impulslänge des den Anschlüssen Dy1 bis Dy6 zugeführten Modulationssignals breiter (schmaler) gemacht. Mit diesem Vorgang wird die Modulation freigegeben.
Das Verfahren der Ansteuerung des Anzeigefeldes 1000 unter Verwendung der Mehrfachelektronenstrahlquelle mit 6 × 6 Bildpunkten wurde oben beschrieben. Der gesamte in 16 gezeigte Vorgang des Geräts wird unten unter Bezugnahme auf das Zeitablaufdiagramm von 21 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 21 stellt (1) die Zeitabfolge der Leuchtdichtesignaldaten dar, die von dem externen NTSC-Eingangssignal mit Hilfe des Amplitudensiebs 106 abgetrennt wurde. Wie in 21 gezeigt, wird das Datensignal sequentiell in der Reihenfolge erste Zeile, zweite Zeile, dritte Zeile, ... gesendet. Synchron zu diesem Vorgang wird der Schiebetakt Tsft von der Steuerschaltung 103 an das Schieberegister 104, wie in 21 durch (2) dargestellt, ausgegeben. Sind die Bilddaten einer Zeile im Schieberegister 104 synchron zum Schiebetakt Tsft eingespeichert, wird das Speicherschreibesignal Tmry von der Steuerschaltung 103 an den Zeilespeicher 105 mit einer durch (3) dargestellten Ablaufsteuerung in 21 ausgegeben, wodurch die Bilddaten einer Zeile (N Einrichtungen) im Zeilenspeicher 105 abgespeichert und festgehalten werden. Als Ergebnis werden die Inhalte der Speicherstellen I'd1 bis I'dN als Ausgangssignale vom Zeilenspeicher 105 durch eine Zeitabfolge (4) in 21 geändert.
Andererseits werden die Inhalte der Steuersignale Tscan zur Steuerung des Vorgangs der Abtastschaltung 102d durch eine Zeitabfolge (5) in 21 dargestellt. Genauer: Soll die erste Zeile angesteuert werden, wird nur die Schalteinrichtung S1 bei der Abtastschaltung 102 mit der Spannung von 0 V versorgt, und die restlichen Schalteinrichtungen werden mit einer Spannung von 7 V versorgt. Soll die zweite Zeile angesteuert werden, werden nur die Schalteinrichtungen S2 mit der Spannung 0 V versorgt, und die restlichen Schalteinrichtungen werden mit einer Spannung von 7 V versorgt. Dies läßt sich auf alle Zeilen anwenden, und dieser Vorgang wird gesteuert. Synchron mit diesem Vorgang wird ein Modulationssignal, das jeder Zeile zugeordnet ist, vom Modulationssignalgenerator 107 an das Anzeigefeld 1000 mit einer Zeitabfolge (6) in 21 ausgegeben.
Obgleich bei der obigen Beschreibung nicht sonderlich erwähnt, können das Schieberegister 104 und der Zeilenspeicher 105 entweder vom digitalen Signaltyp oder vom analogen Signaltyp sein, so lange eine Serien-/Parallel-Umsetzung oder ein Abspeichern des Bildsignals mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit und einer Zeitablauffolge durchgeführt wird. Im Fall eines digitalen Signaltyps muß das Ausgabesignal DATA vom Amplitudensieb 106 in ein digitales Signal umgesetzt werden. Die Verarbeitung läßt sich einfach verwirklichen, indem ein Analog-/Digital-Umsetzer am Ausgabeteil de Amplitudensiebs 106 angeordnet wird.
Mit dem oben beschriebenen Vorgang wird der Fernsehanzeige ermöglicht, das Anzeigefeld 1000 zu benutzen.
Zweites Ausführungsbeispiel
22 zeigt eine teilweise aufgeklappte Schnittansicht einer typischen Anordnung eines Farbbildanzeigegeräts entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezugnahme auf 22 werden eine Vielzahl von Emissionseinrichtungen parallel auf einem Substrat 201 angeordnet (siehe beispielsweise Japanische Patentoffenlegungsschrift No. 1-31332, angemeldet von den hiesigen Anmeldern). Beide Enden jeder Emissionseinrichtung sind mit Anschlußdrähten verbunden, und das Substrat 201 mit einer Vielzahl solcher Zeilen wird an der Rückwand 202 befestigt. Danach werden die Gitter 206, die jeweils mit Durchgangslöchern 205 für Elektronen versehen sind, oberhalb des Substrats 201 angeordnet, um senkrecht zur justierenden Richtung der elektronenemittierenden Einrichtungen zu sein. Eine Frontplatte 210 (eingerichtet durch Bildung einer Leuchtstoffschicht 208 und einer metallischen Rückwand 209 auf der inneren Oberfläche eines Glassubstrats 207) wird an einer Stelle etwa 5 mm oberhalb des Substrats durch einen Stützrahmen 211 angeordnet. Eine Glasmasse wird auf die Verbindungsstellen der Frontplatte 210, des Stützrahmens 211 und der Rückwand 202 angewendet, und sie werden bei 400°C bis 500°C an Luft oder in einem Stickstoffatmosphäre über einen Zeitraum von 10 Minuten oder mehr gesintert, wobei die Teile versiegelt werden. Die Rückwand 202 wird ebenfalls am Substrat 201 mit einer Glasmasse befestigt.
Unter Bezugnahme auf 22 bezeichnet das Bezugszeichen 204 eine elektronenemittierende Stelle. Bei diesem Ausführungsbeispiel bilden, wie oben beschrieben, die Frontplatte 210, der Stützrahmen 211 und die Rückwand 202 eine Hülle 212. Die Rückwand 202 ist hauptsächlich zur Verstärkung des Substrats 201 angeordnet. Verfügt das Substrat 201 selbst über ausreichende Festigkeit, kann die Rückwand 202 vernachlässigt werden. In diesem Fall kann der Stützrahmen 211 unmittelbar mit dem Substrat 201 versiegelt werden, und die Hülle 212 kann durch die Frontplatte 210, den Stützrahmen 211 und das Substrat 201 gebildet werden.
Die Leuchtstoffschicht 208 der Frontplatte 210 wird durch ein schwarzes leitendes Material 213, genannt schwarze Streifen (5A) und Leuchtstoffe 214 gebildet. Zweck der schwarzen Streifen ist es, Farbgemische weniger durchlässig zu machen, indem die beschichteten Stellen zwischen den Leuchtstoffen, die Leuchtstoffe der drei zur Farbanzeige erforderlichen Primärfarben sind, geschwärzt werden, und um eine Abnahme des Kontrastes zu unterdrücken, hervorgerufen durch Reflektion von externem Licht an der Leuchtstoffschicht 208. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden gestreifte Leuchtstoffe (5A) benötigt und sie werden entlang einer ausgerichteten Richtung der elektronenemittierenden Einrichtungen (das heißt in einer Richtung senkrecht zu den Gittern 206) angeordnet. Die schwarzen Streifen werden als erstes gebildet, und die entsprechenden Farbleuchtstoffe werden zwischen den schwarzen Streifen aufgebracht, wobei die Leuchtstoffschicht 208 gebildet wird.
Zur Bildung der schwarzen Streifen wird ein Material verwendet, dessen Hauptbestandteil Graphit ist, und es kann jedes Material verwendet werden, so lange es elektrisch leitend ist und nur wenig Licht durchläßt oder reflektiert. Was die Verfahren zum Überziehen des Glassubstrats 207 mit dem Leuchtstoff betrifft, wird ein Ausscheidungsverfahren oder ein Druckverfahren für eine monochromatische Anzeige verwendet. Bei diesem Ausführungsbeispiel jedoch wird für eine Farbanzeige ein Aufschlämmverfahren verwendet. Selbst wenn ein Druckverfahren für eine Farbanzeige eingesetzt wird, kann natürlich eine ähnliche Überzugsschicht erhalten werden.
Die metallischen Rückwand 209 wird üblicherweise auf der inneren Oberfläche des Leuchtstoffschicht 208 gebildet. Zweck des Bereitstellens der metallischen Rückwand 209 ist es, die Leuchtdichte durch Spiegelreflexion in Richtung der Frontplattenseite 210, Teil des emittierten Lichts vom Leuchtstoff und Ausbreiten in Richtung der inneren Oberfläche zu erhöhen, um die metallischen Rückwand 209 als eine Elektrode zu verwenden, um eine Elektronenstrahlbeschleunigungsspannung anzulegen, um den Leuchtstoff vor Zerstörung durch Zusammenstoß mit negativen Ionen zu schützen, die in der Hülle 212 erzeugt werden. Die metallischen Rückwand 209 wird durch Bilden einer Leuchtstoffschicht 208 gebildet, Anwendung einer Glättungsvorgangs (üblicherweise Beschichtung genannt) an der inneren Oberfläche der Leuchtstoffschicht 208 und Aufbringen von Aluminium durch Aufdampfen im Vakuum. Um die Leitfähigkeit der Leuchtstoffschicht 208 zu erhöhen, wird manchmal eine lichtdurchlässige Elektrode (hier nicht gezeigt) auf der äußeren Oberfläche der Leuchtstoffschicht 208 gebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die lichtdurchlässige Elektrode vernachlässigt, weil die metallische Rückwand 209 ausreicht, um eine ausreichende Leitfähigkeit zu erhalten.
Beim Versiegeln der Verbindungsstellen der Frontplatte 210, des Stützrahmens 211 und der Rückwand 202 wird ausreichende Justierung durchgeführt, da die Leuchtstoffe 214 der entsprechenden Farben und die elektronenemittierenden Einrichtungen 110 für eine Farbanzeige übereinstimmend gemacht werden müssen.
Das in der obigen Weise gebildete Glasgefäß wird mit Hilfe einer Vakuumpumpe über ein Austrittsrohr (hier nicht gezeigt) evakuiert. Nachdem eine ausreichendes Vakuum erzielt wurde, wird an die Einrichtungselektroden 203 über die externen Anschlüsse Dr1 bis DrM und DL1 bis DLM eine Spannung angelegt, wodurch ein Formierungsvorgang durchgeführt wird. Mit Hilfe dieses Vorgangs werden die elektronenemittierende Stellen 204 gebildet, und die elektronenemittierenden Einrichtungen 204 werden auf dem Substrat 201 gebildet. Das Austrittsrohr (hier nicht gezeigt) wird mit Hilfe eines Gasbrenners in einem Vakuum von etwa 1,33 × 10^–4 Pa (10^–6 Torr) aufgeheizt, um das Austrittsrohr abzuschmelzen, wobei die Hülle 212 versiegelt wird. Schließlich wird ein Getter-Vorgang durchgeführt, um das Vakuum nach dem Versiegeln aufrechtzuerhalten. Dies ist ein Vorgang, unmittelbar vor oder nach der Versiegelung, bei dem eine aufgedampfte Schicht durch Aufheizen einer Getter-Schicht an einer vorbestimmten Stelle (hier nicht gezeigt) beim Bildanzeigegerät durch Widerstandsheizen oder Hochfrequenzheizen gebildet wird. Die Getter-Schicht besteht im wesentlichen aus Barium. Der Adsorptionseffekt der aufgedampften Schicht hält das Vakuum aufrecht.
Beim in der obigen Weise gebildeten Bildanzeigegerät werden elektrische Spannungen an die elektronenemittierenden Einrichtungen über die externen Anschlüsse Dr1 bis DrM und DL1 bis DLM angelegt, wobei die entsprechenden elektronenemittierenden Stellen 204 Elektronen emittieren. Die emittierten Elektronen treten durch die Elektronendurchgangslöcher der Modulationselektroden 206 durch, und sie werden durch eine Hochspannung von einigen Kilovolt oder mehr beschleunigt, die an eine metallischen Rückwand 209 oder an eine lichtdurchlässige Elektrode (hier nicht gezeigt) über einen Hochspannungsanschluß angelegt wird, wodurch die Elektronen auf die Leuchtstoffschicht 208 geschossen werden Mit diesem Vorgang werden die Leuchtstoffe angeregt, Licht auszusenden. Wird eine elektrische Spannung entsprechend der Bilddaten an die Modulationselektroden 206 über die externen Anschlüsse G1 bis GN angelegt, werden die Elektronenstrahlen, die durch die Elektronendurchgangslöcher durchtreten, gesteuert, um ein Bild anzuzeigen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Modulationselektroden 206, wobei jedes der Elektronendurchgangslöcher 205 mit einem Durchmesser von fast 50 μm versehen ist, fast 10 μm oberhalb des Substrats 201 durch eine Isolationsschicht dienende Silizium(II)-oxid-Schicht (hier nicht gezeigt) angeordnet. Wird eine Beschleunigungsspannung von 6 kV angelegt, kann das Ein-/Ausschalten des Elektronenstrahls über eine Modulationsspannung von 50 V oder weniger gesteuert werden.
23 zeigt in einer graphische Darstellung die Beziehung zwischen einer an die Modulationselektroden 206 angelegte Gitterspannung V_G und an der Leuchtstoffoberflächenstrom, der zur Leuchtstoffschicht 208 fließt. Wird die Gitterspannung V_G auf eine bestimmte Schwellenspannung VG1 oder eine größeren Spannungswert erhöht, beginnt der Leuchtstoffoberflächenstrom zu fließen. Wird die Gitterspannung V_G weiter erhöht, steigt der Leuchtstoffoberflächenstrom monoton an, und er ist möglicherweise bei einer Gitterspannung VG2 oder mehr, wie in 23 gezeigt, gesättigt.
Die oben beschriebene Anordnung ist zur Herstellung eines Bildanzeigegeräts erforderlich, obgleich die Einzelheiten, einschließlich die Materialien der entsprechenden Bauteile nicht auf die oben beschriebenen beschränkt ist, und die Materialien können geeignet, entsprechend dem Anwendungszweck des Bildanzeigegeräts, gewählt werden.
Die Grundanordnung und die Herstellungsverfahren des Anzeigefeldes des zweiten Ausführungsbeispiels wurden oben beschrieben. Beim zweiten Ausführungsbeispiel wird ebenfalls eine Speicherspannung an die oberflächenleitende Elektronenemissionseinrichtung angelegt, wodurch die Eigenschaft vor dem Steuervorgang in den rauschsicheren Bereich verschoben wird. Die Zustände, wie beispielsweise ein Vakuum, sind die gleichen wie beim ersten Ausführungsbeispiel.
Das durch den obigen Vorgang hergestellte Anzeigefeld wurde mit einer Steuerschaltung für die Fernsehanzeige verbunden und angesteuert. Im Gegensatz zur bekannten Stand der Technik wurde, hervorgerufen durch eine Änderung bei den Kenndaten der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen, ein abrupte Änderung der Anzeigeleuchtdichte nicht beobachtet.
Was die wesentliche Anordnung der Steuerschaltung des zweiten Ausführungsbeispiels anlangt, wird eine Ausgangsspannung von einem Modulationssignalgenerator auf eine Spannung eingestellt, die als elektrische Spannung für die Modulation durch die Gitter geeignet ist, und die mit den Anschlüssen G1 bis GN verbunden sind. Die Ausgangsspannung von einer Abtastschaltung 102 wird derart eingestellt, daß die Abtastspannung 14,0 V und die Nichtabtastspannung 0 V beträgt, und sie ist mit den Anschlüssen DL1 bis DLM verbunden. Die Anschlüsse Dr1 bis DrM sind stets auf 0 V eingestellt.
Anwendungsbeispiel
24 zeigt in einem Blockdiagramm ein Beispiel eines Mehrfunktionsanzeigegeräts, das in der Lage ist, Bildinformation anzuzeigen, die von verschiedenen Bildinformationsquellen zugeführt wird, wie ein Fernseher auf einem Anzeigefeld 1000 unter Verwendung von oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen als elektronenemittierende Einrichtungen. Ein Anzeigefeld 1000 stellt eine oberflächenleitende Elektronenemissionseinrichtung bereit, deren elektronenemittierende Eigenschaft im Voraus verschoben wird, wie im ersten und im zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Bezugnehmend auf 24 bedeuten die Bezugszeichen: 1000 ein Anzeigefeld, 2101 eine Steuerschaltung des Anzeigefeldes, 2102 eine Anzeigefeldsteuereinheit, 2103 einen Multiplexer, 2104 einen Decodierer, 2105 eine Ein-/Ausgabe-Schnittstellenschaltung, 2106 eine Zentraleinheit (CPU, Central Processing Unit), 2107 ein Bildgenerator, 2108 bis 2110, Bildspeicherschnittstellenschaltungen 2111, eine Bildeingabeschnittstellenschaltung, 2112 und 2113 Fernsehsignalempfangsschaltungen und 2114 eine Eingabeeinheit.
Empfängt das Anzeigegerät dieses Beispiels ein Signal, beispielsweise ein Fernsehsignal das sowohl Bild- als auch Toninformationen enthält, werden Videobilder und Ton natürlich gleichzeitig dargestellt. Eine Beschreibung der Schaltungen und der Lautsprecher, die mit dem Empfang, der Trennung, der Verarbeitung und der Speicherung der Toninformation in Verbindung stehen, werden nicht behandelt, da dies Bauteile nicht in direktem Zusammenhang mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung stehen. Die Wirkungsweisen der betreffenden Einheiten wird unten entsprechend dem Ablauf des Bildsignals beschrieben.
Die Fernsehsignalempfangsschaltung 2113 ist eine Schaltung zum Empfang eines Fernsehbildsignals, das über ein drahtloses Übertragungssystems wie elektrische Wellenübertragung oder optische Kommunikation im Raum übertragen wird. Die Normen der Fernsehsignale, die empfangen werden, ist nicht sonderlich begrenzt, und eins der NTSC- (National Television System Committee), PAL- (Phase Alternation Line) oder SECAM-Normen (Systeme Électronique Couleur avec Mémoire) kann verwendet werden. Hinzu kommt ein Fernsehsignal, das eine größere Anzahl von Abtastzeilen enthält (beispielsweise ein Signal für ein sogenanntes hochauflösendes Fernsehen, dargestellt durch die MUSE-Norm (Multiple Sampling Encoder), ist eine bevorzugte Signalquelle zur Verwendung der vorteilhaften Eigenschaften des Anzeigefeldes, das auf einen großen Bildschirm und auf eine Vielzahl von Bildpunkten anwendbar ist. Das mit Hilfe der der Fernsehsignalempfangsschaltung 2113 empfangenes Fernsehsignal wird an den Decodierer 2104 ausgegeben.
Die Fernsehsignalempfangsschaltung 2112 ist eine Schaltung zum Empfang von Fernsehbildsignalen, die durch ein Kabelübertragungssystem wie ein Koaxialkabelsystem oder ein Glasfasersystem übertragen werden. Wie bei der Fernsehsignalempfangsschaltung 2113 sind die Normen der Fernsehsignale, die empfangen werden können, nicht sonderlich begrenzt. Das vom Fernsehsignalempfangsschaltung 2112 empfangene Fernsehsignal wird ebenfalls an den Decodierer 2104 ausgegeben. Die Bildeingabeschnittstellenschaltung 2111 ist eine Schaltung zum Empfang eines Bildsignals, das von einer Bildeingabeeinheit wie einer Fernsehkamera oder einem bildlesenden Scanner geliefert wird. Das empfangene Bildsignal wird an den Decodierer 2104 ausgegeben.
Die Bildspeicherschnittstellenschaltung 2110 ist eine Schaltung zum Empfang eines Bildsignals, das auf dem Band eines Videorecorders abgespeichert wurde. Das empfangene Bildsignal wird an den Decodierer 2104 ausgegeben. Die Bildspeicherschnittstellenschaltung 2109 ist eine Schaltung zum Empfang eines Bildsignals, das auf einer Videoplatte abgespeichert wurde. Das empfangene Bildsignal wird an den Decodierer 2104 ausgegeben. Die Bildspeicherschnittstellenschaltung ist 2108 eine Schaltung zum Empfang eines Bildsignals von einem Gerät wie beispielsweise einer Standbildbildplatte, die Standbildbilddaten speichert. Die empfangenen Standbildbilddaten werden an den Decodierer 2104 ausgegeben. Die Ein-/Ausgabe-Schnittstellenschaltung 2105 ist eine Schaltung zur Verbindung des Anzeigegeräts diese Beispiels an einen externen Rechner, an ein Rechnernetzwerk oder an eine Ausgabeeinheit wie einem Drucker. Die Ein-/Ausgabe-Schnittstellenschaltung 2105 gibt nicht nur Bilddaten oder Zeichendaten/Graphik-Information ein oder aus, sondern sie kann auch, falls erforderlich, Steuersignale oder numerische Daten zwischen der Zentraleinheit 2106 des Bilderzeugungsgeräts und einer externen Einheit ein-/ausgeben.
Die Bildgenerator 2107 ist eine Schaltung zur Erzeugung von Anzeigebilddaten auf der Grundlage von Bilddaten und Zeichen-/Graphik-Information, die von außerhalb über die Ein-/Ausgabe-Schnittstellenschaltung 2105 oder Bilddaten oder Zeichen-/Graphik-Information, die von der Zentraleinheit 2106 ausgegeben wurden, eingegeben werden. Diese Schaltung enthält erforderliche Schaltungen zur Erzeugung von Bilddaten, einschließlich einem wiederbeschreibbaren Speicher zur Abspeicherung von Bilddaten oder Zeichen-/Graphik-Information, einem Festwertspeicher (ROM, Read-Only Memory), in dem Bildmuster entsprechend den Zeichencodes abgespeichert sind, und einen Prozessor zur Durchführung von Bildverarbeitung. Die durch diese Schaltung erzeugten Anzeigebilddaten werden an den Decodierer 2104 ausgegeben. Die Anzeigebilddaten können jedoch auch, falls erforderlich, an ein externe Rechnernetzwerk oder an einen Drucker über eine Ein-/Ausgabe-Schnittstellenschaltung 2105 ausgegeben werden.
Die Zentraleinheit 2106 führt hauptsächlich einen Arbeitsablauf aus, der mit der Ablaufsteuerung des Anzeigegeräts und der Erzeugung, der Auswahl und der Aufbereiten eines Anzeigbildes verbunden ist. Beispielsweise wird ein Steuersignal an den Multiplexer 2103 ausgegeben, wobei in geeigneter Weise auf dem Anzeigefeld auszugebende Bildsignale ausgewählt und kombiniert werden. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Steuersignal an der Anzeigesteuereinheit 2102 entsprechend dem anzuzeigenden Bildsignal erzeugt, wobei in geeigneter Weise der Arbeitsablauf des Anzeigefeld einschließlich der Bildanzeigefrequenz, des Abtastverfahrens (beispielsweise mit oder ohne Zeilensprung) und die Anzahl der Bildschirmabtastzeilen bei einem Bild gesteuert wird. Darüber hinaus gibt die Zentraleinheit 2106 Bilddaten oder Zeichen-/Graphik-Information unmittelbar an den Bildgenerator 2107 aus, oder sie greift auf externe Rechner oder Speicher über die Ein-/Ausgabe-Schnittstellenschaltung 2105 zu, um Bilddaten oder Zeichen-/Graphik-Information einzugeben.
Die Zentraleinheit 2106 kann auch für andere Anwendungen eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Zentraleinheit 2106 unmittelbar einer Funktion zur Erzeugung und zur Verarbeitung von Information zugeordnet werden wie einem Personal Computers oder einer Textverarbeitung. Alternativ kann die Zentraleinheit 2106, wie oben beschrieben, mit einem externen Rechnernetzwerk über die Ein-/Ausgabe-Schnittstellenschaltung 2105 verbunden werden, um mit einem externen Gerät wie einem numerischen Rechner zusammenzuarbeiten.
Die Eingabeeinheit 2114 wird vom Anwender benutzt, um Befehle, Programme oder Daten in die Zentraleinheit 2106 einzugeben. Zusätzlich zu einer Tastatur und einer Maus können verschiedene Eingabegeräte wie ein Joystick, ein Strichcodeleser oder eine Spracherkennungseinheit verwendet werden.
Der Decodierer 2104 ist eine Schaltung zur umgekehrten Umsetzung verschiedener Bildsignale, die von den Schaltungen 2107 bis 2113 in Farbsignale der drei Primärfarben oder in ein Leuchtdichtesignal und I-, sowie Q-Signale eingegeben werden. Wie durch die gestrichelte Linie in 24 angezeigt, beinhaltet der Decodierer 2104 vorzugsweise einen Bildspeicher, damit Fernsehsignale wie beispielsweise MUSE-Signale, die einen Bildspeicher zur umgekehrten Umsetzung verarbeitet werden können. Ein Bildspeicher vereinfacht die Anzeige eines Standbildes. Hinzu kommt daß, der Bildspeicher die Vereinfachung der Bildverarbeitung wie Ausdünnen von Bildpunkten, Interpolation, Vergrößerung, Reduzierung und Synthese und das Aufbereiten von Bilddaten in Zusammenarbeit mit den Bildgeneratoren 2107 und 2106 ermöglicht. Der Multiplexer 2103 wählt in geeigneter Weise ein Anzeigebild auf der Grundlage eines Steuersignals aus, das von der Zentraleinheit 2106 eingegeben wird. Genauer: Der Multiplexer 2103 wählt ein vorgegebenes Bildsignal aus den umgekehrt umgesetzten Bildsignalen aus, die vom Decodierer 2104 eingegeben werden, und der Multiplexer gibt das ausgewählte Bildsignal an die Steuerschaltung 2101 aus. In diesem Fall kann der Multiplexer 2103 ein sogenanntes Mehrfachbildschirm-Fernsehen realisieren, wobei der Bildschirm in eine Vielzahl von Bereichen unterteilt wird, um eine Vielzahl von Bildern in den entsprechenden Bereichen durch selektives Schalten von Bildsignalen innerhalb einer Anzeigedauer für ein Bild anzuzeigen. Die Anzeigesteuereinheit 2102 ist eine Schaltung zur Steuerung des Arbeitsablaufs der Steuerschaltung 2101 auf der Grundlage eines Steuersignals, das von der Zentraleinheit 2106 eingegeben wird.
Für die grundlegende Arbeitsweise des Anzeigefeldes gibt die Anzeigsteuereinheit 2102 ein Signal zur Steuerung der Verarbeitungsfolge der Steuerspannungsquelle (hier nicht gezeigt) des Anzeigefeldes an die Steuerschaltung 2101 aus. Für das Verfahrens der Ansteuerung des Anzeigefeldes gibt die Anzeigsteuereinheit 2102 ein Signal zur Steuerung der Bildschirmanzeigefrequenz oder des Abtastverfahrens (beispielsweise mit oder ohne Zeilensprung) an die Steuerschaltung 2101 aus. Die Anzeigefeldsteuereinheit 2102 gibt, falls erforderlich, ein Steuersignal in Verbindung mit der Justierung der Bildqualität einschließlich Leuchtdichte, Kontrast, Farbton und Schärfe eines Anzeigebildes an die Steuerschaltung 2101 aus.
Die Steuerschaltung 2101 ist eine Schaltung zur Erzeugung eines Steuersignals, das auf das Anzeigefeld 1000 angewendet wird. Die Steuerschaltung 2101 arbeitet auf der Grundlage eines Bildsignals, das vom Multiplexer 2103 eingegeben wird, und eines Steuersignals, das von der Anzeigefeldsteuereinheit 2102 eingegeben wird.
Die Funktionen der entsprechenden Bauteile wurden oben beschrieben. Bei diesem Beispiel kann das Bildgerät mit der in 24 gezeigten Anordnung die von verschiedenen Informationsquellen eingegebene Bildinformation auf dem Anzeigefeld 1000 anzeigen. Genauer: Verschiedene Bildsignale einschließlich Fernsehsignale werden mit Hilfe des Decodierers 2104 der umgekehrten Umsetzung unterworfen, geeignet mit Hilfe des Multiplexers 2103 ausgewählt und in die Steuerschaltung 2101 eingegeben werden.
Die Anzeigefeldsteuereinheit 2102 erzeugt ein Steuersignal zur Steuerung der Arbeitsweise der Steuerschaltung 2101 entsprechend dem angezeigten Bildsignal. Die Steuerschaltung 2101 führt dem Anzeigefeld 1000 ein Steuersignal auf der Grundlage des Bild- und des Steuersignals zu. Mit diesem Arbeitsablauf wird ein Bild auf dem Anzeigefeld 1000 angezeigt. Diese Serie von Arbeitsabläufen erfolgt unter der Gesamtsteuerung der Zentraleinheit 2106.
Dieses Anzeigegerät dieses Beispiels zeigt nicht nur zeigt nicht nur von einer Vielzahl von Bildinformationen ausgewählte Bilddaten an in Verbindung mit dem im Decodierer 2104 implementierten Bildspeichers, dem Bildergenerator 2107 und der Zentraleinheit 2106, sondern das Anzeigegerät kann, für anzuzeigende Bildinformation, Bildverarbeitung einschließlich Vergrößerung, Verkleinerung, Rotation, Bewegung, Kantenverzerrung, Ausdünnen, Interpolation, Farbumsetzung und Vertikal-Horizontal-Verhältnisumsetzung und der Bildaufbereitung einschließlich Synthese, Löschen, Verknüpfung, Ersetzen und Anpassung durchzuführen. Obgleich bei dieser Beschreibung dieses Beispiels nicht speziell erwähnt, können Schaltungen zur Durchführung der Verarbeitung und Aufbereitung bezüglich der Toninformation in gleicher Weise wie bei der Bildverarbeitung und Bildaufbereitung angeordnet werden.
Das Anzeigegerät dieses Beispiels kann Funktionen verschiedener Einrichtungen realisieren, beispielsweise Fernsehanzeigeeinrichtungen, Telekonferenzanschlußeinrichtung, eine Bildaufbereitungseinrichtung für Standbilder und für bewegte Bilder, Anschlußeinrichtung für Büroarbeiten wie einen Computeranschluß oder ein Textverarbeitungssystem oder eine Spielmaschine. Daher verfügt das Anzeigegerät über einen großen Anwendungsbereich für den industriellen und für den privaten Einsatz.
24 zeigt nur ein Beispiel der Anordnung des Anzeigegeräts, das das Anzeigefeld verwendet, bei dem oberflächenleitende Elektronenemissionseinrichtungen als Elektronenstrahlquelle verwendet werden, und das Anzeigegerät ist natürlich nicht auf diese Anordnung beschränkt. Beispielweise können von den einzelnen in 24 gezeigten Bauteilen Schaltungen mit Funktion, die zum Anwendungszweck nicht benötigt werden, unberücksichtigt bleiben. Umgekehrt können einzelne Bauteile in Abhängigkeit vom Anwendungszweck hinzugefügt werden. Wird das Anzeigegerät beispielsweise als ein Fernsehtelephon verwendet, könnte eine Fernsehkamera, ein Mikrophon, eine Beleuchtungseinrichtung und ein Modem hinzugefügt werden.
Da ein Anzeigegerät dieses Beispiels als Elektronenquelle oberflächenleitende Elektronenemissionseinrichtungen verwenden, kann ein flaches Anzeigefeld realisiert werden, wodurch die Tiefe des Anzeigegeräts reduziert werden kann. Hinzu kommt, da das Anzeigefeld als Elektronenquelle oberflächenleitende Elektronenemissionseinrichtungen verwendet, kann es sehr einfach vergrößert werden, und das Anzeigefeld zeichnet sich durch hohe Leuchtdichte und durch große Blickwinkel aus, das Bilderzeugungsgerät vermag kräftige Bilder realistisch und eindruckvoll anzuzeigen.
Die vorliegenden Erfindung kann auf ein System angewendet werden, das aus einer Vielzahl von Geräten besteht, wie einem Hauptrechner, einer Schnittstelle und einem Drucker oder auch einem Gerät, das eine einzige Einrichtung enthält. Darüber hinaus ist die vorliegenden Erfindung auch anwendbar auf einen Fall, bei dem die Erfindung realisiert wird, indem ein Programm zu einem System oder zu einem Gerät geliefert wird. In diesem Fall stellt ein Speichermedium, das das Programm entsprechend der vorliegenden Erfindung abspeichert, die Erfindung dar. Das System oder das Gerät wird in einer Weise betrieben, die in voraus durch Auslesen des Programms vom Speichermedium an das System oder das Gerät definiert wird.
Wie oben entsprechend der vorliegenden Erfindung dargestellt wurde, kann einer Abnahme der Leuchtdichte während des Ansteuerungsvorgangs oder einer Leuchtdichteveränderung, die verursacht wird, wenn die Mehrfachelektronenstrahlquelle unter Verwendung der oberflächenleitenden Elektronenemissionseinrichtungen auf ein Bildanzeigegerät angewendet wird, vorgebeugt werden.
Da viele augenscheinlich sehr unterschiedliche Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung möglich sind, läßt sich verstehen, daß die Erfindung nicht auf die beschriebenen spezifischen Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Der Umfang der Erfindung ist in den anliegenden Patentansprüchen festgelegt.

Claims

Herstellungsverfahren eines Elektronenerzeugungsgeräts, mit den Verfahrensschritten: Bereitstellen eines Substrats (1001) mit einer Vielzahl von Elektronenemissionseinrichtungen (1002) mit Oberflächenleitfähigkeit, die in einer Matrix auf dem Substrat (1001) angeordnet sind, und eines Ansteuermittels (102–107, 1003 und 1004) zum Anlegen einer Ansteuerspannung an die Vielzahl von Elektronenemissionseinrichtungen (1003) mit Oberflächenleitfähigkeit; gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt des Anlegens eines Spannungsimpulses an die Vielzahl von Elektronenemissionseinrichtungen (1002) mit Oberflächenleitfähigkeit, wobei die Impulsspannung einen größeren Wert als der Spannungswert entsprechend der Summe eines Maximalwertes einer normalen Ansteuerspannung des Ansteuermittels (102 bis 107, 1003 und 1004) hat, und eine Störspannung, die geeignet ist, in die Elektronenemissionseinrichtungen (1002) mit Oberflächenleitfähigkeit zu gelangen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Spannungsanlegeschritt in einem Vakuum erfolgt, wobei der Partialdruck von organischem Gas, sofern vorhanden, nicht größer als 133 × 10^–8 Pascal ist.
Verfahren nach Anspruch 2, mit den weiteren Verfahrensschritten: Bereitstellen eines Vakuumgefäßes (1005–1007) und Anordnen der Vielzahl von Elektronenemissionseinrichtungen mit Oberflächenleitfähigkeit im Vakuumgefäß, wobei der Partialdruck organischen Gases, sofern vorhanden, im Gefäß nicht mehr als 133 × 10^–8 Pascal ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Spannungsanlegeschritt das Anlegen einer Spannung zwischen dem 1,05- bis 1,5-fachen des Maximalwertes der normalen Ansteuerspannung von Ansteuermittel (102–107, 1003 und 1004) an die Vielzahl von Elektronenemissionseinrichtungen (1002) mit Oberflächenleitfähigkeit umfaßt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Spannungsanlegeschritt das Anlegen eines Spannungsimpulses an die Vielzahl von Elektronenemissionseinrichtungen mit Oberflächenleitfähigkeit umfaßt, wobei der Spannungsanlegeimpuls einen Wert aufweist, der größer als der Spannungswert ist, der der Summe aus einem Maximalwert einer normalen Ansteuerspannung des Ansteuermittels (102–107, 1003 und 1004) und einer Störspannung ist, die als geeignet in die Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit gelangt, wobei die Störspannung eine solche ist, die das Ansteuermittel (102–107, 1003 und 1004) erzeugt.
Herstellungsverfahren eines Bilderzeugungsgerätes, mit den Verfahrensschritten: Herstellen eines Elektronenerzeugungsgerätes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5; und Bereitstellen einer Leuchtstoffschicht, die eingerichtet ist zum Erregen und nach Bestrahlen mit einem Elektronenstrahl Licht emittiert, den die Vielzahl von Elektronenemissionseinrichtungen (1002) mit Oberflächenleitfähigkeit des Elektronenerzeugungsgerätes erzeugen.